JP2003315832A - Liquid crystal display element - Google Patents
Liquid crystal display elementInfo
- Publication number
- JP2003315832A JP2003315832A JP2002122506A JP2002122506A JP2003315832A JP 2003315832 A JP2003315832 A JP 2003315832A JP 2002122506 A JP2002122506 A JP 2002122506A JP 2002122506 A JP2002122506 A JP 2002122506A JP 2003315832 A JP2003315832 A JP 2003315832A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid crystal
- dye molecule
- crystal display
- dye
- molecule
- 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
Links
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 title claims abstract description 102
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 41
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 25
- 229920000858 Cyclodextrin Polymers 0.000 claims description 11
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 8
- HFHDHCJBZVLPGP-UHFFFAOYSA-N schardinger α-dextrin Chemical compound O1C(C(C2O)O)C(CO)OC2OC(C(C2O)O)C(CO)OC2OC(C(C2O)O)C(CO)OC2OC(C(O)C2O)C(CO)OC2OC(C(C2O)O)C(CO)OC2OC2C(O)C(O)C1OC2CO HFHDHCJBZVLPGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- VTJUKNSKBAOEHE-UHFFFAOYSA-N calixarene Chemical compound COC(=O)COC1=C(CC=2C(=C(CC=3C(=C(C4)C=C(C=3)C(C)(C)C)OCC(=O)OC)C=C(C=2)C(C)(C)C)OCC(=O)OC)C=C(C(C)(C)C)C=C1CC1=C(OCC(=O)OC)C4=CC(C(C)(C)C)=C1 VTJUKNSKBAOEHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 150000003983 crown ethers Chemical class 0.000 claims description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract description 7
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 6
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 abstract description 2
- 210000002858 crystal cell Anatomy 0.000 description 14
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 11
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 9
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 description 9
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 9
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 6
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 5
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 4
- 229940097362 cyclodextrins Drugs 0.000 description 4
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 4
- 239000004986 Cholesteric liquid crystals (ChLC) Substances 0.000 description 3
- 239000004815 dispersion polymer Substances 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- 239000004988 Nematic liquid crystal Substances 0.000 description 2
- 230000003098 cholesteric effect Effects 0.000 description 2
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 2
- ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N diphenyl Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=CC=CC=C1 ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 2
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 2
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 2
- KZMAWJRXKGLWGS-UHFFFAOYSA-N 2-chloro-n-[4-(4-methoxyphenyl)-1,3-thiazol-2-yl]-n-(3-methoxypropyl)acetamide Chemical compound S1C(N(C(=O)CCl)CCCOC)=NC(C=2C=CC(OC)=CC=2)=C1 KZMAWJRXKGLWGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHGYBXFWUBPSRW-UHFFFAOYSA-N Cycloheptaamylose Natural products O1C(C(C2O)O)C(CO)OC2OC(C(C2O)O)C(CO)OC2OC(C(C2O)O)C(CO)OC2OC(C(C2O)O)C(CO)OC2OC(C(O)C2O)C(CO)OC2OC(C(C2O)O)C(CO)OC2OC2C(O)C(O)C1OC2CO WHGYBXFWUBPSRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004985 Discotic Liquid Crystal Substance Substances 0.000 description 1
- 239000002262 Schiff base Substances 0.000 description 1
- 150000004753 Schiff bases Chemical class 0.000 description 1
- 239000004990 Smectic liquid crystal Substances 0.000 description 1
- 229930092411 Swietenocoumarin D Natural products 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 239000003905 agrochemical Substances 0.000 description 1
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-DVKNGEFBSA-N alpha-D-glucose Chemical group OC[C@H]1O[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-DVKNGEFBSA-N 0.000 description 1
- HFHDHCJBZVLPGP-RWMJIURBSA-N alpha-cyclodextrin Chemical compound OC[C@H]([C@H]([C@@H]([C@H]1O)O)O[C@H]2O[C@@H]([C@@H](O[C@H]3O[C@H](CO)[C@H]([C@@H]([C@H]3O)O)O[C@H]3O[C@H](CO)[C@H]([C@@H]([C@H]3O)O)O[C@H]3O[C@H](CO)[C@H]([C@@H]([C@H]3O)O)O3)[C@H](O)[C@H]2O)CO)O[C@@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]3O[C@@H]1CO HFHDHCJBZVLPGP-RWMJIURBSA-N 0.000 description 1
- PYKYMHQGRFAEBM-UHFFFAOYSA-N anthraquinone Natural products CCC(=O)c1c(O)c2C(=O)C3C(C=CC=C3O)C(=O)c2cc1CC(=O)OC PYKYMHQGRFAEBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004056 anthraquinones Chemical class 0.000 description 1
- 125000005337 azoxy group Chemical group [N+]([O-])(=N*)* 0.000 description 1
- WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N benzoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1 WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHGYBXFWUBPSRW-FOUAGVGXSA-N beta-cyclodextrin Chemical compound OC[C@H]([C@H]([C@@H]([C@H]1O)O)O[C@H]2O[C@@H]([C@@H](O[C@H]3O[C@H](CO)[C@H]([C@@H]([C@H]3O)O)O[C@H]3O[C@H](CO)[C@H]([C@@H]([C@H]3O)O)O[C@H]3O[C@H](CO)[C@H]([C@@H]([C@H]3O)O)O[C@H]3O[C@H](CO)[C@H]([C@@H]([C@H]3O)O)O3)[C@H](O)[C@H]2O)CO)O[C@@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]3O[C@@H]1CO WHGYBXFWUBPSRW-FOUAGVGXSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 235000010290 biphenyl Nutrition 0.000 description 1
- 239000004305 biphenyl Substances 0.000 description 1
- JRXXLCKWQFKACW-UHFFFAOYSA-N biphenylacetylene Chemical compound C1=CC=CC=C1C#CC1=CC=CC=C1 JRXXLCKWQFKACW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 1
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- -1 cyclic oligosaccharides Chemical class 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- IIEWJVIFRVWJOD-UHFFFAOYSA-N ethylcyclohexane Chemical compound CCC1CCCCC1 IIEWJVIFRVWJOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003205 fragrance Substances 0.000 description 1
- GDSRMADSINPKSL-HSEONFRVSA-N gamma-cyclodextrin Chemical compound OC[C@H]([C@H]([C@@H]([C@H]1O)O)O[C@H]2O[C@@H]([C@@H](O[C@H]3O[C@H](CO)[C@H]([C@@H]([C@H]3O)O)O[C@H]3O[C@H](CO)[C@H]([C@@H]([C@H]3O)O)O[C@H]3O[C@H](CO)[C@H]([C@@H]([C@H]3O)O)O[C@H]3O[C@H](CO)[C@H]([C@@H]([C@H]3O)O)O[C@H]3O[C@H](CO)[C@H]([C@@H]([C@H]3O)O)O3)[C@H](O)[C@H]2O)CO)O[C@@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]3O[C@@H]1CO GDSRMADSINPKSL-HSEONFRVSA-N 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 150000002391 heterocyclic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 125000001165 hydrophobic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229920001542 oligosaccharide Polymers 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 150000003214 pyranose derivatives Chemical group 0.000 description 1
- 238000000790 scattering method Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示素子に関す
る。更に詳しくは、本発明は、高明度、高コントラスト
比、高信頼性を実現しうる液晶表示素子に関するもので
ある。本発明の液晶表示素子は、反射型ディスプレイ、
透過型ディスプレイ、空間光変調素子、通信用光スイッ
チング素子、光シャッタ、照明装置、調光ガラス等の一
般的な光変調を応用した液晶表示素子に適用可能であ
る。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a liquid crystal display device. More specifically, the present invention relates to a liquid crystal display device capable of realizing high brightness, high contrast ratio and high reliability. The liquid crystal display element of the present invention is a reflective display,
The present invention can be applied to a liquid crystal display device to which general light modulation is applied, such as a transmissive display, a spatial light modulator, an optical switching device for communication, an optical shutter, a lighting device, and a light control glass.
【０００２】[0002]
【従来の技術】現在、一般的なフラットパネルディスプ
レイ、特に携帯情報端末機器に搭載された液晶ディスプ
レイにおける表示方式には、液晶の複屈折性や旋光性を
利用するＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モー
ドやＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ−Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔ
ｉｃ）モード等の偏光板を用いる方式が使用されてい
る。2. Description of the Related Art At present, as a display method in a general flat panel display, particularly a liquid crystal display mounted on a portable information terminal device, a TN (Twisted Nematic) mode or STN utilizing birefringence and optical rotatory power of liquid crystal (Super-Twisted Nemat
ic) mode and the like using a polarizing plate is used.
【０００３】一方、上記とは別に、液晶に二色性色素分
子を添加するゲスト−ホスト（ＧＨ）方式や、動的散乱
モード、相転移モード、高分子分散モードに代表される
ような偏光板を用いない透過／散乱方式が提案されてい
る。これらの方式では偏光板による光の損失がないた
め、前者に比べより明るい表示が可能となる。On the other hand, in addition to the above, a polarizing plate represented by a guest-host (GH) system in which dichroic dye molecules are added to liquid crystal, a dynamic scattering mode, a phase transition mode, and a polymer dispersion mode. A transmission / scattering method that does not use is proposed. In these methods, since there is no light loss due to the polarizing plate, brighter display is possible compared to the former.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ＴＮ及びＳＴＮモード
は液晶による旋光性や複屈折を利用したもので偏光板を
用いる必要がある。偏光板での光の吸収損失は約６０％
にもなり表示が暗くなってしまう。The TN and STN modes utilize the optical rotatory power and birefringence of liquid crystal, and it is necessary to use a polarizing plate. The absorption loss of light in the polarizing plate is about 60%
As a result, the display becomes dark.
【０００５】また、ＧＨ方式においては、ｐ型色素分子
を用いた場合、二色性色素分子の光吸収は光の偏光方向
が分子長軸に対して平行な場合に最大で、光の進行方向
と分子長軸が平行な場合最小となる。従って、一般に用
いられている平行配向を用いた液晶表示素子の表示色は
電界無印加時に有色状態、電界印加時に無色状態の２値
である。ここで、偏光板を用いずに明度、コントラスト
比を上げるにはＧＨ液晶層を多層構造にする方法、コレ
ステリック液晶の相転移モードを利用する方法が一般的
に知られているが、いずれの場合も二色性色素分子その
ものの液晶中でのオーダーパラメータ（ホスト液晶分子
の配向方向に対する色素分子吸収軸の平行度）が低いた
め十分な明るさとコントラストを同時に達成することは
困難である。また、色素分子そのものの光、熱、電気等
の外部刺激に対する安定性にも問題がある。Further, in the GH system, when a p-type dye molecule is used, the light absorption of the dichroic dye molecule is maximum when the polarization direction of light is parallel to the long axis of the molecule, and the light traveling direction. It is the minimum when and the long axes of the molecules are parallel. Therefore, the display color of the liquid crystal display element using the commonly used parallel alignment is a binary state when no electric field is applied and a colorless state when an electric field is applied. Here, in order to increase brightness and contrast ratio without using a polarizing plate, a method of forming a GH liquid crystal layer into a multilayer structure and a method of utilizing a phase transition mode of cholesteric liquid crystal are generally known. However, it is difficult to achieve sufficient brightness and contrast at the same time because the order parameter of the dichroic dye molecule itself in the liquid crystal (parallelism of the dye molecule absorption axis to the orientation direction of the host liquid crystal molecule) is low. There is also a problem in the stability of the dye molecule itself against external stimuli such as light, heat, and electricity.
【０００６】一方、光散乱を利用した方式においては、
一般に、反射型液晶表示素子の背後を黒色の光吸収体と
し、液晶層が透明状態の時に黒表示、散乱状態の時に後
方光散乱による白表示を実現している。動的散乱モー
ド、相転移モードにおいては、信頼性、応答速度、駆動
電圧等が実用的でないため、現在は高分子分散モードが
広く研究されている。高分子分散モードでは、電界の有
無により高分子に対するみかけの液晶の屈折率を変化さ
せ、散乱状態と透明状態を切換えて画像表示を可能にし
ている。On the other hand, in the method utilizing light scattering,
In general, a black light absorber is provided behind the reflective liquid crystal display element to realize black display when the liquid crystal layer is in a transparent state and white display by back light scattering when the liquid crystal layer is in a scattering state. In the dynamic scattering mode and the phase transition mode, reliability, response speed, driving voltage, etc. are not practical, and therefore the polymer dispersion mode is currently widely studied. In the polymer dispersion mode, the refractive index of the apparent liquid crystal with respect to the polymer is changed depending on the presence or absence of an electric field, and the scattering state and the transparent state are switched to enable image display.
【０００７】しかしながら、一般に液晶や高分子といっ
た有機材料の屈折率は狭い範囲で限られており、大きく
てもその比率は１．２程度であるため、光散乱型液晶表
示素子の後方光散乱率は低く十分な明るさを得ることは
できない。そこで、セル厚を厚くして高い後方光散乱率
を得る必要があるが、その場合駆動電圧が非常に高くな
り現実的ではなくなってしまう。However, the refractive index of an organic material such as liquid crystal or polymer is generally limited within a narrow range, and even if it is large, the ratio is about 1.2, so that the backward light scattering rate of the light scattering type liquid crystal display element is large. Can't get low enough brightness. Therefore, it is necessary to increase the cell thickness to obtain a high back light scattering rate, but in that case, the driving voltage becomes very high, which is not realistic.
【０００８】以上のように、高明度、高コントラストを
実現する液晶表示素子は未だ実現しておらず、特に屋外
で使用するケースが多い携帯表示端末では消費電力や強
い外光の制約から、反射型で、高明度と高コントラスト
を実現する液晶表示素子が強く求められている。更に、
近い将来、携帯端末でＴＶの視聴が可能となると言われ
ており、このような特徴をもつ液晶表示素子への要望は
より強くなる。As described above, a liquid crystal display device which realizes high brightness and high contrast has not been realized yet, and in particular, in a portable display terminal which is often used outdoors, due to power consumption and strong external light restrictions, reflection occurs. There is a strong demand for a liquid crystal display device that realizes high brightness and high contrast in a mold. Furthermore,
It is said that TV can be viewed on a mobile terminal in the near future, and a demand for a liquid crystal display device having such characteristics will be stronger.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示素子は
上記問題を解決するためになされたもので、特に偏光板
を用いない、高明度、高コントラスト比、高信頼性の反
射型ディスプレイを提供することを目的としたものであ
る。The liquid crystal display device of the present invention has been made to solve the above-mentioned problems. In particular, a reflective display having high brightness, high contrast ratio and high reliability, which does not use a polarizing plate, is provided. It is intended to be provided.
【００１０】かくして本発明によれば、色素分子を内包
した包接化合物を含有する液晶が二枚の基板間に挟持さ
れていることを特徴とする液晶表示素子が提供される。
これによって、色素分子の液晶中でのオーダーパラメー
タ（ホスト液晶分子の配向方向に対する色素分子吸収軸
の平行度）ならびに、光、熱、電気等の外部刺激に対す
る耐久性が向上し、高明度、高コントラスト、高信頼性
のＧＨ型液晶表示素子を実現することが可能となる。Thus, according to the present invention, there is provided a liquid crystal display device characterized in that a liquid crystal containing an inclusion compound containing dye molecules is sandwiched between two substrates.
This improves the order parameter of the dye molecules in the liquid crystal (parallelism of the dye molecule absorption axis with respect to the orientation direction of the host liquid crystal molecules) and the durability against external stimuli such as light, heat, and electricity. It is possible to realize a GH type liquid crystal display element with high contrast and high reliability.
【００１１】更に、本発明によれば、色素分子を内包し
た包接化合物を含有する液晶が二枚の基板間に挟持さ
れ、該包接化合物が液晶性を有していることを特徴とす
る液晶表示素子が提供される。これによって、包接化合
物を液晶として扱うことが可能となる。更に、少量の包
接化合物で二色性比を向上させることが可能となる。Furthermore, according to the present invention, a liquid crystal containing an inclusion compound encapsulating a dye molecule is sandwiched between two substrates, and the inclusion compound has liquid crystallinity. A liquid crystal display device is provided. This allows the clathrate compound to be treated as a liquid crystal. Furthermore, it becomes possible to improve the dichroic ratio with a small amount of the inclusion compound.
【００１２】また、上記色素分子は、二色性色素分子で
あることが好ましい。二色性色素分子はもともとＧＨ型
液晶表示素子に用いられており、これを包接化合物に取
り込むことによって、より高いオーダーパラメータを実
現し、高明度、高コントラスト、高信頼性のＧＨ型液晶
表示素子を実現することが可能となる。The dye molecule is preferably a dichroic dye molecule. The dichroic dye molecule is originally used in a GH type liquid crystal display element, and by incorporating this into an inclusion compound, a higher order parameter is realized, and a GH type liquid crystal display with high brightness, high contrast and high reliability. It becomes possible to realize the device.
【００１３】更に、上記包接化合物は、チューブ状の化
合物もしくはネックレス状のポリロタキサンであること
が好ましい。これによって１つの環状分子を包接させる
より、より効果的に高明度、高コントラスト、高信頼性
のＧＨ型液晶表示素子を実現することが可能となる。Further, the inclusion compound is preferably a tube-shaped compound or a necklace-shaped polyrotaxane. As a result, it becomes possible to more effectively realize a GH type liquid crystal display device having high brightness, high contrast and high reliability, as compared with the case where one cyclic molecule is included.
【００１４】また、上記チューブ状化合物もしくはネッ
クレス状のポリロタキサンは、シクロデキストリン、ク
ラウンエーテル、カリックスアレーン、シクロファン、
もしくはこれらの誘導体、又はカーボンの少なくとも１
種類をもとにして作製されたものであることが好まし
い。一般に分子レベルでチューブを形成するものとして
はカーボンナノチューブが有名だが、シクロデキストリ
ン、クラウンエーテル、カリックスアレーン、シクロフ
ァン、もしくはこれらの誘導体を用いてチューブやポリ
ロタキサンを形成できる。The tube-shaped compound or necklace-shaped polyrotaxane may be cyclodextrin, crown ether, calixarene, cyclophane,
Or at least one of these derivatives or carbon
It is preferably produced based on the type. Generally, carbon nanotubes are famous for forming tubes at the molecular level, but tubes and polyrotaxanes can be formed using cyclodextrins, crown ethers, calixarenes, cyclophanes, or their derivatives.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】・包接化合物
包接化合物としては、色素分子を内包することができさ
えすれば、特に限定されない。例えば、シクロデキスト
リン、クラウンエーテル、カリックスアレーン、シクロ
ファン、もしくはこれらの誘導体、又はカーボンの少な
くとも１種類を原料にして作製されたチューブ状化合物
もしくはネックレス状のポリロタキサンが挙げられる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Inclusion Compound The inclusion compound is not particularly limited as long as it can encapsulate a dye molecule. For example, cyclodextrin, crown ether, calixarene, cyclophane, or a derivative thereof, or a tubular compound or a necklace-shaped polyrotaxane produced by using at least one kind of carbon as a raw material may be mentioned.
【００１６】ここでは、１例として、包接化合物の原料
にシクロデキストリンを用いた場合を検討する。シクロ
デキストリンは環状オリゴ糖とも呼ばれ、α−グルコピ
ラノース基がα−１，４−グリコシド結合によって環状
につながったもので、そのピラノース基の個数により、
α（６個、シクロヘキサアミロース、空孔径＝０．４５
ｎｍ）、β（７個、シクロヘプタアミロース、空孔径＝
０．７０ｎｍ）、γ（８個、シクロオクタアミロース、
空孔径＝０．８５ｎｍ）、δ（９個、シクロノナアミロ
ース）を付けて呼ばれている。Here, as an example, a case where cyclodextrin is used as a raw material for an inclusion compound will be examined. Cyclodextrins are also called cyclic oligosaccharides, and α-glucopyranose groups are cyclically linked by α-1,4-glycosidic bonds, and depending on the number of pyranose groups,
α (6 pieces, cyclohexaamylose, pore size = 0.45
nm), β (7, cycloheptaamylose, pore size =
0.70 nm), γ (8, cyclooctaamylose,
(Pore size = 0.85 nm), δ (9, cyclononaamylose) is attached.
【００１７】立体的には台形状にゆがんだ円筒形で、そ
の内側は疎水性、外側が親水性という性質を持つことか
ら、内部に疎水性の分子（あるいは環に取り込まれる大
きさの疎水基を持つ分子）を取り込んで、包接化合物を
つくることが知られている。この性質を利用して、シク
ロデキストリンは不安定物質、香料、農薬の安定化剤等
に広く用いられている。Three-dimensionally, it is a trapezoidal-cylindrical cylindrical shape, the inside of which is hydrophobic and the outside of which is hydrophilic, so that inside it is a hydrophobic molecule (or a hydrophobic group of a size that can be incorporated into a ring). It is known to form a clathrate compound by incorporating a molecule having Utilizing this property, cyclodextrins are widely used as unstable substances, fragrances, stabilizers for agricultural chemicals, and the like.
【００１８】図１に示すように、シクロデキストリン１
０１と線状高分子１０２とを混合すると、シクロデキス
トリンは柔軟な自由度をもつ線状高分子を包接して溶液
中で自己組織的に分子ネックレス１０３と呼ばれる錯体
を形成することが知られている。この状態で線状高分子
の両端をかさ高い置換基でブロックするとポリロタキサ
ン１０４が得られる。次に、ポリロタキサンにおいて隣
り合うシクロデキストリン間を化学的に架橋し、強アル
カリ溶液中で線状高分子の両端の置換基を外して、線状
高分子を除去する分子ナノチューブ１０５が得られる
（原田明、高分子、４４、Ｐ３９０（１９９５））。As shown in FIG. 1, cyclodextrin 1
It is known that when 01 and the linear polymer 102 are mixed, the cyclodextrin clathrates the linear polymer having a flexible degree of freedom to form a complex called a molecular necklace 103 in a solution in a self-organizing manner. There is. In this state, both ends of the linear polymer are blocked with bulky substituents to obtain polyrotaxane 104. Next, in the polyrotaxane, adjacent cyclodextrins are chemically crosslinked, and the substituents at both ends of the linear polymer are removed in a strong alkaline solution to obtain the molecular nanotube 105 that removes the linear polymer (Harada). Mitsu, Kogaku, 44, P390 (1995)).
【００１９】次に、図２に示すように、上記分子ナノチ
ューブ２０１と色素分子２０２とを混合すると、色素分
子を包接した分子ナノチューブ２０３が得られる。ナノ
チューブは剛直な分子なので内部自由度が非常に大きな
高分子でも、包接されるとその自由度は失われチューブ
との相互作用エネルギーにより安定する。このような色
素分子包接化合物はその剛直性より、液晶中、もしくは
液晶としてのオーダーパラメータが向上する。Next, as shown in FIG. 2, the molecular nanotubes 201 and the dye molecules 202 are mixed to obtain the molecular nanotubes 203 in which the dye molecules are included. Since a nanotube is a rigid molecule, even a polymer having a very large internal degree of freedom loses its degree of freedom when it is included, and is stabilized by the interaction energy with the tube. Due to the rigidity of such a dye molecule inclusion compound, the order parameter in or as a liquid crystal is improved.
【００２０】また、色素分子包接化合物単独で液晶性を
示す場合、特性は更に向上する。なぜなら、上記実施例
で色素分子添加濃度が比較的低く設定されている理由の
一つは、色素分子の液晶中での溶解度が低いため、多量
に添加すると色素分子が析出してしまうからである。よ
って、もともと液晶性を示す色素分子包接化合物は液晶
中で分離しにくいため添加濃度を増加させることが可能
となる。また、液晶性を示す温度域が広ければ、色素分
子包接化合物単独で光を制御することも可能となる。包
接される色素分子としては、アゾ系二色性色素分子、ア
ントラキノン系二色性色素分子等の可視領域で吸収をも
つ材料を包接させた場合を想定しているが、これに限定
されるわけではない。色素分子包接化合物の液晶に対す
る配合割合は、種類及び液晶表示素子の特性に応じて適
宜設定することができるが、例えば、液晶層中に０．５
〜５．０ｗｔ％の範囲で使用することができる。Further, when the dye molecule inclusion compound alone exhibits liquid crystallinity, the characteristics are further improved. This is because one of the reasons why the dye molecule addition concentration is set to be relatively low in the above-described examples is that the dye molecules are deposited in a large amount because the solubility of the dye molecules in the liquid crystal is low. . Therefore, since the dye molecule inclusion compound that originally exhibits liquid crystallinity is difficult to separate in the liquid crystal, the addition concentration can be increased. Further, if the temperature range exhibiting liquid crystallinity is wide, it becomes possible to control light by the dye molecule clathrate compound alone. As the dye molecules to be clathrated, it is assumed that a material having absorption in the visible region such as an azo dichroic dye molecule and an anthraquinone dichroic dye molecule is included, but is not limited to this. Not necessarily. The compounding ratio of the dye molecule clathrate compound to the liquid crystal can be appropriately set according to the type and the characteristics of the liquid crystal display device, and for example, 0.5 in the liquid crystal layer.
It can be used in the range of 5.0 wt%.
【００２１】・液晶分子
本発明に使用できる液晶分子としては、特に限定され
ず、公知の液晶分子をいずれも使用することができる。
具体的には、アゾキシ系、シッフ塩基系、ビフェニル
系、安息香酸エステル系、シクロヘキサン系、ヘテロ環
化合物系、トラン系、シクロヘキシルエタン系を用いた
ネマティック、コレステリック、スメクティック液晶や
円盤状の分子構造をもつディスコティック液晶が挙げら
れる。
・駆動方式
以下では、本発明の液晶表示素子に好適である駆動方式
について説明する。Liquid crystal molecule The liquid crystal molecule usable in the present invention is not particularly limited, and any known liquid crystal molecule can be used.
Specifically, nematic, cholesteric, smectic liquid crystal and disk-shaped molecular structures using azoxy, Schiff base, biphenyl, benzoate, cyclohexane, heterocyclic compound, tolan, cyclohexylethane are used. There is a discotic liquid crystal. -Driving method Hereinafter, a driving method suitable for the liquid crystal display device of the present invention will be described.
【００２２】（ＧＨモード）ゲスト−ホスト（ＧＨ）モ
ードは液晶に添加した二色性色素分子の吸収係数の異方
性を利用した表示モードである。二色性色素分子には棒
状構造のものを用いれば、それを液晶に添加することに
よって、液晶分子と平行に配置した色素分子を液晶分子
とともに電界で配向変化させることができる。すなわ
ち、電圧印加によって着色、無着色を切り替えることが
可能になる。棒状の色素分子を液晶に添加すると、色素
分子は液晶分子と平行に配向しようとするが、実際には
図３に示すように、色素分子の分子軸３０２は液晶のダ
イレクタ（平均配向方向）３０１からずれて配向する。
このずれ角をαとすると、色素分子の配向秩序度Ｓは式
１に示すようにｃｏｓ2αの平均として表すことができ
る。(GH mode) The guest-host (GH) mode is a display mode utilizing the anisotropy of the absorption coefficient of the dichroic dye molecule added to the liquid crystal. If a rod-shaped structure is used as the dichroic dye molecule, the dye molecule arranged in parallel with the liquid crystal molecule can be orientation-changed by the electric field by adding it to the liquid crystal. That is, it is possible to switch between coloring and non-coloring by applying a voltage. When rod-shaped dye molecules are added to the liquid crystal, the dye molecules try to align in parallel with the liquid crystal molecules. However, as shown in FIG. 3, the molecular axis 302 of the dye molecule is the liquid crystal director (average orientation direction) 301. Oriented out of alignment.
When this shift angle is α, the degree of orientational order S of the dye molecules can be expressed as the average of cos 2 α as shown in Equation 1.
【００２３】[0023]
【数１】 [Equation 1]
【００２４】ここで、βは色素分子の遷移モーメント３
０３と色素分子の分子軸３０２がなす角、φはダイレク
タ３０１と入射光の偏光方向３０４のなす角である。す
ると吸光度ＡはWhere β is the transition moment 3 of the dye molecule.
03 is the angle formed by the molecular axis 302 of the dye molecule, and φ is the angle formed by the director 301 and the polarization direction 304 of the incident light. Then the absorbance A is
【００２５】[0025]
【数２】 [Equation 2]
【００２６】で表される。ここでＫMは遷移モーメント
の大きさに関係した係数、ｃは色素分子濃度、ｄは液晶
セルの厚さである。二色性色素分子は、通常分子軸にほ
ぼ平行な吸収軸をもっており、分子軸に平行な偏光成分
を吸収し、垂直な成分はほとんど吸収しない。このよう
な色素分子はｐ型色素分子を呼ばれる。ここでＧＨモー
ドにおいて、色素分子の吸収軸が完全にダイレクタと平
行に配置しているとすると、ダイレクタ方向の吸収係数
Ａ//とダイレクタと垂直方向の吸収係数Ａ⊥は、式３と
４よりIt is represented by Here, K M is a coefficient related to the magnitude of the transition moment, c is the dye molecule concentration, and d is the thickness of the liquid crystal cell. The dichroic dye molecule usually has an absorption axis almost parallel to the molecular axis, absorbs a polarized component parallel to the molecular axis, and hardly absorbs a perpendicular component. Such dye molecules are called p-type dye molecules. Here, in the GH mode, assuming that the absorption axis of the dye molecule is arranged completely parallel to the director, the absorption coefficient A // in the director direction and the absorption coefficient A ⊥ in the direction perpendicular to the director are given by Equations 3 and 4.
【００２７】[0027]
【数３】 [Equation 3]
【００２８】[0028]
【数４】 [Equation 4]
【００２９】と表すことができる。ただし、遷移モーメ
ントの方向は分子軸と完全に平行になっているものとし
た。これらの比より以下のように二色性比ＤPを求める
ことができる。It can be expressed as However, the direction of the transition moment was assumed to be completely parallel to the molecular axis. From these ratios, the dichroic ratio D P can be obtained as follows.
【００３０】[0030]
【数５】 [Equation 5]
【００３１】以上の計算式を元に本発明の効果を検証す
る。
・Ｈｅｉｌｍｅｉｅｒ型ＧＨモード
図４に示すＨｅｉｌｍｅｉｅｒ型ＧＨ液晶セルについて
基本動作を説明する。このセルでは、透明電極４０４を
備えた二枚の透明基板４０５に色素分子４０３と液晶分
子４０２が挟持され、各分子は(ａ)の電圧オフ状態で基
板と平行方向に一軸方向に配置している（このような配
向は両面の基板を平行又は反平行方向にラビングするこ
とによって得られる）。この状態で偏光板４０１の偏光
軸をダイレクタ方向に合わせておけば、透過光は効果的
に着色する。逆に（ｂ）の電圧オン状態では、液晶分子
も色素分子も基板に垂直に配置するため、光は無色のま
ま透過する（図４の右側に吸光度の波長依存性を模式的
に示す）。The effect of the present invention will be verified based on the above calculation formula. -Heilmeier type GH mode The basic operation of the Heilmeier type GH liquid crystal cell shown in FIG. 4 will be described. In this cell, a dye molecule 403 and a liquid crystal molecule 402 are sandwiched between two transparent substrates 405 having transparent electrodes 404, and each molecule is uniaxially arranged in a direction parallel to the substrate in the voltage-off state of (a). (This orientation is obtained by rubbing the substrates on both sides in parallel or antiparallel directions). If the polarization axis of the polarizing plate 401 is aligned with the director direction in this state, the transmitted light is effectively colored. On the other hand, in the voltage-on state of (b), since both liquid crystal molecules and dye molecules are arranged perpendicularly to the substrate, light is transmitted while remaining colorless (the right side of FIG. 4 schematically shows the wavelength dependence of absorbance).
【００３２】・１／４波長板を用いたＧＨモード
図５に示す１／４波長板を用いたＧＨ反射型液晶セルに
ついて基本動作を説明する。このセルでは、透明電極５
０３を備えた二枚の透明基板５０４に色素分子５０２と
液晶分子５０１が挟持され、各分子は（ａ）の電圧オフ
状態で基板と平行方向に一軸方向に配置している。この
セルでは互いに直交する２つの入射偏光成分は、１／４
波長板５０５、反射板５０６によって復路で偏光方向を
９０°回転される。これによってオフ状態では、各偏光
成分が入射か反射光路のいずれかで吸収を受けることに
なる。逆に（ｂ）の電圧オン状態では液晶分子も色素分
子も基板に垂直に配置するため、光は無色のまま反射す
る。GH mode using quarter wave plate The basic operation of the GH reflective liquid crystal cell using the quarter wave plate shown in FIG. 5 will be described. In this cell, the transparent electrode 5
The dye molecules 502 and the liquid crystal molecules 501 are sandwiched between two transparent substrates 504 provided with 03, and each molecule is uniaxially arranged in the direction parallel to the substrates in the voltage-off state of (a). In this cell, two incident polarization components orthogonal to each other are
The polarization direction is rotated by 90 ° on the return path by the wave plate 505 and the reflection plate 506. As a result, in the off state, each polarized component is absorbed in either the incident or reflected optical path. On the other hand, in the voltage-on state of (b), since the liquid crystal molecules and the dye molecules are arranged perpendicularly to the substrate, light is reflected while remaining colorless.
【００３３】・ＰＣ（Ｐｈａｓｅ Ｃｈａｎｇｅ）−Ｇ
Ｈモード
図６に示すＰＣ−ＧＨ反射型液晶セルについて基本動作
を説明する。このセルでは、透明電極６０３を備えた二
枚の透明基板６０４に色素分子６０２と液晶分子６０１
が挟持され、背面には反射板６０５が配置されている。
ここで用いる液晶はコレステリック液晶で、基板垂直方
向を軸とするらせん構造をとる。このセルでは印加電圧
を増加させていくと、（ａ）→（ｂ）→（ｃ）といった
２段階の変化を示す（ＶCNはコレステリック・ネマティ
ック相転移電圧である）。すなわちこのセルは（ａ）→
（ｂ）→（ｃ）の順に吸光度が低下するといった２段階
の吸光度変化を示すことになる。.PC (Phase Change) -G
H Mode The basic operation of the PC-GH reflective liquid crystal cell shown in FIG. 6 will be described. In this cell, dye molecules 602 and liquid crystal molecules 601 are provided on two transparent substrates 604 having transparent electrodes 603.
Are sandwiched, and a reflection plate 605 is arranged on the back surface.
The liquid crystal used here is cholesteric liquid crystal, and has a helical structure with the substrate vertical direction as an axis. In this cell, when the applied voltage is increased, a two-step change of (a) → (b) → (c) is shown (V CN is a cholesteric nematic phase transition voltage). That is, this cell is (a) →
The absorbance changes in two steps, such that the absorbance decreases in the order of (b) → (c).
【００３４】・ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ
Ｎｅｍａｔｉｃ）−ＧＨモード
図７に示すＳＴＮ−ＧＨ反射型液晶セルについて基本動
作を説明する。このセルでは、透明電極７０３を備えた
二枚の透明基板７０４に色素分子７０２と液晶分子７０
１が挟持され、背面には反射板７０５が配置されてい
る。ここで用いる液晶はネマティック液晶又はコレステ
リック液晶であるが、前記ＰＣ−ＧＨモードで用いた液
晶に比べ、らせんピッチが十分に長いため印加電圧によ
る２段階変化は発生せず、液晶分子は一般的なＴＮ液晶
と同じ動作を行う。すなわち、各分子は、（ａ）の電圧
オフ状態で基板と平行方向に捩れた状態で配置しており
（上下基板はらせんピッチに対応する角度でラビングさ
れている）、反射光は着色する。逆に（ｂ）の電圧オン
状態では、液晶分子も色素分子も基板に垂直に配置する
ため、光は無色のまま反射する。STN (Super Twisted)
Nematic) -GH mode The basic operation of the STN-GH reflective liquid crystal cell shown in FIG. 7 will be described. In this cell, dye molecules 702 and liquid crystal molecules 70 are formed on two transparent substrates 704 having transparent electrodes 703.
1 is sandwiched, and a reflection plate 705 is arranged on the back surface. The liquid crystal used here is a nematic liquid crystal or a cholesteric liquid crystal, but as compared with the liquid crystal used in the PC-GH mode, since the helical pitch is sufficiently long, the two-step change due to the applied voltage does not occur, and the liquid crystal molecule is generally The same operation as the TN liquid crystal is performed. That is, each molecule is arranged in a state of being twisted in a direction parallel to the substrate in the voltage-off state of (a) (the upper and lower substrates are rubbed at an angle corresponding to the spiral pitch), and the reflected light is colored. On the other hand, in the voltage-on state of (b), since the liquid crystal molecules and the dye molecules are arranged perpendicularly to the substrate, light is reflected while remaining colorless.
【００３５】・二層型−ＧＨモード
図８に示す二層型−ＧＨ反射型液晶セルについて基本動
作を説明する。このセルは偏光板を使わないＨｅｉｌｍ
ｅｉｅｒ型ＧＨ液晶セルを二層積層した構造になってお
り、両層の（ａ）電圧オフ状態の液晶軸は直交してい
る。すなわち、透明電極８０３又は反射電極８０５を備
えた三枚の透明基板８０４に色素分子８０２と液晶分子
８０１が中央の透明基板の両側に二層分離した状態で挟
持されている。各層内の各分子は（ａ）の電圧オフ状態
で基板と平行方向に一軸方向に配置している。この状態
で二層の液晶分子軸を直交させておけば、透過光は効果
的に着色する。逆に（ｂ）の電圧オン状態では、液晶分
子も色素分子も基板に垂直に配置するため、光は無色の
まま透過する。なお、本発明の液晶表示装置を構成する
基板、透明電極、反射電極、偏光板、１／４波長板、反
射板等は、特に限定されず、当該分野で公知の構成を採
用することができる。また、液晶表示装置に必要な他の
構成要素を含んでいてもよい。Two-layer type-GH mode The basic operation of the two-layer type-GH reflective liquid crystal cell shown in FIG. 8 will be described. This cell does not use a polarizing plate Heilm
It has a structure in which two layers of eier type GH liquid crystal cells are laminated, and the liquid crystal axes in the voltage-off state (a) of both layers are orthogonal to each other. That is, a dye molecule 802 and a liquid crystal molecule 801 are sandwiched between three transparent substrates 804 provided with a transparent electrode 803 or a reflective electrode 805 in two layers on both sides of a central transparent substrate. The molecules in each layer are uniaxially arranged in the direction parallel to the substrate in the voltage-off state (a). In this state, if the liquid crystal molecular axes of the two layers are made orthogonal to each other, the transmitted light is effectively colored. On the contrary, in the voltage-on state of (b), since the liquid crystal molecules and the dye molecules are arranged perpendicularly to the substrate, light is transmitted while remaining colorless. The substrate, the transparent electrode, the reflective electrode, the polarizing plate, the quarter-wave plate, the reflective plate, and the like, which compose the liquid crystal display device of the present invention, are not particularly limited, and a known structure in the field can be adopted. . Further, it may include other components necessary for the liquid crystal display device.
【００３６】[0036]
【実施例】以下、実施例により更に本発明を説明する
が、本発明は実施例には限定されない。EXAMPLES The present invention will be further described below with reference to examples, but the present invention is not limited to the examples.
【００３７】（実施例１）
ＰＣ−ＧＨモードにおいて従来の棒状色素分子の代わり
に色素分子包接化合物を用いた場合(色素分子濃度固定)
表１に示すＰＣ−ＧＨ反射型液晶セルの仕様に対し、色
素分子包接化合物を適用した場合をシミュレートした。Example 1 In the PC-GH mode, a dye molecule inclusion compound was used in place of the conventional rod-shaped dye molecule (fixed dye molecule concentration). The specifications of the PC-GH reflective liquid crystal cell shown in Table 1 were used. On the other hand, the case of applying the dye molecule inclusion compound was simulated.
【００３８】[0038]
【表１】 [Table 1]
【００３９】反射率ＲのオーダーパラメータＳ依存性を
表２と図９に示す。なお、反射率は波長５５０ｎｍにお
ける値である。The dependence of the reflectance R on the order parameter S is shown in Table 2 and FIG. The reflectance is a value at a wavelength of 550 nm.
【００４０】[0040]
【表２】 [Table 2]
【００４１】現状、オーダーパラメータ０．７５の場
合、明状態の反射率は６８．１％、コントラスト（Ｃ
Ｒ）５．１８である。これに対し、色素分子包接化合物
を適用することによって、オーダーパラメータが０．９
に上昇すると、明状態の反射率は８５．８％、ＣＲは
７．９１に改善される。もちろん、オーダーパラメータ
が更に上昇すればＣＲも更に改善される。また、図８に
示すような二層構造にすると更なる効果が見込める。更
には色素分子が包接化合物によって光、熱、電気等の外
部刺激に対して保護されるので、信頼性も向上する。At present, when the order parameter is 0.75, the reflectance in the bright state is 68.1% and the contrast (C
R) 5.18. On the other hand, by applying the dye molecule inclusion compound, the order parameter is 0.9.
When it is increased to, the reflectance in the bright state is improved to 85.8% and the CR is improved to 7.91. Of course, if the order parameter is further increased, CR is further improved. Further, a further effect can be expected by using a two-layer structure as shown in FIG. Further, since the dye molecules are protected by the inclusion compound against external stimuli such as light, heat and electricity, the reliability is also improved.
【００４２】（実施例２）
ＰＣ−ＧＨモードにおいて従来の棒状色素分子の代わり
に色素分子包接化合物を用いた場合(色素分子濃度可変)
実施例１と同じ液晶セルの仕様で、色素分子濃度を変化
させて、色素分子包接化合物を適用した場合をシミュレ
ートした。反射率ＲのオーダーパラメータＳ依存性を表
３と図１０に示す。なお、反射率は波長５５０ｎｍにお
ける値である。(Example 2) In the PC-GH mode, when a dye molecule inclusion compound is used instead of the conventional rod-shaped dye molecule (dye molecule concentration variable), with the same liquid crystal cell specifications as in Example 1, the dye molecule concentration is changed. Was simulated to apply the dye molecule inclusion compound. The dependence of the reflectance R on the order parameter S is shown in Table 3 and FIG. The reflectance is a value at a wavelength of 550 nm.
【００４３】[0043]
【表３】 [Table 3]
【００４４】色素分子包接化合物を適用することによっ
て、オーダーパラメータが０．９に上昇すると、色素分
子濃度（ｑ）が１．４ｗｔ％のとき明状態の反射率７０
％、ＣＲ＞８０が達成されることになる。もちろん、オ
ーダーパラメータが更に上昇すればＣＲも更に改善され
る。When the order parameter is increased to 0.9 by applying the dye molecule inclusion compound, the reflectance in the bright state is 70 when the dye molecule concentration (q) is 1.4 wt%.
%, CR> 80 will be achieved. Of course, if the order parameter is further increased, CR is further improved.
【００４５】更には色素分子が包接化合物によって光、
熱、電気等の外部刺激に対して保護されるので、信頼性
も向上する。Further, the dye molecule is irradiated with light by the inclusion compound,
Reliability is also improved because it is protected against external stimuli such as heat and electricity.
【００４６】（実施例３）
ＳＴＮ−ＧＨモードにおいて従来の棒状色素分子の代わ
りに色素分子包接化合物を用いた場合１(色素分子濃度
固定)
ＳＴＮ−ＧＨ反射型液晶セルに対し、色素分子包接化合
物を適用した場合をシミュレートした。液晶には市販さ
れているネマティック液晶を用い、キラルをらせんピッ
チが７．２μｍとなるように調整して添加した。セルギ
ャップｄは４．５μｍで、液晶のツイスト角（上下基板
でのねじれ角）は２２５°である。また、色素分子は実
施例１、２と同じものを使用し、添加量は１．０ｗｔ％
とした。なお、ここで計算はＳｈｉｎｔｅｃｈ社のＬＣ
Ｄ Ｍａｓｔｅｒを用いて行った。その結果を表４に示
す。なお、反射率は波長５５０ｎｍにおける値である。(Example 3) In the STN-GH mode, when a dye molecule clathrate compound is used instead of the conventional rod-shaped dye molecule 1 (fixed dye molecule concentration) In contrast to STN-GH reflective liquid crystal cell, dye molecule The case where a clathrate was applied was simulated. A commercially available nematic liquid crystal was used as the liquid crystal, and chiral was adjusted and added so that the helical pitch was 7.2 μm. The cell gap d is 4.5 μm, and the liquid crystal twist angle (twist angle between the upper and lower substrates) is 225 °. The same dye molecules as in Examples 1 and 2 were used, and the addition amount was 1.0 wt%.
And The calculation here is LC of Shintech.
D Master was used. The results are shown in Table 4. The reflectance is a value at a wavelength of 550 nm.
【００４７】[0047]
【表４】 [Table 4]
【００４８】現状、オーダーパラメータ０．７４の場
合、明状態の反射率は４４％、ＣＲは３．９である。こ
れに対し、色素分子包接化合物を適用することによっ
て、オーダーパラメータが０．９に上昇すると、明状態
の反射率は５４％、ＣＲは４．９に改善される。もちろ
ん、オーダーパラメータが更に上昇すればＣＲも更に改
善される。更には色素分子が包接化合物によって光、
熱、電気等の外部刺激に対して保護されるので、信頼性
も向上する。At present, when the order parameter is 0.74, the reflectance in the bright state is 44% and the CR is 3.9. On the other hand, when the order parameter is increased to 0.9 by applying the dye molecule inclusion compound, the reflectance in the bright state is improved to 54% and the CR is improved to 4.9. Of course, if the order parameter is further increased, CR is further improved. Furthermore, the dye molecules are lighted by the inclusion compound,
Reliability is also improved because it is protected against external stimuli such as heat and electricity.
【００４９】（実施例４）液晶性を示す色素分子包接化
合物を使用すること以外は実施例１と同様にした場合を
シミュレートした。その結果、特性は更に向上すること
がわかる。なぜなら、上記実施例１で色素分子添加濃度
が比較的低く設定されている理由の一つは、色素分子を
多量に添加すると析出してしまうからである。よって、
もともと液晶性を示す色素分子包接化合物は液晶中で分
離しにくいため添加濃度を増加させることが可能とな
る。また、液晶性を示す温度域が広ければ、色素分子包
接化合物単独で光を制御することも可能となる。Example 4 A case was simulated in the same manner as in Example 1 except that a dye molecule inclusion compound having liquid crystallinity was used. As a result, it can be seen that the characteristics are further improved. This is because one of the reasons that the dye molecule addition concentration is set to be relatively low in the above-mentioned Example 1 is that if a large amount of dye molecules is added, precipitation occurs. Therefore,
Since the dye molecule inclusion compound that originally exhibits liquid crystallinity is difficult to separate in the liquid crystal, the addition concentration can be increased. Further, if the temperature range exhibiting liquid crystallinity is wide, it becomes possible to control light by the dye molecule clathrate compound alone.
【００５０】[0050]
【発明の効果】本発明の一例を示す模式図を図１１に示
す。ここでは、透明電極１１０３を備えた二枚の透明基
板１１０４に棒状色素分子１１０６を包接した分子ナノ
チューブ１１０２と液晶分子１１０１が挟持され、背面
には反射板１１０５が配置されている。前述したよう
に、液晶の配置には様々なものが適用可能である。色素
分子を内包した包接化合物を液晶のゲストホストモード
へ適用することにより、色素分子の液晶中でのオーダー
パラメータならびに、光、熱、電気等の外部刺激に対す
る耐久性を向上させることが可能となり、高明度、高コ
ントラスト、高信頼性のゲストホスト型液晶表示素子を
実現することが可能となる。FIG. 11 is a schematic view showing an example of the present invention. Here, liquid crystal molecules 1101 and molecular nanotubes 1102 including rod-shaped dye molecules 1106 are sandwiched between two transparent substrates 1104 having transparent electrodes 1103, and a reflection plate 1105 is arranged on the back surface. As described above, various arrangements of liquid crystal can be applied. By applying an inclusion compound containing a dye molecule to the guest-host mode of a liquid crystal, it is possible to improve the order parameter of the dye molecule in the liquid crystal and the durability against external stimuli such as light, heat, and electricity. It is possible to realize a guest-host type liquid crystal display device having high brightness, high contrast and high reliability.
【図１】分子ナノチューブの作製方法を示す模式図であ
る。FIG. 1 is a schematic view showing a method for producing a molecular nanotube.
【図２】色素分子包接分子ナノチューブの模式図であ
る。FIG. 2 is a schematic diagram of a dye molecule inclusion molecule nanotube.
【図３】色素分子配置を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing the arrangement of dye molecules.
【図４】Ｈｅｉｌｍｅｉｅｒ型ＧＨ液晶セルの動作原理
を示す模式図である。FIG. 4 is a schematic view showing the operating principle of a Heilmeier type GH liquid crystal cell.
【図５】１／４波長板を用いた反射型ＧＨ液晶セルの動
作原理を示す模式図である。FIG. 5 is a schematic view showing the operating principle of a reflective GH liquid crystal cell using a quarter-wave plate.
【図６】ＰＣ−反射型ＧＨ液晶セルの動作原理を示す模
式図である。FIG. 6 is a schematic view showing the operating principle of a PC-reflection type GH liquid crystal cell.
【図７】ＳＴＮ−反射型ＧＨ液晶セルの動作原理を示す
模式図である。FIG. 7 is a schematic diagram showing the operating principle of an STN-reflection type GH liquid crystal cell.
【図８】二層・反射型−ＧＨセルの動作原理を示す模式
図である。FIG. 8 is a schematic diagram showing the operating principle of a two-layer reflective-GH cell.
【図９】実施例１における反射率Ｒのオーダーパラメー
タＳ依存性を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing the order parameter S dependency of the reflectance R in Example 1.
【図１０】実施例２における反射率Ｒのオーダーパラメ
ータＳ依存性を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the order parameter S dependency of the reflectance R in Example 2.
【図１１】本発明の一例を示す模式図である。FIG. 11 is a schematic view showing an example of the present invention.
１０１ シクロデキストリン
１０２ 線状高分子
１０３ 分子ネックレス
１０４ ポリロタキサン
１０５、２０１ 分子ナノチューブ
２０２、４０３、５０２、６０２、７０２、８０２ 色
素分子
２０３、１１０２ 色素分子を包接した分子ナノチュー
ブ
３０１ ダイレクタ
３０２ 色素分子の分子軸
３０３ 遷移モーメント
３０４ 入射光の偏光方向、
４０１ 偏光板
４０２、５０１、６０１、７０１、８０１、１１０１
液晶分子
４０４、５０３、６０３、７０３、８０３、１１０３
透明電極
４０５、５０４、６０４、７０４、８０４、１１０４
透明基板
５０５ １／４波長板
５０６、６０５、７０５、８０５、１１０５ 反射板
１１０６ 棒状色素分子101 cyclodextrin 102 linear polymer 103 molecular necklace 104 polyrotaxane 105, 201 molecular nanotube 202, 403, 502, 602, 702, 802 dye molecule 203, 1102 molecular nanotube encapsulating dye molecule 301 director 302 molecular axis of dye molecule 303 Transition Moment 304 Polarization Direction of Incident Light 401 Polarizing Plates 402, 501, 601, 701, 801, 1101
Liquid crystal molecules 404, 503, 603, 703, 803, 1103
Transparent electrodes 405, 504, 604, 704, 804, 1104
Transparent substrate 505 1/4 wavelength plate 506, 605, 705, 805, 1105 Reflector 1106 Rod-shaped dye molecule
Claims (5)
る液晶が二枚の基板間に挟持されていることを特徴とす
る液晶表示素子。1. A liquid crystal display device characterized in that a liquid crystal containing an inclusion compound containing dye molecules is sandwiched between two substrates.
る液晶が二枚の基板間に挟持され、該包接化合物が液晶
性を有していることを特徴とする液晶表示素子。2. A liquid crystal display device characterized in that a liquid crystal containing an inclusion compound encapsulating a dye molecule is sandwiched between two substrates, and the inclusion compound has liquid crystallinity.
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示素
子。3. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the dye molecule is a dichroic dye molecule.
もしくはネックレス状のポリロタキサンであることを特
徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の液晶表示
素子。4. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the inclusion compound is a tube-shaped compound or a necklace-shaped polyrotaxane.
レス状のポリロタキサンが、シクロデキストリン、クラ
ウンエーテル、カリックスアレーン、シクロファン、も
しくはこれらの誘導体、又はカーボンの少なくとも１種
類を原料にして作製されたものであることを特徴とする
請求項４に記載の液晶表示素子。5. The tube-shaped compound or necklace-shaped polyrotaxane prepared by using at least one of cyclodextrin, crown ether, calixarene, cyclophane, or a derivative thereof, or carbon as a raw material. The liquid crystal display element according to claim 4, wherein
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002122506A JP2003315832A (en) | 2002-04-24 | 2002-04-24 | Liquid crystal display element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002122506A JP2003315832A (en) | 2002-04-24 | 2002-04-24 | Liquid crystal display element |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003315832A true JP2003315832A (en) | 2003-11-06 |
Family
ID=29538102
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002122506A Pending JP2003315832A (en) | 2002-04-24 | 2002-04-24 | Liquid crystal display element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003315832A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007100136A1 (en) * | 2006-03-03 | 2007-09-07 | The University Of Tokyo | Liquid crystal composition |
| JP2007262402A (en) * | 2006-03-03 | 2007-10-11 | Univ Of Tokyo | Liquid-crystalline polyrotaxane |
| JP2010260882A (en) * | 2009-04-30 | 2010-11-18 | National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology | Method for dispersing lipid nanotube in organic solvent, and lipid nanotube liquid crystal composed of the dispersion |
| CN106459608A (en) * | 2014-08-02 | 2017-02-22 | 株式会社Lg化学 | Dye complex, photoconversion film and electronic element including same |
| JPWO2018143473A1 (en) * | 2017-02-06 | 2019-11-21 | 国立大学法人 東京大学 | Temperature-responsive color material |
-
2002
- 2002-04-24 JP JP2002122506A patent/JP2003315832A/en active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007100136A1 (en) * | 2006-03-03 | 2007-09-07 | The University Of Tokyo | Liquid crystal composition |
| JP2007262402A (en) * | 2006-03-03 | 2007-10-11 | Univ Of Tokyo | Liquid-crystalline polyrotaxane |
| JPWO2007100136A1 (en) * | 2006-03-03 | 2009-07-23 | 国立大学法人 東京大学 | Liquid crystalline composition |
| JP2010260882A (en) * | 2009-04-30 | 2010-11-18 | National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology | Method for dispersing lipid nanotube in organic solvent, and lipid nanotube liquid crystal composed of the dispersion |
| CN106459608A (en) * | 2014-08-02 | 2017-02-22 | 株式会社Lg化学 | Dye complex, photoconversion film and electronic element including same |
| JP2017529405A (en) * | 2014-08-02 | 2017-10-05 | エルジー・ケム・リミテッド | Dye composite, light conversion film, and electronic device including the same |
| EP3176221A4 (en) * | 2014-08-02 | 2018-04-18 | LG Chem, Ltd. | Dye complex, photoconversion film and electronic element including same |
| US10323104B2 (en) | 2014-08-02 | 2019-06-18 | Lg Chem, Ltd. | Dye complex, photoconversion film and electronic element including same |
| JPWO2018143473A1 (en) * | 2017-02-06 | 2019-11-21 | 国立大学法人 東京大学 | Temperature-responsive color material |
| JP7329229B2 (en) | 2017-02-06 | 2023-08-18 | 国立大学法人 東京大学 | Temperature responsive colorant |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Baliyan et al. | Dichroic-dye-doped short pitch cholesteric liquid crystals for the application of electrically switchable smart windows | |
| Li et al. | Versatile energy-saving smart glass based on tristable cholesteric liquid crystals | |
| US5437811A (en) | Liquid crystalline light modulating device and material | |
| US5305126A (en) | Polymer-dispersed liquid crystal material with in-situ polymerized liquid crystal polymer grains dispersed in a layer of liquid crystal material sealed between substrates and field electrodes | |
| JP3610579B2 (en) | Electronics | |
| JP6688075B2 (en) | Liquid crystal medium | |
| Ahmad et al. | Investigation of nonionic diazo dye-doped polymer dispersed liquid crystal film | |
| CA2527997C (en) | Low voltage e-paper | |
| Li et al. | The effect of monomer and chiral dopant content on reverse-mode polymer stabilized cholesteric liquid crystal display | |
| Wang et al. | Photo-controllable tristable optical switch based on dye-doped liquid crystal | |
| Broer et al. | New functional polymers for liquid crystal displays review of some recent developments | |
| Lee et al. | Design of chiral guest-host liquid crystals for a transmittance-tunable smart window | |
| JP4394317B2 (en) | Method of using liquid crystal mixture, liquid crystal cell and dye | |
| Büyüktanir et al. | Flexible bistable smectic-A polymer dispersed liquid crystal display | |
| Wu et al. | All-electrical switching and electrothermo-optical response of a tristable smectic-A liquid crystal | |
| US6678024B2 (en) | Liquid crystal display device having cholesteric liquid crystal color filter | |
| JP2003315832A (en) | Liquid crystal display element | |
| CN111694197A (en) | Color bistable light modulator | |
| Yang | Review of operating principle and performance of polarizer‐free reflective liquid‐crystal displays | |
| JP6152399B2 (en) | High contrast bistable scattering type liquid crystal light valve | |
| Moheghi | LC/Polymer Composites, Scattering Properties and Application in Displays | |
| JP3225932B2 (en) | Manufacturing method of liquid crystal display element | |
| Cheng | Liquid crystal display—present status and emerging technology | |
| JP5064369B2 (en) | Display element | |
| Lin et al. | P‐152: High Performance Reflective and Transflective Displays Using Guest‐Host Liquid Crystal Gels |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050225 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070518 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070605 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070803 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070828 |