JP2005062719A

JP2005062719A - Color liquid crystal display

Info

Publication number: JP2005062719A
Application number: JP2003295957A
Authority: JP
Inventors: Tadahiro Asada; 忠裕浅田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-08-20
Filing date: 2003-08-20
Publication date: 2005-03-10

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a color liquid crystal display which uses a chiral liquid crystal, consumes low power and is made thin. <P>SOLUTION: In the liquid crystal display using a chiral liquid crystal in a liquid crystal layer, reflection layers consisting of the three primary colors of substance are applied to the liquid crystal layer, and light transmission degrees are controlled by controlling the magnitude of voltage applied to the liquid crystal layer. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、カラー液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a color liquid crystal display device.

パーソナルコンピュータ、テレビ等の民生用、産業用の様々な電気機器に表示装置としてカラー液晶表示装置が用いられている。これら電気機器に用いられるカラー液晶表示装置の大部分は、透光性を有する一対の基板がシール部材を介して貼り合わされ、その一方基板の他方基板に臨む表面上には透明電極層が形成され、上記一方基板に対向する他方基板の表面上には透明電極層とカラーフィルター層とオーバーコート層と配向膜とが順次形成され、上記一対の基板及び上記シール部材によって形成された空間にねじれ配向させた液晶（ツイストネマティック液晶）からなる液晶層が形成された液晶セルと、該液晶セルの両外面のそれぞれに貼り合わされた一対の偏光板と、これらの背面から光を照射するバックライトとを備えてなるものである（例えば、特許文献１）。そして、バックライトから照射された光をカラーフィルター層を介して光の３原色光に変換するとともに、上記液晶層にこれを挟む上記一対の基板の上記透明電極層を用いて電界を印加し、電界の強さに応じた液晶分子の配向状態の変化による旋光性の変化を利用して光の透過／遮断を制御してカラー表示されている。 Color liquid crystal display devices are used as display devices in various consumer and industrial electric appliances such as personal computers and televisions. In most of the color liquid crystal display devices used in these electric devices, a pair of translucent substrates are bonded together via a seal member, and a transparent electrode layer is formed on the surface of the one substrate facing the other substrate. A transparent electrode layer, a color filter layer, an overcoat layer, and an alignment film are sequentially formed on the surface of the other substrate facing the one substrate, and are twisted and aligned in the space formed by the pair of substrates and the sealing member. A liquid crystal cell in which a liquid crystal layer made of liquid crystal (twisted nematic liquid crystal) is formed, a pair of polarizing plates bonded to both outer surfaces of the liquid crystal cell, and a backlight for irradiating light from these back surfaces It is provided (for example, patent document 1). Then, the light irradiated from the backlight is converted into light of three primary colors through the color filter layer, and an electric field is applied using the transparent electrode layer of the pair of substrates sandwiching the liquid crystal layer, Color display is performed by controlling the transmission / cutoff of light using the change in optical rotation due to the change in the alignment state of the liquid crystal molecules according to the strength of the electric field.

このような従来の液晶表示装置は、液晶セルの両面側に配置される一対の偏光板を必要とするものであるために、バックライトの照明光が一対の偏光板を通過する際にその光のエネルギーの大部分が失われるという問題がある。このため、光エネルギーの損失後でも液晶セルからの十分な透過光量を確保できる程度の高い光強度の光を照射しなければならず、消費電力低減の妨げとなっている。また、一般にバックライトは、蛍光灯等の光源と反射材や導光体とを組み合わせることにより均一面照明を得るように構成されるが、このような構成のバックライトを薄型化しようとすると、輝度が低下したり斑が目立つといった問題が発生する。すなわち、光強度の高いバックライトの使用は液晶表示装置の更なる薄型化の妨げとなっている。 Since such a conventional liquid crystal display device requires a pair of polarizing plates arranged on both sides of the liquid crystal cell, when the backlight illumination light passes through the pair of polarizing plates, There is a problem that most of the energy is lost. For this reason, even after the loss of light energy, it is necessary to irradiate light having a light intensity high enough to secure a sufficient amount of transmitted light from the liquid crystal cell, which hinders reduction of power consumption. Also, in general, the backlight is configured to obtain uniform surface illumination by combining a light source such as a fluorescent lamp and a reflector or a light guide, but when trying to reduce the thickness of the backlight having such a configuration, There arises a problem that the brightness is lowered or spots are noticeable. That is, the use of a backlight having high light intensity hinders further thinning of the liquid crystal display device.

そこで、本発明者は、液晶表示装置の省電力化及び薄型化を図るべく、液晶層にカイラル液晶を用いた液晶セルに光を横から照射することにより表示を行う液晶表示装置を、既に出願している（特許文献２）。上記カイラル液晶は、電圧が印加されていないとフォーカルコニック・ポリドメイン組織が形成され、この組織の部分で横から照射された光が散乱され表示面から出射されて発光状態となり、一方電圧が印加されるとホメオトロピック配向状態となり横から照射された光はそのまま直進し表示面から出射される光がなく暗状態とできるのである。この液晶表示装置は、上述したツイストネマティック液晶を用いた一般的な液晶表示装置で用いられる偏光板、配向膜などが必要なく、照射光を減衰させることなく省電力で駆動させることができ、しかも薄型化を図ることができる。 Accordingly, the present inventor has already filed a liquid crystal display device that performs display by irradiating light to a liquid crystal cell using a chiral liquid crystal in a liquid crystal layer from the side in order to save power and thin the liquid crystal display device. (Patent Document 2). In the above chiral liquid crystal, when no voltage is applied, a focal conic polydomain structure is formed, and the light irradiated from the side is scattered and emitted from the display surface to emit light, while the voltage is applied. As a result, the homeotropic alignment state is obtained, and the light irradiated from the side goes straight as it is, and there is no light emitted from the display surface, and the dark state can be obtained. This liquid crystal display device does not require a polarizing plate, an alignment film, and the like used in the general liquid crystal display device using the twisted nematic liquid crystal described above, and can be driven with power saving without attenuating irradiation light. Thinning can be achieved.

特開平７−１１４０１９号公報JP 7-1114019 A

特開２００１−２０１７３５号JP 2001-201735 A

しかしながら、上記カイラル液晶を液晶層に用いる液晶表示装置において、上記一般的な液晶表示装置のようにバックライト及びカラーフィルターを用いてカラー表示をしようとすると（バックライト方式）、部分的に電圧を印加してホメオトロピック配向状態として光を通過させ表示を行おうとすると、遮蔽しようとした部分で光の散乱が生じ所望の色がぼやけてしまうとともに、薄型化が阻害されてしまう。一方、液晶セルの横からの光を照射する場合（サイドライト方式）は複数色の光を独立して照射することが困難なことから、原理的にカラー化が困難となる。 However, in a liquid crystal display device using the above-mentioned chiral liquid crystal in a liquid crystal layer, when a color display is performed using a backlight and a color filter as in the above general liquid crystal display device (backlight method), a voltage is partially applied. When it is applied and light is allowed to pass through in a homeotropic alignment state to perform display, light is scattered at the portion to be shielded to blur a desired color and obstruct thinning. On the other hand, in the case of irradiating light from the side of the liquid crystal cell (side light method), it is difficult to irradiate light of a plurality of colors independently.

本発明は、このような現状に鑑みなされたもので、上記カイラル液晶を用い省電力化且つ薄型化できるカラー液晶表示装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to provide a color liquid crystal display device that can save power and can be thinned using the chiral liquid crystal.

本発明者は、カイラル液晶を液晶層に用いた液晶表示装置においてカラー化を実現すべく鋭意研究を重ねた結果、液晶層に物質の３原色からなる反射層を適用し、液晶層に印加する電圧の大きさを様々に制御して光の透過度合いを制御したときは、表示面から良好な各色の表示が可能なことを見出した。すなわち、本発明は以下の（１）及び（２）のカラー液晶表示装置に係るものである。 As a result of intensive research to realize colorization in a liquid crystal display device using a chiral liquid crystal as a liquid crystal layer, the present inventor applied a reflective layer composed of three primary colors of the material to the liquid crystal layer, and applied it to the liquid crystal layer. It has been found that when the magnitude of voltage is controlled in various ways to control the degree of light transmission, each color can be displayed well from the display surface. That is, the present invention relates to the following color liquid crystal display devices (1) and (2).

（１）透明電極層を含む一対の透明基板、この透明基板の下面側に対向するように配置される透明電極層を含む基板、上記透明基板と上記基板との間に保持された液晶層、及びこの液晶層の下側に配置され複数色のカラー層が複数形成されたカラー反射層を有する液晶セルを備えるカラー液晶表示装置であって、上記液晶層がカイラル液晶を含む液晶成分のグレインを透明性高分子薄膜で包んでなる小胞体の累積構造を有することを特徴とするカラー液晶表示装置。 (1) A pair of transparent substrates including a transparent electrode layer, a substrate including a transparent electrode layer disposed so as to face the lower surface side of the transparent substrate, a liquid crystal layer held between the transparent substrate and the substrate, And a color liquid crystal display device comprising a liquid crystal cell having a color reflection layer formed under the liquid crystal layer and having a plurality of color layers formed thereon, wherein the liquid crystal layer is provided with grains of liquid crystal components including chiral liquid crystals. A color liquid crystal display device having a cumulative structure of vesicles encased in a transparent polymer thin film.

上記（１）のカラー液晶表示装置では、液晶セルは、カイラル液晶を含む液晶成分のグレインを透明性高分子薄膜で包んでなる小胞体の累積構造を有する液晶層を備える。この液晶層は、電圧を印加される（電界がかかる）とカイラル液晶がホメオトロピック配向状態となり透光性となり、一方電圧を印加しないときにはポリドメイン組織となり遮光性となる。すなわち、上記液晶層は、印加する電圧を制御することにより、光シャッターとして機能する。従って、電圧を印加することにより液晶層を透光性とした場合には、液晶セルの表示面（上側）から入射した光が、液晶層を透過してその下側に配置されたカラー反射層に反射して、当該カラー反射層のカラー層の色が表示面から出射されることになり、一方、電圧を印加しない場合には液晶層は遮光性となり、液晶セルの表示面（上側）からの光が、液晶層に反射してその下側のカラー反射層の色が見えない状態とし得る。 In the color liquid crystal display device of the above (1), the liquid crystal cell includes a liquid crystal layer having a cumulative structure of vesicles formed by enclosing grains of liquid crystal components including chiral liquid crystal with a transparent polymer thin film. In this liquid crystal layer, when a voltage is applied (applied with an electric field), the chiral liquid crystal becomes a homeotropic alignment state and becomes translucent. On the other hand, when no voltage is applied, it becomes a polydomain structure and becomes light-shielding. That is, the liquid crystal layer functions as an optical shutter by controlling the applied voltage. Therefore, when the liquid crystal layer is made translucent by applying a voltage, the light incident from the display surface (upper side) of the liquid crystal cell is transmitted through the liquid crystal layer and disposed under the color reflective layer. When the voltage is not applied, the liquid crystal layer becomes light-shielding and from the display surface (upper side) of the liquid crystal cell. Light is reflected on the liquid crystal layer, and the color of the color reflection layer below the liquid crystal layer cannot be seen.

このように、上記（１）のカラー液晶表示装置によれば、カラー反射層という物質の色を見せることによりカラー表示しているので、このカラー液晶表示装置を使用する部屋の光や自然光を利用できるとともに、偏光板等を必要としないので光エネルギーの損失がほとんど発生しないので、液晶セルの表示面にフロントライトにより光を補助的に照射する程度もしくは表示のための光源を必要とせずにカラー表示が可能となり、消費電力の低減を図ることができる。また、光源を用いないときには、表示装置の薄型化を図ることができる。 As described above, according to the color liquid crystal display device of the above (1), color display is performed by showing the color of the substance called the color reflection layer. Therefore, the light and natural light of the room where the color liquid crystal display device is used are used. In addition, there is almost no loss of light energy because there is no need for a polarizing plate, etc., so there is no need for a light source for display or the degree to which light is assisted by the front light on the display surface of the liquid crystal cell. Display is possible, and power consumption can be reduced. Further, when the light source is not used, the display device can be thinned.

（２）カラー反射層がシアン、マゼンダおよびイエローのカラー層を有することを特徴とする上記（１）に記載のカラー液晶表示装置。 (2) The color liquid crystal display device as described in (1) above, wherein the color reflective layer has cyan, magenta and yellow color layers.

上記（２）のカラー液晶表示装置によれば、物質の３原色であるシアン、マゼンダ及びイエローのカラー層をカラー反射層に用いているので、上記のように表示面から入射された外部光を様々なパターンでカラー反射層のカラー層の色を反射光として表示面から出射でき、フルカラー表示をすることができる。 According to the color liquid crystal display device of (2) above, since the color layers of cyan, magenta and yellow, which are the three primary colors of the substance, are used for the color reflection layer, the external light incident from the display surface as described above is used. The color of the color reflecting layer can be emitted from the display surface as reflected light in various patterns, and a full color display can be achieved.

なお、本願明細書において、カイラル液晶とは、コレステリック液晶（カイラルネマチック液晶）や、コレステリック液晶とカイラル・スメクチックＣ液晶との混合物のように、電界の変化に応じて液晶のテキスチャー（組織）がポリドメイン・テキスチャーとホメオトロピック・テキスチャーとの間で変化する液晶材料を総称する意味で用いている。 In the present specification, the chiral liquid crystal refers to a cholesteric liquid crystal (chiral nematic liquid crystal) or a mixture of a cholesteric liquid crystal and a chiral smectic C liquid crystal whose texture (structure) is changed in accordance with a change in electric field. It is used in a generic sense to refer to liquid crystal materials that change between domain texture and homeotropic texture.

本発明によれば、偏光板などを用いる必要がないので、これらによる光エネルギーの損失はほとんど発生しないので、外部光を有効に利用でき、消費電力の低減を図ることができる。 According to the present invention, since it is not necessary to use a polarizing plate or the like, optical energy loss due to these hardly occurs, so that external light can be used effectively and power consumption can be reduced.

以下、本発明に係るカラー液晶表示装置の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１に本実施の形態のカラー液晶表示装置の概略断面図を示す。カラー液晶表示装置は、液晶セル１０を備える。液晶セル１０は、２枚の透明のガラス基板１１，１２を有し、これらガラス基板１１，１２にはそれぞれ一方の表面に透明電極層１５，１６（例えば、酸化錫をドープした酸化インジウム（ＩＴＯ電極層））が形成されている。２枚のガラス基板１１，１２は、それぞれの透明電極層１５，１６が対向するようにして、これらの間にスペーサ（図示略）を介在させ、当該ガラス基板１１，１２の周辺部をシール部材１４により接着させることにより、一定の間隔を以って対向配置される。なお、表示面側に配置されるガラス基板１１の透明電極層１５は、マトリクス状にパターン形成されており、またもう一方のガラス基板１２の透明電極層１６はガラス基板１２の表面の略全面に形成されている。 Hereinafter, embodiments of a color liquid crystal display device according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the color liquid crystal display device of the present embodiment. The color liquid crystal display device includes a liquid crystal cell 10. The liquid crystal cell 10 has two transparent glass substrates 11 and 12, each of which has transparent electrode layers 15 and 16 (for example, indium oxide doped with tin oxide (ITO) on one surface thereof. An electrode layer)) is formed. The two glass substrates 11 and 12 are arranged so that the transparent electrode layers 15 and 16 face each other, and a spacer (not shown) is interposed between them, and the peripheral portions of the glass substrates 11 and 12 are sealed members. By adhering with 14, they are arranged opposite to each other with a certain interval. The transparent electrode layer 15 of the glass substrate 11 disposed on the display surface side is patterned in a matrix shape, and the transparent electrode layer 16 of the other glass substrate 12 is formed on substantially the entire surface of the glass substrate 12. Is formed.

表示面側に対し反対側となる下側のガラス基板１２の下面には上面にカラー反射層１７が形成された配色基板１３が貼り付けられている。図２に配色基板１３の部分拡大図を示す。配色基板１３のカラー反射層１７は、カラー層としての遮光性のシアン層Ｓ、マゼンダ層Ｍ及びイエロー層Ｙが繰り返されるようにして、ストライプ状又はマトリクス状に形成されている。 On the lower surface of the lower glass substrate 12 opposite to the display surface side, a color arrangement substrate 13 having a color reflection layer 17 formed on the upper surface is attached. FIG. 2 shows a partially enlarged view of the color arrangement substrate 13. The color reflection layer 17 of the color arrangement substrate 13 is formed in a stripe shape or a matrix shape by repeating the light-shielding cyan layer S, magenta layer M, and yellow layer Y as color layers.

２枚のガラス基板１１，１２及びシール部材１４で囲まれる空間内には液晶層１８が充填され封入されて保持されている。 A space surrounded by the two glass substrates 11 and 12 and the sealing member 14 is filled and sealed with a liquid crystal layer 18.

液晶層１８は、フォーカルコニック状態などのポリドメイン組織を呈する（ポリドメイン状態の）小体積のコレステリック液晶（カイラル液晶）を透明な高分子薄膜１９により包んで成るグレイン（例えば、径１〜２μｍ程度）を多数積層した構造を有する層である。このような構造は、例えば、光重合性ポリマーと液晶とを混合し、光重合相分離によって液晶の小体積をポリマーの薄膜で包みつつ析出させることにより得られる。液晶層１８の厚さは、用途（応用形態）に応じて、例えば５〜６０μｍ程度の範囲で適宜定めることができるが、コントラストの向上、駆動電圧の低減、応答速度の向上等の要求をバランスよく満たすためには、７〜１５μｍ程度の厚さとすることが好ましい（なお、図１では液晶層１８の厚さに比べてグレインの大きさ等を誇張して描いている）。 The liquid crystal layer 18 is a grain (for example, having a diameter of about 1 to 2 μm) in which a small volume of cholesteric liquid crystal (chiral liquid crystal) exhibiting a polydomain structure such as a focal conic state is wrapped with a transparent polymer thin film 19. ) Are stacked. Such a structure can be obtained, for example, by mixing a photopolymerizable polymer and a liquid crystal and depositing a small volume of the liquid crystal wrapped with a polymer thin film by photopolymerization phase separation. The thickness of the liquid crystal layer 18 can be appropriately determined within a range of, for example, about 5 to 60 μm, depending on the application (application form), but balances demands such as improvement of contrast, reduction of drive voltage, and improvement of response speed. In order to satisfactorily satisfy, it is preferable to set the thickness to about 7 to 15 μm (in FIG. 1, the grain size and the like are exaggerated in comparison with the thickness of the liquid crystal layer 18).

ここで、コレステリック（カイラル）液晶は、図１に示すように、電圧（電界）を印加していないときには、ポリドメイン組織（ポリドメイン・コレステリック液晶）を形成し、入射光を散乱することができ、一方、高い電圧（電界）を印加したときには、カイラル液晶がホメオトロピック配向状態となり、入射光をそのまま直進させる性質をもつ。本実施の形態１では、液晶層１８は、そのようなコレステリック液晶（電圧無印加時は、ポリドメイン・コレステリック液晶）の小体積を透明の高分子薄膜で包んでなるグレイン（小胞体）の累積構造としているが、このように小胞体として用いることにより、ポリドメイン組織による光の散乱に加え、グレインの界面１９による光の散乱も生じるため、全体としての光の散乱効果がより高められるとともに、電圧印加状態から無印加状態又は印加電圧を低下させた場合に、ホメオトロピック配向状態からポリドメイン組織への回復速度を向上でき、応答性を向上することができ、良好な光シャッター機能を付与することができる。 Here, as shown in FIG. 1, the cholesteric (chiral) liquid crystal can form a polydomain structure (polydomain cholesteric liquid crystal) and scatter incident light when no voltage (electric field) is applied. On the other hand, when a high voltage (electric field) is applied, the chiral liquid crystal is in a homeotropic alignment state and has a property of causing the incident light to go straight as it is. In the first embodiment, the liquid crystal layer 18 is formed by accumulating grains (endoplasmic reticulum) formed by wrapping a small volume of such cholesteric liquid crystal (polydomain cholesteric liquid crystal when no voltage is applied) with a transparent polymer thin film. Although it has a structure, in addition to light scattering by the polydomain tissue as well as light scattering by the grain interface 19 by using it as an endoplasmic reticulum in this way, the light scattering effect as a whole is further enhanced, When the voltage application state is not applied or when the applied voltage is lowered, the recovery speed from the homeotropic alignment state to the polydomain structure can be improved, the responsiveness can be improved, and a good optical shutter function is imparted. be able to.

すなわち、コレステリック（カイラル）液晶は、電圧（電界）を印加していないときには、ポリドメイン組織（ポリドメイン・コレステリック液晶）を形成し、このようになると、液晶セル１０の表示面側から入射した外部光は、ポリドメイン組織による散乱及びグレイン（小胞体）の界面１９における散乱を受け、液晶セル１０の表示面側へ反射され、白色に見える。一方、透明電極層１５，１６間に高い電圧（電界）を印加したときには、カイラル液晶がホメオトロピック配向状態となり、外部光は液晶層１８をそのまま直進して透過し、カラー反射層１７で反射され、再び液晶層１８を透過して、液晶セル１０の表示面からカラー反射層１７のカラー層の色の光となって出射される。つまり、外部光で照らされたカラー反射層自体の色が表示面から見えることになる。このようなコレステリック液晶（カイラル液晶）は、電界の強さに応じて、ホメオトロピック配向状態の程度を制御できるものであり、液晶層１８に印加する電圧の大きさを様々な組み合わせとすることにより、光の散乱の程度を制御できて、発光面側からの発光色を様々に変化できるのである。したがって、マトリクス状にパターン形成された透明電極層１５を用いて、印加電圧を様々に制御することにより、様々な発光色によるドットマトリクス表示（パターン表示）が可能となる。 That is, the cholesteric (chiral) liquid crystal forms a polydomain structure (polydomain cholesteric liquid crystal) when no voltage (electric field) is applied. In this case, an external incident light from the display surface side of the liquid crystal cell 10 is formed. The light is scattered by the polydomain structure and scattered at the interface 19 of the grain (endoplasmic reticulum), reflected to the display surface side of the liquid crystal cell 10, and appears white. On the other hand, when a high voltage (electric field) is applied between the transparent electrode layers 15 and 16, the chiral liquid crystal is in a homeotropic alignment state, and external light passes straight through the liquid crystal layer 18 and is reflected by the color reflection layer 17. Then, the light passes through the liquid crystal layer 18 again and is emitted from the display surface of the liquid crystal cell 10 as light of the color layer of the color reflection layer 17. That is, the color of the color reflection layer itself illuminated with external light can be seen from the display surface. Such a cholesteric liquid crystal (chiral liquid crystal) can control the degree of homeotropic alignment according to the strength of the electric field, and various combinations of voltages applied to the liquid crystal layer 18 can be used. The degree of light scattering can be controlled, and the emission color from the light emitting surface side can be changed variously. Therefore, dot matrix display (pattern display) with various emission colors is possible by controlling the applied voltage in various ways using the transparent electrode layer 15 patterned in a matrix.

上記コレステリック液晶は、具体的には、例えばコレステリック液晶、カイラルスメクチックＣ液晶及びネマチック液晶からなるものを使用でき、コレステリック液晶及びカイラルスメクチックＣ液晶の合計量が液晶成分中０．０５〜１０重量％程度（好ましくは０．３〜１重量％）とされる。ネマッチク液晶に少しでもコレステリック液晶が混入するとコレステリック液晶になることは良く知られており、ここでは、ネマチック液晶中にコレステリック液晶を加えてなるコレステリック液晶にカイラルスメクチックＣ液晶を加えたものとすることができる。 Specifically, the cholesteric liquid crystal can be composed of, for example, cholesteric liquid crystal, chiral smectic C liquid crystal and nematic liquid crystal, and the total amount of cholesteric liquid crystal and chiral smectic C liquid crystal is about 0.05 to 10% by weight in the liquid crystal component. (Preferably 0.3 to 1% by weight). It is well known that a cholesteric liquid crystal is mixed into a nematic liquid crystal even if even a little, and here, it is assumed that a chiral smectic C liquid crystal is added to a cholesteric liquid crystal obtained by adding a cholesteric liquid crystal to a nematic liquid crystal. it can.

コレステリック液晶を包む透明の高分子薄膜の成分としては、壁面効果を十分発現させるために液晶成分の小体積の壁面を薄膜状に覆う構造をとることができるものであれば特に限定されず用いることができる。製造工程上の見地から言えば、紫外・可視光重合型のプレポリマー及び／又はモノマーならびに液晶成分（例えば、コレステリック液晶、カイラルスメクチックＣ液晶及びネマチック液晶）を含む混合物を、それぞれ透明電極層１５，１６を形成した２枚のガラス基板１１，１２を積層して接着した後に当該ガラス基板１１，１２間に注入し、この注入した混合物にガラス基板１１又は１２を介して紫外・可視光（波長：約３５０〜４００ｎｍ）を照射して上記プレポリマー又はモノマーを重合させてなることが好ましい。このような処理をすることによって、コレステリック液晶のポリドメイン（フォーカルコニック）・グレイン構造を包み込んだ状態で薄膜状ポリマーが形成され、ポリドメインを含むグレインがポリマーの薄膜に包まれた小胞体の累積構造（細胞様構造）をより確実に得ることができる。 The component of the transparent polymer thin film that encloses the cholesteric liquid crystal is not particularly limited as long as it can take a structure that covers a small volume of the wall surface of the liquid crystal component in order to fully express the wall effect. Can do. From the viewpoint of the manufacturing process, the transparent electrode layer 15, a mixture containing ultraviolet / visible photopolymerization type prepolymer and / or monomer and liquid crystal component (for example, cholesteric liquid crystal, chiral smectic C liquid crystal and nematic liquid crystal) are respectively prepared. After the two glass substrates 11 and 12 formed with 16 are laminated and bonded, the glass substrates 11 and 12 are injected, and the injected mixture is irradiated with ultraviolet / visible light (wavelength: via the glass substrate 11 or 12). The prepolymer or the monomer is preferably polymerized by irradiation with about 350 to 400 nm). Through such treatment, a thin film polymer is formed in a state of wrapping the polydomain (focal conic) grain structure of the cholesteric liquid crystal, and the accumulation of endoplasmic reticulum in which the grains containing the polydomain are wrapped in the polymer thin film. A structure (cell-like structure) can be obtained more reliably.

従って、上記プレポリマー及び／又はモノマーを液晶成分と混合し、相溶状態にした後、紫外・可視光照射等によって常温付近で重合させて得られるような透明性の高分子成分を好適に用いることができる。このようなプレポリマー又はモノマーとしては、一般に紫外・可視光重合型のプレポリマー又はモノマーとして知られているものを用いることができ、例えばアクリル系、メタアクリル系、チオアクリル系等のものを使用できる。より具体的には、ヒドロキシエチルアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、ラウリルアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、ポリエチレングライコールジアクリレート、ポリテトラメチレングライコールジアクリレート、トリメチルプロパントリアクリレート等あるいはこれらのプレポリマーを単独又は混合して用いることができる。本発明では、特に、重合後のポリマーのガラス転移温度（Ｔｇ）が使用温度範囲より低音であることが望ましい。なお、プレポリマーの重合度は、用いるプレポリマー、液晶成分等の種類に応じて適宜設定すれば良い。 Therefore, a transparent polymer component that is obtained by mixing the prepolymer and / or monomer with a liquid crystal component to obtain a compatible state, and then polymerizing at around room temperature by irradiation with ultraviolet light or visible light is preferably used. be able to. As such a prepolymer or monomer, those generally known as ultraviolet / visible photopolymerization type prepolymers or monomers can be used, for example, acrylic, methacrylic, thioacrylic, etc. it can. More specifically, hydroxyethyl acrylate, phenoxyethyl acrylate, lauryl acrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, polyethylene glycol acrylate, polytetramethylene glycol acrylate, trimethylpropane triacrylate, etc. or prepolymers thereof Can be used alone or in combination. In the present invention, it is particularly desirable that the glass transition temperature (Tg) of the polymer after polymerization is lower than the operating temperature range. In addition, what is necessary is just to set the polymerization degree of a prepolymer suitably according to kinds, such as a prepolymer used and a liquid crystal component.

上記のようにガラス基板間で紫外・可視光照射などによってコレステリック液晶を透明の高分子薄膜で包む小胞体を形成する場合、透明性の高分子成分は通常５〜２０重量％程度（好ましくは７〜１５重量％）、液晶成分は通常９５〜８０重量％程度（好ましくは９３〜８５重量％）とされる。透明性の高分子成分が５重量％未満の場合には、高分子成分が分散層になるおそれがある。また、透明性高分子成分が２０重量％を超える場合には、駆動電圧が高くなるおそれがある。 When a vesicle that wraps a cholesteric liquid crystal with a transparent polymer thin film by irradiating ultraviolet / visible light between glass substrates as described above, the transparent polymer component is usually about 5 to 20% by weight (preferably 7%). ˜15 wt%) and the liquid crystal component is usually about 95 to 80 wt% (preferably 93 to 85 wt%). When the transparent polymer component is less than 5% by weight, the polymer component may become a dispersed layer. Moreover, when the transparent polymer component exceeds 20% by weight, the driving voltage may be increased.

上記実施の形態では、配色基板１３に形成されたカラー反射層１７をシアン層Ｓ、マゼンダ層Ｍ及びイエロー層Ｙから形成したが、図３に示すように、これらカラー層に加えてブラック層Ｂを用いたカラー反射層１７’を形成した配色基板１３’としてもよい。このようにすることにより、カラー表示のコントラストをより向上させ表示品位を高めることができる。 In the above embodiment, the color reflection layer 17 formed on the color arrangement substrate 13 is formed from the cyan layer S, the magenta layer M, and the yellow layer Y. However, as shown in FIG. Alternatively, a color arrangement substrate 13 ′ on which a color reflection layer 17 ′ is formed may be used. By doing so, the contrast of the color display can be further improved and the display quality can be improved.

また、上記実施の形態では、カラー反射層１７を形成した配色基板１３をガラス基板１２の下面に貼り合わせるようにしているが、ガラス基板１２の下面にカラー反射層１７を直接形成するようにしてもよい。 In the above embodiment, the color arrangement substrate 13 on which the color reflection layer 17 is formed is bonded to the lower surface of the glass substrate 12, but the color reflection layer 17 is directly formed on the lower surface of the glass substrate 12. Also good.

さらに、上記のようなカラー反射層１７，１７’をガラス基板１２と透明電極層１６との間に形成するようにしてもよく、このようにした場合は、さらに一層コントラストを向上させたカラー表示が可能となる。なお、この場合、配色基板１３を不要とできるとともに、ガラス基板１２を必ずしも透明とする必要はなく、不透明の基板とし得る。 Further, the color reflecting layers 17 and 17 'as described above may be formed between the glass substrate 12 and the transparent electrode layer 16, and in this case, a color display with further improved contrast. Is possible. In this case, the color arrangement substrate 13 can be omitted, and the glass substrate 12 does not necessarily need to be transparent, and can be an opaque substrate.

また、本発明において、液晶セル１０の表示面（ガラス基板１１の上面）に光を照射するための光源を、例えば、表示面の周囲前方に配置してもよい。 In the present invention, a light source for irradiating light onto the display surface of the liquid crystal cell 10 (the upper surface of the glass substrate 11) may be disposed, for example, in front of the periphery of the display surface.

本発明の実施の形態に係るカラー液晶表示装置を示す概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view showing a color liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention. 実施の形態のカラー液晶表示装置における、配色基板の部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of the color arrangement board in the color liquid crystal display of an embodiment. 配色基板の他の例を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view showing other examples of a coloring board.

Explanation of symbols

１０液晶セル
１１，１２ガラス基板
１３，１３’ 配色基板
１５，１６透明電極層
１７，１７’ カラー反射層
１８液晶層
Ｓシアン層
Ｍマゼンダ層
Ｙイエロー層
Ｂブラック層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Liquid crystal cell 11, 12 Glass substrate 13, 13 'Colored substrate 15, 16 Transparent electrode layer 17, 17' Color reflective layer 18 Liquid crystal layer S Cyan layer M Magenta layer Y Yellow layer B Black layer

Claims

A transparent substrate including a transparent electrode layer, a substrate including a transparent electrode layer disposed so as to face the lower surface side of the transparent substrate, a liquid crystal layer held between the transparent substrate and the substrate, and a bottom of the liquid crystal layer A color liquid crystal display device comprising a liquid crystal cell having a color reflective layer disposed on the side and formed with a plurality of color layers of a plurality of colors,
A color liquid crystal display device, wherein the liquid crystal layer has a cumulative structure of vesicles formed by enclosing grains of liquid crystal components containing chiral liquid crystal with a transparent polymer thin film.

2. The color liquid crystal display device according to claim 1, wherein the color reflection layer has color layers of cyan, magenta and yellow.