JP2008089970A - Liquid crystal display element - Google Patents

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Satoshi Hisamitsu
聡史 久光
Nobuyuki Kobayashi
信幸 小林
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal display element which has a superior color balance by enhancing the reflection efficiency of a liquid crystal layer away from an observation side. <P>SOLUTION: The liquid crystal display element includes a first liquid crystal dimming layer showing a cholesteric phase and a second liquid crystal dimming layer showing a cholesteric phase layered in this order from the observation side, wherein the average diameter of liquid drops of the first liquid crystal is smaller than the average diameter of liquid drops of the second liquid crystal. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

この発明は、液晶表示素子に関する。   The present invention relates to a liquid crystal display element.

ネマティック液晶にカイラル材を添加することにより、室温においてコレステリック相を示すようにしたカイラルネマティック液晶組成物を用いた液晶表示素子が知られている。そのような液晶表示素子においては、カイラルネマティック液晶組成物を挟む一対の電極間に高低のパルス電圧(駆動電圧)を印加することによって液晶をプレーナー(PL)配向状態とフォーカルコニック(FC)配向状態またはホメオトロピック(Homeo)状態とに切り替えて表示が行われる。PL配向状態とFC配向状態の2状態を無電源で維持できるため表示の書き換え時以外は電力を供給する必要がなく、低消費電力の表示素子を提供することが可能である。PL配向状態でカイラルネマティック液晶は棒状の液晶分子が平行に配列した層が螺旋状に重なった構造をとっており、その螺旋ピッチによって決まる特定の波長の光を選択反射し、それ以外の波長の光は透過させる性質をもっている。このため液晶表示素子の背面に光吸収層を設けることで選択反射に由来する色と黒の間で表示を切り替えることができる。赤・緑・青に対応する波長の光を反射するように螺旋ピッチを調整したカイラルネマティック液晶組成物を一対の基板に挟持した液晶表示素子を積層することで加法混色によりフルカラー表示や白黒表示が可能となる。しかし、一対の基板に液晶を挟持した素子を3層積層すると、柔軟性に欠け、屈曲したときに割れや剥がれが生じるという問題がある。   A liquid crystal display element using a chiral nematic liquid crystal composition that exhibits a cholesteric phase at room temperature by adding a chiral material to the nematic liquid crystal is known. In such a liquid crystal display device, the liquid crystal is in a planar (PL) alignment state and a focal conic (FC) alignment state by applying high and low pulse voltages (driving voltages) between a pair of electrodes sandwiching a chiral nematic liquid crystal composition. Alternatively, the display is switched to the homeotropic state. Since the two states of the PL alignment state and the FC alignment state can be maintained without a power source, it is not necessary to supply power except during display rewriting, and a display element with low power consumption can be provided. The chiral nematic liquid crystal in the PL alignment state has a structure in which rod-like liquid crystal molecules are arranged in parallel and spirally overlapped, and selectively reflects light of a specific wavelength determined by the helical pitch, and other wavelengths. Light has the property of transmitting. For this reason, a display can be switched between the color derived from selective reflection and black by providing a light absorption layer on the back surface of the liquid crystal display element. By laminating a liquid crystal display element sandwiching a chiral nematic liquid crystal composition with a spiral pitch adjusted to reflect light of wavelengths corresponding to red, green, and blue, a full color display and monochrome display can be achieved by additive color mixing. It becomes possible. However, when three layers of elements each having a liquid crystal sandwiched between a pair of substrates are stacked, there is a problem that the film lacks flexibility and cracks or peels when bent.

近年、このような問題点に対して、特許文献1や特許文献2にみられるように、カイラルネマティック液晶を高分子樹脂中に分散させた塗布液を基板上に塗布して形成した調光層を有する分散塗布型カイラルネマティック液晶表示素子の研究がされている。   In recent years, a light control layer formed by applying a coating liquid in which a chiral nematic liquid crystal is dispersed in a polymer resin on a substrate, as seen in Patent Document 1 and Patent Document 2, to solve such problems. A dispersion-coated chiral nematic liquid crystal display device having the above has been studied.

この塗布型カイラルネマティック液晶表示素子は、樹脂シート基板の上に電極層や液晶層を直接塗布又は蒸着して積層形成できるため、柔軟で屈曲に強い、各層を塗布による作成が可能で低コストに作成できる、1つの基板上に複数の液晶層を直接積層でき多色化に適している、といった特徴を有している。また、カイラルネマティック液晶を封入したマイクロカプセルを基板上に塗布して形成した調光層を有する液晶表示素子も知られている。
米国特許第6585849号公報 米国特許第6690447号公報
This coating-type chiral nematic liquid crystal display element can be formed by applying or vapor-depositing electrode layers or liquid crystal layers directly on a resin sheet substrate, making it flexible and resistant to bending. It has a feature that a plurality of liquid crystal layers can be directly stacked on a single substrate and is suitable for multicoloring. A liquid crystal display element having a light control layer formed by applying a microcapsule enclosing a chiral nematic liquid crystal on a substrate is also known.
US Pat. No. 6,585,849 US Pat. No. 6,690,447

しかしながら、特許文献1及び特許文献2に示す方法で作製した積層型表示素子では観察側から遠い液晶層ほど光利用効率が悪くなるため反射率が低くなる。そのため各層を着色状態にしたとき色バランスが悪くなると言う問題が発生する。   However, in the multilayer display element manufactured by the method shown in Patent Literature 1 and Patent Literature 2, the liquid crystal layer farther from the observation side has lower light utilization efficiency, and thus the reflectance becomes lower. Therefore, there arises a problem that the color balance is deteriorated when each layer is colored.

従って、本発明が解決しようとする技術課題は、観察側から遠い液晶層の反射効率を高くすることで、色バランスの良い液晶表示素子を提供することである。   Therefore, the technical problem to be solved by the present invention is to provide a liquid crystal display element with good color balance by increasing the reflection efficiency of the liquid crystal layer far from the observation side.

本発明は、以下の構成により上記課題を達成することができる。   This invention can achieve the said subject with the following structures.

1.
少なくとも、20℃でコレステリック相を示す第1の液晶の液滴を分散した第1の液晶調光層と、20℃でコレステリック相を示す第2の液晶の液滴を分散した第2の液晶調光層とを有し、観察側からこの順に積層された液晶表示素子であって、前記第1の液晶の液滴の直径の平均値が、前記第2の液晶の液滴の直径の平均値より小さいことを特徴とする液晶表示素子。
1.
At least a first liquid crystal light control layer in which first liquid crystal droplets exhibiting a cholesteric phase at 20 ° C. are dispersed, and a second liquid crystal composition in which second liquid crystal droplets exhibiting a cholesteric phase at 20 ° C. are dispersed. A liquid crystal display element having an optical layer and stacked in this order from the observation side, wherein an average value of the diameter of the first liquid crystal droplet is an average value of the diameter of the second liquid crystal droplet A liquid crystal display element characterized by being smaller.

2.
前記第1の液晶と前記第2の液晶は互いに選択反射波長が異なることを特徴とする1に記載の液晶表示素子。
2.
2. The liquid crystal display element according to 1, wherein the first liquid crystal and the second liquid crystal have different selective reflection wavelengths.

3.
前記第1の液晶と前記第2の液晶は互いに螺旋ねじれの方向が異なることを特徴とする1又は2に記載の液晶表示素子。
3.
3. The liquid crystal display element according to 1 or 2, wherein the first liquid crystal and the second liquid crystal have different directions of spiral twist.

4.
前記第1の液晶の選択反射波長は前記第2の液晶の選択反射波長より短いことを特徴とする1乃至3のいずれか1項に記載の液晶表示素子。
4).
4. The liquid crystal display element according to claim 1, wherein the selective reflection wavelength of the first liquid crystal is shorter than the selective reflection wavelength of the second liquid crystal.

5.
前記第1の液晶調光層と前記第2の液晶調光層との間に20℃でコレステリック相を示す第3の液晶が液滴として分散された第3の液晶調光層が設けられており、前記第3の液晶の液滴の直径の平均値は前記第1の液晶の液滴の直径の平均値以上で、前記第2の液晶の液滴の直径の平均値以下であることを特徴とする1乃至4のいずれか1項に記載の液晶表示素子。
5.
A third liquid crystal light control layer in which a third liquid crystal exhibiting a cholesteric phase at 20 ° C. is dispersed as droplets is provided between the first liquid crystal light control layer and the second liquid crystal light control layer. The average value of the diameters of the third liquid crystal droplets is not less than the average value of the diameters of the first liquid crystal droplets and not more than the average value of the diameters of the second liquid crystal droplets. 5. The liquid crystal display element according to any one of 1 to 4, wherein the liquid crystal display element is characterized.

6.
前記第3の液晶の選択反射波長は前記第1の液晶の選択反射波長より長く前記第2の液晶の選択反射波長より短いことを特徴とする5に記載の液晶表示素子。
6).
6. The liquid crystal display element according to 5, wherein the selective reflection wavelength of the third liquid crystal is longer than the selective reflection wavelength of the first liquid crystal and shorter than the selective reflection wavelength of the second liquid crystal.

7.
前記第1〜第3の液晶は、選択反射波長のピーク値が、400〜500nmにある青色反射液晶、500〜580nmにある緑色反射液晶、580〜610nmにある黄色反射液晶、610〜700nmにある赤色反射液晶から選ばれることを特徴とする1乃至6のいずれか1項に記載の液晶表示素子。
7).
The first to third liquid crystals have a peak value of selective reflection wavelength in a blue reflective liquid crystal in 400 to 500 nm, a green reflective liquid crystal in 500 to 580 nm, a yellow reflective liquid crystal in 580 to 610 nm, and 610 to 700 nm. 7. The liquid crystal display element according to any one of 1 to 6, wherein the liquid crystal display element is selected from red reflective liquid crystals.

8.
前記第1〜第3の液晶の液滴がマイクロカプセル壁により被覆されていることを特徴とする1乃至7のいずれか1項に記載の液晶表示素子。
8).
8. The liquid crystal display element according to any one of 1 to 7, wherein the first to third liquid crystal droplets are covered with a microcapsule wall.

9.
前記第1〜第3の液晶がネマティック液晶およびカイラル材からなることを特徴とする1乃至8のいずれか1項に記載の液晶表示素子。
9.
The liquid crystal display element according to any one of 1 to 8, wherein the first to third liquid crystals are made of a nematic liquid crystal and a chiral material.

10.
前記第1〜第3の液晶を駆動するための電極が設けられていることを特徴とする1乃至9のいずれか1項に記載の液晶表示素子。
に変更願います。
10.
10. The liquid crystal display element according to any one of 1 to 9, wherein an electrode for driving the first to third liquid crystals is provided.
Please change to.

本発明によれば、観察側から順に第1の液晶調光層、第2の液晶調光層が積層された層を有する液晶表示素子であって、第1の液晶の液滴の直径の平均値が、第2の液晶の液滴の直径の平均値より小さくしたので、第1の液晶調光層からの反射率と第2の液晶調光層からの反射率を調整すること可能となり、観察側から遠い液晶調光層の反射効率を高くすることで、色バランスの良い液晶表示素子を提供することができる。   According to the present invention, there is provided a liquid crystal display element having a layer in which a first liquid crystal light control layer and a second liquid crystal light control layer are laminated in order from the observation side, and an average diameter of droplets of the first liquid crystal Since the value is smaller than the average value of the diameters of the droplets of the second liquid crystal, it becomes possible to adjust the reflectance from the first liquid crystal light control layer and the reflectance from the second liquid crystal light control layer, By increasing the reflection efficiency of the liquid crystal light control layer far from the observation side, a liquid crystal display element with good color balance can be provided.

これより、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。   Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施形態である液晶表示素子の断面図である。図1に示すようにこの液晶表示素子10は、透明基体42の上にストライプ状の電極32が形成されている。この電極32の上に高分子体に第2の液晶2の液滴を分散した第2の液晶調光層22が形成されている。この第2の液晶調光層22の上には高分子体に第1の液晶1の液滴を分散した第1の液晶調光層21が形成されている。この第1の液晶調光層21の上にはストライプ状の電極31が電極32とクロスするように形成されている。電極31の上には透明基板41が形成されており、透明基板41側が観察側となっている。電極31と電極32には、液晶表示素子10を駆動するための電源60が接続されている。また、透明基板42の電極32が形成されている面と反対側の面には、黒色の光吸収層50が形成されている。この液晶表示素子10を用いて、白黒表示を行うことができる。   FIG. 1 is a cross-sectional view of a liquid crystal display element according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, in the liquid crystal display element 10, striped electrodes 32 are formed on a transparent substrate 42. On the electrode 32, a second liquid crystal light control layer 22 in which droplets of the second liquid crystal 2 are dispersed in a polymer is formed. On the second liquid crystal light control layer 22, a first liquid crystal light control layer 21 in which droplets of the first liquid crystal 1 are dispersed in a polymer is formed. A striped electrode 31 is formed on the first liquid crystal light control layer 21 so as to cross the electrode 32. A transparent substrate 41 is formed on the electrode 31, and the transparent substrate 41 side is an observation side. A power source 60 for driving the liquid crystal display element 10 is connected to the electrodes 31 and 32. A black light absorption layer 50 is formed on the surface of the transparent substrate 42 opposite to the surface on which the electrodes 32 are formed. The liquid crystal display element 10 can be used to perform black and white display.

この液晶表示素子10において、第1の液晶1の液滴の直径の平均値と、前記第2の液晶2の液滴の直径の平均値が互いに異なっている。このような関係にすることで第1の液晶調光層21と第2の液晶調光層22での光の反射効率を制御することができ、各層の反射率に依存する色バランスを調製することができる。   In the liquid crystal display element 10, the average value of the diameters of the droplets of the first liquid crystal 1 and the average value of the diameters of the droplets of the second liquid crystal 2 are different from each other. With this relationship, the light reflection efficiency of the first liquid crystal light control layer 21 and the second liquid crystal light control layer 22 can be controlled, and the color balance depending on the reflectance of each layer is adjusted. be able to.

また、第1の液晶1の液滴の直径の平均値が、前記第2の液晶2の液滴の直径の平均値より小さい。このような関係にすることで、観察側から遠い層になるに従い光の利用効率が低下し、その層での反射率が低下するという問題に対して、第2の液晶2の液滴の直径を大きくすることにより、第2の液晶調光層22の反射率を第1の液晶調光層21の反射率に近づけることができ、色バランスをとることができる。その結果、純粋な白色に近づけることができる。このような効果が得られる理由としては、液滴またはカプセルの直径が大きくなると各液晶層の選択反射の効率が高まることが挙げられる。また、カプセルの直径が大きくなると選択反射に寄与していない、液滴またはカプセル間のバインダー領域や、カプセルの被膜および被膜近傍の液晶の領域が、相対的に小さくなり選択反射に寄与する領域が増えることで、選択反射の効率が高まる。   Further, the average value of the diameters of the droplets of the first liquid crystal 1 is smaller than the average value of the diameters of the droplets of the second liquid crystal 2. With such a relationship, the diameter of the droplets of the second liquid crystal 2 is reduced with respect to the problem that the light use efficiency decreases as the layer becomes farther from the observation side, and the reflectance of the layer decreases. By increasing the ratio, the reflectance of the second liquid crystal light control layer 22 can be brought close to the reflectance of the first liquid crystal light control layer 21, and color balance can be achieved. As a result, it can be close to pure white. The reason why such an effect can be obtained is that the efficiency of selective reflection of each liquid crystal layer increases as the diameter of the droplet or capsule increases. In addition, when the diameter of the capsule increases, the binder region between droplets or capsules that does not contribute to selective reflection, and the capsule coating and the liquid crystal region in the vicinity of the coating are relatively small, and there are regions that contribute to selective reflection. By increasing, the efficiency of selective reflection increases.

また、第1の液晶1と第2の液晶2の選択反射波長が異なることが好ましい。このようにすることで、白色表現ができると共に、色バランスを取ることができ、より純粋な白色を形成できる。   Further, the selective reflection wavelengths of the first liquid crystal 1 and the second liquid crystal 2 are preferably different. In this way, white can be expressed, color balance can be achieved, and a purer white can be formed.

また、第1の液晶1と第2の液晶2は互いに螺旋ねじれの方向が異なることが好ましい。このようにすることで、第1の液晶調光層21で反射に用いられないもう一方の円偏光の光を第2の液晶調光層22で用いることができ、光の利用効率が向上する。   Further, it is preferable that the first liquid crystal 1 and the second liquid crystal 2 have different spiral twist directions. By doing in this way, the other circularly polarized light which is not used for reflection in the first liquid crystal light control layer 21 can be used in the second liquid crystal light control layer 22, and the light utilization efficiency is improved. .

また、コレステリック相を示す液晶が選択反射するときの一つの特徴として、選択反射波長域以外の波長の光の透過性を挙げることができる。選択反射波長域より長い波長の光と、短い波長の光を比べた場合、長い波長の光の方が透過率は高くなる。したがって、選択反射波長が短い液晶調光層ほど観察側に近く配置することで、光の利用効率を高めることができる。よって、第1の液晶1の選択反射波長は第2の液晶2の選択反射波長より短いことが好ましい。このようにすることで、第2の液晶調光層22での反射効率をより高めることができ、より色バランスの良い白色を表示することができる。   Further, as one characteristic when the liquid crystal exhibiting a cholesteric phase selectively reflects, the light transmittance of a wavelength other than the selective reflection wavelength region can be mentioned. When light having a wavelength longer than the selective reflection wavelength region is compared with light having a short wavelength, the transmittance of light having a long wavelength is higher. Therefore, the use efficiency of light can be improved by arranging the liquid crystal light control layer having a shorter selective reflection wavelength closer to the observation side. Therefore, the selective reflection wavelength of the first liquid crystal 1 is preferably shorter than the selective reflection wavelength of the second liquid crystal 2. By doing in this way, the reflective efficiency in the 2nd liquid crystal light control layer 22 can be raised more, and white with a better color balance can be displayed.

なお、本実施形態では、第1の液晶調光層21と第2の液晶調光層22との間に電極を形成していないが、その間に電極を形成し、第1の液晶調光層21と第2の液晶調光層22とを別々に駆動するようにしても良い。   In this embodiment, an electrode is not formed between the first liquid crystal light control layer 21 and the second liquid crystal light control layer 22, but an electrode is formed between the first liquid crystal light control layer 22 and the first liquid crystal light control layer. 21 and the second liquid crystal light control layer 22 may be driven separately.

図2に本発明の別の実施形態を示す。図2に示す液晶表示素子11は、図1に示す液晶表示素子10の第1の液晶調光層21と第2の液晶調光層22との間に第3の液晶3の液滴を高分子体に分散した第3の液晶調光層23を形成したものである。他の構成は、液晶表示素子10と同様にした。この液晶表示素子11は白色表示、又はマルチカラー表示を行うことができる。   FIG. 2 shows another embodiment of the present invention. The liquid crystal display element 11 shown in FIG. 2 has a third liquid crystal 3 having high droplets between the first liquid crystal dimming layer 21 and the second liquid crystal dimming layer 22 of the liquid crystal display element 10 shown in FIG. A third liquid crystal light control layer 23 dispersed in a molecular body is formed. Other configurations were the same as those of the liquid crystal display element 10. The liquid crystal display element 11 can perform white display or multicolor display.

この液晶表示素子11において、第3の液晶3の液滴の直径の平均値は第1の液晶1の液滴の直径の平均値以上で、第2の液晶2の液滴の直径の平均値以下であることが好ましい。このようにすることで、観察側から遠い液晶調光層ほど光の利用効率が低下し、反射率が低くなると言う問題を解決し、各液晶調光層の反射率をほぼ等しくなるように制御することができ、色バランスを取ることができる。   In this liquid crystal display element 11, the average value of the diameters of the droplets of the third liquid crystal 3 is equal to or greater than the average value of the diameters of the droplets of the first liquid crystal 1, and the average value of the diameters of the droplets of the second liquid crystal 2. The following is preferable. In this way, the problem that the light utilization efficiency decreases and the reflectance decreases as the liquid crystal light control layer farther from the observation side is solved, and the control is performed so that the reflectance of each liquid crystal light control layer becomes substantially equal. Can balance the colors.

また、第3の液晶3の選択反射波長は、第1の液晶1の選択反射波長より長く、第2の液晶の選択反射波長より短いことが好ましい。このように選択反射波長が短い液晶調光層ほど観察側に近く配置することで、光の利用効率を高めることができる。   The selective reflection wavelength of the third liquid crystal 3 is preferably longer than the selective reflection wavelength of the first liquid crystal 1 and shorter than the selective reflection wavelength of the second liquid crystal. Thus, the use efficiency of light can be improved by arrange | positioning the liquid crystal light control layer with a short selective reflection wavelength nearer to an observation side.

なお、図2に示す液晶表示素子11では、各液晶調光層は、電極31と32により一度に駆動するようにしているが、各液晶調光層の間に電極を形成し、それぞれの液晶調光層を個別に駆動するようにしても良い。   In the liquid crystal display element 11 shown in FIG. 2, each liquid crystal dimming layer is driven at once by the electrodes 31 and 32. However, an electrode is formed between each liquid crystal dimming layer, and each liquid crystal dimming layer is driven. You may make it drive a light control layer separately.

ところで上記の2つの実施形態の液晶表示素子10、11では、液晶の液滴を高分子体に分散したものを用いたが、分散される液晶の液滴をマイクロカプセル壁により被覆したものを用いてもよい。マイクロカプセル壁を被覆した液滴を用いることにより、より製造時の取り扱いが容易となる。   By the way, in the liquid crystal display elements 10 and 11 of the two embodiments described above, liquid crystal droplets dispersed in a polymer are used, but dispersed liquid crystal droplets covered with microcapsule walls are used. May be. By using the droplets covering the microcapsule wall, handling during production becomes easier.

次に、本発明に係る液晶表示素子の各構成要素の詳細について、順次説明する。
(液晶調光層)
本発明に係る各液晶調光層は、少なくとも、20℃でコレステリック相を示す液晶の液滴又は、マイクロカプセル壁により被覆されている液滴がバインダーに分散したものからなる。液滴の平均直径としては、1μm〜100μmのものが好ましい。1μm未満の小さな液滴になると、平均径の制御が難しくなる。また、100μmを越えると、平均径制御による反射率の制御が困難になる。
Next, details of each component of the liquid crystal display element according to the present invention will be described sequentially.
(Liquid crystal light control layer)
Each liquid crystal light control layer according to the present invention comprises at least liquid crystal droplets exhibiting a cholesteric phase at 20 ° C. or droplets coated with microcapsule walls dispersed in a binder. The average diameter of the droplets is preferably 1 μm to 100 μm. When the droplets are smaller than 1 μm, it becomes difficult to control the average diameter. On the other hand, if it exceeds 100 μm, it becomes difficult to control the reflectance by controlling the average diameter.

液晶調光層の構成要素を以下に示す。
(バインダー)
本発明に係るバインダーとしては水溶性の高分子バインダーが用いられ、具体的には下記に示すバインダーが好ましく用いられる。
The components of the liquid crystal light control layer are shown below.
(binder)
As the binder according to the present invention, a water-soluble polymer binder is used, and specifically, the binders shown below are preferably used.

本発明において好適なバインダーは透明又は半透明で、一般に無色であり、例えば、ゼラチン、アラビアゴム、ポリ(ビニルアルコール)、ヒドロキシエチルセルロース、セルロースアセテート、セルロースアセテートブチレート、カゼイン、デンプン、セルロースエステル類、が挙げられる。これらバインダーは2種以上を併用して用いてもよい。   Binders suitable in the present invention are transparent or translucent and generally colorless, such as gelatin, gum arabic, poly (vinyl alcohol), hydroxyethyl cellulose, cellulose acetate, cellulose acetate butyrate, casein, starch, cellulose esters, Is mentioned. Two or more of these binders may be used in combination.

本発明に係るバインダーは、さらに色素または/かつ紫外線吸収剤を添加してもよい。添加される色素は、表示のコントラストや色バランスを改善するものである。アゾ化合物、キノン化合物、アントラキノン化合物等、あるいは、2色性色素等、従来知られている各種の色素が使用可能である。添加される紫外線吸収剤は、バインダーや液晶組成物の紫外線劣化、例えば経時に伴う変退色や応答性の変化等を防止するものである。ベンゾフェノン化合物、ベンゾトリアゾール化合物、サリシレート化合物等の材料が使用可能である。その他に酸化防止剤、光安定剤などを添加してもよい。添加量は、バインダー樹脂の質量に対し、5質量%以下、好ましくは3質量%以下である。   The binder according to the present invention may further contain a dye or / and an ultraviolet absorber. The added dye improves display contrast and color balance. Various conventionally known dyes such as azo compounds, quinone compounds, anthraquinone compounds, or dichroic dyes can be used. The added ultraviolet absorber prevents ultraviolet deterioration of the binder or the liquid crystal composition, for example, discoloration or responsiveness change with time. Materials such as a benzophenone compound, a benzotriazole compound, and a salicylate compound can be used. In addition, an antioxidant, a light stabilizer and the like may be added. The addition amount is 5% by mass or less, preferably 3% by mass or less, based on the mass of the binder resin.

本発明に係るバインダーは、特に対向電極を用いる場合、分散型液晶含有層の膜強度を確保する為に重要であり、バインダーと共に膜厚を一定化するため、樹脂柱構造物やスペーサー粒子を用いることも可能であるが、工程の簡略化からそれらは特に使用しないことが好ましい。   The binder according to the present invention is important for ensuring the film strength of the dispersed liquid crystal-containing layer, particularly when a counter electrode is used. In order to make the film thickness constant together with the binder, resin pillar structures and spacer particles are used. However, it is preferable not to use them because of simplification of the process.

本発明に係る実施形態に好ましく用いられるポリビニルアルコールには、ポリ酢酸ビニルを加水分解して得られる通常のポリビニルアルコールの他に、末端をカチオン変性したポリビニルアルコールやアニオン性基を有するアニオン変性ポリビニルアルコール等の変性ポリビニルアルコールやポリビニルアルコール誘導体等も含まれる。   The polyvinyl alcohol preferably used in the embodiment according to the present invention includes, in addition to normal polyvinyl alcohol obtained by hydrolyzing polyvinyl acetate, cation-modified polyvinyl alcohol and anion-modified polyvinyl alcohol having an anionic group. Modified polyvinyl alcohol, polyvinyl alcohol derivatives, etc. are also included.

酢酸ビニルを加水分解して得られるポリビニルアルコールは平均重合度が1000以上のものが好ましく用いられ、特に、平均重合度が1500〜5000のものが好ましく用いられる。ケン化度は50〜100%のものが好ましく、60〜99.5%のものが特に好ましい。含有されている酢酸ナトリウム等のイオン性物質は少ないことが望ましく、2%以下、特に0.5%以下のものが好ましい。
(液晶)
本発明に係る液晶(以下、液晶組成物ともいう)としては、コレステリック相を示す液晶組成物を含むことが好ましい。
The polyvinyl alcohol obtained by hydrolyzing vinyl acetate preferably has an average degree of polymerization of 1000 or more, and particularly preferably has an average degree of polymerization of 1500 to 5000. The saponification degree is preferably 50 to 100%, particularly preferably 60 to 99.5%. It is desirable that the content of ionic substances such as sodium acetate is small, and it is preferably 2% or less, particularly 0.5% or less.
(liquid crystal)
The liquid crystal according to the present invention (hereinafter also referred to as a liquid crystal composition) preferably includes a liquid crystal composition exhibiting a cholesteric phase.

カイラルネマティック液晶はコレステリック相を示す液晶の代表的なもので、ネマティック液晶に所定量のカイラル材を添加することによって得られる。   A chiral nematic liquid crystal is a typical liquid crystal exhibiting a cholesteric phase, and can be obtained by adding a predetermined amount of a chiral material to a nematic liquid crystal.

ネマティック液晶としては、特に制限されず、従来から液晶表示素子の分野で知られているネマティック液晶が使用可能である。そのようなネマティック液晶材料としては、例えば、液晶性エステル化合物、液晶性ピリミジン化合物、液晶性シアノビフェニル化合物、液晶性トラン化合物、液晶性フェニルシクロヘキサン化合物、液晶性ターフェニル化合物、ならびにフッ素原子、フルオロアルキル基およびシアノ基等の極性基を有する他の液晶性化合物、およびそれらの混合物等が挙げられる。   The nematic liquid crystal is not particularly limited, and a nematic liquid crystal conventionally known in the field of liquid crystal display elements can be used. Examples of such nematic liquid crystal materials include liquid crystal ester compounds, liquid crystal pyrimidine compounds, liquid crystal cyanobiphenyl compounds, liquid crystal tolan compounds, liquid crystal phenyl cyclohexane compounds, liquid crystal terphenyl compounds, fluorine atoms, and fluoroalkyls. Other liquid crystalline compounds having a polar group such as a cyano group and a cyano group, and mixtures thereof.

カイラル材としては、液晶表示素子の分野で従来から知られている種々のものが使用可能である。例えば、コレステリック環を有するコレステリック化合物、ビフェニル骨格を有するビフェニル化合物、ターフェニル骨格を有するターフェニル化合物、2つのベンゼン環がエステル結合によって連結されてなる骨格を有するエステル化合物、シクロヘキサン環がベンゼン環に直接的に連結されてなる骨格を有するシクロヘキサン化合物、ピリミジン環がベンゼン環に直接的に連結されてなる骨格を有するピリミジン化合物、2つのベンゼン環がアゾキシ結合またはアゾ結合によって連結されてなる骨格を有するアゾキシまたはアゾ化合物等が挙げられる。   As the chiral material, various materials conventionally known in the field of liquid crystal display elements can be used. For example, a cholesteric compound having a cholesteric ring, a biphenyl compound having a biphenyl skeleton, a terphenyl compound having a terphenyl skeleton, an ester compound having a skeleton in which two benzene rings are connected by an ester bond, and a cyclohexane ring directly on the benzene ring A cyclohexane compound having a skeleton formed by linking a ring, a pyrimidine compound having a skeleton formed by directly linking a pyrimidine ring to a benzene ring, and an azoxy having a skeleton formed by linking two benzene rings by an azoxy bond or an azo bond Or an azo compound etc. are mentioned.

そのようなカイラル材としては、例えば、下記化学構造式(C1)〜(C7)であらわされる化合物などがある。   Examples of such a chiral material include compounds represented by the following chemical structural formulas (C1) to (C7).

Figure 2008089970
Figure 2008089970

カイラル材の含有量は、特に制限されず、通常、ネマティック液晶およびカイラル材の合計量に対して3〜40質量%である。   The content of the chiral material is not particularly limited, and is usually 3 to 40% by mass with respect to the total amount of the nematic liquid crystal and the chiral material.

液晶組成物には、紫外線吸収剤等の添加剤をさらに添加してもよい。紫外線吸収剤は、液晶組成物の紫外線劣化、例えば経時に伴う退色や応答性の変化等を防止するものである。例えば、ベンゾフェノン化合物、ベンゾトリアゾール化合物、サリシレート化合物等の材料が使用可能である。添加量は、ネマティック液晶およびカイラル材の合計量に対して、5質量%以下、好ましくは3質量%以下である。   An additive such as an ultraviolet absorber may be further added to the liquid crystal composition. The ultraviolet absorber is for preventing ultraviolet deterioration of the liquid crystal composition, for example, fading or responsiveness change with time. For example, materials such as a benzophenone compound, a benzotriazole compound, and a salicylate compound can be used. The addition amount is 5% by mass or less, preferably 3% by mass or less with respect to the total amount of the nematic liquid crystal and the chiral material.

このような液晶組成物は各材料を所定の比率で混合して得られる。液晶組成物は所望により、イオン交換樹脂・吸着剤等と接触させて精製を行い水分や不純物を除去した後で、素子の製造に用いるとよい。   Such a liquid crystal composition can be obtained by mixing each material at a predetermined ratio. If desired, the liquid crystal composition may be purified by contacting with an ion exchange resin, an adsorbent or the like to remove moisture and impurities, and then used for manufacturing the device.

このカイラルネマティック液晶は、一般的に、棒状の液晶分子がねじれた配列をなし、コレステリック相を示している。この液晶に光が入射すると、ヘリカル軸に対して平行な方向から光が入射した場合、λ=npで示される波長の光を選択反射する(プレーナー状態)。ここで、λは波長、nは液晶分子の平均屈折率、pは液晶分子が360°ねじれている距離である。一方、ヘリカル軸に対して垂直な方向から光が入射した場合、光は反射することなく透過する(フォーカルコニック状態)。この選択反射及び透過を利用して表示が行われる。   This chiral nematic liquid crystal generally has a twisted arrangement of rod-like liquid crystal molecules and exhibits a cholesteric phase. When light is incident on this liquid crystal, when light is incident from a direction parallel to the helical axis, light having a wavelength indicated by λ = np is selectively reflected (planar state). Here, λ is the wavelength, n is the average refractive index of the liquid crystal molecules, and p is the distance at which the liquid crystal molecules are twisted 360 °. On the other hand, when light is incident from a direction perpendicular to the helical axis, the light is transmitted without being reflected (focal conic state). Display is performed using this selective reflection and transmission.

メモリー性を有する反射型液晶表示体の動作モードとしては、テクニカルペーパーSID国際シンポジューム要約(SID International Symposium Digest of Technical Paper)第29巻、897頁に開示されている。この動作モードは、カイラルネマティック液晶の配向状態をプレーナー状態(光の選択反射状態)及びフォーカルコニック状態(光の透過状態)のいずれかに切り替えて表示を行う方式である。プレーナー状態及びフォーカルコニック状態は、それぞれ安定な状態であるため、一旦液晶をいずれかの状態にセットすれば、外力が加わらない限り、半永久的にその状態を維持する。即ち、画像を一旦表示すれば電源を切っても表示された画像がそのまま維持されるメモリー性を備えた反射型液晶表示素子として有用である。本発明に用いられる液晶組成物は、マイクロカプセルに内包させた状態で用いることができる。   The operation mode of the reflective liquid crystal display having a memory property is disclosed in the technical paper SID International Symposium Digest of Technical Paper, Vol. 29, page 897. In this operation mode, the display is performed by switching the alignment state of the chiral nematic liquid crystal to one of a planar state (light selective reflection state) and a focal conic state (light transmission state). Since the planar state and the focal conic state are stable states, once the liquid crystal is set to any state, the state is maintained semipermanently unless an external force is applied. In other words, it is useful as a reflective liquid crystal display element having a memory property that once an image is displayed, the displayed image is maintained as it is even when the power is turned off. The liquid crystal composition used in the present invention can be used in a state of being encapsulated in microcapsules.

本発明に用いることができるマイクロカプセルの製法としては、コアセルベーション法、界面重合法、in−situ法等の公知の方法を用いることができる。これらの中でコアセルベーション法による製法は油相である液晶組成物への化学的影響が少なく好ましく用いることができる。   As a method for producing a microcapsule that can be used in the present invention, a known method such as a coacervation method, an interfacial polymerization method, or an in-situ method can be used. Among these, the production method by the coacervation method can be preferably used with little chemical influence on the liquid crystal composition which is an oil phase.

また、界面重合法は、ポリアミン、多価フェノール等と多塩基酸ハライド、ポリイソシアネート等を水相と油相界面で重合してマイクロカプセル壁を形成することができる。   In addition, the interfacial polymerization method can form a microcapsule wall by polymerizing polyamine, polyhydric phenol and the like with a polybasic acid halide, polyisocyanate and the like at the interface between the aqueous phase and the oil phase.

また、in−situ重合方法としては、尿素−メラミン等に用いられるアミド樹脂、フェノール樹脂の単独またはその共重合体をホルムアルデヒド、グルタルアルデヒドで架橋してマイクロカプセルを形成させることができる。   As an in-situ polymerization method, microcapsules can be formed by crosslinking amide resin, phenol resin alone or a copolymer thereof used for urea-melamine or the like with formaldehyde or glutaraldehyde.

マイクロカプセル壁には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニルデン、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリビニルブチラール、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリアセタール、アクリル樹脂、メチルセルロース、エチルセルロース、フェノール樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、ジエン樹脂、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリアリレート、アラミド、ポリイミド、ポリ−p−フェニレン、ポリ−p−キシレン、ポリ−p−フェニレンビニレン、ポリヒダントイン、ポリパラバン酸、ポリベンゾイミダゾール、ポリベンゾチアゾール、ポリベンゾオキサジアゾール、ポリキノキサリン等を共存させることにより、マイクロカプセル壁強度を向上させることができる。   On the microcapsule wall, polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyvinyl chloride, polyvinyl chloride, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, polyvinyl butyral, polyvinyl alcohol, polyethylene oxide, polypropylene oxide, ethylene-vinyl alcohol copolymer, polyacetal , Acrylic resin, methylcellulose, ethylcellulose, phenolic resin, fluororesin, silicone resin, diene resin, polystyrene-based thermoplastic elastomer, polyolefin-based thermoplastic elastomer, polyurethane-based thermoplastic elastomer, polyester-based thermoplastic elastomer, polyphenylene ether, polyphenylene sulfide, Polyethersulfone, polyetherketone, polyarylate, aramid, polyimide, poly- -Microcapsule wall strength is improved by coexisting -phenylene, poly-p-xylene, poly-p-phenylene vinylene, polyhydantoin, polyparabanic acid, polybenzimidazole, polybenzothiazole, polybenzoxadiazole, polyquinoxaline, etc. Can be improved.

本発明に係るマイクロカプセルは、溶液系で調製した後、乾燥して分級することもできる。乾燥の方法としては、スプレー乾燥、ロータリー乾燥、バンド乾燥等が挙げられ、分級の方法としては、比重法、遠心法、慣性法、ふるい法などが挙げられる。
(基板)
上記の液晶表示素子に用いることができる基板は、透光性を有していることが好ましい。透光性を有する基板としては、ガラス基板、ならびにポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレートおよびポリエチレンテレフタレート等のフレキシブル基板を使用することができる。素子の軽量化の観点からはフレキシブル基板を使用することが好ましい。基板としてフレキシブル基板を用いると、軽量で薄型の素子を作製でき、また破損(割れ)を抑えることができる。
(電極)
本発明に係る液晶表示素子においては、液晶層より観察側に位置する電極には透光性を有する電極を用いるのがよい。透光性を有する電極としては、透明で電気を通じるものであれば特に制限はない。例えば、インジウム錫酸化物(ITO)、インジウム亜鉛酸化物(IZO)、フッ素添加酸化錫(FTO)、酸化インジウム、酸化亜鉛、ビスマス珪素酸化物(BSO)、3,4−エチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンスルホン酸(PEDOT/PSS)などが挙げられる。表面抵抗値は、300Ω/□以下のものが好ましい。透明電極の厚みは特に制限はないが、0.1〜20μmであるのが一般的である。
The microcapsules according to the present invention can be prepared by a solution system and then dried and classified. Examples of the drying method include spray drying, rotary drying, and band drying. Examples of the classification method include a specific gravity method, a centrifugal method, an inertia method, and a sieving method.
(substrate)
The substrate that can be used for the liquid crystal display element preferably has a light-transmitting property. As the light-transmitting substrate, a glass substrate and a flexible substrate such as polycarbonate, polyethersulfone, polyarylate, and polyethylene terephthalate can be used. From the viewpoint of reducing the weight of the element, it is preferable to use a flexible substrate. When a flexible substrate is used as the substrate, a light and thin element can be produced, and damage (cracking) can be suppressed.
(electrode)
In the liquid crystal display element according to the present invention, an electrode having translucency is preferably used as the electrode positioned closer to the observation side than the liquid crystal layer. The translucent electrode is not particularly limited as long as it is transparent and conducts electricity. For example, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), fluorine-added tin oxide (FTO), indium oxide, zinc oxide, bismuth silicon oxide (BSO), 3,4-ethylenedioxythiophene / polystyrene A sulfonic acid (PEDOT / PSS) etc. are mentioned. The surface resistance value is preferably 300Ω / □ or less. The thickness of the transparent electrode is not particularly limited, but is generally 0.1 to 20 μm.

背面側の電極には金属電極も好ましく用いることができる。金属電極としては、例えば、白金、金、銀、銅、アルミニウム、亜鉛、ニッケル、チタン、ビスマス、及びそれらの合金等、公知の金属種を用いることができる。   A metal electrode can also be preferably used for the back side electrode. As the metal electrode, for example, known metal species such as platinum, gold, silver, copper, aluminum, zinc, nickel, titanium, bismuth, and alloys thereof can be used.

電極パターンの形成は、蒸着法、CVD法、インクジェット法、ディップコート法、スピンコート法、スプレー法、ロールコーター法、フレキソ印刷法、スクリーン印刷法、リソグラフィ法、レーザーエッチング法等の公知の方法を単独もしくは組み合わせて用いることにより形成することができる。   The electrode pattern is formed by a known method such as a vapor deposition method, a CVD method, an ink jet method, a dip coating method, a spin coating method, a spray method, a roll coater method, a flexographic printing method, a screen printing method, a lithography method, or a laser etching method. It can be formed by using alone or in combination.

以下に本発明の実施例を示す。
(液晶液滴の粒径測定)
表示層塗布液中をスライドガラスに取り、CCDカメラ付き光学顕微鏡を用いてクロスニコル下に観察し、観察画像をパソコンに取り込んで画像処理ソフトで2値化して液晶液滴の個数と占める面積から粒径の平均値を求めた。
(素子の表示特性の測定)
図3に示すパルス(この駆動波形では前段のパルスで液晶を一旦プレーナー状態にリセットしている。a,bの値については各実施例の中に示した)を印加して表示素子を駆動し、フォーカルコニック状態とプレーナー状態のそれぞれにおいて明るさを示すY値を分光測色計(CM3700d;コニカミノルタセンシング社製)を用いて測定した。
Examples of the present invention are shown below.
(Measurement of liquid crystal droplet size)
The display layer coating solution is taken on a slide glass, observed under a crossed Nicol using an optical microscope with a CCD camera, and the observed image is taken into a personal computer and binarized with image processing software to determine the number of liquid crystal droplets and the area occupied The average particle size was determined.
(Measurement of element display characteristics)
The display element is driven by applying the pulse shown in FIG. 3 (in this driving waveform, the liquid crystal is once reset to the planar state at the previous stage pulse. The values of a and b are shown in each embodiment). The Y value indicating brightness in each of the focal conic state and the planar state was measured using a spectrocolorimeter (CM3700d; manufactured by Konica Minolta Sensing).

また同時に表示素子のプレーナー状態おける分光分布曲線を測定して白色度を求めた。すなわち測定した分光分布曲線からCIE1931表色系の色度座標(x,y)を求め、標準の光D65(x=0.3127,y=0.3290)からの距離(d)を次式により算出した。   At the same time, the spectral distribution curve in the planar state of the display element was measured to obtain the whiteness. That is, the chromaticity coordinates (x, y) of the CIE 1931 color system are obtained from the measured spectral distribution curve, and the distance (d) from the standard light D65 (x = 0.3127, y = 0.3290) is obtained by the following equation. Calculated.

距離(d)は白さを表すひとつのパラメーターであり、距離(d)が小さいほど白色であることを示す。距離(d)については以下の知見が得られている。   The distance (d) is one parameter representing whiteness, and the smaller the distance (d) is, the more white it is. The following knowledge is obtained about the distance (d).

d<0.02;純粋な白色と見なすことができる;◎
0・02≦d<0.04;ほぼ白色と見なすことができる;○
0.04≦d<0.05;光源により、白色と見なされない場合がある;×
0.05≦d;明らかに着色していると見なされる;××
よって、d<0.04、さらに望ましくはd<0.02に設定するのがよい。
d <0.02; can be considered pure white;
0 · 02 ≦ d <0.04; can be considered almost white;
0.04 ≦ d <0.05; may not be considered white due to light source; ×
0.05 ≦ d; apparently colored; XX
Therefore, it is preferable to set d <0.04, more preferably d <0.02.

なお各値の測定温度は25℃であった。
〈塗布液の調製〉
(塗布液1:表示層塗布液Y1の調製)
ネマティック液晶(BL035;メルク社製)81質量部、カイラル材(CNL611L;ADEKA社製)19質量部を混合し、加熱攪拌して均一な状態になった後冷却して、カイラルネマティック液晶組成物(選択反射波長590nm)を得た。このカイラル剤は左螺旋ねじれを誘起する。
The measurement temperature for each value was 25 ° C.
<Preparation of coating solution>
(Coating liquid 1: Preparation of display layer coating liquid Y1)
Nematic liquid crystal (BL035; manufactured by Merck & Co., Inc.) 81 parts by mass and chiral material (CNL611L; manufactured by ADEKA) 19 parts by mass are mixed, heated and stirred to be in a uniform state, and then cooled to obtain a chiral nematic liquid crystal composition ( A selective reflection wavelength of 590 nm) was obtained. This chiral agent induces a left helical twist.

このカイラルネマティック液晶10質量部と、キシリレンジイソシアネートとトリメチロールプロパンとの付加物の75%酢酸エチル溶液(タケネートD−110N;三井化学ポリウレタン社製)1質量部を酢酸エチル100質量部中に溶解して油相組成物を調製した。これを、2%ポリビニルアルコール水溶液150質量部中に投入し、櫛歯式分散機で2分間攪拌して乳化した。この乳化液を60℃で3時間攪拌した後、室温まで冷却し、平均粒径15μmのマイクロカプセル分散液を得た。このマイクロカプセル分散液5質量部に10%ポリビニルアルコール水溶液1質量部を添加して表示層塗布液Y1を得た。
(塗布液2:表示層塗布液B1の調製)
ネマティック液晶(BL006;メルク社製)81質量部、カイラル材(MLC6248とR1011の2:1混合物;いずれもメルク社製)19質量部を用いて得たカイラルネマティック液晶組成物(選択反射波長470nm)を使用し、櫛歯式分散機での撹拌時間を3分間にして平均粒径10μmのマイクロカプセル分散液を得た以外は塗布液1と同様にして表示層塗布液B1を得た。このカイラル剤は右螺旋ねじれを誘起する。
(塗布液3:表示層塗布液G1の調製)
ネマティック液晶(BL006;メルク社製)83質量部、カイラル材(MLC6247とS1011の2:1混合物;いずれもメルク社製)17質量部を用いて得たカイラルネマティック液晶組成物(選択反射波長550nm)を使用した以外は塗布液2と同様にして平均粒径10μmの表示層塗布液G1を得た。このカイラル剤は左螺旋ねじれを誘起する。
(塗布液4:表示層塗布液R1の調製)
ネマティック液晶(BL006;メルク社製)86質量部、カイラル材(MLC6248とR1011の2:1混合物;いずれもメルク社製)14質量部を用いて得たカイラルネマティック液晶組成物(選択反射波長680nm)を使用した以外は塗布液1と同様にして平均粒径15μmの表示層塗布液R1を得た。このカイラル剤は右螺旋ねじれを誘起する。
(塗布液5:表示層塗布液Y2の調製)
塗布液1と同様にしてマイクロカプセル分散液を得た。
Dissolve 10 parts by mass of this chiral nematic liquid crystal and 1 part by mass of an adduct of xylylene diisocyanate and trimethylolpropane in 75% ethyl acetate (Takenate D-110N; manufactured by Mitsui Chemicals Polyurethanes) in 100 parts by mass of ethyl acetate. Thus, an oil phase composition was prepared. This was put into 150 parts by mass of a 2% aqueous polyvinyl alcohol solution and emulsified by stirring for 2 minutes with a comb-type disperser. The emulsion was stirred at 60 ° C. for 3 hours and then cooled to room temperature to obtain a microcapsule dispersion having an average particle size of 15 μm. A display layer coating solution Y1 was obtained by adding 1 part by mass of a 10% aqueous polyvinyl alcohol solution to 5 parts by mass of the microcapsule dispersion.
(Coating liquid 2: Preparation of display layer coating liquid B1)
Chiral nematic liquid crystal composition (selective reflection wavelength 470 nm) obtained using 81 parts by weight of nematic liquid crystal (BL006; manufactured by Merck) and 19 parts by weight of chiral material (2: 1 mixture of MLC6248 and R1011; both manufactured by Merck). A display layer coating solution B1 was obtained in the same manner as the coating solution 1, except that a microcapsule dispersion with an average particle size of 10 μm was obtained by setting the stirring time in a comb-type disperser to 3 minutes. This chiral agent induces a right spiral twist.
(Coating liquid 3: Preparation of display layer coating liquid G1)
Chiral nematic liquid crystal composition (selective reflection wavelength 550 nm) obtained using 83 parts by weight of nematic liquid crystal (BL006; manufactured by Merck) and 17 parts by weight of chiral material (2: 1 mixture of MLC6247 and S1011; both manufactured by Merck). A display layer coating solution G1 having an average particle size of 10 μm was obtained in the same manner as in the coating solution 2 except that was used. This chiral agent induces a left helical twist.
(Coating liquid 4: Preparation of display layer coating liquid R1)
Chiral nematic liquid crystal composition (selective reflection wavelength 680 nm) obtained by using 86 parts by weight of nematic liquid crystal (BL006; manufactured by Merck) and 14 parts by weight of chiral material (2: 1 mixture of MLC6248 and R1011; both manufactured by Merck). A display layer coating solution R1 having an average particle size of 15 μm was obtained in the same manner as in the coating solution 1 except that was used. This chiral agent induces a right spiral twist.
(Coating liquid 5: Preparation of display layer coating liquid Y2)
A microcapsule dispersion was obtained in the same manner as coating solution 1.

一方、塗布液1で使用したカイラル材とは逆の螺旋ねじれを誘起するカイラル材(CNL611R;ADEKA社製)を使用した以外は塗布液1と同様にして平均粒径15μmのマイクロカプセル分散液を得た。このカイラル剤は右螺旋ねじれを誘起する。   On the other hand, a microcapsule dispersion having an average particle size of 15 μm was prepared in the same manner as in the coating solution 1 except that a chiral material (CNL611R; manufactured by ADEKA) that induces a helical twist opposite to that of the chiral material used in the coating solution 1 was used. Obtained. This chiral agent induces a right spiral twist.

これらのマイクロカプセル分散液各2.5質量部に10%ポリビニルアルコール水溶液1質量部を添加して表示層塗布液Y2を得た。
(塗布液6:表示層塗布液B2の調製)
塗布液2と同様にしてマイクロカプセル分散液を得た。
A display layer coating solution Y2 was obtained by adding 1 part by weight of a 10% polyvinyl alcohol aqueous solution to 2.5 parts by weight of each of these microcapsule dispersions.
(Coating liquid 6: Preparation of display layer coating liquid B2)
A microcapsule dispersion was obtained in the same manner as coating solution 2.

一方、塗布液2で使用したカイラル材とは逆の螺旋ねじれを誘起するカイラル材(MLC6247とS1011の2:1混合物;いずれもメルク社製)を使用した以外は塗布液2と同様にして平均粒径10μmのマイクロカプセル分散液を得た。このカイラル剤は左螺旋ねじれを誘起する。   On the other hand, an average was obtained in the same manner as in the coating solution 2 except that a chiral material (2: 1 mixture of MLC6247 and S1011; both manufactured by Merck) that induces a helical twist opposite to the chiral material used in the coating solution 2 was used. A microcapsule dispersion having a particle size of 10 μm was obtained. This chiral agent induces a left helical twist.

これらのマイクロカプセル分散液各2.5質量部に10%ポリビニルアルコール水溶液1質量部を添加して表示層塗布液B2を得た。
(塗布液7:表示層塗布液Y3の調製)
塗布液1で使用したカイラル材とは逆の螺旋ねじれを誘起するカイラル材(CNL611R;ADEKA社製)を使用した以外は塗布液1と同様にして平均粒径15μmのマイクロカプセル分散液を得た。このカイラル剤は右螺旋ねじれを誘起する。
A display layer coating solution B2 was obtained by adding 1 part by mass of a 10% aqueous polyvinyl alcohol solution to 2.5 parts by mass of each of these microcapsule dispersions.
(Coating liquid 7: Preparation of display layer coating liquid Y3)
A microcapsule dispersion liquid having an average particle size of 15 μm was obtained in the same manner as in the coating liquid 1 except that a chiral material (CNL611R; manufactured by ADEKA) that induces a helical twist opposite to that of the chiral material used in the coating liquid 1 was used. . This chiral agent induces a right spiral twist.

このマイクロカプセル分散液5質量部に10%ポリビニルアルコール水溶液1質量部を添加して表示層塗布液Y3を得た。
(塗布液8:表示層塗布液B3の調製)
塗布液2で使用したカイラル材とは逆の螺旋ねじれを誘起するカイラル材(MLC6247とS1011の2:1混合物;いずれもメルク社製)を使用した以外は塗布液2と同様にして平均粒径10μmのマイクロカプセル分散液を得た。このカイラル剤は左螺旋ねじれを誘起する。
A display layer coating solution Y3 was obtained by adding 1 part by mass of a 10% polyvinyl alcohol aqueous solution to 5 parts by mass of the microcapsule dispersion.
(Coating liquid 8: Preparation of display layer coating liquid B3)
The average particle diameter is the same as that of the coating solution 2 except that a chiral material (2: 1 mixture of MLC6247 and S1011; both manufactured by Merck) that induces a helical twist opposite to that of the chiral material used in the coating solution 2 is used. A 10 μm microcapsule dispersion was obtained. This chiral agent induces a left helical twist.

このマイクロカプセル分散液5質量部に10%ポリビニルアルコール水溶液1質量部を添加して表示層塗布液B3を得た。
(塗布液9:表示層塗布液B4の調製)
塗布液2において櫛歯式分散機での撹拌時間を2分間にして平均粒径15μmのマイクロカプセル分散液を得た以外は同様にして表示層塗布液B4を得た。このカイラル剤は右螺旋ねじれを誘起する。
(塗布液10:表示層塗布液Y4の調製)
塗布液1において櫛歯式分散機での撹拌時間を3分間にして平均粒径10μmのマイクロカプセル分散液を得た以外は同様にして表示層塗布液Y4を得た。このカイラル剤は左螺旋ねじれを誘起する。
(塗布液11:表示層塗布液G2の調製)
塗布液3において櫛歯式分散機での撹拌時間を2.5分間にして平均粒径12μmのマイクロカプセル分散液を得た以外は同様にして表示層塗布液G2を得た。
(塗布液12:表示層塗布液G3の調製)
塗布液3において櫛歯式分散機での撹拌時間を2分間にして平均粒径15μmのマイクロカプセル分散液を得た以外は同様にして表示層塗布液G3を得た。
To 5 parts by mass of the microcapsule dispersion, 1 part by mass of a 10% polyvinyl alcohol aqueous solution was added to obtain a display layer coating liquid B3.
(Coating liquid 9: Preparation of display layer coating liquid B4)
A display layer coating solution B4 was obtained in the same manner as in the coating solution 2, except that the microcapsule dispersion having an average particle size of 15 μm was obtained by setting the stirring time in the comb-type disperser to 2 minutes. This chiral agent induces a right spiral twist.
(Coating liquid 10: Preparation of display layer coating liquid Y4)
A display layer coating solution Y4 was obtained in the same manner as in the coating solution 1, except that the microcapsule dispersion having an average particle size of 10 μm was obtained by setting the stirring time in the comb-type disperser to 3 minutes. This chiral agent induces a left helical twist.
(Coating liquid 11: Preparation of display layer coating liquid G2)
A display layer coating solution G2 was obtained in the same manner as in the coating solution 3, except that the microcapsule dispersion having an average particle size of 12 μm was obtained by setting the stirring time in the comb-type disperser to 2.5 minutes.
(Coating liquid 12: Preparation of display layer coating liquid G3)
A display layer coating solution G3 was obtained in the same manner as in the coating solution 3, except that the microcapsule dispersion having an average particle size of 15 μm was obtained by setting the stirring time in the comb-type disperser to 2 minutes.

以上の塗布液の一覧表を表1に示す。   Table 1 shows a list of the above coating solutions.

Figure 2008089970
Figure 2008089970

〈実施例及び比較例〉
(実施例1〜8、比較例1〜3)
全面にインジウムスズ酸化物からなる透明電極が形成されたポリエーテルスルホン基板上に塗布液1〜12で調製した表示層塗布液を第1層目から順にそれぞれアプリケータで塗布して乾燥させ、各液晶調光層を形成した。1層塗布・乾燥するごとに触針式表面形状測定器Dektak3030(ビーコインスツルメンツ社製)を用いて測定した膜厚から、各層の厚みはいずれも6μm(乾燥膜厚)と求められた。次に導電性ペースト(DW−250H−5;東洋紡績社製)をスクリーン印刷法により塗布・乾燥させて電極とした。さらに水性黒色顔料インクと5%ポリビニルアルコール水溶液の1:1混合液をアプリケータで塗布・乾燥させて光吸収層(厚み2μm)を形成し、液晶表示素子を完成させた。
<Examples and Comparative Examples>
(Examples 1-8, Comparative Examples 1-3)
The display layer coating liquid prepared in coating liquids 1 to 12 was applied to the polyethersulfone substrate on which the transparent electrode made of indium tin oxide was formed on the entire surface in order from the first layer with an applicator and dried. A liquid crystal light control layer was formed. The thickness of each layer was determined to be 6 μm (dry film thickness) from the film thickness measured using a stylus-type surface shape measuring device Dektak 3030 (manufactured by Becoin Instruments) every time one layer was applied and dried. Next, a conductive paste (DW-250H-5; manufactured by Toyobo Co., Ltd.) was applied and dried by a screen printing method to obtain an electrode. Further, a 1: 1 mixture of aqueous black pigment ink and 5% polyvinyl alcohol aqueous solution was applied and dried with an applicator to form a light absorption layer (thickness 2 μm), thereby completing a liquid crystal display element.

上記液晶表示素子にあっては、電極間に図3に示すパルス電圧として、フォーカルコニック状態(黒表示状態)となるa、bの電圧値を印加し、そのときのY値を測定した。また電極間にプレーナー状態(白表示状態)となるa、bの電圧値を印加し、Y値を測定した。またこの時の距離(d)を測定した。   In the liquid crystal display element, the voltage values of a and b in a focal conic state (black display state) were applied between the electrodes as the pulse voltage shown in FIG. 3, and the Y value at that time was measured. Moreover, the voltage value of a and b which will be a planar state (white display state) was applied between electrodes, and Y value was measured. The distance (d) at this time was measured.

実施例1〜8及び比較例1〜3は、表2に示すような層構成で、表1の塗布液を用いて、液晶表示素子を作製した。   In Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 3, liquid crystal display elements were prepared using the coating liquids shown in Table 1 with the layer configurations shown in Table 2.

また、実施例1〜8及び比較例1〜3の測定値、及び評価結果も同時に表2に示す。   In addition, Table 2 also shows measured values and evaluation results of Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 3.

Figure 2008089970
Figure 2008089970

表2の結果から、実施例1では、第1の液晶の液滴の直径の平均値が、第2の液晶の液滴の直径の平均値より小さいことから、第2の液晶調光層からの反射光と第1の液晶調光層の反射光との色バランスが良く、白色の純度の高い、明るい液晶表示素子を作製することができた。   From the results of Table 2, in Example 1, the average value of the diameter of the first liquid crystal droplets is smaller than the average value of the diameter of the second liquid crystal droplets. Thus, a bright liquid crystal display element having a good white color balance and good color balance between the reflected light of the first liquid crystal and the reflected light of the first liquid crystal light control layer could be produced.

また、実施例1と実施例5との結果から、第1の液晶と第2の液晶は互いに螺旋ねじれの方向が異なることが好ましいことが分かる。   In addition, it can be seen from the results of Example 1 and Example 5 that the first liquid crystal and the second liquid crystal preferably have different spiral twist directions.

また、実施例1と実施例6との結果から、第1の液晶の選択反射波長は第2の液晶の選択反射波長より短いことが、より好ましいことが分かる。   In addition, the results of Example 1 and Example 6 show that the selective reflection wavelength of the first liquid crystal is more preferably shorter than the selective reflection wavelength of the second liquid crystal.

実施例2と実施例7、実施例8の結果から、第1の液晶調光層と第2の液晶調光層との間に第3の液晶調光層を設け、第3の液晶の液滴の直径の平均値が第1の液晶の液滴の直径の平均値以上で、第2の液晶の液滴の直径の平均値以下であることが好ましいことが分かる。また、より好ましいのは、実施例7に示す観察側から順に各調光層の液晶の液滴の直径の平均値が大きくなるのが良いといえる。   From the results of Example 2, Example 7, and Example 8, a third liquid crystal light control layer is provided between the first liquid crystal light control layer and the second liquid crystal light control layer, and the liquid crystal of the third liquid crystal is provided. It can be seen that the average value of the diameters of the droplets is preferably not less than the average value of the diameters of the first liquid crystal droplets and not more than the average value of the diameters of the second liquid crystal droplets. More preferably, it can be said that the average value of the diameter of the liquid crystal droplets in each light control layer is preferably increased in order from the observation side shown in Example 7.

また、実施例4のように4層の構成とし、第1層と第2層は、液晶の選択反射波長と液滴の直径の平均値が同じで、螺旋ねじれの方向が逆であり、第3層と第4層も、液晶の選択反射波長と液滴の直径の平均値が同じで、螺旋ねじれの方向が逆の構成とし、第1層と第2層の選択反射波長が、第3層と第4層の選択反射波長よりも短く、第1層と第2層の液晶の液滴の直径の平均値が、第3層と第4層の液晶の液滴の直径の平均値よりも小さくなるようにすることで、明るく、白色の純度の良い液晶表示素子を得ることができる。   In addition, as in Example 4, the first layer and the second layer have the same average value of the selective reflection wavelength of the liquid crystal and the diameter of the liquid droplets, and the directions of the spiral twist are opposite. The third layer and the fourth layer also have the same liquid crystal selective reflection wavelength and the average value of the diameter of the droplets, and the spiral twist directions are opposite to each other. The selective reflection wavelengths of the first layer and the second layer are the third The average value of the liquid crystal droplet diameters of the first and second layers is shorter than the average value of the liquid crystal droplet diameters of the third and fourth layers. Therefore, a bright liquid crystal display element with good white purity can be obtained.

比較例1〜3としては、第1の液晶の液滴の直径の平均値が第2の液晶の液滴の直径の平均値より小さくなく、等しいか又は大きいために白色の純度が悪いことが分かる。   In Comparative Examples 1 to 3, the average value of the diameter of the first liquid crystal droplet is not smaller than the average value of the diameter of the second liquid crystal droplet, and is equal to or larger than the average value. I understand.

以上のように本発明によれば、明るく、白色の純度が高い、色バランスの良い液晶表示素子を提供できることが分かる。   As described above, according to the present invention, it can be seen that a bright liquid crystal display element with high white purity and good color balance can be provided.

本発明の一実施形態である液晶表示素子の断面図である。It is sectional drawing of the liquid crystal display element which is one Embodiment of this invention. 本発明の別の実施形態である液晶表示素子の断面図である。It is sectional drawing of the liquid crystal display element which is another embodiment of this invention. 液晶表示素子を駆動するための電圧駆動波形を示す図である。It is a figure which shows the voltage drive waveform for driving a liquid crystal display element.

符号の説明Explanation of symbols

1 第1の液晶
2 第2の液晶
3 第3の液晶
10、11 液晶表示素子
21 第1の液晶調光層
22 第2の液晶調光層
23 第3の液晶調光層
31、32 電極
41、42 基板
50 光吸収層
60 電源
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st liquid crystal 2 2nd liquid crystal 3 3rd liquid crystal 10, 11 Liquid crystal display element 21 1st liquid crystal light control layer 22 2nd liquid crystal light control layer 23 3rd liquid crystal light control layer 31, 32 Electrode 41 42 substrate 50 light absorption layer 60 power supply

Claims (10)

少なくとも、20℃でコレステリック相を示す第1の液晶の液滴を分散した第1の液晶調光層と、20℃でコレステリック相を示す第2の液晶の液滴を分散した第2の液晶調光層とを有し、観察側からこの順に積層された液晶表示素子であって、前記第1の液晶の液滴の直径の平均値が、前記第2の液晶の液滴の直径の平均値より小さいことを特徴とする液晶表示素子。 At least a first liquid crystal light control layer in which first liquid crystal droplets exhibiting a cholesteric phase at 20 ° C. are dispersed, and a second liquid crystal composition in which second liquid crystal droplets exhibiting a cholesteric phase at 20 ° C. are dispersed. A liquid crystal display element having an optical layer and stacked in this order from the observation side, wherein an average value of the diameter of the first liquid crystal droplet is an average value of the diameter of the second liquid crystal droplet A liquid crystal display element characterized by being smaller. 前記第1の液晶と前記第2の液晶は互いに選択反射波長が異なることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示素子。 The liquid crystal display element according to claim 1, wherein the first liquid crystal and the second liquid crystal have different selective reflection wavelengths. 前記第1の液晶と前記第2の液晶は互いに螺旋ねじれの方向が異なる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。 The liquid crystal display element according to claim 1, wherein the first liquid crystal and the second liquid crystal have different directions of spiral twist. 前記第1の液晶の選択反射波長は前記第2の液晶の選択反射波長より短いことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の液晶表示素子。 4. The liquid crystal display element according to claim 1, wherein the selective reflection wavelength of the first liquid crystal is shorter than the selective reflection wavelength of the second liquid crystal. 5. 前記第1の液晶調光層と前記第2の液晶調光層との間に20℃でコレステリック相を示す第3の液晶が液滴として分散された第3の液晶調光層が設けられており、前記第3の液晶の液滴の直径の平均値は前記第1の液晶の液滴の直径の平均値以上で、前記第2の液晶の液滴の直径の平均値以下であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の液晶表示素子。 A third liquid crystal light control layer in which a third liquid crystal exhibiting a cholesteric phase at 20 ° C. is dispersed as droplets is provided between the first liquid crystal light control layer and the second liquid crystal light control layer. The average value of the diameters of the third liquid crystal droplets is not less than the average value of the diameters of the first liquid crystal droplets and not more than the average value of the diameters of the second liquid crystal droplets. The liquid crystal display element according to claim 1, wherein the liquid crystal display element is a liquid crystal display element. 前記第3の液晶の選択反射波長は前記第1の液晶の選択反射波長より長く前記第2の液晶の選択反射波長より短いことを特徴とする請求項5に記載の液晶表示素子。 6. The liquid crystal display element according to claim 5, wherein the selective reflection wavelength of the third liquid crystal is longer than the selective reflection wavelength of the first liquid crystal and shorter than the selective reflection wavelength of the second liquid crystal. 前記第1〜第3の液晶は、選択反射波長のピーク値が、400〜500nmにある青色反射液晶、500〜580nmにある緑色反射液晶、580〜610nmにある黄色反射液晶、610〜700nmにある赤色反射液晶から選ばれることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の液晶表示素子。 The first to third liquid crystals have a peak value of selective reflection wavelength in a blue reflective liquid crystal in 400 to 500 nm, a green reflective liquid crystal in 500 to 580 nm, a yellow reflective liquid crystal in 580 to 610 nm, and 610 to 700 nm. The liquid crystal display element according to claim 1, wherein the liquid crystal display element is selected from red reflective liquid crystals. 前記第1〜第3の液晶の液滴がマイクロカプセル壁により被覆されていることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の液晶表示素子。 8. The liquid crystal display element according to claim 1, wherein the first to third liquid crystal droplets are covered with a microcapsule wall. 前記第1〜第3の液晶がネマティック液晶およびカイラル材からなることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の液晶表示素子。 The liquid crystal display element according to claim 1, wherein the first to third liquid crystals are made of a nematic liquid crystal and a chiral material. 前記第1〜第3の液晶を駆動するための電極が設けられていることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の液晶表示素子。 The liquid crystal display element according to claim 1, further comprising an electrode for driving the first to third liquid crystals.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2016148431A1 (en) * 2015-03-16 2016-09-22 이미지랩(주) Panel structure having light transmittance adjustment function, and smart window and display device using same

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