JP2013205565A - Lamination-type liquid crystal display element - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve a reflection-type display panel that improves a display quality.SOLUTION: The lamination-type liquid crystal display element includes a first to third display panels 10B, 10G and 10R laminated in order from a display surface side. The first to third display panels have transparent electrodes 13B, 14B, 13G, 14G, 13R and 14R formed on a surface, have two transparent base materials 11B, 12B, 11G, 12G, 11R and 12R arranged so as to face the transparent electrode, and have liquid crystal layers 17B, 17G and 17R arranged between two transparent base materials. The transparent electrode is formed of a transparent conductive film or metal nano wire. The transparent electrode of the first display panel is formed of the transparent conductive film only. At least a part of the transparent electrodes of the second and third display panels is formed of the metal nano wire.

Description

開示の実施形態は、積層型液晶表示素子に関する。   The disclosed embodiment relates to a multilayer liquid crystal display element.

今後、電源が無くても表示の保持が可能で、表示内容を電気的に書き換え可能な電子ペーパーが急速に普及するものと予想されている。電子ペーパーは、電源を切断してもメモリ表示可能な超低消費電力と、目に優しく、疲れない反射型の表示と紙のような可撓性があるフレキシブルで薄型の表示体の実現を目指して研究が進められている。電子ペーパーの応用としては、電子ブック、電子新聞、電子ポスター等などが考えられている。   In the future, it is expected that electronic paper capable of holding a display even without a power source and capable of electrically rewriting display contents will be rapidly spread. Electronic paper aims to realize ultra-low power consumption that enables memory display even when the power is turned off, a reflective display that is easy on the eyes and does not get tired, and a flexible and thin display body that is flexible like paper. Research is underway. Applications of electronic paper include electronic books, electronic newspapers, electronic posters, and the like.

電子ペーパーは、表示方式の違いにより、電気泳動方式、ツイストボール方式、電気化学方式、液晶表示ディスプレイ、有機EL表示ディスプレイなどに分類される。電気泳動方式は、帯電粒子を空気中や液体中で移動させる方式である。ツイストボール方式は、二色に色分けされた帯電粒子を回転させる方式である。電気化学方式は、電界を印加した際に電気化学反応により着色、消色、変色するような材料を電極間に挟んだ構造の表示素子である。有機EL表示ディスプレイ(有機エレクトロ・ルミネッセンス表示ディスプレイ)は、有機材料からなる複数の薄膜を陰極と陽極で挟み込んだ構造の自発光型のディスプレイである。液晶ディスプレイ(表示素子)は、液晶層をそれぞれ画素電極と対向電極で挟み込んだ構造を有する非自発光型のディスプレイである。   Electronic paper is classified into an electrophoresis method, a twist ball method, an electrochemical method, a liquid crystal display, an organic EL display, and the like depending on the display method. The electrophoresis method is a method in which charged particles are moved in air or liquid. The twist ball method is a method of rotating charged particles that are color-coded in two colors. The electrochemical method is a display element having a structure in which a material that is colored, decolored, or discolored by an electrochemical reaction when an electric field is applied is sandwiched between electrodes. An organic EL display (organic electroluminescence display) is a self-luminous display having a structure in which a plurality of thin films made of an organic material are sandwiched between a cathode and an anode. A liquid crystal display (display element) is a non-self-luminous display having a structure in which a liquid crystal layer is sandwiched between a pixel electrode and a counter electrode.

電子ペーパーのカラー表示において有利な方式は液晶方式と電気化学方式である。これらは、反射モードと透過モードとにスイッチングすることが可能なため、積層型の表示素子に適用することができる。たとえば、RGB3色の表示パネルを積層すれば、画素面積を最大限活用できるため、明るく、コントラストが高く、発色の良い表示が可能となる。他の方式では、光を透過モードにすることはできないため、カラー表示を行う場合は、表示面に3色に塗り分けたカラーフィルタを配置して、各画素を分割する必要がある。このため、積層型と比較すると、明度や彩度が低くなることが避けられない。   An advantageous method for color display of electronic paper is a liquid crystal method and an electrochemical method. Since these can be switched between a reflection mode and a transmission mode, they can be applied to a multilayer display element. For example, by stacking RGB three-color display panels, the pixel area can be utilized to the maximum, so that a bright, high-contrast, and good-color display is possible. In other methods, since light cannot be set to a transmission mode, when performing color display, it is necessary to divide each pixel by disposing color filters that are colored in three colors on the display surface. For this reason, it is inevitable that the brightness and saturation will be lower than those of the stacked type.

積層型液晶表示素子では、特定の波長領域の光を選択的に反射するコレステリック液晶がよく用いられる。しかし、コレステリック液晶の反射波長帯が広く、余計な波長領域の光を含むため、色ずれやノイズカットの目的でカラーフィルタを挿入することが、これまでにも提案されている。例えば、表示面側から順に第1から第3液晶層を積層する場合、第1液晶層と第2液晶層の間に、第1液晶層の反射主波長付近の光を吸収し、第2および第3液晶層の反射主波長付近の光を透過する第1カットフィルタを配置する。これにより、第1液晶層を透過した、表示に寄与しない第1液晶層の反射主波長付近の光が低減される。さらに、第2液晶層と第3液晶層の間に、第2液晶層の反射主波長付近の光を吸収し、第3液晶層の反射主波長付近の光を透過する第2カットフィルタを配置する。これにより、第2液晶層を透過した、表示に寄与しない第2液晶層の反射主波長付近の光が低減される。これらの対策は、液晶層の反射光のノイズを除去するものであるため、発色しているときの色ズレは補正することができる。   In the multilayer liquid crystal display element, a cholesteric liquid crystal that selectively reflects light in a specific wavelength region is often used. However, since the reflection wavelength band of cholesteric liquid crystal is wide and includes light in an extra wavelength region, it has been proposed so far to insert a color filter for the purpose of color shift and noise reduction. For example, when the first to third liquid crystal layers are stacked in order from the display surface side, light near the reflection main wavelength of the first liquid crystal layer is absorbed between the first liquid crystal layer and the second liquid crystal layer, A first cut filter that transmits light in the vicinity of the reflection dominant wavelength of the third liquid crystal layer is disposed. As a result, light in the vicinity of the reflection main wavelength of the first liquid crystal layer that does not contribute to the display and has passed through the first liquid crystal layer is reduced. Further, a second cut filter is disposed between the second liquid crystal layer and the third liquid crystal layer, which absorbs light near the reflection main wavelength of the second liquid crystal layer and transmits light near the reflection main wavelength of the third liquid crystal layer. To do. Accordingly, light in the vicinity of the reflection main wavelength of the second liquid crystal layer that does not contribute to the display and is transmitted through the second liquid crystal layer is reduced. Since these measures are to remove noise of the reflected light of the liquid crystal layer, the color misalignment during color development can be corrected.

しかし、色ズレを起こす要因は液晶層だけでなく、その他に透明電極の反射がある。例えば、透明電極は、人間の目の視感度が高い緑色の波長領域の光を透過する分光特性を有するように設計する場合が多い。このような場合、透明電極は、青色および赤色を含むマゼンタ色を反射するため、表示の色味を変化させ、特に黒表示は、マゼンタ色が加わった表示色となる。液晶層を反射状態として、発色させた状態では、液晶層の反射率を調整することにより、色補正が可能である。しかし、透明電極の反射色が残るため、背面側に黒色層を配置したパネルにおいて液晶層を無反射状態(透過状態)として黒表示させたときに、電極の反射色が残り、黒色に赤みや青みなどの色が付き、黒表示の品質を低下させることになる。そのため、表示を所望の色味にすると共に、黒表示時の反射を低減してコントラストを向上することが望まれている。   However, the cause of color misregistration is not only the liquid crystal layer but also the reflection of the transparent electrode. For example, the transparent electrode is often designed to have a spectral characteristic that transmits light in the green wavelength region with high visibility to the human eye. In such a case, since the transparent electrode reflects magenta colors including blue and red, the color of the display is changed. In particular, the black display has a display color in which magenta is added. In a state where the liquid crystal layer is in a reflective state and colored, color correction can be performed by adjusting the reflectance of the liquid crystal layer. However, since the reflective color of the transparent electrode remains, when the liquid crystal layer is displayed in black in a non-reflective state (transmission state) on a panel having a black layer on the back side, the reflective color of the electrode remains, and the red color or red Colors such as bluish color are attached and the quality of black display is degraded. For this reason, it is desired to improve the contrast by making the display have a desired color and reducing the reflection during black display.

特開2010−507199号公報JP 2010-507199 A 特開2009−251274号公報JP 2009-251274 A

実施形態によれば、透明電極による特定の波長の反射光を低減し、高品位な表示を行うと共に、コントラストを向上した反射型表示パネルが実現される。   According to the embodiment, it is possible to realize a reflective display panel that reduces reflected light of a specific wavelength by a transparent electrode, performs high-quality display, and improves contrast.

実施形態の積層型液晶表示素子は、表示面側から順に積層された第1から第3表示パネルを有する。第1から第3表示パネルのそれぞれは、表面に透明電極が形成され、透明電極が対向するように配置した2枚の透明基材と、2枚の透明基材間に配置された液晶層と、を有する。透明電極は、透明導電膜または金属ナノワイヤで形成される。第1表示パネルの透明電極は、透明導電膜のみで形成され、第2表示パネルおよび第3表示パネルの少なくとも一部の透明電極は、金属ナノワイヤで形成されている。   The multilayer liquid crystal display element of the embodiment includes first to third display panels that are sequentially stacked from the display surface side. Each of the first to third display panels has a transparent electrode formed on the surface thereof, two transparent substrates disposed so that the transparent electrodes face each other, and a liquid crystal layer disposed between the two transparent substrates. Have. The transparent electrode is formed of a transparent conductive film or metal nanowire. The transparent electrode of the first display panel is formed of only a transparent conductive film, and at least some of the transparent electrodes of the second display panel and the third display panel are formed of metal nanowires.

実施形態によれば、黒色表示を含めて無彩色に近い高品位な表示を行うと共に、コントラストを向上した反射型の積層型表示パネルが実現される。   According to the embodiment, it is possible to realize a reflective multilayer display panel that performs high-quality display close to an achromatic color including black display and has improved contrast.

図1は、コレステリック液晶を利用した積層型液晶表示素子の概略構造と表示原理を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a schematic structure and a display principle of a multilayer liquid crystal display element using a cholesteric liquid crystal. 図2は、一般的な積層型電子ペーパーで白表示と黒表示を行う場合の反射光の発生箇所の比率を示す図であり、(A)が白表示の場合を、(B)が黒表示の場合を示す。FIG. 2 is a diagram showing the ratio of the locations where reflected light is generated when white display and black display are performed on a general laminated electronic paper, where (A) is white display and (B) is black display. This case is shown. 図3は、1層のコレステリック液晶パネルで、対向する電極をIZO膜で形成した場合と金属ナノワイヤで形成した場合の、反射およびと散乱の様子を示す模式図、界面分光反射率および散乱分光反射率を示す図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing the state of reflection and scattering when an opposing electrode is formed of an IZO film and a metal nanowire in a single-layer cholesteric liquid crystal panel, and interfacial spectral reflectance and scattering spectral reflection. It is a figure which shows a rate. 図4は、コレステリック液晶を利用した積層型液晶表示素子において、3つのパネルの各液晶層を挟んで対向する2つの透明電極を、金属ナノワイヤで形成した場合の概略構造と、白表示と黒表示を行う場合の反射光の発生箇所の比率を示す図である。FIG. 4 shows a schematic structure in which two transparent electrodes facing each other across the liquid crystal layers of three panels are formed of metal nanowires in a multilayer liquid crystal display element using cholesteric liquid crystal, and white display and black display It is a figure which shows the ratio of the generation | occurrence | production location of the reflected light in performing. 図5は、積層型液晶表示素子において、透明導電膜の電極と金属ナノワイヤの電極による反射光の発生の違いを説明する図である。FIG. 5 is a diagram for explaining the difference in the generation of reflected light by the electrode of the transparent conductive film and the electrode of the metal nanowire in the multilayer liquid crystal display element. 図6は、第1実施形態のコレステリック液晶を利用した積層型液晶表示素子の概略構造と、白表示と黒表示を行う場合の反射光の発生箇所の比率を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a schematic structure of the multilayer liquid crystal display element using the cholesteric liquid crystal according to the first embodiment and the ratio of the locations where reflected light is generated when white display and black display are performed. 図7は、第2実施形態のコレステリック液晶を利用した積層型液晶表示素子の概略構造と、白表示と黒表示を行う場合の反射光の発生箇所の比率を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a schematic structure of a multilayer liquid crystal display element using a cholesteric liquid crystal according to the second embodiment, and a ratio of locations where reflected light is generated when white display and black display are performed. 図8は、第3実施形態のコレステリック液晶を利用した積層型液晶表示素子の概略構造と、白表示と黒表示を行う場合の反射光の発生箇所の比率を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a schematic structure of a multilayer liquid crystal display element using cholesteric liquid crystal according to the third embodiment, and a ratio of locations where reflected light is generated when white display and black display are performed. 図9は、第4実施形態のコレステリック液晶を利用した積層型液晶表示素子の概略構造と、白表示と黒表示を行う場合の反射光の発生箇所の比率を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a schematic structure of a multilayer liquid crystal display element using cholesteric liquid crystal according to the fourth embodiment, and a ratio of locations where reflected light is generated when white display and black display are performed. 図10は、実施形態の積層型液晶表示素子の1枚のパネルにおいて、表示面と反対側の基材(下側基材)上に金属ナノワイヤ電極を形成し、その上に液晶層が配置された状態を示す図である。FIG. 10 shows a panel of a multi-layer liquid crystal display element according to an embodiment, in which a metal nanowire electrode is formed on a substrate (lower substrate) opposite to the display surface, and a liquid crystal layer is disposed thereon. FIG. 図11は、帯状電極を、液晶層と接する側から見た場合の複数の金属ナノワイヤの分布例を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a distribution example of a plurality of metal nanowires when the belt-like electrode is viewed from the side in contact with the liquid crystal layer. 図12は、帯状電極上に、各金属ナノワイヤの長軸が帯状電極の長軸と45度以下の角度をなすように載置する方法を説明する図である。FIG. 12 is a diagram for explaining a method of placing a metal nanowire on the strip electrode so that the major axis of the metal nanowire forms an angle of 45 degrees or less with the major axis of the strip electrode. 図13は、第1から第4実施形態の積層型液晶表示素子を利用した表示装置の概略構成を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a schematic configuration of a display device using the multilayer liquid crystal display elements of the first to fourth embodiments. 図14は、第1から第4実施形態の積層型液晶表示素子全体の断面構造を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing a cross-sectional structure of the entire multilayer liquid crystal display element of the first to fourth embodiments.

図1は、コレステリック液晶を利用した積層型液晶表示素子の概略構造と表示原理を示す図である。
図1に示すように、積層型液晶表示素子10は、表示面側から、青色パネル10B、緑色パネル10Gおよび赤色パネル10Rの順に配置する。そして、青色(B)カットフィルタ21が青色パネル10Bと緑色パネル10Gの間に、緑色(G)カットフィルタ22が緑色パネル10Gと赤色パネル10Rの間に、それぞれは位置される。さらに、光吸収層15が、赤色パネル10Rの裏面に配置される。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic structure and a display principle of a multilayer liquid crystal display element using a cholesteric liquid crystal.
As shown in FIG. 1, the multilayer liquid crystal display element 10 is arranged in the order of a blue panel 10B, a green panel 10G, and a red panel 10R from the display surface side. The blue (B) cut filter 21 is positioned between the blue panel 10B and the green panel 10G, and the green (G) cut filter 22 is positioned between the green panel 10G and the red panel 10R. Furthermore, the light absorption layer 15 is disposed on the back surface of the red panel 10R.

積層型液晶表示素子は外光を光源としており、パネル外部の観察者側から表示面に入射した光は、プレーナ(PL)状態のパネルにより、特定波長の光が反射される。これを選択反射と称する。青色、緑色および赤色のパネルは、それぞれ、プレーナ状態の時に、青(B)、緑(G)および赤(R)に対応する波長帯域の光を選択反射する。例えば、青色パネル10Bは、約480nmの波長付近の光を選択反射し、緑色パネル10Gは、約560nmの波長付近の光を選択反射し、赤色パネル10Rは、約650nmの波長付近の光を選択反射する。各パネルが選択反射する波長帯域の中心波長を、反射主波長と称する。各パネルで反射された光の加法混色によりさまざまな表示を実現する。   The multilayer liquid crystal display element uses external light as a light source, and light having a specific wavelength is reflected by a panel in a planar (PL) state from light incident on the display surface from the viewer side outside the panel. This is called selective reflection. The blue, green, and red panels selectively reflect light in wavelength bands corresponding to blue (B), green (G), and red (R), respectively, in the planar state. For example, the blue panel 10B selectively reflects light near the wavelength of about 480 nm, the green panel 10G selectively reflects light near the wavelength of about 560 nm, and the red panel 10R selects light near the wavelength of about 650 nm. reflect. The center wavelength of the wavelength band that each panel selectively reflects is referred to as a reflection dominant wavelength. Various displays are realized by additive color mixing of light reflected by each panel.

また、表示面から最も遠い位置には光吸収層15を配置しており、各パネルを透過した光は、最終的には光吸収層15で全て吸収される。そのため、青色、緑色および赤色のパネルのすべてがフォーカルコニック(FC)状態のときの表示は、光が反射されないため、黒色(Bk)となる。   Further, the light absorption layer 15 is disposed at a position farthest from the display surface, and all light transmitted through each panel is finally absorbed by the light absorption layer 15. Therefore, the display when all of the blue, green, and red panels are in the focal conic (FC) state is black (Bk) because light is not reflected.

青色パネル10Bを透過した光のうち青色の波長帯域の光は、表示に使用されない光であり、最終的には光吸収層15で吸収される。しかし、緑色パネル10Gおよび赤色パネル10Rで反射または散乱されると表示のコントラストおよび色純度を低下させる等の問題を生じる。一方、青色パネル10Bを透過した光のうち青色以外の緑色および赤色の波長帯域の光は、緑色パネル10Gおよび赤色パネル10Rで反射または透過するかが制御されるので、Bカットフィルタ21を透過する必要がある。したがって、Bカットフィルタ21は、青色パネル10Bを透過した不要な青色の波長帯域の光のみを吸収し、それ以外の波長帯域の光を透過させる特性を有する。同様に、Gカットフィルタ22は、緑色パネル10Gを透過した不要な緑色の波長帯域の光を吸収するが、青色の波長帯域の光は利用されないので吸収するようにしてもよい。以上のように、パネルの間に配置される色カットフィルタは、その色カットフィルタより表示面に近い側のパネルで反射が制御される波長帯域の光を吸収し、表示面から遠い側に配置されるパネルで反射が制御される波長帯域の光を透過させる特性を有する。   Of the light transmitted through the blue panel 10 </ b> B, light in the blue wavelength band is light that is not used for display, and is finally absorbed by the light absorption layer 15. However, when the light is reflected or scattered by the green panel 10G and the red panel 10R, problems such as a reduction in display contrast and color purity occur. On the other hand, light in the wavelength bands of green and red other than blue out of the light transmitted through the blue panel 10B is controlled to be reflected or transmitted by the green panel 10G and the red panel 10R, and thus passes through the B cut filter 21. There is a need. Therefore, the B-cut filter 21 has a characteristic of absorbing only light in an unnecessary blue wavelength band that has been transmitted through the blue panel 10B and transmitting light in other wavelength bands. Similarly, the G cut filter 22 absorbs unnecessary green wavelength band light transmitted through the green panel 10G, but may absorb blue wavelength band light because it is not used. As described above, the color cut filter disposed between the panels absorbs light in a wavelength band whose reflection is controlled by the panel closer to the display surface than the color cut filter, and is disposed on the far side from the display surface. The panel has a characteristic of transmitting light in a wavelength band in which reflection is controlled.

なお、3つのパネルの配置順はこれに限定されず、パネルの特性に応じて各種の組合せが可能である。例えば、表示面側から、緑色パネル10G、青色パネル10Bおよび赤色パネル10Rの順に配置する場合もある。その場合には、Gカットフィルタを緑色パネル10Gと青色パネル10Bの間に、Bカットフィルタを青色パネル10Bと赤色パネル10Rの間に、それぞれ配置する。ここでは、もっとも一般的な、表示面側から、青色パネル10B、緑色パネル10Gおよび赤色パネル10Rの配置順を例として説明を行う。   Note that the arrangement order of the three panels is not limited to this, and various combinations are possible according to the characteristics of the panels. For example, the green panel 10G, the blue panel 10B, and the red panel 10R may be arranged in this order from the display surface side. In that case, the G cut filter is disposed between the green panel 10G and the blue panel 10B, and the B cut filter is disposed between the blue panel 10B and the red panel 10R. Here, the arrangement order of the blue panel 10B, the green panel 10G, and the red panel 10R from the most common display surface side will be described as an example.

青色液晶パネル10Bは、フィルム等の2枚の基材11Bおよび12Bの間にコレステリック液晶層17Bを挟持した構造を有する。上下の2枚の基材11Bおよび12Bの対向する表面には液晶層17Bへ電圧を印加するための透明電極13Bおよび14Bが形成され、液晶パネル内の画素のしきりと、基材間のギャップ調整のために液晶パネルの面内方向に格子状の壁面が配置されている。以上のパネル構成は、緑色液晶パネル10Gおよび赤色液晶パネル10Rも同じである。   The blue liquid crystal panel 10B has a structure in which a cholesteric liquid crystal layer 17B is sandwiched between two base materials 11B and 12B such as a film. Transparent electrodes 13B and 14B for applying a voltage to the liquid crystal layer 17B are formed on the opposing surfaces of the two upper and lower substrates 11B and 12B, and the threshold of pixels in the liquid crystal panel and the gap adjustment between the substrates are adjusted. Therefore, a lattice-like wall surface is arranged in the in-plane direction of the liquid crystal panel. The above-described panel configuration is the same for the green liquid crystal panel 10G and the red liquid crystal panel 10R.

各パネルの透明電極は、ITO等の屈折率の高い材料で形成されるため、屈折率の小さい基材および液晶層との界面で反射を生じ、材料および厚さに応じて分光反射率が変化する。例えば、ITOの屈折率は約2.0であり、基材として利用されるポリカーボネートの屈折率は約1.6であり、コレステリック液晶の屈折率も約1.6である。   The transparent electrode of each panel is made of a material with a high refractive index, such as ITO. Therefore, reflection occurs at the interface between the substrate with a low refractive index and the liquid crystal layer, and the spectral reflectance changes depending on the material and thickness. To do. For example, the refractive index of ITO is about 2.0, the refractive index of polycarbonate used as a substrate is about 1.6, and the refractive index of cholesteric liquid crystal is also about 1.6.

図2は、一般的な積層型電子ペーパーで白表示と黒表示を行う場合の反射光の発生箇所の比率を示す図であり、(A)が白表示の場合を、(B)が黒表示の場合を示す。   FIG. 2 is a diagram showing the ratio of the locations where reflected light is generated when white display and black display are performed on a general laminated electronic paper, where (A) is white display and (B) is black display. This case is shown.

図2に示すように、白表示における反射光は、主として青色パネル、緑色パネル、赤色パネルの液晶層で反射された光によって形成されていることが分かる。一方、黒表示における反射光は、青緑赤の液晶層で反射された光に加え、緑パネルの電極と赤パネルの電極で反射された光で形成されていることが分かる。   As shown in FIG. 2, it can be seen that the reflected light in the white display is mainly formed by the light reflected by the liquid crystal layers of the blue panel, the green panel, and the red panel. On the other hand, the reflected light in the black display is formed by the light reflected by the green panel electrode and the red panel electrode in addition to the light reflected by the blue-green-red liquid crystal layer.

積層型の電子ペーパーでは表示性能の向上のためコントラスト比の増加が望まれており、黒表示をさらに暗くすることが望ましい。そのためには各部材で反射される光を低減しなければならないが、液晶の調整は白表示への影響が懸念されるため、実施形態では、電極層で発生する反射光を抑制する。   In the multilayer electronic paper, it is desired to increase the contrast ratio in order to improve display performance, and it is desirable to further darken the black display. For this purpose, the light reflected by each member must be reduced. However, since adjustment of the liquid crystal is concerned about the influence on white display, in the embodiment, the reflected light generated in the electrode layer is suppressed.

近年、金属ナノワイヤが実用化され、液晶表示装置の透明電極に使用することが提案されている。そこで、積層型液晶表示素子の透明電極に、金属ナノワイヤを利用することを検討した。   In recent years, metal nanowires have been put into practical use and proposed to be used for transparent electrodes of liquid crystal display devices. Therefore, the use of metal nanowires for the transparent electrode of the multilayer liquid crystal display element was studied.

図3は、1層のコレステリック液晶パネルで、対向する電極をIZO膜で形成した場合と金属ナノワイヤで形成した場合の、反射およびと散乱の様子を示す模式図、界面分光反射率および散乱分光反射率を示す図である。図3の(A)は、IZO膜の電極の場合の反射およびと散乱の様子を示し、図3の(B)は、金属ナノワイヤの電極の場合の反射およびと散乱の様子を示す。図3の(C)では、IZOがIZO膜の電極の場合の界面分光反射率およびMNWが金属ナノワイヤの電極の場合の界面分光反射率を示し、界面分光反射率は、例えば、垂直に近い角度で入射した光の正反射成分の分光特性である。図3の(D)では、IZOがIZO膜の電極の場合の散乱分光反射率およびMNWが金属ナノワイヤの電極の場合の散乱分光反射率を示し、散乱分光反射率は、例えば、垂直に近い角度で入射した光の正反射成分を除いた反射光の分光特性である。   FIG. 3 is a schematic diagram showing the state of reflection and scattering when an opposing electrode is formed of an IZO film and a metal nanowire in a single-layer cholesteric liquid crystal panel, and interfacial spectral reflectance and scattering spectral reflection. It is a figure which shows a rate. 3A shows the state of reflection and scattering in the case of the electrode of the IZO film, and FIG. 3B shows the state of reflection and scattering in the case of the electrode of the metal nanowire. FIG. 3C shows the interfacial spectral reflectance when IZO is an IZO film electrode and the interfacial spectral reflectance when MNW is a metal nanowire electrode. The interfacial spectral reflectance is, for example, an angle close to vertical. It is the spectral characteristic of the specular reflection component of the light which entered in. FIG. 3D shows the scattered spectral reflectance when IZO is an electrode of an IZO film and the scattered spectral reflectance when MNW is an electrode of a metal nanowire. The scattered spectral reflectance is, for example, an angle close to vertical. This is the spectral characteristic of the reflected light excluding the regular reflection component of the light incident at.

IZO膜等の一般的に電子ペーパーで使用されている透明導電膜電極では、電極層での散乱が起こらないが、電極層とフィルム層や液晶層との屈折率差が大きいため、界面反射が大きい。そのため、液晶中で散乱された光が電極界面で反射されてしまう。一方、金属ナノワイヤの電極では、可視光に対して透明な微細な金属ナノワイヤを用いているため、電極界面で界面反射が起こることは無い。しかし、金属ナノワイヤの電極では、ナノサイズのワイヤが網目状に配置されているため光を散乱する。そのため、電極層自身が散乱するという問題がある。   In the transparent conductive film electrode generally used in electronic paper such as IZO film, scattering at the electrode layer does not occur. large. Therefore, the light scattered in the liquid crystal is reflected at the electrode interface. On the other hand, since the metal nanowire electrode uses a fine metal nanowire that is transparent to visible light, interface reflection does not occur at the electrode interface. However, the metal nanowire electrode scatters light because the nano-sized wires are arranged in a network. Therefore, there is a problem that the electrode layer itself is scattered.

以上のように、金属ナノワイヤの電極には、光の散乱という問題があるが、界面反射が無いという利点がある。そこで、界面反射を低減するために金属ナノワイヤの電極を用いることが考えられる。   As described above, the metal nanowire electrode has a problem of light scattering but has an advantage of no interface reflection. Thus, it is conceivable to use metal nanowire electrodes to reduce interface reflection.

図4は、コレステリック液晶を利用した積層型液晶表示素子において、3つのパネルの各液晶層を挟んで対向する2つの透明電極を、金属ナノワイヤで形成した場合の概略構造と、白表示と黒表示を行う場合の反射光の発生箇所の比率を示す図である。図4の(A)が、積層型液晶表示素子の概略構造を、図4の(B)が白表示の場合の反射光の発生箇所の比率を、図4の(C)が黒表示の場合の反射光の発生箇所の比率を、示す。図4の(B)および(C)において、MNWで示した実線は、図4の(A)の構造の積層型液晶表示素子の場合の比率を、IZOで示した破線は、3つのパネルの各液晶層を挟んで対向する2つの透明電極をIZO膜で形成した場合の比率を示す。図4の(B)および(C)のグラフは、全ての透明電極をIZO膜で形成した場合の白表示および黒表示の全反射光を1として、それとの比率で示している。全ての透明電極を金属ナノワイヤで形成した場合も同様に、全ての透明電極をIZO膜で形成した場合の全反射光を1として、それとの比率で示している。   FIG. 4 shows a schematic structure in which two transparent electrodes facing each other across the liquid crystal layers of three panels are formed of metal nanowires in a multilayer liquid crystal display element using cholesteric liquid crystal, and white display and black display It is a figure which shows the ratio of the generation | occurrence | production location of the reflected light in performing. 4A shows the schematic structure of the multilayer liquid crystal display element, FIG. 4B shows the ratio of the locations where reflected light is generated when white display is performed, and FIG. 4C shows black display. The ratio of the places where the reflected light is generated is shown. 4B and 4C, the solid line indicated by MNW indicates the ratio in the case of the stacked liquid crystal display element having the structure of FIG. 4A, and the broken line indicated by IZO indicates the three panels. The ratio in the case where two transparent electrodes facing each other with each liquid crystal layer interposed therebetween is formed of an IZO film is shown. The graphs of FIGS. 4B and 4C show the total reflected light of white display and black display as 1 when all the transparent electrodes are formed of the IZO film, and the ratio is shown as 1. Similarly, when all the transparent electrodes are formed of metal nanowires, the total reflected light when all the transparent electrodes are formed of an IZO film is set to 1, and the ratio is shown.

図4の(B)に示すように、白表示では、透明電極をIZO膜で形成した場合と、透明電極を金属ナノワイヤで形成した場合とで、反射光の比率における差は小さい。これに対して、黒表示では、青色パネルと緑色パネルの電極から発生(反射)する光が、透明電極をIZO膜で形成した場合よりも透明電極を金属ナノワイヤで形成した場合の方が大きくなる。これは金属ナノワイヤ自体の散乱によるものであると考えられる。   As shown in FIG. 4B, in white display, the difference in the ratio of reflected light is small between the case where the transparent electrode is formed of an IZO film and the case where the transparent electrode is formed of a metal nanowire. In contrast, in black display, the light generated (reflected) from the blue and green panel electrodes is greater when the transparent electrode is formed of metal nanowires than when the transparent electrode is formed of an IZO film. . This is considered to be due to scattering of the metal nanowire itself.

また、赤色パネルの電極では、透明電極をIZO膜で形成した場合よりも透明電極を金属ナノワイヤで形成した場合の方が、反射光の発生が小さくなっている。これは、透明導電膜電極の界面反射で発生した光よりも金属ナノワイヤで発生する散乱光の方が表示への影響が小さいためである。   Further, in the red panel electrode, the generation of reflected light is smaller when the transparent electrode is formed of metal nanowires than when the transparent electrode is formed of an IZO film. This is because the scattered light generated by the metal nanowire has a smaller influence on the display than the light generated by the interface reflection of the transparent conductive film electrode.

さらに、図4の(A)の断面構造の積層型液晶表示素子では、すべての透明電極をIZO膜で形成した場合よりもすべての透明電極を金属ナノワイヤで形成した場合の方が、黒表示が明るくなり、コントラスト比が20%低下することが判明した。このように、積層型液晶表示素子では、IZO膜の透明電極を、金属ナノワイヤの透明電極に置き換えただけでは、良好な表示特性が得られないことが判明した。   Furthermore, in the multilayer liquid crystal display element having the cross-sectional structure shown in FIG. 4A, black display is obtained when all the transparent electrodes are formed of metal nanowires than when all the transparent electrodes are formed of IZO films. It turned out that the contrast was reduced by 20%. As described above, it was found that in the multilayer liquid crystal display element, good display characteristics cannot be obtained only by replacing the transparent electrode of the IZO film with the transparent electrode of the metal nanowire.

以下に説明する実施形態の積層型液晶表示素子では、透明導電膜の電極と金属ナノワイヤの電極を組み合わせることで、電極層での界面反射と散乱のバランスをとって、表示特性を向上する。   In the multilayer liquid crystal display element of the embodiment described below, the display characteristics are improved by balancing the interface reflection and scattering at the electrode layer by combining the electrode of the transparent conductive film and the electrode of the metal nanowire.

図5は、積層型液晶表示素子において、透明導電膜の電極と金属ナノワイヤの電極による反射光の発生の違いを説明する図である。図5の(A)は、表示面側の青色パネルの液晶層を挟んで対向する2つの透明電極を透明導電膜で形成し、2番目の緑色パネルの液晶層を挟んで対向する2つの透明電極も透明導電膜で形成した場合を示す。図5の(B)は、表示面側の青色パネルの液晶層を挟んで対向する2つの透明電極を透明導電膜で形成し、2番目の緑色パネルの液晶層を挟んで対向する2つの透明電極を金属ナノワイヤの電極で形成した場合を示す。   FIG. 5 is a diagram for explaining the difference in the generation of reflected light by the electrode of the transparent conductive film and the electrode of the metal nanowire in the multilayer liquid crystal display element. In FIG. 5A, two transparent electrodes facing each other with the liquid crystal layer of the blue panel on the display surface side are formed of a transparent conductive film, and two transparent electrodes facing each other with the liquid crystal layer of the second green panel interposed therebetween. The case where an electrode is also formed with a transparent conductive film is shown. In FIG. 5B, two transparent electrodes facing each other with the liquid crystal layer of the blue panel on the display surface side are formed of a transparent conductive film, and two transparent electrodes facing each other with the liquid crystal layer of the second green panel interposed therebetween. The case where an electrode is formed with the electrode of metal nanowire is shown.

図5の(A)に示すように、積層型液晶表示素子に入射した光は、一部が青色パネルで反射し、一部が青色パネルで散乱し、一部が青色パネルを透過する。青色液晶層での反射および青色パネルの透明電極の界面での反射は前述の通りである。青色パネルで散乱した光は、一部が表示面に反射されるが、残りは2枚目の緑色パネルに入射し、緑色パネルの透明電極の界面で表示面に向けて反射する。前述のように、透明電極は、青色および赤色を含むマゼンタ色を反射するため、表示の色味を変化させる。この現象は、緑色パネルを透過して赤色パネルに入射する散乱光についても同様であり、緑色パネル散乱されて赤色パネルに入射する光についても同様である。   As shown in FIG. 5A, part of the light incident on the multilayer liquid crystal display element is reflected by the blue panel, partly scattered by the blue panel, and partly transmitted through the blue panel. The reflection at the blue liquid crystal layer and the reflection at the interface of the transparent electrode of the blue panel are as described above. A part of the light scattered by the blue panel is reflected on the display surface, but the remaining light is incident on the second green panel and is reflected toward the display surface at the interface of the transparent electrode of the green panel. As described above, since the transparent electrode reflects magenta colors including blue and red, the color of the display is changed. This phenomenon is the same for the scattered light that is transmitted through the green panel and incident on the red panel, and the same is true for the light that is scattered on the green panel and incident on the red panel.

図5の(B)に示すように、積層型液晶表示素子に入射して青色パネルで散乱した光は、2枚目の緑色パネルに入射するが、緑色パネルの透明電極は金属ナノワイヤで形成されているため、透明電極による界面反射は発生しない。   As shown in FIG. 5B, the light incident on the multilayer liquid crystal display element and scattered by the blue panel is incident on the second green panel, but the transparent electrode of the green panel is formed of metal nanowires. Therefore, interface reflection by the transparent electrode does not occur.

表示面側の青色パネルの透明電極を金属ナノワイヤの電極にすると、金属ナノワイヤによる散乱の影響が大きいと考えられる。2枚目以降のパネルの透明電極を金属ナノワイヤで形成すると、観察面側のパネルで散乱された光が2枚目以降のパネルに入射しても、透明電極による界面反射は発生しないので、色味が変化しないと考えられる。   When the transparent electrode of the blue panel on the display surface side is an electrode of a metal nanowire, it is considered that the influence of scattering by the metal nanowire is large. When the transparent electrodes of the second and subsequent panels are formed of metal nanowires, even if light scattered by the panel on the observation surface side enters the second and subsequent panels, the interface reflection by the transparent electrode does not occur. It is thought that the taste does not change.

以上のことに基づいて、実施形態の積層型液晶表示素子では、透明電極の配置について、表示面から遠い透明電極にナノワイヤの電極を使用し、表示面側に近い透明電極に導電膜の透明電極を使用することを基本的な方針とする。   Based on the above, in the multilayer liquid crystal display element of the embodiment, with respect to the arrangement of the transparent electrode, a nanowire electrode is used for the transparent electrode far from the display surface, and the transparent electrode of the conductive film is used for the transparent electrode close to the display surface side. The basic policy is to use.

積層型液晶表示素子は、一般に3枚のパネルを有し、各パネルは液晶層を挟んで対向する2つの透明電極を有するので、合計6つの透明電極を有する。6つのうちのいずれをナノワイヤの電極にするかについて各種の構成があり、すべてを導電膜の透明電極にした場合に比べて表示特性が改善する構成も、劣化する構成もある。以下、表示特性が改善した構成例を説明する。   A multilayer liquid crystal display element generally has three panels, and each panel has two transparent electrodes facing each other with a liquid crystal layer interposed therebetween, and thus has a total of six transparent electrodes. There are various configurations as to which of the six is to be a nanowire electrode, and there are configurations in which display characteristics are improved and configurations that are deteriorated as compared with the case where all are made transparent electrodes of a conductive film. A configuration example with improved display characteristics will be described below.

図6は、第1実施形態のコレステリック液晶を利用した積層型液晶表示素子の概略構造と、白表示と黒表示を行う場合の反射光の発生箇所の比率を示す図であり、図4と対応する図である。図6の(A)が、第1実施形態の積層型液晶表示素子の概略構造を示す。図6の(B)が白表示の場合の反射光の発生箇所の比率を、図6の(C)が黒表示の場合の反射光の発生箇所の比率を、示す。図6の(B)および(C)において、MNWで示した実線は、第1実施形態の積層型液晶表示素子の場合の比率を、IZOで示した破線は、3つのパネルの各液晶層を挟んで対向する2つの透明電極をすべてIZO膜で形成した場合の比率を示す。図6の(B)および(C)のグラフは、全ての透明電極をIZO膜で形成した場合の白表示および黒表示の全反射光を1として、それとの比率で示している。全ての透明電極を金属ナノワイヤで形成した場合も同様に、全ての透明電極をIZO膜で形成した場合の全反射光を1として、それとの比率で示している。以下の説明では、全ての透明電極をIZO膜で形成した場合を、従来例と称する。   FIG. 6 is a diagram illustrating a schematic structure of the multilayer liquid crystal display element using the cholesteric liquid crystal according to the first embodiment, and a ratio of locations where reflected light is generated when white display and black display are performed. It is a figure to do. FIG. 6A shows a schematic structure of the multilayer liquid crystal display element of the first embodiment. FIG. 6B shows the ratio of the locations where reflected light is generated when white display is performed, and FIG. 6C shows the ratio of the locations where reflected light is generated when black display is performed. 6B and 6C, the solid line indicated by MNW indicates the ratio in the case of the multilayer liquid crystal display element of the first embodiment, and the broken line indicated by IZO indicates the liquid crystal layers of the three panels. The ratio in the case where all of the two transparent electrodes facing each other are formed of an IZO film is shown. The graphs of FIGS. 6B and 6C show the total reflected light of white display and black display when all the transparent electrodes are formed of the IZO film as 1, and the ratio is shown as 1. Similarly, when all the transparent electrodes are formed of metal nanowires, the total reflected light when all the transparent electrodes are formed of an IZO film is set to 1, and the ratio is shown. In the following description, the case where all the transparent electrodes are formed of an IZO film is referred to as a conventional example.

図6の(A)に示すように、第1実施形態の積層型液晶表示素子では、表示面側の青色パネルの透明電極13Bおよび14Bは透明導電膜で形成する。そして、2枚目および3枚目の緑色および赤色パネルの透明電極13Gおよび14Gと13Rおよび14Rは、金属ナノワイヤで形成する。   As shown in FIG. 6A, in the multilayer liquid crystal display element of the first embodiment, the transparent electrodes 13B and 14B of the blue panel on the display surface side are formed of a transparent conductive film. The transparent electrodes 13G and 14G and 13R and 14R of the second and third green and red panels are formed of metal nanowires.

図6の(B)および(C)に示すように、第1実施形態の積層型液晶表示素子では、黒表示で緑色パネルの電極から発生する反射光が従来例よりも大きくなる。これは金属ナノワイヤ自体の散乱の影響が導電膜の反射よりも大きいためである。また、赤色パネルの電極では従来例よりも反射光の発生が小さくなる。第1実施形態の積層型液晶表示素子は、全体としては、コントラスト比が従来例に比べて約1%向上した。   As shown in FIGS. 6B and 6C, in the multilayer liquid crystal display element of the first embodiment, the reflected light generated from the electrodes of the green panel in black display is larger than in the conventional example. This is because the influence of scattering of the metal nanowire itself is larger than the reflection of the conductive film. In addition, the red panel electrode generates less reflected light than the conventional example. As a whole, the multilayer liquid crystal display element of the first embodiment has an improved contrast ratio of about 1% compared to the conventional example.

図7は、第2実施形態のコレステリック液晶を利用した積層型液晶表示素子の概略構造と、白表示と黒表示を行う場合の反射光の発生箇所の比率を示す図であり、図4および図6と対応する図である。図7の(A)が、第2実施形態の積層型液晶表示素子の概略構造を示す。図7の(B)が白表示の場合の反射光の発生箇所の比率を、図7の(C)が黒表示の場合の反射光の発生箇所の比率を、示す。図示した符号および比率は、第1実施形態と同じである。   FIG. 7 is a diagram showing a schematic structure of a multilayer liquid crystal display element using a cholesteric liquid crystal according to the second embodiment, and a ratio of locations where reflected light is generated when white display and black display are performed. 6 corresponds to FIG. FIG. 7A shows a schematic structure of the multilayer liquid crystal display element of the second embodiment. FIG. 7B shows the ratio of the places where reflected light is generated when white is displayed, and FIG. 7C shows the ratio of the places where reflected light is generated when black is displayed. The illustrated symbols and ratios are the same as those in the first embodiment.

図7の(A)に示すように、第2実施形態の積層型液晶表示素子では、表示面側の青色パネルの透明電極13Bおよび14Bと2枚目の緑色パネルの表示面側の透明電極13Gは、透明導電膜で形成する。2枚目の緑色パネルの表示面と反対側の透明電極14Gと3枚目の赤色パネルの透明電極13Rおよび14Rは、金属ナノワイヤで形成する。   As shown in FIG. 7A, in the multilayer liquid crystal display element of the second embodiment, the transparent electrodes 13B and 14B of the blue panel on the display surface side and the transparent electrode 13G on the display surface side of the second green panel. Is formed of a transparent conductive film. The transparent electrode 14G opposite to the display surface of the second green panel and the transparent electrodes 13R and 14R of the third red panel are formed of metal nanowires.

図7の(B)および(C)に示すように、第2実施形態の積層型液晶表示素子では、黒表示で緑色パネルの表示面から遠い電極から発生する反射光が従来例よりも大きくなる。しかし、赤色パネルの電極では従来例よりも光の発生が小さくなり、最終的にコントラスト比が従来例に比べて約3%向上した。   As shown in FIGS. 7B and 7C, in the multilayer liquid crystal display element according to the second embodiment, the reflected light generated from the electrode far from the display surface of the green panel in black display is larger than in the conventional example. . However, the red panel electrode generated less light than the conventional example, and the contrast ratio was finally improved by about 3% compared to the conventional example.

図8は、第3実施形態のコレステリック液晶を利用した積層型液晶表示素子の概略構造と、白表示と黒表示を行う場合の反射光の発生箇所の比率を示す図であり、図4、図6および図7と対応する図である。図8の(A)が、第3実施形態の積層型液晶表示素子の概略構造を示す。図8の(B)が白表示の場合の反射光の発生箇所の比率を、図8の(C)が黒表示の場合の反射光の発生箇所の比率を、示す。図示した符号および比率は、第1実施形態と同じである。   FIG. 8 is a diagram showing a schematic structure of the multilayer liquid crystal display element using the cholesteric liquid crystal according to the third embodiment and the ratio of the locations where reflected light is generated when white display and black display are performed. FIG. 8 corresponds to FIG. 6 and FIG. 7. FIG. 8A shows a schematic structure of the multilayer liquid crystal display element of the third embodiment. 8B shows the ratio of the locations where the reflected light is generated when white display is performed, and FIG. 8C shows the ratio of the locations where the reflected light is generated when black is displayed. The illustrated symbols and ratios are the same as those in the first embodiment.

図8の(A)に示すように、第3実施形態の積層型液晶表示素子では、表示面側の青色パネルおよび緑色の透明電極13Bおよび14Bと13Gおよび14Gは、透明導電膜で、3枚目の赤色パネルの透明電極13Rおよび14Rは、金属ナノワイヤで形成する。   As shown in FIG. 8A, in the multilayer liquid crystal display element of the third embodiment, the blue panel and the green transparent electrodes 13B and 14B and 13G and 14G on the display surface side are transparent conductive films, The transparent electrodes 13R and 14R of the red panel of the eyes are formed of metal nanowires.

図8の(B)および(C)に示すように、第3実施形態の積層型液晶表示素子では、黒表示での赤色パネルの電極で従来例よりも反射光の発生が小さくなり、コントラスト比が約8%向上した。   As shown in FIGS. 8B and 8C, in the multilayer liquid crystal display element of the third embodiment, the red panel electrode for black display generates less reflected light than the conventional example, and the contrast ratio. Improved by about 8%.

図9は、第4実施形態のコレステリック液晶を利用した積層型液晶表示素子の概略構造と、白表示と黒表示を行う場合の反射光の発生箇所の比率を示す図であり、図4、図6から図8と対応する図である。図9の(A)が、第4実施形態の積層型液晶表示素子の概略構造を示す。図9の(B)が白表示の場合の反射光の発生箇所の比率を、図8の(C)が黒表示の場合の反射光の発生箇所の比率を、示す。図示した符号および比率は、第1実施形態と同じである。   FIG. 9 is a diagram showing a schematic structure of a multilayer liquid crystal display element using a cholesteric liquid crystal according to the fourth embodiment, and a ratio of locations where reflected light is generated when white display and black display are performed. FIG. 9 is a diagram corresponding to FIGS. 6 to 8. FIG. 9A shows a schematic structure of the multilayer liquid crystal display element of the fourth embodiment. FIG. 9B shows the ratio of the places where reflected light is generated when white is displayed, and FIG. 8C shows the ratio of the places where reflected light is generated when black is displayed. The illustrated symbols and ratios are the same as those in the first embodiment.

図9の(A)に示すように、第3実施形態の積層型液晶表示素子では、表示面側の青色パネルの透明電極13Bおよび14Bと、2枚目および3枚目の緑色および赤色パネルの表示面側の透明電極13Gおよび14Gは、透明導電膜で形成する。2枚目および3枚目の緑色および赤色パネルの表示面と反対側の透明電極14Gおよび14Rは、金属ナノワイヤで形成する。   As shown in FIG. 9A, in the multilayer liquid crystal display element of the third embodiment, the transparent electrodes 13B and 14B of the blue panel on the display surface side, and the second and third green and red panels. The transparent electrodes 13G and 14G on the display surface side are formed of a transparent conductive film. The transparent electrodes 14G and 14R opposite to the display surfaces of the second and third green and red panels are formed of metal nanowires.

図9の(B)および(C)に示すように、第4実施形態の積層型液晶表示素子では、黒表示での赤色パネルの表示面と反対側の透明電極14Rで従来例よりも反射光の発生が小さくなった。一方、緑色パネルの表示面と反対側の透明電極14Gで従来例よりも反射光の発生が大きくなった。コントラスト比は約1%向上した。   As shown in FIGS. 9B and 9C, in the multilayer liquid crystal display element of the fourth embodiment, the transparent electrode 14R on the side opposite to the display surface of the red panel in black display reflects light more than the conventional example. The occurrence of is reduced. On the other hand, the generation of reflected light is greater in the transparent electrode 14G on the side opposite to the display surface of the green panel than in the conventional example. The contrast ratio was improved by about 1%.

以上説明した実施形態の表示特性から、表示面に近い透明電極に散乱の無い透明導電膜を電極として使うことで透明電極での散乱が抑えられ、表示面から遠い透明電極に金属ナノワイヤを用いることで散乱の表示への影響が軽減されることが分かった。また、金属ナノワイヤ電極は界面反射が起こらないので、散乱光の発生を抑制できるため、黒表示の性能を向上できるといえる。   From the display characteristics of the embodiment described above, by using a transparent conductive film without scattering on the transparent electrode close to the display surface, scattering at the transparent electrode can be suppressed, and metal nanowires are used for the transparent electrode far from the display surface. It was found that the effect of scattering on the display was reduced. Further, since the metal nanowire electrode does not cause interface reflection, the generation of scattered light can be suppressed, so that it can be said that the black display performance can be improved.

次に、金属ナノワイヤ電極の形成方法について説明する。積層型液晶表示素子の金属ナノワイヤ電極以外の形成方法は、これまでの製造方法が適用されるので説明は省略する。   Next, a method for forming a metal nanowire electrode will be described. Since the conventional manufacturing method is applied to the formation method other than the metal nanowire electrode of the multilayer liquid crystal display element, the description is omitted.

図10は、実施形態の積層型液晶表示素子の1枚のパネルにおいて、表示面と反対側の基材(下側基材)12上に金属ナノワイヤ電極を形成し、その上に液晶層17が配置された状態を示す図である。図10の(A)が断面図を、図10の(B)が液晶層17と接する側から見た場合の上面図である。   FIG. 10 shows a single panel of the multilayer liquid crystal display element according to the embodiment, in which a metal nanowire electrode is formed on a base material (lower base material) 12 opposite to the display surface, and a liquid crystal layer 17 is formed thereon. It is a figure which shows the state arrange | positioned. 10A is a cross-sectional view, and FIG. 10B is a top view when viewed from the side in contact with the liquid crystal layer 17.

図10の(A)に示すように、直径が300nm以下の複数の金属ナノワイヤ30が、基材12上に載置され、液晶層17が配置される。   As shown in FIG. 10A, a plurality of metal nanowires 30 having a diameter of 300 nm or less are placed on the substrate 12, and the liquid crystal layer 17 is arranged.

金属ナノワイヤ30の直径は300nm以下であり、このような直径が可視光波長以下のワイヤを用いることで、表示素子の光学特性に対する金属ナノワイヤ30の影響を少なくすることができる。また、金属ナノワイヤ30は、長さが2μm〜10μmである。金属ナノワイヤ30は、例えば、銀ナノワイヤ、金ナノワイヤ、白金ナノワイヤやカーボンナノチューブ等で実現される。したがって、金属ナノワイヤ30は、高導電性で、線抵抗が非常に小さい。   The diameter of the metal nanowire 30 is 300 nm or less, and the influence of the metal nanowire 30 on the optical characteristics of the display element can be reduced by using a wire having such a diameter of a visible light wavelength or less. The metal nanowire 30 has a length of 2 μm to 10 μm. The metal nanowire 30 is realized by, for example, a silver nanowire, a gold nanowire, a platinum nanowire, or a carbon nanotube. Therefore, the metal nanowire 30 is highly conductive and has a very low line resistance.

図10の(B)に示すように、金属ナノワイヤ30は、基材12に載置される。金属ナノワイヤ30は、相互に絡み合って配置されている。   As shown in FIG. 10B, the metal nanowire 30 is placed on the substrate 12. The metal nanowires 30 are entangled with each other.

図10の(A)に示すように、金属ナノワイヤ30は、例えば、基材12の表面からの高さが最大でも数μm程度になるように載置される。これは、塗布材料に金属ナノワイヤ30を混合し、塗布材料層を所定の厚さで形成した後、塗布材料を除去することにより実現され、必要に応じて、金属ナノワイヤ30を基材12に押し付ける等の処理を行ってもよい。載置された複数の金属ナノワイヤ30は、1つの層を成すとみなすことができる。この層の面積抵抗は、金属ナノワイヤ30の密度に応じて変化する。絡み合った金属ナノワイヤ30の端部に電圧を印加することにより、金属ナノワイヤ30に接触する液晶層17に電圧を印加することができる。   As shown in FIG. 10A, the metal nanowires 30 are placed so that the height from the surface of the substrate 12 is about several μm at the maximum, for example. This is realized by mixing the metal nanowires 30 with the coating material, forming the coating material layer with a predetermined thickness, and then removing the coating material, and pressing the metal nanowires 30 against the substrate 12 as necessary. Etc. may be performed. The plurality of placed metal nanowires 30 can be regarded as forming one layer. The sheet resistance of this layer varies depending on the density of the metal nanowires 30. By applying a voltage to the ends of the entangled metal nanowires 30, it is possible to apply a voltage to the liquid crystal layer 17 in contact with the metal nanowires 30.

パッシブ型のマトリクス表示を行う表示素子では、基材上に、一方向(長軸方向)に帯状に伸びた複数の帯状電極を形成する。   In a display element that performs passive matrix display, a plurality of strip electrodes extending in a strip shape in one direction (major axis direction) are formed on a substrate.

図11の(A)は、帯状電極18を、液晶層17と接する側から見た場合の複数の金属ナノワイヤ30の分布例を示している。図11の(A)に示すように、複数の金属ナノワイヤ30は、ランダムに分布し、各金属ナノワイヤ30の延伸方向(長軸)もランダムである。   FIG. 11A shows an example of the distribution of the plurality of metal nanowires 30 when the strip electrode 18 is viewed from the side in contact with the liquid crystal layer 17. As shown to (A) of FIG. 11, the some metal nanowire 30 is distributed at random, and the extending | stretching direction (major axis) of each metal nanowire 30 is also random.

各帯状電極18は、短軸方向の電圧降下は問題にならないが、長軸方向の電圧降下が問題であり、長軸方向の面積抵抗を所定値以下にすることが望まれる。そこで、金属ナノワイヤ30の密度を高くして面積抵抗を低減することが考えられるが、金属ナノワイヤ30の密度が高くなりすぎると、前述のようにヘイズ値が大きくなり、黒表示時の明るさが大きくなってしまう。   Although the voltage drop in the minor axis direction does not matter for each strip electrode 18, the voltage drop in the major axis direction is a problem, and it is desirable that the sheet resistance in the major axis direction be a predetermined value or less. Therefore, it is conceivable to increase the density of the metal nanowires 30 to reduce the sheet resistance. However, if the density of the metal nanowires 30 becomes too high, the haze value increases as described above, and the brightness during black display is reduced. It gets bigger.

図11の(B)は、金属ナノワイヤ30を方向性を持って配置した場合の、基材上に形成された1つの帯状電極18の上面図であり、液晶層17と接する側から見た場合の複数の金属ナノワイヤ30の分布例を示している。   FIG. 11B is a top view of one strip electrode 18 formed on the base material when the metal nanowires 30 are arranged with directionality, and is viewed from the side in contact with the liquid crystal layer 17. The example of distribution of several metal nanowire 30 of this is shown.

各帯状電極18では、液晶層17と接する側から見た場合には、複数の金属ナノワイヤ30が図11の(B)に示すように分布している。すなわち、図11の(A)に示すような各金属ナノワイヤ30の延伸方向(長軸)がランダムである分布に対して、図11の(B)の分布では、各金属ナノワイヤ30の長軸と帯状電極18の長軸となす角度が45度以下である。これにより、複数の金属ナノワイヤ30と透明平板電極12を合わせた長軸方向の面積抵抗が低減され、帯状電極18の長軸方向で電圧降下が低減される。同じ長軸方向の面積抵抗を実現する場合、金属ナノワイヤ30がランダムな方向を向いている場合に比べて、金属ナノワイヤ30の密度を低くすることができる。   In each strip electrode 18, when viewed from the side in contact with the liquid crystal layer 17, a plurality of metal nanowires 30 are distributed as shown in FIG. That is, in contrast to the distribution in which the extending direction (long axis) of each metal nanowire 30 as shown in FIG. 11A is random, the distribution in FIG. The angle formed with the long axis of the strip electrode 18 is 45 degrees or less. Thereby, the sheet resistance in the major axis direction combining the plurality of metal nanowires 30 and the transparent flat plate electrode 12 is reduced, and the voltage drop is reduced in the major axis direction of the strip electrode 18. When realizing the same area resistance in the long axis direction, the density of the metal nanowires 30 can be reduced as compared with the case where the metal nanowires 30 are oriented in a random direction.

なお、各金属ナノワイヤ30の形状はランダムであり、各金属ナノワイヤ30の延伸方向(長軸)は、例えば、最小二乗法等により1方向に伸びる直線に近似させた時の直線の方向で表すことができる。   In addition, the shape of each metal nanowire 30 is random, and the extending direction (long axis) of each metal nanowire 30 is expressed by the direction of a straight line when approximated to a straight line extending in one direction by, for example, the least square method. Can do.

図12は、帯状電極18上に、図11の(B)に示すように、各金属ナノワイヤ30の長軸が帯状電極18の長軸と45度以下の角度をなすように載置する方法を説明する図である。   FIG. 12 shows a method of placing the metal nanowire 30 on the strip electrode 18 so that the major axis of each metal nanowire 30 forms an angle of 45 degrees or less with the major axis of the strip electrode 18 as shown in FIG. It is a figure explaining.

図12では、1本の帯状電極18のみを示しているが、実際には複数の帯状電極18が平行に形成される。帯状電極18の上をスリットコーター(塗布装置)31を一定速度で移動して、銀ナノワイヤ等の金属ナノワイヤ30を含む分散液を薄い膜厚の膜になるように塗布する。この時、帯状電極18とコーター31の間隔を狭くして、金属ナノワイヤ30に適度なずり応力が発生する移動速度および膜厚で塗布する。これにより、塗布直後には金属ナノワイヤ30の長軸が、コーター31の移動方向、すなわち帯状電極18の長軸方向に近づくように整列される。コーター31の直後にコーター31と同じように移動する乾燥器32を設けて、温風で溶液を乾燥すると、金属ナノワイヤ30は、その長軸が帯状電極18の長軸と45度以下の角度をなす状態で固定される。   Although only one strip electrode 18 is shown in FIG. 12, a plurality of strip electrodes 18 are actually formed in parallel. A slit coater (coating apparatus) 31 is moved on the strip electrode 18 at a constant speed, and a dispersion liquid containing metal nanowires 30 such as silver nanowires is applied to form a thin film. At this time, the gap between the strip electrode 18 and the coater 31 is narrowed, and the metal nanowire 30 is applied at a moving speed and a film thickness at which an appropriate shear stress is generated. Thereby, immediately after coating, the major axis of the metal nanowire 30 is aligned so as to approach the moving direction of the coater 31, that is, the major axis direction of the strip electrode 18. When a dryer 32 that moves in the same manner as the coater 31 is provided immediately after the coater 31 and the solution is dried with warm air, the metal nanowire 30 has an angle of 45 degrees or less with the major axis of the strip electrode 18. It is fixed in an established state.

次に、第1から第4実施形態のコレステリック液晶を利用した積層型液晶表示素子を利用した表示装置について説明する。
図13は、第1から第4実施形態の積層型液晶表示素子を利用した表示装置の概略構成を示す図である。また、図14は、第1から第4実施形態の積層型液晶表示素子全体の断面構造を示す図である。
Next, a display device using the multilayer liquid crystal display element using the cholesteric liquid crystal according to the first to fourth embodiments will be described.
FIG. 13 is a diagram showing a schematic configuration of a display device using the multilayer liquid crystal display elements of the first to fourth embodiments. FIG. 14 is a diagram showing a cross-sectional structure of the entire multilayer liquid crystal display element of the first to fourth embodiments.

表示装置は、コレステリック液晶を用いた積層型表示パネル10と、走査電極駆動回路41と、データ電極駆動回路42と、を有する。
積層型液晶表示素子10は、コレステリック液晶を用いた表示パネルを3枚積層し、背面側に光吸収層15を設けた構成を有する。積層型液晶表示素子10の断面構造は、図6の(A)から図9の(A)に示した第1から第4実施形態の積層型液晶表示素子の断面に対応する。以下の説明では、説明を簡単にするために、青色、緑色および赤色を示すB、GおよびRを除いた参照符号で説明を行う。
The display device includes a multilayer display panel 10 using cholesteric liquid crystal, a scan electrode drive circuit 41, and a data electrode drive circuit.
The multilayer liquid crystal display element 10 has a configuration in which three display panels using cholesteric liquid crystal are stacked and a light absorption layer 15 is provided on the back side. The cross-sectional structure of the multilayer liquid crystal display element 10 corresponds to the cross section of the multilayer liquid crystal display elements of the first to fourth embodiments shown in FIGS. 6A to 9A. In the following description, in order to simplify the description, description will be made with reference numerals excluding B, G, and R indicating blue, green, and red.

積層型表示パネル10の表示面には、透明粘着層18で接着した表面側機能層50を有する。表面側機能層50は、AR(Anti Reflection)層および保護膜として機能する。
積層した3枚のパネルは、同じ構成を有し、反射主波長が、それぞれ480nm(青色)、550nm(緑色)および650nm(赤色)であることが異なる。3枚のパネルは、観察側から順に青色パネル、緑色パネルおよび赤色パネルの順に積層される。
The display surface of the multilayer display panel 10 has a surface-side functional layer 50 bonded with a transparent adhesive layer 18. The surface-side functional layer 50 functions as an AR (Anti Reflection) layer and a protective film.
The three laminated panels have the same configuration, and are different in that the reflection dominant wavelengths are 480 nm (blue), 550 nm (green), and 650 nm (red), respectively. Three panels are laminated | stacked in order of a blue panel, a green panel, and a red panel in order from the observation side.

表示パネル10は、複数の平行な走査電極13を形成した上側基材11と、複数の平行なデータ電極14を形成した下側基材12を対向して配置し、基材間に液晶を充填した構造を有する。   The display panel 10 has an upper substrate 11 on which a plurality of parallel scanning electrodes 13 are formed and a lower substrate 12 on which a plurality of parallel data electrodes 14 are formed facing each other, and a liquid crystal is filled between the substrates. Has the structure.

複数の走査電極13と複数のデータ電極14は、透明電極で、基材に垂直な方向から見た場合に、直交するように配置され、走査電極13とデータ電極14が交差する領域が画素領域になる。したがって、複数の画素電極はマトリクス状に配置される。上側基材11と下側基材12の間に、画素領域を囲むようにシール材16が設けられ、シール材16で囲まれた内部空間にコレステリック液晶材料が充填され、液晶層17が形成される。参照番号20は、シール材16で囲まれた内部空間にコレステリック液晶材料を充填するための注入口であり、コレステリック液晶材料の注入後に封止される。   The plurality of scanning electrodes 13 and the plurality of data electrodes 14 are transparent electrodes and are arranged so as to be orthogonal when viewed from a direction perpendicular to the base material. A region where the scanning electrode 13 and the data electrode 14 intersect is a pixel region. become. Accordingly, the plurality of pixel electrodes are arranged in a matrix. A sealing material 16 is provided between the upper base material 11 and the lower base material 12 so as to surround the pixel region, and an internal space surrounded by the sealing material 16 is filled with a cholesteric liquid crystal material to form a liquid crystal layer 17. The Reference numeral 20 is an injection port for filling the internal space surrounded by the sealing material 16 with the cholesteric liquid crystal material, and is sealed after the injection of the cholesteric liquid crystal material.

走査電極駆動回路41は、例えばTCP(テープキャリアパッケージ)構造の汎用のSTN用ドライバICなどを搭載し、複数の走査電極13を駆動する。走査電極駆動回路41の出力端子は、フレキシブル回路に形成された配線43により、複数の走査電極13に接続される。データ電極駆動回路42は、TCP構造の汎用のSTN用ドライバICなどを搭載し、複数のデータ電極14を駆動する。データ電極駆動回路42の出力端子は、フレキシブル回路に形成された配線44により、複数の走データ電極14に接続される。なお、走査電極駆動回路41およびデータ電極駆動回路42に電源および制御信号を供給する回路が設けられるが、図示は省略している。3枚のパネルに応じて、3個の走査電極駆動回路41を設けることも可能であるが、1個の走査電極駆動回路41を設け、3枚のパネルの走査電極13を共通に駆動することも可能である。   The scan electrode drive circuit 41 is mounted with a general-purpose STN driver IC having a TCP (tape carrier package) structure, for example, and drives the plurality of scan electrodes 13. The output terminal of the scan electrode drive circuit 41 is connected to the plurality of scan electrodes 13 by wiring 43 formed in the flexible circuit. The data electrode drive circuit 42 is mounted with a general-purpose STN driver IC having a TCP structure, and drives the plurality of data electrodes 14. The output terminal of the data electrode driving circuit 42 is connected to the plurality of running data electrodes 14 by wiring 44 formed in the flexible circuit. Although a circuit for supplying power and control signals to the scan electrode drive circuit 41 and the data electrode drive circuit 42 is provided, illustration is omitted. Although it is possible to provide three scan electrode drive circuits 41 according to the three panels, one scan electrode drive circuit 41 is provided and the scan electrodes 13 of the three panels are driven in common. Is also possible.

また、上側基材11にデータ電極14を形成し、下側基材12に走査電極13を形成する変形例も可能である。   A modification in which the data electrode 14 is formed on the upper substrate 11 and the scanning electrode 13 is formed on the lower substrate 12 is also possible.

液晶材料は、ネマティック液晶混合物にカイラル材を10〜40重量%添加したコレステリック液晶である。カイラル材0添加率は、ネマティック液晶成分とカイラル材との合計量を100重量%とした時の値である。ネマティック液晶成分とカイラル材との配合比により、反射する光の色や、その他の各種特性が決定される。   The liquid crystal material is a cholesteric liquid crystal obtained by adding 10 to 40% by weight of a chiral material to a nematic liquid crystal mixture. The addition ratio of the chiral material 0 is a value when the total amount of the nematic liquid crystal component and the chiral material is 100% by weight. The color of the reflected light and other various characteristics are determined by the mixing ratio of the nematic liquid crystal component and the chiral material.

ネマティック液晶成分としては、公知のものを用いることができるが、液晶層22の駆動電圧を比較的低くするには、誘電率異方性Δεが20≦Δε≦50であることが望ましい。また、コレステリック液晶の屈折率異方性Δnが0.18≦Δn≦0.24であることが望ましい。屈折率異方性Δnがこの範囲より小さいと、プレーナ状態での液晶層17の反射率が低くなる。一方、屈折率異方性Δnがこの範囲より大きいと、フォーカルコニック状態での液晶層17の散乱反射が大きくなり、さらに粘度も高くなるため応答速度が低下する。   As the nematic liquid crystal component, known components can be used, but in order to relatively reduce the driving voltage of the liquid crystal layer 22, it is desirable that the dielectric anisotropy Δε is 20 ≦ Δε ≦ 50. The refractive index anisotropy Δn of the cholesteric liquid crystal is preferably 0.18 ≦ Δn ≦ 0.24. When the refractive index anisotropy Δn is smaller than this range, the reflectivity of the liquid crystal layer 17 in the planar state becomes low. On the other hand, if the refractive index anisotropy Δn is larger than this range, the scattering reflection of the liquid crystal layer 17 in the focal conic state increases, and the viscosity also increases, so the response speed decreases.

上側基材11および下側基材12は、透明基材で形成される。このような基材としては、ガラスまたは樹脂基材を挙げることができる。例えば、石英ガラス、ソーダガラス、ホウケイ酸ガラス等のガラス基材を使用することができる。さらに、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルサルフォン(PES)、ポリサルフォン(PSF)、ゼオノア、ゼオネックス(以上日本ゼオン製)を使用することができる。さらに、アートン(JSR製)といった製品銘柄に代表されるシクロオレフィン系樹脂類を使用することができる。   The upper substrate 11 and the lower substrate 12 are formed of a transparent substrate. Examples of such a substrate include glass or a resin substrate. For example, a glass substrate such as quartz glass, soda glass, or borosilicate glass can be used. Furthermore, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyethersulfone (PES), polysulfone (PSF), ZEONOR, ZEONEX (manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) can be used. Furthermore, cycloolefin resins represented by product brands such as Arton (manufactured by JSR) can be used.

透明導電膜で形成する走査電極13およびデータ電極14は、上記のインジウム亜鉛酸化物(Indium Zinc Oxide;IZO)の他に、公知の材料で形成できる。例えばインジウム錫酸化物(Indium Tin Oxide;ITO)、酸化錫等の酸化物系の透明導電膜、アルミニウムあるいはシリコン等の金属電極、またはアモルファスシリコン等の光導電性膜等を用いることができる。金属ナノワイヤで形成される走査電極13およびデータ電極14は、前述の方法で製作される。   The scanning electrode 13 and the data electrode 14 formed of a transparent conductive film can be formed of a known material in addition to the above-mentioned indium zinc oxide (IZO). For example, indium tin oxide (ITO), an oxide-based transparent conductive film such as tin oxide, a metal electrode such as aluminum or silicon, or a photoconductive film such as amorphous silicon can be used. The scan electrode 13 and the data electrode 14 formed of metal nanowires are manufactured by the method described above.

積層型表示素子10では、液晶層17は、走査電極13とデータ電極14間に電圧を印加することにより、画素ごとに、入射光を反射するプレーナ状態と、入射光を透過するフォーカルコニック状態に、設定することができる。   In the multilayer display element 10, the liquid crystal layer 17 is applied with a voltage between the scanning electrode 13 and the data electrode 14, so that for each pixel, the planar state reflects incident light and the focal conic state transmits incident light. Can be set.

したがって、図14に示すように、青色パネルは、複数の平行な走査電極13Bを形成した上側基材11Bと、複数の平行なデータ電極14Bを形成した下側基材12Bを対向して配置し、基材間に液晶を充填して液晶層17Bを形成した構造を有する。上側基材11Bと下側基材12Bの間に、画素領域を囲むようにシール材16Bが設けられ、シール材16Bで囲まれた内部空間にコレステリック液晶材料が充填され、青色用液晶層17Bが形成される。   Therefore, as shown in FIG. 14, the blue panel has an upper substrate 11B on which a plurality of parallel scanning electrodes 13B are formed and a lower substrate 12B on which a plurality of parallel data electrodes 14B are formed facing each other. The liquid crystal layer 17B is formed by filling the liquid crystal between the substrates. A sealing material 16B is provided between the upper base material 11B and the lower base material 12B so as to surround the pixel region. The internal space surrounded by the sealing material 16B is filled with a cholesteric liquid crystal material, and the blue liquid crystal layer 17B is formed. It is formed.

同様に、緑色パネルは、複数の平行な走査電極13Gを形成した上側基材11Gと、複数の平行なデータ電極14Gを形成した下側基材12Gを対向して配置し、基材間に液晶を充填して液晶層17Gを形成した構造を有する。上側基材11Gと下側基材12Gの間に、画素領域を囲むようにシール材16Gが設けられ、シール材16Gで囲まれた内部空間にコレステリック液晶材料が充填され、緑色用液晶層17Gが形成される。   Similarly, in the green panel, an upper base material 11G in which a plurality of parallel scanning electrodes 13G are formed and a lower base material 12G in which a plurality of parallel data electrodes 14G are formed face each other, and a liquid crystal is interposed between the base materials. And a liquid crystal layer 17G is formed. A sealing material 16G is provided between the upper base material 11G and the lower base material 12G so as to surround the pixel region. The internal space surrounded by the sealing material 16G is filled with a cholesteric liquid crystal material, and the green liquid crystal layer 17G is formed. It is formed.

さらに、赤色パネルは、複数の平行な走査電極13Rを形成した上側基材11Rと、複数の平行なデータ電極14Rを形成した下側基材12Rを対向して配置し、基材間に液晶を充填して液晶層17Rを形成した構造を有する。上側基材11Rと下側基材12Rの間に、画素領域を囲むようにシール材16Rが設けられ、シール材16Rで囲まれた内部空間にコレステリック液晶材料が充填され、赤色用液晶層17Rが形成される。   Further, the red panel has an upper base material 11R on which a plurality of parallel scanning electrodes 13R are formed and a lower base material 12R on which a plurality of parallel data electrodes 14R are formed so as to face each other, and a liquid crystal is disposed between the base materials. The liquid crystal layer 17R is formed by filling. A sealing material 16R is provided between the upper base material 11R and the lower base material 12R so as to surround the pixel region. The internal space surrounded by the sealing material 16R is filled with a cholesteric liquid crystal material, and the red liquid crystal layer 17R is formed. It is formed.

青色パネル、緑色パネルおよび赤色パネルは、反射状態にすることにより、それぞれ青色、緑色、赤色の反射スペクトルを呈し、それぞれの反射主波長は、480nm(青色)、550nm(緑色)および650nm(赤色)である。   The blue panel, the green panel, and the red panel exhibit a reflection spectrum of blue, green, and red, respectively, when in a reflective state, and the respective reflection dominant wavelengths are 480 nm (blue), 550 nm (green), and 650 nm (red). It is.

液晶層17の厚さ(セルギャップ)を均一に保持するため、樹脂製または無機酸化物製の球状スペーサを表示面の全面に散布することが行われる。   In order to keep the thickness (cell gap) of the liquid crystal layer 17 uniform, spherical spacers made of resin or inorganic oxide are dispersed over the entire display surface.

1層目の青色パネルと2層目の緑色パネルは、接着機能を有する青(B)カットフィルタ21で接着される。2層目の緑色パネルと3層目の赤色パネルは、接着機能を有する緑(G)カットカットフィルタ22で接着される。   The first blue panel and the second green panel are bonded by a blue (B) cut filter 21 having an adhesive function. The green panel of the second layer and the red panel of the third layer are bonded by a green (G) cut cut filter 22 having an adhesive function.

以上、パッシブ型の液晶表示装置を例として説明したが、アクティブ型の液晶表示装置に第1から第4実施形態の素子構造を適用することも可能である。   The passive liquid crystal display device has been described above as an example, but the element structures of the first to fourth embodiments can be applied to an active liquid crystal display device.

以上、実施形態を説明したが、ここに記載したすべての例や条件は、発明および技術に適用する発明の概念の理解を助ける目的で記載されたものである。特に、記載された例や条件は発明の範囲を制限することを意図するものではなく、明細書のそのような例の構成は発明の利点および欠点を示すものではない。発明の実施形態を詳細に記載したが、各種の変更、置き換え、変形が発明の精神および範囲を逸脱することなく行えることが理解されるべきである。   The embodiment has been described above, but all examples and conditions described herein are described for the purpose of helping understanding of the concept of the invention applied to the invention and technology. In particular, the examples and conditions described are not intended to limit the scope of the invention, and the construction of such examples in the specification does not indicate the advantages and disadvantages of the invention. Although embodiments of the invention have been described in detail, it should be understood that various changes, substitutions and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention.

10B 青色表示パネル
10G 緑色表示パネル
10R 赤色表示パネル
11、12 基材
13、14 透明電極
17 液晶層
21 青色(B)カットフィルタ
22 緑色(G)カットフィルタ
30 金属ナノワイヤ
10B Blue display panel 10G Green display panel 10R Red display panel 11, 12 Base material 13, 14 Transparent electrode 17 Liquid crystal layer 21 Blue (B) cut filter 22 Green (G) cut filter 30 Metal nanowire

Claims (6)

表示面側から順に積層された第1から第3表示パネルを備え、
前記第1から第3表示パネルのそれぞれは、表面に透明電極が形成され、前記透明電極が対向するように配置した2枚の透明基材と、前記2枚の透明基材間に配置された液晶層と、を有し、
前記透明電極は、透明導電膜または金属ナノワイヤで形成され、
前記第1表示パネルの前記透明電極は、前記透明導電膜のみで形成され、
前記第2表示パネルおよび前記第3表示パネルの少なくとも一部の前記透明電極は、前記金属ナノワイヤで形成されていることを特徴とする積層型液晶表示素子。
Comprising first to third display panels stacked in order from the display surface side;
Each of the first to third display panels has a transparent electrode formed on the surface thereof, and is disposed between the two transparent substrates disposed so that the transparent electrodes face each other, and the two transparent substrates. A liquid crystal layer,
The transparent electrode is formed of a transparent conductive film or metal nanowire,
The transparent electrode of the first display panel is formed only of the transparent conductive film,
At least a part of the transparent electrodes of the second display panel and the third display panel is formed of the metal nanowires.
前記第2表示パネルおよび前記第3表示パネルの前記透明電極は、すべて前記金属ナノワイヤで形成されている請求項1記載の積層型液晶表示素子。   The multilayer liquid crystal display element according to claim 1, wherein all of the transparent electrodes of the second display panel and the third display panel are formed of the metal nanowires. 前記第2表示パネルの表示面と反対側の前記透明電極および前記第3表示パネルの対向する2つの前記透明電極は、前記金属ナノワイヤで形成されている請求項1記載の積層型液晶表示素子。   2. The multilayer liquid crystal display element according to claim 1, wherein the transparent electrode on the opposite side of the display surface of the second display panel and the two transparent electrodes facing each other of the third display panel are formed of the metal nanowires. 前記第2表示パネルの対向する2つの前記透明電極は、前記透明導電膜で形成され、
前記第3表示パネルの対向する2つの前記透明電極は、前記金属ナノワイヤで形成されている請求項1記載の積層型液晶表示素子。
The two transparent electrodes facing each other of the second display panel are formed of the transparent conductive film,
The multilayer liquid crystal display element according to claim 1, wherein the two transparent electrodes facing each other of the third display panel are formed of the metal nanowires.
前記第2および第3表示パネルの表示面側の前記透明電極は、前記透明導電膜で形成され、
前記第2および第3表示パネルの表示面と反対側の前記透明電極は、前記金属ナノワイヤで形成されている請求項1記載の積層型液晶表示素子。
The transparent electrode on the display surface side of the second and third display panels is formed of the transparent conductive film,
The multilayer liquid crystal display element according to claim 1, wherein the transparent electrode on the side opposite to the display surface of the second and third display panels is formed of the metal nanowire.
前記透明平板電極は長軸方向に伸びる帯状電極であり、
前記透明平板電極上に載置された前記複数のワイヤ状電極のうち、ワイヤの延伸方向と前記透明平板電極の長軸とのなす角度が45度以下であるワイヤ状電極の割合が60%以上である請求項1から5のいずれか1項記載の表示素子。
The transparent flat plate electrode is a strip electrode extending in the major axis direction,
Of the plurality of wire-like electrodes placed on the transparent flat plate electrode, the proportion of the wire-like electrodes in which the angle between the wire stretching direction and the long axis of the transparent flat plate electrode is 45 degrees or less is 60% or more The display element according to any one of claims 1 to 5.
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WO2019163791A1 (en) * 2018-02-20 2019-08-29 帝人株式会社 Transparent conductive laminate

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