JP2789672B2 - Liquid crystal display - Google Patents

Liquid crystal display

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JP2789672B2
JP2789672B2 JP1120429A JP12042989A JP2789672B2 JP 2789672 B2 JP2789672 B2 JP 2789672B2 JP 1120429 A JP1120429 A JP 1120429A JP 12042989 A JP12042989 A JP 12042989A JP 2789672 B2 JP2789672 B2 JP 2789672B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体レーザー光を用いる熱書き込みによ
り液晶層に光学像を記録し、該光学像を光源からの可視
光により投影表示する液晶表示装置に関し、特に光熱変
換効率の改善と、上記液晶層に含まれる光熱変換色素の
光劣化の防止に関する。
The present invention relates to a liquid crystal display in which an optical image is recorded on a liquid crystal layer by thermal writing using a semiconductor laser beam, and the optical image is projected and displayed by visible light from a light source. The present invention relates to a device, particularly to improvement of light-to-heat conversion efficiency and prevention of light deterioration of a light-to-heat conversion dye contained in the liquid crystal layer.

〔発明の概要〕[Summary of the Invention]

本発明は、半導体レーザー光を用いる熱書き込みによ
り液晶層に光学像を記録し、該光学像を光源からの可視
光により投影表示する液晶表示装置において、上記液晶
層に光熱変換色素として含有させるスクアリリウム系色
素の分子構造を特定し、かつ投影光の波長を適切に選択
することにより、光熱交換効率を改善すると共に上記光
熱変換色素の光劣化を防止し、液晶表示装置の動作寿命
の延長を図るものである。
The present invention relates to a liquid crystal display device which records an optical image on a liquid crystal layer by thermal writing using a semiconductor laser beam and projects and displays the optical image with visible light from a light source. By specifying the molecular structure of the system dye and appropriately selecting the wavelength of the projection light, it is possible to improve the light-heat exchange efficiency, prevent the light-heat conversion dye from being deteriorated by light, and extend the operating life of the liquid crystal display device. Things.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

液晶表示の分野においては、表示すべき情報にもとづ
く文字信号あるいは映像信号によって変調されたレーザ
ー光を液晶セルに照射して光学像を形成し、この液晶セ
ルに可視光を照射して上記光学像をたとえばスクリーン
上に投影する形式の液晶表示装置が提案されている。
In the field of liquid crystal display, an optical image is formed by irradiating a liquid crystal cell with laser light modulated by a character signal or video signal based on information to be displayed, and irradiating the liquid crystal cell with visible light to form the optical image. For example, there has been proposed a liquid crystal display device of a type in which is projected on a screen.

この種の液晶表示装置における表示の原理は、まずレ
ーザー光の照射部位において液晶セルに吸収された光エ
ネルギーが熱エネルギーに変換されると照射部位におい
て選択的に液晶が加熱されて相転移が生じ、続く急冷に
よりこの相転移によって生じた液晶分子の配列状態の乱
れが保存されて光学的散乱中心を形成する結果、非照射
部位との間に光学特性の差異が生じ、これが光学像とし
て認識されることにもとづいている。ここで利用できる
相転移としては、コレステリック液晶におけるコレステ
リック用と等方相との間の相転移、あるいはスメクチッ
ク液晶におけるスメクチックA相と等方相との間の相転
移等がこれまでに提案されており、通常は初期状態もし
くは消去状態が透明に、記録状態が光を強く散乱して不
透明に見える。不透明となった組織は、液晶がコレステ
リック液晶であれば動的散乱に対する遮断周波数以上の
交流電界を印加することにより、またスメクチック液晶
であれば全体加熱後にアニールを行うことにより透明な
組織に戻すことができる。つまり、通常の使用条件では
不透明な組織は安定に保存されるので情報の記憶が可能
となり、ここへ外部電界や熱が加えられると情報が消去
されるわけである。
The principle of display in this type of liquid crystal display device is that first, when the light energy absorbed by the liquid crystal cell is converted into heat energy at the irradiated part of the laser beam, the liquid crystal is selectively heated at the irradiated part and a phase transition occurs. The subsequent quenching preserves the disorder of the alignment state of the liquid crystal molecules caused by this phase transition and forms an optical scattering center, resulting in a difference in optical characteristics between the non-irradiated part and this being recognized as an optical image. It is based on things. As the phase transition usable here, a phase transition between a cholesteric liquid crystal and an isotropic phase in a cholesteric liquid crystal, or a phase transition between a smectic A phase and an isotropic phase in a smectic liquid crystal have been proposed. Usually, the initial state or the erased state looks transparent, and the recorded state looks opaque due to strong scattering of light. The opaque structure can be returned to a transparent structure by applying an AC electric field higher than the cutoff frequency for dynamic scattering if the liquid crystal is a cholesteric liquid crystal, or annealing after the entire heating if the liquid crystal is a smectic liquid crystal. Can be. That is, under normal use conditions, opaque tissue is stably stored, so that information can be stored. When an external electric field or heat is applied thereto, the information is erased.

かかる液晶表示装置を実際にコンピュータの端末装置
等に適用するためには、表示された情報が実用的な速度
で書き換えられることが必要であり、そのためには液晶
セル内における光熱変換効率を高めることが要求され
る。光熱変換効率を高めるための方法としては、たとえ
ばアルミニウム蒸着膜等の金属薄膜を液晶層に接触配置
する方法、あるいは書き込みに使用されるレーザー光の
波長域に大きな吸収を有する光熱変換色素を液晶層に添
加する方法等が提案されている。実用上高い光熱変換効
率が得るには、後者の方法が有利とされている。また、
書き込みに使用されるレーザー光の光源としても、装置
が小型化できる等の理由により近年は半導体レーザーが
使用されるようになっている。
In order to apply such a liquid crystal display device to a computer terminal device or the like, it is necessary to rewrite displayed information at a practical speed, and for that purpose, it is necessary to increase the photothermal conversion efficiency in the liquid crystal cell. Is required. As a method for improving the light-to-heat conversion efficiency, for example, a method in which a metal thin film such as an aluminum vapor-deposited film is placed in contact with the liquid crystal layer, or a light-to-heat conversion dye having a large absorption in the wavelength region of laser light used for writing is used. And the like have been proposed. In order to obtain practically high light-to-heat conversion efficiency, the latter method is considered to be advantageous. Also,
In recent years, semiconductor lasers have also been used as a light source of laser light used for writing, because the device can be downsized.

上述の理由から、この種の液晶表示装置の液晶層に添
加される光熱変換色素には、半導体レーザー光の波長
である近赤外領域に十分な強度の吸収帯を有すること、
可視光域における透過率が大きいこと、液晶と相溶
すること等の特性が要求される。たとえば、特開昭59−
197485号公報および特開昭61−228418号公報には、1,3
−ジアズレニルシクロブタンジオン骨格を有するスクア
リリウム系色素(日本感光色素研究所製,商品名NK−27
72として市販されている。)を使用した液晶表示装置が
開示されている。
For the reasons described above, the photothermal conversion dye added to the liquid crystal layer of this type of liquid crystal display device has an absorption band of sufficient intensity in the near infrared region that is the wavelength of the semiconductor laser light,
Characteristics such as high transmittance in the visible light range and compatibility with liquid crystal are required. For example, Japanese Unexamined Patent Publication No.
JP-A-197485 and JP-A-61-228418 disclose 1,3
-Squarylium-based dyes having a diazulenylcyclobutanedione skeleton (trade name: NK-27, manufactured by Japan Photosensitive Dye Laboratories)
It is commercially available as 72. ) Is disclosed.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

ところで、上述のスクアリリウム系色素はシアノビフ
ェニル系スメクチック液晶に対して0.35重量%程度溶解
し、また液晶中に溶解させた状態で780nm付近に光吸収
を示す。しかし、実際の色素の添加量は液晶中における
析出を回避するために上述の値より低く選ばれるので、
十分にレーザー光の光エネルギーを吸収することができ
ず、書き込み速度を上げることができない。
The squarylium-based dye described above dissolves in about 0.35% by weight of cyanobiphenyl-based smectic liquid crystal, and exhibits light absorption at around 780 nm when dissolved in the liquid crystal. However, since the actual amount of the dye added is selected to be lower than the above-mentioned value in order to avoid precipitation in the liquid crystal,
The light energy of the laser beam cannot be sufficiently absorbed, and the writing speed cannot be increased.

さらに、スクアリリウム系色素は光学像の投影に使用
する光により光劣化を起こすため、液晶セル,ひいては
液晶表示装置の動作寿命を十分に長くすることができな
いという重大な欠点があった。
Furthermore, since the squarylium-based dye causes light deterioration due to light used for projecting an optical image, there is a serious drawback that the operation life of the liquid crystal cell and thus the liquid crystal display device cannot be sufficiently extended.

そこで本発明は、十分に高い光熱変換効率を有し、か
つ動作寿命の長い液晶表示装置の提供を目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device having a sufficiently high photothermal conversion efficiency and a long operating life.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明にかかる液晶表示装置は、上述の目的を達成す
るために提案されるものであり、半導体レーザー光を用
いる熱書き込みにより液晶層に光学像を記録し、該光学
像を光源からの光により投影表示する液晶表示装置であ
って、上記液晶層が光熱変換色素として下記の一般式 で表されるスクアリリウム系色素(I),(II),およ
び(III)の少なくとも1種を含み、上記光源からの光
が360nmより長波長であることを特徴とするものであ
る。
The liquid crystal display device according to the present invention is proposed to achieve the above object, and records an optical image on a liquid crystal layer by thermal writing using a semiconductor laser beam, and the optical image is irradiated with light from a light source. A liquid crystal display device for projection display, wherein the liquid crystal layer has the following general formula as a photothermal conversion dye: Wherein at least one of the squarylium-based dyes (I), (II), and (III) is represented, and the light from the light source has a wavelength longer than 360 nm.

上記スクアリリウム系色素は互いに構造異性の関係に
あり、いずれも810〜830nmに吸収極大を有し理論上は単
独で使用することができるものである。この中で、スク
アリリウム色素(III)は単離することが困難であるた
め、実用上はスクアリリウム色素(II)との混合物とし
て扱われる。これらの色素は、液晶層を構成する液晶に
対して溶解し得る範囲内であってかつ室温冷却時にも析
出しない濃度にて添加されるが、複数の異性体を任意に
組み合わせて使用する場合には、各異性体の溶解性の合
計に近い量を溶解させることができるため、単独で使用
する場合よりもレーザー光の吸収エネルギー量を高める
ことができる点で有利である。また、複数の異性体を混
合して使用する場合には、単独で使用する場合に比べて
光劣化の原因とる紫外光に対する耐性も向上する。
The squarylium-based dyes have a structural isomerism relationship with each other, and all have an absorption maximum at 810 to 830 nm, and can be used alone in theory. Among them, the squarylium dye (III) is difficult to isolate, and is practically treated as a mixture with the squarylium dye (II). These dyes are added at a concentration within a range that can be dissolved in the liquid crystal constituting the liquid crystal layer and that does not precipitate even at room temperature cooling, but when a plurality of isomers are used in any combination, Is advantageous in that it can dissolve an amount close to the total solubility of each isomer, so that the amount of energy absorbed by laser light can be increased as compared with the case where it is used alone. In addition, when a plurality of isomers are used as a mixture, the resistance to ultraviolet light which causes photodegradation is improved as compared with the case where the isomers are used alone.

上述のようなスクアリリウム系色素は、従来公知のス
メクチック液晶もしくはコレステリック液晶に溶解して
使用される。
The squarylium-based dye described above is used by dissolving it in a conventionally known smectic liquid crystal or cholesteric liquid crystal.

かかるスクアリリウム系色素を含む液晶組成物を液晶
層として適当な基板間に挾持させたものが液晶セルであ
る。本発明の液晶表示装置においては、上記液晶セルに
光源からの光を照射することにより、液晶層に記録され
た光学像が投影表示される。ここで、繰り返し照射を行
ったり、あるいは照射が長時間に及ぶとスクアリリウム
系色素の光劣化が生じ、液晶表示装置の動作寿命が短縮
することが見出された。本発明者らがその原因について
検討を行ったところ、上記スクアリリウム系色素が紫外
波長域にも若干の吸収ピークを有しており、投影光にか
かる波長域の光が成分として含まれていること、この成
分が色素分子に吸収されて光劣化を起こすことが明らか
となった。これらの吸収ピークのうち最も強度の高いも
のは360nm以下に存在しているので、本発明では後述の
汎用の白色光源の光から360nm以下の波長成分を除去し
た光を投影光として使用する。ただし、上記スクアリリ
ウム系色素は、400nm付近にもやや強い吸収ピークを有
しているので、この波長帯の光を色素分子に吸収させな
いようにするためにさらに420nm以下の波長成分も除去
して投影光をほぼ可視光成分のみとすれば、色素の光劣
化をより効果的に抑制することができる。
A liquid crystal cell in which a liquid crystal composition containing such a squarylium dye is sandwiched between suitable substrates as a liquid crystal layer. In the liquid crystal display device of the present invention, an optical image recorded on the liquid crystal layer is projected and displayed by irradiating the liquid crystal cell with light from a light source. Here, it has been found that repeated irradiation or irradiation for a long time causes photodeterioration of the squarylium-based dye and shortens the operating life of the liquid crystal display device. The present inventors have investigated the cause, the squarylium-based dye has a slight absorption peak also in the ultraviolet wavelength range, that the light in the wavelength range of the projection light is included as a component It has been clarified that this component is absorbed by dye molecules and causes photodegradation. Since the highest intensity of these absorption peaks exists at 360 nm or less, in the present invention, light obtained by removing a wavelength component of 360 nm or less from light of a general-purpose white light source described later is used as projection light. However, since the squarylium dye has a rather strong absorption peak near 400 nm, in order to prevent light in this wavelength band from being absorbed by the dye molecules, a wavelength component of 420 nm or less is further removed and projected. If the light is substantially only a visible light component, light degradation of the dye can be more effectively suppressed.

投影光の光源としてはキセノンランプ,メタルハライ
ドランプ,ハロゲンランプ等の汎用の白色光源が使用さ
れる。したがって、上述のように投影光の波長を限定す
るためには、液晶表示装置の光学系において光源からの
光が液晶層に到達するまでの光路上に360nm以下、より
好まくは420nm以下の光を遮断する手段を設ければ良
い。かかる手段としては、所望の波長透過特性を有する
光学フィルターを挿入するものが最も簡便である。ある
いは、光学系の構成部材であるコンデンサレンズや二色
性ミラー、さらに液晶セルの基板のうち投影光の入射側
となる方の基板等にたとえば紫外線吸収物質を混入する
等の手段により同等の波長透過特性を付与しても良い。
ところで、投影光の光源には近赤外域の波長成分(いわ
ゆる熱線)も通常含まれており、これが液晶セルに吸収
されると一様な加熱が生じてレーザー光による局所的な
加熱をマスクしてしまう。そこで、投影光の光路上であ
って半導体レーザー光が液晶セルに入射する以前の適当
な位置に熱線遮断手段を設けることが望ましい。かかる
手段としては、所望の波長透過特性を有する熱線遮断フ
ィルターを挿入するのが最も簡便であるが、コンデンサ
レンズや二色性ミラー等に同等の波長透過特性を付与し
ても良い。
As a light source of the projection light, a general-purpose white light source such as a xenon lamp, a metal halide lamp, and a halogen lamp is used. Therefore, as described above, in order to limit the wavelength of the projection light, in the optical system of the liquid crystal display device, light having a wavelength of 360 nm or less, more preferably 420 nm or less, is provided on the optical path until the light from the light source reaches the liquid crystal layer. What is necessary is just to provide the means which cuts off. The simplest means is to insert an optical filter having desired wavelength transmission characteristics. Alternatively, the same wavelength is obtained by, for example, mixing an ultraviolet absorbing substance into a condenser lens or a dichroic mirror, which is a constituent member of the optical system, and a substrate of the liquid crystal cell on the side where the projection light is incident. Transmission characteristics may be provided.
By the way, the light source of the projection light usually contains near-infrared wavelength components (so-called heat rays), and when this is absorbed by the liquid crystal cell, uniform heating occurs and masks local heating by laser light. Would. Therefore, it is desirable to provide the heat ray blocking means at an appropriate position on the optical path of the projection light and before the semiconductor laser light enters the liquid crystal cell. As such means, it is easiest to insert a heat ray cutoff filter having a desired wavelength transmission characteristic. However, a condenser lens, a dichroic mirror, or the like may have the same wavelength transmission characteristic.

〔作用〕[Action]

本発明で使用されるスクアリリウム系色素は、半導体
レーザーの波長域に大きな吸収帯を有するので、熱書き
込みのための光熱変換色素として有用である。上記色素
の3種類の構造異性体の液晶に対する溶解度はほぼ独立
しているので、特にこれらを任意に組み合わせて使用す
る場合には全体としての色素の溶解度がほぼ各異性体の
溶解度の和として与えられることとなり、レーザー光の
吸収エネルギー量を増大させることができる。
The squarylium-based dye used in the present invention has a large absorption band in the wavelength region of a semiconductor laser, and thus is useful as a photothermal conversion dye for thermal writing. Since the solubility of the three types of structural isomers of the above-mentioned dyes in liquid crystals is almost independent, especially when these are used in any combination, the solubility of the dye as a whole is substantially given as the sum of the solubilities of the respective isomers. As a result, the amount of energy absorbed by the laser beam can be increased.

さらに本発明では、投影表示に使用する光源の光の波
長を360nmより長波長に限定する。これにより、上記ス
クアリリウム系色素の光劣化の原因となる紫外波長域に
おける光吸収を抑制し、液晶表示装置の動作寿命を延長
することが可能となる。
Further, in the present invention, the wavelength of light from a light source used for projection display is limited to a wavelength longer than 360 nm. This makes it possible to suppress the light absorption in the ultraviolet wavelength region that causes the squarylium-based dye to undergo photodeterioration, thereby extending the operating life of the liquid crystal display device.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の好適な実施例について実験結果にもと
づいて説明する。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described based on experimental results.

まず、本発明にかかる液晶表示装置の一構成例につい
て第2図を参照しながら概略的に説明する。
First, a configuration example of a liquid crystal display device according to the present invention will be schematically described with reference to FIG.

この液晶表示装置は大別して液晶セル,記録光学系,
投影光学系から構成される。
This liquid crystal display device is roughly divided into a liquid crystal cell, a recording optical system,
It is composed of a projection optical system.

上記液晶セル(1)は所定の厚さのスペーサー(2)
を介して対向配置された2枚のガラス基板(3)の間に
液晶層(4)を挾持させたものである。上記液晶層
(4)には、液晶中に前述のスクアリリウム系色素を溶
解させた組成物からなるものである。
The liquid crystal cell (1) has a spacer (2) having a predetermined thickness.
A liquid crystal layer (4) is sandwiched between two glass substrates (3) which are arranged to face each other. The liquid crystal layer (4) is made of a composition in which the above-mentioned squarylium-based dye is dissolved in liquid crystal.

上記記録光学系は、記録光源となる半導体レーザー
(5)、該半導体レーザー(5)からのレーザー光のビ
ーム形状を円形に補正するためのビーム形状補正手段
(6)、該ビーム形状補正手段(6)を通過したレーザ
ー光を角速度一定でX−Y方向に走査するための一対の
ガルバノミラー(7),(7)、該ガルバノミラー
(7),(7)により角速度一定で走査された平行なレ
ーザー光をその焦点面上すなわち液晶セル(1)の面上
において線速度一定で走査させるためのf−θレンズ
(8)、該f−θレンズ(8)を通過したレーザー光の
光路を90゜転回させ後述の投影光学系の光軸上に置かれ
た液晶セル(1)に入射可能とさせ、かつ後述の投影光
源(10)の光は直進させる二色性ミラー(9)等から主
として構成される。
The recording optical system includes a semiconductor laser (5) serving as a recording light source, a beam shape correcting unit (6) for correcting a beam shape of laser light from the semiconductor laser (5) into a circle, and a beam shape correcting unit ( 6) A pair of galvanometer mirrors (7) and (7) for scanning the laser beam having passed through in the XY direction at a constant angular velocity, and the parallel beams scanned at a constant angular velocity by the galvanomirrors (7) and (7). F-θ lens (8) for scanning the laser beam at a constant linear velocity on its focal plane, that is, on the surface of the liquid crystal cell (1), and the optical path of the laser light passing through the f-θ lens (8). A dichroic mirror (9) or the like is turned by 90 ° so that it can be incident on a liquid crystal cell (1) placed on the optical axis of a projection optical system described later, and the light of a projection light source (10) described later travels straight. Mainly composed.

一方の投影光学系は、キセノンアークランプ等の白色
の投影光源(10)、該投影光源(10)からの光を所望の
方向に集中させて照度を増大させるためのコンデンサレ
ンズ(11)、投影光源(10)からの光に含まれる近赤外
成分を吸収して液晶セル(1)の全体加熱を防止するた
めの熱線遮断フィルター(12)、所定の透過波長特性を
有し液晶層(4)に含まれるスクアリリウム系色素の光
劣化を防止するための光学フィルター(13)、液晶セル
(1)の後段において該液晶セル(1)に記録された光
学像を拡大投影するための投影レンズ(14)、および光
学像が投影されるスクリーン(15)等から主として構成
される。
One projection optical system includes a white projection light source (10) such as a xenon arc lamp, a condenser lens (11) for concentrating light from the projection light source (10) in a desired direction to increase illuminance, and A heat ray cutoff filter (12) for absorbing near-infrared components contained in light from the light source (10) to prevent the liquid crystal cell (1) from being entirely heated; a liquid crystal layer (4) having a predetermined transmission wavelength characteristic; ), An optical filter (13) for preventing photodegradation of the squarylium dye contained in the liquid crystal cell (1), and a projection lens () for enlarging and projecting an optical image recorded in the liquid crystal cell (1) at a subsequent stage of the liquid crystal cell (1) 14) and a screen (15) on which an optical image is projected.

かかる構成を有する液晶表示装置によれば、表示すべ
き情報にもとづく文字信号あるいは映像信号に応じて半
導体レーザー(5)のオン・オフ、およびガルバノミラ
ー(7),(7)の駆動が行われ、その結果、選択的な
光照射が行われて液晶層(1)に光学像が記録される。
この光学像は、投影光源(10)からの光によりスクリー
ン(15)上に投影されるが、この光は熱線遮断フィルタ
ー(12)により近赤外成分が、また光学フィルター(1
3)により紫外成分ないし短波長の可視光成分がそれぞ
れ除去されてから液晶セル(1)に入射するため、液晶
層(4)を一様に加熱することがなく、また該液晶層
(4)に含まれるスクアリリウム系色素の光劣化を誘発
することがない。
According to the liquid crystal display device having such a configuration, the semiconductor laser (5) is turned on and off and the galvanomirrors (7) and (7) are driven in accordance with a character signal or a video signal based on information to be displayed. As a result, selective light irradiation is performed, and an optical image is recorded on the liquid crystal layer (1).
This optical image is projected on a screen (15) by light from a projection light source (10), and this light has a near-infrared component by a heat ray blocking filter (12) and an optical filter (1).
After the ultraviolet component or the short-wavelength visible light component is removed by 3), the light enters the liquid crystal cell (1), so that the liquid crystal layer (4) is not uniformly heated, and the liquid crystal layer (4) is not heated. It does not induce photodeterioration of the squarylium-based dye contained in the compound.

次に、上述のような液晶表示装置において光学フィル
ター(13)の透過特性を変化させた際のスクアリリウム
色素の光劣化について、促進試験により検討した。
Next, the photodegradation of the squarylium dye when the transmission characteristics of the optical filter (13) were changed in the above-described liquid crystal display device was examined by an accelerated test.

実験i〜実験iv まず、液晶セル(1)の液晶層(4)は、シアノビフ
ェニル系コレステリック液晶にスクアリリウム色素
(I)を0.185%、スクアリリウム色素(II)および(I
II)の混合物を0.265%溶解させた液晶組成物を注入す
ることにより形成した。
Experiments i to iv First, the liquid crystal layer (4) of the liquid crystal cell (1) was composed of a cyanobiphenyl-based cholesteric liquid crystal containing 0.185% of squarylium dye (I), squarylium dyes (II) and (I).
It was formed by injecting a liquid crystal composition in which the mixture of II) was dissolved at 0.265%.

このようにスクアリリウム色素を液晶中に溶解させた
状態で測定した吸収スペクトルを第1図の曲線Aで示
す。この色素は、赤外波長域に大きな吸収ピークを有し
ているが、可視光域における吸収は極めて低く、さらに
紫外波長域の360nm付近と400nm付近、および可視光域の
490nm付近に小さな吸収ピークを有していることがわか
る。
The absorption spectrum measured with the squarylium dye dissolved in the liquid crystal in this manner is shown by curve A in FIG. Although this dye has a large absorption peak in the infrared wavelength region, the absorption in the visible light region is extremely low, and further, around 360 nm and 400 nm in the ultraviolet wavelength region, and in the visible light region.
It can be seen that it has a small absorption peak near 490 nm.

そこで、これらの紫外波長域および短波長の可視光域
に存在する小さな吸収ピークを順次除去するような波長
透過特性を有する光学フィルターを前述の投影光学系に
挿入し、キセノンアークランプの光を照射してスクアリ
リウム色素の吸光度が半減する時間を測定し、光劣化に
関与する波長帯を特性することを試みた。
Therefore, an optical filter having a wavelength transmission characteristic for sequentially removing small absorption peaks existing in the ultraviolet wavelength region and the short wavelength visible light region is inserted into the above-described projection optical system, and irradiated with light from a xenon arc lamp. Then, the time when the absorbance of the squarylium dye was reduced by half was measured, and an attempt was made to characterize the wavelength band involved in photodegradation.

ここで使用した光学フィルターは、L−39,L−40,Y−
45,O−54(いずれも東芝社製)の4種類である。これら
をそれぞれ熱線遮断フィルターIRA−25Sと組み合わせた
場合の波長透過特性を、第1図の曲線i〜ivで示す。曲
線iはL−39とIRA−25Sとの組合せ、曲線iiはL−40と
IRA−25Sとの組合せ、曲線iiiはY−45とIRA−25Sとの
組合せ、曲線ivはO−54とIRA−25Sとの組合せをそれぞ
れ表す。なお、各曲線の番号i〜ivは実験番号i〜iVと
対応している。この図から明らかなように、たとえばL
−39もしくはL−40とIRA−25Sとの組合せによれば、測
定される液晶組成物の吸収スペクトルは上記曲線Aから
赤外波長域の吸収ピークと360nm付近の吸収ピークが除
去されたものとなり、またY−45とIRA−25Sとの組合せ
によれば、上述の各吸収ピークに加えてさらに400nm付
近の吸収ピークが除去されたものとなる。
The optical filters used here were L-39, L-40, Y-
45, O-54 (all manufactured by Toshiba Corporation). Wavelength transmission characteristics when these are combined with the heat ray cutoff filter IRA-25S are shown by curves i to iv in FIG. Curve i is a combination of L-39 and IRA-25S, and curve ii is a combination of L-40.
The combination with IRA-25S, the curve iii represents the combination of Y-45 and IRA-25S, and the curve iv represents the combination of O-54 and IRA-25S. The numbers i to iv of the curves correspond to the experimental numbers i to iV. As is apparent from FIG.
According to the combination of -39 or L-40 and IRA-25S, the measured absorption spectrum of the liquid crystal composition is obtained by removing the absorption peak in the infrared wavelength region and the absorption peak near 360 nm from the curve A. According to the combination of Y-45 and IRA-25S, an absorption peak near 400 nm is further removed in addition to the above-mentioned absorption peaks.

なお、比較のために赤外線遮断フィルターIRA−25Sの
みを使用した場合についても同様の測定を行った。これ
らの結果を第1表に示す。
For comparison, the same measurement was performed for the case where only the infrared cutoff filter IRA-25S was used. Table 1 shows the results.

ここで、実験i〜ivにおいてキセノンアークランプの
光を集光させたのは、平行光では照射光強度が不足して
色素の光劣化がなかなか進行せず、実験時間が極端に長
引くからである。ここで、照射光強度と半減時間との積
を照射光量の目安として比較すると、赤外線遮断フィル
ターと光学フィルターを併用した場合には、いずれも赤
外線遮断フィルターのみを使用した場合に比べて大幅に
スクアリリウム色素の耐光性が向上し、液晶表示装置の
寿命を延長できることが明らかである。光学フィルター
の併用による耐光性の向上は、L−39もしくはL−40を
使用した場合(実験iおよび実験ii)で非使用時(比
較)の約60倍、Y−45もしくはO−54を使用した場合
(実験iiiおよび実験iv)で非使用時の3000倍にも達し
た。したがって、スクアリリウム色素に360nm付近の光
を吸収させないことにより顕著に光劣化が抑制され、さ
らに400nm付近の光も吸収させないことにより一層抑制
効果が増大することがわかる。また、O−54を使用して
もY−45を使用した場合に比べて耐光性が向上していな
いことから、490nm付近の光吸収はスクアリリウム色素
の光劣化には関与していないことがわかる。
Here, the reason why the xenon arc lamp was condensed in Experiments i to iv is that the irradiation light intensity was insufficient with parallel light, the photodegradation of the dye did not progress easily, and the experiment time was extremely prolonged. . Here, comparing the product of the irradiation light intensity and the half-life as a measure of the irradiation light amount, when the infrared cutoff filter and the optical filter are used together, the squarylium is significantly larger than when only the infrared cutoff filter is used. It is clear that the light fastness of the dye is improved and the life of the liquid crystal display device can be extended. The improvement of the light resistance by the combined use of the optical filter is about 60 times that when L-39 or L-40 is used (Experiment i and Experiment ii) and not used (comparison), and Y-45 or O-54 is used. In this case (experiment iii and experiment iv), it reached 3000 times that of the non-use. Therefore, it can be seen that the photodeterioration is remarkably suppressed by preventing the light near 360 nm from being absorbed by the squarylium dye, and the suppression effect is further increased by not absorbing light near 400 nm. Further, even when O-54 was used, the light fastness was not improved as compared with the case where Y-45 was used, indicating that the light absorption around 490 nm was not involved in the photodegradation of the squarylium dye. .

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上の説明からも明らかなように、本発明によれば優
れた光熱変換効率を有するスクアリリウム色素が使用さ
れ、かつ投影光から該スクアリリウム色素の光劣化の原
因となる波長成分が除去されているので、高速応答が可
能で長期信頼性の高い液晶表示装置が提供される。
As is clear from the above description, according to the present invention, a squarylium dye having excellent light-to-heat conversion efficiency is used, and a wavelength component that causes photodeterioration of the squarylium dye is removed from projection light. Thus, a liquid crystal display device capable of high-speed response and having long-term reliability is provided.

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

第1図はスクアリリウム色素を混合した液晶組成物の吸
収スペクトルおよび各種フィルターの波長透過特性を示
すスペクトル図である。第2図は液晶表示装置の一構成
例を示す概略模式図である。 1……液晶セル 5……半導体レーザー 10……投影光源 12……熱線遮断フィルター 13……光学フィルター 15……スクリーン
FIG. 1 is a spectrum diagram showing the absorption spectrum of a liquid crystal composition mixed with a squarylium dye and the wavelength transmission characteristics of various filters. FIG. 2 is a schematic diagram showing one configuration example of a liquid crystal display device. 1 Liquid crystal cell 5 Semiconductor laser 10 Projection light source 12 Heat blocking filter 13 Optical filter 15 Screen

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G02F 1/13Continuation of front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G02F 1/13

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】半導体レーザー光を用いる熱書き込みによ
り液晶層に光学像を記録し、該光学像を光源からの光に
より投影表示する液晶表示装置において、 上記液晶層が光熱変換色素として下記の一般式 で表されるスクアリリウム系色素(I),(II),およ
び(III)の少なくとも1種を含み、 上記光源からの光が360nmより長波長であることを特徴
とする液晶表示装置。
1. A liquid crystal display device in which an optical image is recorded on a liquid crystal layer by thermal writing using a semiconductor laser beam, and the optical image is projected and displayed by light from a light source. formula A liquid crystal display device comprising at least one of the squarylium-based dyes (I), (II), and (III) represented by the formula: wherein light from the light source has a wavelength longer than 360 nm.
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