JP3428617B2 - Reflection type liquid crystal display element, driving method thereof, and driving device - Google Patents
Reflection type liquid crystal display element, driving method thereof, and driving deviceInfo
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Description
【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、反射型液晶表示
素子およびその駆動方法、駆動装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reflective liquid crystal display device, a driving method thereof, and a driving device.
【0002】[0002]
【従来の技術】反射型液晶表示素子は、バックライトの
ような専用の光源を必要とせず、消費電力が小さいとと
もに、薄型軽量に構成できることから、小型情報機器や
携帯情報端末などの表示装置として注目されている。2. Description of the Related Art A reflection type liquid crystal display element does not require a dedicated light source such as a backlight, consumes less power, and can be made thin and lightweight. Therefore, it is used as a display device for small information devices, portable information terminals and the like. Attention has been paid.
【0003】単色表示が可能な反射型液晶表示素子とし
ては、TN(捩じれネマチック)方式によるものが知ら
れている。TN方式の反射型液晶表示素子は、それぞれ
透明電極を形成した2枚の透明基板間に正の誘電異方性
を有するネマチック液晶を装填して、配向膜の制御によ
り液晶分子の長軸が上下の基板間で90°連続的に捩じ
れたTNセルを形成するとともに、上下の基板の外側に
互いに直交する偏光板を配し、下側の偏光板の外側に反
射板を配したものである。As a reflection type liquid crystal display element capable of monochromatic display, one based on a TN (twisted nematic) system is known. A reflective liquid crystal display device of the TN system is loaded with nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy between two transparent substrates each having a transparent electrode, and the long axis of liquid crystal molecules is vertically moved by controlling an alignment film. A TN cell continuously twisted by 90 ° between the substrates is formed, polarizing plates which are orthogonal to each other are arranged outside the upper and lower substrates, and a reflector is arranged outside the lower polarizing plate.
【0004】しかしながら、TN方式の反射型液晶表示
素子は、偏光板を使用して入射光の偏光方向を一方向に
制御するため、入射光の半分以上が失われ、明表示のと
きの反射率が低く、コントラストが低くなる欠点があ
る。However, since the TN type reflective liquid crystal display device controls the polarization direction of incident light in one direction by using a polarizing plate, more than half of the incident light is lost, and the reflectance at the time of bright display is shown. Is low and the contrast is low.
【0005】また、多色表示が可能な反射型液晶表示素
子としては、調光層にカラーフィルタを組み合わせたも
のが知られている。しかしながら、カラーフィルタを用
いる場合には、光のロスを生じるので、バックライトを
用いる透過型液晶表示素子のように光量の増幅ができな
い反射型液晶表示素子としては、十分なコントラストが
得られない欠点がある。As a reflection type liquid crystal display element capable of multicolor display, a combination of a light control layer with a color filter is known. However, when a color filter is used, light loss occurs, so that a sufficient contrast cannot be obtained for a reflective liquid crystal display device that cannot amplify the amount of light like a transmissive liquid crystal display device that uses a backlight. There is.
【0006】そこで、偏光板やカラーフィルタを用いる
ことなく、単色表示または多色表示を可能にした反射型
液晶表示素子として、コレステリック液晶の選択反射を
利用したものが提案されている。Therefore, as a reflection type liquid crystal display element capable of monochromatic display or multicolor display without using a polarizing plate or a color filter, one utilizing selective reflection of cholesteric liquid crystal has been proposed.
【0007】例えば、特開平3−209425号には、
図7に示すように、透明基板15,16の一面に、それ
ぞれ透明電極17,18を形成し、透明電極17,18
間に、表示層19として、負の誘電異方性を有するネマ
チック液晶にカイラル剤を添加したコレステリック液晶
を高分子中に分散させた選択反射層を形成し、その選択
反射層19を駆動回路20によって駆動して、電界印加
時の選択反射状態と電界無印加時の透過状態とをスイッ
チングすることにより単色表示を行うものが示されてい
る。For example, Japanese Patent Laid-Open No. 3-209425 discloses
As shown in FIG. 7, transparent electrodes 17 and 18 are formed on one surface of the transparent substrates 15 and 16, respectively.
In the meantime, as the display layer 19, a selective reflection layer in which a cholesteric liquid crystal obtained by adding a chiral agent to a nematic liquid crystal having negative dielectric anisotropy is dispersed in a polymer is formed, and the selective reflection layer 19 is driven by the drive circuit 20. It is shown that a single-color display is performed by driving by driving and switching between a selective reflection state when an electric field is applied and a transmission state when no electric field is applied.
【0008】さらに、図8に示すように、基板15,1
6r上のそれぞれの電極17r間、基板16r,16g
上のそれぞれの電極17g間、および基板16g,16
b上のそれぞれの電極17b間に、それぞれ表示層19
r,19gおよび19bとして、それぞれ上記のような
選択反射層で、かつそれぞれレッド、グリーンおよびブ
ルーの色光を選択反射するものを形成し、それぞれの選
択反射層19r,19gおよび19bを、それぞれ駆動
回路20r,20gおよび20bによって別個に駆動し
て、加法混色の原理により多色表示を行うものが示され
ている。Further, as shown in FIG.
Between the respective electrodes 17r on 6r, substrates 16r, 16g
Between the respective upper electrodes 17g and the substrates 16g, 16
between the electrodes 17b on the display layer 19b.
r, 19g, and 19b are the selective reflection layers as described above and selectively reflect red, green, and blue color lights, respectively, and the selective reflection layers 19r, 19g, and 19b are respectively formed into drive circuits. It is shown that multi-color display is performed by the principle of additive color mixing by separately driving by 20r, 20g and 20b.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の、コレステリック液晶の選択反射を利用した反
射型液晶表示素子では、選択反射状態と透過状態との間
のしきい値特性が急峻であることや、遷移状態において
はコレステリック液晶の螺旋構造のほどけや螺旋軸の傾
倒による色相の変化を生じることから、一画素内におけ
る特定の色の輝度変化を実現することはできない。した
がって、単色階調表示やフルカラー表示を行うために
は、ディザ法などの面積階調手法を用いる必要があり、
見かけの解像度が低下する問題がある。However, in the conventional reflective liquid crystal display device utilizing the selective reflection of the cholesteric liquid crystal described above, the threshold characteristic between the selective reflection state and the transmission state is steep. In addition, in the transition state, since the hue of the spiral structure of the cholesteric liquid crystal unwinds and the hue changes due to the tilt of the spiral axis, it is not possible to realize the luminance change of a specific color within one pixel. Therefore, in order to perform monochromatic gradation display or full color display, it is necessary to use an area gradation method such as a dither method.
There is a problem that the apparent resolution is reduced.
【0010】そこで、この発明は、コレステリック液晶
の選択反射を利用した反射型液晶表示素子において、色
相の変化を伴うことなく一画素内での輝度変化を実現す
ることができ、これにより、面積階調手法を用いること
による見かけの解像度の低下を軽減することができるよ
うにしたものである。Therefore, according to the present invention, in the reflection type liquid crystal display element utilizing the selective reflection of the cholesteric liquid crystal, it is possible to realize the luminance change within one pixel without accompanying the change of the hue, whereby the area scale is reduced. This is to reduce the apparent reduction in resolution due to the use of the adjustment method.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】この発明では、それぞれ
電極を有し、少なくとも一方が透明の一対の基板間に、
それぞれ可視光中の同じ波長で旋回方向の異なる円偏光
を選択反射し、かつ反射率の変化を生じるしきい電界強
度が異なる2つのコレステリック液晶層を積層する。According to the present invention, a pair of substrates each having an electrode, at least one of which is transparent, are provided.
Two cholesteric liquid crystal layers having different threshold electric field intensities that selectively reflect circularly polarized light having the same wavelength in visible light but different rotational directions and different reflectances are laminated.
【0012】この場合、その2つのコレステリック液晶
層は、それぞれ高分子を含むものとすることができる。In this case, the two cholesteric liquid crystal layers can each contain a polymer.
【0013】[0013]
【作用】液晶分子が螺旋構造を有するコレステリック液
晶は、螺旋軸に平行に入射した光を右旋光と左旋光に分
け、螺旋の捩じれ方向に一致する円偏光成分を反射し、
残りの円偏光成分を透過させる。[Function] The cholesteric liquid crystal in which liquid crystal molecules have a spiral structure divides the light incident parallel to the spiral axis into right-handed light and left-handed light, and reflects a circularly polarized light component that matches the twist direction of the helix.
The remaining circularly polarized light component is transmitted.
【0014】したがって、上述した従来の、コレステリ
ック液晶の選択反射を利用した反射型液晶表示素子にお
いては、印加電圧に応じて、図9(a)に示すような反
射率が0〜数%の透過状態と、同図(b)に示すような
反射率が最大50%の選択反射状態との、2段階の輝度
変化が得られ、ディザ法などの面積階調手法を用いて階
調表現を行う場合には、所望の階調数に等しい数の駆動
画素を単位表示画素と見なして画像を表示する。例え
ば、16階調の表示を行う場合には、16個の駆動画素
を単位表示画素とする。Therefore, in the above-mentioned conventional reflective liquid crystal display device utilizing selective reflection of cholesteric liquid crystal, the transmittance as shown in FIG. 9 (a) is 0 to several percent depending on the applied voltage. A two-step luminance change is obtained between the state and the selective reflection state in which the reflectance is 50% at the maximum as shown in FIG. 7B, and gradation expression is performed using an area gradation method such as a dither method. In this case, an image is displayed by regarding as many drive pixels as the desired number of gradations as unit display pixels. For example, when displaying 16 gradations, 16 driving pixels are used as unit display pixels.
【0015】これに対して、この発明の反射型液晶表示
素子では、図6に示すように、単位表示素子内におい
て、それぞれ同一の螺旋ピッチで、かつ捩じれ方向が異
なるコレステリック液晶からなる2つの選択反射層5,
5’を積層し、しかも、その2つの選択反射層5,5’
の反射率変化を生じるしきい電界強度を異なる値にする
ので、駆動回路8によって電極3,4間に印加する電圧
を、その2つの選択反射層5,5’の反射率変化を生じ
るしきい電界強度との関係で選定した、適切な3つの電
圧値の間で変化させることによって、それぞれの選択反
射層5,5’につき色相の変化を生じる遷移状態をとる
ことなく、同図(a)に示すように、2つの選択反射層
5,5’が共に透過状態で、単位表示素子として反射率
が0〜数%の透過状態、同図(b)に示すように、一方
の選択反射層5が選択反射状態、他方の選択反射層5’
が透過状態で、単位表示素子として反射率が最大50%
の選択反射状態、および同図(c)に示すように、2つ
の選択反射層5,5’が共に選択反射状態で、単位表示
素子として反射率が最大100%の選択反射状態の、3
段階の輝度変化を得ることができる。On the other hand, in the reflective liquid crystal display element of the present invention, as shown in FIG. 6, in the unit display element, two selections made of cholesteric liquid crystals having the same spiral pitch and different twist directions are used. Reflective layer 5,
5'is laminated, and the two selective reflection layers 5 and 5'are laminated.
Since the threshold electric field strength that causes the change in the reflectance of the two selective reflection layers 5 and 5'is set to a different value, the voltage applied between the electrodes 3 and 4 by the drive circuit 8 changes the reflectance of the two selective reflection layers 5 and 5 '. By changing between three appropriate voltage values selected in relation to the electric field strength, the selective reflection layers 5 and 5 ′ can be changed without taking a transition state that causes a change in hue. 2, the two selective reflection layers 5 and 5'are both in the transmissive state, and the unit display element has a transmissive state in which the reflectance is 0% to several percent. As shown in FIG. 5 is a selective reflection state, the other selective reflection layer 5 '
Is a transmissive state, and the reflectance is up to 50% as a unit display element.
And the two selective reflection layers 5 and 5 ′ are both in the selective reflection state, and the unit display element has a maximum reflectance of 100%.
It is possible to obtain a stepwise brightness change.
【0016】したがって、ディザ法などの面積階調手法
を用いて階調表現を行う場合には、所望の階調数の半分
の数の駆動画素を単位表示画素と見なして画像を表示す
ればよく、従来の、コレステリック液晶の選択反射を利
用した反射型液晶表示素子に比べて見かけの解像度を2
倍に向上させることができる。例えば、16階調の表示
を行う場合には、8個の駆動画素を単位表示画素とすれ
ばよい。Therefore, when the gradation expression is performed by using the area gradation method such as the dither method, it is sufficient to display the image by regarding the driving pixels of half the desired gradation number as the unit display pixels. , The apparent resolution is 2 compared with the conventional reflective liquid crystal display device that uses selective reflection of cholesteric liquid crystal.
Can be doubled. For example, when displaying 16 gradations, eight drive pixels may be used as unit display pixels.
【0017】さらに、2つの選択反射層5,5’で右旋
光と左旋光の両方を選択反射させることができるため、
最大反射率も従来に比べて2倍に向上させることがで
き、明るい表示を得ることができる。Furthermore, since both the right-handed light and the left-handed light can be selectively reflected by the two selective reflection layers 5 and 5 ',
The maximum reflectance can be doubled as compared with the conventional one, and a bright display can be obtained.
【0018】[0018]
〔単色表示の場合の第1の実施形態〕図1は、この発明
の反射型液晶表示素子の一実施形態を示し、単色表示が
可能な場合である。[First Embodiment for Monochromatic Display] FIG. 1 shows an embodiment of the reflective liquid crystal display element of the present invention, which is a case where monochromatic display is possible.
【0019】この実施形態では、基板1,2の一面に、
それぞれ電極3,4を形成し、電極3,4間に、それぞ
れ旋回方向の異なる同一波長の円偏光を選択反射し、し
かも反射率の変化を生じるしきい電界強度が異なるコレ
ステリック液晶7,7’からなる2つの選択反射層5,
5’を積層する。選択反射層5,5’には、それぞれス
ペーサ11,11’を挿入し、選択反射層5,5’間に
は分離基板12を介在させる。In this embodiment, on one surface of the substrates 1 and 2,
Cholesteric liquid crystals 7 and 7'having electrodes 3 and 4, respectively, between which electrodes 3 and 4 selectively reflect circularly polarized light of the same wavelength with different turning directions, and which have different threshold electric field strengths that cause a change in reflectance. The two selective reflection layers 5 consisting of
Stack 5 '. Spacers 11 and 11 'are inserted in the selective reflection layers 5 and 5', respectively, and a separation substrate 12 is interposed between the selective reflection layers 5 and 5 '.
【0020】基板1,2は、ガラスや高分子フィルムな
どの絶縁性および光透過性を有する材料により形成し、
電極3,4は、ITOなどの導電性および光透過性を有
する材料により形成する。The substrates 1 and 2 are made of a material having an insulating property and a light transmitting property such as glass or a polymer film,
The electrodes 3 and 4 are formed of a material having conductivity and light transmission such as ITO.
【0021】スペーサ11,11’は、ガラスまたはプ
ラスチックからなるものとし、これによって選択反射層
5,5’の膜厚を数μm〜10μm程度に制御する。分
離基板12は、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリエチ
レンテレフタレートなどの絶縁性および光透過性を有す
る高分子フィルムにより形成し、数μmの膜厚とするこ
とが望ましい。The spacers 11 and 11 'are made of glass or plastic, and the thickness of the selective reflection layers 5 and 5'is controlled to about several .mu.m to 10 .mu.m. It is desirable that the separation substrate 12 is formed of a polymer film having insulating properties and light transmission properties such as polyethylene, polystyrene, and polyethylene terephthalate, and has a film thickness of several μm.
【0022】外光の入射側と反対側の基板2には、その
裏面に、選択反射層5,5’を透過した可視光の一部ま
たは全てを吸収する光吸収層9を形成する。電極3,4
は、駆動回路8に接続する。On the back surface of the substrate 2 on the side opposite to the incident side of external light, a light absorbing layer 9 for absorbing a part or all of visible light transmitted through the selective reflection layers 5 and 5'is formed. Electrodes 3,4
Is connected to the drive circuit 8.
【0023】コレステリック液晶7,7’は、それぞれ
ネマチック液晶に旋回方向の異なるカイラル剤を添加す
ることによって得るとともに、同じ中心波長の円偏光を
選択反射するように、それぞれの組成を調整する。The cholesteric liquid crystals 7 and 7'are obtained by adding chiral agents having different rotational directions to nematic liquid crystals, and their respective compositions are adjusted so as to selectively reflect circularly polarized light having the same central wavelength.
【0024】この2つのコレステリック液晶7,7’の
反射率変化を生じるしきい電界強度を異なる値にする方
法としては、それぞれのコレステリック液晶7,7’に
誘電異方性または弾性率の異なるネマチック液晶を用い
る方法などが考えられる。As a method of making the threshold electric field intensities that cause the reflectance changes of the two cholesteric liquid crystals 7 and 7 different values, nematics having different dielectric anisotropy or elastic modulus are used for the respective cholesteric liquid crystals 7 and 7 '. A method using liquid crystal or the like can be considered.
【0025】正の誘電異方性を有するネマチック液晶を
用いる場合には、それぞれの選択反射層5,5’は、印
加電圧の増加に伴って選択反射状態のプレーナーから透
過状態のフォーカルコニックへと構造変化するため、そ
れぞれの選択反射層5,5’の、電極3,4間に印加さ
れる電圧に対する反射率の変化として、図2に示すよう
な特性が得られる。When a nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy is used, the selective reflection layers 5 and 5 ′ are changed from the planar state of the selective reflection state to the focal conic state of the transmission state as the applied voltage increases. Since the structure changes, the characteristics as shown in FIG. 2 are obtained as the change of the reflectance of each selective reflection layer 5, 5 ′ with respect to the voltage applied between the electrodes 3, 4.
【0026】したがって、電極3,4間に印加する電圧
を0とV1との間にするときには、図6(c)に示した
ように、選択反射層5,5’が共に選択反射状態となっ
て、表示素子として反射率が理想的には100%とな
り、電極3,4間に印加する電圧をV1とV2との間に
するときには、図6(b)に示したように、選択反射層
5が選択反射状態、選択反射層5’が透過状態となっ
て、表示素子として反射率が理想的には50%となり、
電極3,4間に印加する電圧をV2以上にするときに
は、図6(a)に示したように、選択反射層5,5’が
共に透過状態となって、表示素子として反射率が理想的
には0%となり、電極3,4間に印加する電圧を3通り
の値に変化させることによって、選択反射色につき、理
想的には反射率が100%、50%、0%の3段階の輝
度変化が得られる。Therefore, when the voltage applied between the electrodes 3 and 4 is set between 0 and V1, both the selective reflection layers 5 and 5'become in the selective reflection state as shown in FIG. 6 (c). As a display element, the reflectance is ideally 100%, and when the voltage applied between the electrodes 3 and 4 is set between V1 and V2, as shown in FIG. 6B, the selective reflection layer is formed. 5 is in the selective reflection state, and the selective reflection layer 5'is in the transmission state, and the reflectance is ideally 50% as a display element,
When the voltage applied between the electrodes 3 and 4 is V2 or higher, both the selective reflection layers 5 and 5'become in a transmissive state as shown in FIG. 6A, and the reflectance is ideal as a display element. By changing the voltage applied between the electrodes 3 and 4 to three different values, the reflectance is ideally three levels of 100%, 50% and 0% for the selective reflection color. A brightness change is obtained.
【0027】これに対して、負の誘電異方性を有するネ
マチック液晶を用いる場合には、それぞれの選択反射層
5,5’は、印加電圧の増加に伴って透過状態のフォー
カルコニックから選択反射状態のプレーナーへと構造変
化するため、それぞれの選択反射層5,5’の、電極
3,4間に印加される電圧に対する反射率の変化とし
て、図3に示すような特性が得られる。On the other hand, when a nematic liquid crystal having a negative dielectric anisotropy is used, the selective reflection layers 5 and 5 ′ are selectively reflected from the focal conic in the transmissive state as the applied voltage increases. Since the structure changes to the planar state, the characteristics shown in FIG. 3 are obtained as the change in the reflectance of each selective reflection layer 5, 5 ′ with respect to the voltage applied between the electrodes 3 and 4.
【0028】したがって、電極3,4間に印加する電圧
を0とV3との間にするときには、図6(a)に示した
ように、選択反射層5,5’が共に透過状態となって、
表示素子として反射率が理想的には0%となり、電極
3,4間に印加する電圧をV3とV4との間にするとき
には、図6(b)に示したように、選択反射層5が選択
反射状態、選択反射層5’が透過状態となって、表示素
子として反射率が理想的には50%となり、電極3,4
間に印加する電圧をV4以上にするときには、図6
(c)に示したように、選択反射層5,5’が共に選択
反射状態となって、表示素子として反射率が理想的には
100%となり、電極3,4間に印加する電圧を3通り
の値に変化させることによって、選択反射色につき、理
想的には反射率が0%、50%、100%の3段階の輝
度変化が得られる。Therefore, when the voltage applied between the electrodes 3 and 4 is set between 0 and V3, both the selective reflection layers 5 and 5'are in the transmissive state as shown in FIG. 6 (a). ,
As a display element, the reflectance is ideally 0%, and when the voltage applied between the electrodes 3 and 4 is set between V3 and V4, as shown in FIG. Since the selective reflection state and the selective reflection layer 5 ′ are in the transmission state, the reflectance is ideally 50% as a display element.
When the voltage applied between them is V4 or more,
As shown in (c), both the selective reflection layers 5 and 5'become in a selective reflection state, the reflectance is ideally 100% as a display element, and the voltage applied between the electrodes 3 and 4 is 3%. By changing the values as described above, it is possible to ideally obtain three-level luminance changes of the reflectance of 0%, 50%, and 100% for the selective reflection color.
【0029】(実施例)右旋回のコレステリック液晶と
して、正の誘電異方性を有するネマチック液晶ZLI−
1132(メルク社製)69wt%と右旋性カイラル剤
CB15(メルク社製)31wt%を混合し、3μm径
の接着剤付きスペーサを混入した。左旋回のコレステリ
ック液晶として、正の誘電異方性を有するネマチック液
晶ZLI−2116−100(メルク社製)70wt%
と左旋性カイラル剤S811(メルク社製)30wt%
を混合し、3μm径の接着剤付きスペーサを混入した。(Example) As a right-handed cholesteric liquid crystal, a nematic liquid crystal ZLI- having a positive dielectric anisotropy.
69 wt% of 1132 (manufactured by Merck) and 31 wt% of dextrorotatory chiral agent CB15 (manufactured by Merck) were mixed, and a spacer with an adhesive having a diameter of 3 μm was mixed. As a left-handed cholesteric liquid crystal, a nematic liquid crystal ZLI-2116-100 (manufactured by Merck) having positive dielectric anisotropy 70 wt%
And levorotatory chiral agent S811 (Merck) 30 wt%
And a spacer with an adhesive having a diameter of 3 μm was mixed.
【0030】電極4および光吸収層9が形成された基板
2を構成する、ITO透明電極を蒸着し、黒色塗装を施
した第1の透明ガラス基板7059(コーニング社製)
上に、上記右旋回のコレステリック液晶を滴下し、熱と
圧力を加えながら、分離基板12を構成する2.5μm
厚のPETフィルム(東レ社製)をラミネートした。A first transparent glass substrate 7059 (manufactured by Corning Incorporated), which is a substrate 2 on which the electrode 4 and the light absorption layer 9 are formed, and which has an ITO transparent electrode vapor-deposited thereon and which is coated with black.
The above-mentioned right-handed cholesteric liquid crystal is dripped on the top surface of the separation substrate 12 while applying heat and pressure.
A thick PET film (manufactured by Toray) was laminated.
【0031】次に、このPETフィルム上に、上記左旋
回のコレステリック液晶を滴下し、熱と圧力を加えなが
ら、電極3が形成された基板1を構成する、ITO透明
電極を蒸着した第2の透明ガラス基板をラミネートし
て、セルを形成した。Next, the above-mentioned counterclockwise cholesteric liquid crystal was dropped on this PET film, and while applying heat and pressure, a second ITO electrode was vapor-deposited to form the substrate 1 on which the electrode 3 was formed. A transparent glass substrate was laminated to form a cell.
【0032】〔単色表示の場合の第2の実施形態〕図4
は、この発明の反射型液晶表示素子の他の実施形態を示
し、図1の実施形態と同様に単色表示が可能な場合であ
る。[Second Embodiment for Single Color Display] FIG. 4
Shows another embodiment of the reflection type liquid crystal display element of the present invention, which is a case where monochromatic display is possible as in the embodiment of FIG.
【0033】この実施形態では、2つの選択反射層5,
5’を、それぞれ高分子6,6’中にコレステリック液
晶7,7’を分散させた高分子分散コレステリック液晶
(PDCLC:Polymer Dispersed
Cholesteric Liquid Crysta
l)構造を有するものとする。この場合には、図1の場
合のスペーサ11,11’および分離基板12は不要で
ある。In this embodiment, the two selective reflection layers 5,
5'is a polymer-dispersed cholesteric liquid crystal (PDCLC: Polymer Dispersed) in which cholesteric liquid crystals 7 and 7'are dispersed in polymers 6 and 6 ', respectively.
Cholesteric Liquid Crystal
l) It has a structure. In this case, the spacers 11 and 11 'and the separation substrate 12 in the case of FIG. 1 are unnecessary.
【0034】この場合の選択反射層5,5’は、エマル
ジョン法、PIPS(Polymerization
Induced Phase Separation)
法、TIPS(Thermally Induced
Phase Separation)法、SIPS(S
olvent Induced Phase Sepa
ration)法などの、高分子と液晶を相分離させる
方法によって形成することができる。The selective reflection layers 5 and 5'in this case are formed by an emulsion method and PIPS (Polymerization).
Induced Phase Separation)
Method, TIPS (Thermally Induced)
Phase Separation method, SIPS (S
olvent Induced Phase Sepa
(Ration) method and the like, and a method of phase-separating the polymer and the liquid crystal can be used.
【0035】この2つの選択反射層5,5’の反射率変
化を生じるしきい電界強度を異なる値にする方法として
は、各層のコレステリック液晶7,7’に誘電異方性ま
たは弾性率の異なるネマチック液晶を用いる方法、高分
子6,6’中に分散させる液晶ドロップレットを各層で
異なる大きさにする方法、各層に界面でのアンカリング
効果の異なる高分子骨格を用いる方法などが考えられ
る。As a method of making the threshold electric field strengths causing the reflectance changes of the two selective reflection layers 5, 5'different, the cholesteric liquid crystals 7, 7'of each layer have different dielectric anisotropies or elastic moduli. A method using a nematic liquid crystal, a method in which liquid crystal droplets dispersed in the polymers 6 and 6 ′ have different sizes in each layer, a method in which a polymer skeleton having a different anchoring effect at the interface is used in each layer, and the like can be considered.
【0036】この実施形態でも、図1の実施形態と同様
に、選択反射色につき、理想的には反射率が0%、50
%、100%の3段階の輝度変化が得られる。Also in this embodiment, as in the embodiment of FIG. 1, the reflectance is ideally 0% and 50 for each selective reflection color.
%, 100% three-level luminance change can be obtained.
【0037】(実施例)右旋回のコレステリック液晶と
して、負の誘電異方性を有するネマチック液晶ZLI−
2806(メルク社製)56wt%と右旋性カイラル剤
CB15(メルク社製)44wt%を混合した。得られ
た均一溶液30wt%と、10wt%濃度のPVA水溶
液70wt%を混合し、6000rpmのミキサーで4
5秒攪拌して乳化させた。得られた乳化液を脱気後、水
で約3倍に薄め、光吸収層9、電極4および基板2を構
成する、黒色塗装を施したITO透明電極付きPETフ
ィルム(ハイビーム:東レ社製)上に、ドクターブレー
ドを用いて100μmの厚みに塗布し、乾燥させて、高
分子分散コレステリック液晶構造の選択反射層5’を形
成した。(Example) As a right-handed cholesteric liquid crystal, a nematic liquid crystal ZLI- having a negative dielectric anisotropy.
56 wt% of 2806 (manufactured by Merck) and 44 wt% of dextrorotatory chiral agent CB15 (manufactured by Merck) were mixed. 30 wt% of the obtained uniform solution was mixed with 70 wt% of a 10 wt% concentration PVA aqueous solution, and the mixture was mixed with a mixer at 6000 rpm to 4
It was emulsified by stirring for 5 seconds. The obtained emulsion is degassed, then diluted with water about 3 times to form the light absorption layer 9, the electrode 4 and the substrate 2, and a black-coated PET film with an ITO transparent electrode (High Beam: manufactured by Toray) A selective coating layer 5'having a polymer-dispersed cholesteric liquid crystal structure was formed thereon by applying a film having a thickness of 100 μm using a doctor blade and drying it.
【0038】次に、左旋回のコレステリック液晶とし
て、負の誘電異方性を有するネマチック液晶ZLI−2
806(メルク社製)69wt%と左旋性カイラル剤S
−811(メルク社製)31wt%を混合した。得られ
た均一溶液30wt%と、10wt%濃度のPVA水溶
液70wt%を混合し、1500rpmのミキサーで4
5秒攪拌して乳化させた。得られた乳化液を脱気後、水
で約3倍に薄め、電極3および基板1を構成する、IT
O透明電極付きPETフィルム上に、ドクターブレード
を用いて100μmの厚みに塗布し、乾燥させて、高分
子分散コレステリック液晶構造の選択反射層5を形成し
た。Next, as a left-handed cholesteric liquid crystal, a nematic liquid crystal ZLI-2 having a negative dielectric anisotropy.
806 (Merck) 69 wt% and levorotatory chiral agent S
31 wt% of -811 (manufactured by Merck) was mixed. 30 wt% of the obtained homogeneous solution was mixed with 70 wt% of a 10 wt% concentration PVA aqueous solution, and the mixture was mixed with a mixer at 1500 rpm to 4
It was emulsified by stirring for 5 seconds. The resulting emulsion is degassed and then diluted with water about 3 times to form the electrode 3 and the substrate 1. IT
On a PET film with an O transparent electrode, a selective reflection layer 5 having a polymer-dispersed cholesteric liquid crystal structure was formed by coating with a doctor blade to a thickness of 100 μm and drying.
【0039】得られた2つの選択反射層5’,5を、熱
を加えながら圧着して、セルを形成した。The two selective reflection layers 5 ', 5 thus obtained were pressure-bonded while applying heat to form a cell.
【0040】〔多色表示の場合の実施形態〕図5は、こ
の発明の反射型液晶表示素子のさらに他の実施形態を示
し、多色表示が可能な場合である。[Embodiment for Multicolor Display] FIG. 5 shows still another embodiment of the reflective liquid crystal display element of the present invention, in which multicolor display is possible.
【0041】この実施形態では、それぞれ図1または図
4に示して上述した2つの選択反射層5,5’を、選択
反射層5r,5’r、5g,5’g、5b,5’bとし
て有し、それぞれレッド、グリーン、ブルーの色光を選
択反射する、3つの単位表示素子10r,10g,10
bを積層する。In this embodiment, the two selective reflection layers 5 and 5'shown in FIG. 1 or FIG. 4 are replaced with the selective reflection layers 5r, 5'r, 5g, 5'g, 5b and 5'b. And three unit display elements 10r, 10g, 10 for selectively reflecting red, green, and blue color light, respectively.
Stack b.
【0042】ただし、基板2rは単位表示素子10r,
10gで共通とし、基板2gは単位表示素子10g,1
0bで共通とするとともに、外光の入射側と反対側の基
板2bの裏面に光吸収層9を形成し、電極3r,4r、
3g,4g、3b,4bを、それぞれ駆動回路8r,8
g,8bに接続する。However, the substrate 2r is a unit display element 10r,
10 g are common, and the substrate 2 g is a unit display element 10 g, 1
0b, the light absorption layer 9 is formed on the back surface of the substrate 2b on the side opposite to the incident side of external light, and the electrodes 3r, 4r,
3g, 4g, 3b, 4b are respectively connected to drive circuits 8r, 8
g, 8b.
【0043】この実施形態の反射型液晶表示素子では、
レッド、グリーンおよびブルーのそれぞれの色につき、
色相の変化を伴うことなく一画素内での輝度変化を実現
することができるとともに、加法混色の原理により多色
表示を行うことができる。In the reflective liquid crystal display element of this embodiment,
For each color of red, green and blue,
It is possible to realize a change in luminance within one pixel without causing a change in hue, and it is possible to perform multicolor display based on the principle of additive color mixing.
【0044】[0044]
【発明の効果】上述したように、この発明によれば、コ
レステリック液晶の選択反射を利用した反射型液晶表示
素子において、色相の変化を伴うことなく一画素内での
輝度変化を実現することができ、これにより、面積階調
手法を用いることによる見かけの解像度の低下を軽減す
ることができるとともに、より明るい表示を得ることが
できる。As described above, according to the present invention, in the reflective liquid crystal display element utilizing the selective reflection of the cholesteric liquid crystal, it is possible to realize the luminance change in one pixel without the hue change. As a result, it is possible to reduce the apparent reduction in resolution due to the use of the area gradation method, and it is possible to obtain a brighter display.
【図1】この発明の反射型液晶表示素子の一実施形態を
示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a reflective liquid crystal display element of the present invention.
【図2】図1の表示素子でコレステリック液晶に正の誘
電異方性を有するネマチック液晶とカイラル剤を用いた
場合のスイッチング動作を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a switching operation when a nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy and a chiral agent are used for the cholesteric liquid crystal in the display device of FIG.
【図3】図1の表示素子でコレステリック液晶に負の誘
電異方性を有するネマチック液晶とカイラル剤を用いた
場合のスイッチング動作を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a switching operation when a nematic liquid crystal having a negative dielectric anisotropy and a chiral agent are used for the cholesteric liquid crystal in the display device of FIG.
【図4】この発明の反射型液晶表示素子の他の実施形態
を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing another embodiment of the reflective liquid crystal display element of the present invention.
【図5】この発明の反射型液晶表示素子のさらに他の実
施形態を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing still another embodiment of the reflective liquid crystal display element of the present invention.
【図6】この発明の反射型液晶表示素子の2つの選択反
射層の相変化を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a phase change of two selective reflection layers of the reflection type liquid crystal display element of the present invention.
【図7】従来の反射型液晶表示素子の一例を示す図であ
る。FIG. 7 is a diagram showing an example of a conventional reflective liquid crystal display element.
【図8】従来の反射型液晶表示素子の他の例を示す図で
ある。FIG. 8 is a diagram showing another example of a conventional reflective liquid crystal display element.
【図9】従来の反射型液晶表示素子の選択反射層の相変
化を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a phase change of a selective reflection layer of a conventional reflection type liquid crystal display element.
1,2,2r,2g,2b 基板 3,3r,3g,3b 電極 4,4r,4g,4b 電極 5,5r,5g,5b 選択反射層 5’,5’r,5’g,5’b 選択反射層 6,6’ 高分子 7,7’ コレステリック液晶 8,8r,8g,8b 駆動回路 9 光吸収層 10r,10g,10b 単位表示素子 11,11’ スペーサ 12 分離基板 1, 2, 2r, 2g, 2b substrates 3,3r, 3g, 3b electrodes 4,4r, 4g, 4b electrodes 5,5r, 5g, 5b selective reflection layer 5 ', 5'r, 5'g, 5'b selective reflection layer 6,6 'polymer 7,7 'cholesteric liquid crystal 8,8r, 8g, 8b drive circuit 9 Light absorption layer 10r, 10g, 10b Unit display element 11,11 'spacer 12 separation boards
Claims (5)
明の一対の基板間に、それぞれ可視光中の同じ波長で旋
回方向の異なる円偏光を選択反射し、かつ反射率の変化
を生じるしきい電界強度が異なる2つのコレステリック
液晶層を積層したことを特徴とする反射型液晶表示素
子。1. A threshold for selectively reflecting circularly polarized light of different wavelengths having the same wavelength in visible light and having a change in reflectance between a pair of substrates each having an electrode, at least one of which is transparent. A reflection type liquid crystal display device, characterized in that two cholesteric liquid crystal layers having different electric field strengths are laminated.
含むことを特徴とする反射型液晶表示素子。2. The reflective liquid crystal display element according to claim 1, wherein each of the two cholesteric liquid crystal layers contains a polymer.
子で、かつそれぞれ可視光中の異なる波長の光を選択反
射する複数の表示素子を、隣接する2つの表示素子の間
で基板を共通または別個にして、積層したことを特徴と
する反射型液晶表示素子。3. A display element according to claim 1 or 2, wherein a plurality of display elements selectively reflecting light of different wavelengths in visible light are provided, and a substrate is shared between two adjacent display elements. Alternatively, a reflective liquid crystal display element characterized by being laminated separately.
子を駆動する方法において、 前記2つのコレステリック液晶層が積層された単位表示
素子を、その2つのコレステリック液晶層の前記しきい
電界強度との関係で選定した3つの電圧値の間で変化す
る駆動電圧によって駆動することを特徴とする表示素子
駆動方法。4. The method for driving a reflective liquid crystal display device according to claim 1, 2 or 3, wherein a unit display device in which the two cholesteric liquid crystal layers are laminated is provided with the threshold electric field of the two cholesteric liquid crystal layers. A display element driving method characterized by driving with a driving voltage that changes between three voltage values selected in relation to strength.
子を駆動する装置において、 前記2つのコレステリック液晶層が積層された単位表示
素子を、その2つのコレステリック液晶層の前記しきい
電界強度との関係で選定した3つの電圧値の間で変化す
る駆動電圧によって駆動することを特徴とする表示素子
駆動装置。5. A device for driving a reflective liquid crystal display element according to claim 1, 2 or 3, wherein a unit display element in which the two cholesteric liquid crystal layers are laminated is provided with the threshold electric field of the two cholesteric liquid crystal layers. A display element drive device characterized by being driven by a drive voltage that changes between three voltage values selected in relation to strength.
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