JP4268391B2

JP4268391B2 - Manufacturing method of liquid crystal light modulation film

Info

Publication number: JP4268391B2
Application number: JP2002274980A
Authority: JP
Inventors: 英夫藤掛; 弘人佐藤
Original assignee: Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Japan Broadcasting Corp
Priority date: 2002-09-20
Filing date: 2002-09-20
Publication date: 2009-05-27
Anticipated expiration: 2022-09-20
Also published as: JP2004109786A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶光変調膜、液晶表示素子および液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶に電界を加えて液晶分子の配向状態を変化させるという、液晶の電気光学効果を応用すると、光の強度を主に変化させる光変調器を実現することができる。この液晶を用いた光変調器は、他の電気光学効果を示す光学結晶に比べて低電圧で動作する。このため、液晶を用いた光変調器を光変調層（膜）として備えた液晶表示素子は、平面表示装置に好適に用いられている。
【０００３】
しかしながら、液晶表示素子は、液晶の配向処理が必要であるため、大面積の素子を作製することは容易ではない。
【０００４】
これに対して、樹脂ポリマー中に誘電異方性をもつ液晶を分散させたポリマー分散型液晶（光変調膜）も知られており、この場合、配向処理を必要としないため、大面積の液晶表示素子を安価に作製することができる。
【０００５】
ところが、ポリマー分散型液晶は、電界が加わっていない状態において液晶がランダムに配列したとき、入射した光が散乱されて出射するため十分な暗状態を得ることができず、したがってコントラストの良好な表示を得ることができない。
【０００６】
ポリマー分散型液晶における上記の不具合を改善するために、液晶とともに二色性色素を樹脂ポリマー中に分散させた液晶表示素子が提案されている（特許文献１）。ここで、二色性色素とは、光の吸収に異方性がある色素をいう。
【０００７】
上記の液晶表示素子は、電界が加わっていない状態において散乱光を二色性色素が吸収するため、良好な暗状態が得られ、これにより、十分なコントラストを得ることができるとされている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平５−２１９４号公報。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、二色性色素を樹脂ポリマー中に分散させた液晶表示素子は、二色性色素の配向方向が樹脂ポリマーによって規制された状態となっているため、光変調動作の過程において二色性色素の光吸収機能を加減することができない。このため、入射光に対する透過率が必ずしも高くなく、また、必ずしも良好なコントラストを得ることができないものと考えられる。
【００１０】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、高い透過率と良好なコントラストを得ることができる液晶光変調膜の製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る液晶光変調膜の製造方法は、多孔質樹脂材料を機械的に延伸してポリマーを一方向に配向させた２枚の多孔質樹脂膜を、ポリマーの配向方向が直交するように積層し、二色性色素入り液晶を当該２枚の多孔質樹脂膜に含浸させて含浸された多孔質樹脂膜のポリマーと同じ方向に配向させることを特徴とする。また、前記多孔質絶縁膜は、一定の剛性を持ち、自ら自立して一定の形状を保持しうるように構成されてもよい。また、前記多孔質絶縁膜はポリマーの主鎖もしくは側鎖が分子配向するように構成されてもよい。
【００１２】
これにより、液晶の配向に追随して二色性色素も液晶と同一方向に配向されるため、液晶光変調膜を表示素子に用いるときに、電圧印加時における二色性色素の光吸収が少なく、高い透過率と良好なコントラストを得ることができる。
【００１３】
また、前記多孔質樹脂膜はポリマーが一方向に配向するため、液晶光変調膜を表示素子に用いるときに、配向膜を設ける必要がないため好適である。
【００１４】
また、前記２枚の多孔質樹脂膜が前記ポリマーの配向方向を直交するように積層されるため、厚みの薄い液晶光変調膜で偏光角が直交する偏光成分を吸収することができ、厚みの薄い表示素子を得ることができる。また、偏光板が必要でないため、高い光利用効率を得ることができる。
【００１５】
また、前記多孔質樹脂膜は、延伸により配向されてなるため、多孔質樹脂膜が良好な配向性を有するため、好適である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明に係る液晶光変調膜、液晶表示素子および液晶表示装置の好適な実施の形態（以下、本実施の形態例という。）について、図を参照して、以下に説明する。
【００２２】
まず、本実施の形態例に係る液晶光変調膜（液晶光変調器）および液晶表示素子について、図１を参照して説明する。なお、図１は、液晶光変調膜を模式的に示したものである。
【００２３】
液晶光変調膜１０は、２枚の含浸膜１２ａ、１２ｂで構成される。それぞれの含浸膜１２ａ、１２ｂは、多孔質樹脂膜１４ａ、１４ｂ中に二色性色素を含む液晶が含浸された構造を有する。
【００２４】
含浸膜１４ａ、１４ｂは自立性を有する。ここで、自立性とは、一定の剛性をもち、自ら独立して一定の形状を保持し得る性質をいう。すなわち、含浸膜１２ａ、１２ｂからなる液晶光変調膜１０は、表示素子に用いるとき、２枚の基板で挟持するまでもなく、小さな力が加わっても変形等することなく、一定の形状を保持する。これに対して通常の液晶のみを用いた変調膜は、そのままでは定型性を有せず、言い換えれば、自立性を有せず、表示素子に用いるとき、２枚の基板で挟持することによりはじめて一定の形状に形成される。
【００２５】
多孔質樹脂膜１４ａ、１４ｂに用いる樹脂としては、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、例えばポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂、または例えばアクリルウレタン樹脂等、それらの樹脂の共重合体や、さらにはセルロース等を用いることができる。また、配向性に優れた樹脂として、液晶性のモノマーを硬化させた合成樹脂や、高分子液晶を用いることもできる。
【００２６】
多孔質樹脂膜１４ａ、１４ｂは、上記の樹脂を相分離して得られる多孔質樹脂材料を、機械的に延伸することにより得ることができる。
【００２７】
多孔質樹脂膜１４ａ、１４ｂの構造は、ポリマーが高い秩序で配向しているか、あるいは、ポリマー分子の主鎖もしくは側鎖が高い秩序で分子配向していることが好ましい。また、多孔質樹脂膜１４ａ、１４ｂは、網目状の構造を有するものが好ましい。このような多孔質樹脂膜も相分離や延伸等の作製方法により得ることができる。
【００２８】
また、多孔質樹脂膜１４ａ、１４ｂは、ポリマーの凝集密度、あるいはポリマー繊維の長さや分子の大きさを調整することで、表示素子に用いたときの光変調の応答速度や、表示のコントラスト比を制御することが可能となる。例えば、ポリマーがネットワークを形成する繊維の場合、繊維の太さは１μｍ以下程度が望ましい。また、コントラスト比の良好な光変調を行うためには、多孔質樹脂膜の厚みは２〜５０μｍ程度が適当である。
【００２９】
液晶１６の材料としては、ビフェニル系、ターフェニル系、フェニルシクロヘキサン系、フッ素系、トラン系またはエステル系のネマティック液晶、コレステリック液晶、あるいはスメクティック液晶が好適である。スメクティック液晶を用いる場合、自発分極を有して高速応答を示す強誘電性液晶が有用である。このような強誘電性液晶として、シッフ塩基系強誘電性液晶、アゾ系強誘電性液晶、アゾキシ系強誘電性液晶、ビフェニル系強誘電性液晶、エステル系強誘電性液晶、フェニルピリミジン系強誘電性液晶等を挙げることができる。
【００３０】
また、二色性色素１８の材料としては、黒、赤、緑、青、黄、マゼンタ、シアン等の各色を呈するものが、表示素子として好適である。例えば、二色性比が高いアントラキノンやアゾ系の色素を調合したものが好ましい。
【００３１】
含浸膜１２ａ、１２ｂは、上記したように多孔質樹脂膜１４ａ、１４ｂに含浸された液晶１６中に二色性色素１８を含むため、二色性色素１８は液晶１６の配向挙動に追随して配向する。
【００３２】
また、含浸膜１２ａ、１２ｂは、多孔質樹脂膜１４ａ、１４ｂのポリマーが一方向に配向しているため、多孔質樹脂膜１４ａ、１４ｂに含浸された液晶１６（および二色性色素１８も）は多孔質樹脂膜１４ａ、１４ｂと同じ配向方向に配向される。
【００３３】
２枚の含浸膜１２ａ、１２ｂは、ポリマーの配向方向が、図１中、Ｘ方向およびＹ方向に直交するように積層される。
【００３４】
上記のように構成される本実施の形態例に係る液晶光変調膜１０は、それぞれ透明電極２０ａ、２０ｂを設けた２枚の透明基板２２ａ、２２ｂに挟持され、本実施の形態例に係る液晶表示素子２４とされる。
【００３５】
透明電極２０ａ、２０ｂの材料としては、スズをドープした酸化インジウム（ＩＴＯ）等の透明金属酸化物材料が好適であるが、有機系の高分子導電材料を用いてもよい。この場合、透明電極２０ａ、２０ｂ間に、透明な有機物や、二酸化ケイ素、二酸化チタン等の透明な無機酸化物からなる絶縁層を設けると、透明電極２０ａ、２０ｂ間の短絡をより確実に避けることができる。
【００３６】
また、透明基板２２ａ、２２ｂの材料としては、例えば厚みが０．７ｍｍ以下の薄いガラス板を用いることができ、これにより、表示素子の軽量化、大面積化を実現することができる。また、例えば厚みが０．４ｍｍ以下程度の薄くて可撓性を有する樹脂フィルムを用いてもよく、これにより、さらに、フレキシブルな表示素子を得ることができる。なお、この場合、液晶光変調膜１０の厚み、形状は、前記したように、２枚の透明基板間のギャップによってではなく、自立性を有する液晶光変調膜１０自体によって保持される。このような、樹脂フィルムに用いられる樹脂としては、ポリカーボネート樹脂、ポルエチレンテレフタレート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂等を挙げることができる。
【００３７】
液晶表示素子２４の透明電極２０ａ、２０ｂは、リード線２６ａ、２６ｂを介して直流電圧もしくは交流電圧を供給する電圧源２８に接続される。
【００３８】
上記のように構成される本実施の形態例に係る液晶表示素子２４は、透明基板２２ａの側から光が入射され、透明電極２０ａ、２０ｂ間に印加される電圧の強度や極性に応じて、光変調されて透過光となる。
【００３９】
すなわち、液晶表示素子２４は、液晶１６の配向挙動に追随して二色性色素１８が配向するため、二色性色素１８の分子の長軸方向に偏光した光が二色性色素１８に良好に吸収される。このため、出射光の強度が小さくなり、良好な暗状態を得ることができる。この効果は、含浸膜が１枚のみであっても得ることができるが、特に、液晶表示素子２４は、２枚の含浸膜１２、１２ｂが多孔質樹脂膜１４ａ、１４ｂ、液晶１６および二色性色素１８のそれぞれの配向方向を直交して積層されているため、入射光の直交する偏光成分がいずれも二色性色素１８に吸収され、より好適な暗状態が得られる。
【００４０】
また、液晶表示素子２４は、透明電極２０ａ、２０ｂ間に電圧を印加したとき、液晶１６の分子が電界に平行に配向するとともに二色性色素１８もこれと同じ方向に配向するため、照射光は二色性色素１８には殆ど吸収されることなく、液晶光変調膜１０を透過する。これにより、高い強度の透過光が得られる。この透過光の強度は、透明電極２０ａ、２０ｂ間に印加する電圧の強度や電極の極性を変えることにより、連続的に制御することができる。
【００４１】
また、液晶表示素子２４は、液晶光変調膜１０自体を均一な厚みの所定の形状に形成することができるため、透明基板２２ａ、２２ｂ間のギャップを精密に設ける必要がなく、また、塗布等の方法により液晶を配向させる必要もないため、大面積の表示素子を容易に得ることができる。なお、この場合、硬質樹脂や二酸化ケイ素等からなる粒径の揃ったスペーサ粒子を含浸膜１２ａ、１２ｂ中に分散しておくと、含浸膜１２ａ、１２ｂの厚みをより精密に制御することができる。
【００４２】
また、液晶表示素子２４は、液晶光変調膜１０が入射光の直交する偏光成分を吸収する２枚の薄い含浸膜で形成されるため、厚みの薄い表示素子を得ることができる。
【００４３】
また、液晶表示素子２４は、偏光板が必要でないため、高い光利用効率を得ることができる。
【００４４】
また、液晶表示素子２４は、液晶１６が多孔質樹脂膜１４ａ、１４ｂの配向方向に配向するため、従来の液晶表示素子のような、ラビング処理を伴うポリイミド樹脂の配向膜を透明電極上に設ける必要はない。また、これにより、ラビング時の静電気による薄膜トランジスタの破壊や発塵を回避することができるとともに、配向膜を高温で形成するプロセスが不要であり、熱処理に弱い樹脂基板や透明電極にダメージを与えることがないため、液晶表示素子の生産性を高めることができる。
【００４５】
なお、本実施の形態例に係る液晶表示素子２４において、２枚の含浸膜は、配向方向を直交させることなく、違える程度、すなわち、一致させない程度に積層したものであってもよい。これによっても、１枚の含浸膜のみを用いた場合を超える上記本発明の効果を得ることができる。
【００４６】
また、本実施の形態例に係る液晶表示素子２４において、含浸膜を３枚以上積層すると、上記した本発明の電気光学効果をより一層得ることができる。なお、３枚以上の含浸膜を全て配列方向が直交するように積層する必要はなく、出射光の入射偏光依存性がなくなるように配置して積層すればよい。
【００４７】
また、本実施の形態例に係る液晶表示素子２４において、バックライトをさらに設けると、よりコントラスト比の良好な表示装置を得ることができる。一方、バックライトに変えて反射板や拡散板を設けてもよく、これにより消費電力の低い反射型液晶表示装置を得ることもできる。また、反射板または拡散板をバックライトと組み合わせて用いてもよい。これらの場合において、一方の透明基板や透明電極を透明でない基板や金属電極にしてもよい。
【００４８】
【実施例】
実施例を挙げて、本発明をさらに説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施例に限定されるものではない。
【００４９】
ポリオレフィン樹脂を相分離して得られた、孔径０．０５μｍ、膜厚１５μｍ、気孔率４５％の多孔質樹脂材料を機械的に延伸して、厚みが１０μｍの多孔質樹脂膜を得た。ついで、この多孔質樹脂膜を２枚、樹脂の配向方向が直交するように積層した。一方、黒色の二色性色素（林原生物化学研究所製ＮＫＸ−１３６６）をネマティック液晶１００重量部に対して３質量部添加して、二色性色素入り液晶を得た。そして、この二色性色素入り液晶を多孔質樹脂膜に含浸させて、２枚の液晶光変調膜を得た。さらに、この２枚の液晶光変調膜を、厚み７２ｎｍの透明電極付きのガラス基板２枚で挟み込むことで液晶表示素子（液晶光変調器）を得た。
【００５０】
上記の液晶表示素子の透明電極間に１００Ｖの交流電圧を印加したときの、印加電圧と光透過率との関係を図２に示す。図２は透過光の変調が可能であることを示しており、本発明の液晶表示素子の所望の動作が確認された。
【００５１】
【発明の効果】
本発明に係る液晶光変調膜によれば、多孔質樹脂膜中に二色性色素を含む液晶が含浸された含浸膜からなるため、表示素子に用いたときに、高い透過率と良好なコントラストを得ることができる。
【００５２】
また、本発明に係る液晶光変調膜によれば、多孔質樹脂膜はポリマーが一方向に配向してなるため、液晶光変調膜を表示素子に用いるときに、配向膜を設ける必要がない。
【００５３】
また、本発明に係る液晶光変調膜によれば、含浸膜がポリマーの配向方向を違えて少なくとも２枚積層されてなり、また、より好ましくは、含浸膜のうちの２枚がポリマーの配向方向を直交するように積層されてなるるため、厚みの薄い表示素子を得ることができる。また、高い光利用効率を得ることができる。
【００５４】
また、本発明に係る液晶表示素子によれば、上記の液晶光変調膜がそれぞれ透明電極付きの２枚の透明基板により挟持されてなるため、上記本発明の液晶光変調膜の効果を好適に得ることができる。
【００５５】
また、本発明に係る液晶表示素子によれば、透明基板が樹脂フィルムからなるため、軽量で変形が可能な液晶表示素子を得ることができる。
【００５６】
また、本発明に係る液晶表示装置によれば、上記の液晶表示素子と、バックライトとを備えるため、コントラスト比の良好な表示装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態例に係る液晶光変調膜および液晶表示素子の構成を模式的に示す図である。
【図２】実施例の液晶表示素子を動作させたときの光変調状態を示す図である。
【符号の説明】
１０液晶光変調膜
１２ａ、１２ｂ含浸膜
１４ａ、１４ｂ多孔質樹脂膜
１６液晶
１８二色性色素
２０ａ、２０ｂ透明電極
２２ａ、２２ｂ透明基板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal light modulation film, a liquid crystal display element, and a liquid crystal display device.
[0002]
[Prior art]
By applying the electro-optic effect of the liquid crystal, which changes the alignment state of the liquid crystal molecules by applying an electric field to the liquid crystal, an optical modulator that mainly changes the intensity of light can be realized. An optical modulator using this liquid crystal operates at a lower voltage than an optical crystal exhibiting other electro-optical effects. For this reason, the liquid crystal display element provided with the light modulator using a liquid crystal as a light modulation layer (film | membrane) is used suitably for the flat display apparatus.
[0003]
However, since a liquid crystal display element requires liquid crystal alignment treatment, it is not easy to produce a large-area element.
[0004]
On the other hand, a polymer dispersion type liquid crystal (light modulation film) in which a liquid crystal having dielectric anisotropy is dispersed in a resin polymer is also known. In this case, since no alignment treatment is required, a large area liquid crystal A display element can be manufactured at low cost.
[0005]
However, polymer-dispersed liquid crystal cannot obtain a sufficiently dark state because incident light is scattered and emitted when the liquid crystal is randomly arranged in the state where no electric field is applied. Can't get.
[0006]
In order to improve the above-mentioned problems in the polymer-dispersed liquid crystal, a liquid crystal display element in which a dichroic dye is dispersed in a resin polymer together with the liquid crystal has been proposed (Patent Document 1). Here, the dichroic dye means a dye having anisotropy in light absorption.
[0007]
In the liquid crystal display element described above, since the dichroic dye absorbs scattered light in a state where no electric field is applied, a good dark state can be obtained, and thereby sufficient contrast can be obtained.
[0008]
[Patent Document 1]
JP-A-5-2194.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in a liquid crystal display element in which a dichroic dye is dispersed in a resin polymer, the orientation direction of the dichroic dye is regulated by the resin polymer. The light absorption function cannot be adjusted. For this reason, it is considered that the transmittance with respect to the incident light is not necessarily high, and good contrast cannot always be obtained.
[0010]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a method for producing a liquid crystal light modulation film capable of obtaining high transmittance and good contrast.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In the method for producing a liquid crystal light modulation film according to the present invention, two porous resin films obtained by mechanically stretching a porous resin material and aligning the polymer in one direction are arranged so that the alignment directions of the polymers are orthogonal to each other. laminated, wherein Rukoto a dichroic dye-containing liquid crystal is oriented in the same direction as the polymer of the porous resin film which is impregnated by impregnating the porous resin film of the two relevant. Further, the porous insulating film may have a certain rigidity and be configured to be able to stand by itself and maintain a certain shape. The porous insulating film may be configured such that the main chain or side chain of the polymer is molecularly oriented.
[0012]
Accordingly, since the dichroic dye is also aligned in the same direction as the liquid crystal following the alignment of the liquid crystal, the light absorption of the dichroic dye at the time of voltage application is small when the liquid crystal light modulation film is used for a display element. High transmittance and good contrast can be obtained.
[0013]
The porous resin film is suitable because the polymer is oriented in one direction, and therefore there is no need to provide an orientation film when the liquid crystal light modulation film is used for a display element.
[0014]
Furthermore, Ki out to absorb the polarized light component the two because the porous resin film is laminated so as to be orthogonal to the orientation direction of the pre-Symbol polymer, a polarizing angle in a thin liquid crystal light modulating film thicknesses orthogonal , it is possible to obtain a thin display device in thickness. Moreover, since a polarizing plate is not required, high light utilization efficiency can be obtained.
[0015]
The front Symbol porous resin film, since it is oriented by stretching, because the porous resin film has an excellent alignment property, which is preferable.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A preferred embodiment (hereinafter referred to as this embodiment) of a liquid crystal light modulation film, a liquid crystal display element, and a liquid crystal display device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0022]
First, a liquid crystal light modulation film (liquid crystal light modulator) and a liquid crystal display element according to this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 schematically shows a liquid crystal light modulation film.
[0023]
The liquid crystal light modulation film 10 is composed of two impregnated films 12a and 12b. Each of the impregnated films 12a and 12b has a structure in which the porous resin films 14a and 14b are impregnated with a liquid crystal containing a dichroic dye.
[0024]
The impregnated films 14a and 14b are self-supporting. Here, the self-supporting property means a property having a certain rigidity and capable of maintaining a certain shape independently. That is, the liquid crystal light modulation film 10 composed of the impregnating films 12a and 12b does not need to be sandwiched between two substrates when used in a display element, and does not deform even when a small force is applied, and maintains a certain shape. To do. On the other hand, a modulation film using only ordinary liquid crystal does not have a fixed form as it is, in other words, does not have a self-supporting property, and is used only for a display element by being sandwiched between two substrates. It is formed in a certain shape.
[0025]
Examples of the resin used for the porous resin films 14a and 14b include polyethylene resin, polypropylene resin, acrylic resin, methacrylic resin, epoxy resin, urethane resin, polystyrene resin, polyvinyl alcohol resin, for example, fluorine-based resin such as polytetrafluoroethylene, or For example, a copolymer of these resins such as acrylic urethane resin, and further cellulose or the like can be used. In addition, as the resin having excellent orientation, a synthetic resin obtained by curing a liquid crystalline monomer or a polymer liquid crystal can be used.
[0026]
The porous resin films 14a and 14b can be obtained by mechanically stretching a porous resin material obtained by phase separation of the above resins.
[0027]
In the structure of the porous resin films 14a and 14b, it is preferable that the polymer is oriented in a high order, or the main chain or the side chain of the polymer molecule is oriented in a high order. The porous resin films 14a and 14b preferably have a network structure. Such a porous resin film can also be obtained by a production method such as phase separation or stretching.
[0028]
Further, the porous resin films 14a and 14b can adjust the response speed of light modulation when used in a display element, the contrast ratio of the display, by adjusting the polymer agglomeration density, the length of the polymer fiber or the size of the molecule. Can be controlled. For example, when the polymer is a fiber forming a network, the thickness of the fiber is preferably about 1 μm or less. In order to perform light modulation with a good contrast ratio, the thickness of the porous resin film is suitably about 2 to 50 μm.
[0029]
The material of the liquid crystal 16 is preferably biphenyl, terphenyl, phenylcyclohexane, fluorine, tolan, or ester nematic liquid crystal, cholesteric liquid crystal, or smectic liquid crystal. When using a smectic liquid crystal, a ferroelectric liquid crystal having spontaneous polarization and showing a high-speed response is useful. Such ferroelectric liquid crystals include Schiff base ferroelectric liquid crystals, azo ferroelectric liquid crystals, azoxy ferroelectric liquid crystals, biphenyl ferroelectric liquid crystals, ester ferroelectric liquid crystals, and phenylpyrimidine ferroelectrics. Can be mentioned.
[0030]
Moreover, as a material of the dichroic dye 18, those exhibiting colors such as black, red, green, blue, yellow, magenta, and cyan are suitable as display elements. For example, an anthraquinone or azo dye having a high dichroic ratio is preferably used.
[0031]
Since the impregnated films 12 a and 12 b include the dichroic dye 18 in the liquid crystal 16 impregnated in the porous resin films 14 a and 14 b as described above, the dichroic dye 18 follows the alignment behavior of the liquid crystal 16. Orient.
[0032]
Further, since the impregnated films 12a and 12b have the polymers of the porous resin films 14a and 14b oriented in one direction, the liquid crystal 16 (and also the dichroic dye 18) impregnated in the porous resin films 14a and 14b. Are oriented in the same orientation direction as the porous resin films 14a and 14b.
[0033]
The two impregnated films 12a and 12b are laminated so that the orientation direction of the polymer is orthogonal to the X direction and the Y direction in FIG.
[0034]
The liquid crystal light modulation film 10 according to the present embodiment configured as described above is sandwiched between two transparent substrates 22a and 22b provided with transparent electrodes 20a and 20b, respectively, and the liquid crystal according to the present embodiment. The display element 24 is used.
[0035]
As the material of the transparent electrodes 20a and 20b, a transparent metal oxide material such as indium oxide (ITO) doped with tin is suitable, but an organic polymer conductive material may be used. In this case, when an insulating layer made of a transparent organic material or a transparent inorganic oxide such as silicon dioxide or titanium dioxide is provided between the transparent electrodes 20a and 20b, a short circuit between the transparent electrodes 20a and 20b can be more reliably avoided. Can do.
[0036]
Moreover, as a material of the transparent substrates 22a and 22b, for example, a thin glass plate having a thickness of 0.7 mm or less can be used, thereby realizing a reduction in the weight and area of the display element. Further, for example, a thin and flexible resin film having a thickness of about 0.4 mm or less may be used, whereby a more flexible display element can be obtained. In this case, the thickness and shape of the liquid crystal light modulation film 10 are held not by the gap between the two transparent substrates but by the self-supporting liquid crystal light modulation film 10 itself as described above. Examples of such a resin used for the resin film include a polycarbonate resin, a polyethylene terephthalate resin, and a polyethersulfone resin.
[0037]
The transparent electrodes 20a and 20b of the liquid crystal display element 24 are connected to a voltage source 28 that supplies a DC voltage or an AC voltage via lead wires 26a and 26b.
[0038]
In the liquid crystal display element 24 according to the present embodiment configured as described above, light is incident from the transparent substrate 22a side, and depending on the intensity and polarity of the voltage applied between the transparent electrodes 20a and 20b, The light is modulated to become transmitted light.
[0039]
That is, in the liquid crystal display element 24, since the dichroic dye 18 is aligned following the alignment behavior of the liquid crystal 16, light polarized in the major axis direction of the molecules of the dichroic dye 18 is good for the dichroic dye 18. To be absorbed. For this reason, the intensity | strength of emitted light becomes small and a favorable dark state can be obtained. This effect can be obtained even if there is only one impregnated film. In particular, the liquid crystal display element 24 includes two impregnated films 12 and 12b, porous resin films 14a and 14b, liquid crystal 16 and two colors. Since the orientation directions of the dichroic dyes 18 are stacked so as to be orthogonal to each other, the orthogonal polarization components of the incident light are absorbed by the dichroic dye 18 and a more suitable dark state is obtained.
[0040]
In addition, when a voltage is applied between the transparent electrodes 20a and 20b, the liquid crystal display element 24 aligns the molecules of the liquid crystal 16 in parallel with the electric field and also aligns the dichroic dye 18 in the same direction. Passes through the liquid crystal light modulation film 10 while being hardly absorbed by the dichroic dye 18. Thereby, high intensity transmitted light is obtained. The intensity of the transmitted light can be continuously controlled by changing the intensity of the voltage applied between the transparent electrodes 20a and 20b and the polarity of the electrodes.
[0041]
Further, since the liquid crystal display element 24 can form the liquid crystal light modulation film 10 itself in a predetermined shape with a uniform thickness, it is not necessary to precisely provide a gap between the transparent substrates 22a and 22b, and coating or the like. Since it is not necessary to align the liquid crystal by this method, a large-area display element can be easily obtained. In this case, the thickness of the impregnated films 12a and 12b can be controlled more precisely by dispersing the spacer particles made of hard resin, silicon dioxide or the like in the impregnated films 12a and 12b. .
[0042]
In addition, since the liquid crystal light modulation film 10 is formed of two thin impregnated films that absorb the orthogonal polarization components of incident light, the liquid crystal display element 24 can obtain a thin display element.
[0043]
Moreover, since the liquid crystal display element 24 does not require a polarizing plate, high light utilization efficiency can be obtained.
[0044]
In addition, since the liquid crystal 16 is aligned in the alignment direction of the porous resin films 14a and 14b, the liquid crystal display element 24 is provided with a polyimide resin alignment film with a rubbing treatment on the transparent electrode as in the conventional liquid crystal display element. There is no need. In addition, this can avoid the breakdown and dust generation of the thin film transistor due to static electricity during rubbing, eliminate the need for a process of forming the alignment film at a high temperature, and damage the resin substrate and the transparent electrode that are vulnerable to heat treatment. Therefore, the productivity of the liquid crystal display element can be increased.
[0045]
In the liquid crystal display element 24 according to the present embodiment, the two impregnated films may be stacked so as not to coincide with each other, that is, without matching the alignment directions. Also by this, the effect of the present invention that exceeds the case of using only one impregnated film can be obtained.
[0046]
Further, in the liquid crystal display element 24 according to the present embodiment, when the three or more impregnated films are laminated, the above-described electro-optical effect of the present invention can be further obtained. Note that it is not necessary to laminate all three or more impregnated films so that the arrangement directions are orthogonal to each other, and they may be arranged and laminated so that the incident light does not depend on incident polarization.
[0047]
In the liquid crystal display element 24 according to the present embodiment, when a backlight is further provided, a display device with a better contrast ratio can be obtained. On the other hand, a reflecting plate or a diffusing plate may be provided in place of the backlight, whereby a reflective liquid crystal display device with low power consumption can be obtained. Further, a reflecting plate or a diffusing plate may be used in combination with a backlight. In these cases, one transparent substrate or transparent electrode may be a non-transparent substrate or metal electrode.
[0048]
【Example】
The present invention will be further described with reference to examples. In addition, this invention is not limited to the Example demonstrated below.
[0049]
A porous resin material having a pore diameter of 0.05 μm, a film thickness of 15 μm, and a porosity of 45% obtained by phase separation of the polyolefin resin was mechanically stretched to obtain a porous resin film having a thickness of 10 μm. Then, two porous resin films were laminated so that the orientation directions of the resins were orthogonal. On the other hand, 3 parts by mass of black dichroic dye (NKX-1366 manufactured by Hayashibara Biochemical Laboratories) was added to 100 parts by weight of nematic liquid crystal to obtain a liquid crystal containing dichroic dye. Then, a porous resin film was impregnated with this dichroic dye-containing liquid crystal to obtain two liquid crystal light modulation films. Further, the two liquid crystal light modulation films were sandwiched between two glass substrates with a transparent electrode having a thickness of 72 nm to obtain a liquid crystal display element (liquid crystal light modulator).
[0050]
FIG. 2 shows the relationship between the applied voltage and the light transmittance when an AC voltage of 100 V is applied between the transparent electrodes of the liquid crystal display element. FIG. 2 shows that the transmitted light can be modulated, and the desired operation of the liquid crystal display element of the present invention was confirmed.
[0051]
【The invention's effect】
The liquid crystal light modulation film according to the present invention comprises an impregnated film in which a porous resin film is impregnated with a liquid crystal containing a dichroic dye. Therefore, when used in a display element, high transmittance and good contrast are obtained. Can be obtained.
[0052]
Moreover, according to the liquid crystal light modulation film according to the present invention, since the polymer is oriented in one direction in the porous resin film, it is not necessary to provide an alignment film when the liquid crystal light modulation film is used for a display element.
[0053]
Moreover, according to the liquid crystal light modulation film according to the present invention, at least two impregnated films are laminated with different orientation directions of the polymer, and more preferably, two of the impregnated films are oriented in the polymer direction. Therefore, a thin display element can be obtained. Moreover, high light utilization efficiency can be obtained.
[0054]
Further, according to the liquid crystal display element according to the present invention, since the liquid crystal light modulation film is sandwiched between two transparent substrates each having a transparent electrode, the effect of the liquid crystal light modulation film of the present invention is preferably achieved. Obtainable.
[0055]
Moreover, according to the liquid crystal display element which concerns on this invention, since a transparent substrate consists of a resin film, it can obtain the liquid crystal display element which is lightweight and can deform | transform.
[0056]
In addition, according to the liquid crystal display device according to the present invention, since the liquid crystal display element and the backlight are provided, a display device with a good contrast ratio can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a liquid crystal light modulation film and a liquid crystal display element according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a light modulation state when the liquid crystal display element of the example is operated.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Liquid crystal light modulation film 12a, 12b Impregnation film | membrane 14a, 14b Porous resin film | membrane 16 Liquid crystal 18 Dichroic dye 20a, 20b Transparent electrode 22a, 22b Transparent substrate

Claims

Two porous resin films obtained by mechanically stretching a porous resin material and orienting the polymer in one direction are stacked so that the orientation directions of the polymers are orthogonal to each other, and the two dichroic dye-containing liquid crystals are laminated. method of manufacturing a liquid crystal light modulating film porous resin film is impregnated with the characterized Rukoto is oriented in the same direction as the polymer of the impregnated porous resin film.

2. The method of manufacturing a liquid crystal light modulation film according to claim 1, wherein the porous insulating film is configured to have a certain rigidity and to be self-supporting and to maintain a certain shape.

3. The method for producing a liquid crystal light modulation film according to claim 1, wherein the porous insulating film has a polymer main chain or side chain molecularly oriented.