JP4722921B2 - 液晶組成物の作成方法、液晶組成物を用いた液晶表示素子及びそれを備えた電子ペーパー - Google Patents
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Description
一般に、反射波長が短くなるほど、液晶分子を強く捻って螺旋ピッチを短くする必要があるのでコレステリック液晶中のカイラル材の含有率は高くなる。また、一般に、カイラル材の含有率が高くなるほど駆動電圧が高くなる傾向がある。また、反射帯域幅Δλはコレステリック液晶の屈折率異方性Δnが大きくなるに従って大きくなる。
また、本発明の目的は、カラーバランスの改善及びコントラストの向上に優れる液晶表示素子及びそれを用いた電子ペーパーを提供することにある。
また、本発明によれば、カラーバランス及びコントラストに優れる液晶表示素子及びそれを用いた電子ペーパーが実現できる。
以上がR用液晶層での光の散乱が相対的に強くなってしまうことの考え得る原因である。
R体のベース液晶は、所定重量のネマティック液晶LCnに、R体のカイラル材CHr1とR体のカイラル材CHr2とを所定重量添加して作製する。カイラル材CHr1の含有率(ネマティック液晶LCnと2種のカイラル材CHr1、CHr2との合計重量に対する重量割合(wt%);以下同様)は27wt%である。カイラル材CHr2の含有率は3wt%である。以下、含有されたカイラル材CHr1とカイラル材CHr2とをまとめてカイラル材CHrという。
さらに、市販のアッベ屈折計等によりネマティック液晶LCnのΔnを測定する。また、水平配向及び垂直配向した液晶がそれぞれ注入されたテスト用セルのそれぞれの静電容量を測定し、ネマティック液晶LCnのΔεを算出する。Δεはダイレクタ(液晶分子の長軸の平均的方向)方向の誘電率とそれに垂直な成分の誘電率との差である。
図3及び図4に示すように、液晶表示素子1は、プレーナ状態で青色の光(第1波長の光)を反射するB用液晶層(第1の液晶層)3bを備えたB表示部6bと、プレーナ状態で緑色の光(第2波長の光)を反射するG用液晶層(第2の液晶層)3gを備えたG表示部6gと、プレーナ状態で赤色の光(第3波長の光)を反射するR用液晶層(第3の液晶層)3rを備えたR表示部6rとを有している。B、G、Rの各表示部6b、6g、6rは、この順に光入射面(表示面)側から積層されている。
なお、コレステリック液晶に中間的な強さの電界を与え、急激に当該電界を除去すると、プレーナ状態とフォーカルコニック状態とが混在した中間調となり、フルカラーの表示が可能となる。
縦横の長さが10(cm)×8(cm)の大きさに切断した2枚のポリカーボネート(PC)フィルム基板上にITO透明電極を形成してエッチングによりパターニングし、0.24mmピッチのストライプ状の電極(走査電極17又はデータ電極19)をそれぞれ形成する。320×240ドットのQVGA表示ができるよう、2枚のPCフィルム基板上にそれぞれストライプ状の電極が形成される。次に、2枚のPCフィルム基板7、9上のそれぞれのストライプ状の透明電極17、19上にポリイミド系の配向膜材料をスピンコートにより約700Åの厚さに塗布する。次に、配向膜材料が塗布された2枚のPCフィルム基板7、9を90℃のオーブン中で1時間のベーク処理を行い、配向膜を形成する。次に、一方のPCフィルム基板7又は9上の周縁部にエポキシ系のシール材21をディスペンサを用いて塗布して所定の高さの壁を形成する。
調製された従来のB、G、R用の各コレステリック液晶は、本実施の形態の液晶表示素子1と同様の構成を有する比較用液晶表示素子(不図示)の各液晶層に封入される。
まず、カイラル材の含有率が高いほど液晶分子が強く捻られて螺旋ピッチが短くなりプレーナ状態での反射光の波長は短くなる。このため、従来のコレステリック液晶のカイラル材の含有率は、B用よりG用が低く、G用よりR用が低くなっていた(図7参照)。
ところが、図1に示すように、カイラル材の含有率が相対的に低いコレステリック液晶を用いたR用液晶層では、バルク領域の液晶分子33bの螺旋軸の向き及び螺旋構造のバラツキが大きいという問題が生じている。
さらに、R用コレステリック液晶LCrに含有されるカイラル材は旋光性が異なる2種類の光学異性体を所定割合で含むので、赤を選択反射するのに必要な螺旋ピッチを得ることができる。
例えば、液晶表示素子1に用いられるコレステリック液晶の組成比率は、R用コレステリック液晶のカイラル材の含有率が最も高く、R用コレステリック液晶は旋光性が異なる2種類の光学異性体(R体及びL体のカイラル材)を含んでいればよい。従って、G用コレステリック液晶にはR体又はL体のカイラル材の一方のみが含まれるようにしてもよい。
3b、43b B用液晶層
3g、43g G用液晶層
3r、43r R用液晶層
6b、46b B表示部
6g、46g G表示部
6r、46r R表示部
7b、7g、7r 上基板
9b、9g、9r 下基板
47、49 基板
15 可視光吸収層
17r、17g、17b 走査電極
19r、19g、19b データ電極
21b、21b、21r シール材
23 制御回路
25 走査電極駆動回路
27 データ電極駆動回路
31 液晶層
33、33b、33s 液晶分子
41 パルス電圧源
Claims (9)
- プレーナ状態で第1波長の光を反射するように、
ネマティック液晶に、
コレステリック相を形成させる第一の旋光性のカイラル材が重量比で30wt%添加された液晶に、
第二の旋光性のカイラル材を全体重量比でさらに3wt%混合して作製され、
第一の旋光性を示す第1の液晶層と、
プレーナ状態で前記第1波長より長い第2波長の光を反射するように、
ネマティック液晶に、
コレステリック相を形成させる第二の旋光性のカイラル材が重量比で30wt%添加された液晶に、
第一の旋光性のカイラル材を全体重量比でさらに5wt%混合して作製され、
第二の旋光性を示す第2の液晶層と
を有し、ネマティック液晶の屈折率異方性のΔn値が、前記各カイラル材のΔn値より大きいこと
を特徴とする液晶表示素子。 - 請求項1に記載の液晶表示素子において、
前記第2の液晶層は赤色用液晶層である
ことを特徴とする液晶表示素子。 - 請求項1又は2に記載の液晶表示素子において、
前記第1及び第2の液晶層は、
それぞれ異なる一対の基板間に封止されている
ことを特徴とする液晶表示素子。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の液晶表示素子において、
前記第1の液晶層と、
前記第2の液晶層とは、表示面側からこの順に積層されている
ことを特徴とする液晶表示素子。 - プレーナ状態で第1波長の光を反射するように、
ネマティック液晶に、
コレステリック相を形成させる第一の旋光性のカイラル材が重量比で30wt%添加された液晶に、
第二の旋光性のカイラル材を全体重量比でさらに3wt%混合して作製され、
第一の旋光性を示す第1の液晶層と、
プレーナ状態で前記第1波長より長い第2波長の光を反射するように、
ネマティック液晶に、
コレステリック相を形成させる第二の旋光性のカイラル材が重量比で30wt%添加された液晶に、
第一の旋光性のカイラル材を全体重量比でさらに5wt%混合して作製され、
第二の旋光性を示す第2の液晶層と、
プレーナ状態で前記第1波長より短い第3波長の光を反射するように、
ネマティック液晶に、
コレステリック相を形成させる第二の旋光性のカイラル材が重量比で30wt%添加され、第二の旋光性を示す第3の液晶層と
を有し、ネマティック液晶の屈折率異方性のΔn値が、前記各カイラル材のΔn値より大きいこと
を特徴とする液晶表示素子。 - 請求項5に記載の液晶表示素子において、
前記第1の液晶層は緑色用液晶層であり、
前記第2の液晶層は赤色用液晶層であり、
前記第3の液晶層は青色用液晶層である
ことを特徴とする液晶表示素子。 - 請求項5又は6に記載の液晶表示素子において、
前記第1乃至第3の液晶層は、
それぞれ異なる一対の基板間に封止されている
ことを特徴とする液晶表示素子。 - 請求項5乃至7のいずれか1項に記載の液晶表示素子において、
前記第3の液晶層と、
前記第1の液晶層と、
前記第2の液晶層とは、表示面側からこの順に積層されている
ことを特徴とする液晶表示素子。 - 所定の画像を表示する表示部を有する電子ペーパーにおいて、
前記表示部は、
請求項1乃至8のいずれか1項に記載の液晶表示素子を備えている
ことを特徴とする電子ペーパー。
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