JP5390177B2 - Liquid crystal display element, photographing apparatus, and method of manufacturing liquid crystal display element - Google Patents
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本発明は、液晶表示素子と撮影装置及び液晶表示素子の製造方法に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display element, a photographing apparatus, and a method for manufacturing a liquid crystal display element.
近年、携帯端末(携帯電話等)や、デジタルスチルカメラ(DSC)、デジタルビデオカメラ(DVC)等の照明、補助光、ストロボ用途の光源として、高輝度タイプの擬似白色LEDが多く使われるようになって来た。 In recent years, high-brightness type pseudo white LEDs are often used as light sources for portable terminals (cell phones, etc.), digital still cameras (DSC), digital video cameras (DVC), etc. Came.
従来の携帯端末等で用いられるLEDを光源とした補助光、ストロボ等は、蛍光体色(黄色)が使用者の目に付き、デザイン性を著しく損なっていた。特に、ボディカラーとのマッチングが悪い場合もあった。また、性能面では、蛍光体色を抑えるため、光源部の外観面を小さくしたり、フィルター等で光源部を覆い、目立たなくするなどの対策が採られたりしていたが、本来LEDが持つ性能を著しく損なうものであった。 Auxiliary light, strobe light, etc., which uses an LED as a light source used in a conventional portable terminal or the like, has a phosphor color (yellow) that is noticeable to the user, and the design is remarkably impaired. In particular, there were cases where the matching with the body color was poor. In terms of performance, in order to suppress the phosphor color, measures such as reducing the appearance of the light source part or covering the light source part with a filter or the like to make it inconspicuous have been taken. The performance was significantly impaired.
上述のような問題に対して、発光部材の色、例えば、白色LEDの蛍光体の黄色、を隠すためにネガ型(遮光型)液晶を用いることにより、ストロボ発光部の窓部分から発光部材が見えることなく、カメラ全体のデザインのバランスを崩さず、かつ美観を損ねることの無いストロボ発光装置付カメラが提案されている(例えば、特許文献1参照)。このようなストロボ発光装置付カメラでは、ストロボ発光部の前面にネガ型液晶表示素子が配置され、ストロボ発光部が発光する前に、ネガ型液晶表示素子が駆動される。 With respect to the above-described problems, the light emitting member is exposed from the window portion of the strobe light emitting unit by using a negative (light-shielding) liquid crystal to hide the color of the light emitting member, for example, the yellow color of the phosphor of the white LED. There has been proposed a camera with a strobe light emitting device that does not appear, does not disturb the design balance of the entire camera, and does not impair the aesthetic appearance (see, for example, Patent Document 1). In such a camera with a strobe light emitting device, a negative liquid crystal display element is disposed in front of the strobe light emitting unit, and the negative liquid crystal display element is driven before the strobe light emitting unit emits light.
上述したような、ネガ型液晶を用いて発光部を隠す手法では、偏光板を用いるので、発光部から発せられる光の透過率が透過状態(ON電圧印加状態)で、50%以下となり、ストロボ等の光を大きく損失する。 In the method of hiding the light emitting part using the negative type liquid crystal as described above, since the polarizing plate is used, the transmittance of the light emitted from the light emitting part is 50% or less in the transmission state (ON voltage application state), and the strobe And so on.
また、不透過状態で、発光部前面の液晶表示素子の色と、携帯端末等のボディカラーとをマッチングさせるのが非常に困難である。色付きの偏光板を用いてボディカラーとのマッチングを図ると、偏光板の反射率が低いため暗くなり、彩度の低い色しか出せないため、色鮮やかなボディカラーには、合わせられない。また、ストロボの発光色が変化して、白色を出すことができなくなってしまい、画像品位が著しく低下してしまう。 In addition, it is very difficult to match the color of the liquid crystal display element on the front surface of the light emitting unit with the body color of the portable terminal or the like in the non-transmissive state. When matching with a body color using a colored polarizing plate, it becomes dark because the reflectance of the polarizing plate is low, and only a low-saturated color can be produced, so it cannot be matched with a colorful body color. In addition, the color of the stroboscopic light changes, making it impossible to produce white, and the image quality is significantly reduced.
本発明の目的は、光源の前面に配置される液晶表示素子により、光源の性能を損なわず、かつデザイン性を高くすることが可能な撮影装置、及び本発明に用いる液晶表示素子の製造方法を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a photographing apparatus capable of improving design performance without impairing the performance of a light source by using a liquid crystal display element arranged in front of the light source, and a method for manufacturing the liquid crystal display element used in the present invention. Is to provide.
本発明の一観点によれば、液晶表示素子は、所定の間隔で対向して配置された一対の透明基板と、前記透明基板の対向面側に形成された所定形状の透明電極と、前記透明基板の対向面側に形成された配向処理を行った配向膜と、前記一対の基板に挟持された液晶層とを含み、前記液晶層は、Δεが正の液晶材料と、カイラル剤と、二色性色素と、光重合性モノマー硬化物とを含み、前記透明電極に印加される駆動電圧のOFFとONとの切り替えにより前記液晶層の着色状態と非着色状態とを切り替える画素部と、前記画素部の外側に配置され、所定のパターンを形成するように前記液晶層が単色で2以上の階調を持って着色されている非画素部とを含む表示領域が形成されている。
本発明の他の観点によれば、上記一観点による液晶表示素子の製造方法は、(a)各々が電極を備えた一対の透明基板を準備する工程と、(b)前記一対の基板を、間隙を持って貼り合わせる工程と、(c)前記一対の基板の間隙に、光重合可能な材料が0.5〜5wt%と二色性色素とカイラル剤とが添加されΔεが正の液晶を注入する工程と(d)前記工程(c)の後、紫外線露光を行う工程とを有し、前記工程(d)は、(d1)電圧を印加しつつ前記所定のパターンに従い紫外線を部分的に露光する工程と、(d2)電圧を印加せずに全面露光する工程とを含む。
According to an aspect of the present invention, a liquid crystal display element includes a pair of transparent substrates arranged to face each other at a predetermined interval, a transparent electrode having a predetermined shape formed on the opposite surface side of the transparent substrate, and the transparent An alignment film formed on the opposite surface side of the substrate and subjected to alignment treatment; and a liquid crystal layer sandwiched between the pair of substrates. The liquid crystal layer includes a liquid crystal material having a positive Δε, a chiral agent, A pixel portion that includes a chromatic dye and a photopolymerizable monomer cured product, and switches between a colored state and a non-colored state of the liquid crystal layer by switching between OFF and ON of a driving voltage applied to the transparent electrode; A display region is formed including a non-pixel portion that is disposed outside the pixel portion and in which the liquid crystal layer is colored in a single color with two or more gradations so as to form a predetermined pattern.
According to another aspect of the present invention, a method of manufacturing a liquid crystal display element according to the above aspect includes (a) a step of preparing a pair of transparent substrates each having an electrode, and (b) the pair of substrates. A step of laminating with a gap; (c) 0.5 to 5 wt% of a photopolymerizable material, a dichroic dye and a chiral agent are added to the gap between the pair of substrates, and a liquid crystal having a positive Δε is formed. And (d) after the step (c), a step of performing ultraviolet exposure, wherein the step (d) partially applies ultraviolet rays according to the predetermined pattern while applying a voltage (d1). A step of exposing, and (d2) a step of exposing the entire surface without applying a voltage.
本発明によれば、光源の前面に配置される液晶表示素子において、光源の性能を損なわず、かつデザイン性を高くすることが可能な撮影装置、及び本発明に用いる液晶表示素子の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, in a liquid crystal display element arranged in front of a light source, a photographing apparatus capable of improving design characteristics without impairing the performance of the light source, and a method for manufacturing the liquid crystal display element used in the present invention. Can be provided.
図1は、本発明の実施例による液晶表示素子101の構成を表す。図1(A)は、本発明の実施例による液晶表示素子101の概略断面図である。図1(B)は、本発明の実施例による液晶3の組成を表す表である。液晶セルがゲスト・ホスト(GH)液晶セルであり、液晶表示素子101を例えば、デジタルスチルカメラ(DSC)の前面パネル(撮影用レンズ、ストロボ等の撮影用光源、撮影用センサなどが配置されている面)に配置する場合を説明する。
FIG. 1 shows a configuration of a liquid
例えば、厚さ0.7mmの青板ガラスからなる一対のガラス基板1A、1B(以降、両基板をあわせて単にガラス基板1と呼ぶ)の各々の上に透明膜であるインジウム錫酸化物(ITO)膜をCVD、蒸着、スパッタなどにより500Åの厚さで形成し、フォトリソグラフィーにて所望のITO電極パターン2および外部取出し配線2Lに整形する。ITO電極パターン2は、例えば、図2(B)に示すように、両ガラス基板1のITO電極パターン2が重なり合った部分がストロボやレンズの形状や大きさ、位置と合致するように形成する。
For example, a transparent film of indium tin oxide (ITO) is formed on each of a pair of
パターンニングしたITO付きガラス基板1を洗浄し、該ガラス基板1のITO上を含む表面上にフレキソ印刷にて絶縁膜材料(有機系酸化シリコン膜)を印刷し、焼成により絶縁膜4を500〜2000Åの厚さで形成する。この絶縁膜4は必須では無いが、上下基板間の短絡防止のため形成することが望ましい。フレキソ印刷の他に、メタルマスクを用い、蒸着やスパッタなどの方法で絶縁膜を形成してもよい。 The patterned glass substrate 1 with ITO is washed, an insulating film material (organic silicon oxide film) is printed on the surface including the ITO of the glass substrate 1 by flexographic printing, and the insulating film 4 is formed by baking to 500- It is formed with a thickness of 2000 mm. The insulating film 4 is not essential, but is desirably formed to prevent a short circuit between the upper and lower substrates. In addition to flexographic printing, an insulating film may be formed by a method such as vapor deposition or sputtering using a metal mask.
続いて、絶縁膜4の上に絶縁膜4とほぼ同じパターンで、液晶配向膜5をフレキソ印刷等で形成する。例えば、ポリアミック酸等の配向膜材料をフレキソ印刷後に焼成することでポリイミド膜を500〜800Åの厚さで形成し、ラビング処理を施す。ラビングは布を巻いた円筒状のロールを高速に回転させ、液晶配向膜5上を擦る工程である。上下基板間の液晶3の捩れ角が0〜360°(左捩れ)になるようラビング処理の方向を設定する。 Subsequently, a liquid crystal alignment film 5 is formed on the insulating film 4 in the same pattern as the insulating film 4 by flexographic printing or the like. For example, an alignment film material such as polyamic acid is baked after flexographic printing to form a polyimide film with a thickness of 500 to 800 mm and subjected to a rubbing treatment. Rubbing is a process in which a cylindrical roll wound with a cloth is rotated at high speed and rubbed on the liquid crystal alignment film 5. The rubbing direction is set so that the twist angle of the liquid crystal 3 between the upper and lower substrates is 0 to 360 ° (left twist).
液晶のねじれ角が240°以上になると電圧−透過率特性でヒステリシス(立ち上がり電圧−透過曲線と、立ち下がり電圧−透過曲線とが一致しない現象)が生じるが、全ON及び全OFFのみを使うのであれば、不都合は生じない。なお、ねじれ角が小さくなるほど、電圧OFF時の同じ色素添加量に対する素子の色味は薄くなるが、電圧をON状態にした時(ON時)の透過率はほとんど変わらないため、相対的に素子のコントラストが低くなる。ON時の透過率は色素添加量が低いほど高くなるので、素子の光学的特性を上げるにはねじれ角はなるべく大きいほうが望ましい。以上より、ねじれ角としては、概ね90〜270°程度が望ましい。なお、本実施例では、240°ツイストとなるようにラビング処理を行う。なお、ラビング処理は行わなくても良い。 When the twist angle of the liquid crystal exceeds 240 °, hysteresis (a phenomenon in which the rising voltage-transmission curve and the falling voltage-transmission curve do not match) occurs in the voltage-transmittance characteristics, but only all ON and all OFF are used. If so, there will be no inconvenience. Note that the smaller the twist angle, the lighter the color of the element with respect to the same amount of added dye when the voltage is OFF, but the transmittance when the voltage is turned on (when ON) remains almost unchanged. The contrast becomes lower. Since the transmittance at ON is increased as the amount of added dye is lower, it is desirable that the twist angle is as large as possible in order to improve the optical characteristics of the device. From the above, the twist angle is preferably about 90 to 270 °. In this embodiment, the rubbing process is performed so that the twist is 240 °. The rubbing process may not be performed.
次にガラス基板1の一方(下基板1A)の表面上に、シール材6を所定のパターンにスクリーン印刷する。シール材6の形成にはスクリーン印刷の代わりにディスペンサを用いてもよい。シール材には、例えば三井化学より入手可能な熱硬化性のES−7500を用いる。光硬化性のものや、光・熱併用型シール材でもよい。このシール材6には、ギャップコントロール材7を添加する。ギャップコントロール材7の直径は、液晶層3の厚さが3〜15μmとなるように選択する。本実施例では、液晶層3の厚さを5μmとするため、直径5μmのギャップコントロール材7をES−7500に3wt%添加する。
Next, the sealing material 6 is screen-printed in a predetermined pattern on the surface of one side of the glass substrate 1 (
ガラス基板1の他方(上基板1B)の表面上には、下基板のシール材6に添加したギャップコントロール材7と同様の直径のものを散布する。本実施例では、直径5μmのプラスチックボールをギャップコントロール材7として、乾式散布法にて散布する。
A glass substrate 1 having the same diameter as the gap control material 7 added to the sealing material 6 of the lower substrate is sprayed on the other surface (
2つの基板1A、1Bを、液晶配向膜5が内側になるよう所定の位置で重ね合わせてセル化し、プレスした状態で熱処理を行なって、シール材6を硬化する。なお、光硬化性のシール材を用いる場合は光処理を行って、シール材6を硬化する。
The two
その後、スクライバー装置によりガラス基板に所定の大きさ、形に傷をつけ、ブレイキングにより分割して空セルを作成する。 Thereafter, the glass substrate is scratched in a predetermined size and shape by a scriber device, and is divided by breaking to create an empty cell.
空セルにゲストホスト型の液晶3を真空注入する。ここでは、例えば、大日本インキ化学工業製のΔεが正のネマティック液晶(ミクスチャー:Δn=0.210(20℃))を用いる。添加する色素は、図1(B)に示すように、総量が0.5〜10wt%となるように添加する。色素としては、細かな色調整のために複数の色素を混合することが望ましい。二色性色素としては、例えば、青色の色素として株式会社林原生物化学研究所製のG−472等を用いることができる。本実施例では、上述のG−472をはじめ、様々な色素を混合してそれぞれ3wt%となるように液晶3中に添加する。また、この液晶3には、カイラル剤がd/p=0〜1程度になるように添加される。本実施例では、d/p=0.55となるように、カイラル剤としてS−811(メルク)を用いる。なお、色素濃度は、所望する色味に応じて変更する必要がる。 A guest-host type liquid crystal 3 is vacuum injected into the empty cell. Here, for example, nematic liquid crystal having a positive Δε (mixture: Δn = 0.210 (20 ° C.)) manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc. is used. As shown in FIG. 1B, the pigment to be added is added so that the total amount is 0.5 to 10 wt%. As the pigment, it is desirable to mix a plurality of pigments for fine color adjustment. As the dichroic dye, for example, G-472 manufactured by Hayashibara Biochemical Laboratories, Inc. can be used as a blue dye. In this embodiment, various dyes including G-472 described above are mixed and added to the liquid crystal 3 so as to be 3 wt%. Further, a chiral agent is added to the liquid crystal 3 so that d / p = 0 to 1. In this example, S-811 (Merck) is used as the chiral agent so that d / p = 0.55. The pigment concentration needs to be changed according to the desired color.
本実施例では、二色性色素として上述のG−472を選択したが、その他にも様々な二色性色素が選択可能であり、それにより、様々な色彩を有する液晶表示素子を作製可能である。したがって、本実施例による液晶表示素子101は、二色性色素を適宜選択することにより、様々な色彩のDSCや携帯電話等に色を合わせて用いることができる。
In this embodiment, the above-mentioned G-472 is selected as the dichroic dye. However, various other dichroic dyes can be selected, and thus liquid crystal display elements having various colors can be manufactured. is there. Therefore, the liquid
さらに、図1(B)に示すように、液晶3中に、感光性モノマーを0.5〜5wt%及びモノマーに対して1wt%程度の反応開始剤を添加する。本実施例では、DIC株式会社製アクリレート系液晶性モノマーUCL−001を3wt%添加する。 Further, as shown in FIG. 1 (B), 0.5 to 5 wt% of a photosensitive monomer and about 1 wt% of a reaction initiator are added to the liquid crystal 3. In this embodiment, 3 wt% of acrylate liquid crystalline monomer UCL-001 manufactured by DIC Corporation is added.
感光性モノマーの添加量を上述のように、0.5〜5wt%程度としたのは、添加量を0.5wt%以下とすると紫外線露光による書き込み状態を保持できないことがあり、5wt%以上では、液晶3の応答性が悪くなる懸念があるからである。添加量を15wt%程度まで増やすことは可能であるが、この場合、電圧印加して全面を透明状態とした時に、パターン書込みした部分とそれ以外の部分が目視で確認でき、DSC等に本実施例を適用した場合に、ストロボやレンズの機能を損ねる恐れがある。 As described above, the addition amount of the photosensitive monomer is set to about 0.5 to 5 wt%. If the addition amount is 0.5 wt% or less, the writing state by ultraviolet exposure may not be maintained. This is because the responsiveness of the liquid crystal 3 may be deteriorated. Although it is possible to increase the amount of addition to about 15 wt%, in this case, when the entire surface is made transparent by applying voltage, the part where the pattern is written and the other part can be visually confirmed, and this is implemented in DSC etc. When the example is applied, the function of the strobe or lens may be impaired.
その後エンドシール材で注入口を封止し、ガラス基板の面取りと洗浄を行う。以上により、液晶セルを完成する。 Thereafter, the inlet is sealed with an end seal material, and the glass substrate is chamfered and cleaned. Thus, a liquid crystal cell is completed.
次に、紫外線を液晶セルに照射し、感光性モノマーを光重合する。この時、全面露光するのではなく、液晶3をセル厚方向に立てた状態でパターン露光することにより、所望のパターン(文字、数字、記号、模様、絵柄等)を書き込むことができる。具体的には、液晶セル全面に15V印加した状態で、YAGレーザ(波長1064nm)の1/3波長(3倍波)(約355nm)の光を100μmφのスポットにし、ガルバノミラーを用いてスキャンして露光を行う。露光される場所の照射量が1J/cm2程度になるようにガルバノミラーのスキャン速度を調整する。書込みが終了したら、電圧を印加しない状態で液晶セル全面に紫外線露光(照射量1J/cm2程度)を行う。以上で、液晶表示素子101を完成する。
Next, the liquid crystal cell is irradiated with ultraviolet rays to photopolymerize the photosensitive monomer. At this time, a desired pattern (characters, numbers, symbols, patterns, patterns, etc.) can be written by performing pattern exposure with the liquid crystal 3 standing in the cell thickness direction instead of exposing the entire surface. Specifically, with 15 V applied to the entire surface of the liquid crystal cell, a 1/3 wavelength (third harmonic) (about 355 nm) light of a YAG laser (wavelength 1064 nm) is spotted to 100 μmφ and scanned using a galvanometer mirror. Exposure. The scan speed of the galvanometer mirror is adjusted so that the amount of irradiation at the exposed location is about 1 J / cm 2 . When writing is completed, the entire surface of the liquid crystal cell is exposed to ultraviolet light (irradiation amount of about 1 J / cm 2 ) without applying a voltage. Thus, the liquid
上記の紫外線パターン露光方法を工夫することにより、写真などの中間調表示が要求される図柄等の書込みも可能となる。この場合は、セル全面に印加する電圧とガルバノミラーで書き込むパターン露光を同期させればよく、例えば、中間電圧として1.5V、1.7V、2V、2.5V、3V、5V、15Vの電圧を選択し、画像を8階調の状態に分類して、最も色が濃い部分を除いて、順次電圧高くしつつ露光パターンと同期して、書込みを行う。なお、最も色が濃い部分(全体では、2番目に色が濃い部分)に一番低い電圧(この例では、1.5V)を印加し、順次電圧を上げ、最も色が薄い部分(透明部分)に一番高い電圧(この例では、15V)を印加する。最後に、電圧を印加しない状態で液晶セル全面に紫外線露光を行う。 By devising the above-described ultraviolet pattern exposure method, it is possible to write a pattern or the like that requires halftone display such as a photograph. In this case, the voltage applied to the entire cell surface may be synchronized with the pattern exposure written by the galvanometer mirror. For example, the intermediate voltage is 1.5V, 1.7V, 2V, 2.5V, 3V, 5V, 15V. Is selected, the image is classified into eight gradation states, and writing is performed in synchronization with the exposure pattern while increasing the voltage sequentially except for the darkest part. In addition, the lowest voltage (1.5V in this example) is applied to the darkest part (the second darkest part as a whole), and the voltage is increased in order, and the lightest part (transparent part). ) Is applied with the highest voltage (15 V in this example). Finally, UV exposure is performed on the entire surface of the liquid crystal cell without applying a voltage.
図2は、本発明の実施例による液晶表示素子101をデジタルスチルカメラ(DSC)の前面パネルに用いた場合の一例を示す概略平面図である。なお、図中実線のハッチングを施した部分は、半透明の状態を表し、一点鎖線のハッチングを施した部分は透明状態を表す。ハッチングの無い部分は、最も色の濃い部分(電圧無印加で紫外線露光した部分)を表す。半透明状態(中間階調)の部分において、ハッチングの間隔が密になるに従い、電圧無印加状態での当該部分の色が濃いものとする。
FIG. 2 is a schematic plan view showing an example when the liquid
電圧を印加しないで全面露光を行った場合は、図2(A)に示すように、全面が濃い色となり、一面を塗りつぶしたような状態となる。このような液晶表示素子のストロボやレンズ、センサ部分に対応する電極(表示領域内の画素部)に電圧を印加することにより、当該電極に対応する液晶層3が透明状態となり、図2(B)に示すように、ストロボ部分11やレンズ部分12、センサ部分13が目視できるようになる。なお、このようにする場合、ストロボ部分11の後面に配置されるストロボ(発光部)には、白色LEDを用いることが好ましい。
When the entire surface exposure is performed without applying a voltage, as shown in FIG. 2A, the entire surface becomes a dark color and the entire surface is filled. By applying a voltage to the electrodes (pixel portions in the display area) corresponding to the strobes, lenses, and sensor portions of such a liquid crystal display element, the liquid crystal layer 3 corresponding to the electrodes becomes transparent, and FIG. ), The
なお、上述したように、電圧を印加して所定のパターンで紫外線露光を行った場合には、図2(C)に示すように、液晶表示素子101に電圧を印加していない状態でも、書き込んだ書込み時の電圧に応じて、文字や記号等のパターン14Hは透明(実施例では、15Vを印加した部分)であり、ストロボ部分11やレンズ部分12、センサ部分13及びパターン部分14A〜Gは、半透明(中間電圧(それぞれ1.5V、1.7V、2V、2.5V、3V、5V)を印加した)状態となる。なお、図中、パターン部分14A〜Gは、パターン部分14Aの色が最も濃く、徐々に薄くなり、パターン部分14Gの色が最も薄いものとする。
Note that as described above, when a voltage is applied and ultraviolet exposure is performed in a predetermined pattern, writing is performed even when no voltage is applied to the liquid
また、図2(C)に示すように、全面に所定のパターン14A〜Gを中間階調で書き込んだとしても、液晶表示素子のストロボ部分11やレンズ部分12、センサ部分13に対応するITO電極2に電圧を印加することにより、当該電極に対応する液晶層3が透明状態となり、図2(D)に示すように、ストロボ部分11やレンズ部分12、センサ部分13が透明状態となり、目視できるようになり、それ以外の非画素部は、所定のパターン14A〜Gが存在する状態のままである。なお、15Vを印加して紫外線露光した文字や記号等のパターン14Hは、常に透明状態である。また、図示しないが、全面に電圧を印加することにより、全面を透明状態にすることもできる。
Further, as shown in FIG. 2C, even if
以上、本発明の実施例によれば、液晶表示素子101の液晶セルは、電圧無印加時には、電圧を印加して紫外線露光された部分は液晶分子及び二色性色素が基板平面に対し垂直状態になり透明状態となる。それ以外の部分(電圧無印加で露光した部分)は、電圧無印加時には、液晶分子及び二色性色素が基板平面に対し水平ねじれ状態で配向しており着色状態である。この液晶表示素子101に電圧を印加すると、電圧を上げるにつれ、最初に電圧無印加で露光した部分の液晶分子が垂直に立ってくるに伴い、二色性色素の色が見えなくなって当該部分の着色状態が薄くなっていき、最終的には全面が透明になる変化を示す。
As described above, according to the embodiment of the present invention, when no voltage is applied, the liquid crystal cell of the liquid
GH液晶を用いたことにより、偏光板を必要としないので、透過光の損失が少なく、明るい反射色を表現できる。カラー反射板を用いた場合には、暗くくすんだ色となってしまうが、本実施例によれば、非常に鮮やかな色を表現できる。 By using the GH liquid crystal, a polarizing plate is not required, so that a loss of transmitted light is small and a bright reflected color can be expressed. When a color reflector is used, the color becomes dark and dull, but according to this embodiment, a very vivid color can be expressed.
また、光源の性能を損なわずに、デザインに優位性を持たせることができる。すなわち、本実施例によれば、透過光の損失を抑えることができるとともに、使用者の嗜好に合わせて様々なパターンの書込みが可能になり、写真などの階調表示が必要な画像も書き込むことができる。また、様々な色を表現することができるので、本実施例による液晶表示素子を用いる機器のボディカラーと一致させることができる。 In addition, the design can be superior without impairing the performance of the light source. That is, according to the present embodiment, the loss of transmitted light can be suppressed, various patterns can be written according to the user's preference, and images that require gradation display such as photographs can also be written. Can do. In addition, since various colors can be expressed, it can be matched with the body color of the apparatus using the liquid crystal display element according to this embodiment.
本実施例では、ガルバノミラーを用いるが、例えば、デジタル・マイクロミラー・デバイス(DMD)を用いるなど、別の方法でも可能である。また、同一のパターンを大量生産する場合は、フォトマスクを用いてパターン露光するようにしても良い。 In this embodiment, a galvanometer mirror is used, but another method such as using a digital micromirror device (DMD) is also possible. Further, when the same pattern is mass-produced, pattern exposure may be performed using a photomask.
なお、反射防止膜を用いることにより、液晶表示素子101の透明状態を改善することができる。例えば、屈折率が異なる透明層を所定の厚さで1又は複数層形成するなど、反射防止技術として一般的なものを用いることができる。
In addition, the transparent state of the liquid
また、以上のようにして書き込んだパターン(文字、数字、記号、模様、絵柄、画像等)は、その後、書き換えることができないので、ユーザの名前や識別情報、本実施例を適用する機器の識別情報等を書き込むことに利用でき、盗難にあった場合などにも所有者等の確認を行うことができる。 In addition, since the patterns (characters, numbers, symbols, patterns, patterns, images, etc.) written as described above cannot be rewritten thereafter, the user name and identification information, and the identification of the device to which this embodiment is applied. It can be used for writing information and the like, and the owner can be confirmed even in the case of theft.
なお、本発明の実施例による液晶表示素子101へのパターン(文字、数字、記号、模様、絵柄、画像等)書込みは、液晶表示素子101を出荷した後に、出荷先でも行う(カスタム生産に対応する)ことができる。電圧印加で任意パターンを書込み、全面露光によりその後の書込みはできなくなる。例えば、DSCに適用する場合に、ストロボ発光部などを出荷前に確認するために、一部分のみに書込みを行い、その他の部分の書込みを出荷先で行うようにしても良い。なお、出荷前に書込みをした部分は、変更が不可能であり、当該部分には任意パターンの書込みは行えない。出荷先で書き込みを行うようにするためには、遮光された状態で出荷することが望ましい。
Note that writing of patterns (characters, numbers, symbols, patterns, patterns, images, etc.) to the liquid
また、電圧印加は、きちんとした電圧を印加することが望ましいが、外部からの静電気を加えるなどして与えても良い。この場合、表示用電極の有無に関わらず液晶の応答現象が得られる。この応答状態を保持している間に書込みを行うことで、液晶表示素子の任意の位置に所望形状の透過部分を形成することができる。 In addition, it is desirable to apply a proper voltage, but it may be applied by applying static electricity from the outside. In this case, a liquid crystal response phenomenon can be obtained regardless of the presence or absence of the display electrode. By performing writing while maintaining this response state, a transmissive portion having a desired shape can be formed at an arbitrary position of the liquid crystal display element.
また、書込みには、前記のYAGレーザーとガルバノミラー、DMD、フォトマスクの組み合わせのほかに、紫外線ランプ、紫外線LED、紫外線放出可能な放電灯などの紫外線源と、フォトマスク、テンプレートなどの遮光・開口を組み合わせた部材の利用が可能である。 For writing, in addition to the combination of the YAG laser, galvanometer mirror, DMD, and photomask, UV sources such as UV lamps, UV LEDs, and discharge lamps that can emit UV light, and photomasks, templates, etc. It is possible to use a member that combines openings.
また、本発明の実施例による液晶表示素子101は、ガラス基板に代えて可撓性透明プラスチックフィルムを用いてフィルム化も可能である。
In addition, the liquid
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。 Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited thereto. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.
1A、1B…ガラス基板、2…ITO電極、2L…配線、3…液晶層、4…絶縁膜、5…配向膜、6…シール材、7…ギャップコントロール材、14…紫外線露光パターン、101…液晶表示素子
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記透明基板の対向面側に形成された所定形状の透明電極と、
前記透明基板の対向面側に形成された配向処理を行った配向膜と、
前記一対の基板に挟持された液晶層と
を含み、
前記液晶層は、Δεが正の液晶材料と、カイラル剤と、二色性色素と、光重合性モノマー硬化物とを含み、
前記透明電極に印加される駆動電圧のOFFとONとの切り替えにより前記液晶層の着色状態と非着色状態とを切り替える画素部と、
前記画素部の外側に配置され、所定のパターンを形成するように前記液晶層が単色で2以上の階調を持って着色されている非画素部と
を含む表示領域が形成されている液晶表示素子。 A pair of transparent substrates arranged to face each other at a predetermined interval;
A transparent electrode having a predetermined shape formed on the opposite surface side of the transparent substrate;
An alignment film formed on the opposite surface side of the transparent substrate and subjected to an alignment treatment;
A liquid crystal layer sandwiched between the pair of substrates,
The liquid crystal layer includes a liquid crystal material having a positive Δε, a chiral agent, a dichroic dye, and a photopolymerizable monomer cured product,
A pixel unit that switches between a colored state and a non-colored state of the liquid crystal layer by switching between OFF and ON of a driving voltage applied to the transparent electrode;
A liquid crystal display in which a display region is formed including a non-pixel portion that is arranged outside the pixel portion and in which the liquid crystal layer is monochromatic and colored with two or more gradations so as to form a predetermined pattern element.
(a)各々が電極を備えた一対の透明基板を準備する工程と、
(b)前記一対の基板を、間隙を持って貼り合わせる工程と、
(c)前記一対の基板の間隙に、光重合可能な材料が0.5〜5wt%と二色性色素とカイラル剤とが添加されΔεが正の液晶を注入する工程と
(d)前記工程(c)の後、紫外線露光を行う工程と
を有し、
前記工程(d)は、
(d1)電圧を印加しつつ前記所定のパターンに従い紫外線を部分的に露光する工程と、
(d2)電圧を印加せずに全面露光する工程と
を含む液晶表示素子の製造方法。 A method for producing the liquid crystal display element according to claim 1, comprising:
(A) preparing a pair of transparent substrates each having an electrode;
(B) bonding the pair of substrates with a gap;
(C) a step of injecting a liquid crystal having a positive Δε by adding 0.5 to 5 wt% of a photopolymerizable material, a dichroic dye and a chiral agent into the gap between the pair of substrates; and (d) the step (C), and a step of performing ultraviolet exposure,
The step (d)
(D1) a step of partially exposing ultraviolet rays according to the predetermined pattern while applying a voltage;
(D2) A method for manufacturing a liquid crystal display element, including a step of exposing the entire surface without applying a voltage.
The method for manufacturing a liquid crystal display element according to claim 5, wherein the predetermined pattern is at least one of a character, a number, a symbol, a design, and an image.
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