JPH07110473A - Optical coloring film for liquid crystal element - Google Patents

Optical coloring film for liquid crystal element

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JPH07110473A
JPH07110473A JP25696093A JP25696093A JPH07110473A JP H07110473 A JPH07110473 A JP H07110473A JP 25696093 A JP25696093 A JP 25696093A JP 25696093 A JP25696093 A JP 25696093A JP H07110473 A JPH07110473 A JP H07110473A
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JP
Japan
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light
film
liquid crystal
phosphor
color
Prior art date
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Pending
Application number
JP25696093A
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Japanese (ja)
Inventor
Zenta Kikuchi
善太 菊地
Toshiro Takei
寿郎 武井
Tetsushi Yoshida
哲志 吉田
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Casio Computer Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to TW83105140A priority patent/TW482937B/en
Priority to KR1019940012746A priority patent/KR0181985B1/en
Priority to MYPI94001441A priority patent/MY110915A/en
Priority to CN94107207A priority patent/CN1074136C/en
Publication of JPH07110473A publication Critical patent/JPH07110473A/en
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Abstract

PURPOSE:To make possible to high-luminance color display of a color liquid crystal element by forming a phosphor film which accepts light and emits color fluorescent light. CONSTITUTION:The coloring film consists of a phosphor film 1 which accepts light and emits color fluorescent light. The incident light entering through the top surface of the film 1 is transmitted through the film 1 shown as solid lines in the figure and is reflected on the reflecting film plane M. The reflected light is again transmitted through the film 1 to the outside. A certain proportion of the light collides with the phosphor material 3 during the light is transmitted through the film. The phosphor material 3 transmits or reflects light in a specified wavelength region, namely light in the same wavelength region as the fluorescence the phosphor material 3 emits. Further, the material 3 absorbs light in other wavelength region and emits light (fluorescence) in the specified wavelength region from the energy of the absorbed light.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はカラー液晶素子に用いる
光着色膜に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photo-colored film used in a color liquid crystal device.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶素子は、透明電極を設けた一対の透
明基板間に液晶を封入したものであり、カラー画像を表
示するカラー液晶素子では、その一方の基板に、可視光
のうちの特定の波長域の光だけを透過させ他の波長域の
光は吸収するカラーフィルタを設けている。
2. Description of the Related Art A liquid crystal device is one in which liquid crystal is sealed between a pair of transparent substrates provided with transparent electrodes. In a color liquid crystal device for displaying a color image, one of the substrates is used to identify visible light. Is provided with a color filter that transmits only the light in the wavelength range of 1 and absorbs the light in the other wavelength range.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記カ
ラーフィルタを用いているカラー液晶素子は、その表示
が暗いという問題をもっている。これは、カラーフィル
タが、可視光のうちの特定の波長域の光だけを透過させ
他の波長域の光は吸収して着色光とするものであるた
め、このカラーフィルタでの光吸収が大きいからであ
り、特に、裏面側に反射膜を配置した反射型の液晶素子
では、表面側から入射した光がカラーフィルタを通って
裏面側の反射膜で反射され、再び前記カラーフィルタを
通って表面側に出射するため、カラーフィルタでの光吸
収がより大きくなって、表示がかなり暗くなる。本発明
は、カラー液晶素子に高輝度のカラー表示を行なわせる
ことができる液晶素子用光着色膜を提供することを目的
としたものである。
However, the color liquid crystal element using the above color filter has a problem that the display is dark. This is because the color filter transmits only light in a specific wavelength region of visible light and absorbs light in other wavelength regions and makes it colored light, so that the light absorption in this color filter is large. In particular, in a reflective liquid crystal element in which a reflection film is arranged on the back surface side, light incident from the front surface side is reflected by the reflection film on the back surface side through the color filter, and again passes through the color filter to the front surface. Since the light is emitted to the side, the light absorption in the color filter becomes larger, and the display becomes considerably dark. An object of the present invention is to provide a photo-coloring film for a liquid crystal element, which allows a color liquid crystal element to perform high-intensity color display.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明の光着色膜は、光
を受けて着色蛍光を発する蛍光体膜からなることを特徴
とするものである。なお、前記蛍光体膜は、この蛍光体
膜が発する蛍光の色に対応する波長域の光を透過させ他
の波長域の光は吸収する顔料を添加したものであっても
よい。
The photo-colored film of the present invention comprises a phosphor film which emits colored fluorescence upon receiving light. The phosphor film may be added with a pigment that transmits light in a wavelength range corresponding to the color of fluorescence emitted by the phosphor film and absorbs light in other wavelength ranges.

【0005】[0005]

【作用】すなわち、本発明は、上記蛍光体膜を光着色膜
としたものであり、前記蛍光体膜は、光を受けて着色蛍
光を発するため、この蛍光体膜からなる光着色膜を出射
する光は、前記蛍光体膜が発する蛍光の色に着色した光
である。
That is, the present invention uses the phosphor film as a photo-coloring film. Since the phosphor film emits colored fluorescence upon receiving light, the photo-coloring film composed of this phosphor film is emitted. The emitted light is light colored in the color of fluorescence emitted by the phosphor film.

【0006】そして、上記蛍光体膜は、カラーフィルタ
のように可視光のうちの特定の波長域の光だけを透過さ
せ他の波長域の光は吸収して着色光とするものではな
く、吸収光のエネルギーによって蛍光を発するものであ
るため、この蛍光体膜で着色された光の強度は、カラー
フィルタによる着色光の強度に比べてはるかに高い。
The phosphor film does not transmit only light in a specific wavelength region of visible light but absorbs light in other wavelength regions to obtain colored light, as in a color filter. Since it emits fluorescence by the energy of light, the intensity of light colored by this phosphor film is much higher than the intensity of colored light by the color filter.

【0007】したがって、カラー液晶素子に本発明の光
着色膜を用いれば、この光着色膜で着色された光を利用
してカラー表示を行なえるし、またこの光着色膜で着色
された光高強度の光であるため、前記液晶素子に、高輝
度のカラー表示を行なわせることができる。
Therefore, if the photo-coloring film of the present invention is used in a color liquid crystal element, color display can be performed by utilizing the light colored by the photo-coloring film, and the light intensity colored by the photo-coloring film can be displayed. Since the light has high intensity, the liquid crystal element can perform high-luminance color display.

【0008】また、本発明の光着色膜において、上記蛍
光体膜に、前記蛍光物質が発する蛍光の色に対応する波
長域の光を透過させ他の波長域の光は吸収する顔料を添
加しておけば、着色光の色純度を良くすることができ
る。
In the photo-colored film of the present invention, a pigment that transmits light in a wavelength range corresponding to the color of fluorescence emitted from the fluorescent substance and absorbs light in other wavelength ranges is added to the phosphor film. If so, the color purity of the colored light can be improved.

【0009】[0009]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図1は本発明の第1の実施例を示す光着色膜の一
部分の断面図であり、この光着色膜は、光を受けて着色
蛍光を発する蛍光体膜1からなっている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of a portion of a photo-coloring film showing a first embodiment of the present invention. The photo-coloring film is composed of a phosphor film 1 which emits colored fluorescence upon receiving light.

【0010】上記蛍光体膜1は、例えば透明基材2に蛍
光物質3を添加したものであり、この蛍光体膜1は、ア
クリル樹脂、塩化ビニル樹脂、アルキド樹脂、芳香族ス
ルホンアミド樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ベンゾ
グアナミン樹脂、およびそれらの共縮重合体等からなる
透明樹脂を基材2とし、この基材2中に蛍光物質3を点
在状態で混入させた構造となっている。
The phosphor film 1 is, for example, a transparent substrate 2 to which a fluorescent substance 3 is added. The phosphor film 1 is made of an acrylic resin, a vinyl chloride resin, an alkyd resin, an aromatic sulfonamide resin, or urea. A transparent resin made of a resin, a melamine resin, a benzoguanamine resin, and a copolycondensate thereof is used as the base material 2, and the fluorescent material 3 is mixed in the base material 2 in a scattered state.

【0011】なお、この蛍光体膜1は、基材2となる樹
脂材料と蛍光物質3とを所望の割合で混合したものを、
カラー液晶素子の基板(図示せず)上に印刷法またはス
ピンコート法等により所定の膜厚に塗布し、その後前記
樹脂材料を硬化させて形成される。
The phosphor film 1 is prepared by mixing a resin material for the base material 2 and the phosphor 3 in a desired ratio.
It is formed by coating a substrate (not shown) of a color liquid crystal element by a printing method or a spin coating method to a predetermined film thickness, and then curing the resin material.

【0012】また、上記蛍光物質3は、上記基材2に用
いた樹脂または他の透明樹脂を蛍光染料で染めた蛍光材
を微細な粒状に粉砕したものであり、この蛍光物質3
は、特定の波長域(蛍光物質3が発する蛍光色の波長
域)以外の光を吸収してその光のエネルギーにより前記
特定の波長域の光を発する波長変換機能をもっている。
The fluorescent substance 3 is obtained by crushing a fluorescent material obtained by dyeing the resin used for the substrate 2 or another transparent resin with a fluorescent dye into fine particles.
Has a wavelength conversion function of absorbing light other than the specific wavelength range (the wavelength range of the fluorescent color emitted by the fluorescent substance 3) and emitting the light of the specific wavelength range by the energy of the light.

【0013】すなわち、この実施例は、透明基材2に蛍
光物質3を添加した上記蛍光体膜1を光着色膜としたも
のであり、前記蛍光体膜1は、光を受けて着色蛍光を発
するため、この蛍光体膜1からなる光着色膜を出射する
光は、前記蛍光体膜1が発する蛍光の色に着色した光で
ある。
That is, in this embodiment, the phosphor film 1 in which the fluorescent substance 3 is added to the transparent substrate 2 is used as a photo-coloring film, and the phosphor film 1 receives the light and emits the colored fluorescence. Since the light is emitted, the light emitted from the photo-coloring film formed of the phosphor film 1 is the light colored in the color of the fluorescence emitted by the phosphor film 1.

【0014】そして、上記蛍光体膜1は、カラーフィル
タのように可視光のうちの特定の波長域の光だけを透過
させ他の波長域の光は吸収して着色光とするものではな
く、吸収光のエネルギーによって蛍光を発するものであ
るため、この蛍光体膜1で着色された光の強度は、カラ
ーフィルタによる着色光の強度に比べてはるかに高い。
The phosphor film 1 does not transmit only light in a specific wavelength region of visible light and absorbs light in other wavelength regions to form colored light, unlike a color filter. Since the fluorescent light is emitted by the energy of the absorbed light, the intensity of the light colored by the phosphor film 1 is much higher than the intensity of the colored light by the color filter.

【0015】この蛍光体膜1による光の着色について説
明すると、例えば前記蛍光体膜1の裏面側に図1に鎖線
で示したように反射膜Mを配置した場合は、蛍光体膜1
の表面側から入射した光が図1に実線矢印で示すように
蛍光体膜1を通って反射膜M面で反射され、この反射光
が再び蛍光体膜1を通って出射するが、その光のうちの
ある程度の光が、蛍光体膜1を通る際に蛍光物質3に当
る。
The coloring of light by the phosphor film 1 will be described. For example, when the reflection film M is arranged on the back surface side of the phosphor film 1 as shown by the chain line in FIG.
The light incident from the front surface side passes through the phosphor film 1 and is reflected by the reflection film M surface as shown by the solid arrow in FIG. 1, and the reflected light is emitted again through the phosphor film 1. Some of the light strikes the fluorescent substance 3 as it passes through the phosphor film 1.

【0016】そして、蛍光物質3は、この蛍光物質3に
当った光のうち、特定の波長域の光、つまり蛍光物質3
が発する蛍光色と同じ波長域の光は透過または反射さ
せ、他の波長域の光は吸収して、その光のエネルギーに
より前記特定の波長域の光(蛍光)を発する。
Then, the fluorescent substance 3 is a light in a specific wavelength range of the light that has hit the fluorescent substance 3, that is, the fluorescent substance 3
The light of the same wavelength range as the fluorescent color emitted by is transmitted or reflected, the light of another wavelength range is absorbed, and the energy of the light emits the light (fluorescence) of the specific wavelength range.

【0017】なお、蛍光物質3が発する蛍光は、図1に
破線矢印で示したように、蛍光物質3の周囲に放出され
るが、そのうち蛍光体膜1の表面に向かう蛍光は蛍光体
膜1からの反射光となり、反射膜Mに向かう蛍光はこの
反射膜Mで反射されて蛍光体膜1の表面側に出射する。
これは、蛍光物質3を透過または反射された光も同様で
ある。
The fluorescence emitted by the fluorescent substance 3 is emitted to the periphery of the fluorescent substance 3 as indicated by the broken line arrow in FIG. The reflected light is reflected by the reflection film M and is reflected by the reflection film M to be emitted to the front surface side of the phosphor film 1.
The same applies to the light transmitted or reflected by the fluorescent substance 3.

【0018】したがって、上記蛍光体膜1の表面側に出
射する反射光は、前記蛍光体膜1を蛍光物質3に当らず
に透過した光と、前記蛍光物質3が発した蛍光と、前記
蛍光物質3を透過または反射された光(蛍光物質3が発
する蛍光色と同じ波長域の光)であり、蛍光体膜1を蛍
光物質3に当らずに透過した光は白色光であるため、蛍
光体膜1からの出射光の色は、前記蛍光物質3が発する
蛍光の色である。なお、この出射光の色の濃度は、蛍光
体膜1中の蛍光物質3の混入量によって決まる。
Therefore, the reflected light emitted to the surface side of the phosphor film 1 is the light that has passed through the phosphor film 1 without hitting the phosphor substance 3, the fluorescence emitted by the phosphor substance 3, and the fluorescence. Light that is transmitted or reflected by the substance 3 (light in the same wavelength range as the fluorescent color emitted by the fluorescent substance 3) and that is transmitted through the fluorescent substance film 1 without hitting the fluorescent substance 3 is white light, so that The color of the light emitted from the body film 1 is the color of the fluorescence emitted by the fluorescent substance 3. The color density of the emitted light is determined by the amount of the fluorescent substance 3 mixed in the phosphor film 1.

【0019】また、上記蛍光体膜1は、カラーフィルタ
のように可視光のうちの特定の波長域の光だけを透過さ
せ他の波長域の光は吸収して着色光とするものではな
く、吸収光のエネルギーによって蛍光を発するものであ
り、この蛍光体膜1中の蛍光物質3は、特定の波長域以
外の可視光および紫外線を吸収してその光のエネルギー
により前記特定の波長域の光を発するため、この蛍光体
膜1で着色された光の強度は、カラーフィルタによる着
色光の強度に比べてはるかに高い。
Further, unlike the color filter, the phosphor film 1 does not transmit only light in a specific wavelength region of visible light and absorbs light in other wavelength regions to obtain colored light. The fluorescent substance 3 in the phosphor film 1 absorbs visible light and ultraviolet rays other than the specific wavelength range by absorbing the energy of the absorbed light, and absorbs visible light and ultraviolet rays other than the specific wavelength range, and the energy of the light absorbs light in the specific wavelength range. Therefore, the intensity of the light colored by the phosphor film 1 is much higher than the intensity of the colored light by the color filter.

【0020】図3は、上記蛍光体膜1によって着色され
た光の強度分布と、カラーフィルタによって着色された
光の強度分布とを、それぞれの裏面側に反射膜を配置し
て測定した結果を示しており、ここでは、反射膜に、表
面を粗面化したAl 反射膜(以下、Al 粗面反射膜とい
う)、Ba SO4 (硫酸バリウム)からなる光散乱面を
もった白色反射膜(以下、Ba SO4 反射膜という)、
Ag (銀)からなる鏡面反射膜(以下、Ag 鏡面反射膜
という)との3種類の反射膜を用いた場合の測定結果を
示している。
FIG. 3 shows the measurement results of the intensity distribution of the light colored by the phosphor film 1 and the intensity distribution of the light colored by the color filter by arranging a reflective film on the back surface side of each. In this case, the reflective film has an Al reflective film having a roughened surface (hereinafter referred to as Al rough surface reflective film) and a white reflective film having a light scattering surface made of Ba SO 4 (barium sulfate). Hereinafter referred to as Ba SO 4 reflective film),
The measurement results are shown when three types of reflective films, namely a specular reflective film made of Ag (silver) (hereinafter referred to as Ag specular reflective film) are used.

【0021】なお、この着色光の強度分布測定に用いた
蛍光体膜は、シンロイヒ株式会社製の品番FA−22の
蛍光物質を用いた緑色系蛍光体膜であって、基材に対す
る蛍光物質の混入量を重量比で60/160としたもの
である。また、上記カラーフィルタは、透明樹脂材料と
緑色系顔料とを混合したものを上記反射膜の上の塗布
し、その後前記樹脂材料を硬化させて形成した緑色系カ
ラーフィルタであり、このカラーフィルタも、前記蛍光
体膜も、その膜厚は7.5μmとした。
The phosphor film used for measuring the intensity distribution of the colored light is a green phosphor film using a phosphor material of product number FA-22 manufactured by Shin Loihi Co., Ltd. The mixing amount is 60/160 by weight ratio. Further, the color filter is a green color filter formed by coating a mixture of a transparent resin material and a green pigment on the reflection film, and then curing the resin material. The film thickness of the phosphor film was 7.5 μm.

【0022】この図3のように、上記蛍光体膜1は、そ
の出射光の強度が、カラーフィルタに比べてはるかに高
く、また、反射膜がAl 粗面反射膜、Ba SO4 反射
膜、Ag 鏡面反射膜のいずれであっても、出射光の強度
分布はほとんど変わらない。
As shown in FIG. 3, in the phosphor film 1, the intensity of the emitted light is much higher than that of the color filter, and the reflection film is an Al rough surface reflection film, a Ba SO 4 reflection film, The intensity distribution of the emitted light is almost unchanged regardless of whether the Ag specular reflection film is used.

【0023】このように、上記蛍光体膜1を出射する光
は、この蛍光体膜1が発する蛍光の色に着色した光であ
り、またこの蛍光体膜1で着色された光の強度は、カラ
ーフィルタによる着色光の強度に比べてはるかに高い。
As described above, the light emitted from the phosphor film 1 is light colored in the color of the fluorescence emitted by the phosphor film 1, and the intensity of the light colored by the phosphor film 1 is It is much higher than the intensity of colored light by the color filter.

【0024】したがって、上記蛍光体膜1からなる光着
色膜をカラー液晶素子に用いれば、この光着色膜で着色
された光を利用してカラー表示を行なえるし、またこの
光着色膜で着色された光高強度の光であるため、カラー
液晶素子に、高輝度のカラー表示を行なわせることがで
きる。
Therefore, if the photo-coloring film made of the phosphor film 1 is used for a color liquid crystal element, color display can be performed by utilizing the light colored by the photo-coloring film, and the photo-coloring film is used for coloring. Since the emitted light is high-intensity light, the color liquid crystal element can perform high-intensity color display.

【0025】なお、上記実施例の光着色膜は、透明基材
2に蛍光物質3だけを混入させた蛍光体膜1からなるも
のであるが、図2に示した第2の実施例のように、前記
蛍光体膜1に、この蛍光体膜1が発する蛍光の色に対応
する波長域の光を透過させ他の波長域の光は吸収する着
色顔料(カラーフィルタに用いられている顔料)4を添
加しておけば、着色光の色純度を良くすることができ
る。
The photo-coloring film of the above embodiment is composed of the phosphor film 1 in which only the fluorescent substance 3 is mixed in the transparent substrate 2, but like the second embodiment shown in FIG. In addition, a color pigment (a pigment used in a color filter) that allows the phosphor film 1 to transmit light in a wavelength range corresponding to the color of fluorescence emitted by the phosphor film 1 and absorb light in other wavelength ranges. If 4 is added, the color purity of colored light can be improved.

【0026】この場合は、蛍光体膜1を通る光がある程
度前記顔料に吸収されるため、その分だけ出射光の強度
が若干低下するが、顔料の添加量を調整すれば、色純度
が良く、しかも強度も十分な着色光を得ることができ
る。
In this case, since the light passing through the phosphor film 1 is absorbed to some extent by the pigment, the intensity of the emitted light is slightly reduced by that amount, but if the addition amount of the pigment is adjusted, the color purity is improved. Moreover, it is possible to obtain colored light having sufficient intensity.

【0027】図4は、上記光着色膜を高分子分散型の液
晶素子に用いた例を示す液晶素子の一部分の断面図であ
る。なお、この液晶素子は、裏面側基板の内面に反射膜
を設けた反射型のアクティブマトリックス液晶素子であ
る。
FIG. 4 is a sectional view of a part of a liquid crystal element showing an example in which the photo-coloring film is used in a polymer dispersion type liquid crystal element. This liquid crystal element is a reflection type active matrix liquid crystal element in which a reflective film is provided on the inner surface of the back side substrate.

【0028】図4において、下側の基板11は液晶素子
の裏面側基板、上側の基板12は表面側基板である。上
記裏面側基板11は、ガラス板等からなる絶縁性基板
(ただし、透明である必要はない)であり、この裏面側
基板11には、行方向および列方向に配列された複数の
透明な画素電極13と、これら各画素電極13にそれぞ
れ対応する複数の能動素子14とが配設されている。
In FIG. 4, the lower substrate 11 is the back side substrate of the liquid crystal element, and the upper substrate 12 is the front side substrate. The back side substrate 11 is an insulating substrate made of a glass plate or the like (however, it need not be transparent), and the back side substrate 11 has a plurality of transparent pixels arranged in rows and columns. An electrode 13 and a plurality of active elements 14 corresponding to the respective pixel electrodes 13 are arranged.

【0029】上記能動素子14は例えばTFT(薄膜ト
ランジスタ)であり、このTFT14は、基板11上に
形成されたゲート電極15と、このゲート電極15を覆
うゲート絶縁膜16と、前記ゲート絶縁膜16の上に前
記ゲート電極15と対向させて形成されたa−Si (ア
モルファスシリコン)等からなる半導体膜17と、この
半導体膜17の両側部の上に形成されたソース電極18
およびドレイン電極19とで構成されている。
The active element 14 is, for example, a TFT (thin film transistor), and the TFT 14 includes a gate electrode 15 formed on the substrate 11, a gate insulating film 16 covering the gate electrode 15, and the gate insulating film 16. A semiconductor film 17 made of a-Si (amorphous silicon) or the like which is formed on the semiconductor film 17 so as to face the gate electrode 15, and a source electrode 18 which is formed on both sides of the semiconductor film 17.
And a drain electrode 19.

【0030】なお、図示しないが、裏面側基板11の上
には、上記TFT14にゲート信号を供給するゲートラ
イン(アドレスライン)と、前記TFT14に画像デー
タに応じたデータ信号を供給するデータラインとが配線
されており、TFT14のゲート電極15は前記ゲート
ラインに一体に形成され、ドレイン電極19は前記デー
タラインにつながっている。
Although not shown, a gate line (address line) for supplying a gate signal to the TFT 14 and a data line for supplying a data signal corresponding to image data to the TFT 14 are provided on the rear substrate 11. , The gate electrode 15 of the TFT 14 is formed integrally with the gate line, and the drain electrode 19 is connected to the data line.

【0031】また、上記裏面側基板11の上には、この
裏面側基板11上に配設する全ての画素電極13にそれ
ぞれ対応させて、前記画素電極13のほぼ全面に対向す
る反射膜20が設けられている。なお、この反射膜20
は、上述したAl 粗面反射膜、Ba SO4 反射膜、Ag
鏡面反射膜のいずれでもよいが、この反射膜20と上記
TFT14のゲート電極15およびゲートラインとを同
じ金属膜(例えばAl膜)とすれば、これらを同時に形
成することができる。
A reflective film 20 is formed on the back-side substrate 11 so as to correspond to all the pixel electrodes 13 provided on the back-side substrate 11 so as to face substantially the entire surface of the pixel electrode 13. It is provided. The reflective film 20
Is the Al rough reflective film, Ba SO 4 reflective film, Ag
Although it may be any specular reflection film, if the reflection film 20 and the gate electrode 15 and the gate line of the TFT 14 are the same metal film (for example, Al film), they can be formed at the same time.

【0032】そして、上述した蛍光体膜からなる光着色
膜は、上記反射膜20の上にそれぞれ設けられている。
なお、この実施例では、光着色膜として、異なる色の蛍
光を発する複数の蛍光体膜、例えば、黄色系蛍光体膜1
aと、赤色系蛍光体膜1bと、上述した緑色系蛍光体膜
1cとを用い、これら蛍光体膜1a,1b,1cを交互
に並べて各反射膜20の上に設けている。
The photo-coloring film made of the phosphor film described above is provided on each of the reflection films 20.
In this embodiment, as the photo-coloring film, a plurality of phosphor films that emit fluorescence of different colors, for example, a yellow phosphor film 1 is used.
a, the red phosphor film 1b, and the green phosphor film 1c described above are used, and these phosphor films 1a, 1b, and 1c are alternately arranged and provided on each reflection film 20.

【0033】上記黄色系蛍光体膜1aに用いる蛍光物質
は、COLOUR INDEX番号が「C.I.562
05」または「C.I.46040」の蛍光染料を用い
て得ることができる。これらの蛍光染料は、紫外線だけ
を照射したときの蛍光色が、「C.I.56205」の
染料では緑〜黄緑、「C.I.46040」の染料では
緑黄〜黄であり、昼光下での色がいずれも黄である。
The fluorescent substance used for the yellow fluorescent substance film 1a has a COLOUR INDEX number of "CI.562".
05 "or" CI.46040 "fluorescent dyes. The fluorescent color of these fluorescent dyes when irradiated only with ultraviolet rays is green to yellow green for the dye of "CI.56205" and green yellow to yellow for the dye of "CI.46040". The colors under light are all yellow.

【0034】また、上記赤色系蛍光体膜1bに用いる蛍
光物質は、COLOUR INDEX番号が「C.I.
45380」または「C.I.45160」の蛍光染料
を用いて得ることができる。これらの蛍光染料はいずれ
も、紫外線だけを照射したときの蛍光色が黄〜橙であ
り、昼光下での色が赤である。
The fluorescent substance used for the red phosphor film 1b has a COLOUR INDEX number of "C.I.
45380 "or" CI.45160 "fluorescent dye. All of these fluorescent dyes have a yellow to orange fluorescent color when irradiated with only ultraviolet rays, and have a red color under daylight.

【0035】なお、上記赤色系蛍光体膜1bは、ピンク
系のものでもよく、このピンク系蛍光体膜に用いる蛍光
物質は、COLOUR INDEX番号が「C.I.4
5170」の蛍光染料を用いて得ることができる。この
蛍光染料は、紫外線だけを照射したときの蛍光色が橙〜
赤であり、昼光下での色がピンクである。
The red phosphor film 1b may be a pink phosphor, and the phosphor used for the pink phosphor film has a COLOUR INDEX number of "C.I.4."
5170 "fluorescent dye. The fluorescent color of this fluorescent dye when it is irradiated with only ultraviolet rays is orange ~
It is red and the color in daylight is pink.

【0036】また、上記反射膜20とその上に形成した
蛍光体膜1a,1b,1cは、上記TFT14のゲート
絶縁膜16で覆われている。このゲート絶縁膜16はS
i N(窒化シリコン)等からなる透明膜であり、画素電
極13は前記ゲート絶縁膜16の上に形成され、その一
端部において対応するTFT14のソース電極18に接
続されている。
The reflective film 20 and the phosphor films 1a, 1b and 1c formed thereon are covered with the gate insulating film 16 of the TFT 14. This gate insulating film 16 is S
The pixel electrode 13 is a transparent film made of iN (silicon nitride) or the like, is formed on the gate insulating film 16, and is connected to the source electrode 18 of the corresponding TFT 14 at one end thereof.

【0037】一方、上記表面側基板12は、ガラス板ま
たは透明樹脂フィルム等からなる透明基板であり、この
表面側基板12には、そのほぼ全面にわたって、上記裏
面側基板11上の全ての画素電極13と対向する透明な
対向電極21が設けられている。
On the other hand, the front side substrate 12 is a transparent substrate made of a glass plate, a transparent resin film or the like, and on the front side substrate 12, almost all the pixel electrodes on the back side substrate 11 are covered. A transparent counter electrode 21 that faces 13 is provided.

【0038】そして、上記裏面側基板11と表面側基板
12とは、その外周縁部において図示しない枠状のシー
ル材を介して接合されており、これら基板11,12間
の前記シール材で囲まれた領域には、液晶/高分子複合
膜22が設けられている。
The back-side substrate 11 and the front-side substrate 12 are bonded to each other at their outer peripheral edges via a frame-shaped sealing material (not shown), and are surrounded by the sealing material between the substrates 11 and 12. A liquid crystal / polymer composite film 22 is provided in the opened region.

【0039】この液晶/高分子複合膜22は、高分子層
中に液晶を分散させたものであり、この複合膜22は、
スポンジのような断面をもつようにポリマー化した高分
子層23の各空隙部にそれぞれ液晶が閉じ込められた構
造をなしている。図4において、24は複合膜22中の
液晶部(液晶が閉じ込められた部分)である。
The liquid crystal / polymer composite film 22 is one in which liquid crystal is dispersed in a polymer layer.
A liquid crystal is confined in each void of the polymer layer 23 polymerized so as to have a cross section like a sponge. In FIG. 4, reference numeral 24 denotes a liquid crystal part (a part in which the liquid crystal is confined) in the composite film 22.

【0040】なお、この液晶素子では、上記複合膜22
の液晶に、誘電異方性が正のネマティック液晶を用い、
この液晶中に黒色系の二色性染料を混入させている。図
5は上記複合膜22の1つの液晶部24の無電界状態と
電界印加状態における拡大断面図であり、図において、
Aは液晶の分子を示し、Bは前記二色性染料の分子を示
している。
In this liquid crystal element, the composite film 22 is used.
Nematic liquid crystal with positive dielectric anisotropy is used for the liquid crystal of
A black dichroic dye is mixed in this liquid crystal. FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of one liquid crystal part 24 of the composite film 22 in a non-electric field state and an electric field applied state.
A indicates a molecule of liquid crystal, and B indicates a molecule of the dichroic dye.

【0041】この液晶素子は、例えば、一対の基板1
1,12をシール材を介して接合した後、この両基板1
1,12間に、前記シール材の一部を欠落させて形成し
ておいた注入口から、光によって重合反応する高分子材
料と二色性染料を添加した液晶との混合溶液を真空注入
法により注入充填し、この充填溶液に、透明基板である
表面側基板11側から紫外線を照射して前記高分子材料
を光重合させる方法で製造することができる。なお、前
記注入口は、溶液の充填後か、あるいは高分子の光重合
後に封止する。
This liquid crystal element has, for example, a pair of substrates 1
After joining 1 and 12 with a sealant, both substrates 1
1 and 12, a mixed solution of a polymer material polymerized by light and a liquid crystal to which a dichroic dye is added is vacuum-injected through an injection port formed by removing a part of the sealing material. It can be manufactured by a method in which the polymer material is photopolymerized by irradiating the filling solution with ultraviolet rays from the surface side substrate 11 side which is a transparent substrate. The injection port is sealed after filling the solution or after photopolymerization of the polymer.

【0042】このように、基板11,12間に充填した
上記混合溶液に紫外線を照射すると、モノマーあるいは
オリゴマーの状態にある高分子材料が、その二重結合が
解けることによってラジカル化し、隣り合う分子のラジ
カルが互いに結合し合うラジカル重合反応により高分子
となって、この高分子材料のポリマー化により液晶が相
分離する。
As described above, when the mixed solution filled between the substrates 11 and 12 is irradiated with ultraviolet rays, the polymer material in the monomer or oligomer state is radicalized by the dissolution of the double bond, and adjacent molecules are adsorbed. The radicals are combined with each other to form a polymer by radical polymerization reaction, and the liquid crystal is phase-separated by polymerizing the polymer material.

【0043】このため、ポリマー化した高分子層23は
スポンジのような断面をもち、この高分子層23の各隙
間部にそれぞれ液晶が閉じ込められて、上述した構造の
液晶/高分子複合膜22が形成される。なお、この複合
膜22の形成方法は、光重合相分離法と呼ばれる方法で
ある。
For this reason, the polymerized polymer layer 23 has a cross section like a sponge, and the liquid crystal is confined in the gaps of the polymer layer 23, so that the liquid crystal / polymer composite film 22 having the above-described structure is formed. Is formed. The method for forming the composite film 22 is a method called a photopolymerization phase separation method.

【0044】上記液晶素子は、液晶/高分子複合膜22
での光の散乱と透過とを利用して表示するものであり、
この複合膜22の高分子層23中に分散している液晶部
24の液晶の分子Aは、電界が印加されていない状態で
は図5の(a)のように様々な方向を向いており、同様
に二色性染料の分子Bも様々な方向を向いているため、
この無電界状態では、液晶素子の表面側から入射した光
が、前記複合膜22を通る際に、その液晶部24と高分
子層23との界面および液晶部24の液晶の光散乱作用
により散乱されるとともに、この散乱光の大部分が二色
性染料によって吸収される。
The above liquid crystal element has a liquid crystal / polymer composite film 22.
It is displayed by using the scattering and transmission of light at
The molecules A of the liquid crystal of the liquid crystal part 24 dispersed in the polymer layer 23 of the composite film 22 are oriented in various directions as shown in FIG. 5A when no electric field is applied. Similarly, since the dichroic dye molecule B also faces various directions,
In this non-electric field state, the light incident from the surface side of the liquid crystal element is scattered by the interface between the liquid crystal part 24 and the polymer layer 23 and the light scattering action of the liquid crystal of the liquid crystal part 24 when passing through the composite film 22. At the same time, most of the scattered light is absorbed by the dichroic dye.

【0045】このため、無電界状態では、上記複合膜2
2を通って裏面側基板12上の蛍光体膜1a,1b,1
cおよび反射膜20に達する光量は極く僅かであり、し
たがって、前記蛍光体膜1a,1b,1cが発する蛍光
量および反射膜20からの反射光量が少ないし、また、
これらの光は前記複合膜22を再び通る際に上述したよ
うに散乱および吸収されるから、表面側に出射する光が
ほとんど無く、表示がほぼ黒の暗状態になる。
Therefore, in the non-electric field state, the composite film 2 is
2 through the phosphor film 1a, 1b, 1 on the rear substrate 12
c, the amount of light reaching the reflection film 20 is extremely small, and therefore, the amount of fluorescence emitted from the phosphor films 1a, 1b, 1c and the amount of light reflected from the reflection film 20 are small, and
Since these lights are scattered and absorbed as described above when passing through the composite film 22 again, almost no light is emitted to the surface side, and the display is in a substantially black dark state.

【0046】また、裏面側基板11の画素電極13と表
面側基板12の対向電極21との間に電界を印加する
と、図5の(b)のように、上記複合膜22の液晶部2
4の液晶の分子Aが基板11,12面に対してほぼ垂直
になるように一様に立上り配向し、それに連れて二色性
染料の分子Bも立上り配向するため、この電界印加状態
では、液晶素子の表面側から入射した光が、複合膜22
での光散乱作用をほとんど受けることなく、また二色性
染料による吸収もほとんど受けずに複合膜22を透過す
る。
When an electric field is applied between the pixel electrode 13 of the back side substrate 11 and the counter electrode 21 of the front side substrate 12, the liquid crystal part 2 of the composite film 22 is formed as shown in FIG. 5B.
Since the liquid crystal molecules A of No. 4 are uniformly rise-orientated so as to be substantially perpendicular to the surfaces of the substrates 11 and 12, and the molecules B of the dichroic dye are also rise-oriented, the electric field application state is The light incident from the front surface side of the liquid crystal element receives the composite film 22.
The light is transmitted through the composite film 22 with almost no light-scattering effect in the above and almost no absorption by the dichroic dye.

【0047】このため、電界印加状態では、入射光が上
記複合膜22を通って裏面側基板2上の蛍光体膜1a,
1b,1cおよびその下の反射膜20に達し、この光
が、前記蛍光体膜1a,1b,1cに着色蛍光を発生さ
せるとともに前記反射膜20で反射されて再び複合膜2
2を通って液晶素子の表面側に出射して、表示が明状態
になる。
Therefore, in the electric field applied state, the incident light passes through the composite film 22 and the phosphor film 1a on the rear substrate 2
1b, 1c and the reflection film 20 thereunder, this light causes the fluorescent films 1a, 1b, 1c to generate colored fluorescence and is reflected by the reflection film 20 to be again composite film 2.
The light is emitted to the surface side of the liquid crystal element through 2 and the display is in a bright state.

【0048】この明表示の色は、上記蛍光体膜1a,1
b,1cが発する蛍光の色であり、この液晶素子では、
黄色系蛍光体膜1aと赤色系蛍光体膜1bと緑色系蛍光
体膜1cとを各画素電極13にそれぞれ対向させて交互
に並べて設けているため、黄、赤、緑の3色の画素の組
合わせによってカラー画像が表示される。
The color of this bright display is the phosphor film 1a, 1
b, 1c are the colors of fluorescence emitted by this liquid crystal element.
Since the yellow-based phosphor film 1a, the red-based phosphor film 1b, and the green-based phosphor film 1c are provided alternately facing each pixel electrode 13, the pixels of three colors of yellow, red, and green are provided. A color image is displayed by combination.

【0049】また、上記蛍光体膜1a,1b,1cは、
カラーフィルタのように可視光のうちの特定の波長域の
光だけを透過させ他の波長域の光は吸収して着色光とす
るものではなく、吸収光のエネルギーによって蛍光を発
するものであるため、これら蛍光体膜1a,1b,1c
で着色された光の強度は、カラーフィルタによる着色光
の強度に比べてはるかに高い。
The phosphor films 1a, 1b, 1c are
Like a color filter, it does not transmit only light in a specific wavelength range of visible light and absorbs light in other wavelength ranges to make colored light, but it emits fluorescence by the energy of absorbed light. , These phosphor films 1a, 1b, 1c
The intensity of the light colored by is much higher than the intensity of the colored light by the color filter.

【0050】そして、この液晶素子は、上記蛍光体膜1
a,1b,1cからなる光着色膜で着色された光を利用
してカラー表示を行なうものであるから、光吸収率の大
きなカラーフィルタは不要であり、また光着色膜で着色
された光は高強度の光であるため、高輝度のカラー表示
を行なうことができる。
The liquid crystal element is composed of the phosphor film 1 described above.
Since color display is performed by using light colored with the photo-coloring film consisting of a, 1b, and 1c, a color filter having a large light absorptance is unnecessary, and light colored by the photo-coloring film is not necessary. Since the light has high intensity, color display with high brightness can be performed.

【0051】なお、上記液晶素子では、画素電極13と
TFT14を設けた基板11に光着色膜(蛍光体膜1
a,1b,1c)を設けているが、この光着色膜は、対
向電極21を設けた基板12に設けても、また両方の基
板11,12にそれぞれ設けてもよい。
In the above liquid crystal element, a photo-coloring film (phosphor film 1) is formed on the substrate 11 on which the pixel electrode 13 and the TFT 14 are provided.
a, 1b, 1c), the photo-colored film may be provided on the substrate 12 provided with the counter electrode 21 or on both substrates 11 and 12, respectively.

【0052】さらに、上記液晶素子は、画素電極13と
TFT14を設けた基板11を裏面側基板としたもので
あるが、これと逆に、対向電極21を設けた基板12を
裏面側基板としてもよく(その場合は、画素電極13と
TFT14を設けた基板11が表面側基板となるため、
この基板12を透明基板とする必要がある)、また反射
膜20は、裏面側基板の外面に設けてもよい。
Furthermore, in the above-mentioned liquid crystal element, the substrate 11 provided with the pixel electrodes 13 and the TFTs 14 is used as the back side substrate, but conversely, the substrate 12 provided with the counter electrode 21 may be used as the back side substrate. Well (in that case, the substrate 11 on which the pixel electrode 13 and the TFT 14 are provided becomes the front-side substrate,
The substrate 12 needs to be a transparent substrate), and the reflective film 20 may be provided on the outer surface of the backside substrate.

【0053】また、本発明の光着色膜は、反射型のもの
に限らず、透過型のカラー液晶素子にも使用できるし、
また、高分子分散型の液晶素子に限らず、TN型、ST
N型の液晶素子や、強誘電性液晶または反強誘電性液晶
を用いた液晶素子等、各種液晶素子に広く使用すること
ができる。なお、これら液晶素子は、アクティブマトリ
ックス型に限らず、単純マトリックス型のものでも、ま
た、一方の基板に表示パターンに対応する形状のセグメ
ントを設け、他方の基板にコモン電極を設けたセグメン
ト表示型のものでもよい。
Further, the photo-coloring film of the present invention can be used not only in the reflection type but also in the transmission type color liquid crystal element,
Further, the invention is not limited to polymer-dispersed liquid crystal elements, but may be TN type,
It can be widely used for various liquid crystal elements such as an N-type liquid crystal element and a liquid crystal element using a ferroelectric liquid crystal or an antiferroelectric liquid crystal. These liquid crystal elements are not limited to the active matrix type, but may be simple matrix type, or a segment display type in which a segment having a shape corresponding to the display pattern is provided on one substrate and a common electrode is provided on the other substrate. It may be one.

【0054】[0054]

【発明の効果】本発明の光着色膜は、光を受けて着色蛍
光を発する蛍光体膜からなるものであるから、カラー液
晶素子に本発明の光着色膜を用いれば、この光着色膜で
着色された光を利用してカラー表示を行なえるし、また
この光着色膜で着色された光高強度の光であるため、前
記液晶素子に、高輝度のカラー表示を行なわせることが
できる。
The photo-colored film of the present invention comprises a phosphor film which emits colored fluorescence upon receiving light. Therefore, when the photo-colored film of the present invention is used in a color liquid crystal element, the photo-colored film is Color display can be performed using colored light, and since the light colored with the photo-coloring film has high intensity, the liquid crystal element can perform color display with high brightness.

【0055】また、本発明の光着色膜において、上記蛍
光体膜に、この蛍光体膜が発する蛍光の色に対応する波
長域の光を透過させ他の波長域の光は吸収する顔料を添
加しておけば、着色光の色純度を良くすることができ
る。
In the photocoloring film of the present invention, a pigment that transmits light in a wavelength range corresponding to the color of fluorescence emitted by the phosphor film and absorbs light in other wavelength ranges is added to the phosphor film. If so, the color purity of the colored light can be improved.

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

【図1】本発明の第1の実施例を示す光着色膜の一部分
の断面図。
FIG. 1 is a sectional view of a portion of a photo-coloring film showing a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施例を示す光着色膜の一部分
の断面図。
FIG. 2 is a sectional view of a portion of a photo-coloring film showing a second embodiment of the present invention.

【図3】第1の実施例の光着色膜によって着色された光
の強度分布と、カラーフィルタによって着色された光の
強度分布とを、それぞれの裏面側に反射膜を配置して測
定した結果を示す図。
FIG. 3 is a result of measuring the intensity distribution of light colored by the photo-coloring film of the first embodiment and the intensity distribution of light colored by the color filter by disposing a reflecting film on each back surface side. FIG.

【図4】本発明の光着色膜を高分子分散型液晶素子に用
いた例を示す液晶素子の一部分の断面図。
FIG. 4 is a partial cross-sectional view of a liquid crystal element showing an example in which the photo-coloring film of the present invention is used in a polymer dispersion type liquid crystal element.

【図5】高分子分散型液晶素子における液晶/高分子複
合膜の1つの液晶部の無電界状態と電界印加状態におけ
る拡大断面図。
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of one liquid crystal part of a liquid crystal / polymer composite film in a polymer dispersed liquid crystal element in a non-electric field state and an electric field applied state.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…螢光体膜(光着色膜) 2…透明基材 3…蛍光物質 4…着色顔料 1 ... Fluorescent substance film (light coloring film) 2 ... Transparent base material 3 ... Fluorescent substance 4 ... Coloring pigment

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】カラー液晶素子に用いる光着色膜であっ
て、光を受けて着色蛍光を発する蛍光体膜からなること
を特徴とする液晶素子用光着色膜。
1. A photocoloring film for a liquid crystal element, which is a photocoloring film used for a color liquid crystal element and is formed of a phosphor film which emits colored fluorescence upon receiving light.
【請求項2】蛍光体膜には、この蛍光体膜が発する蛍光
の色に対応する波長域の光を透過させ他の波長域の光は
吸収する顔料が添加されていることを特徴とする請求項
1に記載の液晶素子用光着色膜。
2. A pigment is added to the phosphor film, which transmits light in a wavelength range corresponding to the color of fluorescence emitted by the phosphor film and absorbs light in other wavelength ranges. The photo-colored film for a liquid crystal device according to claim 1.
JP25696093A 1993-06-07 1993-10-14 Optical coloring film for liquid crystal element Pending JPH07110473A (en)

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