JPH07261156A - Light scattering type liquid crystal display device - Google Patents

Light scattering type liquid crystal display device

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JPH07261156A
JPH07261156A JP7272894A JP7272894A JPH07261156A JP H07261156 A JPH07261156 A JP H07261156A JP 7272894 A JP7272894 A JP 7272894A JP 7272894 A JP7272894 A JP 7272894A JP H07261156 A JPH07261156 A JP H07261156A
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JP
Japan
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liquid crystal
light
regions
display device
crystal layer
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Application number
JP7272894A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshiro Takei
寿郎 武井
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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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Publication of JPH07261156A publication Critical patent/JPH07261156A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide a light scattering type liquid crystal display device which permits low- voltage driving and has good display quality. CONSTITUTION:A liquid crystal layer 11 is sandwiched from above and below by transparent substrate 2, 3 of glass, etc., laminated with transparent electrodes 4, 5 and driving voltage is applied to these transparent electrodes by a driver to control the orientation of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer to control the display. In the liquid crystal layer 11, with second liquid crystal regions 9 and third liquid crystal regions 10 are dispersedly arranged in the first liquid crystal region 8 in an independent state. The liquid crystal molecule of the respective liquid crystal regions are in a random state and the light transmitted through the liquid crystal layer 11 scatters in the respective liquid crystal regions in a state of not impressing electric fields to these regions. In addition, the liquid crystals varying in average refractive index are used for the respective liquid crystal regions adjacent to each other and, therefore, the light is scattered at the boundaries of the liquid crystal regions. The ordinary light refractive indices (no) of the respective liquid crystal regions 8, 9, 10 are coincident with each other when the electric fields are impressed thereto. Since the arranging directions of the liquid crystal molecules of the respective liquid crystal regions 8, 9, 10 are unified and arranged in the electric field direction, the good light transmission state is obtd. and the low-voltage driving is made possible.

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、複数の独立した液晶領
域を分散させて成る液晶層を具備する光散乱型液晶表示
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light scattering type liquid crystal display device having a liquid crystal layer in which a plurality of independent liquid crystal regions are dispersed.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、高分子(ポリマー)材料と液晶の
複合体における光散乱効果を利用したディスプレイデバ
イスや調光デバイスへの応用に関する研究が活発になっ
ている。このポリマーと液晶の複合体からなる高分子分
散型液晶材料では、ポリマー中に直径が数μm以下の液
晶の小滴(マイクロドロップレット)を分散した構造
や、網目状のポリマー中に液晶が充填されたような構造
をとり、液晶に電圧を印加することで液晶分子の配列方
向を電界の方向に揃え、ポリマーと液晶の屈折率のマッ
チングによる光の透過/散乱効果を利用するものであ
る。
2. Description of the Related Art In recent years, research on application to display devices and dimming devices utilizing the light scattering effect in a composite of a polymer material and liquid crystal has become active. The polymer-dispersed liquid crystal material consisting of this polymer-liquid crystal composite has a structure in which liquid crystal droplets (microdroplets) having a diameter of several μm or less are dispersed in the polymer, or a liquid crystal is filled in a network polymer. By adopting a structure as described above and applying a voltage to the liquid crystal, the alignment direction of the liquid crystal molecules is aligned with the direction of the electric field, and the light transmission / scattering effect due to the matching of the refractive indexes of the polymer and the liquid crystal is utilized.

【0003】例えば、電界を加えていない状態では、液
晶小滴の光軸がランダムになっており、液晶の実効的な
屈折率とポリマーの屈折率とが一致せず、光散乱効果に
よって不透明な白色状態になっている。
For example, when no electric field is applied, the optical axes of liquid crystal droplets are random, the effective refractive index of the liquid crystal does not match the refractive index of the polymer, and the liquid crystal is opaque due to the light scattering effect. It is in a white state.

【0004】また、しきい値以上の電界を加えた場合
は、液晶の光軸は例えば電界方向に配列して、液晶小滴
の見掛けの屈折率(no)が液晶の常光線に対応する値
となり、ポリマーの屈折率(np)とほぼ同じになるの
で、光散乱効果が弱まり、液晶セルは透明となる。
When an electric field above the threshold value is applied, the optical axis of the liquid crystal is aligned in the electric field direction, for example, and the apparent refractive index (no) of the liquid crystal droplet corresponds to the ordinary ray of the liquid crystal. Since the refractive index (np) of the polymer is almost the same, the light scattering effect is weakened and the liquid crystal cell becomes transparent.

【0005】このように、ポリマーを用いた従来の光散
乱型液晶表示装置は、光の散乱状態と透過状態とを作り
出して表示制御するため、偏光板が不要であって、高輝
度の液晶表示装置とすることができる。とりわけ、高分
子分散型液晶には、構造・製法の違いなどから、例え
ば、PDLC(Polymer Dispersed Liquid Crystal)、
PNLC(Polymer Network Liquid Crystal)、NCA
P(Nematic Curvilinear Aligned)などがあり、実用
化に向けて開発が進められている。
As described above, the conventional light-scattering liquid crystal display device using a polymer does not require a polarizing plate and controls the display by creating a light-scattering state and a light-transmitting state. It can be a device. In particular, polymer-dispersed liquid crystals include PDLC (Polymer Dispersed Liquid Crystal), due to differences in structure and manufacturing method.
PNLC (Polymer Network Liquid Crystal), NCA
P (Nematic Curvilinear Aligned), etc. are being developed for practical use.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の光散乱型液晶表示装置にあっては、液晶と高
分子とを複合させた液晶層を用いているため、高分子層
において電圧降下が起こり易く、実際に液晶にかかる電
圧が印加電圧の数分の1程度になる。このため、高分子
分散型の液晶表示装置では、駆動電圧が高くなってしま
うという問題がある。
However, in such a conventional light-scattering type liquid crystal display device, since a liquid crystal layer in which a liquid crystal and a polymer are combined is used, a voltage drop occurs in the polymer layer. Is likely to occur, and the voltage actually applied to the liquid crystal is about a fraction of the applied voltage. Therefore, the polymer-dispersed liquid crystal display device has a problem that the driving voltage becomes high.

【0007】そこで、液晶の駆動電圧を低く抑えるため
に、液晶の混合比率を高めることが考えられるが、高分
子樹脂に混ぜる液晶の割合には限界があり、あまり液晶
の比率を上げすぎると光の散乱性が減少するため、表示
品質が劣化するという問題がある。
Therefore, in order to suppress the driving voltage of the liquid crystal to be low, it is possible to increase the mixing ratio of the liquid crystal, but there is a limit to the ratio of the liquid crystal mixed with the polymer resin, and if the ratio of the liquid crystal is raised too much, the light Therefore, there is a problem in that the display quality is deteriorated because the scattering property of is reduced.

【0008】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、低電圧駆動が可能であって、表示品質の良好な
光散乱型液晶表示装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a light scattering type liquid crystal display device which can be driven at a low voltage and has a good display quality.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の光散乱型
液晶表示装置は、所定の間隙を保って対向配置され、対
向する夫々の表面に透明電極が形成された一対の透明基
板と、該一対の透明基板間に形成され、各々の平均屈折
率が互いに異なる複数の独立した液晶領域のみから成る
液晶層と、前記液晶層に電圧を印加すると共に印加電圧
値を制御し、前記液晶領域の夫々の液晶分子の配向状態
を光を透過させる状態と光を散乱させる状態との間で変
化させて表示制御を行う表示制御手段とを有することに
より、上記目的を達成する。
According to another aspect of the present invention, there is provided a light-scattering type liquid crystal display device, which comprises a pair of transparent substrates, which are arranged to face each other with a predetermined gap therebetween, and transparent electrodes are formed on respective surfaces of the transparent substrates. A liquid crystal layer formed between the pair of transparent substrates, the liquid crystal layer comprising only a plurality of independent liquid crystal regions each having an average refractive index different from each other; and applying a voltage to the liquid crystal layer and controlling an applied voltage value to the liquid crystal region. The above object is achieved by having display control means for changing the orientation state of each liquid crystal molecule between a state of transmitting light and a state of scattering light to perform display control.

【0010】請求項2記載の光散乱型液晶表示装置は、
請求項1記載の液晶層の各液晶領域が、夫々の液晶の常
光屈折率がほぼ等しいことにより、上記目的を達成す
る。
A light-scattering type liquid crystal display device according to claim 2 is
The liquid crystal region of the liquid crystal layer according to the first aspect achieves the above object by the fact that the ordinary refractive index of the liquid crystal is substantially the same.

【0011】請求項3記載の光散乱型液晶表示装置は、
請求項1記載の液晶層の各液晶領域が、誘電率のほぼ等
しい液晶で構成されていることにより、上記目的を達成
する。
A light-scattering type liquid crystal display device according to claim 3 is
The above object is achieved by the liquid crystal regions of the liquid crystal layer according to the first aspect being composed of liquid crystals having substantially the same dielectric constant.

【0012】請求項4記載の光散乱型液晶表示装置は、
請求項1、2又は3記載の液晶層に分散する複数の液晶
領域の少なくとも一つが、カプセル材により内包された
液晶の領域であることにより、上記目的を達成する。
A light-scattering liquid crystal display device according to claim 4 is
At least one of the plurality of liquid crystal regions dispersed in the liquid crystal layer according to claim 1, 2 or 3 is a region of the liquid crystal enclosed by an encapsulant, thereby achieving the above object.

【0013】[0013]

【作用】請求項1記載の光散乱型液晶表示装置では、透
明基板間に封入される複数の独立した液晶領域が分散配
置される液晶層が、平均屈折率が互いに異なる複数の液
晶領域のみで構成されているため、低電圧駆動により良
好な表示品質を得ることが可能となった。
In the light-scattering type liquid crystal display device according to claim 1, the liquid crystal layer in which a plurality of independent liquid crystal regions enclosed between transparent substrates are dispersedly arranged is composed of only a plurality of liquid crystal regions having different average refractive indexes. Since it is configured, it is possible to obtain good display quality by low voltage driving.

【0014】請求項2記載の光散乱型液晶表示装置で
は、液晶層の各液晶領域の常光屈折率がほぼ等しく構成
されているため、各液晶領域の液晶分子が高度に整列
し、良好な光透過状態が得られ、表示品質を向上させる
ことができる。
In the light-scattering type liquid crystal display device according to the second aspect, since the ordinary refractive index of each liquid crystal region of the liquid crystal layer is substantially the same, the liquid crystal molecules in each liquid crystal region are highly aligned and a good light is obtained. A transparent state can be obtained and display quality can be improved.

【0015】請求項3記載の光散乱型液晶表示装置で
は、液晶層の各液晶領域が誘電率のほぼ等しい液晶で構
成されているため、低電圧で液晶層全体を駆動すること
ができる。
In the light-scattering type liquid crystal display device according to the third aspect, since each liquid crystal region of the liquid crystal layer is composed of liquid crystal having substantially the same dielectric constant, the entire liquid crystal layer can be driven at a low voltage.

【0016】請求項4記載の光散乱型液晶表示装置で
は、液晶層に分散する複数の液晶領域の少なくとも一つ
は、カプセル材により内包されているため、独立した液
晶領域を確実に分離した状態で他の液晶領域中に分散さ
せることができ、製造が容易であって、表示品質を向上
させることができる。
In the light-scattering type liquid crystal display device according to claim 4, since at least one of the plurality of liquid crystal regions dispersed in the liquid crystal layer is encapsulated by an encapsulating material, independent liquid crystal regions are surely separated. Can be dispersed in another liquid crystal region, can be easily manufactured, and display quality can be improved.

【0017】[0017]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0018】図1〜図4は、本発明の光散乱型液晶表示
装置を説明する図である。
1 to 4 are views for explaining the light-scattering type liquid crystal display device of the present invention.

【0019】まず、構成を説明する。First, the structure will be described.

【0020】図1は、本実施例の光散乱型液晶表示装置
1の断面構成図である。
FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram of a light scattering type liquid crystal display device 1 of this embodiment.

【0021】図1に示すように、光散乱型液晶表示装置
1は、2枚のガラス板からなる透明基板2,3を所定間
隔をあけて互いに平行に配置し、その透明基板2,3の
対向面上に例えばインジウム錫酸化物(ITO)をスパ
ッタ法あるいは蒸着法を用いて所定の膜厚に型成し、こ
れをパターニングして所望の型状の透明電極4,5を積
層配置する。そして、2枚の透明基板間の周縁部には、
シール材6,7を塗布して、2枚の透明基板2,3を貼
り合わせて液晶を封入する液晶セルを構成する。この液
晶セル内には、次のような液晶材料が封入されて液晶層
11が形成される。
As shown in FIG. 1, the light-scattering type liquid crystal display device 1 has two transparent substrates 2 and 3 made of glass plates, which are arranged in parallel with each other at a predetermined interval. On the opposing surface, for example, indium tin oxide (ITO) is formed into a film having a predetermined thickness by using a sputtering method or a vapor deposition method, and this is patterned to laminate the transparent electrodes 4 and 5 in a desired shape. And, in the peripheral portion between the two transparent substrates,
The sealing materials 6 and 7 are applied and the two transparent substrates 2 and 3 are bonded to each other to form a liquid crystal cell in which liquid crystal is sealed. The following liquid crystal material is enclosed in the liquid crystal cell to form the liquid crystal layer 11.

【0022】本発明の光散乱型液晶表示装置における特
徴的な構成は、上記液晶セルに封入される液晶層11
が、2つ以上の独立した液晶領域で構成されており、そ
れぞれの液晶領域の液晶分子がランダムに配向している
点にある。
The characteristic structure of the light-scattering type liquid crystal display device of the present invention is the liquid crystal layer 11 enclosed in the liquid crystal cell.
Is composed of two or more independent liquid crystal regions, and liquid crystal molecules in each liquid crystal region are randomly aligned.

【0023】そして、本実施例では、図1に示すよう
に、例えば第1液晶領域8と第2液晶領域9、及び第3
液晶領域10の3つの液晶領域が互いに平均屈折率が異
なる液晶材料から成る。このため、電界を加えていない
状態では、各液晶領域において液晶分子がランダムな状
態にあって、光散乱効果を生ずるとともに、これに隣接
する液晶領域間で平均屈折率に差があるため、界面での
光散乱効果が加わり、液晶層11全体として高度な光散
乱状態が得られる。
Then, in this embodiment, as shown in FIG. 1, for example, the first liquid crystal region 8, the second liquid crystal region 9, and the third liquid crystal region 9 are formed.
The three liquid crystal regions of the liquid crystal region 10 are made of liquid crystal materials having different average refractive indexes. Therefore, when no electric field is applied, the liquid crystal molecules are in a random state in each liquid crystal region, which causes a light scattering effect, and there is a difference in average refractive index between adjacent liquid crystal regions. The light scattering effect is added, and a high light scattering state can be obtained as the entire liquid crystal layer 11.

【0024】すなわち、本実施例の光散乱型液晶表示装
置は、独立した液晶領域同士の平均屈折率の差を利用し
て光散乱効果を得ているため、従来からの高分子分散型
液晶で問題となっていたポリマー部における光の透過が
防止され、電界を加えていない状態での散乱度を向上さ
せることができる。
That is, since the light-scattering liquid crystal display device of this embodiment obtains the light-scattering effect by utilizing the difference in average refractive index between independent liquid crystal regions, the conventional polymer-dispersed liquid crystal is used. It is possible to prevent the transmission of light in the polymer portion, which is a problem, and improve the degree of scattering in a state where no electric field is applied.

【0025】また、本実施例の各液晶領域の液晶は、異
常光屈折率(ne)から常光屈折率(no)を引いた屈
折率異方性(Δn=ne−no)ができるだけ大きい方
が望ましく、その場合、光の散乱度が高くなって、好ま
しい光散乱効果が得られる。
Further, the liquid crystal of each liquid crystal region of the present embodiment is preferably such that the refractive index anisotropy (Δn = ne-no) obtained by subtracting the ordinary light refractive index (no) from the extraordinary light refractive index (ne) is as large as possible. Desirably, in this case, the degree of light scattering is increased, and a preferable light scattering effect is obtained.

【0026】また、本実施例の隣接する各液晶領域の液
晶同士は、上記した平均屈折率の異なる液晶材料である
とともに、常光屈折率(no)のほぼ等しい液晶材料が
用いられている。これは、図2に示すように、透明電極
4,5間に電源21の所定電圧をスイッチ部22をオン
して加えると、液晶分子が電界方向に沿って配列する。
このとき、液晶層11中の各液晶領域8〜10は、それ
ぞれ常光屈折率(no)の一致した液晶で構成されてい
るため、光の散乱の無い状態が得られ、図中の矢印Aか
ら入射した光が液晶層11を通過して矢印B方向へその
まま光が透過するという良好な光透過状態が得られる。
Further, the liquid crystals in the adjacent liquid crystal regions of this embodiment are liquid crystal materials having different average refractive indexes as described above, and liquid crystal materials having substantially the same ordinary refractive index (no) are used. As shown in FIG. 2, when a predetermined voltage of the power source 21 is applied between the transparent electrodes 4 and 5 by turning on the switch section 22, liquid crystal molecules are arranged along the direction of the electric field.
At this time, since each of the liquid crystal regions 8 to 10 in the liquid crystal layer 11 is composed of liquid crystal having the same ordinary light refractive index (no), a state in which light is not scattered can be obtained. A good light transmission state is obtained in which the incident light passes through the liquid crystal layer 11 and is directly transmitted in the direction of arrow B.

【0027】さらに、液晶層11に印加する印加電圧を
可変させることによって、透過光量の調節が可能であっ
て、中間調を表示することができる。
Further, by varying the applied voltage applied to the liquid crystal layer 11, the amount of transmitted light can be adjusted and a halftone can be displayed.

【0028】ところで、上記したように、従来の高分子
分散型液晶は、ポリマー中に直径が数μm以下の液晶の
球状小滴(マイクロドロップレット)を分散したポリマ
ー・液晶複合体からなる液晶層を用いているため、誘電
体であるポリマーによって電圧降下が生じ、液晶の駆動
電圧が高くならざるを得なかった。この点、本実施例の
液晶層11は、分散された液晶領域9,10だけでな
く、各液晶領域間も所定の特性を有する液晶領域8で満
たされているため、従来のようにポリマーによる電圧降
下が生ぜず、液晶駆動用の印加電圧を低電圧化すること
ができる。具体的な効果は、図3を用いて説明する。
By the way, as described above, the conventional polymer-dispersed liquid crystal is a liquid crystal layer composed of a polymer / liquid crystal composite in which spherical droplets (microdroplets) of liquid crystal having a diameter of several μm or less are dispersed in a polymer. However, since a polymer that is a dielectric material causes a voltage drop, the driving voltage of the liquid crystal must be high. In this respect, the liquid crystal layer 11 of the present embodiment is filled with not only the dispersed liquid crystal regions 9 and 10 but also the liquid crystal regions 8 having predetermined characteristics between the liquid crystal regions. The voltage drop does not occur and the applied voltage for driving the liquid crystal can be lowered. Specific effects will be described with reference to FIG.

【0029】図3は、本発明と従来例との駆動電圧とコ
ントラスト比との比較結果を示す図表である。
FIG. 3 is a chart showing the results of comparison between the drive voltage and the contrast ratio of the present invention and the conventional example.

【0030】図3に示すように、従来は、50〜100
のコントラスト比を得るのに10〜100V程度の駆動
電圧が必要であったが、本発明の光散乱型液晶表示装置
では、1〜3V程度で20〜100の略同等のコントラ
スト比が得られるようになり、1/10〜1/30程度
に駆動電圧を低電圧化することが可能になった。即ち、
本発明の光散乱型液晶表示装置によれば、通常の単一材
料の液晶表示素子と同等の駆動電圧で駆動できる。
As shown in FIG. 3, conventionally, 50-100
Although a driving voltage of about 10 to 100 V was required to obtain the contrast ratio of 1., the light scattering type liquid crystal display device of the present invention has a contrast ratio of about 20 to 100 at about 1 to 3 V. Thus, the driving voltage can be lowered to about 1/10 to 1/30. That is,
According to the light-scattering type liquid crystal display device of the present invention, it is possible to drive with a drive voltage equivalent to that of a liquid crystal display element of a normal single material.

【0031】これは、本発明では、従来の高分子分散型
液晶のように分散した液晶領域間に光が透過し易いポリ
マーを介在させていたのとは異なり、液晶分子をランダ
ムに配向させた液晶領域を介在せしめているため、ポリ
マーによる電圧降下がなくなったからである。
In the present invention, unlike the conventional polymer-dispersed liquid crystal, in which a polymer that easily transmits light is interposed between dispersed liquid crystal regions, liquid crystal molecules are randomly aligned. This is because the voltage drop due to the polymer disappears because the liquid crystal region is interposed.

【0032】このように、本実施例の光散乱型液晶表示
装置は、液晶層11を常光屈折率(no)がほぼ等し
く、かつ平均屈折率が互いに異なる複数の液晶領域のみ
で形成しているため、液晶に印加する電圧を調整するこ
とにより散乱度の大きい光散乱状態から良好な光透過状
態まで得ることができ、コントラストの高い鮮明な画像
表示を低い駆動電圧で得ることができる。
As described above, in the light-scattering type liquid crystal display device of this embodiment, the liquid crystal layer 11 is formed only by a plurality of liquid crystal regions having the ordinary refractive indexes (no) substantially equal to each other and having different average refractive indexes. Therefore, by adjusting the voltage applied to the liquid crystal, it is possible to obtain a light scattering state with a large scattering degree to a good light transmitting state, and it is possible to obtain a clear image display with high contrast at a low driving voltage.

【0033】本実施例の各液晶領域に用いる液晶材料
は、上記した種々の特性を合せ持った液晶であれば何で
もよい。例えば、コレステリック液晶材料やネマチック
液晶材料等を所定の常光屈折率や平均屈折率を持つよう
に調整したものを用いて実施することができる。
The liquid crystal material used in each liquid crystal region of this embodiment may be any liquid crystal having the above-mentioned various characteristics. For example, a cholesteric liquid crystal material, a nematic liquid crystal material, or the like adjusted to have a predetermined ordinary light refractive index or average refractive index can be used.

【0034】また、本実施例の液晶材料としては、上記
特性に加えて各液晶領域の誘電率がほぼ等しい性質を備
えた液晶を用いている。これにより、低電圧駆動により
液晶層全域に亘り均一な表示品質を得ることができる。
Further, as the liquid crystal material of the present embodiment, liquid crystal having a property that the dielectric constants of the respective liquid crystal regions are substantially equal to each other in addition to the above characteristics is used. As a result, uniform display quality can be obtained over the entire liquid crystal layer by low voltage driving.

【0035】次に、動作を説明する。Next, the operation will be described.

【0036】まず、図1に示すように、ITOからなる
透明電極4,5が積層されたガラス等の透明基板2,3
で液晶層11が上下から挟まれ、図示しないドライバを
使って透明電極に駆動電圧を印加することにより液晶層
の液晶分子の配向を制御して、表示制御が行われる。
First, as shown in FIG. 1, transparent substrates 2 and 3 such as glass on which transparent electrodes 4 and 5 made of ITO are laminated.
The liquid crystal layer 11 is sandwiched from above and below, and a drive voltage is applied to the transparent electrode by using a driver (not shown) to control the alignment of liquid crystal molecules in the liquid crystal layer, thereby performing display control.

【0037】液晶層11は、第1液晶領域8の中に第2
液晶領域9及び第3液晶領域10を独立した状態で分散
配置している。そして、電界を加えていない状態では、
各液晶領域の液晶分子がランダムな状態にあるので、液
晶層11を透過する光が各液晶領域中で散乱する。ま
た、隣接する各液晶領域では、平均屈折率の異なる液晶
が用いているため、液晶領域の境界面においても光の散
乱が発生する。このように、本実施例の光散乱型液晶表
示装置は、電界を加えていない場合に、光が各液晶領域
内で散乱するとともに、液晶領域同士の界面でも散乱が
起こり、光の透過を充分に妨げることができる。
The liquid crystal layer 11 has a second liquid crystal layer in the first liquid crystal region 8.
The liquid crystal region 9 and the third liquid crystal region 10 are dispersed and arranged in an independent state. And in the state where no electric field is applied,
Since the liquid crystal molecules in each liquid crystal region are in a random state, the light transmitted through the liquid crystal layer 11 is scattered in each liquid crystal region. Further, since liquid crystals having different average refractive indexes are used in the adjacent liquid crystal regions, light scattering also occurs at the boundary surface between the liquid crystal regions. As described above, in the light-scattering liquid crystal display device of this embodiment, when no electric field is applied, light is scattered in each liquid crystal region and also scattered at the interface between the liquid crystal regions, so that the light is sufficiently transmitted. Can be disturbed.

【0038】次に、図2に示すように、スイッチ22を
閉じて電源21からしきい値以上の駆動電圧を液晶層1
1に印加すると、各液晶領域8,9,10の液晶分子が
電界方向に沿って配列する。ここで、本例では各液晶領
域8,9,10の常光屈折率(no)及び誘電率がほぼ
同じに設定されているため、各液晶領域がそれぞれ独立
していても液晶分子の配列方向が一致することから、光
の散乱が無くなり、矢印Aから入射した光がそのまま矢
印Bへ抜ける良好な光透過状態を得ることができる。
Next, as shown in FIG. 2, the switch 22 is closed and a driving voltage above the threshold is applied from the power source 21 to the liquid crystal layer 1.
When it is applied to 1, the liquid crystal molecules of the liquid crystal regions 8, 9, 10 are arranged along the direction of the electric field. Here, in this example, since the ordinary refractive index (no) and the dielectric constant of the liquid crystal regions 8, 9 and 10 are set to be substantially the same, even if each liquid crystal region is independent, the alignment direction of the liquid crystal molecules is Since they coincide with each other, it is possible to obtain a good light transmission state in which the light is not scattered and the light incident from the arrow A passes directly to the arrow B.

【0039】そして、図2に示すように、駆動電圧の印
加時において、第1液晶領域8と第2液晶領域9及び第
3液晶領域10がそれぞれ液晶材料で構成されているた
め、従来の高分子分散型液晶のようにポリマー部分での
電圧降下が発生しなくなり、低電圧駆動することができ
る。
As shown in FIG. 2, when the drive voltage is applied, the first liquid crystal region 8, the second liquid crystal region 9 and the third liquid crystal region 10 are each made of a liquid crystal material. Unlike the molecular dispersion type liquid crystal, no voltage drop occurs in the polymer part, and it is possible to drive at a low voltage.

【0040】従って、このような本実施例の光散乱型液
晶表示装置は、図3の図表に示すように、従来の高分子
分散型液晶と略同等のコントラスト比を1/10〜1/
30程度の低駆動電圧で得ることができる。
Therefore, the light-scattering type liquid crystal display device of this embodiment has a contrast ratio of about 1/10 to 1/1 which is substantially equal to that of the conventional polymer dispersion type liquid crystal as shown in the chart of FIG.
It can be obtained with a low driving voltage of about 30.

【0041】次に、図4は、本発明の他の実施例に係る
光散乱型液晶表示装置31の断面構成図である。
Next, FIG. 4 is a cross-sectional configuration diagram of a light scattering type liquid crystal display device 31 according to another embodiment of the present invention.

【0042】図4において、図1と同じ符号は同一部又
は相当部であり、説明を省略する。また、液晶層36を
構成する第4液晶領域32、第5液晶領域33、第6液
晶領域34、第7液晶領域35は、それぞれ上記実施例
と同様に常光屈折率がほぼ等しく、かつ、夫々の液晶の
平均屈折率を互いに異にするとともに、誘電率のほぼ等
しい液晶で構成したものである。そして、ここでは、各
液晶領域33,34,35をそれぞれカプセル材37に
内包して、各液晶材料同士が混合しないように分離させ
た後、第4液晶領域32中に分散させたものである。
In FIG. 4, the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same or corresponding parts, and the description thereof will be omitted. Further, the fourth liquid crystal region 32, the fifth liquid crystal region 33, the sixth liquid crystal region 34, and the seventh liquid crystal region 35, which form the liquid crystal layer 36, respectively, have the same ordinary refractive index as in the above-described embodiment, and each have an ordinary light refractive index. The average refractive index of the liquid crystals is different from each other, and the liquid crystals are made of liquid crystals having substantially the same dielectric constant. Here, the liquid crystal regions 33, 34, and 35 are each encapsulated in an encapsulant 37, separated so that the liquid crystal materials are not mixed with each other, and then dispersed in the fourth liquid crystal region 32. .

【0043】液晶材料を封入した微細径のカプセルの大
きさは種々あって、カプセルが小さくなればなる程、カ
プセル内の液晶分子の配向を制御するための電界条件が
高くなる。これは、単位体積当りのカプセル材料が多く
なるため、このカプセル材料による電圧降下分が含まれ
るからである。
There are various sizes of fine-diameter capsules in which the liquid crystal material is enclosed, and the smaller the capsules, the higher the electric field condition for controlling the orientation of the liquid crystal molecules in the capsules. This is because the amount of encapsulant per unit volume is large, so that the voltage drop due to this encapsulant is included.

【0044】逆に、カプセルの大きさを大きくすると、
液晶分子の配向を制御するための電界は小さくなるが、
応答時間が長くなる。
On the contrary, if the size of the capsule is increased,
Although the electric field for controlling the alignment of liquid crystal molecules is small,
Response time is long.

【0045】従って、カプセルの大きさは、上記何れの
問題も生じ難い大きさで、その大きさも一様であること
が望ましい。カプセルの大きさが一様でないと、電界を
加えた時の液晶分子の整列の仕方がカプセルの大きさに
よって不均一になるおそれがあるからである。本実施例
では、数μmから十数μmの範囲の中の所定の粒径から
なるカプセルを型成し、図4に示す第4液晶領域32中
に分散せしめたものである。
Therefore, it is desirable that the size of the capsule is such that any of the above problems does not occur, and that the size is uniform. This is because if the capsule size is not uniform, the alignment of liquid crystal molecules when an electric field is applied may become non-uniform depending on the size of the capsule. In this embodiment, capsules having a predetermined particle size within the range of several μm to several tens of μm are formed and dispersed in the fourth liquid crystal region 32 shown in FIG.

【0046】そして、上記カプセル材料としては、種々
の樹脂やポリマー等を用いて型成することができる。本
実施例では、カプセル材料にポリビニルアルコール(P
VA)を好ましく用いている。このPVAは、比較的大
きい誘電定数を有しており、好ましい液晶材料の屈折率
に近い屈折率を有しているため、カプセル材料として優
れている。また、PVA以外のカプセル材料には、ゼラ
チン、カーボポール(Carbopole)、ガントレッツ(Ga
ntrez)があって、単体もしくは他のポリマーと組み合
わせて使用することもできる。
The above-mentioned capsule material can be formed by using various resins and polymers. In this embodiment, polyvinyl alcohol (P
VA) is preferably used. This PVA has a relatively large dielectric constant and has a refractive index close to that of a preferable liquid crystal material, and thus is excellent as an encapsulating material. In addition, capsule materials other than PVA include gelatin, Carbopole, and Gantrez (Ga
ntrez) and can be used alone or in combination with other polymers.

【0047】次に、本実施例のカプセル入り液晶を製造
するには、上記したカプセル材料と所望の液晶材料と多
分水のようなキャリヤー媒体を一緒にした溶液を作って
混合する。例えば、この溶液中のPVAの量は、5%〜
20%程度であり、好ましくは7%程度であるが、PV
Aの分子量により好ましい割合が変化する。例えば、P
VAの分子量が大き過ぎるとガラスのようになり、PV
Aが少なすぎると粘性の少ないカプセル材料となって、
中の液晶が流れ出し、カプセル入りの液晶を作ることが
できなくなる。
Next, in order to manufacture the encapsulated liquid crystal of the present embodiment, a solution in which the above-mentioned encapsulating material, the desired liquid crystal material, and possibly a carrier medium such as water are combined is prepared and mixed. For example, the amount of PVA in this solution is between 5% and
About 20%, preferably about 7%, PV
The preferred ratio changes depending on the molecular weight of A. For example, P
If the molecular weight of VA is too large, it will look like glass and PV
When A is too small, it becomes a capsule material with low viscosity,
The liquid crystal inside will flow out and you will not be able to make a liquid crystal in a capsule.

【0048】これらの材料を混合するにあたっては、ブ
レンダやコロイドミルなどのミキサを使って乳濁液を型
成する。カプセルの粒径は、ミキサの混合の度合いによ
って調節することができる。
In mixing these materials, a mixer such as a blender or a colloid mill is used to form an emulsion. The particle size of the capsule can be adjusted by the degree of mixing of the mixer.

【0049】そして、この型成された乳濁液を乾燥する
工程では、多分水などのキャリヤー媒体を排除すること
により、PVAのようなカプセル媒体を満足できる硬さ
に硬化させることができる。上記工程によって型成され
た液晶材料が封入されたカプセルは、ほぼ球型をしてい
る。
Then, in the step of drying the emulsified liquid thus formed, it is possible to cure the capsule medium such as PVA to a satisfactory hardness by possibly eliminating the carrier medium such as water. The liquid crystal material-encapsulated capsule encapsulated in the above process has a substantially spherical shape.

【0050】図4に示すように、各種カプセル入り液晶
33,34,35は、PVA等のカプセル材料37で覆
われてそれぞれ独立した液晶領域を構成しており、第4
液晶領域32中に分散配置されている。このような液晶
層36を用いて透明電極4,5間に駆動電圧を印加する
と、各液晶領域32,33,34,35の液晶分子が電
界方向に沿って配列する。ここで、各液晶領域32,3
3,34,35の常光屈折率(no)は、ほぼ同じに設
定されているため、液晶分子の配列方向が一致して光の
散乱が無くなり、良好な光透過状態を得ることができ
る。
As shown in FIG. 4, the various encapsulated liquid crystals 33, 34, 35 are covered with an encapsulant material 37 such as PVA to form independent liquid crystal regions.
Dispersed and arranged in the liquid crystal region 32. When a driving voltage is applied between the transparent electrodes 4 and 5 using the liquid crystal layer 36, the liquid crystal molecules in the liquid crystal regions 32, 33, 34 and 35 are arranged along the electric field direction. Here, each liquid crystal region 32, 3
Since the ordinary light refractive indices (no) of 3, 34, and 35 are set to be almost the same, the alignment directions of the liquid crystal molecules are aligned, light scattering is eliminated, and a good light transmission state can be obtained.

【0051】また、液晶層36を構成する第4液晶領域
32、第5液晶領域33、第6液晶領域34及び第7液
晶領域35は、全て液晶材料で構成されており、各液晶
領域に使われている液晶の誘電率が等しくなるように調
整されている。このため、図4の実施例の光散乱型液晶
表示装置は、従来の高分子分散型液晶のようにポリマー
による電圧降下がほとんど無く、液晶層11にダイレク
トに電圧を印加することが可能となり、低電圧駆動する
ことができる。
Further, the fourth liquid crystal region 32, the fifth liquid crystal region 33, the sixth liquid crystal region 34 and the seventh liquid crystal region 35 which compose the liquid crystal layer 36 are all made of a liquid crystal material and are used for each liquid crystal region. It is adjusted so that the dielectric constants of the known liquid crystals are equal. Therefore, the light-scattering type liquid crystal display device of the embodiment of FIG. 4 has almost no voltage drop due to the polymer unlike the conventional polymer dispersed liquid crystal, and it is possible to directly apply the voltage to the liquid crystal layer 11. It can be driven at a low voltage.

【0052】さらに、電界を加えていない状態では、各
液晶領域33〜35中の液晶分子がランダムな状態にあ
るので、液晶層11を透過する光が各液晶領域中で散乱
するとともに、隣接する液晶領域間に平均屈折率の異な
る液晶を用いているため、液晶領域の境界面においても
光が散乱し、光の透過(反射型液晶装置の場合は光の反
射)を充分に妨げることができる。
Further, when no electric field is applied, the liquid crystal molecules in each of the liquid crystal regions 33 to 35 are in a random state, so that the light transmitted through the liquid crystal layer 11 is scattered in each liquid crystal region and is adjacent to each other. Since liquid crystals with different average refractive indices are used between the liquid crystal regions, light is scattered even at the boundary surface of the liquid crystal regions, and light transmission (reflection of light in the case of a reflective liquid crystal device) can be sufficiently prevented. .

【0053】従って、図4の実施例では、所定の特性を
備えた液晶をカプセル材37に内包させて各液晶領域を
確実に分離し、第4液晶領域32中に分散させるため、
互いに特性の異なる液晶同士が混合せずに分散させるこ
とが可能であって、低電圧駆動することができるととも
に、高いコントラスト比が得られ、良好な画像品質の光
散乱型液晶表示装置とすることができる。
Therefore, in the embodiment of FIG. 4, liquid crystal having a predetermined characteristic is encapsulated in the encapsulant 37 to surely separate each liquid crystal region and disperse it in the fourth liquid crystal region 32.
To provide a light-scattering liquid crystal display device that can disperse liquid crystals having different characteristics without mixing, can be driven at a low voltage, can obtain a high contrast ratio, and has good image quality. You can

【0054】[0054]

【発明の効果】請求項1記載の光散乱型液晶表示装置に
よれば、透明基板間に封入される複数の独立した液晶領
域が分散配置されて形成された液晶層が、液晶領域のみ
で構成されているので、光の散乱の大きい状態が得ら
れ、低電圧駆動により良好な表示品質を得ることができ
る。
According to the light-scattering type liquid crystal display device of the first aspect, the liquid crystal layer formed by dispersing and disposing a plurality of independent liquid crystal regions sealed between the transparent substrates is composed of only the liquid crystal regions. Therefore, a large light scattering state can be obtained, and good display quality can be obtained by low voltage driving.

【0055】請求項2記載の光散乱型液晶表示装置によ
れば、液晶層の各液晶領域の常光屈折率がほぼ等しく構
成されているので、良好な光透過状態が得られ、表示品
質を向上させることができる。
According to the light-scattering type liquid crystal display device of the second aspect, since the ordinary refractive indexes of the liquid crystal regions of the liquid crystal layer are substantially equal to each other, a good light transmission state is obtained and the display quality is improved. Can be made.

【0056】請求項3記載の光散乱型液晶表示装置によ
れば、液晶層の各液晶領域が誘電率のほぼ等しい液晶で
構成されているので、低電圧で液晶層全体を均一に駆動
することができる。
According to the light-scattering type liquid crystal display device of the third aspect, since the liquid crystal regions of the liquid crystal layer are composed of liquid crystals having substantially the same dielectric constant, the entire liquid crystal layer can be driven uniformly at a low voltage. You can

【0057】請求項4記載の光散乱型液晶表示装置によ
れば、液晶層に分散する複数の液晶領域の少なくとも一
つをカプセル材に内包したので、複数の独立した液晶領
域を確実に分離した状態で他の液晶領域中に分散させる
ことが可能となり、表示品質を向上させることができ
る。
According to the light-scattering type liquid crystal display device of the fourth aspect, since at least one of the plurality of liquid crystal regions dispersed in the liquid crystal layer is enclosed in the encapsulating material, the plurality of independent liquid crystal regions are surely separated. In this state, it can be dispersed in another liquid crystal region, and the display quality can be improved.

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

【図1】本実施例の光散乱型液晶表示装置の液晶パネル
の断面構成図である。
FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram of a liquid crystal panel of a light-scattering type liquid crystal display device of this embodiment.

【図2】液晶層に電界を加えた時の液晶の配向状態を示
す液晶パネルの断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of a liquid crystal panel showing an alignment state of liquid crystals when an electric field is applied to the liquid crystal layer.

【図3】本発明と従来例との駆動電圧とコントラスト比
との比較結果を示す図表である。
FIG. 3 is a chart showing a comparison result of a driving voltage and a contrast ratio of the present invention and a conventional example.

【図4】本発明の他の実施例に係る光散乱型液晶表示装
置の液晶パネルの断面構成図である。
FIG. 4 is a cross-sectional configuration diagram of a liquid crystal panel of a light scattering type liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光散乱型液晶表示装置 2,3 透明基板 4,5 透明電極 6,7 シール材 8 第1液晶領域 9 第2液晶領域 10 第3液晶領域 11 液晶層 21 電源 22 スイッチ 31 光散乱型液晶表示装置 32 第4液晶領域 33 第5液晶領域 34 第6液晶領域 35 第7液晶領域 36 液晶層 37 カプセル材 1 light scattering type liquid crystal display device 2,3 transparent substrate 4,5 transparent electrode 6,7 sealing material 8 first liquid crystal region 9 second liquid crystal region 10 third liquid crystal region 11 liquid crystal layer 21 power supply 22 switch 31 light scattering liquid crystal display Device 32 Fourth liquid crystal region 33 Fifth liquid crystal region 34 Sixth liquid crystal region 35 Seventh liquid crystal region 36 Liquid crystal layer 37 Encapsulation material

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】所定の間隙を保って対向配置され、対向す
る夫々の表面に透明電極が形成された一対の透明基板
と、 該一対の透明基板間に形成され、各々の平均屈折率が互
いに異なる複数の独立した液晶領域のみから成る液晶層
と、 前記液晶層に電圧を印加すると共に印加電圧値を制御
し、前記液晶領域の夫々の液晶分子の配向状態を光を透
過させる状態と光を散乱させる状態との間で変化させて
表示制御を行う表示制御手段とを有することを特徴とす
る光散乱型液晶表示装置。
1. A pair of transparent substrates, which are arranged so as to face each other with a predetermined gap therebetween and have transparent electrodes formed on the respective surfaces facing each other, and an average refractive index formed between the pair of transparent substrates. A liquid crystal layer composed of only a plurality of different independent liquid crystal regions, a voltage is applied to the liquid crystal layer, the applied voltage value is controlled, and the alignment state of each liquid crystal molecule in the liquid crystal region is transmitted and light is transmitted. A light-scattering liquid crystal display device, comprising: a display control unit that performs display control by changing between a scattering state and a scattering state.
【請求項2】前記液晶層の各液晶領域が、 液晶の常光屈折率がほぼ等しいことを特徴とする請求項
1記載の光散乱型液晶表示装置。
2. The light-scattering liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal regions of the liquid crystal layer have substantially the same ordinary light refractive index.
【請求項3】前記液晶層の各液晶領域が、 誘電率のほぼ等しい液晶で構成されていることを特徴と
する請求項2記載の光散乱型液晶表示装置。
3. The light-scattering liquid crystal display device according to claim 2, wherein each liquid crystal region of the liquid crystal layer is composed of liquid crystal having substantially the same dielectric constant.
【請求項4】前記液晶層に分散する複数の液晶領域の少
なくとも一つは、 カプセル材により内包された液晶の領域であることを特
徴とする請求項1、2又は3記載の光散乱型液晶表示装
置。
4. The light-scattering liquid crystal according to claim 1, wherein at least one of the plurality of liquid crystal regions dispersed in the liquid crystal layer is a liquid crystal region encapsulated by an encapsulant. Display device.
JP7272894A 1994-03-16 1994-03-16 Light scattering type liquid crystal display device Pending JPH07261156A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017066795A3 (en) * 2015-10-16 2017-05-18 Stc. Unm Microsphere-based coatings for radiative cooling under direct sunlight

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017066795A3 (en) * 2015-10-16 2017-05-18 Stc. Unm Microsphere-based coatings for radiative cooling under direct sunlight
US10514215B2 (en) 2015-10-16 2019-12-24 Stc. Unm Microsphere-based coatings for radioactive cooling under direct sunlight

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