JPH11142823A - Liquid crystal shutter and color image display device - Google Patents
Liquid crystal shutter and color image display deviceInfo
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- JPH11142823A JPH11142823A JP31391297A JP31391297A JPH11142823A JP H11142823 A JPH11142823 A JP H11142823A JP 31391297 A JP31391297 A JP 31391297A JP 31391297 A JP31391297 A JP 31391297A JP H11142823 A JPH11142823 A JP H11142823A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は液晶カラーシャッタ
ーなどの液晶シャッターに関する。また本発明は液晶シ
ャッターを用いてカラー画像を表示するカラー画像表示
装置に関する。The present invention relates to a liquid crystal shutter such as a liquid crystal color shutter. The invention also relates to a color image display device that displays a color image using a liquid crystal shutter.
【0002】[0002]
【従来の技術】情報のマルチメディア化を背景に、壁掛
けテレビ、さらには家庭内シアターなどの実現に向け
て、新規な薄型・大画面ディスプレイの研究開発が盛ん
に進められている。このようなディスプレイの代表的な
ものとしては、プラズマディスプレイ(ΡDΡ)、プラ
ズマアドレッシング液晶ディスプレイ(ΡALC)を挙
げることができ、前者についてはすでに市販されてい
る。しかしながらPDP、PALCなどの表示装置は、
製造コスト、解像度、輝度等の点で従来の蛍光管(CR
T)には及ばないのが現状である。2. Description of the Related Art With the advancement of multimedia information, research and development of a new thin and large screen display has been actively pursued in order to realize a wall-mounted TV, a home theater, and the like. Typical examples of such a display include a plasma display (ΡDΡ) and a plasma addressing liquid crystal display (ΡALC), and the former is already commercially available. However, display devices such as PDP, PALC, etc.
In terms of manufacturing cost, resolution, brightness, etc., conventional fluorescent tubes (CR
At present, it does not reach T).
【0003】−方、蛍光管を用いた大画面ディスプレイ
として、複数の小型蛍光管を縦横に並置することで大画
面表示を実現する表示装置が提案されている。このよう
な表示装置においてカラー蛍光管を用いる場合には、色
ずれの発生、蛍光体の配列ピッチによる解像度の制約、
色相の個体差、シャドウマスクや3電子銃といった高精
度部材による製造コストの増加といった問題がある。白
黒蛍光管では、上述のようなカラー蛍光管での問題を生
じないため、白黒蛍光管と液晶カラーシャッターを組合
わせることによりカラー表示を行う表示方式が提案され
ている。この表示方式はフィールドシーケンシャル方式
と呼ばれるもので、液晶カラーシャッターにより画面全
体の表示色(例えば赤、緑、青等)を高速で切換えると
ともに、液晶カラーシャッターの表示色の切替えに同期
させて各表示色に対応した階調を有する画像を白黒蛍光
管で表示するものである(例えばProc.SID2
6,157(1985)を参照)。単数の白黒蛍光管と
液晶カラーシャッターを用いた小型カラーディスプレイ
は一部実用化されている。On the other hand, as a large-screen display using fluorescent tubes, a display device has been proposed which realizes a large-screen display by arranging a plurality of small fluorescent tubes side by side. When a color fluorescent tube is used in such a display device, color shift occurs, the resolution is limited by the arrangement pitch of the phosphors,
There are problems such as individual differences in hue, and an increase in manufacturing costs due to high-precision members such as shadow masks and three electron guns. In the black-and-white fluorescent tube, a display method of performing color display by combining the black-and-white fluorescent tube and a liquid crystal color shutter has been proposed because the above-described problems with the color fluorescent tube do not occur. This display method is called a field sequential method, and the display colors (for example, red, green, blue, etc.) of the entire screen are switched at high speed by a liquid crystal color shutter, and each display is synchronized with the switching of the display color of the liquid crystal color shutter. An image having a gradation corresponding to a color is displayed by a black-and-white fluorescent tube (for example, Proc. SID2).
6, 157 (1985)). A small color display using a single black-and-white fluorescent tube and a liquid crystal color shutter has been partially commercialized.
【0004】フィールドシーケンシャル方式に用いる液
晶カラーシャッターに要求される性能は、高透過率、高
速応答、広視野角である。従来、フィールドシーケンシ
ャル方式に用いられる液晶カラーシャッターは、複数の
色偏光板(RGB系色偏光板の場合は3枚、CMY系色
偏光板の場合は5枚)と2枚の液晶シャッターから構成
されている。このため、透過率の原理的最大値は高々1
6.7%にとどまり、実際の試作品では約6%にも満た
ないという問題を抱えている(Proc.SID26,
157(1985))。液晶シャッターとしては、πセ
ル型ネマチック液晶、強誘電液晶(FLCD)、反強誘
電液晶(AFLCD)などが用いられている。πセル型
ネマチック液晶の応答速度は約1.7ms程度(Pro
c.SID26,157(1985))と、色フリッカ
ーを抑制するという観点からは不十分であり、(反)強
誘電液晶は高速であるものの配向破壊が生じやすく、こ
れを防止する手段を講じなければならないという問題が
ある。The performance required of the liquid crystal color shutter used in the field sequential system is high transmittance, high speed response, and wide viewing angle. Conventionally, a liquid crystal color shutter used in a field sequential system is composed of a plurality of color polarizers (three in the case of RGB color polarizers and five in the case of CMY color polarizers) and two liquid crystal shutters. ing. For this reason, the theoretical maximum value of the transmittance is at most 1
6.7% and less than about 6% in actual prototypes (Proc. SID26,
157 (1985)). As the liquid crystal shutter, a π-cell type nematic liquid crystal, a ferroelectric liquid crystal (FLCD), an antiferroelectric liquid crystal (AFLCD), and the like are used. The response speed of a π-cell type nematic liquid crystal is about 1.7 ms (Pro
c. SID 26, 157 (1985)), which is insufficient from the viewpoint of suppressing color flicker. Although (anti) ferroelectric liquid crystals are high-speed, alignment breakdown is likely to occur, and measures must be taken to prevent this. There is a problem.
【0005】高透過率を確保するためには、色偏光板を
使わない方式を採用すればよいが、この場合液晶シャッ
ター自身が色を制御する必要がある。このような方式と
しては、ゲストホスト液晶方式、コレステリック液晶方
式がある。ゲストホスト液晶方式は、2色性色素の配向
を液晶によって制御することで色制御を行なうが、応答
速度、色素の耐光性、色素の2色比などに問題がある。
コレステリック液晶方式は、プレーナー構造での選択反
射現象を利用するものである。選択反射現象とは、コレ
ステリック液晶の自然らせんピッチ長Ρ0 と平均屈折率
nによりλ=n×Ρ0 で規定される波長λを中心とした
波長域で、らせんと同一方位の円偏光成分を反射するも
のである。In order to ensure high transmittance, a method without using a color polarizing plate may be adopted, but in this case, the liquid crystal shutter itself needs to control the color. Such systems include a guest-host liquid crystal system and a cholesteric liquid crystal system. In the guest-host liquid crystal system, color control is performed by controlling the orientation of a dichroic dye by using liquid crystal. However, there are problems in response speed, light resistance of the dye, two-color ratio of the dye, and the like.
The cholesteric liquid crystal system utilizes a selective reflection phenomenon in a planar structure. The selective reflection phenomenon, in the wavelength range around the wavelength lambda defined by the cholesteric λ = n × Ρ 0 and the average refractive index n is a natural helical pitch length [rho 0 of the liquid crystal, the circularly polarized light component of the spiral in the same direction It is reflective.
【0006】コレステリック液晶方式のうち、選択反射
状態のプレーナー構造と透過状態のホメオトロピック構
造をスイッチングさせる方式は、ホメオトロピック構造
からプレーナー構造への転移速度が約100ms程度
(SID95DIGEST351(1995))と遅い
ため、フィールドシーケンシャル方式のカラー表示装置
の液晶シャッターに用いるには問題がある。[0006] Among the cholesteric liquid crystal systems, a system for switching between a planar structure in a selective reflection state and a homeotropic structure in a transmission state has a low transition speed of about 100 ms from the homeotropic structure to the planar structure (SID95DIGEST 351 (1995)). Therefore, there is a problem in using it for a liquid crystal shutter of a field sequential type color display device.
【0007】コレステリック液晶のプレーナー構造のら
せんピッチ長を制御することで選択反射波長域を制御す
る方式では、先の遅い構造変化のプロセスを介さないこ
とからより高速な応答を期待することができる。コレス
テリック液晶のらせんピッチ長を電場で制御する方式に
関しては、反射型カラー液晶表示装置に適用したものが
特開平7−209662で提案されている。この中で光
の3原色を高速に切換えて反射カラー表示を実現する例
が挙げられているが、本発明者らが検討した結果、この
文献の実施例に記載された駆動周波数では色フリッカー
が発生してしまい、表示品位に極めて大きな問題がある
ことが判明した。さらに検討を加えた結果、色フリッカ
ーを抑制し高い表示性能を得るためには表示色の切換え
を約1ms程度以下で行なう必要があるが、特開平7−
209662で開示された方法では、このような高速応
答を実現することは不可能であることがわかった。ピッ
チ長のより長いプレーナー構造から、ピッチ長のより短
いプレーナー構造への緩和過程は、電圧によって制御す
ることができない過程であるために、その転移速度が逆
の過程に比較して遅く、何らかの対策をとらなければな
らない。In the method of controlling the selective reflection wavelength region by controlling the helical pitch length of the planar structure of the cholesteric liquid crystal, a higher-speed response can be expected because the process of the slow structural change is not performed. With respect to a method of controlling the helical pitch length of a cholesteric liquid crystal by an electric field, a method applied to a reflection type color liquid crystal display device is proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-209662. Among them, there is an example of realizing a reflective color display by switching three primary colors of light at high speed. However, as a result of studies by the present inventors, at the driving frequency described in the embodiment of this document, color flicker is reduced. Then, it was found that there was an extremely large problem in display quality. As a result of further study, it is necessary to switch display colors in about 1 ms or less in order to suppress color flicker and obtain high display performance.
It has been found that such a fast response cannot be realized by the method disclosed in 209662. The relaxation process from a planar structure with a longer pitch length to a planar structure with a shorter pitch length is a process that cannot be controlled by voltage, so the transition speed is slower than the reverse process. Must be taken.
【0008】フィールドシーケンシャル方式のカラー表
示装置への適用を考える上で特開平7−209662で
開示された方法は、さらに以下のような問題を抱えてい
ることが明らかとなった。すなわち、この方法では、透
過光での色選択が減法混色の3原色となっており加法混
色における色再現性が狭いこと、また光利用効率を上げ
るために右巻と左巻の液晶層を利用しているが、カイラ
ル剤で右旋性と左旋性の光学異性体の材料を入手するこ
とは困難であり、材料選択の自由度が低いこと、また右
巻と左巻という異なる液晶層を用意する必要があり高コ
ストであること、またピッチ長の温度依存性が大きく使
用温度によって表示色が変化すること、さらに入射光の
スペクトルと選択反射の波長領域とが規定されていない
ため不要な光が透過し色純度が低下すること等の問題が
ある。In considering the application to a field sequential type color display device, it has been found that the method disclosed in JP-A-7-209662 further has the following problem. In other words, in this method, the color selection in transmitted light is the three primary colors of subtractive color mixture, the color reproducibility in additive color mixture is narrow, and the right-handed and left-handed liquid crystal layers are used to increase light use efficiency. However, it is difficult to obtain dextrorotatory and levorotatory optical isomers with chiral agents, and the flexibility of material selection is low, and different liquid crystal layers, right-handed and left-handed, are prepared. The cost is high, the temperature dependence of the pitch length is large, and the display color changes depending on the operating temperature, and unnecessary light is not specified because the spectrum of the incident light and the wavelength region of the selective reflection are not specified. However, there is a problem that the color purity is lowered due to the transmission of light.
【0009】最後に視野角に関してである。コレステリ
ック液晶の選択反射は、極角の視角依存性が大きいもの
の方位角の視角依存性はない。したがって、色偏光板と
πセル型ネマチック液晶を利用した場合と比較して視角
補償が行ない易いという利点を有する。Finally, regarding the viewing angle. The selective reflection of the cholesteric liquid crystal has a large dependence of the polar angle on the viewing angle, but has no dependence on the azimuth angle. Therefore, there is an advantage that viewing angle compensation can be easily performed as compared with the case where a color polarizing plate and a π-cell type nematic liquid crystal are used.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような問
題点を解決するためになされたものである。すなわち本
発明は、透過率が高く、応答速度が高速で、かつ視野角
の広い液晶シャッターおよびこれを用いたカラー画像表
示装置を提供することを目的とする。また本発明は、加
法混色における色再現性が高く、材料選択の自由度が大
きく、コストが低く、表示色が安定し、さらに色純度の
高い液晶シャッターおよびこれを用いたカラー画像表示
装置を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem. That is, an object of the present invention is to provide a liquid crystal shutter having a high transmittance, a high response speed, and a wide viewing angle, and a color image display device using the same. Further, the present invention provides a liquid crystal shutter having high color reproducibility in additive color mixture, a large degree of freedom in material selection, low cost, stable display colors, and high color purity, and a color image display device using the same. The purpose is to do.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために、本発明は以下のような構成を備えている。本
発明の液晶シャッターは、第1の基板と第2の基板との
間に挟持されたコレステリック相を呈する液晶層と、前
記液晶層に、前記第1の基板および前記第2の基板の面
方向と平行な方向の電場を印加する手段と、前記第1の
基板と前記第2の基板との間に、前記液晶層を構成する
液晶分子との間に働く分子間力が前記液晶分子の自然ら
せんピッチP0 で最も大きくなるように配設されたポリ
マー組成物とを具備したことを特徴とする。液晶層を構
成する液晶分子のらせんピッチP0 を安定化させるため
には、例えば、液晶分子のらせんピッチΡ0 の状態で、
液晶層と共存させた重合性物質を重合させるなどして、
高分子(ポリマー性物質)を液晶層に分散させるように
してもよい。In order to solve such a problem, the present invention has the following arrangement. A liquid crystal shutter according to the present invention includes a liquid crystal layer exhibiting a cholesteric phase sandwiched between a first substrate and a second substrate, and a liquid crystal layer provided on the liquid crystal layer in a plane direction of the first substrate and the second substrate. Between the first substrate and the second substrate, and an intermolecular force acting between the liquid crystal molecules forming the liquid crystal layer. And a polymer composition disposed so as to be the largest at a helical pitch P 0 . In order to stabilize the helical pitch P 0 of the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer, for example, in a state where the helical pitch of the liquid crystal molecules Ρ 0 ,
By polymerizing a polymerizable substance coexisting with the liquid crystal layer,
A polymer (polymeric substance) may be dispersed in the liquid crystal layer.
【0012】また本発明の液晶シャッターは、第1の基
板と第2の基板との間に挟持されたコレステリック相を
呈する液晶層と、前記液晶層に、前記液晶層を構成する
液晶分子のらせんピッチが自然らせんピッチP0 よりも
大きな第1のらせんピッチP1 になるように第1の電場
を印加する手段と、前記液晶層に、前記液晶分子のらせ
んピッチが前記第1のらせんピッチP1 よりも大きな第
2のらせんピッチP2になるように第2の電場を印加す
る手段とを具備したことを特徴とする。Further, the liquid crystal shutter of the present invention comprises: a liquid crystal layer exhibiting a cholesteric phase sandwiched between a first substrate and a second substrate; and a spiral of liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer is provided on the liquid crystal layer. means pitch applying a first electric field such that the helical pitch P 1 larger first than the natural helical pitch P 0, the liquid crystal layer, the helical pitch of the first helical pitch P of the liquid crystal molecules Means for applying a second electric field so as to have a second helical pitch P2 larger than one .
【0013】また本発明の液晶シャッターは、第1の基
板と第2の基板との間に、選択反射光の波長が紫外領域
にあるコレステリック相を呈する液晶層を挟持したこと
を特徴とする。例えば本発明の液晶シャッターは、第1
の基板と第2の基板との間に挟持されたコレステリック
相を呈する液晶層と、前記液晶層に前記第1の基板およ
び前記第2の基板の面方向と平行な方向の電界を印加す
る手段とを具備し、前記電界が無印加のとき、前記液晶
層の選択反射光の波長が紫外領域にあるように配設する
ようにしてもよい。Further, the liquid crystal shutter of the present invention is characterized in that a liquid crystal layer exhibiting a cholesteric phase in which the wavelength of the selectively reflected light is in the ultraviolet region is sandwiched between the first substrate and the second substrate. For example, the liquid crystal shutter of the present invention has the first
A liquid crystal layer exhibiting a cholesteric phase sandwiched between the first and second substrates, and means for applying an electric field to the liquid crystal layer in a direction parallel to a plane direction of the first substrate and the second substrate. And the arrangement may be such that when the electric field is not applied, the wavelength of the selectively reflected light of the liquid crystal layer is in an ultraviolet region.
【0014】また本発明の液晶シャッターは、第1の基
板と第2の基板との間に挟持されたコレステリック相を
呈する液晶層と、前記液晶層に、前記液晶層を構成する
液晶分子のらせんピッチが自然らせんピッチP0 よりも
大きな第1のらせんピッチP1 になるように第1の電場
を印加する手段と、前記液晶層に、前記液晶分子のらせ
んピッチが前記第1のらせんピッチP1 よりも大きな第
2のらせんピッチP2になるように第2の電場を印加す
る手段と、前記第1の基板と前記第2の基板との間に、
前記液晶分子との間に働く分子間力が前記液晶分子の自
然らせんピッチP0 以下の領域で最も大きくなるように
配設されたポリマー組成物とを具備したことを特徴とす
る。Further, the liquid crystal shutter of the present invention comprises a liquid crystal layer exhibiting a cholesteric phase sandwiched between a first substrate and a second substrate, and a spiral of liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer is provided on the liquid crystal layer. means pitch applying a first electric field such that the helical pitch P 1 larger first than the natural helical pitch P 0, the liquid crystal layer, the helical pitch of the first helical pitch P of the liquid crystal molecules means for applying a second electric field such that the helical pitch P 2 of the larger second than 1, between the first substrate and the second substrate,
A polymer composition disposed such that an intermolecular force acting between the liquid crystal molecules and the liquid crystal molecules is maximized in a region of a natural helical pitch P 0 or less.
【0015】なお、本発明の液晶シャッターは、1層の
液晶層に限ることなく、例えばコレステリック相のらせ
ん方位が異なる複数の液晶層を積層して用いるなど、複
数の液晶層を積層して用いるようにしてもよい。例えば
組み合わせる液晶層のらせん方位が同一な場合には、λ
/2板(位相差板)を組み合わせて用いるようにしても
よい。また例えば、組み合わせる液晶層のらせん方位が
同一の場合には、無偏光を右円偏光あるいは左円偏光に
変換する偏光変換シートを、変換された円偏光方位とコ
レステリック液晶相のらせん方位が同一になるように組
み合わせるようにすればよい。The liquid crystal shutter of the present invention is not limited to a single liquid crystal layer, but is used by laminating a plurality of liquid crystal layers, for example, by laminating a plurality of liquid crystal layers having different helical directions of a cholesteric phase. You may do so. For example, when the liquid crystal layers to be combined have the same helical orientation, λ
A / 2 plate (phase difference plate) may be used in combination. Also, for example, when the spiral directions of the liquid crystal layers to be combined are the same, a polarization conversion sheet that converts non-polarized light into right-handed circularly polarized light or left-handed circularly polarized light has the same helical direction as the converted circularly polarized light direction and the cholesteric liquid crystal phase. What is necessary is just to combine so that it may become.
【0016】本発明のカラー画像表示装置は、色情報に
応じた階調を有する画像を表示画面に表示する手段と、
前記表示画面上に配設された請求項1、請求項2、請求
項3乃至請求項4のいずれかに記載の液晶シャッターと
を具備したことを特徴とするものである。すなわち、本
発明のカラー画像表示装置は、色情報に応じた階調を有
する画像を表示画面に表示する手段と、前記表示画面上
に配設され、第1の基板と第2の基板との間に挟持され
たコレステリック相を呈する液晶層と、前記液晶層に前
記第1の基板および前記第2の基板と平行な方向の電場
を印加する手段と、前記第1の基板と前記第2の基板と
の間に、前記液晶層を構成する液晶分子との間に働く分
子間力が前記液晶分子の自然らせんピッチP0 のときに
最も大きくなるように配設されたポリマー組成物とを備
えた液晶シャッターとを具備したことを特徴とする。ま
た本発明のカラー画像表示装置は、色情報に応じた階調
を有する画像を表示画面に表示する手段と、前記表示画
面上に配設され、第1の基板と第2の基板との間に挟持
されたコレステリック相を呈する液晶層と、前記液晶層
に、前記液晶層を構成する液晶分子のらせんピッチが自
然らせんピッチP0 よりも大きな第1のらせんピッチP
1 になるように第1の電場を印加する手段と、前記液晶
層に、前記液晶分子のらせんピッチが前記第1のらせん
ピッチP1 よりも大きな第2のらせんピッチP2 になる
ように第2の電場を印加する手段とを備えた液晶シャッ
ターとを具備したことを特徴とする。また本発明のカラ
ー画像表示装置は、色情報に応じた階調を有する画像を
表示画面に表示する手段と、前記表示画面上に配設さ
れ、第1の基板と第2の基板との間に、選択反射光の波
長が紫外領域にあるコレステリック相を呈する液晶層を
挟持した液晶シャッターとを具備したことを特徴とす
る。[0016] The color image display device of the present invention comprises: means for displaying an image having a gradation corresponding to color information on a display screen;
A liquid crystal shutter according to any one of claims 1, 2, 3, and 4 provided on the display screen. That is, the color image display device of the present invention includes a means for displaying an image having a gradation corresponding to color information on a display screen, and a means for disposing the first substrate and the second substrate on the display screen. A liquid crystal layer presenting a cholesteric phase sandwiched therebetween, means for applying an electric field to the liquid crystal layer in a direction parallel to the first substrate and the second substrate, the first substrate and the second between the substrate, and a polymer composition disposed as best becomes large when the natural helical pitch P 0 of the intermolecular forces the liquid crystal molecules acting between the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer And a liquid crystal shutter. Further, the color image display device of the present invention is a device for displaying, on a display screen, an image having a gradation corresponding to color information, and provided between the first substrate and the second substrate provided on the display screen. A liquid crystal layer exhibiting a cholesteric phase and a first helical pitch P in which the helical pitch of liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer is larger than the natural helical pitch P 0.
Means for applying a first electric field to be 1, the liquid crystal layer, the said as the helical pitch of the liquid crystal molecules is the helical pitch P 2 of the larger second than the first helical pitch P 1 And a liquid crystal shutter having means for applying an electric field. Further, the color image display device of the present invention is a device for displaying, on a display screen, an image having a gradation corresponding to color information, and provided between the first substrate and the second substrate provided on the display screen. And a liquid crystal shutter sandwiching a liquid crystal layer exhibiting a cholesteric phase in which the wavelength of the selectively reflected light is in the ultraviolet region.
【0017】また本発明のカラー画像表示装置は、色情
報に応じた階調を有する画像を表示画面に表示する手段
と、前記表示画面上に配設され、第1の基板と第2の基
板との間に挟持されたコレステリック相を呈する液晶層
と、前記液晶層に、前記液晶層を構成する液晶分子のら
せんピッチが自然らせんピッチP0 よりも大きな第1の
らせんピッチP1 になるように第1の電場を印加する手
段と、前記液晶層に、前記液晶分子のらせんピッチが前
記第1のらせんピッチP1 よりも大きな第2のらせんピ
ッチP2 になるように第2の電場を印加する手段と、前
記第1の基板と前記第2の基板との間に、前記液晶分子
との間に働く分子間力が前記液晶分子の自然らせんピッ
チP0 で最も大きくなるように配設されたポリマー組成
物とを具備した液晶シャッターとを具備したことを特徴
とする。Further, the color image display device of the present invention comprises a means for displaying an image having a gradation corresponding to color information on a display screen, a first substrate and a second substrate provided on the display screen. a liquid crystal layer exhibiting a cholesteric phase that is sandwiched between, on the liquid crystal layer, so that the helical pitch of the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer becomes great first helical pitch P 1 than the natural helical pitch P 0 a means for applying a first electric field to the liquid crystal layer, a second electric field to the helical pitch is the helical pitch P 2 of the larger second than the first helical pitch P 1 of the liquid crystal molecules An application means, and an intermolecular force acting between the liquid crystal molecules and the first substrate being arranged between the first substrate and the second substrate so that the intermolecular force acting on the liquid crystal molecules becomes maximum at a natural helical pitch P 0 of the liquid crystal molecules. Liquid crystal panel comprising the polymer composition And a jitter.
【0018】また、前記表示画面を出射する光のスペク
トルと、前記液晶シャッターを構成する液晶層の選択反
射スペクトルとは対応させることが好適である。Further, it is preferable that the spectrum of the light emitted from the display screen corresponds to the selective reflection spectrum of the liquid crystal layer constituting the liquid crystal shutter.
【0019】表示手段は、表示画面に階調表示を行うこ
とができるものであればよく、例えばCRT等を用いる
ことができる。液晶シャッターの表示色を変化させるタ
イミングと、表示画面に表示される画像の色情報(色の
階調情報)の変調タイミングとを同期させることによ
り、例えばモノクロ、グレースケールのCRTを用いて
カラー画像を表示することができる。また、より大きな
表示画面を得るために、複数の表示画面を組み合わせて
用いるようにしてもよい。例えば単一のCRTだけでな
く、複数のCRTを組み合わせて連続した表示画面を形
成するようにしてもよい。The display means may be any means capable of performing gradation display on a display screen, and for example, a CRT or the like can be used. By synchronizing the timing of changing the display color of the liquid crystal shutter with the modulation timing of the color information (color gradation information) of the image displayed on the display screen, for example, a monochrome or gray scale CRT is used to produce a color image. Can be displayed. Further, in order to obtain a larger display screen, a plurality of display screens may be used in combination. For example, not only a single CRT but also a plurality of CRTs may be combined to form a continuous display screen.
【0020】いずれの場合であっても、例えば蛍光管等
の表示手段の発光スペクトルと液晶シャッターを構成す
る液晶層の選択反射スペクトルとが重複するように組み
合わせて配設することが好適である。In any case, it is preferable that the emission spectrum of the display means such as a fluorescent tube and the selective reflection spectrum of the liquid crystal layer constituting the liquid crystal shutter are combined and arranged so as to overlap.
【0021】すなわち、本発明の液晶シャッターは、基
板間に挟持したコレステリック相を呈する液晶層に、基
板面と平行な方向の電界(横電界)を印加して、液晶層
を構成する液晶分子のらせんピッチを変化させることに
より、透過光あるいは(選択)反射光の波長を制御する
ものであり、高透過率、高速応答、かつ広視野角を実現
したものであり、本発明のカラー画像表示装置はこのよ
うな本発明の液晶シャッターを用いてカラー画像を表示
する表示装置である。本発明の液晶シャッターは、例え
ば対向して配置された一対の基板と、前記基板間に挟持
されコレステリック相を呈する液晶層と、前記液晶層に
対して前記基板に平行な電場を印加する手段を具備し、
前記電場によって液晶層を構成する液晶分子のらせんピ
ッチ長を約1ms以下の高速で変調することにより、液
晶層の選択反射光あるいは液晶層の透過光の波長(例え
ば赤、緑、青等の3原色)を高速に切換えることができ
る。That is, the liquid crystal shutter of the present invention applies an electric field (transverse electric field) in a direction parallel to the substrate surface to the liquid crystal layer exhibiting a cholesteric phase sandwiched between the substrates, so that the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer are formed. The color image display device of the present invention controls the wavelength of transmitted light or (selectively) reflected light by changing the helical pitch, and realizes high transmittance, high-speed response, and a wide viewing angle. Is a display device for displaying a color image using such a liquid crystal shutter of the present invention. The liquid crystal shutter of the present invention includes, for example, a pair of substrates arranged opposite to each other, a liquid crystal layer exhibiting a cholesteric phase sandwiched between the substrates, and a means for applying an electric field parallel to the substrate to the liquid crystal layer. Have,
By modulating the helical pitch length of the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer at a high speed of about 1 ms or less by the electric field, the wavelength of the selectively reflected light of the liquid crystal layer or the transmitted light of the liquid crystal layer (for example, 3 wavelengths such as red, green, and blue). (Primary colors) can be switched at high speed.
【0022】このために、本発明の液晶シャッターで
は、コレステリック液晶またはカイラルネマティック液
晶の自然状態でのらせんピッチを安定化させることによ
り、P0 よりもらせんピッチが長い状態P1 (>P0 )
からの緩和過程を高速化している。例えば、液晶層とポ
リマー物質とを、液晶分子がらせんピッチ長P0 のとき
に最も安定になるように共存させることにより、P0 よ
りもらせんピッチが長い状態とのエネルギー差が大きく
なる。らせんピッチ長P1 の状態かららせんピッチ長P
0 の状態への緩和時間は、ピッチ長の異なる2状態間の
エネルギー差に逆比例するから、らせんピッチ長P0 の
状態を安定化することにより、緩和速度を速くし、液晶
シャッターの動作速度を高速化することができる。For this reason, in the liquid crystal shutter of the present invention, by stabilizing the helical pitch of the cholesteric liquid crystal or the chiral nematic liquid crystal in the natural state, a state in which the helical pitch is longer than P 0 (P 1 > P 0 ).
The speed of the relaxation process has been increased. For example, by coexisting a liquid crystal layer and a polymer substance so that the liquid crystal molecules are most stable when the liquid crystal molecules have a helical pitch length P 0 , the energy difference from a state where the helical pitch is longer than P 0 is increased. The helical pitch length P from the state of the helical pitch length P 1
Since the relaxation time to the state of 0 is inversely proportional to the energy difference between the two states having different pitch lengths, stabilizing the state of the helical pitch length P 0 increases the relaxation speed, thereby increasing the operation speed of the liquid crystal shutter. Can be speeded up.
【0023】また本発明の液晶シャッターでは、コレス
テリック液晶またはカイラルネマティック液晶の自然状
態でのらせんピッチP0 よりもらせんピッチが長い複数
の状態間(例えばらせんピッチP1 とらせんピッチP2
との間、P0 <P1 <P2 )を遷移させることにより透
過光、反射光の波長を制御している。液晶分子の弾性エ
ネルギーは自然状態P0 で最も小さく、これよりピッチ
を長くした状態では、より大きな弾性エネルギーを有す
る。したがって、例えば自然状態のらせんピッチP0 よ
りも大きな第2のらせんピッチP2 から、第1のらせん
ピッチP1 (P1 <P2 )への緩和速度を高速化し、遷
移に要する時間を短くすることができる。[0023] In the liquid crystal shutter of the present invention, cholesteric liquid crystal or between the chiral nematic liquid crystal of natural helical pitch than the helical pitch P 0 in the state is long plurality of states (e.g., the helical pitch P 1 anthracene pitch P 2
, The wavelengths of the transmitted light and the reflected light are controlled by transitioning P 0 <P 1 <P 2 ). The elastic energy of the liquid crystal molecules is the smallest in the natural state P 0 , and has a greater elastic energy in a state where the pitch is longer than this. Thus, for example, from a large second helical pitch P 2 than the helical pitch P 0 of the natural state, the relaxation rate in the first helical pitch P 1 (P 1 <P 2) to speed, shorten the time required for transition can do.
【0024】このような構成を有する本発明の液晶シャ
ッターでは、例えば液晶分子の自然らせんピッチよりも
大きな複数の状態を、透過または選択反射する波長に対
応させる(例えば、B(青)をP1 ,G(緑)をP2 ,
R(赤)をP3 に対応させる、P1 ,P2 ,P3 はP0
よりも大きい)ことになるので、らせんピッチP0 の状
態は青色よりも短波長側(紫外側)に対応することにな
る。したがって、本発明の液晶シャッターでは、例えば
電圧無印加状態での選択反射光の波長は可視領域よりも
紫外側にシフトしていることになる。セルをこのように
構成することにより、実際に透過光、選択反射光の波長
制御を、自然状態よりも弾性エネルギーの大きい状態間
を遷移させることにより行うことができる。In the liquid crystal shutter of the present invention having such a configuration, for example, a plurality of states larger than the natural helical pitch of the liquid crystal molecules are made to correspond to the wavelength of transmission or selective reflection (for example, B (blue) is changed to P 1 ). , G (green) to P 2 ,
Let R (red) correspond to P 3 , P 1 , P 2 , P 3 is P 0
Therefore, the state of the helical pitch P 0 corresponds to the shorter wavelength side (violet outside) than blue. Therefore, in the liquid crystal shutter of the present invention, for example, the wavelength of the selectively reflected light in the state where no voltage is applied is shifted to the ultraviolet outside of the visible region. By configuring the cell in this way, the wavelength control of the transmitted light and the selectively reflected light can be actually performed by transitioning between states having higher elastic energy than the natural state.
【0025】さらに本発明においては、上述した2つの
構成、つまりポリマー性物質との分子間力により液晶分
子を安定化させることにより緩和過程を高速化する構成
と、自然状態のらせんピッチP0 よりも大きな複数の状
態を遷移させることにより緩和速度を高速化する構成と
を組み合わせて液晶シャッターを構成するようにしても
よい。例えば透過光、選択反射光の波長を制御するとき
の液晶分子のらせんピッチがP0 よりも長くなるように
して、液晶分子内の弾性エネルギーがより大きな状態
(このとき液晶分子の自然状態のらせんピッチP0 に対
応する選択反射光の波長は可視領域よりも紫外側にシフ
トすることになる)で行うようにするとともに、ポリマ
ー性物質を分散させるなどしてらせんピッチP0 の状態
を安定化するようにしてもよい。このようにすることに
より、透過光、選択反射光の波長を制御するときの液晶
分子のらせんピッチの緩和時間がさらに短くなり、電気
−光学応答がより高速にすることができる。Further, in the present invention, the above two structures, namely, a structure in which the relaxation process is accelerated by stabilizing the liquid crystal molecules by the intermolecular force with the polymer substance, and a structure in which the spiral pitch P 0 in the natural state is used. The liquid crystal shutter may be configured in combination with a configuration in which the relaxation speed is increased by transiting a plurality of large states. For example, the helical pitch of the liquid crystal molecules when controlling the wavelengths of the transmitted light and the selectively reflected light is made longer than P 0 so that the elastic energy in the liquid crystal molecules is larger (in this case, the spiral of the natural state of the liquid crystal molecules) The wavelength of the selectively reflected light corresponding to the pitch P 0 is shifted to the ultraviolet side from the visible region), and the state of the helical pitch P 0 is stabilized by dispersing a polymer substance or the like. You may make it. By doing so, the relaxation time of the helical pitch of the liquid crystal molecules when controlling the wavelengths of the transmitted light and the selectively reflected light is further shortened, and the electro-optical response can be made faster.
【0026】本発明のカラー画像表示装置は、上述のよ
うな構成を有する本発明の液晶シャッターと、色情報に
応じた階調を有する画像を表示画面に表示する例えばC
RT等を組み合わせた表示装置である。例えば白黒(グ
レースケール)表示のCRTの表示画面上に本発明の液
晶シャッターを配設し、輝度変調のタイミングと液晶シ
ャッターの表示色の切替えのタイミングとを同期させる
ことにより、表示画面に表示される画像をカラー画像と
して表示することができる。A color image display device according to the present invention comprises a liquid crystal shutter according to the present invention having the above-described configuration, and a liquid crystal shutter for displaying an image having a gradation corresponding to color information on a display screen.
It is a display device combining RT and the like. For example, by disposing the liquid crystal shutter of the present invention on the display screen of a CRT for displaying black and white (gray scale) and synchronizing the timing of luminance modulation with the timing of switching the display color of the liquid crystal shutter, the liquid crystal shutter is displayed on the display screen. Image can be displayed as a color image.
【0027】本発明の液晶シャッターの液晶層を構成す
る材料としては、コレステリック相を呈する液晶層が得
られるものであれば用いることができる。また、単一の
液晶材料に限らず、2種類以上の液晶材料を組み合わせ
て用いるようにしてもよく、さらに液晶以外の材料を含
む混合物でもよい。このような液晶層の構成材料として
は、例えばコレステリック液晶、ネマチック液晶とカイ
ラル剤の混合物等を挙げることができる。また、用いる
液晶層の液晶一等方相転移温度は、本発明の液晶シャッ
ターおよびこれを用いたカラー画像表示装置を動作させ
る際の最高温度より高くする必要がある。したがって液
晶層の液晶一等方相転移温度は、例えば約60℃程度以
上に設定することが好ましく、より好ましくは約85℃
程度以上に設定するようにすればよい。一方、液晶層の
結晶一液晶転移温度は、本発明の液晶シャッターおよび
これを用いたカラー画像表示装置を動作させる最低温度
より低くする必要がある。したがって、液晶層の結晶一
液晶転移温度は、例えば、約−10℃程度以下に設定す
ることが好ましく、より好ましくは約−40℃程度以下
にするようにすればよい。As the material constituting the liquid crystal layer of the liquid crystal shutter of the present invention, any material can be used as long as a liquid crystal layer exhibiting a cholesteric phase can be obtained. Further, the liquid crystal material is not limited to a single liquid crystal material, and two or more liquid crystal materials may be used in combination, or a mixture containing a material other than liquid crystal may be used. Examples of a constituent material of such a liquid crystal layer include a cholesteric liquid crystal and a mixture of a nematic liquid crystal and a chiral agent. Further, the liquid crystal isotropic phase transition temperature of the liquid crystal layer to be used needs to be higher than the maximum temperature at the time of operating the liquid crystal shutter of the present invention and the color image display device using the same. Therefore, the liquid crystal isotropic phase transition temperature of the liquid crystal layer is preferably set to, for example, about 60 ° C. or more, more preferably about 85 ° C.
What is necessary is just to set more than about. On the other hand, the crystal-liquid crystal transition temperature of the liquid crystal layer needs to be lower than the minimum temperature at which the liquid crystal shutter of the present invention and the color image display device using the same operate. Therefore, the crystal-liquid crystal transition temperature of the liquid crystal layer is preferably set to, for example, about −10 ° C. or less, and more preferably about −40 ° C. or less.
【0028】また、色フリッカーを抑制するためには必
須となる約1ms程度以下での色切換えを実現する観点
から、液晶の捩じれ弾性係数K22は、約5pN程度以上
に設定することが好ましく、約6pN程度以上に設定す
ることがより好ましい。同様に、液晶の回転粘性係数γ
は、約200mPa・s程度より小さく設定することが
好ましく、約150mPa・sより小さく設定すること
がより好ましい。 また、液晶の平均屈折率nは、約
1.5程度より大きくなるように設定することが好まし
く、約1.55程度より大きくなるように設定すること
がより好ましい。From the viewpoint of realizing color switching within about 1 ms or less, which is essential for suppressing color flicker, it is preferable to set the torsional elasticity coefficient K 22 of the liquid crystal to about 5 pN or more. More preferably, it is set to about 6 pN or more. Similarly, the rotational viscosity coefficient γ of the liquid crystal
Is preferably set smaller than about 200 mPa · s, and more preferably set smaller than about 150 mPa · s. Further, the average refractive index n of the liquid crystal is preferably set to be larger than about 1.5, and more preferably set to be larger than about 1.55.
【0029】液晶層の選択反射スペクトルの半値幅Δλ
は、Δλ=Δn×Pで表わされる。本発明の液晶シャッ
ターを白黒蛍光管と組合わせてカラー画像表示装置を構
成する場合には、蛍光管の発光スペクトルから赤、緑、
青の各色を選択することになるので、液晶シャッターの
選択反射スペクトルが蛍光体の発光スペクトルのスペク
トル幅を十分カバーするようにΔnを設定することが好
適である。The half width Δλ of the selective reflection spectrum of the liquid crystal layer
Is represented by Δλ = Δn × P. When a color image display device is configured by combining the liquid crystal shutter of the present invention with a black-and-white fluorescent tube, red, green,
Since each color of blue is selected, it is preferable to set Δn so that the selective reflection spectrum of the liquid crystal shutter sufficiently covers the spectrum width of the emission spectrum of the phosphor.
【0030】さらに、温度変化に伴う表示色のシフトを
抑制する観点からは、表示色の温度変化に対する安定性
の高い液晶材料、すなわちらせんピッチ長の温度変化に
対する依存性の小さな材料を用いることが好ましい。単
一の液晶材料で表示色の温度依存性を抑制することが困
難な場合は、表示色の温度依存性が正および負といった
温度依存性の異なる複数のカイラル剤を用いるようにす
ればよい。Further, from the viewpoint of suppressing the shift of the display color due to the temperature change, it is preferable to use a liquid crystal material having high stability with respect to the temperature change of the display color, that is, a material having a small dependence of the helical pitch length on the temperature change. preferable. When it is difficult to suppress the temperature dependence of the display color with a single liquid crystal material, a plurality of chiral agents having different temperature dependences such as positive and negative temperature dependence of the display color may be used.
【0031】本発明の液晶シャッターにおいて、液晶層
に分散、含有させるポリマー性物質は、コレステリック
液晶をその自然ピッチ長P0 において最も安定化するよ
うに配設すればよい。例えば重合性物質を液晶層と共存
させ、コレステリック液晶がその自然ピッチ長P0 を有
する状態で重合させるようにすることにより、重合時の
状態の液晶分子とポリマー性物質との分子間力が大きく
なるようにすることができる。このようなポリマー性物
質の構成材料は特に限定されるものではなく、例えば一
般式R1 −S1 −M−S2 −R2 で表示されるような組
成物を用いるようにしてもよい。In the liquid crystal shutter according to the present invention, the polymer substance dispersed and contained in the liquid crystal layer may be disposed so that the cholesteric liquid crystal is most stabilized at its natural pitch length P 0 . For example, by causing a polymerizable substance to coexist with the liquid crystal layer and causing the cholesteric liquid crystal to polymerize in a state having its natural pitch length P 0 , the intermolecular force between the liquid crystal molecules in the state of polymerization and the polymer substance is large. It can be. The constituent material of such a polymeric substance is not particularly limited, and for example, a composition represented by the general formula R 1 -S 1 -MS 2 -R 2 may be used.
【0032】[0032]
【化1】 また、混合する液晶材料との相溶性が良好であることが
好ましい。この点から、分子内にメソゲン部位を結合し
て液晶性を呈する重合性物質のポリマーを用いるように
してもよい。ポリマー性物質のメソゲン部位としては、
例えば、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、
フェニルシクロヘキシル基、ビフェニルシクロヘキシル
基、フェニルジシクロヘキシル基、アゾベンゼン基、ア
ゾキシベンゼン基、べンジリデンアニリン基、スチルベ
ン基、トラン基などを挙げることができる。Embedded image Further, it is preferable that the compatibility with the liquid crystal material to be mixed is good. From this point, a polymer of a polymerizable substance exhibiting liquid crystallinity by binding a mesogen site in the molecule may be used. As the mesogen site of the polymeric substance,
For example, phenyl, biphenyl, terphenyl,
Examples include a phenylcyclohexyl group, a biphenylcyclohexyl group, a phenyldicyclohexyl group, an azobenzene group, an azoxybenzene group, a benzylideneaniline group, a stilbene group, and a tolan group.
【0033】重合性物質としては重合性モノマー、ある
いは反応性や粘度の選択といった点からはモノマー類か
ら誘導したオリゴマー類、あるいはオリゴマー類とモノ
マー類の混合物でよく、これを熱あるいは光で重合硬化
してポリマーかして高分子を得るようにすればよい。重
合制御の容易性の点からは、光硬化性を有する材料のポ
リマーを用いることがより好ましい。重合性モノマーあ
るいはオリゴマーとしては、例えば、紫外線照射により
重合硬化するモノアクリルモノマーあるいはオリゴマ
ー、ジアクリルモノマーあるいはオリゴマーを好適な材
料として挙げることができる。The polymerizable substance may be a polymerizable monomer, or an oligomer derived from the monomer, or a mixture of the oligomer and the monomer in terms of reactivity and viscosity. Then, a polymer may be obtained by using a polymer. From the viewpoint of easy polymerization control, it is more preferable to use a polymer of a material having photocurability. As the polymerizable monomer or oligomer, for example, a monoacrylic monomer or oligomer, a diacrylic monomer or an oligomer which is polymerized and cured by irradiation with ultraviolet light can be mentioned as a suitable material.
【0034】なお、ビニル基のα位および/またはβ位
の水素は、フェニル基、アルキル基、ハロゲン基、シア
ノ基などで置換されていてもよい。ポリマー性物質の材
料物質となる重合性モノマーとしては、例えば表1に示
す構造式を有する物質を挙げることができる。また、市
販され容易に入手できるものとしては、例えば、カヤラ
ッドΗDDΑ、カヤラッドMANDΑ、カヤラッドΗΧ
−220、カヤラッドHX−620、カヤラッドR−5
51、カヤラッドR−712、カヤラッドR−604、
カヤラツドR−167(以上、日本化薬社製)、アクリ
エステルBZ、アクリエステルΗΧ、アクリエステルΗ
P(以上、三菱レイヨン社製)等も用いることができ
る。The hydrogen at the α-position and / or β-position of the vinyl group may be substituted with a phenyl group, an alkyl group, a halogen group, a cyano group, or the like. Examples of the polymerizable monomer serving as the material of the polymer substance include substances having the structural formulas shown in Table 1. Examples of commercially available and easily available products include, for example, Kayarad {DD}, Kayarad MAND, and Kayarad.
-220, Kayarad HX-620, Kayarad R-5
51, Kayarad R-712, Kayarad R-604,
Kayarad R-167 (Nippon Kayaku Co., Ltd.), Acryester BZ, Acryester ク リ, AcryesterΗ
P (all manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.) and the like can also be used.
【0035】また、液晶層のらせんピッチを安定化させ
るために液晶分子とともに配設するポリマー性物質を形
成する際に、重合を速やかに行うために重合開始剤を用
いるようにしてもよい。光重合開始剤としては、選択す
るモノマー類、オリゴマー類に適するものであればよ
く、例えば市販され容易に入手できるものとしては、ダ
ロキュア1173(Merck社製)、ダロキュア11
16(Merck社製)、イルガキュア184(Cib
a Geigy社製)、イルガキュア651(Ciba
Geigy社製)、イルガキュア907(Ciba
Geigy社製)、カヤキュアDETX(日本化薬社
製)、カヤキュアEPA(日本化薬社製)などを挙げる
ことができる。光重合開始剤の添加量は、液晶の保持率
を高く維持する観点から、好ましくはモノマー類、オリ
ゴマー類に対し、例えば約5重量%程度以下の範囲で添
加するようにすればよい。また、重合性モノマーあるい
はオリゴマーには必要に応じて架橋剤、界面活性剤、重
合促進剤、連鎖移動剤、光増感剤などの改質剤を含有さ
せて用いるようにしてもよい。Further, when forming a polymeric substance to be disposed together with liquid crystal molecules in order to stabilize the helical pitch of the liquid crystal layer, a polymerization initiator may be used in order to promptly carry out polymerization. Any photopolymerization initiator may be used as long as it is suitable for the selected monomers and oligomers. Examples of commercially available photopolymerization initiators include Darocur 1173 (manufactured by Merck) and Darocur 11
16 (Merck), Irgacure 184 (Cib
a Geigy), Irgacure 651 (Ciba
Geigy), Irgacure 907 (Ciba
Geigy), Kayacure DETX (Nippon Kayaku), Kayacure EPA (Nippon Kayaku) and the like. The amount of the photopolymerization initiator to be added is preferably, for example, about 5% by weight or less based on the monomers and oligomers from the viewpoint of maintaining a high liquid crystal retention. Further, the polymerizable monomer or oligomer may contain a modifier such as a crosslinking agent, a surfactant, a polymerization accelerator, a chain transfer agent, or a photosensitizer, if necessary.
【0036】本発明の液晶シャッターにおけるポリマー
性物質を含有した液晶層の作製方法としては、例えば前
述のようにコレステリック液晶の自然らせんピッチ長P
0 において重合性物質を重合させるようにすればよい。
またこのとき、重合性モノマーあるいはオリゴマーと液
晶材料物質などとの混合物を基板間に挟持させた後に光
重合することが好ましい。この際、光照射強度および光
照射時間を制御することで、媒体を光散乱状態でなく、
透明状態とすることができる。さらに、重合時の媒質温
度を制御することで媒質の構造をより綿密に制御するこ
ともできる。なお、透明媒体を基板間に挟持させる方法
としては、特に限定されるものではなく、真空注入、吸
引注入、塗布などの方法により行うようにすればよい。As a method for producing a liquid crystal layer containing a polymer substance in the liquid crystal shutter of the present invention, for example, as described above, the natural helical pitch length P
At 0 , the polymerizable substance may be polymerized.
At this time, it is preferable to carry out photopolymerization after sandwiching a mixture of a polymerizable monomer or oligomer and a liquid crystal material between substrates. At this time, by controlling the light irradiation intensity and light irradiation time, the medium is not in a light scattering state,
It can be in a transparent state. Further, by controlling the temperature of the medium during the polymerization, the structure of the medium can be more precisely controlled. The method of sandwiching the transparent medium between the substrates is not particularly limited, and may be performed by a method such as vacuum injection, suction injection, or application.
【0037】本発明の液晶シャッターにおいて、液晶層
に電圧を印加するための電極は、前記基板に平行な方向
(液晶層の面内方向)の電場を印加することができる限
りどのようなものを用いるようにしてもよい。透光性を
有する電極としては、例えばITO(インジウムスズオ
キサイド)の薄膜をスパッタ法などにより成膜して用い
ることができる。透明性が要求されない例えば反射電極
などの電極には、アルミニウム、ニッケル、銅、銀、
金、白金などの各種電極材料を用いることができる。ま
た、基板上への電極形成は蒸着、スパッタリング、フォ
トリソグラフィなど通常の方法で行うようにすればよ
い。また、電極は液晶層を挟持する一対の基板のうち一
方の基板のみに配設するようにしてもよいし、両方の基
板に配設するようにしてもよい。両方の基板に電極を配
設する方がより均一な電場を印加することができる。さ
らなる電場の均一性を望む場合は、液晶層を挟持する基
板間に柱状の電極が挟持されるように配設するようにし
てもよい。この時柱状電極に、後述するように、基板間
隙の大きさを規定するスペーサーの機能も担わせるよう
にしてもよい。In the liquid crystal shutter according to the present invention, any type of electrode for applying a voltage to the liquid crystal layer may be used as long as an electric field in a direction parallel to the substrate (in-plane direction of the liquid crystal layer) can be applied. It may be used. As the light-transmitting electrode, for example, a thin film of ITO (indium tin oxide) can be used by being formed by a sputtering method or the like. For electrodes that do not require transparency, such as reflective electrodes, aluminum, nickel, copper, silver,
Various electrode materials such as gold and platinum can be used. Further, the electrodes may be formed on the substrate by a usual method such as vapor deposition, sputtering, or photolithography. Further, the electrodes may be provided only on one of the pair of substrates sandwiching the liquid crystal layer, or may be provided on both substrates. Arranging electrodes on both substrates can apply a more uniform electric field. If further uniformity of the electric field is desired, a columnar electrode may be arranged between the substrates sandwiching the liquid crystal layer. At this time, as described later, the columnar electrode may also have a function of a spacer for defining the size of the substrate gap.
【0038】本発明の液晶シャッターを構成する、液晶
層を挟持する基板としては、十分な強度と絶縁性そして
透明性を有しているものであればよく、例えばガラス、
プラスチック、セラミックなどを用いることができる。
また、厚さに関しても強度を損なわない範囲内であれば
特に限定されるものではない。The substrate constituting the liquid crystal shutter of the present invention, which sandwiches the liquid crystal layer, may be any substrate having sufficient strength, insulation and transparency.
Plastic, ceramic, or the like can be used.
Also, the thickness is not particularly limited as long as the strength is not impaired.
【0039】本発明の液晶シャッターでは、液晶層に電
界を印加する電極表面に、絶縁性薄膜を形成させてもよ
い。絶縁性薄膜の材料としては液晶材料に対する反応性
や溶解性を持たず、電気的に絶縁性であれば材質的に特
に限定されるものではない。またこのような絶縁性薄膜
は、電極表面に限らず、基板の液晶層挟持面全面に配設
するようにしてもよい。またこのような絶縁性膜を配向
膜として用いるようにしてもよい。In the liquid crystal shutter of the present invention, an insulating thin film may be formed on the surface of the electrode for applying an electric field to the liquid crystal layer. The material of the insulating thin film is not particularly limited as long as it has no reactivity or solubility with respect to the liquid crystal material and is electrically insulating. Further, such an insulating thin film may be provided not only on the electrode surface but also on the entire surface of the substrate where the liquid crystal layer is sandwiched. Further, such an insulating film may be used as an alignment film.
【0040】絶縁性膜の構成材料としては、例えばポリ
イミド、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリアク
リルアミド、環化ゴム、ノボラック樹脂、ポリエステ
ル、ポリウレタン、アクリル樹脂、ビスフェノール樹脂
またはゼラチンなどの有機物、また、酸化シリコン、窒
化シリコンなどの無機物等を挙げることができる。配向
膜の形成方法としては、スピンコートによる塗布、水面
上に形成された単分子膜を電極基板上に写し取って積層
し薄膜を形成させるラングミュア・ブロジェット法(L
B法)、蒸着法などを用いるようにしてもよく、絶縁性
膜の構成材料に適した方法を選択すればよい。また、絶
縁性薄膜の厚さは、液晶層への電圧印加を十分行うこと
ができれば特に限定されるものではないが、低電圧駆動
の観点から絶縁性を損ねない範囲において薄く配設する
ことが好ましい。絶縁性薄膜に対する配向処理は一般に
電圧印加方向に略平行に行なうようにすればよく、例え
ばラビング、光配向、斜め蒸着などにより行うようにす
ればよい。本発明において、液晶層を挟持する基板間の
間隙の大きさ、均一性をより正確に制御する場合には、
各種スペーサーを用いるようにすればよい。スペーサー
は、例えば球状スペーサーや棒状スペーサーを基板の液
晶層挟持面に静電散布法などにより散布するようにして
もよい。また、基板組み合わせ時にはスペーサーどうし
が近接したりして、散布密度を均一にすることが困難な
ことから、基板上に柱状の絶縁体を一定間隔で配設する
ようにしてもよい。基板に散布するスペーサー材料とし
ては、絶縁性でかつ使用する液晶分子と反応あるいは溶
解せず、基板上に安定に分散されるならば材質的に特に
限定されるものではなく、例えばジビニルベンセン、ポ
リスチレンなどの高分子、あるいはアルミナ、シリカな
どの無機酸化物などを用いることができる。用いるスペ
ーサーの粒径分布はできるだけ狭いことが好ましい。柱
状体を電極基板上に一定間隔で形成させる方法として
は、フォトリソグラフィ法等により形成するようにして
もよいし、印刷などにより形成するようにしてもよい。
その材料としては、液晶材料に対する反応性や溶解性を
持たず、電気的に絶縁性のポジ型またはネガ型の感光性
樹脂などを用いることができる。例えば、ポリイミド、
ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミ
ド、環化ゴム、ノボラック樹脂、ポリエステル、ポリウ
レタン、アクリル樹脂、ビスフェノール樹脂またはゼラ
チンを感光性樹脂化したものを挙げることができるが、
一般的にはネガ型の感光性ポリイミドが好ましい。As the constituent material of the insulating film, for example, an organic substance such as polyimide, polyamide, polyvinyl alcohol, polyacrylamide, cyclized rubber, novolak resin, polyester, polyurethane, acrylic resin, bisphenol resin or gelatin; Examples thereof include inorganic substances such as silicon nitride. The orientation film is formed by a method such as Langmuir-Blodgett method (L) in which a monomolecular film formed on a water surface is transferred onto an electrode substrate and laminated to form a thin film.
B), a vapor deposition method, or the like may be used, and a method suitable for the constituent material of the insulating film may be selected. The thickness of the insulating thin film is not particularly limited as long as voltage can be sufficiently applied to the liquid crystal layer. However, the thickness of the insulating thin film may be set as thin as possible without impairing the insulating property from the viewpoint of low voltage driving. preferable. In general, the alignment treatment for the insulating thin film may be performed substantially in parallel to the voltage application direction, and may be performed, for example, by rubbing, optical alignment, oblique deposition, or the like. In the present invention, the size of the gap between the substrates sandwiching the liquid crystal layer, in order to more accurately control the uniformity,
Various spacers may be used. As the spacer, for example, a spherical spacer or a rod-shaped spacer may be sprayed on the liquid crystal layer sandwiching surface of the substrate by an electrostatic spraying method or the like. In addition, when the substrates are combined, it is difficult to make the distribution density uniform because the spacers come close to each other, so that columnar insulators may be provided at regular intervals on the substrate. The spacer material to be sprayed on the substrate is not particularly limited as long as it is insulative and does not react or dissolve with the liquid crystal molecules to be used and is stably dispersed on the substrate.For example, divinyl benzene, polystyrene And inorganic oxides such as alumina and silica. It is preferable that the particle size distribution of the spacer used is as narrow as possible. As a method for forming the columnar bodies on the electrode substrate at regular intervals, the columns may be formed by a photolithography method or the like, or may be formed by printing or the like.
As the material thereof, a positive or negative photosensitive resin having no reactivity or solubility with respect to the liquid crystal material and electrically insulating can be used. For example, polyimide,
Polyamide, polyvinyl alcohol, polyacrylamide, cyclized rubber, novolak resin, polyester, polyurethane, acrylic resin, bisphenol resin or gelatin can be mentioned as a photosensitive resin,
Generally, a negative photosensitive polyimide is preferable.
【0041】前述のように本発明の液晶シャッターで
は、らせん方位の同一な2枚の液晶層を単位とした複数
の液晶層とλ/2板とを組み合わせて用いるようにして
もよい。用いるλ/2板は、波長λがコレステリック相
の選択反射の中心波長と整合したもので、かつ高透過率
であるような位相差板を用いることが好ましい。As described above, in the liquid crystal shutter of the present invention, a plurality of liquid crystal layers each having two liquid crystal layers having the same helical orientation as a unit and a λ / 2 plate may be used in combination. As the λ / 2 plate to be used, it is preferable to use a retardation plate whose wavelength λ matches the center wavelength of the selective reflection of the cholesteric phase and has high transmittance.
【0042】また前述のように本発明の液晶シャッター
では、らせん方位の同一な複数の液晶層と、偏光変換シ
ート、λ/4板とを組み合わせて用いるようにしてもよ
い。無偏光を右あるいは左円偏光に変換するシートとし
ては、例えば、市販の直線偏光変換シートにλ/4板を
組合わせたものであってもよいし、同一らせん方位を有
する赤、緑、青を選択反射する3つのコレステリック液
晶光学素子を組合わせて用いるようにしてもよい。As described above, in the liquid crystal shutter of the present invention, a plurality of liquid crystal layers having the same helical direction, a polarization conversion sheet, and a λ / 4 plate may be used in combination. The sheet for converting non-polarized light into right or left circularly polarized light may be, for example, a combination of a commercially available linearly polarized light conversion sheet and a λ / 4 plate, or red, green, and blue having the same helical orientation. May be used in combination with three cholesteric liquid crystal optical elements that selectively reflect light.
【0043】本発明の表示装置における表示手段として
は、例えば白黒蛍光管を用いるようにしてもよい。赤、
緑、青の混合蛍光体を有する、いわゆる白黒タイプのも
のであれば特に限定されるものではない。また、大画面
表示装置用に、電子線蛍光管を複数組合わせて用いるよ
うにしてもよい。本発明の表示装置では、白黒蛍光管の
赤、緑、青の発光スペクトルのうち液晶シャッターの
赤、緑、青の選択反射スペクトルでカバーできない波長
成分があると、表示画面の色純度が低下することにな
る。したがって、色純度を確保するためには、液晶シャ
ッターの選択反射スペクトルと、蛍光管の発光スペクト
ルとを対応させるようにすることが好適である、このた
めに、液晶層に蛍光管の赤、緑、青の発光スペクトルの
うち液晶シャッターの選択反射スペクトルでカバーでき
ない波長成分に吸収を有する色素を含有させるようにし
てもよい。また、透明基板に色素を塗布したものを液晶
シャッターに組合わせることもできる。As the display means in the display device of the present invention, for example, a black and white fluorescent tube may be used. Red,
There is no particular limitation as long as it is a so-called black-and-white type having a mixed phosphor of green and blue. Further, a plurality of electron beam fluorescent tubes may be used in combination for a large screen display device. In the display device of the present invention, if there is a wavelength component that cannot be covered by the red, green, and blue selective reflection spectra of the liquid crystal shutter in the red, green, and blue emission spectra of the black-and-white fluorescent tubes, the color purity of the display screen is reduced. Will be. Therefore, in order to ensure color purity, it is preferable to make the selective reflection spectrum of the liquid crystal shutter correspond to the emission spectrum of the fluorescent tube. Alternatively, a wavelength component that cannot be covered by the selective reflection spectrum of the liquid crystal shutter in the blue emission spectrum may contain a dye having absorption. Further, a transparent substrate coated with a dye may be combined with a liquid crystal shutter.
【0044】また本発明の液晶シャッター、および表示
装置において広視野角を確保するためには、液晶シャッ
ターへの入射光を平行にする手段や、液晶シャッターか
らの出射光を広角にするための手段を組み合わせるよう
にしてもよい。In order to secure a wide viewing angle in the liquid crystal shutter and the display device of the present invention, means for making incident light to the liquid crystal shutter parallel and means for making light emitted from the liquid crystal shutter wide angle. May be combined.
【0045】[0045]
【発明の実施の形態】以下に本発明について詳細に説明
する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail.
【0046】(実施形態1)ここで、本発明の液晶カラ
ーシャッターの基本構成とその動作について説明する。
図1は本発明の液晶カラーシャッターの構成の例を概略
的に示す図である。図1(a)は液晶層に駆動電圧を印
加していない様子を、図1(b)は液晶層に駆動電圧を
印加した様子をそれぞれ示している。(Embodiment 1) Here, the basic structure and operation of the liquid crystal color shutter of the present invention will be described.
FIG. 1 is a diagram schematically showing an example of the configuration of the liquid crystal color shutter of the present invention. FIG. 1A shows a state where a driving voltage is not applied to the liquid crystal layer, and FIG. 1B shows a state where a driving voltage is applied to the liquid crystal layer.
【0047】この液晶カラーシャッターは、第1の基板
11と第2の基板12との間にコレステリック相を呈す
る液晶層13を挟持したものであり、第1の基板11に
は液晶層13に対して、第1の基板11および第2の基
板12の面方向と平行な方向の電場を形成するように配
設された櫛歯状電極14が配設されている。図2は櫛歯
状電極の液晶分子のらせん軸方向から見たパターンの例
を概略的に示す図であり、導体層14aがインターディ
ジタルな形状に配設された電極パターンの一部を拡大し
て示している。この櫛歯状電極14に電圧印加手段15
により駆動電圧を供給して液晶層14に横電界を印加
し、液晶層13を構成する液晶分子のらせんピッチを変
化させることにより、液晶層13の透過光の波長、また
は液晶層13による選択反射光の波長が制御される。This liquid crystal color shutter has a liquid crystal layer 13 exhibiting a cholesteric phase sandwiched between a first substrate 11 and a second substrate 12. In addition, a comb-shaped electrode 14 arranged to form an electric field in a direction parallel to a plane direction of the first substrate 11 and the second substrate 12 is provided. FIG. 2 is a view schematically showing an example of a pattern of the liquid crystal molecules of the comb-shaped electrode viewed from the helical axis direction. FIG. 2 is an enlarged view of a part of the electrode pattern in which the conductor layer 14a is arranged in an interdigital shape. Is shown. The voltage applying means 15 is applied to the comb-shaped electrode 14.
A driving voltage is applied to apply a horizontal electric field to the liquid crystal layer 14 to change the helical pitch of the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer 13, thereby changing the wavelength of light transmitted through the liquid crystal layer 13 or selectively reflecting the liquid crystal layer 13. The wavelength of the light is controlled.
【0048】図1(a)に示すように、駆動電圧の非印
加時における液晶層13は自然状態のらせんピッチ長P
0 のプレーナー構造をとっている。このとき、液晶の平
均屈折率をnとすると、液晶層13はλ=n×P0 で規
定される波長λを中心とした選択反射領域の波長を有す
る光を反射する。液晶層13駆動電圧を印加すると、図
1(b)に示すように液晶分子のらせんピッチ長が伸び
てらせんピッチ長Pi のプレーナー構造となり、選択反
射光の波長が長波長側にシフトする。したがって、印加
電圧を制御することで、選択反射光を加法混色の3原
色、すなわち赤、緑、青に設定することができる。例え
ば駆動電圧Viに対応する液晶分子のらせんピッチをP
iとすると、PiはViに応じて変化するから、らせん
ピッチPiのときの選択反射光の波長n×Piを加法混
色の3原色、すなわち赤、緑、青に設定することにより
液晶層13の選択反射光の波長を赤、緑、青に変化させ
ることができ、したがって液晶カラーシャッターをして
動作させることができる。As shown in FIG. 1A, when no drive voltage is applied, the liquid crystal layer 13 has a helical pitch length P in a natural state.
It has a planar structure of 0 . At this time, assuming that the average refractive index of the liquid crystal is n, the liquid crystal layer 13 reflects light having a wavelength in the selective reflection region centered on the wavelength λ defined by λ = n × P 0 . When the driving voltage of the liquid crystal layer 13 is applied, as shown in FIG. 1B, the helical pitch length of the liquid crystal molecules is extended to form a planar structure having a helical pitch length Pi, and the wavelength of the selectively reflected light shifts to the longer wavelength side. Therefore, by controlling the applied voltage, the selectively reflected light can be set to the three primary colors of additive color mixture, that is, red, green, and blue. For example, the helical pitch of the liquid crystal molecules corresponding to the driving voltage Vi is P
Since Pi changes according to Vi, the wavelength nxPi of the selectively reflected light at the helical pitch Pi is set to the three primary colors of the additive color mixture, that is, red, green, and blue. The wavelength of the selectively reflected light can be changed to red, green, and blue, so that the liquid crystal color shutter can be operated.
【0049】反射光の波長(例えば3原色)を切換えて
液晶カラーシャッターとする場合には選択反射光をその
まま利用することができる。一方、例えば本発明のカラ
ー画像表示装置のように、透過光の3原色を切換えて用
いるる場合には3原色のうち2色の左右両円偏光成分を
選択反射光として液晶層13への入射光から除く必要が
ある。When the wavelength of the reflected light (for example, three primary colors) is switched to form a liquid crystal color shutter, the selectively reflected light can be used as it is. On the other hand, for example, when the three primary colors of the transmitted light are switched and used as in the color image display device of the present invention, the left and right circularly polarized light components of two of the three primary colors are incident on the liquid crystal layer 13 as selectively reflected light. Must be removed from light.
【0050】(実施形態2)本発明の液晶カラーシャッ
ターにおいて、液晶層に電界を形成する電極の配置とし
ては、液晶層13を挟持する基板の垂直方向でより均一
な電場を液晶層に印加するために、図2のような櫛歯状
電極の代わりに、例えば図3に示すような柱状電極16
を用いるようにしてもよい。図3は本発明の液晶カラー
シャッターの構成の別の例を概略的に示す図である。図
3(a)は液晶層に駆動電圧を印加していない様子を、
図3(b)は液晶層に駆動電圧を印加した様子をそれぞ
れ示している。櫛歯状電極14を用いる場合には、基板
の法線方向に均一な電場を得ることは難しく、液晶層1
3のうち電極から遠い領域には例えば電極表面などの電
極と近接した領域と比較して形成される電場の強度が小
さくなる。このため、電極近傍と比較して液晶分子のら
せんピッチ長が短くなり、選択反射光のスペクトルが短
波長側にブロードになる。一方、柱状電極16を用いる
と、基板の法線方向により均一な電場を形成することが
できるため、選択反射光のスペクトルがブロードになる
ことがない。ただし、上述した選択反射光のスペクトル
がブロードになる現象を利用して、後述するように、蛍
光管の発光スペクトルの反射/透過を効率的に制御する
ようにしてもよい。(Embodiment 2) In the liquid crystal color shutter of the present invention, the arrangement of the electrodes for forming an electric field in the liquid crystal layer is such that a more uniform electric field is applied to the liquid crystal layer in the vertical direction of the substrate holding the liquid crystal layer 13 therebetween. Therefore, instead of the comb-shaped electrode as shown in FIG. 2, for example, a columnar electrode 16 as shown in FIG.
May be used. FIG. 3 is a diagram schematically showing another example of the configuration of the liquid crystal color shutter of the present invention. FIG. 3A shows a state in which no drive voltage is applied to the liquid crystal layer.
FIG. 3B shows a state where a driving voltage is applied to the liquid crystal layer. When the comb-shaped electrode 14 is used, it is difficult to obtain a uniform electric field in the normal direction of the substrate.
In the region 3 far from the electrode, the strength of the electric field formed is smaller than that in the region close to the electrode, such as the surface of the electrode. For this reason, the helical pitch length of the liquid crystal molecules is shorter than that near the electrodes, and the spectrum of the selectively reflected light is broadened to the shorter wavelength side. On the other hand, when the columnar electrode 16 is used, a uniform electric field can be formed in the normal direction of the substrate, so that the spectrum of the selectively reflected light does not become broad. However, the reflection / transmission of the emission spectrum of the fluorescent tube may be efficiently controlled by utilizing the phenomenon that the spectrum of the selective reflection light becomes broad as described later.
【0051】(実施形態3)つぎに、本発明の液晶カラ
ーシャッターの動作について概略的に説明する。本発明
の液晶カラーシャッターでは、らせんピッチ長の異なる
プレーナー構造間を遷移させることにより透過光または
選択反射光の波長を制御するが、このうちらせんピッチ
長のより短い構造への変化は電場により行なうことがで
きない緩和過程であり、高速応答を実現する上で律速と
なるのはこの過程である。(Embodiment 3) Next, the operation of the liquid crystal color shutter of the present invention will be schematically described. In the liquid crystal color shutter of the present invention, the wavelength of the transmitted light or the selectively reflected light is controlled by transitioning between planar structures having different helical pitch lengths. Of these, the change to a structure having a shorter helical pitch length is performed by an electric field. This is a relaxation process that cannot be performed, and it is this process that is rate-determining for realizing a high-speed response.
【0052】本発明の液晶カラーシャッターにおいて
は、前述した2つの構成、つまりポリマー性物質との分
子間力により液晶分子を安定化させることにより緩和過
程を高速化する構成、または自然状態のらせんピッチP
0 よりも大きな複数の状態を遷移させることにより緩和
速度を高速化する構成を採用することにより高速な電気
−光学応答を実現している。In the liquid crystal color shutter of the present invention, the above-mentioned two constitutions, namely, a constitution in which the relaxation process is accelerated by stabilizing the liquid crystal molecules by an intermolecular force with the polymeric substance, or a helical pitch in a natural state P
A high-speed electro-optical response is realized by adopting a configuration in which the relaxation rate is increased by transitioning a plurality of states larger than 0 .
【0053】図4はコレステリック相を構成する液晶分
子が自然らせんピッチ長Ρ0 の状態で安定化するよう
に、ポリマー性物質17を液晶層13とともに基板間に
配設した例を模式的に示す図である。[0053] Figure 4 so that the liquid crystal molecules constituting the cholesteric phase is stabilized in a state of natural helical pitch length [rho 0, an example which is disposed between the substrates of polymeric material 17 with the liquid crystal layer 13 schematically FIG.
【0054】このように重合性物質を重合させた高分子
を液晶層に分散、含有させるには、例えば重合性物質を
液晶材料などの液晶層13を構成する材料とともに第1
の基板11と第2の基板12との間に挟持させる。この
とき、液晶層13はプレーナー配列するように基板間
隙、らせんピッチ長さを選択するようにする。重合性物
質としては、液晶材料と相溶性の高い材料、例えば液晶
性を呈する重合性物質を用いると、重合性したポリマー
性物質17が液晶材料やカイラル剤にミクロレベルで分
散したプレーナー構造を得ることができる。このとき、
例えば光照射などによって重合性物質を重合させると図
4(a)に例示したように、重合によって形成されたポ
リマー性物質17は、液晶分子13aを自然らせんピッ
チ長Ρ0 でプレーナー配列した状態で安定化する。これ
は液晶分子13aとポリマー性物質17との分子間力等
の相互作用が、自然らせんピッチ長Ρ0 で大きくなるた
めである。In order for the polymer obtained by polymerizing the polymerizable substance to be dispersed and contained in the liquid crystal layer, for example, the polymerizable substance is added to the first material together with the material constituting the liquid crystal layer 13 such as a liquid crystal material.
Between the first substrate 11 and the second substrate 12. At this time, the gap between the substrates and the length of the helical pitch are selected so that the liquid crystal layer 13 is arranged in a planar manner. As the polymerizable substance, when a material having high compatibility with the liquid crystal material, for example, a polymerizable substance having liquid crystallinity is used, a planar structure in which the polymerizable polymer substance 17 is dispersed at a micro level in the liquid crystal material or the chiral agent is obtained. be able to. At this time,
For example, as the polymerizing a polymerizable material, such as by light irradiation illustrated in FIG. 4 (a), the polymeric material 17 formed by the polymerization, while planar array of liquid crystal molecules 13a in a natural helical pitch length [rho 0 Stabilize. This is because the interaction intermolecular force or the like of the liquid crystal molecules 13a and the polymer material 17 is larger in the natural helical pitch length [rho 0.
【0055】上述のようにポリマーを配設すると、液晶
層13を構成する液晶分子13aのP0 の状態での弾性
エネルギーが低減されより安定化する。したがって、電
圧印加によりらせんピッチ長Pi が長くなったプレーナ
ー構造(Ρ0 <Ρi )とのエネルギー差を増加させるこ
とができる。電圧印加した状態から電圧を切ってらせん
ピッチ長Ρi (Ρ0 <Ρi )から自然らせんピッチ長Ρ
0 の状態への緩和時間は、らせんピッチ長の異なる2状
態間のエネルギー差に逆比例する。したがって液晶分子
のらせんピッチが長い状態からより短い状態への遷移速
度が高速化し、液晶カラーシャッターの動作速度を大き
くすることができる。When the polymer is provided as described above, the elastic energy in the state of P 0 of the liquid crystal molecules 13 a constituting the liquid crystal layer 13 is reduced, and the liquid crystal layer 13 is further stabilized. Therefore, it is possible to increase the energy difference from the planar structure (Ρ 0 <Ρ i) in which the helical pitch length Pi is increased by the voltage application. Spiral pitch length て i (Ρ 0 <Ρi) from the voltage applied state when the voltage is turned off.
The relaxation time to the zero state is inversely proportional to the energy difference between the two states with different helical pitch lengths. Therefore, the transition speed from the state where the helical pitch of the liquid crystal molecules is long to the state where the helical pitch is short is increased, and the operation speed of the liquid crystal color shutter can be increased.
【0056】(実施形態4)つぎに、自然状態のらせん
ピッチP0 よりも大きな複数の状態を遷移させて緩和速
度を高速化する構成を採用した本発明の液晶カラーシャ
ッターについて説明する。[0056] (Embodiment 4) Next, description will be given of a liquid crystal color shutter of the present invention where the configuration to speed up the relaxation rate by transitioning a large plurality of states than the helical pitch P 0 of the natural state.
【0057】図5は、自然状態のらせんピッチP0 より
も大きな複数の状態を遷移させる本発明の液晶カラーシ
ャッターを説明するための図である。図5(a)は液晶
分子のらせんピッチPi =P0 の場合のセルの様子を、
図5(b)は液晶分子のらせんピッチPi =P1 の場合
のセルの様子を、図5(c)は液晶分子のらせんピッチ
Pi =P2 の場合のセルの様子をそれぞれ模式的に示し
ている。FIG. 5 is a diagram for explaining a liquid crystal color shutter according to the present invention which transits a plurality of states larger than the helical pitch P 0 in the natural state. Figure 5 (a) shows how the cells when the helical pitch Pi = P 0 of the liquid crystal molecules,
Figure 5 (b) is state of the cells when the helical pitch Pi = P 1 of the liquid crystal molecules, FIG. 5 (c) each schematically show the state of the cells when the helical pitch Pi = P 2 of the liquid crystal molecules ing.
【0058】本発明の液晶カラーシャッターでは、液晶
分子13aの自然らせんピッチよりも大きな複数の状態
(例えばPi =P1 、Pi =P2 など)を、液晶層を透
過または選択反射する光の波長に対応させる。例えば、
らせんピッチP1 のときにB(青)、らせんピッチP2
のときにG(緑)を、また図示を省略しているがらせん
ピッチP3 のときにR(赤)に対応させようにすればよ
い。そして液晶分子のらせんピッチPi がP1 ,P2 ,
P3になるように、液晶層に駆動電圧を印加することに
より、液晶層の透過光または選択反射光の波長を制御す
ることができる。[0058] In the liquid crystal color shutter of the present invention, a natural helical pitch a large plurality of states than the liquid crystal molecules 13a (e.g. Pi = like P 1, Pi = P 2) , the wavelength of the light transmitted through or reflection liquid crystal layer To correspond to. For example,
B at the time of the helical pitch P 1 (blue), the helical pitch P 2
G a (green), and although not shown may be as to correspond to R (red) when the helical pitch P 3 at. The helical pitch Pi of the liquid crystal molecules is P 1, P 2,
By applying a drive voltage to the liquid crystal layer so as to reach P 3 , the wavelength of light transmitted or selectively reflected by the liquid crystal layer can be controlled.
【0059】前述のように、本発明の液晶カラーシャッ
ターでは、コレステリック液晶またはカイラルネマティ
ック液晶の自然状態でのらせんピッチP0 よりもらせん
ピッチが大きい複数の状態間(例えばらせんピッチ
P1 、らせんピッチP2 、らせんピッチP3 との間、P
0 <P1 <P2 <P3 )を遷移させることにより透過
光、反射光の波長を制御するものである。例えば自然状
態のらせんピッチP0 よりも大きならせんピッチP2 か
ら、らせんピッチP1 への緩和過程、また例えばらせん
ピッチP3 から、らせんピッチP2 への緩和過程を高速
化し、状態遷移に要する時間を短くすることができる。As described above, in the liquid crystal color shutter of the present invention, a plurality of states (for example, the helical pitch P 1 , the helical pitch P 1 , the helical pitch P 1 , the helical pitch larger than the helical pitch P 0 in the natural state of the cholesteric liquid crystal or the chiral nematic liquid crystal). P 2 , between helical pitch P 3 , P
The transition of 0 <P 1 <P 2 <P 3 controls the wavelengths of the transmitted light and the reflected light. For example from a large helical pitch P 2 than the helical pitch P 0 of the natural state, the relaxation process of the helical pitch P 1, also for example from the helical pitch P 3, to speed the relaxation process of the helical pitch P 2, required for the state transition Time can be shortened.
【0060】らせんピッチ長Ρi におけるエネルギーE
i は、 Εi ={K22(2π/Ρ0 −2π/Ρi )2 }/2 で表わせる。したがって例えばらせんピッチ長Pi =Ρ
1 、Pi =Ρ2 (Ρ0 ≦P1 <Ρ2)における選択反射
波長をそれぞれλ1 、λ2 、また液晶の平均屈折率をn
とすると、このらせんピッチ長の異なる2つのプレーナ
ー構造間でのエネルギー差ΔE(=E2 −E1 )は、 ΔE=2π2 K22{(1/Ρ1 )−(1/Ρ2 )} ×{(2/P0 )−(1/P1 )−(1/P2 )} =2π2 K22n2 {(1/λ1 )−(1/λ2 )} ×{(2/λ)−(1/λ1 )−(1/λ2 )} となる。したがって、本発明の液晶カラーシャッターを
構成する際には、液晶分子の自然らせんピッチ長Ρ0 が
小さい値をとるように液晶材料とカイラル剤を選択する
とともにその混合割合を定めるようにすればよい。この
場合、一つの液晶カラーシャッターのセルで設定した選
択反射領域で最短波長でのらせんピッチ長Pa は、自然
らせんピッチ長P0 より長くなることから常時電圧(バ
イアス電圧)を印加するようにすればよい。また、自然
らせんピッチ長P0 の下限は、電圧一らせんピッチ長の
関係(Vi−Pi)を考慮して定めるようにすればよ
い。このような構成を有する本発明の液晶カラーシャッ
ターでは、らせんピッチP0 の状態は、例えば、B
(青)、G(緑)、R(赤)などの波長に対応すること
はなく、らせんピッチP0 の状態の液晶カラーシャッタ
ーのセルは青色よりも短波長側(紫外側)に対応するこ
とになる。本発明の液晶カラーシャッターにおいては、
例えば電圧無印加状態での選択反射光の波長は可視領域
よりも紫外側にシフトするようにセルを構成することに
より、透過光または選択反射光の波長制御を、自然状態
よりも弾性エネルギーのより大きい複数の状態間を遷移
させることにより行うことができる。Energy E at spiral pitch length Ρi
i can be expressed as: Εi = {K 22 (2π / Ρ 0 -2π / Ρi) 2 } / 2. Therefore, for example, the helical pitch length Pi = Ρ
1, Pi = Ρ 2 (Ρ 0 ≦ P 1 <Ρ 2) respectively lambda 1 selective reflection wavelength in, lambda 2, also the average refractive index of the liquid crystal n
Then, the energy difference ΔE (= E 2 −E 1 ) between the two planar structures having different helical pitch lengths is as follows: ΔE = 2π 2 K 22 Ρ (1 / Ρ 1 ) − (1 / Ρ 2 )} × {(2 / P 0 ) − (1 / P 1 ) − (1 / P 2 )} = 2π 2 K 22 n 2 {(1 / λ 1 ) − (1 / λ 2 )} × {(2 / λ) − (1 / λ 1 ) − (1 / λ 2 )}. Therefore, when configuring the liquid crystal color shutter of the present invention, the liquid crystal material and the chiral agent may be selected and the mixing ratio may be determined so that the natural helical pitch length 液晶0 of the liquid crystal molecules takes a small value. . In this case, since the helical pitch length Pa at the shortest wavelength in the selective reflection area set by the cell of one liquid crystal color shutter is longer than the natural helical pitch length P 0 , a voltage (bias voltage) is always applied. I just need. The lower limit of the natural helical pitch length P 0 may be determined in consideration of the relationship between voltage and helical pitch length (Vi−Pi). In the liquid crystal color shutter of the present invention having such a configuration, the state of the helical pitch P 0 is, for example, B
The cells of the liquid crystal color shutter in the state of the helical pitch P 0 do not correspond to wavelengths such as (blue), G (green), and R (red), and correspond to the shorter wavelength side (violet outer side) than blue. become. In the liquid crystal color shutter of the present invention,
For example, by configuring the cell so that the wavelength of the selectively reflected light in the state where no voltage is applied shifts to the violet side outside the visible region, the wavelength control of the transmitted light or the selectively reflected light can be performed with more elastic energy than in the natural state. This can be performed by transitioning between a plurality of large states.
【0061】このような構成を採用することにより本発
明の液晶カラーシャッターでは、液晶分子のらせんピッ
チに対応した液晶層の透過光または選択反射光の波長制
御を例えば約1ms以下程度に高速化することができ
る。なお、先述したポリマー性物質を含有させる方式と
同時に本手法を組み合わせて用いるようにしてもよい。By adopting such a configuration, in the liquid crystal color shutter of the present invention, the wavelength control of the transmitted light or the selectively reflected light of the liquid crystal layer corresponding to the helical pitch of the liquid crystal molecules is accelerated to, for example, about 1 ms or less. be able to. Note that this method may be used in combination with the above-described method of containing a polymer substance.
【0062】(実施形態5)つぎにコレステリック相の
らせん方位が異なる複数の液晶層を具備する本発明の液
晶カラーシャッターについて説明する。(Embodiment 5) Next, a liquid crystal color shutter of the present invention including a plurality of liquid crystal layers having different helical directions of a cholesteric phase will be described.
【0063】まず、ポリマー性物質を分散させてPi =
P0 の状態を安定化させた場合について説明する。図6
は本発明の液晶カラーシャッターの構成の例を概略的に
示す図である。この液晶カラーシャッターは、透過光の
波長を制御するために、コレステリック液晶層のらせん
方位の異なる複数のセルを積層したものである。ここで
は、電圧非印加時に青を選択反射するセル21とセル2
2、また電圧非印加時に緑を選択反射するセル23とセ
ル24の4枚のセルから液晶カラーシャッターを構成す
る例について説明する。セル21、セル23はらせん方
位が右巻で右円偏光成分を反射し、セル22とセル24
はらせん方位が左巻で左円偏光成分を反射する。また電
圧印加時にセル21とセル22は緑を選択反射し、セル
23とセル24は赤を選択反射するように印加電圧を制
御する。ここで、セル21、22、23、24は前述し
たような本発明の液晶カラーシャッターを同様に構成さ
れている。First, a polymer substance is dispersed and Pi =
A case where the state of P 0 is stabilized will be described. FIG.
FIG. 3 is a view schematically showing an example of the configuration of a liquid crystal color shutter of the present invention. This liquid crystal color shutter is formed by stacking a plurality of cells having different helical orientations of a cholesteric liquid crystal layer in order to control the wavelength of transmitted light. Here, cell 21 and cell 2 selectively reflect blue when no voltage is applied.
2, and an example in which a liquid crystal color shutter is composed of four cells, a cell 23 and a cell 24, which selectively reflects green when no voltage is applied. The cells 21 and 23 have a right-handed spiral orientation and reflect the right-handed circularly polarized light component.
The helical direction is left-handed and reflects the left-handed circularly polarized light component. When a voltage is applied, the applied voltage is controlled so that the cells 21 and 22 selectively reflect green, and the cells 23 and 24 selectively reflect red. Here, the cells 21, 22, 23, and 24 have the same configuration as the liquid crystal color shutter of the present invention as described above.
【0064】図7は図6に例示した液晶カラーシャッタ
ーの選択反射スペクトルの例を示す図である。セル21
とセル22の組の選択反射光スペクトルは、電圧非印加
時はプロファイル31、電圧印加時はプロファイル32
となり、セル23とセル24の組の選択反射光スペクト
ルは、電圧非印加時はプロファイル32、電圧印加時は
プロファイル33となる。この2組のセル21、22、
23、24の電圧印加・非印加の組合わせにより加法混
色の3原色の中から1色を選択して表示することができ
る。FIG. 7 is a diagram showing an example of the selective reflection spectrum of the liquid crystal color shutter illustrated in FIG. Cell 21
The selectively reflected light spectrum of the set of the cell 22 and the cell 22 has a profile 31 when no voltage is applied and a profile 32 when a voltage is applied.
Thus, the selectively reflected light spectrum of the set of the cell 23 and the cell 24 becomes the profile 32 when no voltage is applied and the profile 33 when the voltage is applied. These two sets of cells 21, 22,
One of the three primary colors of additive color mixture can be selected and displayed by a combination of application of voltage 23 and application of voltage 24.
【0065】図8はセル21とセル22の組、セル23
とセル24の組の電圧印加時と非印加時に対応した透過
光の色を説明するための図である。また図9は本発明の
液晶カラーシャッターを構成するセルの組に対する電圧
印加時と非印加時に対応した透過光スペクトルを示す図
であり、図9(a)、図9(b)、図9(c)はセル2
1とセル22の組、セル23とセル24の組の電圧印加
時と非印加時に対応した透過光スペクトルをそれぞれ示
している。なお、セルの配置順序は特に限定されるもの
ではない。さらにまた、2組のセルに対して各々電圧の
非印加・印加時における計4通りの組合わせに対して、
透過光のどの色を対応させるかについては、4通りの組
合わせに赤、緑、青の3原色を少なくとも各1つ含むよ
うに、液晶分子のらせんピッチ長Pi と、印加電圧Ei
とを制御する限り特に限定されるものではない。つぎ
に、らせんピッチがP0 よりも大きな複数の状態を遷移
させて透過光の制御を行う場合について説明する。この
場合には、らせんピッチがP0 よりも大きくなるような
第1の電圧E1 印加時に青を選択反射するセル21とセ
ル22、また第1の電圧E1 印加時に緑を選択反射する
セル23とセル24の4枚のセルから液晶カラーシャッ
ターを構成する例について説明する。セル21、セル2
3はらせん方位が右巻で右円偏光成分を反射し、セル2
2とセル24はらせん方位が左巻で左円偏光成分を反射
する。また第2の電圧E2 印加時にセル21とセル22
は緑を選択反射し、第2の電圧E2 印加時にはセル23
とセル24は赤を選択反射するように印加電圧を制御す
る。この場合には、セル21とセル22の組の選択反射
光スペクトルは、第1の電圧E1 印加時はプロファイル
31、第2の電圧E2 印加時にはプロファイル32とな
り、セル23とセル24の組の選択反射光スペクトル
は、第1の電圧E1 印加時はプロファイル32、第2の
電圧E2 印加時はプロファイル33となる。この2組の
セル21、22、23、24の印加電圧を制御すること
により加法混色の3原色の中から1色を選択して表示す
ることができる。このとき本発明によれば、ある1色の
選択状態から他の色の選択状態までの状態遷移の時間を
短くすることができ、したがって液晶カラーシャッター
の応答速度を高速にし表示品質を向上することができ
る。FIG. 8 shows a set of a cell 21 and a cell 22, and a cell 23.
FIG. 9 is a diagram for explaining the color of transmitted light corresponding to a set of a cell and a cell 24 when voltage is applied and when voltage is not applied. FIG. 9 is a diagram showing transmitted light spectra corresponding to a set of cells constituting the liquid crystal color shutter according to the present invention when a voltage is applied and when no voltage is applied, and FIGS. 9 (a), 9 (b), and 9 ( c) is cell 2
1 shows a transmitted light spectrum corresponding to a pair of cell 22 and a pair of cell 23 and cell 24 when voltage is applied and when voltage is not applied. Note that the arrangement order of the cells is not particularly limited. Furthermore, for a total of four combinations when no voltage is applied / applied to each of the two sets of cells,
Regarding which color of the transmitted light is made to correspond, the helical pitch length Pi of the liquid crystal molecules and the applied voltage Ei are set so that at least one of the three primary colors of red, green and blue is included in each of the four combinations.
Is not particularly limited as long as is controlled. Next, a case where the transmitted light is controlled by changing a plurality of states in which the helical pitch is larger than P 0 will be described. Cells In this case, the helical pitch selectively reflecting green cell 21 and the cell 22, also when the first voltage E 1 is applied selectively reflecting blue upon larger such first voltage E 1 is applied than P 0 An example in which a liquid crystal color shutter is constituted by four cells 23 and 24 will be described. Cell 21, cell 2
Cell 3 has a right-handed helix and reflects the right-handed circularly polarized light component.
2 and the cell 24 have a left-handed helical orientation and reflect a left-handed circularly polarized light component. The cell 21 and the cell 22 at the time of the second voltage E 2 is applied
Selectively reflects green, and when the second voltage E 2 is applied, the cell 23
And the cell 24 controls the applied voltage so as to selectively reflect red. In this case, the set of selective reflection light spectrum of the cell 21 and the cell 22, when the first voltage E 1 applied profile 31, next to the profile 32 at the time of the second voltage E 2 is applied, the cell 23 and the cell 24 pairs the selective reflection light spectrum, when a first voltage E 1 applied profile 32, when the second voltage E 2 is applied is a profile 33. By controlling the applied voltages of the two sets of cells 21, 22, 23, and 24, one of the three primary colors of additive color mixture can be selected and displayed. At this time, according to the present invention, it is possible to shorten the time of the state transition from the selection state of one color to the selection state of another color, and therefore to increase the response speed of the liquid crystal color shutter and improve the display quality. Can be.
【0066】(実施形態6)次に本発明の液晶カラーシ
ャッターを、コレステリック相のらせん方位の異なるセ
ル3組を用いて構成した例について説明する。図10は
本発明の液晶カラーシャッターの構成の例を概略的に示
す図である。この場合にも液晶カラーシャッターを構成
するすべてのセルは、前述したような本発明の液晶カラ
ーシャッターと同様に構成を採用している。(Embodiment 6) Next, an example in which the liquid crystal color shutter of the present invention is constituted by using three sets of cells having different helical orientations of the cholesteric phase will be described. FIG. 10 is a diagram schematically showing an example of the configuration of the liquid crystal color shutter of the present invention. Also in this case, all the cells constituting the liquid crystal color shutter adopt the same configuration as the above-described liquid crystal color shutter of the present invention.
【0067】まず、ポリマー性物質を分散させてPi =
P0 の状態を安定化させた場合について説明する。この
場合、液晶カラーシャッターは、セル41とセル42、
セル43とセル44、セル45とセル46が、電圧非印
加時に加法混色の3原色の各1色を選択反射するよう
に、そして電圧印加時には赤外領域側に選択反射光の波
長領域が対応するように設定している。First, a polymer substance is dispersed and Pi =
A case where the state of P 0 is stabilized will be described. In this case, the liquid crystal color shutter is composed of cells 41 and 42,
The cells 43 and 44 and the cells 45 and 46 selectively reflect one of the three primary colors of additive mixture when no voltage is applied, and the wavelength region of the selectively reflected light corresponds to the infrared region side when a voltage is applied. Is set to
【0068】そしてこの例では、セル41、43、45
はコレステリック相のらせん方位が右巻きに設定され、
セル42、44、46はコレステリック相のらせん方位
が左巻きに設定されている。また、電圧非印加時にはセ
ル41とセル42とは赤色光を選択反射するように、セ
ル43とセル44とは緑色光を選択反射するように、ま
たセル45とセル46とは青色光を選択反射するように
設定され、電圧印加時にはすべてのセルの選択反射光の
波長領域が赤外領域になるように設定している。 この
ような構成を採用することにより、3組のセルのうち、
1組に電圧を印加して残りの2組は電圧非印加とするこ
とで、透過光が3原色の1色となるような状態を選択す
ることができる。なお、この場合にもセルの配置順序は
特に限定されるものではない。In this example, cells 41, 43, 45
Indicates that the helical direction of the cholesteric phase is set to clockwise,
In the cells 42, 44, and 46, the helical orientation of the cholesteric phase is set to the left-handed direction. When no voltage is applied, the cells 41 and 42 selectively reflect red light, the cells 43 and 44 selectively reflect green light, and the cells 45 and 46 select blue light. It is set so as to be reflected, and the wavelength region of the selectively reflected light of all cells is set to be in the infrared region when a voltage is applied. By adopting such a configuration, of the three sets of cells,
By applying a voltage to one set and not applying a voltage to the other two sets, a state in which the transmitted light is one of the three primary colors can be selected. Also in this case, the arrangement order of the cells is not particularly limited.
【0069】つぎに、らせんピッチがP0 よりも大きな
複数の状態を遷移させて透過光の制御を行う場合につい
て説明する。この場合は、液晶カラーシャッターは、セ
ル41とセル42、セル43とセル44、セル45とセ
ル46が、Pi =P1 に対応する第1の電圧E1 印加時
に加法混色の3原色の各1色を選択反射するように、そ
してPi =P2 に対応する第2の電圧E2 電圧印加時に
は赤外領域側に選択反射光の波長領域が対応するように
設定している。Next, a case where the transmitted light is controlled by making a transition between a plurality of states in which the helical pitch is larger than P 0 will be described. In this case, liquid crystal color shutters, cell 41 and cell 42, cell 43 and cell 44, cell 45 and cell 46, each of the three primary colors of additive color mixture at the time of the first voltage E 1 is applied that corresponds to Pi = P 1 It is set so that one color is selectively reflected, and when the second voltage E 2 corresponding to Pi = P 2 is applied, the wavelength region of the selectively reflected light corresponds to the infrared region side.
【0070】そしてこの例では、セル41、43、45
はコレステリック相のらせん方位が右巻きに設定され、
セル42、44、46はコレステリック相のらせん方位
が左巻きに設定されている。また、第1の電圧E1 印加
時にはセル41とセル42とは赤色光を選択反射するよ
うに、セル43とセル44とは緑色光を選択反射するよ
うに、またセル45とセル46とは青色光を選択反射す
るように設定され、第2の電圧E2 電圧印加時にはには
すべてのセルの選択反射光の波長領域が赤外領域になる
ように設定している。このような構成を採用することに
より、3組のセルのうち、1組に第2の電圧を印加して
残りの2組は第1の電圧印加とすることで、透過光が3
原色の1色となるような状態を選択することができる。
なお、この場合にもセルの配置順序は特に限定されるも
のではない。In this example, cells 41, 43, 45
Indicates that the helical direction of the cholesteric phase is set to clockwise,
In the cells 42, 44, and 46, the helical orientation of the cholesteric phase is set to the left-handed direction. When the first voltage E 1 is applied, the cells 41 and 42 selectively reflect red light, the cells 43 and 44 selectively reflect green light, and the cells 45 and 46 are connected to each other. is configured to selectively reflects blue light, the wavelength region of selective reflection light of the second voltage E 2 voltage applied sometimes to the all cells are set to be in the infrared region. By adopting such a configuration, by transmitting the second voltage to one of the three sets of cells and applying the first voltage to the remaining two sets, the transmitted light becomes 3
A state in which one of the primary colors is obtained can be selected.
Also in this case, the arrangement order of the cells is not particularly limited.
【0071】(実施形態7)つぎに、コレステリック相
のらせん方位が同一である複数の液晶層と、λ/2板と
を組み合わせて本発明の液晶カラーシャッターを構成し
た例について説明する。図11は本発明の液晶カラーシ
ャッターの構成の例を概略的に示す図である。この液晶
カラーシャッターでは、同時に電圧の印加・非印加の制
御または第1の電圧E1 と第2の電圧E2 の制御が行わ
れる2つのセル51とセル52、セル53とセル54の
それぞれに対してλ/2位相差板55、56を配設して
いる。 ここでセル51とセル52、および、セル5
3とセル54とは各々同一構成のセルであり、前述した
ような本発明の液晶カラーシャッターと同様に構成する
ようにすればよい。(Embodiment 7) Next, an example in which a liquid crystal color shutter of the present invention is constituted by combining a plurality of liquid crystal layers having the same helical orientation of the cholesteric phase with a λ / 2 plate will be described. FIG. 11 is a view schematically showing an example of the configuration of the liquid crystal color shutter of the present invention. In this liquid crystal color shutter, two cells 51 and 52 and a cell 53 and a cell 54 are simultaneously controlled to apply or not apply a voltage or to control the first voltage E 1 and the second voltage E 2. On the other hand, λ / 2 retardation plates 55 and 56 are provided. Here, the cells 51 and 52 and the cell 5
The cell 3 and the cell 54 have the same configuration, and may be configured similarly to the liquid crystal color shutter of the present invention as described above.
【0072】2つの同一セルとその間に設置されるλ/
2板で構成される組は、例えば図6でらせん方位が右巻
と左巻の各1つのセルで構成される組に対応している。
用いるλ/2板は、駆動時における選択反射光の波長を
考慮して選択するようにすればよい。2組の配置順序、
らせん方位は特に限定されるものではない。λ/2板を
用いる本方式では、2つの同一のセルを使用することか
できるので、らせん方位が右巻と左巻のセルをそれぞれ
1つずつ用いる場合と比較して、カイラル剤の選択とい
った材料選択における自由度が広がるとともに製造コス
トの点でも有利である。なぜなら、右巻、左巻で同一自
然らせんピッチ長、同一温度特性のセルを作製するに
は、右旋性と左旋性の1対の光学異性体を利用するのが
一般的な方法であるが、通常どちらかー方の旋光性の光
学異性体は、もう一方に比べ入手困難であるからであ
る。Two identical cells and λ /
The pair composed of two plates corresponds to, for example, a pair composed of one cell each having a right-handed and left-handed spiral orientation in FIG.
The λ / 2 plate to be used may be selected in consideration of the wavelength of the selectively reflected light at the time of driving. Two sets of placement order,
The helix orientation is not particularly limited. In the present method using a λ / 2 plate, two identical cells can be used. Therefore, in comparison with the case where one cell is used for each of the right-handed and left-handed helical orientations, selection of a chiral agent, etc. This increases the degree of freedom in material selection and is advantageous in terms of manufacturing costs. This is because, in order to produce cells having the same natural helical pitch length and the same temperature characteristics for right-handed and left-handed windings, it is a general method to use a pair of dextrorotatory and levorotatory optical isomers. This is because one of the optically active optical isomers is usually more difficult to obtain than the other.
【0073】(実施形態8)図12は本発明の液晶カラ
ーシャッターの構成の例を概略的に示す図である。この
例では、液晶カラーシャッター全体で1枚のλ/2板を
用いる構成を示している。この液晶カラーシャッターで
は、同一構成のセル61a、セル61bおよびセル62
a、セル62bとがλ/2板63の両側にそれぞれ1枚
づつ配置されればよく、これを満足する限りセルの配置
順序は特に限定されるものではない。(Embodiment 8) FIG. 12 is a diagram schematically showing an example of the configuration of a liquid crystal color shutter of the present invention. This example shows a configuration in which one λ / 2 plate is used for the entire liquid crystal color shutter. In this liquid crystal color shutter, cells 61a, 61b, and 62
a and the cell 62b may be arranged one by one on each side of the λ / 2 plate 63, and the arrangement order of the cells is not particularly limited as long as this is satisfied.
【0074】図11および図12では、図6に例示して
ような2組のセルを用いる場合を示したが、図10に例
示したような3組のセルを用いてもよい。FIGS. 11 and 12 show the case where two sets of cells are used as illustrated in FIG. 6, but three sets of cells as illustrated in FIG. 10 may be used.
【0075】(実施形態9)つぎに、無偏光を右円偏光
あるいは左円偏光に変換する偏光変換シートと、変換さ
れた円偏光方位とコレステリック相のらせん方位が同一
のセルを具備する本発明の液晶カラーシャッターについ
て説明する。(Embodiment 9) Next, the present invention comprises a polarization conversion sheet for converting non-polarized light into right circularly polarized light or left circularly polarized light, and a cell having the converted circularly polarized light direction and the same helical direction as the cholesteric phase. The liquid crystal color shutter will be described.
【0076】図13は本発明の液晶カラーシャッターの
構成の例を概略的に示す図である。この場合、液晶カラ
ーシャッターで波長を制御すべき光が、セルに入射する
段階でどちらかー方の円偏光成分に変換されているた
め、これまで説明してきた構成よりも少数のセルで液晶
カラーシャッターを構成することができる。右巻のコレ
ステリック相を用いる場合には無偏光を右円偏光に変換
する偏光変換シートを用い、左巻のコレステリック相を
用いる場合には、左円偏光に変換する偏光変換シートを
用いるようにすればよい。このような偏光変換シートと
しては、吸収型の直線偏光板とλ/4板で構成される偏
光変換シート、あるいは、より高い透過率を実現するた
めに、光源側との多重反射により無偏光な入射光をすべ
て一方の円偏光に変換する偏光変換シートを用いるよう
にしてもよい。FIG. 13 is a diagram schematically showing an example of the configuration of the liquid crystal color shutter of the present invention. In this case, since the light whose wavelength is to be controlled by the liquid crystal color shutter is converted into one of the circularly polarized light components at the stage of entering the cell, the liquid crystal color shutter requires a smaller number of cells than the configuration described above. Can be configured. When a right-handed cholesteric phase is used, a polarization conversion sheet that converts non-polarized light into right-handed circularly polarized light is used.When a left-handed cholesteric phase is used, a polarization conversion sheet that converts left-handed cholesteric phase is used. I just need. As such a polarization conversion sheet, a polarization conversion sheet composed of an absorption type linear polarizing plate and a λ / 4 plate, or a non-polarized light by multiple reflection with a light source side in order to realize higher transmittance. A polarization conversion sheet that converts all the incident light into one circularly polarized light may be used.
【0077】いま透過光がすべて右円偏光になるような
偏光変換シート73を用いる場合を例にとって説明す
る。偏光変換シート73を透過した光がすべて右円偏光
になる場合、2枚のセル71、セル72はともにらせん
方位が右巻きのセルを用いる。ここでセル71、セル7
2は、それぞれ図6に例示した本発明の液晶カラーシャ
ッターのセル21、セル23に対応している。Now, an example in which a polarization conversion sheet 73 in which all the transmitted light is right-handed circularly polarized light is used will be described. When all of the light transmitted through the polarization conversion sheet 73 becomes right-handed circularly polarized light, the two cells 71 and 72 both use right-handed cells with spiral orientations. Here, cell 71, cell 7
Reference numeral 2 corresponds to the cells 21 and 23 of the liquid crystal color shutter of the present invention illustrated in FIG. 6, respectively.
【0078】なお図13に例示した構成の液晶カラーシ
ャッターは図6に例示した本発明の液晶カラーシャッタ
ーに相当するが、例えば3つのセルを用いて図10に例
示した本発明の液晶カラーシャッターに相当するセル構
成を採用するようにしてもよい。またセルの配置順序は
特に限定されるものではない。The liquid crystal color shutter having the structure shown in FIG. 13 corresponds to the liquid crystal color shutter of the present invention shown in FIG. 6. For example, the liquid crystal color shutter of the present invention shown in FIG. A corresponding cell configuration may be adopted. The cell arrangement order is not particularly limited.
【0079】(実施形態10)ここで本発明のカラー画
像表示装置について説明する。本発明のカラー画像表示
装置は、前述したような本発明の液晶カラーシャッター
と、単数あるいは複数の白黒蛍光管とを備えるものであ
り、カラー画像表示を行うものである。(Embodiment 10) Here, a color image display device of the present invention will be described. The color image display device of the present invention includes the above-described liquid crystal color shutter of the present invention and one or more monochrome fluorescent tubes, and performs color image display.
【0080】図14は本発明のカラー画像表示装置の構
成を概略的に示す図であり、複数の白黒蛍光管81を縦
横に配列して一体的な表示画面を構成した表示装置80
と、例えば図6に例示したような4つのセル21、2
2、23、24で構成した本発明の液晶カラーシャッタ
ー20とを組合わせた例を示している。表示装置80の
表示画面から出射した色情報に応じた階調を有する白色
光は、液晶カラーシャッター20により色情報に対応し
て透過光の色選択が行われ、加法混色での3原色のうち
1色が表示される。色情報に対応した階調を有する画像
の表示画面への表示タイミングと、その画像に着色する
液晶カラーシャッターの切替えタイミングとを同期させ
るために、この例では同期回路82を用いている。この
同期回路82により、ラスタ発生器83と制御回路84
の同期をとることによって、液晶カラーシャッター20
の表示色の選択と、表示色に対応した階調情報を有する
白黒(グレースケール)画像の表示を同期させて行うこ
とができる。本発明の表示装置を構成する本発明の液晶
カラーシャッターでは、前述のような構成を採用するこ
とにより、透過光または選択反射光の切替えを約1ms
程度以下の高速で切換えることができるので、フリッカ
を低減し、表示品位の高いカラー画像を表示することが
できる。なお、表示装置に組み合わせて用いる液晶カラ
ーシャッターは、図6に例示した構成に限ることなく、
例えば図10、図11、図12、図13などに例示した
ような本発明の液晶カラーシャッターを各種用いること
ができる。FIG. 14 is a diagram schematically showing the configuration of a color image display device according to the present invention. A display device 80 in which a plurality of monochrome fluorescent tubes 81 are arranged vertically and horizontally to form an integrated display screen.
And four cells 21, 2 as exemplified in FIG.
An example is shown in which the liquid crystal color shutter 20 of the present invention composed of 2, 23, and 24 is combined. For the white light emitted from the display screen of the display device 80 and having a gradation corresponding to the color information, the color selection of the transmitted light is performed by the liquid crystal color shutter 20 in accordance with the color information, and among the three primary colors of the additive color mixture, One color is displayed. In this example, a synchronization circuit 82 is used to synchronize the display timing of the image having the gradation corresponding to the color information on the display screen with the switching timing of the liquid crystal color shutter for coloring the image. The synchronizing circuit 82 allows the raster generator 83 and the control circuit 84
Of the liquid crystal color shutter 20
And the display of a black-and-white (grayscale) image having gradation information corresponding to the display color can be performed in synchronization with each other. In the liquid crystal color shutter of the present invention that constitutes the display device of the present invention, by employing the above-described configuration, the switching of the transmitted light or the selectively reflected light is performed for about 1 ms.
Since the switching can be performed at a high speed equal to or less than the order, flicker can be reduced and a color image with high display quality can be displayed. The liquid crystal color shutter used in combination with the display device is not limited to the configuration illustrated in FIG.
For example, various types of liquid crystal color shutters of the present invention as exemplified in FIGS. 10, 11, 12, and 13 can be used.
【0081】(実施形態11)例えば図10に例示して
ような構成を有する本発明のカラー表示装置では、高い
色純度を確保するためには、表示装置80を構成する蛍
光管の発光スペクトルと液晶カラーシヤッターの選択反
射スペクトルとを重複するように設定することが好適で
ある。(Embodiment 11) In the color display device of the present invention having a structure as exemplified in FIG. 10, for example, the emission spectrum of the fluorescent tube constituting the display device 80 must be kept high to ensure high color purity. It is preferable that the selective reflection spectrum of the liquid crystal color shutter be set to overlap.
【0082】図15は表示装置の表示画面を出射する光
のスペクトルと、液晶カラーシャッターの選択反射スペ
クトルとの関係を説明するための図である。図15では
白黒蛍光管の発光スペクトルの例をプロファイル91と
して示している。ここで、蛍光管の発光スペクトルのう
ち、液晶カラーシャッターの液晶層の選択反射スペクト
ルでカバーされない波長領域の光は、常時液晶カラーシ
ャッターを透過してしまうので高い色純度を確保するこ
とは困難である。FIG. 15 is a diagram for explaining the relationship between the spectrum of light emitted from the display screen of the display device and the selective reflection spectrum of the liquid crystal color shutter. In FIG. 15, an example of the emission spectrum of the black-and-white fluorescent tube is shown as a profile 91. Here, of the emission spectrum of the fluorescent tube, light in a wavelength region that is not covered by the selective reflection spectrum of the liquid crystal layer of the liquid crystal color shutter always transmits through the liquid crystal color shutter, so that it is difficult to ensure high color purity. is there.
【0083】液晶カラーシャッターでの赤、緑、青の選
択反射スペクトルが各々94、93、92となるよう
に、自然らせんピッチ長、選択反射波長幅や印加電圧を
設定することにより、透過光の高い色純度を確保するこ
とができる。なお、選択反射スペクトルでカバーできな
い波長域の発光スペクトルなど、不要な波長成分が存在
する場合には、その波長領域の光を吸収するような色素
を液晶層等に配設して吸収するようにしてもよい。この
場合、色素は液晶層に混合したり、基板に塗布するよう
にしてもよい。また、色素を別の透明なシートなどに塗
布あるいは挟持させたものを用いるようにしてもよい。By setting the natural helical pitch length, the selective reflection wavelength width, and the applied voltage so that the red, green, and blue selective reflection spectra at the liquid crystal color shutter are 94, 93, and 92, respectively, High color purity can be ensured. If there is an unnecessary wavelength component, such as an emission spectrum in a wavelength range that cannot be covered by the selective reflection spectrum, a dye that absorbs light in that wavelength range should be provided in the liquid crystal layer or the like to absorb it. You may. In this case, the dye may be mixed with the liquid crystal layer or applied to the substrate. Further, a pigment coated or sandwiched on another transparent sheet or the like may be used.
【0084】これまでの説明では、主として透過光の色
切換えについて述べてきたが、反射光の色切換えについ
て本発明を適用するようにしてもよい。In the above description, color switching of transmitted light has been mainly described, but the present invention may be applied to color switching of reflected light.
【0085】(実施形態12)以下に本発明のさらに具
体的な実施形態について説明する。(Embodiment 12) A more specific embodiment of the present invention will be described below.
【0086】ポリマー性物質を液晶層に共存させて、液
晶分子の基底状態を安定化させる構成の本発明の液晶カ
ラーシャッターを作製し、その特性を評価した。A liquid crystal color shutter of the present invention having a structure in which a polymer substance coexists in the liquid crystal layer to stabilize the ground state of liquid crystal molecules was manufactured, and its characteristics were evaluated.
【0087】ガラスからなる第1の基板11(厚さ0.
7mm)に、MoWからなる電極幅約10μm、電極間
隔約10μmの櫛歯状電極14を常法により形成した。
次にポリイミド(AL−1051:日本合成ゴム(株)
製)を約70nmの厚さにスピナーで櫛歯状電極14形
成面にキャストし絶縁膜とした。同様に、ガラス等の透
光性を有する絶縁材料からなるもう一方の第2の基板1
2(厚さ0.7mm)の液晶挟持面へも絶縁膜を形成し
た。The first substrate 11 made of glass (having a thickness of 0.
7 mm), a comb-shaped electrode 14 made of MoW and having an electrode width of about 10 μm and an electrode interval of about 10 μm was formed by an ordinary method.
Next, polyimide (AL-1051: Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.)
Was cast to a thickness of about 70 nm on the surface on which the comb-shaped electrode 14 was formed by a spinner to form an insulating film. Similarly, another second substrate 1 made of a light-transmitting insulating material such as glass.
An insulating film was also formed on the liquid crystal sandwiching surface 2 (thickness: 0.7 mm).
【0088】次に両絶縁膜に対して常法によりラビング
を施した。この際、ラビングの方向は電圧印加時の電場
の方向と略平行となるように行った。Next, rubbing was performed on both insulating films by an ordinary method. At this time, the rubbing direction was set so as to be substantially parallel to the direction of the electric field when a voltage was applied.
【0089】次に、櫛歯状電極14が配置されていない
第2の基板12の絶縁膜表面に、貼合わせのためのエポ
キシ接着剤を所定の位置に付与し、櫛歯状電極14が配
置された第1の基板11の絶縁膜表面に直径約5μmの
樹脂性スペーサボールを静電散布等により散布した。Next, an epoxy adhesive for bonding is applied to a predetermined position on the surface of the insulating film of the second substrate 12 on which the comb-shaped electrodes 14 are not disposed, and the comb-shaped electrodes 14 are disposed. A resin spacer ball having a diameter of about 5 μm was sprayed on the surface of the insulating film of the first substrate 11 by electrostatic spraying or the like.
【0090】その後、2枚の基板を互いに絶縁膜が互い
に対向するように貼り合わせ、周囲を封着した。第1の
基板11と第2の基板12との間に挟持する液晶層13
として、ネマチック液晶(E48:Μerck社製)5
0wt%とカイラル剤(CB15:Merck社製)5
0wt%を混合した。次にこの液晶混合物95wt%と
重合性モノマ−1、4−ジ(4−(6−(アクリロイル
オキシ)へキシルオキシ)べンゾイルオキシ)−2−メ
チルベンゼン5wt%、および重合開始剤(イルガキュ
ア651:Ciba Geigy社製)を重合性モノマ
ーに対して約0.5wt%添加した混合物を定法により
注入し、注入部も封止して液晶カラーシャッターを作製
した。Thereafter, the two substrates were bonded together so that the insulating films faced each other, and the periphery was sealed. Liquid crystal layer 13 sandwiched between first substrate 11 and second substrate 12
Nematic liquid crystal (E48: manufactured by Erck) 5
0 wt% and chiral agent (CB15: Merck) 5
0 wt% was mixed. Next, 95% by weight of this liquid crystal mixture, 5% by weight of polymerizable monomer-1,4-di (4- (6- (acryloyloxy) hexyloxy) benzoyloxy) -2-methylbenzene, and a polymerization initiator (Irgacure 651: Ciba) A mixture obtained by adding about 0.5 wt% of a polymerizable monomer (manufactured by Geigy Corporation) to a polymerizable monomer was injected by a standard method, and the injection portion was also sealed to produce a liquid crystal color shutter.
【0091】この状態で、コレステリック相のプレーナ
ー構造による青色の選択反射光を測定したところ中心波
長約450nmであることを確認した。このセルに、高
圧水銀ランプを用いて紫外光照射を行ない重合性モノマ
ーをポリマー化した。この工程での光照射強度は約10
0mW/cm2 、波長約365nm、照射時間は約1分
とした。セル内に封入された液晶層の選択反射色は、紫
外線の照射前後でほとんど変化せず、これをセル(右
巻)21とした。In this state, when blue selective reflection light by the cholesteric phase planar structure was measured, it was confirmed that the central wavelength was about 450 nm. The cell was irradiated with ultraviolet light using a high-pressure mercury lamp to polymerize the polymerizable monomer. The light irradiation intensity in this step is about 10
0 mW / cm 2 , the wavelength was about 365 nm, and the irradiation time was about 1 minute. The selective reflection color of the liquid crystal layer sealed in the cell hardly changed before and after the irradiation of ultraviolet rays, and this was designated as a cell (right-handed) 21.
【0092】次にカイラル剤(CB15:Merck社
製)との光学異性体をカイラル剤として用い、セル21
と同じ要領でセル22(左巻)を作製し、青色の選択反
射(中心波長450nm)を確認した。Next, an optical isomer with a chiral agent (CB15: manufactured by Merck) was used as a chiral agent, and
A cell 22 (left-handed) was produced in the same manner as in Example 1 and blue selective reflection (center wavelength: 450 nm) was confirmed.
【0093】さらに、ネマチック液晶(E48:Mer
ck社製)59wt%とカイラル剤(CB15:Mer
ck社製)41wt%を混合した以外は、セル21と同
じ要領でセル23(右巻)を作製し、緑色の選択反射光
(中心波長550nm)を確認した。Further, a nematic liquid crystal (E48: Mer)
ck15) and a chiral agent (CB15: Mer)
Cell 23 (right-handed) was prepared in the same manner as the cell 21 except that 41 wt% (manufactured by ck) was mixed, and green selectively reflected light (center wavelength: 550 nm) was confirmed.
【0094】次にネマチック液晶(E48:Merck
社製)59wt%、カイラル剤(CB15:Merck
社製)の光学異性体41wt%を混合した以外は、セル
21と同じ要領でセル(左巻)24を作製し、緑色の選
択反射光(中心波長550nm)を確認した。Next, a nematic liquid crystal (E48: Merck)
59% by weight, chiral agent (CB15: Merck)
Cell (left-handed) 24 was prepared in the same manner as in Cell 21, except that 41 wt% of the optical isomer was manufactured, and green selectively reflected light (center wavelength: 550 nm) was confirmed.
【0095】このように作製したセル21、22、2
3、24を順番に積層して本発明の液晶カラーシャッタ
ーを作製した。The cells 21, 22, 2
The liquid crystal color shutter of the present invention was manufactured by laminating 3 and 24 in order.
【0096】セル21とセル22とは、電圧印加時に選
択反射光が緑色となるよう、またセル23とセル24と
は、電圧印加時に選択反射光が赤色となるように駆動電
圧を設定した。すべてのセル21、22、23、24に
対して電圧非印加時には液晶カラーシャッターの透過光
が赤色となるように、またセル23とセル24に対して
のみ駆動電圧を印加したときには液晶カラーシャッター
の透過光が緑色となるように、さらにすべてのセルに対
して電圧を印加したときには液晶カラーシャッターの透
過光が青色となるように設定し、加法混色の3原色のう
ち1色を透過光として選択できることを確認した。The driving voltages of the cells 21 and 22 are set so that the selective reflection light becomes green when a voltage is applied, and the cells 23 and 24 are set such that the selection reflection light becomes red when a voltage is applied. When no voltage is applied to all the cells 21, 22, 23 and 24, the transmitted light of the liquid crystal color shutter becomes red, and when a driving voltage is applied only to the cells 23 and 24, the liquid crystal color shutter is turned off. Set the transmitted light of the liquid crystal color shutter to be blue when voltage is applied to all cells so that the transmitted light becomes green, and select one of the three primary colors of the additive color mixture as the transmitted light. I confirmed that I can do it.
【0097】このように構成した本発明の液晶カラーシ
ャッターの色切替えの際の動作速度を測定した。その応
答時間は電圧非印加から印加時では0.6ms、電圧印
加から非印加時では0.9msであり、1ms以下での
高速な色切換えを行うことができた。なお、比較のため
に高分子を液晶層に含有しない従来と同様の液晶カラー
シャッターを作製し、色切換えに要する応答時間を測定
したところ、その応答時間は、電圧非印加から印加時は
0.6ms、電圧印加から非印加時は1.9msであっ
た。従来の液晶カラーシャッターで例えば図14に例示
したようなフィールドシーケンシャル方式のカラー表示
装置を作製した場合、混色あるいは色フリッカーの問題
を生じた。The operation speed at the time of color switching of the liquid crystal color shutter of the present invention thus configured was measured. The response time was 0.6 ms from no voltage application to application and 0.9 ms from voltage application to non-application, and high-speed color switching of 1 ms or less could be performed. For comparison, a liquid crystal color shutter similar to the conventional one in which no polymer was contained in the liquid crystal layer was prepared, and the response time required for color switching was measured. 6 ms, and 1.9 ms when no voltage was applied. When a field-sequential color display device such as that shown in FIG. 14, for example, is manufactured using a conventional liquid crystal color shutter, a problem of color mixing or color flicker occurs.
【0098】このように本発明の液晶カラーシャッター
では、コレステリック相を呈する液晶層を構成する液晶
分子のらせんピッチの長さの変化に要する時間、特にら
せんピッチが長い状態から短い状態へと遷移する時間を
短くすることにより、高速な電気光学応答を実現するこ
とができる。また本発明の表示装置では、高速動作する
液晶カラーシャッターを採用することにより、色フリッ
カを大幅に低減することができ、表示品質を向上するこ
とができる。As described above, in the liquid crystal color shutter of the present invention, the time required for changing the length of the helical pitch of the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer exhibiting a cholesteric phase, in particular, a transition from a long helical pitch to a short state. By shortening the time, a high-speed electro-optical response can be realized. Further, in the display device of the present invention, by employing a liquid crystal color shutter that operates at high speed, color flicker can be significantly reduced, and display quality can be improved.
【0099】(実施形態13)液晶分子の弾性エネルギ
ーがより大きな複数の状態を遷移させる構成の本発明の
液晶カラーシャッターを作製し、その特性を評価した。(Embodiment 13) A liquid crystal color shutter of the present invention having a configuration in which a plurality of states in which the elastic energy of liquid crystal molecules is larger is changed was manufactured, and its characteristics were evaluated.
【0100】まず、実施形態12と同様に第1の基板と
第2の基板とを対向配置して周囲を封着した。First, as in the twelfth embodiment, the first substrate and the second substrate were arranged to face each other and the periphery was sealed.
【0101】次に、ネマチック液晶(E48:Merc
k社製)44wt%とカイラル剤(CB15:Merc
k社製)56wt%から成る液晶組成物を定法により注
入しセル21(右巻)とした。また、ネマチック液晶
(E48:Merck社製)44wt%とCB15の光
学異性体56wt%、ネマチック液晶(E48:Mer
ck社製)51wt%と(CB15:Merck社製)
49wt%、ネマチック液晶(E48:Merck社
製)51wt%とCB15の光学異性体49wt%を液
晶組成物として基板間に注入したセルを、それぞれセル
22(左巻)、セル23(右巻)、セル24(左巻)と
して作製した。Next, a nematic liquid crystal (E48: Merc)
k company) 44% by weight and a chiral agent (CB15: Merc)
A liquid crystal composition composed of 56 wt% (manufactured by K Company) was injected by a conventional method to obtain a cell 21 (right-handed). Further, 44 wt% of a nematic liquid crystal (E48: manufactured by Merck), 56 wt% of an optical isomer of CB15, and a nematic liquid crystal (E48: Merck) were used.
ck) (51 wt%) (CB15: Merck)
A cell in which 49 wt%, 51 wt% of a nematic liquid crystal (E48: manufactured by Merck) and 49 wt% of an optical isomer of CB15 were injected between the substrates as a liquid crystal composition was used as a cell 22 (left-handed), a cell 23 (right-handed), respectively. It was produced as a cell 24 (left-handed).
【0102】これらにセルの電圧非印加時(Pi =
P0 )における選択反射光の中心波長は、セル21、セ
ル22が375nm、セル23、セル24が460nm
であった。セル21、22、23、24を順番に積層し
て図6と同様の構成の液晶カラーシャッターを作製し
た。When no voltage is applied to the cell (Pi =
The central wavelength of the selectively reflected light at P 0 ) is 375 nm for the cells 21 and 22, and 460 nm for the cells 23 and 24.
Met. The cells 21, 22, 23, and 24 were sequentially stacked to produce a liquid crystal color shutter having the same configuration as that of FIG.
【0103】そして、このような液晶カラーシャッター
を構成する各セルに第1の電圧を印加したときに、セル
21、セル22の選択反射光が青色(中心波長450n
m)、セル23、セル24の選択反射光が緑色(中心波
長550nm)なるように駆動電圧を設定した。また、
第1の電圧よりも大きな第2の電圧を印加したときに、
セル21、セル22の選択反射光が緑色(中心波長55
0nm)、セル23、セル24のセルの選択反射光が赤
色(中心波長650nm)となるように駆動電圧を制御
した。When the first voltage is applied to each cell constituting such a liquid crystal color shutter, the selectively reflected light from the cells 21 and 22 becomes blue (the center wavelength is 450 nm).
m) The drive voltage was set so that the selectively reflected light from the cells 23 and 24 became green (550 nm in center wavelength). Also,
When a second voltage higher than the first voltage is applied,
The selective reflection light of the cells 21 and 22 is green (the center wavelength is 55
0 nm), and the drive voltage was controlled so that the selectively reflected light from the cells 23 and 24 became red (center wavelength: 650 nm).
【0104】このように各セルを構成する液晶層に印加
する電圧を制御することによって、液晶カラーシャッタ
ーを透過する光の波長を赤、緑、青のうちから1色を選
択することができた。さらに、各色の選択状態相互の遷
移に要する応答時間は第1の電圧印加時から第2の電圧
印加時、および第2の電圧印加時から第1の電圧印加時
において、それぞれ0.6ms、0.9msであり、1
ms以下での高速な色切換えを行うことができた。As described above, by controlling the voltage applied to the liquid crystal layer constituting each cell, the wavelength of light transmitted through the liquid crystal color shutter can be selected from red, green and blue. . Further, the response time required for the transition between the selected states of the respective colors is 0.6 ms, 0 ms, respectively, when the first voltage is applied to the second voltage, and when the second voltage is applied to the first voltage. .9 ms, and 1
High-speed color switching in ms or less could be performed.
【0105】このように本発明の液晶カラーシャッター
では、コレステリック液晶またはカイラルネマティック
液晶の自然状態でのらせんピッチP0 よりもらせんピッ
チが長い複数の状態間(例えばらせんピッチP1 とらせ
んピッチP2 との間、P0 <P1 <P2 )を遷移させる
ことにより透過光、反射光の波長を高速に制御すること
ができる。As described above, in the liquid crystal color shutter of the present invention, a plurality of states (for example, the helical pitch P 1 and the helical pitch P 2) having a helical pitch longer than the helical pitch P 0 in the natural state of the cholesteric liquid crystal or the chiral nematic liquid crystal. The transition of P 0 <P 1 <P 2 ) makes it possible to control the wavelengths of the transmitted light and the reflected light at high speed.
【0106】実施形態12と同様に、上述の液晶カラー
シャッターを例えば図14に例示したような本発明のカ
ラー画像表示装置を構成したところ、明るく、色フリッ
カが少なく表示品位の高い画像を大きな画面に表示する
ことができた。As in the case of the twelfth embodiment, when the above-mentioned liquid crystal color shutter constitutes a color image display device of the present invention as exemplified in FIG. 14, for example, a bright image with little color flicker and high display quality can be displayed on a large screen. Could be displayed.
【0107】(実施形態14)ポリマー性物質を液晶層
に共存させて、液晶分子の基底状態を安定化させる構成
の本発明の液晶カラーシャッターを作製し、その特性を
評価した。ここではらせん方位の異なる液晶セル3組を
用いて、図10に例示したような本発明の液晶カラーシ
ャッターを作製した例について説明する。(Embodiment 14) A liquid crystal color shutter of the present invention having a structure in which a polymer substance coexists in a liquid crystal layer to stabilize the ground state of liquid crystal molecules was manufactured, and its characteristics were evaluated. Here, an example in which a liquid crystal color shutter of the present invention as illustrated in FIG. 10 is manufactured using three sets of liquid crystal cells having different helical directions will be described.
【0108】実施形態12で作製したセル21、22、
23、24と同様に、セル41、42、43、44を作
製し、さらに電圧非印加時において選択反射光が赤色
(中心波長650nm)であるようなセル45(右巻)
およびセル46(左巻)を作製した。The cells 21 and 22 manufactured in Embodiment 12
Similarly to 23 and 24, the cells 41, 42, 43 and 44 are produced, and the cell 45 (right-handed) whose selective reflection light is red (center wavelength 650 nm) when no voltage is applied.
And a cell 46 (left-handed).
【0109】重合性モノマーを加える前の液晶混合物と
して、セル45はネマチック液晶(E48:Merck
社製)66wt%とカイラル剤(CB15:Merck
社製)34wt%を、セル46はネマチック液晶(E4
8:Merck社製)66wt%とCB15の光学異性
体34wt%を用いた。このように作製したセル41、
42、43、44、45、46を順番に積層配置して、
本発明の液晶カラーシャッターを作製した。なお、積層
した各セルの間隙の反射、散乱を防止するため、液晶層
の屈折率とマッチングしたオイルを介して各セルを積層
するようにしてもよい。As a liquid crystal mixture before adding a polymerizable monomer, a cell 45 is a nematic liquid crystal (E48: Merck).
66% by weight and a chiral agent (CB15: Merck)
The cell 46 is made of a nematic liquid crystal (E4
8: Merck) and 66 wt% of CB15 optical isomer. The cell 41 thus manufactured,
42, 43, 44, 45, and 46 are sequentially stacked and arranged,
A liquid crystal color shutter of the present invention was produced. Note that, in order to prevent reflection and scattering of the gap between the stacked cells, the cells may be stacked via an oil matching the refractive index of the liquid crystal layer.
【0110】すべてのセル41、42、43、44、4
5、46において、電圧印加時の選択反射光の波長が赤
外域となるように駆動電圧を制御した。このように構成
した本発明の液晶カラーシャッターに、セル41とセル
42、セル43とセル44、セル45とセル46の3組
のセルのうち、どれか1つの組に電圧を印加すること
で、透過光の色を赤、緑、青の3原色から選択すること
ができた。そしてその動作速度を測定したところ、実施
形態12と全く同様であり、1ms以下の高速で色切換
えを行なうことができた。All the cells 41, 42, 43, 44, 4
In 5 and 46, the drive voltage was controlled such that the wavelength of the selectively reflected light upon application of the voltage was in the infrared region. By applying a voltage to any one of the three sets of cells, cell 41 and cell 42, cell 43 and cell 44, and cell 45 and cell 46, to the liquid crystal color shutter of the present invention thus configured. The color of the transmitted light could be selected from three primary colors of red, green and blue. When the operation speed was measured, it was exactly the same as that in the twelfth embodiment, and color switching could be performed at a high speed of 1 ms or less.
【0111】また実施形態12と同様に、上述の液晶カ
ラーシャッターを例えば図14に例示したような本発明
のカラー画像表示装置を構成したところ、明るく、色フ
リッカが少ない表示品位の高い画像を大きな画面に表示
することができた。Further, as in the twelfth embodiment, when the above-mentioned liquid crystal color shutter constitutes a color image display device of the present invention as exemplified in FIG. 14, for example, a bright, high-quality image with little color flicker can be obtained. Could be displayed on the screen.
【0112】(実施形態15)つぎに、らせん方位が同
じ2組4枚のセルとλ/2板とを組み合わせて例えば図
12に示したような本発明の液晶カラーシャッターを作
製した例について説明する。(Embodiment 15) Next, an example in which two sets of four cells having the same helical orientation and a λ / 2 plate are combined to produce a liquid crystal color shutter of the present invention as shown in FIG. 12, for example, will be described. I do.
【0113】実施形態12で作製したセル21、セル2
3と同様の構成を有するセル61、セル62を各々2枚
ずつ用意した。そして、同一構成のセル61とセル62
とをλ/2板65の両側にそれぞれ1枚づつくるよう
に、セル61、セル62、λ/2板、セル61、セル6
2の順序で各セルとλ/2板を並べ、液晶カラーシャッ
ターを作製した。Cell 21 and Cell 2 manufactured in Embodiment 12
Two cells 61 and 62 each having the same configuration as that of No. 3 were prepared. Then, the cells 61 and 62 having the same configuration
Cell 61, cell 62, λ / 2 plate, cell 61, cell 6
Each cell and a λ / 2 plate were arranged in the order of 2 to produce a liquid crystal color shutter.
【0114】このように構成した本発明の液晶カラーシ
ャッターの色切替えの際の動作速度を測定した。その応
答時間は電圧非印加から印加時では0.6ms、電圧印
加から非印加時では0.9msであり、1ms以下での
高速な色切換えを行うことができた。The operation speed at the time of color switching of the liquid crystal color shutter of the present invention thus configured was measured. The response time was 0.6 ms from no voltage application to application and 0.9 ms from voltage application to non-application, and high-speed color switching of 1 ms or less could be performed.
【0115】このように本発明の液晶カラーシャッター
では、コレステリック相を呈する液晶層を構成する液晶
分子のらせんピッチの長さの変化に要する時間、特にら
せんピッチが長い状態から短い状態へと遷移する時間を
短くすることにより、高速な電気光学応答を実現するこ
とができる。また本発明の表示装置では、高速動作する
液晶カラーシャッターを採用することにより、色フリッ
カを大幅に低減することができ、表示品質を向上するこ
とができる。As described above, in the liquid crystal color shutter of the present invention, the time required for changing the length of the helical pitch of the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer exhibiting a cholesteric phase, in particular, transition from a long helical pitch to a short state. By shortening the time, a high-speed electro-optical response can be realized. Further, in the display device of the present invention, by employing a liquid crystal color shutter that operates at high speed, color flicker can be significantly reduced, and display quality can be improved.
【0116】(実施形態16)ポリマー性物質を液晶層
に共存させて、液晶分子のらせんピッチP0 の状態を安
定化させる構成の本発明の液晶カラーシャッターを表示
装置の表示画面上に配設し、その特性を評価した。ここ
では図6に例示したようならせん方位の異なる液晶セル
2組を用いて構成した液晶カラーシャッターを、図14
に例示したように表示装置80上に配設してカラー画像
表示装置を構成した。[0116] (Embodiment 16) The polymeric material allowed to coexist in the liquid crystal layer, disposed on the display screen of the display device LCD color shutter of the present invention the structure for stabilizing the state of the helical pitch P 0 of the liquid crystal molecules Then, its characteristics were evaluated. Here, a liquid crystal color shutter constructed using two sets of liquid crystal cells having different spiral orientations as illustrated in FIG.
The color image display device was constructed by disposing it on the display device 80 as illustrated in FIG.
【0117】液晶カラーシャッターの赤、緑、青の色切
換えを白黒蛍光管に表示される画像と同期させて1ms
以下(例えば0.8ms)で行なったところ、色フリッ
カーのない高い表示品位のカラー表示を行うことができ
た。またカラー偏光板を用いていないため、表示装置の
出射光の液晶カラーシャッターへの透過率を大幅に向上
することができ、明るくコントラストの高い表示を行う
ことができた。The switching of red, green and blue colors of the liquid crystal color shutter is synchronized with the image displayed on the black and white fluorescent tube for 1 ms.
When the display was performed in the following manner (for example, 0.8 ms), color display with high display quality without color flicker could be performed. Further, since a color polarizing plate was not used, the transmittance of the light emitted from the display device to the liquid crystal color shutter could be greatly improved, and a bright and high-contrast display could be performed.
【0118】(実施形態17)つぎに、液晶分子の弾性
エネルギーがより大きな複数の状態を遷移させる構成の
本発明の液晶カラーシャッターと表示装置とを組み合わ
せた構成の本発明のカラー画像表示装置を作製し、その
特性を評価した。(Embodiment 17) Next, a color image display device according to the present invention having a configuration in which the liquid crystal color shutter according to the present invention and a display device in which a plurality of states in which the elastic energy of the liquid crystal molecules is larger transitions is combined. It was fabricated and its characteristics were evaluated.
【0119】実施形態13で作製した液晶カラーシャッ
ターと、縦横に並置した複数の白黒蛍光管でカラー表示
装置を作製した。液晶カラーシャッターの赤、緑、青の
色切換えを白黒蛍光管に表示する画像と同期させて1m
s以下(例えば0.9ms)で行なったところ、色フリ
ッカーのない高い表示品位のカラー表示を行うことがで
きた。また本発明の液晶カラーシャッターおよびカラー
画像表示装置では、カラー偏光板を用いていないため、
表示装置の出射光の液晶カラーシャッターへの透過率を
大幅に向上することができ、明るくコントラストの高い
表示を行うことができた。A color display device was manufactured using the liquid crystal color shutter manufactured in the thirteenth embodiment and a plurality of black and white fluorescent tubes juxtaposed vertically and horizontally. 1m by synchronizing the switching of red, green and blue colors of the liquid crystal color shutter with the image displayed on the black and white fluorescent tube
s or less (for example, 0.9 ms), high-quality color display without color flicker could be performed. Further, in the liquid crystal color shutter and the color image display device of the present invention, since no color polarizing plate is used,
The transmittance of the light emitted from the display device to the liquid crystal color shutter was significantly improved, and a bright and high-contrast display was performed.
【0120】(実施形態18)つぎに、偏光変換シート
を用いて構成した本発明の液晶カラーシャッター(セル
2組、4枚)とグレースケールの表示装置とにより本発
明のカラー画像表示装置を作製し、その特性を評価し
た。(Embodiment 18) Next, a color image display device of the present invention is manufactured using the liquid crystal color shutter (two sets of cells, four sheets) of the present invention constituted by using a polarization conversion sheet and a gray scale display device. Then, its characteristics were evaluated.
【0121】実施形態13で作製したセル21(右巻
き)とセル23(右巻き)と円偏光変換シートをこの順
番に並べて液晶カラーシャッターとした。次にこの液晶
カラーシャッターを円偏光変換シートの側を縦横に並置
した複数の白黒蛍光管81からなる表示装置80の表示
画面に接するように配置して、カラー画像表示装置を作
製した。The liquid crystal color shutter was obtained by arranging the cell 21 (right-handed), the cell 23 (right-handed), and the circularly polarized light conversion sheet produced in Embodiment 13 in this order. Next, the liquid crystal color shutter was arranged so as to be in contact with the display screen of a display device 80 including a plurality of black-and-white fluorescent tubes 81 in which the sides of the circularly polarized light conversion sheet were juxtaposed vertically and horizontally to produce a color image display device.
【0122】液晶カラーシャッターの赤、緑、青の色切
換えを白黒蛍光管に表示する画像と同期させて1ms以
下(例えば0.9ms)で行なったところ、色フリッカ
ーのない高い表示品位のカラー表示を行うことができ
た。また本発明の液晶カラーシャッターおよびカラー画
像表示装置では、カラー偏光板を用いていないため、表
示装置の出射光の液晶カラーシャッターへの透過率を大
幅に向上することができ、明るくコントラストの高い表
示を行うことができた。When the switching of the red, green and blue colors of the liquid crystal color shutter is performed in 1 ms or less (for example, 0.9 ms) in synchronization with the image displayed on the black and white fluorescent tube, a color display with high display quality without color flicker is performed. Was able to do. Further, in the liquid crystal color shutter and the color image display device of the present invention, since the color polarizing plate is not used, the transmittance of the light emitted from the display device to the liquid crystal color shutter can be greatly improved, and a bright and high-contrast display can be achieved. Was able to do.
【0123】なお、上述の各実施形態は本発明の例を説
明したものであり、各実施形態で取り上げて説明した例
を組み合わせるようにしてもよい。Each of the embodiments described above is an example of the present invention, and the examples described in the embodiments may be combined.
【0124】[0124]
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の液晶カラ
ーシャッターによれば、コレステリック液晶またはカイ
ラルネマティック液晶の自然状態でのらせんピッチを安
定化させることにより、P0 よりもらせんピッチが長い
状態P1 (>P0 )からの緩和過程を高速化し、動作速
度を高速化することができる。As described above in detail, according to the liquid crystal color shutter of the present invention, by stabilizing the helical pitch in the natural state of the cholesteric liquid crystal or chiral nematic liquid crystal, the helical pitch is longer than P 0 The relaxation process from the state P 1 (> P 0 ) can be accelerated, and the operation speed can be increased.
【0125】また本発明の液晶カラーシャッターによれ
ば、コレステリック液晶またはカイラルネマティック液
晶の自然状態でのらせんピッチP0 よりもらせんピッチ
が長い複数の状態間を遷移させることにより透過光、反
射光の波長を制御高速に制御することができ、動作速度
を高速化することができる。Further, according to the liquid crystal color shutter of the present invention, transition between a plurality of states having a helical pitch longer than the helical pitch P 0 of the cholesteric liquid crystal or the chiral nematic liquid crystal in the natural state is performed, thereby transmitting transmitted light and reflected light. The wavelength can be controlled at a high speed, and the operating speed can be increased.
【0126】また本発明の液晶カラーシャッターでは、
光の利用効率を律速していたカラー偏光板を用いる必要
がないため、明るく表示品質の高い液晶カラーシャッタ
ーを提供することができる。In the liquid crystal color shutter of the present invention,
Since it is not necessary to use a color polarizing plate that has limited the light use efficiency, a bright and high-quality liquid crystal color shutter can be provided.
【0127】本発明のカラー画像表示装置によれば、上
述のような本発明の液晶カラーシャッターを採用するこ
とにより、明るく、色フリッカのない、表示品位の優れ
たカラ−画像を表示することができる。According to the color image display device of the present invention, by employing the above-described liquid crystal color shutter of the present invention, it is possible to display a color image which is bright, has no color flicker, and has excellent display quality. it can.
【図1】本発明の液晶カラーシャッターの構成の例を概
略的に示す図。FIG. 1 is a diagram schematically showing an example of the configuration of a liquid crystal color shutter of the present invention.
【図2】液晶分子のらせん軸方向から見た櫛歯状電極の
パターンの例を概略的に示す図。FIG. 2 is a diagram schematically showing an example of a pattern of a comb-like electrode as viewed from a direction of a spiral axis of liquid crystal molecules.
【図3】本発明の液晶カラーシャッターの構成の別の例
を概略的に示す図。FIG. 3 is a diagram schematically showing another example of the configuration of the liquid crystal color shutter of the present invention.
【図4】コレステリック相を構成する液晶分子が自然ら
せんピッチ長Ρ0 の状態で安定化するように、ポリマー
性物質を液晶層とともに基板間に配設した例を模式的に
示す図。[4] As the liquid crystal molecules constituting the cholesteric phase is stabilized in a state of natural helical pitch length [rho 0, diagram schematically showing an example in which provided between the substrate polymeric material together with the liquid crystal layer.
【図5】自然状態のらせんピッチP0 よりも大きな複数
の状態を遷移させる本発明の液晶カラーシャッターを説
明するための図。FIG. 5 is a diagram for explaining a liquid crystal color shutter of the present invention in which a plurality of states larger than a helical pitch P 0 in a natural state are transited.
【図6】本発明の液晶カラーシャッターの構成の例を概
略的に示す図。FIG. 6 is a diagram schematically showing an example of the configuration of a liquid crystal color shutter of the present invention.
【図7】図6に例示した液晶カラーシャッターの選択反
射スペクトルの例を示す図。FIG. 7 is a view showing an example of a selective reflection spectrum of the liquid crystal color shutter illustrated in FIG. 6;
【図8】本発明の液晶カラーシャッターを構成するセル
の組に対する電圧印加時と非印加時に対応した透過光の
色を説明するための図。FIG. 8 is a view for explaining the color of transmitted light corresponding to a set of cells constituting a liquid crystal color shutter according to the present invention when voltage is applied and when voltage is not applied.
【図9】本発明の液晶カラーシャッターを構成するセル
の組に対する電圧印加時と非印加時に対応した透過光ス
ペクトルを示す図。FIG. 9 is a diagram showing transmitted light spectra corresponding to a set of cells constituting a liquid crystal color shutter according to the present invention when voltage is applied and when voltage is not applied.
【図10】本発明の液晶カラーシャッターの構成の例を
概略的に示す図。FIG. 10 is a diagram schematically showing an example of the configuration of a liquid crystal color shutter of the present invention.
【図11】本発明の液晶カラーシャッターの構成の例を
概略的に示す図。FIG. 11 is a diagram schematically showing an example of the configuration of a liquid crystal color shutter of the present invention.
【図12】本発明の液晶カラーシャッターの構成の例を
概略的に示す図。FIG. 12 is a diagram schematically showing an example of the configuration of a liquid crystal color shutter of the present invention.
【図13】本発明の液晶カラーシャッターの構成の例を
概略的に示す図。FIG. 13 is a diagram schematically showing an example of the configuration of a liquid crystal color shutter of the present invention.
【図14】本発明のカラー画像表示装置の構成を概略的
に示す図。FIG. 14 is a diagram schematically showing a configuration of a color image display device of the present invention.
【図15】表示装置の表示画面を出射する光のスペクト
ルと、液晶カラーシャッターの選択反射スペクトルとの
関係を説明するための図。FIG. 15 is a diagram illustrating a relationship between a spectrum of light emitted from a display screen of a display device and a selective reflection spectrum of a liquid crystal color shutter.
11…………第1の基板 12…………第2の基板 13…………液晶層 13a…………液晶分子 14…………櫛歯状電極 15…………電圧印加手段 16…………柱状電極 17…………ポリマー性物質 20…………液晶カラーシャッター 21,22,23,24……セル 41,42,43,44,45,46……セル 51,52,53,54……セル 55,56………λ/2板 61a,61b,62a,62b……セル 63………………λ/2板 71,72,……セル 73…………偏光変換シート 80…………表示装置 81…………CRT 82…………同期回路 83…………ラスタ発生器 84…………制御回路 11 First substrate 12 Second substrate 13 Liquid crystal layer 13a Liquid crystal molecules 14 Comb-like electrode 15 Voltage applying means 16 ……… Pole-shaped electrode 17 ……… Polymer material 20 ……… Liquid crystal color shutter 21,22,23,24… Cell 41,42,43,44,45,46… Cell 51,52, 53, 54 cells 55, 56 λ / 2 plate 61a, 61b, 62a, 62b cell 63 λ / 2 plate 71, 72, cell 73 73 polarized light Conversion sheet 80 Display device 81 CRT 82 Synchronous circuit 83 Raster generator 84 Control circuit
Claims (6)
れたコレステリック相を呈する液晶層と、 前記液晶層に、前記第1の基板および前記第2の基板の
面方向と平行な方向の電場を印加する手段と、 前記第1の基板と前記第2の基板との間に、前記液晶層
を構成する液晶分子との間に働く分子間力が前記液晶分
子の自然らせんピッチP0 で最も大きくなるように配設
されたポリマー組成物とを具備したことを特徴とする液
晶シャッター。A liquid crystal layer having a cholesteric phase sandwiched between a first substrate and a second substrate; and a liquid crystal layer parallel to a plane direction of the first substrate and the second substrate. Means for applying an electric field in different directions; and between the first substrate and the second substrate, an intermolecular force acting between liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer is a natural helical pitch of the liquid crystal molecules. A polymer composition disposed so as to be the largest at P 0 .
れたコレステリック相を呈する液晶層と、 前記液晶層に、前記液晶層を構成する液晶分子のらせん
ピッチが自然らせんピッチP0 よりも大きな第1のらせ
んピッチP1 になるように第1の電場を印加する手段
と、 前記液晶層に、前記液晶分子のらせんピッチが前記第1
のらせんピッチP1 よりも大きな第2のらせんピッチP
2 になるように第2の電場を印加する手段とを具備した
ことを特徴とする液晶シャッター。2. A liquid crystal layer exhibiting a cholesteric phase sandwiched between a first substrate and a second substrate; and a helical pitch of liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer is set to a natural helical pitch P on the liquid crystal layer. Means for applying a first electric field so as to have a first helical pitch P1 larger than 0;
The second helical pitch P larger than the helical pitch P 1
Liquid crystal shutter, characterized in that at 2 equipped with a means for applying a second electric field.
反射光の波長が紫外領域にあるコレステリック相を呈す
る液晶層を挟持したことを特徴とする液晶シャッター。3. A liquid crystal shutter comprising a first substrate and a second substrate, wherein a liquid crystal layer exhibiting a cholesteric phase having a wavelength of selectively reflected light in an ultraviolet region is sandwiched between the first substrate and the second substrate.
れたコレステリック相を呈する液晶層と、 前記液晶層に、前記液晶層を構成する液晶分子のらせん
ピッチが自然らせんピッチP0 よりも大きな第1のらせ
んピッチP1 になるように第1の電場を印加する手段
と、 前記液晶層に、前記液晶分子のらせんピッチが前記第1
のらせんピッチP1 よりも大きな第2のらせんピッチP
2 になるように第2の電場を印加する手段と、 前記第1の基板と前記第2の基板との間に、前記液晶分
子との間に働く分子間力が前記液晶分子の自然らせんピ
ッチP0 以下の領域で最も大きくなるように配設された
ポリマー組成物とを具備したことを特徴とする液晶シャ
ッター。4. A liquid crystal layer exhibiting a cholesteric phase sandwiched between a first substrate and a second substrate; and a helical pitch of liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer is set to a natural helical pitch P on the liquid crystal layer. Means for applying a first electric field so as to have a first helical pitch P1 larger than 0;
The second helical pitch P larger than the helical pitch P 1
Means for applying a second electric field so as to be 2 , between the first substrate and the second substrate, an intermolecular force acting between the liquid crystal molecules and a natural helical pitch of the liquid crystal molecules. A liquid crystal shutter comprising a polymer composition disposed so as to be largest in a region of P 0 or less.
画面に表示する手段と、 前記表示画面上に配設された請求項1、請求項2、請求
項3乃至請求項4のいずれかに記載の液晶シャッターと
を具備したことを特徴とするカラー画像表示装置。5. A means for displaying an image having a gradation corresponding to color information on a display screen, and wherein the means is provided on the display screen. A color image display device, comprising: the liquid crystal shutter according to any one of the above.
と、前記液晶シャッターを構成する液晶層の選択反射ス
ペクトルとは対応していることを特徴とする請求項5に
記載のカラー画像表示装置。6. The color image display device according to claim 5, wherein a spectrum of light emitted from the display screen corresponds to a selective reflection spectrum of a liquid crystal layer constituting the liquid crystal shutter.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31391297A JPH11142823A (en) | 1997-11-14 | 1997-11-14 | Liquid crystal shutter and color image display device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31391297A JPH11142823A (en) | 1997-11-14 | 1997-11-14 | Liquid crystal shutter and color image display device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11142823A true JPH11142823A (en) | 1999-05-28 |
Family
ID=18047025
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31391297A Withdrawn JPH11142823A (en) | 1997-11-14 | 1997-11-14 | Liquid crystal shutter and color image display device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11142823A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006132361A1 (en) * | 2005-06-10 | 2006-12-14 | Sharp Kabushiki Kaisha | Display element and display device |
JP2007248993A (en) * | 2006-03-17 | 2007-09-27 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | Liquid crystal optical modulator, method of manufacturing the same, and liquid crystal display |
JP2008076514A (en) * | 2006-09-19 | 2008-04-03 | Fuji Xerox Co Ltd | Liquid crystal containing composition and liquid crystal display element |
JP2008191524A (en) * | 2007-02-07 | 2008-08-21 | Asahi Glass Co Ltd | Liquid crystal optical device |
US8111358B2 (en) | 2005-09-20 | 2012-02-07 | Sharp Kabushiki Kaisha | Dispay panel and display apparatus |
-
1997
- 1997-11-14 JP JP31391297A patent/JPH11142823A/en not_active Withdrawn
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006132361A1 (en) * | 2005-06-10 | 2006-12-14 | Sharp Kabushiki Kaisha | Display element and display device |
US8867005B2 (en) | 2005-06-10 | 2014-10-21 | Sharp Kabushiki Kaisha | Display element and display device |
US8111358B2 (en) | 2005-09-20 | 2012-02-07 | Sharp Kabushiki Kaisha | Dispay panel and display apparatus |
JP2007248993A (en) * | 2006-03-17 | 2007-09-27 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | Liquid crystal optical modulator, method of manufacturing the same, and liquid crystal display |
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