JPH10260388A - Reflection type liquid crystal display element and its driving method - Google Patents

Reflection type liquid crystal display element and its driving method

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JPH10260388A
JPH10260388A JP6344897A JP6344897A JPH10260388A JP H10260388 A JPH10260388 A JP H10260388A JP 6344897 A JP6344897 A JP 6344897A JP 6344897 A JP6344897 A JP 6344897A JP H10260388 A JPH10260388 A JP H10260388A
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JP
Japan
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liquid crystal
voltage
crystal display
crystal layer
reflection
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Application number
JP6344897A
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Japanese (ja)
Inventor
Hajime Yamaguchi
一 山口
Yasushi Kawada
靖 川田
Takashi Yamaguchi
剛史 山口
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the reflection type liquid crystal display element which makes a multicolor display by low-voltage driving with one pixel and its driving method. SOLUTION: The reflection type liquid crystal element 14 has a couple of substrates 1 and 2 which are arranged opposite each other and have electrodes 3 and 4, and 5 and 6 on their opposite surfaces while at least one of them is transparent, means 11, 12, and 13 which apply voltages between the electrodes 3 and 4, and 5 and 6, and a liquid crystal layer 10 which is sandwiched between the substrates 1 and 2 and has transition from planar structure in the absence of the applied voltages to focal comic structure in the presence of the applied voltage through a transition area including a reversible phase shift area where reflection characteristics vary reversibly with the voltages, and is driven below a voltage area corresponding to the said reversible phase shift area.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、表示素子およびそ
の駆動方法に係り、特に、反射型液晶表示素子およびそ
の駆動方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a display device and a method for driving the same, and more particularly, to a reflective liquid crystal display device and a method for driving the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、ノートパソコン、サブノートパソ
コン、携帯電話、PHS、PDA等の携帯情報機器が大
きな注目を集めており、普及しつつある。これらの携帯
情報機器には、低消費電力化が求められており、これら
に搭載される表示素子にも低消費電力化が要求されてい
る。
2. Description of the Related Art In recent years, portable information devices such as notebook personal computers, sub-notebook personal computers, portable telephones, PHSs, PDAs, etc. have received a great deal of attention and are becoming popular. These portable information devices are required to have low power consumption, and the display elements mounted thereon are also required to have low power consumption.

【0003】一般に、このような表示素子としては、液
晶表示素子が用いられている。液晶表示素子は、通常、
一定距離を隔てて対向して配置された一対の電極と、こ
の一対の電極のそれぞれの対向する面に形成された配向
膜と、電極間に配向膜を介して挟持された液晶層とで構
成され、液晶層の光学的特性の変化を利用して表示が行
なわれる。すなわち、液晶表示素子の液晶層に、電場又
は磁場等を印加することにより、その印加量に応じて液
晶層を構成する液晶材料の配向や配列が変化することを
利用して液晶層の光学的特性を制御し、光源からの入射
光を、光学的特性が制御された液晶層を介することによ
り、その出力光の波長成分を制御して表示が行なわれる
のである。
Generally, a liquid crystal display element is used as such a display element. Liquid crystal display elements are usually
Consisting of a pair of electrodes opposed to each other at a fixed distance, an alignment film formed on each of the opposing surfaces of the pair of electrodes, and a liquid crystal layer sandwiched between the electrodes with the alignment film interposed therebetween. The display is performed by utilizing the change in the optical characteristics of the liquid crystal layer. That is, by applying an electric field or a magnetic field to the liquid crystal layer of the liquid crystal display element, the orientation or arrangement of the liquid crystal material constituting the liquid crystal layer changes according to the amount of the applied electric field or the magnetic field. By controlling the characteristics and passing the incident light from the light source through the liquid crystal layer whose optical characteristics are controlled, the display is performed by controlling the wavelength component of the output light.

【0004】このような液晶表示素子は、液晶層中の液
晶材料の電気光学効果により、ツイストネマチック(T
N)素子、スーパーツイストネマチック(STN)素
子、表面安定化強誘電性液晶(SSFLC)素子、及び
反強誘電性液晶(AFLC)素子等に分類され、また、
光源と表示面との位置関係により、以下に示す透過型液
晶表示素子と、反射型液晶表示素子とに分類される。
[0004] Such a liquid crystal display element has a twisted nematic (T) structure due to an electro-optical effect of a liquid crystal material in a liquid crystal layer.
N) elements, super twisted nematic (STN) elements, surface stabilized ferroelectric liquid crystal (SSFLC) elements, antiferroelectric liquid crystal (AFLC) elements, and the like.
Depending on the positional relationship between the light source and the display surface, it is classified into a transmission type liquid crystal display element and a reflection type liquid crystal display element described below.

【0005】透過型液晶表示素子は、通常、偏光板が用
いられており、光源からの光を偏光板に透過させ、偏光
板を透過した光成分を液晶層に通過させることにより、
光源とは逆の基板面で表示を行なうものである。しかし
ながら、このような液晶表示素子では、偏光板が用いら
れているため、光利用効率が最大でも50%程度と低
い。それゆえ、これら素子では十分な明るさを得るため
に、通常、バックライトが設けられるが、バックライト
の消費電力が非常に高いため、素子全体の消費電力を大
幅に高めてしまうという問題を有している。
A transmissive liquid crystal display element generally uses a polarizing plate. Light from a light source is transmitted through the polarizing plate, and light components transmitted through the polarizing plate are passed through the liquid crystal layer.
The display is performed on the substrate surface opposite to the light source. However, in such a liquid crystal display device, since a polarizing plate is used, the light use efficiency is as low as about 50% at the maximum. Therefore, these devices are usually provided with a backlight in order to obtain sufficient brightness. However, since the power consumption of the backlight is very high, there is a problem that the power consumption of the entire device is greatly increased. doing.

【0006】低消費電力の素子として、上述の透過型液
晶表示素子のバックライトを、光反射板で置き換えたT
N形やSTN形の反射型液晶表示素子も実用化されてい
る。しかしながら、このような素子においても、前述の
ように偏光板を用いているために、光利用効率が低く、
表示性能が不十分であった。
[0006] As a low power consumption device, the backlight of the above-mentioned transmissive liquid crystal display device is replaced by a light reflection plate.
N-type and STN-type reflective liquid crystal display elements have also been put to practical use. However, even in such an element, the light use efficiency is low because the polarizing plate is used as described above,
The display performance was insufficient.

【0007】これら問題を解決する液晶表示素子とし
て、偏光板を用いない反射型液晶表示素子が提案されて
いる。例えば、特表昭58−501631号、特表昭6
1−502128号及び特表昭63−501512号公
報には、高分子材料中に液晶材料を分散し、液晶の複屈
折率を利用して散乱状態と透過状態とを電気的に制御す
ることで、偏光板を用いずに比較的良好な視野角特性を
実現するPDLC(Polymer Dispersed LiquidCrysta
l)が開示されている。しかしながら、これら公報に開
示されている液晶表示素子は、散乱性が低く、駆動電圧
が比較的高いという問題を有している。
As a liquid crystal display device that solves these problems, a reflection type liquid crystal display device that does not use a polarizing plate has been proposed. For example, Japanese Patent Publication No. 58-501631, Japanese Patent Publication No. Sho 6
No. 1-502128 and JP-T-63-501512 disclose a method in which a liquid crystal material is dispersed in a polymer material and the scattering state and the transmission state are electrically controlled by using the birefringence of the liquid crystal. , PDLC (Polymer Dispersed Liquid Crysta) that realizes relatively good viewing angle characteristics without using a polarizing plate
l) is disclosed. However, the liquid crystal display devices disclosed in these publications have a problem that the scattering property is low and the driving voltage is relatively high.

【0008】散乱性を向上させるために、例えば、特開
平5−273527号公報には、観測者から見て表示素
子の後方にハーフミラーを設けることが、特開平4−2
50418号及び特開平4−318518号公報には、
液晶層と接する電極面に凹凸部を設けることが、及び、
特開平6−11712号公報には液晶材料の常光屈折率
に等しい屈折率を有する材料で形成された回折格子を液
晶層に接して設置することが記載されている。しかしな
がら、これらの方法では、良好なコントラストと十分な
明るさとを得ることが難しい。
In order to improve the scattering, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-273527 discloses that a half mirror is provided behind a display element as viewed from an observer.
No. 50418 and JP-A-4-318518,
Providing irregularities on the electrode surface in contact with the liquid crystal layer, and
JP-A-6-11712 describes that a diffraction grating formed of a material having a refractive index equal to the ordinary light refractive index of a liquid crystal material is provided in contact with a liquid crystal layer. However, with these methods, it is difficult to obtain good contrast and sufficient brightness.

【0009】また、G.H.Heilmeier 、J.E.Goldmacherら
(RCA Lab.)は、例えば、Appl.Phys.Lett.,13,132(196
8)で、コレステリック液晶材料を用いて、散乱状態と透
過状態とを電気的に制御する方法を提案している。この
方法において、透過状態は、液晶層を、液晶分子が配列
することにより形成されるらせん軸が電極面にほぼ垂直
な配向状態にあるプレーナ(Planar)構造、又はらせん
構造が解消し液晶分子が電極面に垂直に配向したホメオ
トロピック(Homeotropic )構造に制御することにより
得られる。また、散乱状態は、液晶層を、らせん軸がラ
ンダムながらも電極面に比較的平行に配向したフォーカ
ルコニック(Focal conic )構造に制御することにより
得られる。
GH Heilmeier, JEGoldmacher et al. (RCA Lab.), For example, Appl. Phys. Lett., 13, 132 (196)
8) proposes a method of electrically controlling the scattering state and the transmission state using a cholesteric liquid crystal material. In this method, the transmission state is such that the liquid crystal layer is formed in a planar (Planar) structure in which the helical axis formed by the alignment of the liquid crystal molecules is substantially perpendicular to the electrode surface, or the helical structure is eliminated and the liquid crystal molecules become It can be obtained by controlling a homeotropic (Homeotropic) structure oriented perpendicular to the electrode surface. The scattering state can be obtained by controlling the liquid crystal layer to a focal conic structure in which the helical axis is oriented at random but relatively parallel to the electrode surface.

【0010】したがって、この方法では、電圧の非印加
時でのプレーナ構造とフォーカルコニック構造間、又は
保持電圧印加時のフォーカルコニック構造とホメオトロ
ピック構造間で液晶の構造を制御することにより、表示
が行われる。しかしながら、この方法においても、PD
LCと同様に、フォーカルコニック構造での散乱性が低
いため、反射率が低い、及びコントラストが低いという
問題を有している。
Therefore, in this method, the display is controlled by controlling the structure of the liquid crystal between the planar structure and the focal conic structure when no voltage is applied or between the focal conic structure and the homeotropic structure when a holding voltage is applied. Done. However, even in this method, PD
Like the LC, there is a problem that the reflectance is low and the contrast is low because the scattering property in the focal conic structure is low.

【0011】コレステリック液晶材料を用いた反射型液
晶表示方式として、上記散乱/透過モードとは別に、例
えばPhys.Rev.Lett.,24,577(1970) で、J.E.Adams 、W.
E.Hass、及びJ.J.Wyscockiら(Xerox 社)により、選択
反射モードが提案されている。
As a reflection type liquid crystal display system using a cholesteric liquid crystal material, apart from the scattering / transmission mode described above, for example, Phys. Rev. Lett., 24, 577 (1970), JEAdams, W. et al.
E. Hass and JJ Wyscocki et al. (Xerox) have proposed a selective reflection mode.

【0012】選択反射とは、プレーナ構造において、ら
せん周期構造のピッチ長と液晶材料の平均屈折率の積で
規定される波長を反射極大とし、らせんと同じ回転方向
の円偏光成分を選択的に反射する現象である。選択反射
モードでは、可視光を反射するようにらせんピッチを調
整し、プレーナ構造における選択反射状態と、フォーカ
ルコニック構造における散乱状態とに制御することによ
り表示が行われる。D.-K.Yang 、L.-C.Chein及びJ.W.Do
ane ら(Kent State Univ.)は、SID 95 DIGEST p.706
(1995) で、プレーナ構造をポリドメイン化すること
で、広視野角化や多色表示化が可能であることを開示し
ている。
The selective reflection means that in a planar structure, a wavelength defined by the product of the pitch length of a helical periodic structure and the average refractive index of a liquid crystal material is a reflection maximum, and a circularly polarized light component in the same rotational direction as the helix is selectively reflected. It is a phenomenon of reflection. In the selective reflection mode, display is performed by adjusting the helical pitch so as to reflect visible light and controlling the state to the selective reflection state in the planar structure and the scattering state in the focal conic structure. D.-K.Yang, L.-C.Chein and JWDo
ane et al. (Kent State Univ.) reported SID 95 DIGEST p.706
(1995) discloses that a wide viewing angle and a multi-color display can be realized by forming a planar structure into a polydomain.

【0013】しかしながら、上述のコレステリック液晶
材料を用いた液晶表示素子では、PDLCと同様に比較
的高い駆動電圧が必要である。図5に、選択反射モード
で駆動されるコレステリック液晶材料を用いた液晶表示
素子の、典型的な電圧−反射輝度曲線を示す。この図
で、横軸は表示素子に印加する交流電圧を示しており、
縦軸は表示素子の反射輝度を示している。この図で、領
域51はプレーナ構造に、領域52はフォーカルコニッ
ク構造に、及び領域53はホメオトロピック構造に対応
している。
However, a liquid crystal display device using the above-mentioned cholesteric liquid crystal material requires a relatively high driving voltage as in the case of PDLC. FIG. 5 shows a typical voltage-reflection luminance curve of a liquid crystal display device using a cholesteric liquid crystal material driven in the selective reflection mode. In this figure, the horizontal axis represents the AC voltage applied to the display element,
The vertical axis indicates the reflection luminance of the display element. In this figure, region 51 corresponds to the planar structure, region 52 corresponds to the focal conic structure, and region 53 corresponds to the homeotropic structure.

【0014】この液晶表示素子で、選択反射状態である
プレーナ構造領域51から弱い散乱状態であるフォーカ
ルコニック構造領域52に変化させるのには、電圧Vを
V>Vc とすればよい。しかしながら、フォーカルコニ
ック構造領域52からプレーナ構造領域51への変化
は、ホメオトロピック構造領域53を経由する必要があ
る。すなわち、電圧VをVa 未満にしただけでは、構造
の変化が生じずに、領域54でもフォーカルコニック構
造が保たれてしまうことがあるためである。したがっ
て、選択反射モードで駆動される液晶表示素子では、V
e を超える電圧を印加する必要があり、高い駆動電圧が
必要であるという問題を有している。
[0014] In this liquid crystal display device, to change the focal conic structure region 52 is a weakly scattering state of planar structure region 51 is a selective reflection state, it may be set to a voltage V V> V c. However, the change from the focal conic structure region 52 to the planar structure region 51 needs to go through the homeotropic structure region 53. That is, only by the voltage V below V a, without causing changes in the structure, is because it can become focal conic structure is maintained even region 54. Therefore, in a liquid crystal display element driven in the selective reflection mode, V
There is a problem that a voltage exceeding e must be applied and a high drive voltage is required.

【0015】また、選択反射モードで駆動されるコレス
テリック液晶材料を用いた液晶表示素子では、表示色
は、プレーナ構造での選択反射による選択反射色と、フ
ォーカルコニック構造での弱い散乱、又はホメオトロピ
ック構造での透過による黒色との2色のみである。SID
95 DIGEST p.169 には、色の異なる複数の画素を並置し
た表示素子が記載されているが、この方法では高い解像
度を実現することが困難であり、1つの画素での多色表
示は実現されていない。
In a liquid crystal display device using a cholesteric liquid crystal material driven in a selective reflection mode, a display color is selectively reflected by a selective reflection in a planar structure, weakly scattered in a focal conic structure, or homeotropic. There are only two colors, black due to transmission through the structure. SID
95 DIGEST p.169 describes a display element in which multiple pixels with different colors are juxtaposed, but it is difficult to achieve high resolution with this method, and multicolor display with one pixel is realized. It has not been.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、低電圧駆動
および1つの画素での多色表示が可能な反射型液晶表示
素子及びその駆動方法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a reflection type liquid crystal display device capable of low voltage driving and multi-color display with one pixel, and a method of driving the same.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】本発明は、対向して配置
され、その対向面に電極を有し、少なくとも一方が透明
な一対の基板と、前記電極間に電圧を印加する手段と、
前記一対の基板間に挟持され、電圧の非印加時にプレー
ナ構造を呈し、前記電圧印加手段による所定値以上の電
圧の印加により、反射特性が電圧とともに可逆的に変化
する可逆転移領域を含む遷移領域を経て、フォーカルコ
ニック構造へと転移する液晶層と、を具備し、前記可逆
転移領域に対応する電圧領域以下で駆動することを特徴
とする反射型液晶表示素子を提供する。
According to the present invention, there is provided a pair of substrates disposed opposite to each other and having electrodes on the opposite surface, at least one of which is transparent, and means for applying a voltage between the electrodes,
A transition region including a reversible transition region sandwiched between the pair of substrates and exhibiting a planar structure when a voltage is not applied, and having a reflection characteristic reversibly changing with a voltage when a voltage equal to or more than a predetermined value is applied by the voltage application unit; And a liquid crystal layer that transitions to a focal conic structure through the above step, and is driven at a voltage lower than the voltage region corresponding to the reversible transition region.

【0018】本発明は、上記反射型液晶表示素子におい
て、前記一対の基板の少なくとも一方が、前記液晶層と
接する面に水平配向処理が施されていることを特徴とす
る。本発明は、上記反射型液晶表示素子において、前記
液晶層が高分子を含有することを特徴とする。
According to the present invention, in the above-mentioned reflection type liquid crystal display device, at least one of the pair of substrates is subjected to a horizontal alignment treatment on a surface in contact with the liquid crystal layer. According to the present invention, in the reflective liquid crystal display device, the liquid crystal layer contains a polymer.

【0019】本発明は、上記反射型液晶表示素子におい
て、前記可逆転移領域の少なくとも一部で、印加電圧を
連続的に変化させて駆動されることを特徴とする。ま
た、本発明は、電圧の非印加時においてプレーナ構造を
呈する液晶層に、前記液晶層が電圧の印加によりプレー
ナ構造からプレーナ構造とフォーカルコニック構造との
間の遷移構造へと変化を開始する電圧より高く、前記液
晶層が印加電圧の変化に応じてプレーナ構造と前記遷移
構造との間で可逆的に変化する電圧範囲の上限値以下の
電圧を印加することを特徴とする反射型液晶表示素子の
駆動方法を提供する。
According to the present invention, in the above-mentioned reflection type liquid crystal display device, the reflection type liquid crystal display device is driven by continuously changing an applied voltage in at least a part of the reversible transition region. Further, the present invention provides a liquid crystal layer exhibiting a planar structure when no voltage is applied, the voltage at which the liquid crystal layer starts changing from a planar structure to a transition structure between the planar structure and the focal conic structure by application of a voltage. A reflective liquid crystal display element, wherein a voltage higher than the upper limit of a voltage range in which the liquid crystal layer reversibly changes between the planar structure and the transition structure in accordance with a change in applied voltage is applied. Is provided.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、本発明の反射型液晶表示素
子について、より詳細に説明する。本発明の反射型液晶
表示素子で用いられる一対の基板のうち、一方に、アル
ミニウム、ニッケル、銅、銀、金及び白金等の導電性材
料からなる基板を用いることができる。また、ガラス、
プラスチック及びセラミック等の絶縁性の基板の表面
に、蒸着、スパッタリング及びフォトリソグラフィー等
の方法により、これら導電性材料からなる電極が形成さ
れたものを用いてもよい。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The reflection type liquid crystal display device of the present invention will be described below in more detail. A substrate made of a conductive material such as aluminum, nickel, copper, silver, gold, and platinum can be used as one of a pair of substrates used in the reflective liquid crystal display element of the present invention. Also, glass,
An electrode made of such a conductive material may be formed on a surface of an insulating substrate such as plastic and ceramic by a method such as vapor deposition, sputtering, or photolithography.

【0021】本発明の反射型液晶表示素子で用いられる
一対の基板は、少なくともその一方が透明である必要が
ある。透明な基板として、ガラス、プラスチック及びセ
ラミック等の透明基板の少なくとも一方の主面に、IT
O等の透明電極が形成されたものを挙げることができ
る。
At least one of the pair of substrates used in the reflection type liquid crystal display element of the present invention needs to be transparent. As a transparent substrate, at least one principal surface of a transparent substrate such as glass, plastic, and ceramic is provided with an IT
One on which a transparent electrode such as O is formed can be given.

【0022】本発明の反射型液晶表示素子は、表示面側
の基板と対向して配置される基板に、光吸収層を設ける
ことができる。この光吸収層に用いられる材料は、可視
光を吸収する材料であれば特に制限はない。
In the reflection type liquid crystal display device of the present invention, a light absorbing layer can be provided on a substrate arranged opposite to the substrate on the display surface side. The material used for the light absorbing layer is not particularly limited as long as it absorbs visible light.

【0023】本発明の反射型液晶表示素子で用いられる
一対の基板は、例えば、基板間に球状のスペーサを挟み
込むことにより、電極間距離が一定となるように保持さ
れる。この球状のスペーサを構成する材料は、絶縁性
で、液晶材料に対して非反応性で、液晶層中で非溶解性
であり、基板上に均一に分散されるものであれば特に制
限はなく、ジビニルベンゼン、ポリスチレン等の高分子
や、アルミナ、シリカ等の無機酸化物等を用いることが
できる。
The pair of substrates used in the reflection type liquid crystal display element of the present invention is held so that the distance between the electrodes is constant by, for example, inserting a spherical spacer between the substrates. The material constituting the spherical spacer is not particularly limited as long as it is insulating, non-reactive with the liquid crystal material, insoluble in the liquid crystal layer, and uniformly dispersed on the substrate. And polymers such as divinylbenzene and polystyrene, and inorganic oxides such as alumina and silica.

【0024】この球状のスペーサの粒径は、所望の液晶
層の厚さに応じて選ばれ、通常は、平均粒度が1μm 〜
20μm のものが用いられる。また、電極間距離を均一
にするために、粒径の分布幅は狭いことが望ましい。
The particle size of the spherical spacer is selected according to the desired thickness of the liquid crystal layer, and usually has an average particle size of 1 μm to 1 μm.
Those having a size of 20 μm are used. Further, in order to make the distance between the electrodes uniform, it is desirable that the distribution width of the particle size is narrow.

【0025】球状のスペーサを用いるかわりに、基板の
液晶層と接する面に、複数の柱状体を、平面部が基板面
に接するように及びそれぞれの高さが一定になるように
設けてもよい。
Instead of using a spherical spacer, a plurality of columnar bodies may be provided on the surface of the substrate in contact with the liquid crystal layer such that the plane portion is in contact with the substrate surface and their heights are constant. .

【0026】柱状体は、通常、直径1μm 〜20μm 、
1μm 〜20μm の高さで形成される。この柱状体は、
フォトリソグラフィー等の一般的に用いられる方法によ
り形成することができる。したがって、柱状体を、基板
の液晶層と接する面の所望の位置に、及び所望の厚さで
形成することができ、電極間距離を一定にすることがで
きる。
The column is usually 1 μm to 20 μm in diameter,
It is formed at a height of 1 μm to 20 μm. This pillar is
It can be formed by a generally used method such as photolithography. Therefore, the columnar body can be formed at a desired position on the surface of the substrate in contact with the liquid crystal layer and at a desired thickness, and the distance between the electrodes can be made constant.

【0027】柱状体に用いられる材料は、絶縁性で、液
晶材料に対して非反応性であり、液晶層中で非溶解性の
ものであれば特に制限はなく、ポジ型またはネガ型の感
光性樹脂等を硬化したものを用いることにより形成する
ことができる。
The material used for the columnar body is not particularly limited as long as it is insulative, non-reactive with the liquid crystal material, and insoluble in the liquid crystal layer. It can be formed by using a cured resin or the like.

【0028】この感光性樹脂としては、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及びゼラチ
ン等を感光性樹脂化したものが挙げられる。
Examples of the photosensitive resin include photosensitive resins obtained by converting polyimide, polyamide, polyvinyl alcohol, polyacrylamide, cyclized rubber, novolak resin, polyester, polyurethane, acrylic resin, bisphenol resin, gelatin and the like.

【0029】本発明の反射型液晶表示素子において、液
晶層を構成する液晶材料として、ネマチック液晶化合物
及びコレステリック液晶化合物を用いることができる。
本発明の反射型液晶素子において、液晶層は、基板間に
挟持された状態でプレーナ構造を呈し、かつ可視光領域
近傍の光、すなわち波長が400〜760nm近傍の光
を反射することが可能ならせんピッチを有するものであ
る必要がある。
In the reflection type liquid crystal display device of the present invention, a nematic liquid crystal compound and a cholesteric liquid crystal compound can be used as the liquid crystal material constituting the liquid crystal layer.
In the reflective liquid crystal element of the present invention, if the liquid crystal layer exhibits a planar structure in a state sandwiched between the substrates, and can reflect light near the visible light region, that is, light having a wavelength near 400 to 760 nm. It must have a helical pitch.

【0030】したがって、液晶材料に、コレステリック
液晶化合物を用いる場合は、単独で又は複数のコレステ
リック液晶化合物を混合した混合物として用いることが
できるが、液晶材料に、ネマチック液晶化合物を用いる
場合は、液晶層に光学活性が導入される必要がある。
Therefore, when a cholesteric liquid crystal compound is used as the liquid crystal material, it can be used alone or as a mixture of a plurality of cholesteric liquid crystal compounds. However, when a nematic liquid crystal compound is used as the liquid crystal material, the liquid crystal layer can be used. Optical activity needs to be introduced.

【0031】すなわち、ネマチック液晶化合物を用いる
場合は、光学活性部位が導入されたネマチック液晶化合
物を用いること、ネマチック液晶化合物とコレステリッ
ク液晶化合物との混合物を用いること、ネマチック液晶
化合物と光学活性を有する化合物との混合物を用いるこ
と、基板表面に設けられる配向膜に光学活性を導入する
こと、及び液晶層中に光学活性を有するポリマー等の固
体物質を存在させること、のいずれかであることが必要
である。
That is, when a nematic liquid crystal compound is used, a nematic liquid crystal compound having an optically active site introduced therein is used, a mixture of a nematic liquid crystal compound and a cholesteric liquid crystal compound is used, and a nematic liquid crystal compound and a compound having optical activity are used. It is necessary to use either a mixture with the above, introducing optical activity into the alignment film provided on the substrate surface, and allowing a solid substance such as a polymer having optical activity to be present in the liquid crystal layer. is there.

【0032】液晶材料に、誘電異方性に対する捩れ弾性
定数(PN)の比が0.35以下のものを用いると、駆
動電圧の十分に低い素子を得ることができ、好ましい。
また、屈折率異方性(複屈折)が0.2以上の液晶材料
を用いると、反射率が十分に高い素子を得ることができ
る。
It is preferable to use a liquid crystal material having a ratio of torsional elastic constant (PN) to dielectric anisotropy of 0.35 or less, since a sufficiently low driving voltage can be obtained.
When a liquid crystal material having a refractive index anisotropy (birefringence) of 0.2 or more is used, an element having a sufficiently high reflectance can be obtained.

【0033】本発明の反射型液晶表示素子は、液晶材料
中に、二色性色素や光学活性を有する化合物等の液晶化
合物以外の化合物を含むことができる。液晶材料をネマ
チック液晶化合物と光学活性化合物との混合物で構成す
る場合、それらの最適な混合比は、らせんピッチ長pと
光学活性化合物の重量濃度cとの積の逆数1/pcで定
義されるらせん形成力(Helical Twisting Power)と、
所望の選択反射波長とから決定される。また、液晶材料
に二色性色素を混合する場合、選択反射領域外で吸収を
示す色素が用いられることが好ましい。
In the reflection type liquid crystal display device of the present invention, a compound other than the liquid crystal compound such as a dichroic dye or a compound having optical activity can be contained in the liquid crystal material. When the liquid crystal material is composed of a mixture of a nematic liquid crystal compound and an optically active compound, their optimum mixing ratio is defined by the reciprocal 1 / pc of the product of the helical pitch length p and the weight concentration c of the optically active compound. Helical Twisting Power,
It is determined from the desired selective reflection wavelength. When a dichroic dye is mixed with the liquid crystal material, it is preferable to use a dye that absorbs outside the selective reflection region.

【0034】以下、図面を参照しながら、本発明の反射
型液晶表示素子について、より詳細に説明する。図1
に、本発明の一態様に係る反射型液晶表示素子の一断面
図を示す。
Hereinafter, the reflective liquid crystal display device of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. FIG.
2 shows a cross-sectional view of a reflective liquid crystal display element according to one embodiment of the present invention.

【0035】図1で、対向して配置された透明基板1、
2のそれぞれの対向面には、電極3、4及び電極5、6
が設けられている。透明基板1と透明基板2とは、スペ
ーサ7により電極間距離が一定に保たれており、透明基
板1と透明基板2との間には液晶材料8、9を含む液晶
層10が挟持されている。透明基板1の電極3、4は、
電源11の一方の端子に接続されており、透明基板2の
電極5、6は、それぞれスイッチ12、13を介して電
源11の他方の端子に接続され、反射型液晶表示素子1
4が構成されている。
In FIG. 1, transparent substrates 1, which are arranged opposite to each other,
Electrodes 3, 4 and electrodes 5, 6
Is provided. The distance between the electrodes is kept constant between the transparent substrate 1 and the transparent substrate 2 by the spacer 7, and a liquid crystal layer 10 containing liquid crystal materials 8 and 9 is sandwiched between the transparent substrate 1 and the transparent substrate 2. I have. The electrodes 3 and 4 of the transparent substrate 1
The electrodes 5 and 6 of the transparent substrate 2 are connected to the other terminal of the power supply 11 via switches 12 and 13, respectively.
4 are configured.

【0036】本発明者らは、上記構成の反射型液晶表示
素子14において、電圧の非印加時にプレーナ構造を呈
し、所定の電圧を印加することによりフォーカルコニッ
ク構造へと変化する液晶材料8は、その変化の際に、参
照番号9に示されるように遷移構造を経由し、この遷移
構造では印加する電圧値に応じて反射輝度が変化し、プ
レーナ構造と遷移構造との間の変化は、所定の電圧範囲
内で可逆的に行なわれ得ることを見出した。
The present inventors have found that in the reflective liquid crystal display element 14 having the above structure, the liquid crystal material 8 which exhibits a planar structure when no voltage is applied and changes to the focal conic structure when a predetermined voltage is applied is: At the time of the change, as shown by reference numeral 9, the light passes through a transition structure, in which the reflection luminance changes according to the applied voltage value, and the change between the planar structure and the transition structure is a predetermined value. Can be performed reversibly within the voltage range of

【0037】図2に、本発明の反射型液晶表示素子の電
圧−反射輝度曲線を示す。この図において、横軸は表示
素子に印加した電圧を示しており、縦軸は表示素子の反
射輝度を示している。また、領域21はプレーナ構造
に、領域22はフォーカルコニック構造に、領域23は
ホメオトロピック構造に、および領域24は遷移構造に
対応している。
FIG. 2 shows a voltage-reflection luminance curve of the reflection type liquid crystal display device of the present invention. In this figure, the horizontal axis indicates the voltage applied to the display element, and the vertical axis indicates the reflection luminance of the display element. The region 21 corresponds to the planar structure, the region 22 corresponds to the focal conic structure, the region 23 corresponds to the homeotropic structure, and the region 24 corresponds to the transition structure.

【0038】この図に示されるように、液晶層への印加
電圧を上昇させると、電圧がVa に達した時点で、液晶
材料は、プレーナ構造から遷移構造への変化を開始す
る。この遷移構造では、印加電圧の上昇に伴い、反射輝
度が低下する。電圧がVb を超える前に印加電圧を低下
させると、それに伴い反射輝度が増加して、電圧がVa
に達した時点で遷移構造からプレーナ構造への変化が終
了する。ここで、この電圧Va 〜Vb の範囲を可逆転移
領域という。
[0038] As shown in this figure, increasing the voltage applied to the liquid crystal layer, when the voltage reaches V a, the liquid crystal material starts changing from a planar structure to a transition structure. In this transition structure, the reflection luminance decreases as the applied voltage increases. When the voltage decreases the applied voltage before exceeding V b, it increases the reflection brightness accordingly, the voltage V a
, The transition from the transition structure to the planar structure ends. Here, the range of this voltage V a ~V b that reversible transition region.

【0039】一方、印加電圧をVb を超えてさらに上昇
させた場合、電圧がVc に達した時点で遷移構造からフ
ォーカルコニック構造への変化が終了する。しかしなが
ら、一旦、フォーカルコニック構造に変化すると、電圧
をVe 以上まで増加させてホメオトロピック構造に変化
させ、さらに電圧をVa まで低下させなければ、プレー
ナ構造に戻すことができない。
On the other hand, when the applied voltage was further increased beyond the V b, a change from the transition structure when the voltage reaches V c to a focal conic structure ends. However, once the changes to the focal conic structure, by increasing the voltage to more than V e is changed to homeotropic structure, unless further lowering the voltage to V a, can not be returned to the planar structure.

【0040】また、印加電圧をVc まで上昇させない場
合でも、Vb を超える電圧を印加した場合は、プレーナ
構造に戻すためには、フォーカルコニック構造に変化さ
せた場合と同様に非常に高い電圧を印加する必要があ
る。
Further, the applied voltage even when not raised to V c, when applying a voltage exceeding V b, in order to return to the planar structure, when changing the focal conic structure as well as very high voltages Must be applied.

【0041】すなわち、液晶層が、印加電圧の変化に対
して、プレーナ構造と前記遷移構造との間で可逆的に変
化することが可能な印加電圧の最大値Vb 以下の場合に
のみ、構造の変化が電圧の変化に応じて可逆的に生じる
のである。
[0041] That is, the liquid crystal layer, with respect to change in the applied voltage, between the planar structure and the transition structure only if less than or equal to the maximum value V b for reversibly changed capable applied voltage to the structure Change occurs reversibly in response to a change in voltage.

【0042】この電圧Vb は、Va <Vb <Vc の関係
にあり、素子の構成によって異なるが、一般的には、
(9Va +Vc )/10≦Vb ≦(8Va +2Vc )/
10の範囲にある。
[0042] The voltage V b is in relation of V a <V b <V c , varies depending on the configuration of the device, in general,
(9V a + V c) / 10 ≦ V b ≦ (8V a + 2V c) /
It is in the range of 10.

【0043】液晶層中に高分子を含有させると、電圧V
b を高めることができる。これは、液晶層中に高分子を
含有させることにより、フォーカルコニック構造に対し
てプレーナ構造がより安定化されたためである。
When a polymer is contained in the liquid crystal layer, the voltage V
b can be increased. This is because the inclusion of the polymer in the liquid crystal layer further stabilized the planar structure with respect to the focal conic structure.

【0044】液晶層に高分子を含有させることにより高
められる電圧Vb の範囲は、素子の構成によって異なる
が、一般的には、(8Va +2Vc )/10≦Vb
(3Va +7Vc )/10の範囲である。
The range of the voltage V b to be enhanced by incorporating a polymer in the liquid crystal layer varies depending on the configuration of the device, in general, (8V a + 2V c) / 10 ≦ V b ≦
(3V a + 7V c ) / 10.

【0045】この液晶層中の高分子は、液晶材料と混合
された重合性化合物を基板間に導入し、重合反応するこ
と等により得られる。この方法によると、製造工程を簡
略化することができるので好ましい。
The polymer in the liquid crystal layer is obtained by introducing a polymerizable compound mixed with a liquid crystal material between the substrates and performing a polymerization reaction. This method is preferable because the manufacturing process can be simplified.

【0046】重合性化合物は、熱可塑性、熱硬化性、及
び光硬化性のいずれであってもよいが、重合反応によ
り、透明な三次元のネットワークを形成するものである
ことが好ましい。
The polymerizable compound may be any of thermoplastic, thermosetting, and photocurable, but is preferably one that forms a transparent three-dimensional network by a polymerization reaction.

【0047】重合性化合物としてモノマーを用いる場
合、スチレン、アクリル酸、アクリル酸エステル、アク
リル酸アミド、及びそれらの誘導体や、N−ビニルピロ
リドン、N−ビニルイミダゾール、及び酢酸ビニル等の
ビニル類を用いることができる。また、2塩基酸のジア
クリル酸、ジメタクリル酸、及びそれらの誘導体等の2
価のモノマー類、3価又は4価のアクリル酸類やメタク
リル酸類等も用いることができる。これら分子は、ビニ
ル基のα位、β位、又はそれらの両方の水素が、フェニ
ル基、アルキル基、ハロゲン基、シアノ基等で置換され
ていてもよい。
When a monomer is used as the polymerizable compound, styrene, acrylic acid, acrylic ester, acrylic amide, and derivatives thereof, and vinyls such as N-vinylpyrrolidone, N-vinylimidazole, and vinyl acetate are used. be able to. In addition, dibasic acids such as diacrylic acid, dimethacrylic acid, and derivatives thereof
Monovalent monomers, trivalent or tetravalent acrylic acids, methacrylic acids, and the like can also be used. In these molecules, the hydrogen at the α-position, the β-position, or both of the vinyl groups may be substituted with a phenyl group, an alkyl group, a halogen group, a cyano group, or the like.

【0048】重合性化合物として、光学活性を有するモ
ノマーを用いることもできる。このようなモノマーによ
り形成される光学活性を有する高分子を用いることによ
り、液晶材料のらせん形成力を制御することができる。
As the polymerizable compound, an optically active monomer can be used. By using a polymer having optical activity formed by such a monomer, the helical force of the liquid crystal material can be controlled.

【0049】図3に、本発明の他の態様に係る液晶表示
素子の一断面図を示す。図3に示す液晶表示素子34
は、図1に示す素子とほぼ同様の構成であるが、液晶層
30が、光学活性を有する高分子31を含み、液晶材料
38、39が光学活性を有していないネマチック液晶化
合物からなる点で異なっている。また、液晶材料38
は、光学活性を有する高分子31により、プレーナ構造
を呈している。
FIG. 3 shows a sectional view of a liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention. The liquid crystal display element 34 shown in FIG.
Has substantially the same configuration as the element shown in FIG. 1 except that the liquid crystal layer 30 includes a polymer 31 having optical activity and the liquid crystal materials 38 and 39 are formed of a nematic liquid crystal compound having no optical activity. Is different. The liquid crystal material 38
Has a planar structure due to the polymer 31 having optical activity.

【0050】このような構成の液晶表示素子34では、
液晶層30への印加電圧の上昇により、フォーカルコニ
ック構造を介さずに、比較的低電圧でプレーナ構造(液
晶材料38)からホメオトロピック構造(液晶材料3
9)への変化が起こる。そのため、比較的低電圧でプレ
ーナ構造とホメオトロピック構造との間の変化が可逆的
に起こり、したがって、より高いコントラストを得るこ
とができる。
In the liquid crystal display element 34 having such a configuration,
Due to the increase in the voltage applied to the liquid crystal layer 30, the voltage from the planar structure (the liquid crystal material 38) to the homeotropic structure (the liquid crystal material 3) can be maintained at a relatively low voltage without going through the focal conic structure.
The change to 9) occurs. Therefore, the change between the planar structure and the homeotropic structure occurs reversibly at a relatively low voltage, so that a higher contrast can be obtained.

【0051】光学活性を有する重合性モノマーとして
は、コレステリルシンナメイト、コレステリルアクリレ
ート、4−アクリロイル−4’−(2−(S)−メチル
ブトキシ)ビフェニル、4−アクリロイル−4’−(2
−(R)−メチルブトキシ)ビフェニル、4−アクリロ
イル−4’−(2−(R)−メチルブチル)ビフェニ
ル、4−アクリロイル−4’−(2−(S)−メチルブ
チル)ビフェニル、4−(2−(S)−メチルブトキ
シ)シクロヘキシルフェニルアクリレート、及び4−
(2−(R)−メチルブトキシ)シクロヘキシルフェニ
ルアクリレート等を挙げることができる。
As the polymerizable monomer having optical activity, cholesteryl cinnamate, cholesteryl acrylate, 4-acryloyl-4 ′-(2- (S) -methylbutoxy) biphenyl, 4-acryloyl-4 ′-(2
-(R) -methylbutoxy) biphenyl, 4-acryloyl-4 '-(2- (R) -methylbutyl) biphenyl, 4-acryloyl-4'-(2- (S) -methylbutyl) biphenyl, 4- (2 -(S) -methylbutoxy) cyclohexylphenyl acrylate, and 4-
(2- (R) -methylbutoxy) cyclohexylphenyl acrylate and the like can be mentioned.

【0052】以上示した重合性モノマーは、単独で用い
ることが可能であり、また、複数の種類の重合性モノマ
ーを混合して用いることもできる。重合性化合物とし
て、上記モノマーが2分子以上重合したオリゴマーを用
いることもできる。これらモノマー及びオリゴマーは、
それぞれ単独で用いることが可能であり、また、反応性
及び粘度の調整のために、混合して用いることも可能で
ある。
The polymerizable monomers described above can be used alone, or a plurality of types of polymerizable monomers can be used as a mixture. As the polymerizable compound, an oligomer obtained by polymerizing two or more molecules of the above monomer can also be used. These monomers and oligomers are
Each of them can be used alone, or can be used in combination for adjusting reactivity and viscosity.

【0053】重合性化合物として、特に、紫外線照射に
より重合するアクリルモノマー又はオリゴマーを用いる
ことが好ましく、4,4’−ビスアクリロイルビフェニ
ル、4−アクリロイルビフェニル、4−アクリロイル−
4’−シアノビフェニル、4−シクロヘキシルフェニル
アクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、2−
ヒドロキシエチルアクリレート等を用いることが好まし
い。また、カヤラッドHDDA、カヤラッドMAND
A、カヤラッドHX−220、カヤラッドHX−62
0、カヤラッドR−551、カヤラッドR−712、カ
ヤラッドR−604、カヤラッドR−167(日本化薬
社)や、アクリルエステルBZ、アクリルエステルH
X、アクリルエステルHP(三菱レイヨン社)のよう
な、市販されている重合性化合物も用いることができ
る。
As the polymerizable compound, it is particularly preferable to use an acrylic monomer or oligomer which is polymerized by irradiation with ultraviolet rays. 4,4'-bisacryloylbiphenyl, 4-acryloylbiphenyl, 4-acryloyl-
4'-cyanobiphenyl, 4-cyclohexylphenyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, 2-
It is preferable to use hydroxyethyl acrylate or the like. In addition, Kayarad HDDA, Kayarad MAND
A, Kayarad HX-220, Kayarad HX-62
0, Kayarad R-551, Kayarad R-712, Kayarad R-604, Kayarad R-167 (Nippon Kayaku), acrylic ester BZ, acrylic ester H
Commercially available polymerizable compounds such as X and acrylic ester HP (Mitsubishi Rayon Co., Ltd.) can also be used.

【0054】また、上記重合性化合物のうち、メソーゲ
ン基を主鎖又は側鎖に有するものを用いることが好まし
い。このような重合性化合物を用いると、生成した高分
子が液晶化合物と相互作用して、高分子生成時における
液晶層の構造を安定化させることができる。
Further, among the above polymerizable compounds, those having a mesogen group in the main chain or side chain are preferably used. When such a polymerizable compound is used, the generated polymer interacts with the liquid crystal compound, and the structure of the liquid crystal layer during the generation of the polymer can be stabilized.

【0055】液晶層中で高分子は、液晶層の総重量に対
して0.1〜10重量%含まれることが好ましい。含有
量が10重量%を超えると、高分子による散乱及び駆動
電圧の上昇が大きくなり、0.1重量%未満の場合は、
高分子を導入することによる効果が得られない。
The polymer is preferably contained in the liquid crystal layer in an amount of 0.1 to 10% by weight based on the total weight of the liquid crystal layer. When the content exceeds 10% by weight, scattering by a polymer and an increase in driving voltage increase, and when the content is less than 0.1% by weight,
The effect obtained by introducing the polymer cannot be obtained.

【0056】重合性化合物は、必要に応じて重合開始
剤、架橋剤、界面活性剤、重合促進剤、連鎖移動剤、光
増感剤等の改質剤とともに用いることができる。重合開
始剤は、用いるモノマー又はオリゴマーに応じて選択さ
れ、例えば、Merk社から市販されているダロキュア
1173及びダロキュア1116、チバガイギー社から
市販されているイルガキュア184及びイルガキュア6
51、日本化薬社から市販されているカヤキュアDET
EX及びカヤキュアEPA等の重合開始剤を用いること
ができる。
The polymerizable compound can be used together with a modifier such as a polymerization initiator, a crosslinking agent, a surfactant, a polymerization accelerator, a chain transfer agent, and a photosensitizer, if necessary. The polymerization initiator is selected depending on the monomer or oligomer to be used. For example, Darocure 1173 and Darocure 1116 available from Merk, Irgacure 184 and Irgacure 6 available from Ciba-Geigy.
51, Kayacure DET marketed by Nippon Kayaku
A polymerization initiator such as EX and Kayacure EPA can be used.

【0057】重合開始剤は、用いられる重合性化合物に
対して、0.01〜5重量%の範囲で添加されることが
好ましい。添加量が、0.01重量%未満の場合、添加
の効果が十分に得られず、5重量%を超えると、液晶の
保持率低下を招くこととなる。
The polymerization initiator is preferably added in the range of 0.01 to 5% by weight based on the polymerizable compound used. If the addition amount is less than 0.01% by weight, the effect of the addition cannot be sufficiently obtained, and if it exceeds 5% by weight, the retention of the liquid crystal will decrease.

【0058】また、本発明の反射型液晶表示素子におい
て、一対の基板のいずれか一方は、その液晶層と接する
面が水平配向処理されていることが好ましい。ここで、
水平配向処理とは、基板面に対してほぼ平行に、かつほ
ぼ一方向に、液晶材料を配向させるための処理である。
このように、水平配向処理すると、液晶層が印加電圧の
変化に対してプレーナ構造と前記遷移構造との間で可逆
的に変化することが可能な印加電圧の最大値Vb が増加
するため好ましい。
In the reflection type liquid crystal display device of the present invention, it is preferable that one of the pair of substrates has a surface in contact with the liquid crystal layer subjected to a horizontal alignment treatment. here,
The horizontal alignment process is a process for aligning a liquid crystal material substantially parallel to a substrate surface and substantially in one direction.
Thus, when horizontal alignment treatment, it is preferable for the maximum value V b for reversibly changed capable applied voltage that increases between the transition structure and planar structure liquid crystal layer with respect to change in the applied voltage .

【0059】これは、基板の液晶層と接する面を水平配
向処理することにより、フォーカルコニック構造に対し
てプレーナ構造がより安定化されたためである。水平配
向処理することにより高められる電圧Vb は、素子の構
成によって異なるが、一般的には、(8Va +2Vc
/10≦Vb ≦(3Va +7Vc )/10の範囲であ
る。
This is because the planar structure is more stabilized than the focal conic structure by performing the horizontal alignment processing on the surface of the substrate which is in contact with the liquid crystal layer. The voltage V b which is enhanced by the horizontal alignment treatment, varies depending on the configuration of the device, in general, (8V a + 2V c)
/ 10 ≦ V b ≦ (3V a + 7V c ) / 10.

【0060】この水平配向処理には、基板表面又は基板
表面を被覆する薄膜を布等で一方向にこするラビング処
理法、水面上に形成された単分子膜を基板上に写しとっ
て積層し薄膜を形成するラングミュア・ブロジェット
法、基板を重合性モノマーで被覆し偏光により光重合す
る方法、及び酸化シリコンの斜方蒸着法等の公知の方法
を用いることができる。
The horizontal alignment treatment includes a rubbing treatment in which a substrate surface or a thin film covering the substrate surface is rubbed in one direction with a cloth or the like, and a monomolecular film formed on a water surface is copied onto a substrate and laminated. Known methods such as a Langmuir-Blodgett method for forming a thin film, a method in which a substrate is coated with a polymerizable monomer and photopolymerized by polarized light, and an oblique evaporation method of silicon oxide can be used.

【0061】基板表面を被覆する薄膜の材料としては、
ポリイミド等の、通常、水平配向膜として使用されてい
る材料を用いることができる。本発明の液晶表示素子に
おいて用いられる電圧印加手段は、液晶層に、電圧を印
加することが可能なものであり、電源、電源と液晶表示
素子を接続する配線、及び印加電圧を制御する回路等で
構成される。
As the material of the thin film covering the substrate surface,
A material that is usually used as a horizontal alignment film, such as polyimide, can be used. The voltage applying means used in the liquid crystal display element of the present invention is capable of applying a voltage to the liquid crystal layer, and includes a power supply, wiring for connecting the power supply to the liquid crystal display element, a circuit for controlling the applied voltage, and the like. It consists of.

【0062】本発明の反射型液晶表示素子においては、
液晶層が、プレーナ構造と遷移構造との間で可逆的に変
化することが可能な電圧の範囲で、印加する電圧値を変
化させると、それに応じて反射光の波長が変化する。
In the reflection type liquid crystal display device of the present invention,
When the voltage applied to the liquid crystal layer is changed within a voltage range in which the liquid crystal layer can reversibly change between the planar structure and the transition structure, the wavelength of the reflected light changes accordingly.

【0063】図4に、遷移構造における反射光の波長と
反射率との関係をグラフにして示す。この図で、横軸は
波長を、縦軸は反射率を示しており、a〜cで示される
それぞれの曲線は、図2のグラフ中で同じ参照符号であ
らわされる測定点でのデータに対応している。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the wavelength of the reflected light and the reflectance in the transition structure. In this figure, the horizontal axis represents the wavelength, the vertical axis represents the reflectance, and the curves a to c correspond to the data at the measurement points represented by the same reference numerals in the graph of FIG. doing.

【0064】この図に示されるように、遷移構造では、
印加電圧の増加に伴って反射光の波長が短波長側にシフ
トしている。したがって、電圧Va 〜Vb の範囲内で、
印加する電圧値を変化させることにより、様々な色を表
示することが可能となる。
As shown in this figure, in the transition structure,
As the applied voltage increases, the wavelength of the reflected light shifts to the shorter wavelength side. Therefore, within the range of the voltage V a ~V b,
Various colors can be displayed by changing the value of the applied voltage.

【0065】また、印加電圧Vx を、0≦Vx ≦Va
低電圧領域と、Va <Vx ≦Vb の高電圧領域との間で
変化させた場合、0≦Vx ≦Vb の電圧領域のうち少な
くとも1つの電圧値で、液晶層が可視光を反射すれば、
2色表示が可能である。
When the applied voltage V x is changed between a low voltage region of 0 ≦ V x ≦ V a and a high voltage region of V a <V x ≦ V b , 0 ≦ V x ≦ in at least one voltage value of the voltage range of V b, the liquid crystal layers are in reflected visible light,
Two-color display is possible.

【0066】例えば、本発明の反射型液晶表示素子の低
電圧領域での選択反射波長を赤外域に設定した場合、赤
外光のみが反射され、可視光は透過するので、光吸収層
が設けられている場合は、黒色が表示される。一方、こ
の素子に、高電圧領域の電圧を印加すると、選択反射波
長が短波長側にシフトして赤色等の光を反射する。した
がって、黒色と赤色との多色表示が可能となる。
For example, when the selective reflection wavelength in the low voltage region of the reflective liquid crystal display device of the present invention is set in the infrared region, only the infrared light is reflected and the visible light is transmitted, so that the light absorbing layer is provided. If it is, black is displayed. On the other hand, when a voltage in a high voltage region is applied to this element, the selective reflection wavelength shifts to the shorter wavelength side and reflects light such as red. Therefore, a multi-color display of black and red becomes possible.

【0067】また、同様に、本発明の反射型液晶表示素
子の低電圧領域での選択反射波長を青色に設定した場
合、この素子に、高電圧領域の電圧を印加すると、選択
反射波長が短波長側にシフトして紫外光のみを反射す
る。したがって、黒色と青色との多色表示が可能とな
る。
Similarly, when the selective reflection wavelength in the low voltage region of the reflection type liquid crystal display device of the present invention is set to blue, when the voltage in the high voltage region is applied to this device, the selective reflection wavelength becomes short. It shifts to the wavelength side and reflects only ultraviolet light. Therefore, a multi-color display of black and blue can be performed.

【0068】低電圧領域での選択反射波長を黄色に設定
すると、黄色に対応する波長範囲が非常に狭いため、選
択反射波長の変化に対して認識される色の変化が大き
い。したがって、低電圧領域での選択反射波長を黄色に
設定することにより、視認性を高めることができる。
When the selective reflection wavelength in the low voltage region is set to yellow, the wavelength range corresponding to yellow is very narrow, so that the change in color recognized with respect to the change in the selective reflection wavelength is large. Therefore, visibility can be improved by setting the selective reflection wavelength in the low voltage region to yellow.

【0069】なお、本発明の反射型液晶表示素子は、素
子の作製時において、液晶材料がプレーナ構造ではな
く、フォーカルコニック構造を呈している場合がある。
この場合は、予め、この素子に、ホメオトロピック構造
への変化に必要な高さの電圧を印加し、この電圧の印加
を停止することにより、液晶材料がプレーナ構造を呈す
るように変化させる必要がある。
In the reflection type liquid crystal display device of the present invention, the liquid crystal material may have a focal conic structure instead of a planar structure when the device is manufactured.
In this case, it is necessary to change the liquid crystal material so that the liquid crystal material exhibits a planar structure by applying a voltage having a height necessary for changing to the homeotropic structure to the element in advance and stopping the application of the voltage. is there.

【0070】[0070]

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。 (実施例1)反射型液晶表示素子を、以下に示す方法で
作製した。
Embodiments of the present invention will be described below. (Example 1) A reflection type liquid crystal display device was manufactured by the following method.

【0071】まず、一方の主面にITO膜が形成された
ガラス基板を透明基板として用い、このITO膜が形成
された面に、スピンコータにより、ポリイミドAL−1
051(日本合成ゴム社)を塗布し、70nmの厚さの
被膜を形成した。
First, a glass substrate having an ITO film formed on one main surface was used as a transparent substrate, and a polyimide AL-1 was coated on the surface on which the ITO film was formed by a spin coater.
051 (Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.) was applied to form a 70 nm-thick film.

【0072】以上のようにして、2枚の透明基板に被膜
を形成し、その一方の基板には、その被膜が形成された
面の周辺部にエポキシ接着剤を塗布し、他方の基板に
は、その被膜が形成された面に粒径が9μmの樹脂製ス
ペーサを散布した。これら2枚の基板を、それぞれの被
膜が向き合うようにして張り合わせ、表示面側の基板と
は逆側の基板の表面に黒布を光吸収層として設置した。
As described above, a film is formed on two transparent substrates, and an epoxy adhesive is applied to one of the substrates around the surface on which the film is formed, and the other substrate is coated with an epoxy adhesive. A resin spacer having a particle size of 9 μm was sprayed on the surface on which the coating was formed. These two substrates were bonded together such that the respective coatings faced each other, and a black cloth was provided as a light absorbing layer on the surface of the substrate opposite to the substrate on the display surface side.

【0073】次に、61重量%のネマチック液晶化合物
E48(MERCK社)と39重量%の光学活性物質C
B15(MERCK社)とを混合した液晶材料を、等方
相の状態で、上述の張り合わされた基板間に注入した。
さらに、これを封止し、それぞれの基板を電源に電気的
に接続して反射型液晶表示素子を作製した。
Next, 61% by weight of a nematic liquid crystal compound E48 (MERCK) and 39% by weight of an optically active substance C
A liquid crystal material mixed with B15 (MERCK) was injected between the bonded substrates in an isotropic state.
Further, this was sealed, and each substrate was electrically connected to a power supply to produce a reflection type liquid crystal display device.

【0074】以上のようにして作製した反射型液晶表示
素子について、交流電圧(矩形波、60Hz)に対する
反射率の変化を測定し、プレーナ構造から遷移状態構造
への変化を開始する電圧Va 、遷移状態構造からフォー
カルコニック構造への変化を開始する電圧Vc 、及びプ
レーナ構造と遷移状態構造との間で、電圧の変化に対し
て可逆的に構造を変化することが可能な印加電圧の最大
値Vb を調べた。その結果、Va =5V、Vb =6V、
及びVc =12Vであることが分かった。
With respect to the reflection type liquid crystal display device manufactured as described above, the change in the reflectance with respect to the AC voltage (rectangular wave, 60 Hz) was measured, and the voltage V a at which the change from the planar structure to the transition state structure was started was calculated. The voltage V c at which the transition from the transition state structure to the focal conic structure starts, and the maximum applied voltage between the planar structure and the transition state structure that can reversibly change the structure with respect to the voltage change. The value Vb was checked. As a result, V a = 5 V, V b = 6 V,
And V c = 12V.

【0075】この素子を0Vと6Vとに印加電圧を変化
させて駆動したところ、0Vでは、反射極大波長が57
0nmの黄色が表示され、6Vでは、反射極大波長が5
45nmの緑色が表示され、表示色は、電圧の変化に対
して可逆的に変化した。
This element was driven by changing the applied voltage between 0 V and 6 V. At 0 V, the maximum reflection wavelength was 57%.
At 0 V, yellow is displayed, and at 6 V, the maximum reflection wavelength is 5 nm.
A green color of 45 nm was displayed, and the display color changed reversibly with a change in voltage.

【0076】また、この素子に、0V〜6Vの電圧範囲
で、連続的に印加電圧を変化させたところ、表示色は電
圧の変化に対して可逆的に変化し、表示色の反射極大波
長は545nm〜570nmの範囲で連続的に変化し
た。
When the voltage applied to the device was continuously changed in the voltage range of 0 V to 6 V, the display color reversibly changed in response to the voltage change, and the reflection maximum wavelength of the display color was changed. It continuously changed in the range of 545 nm to 570 nm.

【0077】(実施例2)一方の基板に形成された被膜
にラビング処理により平行配向処理を行い、この被膜を
配向膜として用いたこと以外は、実施例1と同様にして
反射型液晶表示素子を作製した。
Example 2 A reflection type liquid crystal display device was prepared in the same manner as in Example 1 except that the coating formed on one substrate was subjected to a parallel alignment treatment by a rubbing treatment, and this coating was used as an alignment film. Was prepared.

【0078】この素子について、実施例1と同様にし
て、Va 、Vb 、及びVc を調べたところ、Va =5
V、Vb =8V、及びVc =12Vであった。この素子
を、0Vと8Vとに印加電圧を変化させて駆動したとこ
ろ、0Vでは、反射極大波長が570nmの黄色が表示
され、8Vでは、反射極大波長が530nmの緑色が表
示され、表示色は、電圧の変化に対して可逆的に変化し
た。
The device was examined for V a , V b , and V c in the same manner as in Example 1. As a result , V a = 5.
V, was V b = 8V, and V c = 12V. This element was driven by changing the applied voltage between 0 V and 8 V. At 0 V, yellow with a reflection maximum wavelength of 570 nm was displayed, and at 8 V, green with a reflection maximum wavelength of 530 nm was displayed, and the display color was , Reversibly changed with a change in voltage.

【0079】また、この素子に、0V〜8Vの電圧範囲
で、連続的に印加電圧を変化させたところ、表示色は電
圧の変化に対して可逆的に変化し、表示色の反射極大波
長は530nm〜570nmの範囲で連続的に変化し
た。
When the voltage applied to the device was continuously changed in the voltage range of 0 V to 8 V, the display color changed reversibly in response to the voltage change, and the reflection maximum wavelength of the display color changed. It changed continuously in the range of 530 nm to 570 nm.

【0080】(実施例3)実施例1と同様にして、2枚
の被膜が形成された基板を、それぞれの被膜が向き合う
ようにして張り合わせた。
(Example 3) In the same manner as in Example 1, a substrate on which two films were formed was adhered so that the respective films faced each other.

【0081】次に、実施例1と同様の組成の液晶材料
に、液晶材料に対して2重量%の4,4’−ビスアクリ
ロイルビフェニルを重合性化合物として混合し、0.5
重量%のダロキュア1173(Merk社)を重合開始
剤として混合した。この混合物を等方相の状態で、張り
合わされた基板間に注入し、これを封止した。さらに、
液晶層をプレーナ構造に制御し、これに、重合性化合物
の吸収極大波長に近い波長域の紫外線を3mW/cm2
のパワーで照射し、重合性化合物を硬化させた。さら
に、それぞれの基板を電源に電気的に接続して反射型液
晶表示素子を作製した。
Next, 2,4% by weight of the liquid crystal material relative to the liquid crystal material was mixed with a liquid crystal material having the same composition as in Example 1 as a polymerizable compound.
% Darocur 1173 (Merk) was mixed as a polymerization initiator. This mixture was injected in a state of an isotropic phase between the bonded substrates, and this was sealed. further,
The liquid crystal layer is controlled to have a planar structure, and ultraviolet light in a wavelength range close to the absorption maximum wavelength of the polymerizable compound is applied to the liquid crystal layer by 3 mW / cm 2.
And the polymerizable compound was cured. Further, each substrate was electrically connected to a power supply to produce a reflective liquid crystal display device.

【0082】この素子について、実施例1と同様にし
て、Va 、Vb 、及びVc を調べたところ、Va =5
V、Vb =8V、及びVc =12Vであった。この素子
を、0Vと8Vとに印加電圧を変化させて駆動したとこ
ろ、0Vでは、反射極大波長が570nmの黄色が表示
され、8Vでは、反射極大波長が530nmの緑色が表
示され、表示色は、電圧の変化に対して可逆的に変化し
た。
This device was examined for V a , V b , and V c in the same manner as in Example 1. As a result , V a = 5
V, was V b = 8V, and V c = 12V. This element was driven by changing the applied voltage between 0 V and 8 V. At 0 V, yellow with a reflection maximum wavelength of 570 nm was displayed, and at 8 V, green with a reflection maximum wavelength of 530 nm was displayed, and the display color was , Reversibly changed with a change in voltage.

【0083】また、この素子に、0V〜8Vの電圧範囲
で、連続的に印加電圧を変化させたところ、表示色は電
圧の変化に対して可逆的に変化し、表示色の反射極大波
長は530nm〜570nmの範囲で連続的に変化し
た。
When the applied voltage was continuously changed in the voltage range of 0 V to 8 V, the display color reversibly changed in response to the voltage change, and the maximum reflection wavelength of the display color was changed. It changed continuously in the range of 530 nm to 570 nm.

【0084】表1に、これら実施例1〜3で作製した液
晶表示素子の、電圧の変化に対して可逆的に構造を変化
することが可能な印加電圧の範囲、及びその電圧範囲内
における表示色の反射極大波長範囲を示す。
Table 1 shows the range of applied voltages of the liquid crystal display elements manufactured in Examples 1 to 3 in which the structure can be reversibly changed with respect to the change in voltage, and the display within the voltage range. It shows the reflection maximum wavelength range of the color.

【0085】[0085]

【表1】 [Table 1]

【0086】表1から明らかなように、基板に形成され
た被膜が平行配向処理された実施例2の素子、及び液晶
層中にポリマーを含有する実施例3の素子は、実施例1
の素子に比べて、可逆的に構造を変化することが可能な
印加電圧の範囲が広くなっている。また、表示色の反射
極大波長の範囲も、それに応じて広くなっていることが
分かる。
As is clear from Table 1, the device of Example 2 in which the film formed on the substrate was subjected to the parallel alignment treatment, and the device of Example 3 in which the liquid crystal layer contained a polymer were the same as those of Example 1.
The range of the applied voltage capable of reversibly changing the structure is wider than that of the element. In addition, it can be seen that the range of the maximum reflection wavelength of the display color is also widened accordingly.

【0087】(実施例4)重合性化合物として、4−ア
クリロイルビフェニルを用いたこと以外は、実施例3と
同様にして反射型液晶表示素子を作製した。
Example 4 A reflection type liquid crystal display device was produced in the same manner as in Example 3 except that 4-acryloylbiphenyl was used as the polymerizable compound.

【0088】この素子について、実施例1と同様にし
て、Va 、Vb 、及びVc を調べたところ、Va =5
V、Vb =8V、及びVc =12Vであった。この素子
を、0Vと8Vとに印加電圧を変化させて駆動したとこ
ろ、0Vでは、反射極大波長が570nmの黄色が表示
され、8Vでは、反射極大波長が530nmの緑色が表
示され、表示色は、電圧の変化に対して可逆的に変化し
た。
The device was examined for V a , V b , and V c in the same manner as in Example 1. As a result , V a = 5.
V, was V b = 8V, and V c = 12V. This element was driven by changing the applied voltage between 0 V and 8 V. At 0 V, yellow with a reflection maximum wavelength of 570 nm was displayed, and at 8 V, green with a reflection maximum wavelength of 530 nm was displayed, and the display color was , Reversibly changed with a change in voltage.

【0089】また、この素子に、0V〜8Vの電圧範囲
で、連続的に印加電圧を変化させたところ、表示色は電
圧の変化に対して可逆的に変化し、表示色の反射極大波
長は530nm〜570nmの範囲で連続的に変化し
た。
When the applied voltage was continuously changed in the voltage range of 0 V to 8 V, the display color reversibly changed in response to the voltage change, and the maximum reflection wavelength of the display color was changed. It changed continuously in the range of 530 nm to 570 nm.

【0090】(実施例5)実施例1と同様にして、2枚
の被膜が形成された基板を、それぞれの被膜が向き合う
ようにして張り合わせた。
(Example 5) In the same manner as in Example 1, a substrate on which two films were formed was adhered so that the respective films faced each other.

【0091】次に、61重量%のネマチック液晶化合物
E48(MERCK社)と39重量%の光学活性を有す
る重合性化合物4−アクリロイル−4’−(2(S)−
メチルブチル)ビフェニルとを混合し、これに、重合性
化合物に対して0.05重量%のダロキュア1173
(Merk社)を、重合開始剤として混合した。この混
合物を、等方相の状態で、上述の張り合わされた基板間
に注入し、これを封止した。さらに、液晶層をプレーナ
構造に制御し、これに、重合性化合物の吸収極大波長に
近い波長域の紫外線を3mW/cm2 のパワーで照射
し、重合性化合物を硬化させた。さらに、それぞれの基
板を電源に電気的に接続して反射型液晶表示素子を作製
した。
Next, 61% by weight of a nematic liquid crystal compound E48 (from MERCK) and 39% by weight of an optically active polymerizable compound 4-acryloyl-4 '-(2 (S)-
Methyl butyl) biphenyl, and 0.05% by weight of Darocur 1173 based on the polymerizable compound.
(Merk) was mixed as a polymerization initiator. This mixture was injected between the above-mentioned laminated substrates in an isotropic state, and the mixture was sealed. Further, the liquid crystal layer was controlled to have a planar structure, and ultraviolet rays in a wavelength range near the absorption maximum wavelength of the polymerizable compound were irradiated at a power of 3 mW / cm 2 to cure the polymerizable compound. Further, each substrate was electrically connected to a power supply to produce a reflective liquid crystal display device.

【0092】この素子について、実施例1と同様にし
て、Va 、Vb 、及びVc を調べたところ、Va =5
V、Vb =15V、及びVc =15Vであった。すなわ
ち、フォーカルコニック構造を介さずに、プレーナ構造
からホメオトロピック構造への変化が生じた。
The device was examined for V a , V b , and V c in the same manner as in Example 1. As a result , V a = 5
V, was V b = 15V and V c = 15V,. That is, a change from the planar structure to the homeotropic structure occurred without using the focal conic structure.

【0093】この素子を、0Vと15Vとに印加電圧を
変化させて駆動したところ、0Vでは、反射極大波長が
570nmの黄色が表示された。15Vでは、反射極大
波長は紫外領域にあったため、液晶層はほぼ透明であ
り、素子の表示側の基板と対向する基板に設けられた光
吸収層により黒色が表示された。表示色は、電圧の変化
に対して可逆的に変化した。
This element was driven by changing the applied voltage between 0 V and 15 V. At 0 V, yellow with a maximum reflection wavelength of 570 nm was displayed. At 15 V, the reflection maximum wavelength was in the ultraviolet region, so the liquid crystal layer was almost transparent, and black was displayed by the light absorption layer provided on the substrate facing the display side substrate of the element. The display color changed reversibly with a change in voltage.

【0094】また、この素子に、0V〜15Vの電圧範
囲で、連続的に印加電圧を変化させたところ、表示色は
電圧の変化に対して可逆的に変化し、表示色の反射極大
波長は紫外領域から570nmの間の範囲で連続的に変
化した。
When the voltage applied to the device was continuously changed in the voltage range of 0 V to 15 V, the display color changed reversibly with respect to the voltage change, and the reflection maximum wavelength of the display color changed. It changed continuously in the range between the ultraviolet region and 570 nm.

【0095】(実施例6)ネマチック液晶化合物E48
(MERCK社)と光学活性物質CB15(MERCK
社)とを、それぞれ67重量%と33重量%の比で用い
たこと以外は、実施例2と同様にして液晶表示素子を作
製した。
(Example 6) Nematic liquid crystal compound E48
(MERCK) and CB15 (MERCK)
) Was used in the same manner as in Example 2, except that they were used in a ratio of 67% by weight and 33% by weight, respectively.

【0096】この素子について、実施例1と同様にし
て、Va 、Vb 、及びVc を調べたところ、Va =5
V、Vb =8V、及びVc =12Vであった。この素子
を0Vと8Vとに印加電圧を変化させて駆動したとこ
ろ、0Vでは、反射極大波長が660nmの赤色が表示
され、8Vでは、反射極大波長が620nmの橙色が表
示され、表示色は、電圧の変化に対して可逆的に変化し
た。
The device was examined for V a , V b , and V c in the same manner as in Example 1. As a result , V a = 5
V, was V b = 8V, and V c = 12V. When this element was driven by changing the applied voltage between 0 V and 8 V, at 0 V, red light having a reflection maximum wavelength of 660 nm was displayed, and at 8 V, orange light having a reflection maximum wavelength of 620 nm was displayed. It changed reversibly with the change of voltage.

【0097】この素子に、0V〜8Vの電圧範囲で、連
続的に印加電圧を変化させたところ、表示色は電圧の変
化に対して可逆的に変化し、表示色の反射極大波長は6
20nm〜660nmの範囲で連続的に変化した。
When the applied voltage was continuously changed within a voltage range of 0 V to 8 V, the display color changed reversibly with respect to the voltage change, and the reflection maximum wavelength of the display color was 6.
It changed continuously in the range of 20 nm to 660 nm.

【0098】(実施例7)ネマチック液晶化合物E48
(MERCK社)と光学活性物質CB15(MERCK
社)とを、それぞれ57重量%と43重量%の比で用い
たこと以外は、実施例2と同様にして液晶表示素子を作
製した。
Example 7 Nematic Liquid Crystal Compound E48
(MERCK) and CB15 (MERCK)
) Was used in the same manner as in Example 2 except that the ratio was 57% by weight and 43% by weight, respectively.

【0099】この素子について、実施例1と同様にし
て、Va 、Vb 、及びVc を調べたところ、Va =5
V、Vb =8V、及びVc =12Vであった。この素子
を、0Vと8Vとに印加電圧を変化させて駆動した。そ
の結果、0Vでは、反射極大波長が530nmの緑色が
表示され、8Vでは、反射極大波長が490nmの青緑
色が表示され、表示色は、電圧の変化に対して可逆的に
変化した。
The device was examined for V a , V b , and V c in the same manner as in Example 1. As a result , V a = 5
V, was V b = 8V, and V c = 12V. This element was driven by changing the applied voltage between 0 V and 8 V. As a result, at 0 V, green with a reflection maximum wavelength of 530 nm was displayed, and at 8 V, bluish green with a reflection maximum wavelength of 490 nm was displayed, and the display color changed reversibly with a change in voltage.

【0100】また、この素子に、0V〜8Vの電圧範囲
で、連続的に印加電圧を変化させたところ、表示色は電
圧の変化に対して可逆的に変化し、表示色の反射極大波
長は490nm〜530nmの範囲で連続的に変化し
た。
When the voltage applied to the device was continuously changed in a voltage range of 0 V to 8 V, the display color changed reversibly with the change in voltage, and the reflection maximum wavelength of the display color changed. It changed continuously in the range of 490 nm to 530 nm.

【0101】(実施例8)ネマチック液晶化合物E48
(MERCK社)と光学活性物質CB15(MERCK
社)とを、それぞれ50重量%と50重量%の比で用い
たこと以外は、実施例2と同様にして液晶表示素子を作
製した。
Example 8 Nematic Liquid Crystal Compound E48
(MERCK) and CB15 (MERCK)
) Was used at a ratio of 50% by weight to 50% by weight, respectively, to produce a liquid crystal display device in the same manner as in Example 2.

【0102】この素子について、実施例1と同様にし
て、Va 、Vb 、及びVc を調べたところ、Va =5
V、Vb =8V、及びVc =12Vであった。この素子
を、0Vと8Vとに印加電圧を変化させて駆動したとこ
ろ、0Vでは、反射極大波長が450nmの青色が表示
された。8Vでは、反射極大波長が410nmであった
が、反射率が低く液晶層はほぼ透明であったため、紫色
は表示されず、素子の表示側の基板と対向する基板に設
けられた光吸収層により黒色が表示された。表示色は、
電圧の変化に対して可逆的に変化した。
The device was examined for V a , V b , and V c in the same manner as in Example 1. As a result , V a = 5
V, was V b = 8V, and V c = 12V. The device was driven by changing the applied voltage between 0 V and 8 V. At 0 V, a blue color having a reflection maximum wavelength of 450 nm was displayed. At 8 V, the reflection maximum wavelength was 410 nm. However, since the reflectance was low and the liquid crystal layer was almost transparent, no purple color was displayed, and the light absorption layer provided on the substrate facing the substrate on the display side of the element was used. Black color was displayed. The display color is
It changed reversibly with the change of voltage.

【0103】この素子に、0V〜8Vの電圧範囲で、連
続的に印加電圧を変化させたところ、表示色は電圧の変
化に対して可逆的に変化し、表示色の反射極大波長は、
ほぼ黒色である410nm〜450nmの範囲で連続的
に変化した。
When the applied voltage was continuously changed in this element in the voltage range of 0 V to 8 V, the display color reversibly changed in response to the voltage change, and the reflection maximum wavelength of the display color was:
It changed continuously in the range of 410 nm to 450 nm, which is almost black.

【0104】(実施例9)ネマチック液晶化合物E48
(MERCK社)と光学活性物質CB15(MERCK
社)とを、それぞれ73重量%と27重量%の比で用い
たこと以外は、実施例2と同様にして液晶表示素子を作
製した。
(Example 9) Nematic liquid crystal compound E48
(MERCK) and CB15 (MERCK)
) Was used in the same manner as in Example 2 except that the ratio was 73% by weight and 27% by weight, respectively.

【0105】この素子について、実施例1と同様にし
て、Va 、Vb 、及びVc を調べたところ、Va =5
V、Vb =8V、及びVc =12Vであった。この素子
を、0Vと8Vとに印加電圧を変化させて駆動した。そ
の結果、0Vでは、反射極大波長が740nmであっ
た。なお、この波長は、視感度が低く、さらに、選択反
射波長領域の一部は、赤外域に含まれるため、液晶層は
ほぼ透明であり、素子の表示側の基板と対向する基板に
設けられた光吸収層により黒色が表示された。また、8
Vでは、反射極大波長が700nmの赤色が表示され、
表示色は、電圧の変化に対して可逆的に変化した。
The device was examined for V a , V b , and V c in the same manner as in Example 1. As a result , V a = 5.
V, was V b = 8V, and V c = 12V. This element was driven by changing the applied voltage between 0 V and 8 V. As a result, at 0 V, the reflection maximum wavelength was 740 nm. In addition, since this wavelength has low visibility and a part of the selective reflection wavelength region is included in the infrared region, the liquid crystal layer is almost transparent and is provided on the substrate facing the substrate on the display side of the element. Black was displayed by the light absorbing layer. Also, 8
In the case of V, a red color having a reflection maximum wavelength of 700 nm is displayed,
The display color changed reversibly with a change in voltage.

【0106】この素子に、0V〜8Vの電圧範囲で、連
続的に印加電圧を変化させたところ、表示色は電圧の変
化に対して可逆的に変化し、表示色の反射極大波長は、
700nm〜ほぼ黒色である740nmの範囲で連続的
に変化した。
When the applied voltage was continuously changed within a voltage range of 0 V to 8 V, the display color reversibly changed in response to the voltage change, and the reflection maximum wavelength of the display color was:
It changed continuously in the range from 700 nm to 740 nm, which is almost black.

【0107】(実施例10)液晶化合物として、60重
量%のネマチック液晶化合物ZLI4900−000
(MERCK社)を用い、CB15(MERCK社)を
40重量%の比で用いたこと以外は、実施例2と同様に
して液晶表示素子を作製した。
Example 10 As a liquid crystal compound, 60% by weight of a nematic liquid crystal compound ZLI4900-000 was used.
(MERCK) and a liquid crystal display element was produced in the same manner as in Example 2 except that CB15 (MERCK) was used at a ratio of 40% by weight.

【0108】この素子について、実施例1と同様にし
て、Va 、Vb 、及びVc を調べたところ、Va =4
V、Vb =6V、及びVc =10Vであった。この素子
を、0Vと6Vとに印加電圧を変化させて駆動したとこ
ろ、0Vでは、反射極大波長が520nmの緑色が表示
され、6Vでは、反射極大波長が480nmの青が表示
され、表示色は、電圧の変化に対して可逆的に変化し
た。
The device was examined for V a , V b , and V c in the same manner as in Example 1. As a result , V a = 4
V, V b = 6V, and it was V c = 10V. When this element was driven by changing the applied voltage between 0 V and 6 V, at 0 V, green with a reflection maximum wavelength of 520 nm was displayed, and at 6 V, blue with a reflection maximum wavelength of 480 nm was displayed, and the display color was , Reversibly changed with a change in voltage.

【0109】この素子に、0V〜6Vの電圧範囲で連続
的に印加電圧を変化させたところ、表示色は電圧の変化
に対して可逆的に変化し、表示色の反射極大波長は48
0nm〜520nmの範囲で連続的に変化した。
When the applied voltage was continuously changed in this element in the voltage range of 0 V to 6 V, the display color changed reversibly in response to the voltage change, and the reflection maximum wavelength of the display color was 48.
It continuously changed in the range of 0 nm to 520 nm.

【0110】(実施例11)ネマチック液晶化合物E4
8(MERCK社)を72重量%の比で用い、光学活性
物質として28重量%のS811(MERCK社)を用
いたこと以外は、実施例2と同様にして液晶表示素子を
作製した。
(Example 11) Nematic liquid crystal compound E4
8 (MERCK) at a ratio of 72% by weight, and a liquid crystal display device was produced in the same manner as in Example 2, except that 28% by weight of S811 (MERCK) was used as an optically active substance.

【0111】この素子について、実施例1と同様にし
て、Va 、Vb 、及びVc を調べたところ、Va =5
V、Vb =8V、及びVc =12Vであった。この素子
を、0Vと8Vとに印加電圧を変化させて駆動したとこ
ろ、0Vでは、反射極大波長が620nmの橙色が表示
され、8Vでは、反射極大波長が580nmの黄色が表
示され、表示色は、電圧の変化に対して可逆的に変化し
た。
The device was examined for V a , V b , and V c in the same manner as in Example 1. As a result , V a = 5.
V, was V b = 8V, and V c = 12V. When this element was driven by changing the applied voltage between 0 V and 8 V, at 0 V, orange with a reflection maximum wavelength of 620 nm was displayed, and at 8 V, yellow with a reflection maximum wavelength of 580 nm was displayed, and the display color was , Reversibly changed with a change in voltage.

【0112】また、この素子に、0V〜8Vの電圧範囲
で、連続的に印加電圧を変化させたところ、表示色は電
圧の変化に対して可逆的に変化し、表示色の反射極大波
長は580nm〜620nmの範囲で連続的に変化し
た。
When the voltage applied to the device was continuously changed in the voltage range of 0 V to 8 V, the display color changed reversibly with the change in voltage, and the reflection maximum wavelength of the display color changed. It changed continuously in the range of 580 nm to 620 nm.

【0113】[0113]

【発明の効果】以上、示したように、本発明の反射型液
晶表示素子及びその駆動方法によると、素子へ印加する
電圧が、プレーナ構造と、プレーナ構造とフォーカルコ
ニック構造との間の遷移構造との間で、電圧の変化に対
して可逆的に構造を変化することが可能な電圧領域内に
制御されるため、低電圧で駆動することが可能となり、
及び1つの画素での多色表示が可能となる。
As described above, according to the reflection-type liquid crystal display device and the method of driving the same according to the present invention, the voltage applied to the device changes the planar structure and the transition structure between the planar structure and the focal conic structure. It is controlled within a voltage range in which the structure can be reversibly changed with respect to a change in voltage, so that it is possible to drive at a low voltage,
And multi-color display with one pixel is possible.

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

【図1】本発明の一態様に係る液晶表示素子を示す一断
面図。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a liquid crystal display element according to one embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一態様に係る液晶表示素子の印加電圧
と反射率との関係を示すグラフ。
FIG. 2 is a graph showing a relationship between applied voltage and reflectance of a liquid crystal display element according to one embodiment of the present invention.

【図3】本発明の他の態様に係る液晶表示素子を示す一
断面図。
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a liquid crystal display element according to another embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一態様に係る液晶表示素子の印加電圧
と反射スペクトルとの関係を示すグラフ。
FIG. 4 is a graph showing a relationship between an applied voltage and a reflection spectrum of the liquid crystal display element according to one embodiment of the present invention.

【図5】従来の液晶表示素子の駆動方法を説明するため
のグラフ。
FIG. 5 is a graph for explaining a conventional driving method of a liquid crystal display element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、2…透明基板 3〜6…電極 7…スペーサ 8、9…液晶材料 10…液晶層 11…電源 12、13…スイッチ 14…反射型液晶表示素子 21〜24…領域 30…液晶層 31…高分子 34…液晶表示素子 38、39…液晶材料 51〜54…領域 Reference numerals 1, 2, transparent substrate 3-6, electrode 7, spacer 8, 9, liquid crystal material 10, liquid crystal layer 11, power supply 12, 13, switch 14, reflection type liquid crystal display element 21-24, region 30, liquid crystal layer 31, etc. Polymer 34: Liquid crystal display element 38, 39: Liquid crystal material 51-54: Region

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 対向して配置され、その対向面に電極を
有し、少なくとも一方が透明な一対の基板と、 前記電極間に電圧を印加する手段と、 前記一対の基板間に挟持され、電圧の非印加時にプレー
ナ構造を呈し、前記電圧印加手段による所定値以上の電
圧の印加により、反射特性が電圧とともに可逆的に変化
する可逆転移領域を含む遷移領域を経て、フォーカルコ
ニック構造へと転移する液晶層と、を具備し、前記可逆
転移領域に対応する電圧領域以下で駆動することを特徴
とする反射型液晶表示素子。
1. A pair of substrates disposed opposite to each other and having electrodes on the opposite surface, at least one of which is transparent; a means for applying a voltage between the electrodes; It exhibits a planar structure when no voltage is applied, and transitions to a focal conic structure through a transition region including a reversible transition region in which reflection characteristics change reversibly with voltage by application of a voltage equal to or more than a predetermined value by the voltage application unit. A reflective liquid crystal display device comprising: a liquid crystal layer that is driven under a voltage range corresponding to the reversible transition region.
【請求項2】 前記一対の基板の少なくとも一方が、前
記液晶層と接する面に水平配向処理が施されていること
を特徴とする請求項1に記載の反射型液晶表示素子。
2. The reflective liquid crystal display device according to claim 1, wherein at least one of the pair of substrates has a horizontal alignment treatment applied to a surface in contact with the liquid crystal layer.
【請求項3】 前記液晶層が高分子を含有することを特
徴とする請求項1に記載の反射型液晶表示素子。
3. The reflective liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal layer contains a polymer.
【請求項4】 前記可逆転移領域の少なくとも一部で、
印加電圧を連続的に変化させて駆動されることを特徴と
する請求項1に記載の反射型液晶表示素子。
4. At least a part of the reversible transition region,
2. The reflective liquid crystal display device according to claim 1, wherein the device is driven by continuously changing an applied voltage.
【請求項5】 電圧の非印加時においてプレーナ構造を
呈する液晶層に、前記液晶層が電圧の印加によりプレー
ナ構造からプレーナ構造とフォーカルコニック構造との
間の遷移構造へと変化を開始する電圧より高く、前記液
晶層が印加電圧の変化に応じてプレーナ構造と前記遷移
構造との間で可逆的に変化する電圧範囲の上限値以下の
電圧を印加することを特徴とする反射型液晶表示素子の
駆動方法。
5. A liquid crystal layer exhibiting a planar structure when a voltage is not applied, wherein a voltage at which the liquid crystal layer starts changing from a planar structure to a transition structure between a planar structure and a focal conic structure by application of a voltage. A reflective liquid crystal display element, wherein the liquid crystal layer applies a voltage that is equal to or lower than an upper limit value of a voltage range in which the liquid crystal layer reversibly changes between the planar structure and the transition structure according to a change in applied voltage. Drive method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2001042278A (en) * 1999-08-03 2001-02-16 Minolta Co Ltd Liquid crystal device
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WO2023127889A1 (en) * 2021-12-28 2023-07-06 富士フイルム株式会社 Transfer film, laminate manufacturing method, laminate, and micro-led display element

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