JP2009156962A - Liquid crystal optical device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、PDLC(Polymer Dispersed Liquid Crystal)あるいは、高分子分散型液晶と称されている液晶方式に係るものであり、詳細には、前記PDLCの駆動方法に係るものである。 The present invention relates to a liquid crystal system called PDLC (Polymer Dispersed Liquid Crystal) or polymer dispersed liquid crystal, and more particularly to a method for driving the PDLC.
従来のPDLCはラビング処理が不要で、液晶中にモノマー(液晶性を有しない)と、光反応開始剤を添加したものを注入する。紫外線を均一に照射すると、モノマーがポリマー化し、液晶部分とポリマー部分に相分離する(ミクロな相分離)。液晶部分とポリマー部分は屈折率が異なるため、電圧無印加時には透過光は錯乱する(均一錯乱)、そして、電圧が印加されると、液晶が電界方向に立上がり、ポリマーと液晶との屈折率比が小さくなり透明状態となる。 Conventional PDLC does not require rubbing treatment and injects a monomer (not having liquid crystallinity) and a photoreaction initiator added into the liquid crystal. When the ultraviolet rays are uniformly irradiated, the monomer is polymerized and phase-separated into a liquid crystal portion and a polymer portion (micro phase separation). Since the liquid crystal part and the polymer part have different refractive indexes, the transmitted light is confused when no voltage is applied (uniform turbulence). When a voltage is applied, the liquid crystal rises in the direction of the electric field, and the refractive index ratio between the polymer and the liquid crystal. Becomes smaller and becomes transparent.
よって、従来の液晶表示装置では、偏光板、配向板などという部材が必要とされていたために、これらにより、入射する光の量が減少するという問題点があったが、PDLCでは、偏光板、配向板を用いていないため、少ない電力(バックライトを含む)でより明るい画面を実現することができると言われている。
しかしながら、上記に説明した従来のPDLCでは、表示面の全面を透明状態、若しくは、散乱状態にするのは、対峙する2枚の基板の少なくとも表示が行われる部分の全面に透明電極(ITO)を形成しておき、この電極に電圧を印加するときには、表示面の全面が透明となり、印加を停止すれば、表示面の全面が散乱状態となるので、困難性は無い。 However, in the conventional PDLC described above, the entire surface of the display surface is made transparent or scattered. A transparent electrode (ITO) is formed on the entire surface of at least two portions of the two substrates facing each other. When the voltage is applied to the electrode in advance, the entire surface of the display surface becomes transparent, and if the application is stopped, the entire surface of the display surface is in a scattering state, so there is no difficulty.
また、表示面の一部分のみ、例えば左右で半部に分割した状態で2枚の基板に透明電極を形成しておけば、例えば、左半部のみの透明電極に電圧を印加すれば、左半部のみが透明化し、右半部は散乱状態となるので、電極に印加する電源の制御が煩雑化するのみでさしたる困難性は生じない。 In addition, if a transparent electrode is formed on two substrates in a state where only a part of the display surface is divided, for example, left and right, for example, if a voltage is applied to the transparent electrode of only the left half, the left half Since only the portion becomes transparent and the right half portion is in a scattering state, the control of the power source applied to the electrode is only complicated, and no difficulty is generated.
ここで、例えば、表示部分の周縁が散乱状態で、中央部分が透明状態の表示面が要求された場合には、基板の外縁には透明電極(ITO)を設けることができず、中央部分のみに透明電極を設け、且つ、観視面側の透明電極にも給電を行わなければならないので、給電端子が観視面側から見えるなどの問題を解決しなければ成らず、実質的には実現不可能となる問題点を生じている。 Here, for example, when a display surface in which the periphery of the display portion is in a scattered state and the central portion is transparent is required, a transparent electrode (ITO) cannot be provided on the outer edge of the substrate, and only the central portion is provided. Since a transparent electrode must be provided on the viewing surface and power must be supplied to the transparent electrode on the viewing surface side, problems such as the power supply terminal being visible from the viewing surface side must be solved. There is a problem that becomes impossible.
更には、散乱状態の部分と、透明状態の部分との間が、グラデーションを持って移行していくようにするなど、所望の所の散乱性を制御するなどの手段は、現状でははなはだ困難であり、これにより、PDLCの表現性も制約を受けざるを得ないという問題点を生じている。 Furthermore, at present, means such as controlling the scattering property at a desired location, such as shifting between the scattered state portion and the transparent state portion with gradation, are extremely difficult. Thus, the problem arises that the expressiveness of PDLC must be restricted.
本発明は、前記した従来の課題を解決するための具体的手段として、基板の内側には透明電極が設けられており、前記透明電極には高抵抗のITOが採用され、前記ITOの高抵抗による電圧勾配を利用して、前記素子の内部に部分的に異なる電圧値を付与することを可能とする液晶光学素子であって、前記素子の内部には誘電率異方性と屈折率異方性を有する液晶材料とモノマー、及び、モノマーを重合するための光重合開始剤が含まれた状態で封止されており、紫外線を前記素子に照射して前記モノマーを重合して作製することを特徴とする液晶光学素子を提供することで、課題を解決するものである。 In the present invention, as a specific means for solving the above-described conventional problems, a transparent electrode is provided on the inner side of the substrate, and high-resistance ITO is adopted as the transparent electrode, and the high resistance of the ITO A liquid crystal optical element capable of applying a partially different voltage value to the inside of the element by using a voltage gradient due to the dielectric constant anisotropy and refractive index anisotropy inside the element. A liquid crystal material having a property, a monomer, and a photopolymerization initiator for polymerizing the monomer are sealed and produced by irradiating the device with ultraviolet rays to polymerize the monomer. The problem is solved by providing a liquid crystal optical element that is characterized.
本発明により、少なくとも一方の基板に比較的に高抵抗(500Ω□以上)の透明電極(ITO)を敷設すると共に、この透明電極の両端に、異なる電圧の電源を接続することで、透明電極に印加されている電圧に位置による傾斜を設け、表示面上の透明とする場所と、散乱させる場所とを自在に設定できるものとして、表示に自由度を与え、この種のPDLCの表現能力の拡大に優れた効果を奏するものである。 According to the present invention, a transparent electrode (ITO) having a relatively high resistance (500 Ω □ or more) is laid on at least one of the substrates, and power sources of different voltages are connected to both ends of the transparent electrode. The applied voltage is inclined according to the position, and the place where it is transparent on the display surface and the place where it is scattered can be freely set, giving freedom to display, and expanding the expression capability of this kind of PDLC It has an excellent effect.
図1に示すものは本発明に係るPDLCを示すもので、ITOなどの透明電極が形成された1対のガラス基板2、3(ITOの厚さ:500Å、ガラス板厚:0.7mm、ガラス材質:青板ガラス)を用意する。そして、片側のガラス基板(裏基板)2に、例えば、窓から見える風景など、ITO2aを所望のパターンにパターニングする。
1 shows a PDLC according to the present invention. A pair of
対向基板(表基板)3上のITO3aのパターンは、ベタ状でも良く(図1B参照)、別途、適宜にパターニングしたものでも良い。ITO2a、及び、ITO3aの表面に配向膜(図示せず)を形成し、ラビングなどによる配向処理を上下基板2、3間の配向方向がアンチパラレルになるように行った。
The pattern of ITO 3a on the counter substrate (front substrate) 3 may be solid (see FIG. 1B) or may be appropriately patterned separately. An alignment film (not shown) was formed on the surfaces of the ITO 2a and the ITO 3a, and an alignment process such as rubbing was performed so that the alignment direction between the upper and
尚、PDLCにおいては、配向膜形成やラビングなどによる配向処理は行っても良いし、行わなくても良い。またTN配向でも良い。光制御部分(ディスプレイでいえば画素部分)の透明電極はパターニングされたITO2a、3aを用いた。ITO2a、3aの抵抗は上記に記載した(500Ω□以上)に限らない。 In PDLC, alignment processing such as alignment film formation or rubbing may or may not be performed. Moreover, TN orientation may be sufficient. Patterned ITO 2a and 3a were used for the transparent electrode of the light control portion (pixel portion in the case of display). The resistance of the ITOs 2a and 3a is not limited to the above (500Ω □ or more).
また、片側の基板、例えば、基板3には低抵抗ITO3aを用いても良い。更には、部分的に低抗値の異なるITOを用いても良い。特に表示図形上の注目させたい部分に当たる部位の抵抗を低くすると、まず、注目させたい部分が最初に散乱して徐々に末端の部分に散乱が波及していくような表示を表現する事も可能である。但し、上記のような作用、効果を得るためには、パターニング及びITO成膜を2回以上行う必要があり、ここでは用いなかった。 Further, a low resistance ITO 3a may be used for a substrate on one side, for example, the substrate 3. Further, ITO having partially different resistance values may be used. In particular, if the resistance of the part of the display figure that corresponds to the part to be noticed is lowered, it is possible to express a display in which the part to be noticed first scatters first and then gradually spreads to the end part. It is. However, in order to obtain the above operations and effects, patterning and ITO film formation must be performed twice or more, and they are not used here.
次に片側のガラス基板3(下基板)上にギャップコントロール剤を2.5wt%含んだメインシール剤を形成した。(形成方法:スクリーン印刷、もしくは、ディスペンサー)、ギャップコントロール剤の径は液晶層が5〜150μmになるように材料を選ぶ、この第一実施例では液晶層15μmとしたため、ギャップコントロール剤の径は15μmのグラスファイバーを選んだ。 Next, a main sealant containing 2.5 wt% of a gap control agent was formed on one glass substrate 3 (lower substrate). (Formation method: screen printing or dispenser) The material of the gap control agent is selected so that the liquid crystal layer is 5 to 150 μm. In this first embodiment, the liquid crystal layer is 15 μm. A 15 μm glass fiber was chosen.
このグラスファイバーを三井化学製シール剤ES・7500に3wt%添加し、メインシール剤とした。もう一方のガラス基板2(上基板)上にはギャップコントロール剤を散布した。ここでは、15μmのプラスチックボールを乾式のギャップ散布機を用いて散布した。 3% by weight of this glass fiber was added to Mitsui Chemicals sealant ES-7500 to obtain a main sealant. A gap control agent was sprayed on the other glass substrate 2 (upper substrate). Here, 15 μm plastic balls were spread using a dry gap spreader.
これらのガラス基板の重ね合わせを行い、プレス機などで圧力を一定に加えた状態で熱処理を行いメインシール剤を硬化させた。ここでは、150℃で3時間熱処理を行った。こうして、15ミクロンのセル厚を有する空セルを作製した。 These glass substrates were overlaid, and heat treatment was performed with a pressure applied at a constant pressure by a press machine or the like to cure the main sealant. Here, heat treatment was performed at 150 ° C. for 3 hours. Thus, an empty cell having a cell thickness of 15 microns was produced.
前記セルに液晶、カイラル剤、液晶性モノマー(UCL・001):大日本インキ化学工業製)、光重合反応開始剤を混合したものを真空注入した。ホスト液晶として△εが正の液晶(△n:0.298,Tni=128℃:大目本インキ化学工業製)を用いた。カイラル剤S−811をホスト液晶に対し0.376wt%(ピッチ28ミクロン)となるよう添加した。尚、カイラル剤はS−811に限らない。 A mixture of a liquid crystal, a chiral agent, a liquid crystalline monomer (UCL • 001) (manufactured by Dainippon Ink & Chemicals), and a photopolymerization initiator was vacuum-injected into the cell. As the host liquid crystal, a liquid crystal having a positive Δε (Δn: 0.298, Tni = 128 ° C .: manufactured by Omemoto Ink Chemical Co., Ltd.) was used. The chiral agent S-811 was added to 0.376 wt% (pitch 28 microns) with respect to the host liquid crystal. The chiral agent is not limited to S-811.
また添加量は、この値に限らず0.02wt%程度から5wt%程度の範囲においても同様の効果が得られる。但し、添加量が少なくなるほど電圧印加時の散乱性が低くなる。また添加量が多すぎるとV−T特性にヒステリシスが生じたり、無電圧印加時の透明性が悪くなるなどの問題が生じることがある。 Moreover, the same effect is acquired not only in this value but in the range of about 0.02 wt% to about 5 wt%. However, the smaller the amount added, the lower the scattering property at the time of voltage application. On the other hand, if the amount added is too large, there may be problems such as hysteresis in the VT characteristics and poor transparency when no voltage is applied.
カイラル剤添加量と前記散乱性の傾向及びカイラルピッチの関係は液晶材料やカイラル材料により一概に言えないが、今回用いた液晶材料に対してはカイラル剤の添加重0.1wt%〜3wt%程度が望ましい。このカイラル入り液晶にアクリレート系のモノマーを
0.5〜40wt%添加した。
The relationship between the amount of chiral agent added, the tendency of scattering and the chiral pitch cannot be generally stated depending on the liquid crystal material or chiral material. Is desirable. To this chiral liquid crystal, 0.5 to 40 wt% of an acrylate monomer was added.
使用材料にも依るが、モノマー添加量が2wt%以下では十分にポリマーネットワークが形成されない傾向があり、また15wt%以上では電圧による液晶の応答性が悪くなる傾向があるため、概ね2〜15wt%程度が望ましい。実施例では5wt%添加して実験を行った。 Although depending on the material used, if the monomer addition amount is 2 wt% or less, there is a tendency that a polymer network is not sufficiently formed, and if it is 15 wt% or more, the responsiveness of the liquid crystal due to voltage tends to be deteriorated. Degree is desirable. In the examples, 5 wt% was added for the experiment.
さらに、光重合反応開始剤をモノマーに対し0.1〜0.5wt%添加した、開始剤としては特に限定はなく、紫外線(365nm付近)に感度を持っ材料であれば良い。この第一実施例ではチバケミカルズ製のイルガキュアを用いた。注入後、注入口にエンドシール剤を塗布し封止した。 Furthermore, the initiator in which 0.1 to 0.5 wt% of a photopolymerization reaction initiator is added to the monomer is not particularly limited as long as it is a material sensitive to ultraviolet rays (around 365 nm). In this first example, Irgacure made by Ciba Chemicals was used. After the injection, an end sealant was applied to the injection port and sealed.
この時、光硬化性エンドシールを用いるのであればセルに直接紫外線が照射されないよう遮光マスクを用いると良い。また熱硬化性のエンドシール剤や2液混合タイプのエンドシール剤を用いても良い。 At this time, if a photocurable end seal is used, a light shielding mask may be used so that the cell is not directly irradiated with ultraviolet rays. Further, a thermosetting end seal agent or a two-component mixed end seal agent may be used.
注入された液晶セルに強い紫外線をフォトマスクを介して照射した。光照射はメジロプレジション製の光配向装置を用いた。ここで用いられている光源は高圧水銀ランプであるが、キセノンランプ、メタルハライドランプ、低圧水銀ランフなどを用いても良い、照射強度は80mW/cm2(350nm)であり、30秒間照射した(照射量は2.5W/cm2)。 The injected liquid crystal cell was irradiated with strong ultraviolet light through a photomask. For light irradiation, a photo-alignment device manufactured by Megilo Predation was used. The light source used here is a high-pressure mercury lamp, but a xenon lamp, a metal halide lamp, a low-pressure mercury lamp, or the like may be used. The irradiation intensity is 80 mW / cm 2 (350 nm), and irradiation is performed for 30 seconds (irradiation The amount is 2.5 W / cm 2 ).
フォトマスクは20μm/20μmのライン/スペースパターン(ストライプパターン)を用いた、マスクパターンはストライプパターンに限らず、格子状パターン、同心円状パターン、ランダムパターンなどでも良い。場所により透過率を変えても良い。またパターンのサイズは20μm(40μmピッチ)の場合について説明したが、それに限らない。 The photomask uses a 20 μm / 20 μm line / space pattern (stripe pattern). The mask pattern is not limited to a stripe pattern, and may be a lattice pattern, a concentric pattern, a random pattern, or the like. The transmittance may be changed depending on the location. Further, although the case where the pattern size is 20 μm (40 μm pitch) has been described, it is not limited thereto.
但し15μmのセル厚の液晶セルについては50μm以上のパターンサイズでは高い散乱性が得られにくいことがわかっており、40μm以下が望ましい。紫外線の照射時間は30秒の場合について説明したが、それに限らない。但し照射時間が短いと高い散乱性が得られにくく、また、照射時間を30秒以上に長くしても散乱性は変わらないことが確認されている。 However, liquid crystal cells having a cell thickness of 15 μm have been found to be difficult to obtain high scattering properties with a pattern size of 50 μm or more, and preferably 40 μm or less. Although the case where the irradiation time of ultraviolet rays is 30 seconds was demonstrated, it is not restricted to it. However, it has been confirmed that if the irradiation time is short, it is difficult to obtain a high scattering property, and even if the irradiation time is increased to 30 seconds or more, the scattering property does not change.
用いる電源は通常のLCD駆動電源より高電圧を印加可能な電源が必要である。ここでは最大50V印加可能な電源を用いたが、ITOの抵抗、パターン、セルサイズにより要求される電源容量は異なる。また端子(電極を繋ぐ位置)によっても透過率の変化の状態を変えることができ、例えばベタ電極のように端子を下側につけると、電圧印加により下左側から対角線方向に徐々に散乱状態が広がっていくような透過率変化を表現できる。 The power supply to be used needs to be capable of applying a higher voltage than a normal LCD drive power supply. Although a power supply capable of applying a maximum of 50 V is used here, the required power supply capacity varies depending on the ITO resistance, pattern, and cell size. The state of transmittance change can also be changed depending on the terminal (position where the electrodes are connected). For example, when the terminal is attached to the lower side as in the case of a solid electrode, the scattering state gradually decreases diagonally from the lower left side due to voltage application. It can express changes in transmittance that spread.
逆に上側に付けると上左側から変化していくが、対向電極との兼ね合いで、横方向に徐々に散乱状態が広がっていくような透過率変化となる。 On the contrary, when it is attached to the upper side, it changes from the upper left side, but due to the counter electrode, the transmittance changes so that the scattering state gradually spreads in the lateral direction.
図2は本発明の第二実施例であり、ITOなどの透明電極が形成された1対のガラス基板裏基板4、表基板5(ITOの厚さ:500Å、ガラス板厚:0.7mm、ガラス材質:青板ガラス)を用意する。両基板上のITOパターン4a、5aはベタ状のものを用いた(但しシール部に両ITOパターン4a、5aが存在しないよう部分的なパターニングを実施)。
FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention, a pair of glass substrate back
ITO表面に配向膜を形成し、ラビングなどによる配向処理を上下基板問の配向方向がアンチパラレルになるように行った。配向膜形成やラビング等による配向処理は行っても良いし行わなくても良い。またTN配向でも良い。光制御部分(ディスプレイでいえば画素部分)の透明電極はベタITOを用いた。ITOの抵抗は第一実施例の値に限らない。また片側の基板には低抵抗ITOを用いても良い。あるいは、部分的に低抗値の異なるITOを用いても良い。 An alignment film was formed on the ITO surface, and alignment treatment such as rubbing was performed so that the alignment directions of the upper and lower substrates were antiparallel. An alignment process such as alignment film formation or rubbing may or may not be performed. Moreover, TN orientation may be sufficient. Solid ITO was used for the transparent electrode of the light control portion (pixel portion in the case of a display). The resistance of ITO is not limited to the value of the first embodiment. Moreover, you may use low resistance ITO for the board | substrate of one side. Alternatively, ITO having partially different resistance values may be used.
次に片側のガラス基板(例えば、裏基板4)上にギャップコントロール剤を2.5wt%含んだメインシール剤を形成した(形成方法:スグリーン印刷もしくはディスペンンサー)、ギャップコントロール剤の径は液晶層が5〜150ミクロンになるように材料を選ぶ。この実施例では液晶層15μmとしたためギャップコントロール剤の径は15μmミクロンのグラスファイバーを選んだ。このグラスファイバーを三井化学製シール剤ES・7500に3wt%添加し、メインシール剤とした。 Next, a main sealant containing 2.5 wt% of a gap control agent was formed on one glass substrate (for example, the back substrate 4) (formation method: green printing or dispenser). The diameter of the gap control agent was The material is selected so that the liquid crystal layer is 5 to 150 microns. In this example, since the liquid crystal layer has a thickness of 15 μm, a glass fiber having a gap control agent diameter of 15 μm microns was selected. 3% by weight of this glass fiber was added to Mitsui Chemicals sealant ES-7500 to obtain a main sealant.
もう一方のガラス基板(表基板5)上にはギャップコントロール剤を散布した。ここでは15ミクロンのプラスチックボールを乾式のギャップ散布機を用いて散布した。これらのガラス基板の重ね合わせを行い、プレス機などで圧力を一定に加えた状態で熱処理を行い、メインシール剤を硬化させた。ここでは150℃で3時間熱処理を行った。こうして15ミクロンのセル厚を有する空セルを作製した。 A gap control agent was sprayed on the other glass substrate (front substrate 5). Here, 15 micron plastic balls were spread using a dry gap spreader. These glass substrates were superposed and heat-treated with a pressure applied at a constant pressure using a press or the like to cure the main sealant. Here, heat treatment was performed at 150 ° C. for 3 hours. Thus, an empty cell having a cell thickness of 15 microns was produced.
前記セルに液晶、カイラル剤、液晶性モノマー(UCL−001:大日本インキ化学工業製)、光重合反応開始剤を混合したものを真空注入した。ホスト液晶として△εが正の液晶(△n=0.298、Tni=128℃:大日本インキ化学製)を用いた。カイラル剤S−811をホスト液晶に対し0.376wt%(ピッチ28ミクロン)となるように添加した。 A mixture of a liquid crystal, a chiral agent, a liquid crystalline monomer (UCL-001: manufactured by Dainippon Ink & Chemicals), and a photopolymerization initiator was vacuum-injected into the cell. A liquid crystal having a positive Δε (Δn = 0.298, Tni = 128 ° C .: manufactured by Dainippon Ink & Chemicals) was used as the host liquid crystal. The chiral agent S-811 was added to 0.376 wt% (pitch 28 microns) with respect to the host liquid crystal.
尚、カイラル剤はS−811に限らない。また添加量はこの値に限らず0.02wt%程度から5wt%程度の範囲においても同様の効果が得られる。但し添加量が少なくなるほど電圧印加時の散乱性が低くなる。また添加量が多すぎるとV−T特性にヒステリシスが生じたり、無電圧印加時の透明性が悪くなるなどの問題が生じることがある。 The chiral agent is not limited to S-811. The addition amount is not limited to this value, and the same effect can be obtained in the range of about 0.02 wt% to about 5 wt%. However, the smaller the amount added, the lower the scattering property when a voltage is applied. On the other hand, if the amount added is too large, there may be problems such as hysteresis in the VT characteristics and poor transparency when no voltage is applied.
カイラル剤添加量と前記散乱性の傾向及びカイラルピッチの関係は液晶材料やカイラル材料により一概に言えないが、今回用いた液晶材料に対してはカイラル剤の添加量0.1wt%〜3wt%程度が望ましい。このカイラル入り液晶にアクリレート系のモノマーを0.5〜40wt%添加した。 The relationship between the amount of chiral agent added, the tendency of scattering and the chiral pitch cannot be generally stated depending on the liquid crystal material or chiral material, but the amount of added chiral agent is about 0.1 wt% to 3 wt% for the liquid crystal material used this time. Is desirable. To this chiral liquid crystal, 0.5 to 40 wt% of an acrylate monomer was added.
使用材料にも依るが、モノマー添加重が2wt%以下では十分にポリマーネットワークが形成されない傾向があり、また15wt%以上では電圧による液晶の応答性が悪くなる優向があるため、概ね2.15wt%程度が望ましい。実施例では5wt%添加して実験を行った。 Although depending on the materials used, there is a tendency that a polymer network is not sufficiently formed when the monomer addition weight is 2 wt% or less, and when it is 15 wt% or more, there is a tendency that the response of the liquid crystal is deteriorated due to voltage. % Is desirable. In the examples, 5 wt% was added for the experiment.
さらに光重合反応開始剤をモノマーに対し0.1〜0.5wt%添加した。開始剤としては特に限定はなく、紫外線(365nm付近)に感度を持っ材料であれば良い。実施例ではチバケミカルズ製のイルガキュアを用いた。注入後注入口にエンドシール剤を塗布し封止した。この時光硬化性エンドシールを用いるのであればセル1に直接紫外線が照射されないよう遮光マスクを用いると良い。また熱硬化性のエンドシール剤や2液混合タイプのエンドシール剤を用いても良い。
Further, 0.1 to 0.5 wt% of a photopolymerization initiator was added to the monomer. The initiator is not particularly limited as long as it is a material having sensitivity to ultraviolet rays (around 365 nm). In the examples, Irgacure made by Ciba Chemicals was used. After the injection, an end sealant was applied to the inlet and sealed. At this time, if a photocurable end seal is used, a light shielding mask is preferably used so that the
注入された液晶セルに強い紫外線を、フォトマスクを介して照射した。光照射はメジロプレシジョン製の光配向装置を用いた。ここで用いられている光源は高圧水銀ランプであるが、キセノンランプ、メタノレハライドランプ、低圧水銀ランプなどを用いても良い。照射強度は80mW/cm2(350nm)であり、30秒間照射した(照射量は2.5W/cm2)。 The injected liquid crystal cell was irradiated with strong ultraviolet light through a photomask. For light irradiation, a photo-alignment device made by Megilo Precision was used. The light source used here is a high pressure mercury lamp, but a xenon lamp, a methanol halide lamp, a low pressure mercury lamp, or the like may be used. The irradiation intensity was 80 mW / cm 2 (350 nm), and irradiation was performed for 30 seconds (the irradiation amount was 2.5 W / cm 2 ).
フォトマスクは20μm/20μmのライン/スペースパターン(ストライプパターン)を用いた。マスクパターンはストライプパターンに限らず、格子状パターン、同心円状パターン、ランダムパターンなどでも良い。またパターンのサイズは20ミクロン(40ミクロンピッチ)の場合について説明したが、それに限らない。 A 20 μm / 20 μm line / space pattern (stripe pattern) was used as the photomask. The mask pattern is not limited to a stripe pattern, and may be a lattice pattern, a concentric pattern, a random pattern, or the like. Moreover, although the case where the pattern size is 20 microns (40 micron pitch) has been described, it is not limited thereto.
但し15ミクロンのセル厚の液晶セルについては50ミクロン以上のパターンサイズでは高い散乱性が得られにくいことがわかっており、40ミクロン以下が望ましい。紫外線の照射時間は30秒の場合について説明したが、それに限らない。但し照射時間が短いと高い散乱性が得られにくく、また照射時間を30秒以上に長くしても散乱性は変わらないことが確認されている。 However, for liquid crystal cells having a cell thickness of 15 microns, it has been found that high scattering properties are difficult to obtain with a pattern size of 50 microns or more, and 40 microns or less is desirable. Although the case where the irradiation time of ultraviolet rays is 30 seconds was demonstrated, it is not restricted to it. However, it has been confirmed that if the irradiation time is short, it is difficult to obtain high scattering properties, and even if the irradiation time is increased to 30 seconds or more, the scattering properties are not changed.
図2の構成では両基板4、5から2本ずつの端子(計4端子)を取る事ができる。各々にそれぞれ異なる交流電源を配置する事で様々な散乱状態を表現できる。用いる電源は通常のLCD駆動電源より高電圧を印加可能な電源が必要である。ここでは最大50V印加可能な電源を用いたが、ITOの抵抗、セルサイズにより要求される電源容量は異なる。
In the configuration of FIG. 2, two terminals (total of four terminals) can be taken from both
図2の各端子に異なる電圧を印加した時の透過率状態を図3及び図4に示す。ここでの閾値は10V程度で、駆動周波数は300Hzを用いた。それぞれの端子に30V、0Vを印加したときは、図3に示すように対角線状に透明な部分ができる。 The transmittance state when different voltages are applied to the respective terminals in FIG. 2 is shown in FIGS. Here, the threshold is about 10 V and the driving frequency is 300 Hz. When 30V and 0V are applied to the respective terminals, transparent portions are formed diagonally as shown in FIG.
また、4つの端子それぞれに異なる電圧を印加した場合には、図4に示すように複雑な模様を示す。このように各端子への電圧のかけ方により様々な散乱模様が描ける。尚、印加する周波数により実効電圧が変わりさらに複雑な模様を出せる可能性もある。 When different voltages are applied to the four terminals, a complicated pattern is shown as shown in FIG. In this way, various scattering patterns can be drawn depending on how the voltage is applied to each terminal. Note that the effective voltage varies depending on the applied frequency, and a more complicated pattern may be produced.
以上に説明したように、本発明によれば、従来のPDLCの単にON、OFFを行うもにも駆動方法に加えて、透明側から拡散側に移行する早さを場所によって変えたり、あるいは、逆に、拡散側から透明側に移行する早さを場所によって変えるなどが自在に設定できるものとなり、この種のPDLCの表現性を増すものとなる。 As described above, according to the present invention, in addition to the driving method for simply turning on and off the conventional PDLC, the speed of transition from the transparent side to the diffusing side can be changed depending on the location, or On the contrary, the speed at which the transition from the diffusing side to the transparent side can be freely changed depending on the location, and the expressibility of this kind of PDLC is increased.
また、場所により、拡散の度合いを変えて、従来にない斬新な表示を行うことも可能とし、この種のPDLCの用途の拡大にも効果を奏するものである。 In addition, it is possible to change the degree of diffusion depending on the location and to perform a novel display that has not been possible in the past, which is effective in expanding the application of this type of PDLC.
1…PDLC
2…裏基板
2a…パターニングITO
3…表基板
3a…ベタ状ITO
4…裏基板
4a…ベタ状ITO
5…表基板
5a…ベタ状ITO
1 ... PDLC
2 ... Back substrate 2a ... Patterning ITO
3 ... front substrate 3a ... solid ITO
4 ...
5 ...
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