JP3688587B2

JP3688587B2 - Liquid crystal display device and manufacturing method thereof

Info

Publication number: JP3688587B2
Application number: JP2001001135A
Authority: JP
Inventors: 豊中井; 寛規岩永; 信太郎榎本; 勝之内藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2001-01-09
Filing date: 2001-01-09
Publication date: 2005-08-31
Anticipated expiration: 2021-01-09
Also published as: JP2002207224A

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a guest-host liquid crystal display device high in contrast and low in cost. SOLUTION: The liquid crystal display device is provided with a pair of substrates 11 disposed opposite to each other, a guest-host liquid crystal layer 14 interposed between the pair of substrates 11, electrodes 12 and 13 provided on respective inner side surfaces of the pair of substrates 11 and an intermediate film 17 halving the guest-host liquid crystal layer 14 and characterized in that one surface of the intermediate film 17 is formed by using a first polymer film 22, that the other surface of the intermediate film 17 is formed by using a second polymer film 21, that the first polymer film 22 aligns the guest-host liquid crystal in its main chain direction, that the second polymer film 21 aligns the guest-host liquid crystal in the direction perpendicular to its main chain direction and that the main chains of the first and the second polymer films 22 and 21 are aligned in the same direction.

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
情報機器などに用いられる表示装置として、これまでに多くの液晶表示装置が提案されているが、現在のところ、ｔｗｉｓｔｅｄｎｅｍａｔｉｃ（ＴＮ）モードとｓｕｐｅｒｔｗｉｓｔｅｄｎｅｍａｔｉｃ（ＳＴＮ）モードを代表とするネマティック液晶を使用するタイプが広く用いられている。
【０００３】
液晶表示装置の表示方法について説明する。液晶表示装置の液晶層中に入射した直線偏光の偏光方向は、液晶層を通過中に液晶分子の捩れに沿って９０°旋光する。また、液晶層に電圧を印加した場合は、この液晶分子の９０°の旋光性は失われる。
【０００４】
ＴＮモードとは、液晶層を２枚の直線偏光子で挟んだ構造を用いる方法で、電圧の印加に応じて、液晶分子の旋光性の変化が、液晶層中を透過する光の強度変化として観察される。
【０００５】
これらに対して、偏光子を用いない代表的な液晶表示装置として、ゲスト・ホスト液晶を用いた、ゲスト・ホストモードがある。これは、液晶中に二色性色素を混合したものを液晶層として用いるものであり、二色性色素が液晶分子と平行に配列することから、ゲスト・ホスト液晶に入射した光のうち、光吸収軸と光の振動方向が一致した光が吸収され、透過光は着色する。電圧を印加した際は、光吸収軸と光の振動方向が直交する為、光吸収は起こらない。従って、電圧の印加に応じて、ゲスト・ホスト液晶層中の液晶に沿った二色性色素の配列が、消色、着色状態として観察される。
【０００６】
また、ゲスト・ホストモードでカラー表示を行う場合は、特開平８−３１３９３９号等に示されるように、シアン・マゼンタ・イエローの３色のゲスト・ホスト液晶をマイクロカプセルに内包し、各色を表示するゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層を積層することで、明るいカラー表示を実現することができる。
【０００７】
ゲスト・ホスト液晶を用いた液晶表示装置は、上述したＴＮモードの液晶表示装置と比べて、モノクロ、カラーどちらの場合においても十分な明るさを得ることが出来るという効果があるが、コントラストが低いという問題がある。
【０００８】
この問題に対しては、着色時の光吸収軸の向きを最適化することにより光吸収効率を高め、実用的に十分な程度のコントラストを得ることが出来る。例えば、Ｔ．Ｕｃｈｉｄａｅｔａｌ，Ｐｒｏｃ．ＳＩＤ，２２，４１（１９８１）では、着色時の光吸収軸を直交させた２枚の液晶セルを重ねた構造の、ダブルゲスト・ホストモードが提案されている。ダブルゲスト・ホストモードは、高画質表示に適している事から、次世代の液晶表示装置の表示モードとして期待されている。
【０００９】
しかしながら、ダブルゲスト・ホストモードでは２枚の液晶セルを重ねる為に、製造コストが高くなる。
【００１０】
ダブルゲスト・ホストモードでの製造コストを低減する為に、図６に示すような構造がＭ．Ｈａｓｅｇａｗａｅｔａｌ，ＪｏｕｒｎａｌｏｆｔｈｅＳＩＤ，７／４２６１（１９９９）に示されている。図６のゲスト・ホスト液晶を用いた液晶表示装置は、ゲスト・ホスト液晶に電圧を印加する電極６１を配置した、一対の基板６２の内側のゲスト・ホスト液晶層６３中に中間フィルム６４を配置し、ゲスト・ホスト液晶層６３を第１のゲスト・ホスト液晶層６５と第２のゲスト・ホスト液晶層６６に分離するものである。第１のゲスト・ホスト液晶層６５と第２のゲスト・ホスト液晶層６６において、着色時の光吸収軸が直交するように配置するには、中間フィルム６４の両面に配向膜（図示せず）が塗布される。そして、中間フィルム６４の配向膜のラビング方向は、図７に示すように例えば表面を実線矢印で示す方向、裏面を破線矢印で示す方向にラビングする等、両面で二色性色素、つまりゲスト・ホスト液晶の配向方向が直交するように行う。
【００１１】
しかしながら、中間フィルム６４は視差低減の為に薄くする必要がある。薄い中間フィルム６４の両面でラビング方向を直交させると、中間フィルム６４は両面で異なる方向に延伸されることから歪みが生じ、着色時の光吸収軸が歪み、光吸収効率が大きく損なわれる。
【００１２】
また、ゲスト・ホスト液晶マイクロカプセルを用いた場合は、図８に示すように、反射電極８４を配置したガラス基板８３と、透明電極８６を配置したＰＥＴ基板８５の間に、ゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層８１を狭時するものである。例えばこの液晶表示装置の反射電極８４と透明電極８６の間に交流電圧を印加し、このゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル中の二色性色素の吸収波長における表示特性を評価すると、印加電圧を約１０Ｖとした時に反射率は約６０％、電圧無印加とした時は反射率が約１５％であり、コントラストが約４と低い値が得られる。これは、各ゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル８２の着色時の光吸収軸は、ランダムな方向を向いているので、やはりダブルゲスト・ホストモードよりコントラストが低いためである。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、ゲスト・ホストモードは明るい表示が可能であるという利点があるが、コントラストの高いダブルゲスト・ホストモードはコストが高くなる。コストを低減する為に、ゲスト・ホスト液晶層中にゲスト・ホスト液晶を分離する中間フィルムを用いて２層のゲスト・ホスト液晶層とし、中間フィルムの両面でラビング方向を直交させた場合、このゲスト・ホスト液晶の着色時の光吸収軸を歪まずに直交させる事が出来ず、光吸収効率が大きく損なわれる。また、ゲスト・ホスト液晶マイクロカプセルを用いた場合は、各ゲスト・ホスト液晶マイクロカプセルの着色時の光吸収軸はランダムな方向を向いているため、やはりダブルゲスト・ホストモードよりコントラストが低い。
【００１４】
従って、現在、ゲスト・ホストモードにおいて、コントラストが高く、コストの低い液晶表示装置は得られていない。
【００１５】
そこで本発明では、コントラストが高く、コストの低いゲスト・ホストモードの液晶表示装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明は、主鎖方向にゲスト・ホスト液晶を配向させる第１の高分子膜と、この第１の高分子膜と積層されるとともに、前記第１の高分子膜の主鎖方向と同一方向の主鎖を有し、その主鎖方向と垂直な方向にゲスト・ホスト液晶を配向させる第２の高分子膜と、前記第１の高分子膜の前記第２の高分子膜とは反対側の面に配向して設けられた第１のゲスト・ホスト液晶と、前記第２の高分子膜の前記第１の高分子膜とは反対側の面に配向して設けられた第２のゲスト・ホスト液晶とを具備することを特徴とする液晶表示装置を提供する。
【００１７】
また本発明は、対向して配置される一対の基板と、一対の基板間に狭持されるゲスト・ホスト液晶層と、一対の基板のそれぞれの内側表面に設けられる電極と、ゲスト・ホスト液晶層を二分する中間フィルムとを具備し、中間フィルムの一方の面は第１の高分子膜により形成され、中間フィルムの他方の面は第２の高分子膜により形成され、第１の高分子膜はその主鎖方向にゲスト・ホスト液晶を配向させ、第２の高分子膜はその主鎖方向と垂直な方向にゲスト・ホスト液晶を配向させ、第１の高分子膜と第２の高分子膜の主鎖が同一方向に配向していることを特徴とする液晶表示装置を提供する。
【００１８】
さらに本発明は、対向して配置される一対の基板のそれぞれの内側表面に電極を形成する工程と、一方の面が第１の高分子膜により形成され、他方の面が第２の高分子膜により形成される中間フィルムを形成する工程と、中間フィルムの両面を同一方向にラビングするまたは同一方向に延伸する中間フィルム処理工程と、中間フィルム処理工程の後、中間フィルムを一対の基板間に配置してゲスト・ホスト液晶を注入し封止する工程とを具備し、第１の高分子膜はその主鎖方向にゲスト・ホスト液晶を配向させ、第２の高分子膜はその主鎖方向と垂直な方向にゲスト・ホスト液晶を配向させることを特徴とする液晶表示装置の製造方法を提供する。
【００１９】
また本発明は、基板と、基板上に設けられ、ゲスト・ホスト液晶を被覆しゲスト・ホスト液晶と接する被覆膜が第１の高分子膜からなる第１のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセルと、ゲスト・ホスト液晶を被覆しゲスト・ホスト液晶と接する被覆膜が第２の高分子膜からなる第２のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセルとを有するゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層と、ゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層に電圧を印加する電極とを具備し、第１の高分子膜はその主鎖方向にゲスト・ホスト液晶を配向させ、第２の高分子膜はその主鎖方向と垂直な方向にゲスト・ホスト液晶を配向させ、第１の高分子膜と第２の高分子膜の主鎖が同一方向に配向していることを特徴とする液晶表示装置を提供する。
【００２０】
さらに本発明は、基板と、基板上に設けられ、ゲスト・ホスト液晶を被覆しゲスト・ホスト液晶と接する被覆膜が第１の高分子膜からなる第１のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層と、ゲスト・ホスト液晶を被覆しゲスト・ホスト液晶と接する被覆膜が第２の高分子膜からなる第２のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層の２層を含むゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層と、ゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層に電圧を印加する電極とを具備し、第１の高分子膜はその主鎖方向にゲスト・ホスト液晶を配向させ、第２の高分子膜はその主鎖方向と垂直な方向にゲスト・ホスト液晶を配向させ、第１の高分子膜と第２の高分子膜の主鎖が同一方向に配向していることを特徴とする液晶表示装置を提供する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態を図面を参照しつつ詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。本実施形態の液晶表示装置の断面図を図１に示す。
【００２２】
本実施形態の液晶表示装置は、図１に示すように一対の基板１１と、一方の基板１１の内側表面に形成される透明電極１２、他方の基板１１の内側表面に形成される反射電極１３、基板１１に挟まれるゲスト・ホスト液晶層１４からなり、ゲスト・ホスト液晶層１４は、第１のゲスト・ホスト液晶層１５、第２のゲスト・ホスト液晶層１６と、ゲスト・ホスト液晶層１４を第１のゲスト・ホスト液晶層１５、第２のゲスト・ホスト液晶層１６に分離する中間フィルム１７からなる。
【００２３】
中間フィルム１７の一方の面は第１の高分子膜２２により、他方の面は第２の高分子膜２１により形成され、ゲスト・ホスト液晶に接する際、第１の高分子膜２２はその主鎖方向にゲスト・ホスト液晶を配向させるものであり、第２の高分子膜２１はその主鎖方向と垂直な方向にゲスト・ホスト液晶を配向させるものである。なお、本発明において、Ａ方向またはＡと垂直な方向等と示す際は、幾何学的にＡと同一な方向またはＡと垂直な方向等を示すものではなく、光学的な効果が出る程度であれば良い。
【００２４】
例えば、高分子膜に対し、ラビングや延伸等の処理を施すことにより、その高分子の主鎖方向は一定の方向に配向する。一定の方向に配向した高分子は、その高分子を液晶分子と接するように配置すると、液晶を高分子の主鎖方向に配向させる高分子や、液晶を高分子の主鎖方向とは垂直な方向に配向させる高分子などがある。つまり、第１の高分子膜、第２の高分子膜の材料を適当に選択することにより、第１の高分子膜は接する液晶分子を第１の高分子の主鎖方向に配向させる高分子膜で、また第２の高分子膜は接する液晶分子を第２の高分子の主鎖方向と垂直な方向に配向させる高分子膜で形成可能である。そして、中間フィルム１７の両面を、図１に示すように第１の高分子膜２２と第２の高分子膜２１とで形成し、これらを同一方向にラビングすることにより、両面に接する液晶分子の配向方向を垂直とすることが出来る。
【００２５】
従って本実施形態では、中間フィルム１７を上記の性質を有するものとして、中間フィルム１７の両面を同一方向にラビングして第１の高分子膜２２と第２の高分子膜２１の主鎖方向を同一方向とし、中間フィルム１７の両面のゲスト・ホスト液晶の配向を直交させるものである。
【００２６】
次に、本実施形態の液晶表示装置について、製造方法に沿って説明する。
【００２７】
まず、約１０ｃｍ×約６ｃｍの大きさの一対のガラス基板１１の、一方のガラス基板１１の表面に透明電極１２を、他方のガラス基板１１の表面に反射電極１３を、通常の液晶表示装置を作成する場合と同様の材料、方法で形成する。
【００２８】
次に、透明電極１２を形成された側のガラス基板１１表面に配向膜（図示せず）を塗布し、反射電極１３を形成された側のガラス基板１１表面にも配向膜（図示せず）を塗布する。そして、図１のように各電極が内側となるようにガラス基板１１を対向した際に、透明電極１２を形成されたガラス基板１１表面の配向膜が、ゲスト・ホスト液晶を紙面に平行に配向させるようにラビングし、反射電極１３の形成されたガラス基板１１表面の配向膜が、ゲスト・ホスト液晶を紙面に垂直に配向させるようにラビングする。
【００２９】
次に、厚さ約２μｍのポリスチレンフィルム（第２の高分子膜）２１の片側に過酸化ベンゾイルを約１ｗｔ％添加したメタクリル酸メチルモノマーを、スピンコートにより約１μｍの厚さとなるよう塗布する。このフィルムの形状を保持したまま、約８０℃のオーブンにより約３０分間加熱して重合させ、このフィルムの片面に、ポリメタクリル酸メチル被膜（第１の高分子膜）２２を得、中間フィルム１７とする。この中間フィルム１７の両面を、市販のラビング装置を用いて、片面ずつ同一方向にラビングし、図１でラビング方向が紙面と平行になるように、各電極を配置した一対の基板１１に挟み込む。その際、中間フィルム１７のポリメタクリル酸メチル２２を形成した側の面が、基板１１の透明電極１２の配置された側の面と向かうようにした。また、基板１１と中間フィルム１７との間のギャップを保持するために、約５μｍ径のミクロビーズをスペーサとして使用する。なお、ラビングの方法としては、上記の方法に限られるものではなく、例えば、ラビング布を巻いた一対のドラムで中間フィルム１７を挟み、この一対のドラムを互いに逆周りになるように回しながら中間フィルム１７を送ることで、両面を同時に同一方向にラビングすることも可能である。
【００３０】
そして、正の誘電異方性を有するネマティック液晶である、チッソ社製ＬＩＸＯＮ５０５２に、日本感光性色素社製二色性色素Ｇ−１７６を約１ｗｔ％となるように溶解したものを、この中間フィルム１７を挟んだ基板１１間に注入して封止する。
【００３１】
その後、透明電極１２、反射電極１３を駆動回路（図示せず）に接続して本実施形態の液晶表示装置を完成する。
【００３２】
本実施形態の液晶表示装置を、偏光顕微鏡によって観察する事により、第１のゲスト・ホスト液晶層１５と第２のゲスト・ホスト液晶層１６の光吸収軸は歪まずに直交しており、中間フィルム１７は偏光状態を乱していない事が確認された。
【００３３】
本実施形態では、図２に示すように、中間フィルム１７はポリスチレン２１の一方の面にポリメタクリル酸メチル２２を形成したものである。また、ゲスト・ホスト液晶と接する際、ポリメタクリル酸メチル２２はその主鎖方向にゲスト・ホスト液晶を配向させる高分子であり、ポリスチレン２１はその主鎖方向と垂直な方向にゲスト・ホスト液晶を配向させる高分子である。従って、中間フィルム１７の両面を同一方向にラビングすることにより、中間フィルム１７の両表面の高分子の主鎖方向が揃う為、両面に接するゲスト・ホスト液晶の配向方向が直交する。すなわち、図２で、中間フィルム１７の両面を実線矢印方向にラビングすると、表面がポリスチレン２１により形成される面はポリスチレンの主鎖方向がラビング方向となるために、ゲスト・ホスト液晶分子はラビング方向と垂直な方向、つまりポリスチレンの主鎖方向と垂直な破線矢印方向に配向する。また、表面がポリメタクリル酸メチル２２により形成される面はポリメタクリル酸メチルの主鎖方向がラビング方向となるために、ゲスト・ホスト液晶分子はラビング方向、つまりポリメタクリル酸メチルの主鎖方向である実線矢印方向に配向する。中間フィルム１７のラビング方向は、同一方向であるために、中間フィルム１７はラビングの際に歪むことがなく、ゲスト・ホスト液晶の着色時の光吸収軸は、歪まずに直交する。従って、着色時のゲスト・ホスト液晶層１４の光吸収効率が大きいため、コストの低い、コントラストの高い液晶表示装置を得ることが出来る。
【００３４】
なお、本実施形態で用いるゲスト・ホスト液晶中にカイラル剤を添加し、色素分子の吸収軸をらせん状に配置しても良い。
【００３５】
また、本実施形態の液晶表示装置の透明電極１２と反射電極１３の間に交流電圧を印加し、本実施形態で用いた二色性色素の吸収波長における表示特性を評価した。印加電圧を約１０Ｖとした時に反射率は約６０％、電圧無印加とした時は反射率が約７％であり、コントラストが約８以上であった。これは、実用上、十分なコントラストが得られたといえる。
【００３６】
また、本実施形態では、ゲスト・ホスト液晶に接した際、主鎖方向にゲスト・ホスト液晶を配向させる高分子膜として、ポリメタクリル酸メチルを用いたが、これに限定されるものではない。例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）やポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、市販のセロハンテープ等、一般的な高分子材料の大半を用いる事が出来、長鎖のある高分子は良い配向性を示すものが多く、好ましい。
【００３７】
さらに、本実施形態では、ゲスト・ホスト液晶に接した際、主鎖方向と垂直な方向にゲスト・ホスト液晶を配向させる高分子膜として、ポリスチレンを用いたが、これに限定されるものではない。例えば、スチレンの誘導体系材料の高分子膜にも同様の性質を有するものが見出されている。例えば、ｏ−Ｂｒ、ｍ−Ｂｒ、ｐ−Ｂｒ、ｏ−Ｃｌ、ｍ−Ｃｌ、ｐ−Ｃｌ、ｏ− ＮＯ₂、ｐ−ＮＯ₂、ｐ−Ｆ、ｐ−フェニル、ｐ−ＣＨ₃、ｐ−ｉｓｏＣ₃Ｈ₇、ｐ−ｔｅｒｔＣ₄Ｈ₉、ｐ−ＯＣＨ₃、ｐ−ＯＨ、４−ビニルピリジン等があげられる。
【００３８】
また、スチレンの誘導体系材料以外で同様に、ゲスト・ホスト液晶と接した際、主鎖方向と垂直な方向にゲスト・ホスト液晶を配向させる性質を有する材料としては、一部のメタクリル酸ポリマーが知られている。これらの材料の側鎖としては（化１）や（化２）、（化３）等が知られている。ゲスト・ホスト液晶に接した際、主鎖の方向と垂直な方向にゲスト・ホスト液晶を配向させる高分子としては、これらのように、側鎖が比較的長く側鎖の運動性が高い構造が好ましい。
−ＣＯＯ−ＣＨ₂−ＣＨＯＨ−ＣＨ₃ （化１）
−ＣＯＯ−ＣＨ₂−ＣＨ₂−ＯＨ（化２）
−ＣＯＯ−ＣＨ₂−（ＣＦ₂）₆−ＣＦ₃ （化３）
これらの中でも、特に（化３）はゲスト・ホスト液晶の配向状態が、弱アンカリングになるため、低電圧駆動可能であるという効果がある。
【００３９】
また、ゲスト・ホスト液晶に接した際、主鎖方向と垂直な方向にゲスト・ホスト液晶を配向させる高分子膜は、上述したような、主鎖方向と垂直な方向にゲスト・ホスト液晶を配向させる性質を有する材料を２種類以上混合して、またはこれらの材料と、主鎖方向にゲスト・ホスト液晶を配向させる性質を有する材料を混合して形成しても良い。このように材料を混合して用いる場合は、ゲスト・ホスト液晶に接した際、主鎖方向と垂直な方向にゲスト・ホスト液晶を配向させる性質を失わないよう、混合して用いれば良い。
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態の液晶表示装置については、第１の実施形態と同様に図１、図２を用いて説明を行い、第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００４０】
本実施形態の液晶表示装置は、図１に示すように一対の基板１１と、一方の基板１１の内側表面に形成される透明電極１２、他方の基板１１の内側表面に形成される反射電極１３、基板１１に挟まれるゲスト・ホスト液晶層１４からなり、ゲスト・ホスト液晶層１４は、第１のゲスト・ホスト液晶層１５、第２のゲスト・ホスト液晶層１６と、ゲスト・ホスト液晶層１４を第１のゲスト・ホスト液晶層１５、第２のゲスト・ホスト液晶層１６に分離する中間フィルム１７からなる。中間フィルム１７の一方の面は第１の高分子膜２２により、他方の面は第２の高分子膜２１により形成され、ゲスト・ホスト液晶に接する際、第１の高分子膜２２はその主鎖方向にゲスト・ホスト液晶を配向させるものであり、第２の高分子膜２１はその主鎖方向と垂直な方向にゲスト・ホスト液晶を配向させるものである。
【００４１】
本実施形態では、中間フィルム１７が上記の性質を持つ点は第１の実施形態と同様であるが、中間フィルム１７の両面を同一方向に延伸して第１の高分子膜２２と第２の高分子膜２１の主鎖方向を同一方向とし、中間フィルム１７の両面のゲスト・ホスト液晶の配向を直交させる点が、第１の実施形態とは異なる。
【００４２】
次に、本実施形態の液晶表示装置について、製造方法に沿って説明する。
【００４３】
まず、一対のガラス基板１１の一方の表面に透明電極１２を、他方の表面に反射電極１３を形成し、各電極の形成された側の表面に配向膜を形成、ラビングするまでの工程を、第１の実施形態と同様の材料、方法により行う。ラビングの方向も第１の実施形態と同様に行えば良い。
【００４４】
次に、厚さ約２μｍのポリスチレンフィルム（第２の高分子膜）２１の片側に過酸化ベンゾイルを約１ｗｔ％添加したメタクリル酸メチルモノマーを、スピンコートにより約１μｍの厚さとなるよう塗布する。このフィルムの形状を保持したまま、約８０℃のオーブンにより約３０分間加熱して重合させ、このフィルムの片面に、ポリメタクリル酸メチル被膜（第１の高分子膜）２２を得、中間フィルム１７とする。この中間フィルム１７の両端を把持し、オーブン中の温度を約５０℃〜約７０℃に加熱しながら、約１分間で約１．５倍の長さとなるよう中間フィルム１７を延伸し、図１で延伸方向が紙面と平行になるように、各電極を配置した一対の基板１１に挟み込む。その際、中間フィルム１７のポリメタクリル酸メチル２２を形成した側の面が、基板１１の透明電極１２を配置された側の面と向かうようにした。また、基板１１と中間フィルム１７との間のギャップを保持するために、約５μｍ径のミクロビーズをスペーサとして使用する。なお、延伸処理の方法としては、上記の方法に限られるものではなく、例えば、予め中間フィルム１７をロール状にしておき、引き出しながら連続的に延伸処理を行っても良い。
【００４５】
そして、第１の実施形態と同様の材料、方法を用いて二色性色素を液晶に溶解したものを、中間フィルム１７を挟んだ基板１１間に注入して封止し、透明電極１２、反射電極１３を駆動回路（図示せず）に接続して本実施形態の液晶表示装置を完成する。
【００４６】
本実施形態の液晶表示装置を、偏光顕微鏡によって観察する事により、第１のゲスト・ホスト液晶層１５と第２のゲスト・ホスト液晶層１６の光吸収軸は歪まずに直交しており、中間フィルム１７は偏光状態を乱していない事が確認された。
【００４７】
本実施形態でも、第１の実施形態と同様に、図２に示すように、中間フィルム１７はポリスチレン２１の一方の面にポリメタクリル酸メチル２２を形成したものである。また、ゲスト・ホスト液晶と接する際、ポリメタクリル酸メチル２２はその主鎖方向にゲスト・ホスト液晶を配向させる高分子であり、ポリスチレン２１はその主鎖方向と垂直な方向にゲスト・ホスト液晶を配向させる高分子である。従って、中間フィルム１７の両面を同一方向に延伸することにより、中間フィルム１７の両表面の高分子の主鎖方向が揃う為、両面に接するゲスト・ホスト液晶の配向方向が直交する。すなわち、図２で、中間フィルム１７の両面を実線矢印方向に延伸すると、表面がポリスチレン２１により形成される面はポリスチレンの主鎖方向が延伸方向となるために、ゲスト・ホスト液晶分子は延伸方向と垂直方向、つまりポリスチレンの主鎖方向と垂直な破線矢印方向に配向する。また、表面がポリメタクリル酸メチル２２により形成される面はポリメタクリル酸メチルの主鎖方向が延伸方向となるために、ゲスト・ホスト液晶分子は延伸方向、つまりポリメタクリル酸メチルの主鎖方向である実線矢印方向に配向する。中間フィルム１７の延伸方向は、同一方向であるために、中間フィルム１７は延伸の際に歪むことがなく、ゲスト・ホスト液晶の着色時の光吸収軸は、歪まずに直交する。従って、着色時のゲスト・ホスト液晶層１４の光吸収効率が大きいため、コストの低い、コントラストの高い液晶表示装置を得ることが出来る。
【００４８】
また、本実施形態の液晶表示装置の透明電極１２と反射電極１３の間に交流電圧を印加し、本実施形態で用いた二色性色素の吸収波長における表示特性を評価した。印加電圧を約１０Ｖとした時に反射率は約６０％、電圧無印加とした時は反射率が約７％であり、コントラストが約８以上であった。これは、実用上、十分なコントラストが得られたといえる。
【００４９】
第１、第２の実施形態では、ポリスチレン分子膜上にポリメタクリル酸メチル分子膜を形成している。つまり、ゲスト・ホスト液晶に接した際、主鎖方向と垂直な方向にゲスト・ホスト液晶を配向させる高分子を基材とし、その上に主鎖方向にゲスト・ホスト液晶を配向させる高分子を形成しているのであるが、これに限定されるものではない。例えば中間フィルムとして、基材の一方の面に、ゲスト・ホスト液晶と接した際、主鎖方向と垂直な方向にゲスト・ホスト液晶を配向させる高分子膜を形成し、他方の面に主鎖方向にゲスト・ホスト液晶を配向させる高分子膜を形成しても良い。
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態の液晶表示装置の断面図を図３に示す。
【００５０】
本実施形態の液晶表示装置は、図３に示すようにガラス基板３３と、ガラス基板３３の一方の表面に形成される反射電極３４、ガラス基板３３に対向するＰＥＴ基板３５、ＰＥＴ基板３５の一方の表面に形成される透明電極３６、各電極が形成された面を内側としたガラス基板３３とＰＥＴ基板３５に挟まれるゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層３７からなる。ゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層３７は、ゲスト・ホスト液晶を内包するゲスト・ホスト液晶マイクロカプセルからなり、第１のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル３１、第２のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル３２を含む。第１のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル３１は、ゲスト・ホスト液晶の被覆膜の材料として、その主鎖方向にゲスト・ホスト液晶を配向させる高分子を用いる。また、第２のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル３２は、ゲスト・ホスト液晶の被覆膜の材料として、その主鎖方向と垂直な方向にゲスト・ホスト液晶を配向させる高分子を用いる。
【００５１】
本実施形態では、ゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層３７が、上述した第１のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル３１と第２のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル３２の２種類からなるものである。そして、２種類のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセルを同一方向に延伸することにより、双方のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセルのゲスト・ホスト液晶の被覆膜の主鎖方向を同一方向とし、双方のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル中のゲスト・ホスト液晶の配向方向を直交させるものである。
【００５２】
次に、本実施形態の液晶表示装置について、製造方法に沿って説明する。
【００５３】
まず、約１０ｃｍ×約６ｃｍの大きさのガラス基板３３の一方の面に、アルミニウムを用いて拡散反射性の反射電極３４を形成する。
【００５４】
次に、第１のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル３１と第２のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル３２を作成する。まず、第１のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル３１は、二色性色素として日本感光性色素社製二色性色素Ｇ−１７６を約１重量部溶解した、正の誘電異方性を有するネマティック液晶であるチッソ社製ＬＩＸＯＮ５０５２を約８０重量部と、被覆膜の材料であるジイソブチルフマレートモノマーを約９重量部、架橋剤としてトリメチロールプロパントリアクリレート（ＴＭＰＴＡ）を約１重量部、重合開始剤としてベンゾイルパーオキサイド（ＢＰＯ）を約０．２重量部とを混合溶解し、伊勢化学社製の膜乳化装置で多孔質ガラスを通して約１重量％のポリビニルアルコール水溶液流の中に押し出し、乳化させた後、約５００ｒｐｍで撹拌する。この液晶組成物を約１１０℃で約１時間重合する。重合した後、この重合物を約８μｍの穴径のフィルターで濾過し、純水で洗浄する事により、ポリジイソブチルフマレートの透明高分子被覆膜で包含された第１のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル３１を得る。
【００５５】
また、被覆膜の材料としてスチレンモノマーを約９重量部使用して、それ以外は上述と同様の材料、方法を用い、ポリスチレンの透明高分子被覆膜で包含された第２のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル３２を作成する。
【００５６】
得られた第１のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル３１の一部をガラス基板に滴下し、延伸処理を施して偏光顕微鏡により観察したところ、第１のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル３１内のゲスト・ホスト液晶の配向方向は、延伸方向と一致した。これは、ゲスト・ホスト液晶の被覆膜が、ポリジイソブチルフマレートからなり、これは主鎖方向にゲスト・ホスト液晶を配向させる高分子である為、ゲスト・ホスト液晶マイクロカプセルに延伸処理を施すと、ポリジイソブチルフマレートの主鎖が延伸方向に配列する事から、その方向にゲスト・ホスト液晶が配向するためである。
【００５７】
また、得られた第２のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル３２も同様に観察したところ、第２のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル３２内のゲスト・ホスト液晶の配向方向は、延伸方向と垂直な方向となった。これは、ゲスト・ホスト液晶の被覆膜がポリスチレンからなり、これは主鎖方向と垂直な方向にゲスト・ホスト液晶を配向させる高分子である為、ゲスト・ホスト液晶マイクロカプセルに延伸処理を施すと、ポリスチレンの主鎖が延伸方向に配列することから、その方向と垂直な方向にゲスト・ホスト液晶が配向するためである。
【００５８】
次に、水にエチレングリコールを約５０重量％溶解させたものに、第１のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル３１と第２のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル３２を各々約３０重量％となるよう分散させる。
【００５９】
そして、ガラス基板３３の反射電極３４を形成した側の面に、この第１のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル３１と第２のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル３２を分散させた溶液をスクリーン印刷して乾燥させ、ゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層３７とする。ゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層３７の膜厚は、約１０μｍとなるようにする。
【００６０】
次に、ＰＥＴ基板３５上に透明電極３６を形成し、乾燥させたゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層３７の上に、このＰＥＴ基板３５を真空ラミネーターを用いて重ね合わせる。その際、ＰＥＴ基板３５の透明電極３６を形成された側の面が、ガラス基板３３の液晶マイクロカプセル層３７を形成された側の面に向くよう配置する。そして、両基板を平行としたまま約５μｍずらして、ゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層３７全体に延伸処理を施し、基板周囲を封止して、反射電極３４、透明電極３６を駆動回路（図示せず）に接続して本実施形態の液晶表示装置を完成する。
【００６１】
本実施形態の液晶表示装置を、偏光顕微鏡によって観察する事により、延伸方向に対して平行な配向状態を有するゲスト・ホスト液晶を含有する第１のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル３１と、延伸方向に対して垂直な配向状態を有するゲスト・ホスト液晶を含有する第２のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル３２が混在している事が確認された。
【００６２】
本実施形態では、ゲスト・ホスト液晶を用いた２種類のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセルを具備するものである。そして、ゲスト・ホスト液晶の被覆膜にポリジイソブチルフマレートを用いる第１の液晶マイクロカプセル３１と、ゲスト・ホスト液晶の被覆膜にポリスチレンを用いる第２の液晶マイクロカプセル３２の２種類を混合したもので、ゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層３７を形成する。ポリジイソブチルフマレートは、その主鎖方向にゲスト・ホスト液晶を配向させる高分子であり、ポリスチレンは、その主鎖方向と垂直な方向にゲスト・ホスト液晶を配向させる高分子である。従って、ゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層３７を挟んだ基板をずらして応力をかけ、ゲスト・ホスト液晶マイクロカプセルを延伸することにより、各ゲスト・ホスト液晶マイクロカプセルの被覆膜の主鎖方向が揃う為、２種類のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセルで、内包されるゲスト・ホスト液晶の配向方向が直交する。本実施形態の液晶表示装置では、この２種類のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセルを混合し、一方向にのみ延伸処理を行うことにより、ゲスト・ホスト液晶の着色時の光吸収軸として、直交する２方向を得ることが出来、ゲスト・ホスト液晶の光吸収効率が大きくなるため、コストの低い、コントラストの高い液晶表示装置を得ることが出来る。
【００６３】
本実施形態では、これら２種類のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセルを混合して基板上に形成する際、１種類のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセルのみが積層されゲスト・ホスト液晶の配向方向が直交しない、微小な領域が存在する可能性もある。しかし、ゲスト・ホスト液晶マイクロカプセルの大きさが、画素に対して小さい為に、このような領域は微小であり、コントラスとの低下を招くほどの影響はない。
【００６４】
また、本実施形態の液晶表示装置の反射電極３４と透明電極３６の間に交流電圧を印加し、本実施形態で用いた二色性色素の吸収波長における表示特性を評価した。印加電圧を約１０Ｖとした時に反射率は約６０％、電圧無印加とした時は反射率が約１０％であり、コントラストが約６以上であった。これは、実用上、十分なコントラストが得られたといえる。
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。本実施形態の液晶表示装置については、図４を用いて説明を行い、第３の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００６５】
本実施形態の液晶表示装置は、図４に示すようにガラス基板３３と、ガラス基板３３の一方の表面に形成される反射電極３４、ガラス基板３３に対向するＰＥＴ基板３５、ＰＥＴ基板３５の一方の表面に形成される透明電極３６、各電極が形成された面を内側としたガラス基板３３とＰＥＴ基板３５に挟まれるゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層４３からなる。ゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層４３は、ゲスト・ホスト液晶を内包するゲスト・ホスト液晶マイクロカプセルからなり、第１のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル３１からなる第１のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層４１、第２のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル３２からなる第２のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層４２を含む。第１のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル３１は、ゲスト・ホスト液晶の被覆膜の材料として、その主鎖方向にゲスト・ホスト液晶を配向させる高分子を用いる。また、第２のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル３２は、ゲスト・ホスト液晶の被覆膜の材料として、その主鎖方向と垂直な方向にゲスト・ホスト液晶を配向させる高分子を用いる。
【００６６】
本実施形態では、ゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層４３が、上述した第１のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層４１と第２のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層４２との２種類からなるものである。そして、２種類のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層を同一方向に延伸することにより、双方のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセルのゲスト・ホスト液晶の被覆膜の主鎖方向を同一方向とし、双方のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル中のゲスト・ホスト液晶の配向を直交させるものである。
【００６７】
次に、本実施形態の液晶表示装置について、製造方法に沿って説明する。
【００６８】
まず、ガラス基板３３の一方の面に反射電極３４を形成する工程から第１のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル３１、第２のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル３２を作成するまでの工程を、第３の実施形態と同様の材料、方法により行う。第１のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル３１、第２のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル３２を第３の実施形態と同様に偏光顕微鏡により観察したところ、第３の実施形態と同様の理由から、第１のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル３１内のゲスト・ホスト液晶の配向方向は延伸方向と一致し、第２のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル３２内のゲスト・ホスト液晶の配向方向は延伸方向と垂直な方向となった。
【００６９】
次に、水にエチレングリコールを約５０重量％溶解させたものに、第１のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル３１を約６０重量％となるよう分散させ、ガラス基板３３の反射電極３４を形成した側の面に、第１のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル３１を分散させた溶液をスクリーン印刷して、第１のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層４１とする。そして、水にエチレングリコールを約５０重量％溶解させたものに、第２のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル３２を約６０重量％となるよう分散させ、第１のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層４１の上に、第２のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル３２を分散させた溶液をスクリーン印刷して、第２のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層４２とする。これらのゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層は乾燥させ、それぞれの膜厚が約５μｍずつとなるようにする。
【００７０】
次に、ＰＥＴ基板３５上に透明電極３６を形成し、乾燥させたゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層４３の上に、ＰＥＴ基板３５を真空ラミネーターを用いて重ね合わせる。その際、ＰＥＴ基板３５の透明電極３６を形成された側の面が、ガラス基板３３のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層４３の形成された側の面に向くよう配置する。そして、両基板を平行としたまま約５μｍずらして、ゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層４３全体に延伸処理を施し、基板周囲を封止して、反射電極３４、透明電極３６を駆動回路（図示せず）に接続して本実施形態の液晶表示装置を完成する。
【００７１】
本実施形態の液晶表示装置を、偏光顕微鏡によって観察する事により、延伸方向に対して平行な配向状態を有するゲスト・ホスト液晶を含有する第１のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層４１と、延伸方向に対して垂直な配向状態を有するゲスト・ホスト液晶を含有する第２のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層４２が積層されていることが確認された。
【００７２】
本実施形態では、ゲスト・ホスト液晶を用いた２種類のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセルを具備するものである。そして、ゲスト・ホスト液晶の被覆膜としてポリジイソブチルフマレートを用いる第１のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層４１と、ゲスト・ホスト液晶の被覆膜としてポリスチレンを用いる第２のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層４２の２層を積層する。ポリジイソブチルフマレートは、その主鎖方向にゲスト・ホスト液晶を配向させる高分子であり、ポリスチレンは、その主鎖方向と垂直な方向にゲスト・ホスト液晶を配向させる高分子である。従って、ゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層４３を挟んだ基板をずらして応力をかけ、ゲスト・ホスト液晶マイクロカプセルを延伸することにより、各ゲスト・ホスト液晶マイクロカプセルの被覆膜の主鎖方向が揃う為、２種類のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層で、内包されるゲスト・ホスト液晶の配向方向が直交する。本実施形態の液晶表示装置では、この２種類のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層を積層し、一方向にのみ延伸処理を行うことにより、ゲスト・ホスト液晶の着色時の光吸収軸として、直交する２方向を得ることが出来、ゲスト・ホスト液晶の光吸収効率が大きくなるため、コストの低い、コントラストの高い液晶表示装置を得ることが出来る。
【００７３】
また、本実施形態の液晶表示装置の反射電極３４と透明電極３６の間に交流電圧を印加し、本実施形態で用いた二色性色素の吸収波長における表示特性を評価した。印加電圧を約１０Ｖとした時に反射率は約６０％、電圧無印加とした時は反射率が約７％であり、コントラストが約８以上であった。これは、実用上、十分なコントラストが得られたといえる。
【００７４】
第４の実施形態では、上述した性質を有する第１のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセルと第２のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセルを用い、まず、第１のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層４１を全面に形成し、その上に第２のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層４２を全面に形成したが、これは限定されるものではない。例えば、第１のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセルと第２のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセルを、ストライプパターンとなるように形成し、その上に逆のパターンを形成する事により、全面が、第１のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセルと第２のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセルの積層された構造となるようにしても良い。
【００７５】
また、本実施形態の液晶表示装置は、他の方法により形成しても良い。例えば、図５は第４の実施形態の変形例を示す断面図である。本変形例の液晶表示装置の製造方法は、まず、図５（ａ）に示すように、ＰＥＴフィルム５１上に、第４の実施形態と同様の材料、方法により形成した第２のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層４２と第１のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層４１を、順次スクリーン印刷して積層させる。そして、約１００℃で約３時間乾燥させ、溶媒成分を除去する事により、約５ｃｍ×約８ｃｍのゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層を得る。
【００７６】
次に、ＰＥＴフィルム５１と第１、第２のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層４１、４２を約１００℃に加熱しながら、ＰＥＴフィルム５１の両端を図５（ａ）中の矢印の方向に、毎分約１ｃｍの速さで伸びるよう延伸し、約１０ｃｍ×約６ｃｍの大きさにする。延伸を行う際は、加熱温度をゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル中のゲスト・ホスト液晶の、等方層−液晶層転移点以上とすることが好ましい。このように延伸処理を行うことにより、第１のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層４１を形成する第１のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセルの被覆膜の主鎖方向も、第２のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層４２を形成する第２のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセルの被覆膜の主鎖方向も、延伸方向に整列する。
【００７７】
次に、図５（ｂ）に示すように、ＰＥＴフィルム５１上、第２のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層４２と第１のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層４１が形成された側の面に、反射電極３４を形成したガラス基板３３を貼りあわせ、ＰＥＴフィルム５１を剥離する。その後、ＰＥＴ基板３５上に透明電極３６を形成し、第２のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層４２とＰＥＴ基板３５上の透明電極３６が接するよう、真空ラミネーターを用いて重ね合わせる。そして基板周囲を封止して、反射電極３４、透明電極３６を駆動回路（図示せず）に接続して本変形例の液晶表示装置を完成する。
【００７８】
このような方法で液晶表示装置を形成することにより、本変形例によっても第４の実施形態と同様な構成の液晶表示装置が得られる。そして、第１のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層４１と第２のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層４２が同一方向に延伸されることから、第１のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層４１の被覆膜を形成するポリジイソブチルフマレートと第２のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層４２の被覆膜を形成するポリスチレンの主鎖方向が同一方向に配向している。したがって、各ゲスト・ホスト液晶マイクロカプセルの被覆膜の主鎖方向が揃う為、これらの高分子が第４の実施形態で説明した性質を持つことから、２種類のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層で、内包されるゲスト・ホスト液晶の配向方向が直交する。
【００７９】
第３、第４の実施形態では、ゲスト・ホスト液晶の被覆膜の材料に、その主鎖方向にゲスト・ホスト液晶を配向させる高分子としてポリジイソブチルフマレートを、その主鎖方向と垂直な方向にゲスト・ホスト液晶を配向させる高分子としてポリスチレンを用いているが、これらに限定されるものではない。例えば、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂及びフラン樹脂等の縮合系ポリマーや、メチルメタクリレート−ビニルアクリレート共重合体等の三次元架橋ビニルポリマー等の熱硬化性樹脂を用いても良い。また、ポリエチレン類；塩素化ポリエチレン類；エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・アクリル酸・無水マレイン酸共重合体等のエチレン共重合体；ポリブタジエン類；ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル類；ポリプロピレン類；ポリイソブチレン類；ポリ塩化ビニル類；ポリ塩化ビニリデン類；ポリ酢酸ビニル類；ポリビニルアルコール類；ポリビニルアセタール類；ポリビニルブチラール類；四フッ化エチレン樹脂類；三フッ化塩化エチレン樹脂類；フッ化エチレン・プロピレン樹脂類；フッ化ビニリデン樹脂類；フッ化ビニル樹脂類；四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合体、四フッ化エチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体、四フッ化エチレン・エチレン共重合体等の四フッ化エチレン共重合体；含フッ素ポリベンゾオキサゾール等のフッ素樹脂類；アクリル樹脂類；ポリメタクリル酸メチル等のメタクリル樹脂類；ポリアクリロニトリル類、ポリアクリル酸ナトリウム等のイオン性ポリマー；アセタール樹脂類；ナイロン６６等のポリアミド類；ゼラチン；アラビアゴム；ポリカーボネート類；ポリエステルカーボネート類；セルロース系樹脂類；フェノール樹脂類；ユリア樹脂類；エポキシ樹脂類；不飽和ポリエステル樹脂類；アルキド樹脂類；メラミン樹脂類；ポリウレタン類；ジアリールフタレート樹脂類；ポリフェニレンオキサイド類；ポリフェニレンスルフィド類；ポリスルフォン類；ポリフェニルスルフォン類；シリコーン樹脂類；ポリイミド類；ビスマレイミドトリアジン樹脂類；ポリイミドアミド類；ポリエーテルスルフォン類；ポリメチルペンテン類；ポリエーテルエーテルケトン類；ポリエーテルイミド類；ポリビニルカルバゾール類；ノルボルネン系非晶質ポリオレフィン類；ポリフマル酸エステル類等の熱可塑性樹脂を用いることも出来る。
【００８０】
さらに、第３、第４の実施形態では、ゲスト・ホスト液晶の被覆膜を１層としているが、これに限定されるものではない。例えば、上述したような熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂から選択される二種類以上を用いて、ゲスト・ホスト液晶の被覆膜を多層としても良い。その場合、ゲスト・ホスト液晶マイクロカプセルの熱安定性を向上させる為に、ゲスト・ホスト液晶の被覆膜の最外殻に、熱硬化性樹脂を用いる事が好ましい。
【００８１】
また、ゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層の配向制御の方法としては、第３、第４の実施形態のような、ゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層を挟んだ基板をずらす方法以外の方法により行っても良い。例えば、ゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層を塗布後に乾燥する際、乾燥を均一に行うのではなく、ゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層の一辺から行い、それを徐々にその他の部分に伝わらせてゆく事により行っても良い。その場合、乾燥の進行方向に応力が印加され、その方向に液晶の被覆膜の主鎖方向が配列する。
【００８２】
さらに、第３、第４の実施形態では、ゲスト・ホスト液晶マイクロカプセルの形成方法として、膜乳化法を用いたが、ゲスト・ホスト液晶マイクロカプセルの形成方法はこれに限定されるものではなく、界面重合法、「ｉｎｓｉｔｕ」重合法、液中硬化被覆法、水溶液系からの相分離法、有機溶液系からの相分離法、融解分散冷却法、気中懸濁法、スプレードライング法などがあり、用途、形態等に応じて適宜選択すればよい。
【００８３】
また、本発明では、上述した各実施形態以外にも、効果を逸脱しない範囲で多様な実施形態をとることが出来る。例えば、上述の実施形態では、中間フィルムを用いない方式について、ゲスト・ホスト液晶層としてゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層を用いる方式について説明したが、ゲスト・ホスト液晶層として、Ｐｏｌｙｍｅｒ−ＤｉｓｐｅｒｓｅｄＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌ（ＰＤＬＣ）や、ＮｅｍａｔｉｃＣｕｒｖｉｌｉｎｅａｒＡｌｉｇｎｅｄＰｈａｓｅ（ＮＣＡＰ）等の液晶マトリクス複合材料を用いても良い。これらの材料を用いる場合は、基板上にＰＤＬＣやＮＣＡＰによるゲスト・ホスト液晶層を積層するのであるが、その際、例えば液晶分子を取り囲む高分子として、第１層の高分子には主鎖方向に液晶分子を配向させる高分子を、第２層の高分子には主鎖方向と垂直な方向に液晶分子を配向させる高分子を用いる。そして、基板を第１層、第２層の高分子ごと延伸する等して延伸処理を行い、各ゲスト・ホスト液晶層中の液晶分子を取り囲む高分子の主鎖方向を同一方向とすることにより、各ゲスト・ホスト液晶層の液晶分子の配向方向を垂直にすれば良い。その際、ゲスト・ホスト液晶の材料、形成方法等は、本発明の各実施形態と同様とすればよい。
【００８４】
また、本発明で用いる二色性色素としては、本発明の各実施形態で用いるもの以外にも、アゾ系、アントラキノン系、クマリン系色素などの各種色素を用いる事が出来、また、配合する色素も一種類に限られるものではない。色素の吸収波長を考慮して、複数の色素を適量混合する事で、所望の色調が得られる。また、光学異方性は、正負どちらのものを用いても良い。
【００８５】
さらに、本発明で用いる液晶材料としては、本発明の各実施形態で用いるもの以外にも、フッ素系液晶、シアノ系液晶、エステル系液晶などの各種液晶材料を用いる事が出来る。また、液晶の誘電異方性は、正のものに限られない。誘電異方性が負の液晶材料と、正の液晶材料とを混合して、全体として正の液晶として用いる、または誘電性が負の液晶材料を単独で用い、適当な素子構成及び駆動方式により使用しても良い。
【００８６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、コントラストが高く、コストの低いゲスト・ホストモードの液晶表示装置を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の液晶表示装置の断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の液晶表示装置の中間フィルムを説明する図である。
【図３】本発明の第３の実施形態の液晶表示装置の断面図である。
【図４】本発明の第４の実施形態の液晶表示装置の断面図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）とも、本発明の第４の実施形態の液晶表示装置の変形例を説明する断面図である。
【図６】従来の液晶表示装置の断面図である。
【図７】従来の液晶表示装置の中間フィルムを説明する図である。
【図８】別の従来の液晶表示装置の断面図である。
【符号の説明】
１１、３３、８３…ガラス基板
１２、３６、８６…透明電極
１３、３４、８４…反射電極
１４、６３…ゲスト・ホスト液晶層
１５、６５…第１のゲスト・ホスト液晶層
１６、６６…第２のゲスト・ホスト液晶層
１７、６４…中間フィルム
２１…ポリスチレン
２２…ポリメタクリル酸メチル
３１…第１のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル
３２…第２のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル
４１…第１のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層
４２…第２のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層
３５、８５…ＰＥＴ基板
３７、４３、８１…ゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層
５１…ＰＥＴフィルム
６１…電極
６２…基板
８２…ゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal display device and a manufacturing method thereof.
[0002]
[Prior art]
Many liquid crystal display devices have been proposed as display devices used in information equipment and the like, but currently, nematic liquid crystals represented by the twisted nematic (TN) mode and the super twisted nematic (STN) mode are representative. The type used is widely used.
[0003]
A display method of the liquid crystal display device will be described. The polarization direction of linearly polarized light incident on the liquid crystal layer of the liquid crystal display device is rotated by 90 ° along the twist of the liquid crystal molecules while passing through the liquid crystal layer. Further, when a voltage is applied to the liquid crystal layer, the 90 ° optical rotation of the liquid crystal molecules is lost.
[0004]
The TN mode is a method using a structure in which a liquid crystal layer is sandwiched between two linear polarizers, and the change in optical rotation of liquid crystal molecules is caused by the change in the intensity of light transmitted through the liquid crystal layer in response to voltage application. Observed.
[0005]
On the other hand, as a typical liquid crystal display device using no polarizer, there is a guest / host mode using guest / host liquid crystal. This is a liquid crystal layer using a mixture of dichroic dyes in a liquid crystal. Since the dichroic dyes are arranged in parallel with the liquid crystal molecules, Light whose absorption axis matches the vibration direction of light is absorbed, and transmitted light is colored. When a voltage is applied, light absorption does not occur because the light absorption axis and the vibration direction of light are orthogonal. Accordingly, the arrangement of the dichroic dyes along the liquid crystal in the guest / host liquid crystal layer is observed as a decolored and colored state in response to the application of voltage.
[0006]
When performing color display in guest / host mode, as shown in JP-A-8-313939, etc., three colors of guest / host liquid crystal of cyan, magenta and yellow are included in a microcapsule to display each color. By layering the guest / host liquid crystal microcapsule layer, bright color display can be realized.
[0007]
A liquid crystal display device using a guest / host liquid crystal has an effect that a sufficient brightness can be obtained in both cases of monochrome and color as compared with the above-described TN mode liquid crystal display device, but the contrast is low. There is a problem.
[0008]
For this problem, by optimizing the direction of the light absorption axis at the time of coloring, the light absorption efficiency can be improved and a practically sufficient contrast can be obtained. For example, T.W. Uchida et al, Proc. SID 22, 41 (1981) proposes a double guest / host mode having a structure in which two liquid crystal cells having orthogonal light absorption axes at the time of coloring are overlapped. The double guest / host mode is suitable as a display mode for next-generation liquid crystal display devices because it is suitable for high-quality display.
[0009]
However, in the double guest / host mode, since two liquid crystal cells are stacked, the manufacturing cost increases.
[0010]
In order to reduce the manufacturing cost in the double guest / host mode, the structure shown in FIG. Hasegawa et al, Journal of the SID, 7/4 261 (1999). In the liquid crystal display device using the guest-host liquid crystal of FIG. 6, an intermediate film 64 is disposed in a guest-host liquid crystal layer 63 inside a pair of substrates 62, in which an electrode 61 for applying a voltage to the guest-host liquid crystal is disposed. The guest / host liquid crystal layer 63 is separated into a first guest / host liquid crystal layer 65 and a second guest / host liquid crystal layer 66. To arrange the first guest-host liquid crystal layer 65 and the second guest-host liquid crystal layer 66 so that the light absorption axes at the time of coloring are orthogonal to each other, alignment films (not shown) are formed on both surfaces of the intermediate film 64. Is applied. Then, the rubbing direction of the alignment film of the intermediate film 64 is dichroic dye on both sides, for example, guest rubbing direction such as rubbing the front surface in the direction indicated by the solid line arrow and the back surface in the direction indicated by the broken line arrow as shown in FIG. The alignment is performed so that the alignment directions of the host liquid crystals are orthogonal.
[0011]
However, the intermediate film 64 needs to be thin to reduce parallax. When the rubbing directions are orthogonal to both surfaces of the thin intermediate film 64, the intermediate film 64 is stretched in different directions on both surfaces, so that distortion occurs, the light absorption axis during coloring is distorted, and the light absorption efficiency is greatly impaired.
[0012]
When the guest / host liquid crystal microcapsule is used, as shown in FIG. 8, the guest / host liquid crystal microcapsule is interposed between the glass substrate 83 on which the reflective electrode 84 is disposed and the PET substrate 85 on which the transparent electrode 86 is disposed. The capsule layer 81 is narrowed. For example, when an AC voltage is applied between the reflective electrode 84 and the transparent electrode 86 of this liquid crystal display device and the display characteristics at the absorption wavelength of the dichroic dye in the guest-host liquid crystal microcapsule are evaluated, the applied voltage is about 10 V. The reflectivity is about 60% when no voltage is applied, the reflectivity is about 15% when no voltage is applied, and a low contrast value of about 4 is obtained. This is because the light absorption axis of each guest / host liquid crystal microcapsule 82 when colored is in a random direction, and therefore has a lower contrast than the double guest / host mode.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the guest / host mode has an advantage that bright display is possible, but the high-contrast double guest / host mode is expensive. In order to reduce the cost, when the guest-host liquid crystal layer is separated into the guest-host liquid crystal layer in the guest-host liquid crystal layer to form a two-layer guest-host liquid crystal layer, The light absorption axis at the time of coloring of the guest-host liquid crystal cannot be made orthogonal without distortion, and the light absorption efficiency is greatly impaired. In addition, when guest / host liquid crystal microcapsules are used, the light absorption axis of each guest / host liquid crystal microcapsule is colored in a random direction, so that the contrast is still lower than in double guest / host mode.
[0014]
Therefore, at present, a liquid crystal display device with high contrast and low cost has not been obtained in the guest / host mode.
[0015]
Therefore, an object of the present invention is to provide a guest / host mode liquid crystal display device with high contrast and low cost.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, the present invention provides a first polymer film for aligning the guest-host liquid crystal in the main chain direction; While being laminated with this first polymer film, A second polymer film having a main chain in the same direction as the main chain direction of the first polymer film and orienting a guest-host liquid crystal in a direction perpendicular to the main chain direction; Molecular film Of the second polymer film is oriented on the surface opposite to the second polymer film. A first guest-host liquid crystal and the second polymer film; Of the first polymer film is oriented on the surface opposite to the first polymer film. Second guest / host LCD Do A liquid crystal display device is provided.
[0017]
The present invention also provides a pair of substrates disposed opposite to each other, a guest-host liquid crystal layer sandwiched between the pair of substrates, an electrode provided on each inner surface of the pair of substrates, and a guest-host liquid crystal An intermediate film that bisects the layer, wherein one surface of the intermediate film is formed by a first polymer film, and the other surface of the intermediate film is formed by a second polymer film. The film aligns the guest / host liquid crystal in the main chain direction, and the second polymer film aligns the guest / host liquid crystal in the direction perpendicular to the main chain direction. Provided is a liquid crystal display device characterized in that main chains of molecular films are oriented in the same direction.
[0018]
Furthermore, the present invention provides a step of forming electrodes on the inner surfaces of a pair of substrates arranged opposite to each other, one surface is formed by a first polymer film, and the other surface is a second polymer. An intermediate film formed by a film, an intermediate film processing step in which both surfaces of the intermediate film are rubbed or stretched in the same direction, and an intermediate film processing step, the intermediate film is placed between a pair of substrates. And a step of injecting and sealing the guest / host liquid crystal, the first polymer film aligns the guest / host liquid crystal in the main chain direction, and the second polymer film has the main chain direction. A method for manufacturing a liquid crystal display device is provided, in which guest-host liquid crystals are aligned in a direction perpendicular to the liquid crystal display.
[0019]
The present invention also includes a substrate, a first guest-host liquid crystal microcapsule that is provided on the substrate, covers the guest-host liquid crystal, and the coating film that contacts the guest-host liquid crystal is a first polymer film; A guest-host liquid crystal microcapsule layer having a second guest-host liquid crystal microcapsule in which a coating film that covers the guest-host liquid crystal and is in contact with the guest-host liquid crystal is a second polymer film; An electrode for applying a voltage to the microcapsule layer, the first polymer film aligns the guest-host liquid crystal in the main chain direction, and the second polymer film is in a direction perpendicular to the main chain direction. Provided is a liquid crystal display device in which guest-host liquid crystal is aligned and main chains of a first polymer film and a second polymer film are aligned in the same direction.
[0020]
Furthermore, the present invention provides a substrate, and a first guest-host liquid crystal microcapsule layer provided on the substrate, wherein the coating film that covers the guest-host liquid crystal and is in contact with the guest-host liquid crystal is a first polymer film. A guest-host liquid crystal microcapsule layer comprising two layers of a second guest-host liquid crystal microcapsule layer, wherein the coating film that covers the guest-host liquid crystal and is in contact with the guest-host liquid crystal comprises a second polymer film; An electrode for applying a voltage to the guest-host liquid crystal microcapsule layer, the first polymer film aligns the guest-host liquid crystal in the main chain direction, and the second polymer film has the main chain direction. Provided is a liquid crystal display device in which guest-host liquid crystal is aligned in a vertical direction, and main chains of a first polymer film and a second polymer film are aligned in the same direction.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings, but the present invention is not limited to these embodiments.
(First embodiment)
First, a first embodiment of the present invention will be described. A cross-sectional view of the liquid crystal display device of this embodiment is shown in FIG.
[0022]
As shown in FIG. 1, the liquid crystal display device of this embodiment includes a pair of substrates 11, a transparent electrode 12 formed on the inner surface of one substrate 11, and a reflective electrode 13 formed on the inner surface of the other substrate 11. The guest / host liquid crystal layer 14 is sandwiched between the first and second guest / host liquid crystal layers 15 and 16 and the guest / host liquid crystal layer 14. Is formed of an intermediate film 17 for separating the first guest-host liquid crystal layer 15 and the second guest-host liquid crystal layer 16.
[0023]
One surface of the intermediate film 17 is formed by the first polymer film 22 and the other surface is formed by the second polymer film 21. When contacting the guest / host liquid crystal, the first polymer film 22 is the main film. The guest / host liquid crystal is aligned in the chain direction, and the second polymer film 21 aligns the guest / host liquid crystal in a direction perpendicular to the main chain direction. In the present invention, when referring to the A direction or the direction perpendicular to A, it does not geometrically indicate the same direction as A or a direction perpendicular to A, but only to the extent that an optical effect is produced. I just need it.
[0024]
For example, by subjecting the polymer film to a treatment such as rubbing or stretching, the main chain direction of the polymer is oriented in a certain direction. When a polymer oriented in a certain direction is placed so that the polymer is in contact with the liquid crystal molecules, a polymer that orients the liquid crystal in the main chain direction of the polymer or the liquid crystal is perpendicular to the main chain direction of the polymer. There are polymers that orient in the direction. That is, by appropriately selecting materials for the first polymer film and the second polymer film, the first polymer film is a polymer that aligns liquid crystal molecules in contact with the first polymer in the main chain direction. The second polymer film can be formed of a polymer film in which liquid crystal molecules in contact with the second polymer film are aligned in a direction perpendicular to the main chain direction of the second polymer. Then, both surfaces of the intermediate film 17 are formed of a first polymer film 22 and a second polymer film 21 as shown in FIG. 1, and these are rubbed in the same direction, whereby liquid crystal molecules in contact with both surfaces are formed. The orientation direction can be made vertical.
[0025]
Therefore, in this embodiment, the intermediate film 17 has the above properties, and both surfaces of the intermediate film 17 are rubbed in the same direction so that the main chain directions of the first polymer film 22 and the second polymer film 21 are changed. In the same direction, the orientations of the guest / host liquid crystals on both surfaces of the intermediate film 17 are orthogonal to each other.
[0026]
Next, the liquid crystal display device of this embodiment will be described along the manufacturing method.
[0027]
First, of a pair of glass substrates 11 having a size of about 10 cm × about 6 cm, a transparent electrode 12 is provided on the surface of one glass substrate 11, a reflective electrode 13 is provided on the surface of the other glass substrate 11, and a normal liquid crystal display device is used. It is formed by the same material and method as in the case of making.
[0028]
Next, an alignment film (not shown) is applied to the surface of the glass substrate 11 on the side where the transparent electrode 12 is formed, and the alignment film (not shown) is also applied to the surface of the glass substrate 11 on the side where the reflective electrode 13 is formed. Apply. Then, when the glass substrate 11 is opposed so that each electrode is inside as shown in FIG. 1, the alignment film on the surface of the glass substrate 11 on which the transparent electrode 12 is formed aligns the guest / host liquid crystal parallel to the paper surface. Then, the alignment film on the surface of the glass substrate 11 on which the reflective electrode 13 is formed is rubbed so that the guest / host liquid crystal is aligned perpendicular to the paper surface.
[0029]
Next, a methyl methacrylate monomer having about 1 wt% of benzoyl peroxide added to one side of a polystyrene film (second polymer film) 21 having a thickness of about 2 μm is applied by spin coating to a thickness of about 1 μm. While maintaining the shape of this film, it is polymerized by heating in an oven at about 80 ° C. for about 30 minutes to obtain a polymethyl methacrylate coating (first polymer film) 22 on one side of the film, and the intermediate film 17 And Both surfaces of the intermediate film 17 are rubbed in the same direction one by one using a commercially available rubbing apparatus, and sandwiched between a pair of substrates 11 on which the respective electrodes are arranged so that the rubbing direction is parallel to the paper surface in FIG. At that time, the surface of the intermediate film 17 on which the polymethyl methacrylate 22 is formed faces the surface of the substrate 11 where the transparent electrode 12 is disposed. Further, in order to maintain a gap between the substrate 11 and the intermediate film 17, microbeads having a diameter of about 5 μm are used as spacers. Note that the rubbing method is not limited to the above method. For example, the intermediate film 17 is sandwiched between a pair of drums wound with a rubbing cloth, and the pair of drums are rotated while being rotated in the opposite directions. By feeding the film 17, it is possible to simultaneously rub both sides in the same direction.
[0030]
Then, this intermediate film is a nematic liquid crystal having positive dielectric anisotropy, which is obtained by dissolving dichroic dye G-176 manufactured by Nippon Photosensitive Dye Co., Ltd. in LIXON 5052 manufactured by Chisso Co., Ltd. in an amount of about 1 wt%. It inject | pours between the board | substrates 11 which pinched | interposed 17 and seals.
[0031]
Thereafter, the transparent electrode 12 and the reflective electrode 13 are connected to a drive circuit (not shown) to complete the liquid crystal display device of this embodiment.
[0032]
By observing the liquid crystal display device of the present embodiment with a polarizing microscope, the light absorption axes of the first guest / host liquid crystal layer 15 and the second guest / host liquid crystal layer 16 are orthogonal to each other without distortion. It was confirmed that the film 17 did not disturb the polarization state.
[0033]
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the intermediate film 17 is obtained by forming polymethyl methacrylate 22 on one surface of polystyrene 21. Polymethyl methacrylate 22 is a polymer that aligns the guest-host liquid crystal in the main chain direction when contacting the guest-host liquid crystal, and polystyrene 21 has the guest-host liquid crystal in the direction perpendicular to the main chain direction. A polymer to be oriented. Therefore, by rubbing both surfaces of the intermediate film 17 in the same direction, the main chain directions of the polymers on both surfaces of the intermediate film 17 are aligned, so that the orientation directions of the guest / host liquid crystals in contact with both surfaces are orthogonal. That is, in FIG. 2, when both surfaces of the intermediate film 17 are rubbed in the direction of the solid line arrow, the surface formed by polystyrene 21 is the rubbing direction in the main chain direction of polystyrene. Oriented in the direction of a broken line arrow perpendicular to the main chain direction of polystyrene. In addition, since the main chain direction of the polymethyl methacrylate is the rubbing direction on the surface formed by the polymethyl methacrylate 22, the guest / host liquid crystal molecules are in the rubbing direction, that is, the main chain direction of the polymethyl methacrylate. Oriented in a certain solid arrow direction. Since the rubbing direction of the intermediate film 17 is the same direction, the intermediate film 17 is not distorted during rubbing, and the light absorption axes when coloring the guest-host liquid crystal are orthogonal without being distorted. Therefore, since the light absorption efficiency of the guest / host liquid crystal layer 14 at the time of coloring is high, a low-cost and high-contrast liquid crystal display device can be obtained.
[0034]
In addition, a chiral agent may be added to the guest / host liquid crystal used in this embodiment, and the absorption axis of the dye molecule may be arranged in a spiral shape.
[0035]
In addition, an alternating voltage was applied between the transparent electrode 12 and the reflective electrode 13 of the liquid crystal display device of this embodiment, and the display characteristics at the absorption wavelength of the dichroic dye used in this embodiment were evaluated. When the applied voltage was about 10 V, the reflectance was about 60%, and when no voltage was applied, the reflectance was about 7%, and the contrast was about 8 or more. It can be said that a sufficient contrast was obtained in practical use.
[0036]
In the present embodiment, polymethyl methacrylate is used as the polymer film for aligning the guest-host liquid crystal in the main chain direction when in contact with the guest-host liquid crystal. However, the present invention is not limited to this. For example, most common polymer materials such as polyvinyl alcohol (PVA), polyethylene terephthalate (PET), and commercially available cellophane tape can be used, and many long-chain polymers exhibit good orientation. ,preferable.
[0037]
Further, in the present embodiment, polystyrene is used as the polymer film for aligning the guest-host liquid crystal in the direction perpendicular to the main chain direction when contacting the guest-host liquid crystal, but the present invention is not limited to this. . For example, a polymer film of a styrene derivative material has been found to have similar properties. For example, o-Br, m-Br, p-Br, o-Cl, m-Cl, p-Cl, o-NO ₂ , P-NO ₂ , P-F, p-phenyl, p-CH _Three , P-isoC _Three H ₇ , P-tertC _Four H ₉ , P-OCH _Three , P-OH, 4-vinylpyridine and the like.
[0038]
Similarly, other than styrene derivative materials, some methacrylic acid polymers may be used as materials having the property of aligning the guest-host liquid crystal in the direction perpendicular to the main chain direction when in contact with the guest-host liquid crystal. Are known. As side chains of these materials, (Chemical Formula 1), (Chemical Formula 2), (Chemical Formula 3) and the like are known. The polymers that orient the guest-host liquid crystal in the direction perpendicular to the main chain when in contact with the guest-host liquid crystal have a structure in which the side chain is relatively long and the side chain has high mobility. preferable.
-COO-CH ₂ -CHOH-CH _Three (Chemical formula 1)
-COO-CH ₂ -CH ₂ -OH
-COO-CH ₂ -(CF ₂ ) ₆ -CF _Three (Chemical formula 3)
Among these, (Chemical Formula 3) has an effect that it can be driven at a low voltage because the alignment state of the guest / host liquid crystal becomes weak anchoring.
[0039]
In addition, the polymer film that aligns the guest-host liquid crystal in the direction perpendicular to the main chain direction when in contact with the guest-host liquid crystal aligns the guest-host liquid crystal in the direction perpendicular to the main chain direction as described above. Two or more kinds of materials having the property to be formed may be mixed, or these materials may be mixed with a material having the property to align the guest-host liquid crystal in the main chain direction. When the materials are mixed and used in this way, they may be mixed and used so as not to lose the property of aligning the guest / host liquid crystal in the direction perpendicular to the main chain direction when contacting the guest / host liquid crystal.
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The liquid crystal display device of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2 similarly to the first embodiment, and will be described with a focus on differences from the first embodiment.
[0040]
As shown in FIG. 1, the liquid crystal display device of this embodiment includes a pair of substrates 11, a transparent electrode 12 formed on the inner surface of one substrate 11, and a reflective electrode 13 formed on the inner surface of the other substrate 11. The guest / host liquid crystal layer 14 is sandwiched between the first and second guest / host liquid crystal layers 15 and 16 and the guest / host liquid crystal layer 14. Is formed of an intermediate film 17 for separating the first guest-host liquid crystal layer 15 and the second guest-host liquid crystal layer 16. One surface of the intermediate film 17 is formed by the first polymer film 22 and the other surface is formed by the second polymer film 21. When contacting the guest / host liquid crystal, the first polymer film 22 is the main film. The guest / host liquid crystal is aligned in the chain direction, and the second polymer film 21 aligns the guest / host liquid crystal in a direction perpendicular to the main chain direction.
[0041]
In this embodiment, the point that the intermediate film 17 has the above-described properties is the same as that of the first embodiment. However, both the surfaces of the intermediate film 17 are stretched in the same direction to form the first polymer film 22 and the second film. The polymer film 21 is different from the first embodiment in that the main chain direction is the same direction and the orientations of the guest / host liquid crystals on both surfaces of the intermediate film 17 are orthogonal.
[0042]
Next, the liquid crystal display device of this embodiment will be described along the manufacturing method.
[0043]
First, a transparent electrode 12 is formed on one surface of a pair of glass substrates 11, a reflective electrode 13 is formed on the other surface, an alignment film is formed on the surface on which each electrode is formed, and the process until rubbing is performed. The same material and method as in the first embodiment are used. The rubbing direction may be performed in the same manner as in the first embodiment.
[0044]
Next, a methyl methacrylate monomer having about 1 wt% of benzoyl peroxide added to one side of a polystyrene film (second polymer film) 21 having a thickness of about 2 μm is applied by spin coating to a thickness of about 1 μm. While maintaining the shape of this film, it is polymerized by heating in an oven at about 80 ° C. for about 30 minutes to obtain a polymethyl methacrylate coating (first polymer film) 22 on one side of the film, and the intermediate film 17 And While holding both ends of the intermediate film 17 and heating the temperature in the oven to about 50 ° C. to about 70 ° C., the intermediate film 17 is stretched to be about 1.5 times as long as about 1 minute. And sandwiched between the pair of substrates 11 on which the respective electrodes are arranged so that the extending direction is parallel to the paper surface. At that time, the surface of the intermediate film 17 on which the polymethyl methacrylate 22 was formed was directed to the surface of the substrate 11 on which the transparent electrode 12 was disposed. Further, in order to maintain a gap between the substrate 11 and the intermediate film 17, microbeads having a diameter of about 5 μm are used as spacers. The stretching method is not limited to the above-described method. For example, the intermediate film 17 may be formed in a roll shape in advance, and the stretching process may be continuously performed while being drawn out.
[0045]
And what melt | dissolved the dichroic dye in the liquid crystal using the same material and method as 1st Embodiment inject | pours between the board | substrates 11 which pinched | interposed the intermediate | middle film 17, and seals. The electrode 13 is connected to a drive circuit (not shown) to complete the liquid crystal display device of this embodiment.
[0046]
By observing the liquid crystal display device of the present embodiment with a polarizing microscope, the light absorption axes of the first guest / host liquid crystal layer 15 and the second guest / host liquid crystal layer 16 are orthogonal to each other without distortion. It was confirmed that the film 17 did not disturb the polarization state.
[0047]
Also in this embodiment, as in the first embodiment, as shown in FIG. 2, the intermediate film 17 is formed by forming polymethyl methacrylate 22 on one surface of polystyrene 21. Polymethyl methacrylate 22 is a polymer that aligns the guest-host liquid crystal in the main chain direction when contacting the guest-host liquid crystal, and polystyrene 21 has the guest-host liquid crystal in the direction perpendicular to the main chain direction. A polymer to be oriented. Accordingly, by stretching both surfaces of the intermediate film 17 in the same direction, the main chain directions of the polymers on both surfaces of the intermediate film 17 are aligned, so that the orientation directions of the guest / host liquid crystals in contact with both surfaces are orthogonal. That is, in FIG. 2, when both surfaces of the intermediate film 17 are stretched in the direction of solid arrows, the surface formed by polystyrene 21 is the polystyrene main chain direction, and the guest / host liquid crystal molecules are stretched in the stretching direction. Oriented in the direction of a broken line arrow perpendicular to the main chain direction of polystyrene. In addition, since the main chain direction of the polymethyl methacrylate is the stretching direction on the surface formed by the polymethyl methacrylate 22, the guest / host liquid crystal molecules are in the stretching direction, that is, the main chain direction of the polymethyl methacrylate. Oriented in a certain solid arrow direction. Since the stretching direction of the intermediate film 17 is the same direction, the intermediate film 17 is not distorted during stretching, and the light absorption axes when coloring the guest-host liquid crystal are orthogonal without distortion. Therefore, since the light absorption efficiency of the guest / host liquid crystal layer 14 at the time of coloring is high, a low-cost and high-contrast liquid crystal display device can be obtained.
[0048]
In addition, an alternating voltage was applied between the transparent electrode 12 and the reflective electrode 13 of the liquid crystal display device of this embodiment, and the display characteristics at the absorption wavelength of the dichroic dye used in this embodiment were evaluated. When the applied voltage was about 10 V, the reflectance was about 60%, and when no voltage was applied, the reflectance was about 7%, and the contrast was about 8 or more. It can be said that a sufficient contrast was obtained in practical use.
[0049]
In the first and second embodiments, a polymethyl methacrylate molecular film is formed on a polystyrene molecular film. In other words, a polymer that aligns the guest-host liquid crystal in the direction perpendicular to the main chain direction when in contact with the guest-host liquid crystal is used as a base material, and a polymer that aligns the guest-host liquid crystal in the main chain direction is formed thereon. Although it is formed, it is not limited to this. For example, as an intermediate film, a polymer film is formed on one surface of a base material to align the guest-host liquid crystal in a direction perpendicular to the main chain direction when in contact with the guest-host liquid crystal, and the main chain is formed on the other surface. A polymer film that aligns the guest / host liquid crystal in the direction may be formed.
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described. A cross-sectional view of the liquid crystal display device of this embodiment is shown in FIG.
[0050]
As shown in FIG. 3, the liquid crystal display device of this embodiment includes a glass substrate 33, a reflective electrode 34 formed on one surface of the glass substrate 33, a PET substrate 35 facing the glass substrate 33, and one of the PET substrates 35. A transparent electrode 36 formed on the surface, a glass substrate 33 with the surface on which each electrode is formed inside, and a guest / host liquid crystal microcapsule layer 37 sandwiched between PET substrates 35. The guest / host liquid crystal microcapsule layer 37 is composed of a guest / host liquid crystal microcapsule containing guest / host liquid crystal, and includes a first guest / host liquid crystal microcapsule 31 and a second guest / host liquid crystal microcapsule 32. The first guest-host liquid crystal microcapsule 31 uses, as a material for the guest-host liquid crystal coating film, a polymer that aligns the guest-host liquid crystal in the main chain direction. The second guest-host liquid crystal microcapsule 32 uses a polymer that aligns the guest-host liquid crystal in the direction perpendicular to the main chain direction as a material for the coating film of the guest-host liquid crystal.
[0051]
In this embodiment, the guest / host liquid crystal microcapsule layer 37 is composed of the two types of the first guest / host liquid crystal microcapsule 31 and the second guest / host liquid crystal microcapsule 32 described above. Then, by extending the two types of guest / host liquid crystal microcapsules in the same direction, the main chain direction of the guest / host liquid crystal coating film of both guest / host liquid crystal microcapsules is the same direction, The orientation direction of the guest / host liquid crystal in the host liquid crystal microcapsule is orthogonalized.
[0052]
Next, the liquid crystal display device of this embodiment will be described along the manufacturing method.
[0053]
First, a diffuse reflective reflective electrode 34 is formed using aluminum on one surface of a glass substrate 33 having a size of about 10 cm × about 6 cm.
[0054]
Next, a first guest / host liquid crystal microcapsule 31 and a second guest / host liquid crystal microcapsule 32 are formed. First, the first guest-host liquid crystal microcapsule 31 is a nematic liquid crystal having positive dielectric anisotropy in which about 1 part by weight of a dichroic dye G-176 manufactured by Nippon Photosensitive Dye Co., Ltd. is dissolved as a dichroic dye. About 80 parts by weight of LIXON 5052 manufactured by Chisso Corporation, about 9 parts by weight of diisobutyl fumarate monomer as a coating film material, about 1 part by weight of trimethylolpropane triacrylate (TMPTA) as a crosslinking agent, polymerization initiator As a mixture, about 0.2 parts by weight of benzoyl peroxide (BPO) was mixed and dissolved, and extruded into a 1% by weight polyvinyl alcohol aqueous solution through porous glass with a membrane emulsifier manufactured by Ise Chemical Co., Ltd. and emulsified. Then, stir at about 500 rpm. This liquid crystal composition is polymerized at about 110 ° C. for about 1 hour. After the polymerization, the polymer is filtered through a filter having a hole diameter of about 8 μm and washed with pure water, so that the first guest-host liquid crystal micro-particle included in the transparent polymer coating film of polydiisobutyl fumarate is contained. Capsule 31 is obtained.
[0055]
Also, the second guest / host contained in the transparent polymer coating film of polystyrene, using about 9 parts by weight of styrene monomer as the material of the coating film, and using the other materials and methods similar to those described above. A liquid crystal microcapsule 32 is created.
[0056]
A part of the obtained first guest-host liquid crystal microcapsule 31 was dropped on a glass substrate, subjected to stretching treatment, and observed with a polarizing microscope. As a result, the guest-host in the first guest-host liquid crystal microcapsule 31 was observed. The alignment direction of the liquid crystal coincided with the stretching direction. This is because the coating film of the guest / host liquid crystal is made of polydiisobutyl fumarate, which is a polymer that orients the guest / host liquid crystal in the main chain direction. This is because the main chain of polydiisobutyl fumarate is aligned in the stretching direction, and the guest / host liquid crystal is aligned in that direction.
[0057]
Further, when the obtained second guest-host liquid crystal microcapsule 32 was also observed in the same manner, the orientation direction of the guest-host liquid crystal in the second guest-host liquid crystal microcapsule 32 was a direction perpendicular to the stretching direction. became. This is because the coating film of the guest / host liquid crystal is made of polystyrene, and this is a polymer that orients the guest / host liquid crystal in the direction perpendicular to the main chain direction. This is because the main chain of polystyrene is aligned in the stretching direction, so that the guest / host liquid crystal is aligned in a direction perpendicular to that direction.
[0058]
Next, the first guest-host liquid crystal microcapsule 31 and the second guest-host liquid crystal microcapsule 32 are dispersed in water in which about 50% by weight of ethylene glycol is dissolved, so that each is about 30% by weight. .
[0059]
A solution in which the first guest-host liquid crystal microcapsule 31 and the second guest-host liquid crystal microcapsule 32 are dispersed is screen-printed on the surface of the glass substrate 33 on which the reflective electrode 34 is formed and dried. Thus, the guest / host liquid crystal microcapsule layer 37 is obtained. The thickness of the guest / host liquid crystal microcapsule layer 37 is about 10 μm.
[0060]
Next, a transparent electrode 36 is formed on the PET substrate 35, and this PET substrate 35 is overlaid on the dried guest / host liquid crystal microcapsule layer 37 using a vacuum laminator. At that time, the PET substrate 35 is disposed so that the surface on which the transparent electrode 36 is formed faces the surface of the glass substrate 33 on which the liquid crystal microcapsule layer 37 is formed. Then, the substrate and the liquid crystal microcapsule layer 37 are stretched by shifting about 5 μm while keeping both the substrates parallel to each other, the periphery of the substrate is sealed, and the reflective electrode 34 and the transparent electrode 36 are driven circuit (not shown). To complete the liquid crystal display device of this embodiment.
[0061]
By observing the liquid crystal display device of this embodiment with a polarizing microscope, a first guest-host liquid crystal microcapsule 31 containing a guest-host liquid crystal having an alignment state parallel to the stretching direction, and the stretching direction On the other hand, it was confirmed that the second guest-host liquid crystal microcapsules 32 containing the guest-host liquid crystal having the perpendicular alignment state were mixed.
[0062]
In this embodiment, two types of guest-host liquid crystal microcapsules using guest-host liquid crystals are provided. The first liquid crystal microcapsule 31 using polydiisobutyl fumarate for the guest / host liquid crystal coating film and the second liquid crystal microcapsule 32 using polystyrene for the guest / host liquid crystal coating film are mixed. Thus, the guest / host liquid crystal microcapsule layer 37 is formed. Polydiisobutyl fumarate is a polymer that aligns the guest-host liquid crystal in the main chain direction, and polystyrene is a polymer that aligns the guest-host liquid crystal in the direction perpendicular to the main chain direction. Accordingly, the main chain direction of the coating film of each guest-host liquid crystal microcapsule is aligned by applying stress by shifting the substrate sandwiching the guest-host liquid crystal microcapsule layer 37 and stretching the guest-host liquid crystal microcapsule. Therefore, the orientation direction of the guest-host liquid crystal contained in the two types of guest-host liquid crystal microcapsules is orthogonal. In the liquid crystal display device of the present embodiment, these two types of guest / host liquid crystal microcapsules are mixed and subjected to stretching treatment only in one direction, whereby the light absorption axis at the time of coloring of the guest / host liquid crystal is orthogonal 2. Since the direction can be obtained and the light absorption efficiency of the guest-host liquid crystal is increased, a low-cost and high-contrast liquid crystal display device can be obtained.
[0063]
In the present embodiment, when these two types of guest-host liquid crystal microcapsules are mixed and formed on the substrate, only one type of guest-host liquid crystal microcapsules is laminated and the orientation directions of the guest-host liquid crystal are not orthogonal. There may be a minute region. However, since the size of the guest-host liquid crystal microcapsule is small with respect to the pixel, such a region is very small, and there is no influence that causes a decrease in contrast.
[0064]
Further, an alternating voltage was applied between the reflective electrode 34 and the transparent electrode 36 of the liquid crystal display device of the present embodiment, and the display characteristics at the absorption wavelength of the dichroic dye used in the present embodiment were evaluated. When the applied voltage was about 10 V, the reflectance was about 60%. When no voltage was applied, the reflectance was about 10%, and the contrast was about 6 or more. It can be said that a sufficient contrast was obtained in practical use.
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. The liquid crystal display device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. 4, focusing on differences from the third embodiment.
[0065]
As shown in FIG. 4, the liquid crystal display device of this embodiment includes a glass substrate 33, a reflective electrode 34 formed on one surface of the glass substrate 33, a PET substrate 35 facing the glass substrate 33, and one of the PET substrates 35. A transparent electrode 36 formed on the surface, a glass substrate 33 with the surface on which each electrode is formed inside, and a guest / host liquid crystal microcapsule layer 43 sandwiched between PET substrates 35. The guest-host liquid crystal microcapsule layer 43 is composed of a guest-host liquid crystal microcapsule enclosing a guest-host liquid crystal, and includes a first guest-host liquid crystal microcapsule layer 41 composed of the first guest-host liquid crystal microcapsule 31. A second guest / host liquid crystal microcapsule layer 42 including the second guest / host liquid crystal microcapsule 32 is included. The first guest-host liquid crystal microcapsule 31 uses, as a material for the guest-host liquid crystal coating film, a polymer that aligns the guest-host liquid crystal in the main chain direction. The second guest-host liquid crystal microcapsule 32 uses a polymer that aligns the guest-host liquid crystal in the direction perpendicular to the main chain direction as a material for the coating film of the guest-host liquid crystal.
[0066]
In the present embodiment, the guest / host liquid crystal microcapsule layer 43 is composed of two types of the first guest / host liquid crystal microcapsule layer 41 and the second guest / host liquid crystal microcapsule layer 42 described above. By extending the two types of guest / host liquid crystal microcapsule layers in the same direction, the main chain directions of the guest / host liquid crystal coating films of both guest / host liquid crystal microcapsules are made the same direction, The orientation of the guest-host liquid crystal in the host liquid crystal microcapsule is orthogonal.
[0067]
Next, the liquid crystal display device of this embodiment will be described along the manufacturing method.
[0068]
First, from the step of forming the reflective electrode 34 on one surface of the glass substrate 33 to the steps of forming the first guest-host liquid crystal microcapsule 31 and the second guest-host liquid crystal microcapsule 32, the third step The same material and method as in the embodiment are used. When the first guest-host liquid crystal microcapsule 31 and the second guest-host liquid crystal microcapsule 32 were observed with a polarization microscope in the same manner as in the third embodiment, the first guest-host liquid crystal microcapsule 31 was observed for the same reason as in the third embodiment. The guest-host liquid crystal orientation in the guest-host liquid crystal microcapsule 31 coincides with the stretching direction, and the guest-host liquid crystal orientation in the second guest-host liquid crystal microcapsule 32 is perpendicular to the stretching direction. It became.
[0069]
Next, the side on which the reflective electrode 34 of the glass substrate 33 is formed by dispersing the first guest-host liquid crystal microcapsule 31 in water in which about 50% by weight of ethylene glycol is dissolved to be about 60% by weight. The first guest / host liquid crystal microcapsule layer 41 is formed by screen printing a solution in which the first guest / host liquid crystal microcapsule 31 is dispersed on the surface. Then, the second guest-host liquid crystal microcapsule 32 is dispersed in water in which about 50% by weight of ethylene glycol is dissolved, and the first guest-host liquid crystal microcapsule layer 41 is dispersed. A solution in which the second guest / host liquid crystal microcapsules 32 are dispersed is screen-printed to form a second guest / host liquid crystal microcapsule layer 42. These guest / host liquid crystal microcapsule layers are dried so that each film thickness is about 5 μm.
[0070]
Next, the transparent electrode 36 is formed on the PET substrate 35, and the PET substrate 35 is overlaid on the dried guest / host liquid crystal microcapsule layer 43 using a vacuum laminator. At that time, the PET substrate 35 is disposed so that the surface on which the transparent electrode 36 is formed faces the surface of the glass substrate 33 on which the guest / host liquid crystal microcapsule layer 43 is formed. Then, the substrate and the liquid crystal microcapsule layer 43 are stretched by shifting the substrates by approximately 5 μm while being parallel to each other, the periphery of the substrate is sealed, and the reflective electrode 34 and the transparent electrode 36 are connected to a drive circuit (not shown). To complete the liquid crystal display device of this embodiment.
[0071]
By observing the liquid crystal display device of this embodiment with a polarizing microscope, a first guest-host liquid crystal microcapsule layer 41 containing a guest-host liquid crystal having an alignment state parallel to the stretching direction, and the stretching direction It was confirmed that the second guest-host liquid crystal microcapsule layer 42 containing a guest-host liquid crystal having an alignment state perpendicular to the layer was laminated.
[0072]
In this embodiment, two types of guest-host liquid crystal microcapsules using guest-host liquid crystals are provided. A first guest-host liquid crystal microcapsule layer 41 using polydiisobutyl fumarate as a coating film for the guest-host liquid crystal, and a second guest-host liquid crystal micro-film using polystyrene as the coating film for the guest-host liquid crystal Two layers of the capsule layer 42 are laminated. Polydiisobutyl fumarate is a polymer that aligns the guest-host liquid crystal in the main chain direction, and polystyrene is a polymer that aligns the guest-host liquid crystal in the direction perpendicular to the main chain direction. Therefore, the main chain direction of the coating film of each guest-host liquid crystal microcapsule is aligned by applying stress by shifting the substrate sandwiching the guest-host liquid crystal microcapsule layer 43 and stretching the guest-host liquid crystal microcapsule. Therefore, the orientation directions of the guest-host liquid crystal contained in the two types of guest-host liquid crystal microcapsule layers are orthogonal. In the liquid crystal display device of the present embodiment, these two types of guest / host liquid crystal microcapsule layers are stacked and stretched only in one direction, thereby orthogonally crossing as the light absorption axis when the guest / host liquid crystal is colored. Since two directions can be obtained and the light absorption efficiency of the guest / host liquid crystal increases, a low-cost and high-contrast liquid crystal display device can be obtained.
[0073]
Further, an alternating voltage was applied between the reflective electrode 34 and the transparent electrode 36 of the liquid crystal display device of the present embodiment, and the display characteristics at the absorption wavelength of the dichroic dye used in the present embodiment were evaluated. When the applied voltage was about 10 V, the reflectance was about 60%, and when no voltage was applied, the reflectance was about 7%, and the contrast was about 8 or more. It can be said that a sufficient contrast was obtained in practical use.
[0074]
In the fourth embodiment, the first guest-host liquid crystal microcapsule and the second guest-host liquid crystal microcapsule having the above-described properties are used. First, the first guest-host liquid crystal microcapsule layer 41 is formed on the entire surface. The second guest / host liquid crystal microcapsule layer 42 is formed on the entire surface, but this is not restrictive. For example, a first guest-host liquid crystal microcapsule and a second guest-host liquid crystal microcapsule are formed in a stripe pattern, and an opposite pattern is formed thereon, so that the entire surface becomes the first The guest / host liquid crystal microcapsules and the second guest / host liquid crystal microcapsules may be stacked.
[0075]
Further, the liquid crystal display device of this embodiment may be formed by other methods. For example, FIG. 5 is a cross-sectional view showing a modification of the fourth embodiment. First, as shown in FIG. 5A, the liquid crystal display device according to the present modification is manufactured by using a second guest / host formed on a PET film 51 by using the same material and method as in the fourth embodiment. The liquid crystal microcapsule layer 42 and the first guest / host liquid crystal microcapsule layer 41 are sequentially screen-printed and laminated. And it is made to dry at about 100 degreeC for about 3 hours, and a guest-host liquid crystal microcapsule layer of about 5 cm x about 8 cm is obtained by removing a solvent component.
[0076]
Next, while heating the PET film 51 and the first and second guest / host liquid crystal microcapsule layers 41 and 42 to about 100 ° C., both ends of the PET film 51 are directed in the directions of the arrows in FIG. The film is stretched at a speed of about 1 cm per minute to a size of about 10 cm × about 6 cm. When stretching, it is preferable that the heating temperature is equal to or higher than the isotropic layer-liquid crystal layer transition point of the guest-host liquid crystal in the guest-host liquid crystal microcapsule. By performing the stretching treatment in this way, the main chain direction of the coating film of the first guest-host liquid crystal microcapsule that forms the first guest-host liquid crystal microcapsule layer 41 is also changed to the second guest-host liquid crystal. The main chain direction of the coating film of the second guest-host liquid crystal microcapsule forming the microcapsule layer 42 is also aligned with the stretching direction.
[0077]
Next, as shown in FIG. 5 (b), on the PET film 51 on the surface on which the second guest / host liquid crystal microcapsule layer 42 and the first guest / host liquid crystal microcapsule layer 41 are formed, The glass substrate 33 on which the reflective electrode 34 is formed is bonded, and the PET film 51 is peeled off. Thereafter, a transparent electrode 36 is formed on the PET substrate 35 and is superposed using a vacuum laminator so that the second guest / host liquid crystal microcapsule layer 42 and the transparent electrode 36 on the PET substrate 35 are in contact with each other. Then, the periphery of the substrate is sealed, and the reflective electrode 34 and the transparent electrode 36 are connected to a drive circuit (not shown) to complete the liquid crystal display device of this modification.
[0078]
By forming the liquid crystal display device by such a method, a liquid crystal display device having the same configuration as that of the fourth embodiment can be obtained also by this modification. Then, since the first guest / host liquid crystal microcapsule layer 41 and the second guest / host liquid crystal microcapsule layer 42 are stretched in the same direction, the coating film of the first guest / host liquid crystal microcapsule layer 41 The main chain directions of the polydiisobutyl fumarate forming the coating film and the polystyrene forming the coating film of the second guest-host liquid crystal microcapsule layer 42 are aligned in the same direction. Therefore, since the main chain direction of the coating film of each guest / host liquid crystal microcapsule is aligned, these polymers have the properties described in the fourth embodiment. Thus, the orientation directions of the guest / host liquid crystal contained are orthogonal.
[0079]
In the third and fourth embodiments, polydiisobutyl fumarate as a polymer for aligning the guest-host liquid crystal in the main chain direction is used as the coating film for the guest-host liquid crystal, and the material is perpendicular to the main chain direction. Polystyrene is used as the polymer for aligning the guest-host liquid crystal in the direction, but is not limited thereto. For example, a thermosetting resin such as a condensation polymer such as a melamine resin, an epoxy resin, a urea resin, a phenol resin, and a furan resin, or a three-dimensional cross-linked vinyl polymer such as a methyl methacrylate-vinyl acrylate copolymer may be used. In addition, polyethylenes; chlorinated polyethylenes; ethylene copolymers such as ethylene / vinyl acetate copolymer, ethylene / acrylic acid / maleic anhydride copolymer; polybutadienes; polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, etc. Polypropylenes; Polyisobutylenes; Polyvinyl chlorides; Polyvinylidene chlorides; Polyvinyl acetates; Polyvinyl alcohols; Polyvinyl acetals; Polyvinyl butyrals; Polytetrafluoroethylene resins; Resins; Fluorinated ethylene / propylene resins; Vinylidene fluoride resins; Vinyl fluoride resins; Tetrafluoroethylene / perfluoroalkoxyethylene copolymer, Tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether Polymers, tetrafluoroethylene copolymers such as tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer, tetrafluoroethylene / ethylene copolymer; fluororesins such as fluorine-containing polybenzoxazole; acrylic resins; Methacrylic resins such as polymethyl methacrylate; Ionic polymers such as polyacrylonitrile and sodium polyacrylate; Acetal resins; Polyamides such as nylon 66; Gelatin; Arabic gum; Polycarbonates; Polyester carbonates; Phenol resins; urea resins; epoxy resins; unsaturated polyester resins; alkyd resins; melamine resins; polyurethanes; diaryl phthalate resins; polyphenylene oxides; polyphenylene sulfides; Silicone resins; Polyimides; Bismaleimide triazine resins; Polyimide amides; Polyether sulphones; Polymethyl pentenes; Polyether ether ketones; Polyether imides; Polyvinylcarbazoles; Polyolefins; thermoplastic resins such as polyfumaric acid esters can also be used.
[0080]
Furthermore, in the third and fourth embodiments, the guest / host liquid crystal coating film is a single layer, but the present invention is not limited to this. For example, the guest / host liquid crystal coating film may be a multilayer using two or more kinds selected from the above-mentioned thermosetting resins and thermoplastic resins. In that case, in order to improve the thermal stability of the guest / host liquid crystal microcapsules, it is preferable to use a thermosetting resin for the outermost shell of the coating film of the guest / host liquid crystal.
[0081]
In addition, as a method for controlling the orientation of the guest / host liquid crystal microcapsule layer, a method other than the method of shifting the substrate sandwiching the guest / host liquid crystal microcapsule layer as in the third and fourth embodiments may be used. good. For example, when the guest / host liquid crystal microcapsule layer is dried after coating, it is not uniformly dried, but is performed from one side of the guest / host liquid crystal microcapsule layer and gradually transferred to other parts. May be performed. In this case, a stress is applied in the direction of progress of drying, and the main chain direction of the liquid crystal coating film is aligned in that direction.
[0082]
Furthermore, in the third and fourth embodiments, the film emulsification method was used as the method for forming the guest / host liquid crystal microcapsules, but the method for forming the guest / host liquid crystal microcapsules is not limited thereto. Interfacial polymerization method, “in situ” polymerization method, submerged curing coating method, phase separation method from aqueous solution system, phase separation method from organic solution system, melt dispersion cooling method, air suspension method, spray drying method, etc. Yes, it may be appropriately selected depending on the application, form, and the like.
[0083]
In addition to the above-described embodiments, the present invention can take various embodiments without departing from the effects. For example, in the above-described embodiment, the method using the guest-host liquid crystal microcapsule layer as the guest-host liquid crystal layer has been described for the method using no intermediate film. However, as the guest-host liquid crystal layer, Polymer-Dispersed Liquid Crystal ( A liquid crystal matrix composite material such as PDLC) or Nematic Curvilinear Aligned Phase (NCAP) may be used. When these materials are used, a guest / host liquid crystal layer made of PDLC or NCAP is laminated on the substrate. At this time, for example, as a polymer surrounding the liquid crystal molecules, the first layer polymer has a main chain direction. A polymer for aligning liquid crystal molecules is used for the second layer, and a polymer for aligning liquid crystal molecules in a direction perpendicular to the main chain direction is used for the second layer. The substrate is then stretched by stretching the polymer of the first layer and the second layer, etc., and the main chain direction of the polymer surrounding the liquid crystal molecules in each guest / host liquid crystal layer is made the same direction. The orientation direction of the liquid crystal molecules in each guest / host liquid crystal layer may be made vertical. At that time, the material and formation method of the guest / host liquid crystal may be the same as those of the embodiments of the present invention.
[0084]
Further, as the dichroic dye used in the present invention, various dyes such as azo, anthraquinone and coumarin dyes can be used in addition to those used in each embodiment of the present invention, and the dyes to be blended Is not limited to one type. In consideration of the absorption wavelength of the dye, a desired color tone can be obtained by mixing an appropriate amount of a plurality of dyes. The optical anisotropy may be either positive or negative.
[0085]
Furthermore, as the liquid crystal material used in the present invention, various liquid crystal materials such as fluorine-based liquid crystal, cyano-based liquid crystal, and ester-based liquid crystal can be used in addition to those used in each embodiment of the present invention. Further, the dielectric anisotropy of the liquid crystal is not limited to a positive one. A liquid crystal material having a negative dielectric anisotropy and a positive liquid crystal material are mixed and used as a positive liquid crystal as a whole, or a liquid crystal material having a negative dielectric anisotropy is used alone, depending on an appropriate element configuration and driving method. May be used.
[0086]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a guest / host mode liquid crystal display device with high contrast and low cost can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an intermediate film of the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIGS. 5A and 5B are cross-sectional views illustrating a modification of the liquid crystal display device according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a conventional liquid crystal display device.
FIG. 7 is a diagram illustrating an intermediate film of a conventional liquid crystal display device.
FIG. 8 is a cross-sectional view of another conventional liquid crystal display device.
[Explanation of symbols]
11, 33, 83 ... Glass substrate
12, 36, 86 ... Transparent electrodes
13, 34, 84 ... reflective electrode
14, 63 ... Guest / host liquid crystal layer
15, 65 ... first guest / host liquid crystal layer
16, 66 ... second guest / host liquid crystal layer
17, 64 ... Intermediate film
21 ... polystyrene
22 ... Polymethyl methacrylate
31 ... First guest-host liquid crystal microcapsule
32 ... Second guest-host liquid crystal microcapsule
41. First guest-host liquid crystal microcapsule layer
42 ... Second guest-host liquid crystal microcapsule layer
35, 85 ... PET substrate
37, 43, 81 ... Guest / host liquid crystal microcapsule layer
51 ... PET film
61 ... Electrode
62 ... Board
82 ... Guest / host liquid crystal microcapsule

Claims

主鎖方向にゲスト・ホスト液晶を配向させる第１の高分子膜と、この第１の高分子膜と積層されるとともに、前記第１の高分子膜の主鎖方向と同一方向の主鎖を有し、その主鎖方向と垂直な方向にゲスト・ホスト液晶を配向させる第２の高分子膜と、前記第１の高分子膜の前記第２の高分子膜とは反対側の面に配向して設けられた第１のゲスト・ホスト液晶と、前記第２の高分子膜の前記第１の高分子膜とは反対側の面に配向して設けられた第２のゲスト・ホスト液晶とを具備することを特徴とする液晶表示装置。A first polymer film for aligning the guest / host liquid crystal in the main chain direction and the first polymer film are laminated, and a main chain in the same direction as the main chain direction of the first polymer film is formed. And a second polymer film for aligning the guest / host liquid crystal in a direction perpendicular to the main chain direction, and an orientation of the first polymer film on a surface opposite to the second polymer film A first guest-host liquid crystal provided as a first guest-host liquid crystal, and a second guest-host liquid crystal provided by being oriented on a surface of the second polymer film opposite to the first polymer film ; the liquid crystal display device characterized by having a.

対向して配置される一対の基板と、前記一対の基板間に狭持されるゲスト・ホスト液晶層と、前記一対の基板のそれぞれの内側表面に設けられる電極と、前記ゲスト・ホスト液晶層を二分する中間フィルムとを具備し、前記中間フィルムの一方の面は第１の高分子膜により形成され、前記中間フィルムの他方の面は第２の高分子膜により形成され、前記第１の高分子膜はその主鎖方向に前記ゲスト・ホスト液晶を配向させ、前記第２の高分子膜はその主鎖方向と垂直な方向に前記ゲスト・ホスト液晶を配向させ、前記第１の高分子膜と前記第２の高分子膜の主鎖が同一方向に配向していることを特徴とする液晶表示装置。 A pair of substrates disposed opposite to each other, a guest / host liquid crystal layer sandwiched between the pair of substrates, an electrode provided on each inner surface of the pair of substrates, and the guest / host liquid crystal layer An intermediate film that bisects, wherein one surface of the intermediate film is formed by a first polymer film, and the other surface of the intermediate film is formed by a second polymer film, The molecular film aligns the guest / host liquid crystal in the main chain direction, the second polymer film aligns the guest / host liquid crystal in a direction perpendicular to the main chain direction, and the first polymer film. And a main chain of the second polymer film are aligned in the same direction.

対向して配置される一対の基板のそれぞれの内側表面に電極を形成する工程と、一方の面が第１の高分子膜により形成され、他方の面が第２の高分子膜により形成される中間フィルムを形成する工程と、前記中間フィルムの両面を同一方向にラビングするまたは同一方向に延伸する中間フィルム処理工程と、前記中間フィルム処理工程の後、前記中間フィルムを前記一対の基板間に配置してゲスト・ホスト液晶を注入し封止する工程とを具備し、前記第１の高分子膜はその主鎖方向に前記ゲスト・ホスト液晶を配向させ、前記第２の高分子膜はその主鎖方向と垂直な方向に前記ゲスト・ホスト液晶を配向させることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 A step of forming electrodes on the inner surfaces of each of a pair of substrates arranged opposite to each other, one surface is formed by the first polymer film, and the other surface is formed by the second polymer film The intermediate film is disposed between the pair of substrates after the step of forming the intermediate film, the intermediate film processing step of rubbing or stretching both surfaces of the intermediate film in the same direction, and the intermediate film processing step. And injecting and sealing the guest-host liquid crystal, the first polymer film aligns the guest-host liquid crystal in the main chain direction, and the second polymer film is the main polymer film. A method for producing a liquid crystal display device, wherein the guest / host liquid crystal is aligned in a direction perpendicular to a chain direction.

基板と、前記基板上に設けられ、ゲスト・ホスト液晶を被覆し前記ゲスト・ホスト液晶と接する被覆膜が第１の高分子膜からなる第１のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセルと、ゲスト・ホスト液晶を被覆し前記ゲスト・ホスト液晶と接する被覆膜が第２の高分子膜からなる第２のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセルとを有するゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層と、前記ゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層に電圧を印加する電極とを具備し、前記第１の高分子膜はその主鎖方向に前記ゲスト・ホスト液晶を配向させ、前記第２の高分子膜はその主鎖方向と垂直な方向に前記ゲスト・ホスト液晶を配向させ、前記第１の高分子膜と前記第２の高分子膜の主鎖が同一方向に配向していることを特徴とする液晶表示装置。 A first guest-host liquid crystal microcapsule having a first polymer film as a coating film provided on the substrate and covering the guest-host liquid crystal and in contact with the guest-host liquid crystal; and the guest-host A guest-host liquid crystal microcapsule layer having a second guest-host liquid crystal microcapsule in which a coating film that covers liquid crystal and is in contact with the guest-host liquid crystal is formed of a second polymer film; An electrode for applying a voltage to the capsule layer, the first polymer film aligns the guest-host liquid crystal in the main chain direction, and the second polymer film is perpendicular to the main chain direction. A liquid crystal display device, wherein the guest / host liquid crystal is oriented in a direction, and main chains of the first polymer film and the second polymer film are oriented in the same direction.

基板と、前記基板上に設けられ、ゲスト・ホスト液晶を被覆し前記ゲスト・ホスト液晶と接する被覆膜が第１の高分子膜からなる第１のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層と、ゲスト・ホスト液晶を被覆し前記ゲスト・ホスト液晶と接する被覆膜が第２の高分子膜からなる第２のゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層の２層を積層してなるゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層と、前記ゲスト・ホスト液晶マイクロカプセル層に電圧を印加する電極とを具備し、前記第１の高分子膜はその主鎖方向に前記ゲスト・ホスト液晶を配向させ、前記第２の高分子膜はその主鎖方向と垂直な方向に前記ゲスト・ホスト液晶を配向させ、前記第１の高分子膜と前記第２の高分子膜の主鎖が同一方向に配向していることを特徴とする液晶表示装置。A first guest-host liquid crystal microcapsule layer that is provided on the substrate and that has a coating film that covers the guest-host liquid crystal and is in contact with the guest-host liquid crystal; A guest-host liquid crystal microcapsule layer formed by laminating two layers of a second guest-host liquid crystal microcapsule layer in which a coating film covering the host liquid crystal and in contact with the guest-host liquid crystal is a second polymer film; And an electrode for applying a voltage to the guest-host liquid crystal microcapsule layer, the first polymer film aligns the guest-host liquid crystal in the main chain direction, and the second polymer film comprises: The guest-host liquid crystal is aligned in a direction perpendicular to the main chain direction, and the main chains of the first polymer film and the second polymer film are aligned in the same direction. Display device