JP2000206514A

JP2000206514A - 高分子分散型液晶素子及びその製造方法

Info

Publication number: JP2000206514A
Application number: JP11007186A
Authority: JP
Inventors: Junji Oyama; 淳史大山
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-01-14
Filing date: 1999-01-14
Publication date: 2000-07-28

Abstract

(57)【要約】【課題】短時間の電圧印加によって透明状態と不透明
状態を形成し、且つ、該透明状態と不透明状態が電圧除
去後も維持されるメモリ機能を有する高分子分散型液晶
素子を提供する。【解決手段】基板１０，１１にそれぞれ電極１２，１
３を形成し、その表面に、ネマチック液晶を水平配向さ
せる水平配向処理を施し、これらの電極基板の間に、誘
電異方性に周波数依存性が有る二周波駆動液晶を高分子
層内にドロップレット状に分散してなる液晶高分子複合
体層１５を挟持して液晶素子を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パーソナルコンピ
ュータのディスプレイやパチンコ遊戯台のディスプレイ
に用いられる液晶素子に関し、より詳しくは、誘電異方
性に周波数依存性を示す二周波駆動液晶を用いた高分子
分散型液晶素子とその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、偏光板が不要で、液晶と高分子の
屈折率差を利用した高分子分散型液晶（Ｐｏｌｙｍｅｒ
ＤｉｓｐｅｒｓｅｄＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａ
ｌ）素子が開発されている。この高分子分散型液晶素子
は、液晶と高分子前駆体（例えば紫外線硬化型のモノマ
ー）とを所定の割合で混合し、相溶させて液晶性を有す
る溶液を形成する。次に、所定間隔に保持した状態の一
対の透明基板間に該溶液を封入する。この状態で、上記
基板の一方または両方から紫外線を照射して、上記高分
子前駆体を重合硬化させると同時に、液晶と高分子とを
相分離させる。その結果、高分子層中に液晶分子からな
る平均直径約１μｍ程度の液滴が分散配置された液晶高
分子複合層が形成される。

【０００３】従来の高分子分散型液晶素子の動作原理は
以下の通りであると考えられている。

【０００４】即ち、上記液晶高分子複合層においては、
電界無印加状態では高分子層内の液晶滴の光学異方性が
ランダムに配列しているために光学的に不透明状態を示
す。次に、該液晶高分子複合層に電圧を印加すると、上
記液晶滴の光学異方性が一定の配列に変化するため、光
学的に透明状態となる。この原理を利用すると、偏光板
を用いる必要がなく、明るく視野角の広い表示が可能と
なる。しかしながら、電圧を印加して上記透明状態を形
成しても、該透明状態を維持するためには、通常、液晶
高分子複合層に電圧を連続して印加し続ける必要があ
る。即ち、上記透明状態を形成した後に印加電圧を除去
すると、光学的に不透明な状態に戻ってしまう。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記高分子分散型液晶
素子の液晶高分子複合層の形成方法として、水酸基を有
する単官能性モノマー、例えば、２−ヒドロキシエチル
メタクリレートを前記高分子前駆体として用いることが
多い（特開平８−１５６７５号公報など）。このように
して得られた液晶素子において、電圧印加により得られ
た透明状態を電圧除去後も維持する、いわゆる「ヒステ
リシス」現象をメモリとして利用する試みがなされてい
る。しかしながら、上記液晶素子の場合、素子が一旦透
明状態に移行すると不透明状態への復帰のためには素子
を加熱して溶融状態にした後徐冷する工程が必須とな
り、実用に際して不便である。

【０００６】そこで、このような問題を解決する一手段
として、印加電圧の周波数により誘電異方性の符合が異
なる、いわゆる二周波駆動液晶を特定の高分子材料と組
み合わせて用いることによって、透明状態と不透明状態
との切換えを印加電圧の切換えのみで行い、且つ、該透
明状態と不透明状態がそれぞれ電圧を除去しても維持可
能なメモリ機能を発現した高分子分散型液晶素子が知ら
れている（特開平９−１２００５８号公報、第２２回液
晶討論会講演、３Ｄ１０）が知られている。

【０００７】しかしながら、上記液晶素子は、透明状態
もしくは不透明状態にする際の電圧印加に要する時間が
明確ではなく、場合によっては長時間印加が必要になる
可能性があった。また、透明状態から不透明状態への切
換えを電圧印加で行った後に電圧を除去して得られる不
透明なメモリ状態での光透過率を、素子に電圧を一切印
加しない初期状態の光透過率に回復させる技術について
は開示されていない。従って、同一素子を連続的に繰り
返し駆動する表示装置に用いるためには、問題があっ
た。

【０００８】本発明の目的は、上記問題を解決し、表示
装置への搭載が可能で実用に即した高分子分散型液晶素
子を提供することに有り、具体的には、短時間の電圧印
加によって透明状態と不透明状態を形成し、しかも、該
透明状態及び不透明状態が電圧除去後も維持されるメモ
リ機能を有する液晶素子を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の高分子分散型液
晶素子は、一対の電極基板間に、高分子層内に液晶をド
ロップレット状に分散してなる液晶高分子複合層を挟持
してなる高分子分散型液晶素子であって、上記基板の少
なくとも一方の上記液晶高分子複合層に接する表面が、
ネマチック液晶を水平配向させる水平配向処理或いはネ
マチック液晶を垂直配向させる垂直配向処理を施され、
上記液晶が印加電圧の周波数により誘電異方性の符号が
異なる二周波駆動液晶であることを特徴とする。

【００１０】また、本発明の高分子分散型液晶素子の製
造方法は、一対の電極基板間に、高分子層内に印加電圧
の周波数により誘電異方性の符号が異なる二周波駆動液
晶をドロップレット状に分散してなる液晶高分子複合層
を挟持してなる高分子分散型液晶素子の製造方法であっ
て、少なくとも一方の基板の表面に、ネマチック液晶を
水平配向させる水平配向処理或いはネマチック液晶を垂
直配向させる垂直配向処理を施してセルを形成し、二周
波駆動液晶と高分子前駆体との混合物をセル内に注入し
た後、該高分子前駆体を重合させることによって、高分
子層内に上記二周波駆動液晶をドロップレット状に分散
させて液晶高分子複合層を形成することを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に本発明の高分子分散型液晶
素子とその製造方法について具体的に説明する。図１は
本発明の高分子分散型液晶素子の基本構成を示す断面模
式図である。図中、１０，１１は基板、１２，１３は電
極、１４はスペーサ、１５は液晶高分子複合体層であ
る。

【００１２】本発明において、基板１０，１１は少なく
とも一方が透明であり、材質としては、ガラス、石英等
の硬質材料の他、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥ
Ｔ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリカーボネ
ート（ＰＣ）等のようなフレキシブルな材質のものを用
いることも可能である。

【００１３】基板１０，１１の内側表面にはそれぞれ電
極１２，１３が蒸着法或いはスパッタリング法などによ
り適宜所望の形状に形成されている。これら電極は、基
板１０，１１が透明な場合にはＩＴＯ等の透明導電材で
形成される。また、反射型の液晶素子の場合には、一方
の電極は不透明な材質で形成することも可能である。そ
の場合には、Ａｌ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｔｉ等の金属及びそれ
らの合金を用いることができる。

【００１４】本発明で用いる基板１０，１１の少なくと
も一方の、液晶高分子複合体層１５と接する表面にはネ
マチック液晶素子において利用されている水平配向処理
或いは垂直配向処理を施す。好ましくは、両基板の表面
に水平配向処理を施した構成とするか、或いは、同様に
両基板の表面に垂直配向処理を施す。

【００１５】本発明において用いられる水平配向処理と
しては、例えば、電極を含む基板表面を所定の方向にラ
ビング処理する方法を用いることができる。また、電極
を含む基板表面に、ポリイミドやポリビニルアルコール
等からなる薄膜（いわゆる配向膜）を形成しても良く、
さらには、該配向膜にラビング処理を施しても良い。

【００１６】また、本発明において用いられる垂直配向
処理としては、例えば、オクタデシルエトキシシラン等
のシランカップリング試薬やセチルトリメチルアンモニ
ウムブロマイド等の垂直配向剤を用い、気相吸着、浸
漬、スピンコート等の方法を好適に行うことができる。

【００１７】上記のように、少なくとも一方の基板表面
に水平配向処理或いは垂直配向処理を施した一対の電極
基板を、絶縁性フィルムや球状微粒子等からなるスペー
サを用いて所定の間隔（例えば１〜２０μｍ程度）をも
って対向した状態に保持し、周囲を封止剤により封止し
てセルを作製し、該セルに、下記の要領で調整した高分
子前駆体と二周波駆動液晶との混合物を封入する。

【００１８】本発明において用いられる高分子前駆体と
しては、好ましくは、１種以上の単官能性モノマーを主
成分とし、１種以上の多官能性モノマーを添加してなる
混合物が挙げられる。上記単官能性モノマーとしては、
例えば、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、２
−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロ
キシプロピル（メタ）アクリレート、ブタンジオールモ
ノ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオール（メタ）ア
クリレート、フェノキシエチル（メタ）アクリレート、
テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート等を挙げ
ることができ、これらを１種或いは２種以上混合して用
いることができる。また、該単官能性モノマーは、全高
分子前駆体中に６０重量％以上用いられることが好まし
い。

【００１９】また、上記多官能性モノマーとしては、例
えば、２官能性モノマーとしてビスフェノール−ＡＥＯ
変性ジアクリレート、イソシアヌル酸ＥＯ変性ジアクリ
レート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ペ
ンタエリスリトールジアクリレートモノステアレート、
ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリプロピレ
ングリコールジアクリレート、１，４−ブタンジオール
ジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレ
ート、日本化薬社製の「ＫａｙａｒａｄＲ１６７，Ｈ
Ｘ２２０，ＨＸ６２０，Ｒ６８４」等を挙げることがで
きる。

【００２０】また、３官能性以上の多官能性モノマーと
して、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリ
メチロールプロパントリエトキシアクリレート、変性グ
リセリントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリ
アクリレート、変性トリメチロールプロパントリアクリ
レート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジ
トリメチロールプロパンテトラアクリレート、ジペンタ
エリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリ
トールヘキサアクリレート、トリス（２−ヒドロキシエ
チル）イソシアヌレート（メタ）アクリレート、ジペン
タエリスリトールカプロラクタム変性アクリレート（日
本化薬社製「ＤＰＣＡ−２０，３０，６０，１２０」）
等を挙げることができる。

【００２１】本発明において、上記多官能性モノマー
は、好ましくは、全高分子前駆体中に０．１重量％以上
４０重量％以下含まれていれば良い。多官能性モノマー
を過剰添加すると、後述の如く光照射により重合させて
形成した高分子ネットワーク中に分散されるべき液晶滴
が適切に形成されないという状況が発生し易く、望まし
くない。

【００２２】本発明で用いる二周波駆動液晶とは、印加
する電圧の周波数により誘電異方性の符号が異なる液晶
である。例えば、低周波数の電圧を印加すると液晶分子
が電界方向と平行に配向し、高周波数の電圧を印加する
と液晶分子が電界方向に垂直に配向する。このような液
晶としては、例えば、２，３−ジシアノ−４−ペンチル
オキシフェニル−４−（トランス−４−エチルシクロヘ
キシル）ベンゾアート、２，３−ジシアノ−４−ペンチ
ルオキシフェニル−トランス−４−プロピル−１−シク
ロヘキサンカルボキシラート、２，３−ジシアノ−４−
エトキシフェニル−４−（トランス−４−ペンチルシク
ロヘキシル）ベンゾアート、２，３−ジシアノ−４−エ
トキシフェニル−４−（トランス−４−ブチルシクロヘ
キシル）ベンゾアート、２，３−ジシアノ−４−ブトキ
シフェニル−４−（トランス−４−ブチルシクロヘキシ
ル）ベンゾアート等の低分子液晶を１種または２種以上
の混合物として用いることができる。液晶材料は、ネマ
チック性またはコレステリック性を示す材料が好適に用
いられるが、スメクチック性の材料であっても上記の如
く印加する周波数によって誘電異方性の異なる液晶であ
れば用いることができる。

【００２３】本発明において、前記高分子前駆体と二周
波駆動液晶は、好ましくは重量比で８：２〜４：６の割
合で混合する。本発明では、この混合物に、さらに、光
重合開始剤を添加しても良い。該光重合開始剤として
は、例えば、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケ
トン（チバ・ガイギー社製「イルガキュア１８４」）ベ
ンジルジメチルケタール（同社製「イルガキュア６５
１」）、２−メチル−１−〔４−（メチルチオ）フェニ
ル〕−２−モルホリノプロパノン−１（同社製「イルガ
キュア９０７」）、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−
フェニルプロパン−１−オン（メルク社製「ダロキュア
１１７３」）、１−（４−イソプロピルフェニル）−２
−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン（同社製
「ダロキュア１１１６」）、２，４−ジエチルチオキサ
ントン（日本化薬社製「カヤキュア−ＤＥＴＸ」）とｐ
−ジメチルアミノ安息香酸エチル（日本化薬社製「カヤ
キュア−ＥＰＡ」）との混合物、イソプロピルチオキサ
ントン（ワードプレキンソップ社製「カンタキュアＩＴ
Ｘ」）とｐ−ジメチルアミノ安息香酸エチルとの混合
物、アシルフォスフィンオキシド（ＢＡＳＦ社製「ルシ
リンＴＰＯ」）等を挙げることができる。該光重合開始
剤の使用割合は、前記高分子前駆体と液晶材料との混合
物の総重量に対して０．１〜５重量％の範囲にあること
が好ましい。

【００２４】上記高分子前駆体と二周波駆動液晶の混合
物を、上記セルの中に封入し、紫外線を照射すると、前
記高分子前駆体が重合反応を生じて硬化する。同時に、
液晶は該高分子から相分離し、液晶滴を形成する。尚、
該重合反応は前記液晶が液晶状態から等方性液体に変わ
る相転移温度よりも高温で行う。この操作により液晶滴
が高分子中に分散した状態の液晶高分子複合層が形成さ
れる。

【００２５】この時、前記高分子前駆体として添加され
た、単官能性モノマーに結合可能な多官能性モノマー
は、単官能性モノマーと共に光重合で高分子ネットワー
クを形成し、その際に該高分子ネットワークに適度な均
一性と柔軟性を与えると考えられる。

【００２６】また、本発明では、前記高分子前駆体の重
合反応を終了した後に任意の温度で任意の時間、該素子
を維持するポストベーク工程を施すことにより、一層の
均質形態と安定な駆動特性を高分子分散型液晶素子に与
えることが可能となる。

【００２７】上記のようにして形成された液晶高分子複
合層を有する高分子分散型液晶素子は、例えば、上記液
晶高分子複合層が電界無印加の状態で液晶滴の液晶成分
のダイレクタがランダムであり、光を散乱する状態とな
って不透明化している。この状態にある素子に、用いた
二周波駆動液晶の誘電異方性が正となる周波数を有する
電圧を印加することにより液晶成分のダイレクタが電圧
印加方向にそろうため、光が透過する状態となり透明化
する。この後、電圧を除去しても該透明化状態は保存さ
れる。次に、この透明化状態に上記二周波駆動液晶の誘
電異方性が負となる周波数を有する電圧を印加すること
により、液晶成分のダイレクタが電圧印加方向に垂直に
そろうため、光不透過の状態となる。引き続き該電圧を
除去すると、前記液晶成分のダイレクタは電圧印加方向
に垂直或いはランダムとなり、光が散乱されて不透明状
態が継続される。

【００２８】図２は、本発明の高分子分散型液晶素子の
光透過性の評価装置の概略図である。図中、２０は本発
明の液晶素子、２１は電圧印加手段、２２は電圧増幅手
段、２３は光源、２４は光透過量の検出手段、２５は表
示出力手段である。本装置においては、液晶素子２０に
電圧印加手段２１から出力された適切な周波数の電圧が
電圧増幅手段２２を通して印加される。前記素子２０は
上述のような一連の電圧印加によりその光学特性が変化
する。該素子２０を挟んで一方に光源２３を置き、該光
源２３からの光が前記素子２０を通過し、光透過光量の
検出手段２４に光が入射する。該手段２４からの信号出
力は表示出力手段２５に転送され、適宜出力・表示・解
析される。

【００２９】図６は、本発明の高分子分散型液晶素子を
用いた表示装置の一例の構成概略図である。用いた素子
には図５に示すようなマトリクス状にパターニングされ
た電極が形成され、上下基板でマトリクス電極を構成し
ている。図５中、５０は基板、５１は電極（画素部）、
５２は電極引き出し部であり、図６中、６０は本発明の
素子の表示部、６１ａ，６１ｂは電極引き出し部、６２
は駆動用ドライバ、６３は駆動制御手段である。図６に
おいて、各電極引き出し部６１ａ，６１ｂは駆動用ドラ
イバ６２に結線され、駆動制御手段６３から駆動信号が
与えられる。

【００３０】

【実施例】（実施例１）図３に本例の素子の平面構成図
を示す。図中、３０は基板、３１は電極、３２は電極引
き出し部である。厚さ１．１ｍｍのガラス板を基板３０
として用い、その中央に１０ｍｍ角のＩＴＯからなる電
極３１を引き出し部３２のパターン付でスパッタ形成し
た。この基板の表面をナイロン布を貼り付けた直径４５
ｍｍのローラーにより移動速度２ｍ／分、１０００ｒｐ
ｍで６回、ラビング処理を施した。該基板の表示部（電
極領域）以外の部分に、印刷法により加熱硬化樹脂（三
井化学社製「ストラクトボンドＸＮ−５Ａ」）を若干
の開口部を残して印刷塗布し、７０℃にて３０分間静置
して溶媒を蒸発させた。次に該基板と同様の電極を形成
し、ラビング処理を施したもう１枚の基板に直径７μｍ
のシリカビーズ（宇部日東化成社製「ハイプレシカ」）
をスピンコートにより塗布した。次に両基板を重ね合わ
せて固定加圧しながら１５０℃で９０分静置して接着
し、セルを作製した。

【００３１】高分子前駆体として、２−ヒドロキシメチ
ルメタクリレート４５重量部、１，６−ヘキサンジオー
ルジアクリレート５重量部を光透過性バイアルに合計で
５０μｌ以上となるように分取し、混和した。次に、二
周波駆動液晶（チッソ社製「ＤＦ０５ＸＸ」）を上記高
分子前駆体混合物に重量比で１：１になるようにバイア
ル中で混和した。その際、光重合開始剤（チバガイギー
社製「イルガキュア１８４」）を０．５重量部加えた。
上記二周波駆動液晶は、その誘電異方性の周波数依存性
から１００Ｈｚを境界としてそれより低周波数と高周波
数で駆動することが求められる。

【００３２】次に、前記セルに、上記高分子前駆体と二
周波駆動液晶との混合物を封入した。その際、セル全体
を１０５℃以上に保持したホットプレート上に置いた。
同時に紫外線を１０ｍＷ／ｃｍ²の強度で１０分間照射
した。引き続き３０分間、紫外線を照射せずに静置し、
その後に室温まで徐冷して液晶素子を得た。この段階で
は素子は光散乱のため白濁していた。

【００３３】本例の液晶素子の光透過特性を図２に示し
た評価装置によって評価した。液晶素子の電極引き出し
部には、電圧印加手段として任意波形発生器（Ｔｅｋｔ
ｒｏｎｉｘ社製「ＡＷＧ２００５型」）を電圧増幅手段
である電圧アンプ（ＮＦ社製「４０１０型」高速アン
プ）を通して結線した。光源としては水銀ランプ（ウシ
オ電器社製）を液晶素子の一方に設け、該素子を挟んで
光源の反対側にＮＤフィルタ群（図２には図示していな
い）及び光透過量の検出手段として光電子増倍管（浜松
ホトニクス社製「Ｈ５７８４−０３型」、専用高圧電源
（図２には図示していない）により駆動）を設置した。
これにより電圧印加による本例の液晶素子の光透過量が
光電子増倍管によって検出され、該検出信号は表示出力
手段であるオシロスコープ（Ｔｅｋｔｒｏｎｉｘ社製
「２４４５型」）に入力、表示される。

【００３４】本例の液晶素子の光透過特性の評価結果を
図４に示す。以下、評価工程を以下に説明する。

【００３５】（１）先ず、電圧を全く印加していない初
期状態（ｔ₁までの期間）では、素子は不透明状態であ
った。

【００３６】（２）ｔ₁において１００Ｖ／７５Ｈｚの
電圧を印加したところ、上下基板の電極で挟まれた領域
（以下、表示部）が透明化し、透過率が上昇した。

【００３７】（３）３秒未満経過後、ｔ₂において印加
していた電圧を除去した。その結果、表示部における光
透過性は若干低下したものの、透明状態は維持された。
この状態（以下、透明メモリ状態）は、任意の時間保持
することができた。

【００３８】（４）ｔ₃において、６０Ｖ／８０ｋＨｚ
の電圧を印加したところ、表示部は再び不透明状態とな
った。

【００３９】（５）１秒未満経過後、ｔ₄において印加
していた電圧を除去した。その結果、表示部における光
透過性が若干高くなり、不透明状態が若干緩和されたも
のの、実質不透明状態が維持された。この状態（以下、
散乱メモリ状態）は任意の時間保持することができた。

【００４０】（６）さらに、ｔ₅において、上記（４）
と同様の高周波電圧を印加したところ、表示部は再度若
干強い不透明状態となり、ｔ₆において電圧を除去した
ところ、初期状態と同じ光透過率の不透明状態が得られ
た。即ち、素子は初期状態に復帰したものと思われる。

【００４１】（７）上記（１）〜（５）、及び（６）を
繰り返したところ、同じ状態変化を繰り返し示した。

【００４２】尚、上記透明メモリ状態と散乱メモリ状態
のコントラストは２．０〜２．５の範囲であった。従来
の二周波駆動液晶を用いた液晶素子では、上記透明メモ
リ状態及び散乱メモリ状態を形成させる時間が明確では
なかったが、本例では、それらが短時間で形成できるこ
と、及び散乱メモリ状態をより低い電圧で形成できるこ
とがわかった。

【００４３】（実施例２）実施例１と同様にして電極を
形成した２枚の基板に、ポリイミド前駆体（日立化成社
製「ＬＸ１４００」）を約２００Å程度の厚さにスピン
コート法により塗布し、加熱してポリイミド配向膜を形
成し、実施例１と同じ条件でラビング処理を施した。

【００４４】実施例１と同様にして上記基板でセルを作
製し、実施例１と同じ処方の光重合開始剤を含む高分子
前駆体と二周波駆動液晶との混合物を実施例１と同様に
して該セルに封入した。

【００４５】得られた液晶素子は初期状態では不透明状
態であり、実施例１と同様にして光透過特性を評価した
ところ、実施例１と同様に、透明メモリ状態と散乱メモ
リ状態が得られ、そのコントラストは２．０〜２．５の
範囲であった。

【００４６】（実施例３）基板としてＩＴＯ／ＰＥＳフ
ィルム基板（住友ベークライト社製）を用い、フォトレ
ジストを用いて適宜ＩＴＯ面をパターニングした後、酸
水溶液でエッチングして実施例１と同様の電極形状を得
た以外は、実施例１と同様にして液晶素子を作製した。
得られた液晶素子について実施例１と同様に光透過特性
を評価したところ、実施例１と同様の結果が得られた。

【００４７】（実施例４）本例では、図５に示したマト
リクス電極を有する液晶素子を作製した。基板としては
１００ｍｍ角のガラス基板を用い、ＩＴＯを成膜してパ
ターニングし、マトリクス電極を形成した。その後、実
施例１と同様にして水平配向処理を施し、実施例１と同
様に２枚の基板を対向させてセルを作製し、実施例１と
同じ高分子前駆体と二周波駆動液晶との混合物を封入し
て液晶素子を作製した。

【００４８】得られた液晶素子を用いて、図６に示した
構成の表示装置を構成した。この表示装置において、駆
動ドライバより任意の画素を透明状態とするために１０
０Ｖ／７５Ｈｚの電圧を３秒未満、当該画素に印加した
ところ、該電圧印加が行われた画素のみが透明化し、該
電圧除去後も透明状態が保持された。この工程を上方よ
り観察したところ、透明状態となった画素のみから素子
の背後の景色が観察された。引き続き、任意の時間経過
後、上記電圧印加が行われた画素に６０Ｖ／８０ｋＨｚ
の電圧を１秒未満印加する工程を２回連続して行ったと
ころ、当該画素は初期の不透明状態に復帰して白色表示
となり、上記背後の景色は全く観察されなかった。よっ
て、上記一連の電圧印加駆動により、本発明の液晶素子
を用いて透過型表示を行うことができる。

【００４９】（実施例５）基板として１００ｍｍ角のガ
ラス基板を用い、その上に一方の基板にはＴｉＣを他方
の基板にはＩＴＯを用いて、それぞれ図６のようにパタ
ーニングして電極を形成した以外は、実施例４と同様に
してマトリクス電極を有する液晶素子を作製した。

【００５０】得られた液晶素子を用いて、実施例４と同
様にして光透過特性を評価した。ＩＴＯ電極側から観察
したところ、透明状態においてＴｉＣの黒色が現れ、不
透明状態では白色表示となった。本例においても、不透
明化電圧を２回続けて印加すると初期の不透明状態に復
帰した。本例では、ＴｉＣ電極が黒色であり、画素が透
明化すると該電極表面で光が反射するため、反射型表示
を行うことができる。

【００５１】（実施例６）実施例４の液晶素子の片面に
液晶表示用アルミ反射板を密着固定した。この素子を用
いて、実施例４と同様に表示装置を構成し、駆動したと
ころ、透明状態の画素において、上記反射板からの反射
表示が現れ、反射板を取り付けていない側を観察者側と
することにより、反射型表示を実施することができた。

【００５２】（実施例７）水平配向処理に代えて、オク
タデシルエトキシシラン（チッソ社製、５％エタノール
溶液）をスピンコート塗布して垂直配向処理を施し、二
周波駆動液晶としてチッソ社製「ＤＦ０１ＸＸ」を実施
例１と同じ割合で用いた以外は、実施例１と同様にして
液晶素子を作製した。上記液晶は、５ｋＨｚを境界とし
て低周波数と高周波数で駆動することが求められる。

【００５３】本例の液晶素子の光透過特性を、実施例１
と同様にして評価した。その結果、透明化には１００Ｖ
／２．５ｋＨｚ、不透明化には６０Ｖ／１００ｋＨｚの
電圧をそれぞれ印加して、実施例１と同様の、図５に示
されるような光透過特性が示された。この液晶素子の透
明メモリ状態と散乱メモリ状態のコントラストは２．０
〜２．５の範囲であった。

【００５４】（実施例８）垂直配向処理として、セチル
トリメチルアンモニウムブロマイド（Ａｌｄｒｉｃｈ社
製、１％エタノール溶液）をスピンコート法により塗布
する以外は、実施例７と同様にして液晶素子を作製し
た。

【００５５】得られた液晶素子は実施例７と同様の光透
過特性を示し、透明メモリ状態と散乱メモリ状態のコン
トラストは２．０〜２．５の範囲であった。

【００５６】（実施例９）実施例３と同様のＩＴＯ／Ｐ
ＥＳフィルムを用いて電極基板を形成する以外は、実施
例７と同様にして液晶素子を作製した。得られた液晶素
子の光透過特性を実施例７と同様にして評価したとこ
ろ、実施例７の液晶素子と同様の特性が示された。

【００５７】（実施例１０）実施例４と同様にして、マ
トリクス電極を形成し、その後、実施例７と同様にして
垂直配向処理を施し、実施例７と同様に２枚の基板を対
向させてセルを作製し、実施例７と同じ高分子前駆体と
二周波駆動液晶との混合物を封入して液晶素子を作製し
た。

【００５８】得られた液晶素子を用いて、図６に示した
構成の表示装置を構成した。この表示装置において、駆
動ドライバより任意の画素を透明状態とするために１２
０Ｖ／２．５ｋＨｚの電圧を３秒未満、当該画素に印加
したところ、該電圧印加が行われた画素のみが透明化
し、該電圧除去後も透明状態が保持された。この工程を
上方より観察したところ、透明状態となった画素のみか
ら素子の背後の景色が観察された。引き続き、任意の時
間経過後、上記電圧印加が行われた画素に８０Ｖ／１０
０ｋＨｚの電圧を１秒未満印加する工程を２回連続して
行ったところ、当該画素は初期の不透明状態に復帰して
白色表示となり、上記背後の景色は全く観察されなかっ
た。よって、上記一連の電圧印加駆動により、本発明の
液晶素子を用いて透過型表示を行うことができる。

【００５９】（実施例１１）実施例５と同様にして一方
の基板にはＴｉＣを他方の基板にはＩＴＯを用いて、そ
れぞれ図６のようにパターニングして電極を形成した以
外は、実施例１０と同様にしてマトリクス電極を有する
液晶素子を作製した。

【００６０】得られた液晶素子を用いて、実施例１０と
同様にして光透過特性を評価した。ＩＴＯ電極側から観
察したところ、透明状態においてＴｉＣの黒色が現れ、
不透明状態では白色表示となった。本例においても、不
透明化電圧を２回続けて印加すると初期の不透明状態に
復帰した。本例では、ＴｉＣ電極が黒色であり、画素が
透明化すると該電極表面で光が反射するため、反射型表
示を行うことができる。

【００６１】（実施例１２）実施例１０の液晶素子の片
面に液晶表示用アルミ反射板を密着固定した。この素子
を用いて、実施例１０と同様に表示装置を構成し、駆動
したところ、透明状態の画素において、上記反射板から
の反射表示が現れ、反射板を取り付けていない側を観察
者側とすることにより、反射型表示を実施することがで
きた。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
二周波駆動液晶を用いた液晶素子において、透明・不透
明の両状態を電圧無印加状態で保持するメモリ性のみな
らず、駆動に要する電圧の低減と時間の短縮が実現し
た。また、一連の駆動操作に連続する簡易な電圧印加に
よって、初期状態を容易に復帰させることができる。従
って、本発明の液晶素子を用いて、実用的な透過型及び
反射型の表示装置を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶素子の基本構成を示す断面模式図
である。

【図２】本発明の液晶素子の光透過特性の評価装置の構
成を示す概略図である。

【図３】本発明の実施例１における電極形状を示す基板
の平面図である。

【図４】本発明の実施例１の液晶素子の光透過特性を示
す図である。

【図５】本発明の実施例４の液晶素子の電極構成を示す
基板の平面図である。

【図６】本発明の液晶素子を用いた表示装置の一例の構
成を示す概略図である。

【符号の説明】

１０，１１基板１２，１３電極１４スペーサー１５液晶高分子複合体層２１電圧印加手段２２電圧増幅手段２３光源２４光透過量の検出手段２５表示出力手段３０基板３１電極３２電極引き出し部５０基板５１電極（画素部）５２電極引き出し部６０表示部６１ａ，６１ｂ電極引き出し部６２駆動ドライバ６３駆動制御信号発生手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対の電極基板間に、高分子層内に液晶
をドロップレット状に分散してなる液晶高分子複合層を
挟持してなる高分子分散型液晶素子であって、上記基板
の少なくとも一方の上記液晶高分子複合層に接する表面
が、ネマチック液晶を水平配向させる水平配向処理或い
はネマチック液晶を垂直配向させる垂直配向処理を施さ
れ、上記液晶が印加電圧の周波数により誘電異方性の符
号が異なる二周波駆動液晶であることを特徴とする高分
子分散型液晶素子。
【請求項２】上記液晶素子の表示部が、液晶注入直後
の初期状態において光学的に不透明であり、該表示部の
液晶高分子複合層に対して第１の駆動周波数を有する電
圧を印加することによって該表示部が透明化し、該電圧
印加を停止した後も該透明状態が維持され、上記表示部
の液晶高分子複合層に対して第２の駆動周波数を有する
電圧を印加することによって該表示部が不透明化し、該
電圧印加を停止した後も該不透明状態が維持される請求
項１記載の高分子分散型液晶素子。
【請求項３】上記第２の駆動周波数を有する電圧を印
加した後、該電圧印加を停止し、不透明状態を維持して
いる表示部の液晶高分子複合層に、再度第２の駆動周波
数を有する電圧を印加することによって該表示部が初期
状態と同じ不透明状態に復帰する請求項２記載の高分子
分散型液晶素子。
【請求項４】上記第１の駆動周波数が、上記二周波駆
動液晶の誘電異方性が正を示す周波数であり、上記第２
の駆動周波数が、該誘電異方性が負を示す周波数である
請求項２又は３に記載の高分子分散型液晶素子。
【請求項５】上記基板の両方の上記液晶高分子複合層
に接する表面が、ネマチック液晶を水平配向させる水平
配向処理を施されている請求項１〜４のいずれかに記載
の高分子分散型液晶素子。
【請求項６】上記基板の両方の上記液晶高分子複合層
に接する表面が、ネマチック液晶を垂直配向させる垂直
配向処理を施されている請求項１〜４のいずれかに記載
の高分子分散型液晶素子。
【請求項７】一対の電極基板間に、高分子層内に印加
電圧の周波数により誘電異方性の符号が異なる二周波駆
動液晶をドロップレット状に分散してなる液晶高分子複
合層を挟持してなる高分子分散型液晶素子の製造方法で
あって、少なくとも一方の基板の表面に、ネマチック液
晶を水平配向させる水平配向処理或いはネマチック液晶
を垂直配向させる垂直配向処理を施してセルを形成し、
二周波駆動液晶と高分子前駆体との混合物をセル内に注
入した後、該高分子前駆体を重合させることによって、
高分子層内に上記二周波駆動液晶をドロップレット状に
分散させて液晶高分子複合層を形成することを特徴とす
る高分子分散型液晶素子の製造方法。
【請求項８】上記高分子前駆体として、１種以上の単
官能性モノマーを主成分として用い、１種以上の多官能
性モノマーを添加して用いる請求項７記載の高分子分散
型液晶素子の製造方法。
【請求項９】上記多官能性モノマーが上記単官能性モ
ノマーに結合可能な官能基を備えている請求項８記載の
高分子分散型液晶素子の製造方法。