JP2001075083A - 反射型液晶表示装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 急峻な変化を示す駆動特性と低い駆動電圧に
よる駆動が可能な反射型液晶表示装置を提供する。 【解決手段】 透明電極と別の電極との間に、透明電極
と別の電極間に与えた電界に反応した選択反射の変化を
示す液晶が封入されたマイクロカプセルの複数個を含ん
で構成される液晶層を形成した反射型液晶表示素子であ
る。マイクロカプセルの電極面に垂直な方向の粒径が、
電極面に対して平行方向の粒径よりも小さくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、反射型液晶表示
装置およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】マイクロカプセルにカイラルネマチック
液晶を封入したものを表示に使う技術は、古くから知ら
れている。この表示方式は、ＴＮ方式の液晶表示などと
異なり、偏光板を使わないため、比較的明るい表示が可
能である。また、液晶がマクロな連続相を形成しないた
め、マイクロカプセル化していないカイラルネマチック
液晶と比べて、表示の保存性（メモリ性）に優れ、フレ
キシブルな基板を用いても表示素子が作れるなどの優れ
た特性を持っている。

【０００３】例えば米国特許明細書第３，５７８，８４
４号においては、図８に示すような酸化錫からなる第１
の透明電極２と、タンタルからなる導電性抵抗線５との
間に、マイクロカプセルに封入した液晶からなるカプセ
ル化カイラルネマチック液晶層３と、黒色塗料吸収層４
とを順次積層したものが開示されている。

【０００４】この積層体は、観測者側にガラスからなる
透明絶縁保護層１、裏面側に同じくガラスからなる下面
保護層７が設けられており、電気的および力学的刺激か
ら保護されている。導電性抵抗線５は、第２の透明電極
６の上に形成されている。

【０００５】カイラルネマチック液晶は、コレステロー
ル誘導体の混合物であり、マイクロカプセルの殻は、ゼ
ラチンとアラビアゴムをグルタルアルデヒドで硬化させ
たものである。マイクロカプセルの粒径は、１０μｍか
ら３０μｍであり、液晶層の膜厚は８０μｍである。

【０００６】前記第１の透明電極２および導電性抵抗線
５の間にそれぞれ電圧を与え、カプセル化カイラルネマ
チック液晶層３に電界を加えることによって、カプセル
化カイラルネマチック液晶層３の発色は制御することが
できる。電圧は、リード線８，８’を通して透明電極２
および導電性抵抗線５に与えられる。

【０００７】発色状態は、初期状態での弱い緑色（螺旋
軸がランダムなプレーナ組織）を示す第１の発色と、電
圧を印加したときの青黒色（ホメオトロピック）を示す
第２の発色と、電圧を印加後除去したときの強い緑色
（螺旋軸が表示面に対して垂直に揃ったプレーナ組織）
を示す第３の発色とからなる。

【０００８】第２および第３の発色は、電界のオンオフ
によって何回でも繰り返し可能であるが、第１の発色状
態を再度得るためには、液晶を等方性液相となるまで加
熱した後、室温まで冷却しなくてはならない。導電性抵
抗線５に電流を流すことによる発熱が加熱に利用でき
る。第２および第３の発色間でスイッチングを行うため
に、リード線８，８’に与える電圧は約６００ボルトで
ある。この電圧は直流でも交流でも構わない。

【０００９】現在では、電圧を印加後除去した後の発色
は、印加した電圧によって異なることが知られている。
例えば、図７は、横軸に印加電圧、縦軸に初期状態をプ
レーナ組織とし、印加電圧を印加後除去した後の反射率
を示している。

【００１０】図７において、１２％程度の高い反射率を
示す状態はプレーナ組織であり、４％程度の低い反射率
はフォーカルコニック組織である。プレーナ組織および
フォーカルコニック組織は、電圧除去後も長時間保持さ
れる。すなわち、メモリ性を有する。このような特性を
利用して、液晶層に対する印加電界を、画素位置ごとに
変えることにより、電圧除去後も長時間保持される画像
を形成することができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】カイラルネマチック液
晶をマイクロカプセル化すると、前述したように、連続
相からなる液晶セルと比較して、画像の保持性、基板の
設計選択の自由度が増すなどの利点がある反面、印加電
圧の変化に対する反射率の変化の急峻性が失われたり、
駆動電圧が極端に大きくなってしまうなどの欠点があっ
た。

【００１２】特に、印加電圧−反射率特性の閾値特性の
劣化は、時分割駆動におけるＮ数の減少となるため、単
純マトリックス電極駆動による大容量表示を困難にして
いた。

【００１３】また、上記の欠点は、感光体層と液晶層と
を積層した、いわゆる液晶光変調素子においては、駆動
電圧マージンの減少、表示コントラストの低下、表示分
解能の低下などの問題として現れ、マイクロカプセル化
したカイラルネマチック液晶の表示／空間変調素子への
適応の大きな障害となっていた。

【００１４】この発明は、上述の問題点にかんがみ、透
明電極と別の電極との間に、マイクロカプセル化液晶層
を備える反射型液晶表示装置として、急峻な変化を示す
駆動特性と低い駆動電圧による駆動が可能なものを提供
することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１の発明は、透明電極と別の電極との間に、
前記透明電極と別の電極間に与えた電界に反応した選択
反射の変化を示す液晶が封入されたマイクロカプセルの
複数個を含んで構成される液晶層を形成した反射型液晶
表示素子において、前記マイクロカプセルの前記電極面
に垂直な方向の粒径が、前記電極面に平行な方向の粒径
よりも小さいことを特徴とする。

【００１６】また、請求項２の発明は、請求項１の反射
型液晶表示装置において、前記マイクロカプセルの前記
電極面に垂直な方向の粒径が、前記液晶層の膜厚とほぼ
同一であることを特徴とする。

【００１７】また、請求項３の発明は、請求項１の反射
型液晶表示装置において、前記透明電極と別の電極が単
純マトリックスの構成となっていることを特徴とする。

【００１８】また、請求項４の発明は、請求項１の反射
型液晶表示装置において、前記液晶層と別の電極の間に
感光体層を形成したことを特徴とする。

【００１９】また、請求項５の発明は、支持体上に、液
晶が封入されたほぼ球形のマイクロカプセルの複数個を
含む液晶塗膜を島状に形成する第１の工程と、前記第１
の工程の後に、前記支持体面に垂直な方向から熱および
圧力を与える第２の工程とにより液晶層を形成すること
により、反射型液晶装置を製造することを特徴とする。

【００２０】さらに、請求項６の発明は、支持体上に、
液晶層の目的とする膜厚よりも大きな粒径を有し、液晶
が封入されたほぼ球形のマイクロカプセルの複数個を含
む液晶塗膜を形成する第１の工程と、前記第１の工程の
後に、前記支持体面に垂直な方向から熱および圧力を与
える第２の工程とにより前記液晶層を形成することによ
り、反射型液晶装置を製造することを特徴とする。

【００２１】

【作用】カイラルネマチック液晶の駆動特性を、マイク
ロカプセル化カイラルネマチック液晶の駆動特性と比較
すると、反射率の変化に要する電圧の大きさおよびその
電圧に対する反射率の変化の急峻性が非常に異なってい
る。

【００２２】電圧の大きさの違いは、マイクロカプセル
化カイラルネマチック液晶の場合、カイラルネマチック
液晶とマイクロカプセルの殻およびバインダとが直列コ
ンデンサとなっているため、カイラルネマチック液晶へ
印加される電圧の分圧が、全体に印加される電圧と比べ
ると小さくなっているためと考えられる。

【００２３】マイクロカプセル化カイラルネマチック液
晶の場合に、電圧に対する反射率の変化がブロードとな
るのは、マイクロカプセルの内部部位ごとに、液晶の駆
動特性が異なるためである。

【００２４】マイクロカプセルの粒径は、数μｍから１
００μｍ程度とされる。この粒径の下限以下になると、
粒径と、屈折率や分散などの光学定数によって期待され
る光散乱の発生が支配的になって、カイラルネマチック
液晶の選択反射は認識できなくなる。また、上限以上で
は、反射光色の変調に必要な電圧が極端に大きくなり、
実用性が低下する。

【００２５】また、表示に適当な液晶層の膜厚は１０μ
ｍから１００μｍ程度の範囲である。この範囲から外れ
ると、表示のコントラストの低下や駆動電圧の極端な上
昇などの弊害が発生する。

【００２６】このような膜厚のため、液晶層の膜厚方向
に、マイクロカプセルは、平均して１から２０程度存在
する。簡単のために膜厚と同じ粒径の球形のマイクロカ
プセルが、液晶層の膜厚方向に１個存在する場合を考え
る。

【００２７】マイクロカプセル内の液晶の挙動は、マイ
クロカプセル球の中心を通り、電極面に対して垂直な軸
からの距離によって異なる。すなわち、前記軸から近い
距離にある液晶は、マイクロカプセル化されていない場
合とほぼ同じ駆動特性を示す。なぜなら、前記軸から近
い距離にある液晶に関しては、電極間に与えられた電圧
は、すべてそれらの液晶に与えられ、電極面に平行なカ
プセル内面の配向降下が駆動特性を決めるからである。

【００２８】一方、前記軸から離れるにつれ、液晶に与
えられる電圧は、マイクロカプセル間のバインダ（およ
び殻）と、液晶との間の分圧となるため、それらの液晶
に与えられる電圧は、電極間に与えられる電圧よりも小
さくなってしまう。また、カプセルの壁面による配向効
果も、マイクロカプセル内面の軸に対する傾斜が大きく
なるにつれて変化する。このため、マイクロカプセル内
において、軸から離れた所にある液晶は、軸付近にある
液晶に比べて大きな電圧を電極間に与えないと動作しな
いことになる。

【００２９】以上のような、前記軸からの距離によって
液晶の電極間印加電圧に対する応答が異なってくる現象
を抑えるには、前記軸から離れても液晶に印加される電
圧が減少しないようにするため、前記軸から離れた所で
もマイクロカプセルの殻の壁面の傾きが電極面に平行に
なるようにすることである。

【００３０】請求項１の発明においては、マイクロカプ
セルの電極面に垂直な方向の粒径が、電極面に平行な方
向の粒径よりも小さくされているので、マイクロカプセ
ルの形状は、偏平な回転楕円体の形状になる。このた
め、前記軸から離れた所でもマイクロカプセルの殻の壁
面の傾きが、球形の場合よりも、電極面に、より平行に
近くなる。このため、電極間とマイクロカプセル間に介
在するバインダが少なくなる。

【００３１】したがって、前記軸から離れても、液晶に
印加されうる電圧は、電極間に印加される電圧と、より
等しくすることができ、また、互いに接するカプセル面
も、電極面とほぼ平行となり、傾きが少なくなる。した
がって、液晶のいかなる部位においても電極間に印加さ
れる電圧に対する応答を、ほぼ一様にすることができ
る。

【００３２】以上のことから、請求項１の発明によれ
ば、上記のような作用によって、マイクロカプセル化カ
イラルネマチック液晶を用いた反射型液晶表示装置に対
して、急峻な電圧―反射率変化を示す駆動特性と、低駆
動電圧特性を与えることが可能となる。

【００３３】また、請求項２の発明によれば、マイクロ
カプセルの、電極面に垂直な方向の粒径が、液晶層の膜
厚とほぼ同一であるようにされていることから、おおき
な表示コントラストが得られる。

【００３４】すなわち、暗色を示すフォーカルコニック
組織時には、液晶―マイクロカプセル殻間の光学定数の
不一致により、不要な反射が生じて、表示のコントラス
トが低下する。しかし、請求項２の発明のように、電極
面に垂直な方向のマイクロカプセルの粒径を、液晶層の
膜厚とほぼ同一とすることにより、不要な反射をする液
晶とマイクロカプセル殻間の界面の数は、最小とするこ
とができるので、大きな表示コントラストが得られる。

【００３５】そして、請求項３の発明によれば、請求項
１の反射型液晶表示装置において、急峻な電圧―反射率
変化を示す駆動特性が得られ、また、低い駆動電圧での
駆動が可能となり、単純マトリックスによる大容量表示
が可能となる。

【００３６】また、請求項４の発明によれば、請求項１
の反射型液晶表示装置において、急峻な電圧―反射率変
化を示す駆動特性と低電圧駆動が可能となったことによ
り、マイクロカプセル化カイラルネマチック液晶は、感
光体の積層により、高分解能で高い反射率を示す、高画
質な表示を可能とする。

【００３７】また、請求項５の発明による反射型液晶表
示装置の製造方法によれは、請求項１の発明の反射型液
晶表示装置を、容易に製造することができる。

【００３８】この場合に、請求項５の発明によれば、マ
イクロカプセル化液晶の塗膜を島状に支持体上に形成す
ることにより、支持体面に鉛直な方向から熱および圧力
を与えたときに、塗膜が支持体面に平行な方向へ変形し
つつ、逃げる空間を確保することができる。これによ
り、塗膜が支持体面に平行な方向へ伸びる力を受けて、
マイクロカプセルは、支持体面に鉛直な方向の粒径は小
さくなり、一方、支持体面に平行な方向の粒径は大きく
なる。

【００３９】また、請求項６の発明による反射型液晶表
示装置の製造方法は、請求項２の発明の反射型液晶表示
装置を、容易に製造することができる。

【００４０】この場合、マイクロカプセルは、より直接
的に支持体面に平行な方向へ伸びる力を受けて変形し、
支持体面に鉛直な方向の粒径は小さくなり、平行な方向
の粒径は大きくなる。

【００４１】

【発明の実施の形態】［第１の実施の形態］図１は、こ
の発明による反射型液晶表示装置の第１の実施形態を示
すものである。

【００４２】この第１の実施形態の反射型液晶表示装置
は、基板１１および１２の互いに対向する内面に電極１
３および１４を設置し、電極１３、１４間に、それぞれ
カイラルネマチック液晶２０を含むマイクロカプセル２
１と、マイクロカプセル２１間の空隙を埋めるバインダ
２２からなるマイクロカプセル化液晶層（以下、単に液
晶層と略称する）１５を設けている。

【００４３】基板１２の電極１４が形成されていない方
の面には、光吸収層１６を設ける。光吸収層１６の位置
は、この位置に特定されるものではなく、観測者側（基
板１１側）から入射した光のうち、液晶層１５を透過し
たものを吸収できる場所であればいずれの場所でもよ
い。例えば、下方の電極１４と下方の基板１２との間に
設置してもよい。

【００４４】基板１１、１２は、例えば、７０５９ガラ
ス、ソーダガラスなどの無機ガラス、ポリエチレンテレ
フタレート、ポリカーボネート、ポリエーテルサルフォ
ン、トリアセチルセルロース、ポリ塩化ビニル、ノルボ
ルネン系ポリマなどの透明な有機ポリマーなどを用いて
構成する。なお、基板１１、１２の材料としては、これ
らに限られるものではなく、透明であればいかなる材料
でもよい。

【００４５】電極１３、１４は透明電極である。その材
料としては、酸化インジウム、酸化錫、酸化インジウム
錫などの透明金属酸化物などを用いる。なお、光吸収層
１６を、電極１４と液晶層１５との間に設置するように
した場合には、下方の電極１４は表示には直接関係ない
ので、この電極１４は、通常の金属電極で代用すること
もできる。

【００４６】光吸収層１６は、液晶層１５を透過した光
を吸収するもので、黒色の塗料を塗布するなどによって
形成する、また、基板１２として光吸収性を有するもの
を用いる場合には、基板１２に光吸収層１６を兼ねさせ
ることができる。

【００４７】なお、基板は絶対に必要なものではなく、
液晶層１５の自己保持性が大きい場合には、基板１１、
１２の一方若しくは双方を省略することができる。

【００４８】マイクロカプセル２１に封入される液晶２
０としては、カイラルネマチック液晶を単独で、また
は、カイラルネマチック液晶を含む混合物若しくはカイ
ラルネマチック液晶と他の材料との複合材料を用いる。
カイラルネマチック液晶としては、単独でカイラルネマ
チック相を示す化合物、または、ネマチック液晶にカイ
ラル剤が混合されることによって、カイラルネマチック
相を示すものを用いる。

【００４９】単独でカイラルネマチック相を示す化合物
とは、不斉中心をもつ液晶化合物である。典型的なもの
としては、コレステリルナノエートなどの天然物誘導体
などである。ネマチック液晶としては、ビフェニル系、
フェニルシクロヘキサン系、シクロヘキシルシクロヘキ
サン系、ピリミジン系などの液晶化合物を、単独で、ま
たは、混合物として用いる。

【００５０】カイラル剤としては、単独でカイラルネマ
チック相を示す化合物、または、単独ではカイラルネマ
チック相を示さないが、ネマチック液晶と混合されるこ
とによってカイラルネマチック相を示す光学活性有機化
合物を用いる。光学活性なカイラル剤としては、光学活
性エステル誘導体、光学活性シアノビフェニル誘導体、
光学活性ビスフェノール誘導体などのネマチック液晶類
似化合物を用いることができる。

【００５１】マイクロカプセルを作成する方法として
は、相分離法、液中乾燥法、融解分散冷却法、スプレー
ドライング法、パンーコーティング法、気中懸濁被覆
法、粉床法などの各種界面沈積法や、界面重合法、ｉｎ
ｓｉｔｕ重合法、液中硬化被覆法などの界面反応法な
どを用いることができる。

【００５２】マイクロカプセルの材料としては、より典
型的なものとして、ゼラチン−アラビアゴム系、ポリビ
ニルアルコール基剤系、ポリアミド基剤系、尿素ホルム
アルデヒド基剤系などを用いることができる。

【００５３】図２は、この第１の実施の形態の反射型液
晶表示装置の製造方法を説明するための図である。

【００５４】まず、図２（Ａ）に示すように、支持体３
１上に、液晶２０が封入されたほぼ球形のマイクロカプ
セル２１とバインダ２２とによる塗膜を、島状に形成す
る。ここで、塗膜を島状に形成するとは、図２（Ａ）の
ように、塗膜を孤立した島状に形成する場合に限らず、
塗膜を、その膜厚が一様でなく、大きく変化する状態に
形成することも含む。

【００５５】マイクロカプセル化液晶の塗膜を島状に形
成する方法としては、各種印刷法や塗布法が用いられ
る。例えば、スクリーン印刷、スプレーコートとマスク
の併用、ワイヤーバーによるコーティングなどを用い
る。

【００５６】このように、塗膜を島状に支持体３１上に
形成することにより、マイクロカプセル化液晶による塗
膜を、支持体３１面に垂直な方向から、熱および圧力を
与えたときに、塗膜が支持体３１面に平行方向へ変形し
つつ、逃げる空間を確保することができる。

【００５７】支持体３１は、液晶層１５を塗布液の乾燥
・固化によって形成する際に、塗布液を密着させて保持
および形状の決定を行うためのものである。支持体３１
としては、金属やポリマーなどの固体、ポリマーフィル
ムを金属固体に密着させて平面状に保持したものなどを
用いる。

【００５８】このように島状にマイクロカプセル化液晶
塗膜が支持体３１に形成されたものに対して、図２
（Ａ）に示すように、島状のマイクロカプセル化液晶塗
膜を押しつぶすように、支持体３１の面に鉛直方向から
加圧部材３２により圧力を与えると共に、熱を与える。

【００５９】支持体３１面に垂直な方向から熱および圧
力を与える方法としては、ヒートロールを通す方法を用
いる。この場合のヒートロールの構成は、電子写真装置
におけるヒューザやフィルムラミネート装置のヒートロ
ールのものを利用する。

【００６０】以上の工程の結果、図２（Ｂ）に示すよう
に、マイクロカプセル化液晶の塗膜が、支持体３１の面
に平行な方向へ伸びる力を受けて、マイクロカプセル２
１は、支持体３１面に垂直な方向の粒径が小さくなり、
一方、支持体３１面に平行な方向の粒径は大きくなる。

【００６１】こうして生成されたマイクロカプセル２１
の液晶層は、マイクロカプセル２１の示す自己保持性を
利用して、支持体３１から剥離する。そして、図１に示
すように、電極１３、１４間に、このマイクロカプセル
化液晶層を挿入して反射型液晶表示装置を得るようにす
る。

【００６２】なお、この場合に、透明電極を表面に形成
したポリマーフィルムを支持体３１に用いると、マイク
ロカプセル２１の液晶層の支持体３１からの剥離の工程
は省略することができる。

【００６３】この第１の実施の形態の反射型液晶表示装
置の場合には、図１に示されるように、マイクロカプセ
ル２１の、電極１３、１４の面に垂直な方向の粒径が、
電極１３、１４の面と平行な方向の粒径よりも小さいの
で、マイクロカプセル２１の中心を通る電極１３、１４
面に垂直な方向の軸からの距離が離れた位置の液晶であ
っても、マイクロカプセル２１内の液晶には、ほぼ等し
い電圧が印加されるようになる。このため、急峻な電圧
―反射率変化を示す駆動特性が得られると共に、駆動電
圧は、低電圧で良くなる。

【００６４】［第２の実施の形態］図３は、この発明に
よる反射型液晶表示装置の第２の実施形態を示す。基本
的な構成要素は、図１における第１の実施形態と同様で
ある。この第２の実施の形態においては、マイクロカプ
セル２１の粒径が、液晶層１５の膜厚方向では、液晶層
１５の膜厚と同じであり、液晶層１５に平行な方向で
は、液晶層１５の膜厚よりも大きい点が第１の実施の形
態の場合と大きく異なる。

【００６５】この第２の実施の形態では、後述するよう
な方法で、ほぼ球形のマイクロカプセルを、図３に示す
ような偏平形状に変形させるが、変形前の球形マイクロ
カプセルの粒径は、セル化完了時の液晶層１５の膜厚よ
りも大きくしておく。

【００６６】マイクロカプセルの粒径は、殻の硬化前の
一次分散を行うときの攪拌速度（せん断力）や攪拌時間
などを変化させることにより制御して、決定するように
する。

【００６７】図４は、この第２の実施の形態の反射型液
晶表示装置の製造方法を説明するための図である。

【００６８】図４（Ａ）に示すように、この例の製造方
法においては、液晶２０が封入された、粒径が目的とす
る液晶層１５の膜厚よりも大きいほぼ球形のマイクロカ
プセル２１とバインダ２２とによる塗膜を、マイクロカ
プセル２１が、支持体３１の面に平行な方向へ変形しつ
つ、逃げる空間を確保するため、支持体３１上に、島状
に形成する。この場合の「島状」は、図４（Ａ）から判
るように、塗膜が、その膜厚が一様でなく、大きく変化
する状態となっている状態である。

【００６９】そして、前述の実施の形態の場合と同様
に、支持体３１面に垂直な方向から、熱および圧力を与
えることで、図４（Ｂ）のような液晶層を形成する。こ
の場合、マイクロカプセル２１は、前述の第１の実施の
形態の場合よりも、より直接的に支持体３１の面に平行
な方向へ伸びる力を受けて変形し、支持体３１の面に垂
直な方向の粒径は小さくなり、平行な方向の粒径は大き
くなる。

【００７０】なお、支持体３１の構成や、熱および圧力
を与える方法は、前記図２を用いて説明した第１の実施
の形態の製造方法の場合と同様のものを用いることがで
きる。

【００７１】この第２の実施の形態の反射型液晶表示装
置の場合には、図３に示されるように、マイクロカプセ
ル２１の、電極１３、１４の面に垂直な方向の粒径が、
液晶層１５の膜厚とほぼ同一であるようにされ、マイク
ロカプセル２１の中心を通る電極１３、１４面に鉛直な
方向の軸からの距離に関係なく、マイクロカプセル２１
内の液晶には、ほぼ等しい電圧が印加されるようにな
る。このため、急峻な電圧―反射率変化を示す駆動特性
が得られると共に、駆動電圧は、低電圧で良くなる。

【００７２】さらに、不要な反射をする液晶とマイクロ
カプセル殻間の界面の数は、最小とすることができるの
で、おおきな表示コントラストが得られる。

【００７３】［第３の実施の形態］図５は、この発明に
よる反射型液晶表示装置の第３の実施形態を示すもので
ある。各々の構成要素は、前述の第１の実施の形態と同
様であるが、電極構成が単純マトリックスとなっている
点が、第１の実施の形態の反射型液晶表示装置とは異な
る。

【００７４】この発明による反射型液晶表示装置は、急
峻な電圧―反射率変化を示す駆動特性とすることができ
ると共に、低電圧駆動ができるようになるので、この第
３の実施の形態のように、電極構成を単純マトリクスと
して、高性能の反射型液晶表示装置を、簡単な構成で実
現できる。

【００７５】［第４の実施の形態］図６は、この発明に
よる反射型液晶表示装置の第４の実施形態を示すもので
ある。

【００７６】この第４の実施の形態の反射型液晶表示装
置においては、図６に示すように、液晶層１５と下側の
電極１４との間に、光吸収層１６と感光体層１７とを積
層して設ける。その他の構成要素は、第１の実施の形態
の場合と同様である。

【００７７】この第４の実施の形態においては、感光体
層１７を設けることにより、光アドレスを可能とした点
に特徴がある。

【００７８】感光体層１７に用いる感光体材料として
は、硫化カドミウム、水素化アモルファスシリコン、ア
モルファスセレンなどの無機光導電材料、電荷移動錯
体、共晶錯体型、積層形などの塗布膜で形成できる有機
光導電材料を用いることができる。

【００７９】このような光導電性を示す感光体層１７
を、液晶層１５に積層することにより、任意の画素位置
の感光体に対する露光・非露光により、液晶層１５に加
わる電圧を変化させ、液晶層１５に高解像度の画像を形
成することが可能となる。

【００８０】以上、この発明の実施の形態について典型
的なものについて説明したが、この発明は、これらの実
施の形態に限定されるものではなく、原理的に同様な効
果をもたらすものには適用可能である。

【００８１】また、マイクロカプセルを、ほぼ球形のも
のから、変形させるようにする方法としては、上述の例
に限られるものではない。例えば、マイクロカプセルの
殻の厚みを極端に小さくして、変形しやすくし、マイク
ロカプセル塗布液のバインダの収縮乾燥による応力や重
力などによって、上記と同様なマイクロカプセルの変形
を得ることも可能である。この場合には、マイクロカプ
セルの殻の強度は低下するが、工程を単純化することが
できる。

【００８２】次に、この発明による反射型液晶表示装置
の、より具体的な実施例（実験例）について、以下に説
明する。

【００８３】［実施例１］正の誘電率異方性を有するネ
マチック液晶Ｅ８（メルク社製）７４．８部に、カイラ
ル剤ＣＢ１５（ＢＤＨ社製）２１部とカイラル剤Ｒ１０
１１（メルク社製）４．２部とを加熱溶解後、室温に戻
して、ブルーグリーンの色光を選択反射するカイラルネ
マチック液晶を得た。

【００８４】このブルーグリーンカイラルネマチック液
晶１０部に、キシレンジイソシアネート３モルとトリメ
チロールプロパン１モルとの付加物（武田薬品工業製Ｄ
−１１０Ｎ）３部と、酢酸エチル１００部とを加えて均
一溶液とし、油相となる液を調整した。

【００８５】一方、ポリビニルアルコール（クラレ社製
ポバール２１７ＥＥ）１０部を、熱したイオン交換水１
０００部に加えて攪拌後、放置冷却することによって、
水相となる液を調整した。

【００８６】次に、スライダックで３、０Ｖ交流を与え
た家庭用ミキサーによって、前記油相を前記水相中に１
分間乳化分散して、水相中に油相液滴が分散した水中油
エマルジョンを調整した。この水中油エマルジョンを、
６０℃のウォーターバスで加熱しながら２時間攪拌し、
界面重合を完了させて、液晶マイクロカプセルを形成し
た。得られた液晶マイクロカプセルの平均粒径は、レー
ザー粒度分布計によって約１２μｍと見積もられた。

【００８７】マイクロカプセル分散液を、網目３８μｍ
のステンレスメッシュを通して濾過後、一昼夜放置し、
乳白色の上澄みを取り除くことにより、マイクロカプセ
ルからなる固形成分約４０重量％のスラリーを得た。

【００８８】スラリーに対し、マイクロカプセルからな
る固形成分の重量に対して２／３となる量のポリビニル
アルコールを含むポリビニルアルコール１０重量％の溶
液を加えることにより、塗布液を調整した。

【００８９】１２５μｍ厚ＩＴＯ付きＰＥＴフィルム
（東レ社製ハイビーム）のＩＴＯ面上に、上記塗布液
を、＃４４のワイヤーバーで２回塗布することにより、
液晶層を形成した。おのおのの塗布の際に、ワイヤーバ
ーの位置は、精密に位置決めを行い、塗布のために形成
される凹凸の位置が一致するようにした。

【００９０】得られた液晶層の表面は、ワイヤーバーの
ワイヤーピッチに対応した多数の平行した溝が形成され
ていた。溝の凸部分の膜厚は約３６μｍ、凹部分の膜厚
は約２２μｍであった。この塗膜を、室温で半日乾燥さ
せた後、９０℃のオーブンで一昼夜乾燥させた。

【００９１】もう一枚の１２５μｍ厚ＩＴＯ付きＰＥＴ
フィルム（東レ社製ハイビーム）のＩＴＯ面上に、完全
水性型ドライラミネート接着剤であるディックドライＷ
Ｓ−３２１Ａ／ＬＤ−５５（大日本インキ化学工業）を
塗布乾燥させて４μｍ厚の接着層とした。この接着層と
前記液晶層を密着させ、７０℃においてラミネートを行
った後、一方のＰＥＴフィルムの基板表面に、ブラック
ポリイミドＢＫＲ−１０５（日本化薬製）を塗布し、モ
ノクロ表示の液晶セルを得た。

【００９２】得られた液晶セルの駆動特性は、図７
（Ａ）のようなものであった。高電圧側のフォーカルコ
ニック組織からプレーナ組織に向かう閾値特性は、反射
率４％で２３０Ｖ、反射率１２％で３２０Ｖであった。

【００９３】得られた液晶セルの断面を走査型電子顕微
鏡で観測した結果、マイクロカプセルが膜厚方向に押し
つぶされており、膜厚方向の粒径が、膜と平行な方向と
比べて小さくなっていることが確認された。

【００９４】［比較例］実施例１において製造したマイ
クロカプセル化カイラルネマチック液晶塗布液を、エッ
ジコータで、１２５μｍ厚ＩＴＯ付きＰＥＴフィルム
（東レ社製ハイビーム）のＩＴＯ面上に塗布した。得ら
れた液晶層の表面は平坦であり、膜厚は約２８μｍであ
った。この塗膜を室温で半日乾燥させた後、９０℃のオ
ーブンで一昼夜乾燥させた。

【００９５】もう一枚の１２５μｍ厚ＩＴＯ付きＰＥＴ
フィルム（東レ社製ハイビーム）のＩＴＯ面上に、完全
水性型ドライラミネート接着剤であるディックドライＷ
Ｓ−３２１Ａ／ＬＤ−５５（大日本インキ化学工業）を
塗布乾燥させて４μｍ厚の接着層とした。この接着層と
前記液晶層を密着させ、７０℃においてラミネートを行
った後、一方のＰＥＴフィルムの基板表面にブラックポ
リイミドＢＫＲ−１０５（日本化薬製）を塗布し、モノ
クロ表示の液晶セルを得た。

【００９６】得られた液晶セルの駆動特性は、図７
（Ｂ）のようなものであった。高電圧側のフォーカルコ
ニック組織からプレーナ組織に向かう閾値特性は、反射
率４％で２２０Ｖ、反射率１２％で４２０Ｖであった。
すなわち、反射率１２％での閾値特性は、実施例１の場
合よりも１００Ｖも高く、この発明による反射型液晶表
示装置の、低電圧駆動特性が確かめられた。

【００９７】得られた液晶セルの断面を走査型電子顕微
鏡で観測した結果、マイクロカプセルはほぼ球形である
ことが確認された。

【００９８】［実施例２］正の誘電率異方性を有するネ
マチック液晶Ｅ４８（メルク社製）７８部に、カイラル
剤ＣＮＬ−６１１Ｌ（旭電化社製）２２部を加熱溶解
後、室温に戻して、ブルーグリーンの色光を選択反射す
るカイラルネマチック液晶を得た。

【００９９】このブルーグリーンカイラルネマチック液
晶１０部に、キシレンジイソシアネート３モルとトリメ
チロールプロパン１モルとの付加物（武田薬品工業製Ｄ
−１１０Ｎ）３部と、酢酸エチル１００部とを加えて均
一溶液とし、油相となる液を調整した。

【０１００】一方、ポリビニルアルコール（クラレ社製
ポバール２１７ＥＥ）１０部を、熱したイオン交換水１
０００部に加えて攪拌後、放置冷却することによって、
水相となる液を調整した。

【０１０１】次に、スライダックで３０Ｖ交流を与えた
家庭用ミキサーによって、前記油相を前記水相中に２０
秒間乳化分散して、水相中に油相液滴が分散した水中油
エマルジョンを調整した。この水中油エマルジョンを、
６０℃のウォーターバスで加熱しながら２時間攪拌し、
界面重合を完了させて、液晶マイクロカプセルを形成し
た。得られた液晶マイクロカプセルの平均粒径は、レー
ザー粒度分布計によって、約２４μｍと見積もられた
が、粒径分布は粒径２０μｍと粒径４５μｍの２つのピ
ークを持つものであった。

【０１０２】マイクロカプセル分散液を一昼夜放置し、
乳白色の上澄みを取り除くことにより、マイクロカプセ
ルからなる固形成分約４０重量％のスラリーを得た。

【０１０３】スラリーに対し、マイクロカプセルからな
る固形成分の重量に対して２／３となる量のポリビニル
アルコールを含むポリビニルアルコール１０重量％の溶
液を加えることにより、塗布液を調整した。

【０１０４】１２５μｍ厚ＩＴＯ付きＰＥＴフィルム
（東レ社製ハイビーム）のＩＴＯ面上に、上記塗布液を
＃４４のワイヤーバーで２回塗布することにより、液晶
層を形成した。得られた液晶層の表面は、ワイヤーバー
のワイヤーピッチに対応した多数の平行した溝が形成さ
れていたが、その凹凸の程度は実施例１ほどは、なはだ
しいものではなく、マイクロカプセル粒子そのものの大
きさによる凹凸の方が目立った。この塗膜を室温で半日
乾燥させた後、９０℃のオーブンで一昼夜乾燥させた。

【０１０５】もう一枚の１２５μｍ厚ＩＴＯ付きＰＥＴ
フィルム（東レ社製ハイビーム）のＩＴＯ面上に、完全
水性型ドライラミネート接着剤であるディックドライＷ
Ｓ−３２１Ａ／ＬＤ−５５（大日本インキ化学工業）を
塗布乾燥させて４μｍ厚の接着層とした。この接着層と
前記液晶層を密着させ、７０℃においてラミネートを行
った後、一方のＰＥＴフィルムの基板表面にブラックポ
リイミドＢＫＲ−１０５（日本化薬製）を塗布し、モノ
クロ表示の液晶セルを得た。

【０１０６】得られた液晶セルの駆動特性は、図７
（Ａ）のようなものであった。高電圧側のフォーカルコ
ニック組織からプレーナ組織に向かう閾値特性は、反射
率４％で２２０Ｖ、反射率１２％で３００Ｖであった。

【０１０７】得られた液晶セルの断面を走査型電子顕微
鏡で観測した結果、液晶層の膜厚は約２９μｍであり、
特に、粒径４５μｍ前後のマイクロカプセルが、膜厚方
向に押しつぶされており、膜厚が元のマイクロカプセル
の粒径よりも小さくなっていることが確認できた。

【０１０８】［実施例３］実施例１で作成したマイクロ
カプセル塗布液を、８×８マトリックスの評価用セルＤ
Ｍ８８（イー・エッチ・シー社製）のガラス上に塗布乾
燥して膜厚を３０μｍとし、別のガラス基板をラミネー
トしてセルとした。行電極印加電圧を２５０Ｖ、列電極
印加電圧を５０Ｖとして、マトリックス駆動を行ったと
ころ、反射率１２％、コントラスト２：１での表示が可
能であり、良好な視認性を示した。一方、比較例で作成
したマイクロカプセル塗布液を利用して、同様のセルを
作成して、行電極印加電圧を２５０Ｖ、列電極印加電圧
を５０Ｖとしてマトリックス駆動を行ったところ、反射
率１０％、コントラスト１．３：１の表示しかできなか
った。

【０１０９】［実施例４］１２５μｍ厚ＩＴＯ付きＰＥ
Ｔフィルム（東レ社製ハイビーム）のＩＴＯ面上に、実
施例１で作成した塗布液を、＃４４のワイヤーバーで２
回塗布することにより、液晶層を形成した。別の１２５
μｍ厚ＩＴＯ付きＰＥＴフィルム（東レ社製ハイビー
ム）のＩＴＯ面上に、電荷発生層としてベンズイミダー
ルペリレン（ＢＺＰ）を、蒸着により０．０８μｍ厚に
形成し、次に、電荷輸送層として、ビフェニルージアミ
ン系材７．２％、ポリカーボネートビスフェノールＺ
（ポリ（４，４’−シクロヘキシリデンジフェニレンカ
ーボネート））１０．８％、モノクロロベンゼン８２％
の溶液をスピンコートにより塗布することにより、３μ
ｍ厚の膜を作製した。

【０１１０】さらに、ＢＺＰを０．０８μｍ積層し、感
光体層とした。さらに、ブラックポリイミドＢＫＲ−１
０５（日本化薬製）を塗布して遮光層とした。さらに、
完全水性型ドライラミネート接着剤であるディックドラ
イＷＳ−３２１Ａ／ＬＤ−５５（大日本インキ化学工
業）を塗布乾燥させて、４μｍ厚の接着層とした。

【０１１１】これらの２枚のフィルムと、液晶層と、接
着層とを密着してラミネートし、反射型液晶表示装置を
得た。

【０１１２】感光体層が見える側のペットフィルムを通
して画像上に１０ｍＷ／ｃｍ２の露光を行い、電極間に
９００Ｖの直流電圧を与えた後に電圧を除いた。液晶層
には、露光パターンに対応したプレーナ組織による高反
射領域が表れ、非露光部分は、フォーカルコニック組織
による黒色領域となっていた。

【０１１３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、透明電極と別の電極間に与えた電界に反応した選択
反射の変化を示す液晶が封入されたマイクロカプセルか
らなる液晶層を備える反射型液晶表示装置として、急峻
な変化を示す駆動特性と、低電圧駆動を可能にしたもの
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による反射型液晶表示装置の第１の実
施形態を示す図である。

【図２】この発明による反射型液晶表示装置の製造方法
の第１の実施の形態を説明するための図である。

【図３】この発明による反射型液晶表示装置の第２の実
施形態を示す図である。

【図４】この発明による反射型液晶表示装置の製造方法
の第２の実施の形態を説明するための図である。

【図５】この発明による反射型液晶表示装置の第３の実
施形態を示す図である。

【図６】この発明による反射型液晶表示装置の第４の実
施形態を示す図である。

【図７】この発明による反射型液晶表示装置の実施例
と、比較例の駆動特性の特徴を示す図である。

【図８】従来の反射型液晶表示装置の構成を示す図であ
る

【符号の説明】

１１、１２ 基板 １３、１４ 電極 １５ 液晶層 １６ 光吸収層 １７ 感光体層 ２０ 液晶 ２１ マイクロカプセル ２２ バインダ ３１ 支持体 ３２ 加圧部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H089 HA06 KA09 NA22 QA16 RA04 SA17 TA01 TA10 TA17 2H091 FA14Y FA34Y FB02 FC12 FC19 FC22 FD06 GA14 HA06 JA02 LA30 2H092 HA05 KA07 KA09 LA02 NA25 PA12 QA15 5C094 AA08 AA13 AA24 AA43 BA09 BA12 BA43 CA19 CA24 DA12 DB04 EA04 EA05 EA06 EB10 EC10 FA02 FB01 FB06 FB20 GB01 GB10

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】透明電極と別の電極との間に、前記透明電
   極と別の電極間に与えた電界に反応した選択反射の変化
   を示す液晶が封入されたマイクロカプセルの複数個を含
   んで構成される液晶層を形成した反射型液晶表示素子に
   おいて、 前記マイクロカプセルの前記電極面に垂直な方向の粒径
   が、前記電極面に平行な方向の粒径よりも小さいことを
   特徴とする反射型液晶表示装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の反射型液晶表示装置にお
   いて、 前記マイクロカプセルの前記電極面に垂直な方向の粒径
   が、前記液晶層の膜厚とほぼ同一であることを特徴とす
   る反射型液晶表示装置。
3. 【請求項３】請求項１に記載の反射型液晶表示装置にお
   いて、 前記透明電極と別の電極が単純マトリックスの構成とな
   っていることを特徴とする反射型液晶表示装置。
4. 【請求項４】請求項１に記載の反射型液晶表示装置にお
   いて、 前記液晶層と別の電極の間に感光体層を形成したことを
   特徴とする反射型液晶表示装置。
5. 【請求項５】支持体上に、液晶が封入されたほぼ球形の
   マイクロカプセルの複数個を含む液晶塗膜を島状に形成
   する第１の工程と、 前記第１の工程の後に、前記支持体面に垂直な方向から
   熱および圧力を与える第２の工程とにより液晶層を形成
   することを特徴とする反射型液晶表示装置の製造方法。
6. 【請求項６】支持体上に、液晶層の目的とする膜厚より
   も大きな粒径を有し、液晶が封入されたほぼ球形のマイ
   クロカプセルの複数個を含む液晶塗膜を形成する第１の
   工程と、 前記第１の工程の後に、前記支持体面に垂直な方向から
   熱および圧力を与える第２の工程とにより前記液晶層を
   形成することを特徴とする反射型液晶表示装置の製造方
   法。