JP2003084311A - 液晶素子、及び該液晶素子を備えた表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】駆動電圧が大きくなることを防止する。 【解決手段】所定間隙を開けた状態に一対の基板１ａ，
１ｂを配置し、各基板１ａ，１ｂには電極３ａ，３ｂを
形成する。そして、それらの基板１ａ，１ｂの間隙には
複合体２を配置する。ここで、複合体２は、高分子組成
物と液晶組成物とカイラル剤によって構成するが、高分
子組成物は水酸基を有するようにし、“カイラル剤の重
量／液晶組成物の重量”の値は０．１１より大きく０．
３９より小さくなるように設定している。このため液晶
はメモリー性を発現し、しかも、駆動電圧を小さく抑え
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶を用いた表示
素子、光シャッター等の液晶素子、及び該液晶素子を備
えた表示装置に関し、特にメモリーを有する表示素子、
表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、消費電力が少なく携帯に適した表
示素子として、偏光板やバックライトを必要としない反
射型液晶表示素子が注目されている。

【０００３】このような反射型液晶表示素子の一つとし
て、液晶組成物とカイラル剤と高分子組成物からなる複
合体を用い、電気的にスイッチングすることにより２つ
の状態（例えば透明状態と散乱状態）を選択的に現出
し、かつ、電圧印加を休止してもその状態が保持される
もの（双安定型のメモリー性を有するもの）が、特開平
７─４３６９０号公報、特開平７−１４０４４７号公
報、特開平８−１８８７７６号公報、特開平１０−２８
７８７３号公報、及びＵＳＰ５３８４０６７号公報にて
提案されている。以下、それらについて説明する。

【０００４】特開平７─４３６９０号に開示されている
液晶素子は、高分子中にコレステリック液晶を分散させ
た組成物を電極間に挟持することで構成されていて、前
記組成物に低周波または直流の電界を印加（実施例では
直流印加のみしか記載されていない）することに基き透
明状態を現出し、前記組成物に高周波電界を印加するこ
とに基き選択反射状態（特定の光を反射する状態）を現
出するようになっている。そして、これらの２状態（透
明状態と選択反射状態）は、前記低周波、直流、高周波
の電界印加を解除しても保持されるようになっている
（メモリー性）。なお、前記コレステリック液晶は、負
の誘電異方性を示すネマチック液晶値にカイラル剤を添
加して作成されている。また、前記高分子は、チオール
系の重合性モノマーの重合体である。

【０００５】特開平７−１４０４４７号に開示されてい
る液晶素子は、カイラル剤と２色性色素とを含有した液
晶と、高分子材料からなる複合体を電極間に挟持するこ
とで構成されていて、電極間に印加する電圧値を変化さ
せる事により明状態と暗状態を選択的に現出するように
なっている。そして、これらの２状態（明状態と暗状
態）は、電圧を解除しても保持されるようになっている
（メモリー性）。なお、前記高分子材料は、ビフェニル
ジアクリレートの重合体である。また、重合時には、液
晶とビフェニルジアクリレートとの混合物を素子電極間
に充填し、電界を印加した状態で重合を行う（以下、こ
の重合方法を電界印加重合と呼ぶ事にする）。

【０００６】特開平８−１８８７７６号に開示されてい
る液晶素子は、芳香環を含むコレステリック液晶と高分
子からなる複合体を電極間に挟持することで構成されて
いて、電極間に印加する電圧値を変化させる事により選
択反射状態と白濁状態を選択的に現出するようになって
いる。そして、これらの２状態（選択反射状態と白濁状
態）は、電圧を解除しても保持されるようになっている
（メモリー性）。なお、前記高分子は、モノマー主鎖中
に芳香環数と炭素数の比が所定の範囲にある重合性モノ
マーの重合体である。

【０００７】特開平１０−２８７８７３号に開示されて
いる液晶素子は、液晶組成物（コレステリック相を示す
二周波駆動液晶中に高分子材料を分散させた液晶組成
物）を電極間に挟持することで構成されている。前記コ
レステリック相を示す二周波駆動液晶は、ネマチック相
を示す二周波駆動液晶にカイラル剤を添加して形成され
たものであって、印加する電界周波数の大きさを変化さ
せる事により、誘電異方性の符合が異なり（例えば低周
波電界の印加により誘電異方性が正の値を示し、高周波
電界の印加により誘電異方性が負の値を示す）、透明状
態或いは選択反射状態を現出するようになっている。そ
して、これらの２状態（透明状態と選択反射状態）は、
電圧を解除しても保持されるようになっている（メモリ
ー性）。なお、前記高分子材料は、液晶との類似構造
（ビフェニルやフェニルエステル等）を有する重合性モ
ノマー（例えばビナフトールアクリレート）の重合体で
ある。

【０００８】また、ＵＳＰ５３８４０６７号に開示され
ている液晶素子は、液晶組成物とカイラル剤と高分子組
成物からなる複合体を電極間に挟持することで構成され
ていて、電極間に印加する電圧値を変化させる事により
選択反射状態と散乱状態を選択的に現出するようになっ
ている。そして、これらの２状態（選択反射状態と散乱
状態）は、電圧を解除しても保持されるようになってい
る（メモリー性）。なお、前記高分子組成物は、４，
４’−ｂｉｓａｃｒｙｌｏｙｌ ｂｉｐｈｅｎｙｌの重
合体である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術に関する液晶素子には、次の様な問題点があっ
た。

【００１０】（問題点１）上記従来技術に開示されてい
る液晶素子は、駆動電圧が大きい（ほぼ５０Ｖ以上）と
いう問題点があった。

【００１１】例えば、特開平７─４３６９０号公報で開
示されている液晶素子では、前記２状態（透明状態と選
択反射状態）を形成するために必要な電圧値は１００Ｖ
であった。しかも透明状態の形成には、直流の１００Ｖ
が必要であり、液晶を変性させる問題点もあった。

【００１２】特開平７─１４０４４７号公報で開示され
ている液晶素子では、メモリー性を有する前記２状態
（明状態と暗状態）のうち、前記暗状態の形成に必要な
電圧値は４５Ｖであった。

【００１３】特開平８−１８８７７６号公報に開示され
ている液晶素子では、メモリー性を有する前記２状態
（選択反射状態と白濁状態）のうち、前記選択反射状態
の形成に必要な電圧値は６０Ｖ以上であった。

【００１４】特開平１０─２８７８７３号公報に開示さ
れている液晶素子では、メモリー性を有する前記２状態
（選択反射状態と透明状態）のうち、前記選択反射状態
の形成に必要な電圧値は５０Ｖであった。

【００１５】ＵＳＰ５３８４０６７号公報に開示されて
いる液晶素子では、メモリー性を有する前記２状態（選
択反射状態と散乱状態）のうち、前記選択反射状態の形
成に必要な電圧値は５０Ｖであった。

【００１６】（問題点２）特開平７−１４０４４７号公
報に開示されている液晶素子は、十分な散乱状態を形成
できず、表示コントラストが小さいという問題点があっ
た。この原因は、前記電界印加重合にあると推測され
る。この重合時、液晶は電界により配向させられてい
る。実施例では、前記明状態形成信号に対応する電界強
度を印加している。この状態で重合を行うと、得られる
重合体と液晶との界面には、前記明状態に対応する液晶
配向を保持しやすい微細構造が形成される。即ち、重合
体中に前記明状態を安定化しやすい構造が形成されてい
る。このため、液晶素子に前記暗状態形成用の信号を印
加しても、十分な反射率を有する暗状態が形成できない
と考えられる。

【００１７】そこで、本発明は、駆動電圧が大きい等の
問題を防止する液晶素子、及び該液晶素子を備えた表示
装置を提供することを目的とするものである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記事情を考慮
してなされたものであり、所定間隙を開けた状態に配置
された一対の基板と、一対の電極と、液晶組成物とカイ
ラル剤と高分子組成物とから構成されている複合体を備
え、これら一対の電極を介して前記複合体に電圧が印加
されることにより駆動される液晶素子において、前記高
分子組成物は水酸基を有し、かつ、“前記カイラル剤の
重量／前記液晶組成物の重量”の値は０．１１より大き
く０．３９より小さい、ことを特徴とする。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図１及び図２を参照して、
本発明の実施の形態について説明する。

【００２０】本実施の形態に係る液晶素子Ｐは、図１に
示すように、所定間隙を開けた状態に配置された一対の
基板１ａ，１ｂを備えており、これら一対の基板１ａ，
１ｂの間隙には複合体２が配置されている。また、該複
合体２は一対の電極３ａ，３ｂ間に配置されていて、こ
れら一対の電極３ａ，３ｂを介して前記複合体２に電圧
が印加されることにより駆動されるように構成されてい
る。

【００２１】ところで、本実施の形態における複合体２
は、液晶組成物とカイラル剤と高分子組成物とから構成
されている。このうち、高分子組成物は水酸基を有し、
前記液晶組成物と前記カイラル剤との重量比（すなわ
ち、前記カイラル剤の重量／前記液晶組成物の重量）は
０．１１より大きく０．３９より小さくなるように設定
されている。

【００２２】この場合、 ０．１１＜（前記カイラル剤の重量／前記液晶組成物の
重量）＜０．２６ にすると良い。

【００２３】なお、複合体中における液晶組成物及びカ
イラル剤の混合物の濃度は３０ｗｔ％から９９ｗｔ％の
範囲にすると良い。

【００２４】ところで、上述した高分子組成物として
は、 末端が自由端である側鎖を有する高分子鎖同士の架
橋体から構成されたものや、 前記架橋体（末端が自由端である側鎖を有する高分
子鎖同士の架橋体）と該架橋体に架橋していない高分子
鎖とから構成されたものや、 互いに架橋されていない少なくとも２種類の高分子
鎖から構成されたもの、を挙げることができる。

【００２５】このうち、上記の架橋体から構成される
高分子組成物は、単官能性組成物と多官能性組成物の他
に、少なくとも前記液晶組成物と前記カイラル剤との共
存状態で、該単官能性組成物と該多官能性組成物を重合
する事により形成することができる。

【００２６】ここで、前記架橋体の原料となる前記単官
能性組成物を構成する単官能性化合物は、光重合可能な
材料であれば広く種類を問わず用いることができる。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、４−ヒドロキ
シブチルアクリレート、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（メタ）モノアクリ
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、ポリエチレングリコール
モノメタクリレート（例えば、日本油脂製のブレンマー
ＰＥシリーズ）、ポリエチレングリコールモノ（メタ）
アクリレート等をあげることができる。あるいは、グル
コース残基を有するグリコシルオキシエチルメタクリレ
ート（例えば、日本精化製のＧＥＭＡ）も使用可能であ
る。また、本発明では、液晶性を示すモノアクリレート
（例えば、大日本インキ化学工業製のＵＶキュアラブル
液晶ＵＣＬ−００１−Ｋ１）も使用可能である。これら
の単官能性化合物の中から１種もしくは２種以上混合し
て、前記単官能性組成物として用いることができる。

【００２７】なお、前記単官能性化合物は糖残基を有す
るものであると良く、例えば上述のようなグルコース残
基を有するものであると良い。

【００２８】一方、前記架橋体の原料となる前記多官能
性組成物を構成する多官能性化合物は、前記単官能性化
合物と結合可能な官能基を備えた材料であることを特徴
とする。多官能性化合物の１種である２官能性化合物と
して、例えば、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、Ｋａｙａｒａ
ｄ Ｒ１６７、ＨＸ２２０、ＨＸ６２０、Ｒ６８４（い
ずれも日本化薬製）等をあげることができる。３官能性
化合物、さらにはそれ以上の多官能性化合物としては、
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（日本化薬製
「商品名：ＤＰＣＡ−２０，３０，６０，１２０」）等
をあげることができる。これらの多官能性化合物の中か
ら１種もしくは２種以上混合して、前記多官能性組成物
として用いることができる。

【００２９】本発明では、前記架橋体の原料となる前記
単官能性組成物と前記多官能性組成物は、それぞれ下式
を満たす単官能性化合物と多官能性化合物を含む事が好
ましい。 （式１） ０＜(前記単官能性化合物分子の長さ)／(前記多官能性
化合物分子の長さ)＜２

【００３０】その理由は、（前記単官能性化合物分子の
長さ）／（前記多官能性化合物分子の長さ）の大きさが
適正範囲外にある場合、液晶素子の表示のメモリー性が
低下する場合があるからである。

【００３１】更に、上式を満たす前記単官能性化合物及
び前記多官能性化合物は、水酸基を有する事が好まし
い。上式を満たす水酸基を含有する化合物の組み合わせ
として、上記２−ヒドロキシエチルアクリレートと上記
Ｋａｙａｒａｄ Ｒ１６７をあげる事ができる。この場
合、上式に示した比の大きさは、約０．４である。

【００３２】また、上記の「前記架橋体と該架橋体に
架橋していない高分子鎖から構成される高分子組成物」
は、前記架橋体を形成可能な前記単官能性組成物と前記
多官能性組成物と、少なくとも１種類の高分子鎖の他
に、前記液晶組成物と前記カイラル剤との共存状態で、
前記単官能性組成物と前記多官能性組成物との重合によ
り形成することができる。

【００３３】前記架橋体と架橋していない高分子鎖は、
水酸基を有していれば特に制限はない。例えば、ポリビ
ニルアルコール（ＰＶＡ）や多糖及び多糖誘導体をあげ
る事ができる。

【００３４】さらに、上記の「互いに架橋されていな
い少なくとも２種類の高分子鎖から構成される高分子組
成物」は、少なくとも１種類の高分子鎖と少なくとも１
種類の単官能性組成物の他に、前記液晶組成物と前記カ
イラル剤との共存状態で、該単官能性組成物の重合によ
り形成することができる。

【００３５】前記高分子鎖と前記単官能性組成物が水酸
基を有する、ようにすると良い。

【００３６】互いに架橋されていない少なくとも２種類
の高分子鎖の原料となる単官能性組成物は、前記架橋体
の原料となる単官能性組成物を使用する事が可能であ
る。単官能性組成物を構成する単官能性化合物は、水酸
基を有している事が好ましい。単官能性化合物の一例と
して、ポリエチレングリコールモノメタアクリレート
（例えば、日本油脂製のブレンマーＰＥ９０）をあげる
事ができる。前記互いに架橋されていない少なくとも２
種類の高分子鎖の原料となる高分子鎖は、水酸基を有し
ていれば特に制限はない。例えば、ポリビニルアルコー
ル（ＰＶＡ）や多糖及び多糖誘導体をあげる事ができ
る。

【００３７】本発明に関する上記カイラル剤の種類には
原則として制約はない。例えば、メルク社製のＣＢ１
５、 Ｃ１５、Ｓ−８１１、 Ｒ−１０１１、ＣＮ等の
カイラル剤をあげる事ができる。また、本発明ではカイ
ラル剤として、１種類のみならず、２種類以上のカイラ
ル剤の混合物を併用しても構わない。

【００３８】また、本発明に関する上記液晶組成物とし
て、ネマチック相やコレステリック相を示す低分子液晶
をあげる事ができる。誘電率異方性の符号に制限はな
い。この様な液晶として、メルク社製のＭＬＣ−６２２
５−０００やＢＬ００９をあげる事ができる。ＭＬＣ−
６２２５−０００とＢＬ００９は、誘電率異方性の符合
が正のネマチック相を示す液晶である。

【００３９】本発明では、正負両方の誘電率異方性の値
を示す事が可能な低分子液晶を使用する事が可能であ
る。この様な性質を有する液晶は、二周波駆動液晶とし
て知られている。二周波駆動液晶は、液晶に印加する電
界の周波数の大きさを変化させる事により、液晶の誘電
異方性を正の値あるいは負の値にする事ができる。例え
ば、チッソ社製の２周波駆動液晶混合物ＤＦ０１ＸＸ
は、該液晶に印加する電界の周波数が５ｋＨｚ以下であ
れば、誘電異方性は正の値を示す。一方、印加する電界
の周波数が１０ｋＨｚ以上であれば、誘電異方性は負の
値を示す。また、上記二周波駆動液晶は２種類以上の低
分子液晶化合物からなる混合物であっても構わない。該
低分子液晶化合物として、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−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、４−シアノフェニル−４‘−ペン
チル−４−ビフェニルカルボキシラート等をあげる事が
できる。

【００４０】ところで、前記複合体を形成するために行
う前記光重合の重合温度は、前記液晶組成物の等方相転
移温度以上である事が好ましい。また、この光重合を行
うに際しては、液晶組成物等の他に重合開始剤を添加し
ておくと良い。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「イルガキュア６５１」）等を挙げることが
できる。

【００４１】本発明に関する基板の種類は特に制限はな
い。例えば、ガラス基板や、プラスチック基板等の透明
基板を用いることができる。

【００４２】電極３ａ，３ｂとしてはＩＴＯ等の透明電
極を用いると良い。

【００４３】基板１ａと基板１ｂとの間には符号４で示
すようなスペーサを配置して、その基板間隙を規定する
ようにしても良い。基板と基板との間隙寸法は、１〜２
０μｍの範囲に設定すれば良い。

【００４４】また、上述した液晶素子Ｐと、該液晶素子
の電極３ａ，３ｂに電圧を印加する電圧印加手段５と、
からなる表示装置を構成し、前記液晶素子に種々の画像
を表示させると良い。

【００４５】また、一方、本発明に関する電極表面及び
前記基板表面は、液晶に関する垂直配向処理あるいは水
平配向処理等等の配向処層を施していても構わない。垂
直配向処理は、セチルトリメチルアンモニウムブロマイ
ド、オクタデシルエトキシシラン等を用い、気相吸着・
浸漬・スピンコート等の方法により行う事ができる。水
平配向処理は、ポリイミド、ポリビニルアルコール等か
らなる薄膜を電極上に設け、該薄膜をラビングする事に
より形成する事ができる。また、必要がなければ配向処
理を施さなくても構わない。

【００４６】上述のようにして形成された複合体２は透
明状態及び散乱状態の２つの状態をそれぞれ現出させる
ことができる。なお、このような透明状態から散乱状態
への移行、或いは散乱状態から透明状態への移行は電圧
を印加することによって達成されるが（詳細は後述）、
本発明における複合体２はメモリー性を有していて、電
圧（後述する第１の駆動電圧及び第２の駆動電圧）の印
加を休止した場合には透明状態なら透明状態、散乱状態
なら散乱状態を保持するようになっている。

【００４７】図２(a) は、散乱状態にある液晶素子に印
加した駆動電圧の大きさ（Ｖ）と、駆動電圧印加を解除
した後の液晶素子の光透過性（Ｔ）との関係（以下、Ｖ
−Ｔ特性とする）を示した模式図であるが、同図に示す
Ｖ１が「しきい値電圧」であって、 ・ しきい値電圧Ｖ１以下の電圧を印加しても透明状態
には移行せずに散乱状態のままであり、 ・ しきい値電圧Ｖ１以上の電圧を印加すると散乱状態
から透明状態に移行し、 ・ 印加電圧が大きくなるに従って光透過性（Ｔ）が増
加し、 ・ 電圧Ｖon以上の電圧を印加した場合には光透過性
（Ｔ）はほぼ一定値を示す（最大透明状態）、 ようになる。

【００４８】いま、前記電極間に第１の駆動電圧を印加
する事により、散乱状態にある前記複合体を透明状態に
移行させることができる。

【００４９】図２(b) は、透明状態にある液晶素子に印
加した駆動電圧の大きさ（Ｖ）と、駆動電圧印加を解除
した後の液晶素子の光透過性（Ｔ）との関係（Ｖ−Ｔ特
性）を示す模式図であるが、同図に示すＶth，Ｖ２が
「しきい値電圧」であって、 ・ Ｖth以下あるいはＶ２以上の電圧を印加しても散乱
状態には移行せずに透明状態のままであり、 ・ Ｖth〜Ｖ２の間の電圧を印加すると透明状態から光
透過性は減少し、特に印加電圧がＶoff近傍の場合には
光透過性が最小となる（散乱状態）。

【００５０】いま、前記電極間に第２の駆動電圧を印加
する事により、透明状態にある前記複合体を散乱状態に
移行させることができる。

【００５１】つまり、本実施の形態においては、散乱状
態から最大透明状態に移行させる場合には図２(a) にて
Ｖonで示す電圧（第１の駆動電圧）を印加し、透明状態
から散乱状態に移行させる場合には図２(b) にてＶoff
で示す電圧（第２の駆動電圧）を印加する。ここで、本
発明においてＶonは３５Ｖ以下であるが、Ｖoffの電圧
値はＶonの電圧値よりも小さくなる。つまり、本実施の
形態によれば、散乱状態から透明状態に移行させる場
合、透明状態から散乱状態に移行させる場合のいずれで
あっても駆動電圧は３５Ｖ以下となり、従来の駆動電圧
（５０Ｖ以上）よりも小さくなる。

【００５２】ところで、上述のように駆動電圧（透明状
態から散乱状態に移行させるための電圧Ｖon、及び散乱
状態から透明状態に移行させるための電圧Ｖoff）を従
来よりも小さくできるのは、（真偽の程は不明ではある
ものの）本発明者らは、液晶組成物中におけるカイラル
剤濃度（＝カイラル剤の重量／液晶組成物の重量）と高
分子組成物にその原因があると推測している。

【００５３】カイラル剤濃度は、上述した従来例（すな
わち、特開平７─４３６９０号公報及び特開平７−１４
０４４７号公報に開示された液晶素子を除いたものであ
って、特開平８−１８８７７６号公報、特開平１０−２
８７８７３号公報、ＵＳＰ５３８４０６７号にて開示さ
れた液晶素子）では、それぞれ０．４７、０．３９、
０．６６であるのに対し、本発明では０．１１〜０．３
９であり、本発明の方が従来のものより小さい。

【００５４】一方、散乱状態にある液晶を透明状態に移
行させるには、第１の駆動電圧Ｖonを印加することによ
ってカイラル剤に起因する液晶の捩れを解いてやる必要
があるが、一般的に、その電圧値（捩れをほどくために
必要な電圧値）は液晶組成物中におけるカイラル剤濃度
に比例して大きくなる傾向にある。ここで、カイラル剤
濃度は、上述のように本発明の方が従来のものより小さ
いため、電圧値Ｖonの大きさも、本発明の方が従来のも
のよりも小さくなる。

【００５５】そして、この電圧値Ｖonは、上述したよう
に駆動電圧の最大値であることから、駆動電圧全体（透
明状態から散乱状態に移行させるための電圧Ｖon、及び
散乱状態から透明状態に移行させるための電圧Ｖoff）
は従来のものより小さくなる。

【００５６】以下、カイラル剤濃度が従来よりも本発明
の方が小さくなる理由を説明する。

【００５７】従来の液晶素子においては、高分子組成物
として、 ・ 単官能性モノマーのみを重合する事により形成した
ものや、 ・ ２官能性モノマーのみを重合する事により形成した
もの、 を使用しているため、カイラル剤濃度を下げた場合に
は、メモリー性を有する２状態を形成できない、あるい
は形成し難くなるが、本発明においては、高分子組成物
として、単官能性モノマーと２官能性モノマーとを重合
させた架橋体などを使用するため、カイラル剤濃度を小
さくしてもメモリー性を有する２状態を形成できるから
と考えられる。

【００５８】なお、本発明において、カイラル剤濃度
（カイラル剤の重量／液晶組成物の重量）の値が適正範
囲外になると、メモリー性を有する２状態の形成ができ
ない場合があった（下記比較例１、２参照）。

【００５９】なお、本発明の場合、高分子組成物を２官
能性モノマーのみ、あるいは単官能性モノマーのみから
形成した場合、上記先行技術とは異なる問題が発生する
事がある。例えば、２官能性モノマーのみから高分子組
成物を作成した場合、メモリー性を有する２状態を形成
し難くなるという問題が発生する事がある（比較例３参
照）。一方、単官能性モノマーのみから高分子組成物を
形成した場合、メモリー性を有する２状態間遷移に要す
る時間が長くなるという問題が発生する事がある（比較
例４参照）。したがって、高分子組成物は上述のように ・ 末端が自由端である側鎖を有する高分子鎖同士の架
橋体から構成されたもの、 ・ 前記架橋体（末端が自由端である側鎖を有する高分
子鎖同士の架橋体）と該架橋体に架橋していない高分子
鎖とから構成されたもの、 ・ 互いに架橋されていない少なくとも２種類の高分子
鎖から構成されたもの、とすることが好ましい。

【００６０】一方、従来例であっても特開平７─１４０
４４７号公報に記載されたものは、カイラル剤濃度が小
さい（０．１１）にもかかわらず駆動電圧は本実施の形
態のものより大きくなっており（４５Ｖ）、上述した理
屈（すなわち、カイラル剤濃度が小さければ駆動電圧も
小さくなるという理屈）には適合していない。このよう
に駆動電圧が大きいのは、使用している高分子に原因が
あると考えられる。上記従来例のカイラル剤濃度は本発
明のカイラル剤濃度より小さい。それにもかかわらずメ
モリー性を有するのは、前記電界印加重合により高分子
組成物を形成しているためと推測される。

【００６１】更に、本発明がカイラル剤濃度を低くして
もメモリー性を有する２状態を発現できるのは、本発明
に関する高分子組成物が水酸基を含有しているためと推
測している。本発明では、水酸基を含有しない高分子組
成物を使用した場合、メモリー性を有する２状態を形成
しにくくなった（下記比較例５参照）。

【００６２】水酸基の効果の一つとして水素結合を示す
事ができる。水酸基は液晶分子内のシアノ基との間で水
素結合を形成できるので、透明状態に対応する液晶分子
配向の崩壊を抑制している可能性がある。なお、水酸基
の効果は、このような水素結合に限定されるものではな
く、例えば、高分子組成物表面の液晶に対する濡れ性な
どにも影響している事が考えられる。

【００６３】一方、前記複合体中における高分子組成物
の形態もメモリー性発現に寄与しているものと推測して
いる。例えば、高分子組成物に形成された微細な隙間が
寄与している可能性がある。しかし、上述した様に、本
発明では前記複合体中における高分子組成物濃度の制限
は、前記液晶組成物中におけるカイラル剤濃度の制限よ
りも小さい。即ち、前記高分子組成物濃度は大きくても
低くても、メモリー性を有する２状態を発現する事が可
能である。高分子組成物の形態は、前記高分子組成物濃
度により変化する可能性がある。従って、メモリー性発
現に効果的な高分子組成物の形態の制限は、前記高分子
組成物濃度と同様に、小さいものと考えられる。

【００６４】さて、図２（ａ）、図２（ｂ）に示した様
に、本発明に関する液晶素子のＶ−Ｔ特性には、しきい
値電圧が存在する。この性質を利用すれば、公知の単純
マトリックス駆動により、複数の画素部を有する液晶素
子及び該素子を用いた表示装置に所望のパターンを表示
させる事が可能である。

【００６５】次に、本実施の形態の効果について説明す
る。

【００６６】本実施の形態によれば、駆動電圧（第１の
駆動電圧及び第２の駆動電圧）は３５Ｖ以下であって従
来よりも小さいため消費電力を低減できる。

【００６７】また、駆動電圧を図３に示すような交番電
圧とした場合には、液晶の変性を回避することができ
る。

【００６８】さらに、電場印加重合を行う事なく液晶素
子を構成する高分子を形成しても、表示のメモリー性を
維持でき、コントラスト低下を防止できる。

【００６９】

【実施例】以下、実施例に沿って本発明を更に詳細に説
明する。

【００７０】（実施例１）本実施例では、グリコシルオ
キシエチルメタクリレート（商品名ＧＥＭＡ、日本精化
製）（３９９重量部）とＫａｙａｒａｄ Ｒ１６７（３
１５重量部）と１、６−ヘキサンジオールジアクリレー
ト（７６重量部）からなる混合物を高分子前駆体とし
た。

【００７１】次に、該高分子前駆体１２０重量部と、二
周波駆動液晶（ＤＦ０１ＸＸ、チッソ社製、等方相転移
温度＝１０６．５℃）３０９重量部と、カイラル剤ＣＢ
１５（メルク社製）５４重量部と、光重合開始剤（イル
ガキュア１８４、チバガイギー社製）５重量部とを混合
した。該混合物は液状であり、以下、混合溶液１と呼ぶ
事にする。なお、混合溶液１の場合、（カイラル剤の重
量）／（液晶組成物の重量）≒０．１７である。

【００７２】混合溶液１を、表面温度が１２０℃に維持
されているホットプレート上に設置しておいた液晶セル
の中空部に注入した。なお、該液晶セルは、ＩＴＯ電極
（大きさ＝１ｃｍ×１ｃｍ）３ａ，３ｂを設けた一対の
ガラス基板１ａ，１ｂを７μｍのスペーサー４を介して
対向配置させた構造をしている。また、液晶セルの中空
部に面しているガラス基板表面及びＩＴＯ電極表面は、
セチルトリメチルアンモニウムブロマイドによる垂直配
向処理が施されている。

【００７３】ホットプレート温度を１２０℃に維持した
状態で、液晶セルに強度０．３ｍＷ／ｃｍ^２の紫外線を
７分間照射した。紫外線照射により前記高分子前駆体は
重合し、前記中空部内に高分子と液晶組成物とカイラル
剤からなる複合体２を形成した。紫外線照射を停止した
後、ホットプレートの加熱も停止した。その後、液晶セ
ルをホットプレート上に設置した状態で、セル温度が２
７℃になるまで冷却し、液晶素子を作製した。

【００７４】上述のようにして作製した液晶素子を２７
℃の温度に保ち、電圧印加手段５によって電極３ａ，３
ｂに図３に示すような矩形状交番電圧を印加して駆動し
た。

【００７５】まず、Ｖ_０＝３５Ｖの交番電圧１を印加し
たところ（信号印加時間＝１００ｍｓｅｃ）、液晶素子
は透明状態（光透過率＝９５％）を示した。なお、液晶
セルの中空部が空の状態での光透過率を１００％とし
た。そして、この交番電圧１の印加を中止しても、液晶
素子は透明状態（光透過率＝８０％）を維持していた。

【００７６】引き続き、Ｖ_０＝１５Ｖの交番電圧２を印
加したところ（信号印加時間＝１００ｍｓｅｃ）、液晶
素子は散乱状態（光透過率＝２３％）を示した。そし
て、この交番電圧２の印加を中止しても、液晶素子は散
乱状態（光透過率＝２２％）を維持していた。

【００７７】更に液晶素子に交番電圧１及び交番電圧２
を交互に印加（信号印加時間＝１００ｍｓｅｃ）する事
により、メモリー性を有する透明状態（信号印加解除後
の光透過率＝８０％）と散乱状態（信号印加解除後の光
透過率＝２２％）を交互に形成する事ができた（図４参
照）。

【００７８】なお、散乱状態の液晶素子に関するＶ−Ｔ
特性を調べたところ、しきい値電圧Ｖ１は２０Ｖであっ
た。そして、駆動電圧Ｖが２０Ｖより大きくなるにつ
れ、液晶素子の光透過性Ｔは増加した。そして、駆動電
圧Ｖが３５Ｖ（＝Ｖon）以上の場合、光透過性に変化は
観察されなかった。つまり、駆動電圧３５Ｖで、液晶素
子は最大光透過性を示していた。一方、透明状態の液晶
素子に関するＶ−Ｔ特性を調べたところ、駆動電圧Ｖが
１５Ｖ近傍で、液晶素子の光透過性は最小（散乱状態）
を示した。また、本実施例の素子を、透明状態及び散乱
状態を示す表示装置に用いる事ができた。

【００７９】次に、本実施例では、上記カイラル剤（Ｃ
Ｂ１５）と上記液晶組成物（ＤＦ０１ＸＸ）との混合比
のみを変化させた液晶素子を５種類作成した。各素子の
（カイラル剤の重量）／（液晶組成物の重量）の大きさ
は、０．１２、０．１５、０．２５、０．３０、０．３
５である。

【００８０】これら５種類の素子に対する上記交番電圧
１と上記交番電圧２の印加解除後の光透過率を評価し
た。その結果、（カイラル剤の重量）／（液晶組成物の
重量）が、０．１２、０．１５、０．２５の場合、上記
混合溶液１を使用して作成した素子と同程度の透明状態
と散乱状態が形成できた。即ち、交番電圧１の印加を解
除したところ、光透過率８０％の透明状態を示してい
た。交番電圧２の印加を解除したところ、光透過率２２
％の散乱状態を示していた。これに対して、（カイラル
剤の重量）／（液晶組成物の重量）が、０．３０、０．
３５の場合、上記混合溶液１を使用して作成した素子が
示す透明状態よりも光透過率が小さかった。即ち、交番
電圧１の印加を解除したところ、光透過率７８％の透明
状態を示していた。一方、交番電圧２の印加を解除した
ところ、光透過率２３％の散乱状態を示していた。

【００８１】（実施例２）本実施例では、図５に示す液
晶素子、すなわち、基板１ｂの裏面に黒色層１０を設け
た液晶素子を作製した。その他の構成は実施例１と同じ
とした。

【００８２】得られた液晶素子の電極間に実施例１と同
様に交番電圧１を印加したところ、複合体２は光透過状
態となって、基板１ａの側から観察した液晶素子は黒色
（黒色層１０による黒色）を呈した。そして、この交番
電圧１の印加を中止しても、液晶素子は黒色を維持して
いた。

【００８３】引き続き、実施例１と同様に交番電圧２を
印加したところ、液晶素子は散乱状態を示した。そし
て、この交番電圧２の印加を中止しても、液晶素子は散
乱状態を維持していた。

【００８４】更に液晶素子に交番電圧１及び交番電圧２
を交互に印加（信号印加時間＝１００ｍｓｅｃ）する事
により、メモリー性を有する透明状態と散乱状態を交互
に形成する事ができた。

【００８５】（実施例３）本実施例では、電極を、図６
に符号１３ａ，１３ｂで示すようなストライプ状とし、
直交するように配置した。なお、これらの電極１３ａ，
１３ｂは、ＩＴＯ（インジウム・ティン・オキサイド）
にて形成し、電極幅を３ｍｍとし、電極間間隙を１ｍｍ
とし、本数を８本ずつとした。これらの電極１３ａ，１
３ｂにより、本実施例の液晶セルには、（８×８）個の
画素部が形成されている。セル裏面には、実施例２で示
した様な黒色層１０を設けた。図６（ａ）において、Ｘ
１〜Ｘ８は、一方の基板に設けられたストライプ電極で
ある。Ｙ１〜Ｙ８は、もう一方の基板に設けられたスト
ライプ電極である。なお、基板間隔は７μｍとし、各電
極表面にはセチルトリメチルアンモニウムブロマイドに
よる垂直配向処理を施した。

【００８６】本実施例では、前記液晶セルを１２０℃に
維持したホットプレート上に載置し、セル中空部に実施
例１で使用した混合溶液１を注入した。ホットプレート
温度を維持した状態で、セルに強度０．３ｍＷ／ｃｍ^２
の紫外線を７分間照射した。紫外線照射により前記中空
部内に高分子と液晶組成物からなる複合体を形成した。
紫外線照射を停止した後、ホットプレートの加熱も停止
した。その後、液晶セルをホットプレート上に設置した
状態で、セル温度が２７℃になるまで冷却した。

【００８７】上述のようにして作製した液晶素子を２７
℃の温度に保ち、電極Ｙ１〜Ｙ８を走査電極とし、電極
Ｘ１〜Ｘ８を信号電極として単純マトリクス駆動を行っ
た。つまり、全ての走査電極（Ｙ１〜Ｙ８）を接地し、
全ての信号電極（Ｘ１〜Ｘ８）には上述した交番電圧１
（信号印加時間＝１００ｍｓｅｃ）を印加した。該印加
によって液晶素子は黒色を呈し、その印加を中止しても
黒色を維持していた。

【００８８】次に所望の画素を散乱状態にする事によ
り、図６(b) に示すように、文字“Ｘ”の書き込みを行
った。先ず、走査電極Ｙ１を接地し、信号電極Ｘ２〜Ｘ
７に上記交番電圧２を印加した（信号印加時間＝１００
ｍｓｅｃ）。信号印加を解除しても、走査電極Ｙ１と信
号電極Ｘ２〜Ｘ７との交差部に対応する画素は、散乱状
態を維持していた。また、走査電極Ｙ１と信号電極Ｘ
１、Ｘ８との交差部に対応する画素は、黒色を維持して
いた。また、非選択走査電極はフロート状態とし、非選
択走査電極上の全ての画素は黒色状態を維持していた。

【００８９】次に、走査電極Ｙ２を接地し、信号電極Ｘ
１、Ｘ８、Ｘ３〜Ｘ６に上記交番電圧２を印加した（信
号印加時間＝１００ｍｓｅｃ）。信号印加を解除して
も、走査電極Ｙ２と信号電極Ｘ１、Ｘ８、Ｘ３〜Ｘ６と
の交差部に対応する画素は散乱状態を維持していた。ま
た、走査電極Ｙ２と信号電極Ｘ２、Ｘ７との交差部に対
応する画素は、黒色を維持していた。

【００９０】同様の書き込みを走査電極Ｙ３からＹ７に
関して行う事により、文字“Ｘ”を書き込む事ができ
た。その結果を模式的に図６（ｂ）に示す。また、本実
施例の素子を、２次元パターンを示す表示装置に用いる
事ができた。

【００９１】（実施例４）本実施例では、実施例３で作
成した液晶セル（図６（ａ）、図６（ｂ）参照）を用い
た。このセルに対する単純マトリックス駆動により、文
字“Ｘ”の書き込みを行った。

【００９２】本実施例では、選択走査電極上の画素の中
で、黒色状態に移行させたい画素には、前記交番電圧１
が印加された状態になるようにした（実施例２参照）。
一方、選択走査電極上の画素の中で、散乱状態に移行さ
せたい画素には、前記交番電圧２が印加された状態にな
るようにした（実施例２参照）。これに対して、非選択
走査電極上の画素には、図３におけるＶ_０の大きさが前
記図２（ｂ）のＶth以下である矩形波が印加された状態
になるようにした。このような交番電圧の印加が解除さ
れた画素は、交番電圧印加前と同じ状態を示す（図２
（ａ）、図２（ｂ）参照）。本実施例の液晶素子では、
Ｖthの大きさは１３Ｖであった。

【００９３】先ず、全ての走査電極（Ｙ１〜Ｙ８）を接
地し、全ての信号電極（Ｘ１〜Ｘ８）に上記交番電圧１
を印加した。該信号の印加を解除しても、全ての画素は
黒色状態を維持していた。

【００９４】次に、走査電極Ｙ１を選択走査電極とし、
信号電極と走査電極に下記交番電圧を印加した。

【００９５】信号電極Ｘ１、Ｘ８に印加した電気信号＝
前記交番電圧１（図３におけるＶ_０が３５Ｖの矩形
波）。

【００９６】信号電極Ｘ２〜Ｘ７に印加した電気信号＝
前記交番電圧２（図３におけるＶ_０が１５Ｖの矩形
波）。

【００９７】走査電極Ｙ１に印加した電気信号＝図３に
おけるＶ_０が０Ｖの矩形波（走査電極Ｙ１は接地し
た）。

【００９８】走査電極Ｙ２〜Ｙ８に印加した電気信号＝
図３におけるＶ_０が２５Ｖ（前記交番電圧１の波高値３
５Ｖと前記交番電圧２の波高値１５Ｖとの平均値に対
応）の矩形波。

【００９９】上記信号を印加すると、走査電極Ｙ１と信
号電極Ｘ１とＸ８との交点に対応する２個の画素には、
前記交番電圧１が印加された状態となる。この信号印加
が解除されると、該２個の画素は、黒色状態を示す事に
なる（実施例２参照）。実際、上記信号印加を解除した
ところ、走査電極Ｙ１と信号電極Ｘ１とＸ８の交点に対
応する２個の画素は、黒色状態を示していた。

【０１００】一方、走査電極Ｙ１と信号電極Ｘ２〜Ｘ７
との交点に対応する６個の画素には、前記交番電圧２が
印加された事になる。この信号印加が解除されると、該
６個の画素は、散乱状態を示す事になる（実施例２参
照）。実際、上記信号印加を解除したところ、走査電極
Ｙ１と信号電極Ｘ２〜Ｘ７の交点に対応する６個の画素
は、散乱状態を示していた。

【０１０１】これに対して、非走査電極である走査電極
Ｙ２〜Ｙ８上に存在する画素には、図３におけるＶ_０の
大きさが１０の矩形波が印加される事になる。前述した
ように、本実施例の液晶セルのＶthは１３であるので、
上記信号印加の前後で、非選択走査電極上の画素の状態
は変化しない。実際、上記信号印加を解除したところ、
非走査電極上の全ての画素は、黒色状態を維持してい
た。

【０１０２】次に、走査電極Ｙ２を選択走査電極とし、
信号電極と走査電極に下記電気信号を印加した。

【０１０３】信号電極Ｘ２、Ｘ７に印加した電気信号＝
前記交番電圧１。

【０１０４】信号電極Ｘ１、Ｘ８、Ｘ３〜Ｘ６に印加し
た電気信号＝前記交番電圧２。

【０１０５】走査電極Ｙ２に印加した電気信号＝図３に
おけるＶ_０が０Ｖの矩形波（走査電極Ｙ２は接地し
た）。

【０１０６】走査電極Ｙ１、Ｙ３〜Ｙ８に印加した電気
信号＝図３におけるＶ_０が２５Ｖの矩形波。

【０１０７】上記信号印加を解除したところ、走査電極
Ｙ２と信号電極Ｘ２、Ｘ７との交点に対応する２個の画
素は、黒色状態を示していた。走査電極Ｙ２と信号電極
Ｘ１、Ｘ８，Ｘ３〜Ｘ６との交点に対応する６個の画素
は、散乱状態を示していた。一方、非選択走査電極であ
る走査電極Ｙ１及び走査電極Ｙ３〜Ｙ８上の画素の状態
は、変化していなかった。即ち、走査電極Ｙ１と信号電
極Ｘ１、Ｘ８との交点に対応する２個の画素と、走査電
極Ｙ３〜Ｙ８上の画素は、黒色状態を維持していた。ま
た、走査電極Ｙ１と信号電極Ｘ２〜Ｘ７との交点に対応
する６個の画素は、白色状態を維持していた。

【０１０８】同様の書き込みを走査電極Ｙ３からＹ７に
関して行う事により、文字“Ｘ”を書き込む事ができ
た。また、本実施例の素子を、２次元パターンを示す表
示装置に用いる事ができた。

【０１０９】（実施例５）本実施例では、２−ヒドロキ
シエチルアクリレート（５０重量部）とＫａｙａｒａｄ
Ｒ１６７（４０重量部）と１、６−ヘキサンジオール
ジアクリレート（１０重量部）からなる混合物を高分子
前駆体とした。

【０１１０】次に、該高分子前駆体２６重量部と、二周
波駆動液晶（ＤＦ０１ＸＸ、チッソ社製、等方相転移温
度＝１０６．５℃）１８１重量部と、カイラル剤ＣＢ１
５（メルク社製）３７重量部と、光重合開始剤（イルガ
キュア１８４、チバガイギー社製）３重量部とを混合し
た。該混合物は液状であり、以下、混合溶液２と呼ぶ事
にする。なお、混合溶液２の場合、（カイラル剤の重
量）／（液晶組成物の重量）≒０．２０である。

【０１１１】混合溶液２を、表面温度が１１５℃に維持
されているホットプレート上に設置しておいた液晶セル
の中空部に注入した。なお、該液晶セルは、ＩＴＯ電極
（大きさ＝１ｃｍ×１ｃｍ）３ａ，３ｂを設けた一対の
ガラス基板１ａ，１ｂを７μｍのスペーサー４を介して
対向配置させた構造をしている。また、液晶セルの中空
部に面しているガラス基板表面及びＩＴＯ電極表面は、
セチルトリメチルアンモニウムブロマイドによる垂直配
向処理が施されている。

【０１１２】ホットプレート温度を１１５℃に維持した
状態で、液晶セルに強度０．３ｍＷ／ｃｍ^２の紫外線を
７分間照射した。紫外線照射により前記高分子前駆体は
重合し、前記中空部内に高分子と液晶組成物とカイラル
剤からなる複合体２を形成した。紫外線照射を停止した
後、ホットプレートの加熱も停止した。その後、液晶セ
ルをホットプレート上に設置した状態で、セル温度が２
７℃になるまで冷却し、液晶素子を作製した。

【０１１３】上述のようにして作製した液晶素子を２７
℃の温度に保ち、電極３ａ，３ｂに図３に示すような矩
形状交番電圧を印加して駆動した。

【０１１４】まず、Ｖ_０＝３５Ｖの交番電圧３を印加し
たところ（信号印加時間＝１００ｍｓｅｃ）、液晶素子
は透明状態（光透過率＝９５％）を示した。なお、液晶
セルの中空部が空の状態での光透過率を１００％とし
た。そして、この交番電圧３の印加を中止しても、液晶
素子は透明状態（光透過率＝７９％）を維持していた。

【０１１５】引き続き、Ｖ_０＝１８Ｖの交番電圧４を印
加したところ（信号印加時間＝１００ｍｓｅｃ）、液晶
素子は散乱状態（光透過率＝２４％）を示した。そし
て、この交番電圧４の印加を中止しても、液晶素子は散
乱状態（光透過率＝２３％）を維持していた。

【０１１６】更に液晶素子に交番電圧３及び交番電圧４
を交互に印加（信号印加時間＝１００ｍｓｅｃ）する事
により、メモリー性を有する透明状態（信号印加解除後
の光透過率＝７９％）と散乱状態（信号印加解除後の光
透過率＝２３％）を交互に形成する事ができた。

【０１１７】なお、散乱状態の液晶素子に関するＶ−Ｔ
特性を調べたところ、しきい値電圧Ｖ１は２５Ｖであっ
た。そして、駆動電圧Ｖが２５Ｖより大きくなるにつ
れ、液晶素子の光透過性Ｔは増加した。そして、駆動電
圧Ｖが３５Ｖ（＝Ｖon）以上の場合、光透過性に変化は
観察されなかった。即ち、駆動電圧３５Ｖで、液晶素子
は最大光透過性を示していた。一方、透明状態の液晶素
子に関するＶ−Ｔ特性を調べたところ、駆動電圧Ｖが１
８Ｖ近傍で、液晶素子の光透過性は最小（散乱状態）を
示した。また、本実施例の素子を、透明状態及び散乱状
態を示す表示装置に用いる事ができた。

【０１１８】（実施例６）本実施例では、２−ヒドロキ
シエチルアクリレート（５０重量部）とＫａｙａｒａｄ
Ｒ１６７（４０重量部）と１、６−ヘキサンジオール
ジアクリレート（１０重量部）からなる混合物を高分子
前駆体とした。

【０１１９】次に、該高分子前駆体６１重量部と、二周
波駆動液晶（Ｍ０６あるいはＤＦ０１ＸＸ、チッソ社
製、等方相転移温度＝１０６．５℃）４０４重量部と、
ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）１０量部と、カイラル
剤ＣＢ１５（メルク社製）７１重量部と、光重合開始剤
（イルガキュア１８４、チバガイギー社製）５重量部と
を混合した。該混合物は液状であり、以下、混合溶液３
と呼ぶ事にする。なお、混合溶液３の場合、（カイラル
剤の重量）／（液晶組成物の重量）≒０．１８である。

【０１２０】混合溶液３を、表面温度が１１５℃に維持
されているホットプレート上に設置しておいた液晶セル
の中空部に注入した。なお、該液晶セルは、ＩＴＯ電極
（大きさ＝１ｃｍ×１ｃｍ）３ａ，３ｂを設けた一対の
ガラス基板１ａ，１ｂを７μｍのスペーサー４を介して
対向配置させた構造をしている。また、液晶セルの中空
部に面しているガラス基板表面及びＩＴＯ電極表面は、
セチルトリメチルアンモニウムブロマイドによる垂直配
向処理が施されている。

【０１２１】ホットプレート温度を１１５℃に維持した
状態で、液晶セルに強度０．３ｍＷ／ｃｍ^２の紫外線を
７分間照射した。紫外線照射により前記高分子前駆体は
重合し、前記中空部内に高分子と液晶組成物とカイラル
剤からなる複合体２を形成した。紫外線照射を停止した
後、ホットプレートの加熱も停止した。その後、液晶セ
ルをホットプレート上に設置した状態で、セル温度が２
７℃になるまで冷却し、液晶素子を作製した。

【０１２２】上述のようにして作製した液晶素子を２７
℃の温度に保ち、電極３ａ，３ｂに図３に示すような矩
形状交番電圧を印加して駆動した。

【０１２３】まず、Ｖ_０＝３０Ｖの交番電圧５を印加し
たところ（信号印加時間＝１００ｍｓｅｃ）、液晶素子
は透明状態（光透過率＝９５％）を示した。なお、液晶
セルの中空部が空の状態での光透過率を１００％とし
た。そして、この交番電圧５の印加を中止しても、液晶
素子は透明状態（光透過率＝８０％）を維持していた。

【０１２４】引き続き、Ｖ_０＝１５Ｖの交番電圧６を印
加したところ（信号印加時間＝１００ｍｓｅｃ）、液晶
素子は散乱状態（光透過率＝２４％）を示した。そし
て、この交番電圧６の印加を中止しても、液晶素子は散
乱状態（光透過率＝２３％）を維持していた。

【０１２５】更に液晶素子に交番電圧５及び交番電圧６
を交互に印加（信号印加時間＝１００ｍｓｅｃ）する事
により、メモリー性を有する透明状態（信号印加解除後
の光透過率＝８０％）と散乱状態（信号印加解除後の光
透過率＝２３％）を交互に形成する事ができた。

【０１２６】なお、散乱状態の液晶素子に関するＶ−Ｔ
特性を調べたところ、しきい値電圧Ｖ１は２０Ｖであっ
た。そして、駆動電圧Ｖが２０Ｖより大きくなるにつ
れ、液晶素子の光透過性Ｔは増加した。そして、駆動電
圧が３０Ｖ（＝Ｖon）以上の場合、光透過性に変化は観
察されなかった。即ち、駆動電圧３０Ｖで、液晶素子は
最大光透過性を示していた。一方、透明状態の液晶素子
に関するＶ−Ｔ特性を調べたところ、駆動電圧Ｖが１５
Ｖ近傍で、液晶素子の光透過性は最小（散乱状態）を示
した。また、本実施例の素子を、透明状態及び散乱状態
を示す表示装置に用いる事ができた。

【０１２７】（実施例７）本実施例では、ポリエチレン
グリコールモノメタクリレート（商品名ＰＥ９０、日本
油脂株式会社製）８２重量部と、ポリビニルアルコール
（ＰＶＡ）９重量部と、ネマチック液晶（商品名ＭＬＣ
−６２２５−０００ 、メルク社製）３３８重量部と、
カイラル剤（商品名ＣＢ１５、メルク社製）６９重量部
と、光重合開始剤（商品名イルガキュア１８４、チバガ
イギー社製）５重量部とを混合した。該混合物を混合溶
液４と呼ぶ事にする。なお、混合溶液４の場合、（カイ
ラル剤の重量）／（液晶組成物の重量）≒０．２０であ
る。

【０１２８】混合溶液４を、表面温度が１１５℃に維持
されているホットプレート上に設置しておいた液晶セル
の中空部に注入した。なお、該液晶セルは、ＩＴＯ電極
（大きさ＝１ｃｍ×１ｃｍ）３ａ，３ｂを設けた一対の
ガラス基板１ａ，１ｂを７μｍのスペーサー４を介して
対向配置させた構造をしている。また、液晶セルの中空
部に面しているガラス基板表面及びＩＴＯ電極表面は、
セチルトリメチルアンモニウムブロマイドによる垂直配
向処理が施されている。

【０１２９】ホットプレート温度を１１５℃に維持した
状態で、液晶セルに強度０．３ｍＷ／ｃｍ^２の紫外線を
７分間照射した。紫外線照射により前記高分子前駆体は
重合し、前記中空部内に高分子と液晶組成物とカイラル
剤からなる複合体２を形成した。紫外線照射を停止した
後、ホットプレートの加熱も停止した。その後、液晶セ
ルをホットプレート上に設置した状態で、セル温度が２
７℃になるまで冷却した。

【０１３０】上述のようにして作製した液晶素子を２７
℃の温度に保ち、電極３ａ，３ｂに図３に示すような矩
形状交番電圧を印加して駆動した。

【０１３１】まず、Ｖ_０＝２２Ｖの交番電圧７を印加し
たところ（信号印加時間＝１００ｍｓｅｃ）、液晶素子
は透明状態（光透過率＝９５％）を示した。なお、液晶
セルの中空部が空の状態での光透過率を１００％とし
た。そして、この交番電圧７の印加を中止しても、液晶
素子は透明状態（光透過率＝８６％）を維持していた。

【０１３２】引き続き、Ｖ_０＝１５Ｖの交番電圧８を印
加したところ（信号印加時間＝１００ｍｓｅｃ）、液晶
素子は散乱状態（光透過率＝２４％）を示した。そし
て、この交番電圧８の印加を中止しても、液晶素子は散
乱状態（光透過率＝２３％）を維持していた。

【０１３３】更に液晶素子に交番電圧７及び交番電圧８
を交互に印加（信号印加時間＝１００ｍｓｅｃ）する事
により、メモリー性を有する透明状態（信号印加解除後
の光透過率＝８６％）と散乱状態（信号印加解除後の光
透過率＝２３％）を交互に形成する事ができた。

【０１３４】なお、散乱状態の液晶素子に関するＶ−Ｔ
特性を調べたところ、しきい値電圧Ｖ１は１６Ｖであっ
た。そして、駆動電圧Ｖが１６Ｖより大きくなるにつ
れ、液晶素子の光透過性Ｔは増加した。そして、駆動電
圧が２２Ｖ（＝Ｖon）以上の場合、光透過性に変化は観
察されなかった。即ち、駆動電圧２２Ｖで、液晶素子は
最大光透過性を示していた。一方、透明状態の液晶素子
に関するＶ−Ｔ特性を調べたところ、駆動電圧Ｖが１５
Ｖ近傍で、液晶素子の光透過性は最小（散乱状態）を示
した。また、本実施例の素子を、透明状態及び散乱状態
を示す表示装置に用いる事ができた。

【０１３５】（比較例１）本比較例では、実施例１、
４、５、６におけるカイラル剤濃度（カイラル剤の重量
／液晶組成物の重量）を適正範囲よりも大きい０．５と
して液晶素子を４つ作製した。その他の構成や条件は各
実施例と同じにした。実施例１、４、５、６に対応する
液晶素子を、それぞれ、素子１、２、３、４と呼ぶ事に
する。

【０１３６】得られた４つの液晶素子は、散乱状態を示
していた（素子１〜４の光透過率は、それぞれ、２３
％、２４％、２４％、２５％であった）。各素子への交
番電圧１の印加を解除したところ、全素子が透明メモリ
ー状態を示した（素子１〜４の光透過率は、それぞれ、
７９％、７７％、７８％、８３％であった）。次に、素
子１、３、４には前記交番電圧２を、素子２には前記交
番電圧４を印加した。交番電圧印加を解除したところ、
各素子は交番電圧印加前と同じ光透過率の透明メモリー
状態を示していた。更に、本比較例では、透明メモリー
状態にある素子１〜４に印加する交番電圧の波高（図３
に示したＶ_０の大きさ）を変化させた（ただしＶ_０＜３
５）。しかしながら、素子の光透過率は変化せず、透明
メモリー状態のままであった。この様に、本比較例で
は、メモリー性を有する２状態を形成できなかった。

【０１３７】（比較例２）本比較例では、実施例１、
４、５、６におけるカイラル剤濃度（カイラル剤の重量
／液晶組成物の重量）を適正範囲よりも小さい０．０５
として液晶素子を４つ作製した。その他の構成や条件は
各実施例と同じにした。実施例１、４、５、６に対応す
る液晶素子を、それぞれ、素子７，８，９，１０と呼ぶ
事にする。

【０１３８】得られた４つの液晶素子は、散乱状態を示
していた（素子７〜１０の光透過率は、それぞれ、２２
％、２３％、２４％、２４％であった）。各素子への前
記交番電圧１の印加を解除したところ、全素子が透明メ
モリー状態を示した（素子７〜１０の光透過率は、それ
ぞれ、８１％、７８％、７９％、８３％であった）。次
に、素子７，９，１０には前記交番電圧２を、素子８に
は前記交番電圧４を印加した。各交番電圧の印加を解除
したところ、各液晶素子は交番電圧印加前と同じ光透過
率の透明メモリー状態を示していた。更に、本比較例で
は、透明メモリー状態にある素子７〜１０に印加する交
番電圧の波高（図３に示したＶ_０の大きさ）を変化させ
た（ただしＶ_０＜３５）。しかしながら、素子の光透過
率は変化せず、透明メモリー状態のままであった。この
様に、本比較例では、メモリー性を有する２状態を形成
できなかった。

【０１３９】（比較例３）本比較例では、高分子前駆体
を全てＫａｙａｒａｄ Ｒ１６７にした以外は実施例１
と同じである。即ち、本比較例では、高分子組成物を２
官能性モノマーのみから形成した。

【０１４０】得られた液晶素子に、前記交番電圧１を印
加（信号印加時間＝１００ｍｓｅｃ）した。電圧印加
中、液晶素子は透明状態（光透過率＝９５％）を示して
いた。なお、液晶セルの中空部が空の状態での光透過率
を１００％とした。信号印加を解除しても、液晶素子は
透明状態（光透過率＝８２％）を維持していた。次に、
液晶素子の電極間に前記交番電圧２を印加した（信号印
加時間＝１００ｍｓｅｃ）。該信号印加を解除したとこ
ろ、液晶素子は透明状態に近い光透過率（７７％）を示
していた。この様に本比較例では、実施例１のような散
乱メモリー状態を形成できなかった。

【０１４１】（比較例４）本比較例では、高分子前駆体
を全てポリエチレングリコールモノメタクリレート（商
品名ＰＥ９０、日本油脂株式会社製）にした以外は、実
施例１と同じである。即ち、本比較例では、高分子組成
物を単官能性モノマーのみから作成した。得られた液晶
素子に、前記交番電圧１を印加（信号印加時間＝１００
ｍｓｅｃ）した。電圧印加中、液晶素子は透明状態（光
透過率＝９５％）を示していた。なお、液晶セルの中空
部が空の状態での光透過率を１００％とした。信号印加
を解除した直後、液晶素子の光透過率は２２％であり、
散乱状態を示していた。その後、液晶素子の光透過率は
徐々に増加し、前記交番電圧印加を解除してから１５秒
後には、光透過率８１％の透明状態を示していた。

【０１４２】次に、液晶素子の電極間に前記交番電圧２
を印加した（信号印加時間＝１００ｍｓｅｃ）。信号印
加中、液晶素子は白色の散乱状態（光透過率＝２３％）
を示していた。信号印加を解除しても、液晶素子は散乱
状態（光透過率＝２２％）を維持していた。この様に本
比較例では、透明メモリー状態の形成必要な時間が、実
施例１の場合よりも、極めて長くなった。

【０１４３】（比較例５）本比較例では、グリコシルオ
キシエチルメタクリレートをｎ−ブチルメタクリレート
に置換し、Ｋａｙａｒａｄ Ｒ１６７を１、６−ヘキサ
ンジオールジアクリレートに置換した以外は、実施例１
と同じである。即ち、本比較例に関する高分子組成物
は、水酸基を含まない単官能性モノマーと２官能性モノ
マーから形成した。

【０１４４】得られた液晶素子は散乱状態（光透過率＝
２３％）を示していた。この散乱状態にある液晶素子素
子への前記交番電圧１の印加を解除したところ、液晶素
子は散乱状態（光透過率＝２３％）を示していた。図３
におけるＶ_０の大きさを８０Ｖにした交番電圧を印加し
ても、交番電圧の印加を解除すると液処素子は散乱状態
（光透過率＝２３％）にもどった。

【０１４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
従来よりも駆動電圧を低減できる。また駆動電圧は従来
よりも小さいため消費電力を低減できる。

【０１４６】また、電場印加重合を行う事なく液晶素子
を構成する高分子を形成しても、表示のメモリー性を維
持でき、コントラスト低下を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る液晶素子の一実施の形態を示す断
面図。

【図２】駆動電圧の大きさと液晶素子の光透過性との関
係を示す模式図。

【図３】液晶素子に印加する駆動電圧を示す波形図。

【図４】液晶素子の光透過率の変化を示す図。

【図５】本発明に係る液晶素子の他の実施の形態を示す
断面図。

【図６】電極の形状を説明するための平面図。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ 基板 ２ 複合体 ３ａ，３ｂ 電極 ５ 電圧印加手段 Ｐ 液晶素子

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定間隙を開けた状態に配置された一対
   の基板と、一対の電極と、液晶組成物とカイラル剤と高
   分子組成物とから構成されている複合体を備え、これら
   一対の電極を介して前記複合体に電圧が印加されること
   により駆動される液晶素子において、 前記高分子組成物は水酸基を有し、かつ、 “前記カイラル剤の重量／前記液晶組成物の重量”の値
   は０．１１より大きく０．３９より小さい、 ことを特徴とする液晶素子。
2. 【請求項２】 “前記カイラル剤の重量／前記液晶組成
   物の重量”の値は０．１１より大きく０．２６より小さ
   い、 ことを特徴とする請求項１に記載の液晶素子。
3. 【請求項３】 前記高分子組成物は、末端が自由端であ
   る側鎖を有する高分子鎖同士の架橋体から構成されてい
   る、 ことを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶素子。
4. 【請求項４】 前記高分子組成物は、末端が自由端であ
   る側鎖を有する高分子鎖同士の架橋体と、該架橋体に架
   橋していない高分子鎖から構成されている、 ことを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶素子。
5. 【請求項５】 前記高分子組成物は、互いに架橋されて
   いない少なくとも２種類の高分子鎖から構成されてい
   る、 ことを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶素子。
6. 【請求項６】 前記架橋体は、単官能性組成物と多官能
   性組成物との重合体であって、該単官能性組成物と該多
   官能性組成物はそれぞれ単官能性化合物と多官能性化合
   物を含み、かつ、０＜(前記単官能性化合物分子の長さ)
   ／(前記多官能性化合物分子の長さ)＜２を満足する、 ことを特徴とする請求項３又は４に記載の液晶素子。
7. 【請求項７】 前記単官能性化合物及び前記多官能性化
   合物が水酸基を有する、 ことを特徴とする請求項６に記載の液晶素子。
8. 【請求項８】 前記単官能性化合物が糖残基を有する、 ことを特徴とする請求項７に記載の液晶素子。
9. 【請求項９】 前記糖残基がグルコース残基である、 ことを特徴とする請求項８に記載の液晶素子。
10. 【請求項１０】 前記多官能性組成物が２官能性組成物
    である、 ことを特徴とする請求項６に記載の液晶素子。
11. 【請求項１１】 前記架橋体は、前記単官能性組成物と
    前記多官能性組成物の他に、前記液晶組成物と前記カイ
    ラル剤との共存状態で、前記単官能性組成物と前記多官
    能性組成物との重合により形成する、ことを特徴とする
    請求項３に記載の液晶素子。
12. 【請求項１２】 前記架橋体と該架橋体に架橋していな
    い高分子鎖は、前記単官能性組成物と前記多官能性組成
    物と、少なくとも１種類の高分子鎖の他に、前記液晶組
    成物と前記カイラル剤との共存状態で、前記単官能性組
    成物と前記多官能性組成物との重合により形成する、こ
    とを特徴とする請求項４に記載の液晶素子。
13. 【請求項１３】 前記互いに架橋されていない少なくと
    も２種類の高分子鎖は、少なくとも１種類の高分子鎖と
    少なくとも１種類の単官能性組成物の他に、前記液晶組
    成物と前記カイラル剤との共存状態で、該単官能性組成
    物の重合により形成する、ことを特徴とする請求項５に
    記載の液晶素子。
14. 【請求項１４】 前記高分子鎖と前記単官能性組成物
    が、水酸基を有する、ことを特徴とする請求項１２又は
    １３に記載の液晶素子。
15. 【請求項１５】 請求項１乃至１４のいずれか１項に記
    載の液晶素子と、該液晶素子の電極に電圧を印加する電
    圧印加手段と、を備え、前記液晶素子に種々の画像を表
    示してなる表示装置。