JP2003195341A

JP2003195341A - 積層型液晶表示素子

Info

Publication number: JP2003195341A
Application number: JP2001391134A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Kobayashi; 信幸小林; Shoji Kotani; 昌二小谷; Hideaki Ueda; 秀昭植田
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 2001-12-25
Filing date: 2001-12-25
Publication date: 2003-07-09

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】コレステリック相特性を有する積層型液晶表
示素子であって、黒色などの背景色を利用して画像表示
を行う場合、背景色品位（例えば黒色品位）が高く、コ
ントラスト良好な積層型液晶表示素子を提供する。【解決手段】上下一対の基板１１、１２間に挟持さ
れ、可視波長域の光を選択反射可能であるコレステリッ
ク相特性を有する液晶材料層ｒ、ｇ、ｂが積層型液晶表
示素子において、液晶材料層ｒ、ｇ、ｂのうち一つの液
晶材料層と該液晶材料層を挟持している基板１１、１２
に関して、該基板面に対して垂直方向に両基板１１、１
２から離れた領域Ｍにおける液晶材料２１ｒ、２１ｇ、
２１ｂは二つの分子配列状態について双安定状態を示
し、領域Ｍ外の両基板１１、１２の近傍領域Ｎ₁、Ｎ₂
における液晶材料２１ｒ、２１ｇ、２１ｂの分子配列状
態は互いに異なり、且つ、それぞれの分子配列状態は前
記二つの安定状態のうちいずれかと同じ又は略同じ状態
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、積層型液晶表示素
子に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示素子は、基本的に一対の基板と
これら基板間に挟持された液晶材料層とを含んでいる。
この液晶材料層に駆動電圧を印加することで液晶分子の
配列を制御し、素子に入射される外光を変調して目的と
する画像の表示等を行う。

【０００３】液晶表示方式は様々なものが提案されてい
る。近年、ネマティック液晶にカイラル材料を添加する
ことにより、室温においてコレステリック相を示すよう
にしたカイラルネマティック液晶などのコレステリック
相を示す液晶を用いた液晶表示素子が研究されている。

【０００４】このタイプの液晶表示素子は、例えば、カ
イラルネマティック液晶の選択反射能を利用した低消費
電力駆動可能の反射型の液晶表示素子として用い得るこ
とが知られている。この反射型液晶表示素子では高低の
パルス電圧を印加することにより液晶をプレーナ状態
（着色状態）とフォーカルコニック状態（透明状態）に
切り替えて表示を行なうことができる。そして、これら
のプレーナ状態及びフォーカルコニック状態は電圧印加
を停止した後も保持されるという、いわゆる双安定性或
いはメモリー性を示し、これにより、電圧の印加を停止
した後も表示が保たれるようにすることが可能である。

【０００５】この反射型の液晶表示素子には、黒色など
の背景色を利用したモノクロ（モノカラー）画像表示や
２色画像表示及びフルカラー画像表示を行うものがあ
る。

【０００６】例えば、フルカラー表示を実現する一つの
方法として、赤色表示を行う赤色液晶材料層、緑色表示
を行う緑色液晶材料層及び青色表示を行う青色液晶材料
層の少なくとも三つの液晶材料層を含む積層型液晶表示
素子を採用することができる。かかる積層型液晶表示素
子では、プレーナ状態（着色状態）のときに赤色、緑
色、青色等を表示でき、フォーカルコニック状態（透明
状態）のときに黒色などの背景色を表示できる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このコ
レステリック相を示す液晶を用いた反射型の液晶表示素
子においては、例えば、黒色などの背景色を利用して画
像表示を行う場合、背景色品位（黒色品位）があまり良
くないため、コントラストを向上させることが難しい。

【０００８】そこで本発明は、それぞれが上下一対の基
板間に挟持され、可視波長域の光を選択反射可能である
コレステリック相特性を有する液晶材料層を複数積層し
た積層型液晶表示素子であって、例えば、黒色などの背
景色を利用して画像表示を行う場合、背景色品位（例え
ば黒色品位）が高く、ひいてはコントラスト良好な積層
型液晶表示素子を提供することを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは前記課題を
解決するため鋭意研究を重ねたところ、次のことを見出
した。

【００１０】すなわち、それぞれが上下一対の基板間に
挟持され、室温（例えば２５℃）で可視波長域の光を選
択反射可能であるコレステリック相特性を有する液晶材
料層を複数積層した積層型液晶表示素子においては、前
記複数の液晶材料層のうち少なくとも一つの液晶材料層
と該液晶材料層を挟持している上下一対の基板に関し
て、該基板面に対して垂直方向に該両基板から十分に離
れた領域における液晶材料は、例えば、電界などの外部
刺激によりプレーナ状態（液晶分子のプレーナ配列状
態）及びフォーカルコニック状態（液晶分子のフォーカ
ルコニック配列状態）の二つの分子配列状態について双
安定状態を示し、該領域外の該両基板の近傍領域におけ
る液晶材料の分子配列状態は互いに異なり、且つ、それ
ぞれの分子配列状態は前記二つの安定状態のうちいずれ
かと同じ又は略同じ状態であるとき、例えば、黒色など
の背景色を利用して画像表示を行う場合、背景色（例え
ば黒色）を表示した際の視感反射率（Ｙ値）が小さくな
る。このためコントラストを向上させることができる。

【００１１】なお、コントラストを客観的に表すものと
してコントラスト比がある。コントラスト比は、例え
ば、黒色などの背景色を利用して画像表示を行った場
合、着色表示時の視感反射率（Ｙ値）Ｙ₁と背景色（例
えば黒色）表示時の視感反射率（Ｙ値）Ｙ₂との比（Ｙ
₁／Ｙ₂又はＹ₁：Ｙ₂）で示すことができる。このＹ
₁が大きいほど、またＹ₂が小さいほど素子のコントラ
ストが向上する。

【００１２】このようにコントラストを向上させること
ができる理由としては、次のことが考えられる。すなわ
ち、前記液晶材料層を挟持している上下一対の基板との
液晶界面での液晶分子の配向状態について、片方の基板
においては、例えばフォーカルコニック状態に近い分子
配列状態をとっているため、該液晶界面での光の散乱が
少なく結果として背景色（例えば黒色）を表示したとき
の視感反射率（Ｙ値）が小さくなったものと考えられ
る。

【００１３】本発明はかかる知見に基づくものであり、
前記課題を解決するため、それぞれが上下一対の基板間
に挟持され、（室温（例えば２５℃）で）可視波長域の
光を選択反射可能であるコレステリック相特性を有する
液晶材料層を複数積層した積層型液晶表示素子におい
て、前記複数の液晶材料層のうち少なくとも一つの液晶
材料層と該液晶材料層を挟持している上下一対の基板に
関して（従って前記複数の液晶材料層のそれぞれと該各
液晶材料層を挟持している上下一対の基板に関してでも
よい）、該基板面に対して垂直方向に該両基板から（十
分に）離れた領域における液晶材料は二つの分子配列状
態について双安定状態を示し、該領域外の該両基板の近
傍領域における液晶材料の分子配列状態は互いに異な
り、且つ、それぞれの分子配列状態は前記二つの安定状
態のうちいずれかと同じ又は略同じ状態である積層型液
晶表示素子を提供する。

【００１４】本発明に係る積層型液晶表示素子は、コレ
ステリック相特性を有する液晶材料層の選択反射能を利
用した反射型の積層型液晶表示素子として用いることが
できる。この場合、例えば、黒色などの背景色を利用し
てモノクロ（モノカラー）画像表示や２色画像表示、さ
らにはフルカラー画像表示を行うことができる。

【００１５】本発明に係る積層型液晶表示素子による
と、前記複数の液晶材料層のうち少なくとも一つの液晶
材料層と該液晶材料層を挟持している上下一対の基板に
関して、該基板面に対して垂直方向に該両基板から十分
に離れた領域における液晶材料は二つの分子配列状態に
ついて双安定状態を示し、該領域外の該両基板の近傍領
域における液晶材料の分子配列状態は互いに異なり、且
つ、それぞれの分子配列状態は前記二つの安定状態のう
ちいずれかと同じ又は略同じ状態であるので、例えば、
黒色などの背景色を利用して画像表示を行う場合、背景
色（例えば黒色）を表示した際の視感反射率（Ｙ値）が
小さくなり、ひいてはコントラストを向上させることが
できる。

【００１６】前記二つの分子配列状態について双安定状
態を示す場合としては、代表例として、電界などの外部
刺激によりプレーナ状態（液晶分子のプレーナ配列状
態）及びフォーカルコニック状態（液晶分子のフォーカ
ルコニック配列状態）の二つの分子配列状態について双
安定状態を示す場合を挙げることができる。なお、液晶
分子のプレーナ配列状態では液晶分子が基板面に対し平
行又は略平行な配向状態となり、可視波長領域の光を選
択反射可能な状態となる。また、液晶分子のフォーカル
コニック配列状態では基板面に対し垂直又は略垂直な配
向状態をとる液晶分子が多くなり、入射光を透過可能な
状態となる。

【００１７】前記少なくとも一つの液晶材料層を挟持し
ている一対の基板のうち一方の基板の液晶に接する側の
表面には液晶分子の配向を該基板面に対して垂直又は略
垂直に揃えるための処理が施されていてもよい。こうす
ることで、該一方の基板との液晶界面での液晶分子の配
列をフォーカルコニック配列又はフォーカルコニック配
列に近い配列にできる。これにより該液晶界面での光の
散乱を少なくでき、結果として背景色（例えば黒色）を
表示したときの視感反射率（Ｙ値）を小さくできる。こ
の場合、他方の基板の液晶に接する側の表面に施す処理
としては、液晶分子の配向を該基板面に対して平行又は
略平行に揃えるための処理を例示できる。

【００１８】いずれにしても、前記液晶分子の配向を前
記基板面に対して垂直又は略垂直に揃えるための処理と
しては、例えば、ラビング処理やシランカップリング剤
などの垂直配向膜材料を基板上に被着する処理を挙げる
ことができる。例えば、基板面に垂直配向膜を設け、該
垂直配向膜をラビングすることで、該垂直配向膜の、液
晶分子の配向を揃える効果をより引き出させることがで
きる。

【００１９】前記コレステリック相特性を有する液晶材
料層は、コレステリック相を示す液晶を含んでいてもよ
い。前記コレステリック相を示す液晶としては、代表例
として、コレステリック液晶、カイラルネマティック液
晶組成物を挙げることができる。

【００２０】カイラルネマティック液晶組成物として
は、ネマティック液晶組成物にカイラル材料をネマティ
ック液晶組成物とカイラル材料の合計量に対して８重量
％〜４０重量％程度混合することで得ることができるも
のを例示できる。いずれにしてもカイラルネマティック
液晶組成物は、必要に応じてイオン交換樹脂・吸着剤等
と接触させて精製を行い、水分や不純物を除去してもよ
い。このようなコレステリック相を示す液晶を用い、メ
モリ性を利用して表示を行う液晶表示素子においては、
原理的に配向膜は不要であり、配向膜を設ける場合でも
本質的に配向膜へのラビング処理は不要である。しか
し、上記構成、すなわち、前記両基板から離れた領域に
おける液晶材料は二つの分子配列状態について双安定状
態を示し、該領域外の該両基板の近傍領域における液晶
材料の分子配列状態は互いに異なり、且つ、それぞれの
分子配列状態は前記二つの安定状態のうちいずれかと同
じ又は略同じ状態である構成を実現するために、配向膜
を設けるのは極めて有効である。

【００２１】いずれにしても、カイラルネマティック液
晶組成物に色素を添加してもよい。その場合、添加され
る色素としては、従来知られている各種色素を使用する
ことができ、液晶と相溶性の良好なものが好ましい。例
えば、アゾ化合物、キノン化合物、アントラキノン化合
物等からなる色素、或いは二色性色素等が使用可能であ
り、これらの色素を複数種類用いてもよい。添加量とし
ては、例えば、ネマティック液晶組成物とカイラル材料
の合計量に対して３重量％以下が望ましい。添加量が多
すぎると液晶の選択反射量が低くなり逆にコントラスト
が下がってしまう。

【００２２】また、カイラルネマティック液晶組成物へ
の色素添加に代えてカラーフィルターを採用することも
できる。この場合、例えば液晶表示素子にフィルター層
を設けることができる。このフィルタ層に用いられる材
料としては、例えば、無色透明物質に色素を添加したも
のであってもよいし、色素を添加せずとも本質的に着色
状態にあるものであってもよい。例えば、フィルタ層が
色素と同様の働きをする特定の物質からなる薄膜であっ
てもよい。液晶表示素子を構成するための基板自体を以
上のようなフィルタ層材料で形成しても同様の効果が得
られる。

【００２３】

【発明の実施の形態】（実施形態の構成と表示動作）図
１は本発明の一実施形態である反射型積層型液晶表示素
子の断面構造を示す概略図であり、図１（Ａ）に高電圧
パルスを印加したときの液晶分子のプレーナ配列の安定
状態（Ｒ（赤色）Ｇ（緑色）Ｂ（青色）着色状態）を示
し、図１（Ｂ）に低電圧パルスを印加したときの液晶分
子のフォーカルコニック配列の安定状態（透明／黒色表
示状態）を示す。なお、この液晶表示素子はメモリー性
を有しており、液晶分子のプレーナ配列状態及びフォー
カルコニック配列状態の二つの安定状態はパルス電圧印
加後も維持できる。

【００２４】図１に示す積層型液晶表示素子は、赤色表
示を行なう赤色液晶表示素子Ｒ、緑色表示を行なう緑色
液晶表示素子Ｇ、青色表示を行なう青色液晶表示素子Ｂ
の三つの液晶表示素子をこの順で積層したものである。

【００２５】各液晶表示素子（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、それぞ
れ少なくとも一方（ここではいずれも）が透明な上下一
対の基板１１、１２間に、液晶材料である室温で可視光
中の特定波長の光を選択反射可能のカイラルネマティッ
ク液晶組成物２１ｒ、２１ｇ、２１ｂと、基板１１、１
２間のスペースを保持するスペース保持材（ここではス
ペーサー１８及び柱状構造物２０）とを含む液晶材料層
（赤色液晶材料層ｒ、緑色液晶材料層ｇ、青色液晶材料
層ｂ）を挟持したものである。

【００２６】図１の各液晶表示素子Ｒ、Ｇ、Ｂにおいて
は、１１、１２は透光性を有する透明基板であり、透明
基板１１、１２のそれぞれの表面に、互いに平行な複数
の帯状に形成された透明電極１３、１４が設けられてい
る。これらの電極１３、１４は基板に垂直な方向から見
て互いに交差するように向かい合わされている。電極上
には絶縁性薄膜がコーティングされていることが好まし
い。ここでは電極１３、１４上にそれぞれ絶縁性薄膜１
５がコーティングされている。また、絶縁性薄膜１５の
上には配向膜１６ａ、１６ｂが設けられている。この配
向膜による液晶分子の配向は基板１１、１２ごとに異な
り、ここでは基板１１側の絶縁膜１５上には液晶分子の
配向を該基板面に対して平行又は略平行に揃えるための
配向膜１６ａが設けられており、基板１２側の絶縁膜１
５上には液晶分子の配向を該基板面に対して垂直又は略
垂直に揃えるための配向膜１６ｂが設けられている。

【００２７】なお、各液晶表示素子Ｒ、Ｇ、Ｂのいずれ
においても液晶分子の配向を前記基板面に対して平行又
は略平行に揃えるための配向膜１６ａが設けられた基板
１１は素子観察側Ｐに配置されている。以上説明したよ
うな配向膜配置により黒品位良好な素子を得ることがで
きる。

【００２８】また光を入射させる側とは反対側の基板の
外面（裏面）には、必要に応じて、可視光吸収層が設け
られる。ここでは赤色素子Ｒにおける基板１２の裏面に
可視光吸収層１７が設けられている。

【００２９】１８、２０はそれぞれスペース保持部材と
してのスペーサー、柱状構造物であり、２１ｒ、２１
ｇ、２１ｂは、ここでは室温でコレステリック相を示す
カイラルネマティック液晶組成物である。２４はシール
材であり、液晶組成物２１ｒ、２１ｇ、２１ｂを基板１
１、１２間に封入するためのものである。

【００３０】２５はパルス印加装置であり、各液晶表示
素子Ｒ、Ｇ、Ｂの前記電極１３、１４間にパルス状の所
定電圧を印加するためのものである。

【００３１】この積層型液晶表示素子では、液晶材料層
ｒ、ｇ、ｂと該液晶材料層ｒ、ｇ、ｂをそれぞれ挟持し
ている上下一対の基板１１、１２に関して、該基板面に
対して垂直方向に両基板１１、１２から十分に離れた領
域における液晶材料２１ｒ、２１ｇ、２１ｂは、高電圧
パルスの印加によるプレーナ状態（液晶分子のプレーナ
配列状態）及び低電圧パルスの印加によるフォーカルコ
ニック状態（液晶分子のフォーカルコニック配列状態）
の二つの分子配列状態について双安定状態を示し、該領
域外の両基板１１、１２の近傍領域における液晶材料２
１ｒ、２１ｇ、２１ｂの分子配列状態は互いに異なり、
且つ、それぞれの分子配列状態は前記二つの安定状態の
うちいずれかと同じ又は略同じ状態である。これについ
て図２を参照しながらさらに詳しく説明する。

【００３２】図２は各液晶表示素子Ｒ、Ｇ、Ｂにおける
液晶材料２１ｒ、２１ｇ、２１ｂの分子配列状態を説明
するための模式図である。図２（Ａ）に高電圧パルスを
印加したときの液晶分子のプレーナ配列の安定状態及び
基板近傍領域における液晶分子の配列状態を示し、図２
（Ｂ）に低電圧パルスを印加したときの液晶分子のフォ
ーカルコニック配列の安定状態及び基板近傍領域におけ
る液晶分子の配列状態を示す。なお、図２では電極、絶
縁性薄膜等は図示を省略してある。

【００３３】図２に示すように、基板面に対して垂直方
向（図中Ｘ方向）に両基板１１、１２から十分に離れた
領域Ｍにおける液晶材料２１ｒ、２１ｇ、２１ｂは、プ
レーナ配列状態（図２（Ａ）参照）及びフォーカルコニ
ック配列状態（図２（Ｂ）参照）の二つの分子配列状態
について双安定状態を示している。

【００３４】そして、領域Ｍ外の基板１１の近傍領域Ｎ
₁における液晶材料２１ｒ、２１ｇ、２１ｂの分子配列
状態と、領域Ｍ外の基板１２の近傍領域Ｎ₂における液
晶材料２１ｒ、２１ｇ、２１ｂの分子配列状態とは互い
に異なっている。さらに説明すると、液晶分子ａの配向
を基板面に対して平行又は略平行に揃えるための配向膜
１６ａが設けられた基板１１近傍領域Ｎ₁における液晶
材料２１ｒ、２１ｇ、２１ｂの分子配列状態は図２
（Ａ）に示す領域Ｍのプレーナ配列の安定状態と同じ又
は略同じであり、液晶分子ａの配向を基板面に対して垂
直又は略垂直に揃えるための配向膜１６ｂが設けられた
基板１２近傍領域Ｎ₂における液晶材料２１ｒ、２１
ｇ、２１ｂの分子配列状態は図２（Ｂ）に示す領域Ｍの
フォーカルコニック配列の安定状態と同じ又は略同じで
ある。なお、プレーナ状態の領域とフォーカルコニック
状態の領域との界面部分（すなわち、図２（Ｂ）の領域
ＭとＮ₁の間、図２（Ａ）の領域ＭとＮ₂の間）は、詳
細は不明であるが、図示するようにヘリカル軸の傾いた
領域が存在するものと推定される。

【００３５】なお、本例の積層型液晶表示素子のいずれ
の液晶表示素子Ｒ、Ｇ、Ｂにおいても液晶分子の配向を
基板面に対して平行又は略平行に揃えるための配向膜１
６ａが設けられた基板１１が素子観察側Ｐに配置されて
いるが、それに限定されるものではなく、液晶分子の配
向を基板面に対して垂直又は略垂直に揃えるための配向
膜１６ｂが設けられた基板１２が素子観察側Ｐに配置さ
れていてもよい。また、これら一対の基板１１、１２を
各液晶表示素子Ｒ、Ｇ、Ｂで任意に配置してもよい。本
発明者らの研究したところでは、観察側に垂直配向膜
（反対側に水平配向膜）を設けた場合は素子の明るさを
向上させる点で有利であり、観察側に水平配向膜（反対
側に垂直配向膜）を設けた場合は素子の黒品位向上の点
で有利であることが判明している。（基板）基板１１、１２は、既述のとおり、いずれも透
光性を有しているが、少なくとも画像観察のために可視
光を透過させるものを透光性を有するものとすればよ
い。透光性を有する基板としては、ガラス基板を例示で
きる。ガラス基板以外にも、例えばポリカーボネート
（ＰＣ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリアリ
レート（ＰＡｒ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥ
Ｔ）等のフレキシブル基板を使用することができる。（電極）電極としては、例えば、ＩｎｄｉｕｍＴｉｎ
Ｏｘｉｄｅ（ＩＴＯ：インジウム錫酸化物）、Ｉｎｄ
ｉｕｍＺｉｎｃＯｘｉｄｅ（ＩＺＯ：インジウム亜
鉛酸化物）等の透明導電膜や、アルミニウム、シリコン
等の金属電極、或いは、アモルファスシリコン、ＢＳＯ
（ＢｉｓｍｕｔｈＳｉｌｉｃｏｎＯｘｉｄｅ）等の
光導電性膜等を用いることができる。

【００３６】図１に示す各液晶表示素子Ｒ、Ｇ、Ｂにお
いては、既述のとおり、透明基板１１、１２の表面に互
いに平行な複数の帯状の透明電極１３、１４が形成され
ており、これらの電極１３、１４は基板に垂直な方向か
ら見て互いに交差するように向かい合わされている。

【００３７】電極をこのように形成するには、例えば透
明基板上にＩＴＯ膜をスパッタリング法等でマスク蒸着
するか、ＩＴＯ膜を全面形成した後、フォトリソグラフ
ィ法でパターニングすればよい。（絶縁性薄膜）液晶表示素子は電極間の短絡を防止した
り、ガスバリア層として液晶表示素子の信頼性を向上さ
せる機能を有する絶縁性薄膜を形成してもよい。既述の
とおり、ここでは電極１３、１４上にそれぞれ絶縁性薄
膜１５がコーティングされている。

【００３８】絶縁性薄膜の材料としては、酸化シリコ
ン、酸化チタン、酸化ジルコニウムやそのアルコキシド
等からなる無機材料や、ポリイミド樹脂、アクリル樹
脂、ウレタン樹脂等の有機材料を例示できる。

【００３９】絶縁性薄膜は、これらの材料を用いて蒸着
法、スピンコート法、ロールコート法などの公知の方法
によって形成することができる。

【００４０】絶縁性薄膜は前記の材料に色素を添加すれ
ばカラーフィルタとしても機能する。さらに絶縁性薄膜
は柱状構造物に用いることができる高分子樹脂材料と同
様の材料を用いて形成することもできる。（配向膜）配向膜としては、ポリイミド樹脂、ポリアミ
ドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリビニルブ
チラ−ル樹脂、アクリル樹脂等の有機膜や、酸化シリコ
ン、酸化アルミニウム等の無機膜を例示できる。これら
の材料を用いて形成した配向膜にはラビング処理等を施
してもよい。なお、配向膜は必要に応じて設ければよ
く、特に設けなくてもよい。（スペーサー）液晶表示素子は、一対の基板間に、該基
板間のギャップを均一に保持するためのスペーサーが設
けられていてもよい。本例の各液晶表示素子Ｒ、Ｇ、Ｂ
には、基板１１、１２間にスぺーサー１８を配置してあ
る。

【００４１】このスぺーサーとしては、樹脂製又は無機
酸化物製の球体を例示できる。また、表面に熱可塑性の
樹脂がコーティングしてある固着スペーサーも好適に用
いられる。なお、本例のようにスペーサー及び柱状構造
物をいずれも設けてもよいが、柱状構造物に代えて、ス
ぺーサーのみをスペース保持部材として使用してもよ
い。図３に図１に示す各液晶表示素子Ｒ、Ｇ、Ｂにおい
て、スぺーサー１８のみをスペース保持部材として使用
した状態を示す。（液晶組成物）液晶材料層に含まれる液晶組成物は、こ
こでは、屈折率異方性が０．１１〜０．３０、誘電率異
方性が５〜４０であり、さらにカイラル材料を８重量％
〜４０重量％添加しているカイラルネマティック液晶で
ある。

【００４２】なお、カイラル材料の添加量はネマティッ
ク液晶組成物とカイラル材料の合計量を１００重量％と
したときの値である。

【００４３】カイラルネマティック液晶の屈折率異方性
は０．１１以上であることが望ましい。屈折率異方性が
小さすぎると光反射率が低くなり、視角依存性が大きく
なってしまう。

【００４４】誘電率異方性は、ここでは５〜４０である
が、これが低すぎると駆動電圧が高くなってしまい、逆
に高すぎると素子としての安定性や信頼性が悪くなり、
画像欠陥、画像ノイズが発生し易くなってしまう。

【００４５】（柱状構造物）液晶表示素子は、強い自己
保持性を付与するために、一対の基板間が構造物で支持
されていてもよい。本例の各液晶表示素子Ｒ、Ｇ、Ｂに
は、基板１１、１２間に柱状構造物２０が設けられてい
る。

【００４６】柱状構造物に関しては、まず、構造面につ
いて説明する。柱状構造物としては、例えば、格子配列
等の所定のパターンに一定の間隔で配列された、円柱状
体、四角柱状体、楕円柱状体、台形柱状体、円錐柱状体
等の柱状構造物を挙げることができる。また、所定間隔
で配置されたストライプ状のものでもよい。柱状構造物
はランダムな配列ではなく、等間隔な配列、間隔が徐々
に変化する配列、所定の配置パターンが一定の周期で繰
り返される配列等、基板の間隙を適切に保持でき、且
つ、画像表示を妨げないように考慮された配列であるこ
とが好ましい。柱状構造物は適度な強度を保持しつつ液
晶表示素子として実用上満足できる特性を得るために、
液晶表示素子の表示領域に占める面積の割合が１％〜４
０％程度であればよい。

【００４７】次に、材料について説明する。柱状構造物
は、例えば、樹脂材料を用いて形成できる。樹脂材料と
しては、一般的な樹脂であれば使用可能であり、例え
ば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、
ポリエーテル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリイミド樹脂
等を挙げることができる。

【００４８】次に、樹脂構造物の作製方法について説明
する。まず、樹脂を溶剤に溶かした溶液や樹脂を溶融し
た溶液を用いて、スクリーン印刷などの印刷法で樹脂溶
液を基板に印刷することで、所定形状・所定サイズ・所
定位置に樹脂を配置する。そして、溶剤を蒸発させるな
どして樹脂溶液を固体化させて樹脂構造物とする。特
に、熱可塑性樹脂の場合、２つの基板を重ねる際又は重
ねた後に加熱することで、両基板を接合することができ
る。光硬化性樹脂材料を用いてフォトリソ法により樹脂
構造物を形成することもできる。

【００４９】液晶表示素子とするには、柱状構造物を挟
持した基板間に液晶組成物を真空注入法等によって注入
すればよい。或いは、基板を貼り合わせる際に、液晶組
成物を滴下しておき、基板の貼り合わせと同時に液晶組
成物を封入するようにしてもよい。

【００５０】さらに、基板間ギャップ制御の精度向上の
ため、柱状構造物を形成するときに、基板間に柱状構造
物の膜厚より小さいサイズのスペーサー材料、例えば、
ガラスファイバー、ボール状のガラスやセラミックス
粉、或いは有機材料からなる球状粒子を配置し、加熱や
加圧でギャップが変化しないようにする。こうすること
で、よりギャップ精度を向上させることができ、それだ
け電圧ムラ、表示ムラ等を低減できる。

【００５１】本例のように複数の液晶表示素子を積層し
た積層型液晶表示素子においては、隣り合う液晶表示素
子について、その両者間の基板を共通にしてもよい。図
４（Ａ）及び図４（Ｂ）にそれぞれ図１及び図３の積層
型液晶表示素子において、隣り合う液晶表示素子ＢとＧ
間、ＧとＲ間の基板１１、１２を共通にした状態を示
す。なお、図４では高電圧パルスを印加したときの液晶
分子のプレーナ配列状態（着色状態）を示している。

【００５２】以上説明した積層型液晶表示素子による
と、パルス印加装置２５から所定の電圧を印加すること
によって液晶材料層ｒ、ｇ、ｂにおいてプレーナ状態
（着色状態）とフォーカルコニック状態（透明状態）と
に切り替えて表示が行われる。なお、液晶材料層ｒ、
ｇ、ｂをいずれも着色状態にすると白色表示となり、い
ずれも消色状態にすると背景色（黒色）表示となる。

【００５３】各液晶材料層ｒ、ｇ、ｂと該各液晶材料層
ｒ、ｇ、ｂをそれぞれ挟持している上下一対の基板１
１、１２に関して、該基板面に対して垂直方向に両基板
１１、１２から十分に離れた領域Ｍにおける液晶材料２
１ｒ、２１ｇ、２１ｂは液晶分子ａのプレーナ配列状態
及びフォーカルコニック配列状態の二つの分子配列状態
について双安定状態を示し、領域Ｍ外の両基板１１、１
２の近傍領域Ｎ₁、Ｎ₂における液晶材料２１ｒ、２１
ｇ、２１ｂの分子配列状態は互いに異なり、且つ、それ
ぞれの分子配列状態は前記二つの安定状態のうちいずれ
かと同じ又は略同じ状態であるので、黒色の背景色を利
用して画像表示を行うことで、黒色を表示した際の視感
反射率（Ｙ値）が小さくなり、ひいてはコントラストを
向上させることができる。

【００５４】次に本発明に係る積層型液晶表示素子の性
能評価実験を行なったので、比較実験とともに具体的に
説明する。但し、本発明はそれらの実験例に限定される
ものではない。

【００５５】以下の各実験例、比較実験例において、カ
イラルネマティック液晶組成物の屈折率異方性は２５℃
で、アッベ屈折計により測定した。誘電率異方性はＬＣ
Ｒメータ（ヒューレットパッカード（ＨＰ）社製インピ
ーダンスアナライザー４１９２）で測定した。

【００５６】積層型液晶表示素子の視感反射率（Ｙ値）
は分光測色計ＣＭ３７００ｄ（ミノルタ社製）を用いて
測定した。消色時のＹ値が小さいほど透明で黒表示が良
好であり、着色時のＹ値が大きいほど色表示が良好であ
る。また、コントラストは［高反射率状態（着色）での
Ｙ値：低反射率状態（消色）でのＹ値］で与えられる。
以下に説明する各実験例、比較実験例における積層型液
晶表示素子においては、各液晶表示素子をプレーナ状態
としたときに高反射率状態となり、フォーカルコニック
状態としたときに低反射率状態となる。（実験例１）ネマティック液晶組成物Ｅ４４（メルク社
製）にカイラル材料ＣＢ１５（メルク社製）をネマティ
ック液晶組成物とカイラル材料の合計重量に対して３４
重量％、４１重量％、４６重量％混合したカイラルネマ
ティック液晶組成物Ａ、Ｂ、Ｃをそれぞれ調製した。こ
のカイラルネマティック液晶組成物は、コレステリック
相を示し、液晶組成物Ａは６９０ｎｍ付近に、Ｂは５５
０ｎｍ付近に、Ｃは４８０ｎｍ付近にピーク波長がある
選択反射特性を示した。

【００５７】これらのカイラルネマティック液晶組成物
Ａ、Ｂ、Ｃは誘電率異方性Δεがそれぞれ１８、１４、
１０であり、屈折率異方性Δｎがそれぞれ０. ２０、
０．１８、０．１６であった。

【００５８】次に、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）の透
明電極を有するポリカーボネート（ＰＣ）フィルム基板
を６枚用意し、そのうち３枚の第１のＰＣフィルム基板
上に設けられたＩＴＯ透明電極上に垂直配向膜材料ＪＡ
ＬＳ２０４（ＪＳＲ社製）を用いて垂直配向膜を８００
Åの厚みでそれぞれ形成し、その上にポリエステル樹脂
材料をスクリーン印刷して柱状構造物をそれぞれ形成し
た。さらにその上に５μｍ径のスペーサ（積水ファイン
ケミカル社製）をいずれも散布した。

【００５９】また残りの３枚の第２のＰＣフィルム基板
上のＩＴＯ透明電極上には、水平配向膜材料ＡＬ４５５
２（ＪＳＲ社製）を用いて水平配向膜を８００Åの厚み
でそれぞれ形成し、各水平配向膜にラビング処理を施し
た。

【００６０】続いて、３枚の第１基板上の周縁部にシー
ル材ＸＮ２１Ｓ（三井化学社製）をスクリーン印刷して
シール壁をそれぞれ形成した後、該３枚の第１基板上に
カイラルネマティック液晶組成物Ａ、Ｂ、Ｃをそれぞれ
滴下した。その後それぞれの第１基板上に１枚ずつ第２
基板を重ね合わせてから重ね合わされた２枚の基板をそ
れぞれ加熱硬化させた。このようにして赤色表示用の液
晶表示素子（Ｒパネル）、緑色表示用の液晶表示素子
（Ｇパネル）、青色表示用の液晶表示素子（Ｂパネル）
をそれぞれ作製した。

【００６１】さらに、Ｒパネルの裏面（水平配向膜が形
成された基板の外面）に黒色の光吸収膜を設け、３枚の
Ｒ、Ｇ、Ｂパネルを、いずれも光を入射させる側の基板
が垂直配向膜が形成された基板となるとともに光を入射
させる側とは反対側の基板が水平配向膜が形成された基
板となるように、上からＢ、Ｇ、Ｒの順に積層した。か
くして積層型液晶表示素子を得た。

【００６２】前記の各パネルを所定電圧（着色時にはＲ
パネル：７５Ｖ、Ｇパネル：８０Ｖ、Ｂパネル：８５Ｖ
で５ｍｓ幅のパルス電圧、消色時にはＲパネル：４０
Ｖ、Ｇパネル：４５Ｖ、Ｂパネル：５０Ｖで５ｍｓ幅の
パルス電圧）で駆動したところ、黒色表示時のＹ値が
５. ８、着色表示時のＹ値が２９. ５であり、コントラ
スト比は５．１：１であった。（実験例２）ネマティック液晶組成物ＺＬＩ１５６５
（メルク社製）にカイラル材料Ｓ−８１１（メルク社
製）をネマティック液晶組成物とカイラル材料の合計重
量に対して２７重量％、３１．５重量％、３５．３重量
％混合したカイラルネマティック液晶組成物Ｄ、Ｅ、Ｆ
をそれぞれ調製した。このカイラルネマティック液晶組
成物は、コレステリック相を示し、液晶組成物Ｄは６９
０ｎｍ付近に、Ｅは５５０ｎｍ付近に、Ｆは４８０ｎｍ
付近にピーク波長がある選択反射特性を示した。

【００６３】これらのカイラルネマティック液晶組成物
Ｄ、Ｅ、Ｆは誘電率異方性Δεがそれぞれ１１、８、６
であり、屈折率異方性Δｎがそれぞれ０. １４、０．１
２、０．１０であった。

【００６４】次に、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）の透
明電極を有するポリカーボネート（ＰＣ）フィルム基板
を６枚用意し、そのうち３枚の第１のＰＣフィルム基板
上に設けられたＩＴＯ透明電極上に垂直配向膜材料ＪＡ
ＬＳ２０４（ＪＳＲ社製）を用いて垂直配向膜を８００
Åの厚みでそれぞれ形成し、その上に５μｍ径のスペー
サ（積水ファインケミカル社製）をいずれも散布した。

【００６５】また残りの３枚の第２のＰＣフィルム基板
上のＩＴＯ透明電極上には、水平配向膜材料ＡＬ４５５
２（ＪＳＲ社製）を用いて水平配向膜を８００Åの厚み
でそれぞれ形成した。

【００６６】続いて、３枚の第１基板上の周縁部にシー
ル材ＸＮ２１Ｓ（三井化学社製）をスクリーン印刷して
液晶注入口を残してシール壁をそれぞれ形成し、それぞ
れの第１基板上に１枚ずつ第２基板を重ね合わせてそれ
ぞれ加熱硬化させた。このようにして一対の基板を３組
用意した。

【００６７】その後、この３組の一対の基板に液晶注入
口からカイラルネマティック組成物Ｄ、Ｅ、Ｆをそれぞ
れ真空注入装置を用いて注入した。さらに、該注入口を
エポキシ樹脂によって封止した。このようにして赤色表
示用の液晶表示素子（Ｒパネル）、緑色表示用の液晶表
示素子（Ｇパネル）、青色表示用の液晶表示素子（Ｂパ
ネル）をそれぞれ作製した。

【００６８】また、Ｒパネルの裏面（水平配向膜が形成
された基板の外面）に黒色の光吸収膜を設け、３枚の
Ｒ、Ｇ、Ｂパネルを、いずれも光を入射させる側の基板
が垂直配向膜が形成された基板となるとともに光を入射
させる側とは反対側の基板が水平配向膜が形成された基
板となるように、上からＢ、Ｇ、Ｒの順に積層した。か
くして積層型液晶表示素子を得た。

【００６９】前記の各パネルを所定電圧（着色時にはＲ
パネル：８０Ｖ、Ｇパネル：８５Ｖ、Ｂパネル：９０Ｖ
で５ｍｓ幅のパルス電圧、消色時にはＲパネル：４５
Ｖ、Ｇパネル：５０Ｖ、Ｂパネル：５５Ｖで５ｍｓ幅の
パルス電圧）で駆動したところ、黒色表示時のＹ値が
４. ９、着色表示時のＹ値が２６. ２であり、コントラ
スト比は５．３：１であった。（実験例３）カイラルネマティック液晶組成物は実験例
１と同様のものを使用した。

【００７０】次に、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）の透
明電極を有するポリカーボネート（ＰＣ）フィルム基板
を６枚用意し、そのうち３枚の第１のＰＣフィルム基板
上に設けられたＩＴＯ透明電極上に垂直配向膜材料ＪＡ
ＬＳ２０４（ＪＳＲ社製）を用いて垂直配向膜を８００
Åの厚みでそれぞれ形成し、その上に５μｍ径のスペー
サ（積水ファインケミカル社製）をいずれも散布した。

【００７１】また残りの３枚の第２のＰＣフィルム基板
上のＩＴＯ透明電極上には、水平配向膜材料ＡＬ４５５
２（ＪＳＲ社製）を用いて水平配向膜を８００Åの厚み
でそれぞれ形成し、各水平配向膜にラビング処理を施し
た。

【００７２】以下、実験例１と同様の方法でＲ、Ｇ、Ｂ
パネルを作製した。

【００７３】さらに、Ｒパネルの裏面（垂直配向膜が形
成された基板の外面）に黒色の光吸収膜を設け、３枚の
Ｒ、Ｇ、Ｂパネルを、いずれも光を入射させる側の基板
が水平配向膜が形成された基板となるとともに光を入射
させる側とは反対側の基板が垂直配向膜が形成された基
板となるように、上からＢ、Ｇ、Ｒの順に積層した。か
くして積層型液晶表示素子を得た。

【００７４】前記の各パネルを所定電圧（着色時にはＲ
パネル：７５Ｖ、Ｇパネル：８０Ｖ、Ｂパネル：８５Ｖ
で５ｍｓ幅のパルス電圧、消色時にはＲパネル：４０
Ｖ、Ｇパネル：４５Ｖ、Ｂパネル：５０Ｖで５ｍｓ幅の
パルス電圧）で駆動したところ、黒色表示時のＹ値が
４. ８、着色表示時のＹ値が２８. ５であり、コントラ
スト比は５．９：１であった。（比較実験例１）カイラルネマティック液晶組成物は実
験例１と同様のものを使用した。

【００７５】次に、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）の透
明電極を有するポリカーボネート（ＰＣ）フィルム基板
を６枚用意し、そのうち３枚の第１のＰＣフィルム基板
上に設けられたＩＴＯ透明電極上に水平配向膜材料ＡＬ
４５５２（ＪＳＲ社製）を用いて水平配向膜を８００Å
の厚みでそれぞれ形成し、各水平配向膜にラビング処理
を施した後、その上にポリエステル樹脂材料をスクリー
ン印刷して柱状構造物をそれぞれ形成した。さらにその
上に５μｍ径のスペーサ（積水ファインケミカル社製）
をいずれも散布した。

【００７６】また残りの３枚の第２のＰＣフィルム基板
上のＩＴＯ透明電極上には、水平配向膜材料ＡＬ４５５
２（ＪＳＲ社製）を用いて水平配向膜を８００Åの厚み
でそれぞれ形成し、各水平配向膜にラビング処理を施し
た。

【００７７】以下、実験例１と同様の方法でＲ、Ｇ、Ｂ
パネルを作製した。

【００７８】さらに、Ｒパネルの片面に黒色の光吸収膜
を設け、３枚のＲ、Ｇ、Ｂパネルを、Ｒパネルについて
黒色の光吸収膜が設けられた基板が光を入射させる側と
は反対側の基板となるように、上からＢ、Ｇ、Ｒの順に
積層した。かくして積層型液晶表示素子を得た。

【００７９】前記の各パネルを所定電圧（着色時にはＲ
パネル：７５Ｖ、Ｇパネル：８０Ｖ、Ｂパネル：８５Ｖ
で５ｍｓ幅のパルス電圧、消色時にはＲパネル：４０
Ｖ、Ｇパネル：４５Ｖ、Ｂパネル：５０Ｖで５ｍｓ幅の
パルス電圧）で駆動したところ、黒色表示時のＹ値が
８. ８、着色表示時のＹ値が３０. ３であり、コントラ
スト比は３．４：１であった。（比較実験例２）カイラルネマティック液晶組成物は実
験例１と同様のものを使用した。

【００８０】次に、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）の透
明電極を有するポリカーボネート（ＰＣ）フィルム基板
を６枚用意し、そのうち３枚の第１のＰＣフィルム基板
上に設けられたＩＴＯ透明電極上に垂直配向膜材料ＪＡ
ＬＳ２０４（ＪＳＲ社製）を用いて垂直配向膜を８００
Åの厚みでそれぞれ形成し、その上に５μｍ径のスペー
サ（積水ファインケミカル社製）をいずれも散布した。

【００８１】また残りの３枚の第２のＰＣフィルム基板
上のＩＴＯ透明電極上には、垂直配向膜材料ＪＡＬＳ２
０４（ＪＳＲ社製）を用いて垂直配向膜を８００Åの厚
みでそれぞれ形成した。

【００８２】以下、実験例１と同様の方法でＲ、Ｇ、Ｂ
パネルを作製した。

【００８３】さらに、Ｒパネルの片面に黒色の光吸収膜
を設け、３枚のＲ、Ｇ、Ｂパネルを、Ｒパネルについて
黒色の光吸収膜が設けられた基板が光を入射させる側と
は反対側の基板となるように、上からＢ、Ｇ、Ｒの順に
積層した。かくして積層型液晶表示素子を得た。

【００８４】前記の各パネルを所定電圧（着色時にはＲ
パネル：７５Ｖ、Ｇパネル：８０Ｖ、Ｂパネル：８５Ｖ
で５ｍｓ幅のパルス電圧、消色時にはＲパネル：４０
Ｖ、Ｇパネル：４５Ｖ、Ｂパネル：５０Ｖで５ｍｓ幅の
パルス電圧）で駆動したところ、黒色表示時のＹ値が
３. ９、着色表示時のＹ値が１８. ９であり、コントラ
スト比は４．８：１であった。（実験例４）カイラルネマティック液晶組成物は実験例
１と同様のものを使用した。

【００８５】次に、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）の透
明電極を有するポリカーボネート（ＰＣ）フィルム基板
を６枚用意し、そのうち３枚の第１のＰＣフィルム基板
上に設けられたＩＴＯ透明電極上にｎ−ヘキサデシルト
リメトキシシラン（東レダウ社製）を用いて垂直配向膜
を８００Åの厚みでそれぞれ形成し、その上に５μｍ径
のスペーサ（積水ファインケミカル社製）をいずれも散
布した。

【００８６】また残りの３枚の第２のＰＣフィルム基板
上のＩＴＯ透明電極上には、水平配向膜材料ＡＬ４５５
２（ＪＳＲ社製）を用いて水平配向膜を８００Åの厚み
でそれぞれ形成し、各水平配向膜にラビング処理を施し
た。

【００８７】以下、実験例１と同様の方法でＲ、Ｇ、Ｂ
パネルを作製した。

【００８８】さらに、Ｒパネルの裏面（平行配向膜が形
成された基板の外面）に黒色の光吸収膜を設け、３枚の
Ｒ、Ｇ、Ｂパネルを、いずれも光を入射させる側の基板
が垂直配向膜が形成された基板となるとともに光を入射
させる側とは反対側の基板が水平配向膜が形成された基
板となるように、上からＢ、Ｇ、Ｒの順に積層した。か
くして積層型液晶表示素子を得た。

【００８９】前記の各パネルを所定電圧（着色時にはＲ
パネル：７５Ｖ、Ｇパネル：８０Ｖ、Ｂパネル：８５Ｖ
で５ｍｓ幅のパルス電圧、消色時にはＲパネル：４０
Ｖ、Ｇパネル：４５Ｖ、Ｂパネル：５０Ｖで５ｍｓ幅の
パルス電圧）で駆動したところ、黒色表示時のＹ値が
５. ０、着色表示時のＹ値が２９. ０であり、コントラ
スト比は５．８：１であった。このように実験例１〜４
ではコントラスト比が５．１：１〜５．９：１と高かっ
た。これは垂直配向膜と液晶の界面での光の散乱が減少
し、液晶分子の配向の乱れが少なくなり、３枚のパネル
それぞれの黒色品位が向上したためと考えられる。これ
に対し、比較実験例１ではコントラスト比が３．４：１
と低かった。これは平行配向膜と液晶の界面での散乱が
多いため、液晶分子の配向の乱れが多く、３枚のパネル
それぞれの黒色品位が低下したためと考えられる。ま
た、比較実験例２ではコントラスト比が４．８：１と比
較実験例１の場合より高かった。これは垂直配向膜と液
晶の界面での散乱が減少し、液晶分子の配向の乱れが少
なく、３枚のパネルそれぞれの黒色品位が向上したため
と考えられるが、着色表示時のＹ値が小さすぎるため明
るさが不足し、暗い表示となってしまった。（実験例５）カイラルネマティック液晶組成物は実験例
１と同じものを使用した。

【００９０】次に、ＩＴＯ透明電極を有するＰＣフィル
ム基板を６枚用意し、そのうち３枚の第１のＰＣフィル
ム基板上に設けられたＩＴＯ透明電極上に垂直配向膜材
料ＪＡＬＳ２０４（ＪＳＲ社製）を用いて垂直配向膜を
８００Åの厚みでそれぞれ形成し、各垂直配向膜にラビ
ング処理を施した。さらに、その上に５μｍ径のスペー
サ（積水ファインケミカル社製）をいずれも散布した。

【００９１】また残りの３枚の第２のＰＣフィルム基板
上のＩＴＯ透明電極上には、水平配向膜材料ＡＬ４５５
２（ＪＳＲ社製）を用いて水平配向膜を８００Åの厚み
でそれぞれ形成し、各水平配向膜にラビング処理を施し
た。

【００９２】以下、実験例１と同様の方法でＲ、Ｇ、Ｂ
パネルを作製した。

【００９３】さらに、Ｒパネルの裏面（垂直配向膜の形
成された基板の外面）に黒色の光吸収膜を設け、３枚の
Ｒ、Ｇ、Ｂパネルを、いずれも光を入射させる側の基板
が水平配向膜が形成された基板となるとともに光を入射
させる側とは反対側の基板が垂直配向膜が形成された基
板となるように、上からＢ、Ｇ、Ｒの順に積層した。か
くして積層型液晶表示素子を得た。

【００９４】前記の各パネルを所定電圧（着色時には、
Ｒパネル：７５Ｖ、Ｇパネル：８０Ｖ、Ｂパネル：８５
Ｖで５ｍｓ幅のパルス電圧、消色時には、Ｒパネル：４
０Ｖ、Ｇパネル：４５Ｖ、Ｂパネル：５０Ｖで５ｍｓ幅
のパルス電圧）で駆動したところ、黒色表示時のＹ値が
４．０、着色表示時のＹ値が２８．０であり、コントラ
スト比は７．０：１であった。

【００９５】この結果は、主に、配向膜と液晶との界面
での散布が減少し液晶分子の配向の乱れが少なくなり、
３枚のパネルの黒品位が向上したためと考えられるが、
垂直配向膜側もラビングすることでより配向効果が大き
くなったことも寄与しているものと思われる。

【００９６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によると、そ
れぞれが上下一対の基板間に挟持され、可視波長域の光
を選択反射可能であるコレステリック相特性を有する液
晶材料層を複数積層した積層型液晶表示素子であって、
例えば、黒色などの背景色を利用して画像表示を行う場
合、背景色品位（例えば黒色品位）が高く、ひいてはコ
ントラスト良好な積層型液晶表示素子を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態である反射型積層型液晶表
示素子の断面構造を示す概略図であり、図（Ａ）は高電
圧パルスを印加したときの液晶分子のプレーナ配列の安
定状態（Ｒ（赤色）Ｇ（緑色）Ｂ（青色）着色状態）を
示す図であり、図（Ｂ）は低電圧パルスを印加したとき
の液晶分子のフォーカルコニック配列の安定状態（透明
／黒色表示状態）を示す図である。

【図２】図１に示す積層型液晶表示素子の各液晶表示素
子における液晶材料の分子配列状態を説明するための模
式図であり、図（Ａ）は高電圧パルスを印加したときの
液晶分子のプレーナ配列の安定状態及び基板近傍領域に
おける液晶分子の配列状態を示す図であり、図（Ｂ）は
低電圧パルスを印加したときの液晶分子のフォーカルコ
ニック配列の安定状態及び基板近傍領域における液晶分
子の配列状態を示す図である。

【図３】図（Ａ）及び図（Ｂ）は、図１（Ａ）及び図１
（Ｂ）に示す積層型液晶表示素子の各液晶表示素子にお
いて、スぺーサーのみをスペース保持部材として使用し
た状態を示す図である。

【図４】図（Ａ）及び図（Ｂ）はそれぞれ図１及び図３
の積層型液晶表示素子において、隣り合う液晶表示素子
間の基板を共通にした状態を示す図である。

【符号の説明】

１１、１２上下一対の基板１３、１４透明電極１５絶縁性薄膜１６ａ液晶分子の配向を基板面に対して平行又は略平
行に揃えるための配向膜１６ｂ液晶分子の配向を基板面に対して垂直又は略垂
直に揃えるための配向膜１７可視光吸収層１８スペーサー２０柱状構造物２１ｒ、２１ｇ、２１ｂカイラルネマティック液晶組
成物２４シール材２５パルス印加装置Ｂ青色表示を行なう青色液晶表示素子Ｇ緑色表示を行なう緑色液晶表示素子Ｒ赤色表示を行なう赤色液晶表示素子Ｍ両基板１１、１２から十分に離れた領域Ｎ₁ 領域Ｍ外の基板１１近傍領域Ｎ₂ 領域Ｍ外の基板１２近傍領域Ｐ素子観察側ｂ青色液晶材料層ｇ緑色液晶材料層ｒ赤色液晶材料層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者植田秀昭大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタ株式会社内Ｆターム(参考） 2H088 HA03 HA12 JA14 MA02 2H089 HA32 LA09 LA19 QA16 RA11 TA04 TA12 2H090 HB03Y HB08Y HB12Y HC06 KA09 LA02 LA15 MA01 MA02 MB01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】それぞれが上下一対の基板間に挟持され、
可視波長域の光を選択反射可能であるコレステリック相
特性を有する液晶材料層を複数積層した積層型液晶表示
素子において、前記複数の液晶材料層のうち少なくとも
一つの液晶材料層と該液晶材料層を挟持している上下一
対の基板に関して、該基板面に対して垂直方向に該両基
板から離れた領域における液晶材料は二つの分子配列状
態について双安定状態を示し、該領域外の該両基板の近
傍領域における液晶材料の分子配列状態は互いに異な
り、且つ、それぞれの分子配列状態は前記二つの安定状
態のうちいずれかと同じ又は略同じ状態であることを特
徴とする積層型液晶表示素子。
【請求項２】前記少なくとも一つの液晶材料層を挟持し
ている一対の基板のうち一方の基板の液晶に接する側の
表面には液晶分子の配向を該基板面に対して垂直又は略
垂直に揃えるための処理が施されている請求項１記載の
積層型液晶表示素子。
【請求項３】前記液晶分子の配向を前記基板面に対して
垂直又は略垂直に揃えるための処理はラビング処理であ
る請求項２記載の積層型液晶表示素子。
【請求項４】前記少なくとも一つの液晶材料層を挟持し
ている一対の基板のうち一方の基板の液晶に接する側の
表面には液晶分子の配向を該基板面に対して垂直又は略
垂直に揃えるための処理が施されており、他方の基板の
液晶に接する側の表面には液晶分子の配向を該基板面に
対して平行又は略平行に揃えるための処理が施されてい
る請求項１記載の積層型液晶表示素子。
【請求項５】前記複数の液晶材料層のそれぞれと該各液
晶材料層を挟持している上下一対の基板に関して、該基
板面に対して垂直方向に該両基板から離れた領域におけ
る液晶材料は二つの分子配列状態について双安定状態を
示し、該領域外の該両基板の近傍領域における液晶材料
の分子配列状態は互いに異なり、且つ、それぞれの分子
配列状態は前記二つの安定状態のうちいずれかと同じ又
は略同じ状態である請求項１から４のいずれかに記載の
積層型液晶表示素子。