JP2022115558A - 高分子分散型液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動電圧を抑えつつ、充分な散乱を得ることができる、高分子分散型液晶表示装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】少なくとも一方の基板に電極を有する一対の基板と、上記一対の基板の間に配置された複合層と、を備え、上記複合層は、光重合性液晶化合物の硬化物で構成されたポリマーネットワークと液晶成分とを含み、電圧無印加時に透明状態であり、電圧印加時に散乱状態であり、上記ポリマーネットワークは、上記複合層内で巻き数が１以上、８未満である螺旋構造を有する高分子分散型液晶表示装置。【選択図】 図１

Description

本発明は、高分子分散型液晶表示装置及びその製造方法に関する。より詳しくは、電圧無印加時に透明状態であり、電圧印加時に散乱状態である、リバース型の高分子分散型液晶表示装置及びその製造方法に関するものである。

液晶表示装置は、表示のために液晶組成物を利用する表示装置であり、その代表的な表示方式は、一対の基板間に封入された液晶組成物に対して電圧を印加し、印加した電圧に応じて液晶組成物中の液晶分子の配向状態を変化させることにより、光の透過量を制御するものである。このような液晶表示装置は、薄型、軽量及び低消費電力といった特長を活かし、幅広い分野で用いられている。

近年、偏光板を必要としない、高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ：Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）を用いた液晶表示装置（以下、高分子分散型液晶表示装置ともいう。）が開発されている。ＰＤＬＣでは、ポリマーネットワーク中に液晶成分が分散されており、電圧の印加によって液晶成分の配向状態を変化させることにより液晶成分とポリマーネットワークとの屈折率差を利用して、透明状態と散乱状態とを切り替えることができる。

高分子分散型液晶表示装置には、電圧を印加することで散乱状態から透明状態に変化するノーマル型（ノーマルモード）と、電圧を印加することで透明状態から散乱状態に変化するリバース型（リバースモード）とが存在する。

高分子分散型液晶表示装置に関する技術として、例えば、特許文献１には、電圧印加することで透明状態から散乱状態に変化するリバースモードの高分子分散型液晶素子に用いられる液晶用配向膜であって、透明フィルム基材上に紫外線硬化型液晶をホメオトロピック配向させてなる液晶用配向膜が開示されている。

特許文献２には、液晶とＵＶキュアラブル液晶とが相溶した状態では液晶相であり、前記液晶と前記ＵＶキュアラブル液晶とをＵＶで硬化・相分離させると液晶・キュアド高分子複合相を形成し、更に、二枚の配向膜を具備する基板の間に挟持され、少なくとも一方の基板の内側面に透明電極を具備し、かつ、電界印加により光散乱状態、電界無印加時には同一方向に平行あるいはツイスト配向する高分子分散型液晶表示装置において、前記液晶・キュアド高分子複合層のうち、液晶層は連続し、かつ高分子層は複屈折キュアド高分子層が複屈折性を示し、かつ３次元的に連続した繊維状マトリックスとして形成される、高分子分散型液晶表示装置が開示されている。

非特許文献１には、液晶層中にカイラル剤を添加し、かつ、ポジ型液晶材料を用いた高分子分散型液晶表示装置が開示されている。

特開２０１６－１８４０３１号公報 特開平１１－９５１９５号公報

Ｊ．Ｐｈｏｔｏｐｏｌｙｍ．Ｓｃｉ． Ｔｅｃｈｎｏｌ．， Ｖｏｌ． ２７， Ｎｏ．３， ２８７－２９０ （２０１４）

従来のリバース型の高分子分散型液晶表示装置では液晶成分をプラナー配向（水平配向）させており、当該リバース型の高分子分散型液晶表示装置は、電圧無印加時に液晶成分とポリマーネットワークとの屈折率のマッチングがとれるため透明状態を実現し、電圧印加時に両者の屈折率のミスマッチにより散乱状態を実現し得る。しかしながら、高分子分散型液晶表示装置へ垂直に入射する２種の偏光のうち、一方の偏光は液晶成分とポリマーネットワークとの間の屈折率差を感じることがなく散乱に寄与せず、他方の偏光しか散乱に寄与しないため、電圧印加時における散乱が充分に得られない。また、電圧無印加時に液晶成分及びポリマーネットワークが完全に水平配向（チルト角が０°）しているため、駆動電圧が大きい（例えば、１０Ｖを超える駆動電圧）という課題があった。

上記特許文献１に開示された、ホメオトロピック配向させたリバースモードの高分子分散型液晶表示素子では、ネガ型液晶が用いられており、充分な散乱を得るには数十Ｖ以上の駆動電圧が必要となってしまうため、駆動電圧を抑えつつ（例えば、１０Ｖ以下の駆動電圧おいて）、充分な散乱を得ることはできない。

上記特許文献２に開示された高分子分散型液晶表示装置は、セル厚が５μｍと薄く、電圧印加時に１０％以下の透過率を実現することは困難であり、充分な散乱を得ることはできないと考えられる。

上記非特許文献１では、駆動電圧１０Ｖ以下における透過率の最小値が約４０％と高く、１０Ｖ以下の駆動電圧において充分な散乱は得られない。

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、駆動電圧を抑えつつ、充分な散乱を得ることができる、高分子分散型液晶表示装置及びその製造方法を提供することを目的とするものである。

（１）本発明の一実施形態は、少なくとも一方の基板に電極を有する一対の基板と、上記一対の基板の間に配置された複合層と、を備え、上記複合層は、光重合性液晶化合物の硬化物で構成されたポリマーネットワークと液晶成分とを含み、電圧無印加時に透明状態であり、電圧印加時に散乱状態であり、上記ポリマーネットワークは、上記複合層内で巻き数が１以上、８未満である螺旋構造を有する高分子分散型液晶表示装置。

（２）また、本発明のある実施形態は、上記（１）の構成に加え、上記複合層の厚さ、及び、上記ポリマーネットワークの捩れピッチは下記式１の関係を満たす、高分子分散型液晶表示装置。
ｄ≧ｐ （式１）
（上記式において、ｄは、前記複合層の厚さを表し、ｐは、前記ポリマーネットワークの捩れピッチを表す。）

（３）また、本発明のある実施形態は、上記（２）の構成に加え、上記複合層の厚さ、及び、上記ポリマーネットワークの捩れピッチは下記式２の関係を満たす、高分子分散型液晶表示装置。
ｄ≧２ｐ （式２）
（上記式において、ｄは、前記複合層の厚さを表し、ｐは、前記ポリマーネットワークの捩れピッチを表す。）

（４）また、本発明のある実施形態は、上記（３）の構成に加え、上記複合層の厚さ、及び、上記ポリマーネットワークの捩れピッチは下記式３の関係を満たす、高分子分散型液晶表示装置。
ｄ≧４ｐ （式３）
（上記式において、ｄは、前記複合層の厚さを表し、ｐは、前記ポリマーネットワークの捩れピッチを表す。）

（５）また、本発明のある実施形態は、上記（１）、上記（２）、上記（３）又は上記（４）の構成に加え、上記液晶成分の屈折率異方性Δｎは、０．１８以上、０．２４以下である、高分子分散型液晶表示装置。

（６）また、本発明のある実施形態は、上記（１）、上記（２）、上記（３）、上記（４）又は上記（５）の構成に加え、上記液晶成分と上記ポリマーネットワークとの重量比は、９０：１０～９７：３である、高分子分散型液晶表示装置。

（７）また、本発明のある実施形態は、上記（１）、上記（２）、上記（３）、上記（４）、上記（５）又は上記（６）の構成に加え、更に、上記一対の基板の少なくとも一方の基板と上記複合層との間に配向膜を備え、上記配向膜は、上記液晶成分を当該配向膜の表面に対して平行に配向させる水平配向膜である、高分子分散型液晶表示装置。

（８）また、本発明の他の実施形態は、上記（１）、上記（２）、上記（３）、上記（４）、上記（５）、上記（６）又は上記（７）の構成の高分子分散型液晶表示装置の製造方法であって、上記一対の基板のそれぞれにおける一方の面に、配向処理が施された配向膜を形成する配向膜形成工程と、上記配向膜を内側にして上記一対の基板を対向して配置し、上記一対の基板間に、上記液晶成分、上記光重合性液晶化合物、重合開始剤及びカイラル剤を含有する組成物を注入する注入工程と、上記組成物に対して光を照射することにより、上記光重合性液晶化合物を硬化させながら上記ポリマーネットワークを形成する光照射工程と、を備える高分子分散型液晶表示装置の製造方法。

（９）また、本発明のある実施形態は、上記（８）の構成に加え、上記光照射工程において、上記組成物に対して５ｍＷ／ｃｍ^２以上、５０ｍＷ／ｃｍ^２以下の照度の光を照射する、高分子分散型液晶表示装置の製造方法。

（１０）また、本発明のある実施形態は、上記（８）又は上記（９）の構成に加え、上記光照射工程において、上記組成物に対して０．５Ｊ／ｃｍ^２以上、５Ｊ／ｃｍ^２以下の照射量の光を照射する、高分子分散型液晶表示装置の製造方法。

（１１）また、本発明のある実施形態は、上記（８）、上記（９）又は上記（１０）の構成に加え、上記組成物における上記液晶成分及び上記光重合性液晶化合物の重量比は、９０：１０～９７：３である、高分子分散型液晶表示装置の製造方法。

（１２）また、本発明のある実施形態は、上記（８）、上記（９）、上記（１０）又は上記（１１）の構成に加え、上記配向膜は、上記液晶成分を当該配向膜の表面に対して平行に配向させる水平配向膜である、高分子分散型液晶表示装置の製造方法。

本発明によれば、駆動電圧を抑えつつ、充分な散乱を得ることができる、高分子分散型液晶表示装置及びその製造方法を提供することができる。

実施形態の高分子分散型液晶表示装置の断面模式図である。 実施形態の高分子分散型液晶表示装置が備えるポリマーネットワークの捩れピッチを見積もるための、液晶成分の捩れピッチの測定方法について説明する図である。 実施例２の高分子分散型液晶表示装置の断面模式図である。 実施例３の高分子分散型液晶表示装置の断面模式図である。 比較例１の高分子分散型液晶表示装置の断面模式図である。 実施例１～３及び比較例１の高分子分散型液晶表示装置の、駆動電圧に対する透過率を示すグラフである。 実施例４～５及び比較例２～４の高分子分散型液晶表示装置の、駆動電圧に対する透過率を示すグラフである。

以下に実施形態を掲げ、本発明について図面を参照して更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。

＜用語の定義＞
本明細書中、「観察面側」とは、高分子分散型液晶表示装置の画面（表示面）に対してより近い側を意味し、「背面側」とは、高分子分散型液晶表示装置の画面（表示面）に対してより遠い側を意味する。

＜実施形態＞
図１は、実施形態の高分子分散型液晶表示装置の断面模式図である。図１に示すように、本実施形態の高分子分散型液晶表示装置１は、背面側から観察面側に向かって順に、上記一対の基板の一方の基板としての薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）基板１００、第一の配向膜４１、複合層３００、第二の配向膜４２、及び、上記一対の基板の他方の基板としての対向基板２００、を備える液晶パネル１０Ｐと、液晶パネル１０Ｐの背面側に配置されたバックライト５０と、を備える。

ＴＦＴ基板１００は、背面側から観察面側に向かって順に、支持基板１１０と画素電極１２０とを備える。対向基板２００は、観察面側から背面側に向かって順に、支持基板２１０と共通電極２２０とを備える。

複合層３００は、光重合性液晶化合物の硬化物で構成されたポリマーネットワーク３１０、及び、液晶成分３２０を含み、電圧無印加時に透明状態であり、電圧印加時に散乱状態である。このような態様とすることにより、偏光板を必要としない表示装置を実現することができる。より具体的には、電圧無印加時に透明状態であり、電圧印加時に液晶成分３２０の配向が変化して散乱状態となる。

ここで、電圧無印加時とは、複合層３００への印加電圧が閾値電圧未満（電圧無印加を含む）である時を意味し、電圧印加時とは、複合層３００への印加電圧が閾値電圧以上である時を意味する。

また、透明状態とは、光に対して透明性を有する状態である。例えば、透明状態にある複合層３００の光透過率は８０％以上であってよく、９０％以上であってよい。また、透明状態にある複合層３００の光透過率は１００％以下であってよい。本実施形態では、透明状態にある複合層３００は、可視光に対して透明である。散乱状態とは、光を散乱する状態である。例えば、散乱状態にある複合層３００の光透過率は１０％以下であってよく、８％以下であってよい。また、散乱状態にある複合層３００の光透過率は０％以上であってよい。また、散乱状態にある複合層３００の光散乱率を示すヘイズは、印加された電圧に応じて変化するが、例えば、８０％以上であってよく、９０％以上であってよい。また、散乱状態にある複合層３００の光散乱率を示すヘイズは、１００％以下であってよい。本実施形態では、散乱状態にある複合層３００は、可視光を散乱する。そのため、散乱状態にある複合層３００は、曇りガラスと同様の状態である。

ポリマーネットワーク３１０は、複合層３００内で巻き数が１以上の螺旋構造を有する。このような態様とすることにより、複合層３００の厚さ方向に対して、高分子分散型液晶表示装置１に入射した光がポリマーネットワーク３１０と液晶成分３２０との間の屈折率差を感じる量（機会）を増加させることが可能となるため、駆動電圧を抑えつつ、充分な散乱を得ることができる。また、ポリマーネットワーク３１０は、複合層３００内で巻き数が８未満の螺旋構造を有する。ここで、電圧無印加時において、ポリマーネットワーク３１０と液晶成分３２０とは共に螺旋を巻くが、回転数が増大するほど両者の接触面積が増えて相互作用が強くなると考えられる。そのため、ポリマーネットワーク３１０が複合層３００内で８以上の巻き数の螺旋構造を有する場合、電圧印加により両者の相互作用を解いて液晶成分３２０中の液晶分子を垂直配向させるのに強電界（＝高電圧）が必要になり、散乱状態を実現する際の駆動電圧が高くなる。本実施形態では、ポリマーネットワーク３１０が、複合層３００内で巻き数が８未満の螺旋構造を有することにより、駆動電圧を抑えつつ、充分な散乱を得ることができる。本実施形態では、ポリマーネットワーク３１０が、複合層３００内で巻き数が１以上、８未満の螺旋構造を有することにより、具体的には、例えば、駆動電圧を１０Ｖ以下に抑えつつ、電圧印加時に１０％以下の低透過率を実現することができる。

以下、本実施形態の液晶表示装置の各構成要素について具体的に説明する。

ＴＦＴ基板１００は、高分子分散型液晶表示装置１の画素のオン・オフをスイッチングするために用いられるスイッチング素子であるＴＦＴが設けられた基板である。本実施形態では、ＴＮモード用のＴＦＴ基板１００の構成を説明する。

ＴＦＴ基板１００は、背面側から観察面側に向かって順に、支持基板１１０と、互いに平行に延設された複数のゲート線と、ゲート絶縁膜と、各ゲート線と交差する方向に互いに平行に延設され複数のソース線と、層間絶縁膜と、画素電極１２０と、を備える。複数のゲート線及び複数のソース線は、各画素を区画するように全体として格子状に形成されている。各ゲート線と各ソース線との交点にはスイッチング素子としてのＴＦＴが配置されている。互いに隣接する２本のゲート線と互いに隣接する２本のソース線とに囲まれた各領域には、画素電極１２０が配置されている。

各ＴＦＴは、複数のゲート線及び複数のソース線のうちの対応するゲート線及びソース線に接続され、対応するゲート線から突出した（ゲート線の一部である）ゲート電極、対応するソース線から突出した（ソース線の一部である）ソース電極、複数の画素電極のうちの対応する画素電極と接続されたドレイン電極、及び、薄膜半導体を有する三端子スイッチである。ソース電極及びドレイン電は、ソース線と同じソース配線層に設けられる電極であり、ゲート電極はゲート線と同じゲート配線層に設けられる電極である。

各ＴＦＴの薄膜半導体層は、例えば、アモルファスシリコン、ポリシリコン等からなる高抵抗半導体層と、アモルファスシリコンにリン等の不純物をドープしたｎ＋アモルファスシリコン等からなる低抵抗半導体層とによって構成される。また、薄膜半導体層として、酸化亜鉛等の酸化物半導体層を用いてもよい。

支持基板１１０、２１０は、透明基板であることが好ましく、例えば、ガラス基板、プラスチック基板等が挙げられる。

ゲート絶縁膜は、例えば、無機絶縁膜である。無機絶縁膜としては、例えば、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化珪素（ＳｉＯ_２）等の無機膜（比誘電率ε＝５～７）や、それらの積層膜を用いることができる。

ゲート配線層及びソース配線層は、例えば、銅、チタン、アルミニウム、モリブデン、タングステン等の金属、又は、それらの合金の、単層又は複数層である。ゲート線、ソース線及びＴＦＴを構成する各種配線及び電極は、スパッタリング法等により、銅、チタン、アルミニウム、モリブデン、タングステン等の金属、又は、それらの合金を、単層又は複数層で成膜し、続いて、フォトリソグラフィ法等でパターニングを行うことで形成することができる。これら各種配線及び電極は、同じ層に形成されるものについては、それぞれ同じ材料を用いることで製造が効率化される。

層間絶縁膜は、例えば、無機絶縁膜である。無機絶縁膜としては、例えば、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化珪素（ＳｉＯ_２）等の無機膜（比誘電率ε＝５～７）や、それらの積層膜を用いることができる。

画素電極１２０は、互いに隣接する２本のゲート線と互いに隣接する２本のソース線とに囲まれた各領域に面状（ベタ状）に配置された電極である。画素電極１２０は、ＴＦＴが備える薄膜半導体層を介して対応するソース線と電気的に接続されている。画素電極１２０は、対応するＴＦＴを介して供給されるデータ信号に応じた電位に設定される。

共通電極２２０は、画素の境界に関わらず、ほぼ一面に形成された電極である。共通電極２２０に対しては一定値に保たれた共通信号が供給され、共通電極２２０は一定の電位に保たれる。

画素電極１２０及び共通電極２２０の材料としては、例えば、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）等が挙げられる。

複合層３００は、ポリマーネットワーク３１０及び液晶成分３２０を有し、ＴＦＴ基板１００及び対向基板２００に挟持されている。複合層３００では、光重合性液晶化合物の硬化物の繊維状マトリクスが凝集して三次元的に連続したポリマーネットワーク３１０が形成されており、該ポリマーネットワーク３１０中に液晶成分３２０が相分離した状態となっている。

ポリマーネットワーク３１０は螺旋構造を有し、螺旋構造の巻き数１当たり３６０°捩れている。すなわち、ポリマーネットワーク３１０の螺旋構造一巻き分は、ポリマーネットワーク３１０の３６０°の捩れに対応している。

ポリマーネットワーク３１０は、複合層３００内で１以上、８未満の巻き数の螺旋構造を有する。すなわち、ポリマーネットワーク３１０は、複合層３００内で３６０°以上、２８８０°未満捩れた配向構造を有する。このような態様とすることにより、駆動電圧を抑えつつ、充分な散乱を得ることができる。

ポリマーネットワーク３１０は、複合層３００内で１以上、４以下の巻き数の螺旋構造を有することが好ましい。すなわち、ポリマーネットワーク３１０は、複合層３００内で３６０°以上、１４４０°以下捩れた配向構造を有することが好ましい。このような態様とすることにより、より駆動電圧を抑えつつ、充分な散乱を得ることができる。

高分子分散型液晶表示装置１では、電圧無印加時にポリマーネットワーク３１０と液晶成分３２０とが同じ螺旋構造を有するため、透明状態を実現することができる。すなわち、ポリマーネットワーク３１０が複合層３００内で巻き数が１以上、８未満である螺旋構造を有するとは、液晶成分３２０が、電圧無印加時に、複合層３００内で巻き数が１以上、８未満である螺旋構造を有することを意味する。

液晶成分３２０は、電圧無印加時に、複合層３００内で巻き数が１以上、８未満である螺旋構造を有する。すなわち、液晶成分３２０は、電圧無印加時に、複合層３００内で３６０°以上、２８８０°未満捩れた配向構造を有する。このような態様とすることにより、駆動電圧を抑えつつ、充分な散乱を得ることができる。

液晶成分３２０は、電圧無印加時に、複合層３００内で１以上、４以下の巻き数の螺旋構造を有することが好ましい。すなわち、液晶成分３２０は、電圧無印加時に、複合層３００内で３６０°以上、１４４０°以下捩れた配向構造を有することが好ましい。このような態様とすることにより、より駆動電圧を抑えつつ、充分な散乱を得ることができる。

図２は、実施形態の高分子分散型液晶表示装置が備えるポリマーネットワークの捩れピッチを見積もるための、液晶成分の捩れピッチの測定方法について説明する図である。高分子分散型液晶表示装置１が電圧無印加時に透明状態であれば、ポリマーネットワーク３１０は液晶成分３２０と同じピッチで捩れていることになる、すなわち、電圧無印加時にポリマーネットワーク３１０の捩れピッチと液晶成分３２０の捩れピッチとは同一であるため、液晶成分３２０の捩れピッチから間接的にポリマーネットワーク３１０の捩れピッチを求めることができる。そこで、本実施形態では、ポリマーネットワーク３１０と液晶成分３２０とが同一の捩れピッチｐを有すると想定し、水平配向処理を施した図２に示す楔型セルを用いて、高分子分散型液晶表示装置１を分解して抽出した液晶成分３２０から捩れピッチｐを求める。液晶成分３２０は、上記光重合性液晶化合物を含んでいても含んでいなくてもよい。ここで、捩れピッチｐは、螺旋構造一巻き分（３６０°の捩れ）に対応した液晶成分３２０の厚さであり、また、螺旋構造一巻き分（３６０°の捩れ）に対応したポリマーネットワーク３１０の厚さでもある。

図２に示す楔型セルに液晶成分３２０を注入して長時間放置すると、図２に示す配向状態となる。液晶成分３２０が厚くなるに従って、ツイストが１８０°ずつ多くなり、その境界にディスクリネーション（欠陥）のラインが観察される。偏光顕微鏡によって、ディスクリネーションの間隔ａを読み取り、下記式Ｐ１により捩れピッチ（ピッチ長さ）ｐを算出することができる。なお、複合層３００内でのポリマーネットワーク３１０の螺旋構造の巻き数、及び、電圧無印加時の液晶成分３２０の螺旋構造の巻き数は、複合層３００の厚さを捩れピッチｐで除することにより求められ、ポリマーネットワーク３１０の複合層３００内での捩れ（捩れ角度）、及び、電圧無印加時の液晶成分３２０の複合層３００内での捩れ（捩れ角度）は、当該巻き数に３６０°を乗することにより求めることができる。
ｐ＝２ａ×ｔａｎθ （式Ｐ１）
（上記式において、ｐはポリマーネットワークの捩れピッチを表し、ａはディスクリネーションの間隔を表し、θは楔型セルを構成する一対の基板がなす角度を表す。）

なお、上記式Ｐ１におけるｐは、ポリマーネットワーク３１０の捩れピッチを表すと共に、上述の通り、電圧無印加時の液晶成分３２０の捩れピッチを表す。

複合層３００の厚さ、及び、ポリマーネットワーク３１０の捩れピッチは下記式１の関係を満たすことが好ましく、下記式２の関係を満たすことがより好ましく、下記式３の関係を満たすことが更に好ましい。
ｄ≧ｐ （式１）
ｄ≧２ｐ （式２）
ｄ≧４ｐ （式３）
（上記式において、ｄは、上記複合層の厚さを表し、ｐは、上記ポリマーネットワークの捩れピッチを表す。）

また、複合層３００の厚さ、及び、電圧無印加時の液晶成分３２０の捩れピッチは下記式４の関係を満たすことが好ましく、下記式５の関係を満たすことがより好ましく、下記式６の関係を満たすことが更に好ましい。
ｄ≧ｐ （式４）
ｄ≧２ｐ （式５）
ｄ≧４ｐ （式６）
（上記式において、ｄは、上記複合層の厚さを表し、ｐは、電圧無印加時の上記液晶成分の捩れピッチを表す。）

ポリマーネットワーク３１０を形成するための光重合性液晶化合物としては、例えば、室温で液晶相を示して液晶成分３２０と相溶し、紫外線照射により硬化してポリマーが形成される場合に液晶成分３２０と相分離するものである。

光重合性液晶化合物としては、例えば、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフタレン基、フェニルベンゾエート基、アゾベンゼン基、及び、これらの誘導体などの置換基（以下、メソゲン基ともいう）、シンナモイル基、カルコン基、シンナミリデン基、β－（２－フェニル）アクリロイル基、桂皮酸基、及び、これらの誘導体などの光反応性基、並びに、アクリレート、メタクリレート、マレイミド、Ｎ－フェニルマレイミド、シロキサンなどの重合性基、を有するモノマーを挙げることができる。重合性基はアクリレートが好ましい。また、光重合性液晶化合物が有する１分子あたりの重合性基の数は特に限定されないが、１つ又は２つであることが好ましい。

液晶成分３２０は、アクリレート、メタクリレート、マレイミド、Ｎ－フェニルマレイミド、シロキサンなどの重合性基を有していなくてよい。

本実施形態において、液晶成分３２０は、下記式で定義される誘電率異方性（Δε）が正の値を有するものであってもよく、負の値を有するものであってもよいが、正の誘電率異方性を有するものが好ましい。正の誘電率異方性を有する液晶成分は電界方向と平行方向に配向し、負の誘電率異方性を有する液晶成分は電界方向と垂直方向に配向する。なお、正の誘電率異方性を有する液晶成分はポジ型液晶ともいい、負の誘電率異方性を有する液晶成分はネガ型液晶ともいう。また、液晶成分の長軸方向が遅相軸の方向となる。
Δε＝（長軸方向の誘電率）－（短軸方向の誘電率）

液晶成分３２０としては、例えば、トラン系の液晶材料（－Ｃ≡Ｃ－（炭素炭素三重結合）を連結基として有する液晶材料）を用いることができる。

液晶成分３２０の屈折率異方性Δｎは、０．１８以上、０．２４以下であり、液晶成分３２０の誘電率異方性Δεは、１５以上、２５以下であり、液晶成分３２０の回転粘性γ１は、１００ｍＰａ・ｓ以上、３００ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。このような態様とすることにより、強散乱及び低電圧駆動の両立可能とし、かつ、ポリマーネットワークを含有しない通常の液晶表示装置と同等の応答速度を実現することができる。液晶成分３２０の屈折率異方性Δｎ、誘電率異方性Δε及び回転粘性γ１が全て上記の範囲内となることによりこのような効果を実現することができる。

トラン系の液晶材料の具体例としては、下記一般式（Ｌ１）で表される構造を有する液晶材料が挙げられる。

（上記式中、Ｑ_１及びＱ_２は、それぞれ独立に芳香環基を表し、Ｘは、フッ素基又はシアノ基を表し、ｎ_１及びｎ_２は、それぞれ独立に０又は１を表す。）

上記一般式（Ｌ１）におけるｎ_１及びｎ_２は、同時に０となることはない。すなわち、ｎ_１及びｎ_２の和は１又は２である。

上記一般式（Ｌ１）における芳香環基は置換基を有していてもよい。

上記一般式（Ｌ１）中、Ｑ_１及びＱ_２は、それぞれ独立に、下記一般式（Ｌ２－１）～（Ｌ２－７）のいずれかの構造であることが好ましい。

上記一般式（Ｌ１）で表わされる構造を有する液晶材料の具体的構造としては、例えば以下の構造が挙げられる。

液晶成分３２０とポリマーネットワーク３１０との重量比は、液晶成分：ポリマーネットワーク＝９０：１０～９７：３であることが好ましい。すなわち、液晶成分３２０の重量比が９０以上、９７以下であり、液晶成分３２０の重量比が９０以上であるとき、ポリマーネットワーク３１０の重量比は１０以下であり、液晶成分３２０の重量比が９７以下であるとき、ポリマーネットワーク３１０の重量比は３以上であることが好ましい。このような態様とすることにより、強散乱及び低電圧駆動を効果的に両立させることが可能となる。ポリマーネットワーク３１０の重量比が１０を超えると強散乱は得られるが駆動電圧が高くなり、ポリマーネットワーク３１０の重量比が３未満であると駆動電圧は抑えられるが強散乱が得られない場合がある。

第一の配向膜４１及び第二の配向膜４２は、液晶成分３２０、及び、光重合性液晶化合物の配向を制御するための配向処理がなされた層であり、ポリイミド等の液晶表示装置の分野で一般的な配向膜を用いることができる。第一の配向膜４１及び第二の配向膜４２は、ラビング処理が施されたラビング配向膜であってもよいし、光配向処理が施された光配向膜であってもよい。以下では、液晶成分３２０及び光重合性液晶化合物を、単に液晶分子ともいう。

ラビング配向膜は、例えば、ラビング配向膜用ポリマーを含む配向膜材料を基板上に成膜し、レーヨンや綿等からなる布を巻いたローラを、回転数及びローラと基板との距離を一定に保った状態で回転させ、ラビング配向膜用ポリマーを含む膜の表面を所定の方向に擦る（ラビング法）ことにより得られる。

上記ラビング配向膜用ポリマーとしては、例えば、ポリイミド等が挙げられる。ラビング配向膜に含まれるラビング配向膜用ポリマーは、一種であっても、二種以上であってもよい。

光配向膜は、例えば、光官能基を有する光配向性ポリマーを含む配向膜材料を基板上に成膜し、偏光紫外線を照射して光配向性ポリマーを含む膜の表面に異方性を発生させる（光配向法）ことにより得られる。

上記光配向性ポリマーとしては、例えば、シクロブタン基、アゾベンゼン基、カルコン基、シンナメート基、クマリン基、スチルベン基、フェノールエステル基及びフェニルベンゾエート基から選択される少なくとも一種の光官能基を有する光配向性ポリマー等が挙げられる。光配向膜に含まれる光配向性ポリマーは、一種であっても、二種以上であってもよい。光配向性ポリマーが有する光官能基は、ポリマーの主鎖に存在してもよいし、ポリマーの側鎖に存在してもよいし、ポリマーの主鎖及び側鎖の両方に存在してもよい。

上記光配向性ポリマーの光反応の型も特に限定されないが、光分解型ポリマー、光転移型ポリマー（好ましくは光フリース転移型ポリマー）、光異性化型ポリマー、光二量化型ポリマー及び光架橋型ポリマーを好適な例として挙げることができる。これらは何れかを単独で用いることもでき、二種以上を併用することもできる。なかでも、配向安定性の観点からは、２５４ｎｍ付近を反応波長（主感度波長）とする光分解型ポリマー及び光分解型ポリマーが特に好ましい。側鎖に光官能基を有する光異性化型ポリマー及び光二量化型ポリマーもまた好ましい。

上記光配向性ポリマーの主鎖構造は特に限定されないが、ポリアミック酸構造、ポリイミド構造、ポリ（メタ）アクリル酸構造及びポリシロキサン構造、ポリエチレン構造、ポリスチレン構造、ポリビニル構造を好適な例として挙げることができる。

第一の配向膜４１及び第二の配向膜４２は、液晶成分３２０を当該配向膜の表面に対して平行に配向させる水平配向膜、又は、液晶成分３２０を当該配向膜の表面に対して垂直に配向させる垂直配向膜である。第一の配向膜４１及び第二の配向膜４２は、水平配向膜であることが好ましい。このような態様とすることにより、強散乱及び低電圧駆動を効果的に両立させることができる。第一の配向膜４１及び第二の配向膜４２は、水平配向膜であり、液晶成分３２０は、正の誘電率異方性を有することがより好ましい。このような態様とすることにより、強散乱及び低電圧駆動をより効果的に両立させることができる。

第一の配向膜４１及び第二の配向膜４２が水平配向膜である場合、複合層３００への印加電圧が閾値電圧未満（電圧無印加を含む）のときには、主に第一の配向膜４１及び第二の配向膜４２の働きによって液晶成分３２０の長軸が第一の配向膜４１及び第二の配向膜４２に対して水平方向を向くように制御される。

すなわち、液晶成分３２０は、電圧無印加時にＴＦＴ基板１００に対して水平配向し、画素電極１２０及び共通電極２２０間に印加された電圧により複合層３００内に発生する電界に応じて液晶成分３２０の配向が変化することにより、複合層３００を透過する光の透過量を制御することができる。液晶成分３２０は、画素電極１２０及び共通電極２２０間に電圧が印加されていない電圧無印加時に第一の配向膜４１及び第二の配向膜４２の規制力によって水平配向し、画素電極１２０及び共通電極２２０間に電圧が印加されている電圧印加時に複合層３００内に発生した縦電界に応じて回転する。

ここで、液晶成分３２０の長軸が第一の配向膜４１及び第二の配向膜４２に対して水平方向を向くとは、液晶成分３２０のチルト角（プレチルト角を含む）が、第一の配向膜４１及び第二の配向膜４２に対して０～５°であることを意味し、好ましくは０～３°、より好ましくは０～１°であることを意味する。液晶成分３２０のチルト角は、液晶成分３２０の長軸（光軸）が第一の配向膜４１及び第二の配向膜４２の表面に対して傾斜する角度を意味する。

第一の配向膜４１及び第二の配向膜４２が垂直配向膜である場合、複合層３００への印加電圧が閾値電圧未満（電圧無印加を含む）のときには、主に第一の配向膜４１及び第二の配向膜４２の働きによって液晶分子の長軸が第一の配向膜４１及び第二の配向膜４２に対して垂直方向を向くように制御される。

すなわち、液晶成分３２０は、電圧無印加時にＴＦＴ基板１００に対して垂直配向し、画素電極１２０及び共通電極２２０間に印加された電圧により複合層３００内に発生する電界に応じて液晶成分３２０の配向が変化することにより、複合層３００を透過する光の透過量を制御することができる。液晶成分３２０は、画素電極１２０及び共通電極２２０間に電圧が印加されていない電圧無印加時に第一の配向膜４１及び第二の配向膜４２の規制力によって垂直配向し、画素電極１２０及び共通電極２２０間に電圧が印加されている電圧印加時に複合層３００内に発生した縦電界に応じて回転する。

ここで、液晶成分３２０の長軸が第一の配向膜４１及び第二の配向膜４２に対して垂直方向を向くとは、液晶成分３２０のチルト角（プレチルト角を含む）が、第一の配向膜４１及び第二の配向膜４２に対して８６～９０°であることを意味し、好ましくは８７～８９°、より好ましくは８７．５～８９°であることを意味する。

本実施形態ではＴＦＴ基板１００と複合層３００との間、及び、対向基板２００と複合層３００との間に、それぞれ、第一の配向膜４１及び第二の配向膜４２を設けるが、配向膜はＴＦＴ基板１００及び対向基板２００の少なくとも一方の基板と複合層３００との間に設けられていればよく、例えば、高分子分散型液晶表示装置１は第一の配向膜４１及び第二の配向膜４２のいずれか一方の配向膜のみを有していてもよい。例えば、高分子分散型液晶表示装置１が第一の配向膜４１及び第二の配向膜４２のいずれか一方の配向膜のみを有し、かつ、当該配向膜が水平配向膜である場合、他方の基板側がスリッパリー（ゼロアンカリング）であれば、液晶成分３２０は捩れた水平配向状態をとるため、結果的に両側の基板に水平配向膜を設ける場合と同じ配向状態を実現することができる。

バックライト５０は、液晶パネル１０Ｐに対して光を照射するものであれば特に限定されない。バックライト５０としては、例えば、エッジ型を用いることができる。エッジ型のバックライト５０を用いることにより、液晶パネル１０Ｐの背面側が透けて見えるような表示を行うことが可能となり、高分子分散型液晶表示装置１をシースルーディスプレイとして用いることができる。また、液晶パネル１０Ｐをシースルーディスプレイ用ボックスに設置し、液晶パネル１０Ｐに対して横から光源を点灯してもよい。シースルーディスプレイ用ボックス内では光源の光が拡散、反射し、光源がバックライト５０の役割を果たす。このような態様によっても、液晶パネル１０Ｐの背面側が透けて見えるような表示を行うことが可能となり、高分子分散型液晶表示装置１をシースルーディスプレイとして用いることができる。

本実施形態の高分子分散型液晶表示装置１は、液晶パネル１０Ｐ及びバックライト５０の他、ＴＣＰ（テープ・キャリア・パッケージ）、ＰＣＢ（プリント配線基板）等の外部回路；視野角拡大フィルム、輝度向上フィルム等の光学フィルム；ベゼル（フレーム）等の複数の部材により構成されるものであり、部材によっては、他の部材に組み込まれていてもよい。既に説明した部材以外の部材については特に限定されず、液晶表示装置の分野において通常使用されるものを用いることができるので、説明を省略する。

次に、本実施形態の高分子分散型液晶表示装置１の製造方法について説明する。高分子分散型液晶表示装置１の製造方法は、ＴＦＴ基板１００の一方の面及び対向基板２００の一方の面に、それぞれ、配向処理が施された第一の配向膜４１及び第二の配向膜４２を形成する配向膜形成工程と、第一の配向膜４１及び第二の配向膜４２を内側にしてＴＦＴ基板１００及び対向基板２００を対向して配置し、ＴＦＴ基板１００及び対向基板２００間に、液晶成分３２０、上記光重合性液晶化合物、重合開始剤及びカイラル剤を含有する組成物を注入する注入工程と、上記組成物に対して光を照射することにより、上記光重合性液晶化合物を硬化させながらポリマーネットワーク３１０を形成する光照射工程と、を備える。

ＴＦＴ基板１００及び対向基板２００は、液晶表示装置の分野において一般的に用いられる方法により作製することができる。

上記配向膜形成工程では、ＴＦＴ基板１００上及び対向基板２００上のそれぞれに配向膜材料を塗布して第一の配向膜４１及び第二の配向膜４２を形成する。配向膜材料の塗布方法としては、インクジェット法及びロールコータ法等の塗布方法が挙げられる。次いで、第一の配向膜４１及び第二の配向膜４２に配向処理を施す。配向処理としては、配向膜表面をローラ等で擦るラビング処理、配向膜表面に光を照射する光配向処理等が挙げられる。光配向処理によれば、配向膜の表面に接触することなく配向処理を実施できるので、ラビング処理と異なり、配向処理中における汚れ、ごみ等の発生を抑制することができるという利点がある。光配向処理により配向処理される配向膜は、光配向膜とも呼ばれる。

第一の配向膜４１及び第二の配向膜４２には、互いに反平行配向（アンチパラレル配向）となるようにラビング処理を施してもよく、互いに平行配向（パラレル配向）となるようにラビング処理を施してもよい。

上記注入工程では、第一の配向膜４１及び第二の配向膜４２を内側にして、ＴＦＴ基板１００及び対向基板２００を対向して配置し、ＴＦＴ基板１００及び対向基板２００間に、液晶成分３２０、光重合性液晶化合物、重合開始剤及びカイラル剤を含有する組成物を注入する。注入工程では、第一の配向膜４１側の液晶分子は第一の配向膜４１の配向処理方向に沿って配向し、第二の配向膜４２側の液晶分子は第二の配向膜４２の配向処理方向に沿って配向し、第一の配向膜４１及び第二の配向膜４２との間に位置する液晶分子は、その配向方位を第一の配向膜４１と第二の配向膜４２との間で連続的に変化させる。

重合開始剤としては特に限定されず、従来公知のものを使用することができる。重合開始剤としては、例えば、下記化学式（ＩＮ１）で表されるＯｍｎｉｒａｄ１８４（登録商標）（ＩＧＭ Ｒｅｓｉｎｓ.Ｂ.Ｖ社製）、下記化学式（ＩＮ２）で表されるＯＸＥ０３（ＢＡＳＦ社製）等を用いることができる。

カイラル剤としては特に限定されず、従来公知のものを使用することができる。カイラル剤としては、例えば、ＣＭ－５１Ｌ（ＪＮＣ社製）、下記化学式（Ｃ１）で表されるＳ－８１１（メルク社製）等を用いることができる。

上記組成物おける液晶成分３２０及び光重合性液晶化合物の重量比は、９０：１０～９７：３であることが好ましい。すなわち、液晶成分３２０の重量比が９０以上、９７以下であり、液晶成分３２０の重量比が９０以上であるとき、光重合性液晶化合物の重量比は１０以下であり、液晶成分３２０の重量比が９７以下であるとき、光重合性液晶化合物の重量比は３以上であることが好ましい。このような態様とすることにより、強散乱及び低電圧駆動を効果的に両立させることが可能となる。光重合性液晶化合物の重量比が１０を超えると強散乱は得られるが駆動電圧が高くなり、光重合性液晶化合物の重量比が３未満であると駆動電圧は抑えられるが強散乱が得られない場合がある。

上記組成物に含まれるカイラル剤のヘリカルツイスティングパワーが９［１／μｍ］以上、１２［１／μｍ］以下である場合、組成物全体にする液晶成分３２０の重量比は９２ｗｔ％以上、９５ｗｔ％以下であり、光重合性液晶化合物の重量比は１ｗｔ％以上、７ｗｔ％以下であり、カイラル剤の重量比は０．１ｗｔ％以上、６ｗｔ％以下であり、重合開始剤の重量比は０．１ｗｔ％以上、２ｗｔ％以下であることが好ましい。

上記光照射工程では、上記組成物に対して光を照射することにより、上記光重合性液晶化合物を硬化させながらポリマーネットワーク３１０を形成する。ここで、上記注入工程において液晶分子が配向する際、光重合性液晶化合物は液晶相であるが、光照射工程において組成物に対して光が照射され、光重合性液晶化合物が光重合反応により硬化されることにより、その配向状態が保たれたまま固定化されてポリマーネットワーク３１０が形成され、電場応答できなくなる。よって、光重合性液晶化合物の硬化物から構成されるポリマーネットワーク３１０は、その後、電圧が印加されても、配向方向が電界方向に揃うことはない。一方、液晶成分３２０は、配向状態が固定化されていないため、電圧を印加すると配向方向が電界方向に揃うことになる。ポリマーネットワーク３１０の螺旋構造の巻き数は、例えば、カイラル剤の濃度を変更することにより調整することができる。

従って、電圧無印加時において、ポリマーネットワーク３１０及び液晶成分３２０の配向方向は、ＴＦＴ基板１００及び対向基板２００に対して平行方向に一致する状態となり、この状態において、両者の屈折率を一致させることにより、高分子分散型液晶表示装置１は透明状態となる。また、画素電極１２０及び共通電極２２０間に電源を接続して複合層３００に電圧を印加した電圧印加時においては、液晶成分３２０の配向方向が電界方向に揃うため、液晶成分３２０とポリマーネットワーク３１０との界面で屈折率の不一致により光散乱状態となり、高分子分散型液晶表示装置１は白濁状態（散乱状態）となる。

上記光照射工程で用いる光の種類は特に限定されないが、例えば紫外線を用いることができる。紫外線としては、例えば、３４０ｎｍ以上、３９０ｎｍ以下の波長帯域にピーク波長を有する光が挙げられる。

上記光照射工程において、上記組成物に対して５ｍＷ／ｃｍ^２以上、５０ｍＷ／ｃｍ^２以下の照度の光を照射することが好ましい。照度を５ｍＷ／ｃｍ^２以上とすることにより、より充分な散乱を得ることが可能となり、５０ｍＷ／ｃｍ^２以下とすることにより、照射時の温度上昇を抑え、生産歩留まりの悪化及び特性のバラツキを抑えることができる。

上記光照射工程において、上記組成物に対して０．５Ｊ／ｃｍ^２以上、５Ｊ／ｃｍ^２以下の照射量の光を照射することが好ましい。照射量を０．５Ｊ／ｃｍ^２以上とすることにより、光重合性液晶化合物の重合反応を充分に進行させて未反応の光重合性液晶化合物を減らし、ポリマーネットワーク３１０を形成することができる。その結果、高分子分散型液晶表示装置１としてのヒステリシス特性や焼付き特性を向上させることができる。また、照射量を５Ｊ／ｃｍ^２以下とすることにより、生産タクトを向上させることができる。

以下に実施例及び比較例を掲げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。

（実施例１）
図１に示した実施形態と同様の構成を有する実施例１のリバース型の高分子分散型液晶表示装置１を作製した。実施例１では、ＩＴＯから構成される画素電極１２０を備えるＴＦＴ基板１００、及び、ＩＴＯから構成される共通電極２２０を備える対向基板２００を用意した。ＴＦＴ基板１００及び対向基板２００上にそれぞれ、ポリイミドを含む配向膜材料を製膜し、アンチパラレルとなるようにラビング処理を施し、ＴＦＴ基板１００上に水平配向膜である第一の配向膜４１を、対向基板２００上に水平配向膜である第二の配向膜４２を形成した。

次に、第一の配向膜４１と第二の配向膜４２とを内側にしてＴＦＴ基板１００と対向基板２００とを対向して配置し、ＴＦＴ基板１００及び対向基板２００間に、ポジ型の液晶成分３２０、光重合性液晶化合物、重合開始剤及びカイラル剤を含む組成物を注入した。

液晶成分３２０としては、Δｎ＝０．１８～０．２４、Δε＝１５～２５、回転粘性γ１＝１００～３００ｍＰａ・ｓの範囲にあるトラン系の液晶材料を用いた。光重合性液晶化合物としては、メソゲン基と光反応性基とアクリレート基とを有するモノマーを用いた。重合開始剤としては、ＯＸＥ０３（ＢＡＳＦ社製）を用いた。カイラル剤としては、ＣＭ－５１Ｌ（ＪＮＣ社製）を用いた。当該カイラル剤のＨＴＰ（ヘリカルツイスティングパワー）は１０．８［１／μｍ］であった。ここで、ＨＴＰ＝１／ｐＣ （ｐ：捩れピッチ、Ｃ：カイラル剤の濃度）の定義に従うと、ＨＴＰが１０［１／μｍ］の場合、１ｗｔ％添加することにより１０μｍ毎に一巻きする螺旋構造（１０μｍ毎に３６０°捩れる螺旋構造）を引き起こす機能を有することを意味する。組成物に対する重量比は、ポジ型の液晶成分３２０が９３．６ｗｔ％（９５重量部）、光重合性液晶化合物が４．９３ｗｔ％（５重量部）、重合開始剤が０．４９３ｗｔ％（０．５重量部）、カイラル剤が０．９９０ｗｔ％（１重量部）であった。

次いで、上記組成物に対して、主波長が３６５ｎｍの紫外線（ピーク波長が３６５ｎｍの紫外線）を、照度５ｍＷ／ｃｍ^２、照射量２Ｊ／ｃｍ^２で照射し、光重合性液晶化合物を硬化（ポリマー化）し、液晶成分３２０及びポリマーネットワーク３１０を含む複合層３００を形成した。複合層３００の厚みは１０μｍであった。液晶成分３２０がカイラル剤により捩れていると、光重合性液晶化合物も同じように（同じピッチで）捩れるため、紫外線照射後は、複合層３００内で巻き数１の螺旋構造を有する（複合層３００内で３６０°捩れた配向構造を有する）ポリマーネットワーク３１０が形成された。また、電圧無印加時に、液晶成分３２０は、複合層３００内で巻き数１の螺旋構造（３６０°捩れた配向構造）を有していた。

図１に示す実施例１の高分子分散型液晶表示装置の透明状態（電圧無印加時）では、液晶成分３２０とポリマーネットワーク３１０とが同じピッチで捩れていた。これにより、液晶成分３２０とポリマーネットワーク３１０との異常光・常光屈折率（ｎｅ，ｎｏ）のマッチングがとれるため、透明状態として機能させることができた。

一方、画素電極１２０及び共通電極２２０に電圧を印加することにより、液晶成分３２０が立ち上がり、液晶成分３２０とポリマーネットワーク３１０との異常光・常光屈折率（ｎｅ，ｎｏ）がミスマッチさせられ、無偏光の光を入射したときに、偏光に依存せず散乱するため、強い散乱状態を実現することができた。この時、ポリマーネットワーク３１０の捩れピッチが大きいと（捩れ回転数が大きいと）、複合層３００の厚さ方向に対して、液晶成分３２０とポリマーネットワーク３１０との異常光・常光屈折率（ｎｅ，ｎｏ）が効果的にミスマッチするため、散乱が強くなると考えられる。

（実施例２）
図３は、実施例２の高分子分散型液晶表示装置の断面模式図である。図３に示す実施例２の高分子分散型液晶表示装置１を作製した。組成物におけるカイラル剤の添加量を２重量部に変更したこと以外は、実施例１と同様にして実施例２の高分子分散型液晶表示装置を作製した。実施例２では、複合層３００内で巻き数２の螺旋構造を有する（複合層３００内で７２０°捩れた配向構造を有する）ポリマーネットワーク３１０が形成された。また、電圧無印加時に、液晶成分３２０は、複合層３００内で巻き数２の螺旋構造（７２０°捩れた配向構造）を有していた。

（実施例３）
図４は、実施例３の高分子分散型液晶表示装置の断面模式図である。図４に示す実施例３の高分子分散型液晶表示装置１を作製した。組成物におけるカイラル剤の添加量を４重量部に変更したこと以外は、実施例１と同様にして実施例３の高分子分散型液晶表示装置を作製した。実施例３では、複合層３００内で巻き数４の螺旋構造を有する（複合層３００内で１４４０°捩れた配向構造を有する）ポリマーネットワーク３１０が形成された。また、電圧無印加時に、液晶成分３２０は、複合層３００内で巻き数４の螺旋構造（１４４０°捩れた配向構造）を有していた。

（比較例１）
図５は、比較例１の高分子分散型液晶表示装置の断面模式図である。図５に示す比較例１の高分子分散型液晶表示装置１Ｒを作製した。組成物におけるカイラル剤の添加量を０．５重量部に変更したこと以外は、実施例１と同様にして比較例１の高分子分散型液晶表示装置１Ｒを作製した。比較例１では、複合層３００Ｒ内で巻き数０．５の螺旋構造を有する（複合層３００Ｒ内で１８０°捩れた配向構造を有する）ポリマーネットワーク３１０Ｒが形成された。また、電圧無印加時に、液晶成分３２０Ｒは、複合層３００Ｒ内で巻き数０．５の螺旋構造（１８０°捩れた配向構造）を有していた。

（実施例１～３及び比較例１の高分子分散型液晶表示装置の評価）
実施例１～３の高分子分散型液晶表示装置１及び比較例１の高分子分散型液晶表示装置１Ｒのそれぞれについて、駆動電圧に対する透過率を測定した。結果を図６に示す。図６は、実施例１～３及び比較例１の高分子分散型液晶表示装置の、駆動電圧に対する透過率を示すグラフである。

図６に示すように、実施例１～３の高分子分散型液晶表示装置１では、汎用ドライバ（駆動電圧１０Ｖ以下）で駆動可能なリバース型の高分子分散型液晶表示装置を実現することができた。

具体的には、図６に示すように、実施例１では、散乱状態（電圧印加時）として機能させたとき、略１０％の低透過率（強散乱）と、低い駆動電圧（略７．５Ｖ）を両立することができた。一方、透明状態（電圧無印加時）として機能させたときは、透過率８０％以上が得られており、高い透過性を示すことを確認できた。

同様に、実施例２では、散乱状態（電圧印加時）として機能させたとき、略９％の低透過率（強散乱）と、低い駆動電圧（略７．５Ｖ）を両立することができた。一方、透明状態（電圧無印加時）として機能させたときは、透過率８０％以上が得られており、高い透過性を示すことを確認できた。

同様に、実施例３では、散乱状態（電圧印加時）として機能させたとき、略５％の低透過率（強散乱）と、低い駆動電圧（略７．５Ｖ）を両立することができた。一方、透明状態（電圧無印加時）として機能させたときは、透過率８０％以上が得られており、高い透過性を示すことを確認できた。実施例３では、最大コントラスト約１５が得られ、上記特許文献２に開示されたコントラスト比１０程度の高分子分散型液晶表示装置よりも高いコントラストを実現することができた。

一方、比較例１では、散乱状態（電圧印加時）として機能させたとき、透過率は２０～３０％と高く、強散乱を実現することはできなかった。

（実施例４）
組成物におけるカイラル剤の添加量を０．５重量部とし、複合層の厚みを２０μｍとし、組成物に対して主波長が３６５ｎｍの紫外線（ピーク波長が３６５ｎｍの紫外線）を照射量５００ｍＪ／ｃｍ^２で照射したこと以外は、実施例１と同様にして実施例４の高分子分散型液晶表示装置を作製した。実施例４では、複合層３００内で巻き数１の螺旋構造を有する（複合層３００内で３６０°捩れた配向構造を有する）ポリマーネットワーク３１０が形成された。また、電圧無印加時に、液晶成分３２０は、複合層３００内で巻き数１の螺旋構造（３６０°捩れた配向構造）を有していた。

（実施例５）
組成物におけるカイラル剤の添加量を２重量部とし、複合層の厚みを２０μｍとし、組成物に対して主波長が３６５ｎｍの紫外線（ピーク波長が３６５ｎｍの紫外線）を照射量５００ｍＪ／ｃｍ^２で照射したこと以外は、実施例１と同様にして実施例５の高分子分散型液晶表示装置を作製した。実施例５では、複合層３００内で巻き数４の螺旋構造を有する（複合層３００内で１４４０°捩れた配向構造を有する）ポリマーネットワーク３１０が形成された。また、電圧無印加時に、液晶成分３２０は、複合層３００内で巻き数４の螺旋構造（１４４０°捩れた配向構造）を有していた。

（比較例２）
組成物におけるカイラル剤の添加量を４重量部とし、複合層の厚みを２０μｍとし、組成物に対して主波長が３６５ｎｍの紫外線（ピーク波長が３６５ｎｍの紫外線）を照射量５００ｍＪ／ｃｍ^２で照射したこと以外は、実施例１と同様にして比較例２の高分子分散型液晶表示装置を作製した。比較例２では、複合層内で巻き数８の螺旋構造を有する（複合層内で２８８０°捩れた配向構造を有する）ポリマーネットワークが形成された。また、電圧無印加時に、液晶成分は、複合層内で巻き数８の螺旋構造（２８８０°捩れた配向構造）を有していた。

（比較例３）
組成物におけるカイラル剤の添加量を８重量部とし、複合層の厚みを２０μｍとし、組成物に対して主波長が３６５ｎｍの紫外線（ピーク波長が３６５ｎｍの紫外線）を照射量５００ｍＪ／ｃｍ^２で照射したこと以外は、実施例１と同様にして比較例３の高分子分散型液晶表示装置を作製した。比較例３では、複合層内で巻き数１６の螺旋構造を有する（複合層内で５７６０°捩れた配向構造を有する）ポリマーネットワークが形成された。また、電圧無印加時に、液晶成分は、複合層内で巻き数１６の螺旋構造（５７６０°捩れた配向構造）を有していた。

（比較例４）
組成物におけるカイラル剤の添加量を１６重量部とし、複合層の厚みを２０μｍとし、組成物に対して主波長が３６５ｎｍの紫外線（ピーク波長が３６５ｎｍの紫外線）を照射量５００ｍＪ／ｃｍ^２で照射したこと以外は、実施例１と同様にして比較例４の高分子分散型液晶表示装置を作製した。比較例４では、複合層内で巻き数３２の螺旋構造を有する（複合層内で１１５２０°捩れた配向構造を有する）ポリマーネットワークが形成された。また、電圧無印加時に、液晶成分は、複合層内で巻き数３２の螺旋構造（１１５２０°捩れた配向構造）を有していた。

（実施例４～５及び比較例２～４の高分子分散型液晶表示装置の評価）
実施例４～５及び比較例２～４の高分子分散型液晶表示装置のそれぞれについて、駆動電圧に対する透過率を測定した。結果を図７に示す。図７は、実施例４～５及び比較例２～４の高分子分散型液晶表示装置の、駆動電圧に対する透過率を示すグラフである。

図７に示すように、実施例４～５の高分子分散型液晶表示装置では、汎用ドライバ（駆動電圧１０Ｖ以下）で駆動可能なリバース型の高分子分散型液晶表示装置を実現することができた。

具体的には、図７に示すように、実施例４及び５では、散乱状態（電圧印加時）として機能させたとき、略１０％の低透過率（強散乱）と、１０Ｖ以下の低い駆動電圧を両立することができた。一方、透明状態（電圧無印加時）として機能させたときは、透過率略８０％が得られており、高い透過性を示すことを確認できた。

一方、比較例２～４に示すように、複合層内でポリマーネットワークが巻き数８以上の螺旋構造を有する（複合層内でポリマーネットワークが２８８０°以上捩れた配向構造を有する）場合、駆動電圧が１０Ｖ以上となり、汎用ドライバが使用できなくなることが確認された。

１、１Ｒ：高分子分散型液晶表示装置
１０Ｐ：液晶パネル
４１：第一の配向膜
４２：第二の配向膜
５０：バックライト
１００：薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）基板
１１０、２１０：支持基板
１２０：画素電極
２００：対向基板
２２０：共通電極
３００、３００Ｒ：複合層
３１０、３１０Ｒ：ポリマーネットワーク
３２０、３２０Ｒ：液晶成分

Claims (12)

1. 少なくとも一方の基板に電極を有する一対の基板と、
   前記一対の基板の間に配置された複合層と、を備え、
   前記複合層は、光重合性液晶化合物の硬化物で構成されたポリマーネットワークと液晶成分とを含み、電圧無印加時に透明状態であり、電圧印加時に散乱状態であり、
   前記ポリマーネットワークは、前記複合層内で巻き数が１以上、８未満である螺旋構造を有することを特徴とする高分子分散型液晶表示装置。
2. 前記複合層の厚さ、及び、前記ポリマーネットワークの捩れピッチは下記式１の関係を満たすことを特徴とする請求項１に記載の高分子分散型液晶表示装置。
   ｄ≧ｐ （式１）
   （上記式において、ｄは、前記複合層の厚さを表し、ｐは、前記ポリマーネットワークの捩れピッチを表す。）
3. 前記複合層の厚さ、及び、前記ポリマーネットワークの捩れピッチは下記式２の関係を満たすことを特徴とする請求項２に記載の高分子分散型液晶表示装置。
   ｄ≧２ｐ （式２）
   （上記式において、ｄは、前記複合層の厚さを表し、ｐは、前記ポリマーネットワークの捩れピッチを表す。）
4. 前記複合層の厚さ、及び、前記ポリマーネットワークの捩れピッチは下記式３の関係を満たすことを特徴とする請求項３に記載の高分子分散型液晶表示装置。
   ｄ≧４ｐ （式３）
   （上記式において、ｄは、前記複合層の厚さを表し、ｐは、前記ポリマーネットワークの捩れピッチを表す。）
5. 前記液晶成分の屈折率異方性Δｎは、０．１８以上、０．２４以下であることを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の高分子分散型液晶表示装置。
6. 前記液晶成分と前記ポリマーネットワークとの重量比は、９０：１０～９７：３であることを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載の高分子分散型液晶表示装置。
7. 更に、前記一対の基板の少なくとも一方の基板と前記複合層との間に配向膜を備え、
   前記配向膜は、前記液晶成分を当該配向膜の表面に対して平行に配向させる水平配向膜であることを特徴とする請求項１～６のいずれかに記載の高分子分散型液晶表示装置。
8. 請求項１～７のいずれかに記載の高分子分散型液晶表示装置の製造方法であって、
   前記一対の基板のそれぞれにおける一方の面に、配向処理が施された配向膜を形成する配向膜形成工程と、
   前記配向膜を内側にして前記一対の基板を対向して配置し、前記一対の基板間に、前記液晶成分、前記光重合性液晶化合物、重合開始剤及びカイラル剤を含有する組成物を注入する注入工程と、
   前記組成物に対して光を照射することにより、前記光重合性液晶化合物を硬化させながら前記ポリマーネットワークを形成する光照射工程と、を備えることを特徴とする高分子分散型液晶表示装置の製造方法。
9. 前記光照射工程において、前記組成物に対して５ｍＷ／ｃｍ^２以上、５０ｍＷ／ｃｍ^２以下の照度の光を照射することを特徴とする請求項８に記載の高分子分散型液晶表示装置の製造方法。
10. 前記光照射工程において、前記組成物に対して０．５Ｊ／ｃｍ^２以上、５Ｊ／ｃｍ^２以下の照射量の光を照射することを特徴とする請求項８又は９に記載の高分子分散型液晶表示装置の製造方法。
11. 前記組成物における前記液晶成分及び前記光重合性液晶化合物の重量比は、９０：１０～９７：３であることを特徴とする請求項８～１０のいずれかに記載の高分子分散型液晶表示装置の製造方法。
12. 前記配向膜は、前記液晶成分を当該配向膜の表面に対して平行に配向させる水平配向膜であることを特徴とする請求項８～１１のいずれかに記載の高分子分散型液晶表示装置の製造方法。

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