JP2782293B2

JP2782293B2 - 液晶素子および表示装置、それを用いた表示方法

Info

Publication number: JP2782293B2
Application number: JP3319638A
Authority: JP
Inventors: 和夫吉永; 公一佐藤; 英明光武; 英俊鱸; 榑松　　克巳; 信夫箕浦; 岳夫江口; 敏一大西; 嘉土志田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-11-09
Filing date: 1991-11-08
Publication date: 1998-07-30
Anticipated expiration: 2013-07-30
Also published as: JPH055905A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱光学および電気光学
ディスプレイ素子に関し、特に特定の高分子液晶化合物
と低分子液晶化合物からなる混合物を用いた液晶素子お
よびそれを用いた表示装置、表示方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶は、過去に種々の熱光学および電気
光学ディスプレイ等の用途に用いられてきた。これらの
ディスプレイは、駆動電圧が低く、消費エネルギーも少
ないために現在もなお活発に研究が進められている。そ
の研究段階において、大画面の表示素子を得ることが課
題の１つに挙げられる。

【０００３】そこで、大面積化に適したものとして考え
られる液晶表示素子の例としては、高分子液晶を用いた
例えばブィ・シバエフ（Ｖ．Ｓｈｉｂａｅｖ）、エス・
コストロミン（Ｓ．Ｋｏｓｔｒｏｍｉｎ）、エヌ・プラ
ーテ（Ｎ．Ｐ′ｌａｔｅ）、エス・イワノフ（Ｓ．Ｉｖ
ａｏｖ）、ブィ・ヴェストロフ（Ｖ．Ｖｅｓｔｒｏ
ｖ）、アイ・ヤコブレフ（Ｉ．Ｙａｋｏｖｌｅｖ）著の
“ポリマー・コミュニケーションズ”（“Ｐｏｌｙｍｅ
ｒＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ”）第２４巻、第３
６４頁〜３６５頁の“サーモトロピック・リキッド・ク
リスタリン・ポリマーズ．１４”（“Ｔｈｅｒｍｏ−ｔ
ｒｏｐｉｃＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ
Ｐｏｌｙｍｅｒｓ．１４”）に示される熱書き込みメモ
リーを挙げることができる。

【０００４】しかしながら、この方法は読みとりとして
光の散乱を利用しているのでコントラストが悪く、かつ
高分子化に伴なう応答速度の遅れという問題もあって実
用化には至っていない。

【０００５】上記に示した例以外にも、液晶素子を容易
に作成し大型化する試みが行なわれている。その１つと
して、低分子液晶化合物を種々の重合体マトリックス中
に保持して用いるものがある。その具体例として、低分
子液晶化合物をポリビニルアルコールマトリックス中に
カプセル化して用いるものとしてマンチェスターＲ＆Ｄ
パートナーシップにより出願されたものが知られてい
る。（米国特許第４４３５０４７号）また、連結した管
状に低分子液晶化合物を保持したものとして米国特許第
４７０７０８０号が知られている。

【０００６】また、さらに低分子液晶化合物を種々の重
合体マトリックス中に分散・保持して用いるものの中に
おいて、重合体マトリックスとして高分子液晶を用いた
ものも報告されており、視野角と散乱度が改良されるこ
とが報告されている。［ジェイ．ダヴリュー．ドーア
ン，ジェイ．エル．ウエスト，ジェイ．ビー．ホワイト
ヘッド，ジェイアール．，デー．エス．フレッドレイ
“ワイド−アングル−ヴューピーデーエルシー
ディスプレイズ”１９９０ソサイエティーフォー
インフォーメイションディスプレイインターナショ
ナルシンポジウムデジェストオブテクニカルペ
ーパーズ，講演番号１２．５，３月１９９０年（Ｊ．
Ｗ．Ｄｏａｎｅ，Ｊ．Ｌ．Ｗｅｓｔ，Ｊ．Ｂ．Ｗｈｉｔ
ｅｈｅａｄ，Ｊｒ．，Ｄ．Ｓ．Ｆｒｅｄｌｅｙ“Ｗｉｄ
ｅ−Ａｎｇｌｅ−ＶｉｅｗＰＤＬＣＤｉｓｐｌａｙ
ｓ”１９９０ＳｏｃｉｅｔｙｆｏｒＩｎｆｏｒｍ
ａｔｉｏｎＤｉｓｐｌａｙＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎ
ａｌＳｙｍｐｏｓｉｕｍＤｉｇｅｓｔｏｆＴｅｃ
ｈｎｉｃａｌＰａｐｅｒｓ，講演番号１２．５，Ｍａ
ｙ１９９０）］これらは大面積化が比較的容易であ
り、応答速度もネマチック・コレステリックの高分子液
晶に比較して良好である特徴を有している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、低分子
液晶化合物を重合体マトリックス中に分散保持して用い
るものは、界面による配向規制力が十分でないことか
ら、マトリックス駆動するための良好なしきい値が得ら
れにくいために、大画面化は出来ても高精細化が困難な
欠点があった。更に、光変調の方式として、低分子液晶
化合物と重合体マトリックスとの屈折率差による散乱を
用いているために、十分な屈折率を得ることは困難であ
った。その結果、表示層をかなり厚くしなければ十分な
消光は出来ず、コントラストも十分ではなかった。

【０００８】このような従来の重合体マトリックスは、
その界面において、低分子液晶とわずかに相溶し、その
組成物が低分子液晶と同じ電界応答を示し、高分子鎖が
移動するために印加電圧の昇圧時と降圧時でヒステリシ
スが発生し、階調表示等が困難である問題点をも有して
いる。

【０００９】また、高分子液晶を重合体マトリックスと
して用いるものは、高分子液晶と低分子液晶化合物との
界面による配向規制力は良好であるものの、液晶素子全
体としての散乱状態やコントラストを考慮すると、高分
子液晶自身の配向は十分とはいえない。また、ヒステリ
シスのない良好な応答速度を得るという点でも十分とは
いえなかった。

【００１０】本発明は、この様な従来技術の欠点を改善
するためになされたものであり、大面積でコントラスト
の良好な、かつ良好なしきい値が得られ、ヒステリシス
のない良好な表示を行なうことができる液晶素子および
それを用いた表示装置、表示方法を提供することを目的
とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、電極を
有する基板間にエステル結合を有する主鎖型高分子液晶
化合物と低分子液晶化合物とを非相溶状態で含む表示層
を挟持してなる液晶素子、及び光照射手段、前記液晶素
子、該液晶素子に電圧を印加する手段、該液晶素子に照
射した光のうち透過光と散乱光を分離する手段とを有す
ることを特徴とする表示装置、さらに前記液晶素子に光
を照射し、該照射の結果得られる散乱光と透過光を分離
して表示を行なう表示方法である。

【００１２】また、本発明は、電極を有する基板間に重
合性液晶モノマー重合体と低分子液晶化合物とを非相溶
状態で含む表示層を挟持してなる液晶素子、及び光照射
手段、前記液晶素子、該液晶素子に電圧を印加する手
段、該液晶素子に照射した光のうち透過光と散乱光を分
離する手段とを有することを特徴とする表示装置、さら
に前記液晶素子に光を照射し、該照射の結果得られる散
乱光と透過光を分離して表示を行なう表示方法である。

【００１３】さらに、本発明は、電極を有する基板間に
誘電率異方性が−３．０以下の高分子液晶化合物と誘電
率異方性が正の低分子液晶化合物とを非相溶状態で含む
表示層を挟持してなる液晶素子、及び光照射手段、前記
液晶素子、該液晶素子に電圧を印加する手段、該液晶素
子に照射した光のうち透過光と散乱光を分離する手段と
を有することを特徴とする表示装置、さらに前記液晶素
子に光を照射し、該照射の結果得られる散乱光と透過光
を分離して表示を行なう表示方法である。

【００１４】また、本発明は、前記高分子液晶化合物が
重合性液晶モノマーを重合したものであり、かつ表示層
が該重合性液晶モノマーを液晶状態で重合して形成した
表示層である液晶素子、前記液晶素子、該液晶素子に電
圧を印加する手段、該液晶素子に照射した光のうち透過
光と散乱光を分離する手段とを有することを特徴とする
表示装置、さらに前記液晶素子に光を照射し、該照射の
結果得られる散乱光と透過光を分離して表示を行なう表
示方法である。

【００１５】以下、図面を用いて本発明について更に詳
しく説明する。図１は本発明の液晶素子の一例を示す断
面図である。同図において、基板１０１，１０１′はガ
ラス，プラスチック等を用いることができる。

【００１６】基板として用いることができるポリマーフ
ィルムには、下記に示すようなものが挙げられるが、こ
れらに限定されるものではない。すなわち、低密度ポリ
エチレンフィルム、高密度ポリエチレンフィルム（三井
東圧化学ハイブロン等）、ポリプロピレンフィルム
（東レトレファン等）、ポリエステルフィルム（デュ
ポンマイラー等）、ポリビニルアルコールフィルム
（日本合成化学工業ハイセロン等）、ポリアミドフィ
ルム（東洋合成フィルムレイファン等）、ポリカーボ
ネートフィルム（帝人テイジンパンライト等）、ポリ
イミドフィルム（デュポンＫＡＰＴＯＮ等）、ポリ塩
化ビニルフィルム（三菱樹脂ヒシレックス等）、ポリ
四ふっ化エチレンフィルム（三井フロロケミカルテフ
ロン等）、ポリアクリルフィルム（住友ベークライト
スミライト）、ポリスチレンフィルム（旭ダウスタイ
ロシート）、ポリ塩化ビニリデンフィルム（旭ダウサラ
ンフィルム）、セルロースフィルム、ポリフッ化ビニル
フィルム（デュポンテドラー）、ポリエーテルスルホン
（住友ベークライトスミライト）等が挙げられる。

【００１７】基板上には、電極１０２，１０２′を形成
するが、該電極には、ＩＴＯ，ＳｎＯ₂ 等の透明電極や
Ａｌ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｃｒ等の金属膜が用いられ
る。なお、反射型表示素子としては、電極と反射層を兼
ねていてもよい。電極１０２，１０２′は平面もしくは
所定のパターンで形成される。

【００１８】この様な透明電極１０２，１０２′を設け
た基板１０１，１０１′には、配向制御膜１０３，１０
３′として、例えば一酸化珪素，二酸化珪素，酸化アル
ミニウム，ジルコニア，フッ化マグネシウム，酸化セリ
ウム，フッ化セリウム，シリコン窒化物，シリコン炭化
物，ホウ素窒化物などの無機絶縁物質やポリビニルアル
コール，ポリイミド，ポリアミドイミド，ポリエステル
イミド，ポリパラキシレリン，ポリエステル，ポリカー
ボネート，ポリビニルアセタール，ポリ塩化ビニル，ポ
リアミド，ポリスチレン，セルロース樹脂，メラミン樹
脂，ユリア樹脂やアクリル樹脂などの有機絶縁物質を用
いて被膜形成した配向制御膜１０３，１０３′を設ける
ことができる。

【００１９】この配向制御膜１０３，１０３′は、前述
の如き無機絶縁物質又は有機絶縁物質を被膜形成した後
に、その表面をビロード、布や紙で一方向に摺擦（ラビ
ング）することによって得られる。本発明の別の好まし
い具体例では、ＳｉＯやＳｉＯ₂ などの無機絶縁物質を
基板１０１，１０１′の上に斜め蒸着法によって被膜形
成することによって配向制御膜１０３，１０３′を得る
ことができる。

【００２０】また、別の具体例ではガラス又はプラスチ
ックからなる基板１０１，１０１′の表面あるいは基板
１０１，１０１′の上に前述した無機絶縁物質や有機絶
縁物質を被膜形成した後に、該被膜の表面を斜方エッチ
ング法によりエッチングすることにより、その表面に配
向制御効果を付与することができる。この配向膜の使用
は、高分子液晶化合物を均一に配向させるのに効果的で
ある。

【００２１】前述の配向制御膜１０３，１０３′は、同
時に絶縁膜としても機能させることが好ましく、このた
めに、この配向制御膜１０３，１０３′の膜厚は一般に
５０Å〜１μｍ、好ましくは１００Å〜５０００Åの範
囲に設定することができる。この絶縁層は表示層１０６
に微量に含有される不純物等のために生ずる電流の発生
を防止できる利点をも有しており、従って動作を繰り返
し行っても液晶化合物を劣化させることがない。

【００２２】なお、電極基板間に表示層１０６を形成す
るが、該表示層は特定の高分子液晶化合物１０５と低分
子液晶化合物１０４とからなっている。

【００２３】用いられる表示層の厚みは、通常０．５〜
１００μｍであり、０．５μｍ未満ではコントラストが
十分でなく、１００μｍを越えると駆動電圧が大きいた
めに高速駆動が困難となる。より好ましくは、１〜５０
μｍの厚さが用いられる。

【００２４】このとき、表示層においては、高分子液晶
化合物１０５は連続したマトリックスを形成し、低分子
液晶化合物１０４は島状もしくは管状となり分散してい
る。島もしくは管の径は、０．１〜１０μｍが好まし
い。島もしくは管の径が０．１〜１０μｍの範囲以外の
場合では、散乱効率が悪く十分なコントラストが得られ
ない。より好ましくは、０．３〜３μｍで用いられる。

【００２５】なお、高分子液晶化合物と低分子液晶化合
物の非相溶性については、ＤＳＣおよび偏光顕微鏡等で
確認して用いる。

【００２６】本発明において、高分子液晶化合物は非相
溶の低分子液晶化合物と組み合わせて用いられるが、高
分子液晶化合物は連続してマトリックスを形成していれ
ばよい。用いられる高分子液晶化合物の割合は、通常１
０〜７０ｗｔ％で用いられる。１０ｗｔ％未満ではマト
リックスの効果が減少し低分子液晶化合物を十分に配向
制御させることが困難であり、７０ｗｔ％を越えると低
分子液晶化合物による屈折率変化の割合が減少してコン
トラストが十分にはとれなくなるために好ましくない。
より好ましくは、高分子液晶化合物の割合は２０〜５０
ｗｔ％で用いられる。

【００２７】本発明においては、高分子液晶化合物と低
分子液晶化合物の組み合わせ方によっては、異常光に対
する屈折率ｎ_e もしくは常光に対する屈折率ｎ₀ を一致
させることが可能であり、その際はより良好なコントラ
ストが得られる。しかし、必ずしも一致させなくとも、
電界印加時と無電界時での低分子液晶化合物の電界応答
に対する散乱度が十充差が生じていれば光学素子として
使用できる。なお、本発明で屈折率差が一致している状
態とは、その差が０．０５以下であることが好ましい。

【００２８】高分子液晶化合物は電界が印加されても分
子が応答しないよう設計されており、例えばガラス転移
点以下で使用するか、あるいはΔεが負のものを使用す
れば、無電界時は配向膜により分子を基板に水平に配向
させており、電界を印加しても分子は水平に配向したま
まで分子の応答はないものを使用することができる。

【００２９】低分子液晶化合物と高分子液晶化合物の相
溶性は低い方が好ましく、より好ましくは非相溶である
必要がある。主鎖型高分子液晶化合物は低分子液晶化合
物との相溶性が低くより望ましい。

【００３０】また、マトリックスとして使用した高分子
液晶化合物は、配向したのちは電場等の外部場によって
その配向が変化しないことが望まれるが、主鎖型高分子
液晶化合物はその点においても優れている。

【００３１】さらに、主鎖型高分子液晶化合物のくり返
し単位はエステル結合を有しているものがよく、エステ
ル結合を有していると高分子液晶化合物で形成される媒
体の誘電率を大きくすることができ、そのことにより、
低分子液晶化合物にかかる実効電圧値を大きくすること
ができ、低分子液晶化合物の電界応答速度を上げること
もできる。また、エステル結合を有するものは、電界印
加前の初期状態における配向が優れているため、結果と
してコントラストが良好になるという特徴がある。

【００３２】本発明によれば電極を有する基板間に、誘
電率異方性が負の重合性液晶モノマーと低分子液晶化合
物からなる組成物を封入し、該重合性液晶モノマーを重
合した液晶素子とすることにより、正の誘電率異方性を
有する低分子液晶化合物が電圧により応答しても、重合
性液晶モノマー重合体と低分子液晶化合物との界面にお
いて、該重合性液晶モノマー重合体と低分子液晶化合物
からなる組成物は誘電率異方性が打ち消し合うことによ
り、低分子液晶化合物の応答に引きづられて重合性液晶
モノマー重合体が動くことはない。このように界面部分
における重合性液晶モノマー重合体が引きづられて応答
しないことで、電圧の昇圧、降圧で光透過率においてヒ
ステリシスが表れることを防止することが可能となる。
特に、誘電異方性の値が−３．０以下がよい。これによ
り、電圧制御による階調表示を精度よく行なうことがで
きる。

【００３３】本発明における表示層は以下のものが使用
される。まず第１に、表示層１０６として、重合性液晶
モノマーと低分子液晶化合物からなる組成物を前記の電
極を有する基板１０１，１０１´間に封入し、液晶状態
で該重合性液晶モノマーを重合することによって得られ
た表示層を提供する。該重合性液晶モノマーの重合体は
図１で示せば１０５となり、重合時に低分子液晶化合物
１０４と分離する。

【００３４】該重合性液晶モノマー重合体と低分子液晶
化合物の非相溶性については、前述のとおりＤＳＣおよ
び偏光顕微鏡等で確認できる。

【００３５】また、重合性液晶モノマー重合体と低分子
液晶化合物の分散状態、分散割合は前述の通りである。
なお、重合性液晶モノマー重合体１０５と低分子液晶化
合物１０４が非相溶化するためには、架橋性モノマーを
共重合し、３次元架橋することによることも好ましい。

【００３６】次に、第１の発明で具体的に用いられる低
分子液晶化合物の構造および低分子液晶化合物組成物の
名称を以下に示すが、これに限定されるものではない。

【００３７】

【化１】

【００３８】

【化２】

【００３９】

【化３】

【００４０】

【化４】

【００４１】

【化５】

【００４２】

【化６】

【００４３】

【化７】

【００４４】

【化８】

【００４５】

【化９】

【００４６】

【化１０】

【００４７】

【化１１】

【００４８】

【化１２】

【００４９】（Ｉ−３２）メルク社Ｚ−１６２５ネマチック温度範囲 −１０〜６０℃ （Ｉ−３３）ＢＤＨ社Ｅ−７ネマチック温度範囲 −１０〜６０℃ （Ｉ−３４）ロッシュ社Ｒ−２００ネマチック温度範囲０〜６５℃ （Ｉ−３５）大日本インキ社Ｄ−Ｘ０１Ａネマチック温度範囲 −２６〜６８℃

【００５０】（Ｉ−３６）メルク社ＺＬＩ−２００８Ｔｃｌ＝６４℃ （Ｉ−３７）メルク社ＺＬＩ−１８４０Ｔｃｌ＝９０℃ （Ｉ−３８）ＤＩＣＴＮ４０３Ｔｃｌ＝８２℃

【００５１】第１の発明で用いられる重合性液晶モノマ
ーは、

【００５２】

【化１３】

【００５３】で表される重合性基を１個有するもの、ま
たは重合性基を２個以上有するものをいう。なお、本発
明でいう重合性液晶モノマーは単独では液晶性を示さな
くとも重合体が液晶性を示せばよい。

【００５４】例えば、下記の一般式（Ｉ）で示される。

【００５５】

【化１４】Ｘ−Ｙ−Ｍ−Ｚ（Ｉ）

【００５６】一般式（Ｉ）において、Ｘは上記重合性基
を示す。Ｙはフレキシブルスペーサーを示し、例えば

【００５７】

【化１５】−（ＣＨ₂ ）_n − （ｎ＝０〜１５）， −（ＣＨ₂ ＣＨ₂ −Ｏ）_n − （ｎ＝１〜４）， −（ＣＨ₂ ＣＨ₂ ＣＨ₂ ＣＨ₂ −Ｏ）_n − （ｎ＝１〜
３）， −（ＣＨ₂ ＣＨ₂ ＣＨ₂ −Ｏ）_n −（ｎ＝１〜４）， −（ＣＨ₂ ）_n −Ｏ− （ｎ＝０〜１５），等から選ばれる。

【００５８】Ｍはメソーゲン基を示し、例えば

【００５９】

【化１６】

【００６０】等から選ばれる。

【００６１】Ｚは末端基を示し、例えば

【００６２】

【化１７】−ＣＮ， −Ｃ_n Ｈ_2n+1（ｎ＝１〜１０），
−Ｈ， −ＯＣ_n Ｈ_2n+1（ｎ＝１〜１０）， −ＣＦ₃ ， −Ｃ
ｌ， −Ｆ，

【００６３】

【化１８】

【００６４】

【化１９】−Ｃ_n Ｆ_2n+1（ｎ＝１〜１０）， −ＮＯ₂

【００６５】等から選ばれるが、メソーゲン基に複数置
換されていてもよい。

【００６６】また、重合性基を２個以上有する重合性液
晶モノマーの構造としては、例えば下記の一般式（Ｉ
Ｉ）で表わされるようなものが用いられるが、重合性基
とメソーゲン基を有していればよく、またそれらの基は
いくつあってもよい。

【００６７】

【化２０】Ｘ−Ｙ−Ｍ−Ｙ′−Ｘ′ （ＩＩ）一般式（ＩＩ）において、Ｘ，Ｘ′は前記重合性基を示
し、Ｍは前記メソーゲン基、Ｙ，Ｙ′は前記フレキシブ
ルスペーサを示す。

【００６８】さらに、本発明において、より具体的な重
合性液晶モノマーとしては、次のようなものが用いられ
るが、それらの重合性液晶モノマーは単独でも又は２種
以上を組み合わせて用いることができる。より好ましく
は、重合性基を２個以上有するものを少なくとも一種用
いる組み合わせが望ましい。

【００６９】

【化２１】

【００７０】

【化２２】

【００７１】

【化２３】

【００７２】

【化２４】

【００７３】

【化２５】

【００７４】

【化２６】

【００７５】本発明において用いられる重合性液晶モノ
マーは、重合開始剤を用いて重合することにより、重合
性液晶モノマー重合体となる。重合方法としては、ラジ
カル重合・アニオン重合・カチオン重合・開環重合・グ
ループ移動重合等が用いられ、熱もしくは光を与えるこ
とにより重合が開始される。

【００７６】重合開始剤は、重合性液晶モノマーと低分
子液晶化合物からなる組成物に対して０．０５〜１０ｗ
ｔ％の範囲で用いられ、０．０５ｗｔ％未満では重合収
率が十分でなく、良好な重合体を得ることができず、ま
た１０ｗｔ％をこえると分解物や重合開始剤そのものが
液晶性に悪影響を与え、例えば液晶温度範囲等を狭める
等の悪影響を与えるため好ましくない。より好ましく
は、０．１〜５ｗｔ％の範囲で用いられる。

【００７７】光重合開始剤としては、例えばベンゾイン
エーテル系，ベンゾフェノン系，アセトフェノン系，チ
オキサントン系等が挙げられる。より具体的には次のよ
うな化合物が用いられる。

【００７８】

【化２７】

【００７９】

【化２８】

【００８０】以上のような重合開始剤に対して、開始助
剤・増感剤等を併用してもよい。また、本発明における
重合性液晶モノマーと低分子液晶化合物との組成物にお
いて、その液晶性を喪失しない範囲で他の重合性オリゴ
ー，重合性モノマーを混合して用いることが可能であ
る。

【００８１】その重合性オリゴー，重合性モノマーの具
体例としては、（ＩＶ−１）トリメチロールプロパントリアクリレ
ート（ＩＶ−２）ペンタエリスリトールトリアクリレー
ト（ＩＶ−３）トリプロピレングリコールジアクリレ
ート（ＩＶ−４）１，６−ヘキサンジオールジアクリレ
ート（ＩＶ−５）ビスフェノールＡジグリシジルエーテ
ルジアクリレート（ＩＶ−６）テトラエチレングリコールジアクリレ
ート

【００８２】（ＩＶ−７）ヒドロキシピバリン酸ネ
オペンチルグリコールジアクリレート（ＩＶ−８）ペンタエリスリトールテトラアクリレ
ート（ＩＶ−９）ジペンタエリスリトールヘキサアクリ
レート（ＩＶ−１０）グリシジルアクリレート（ＩＶ−１１）ヘプタデカクロロデシルアクリレート（ＩＶ−１２） γ−メタクリロキシプロピルトリメト
キシシラン（ＩＶ−１３）

【００８３】

【化２９】

【００８４】等が挙げられる。

【００８５】次に、第２の発明である表示層について説
明する。該表示層としてエステル結合を有する主鎖型高
分子液晶化合物と低分子液晶化合物の混合物が使用され
る。

【００８６】ここで用いられる主鎖型高分子液晶化合物
としては次のようなものがあり、低分子液晶化合物の組
み合わせにおいては非相溶性のものが適宜選択されて用
いられる。（下記式（１）〜（１３）中、ｐ＝は５〜１
０００，１≦ｎ₁ ＜１５である。）

【００８７】

【化３０】

【００８８】

【化３１】

【００８９】

【化３２】

【００９０】

【化３３】

【００９１】

【化３４】

【００９２】前記高分子液晶化合物は単独で用いること
も、２種以上を混合もしくは共重合して使用することも
可能である。更に、本発明の高分子液晶素子における表
示層に用いられる高分子液晶化合物としては、強誘電性
高分子液晶を用いることができる。

【００９３】本発明において用いることのできる強誘電
性高分子液晶としては、カイラルスメクチック相を有し
ており、具体的にはＳｍＣ^* 相，ＳｍＨ^* 相，ＳｍＩ^*
相，ＳｍＪ^* 相，ＳｍＧ^* 相を有しているものである。
強誘電性を選択すると、高分子液晶化合物で形成される
媒体の誘電率を大きくすることができ、そのことにより
低分子液晶化合物にかかる実効値電圧を大きくすること
ができ、低分子液晶化合物の電界応答速度を上げること
ができる。

【００９４】次に、本発明において用いることができる
強誘電性高分子液晶のいくつかの具体例を下記に示す
が、これらに限定されるものではない。

【００９５】

【化３５】

【００９６】また、ブレンド等によって強誘電性を発現
することが可能な光学活性高分子液晶も用いることがで
きる。具体的には下記のようなものが挙げられる。

【００９７】

【化３６】

【００９８】

【化３７】

【００９９】

【化３８】

【０１００】次に、第２の発明で具体的に用いられる低
分子液晶化合物は前述の例が同様に挙げられる。

【０１０１】第２の発明である前記高分子液晶化合物と
低分子液晶化合物からなる混合物においては、該混合物
を配向させるのに、前述の配向膜を用いた配向法のみで
なく、下記のような配向法によっても良好な配向が得ら
れる。分子配列を行うものとしては、一軸延伸、二軸延
伸、インフレーション延伸等の延伸法やシエアリングに
よる再配列が使用できる。そしてこのような配向法を使
用するなら、素子に配向膜を形成させなくてもよい場合
もある。

【０１０２】第２の発明における高分子液晶化合物と低
分子液晶化合物の分散状態、分散割合も前述の通りであ
る。

【０１０３】さらに、第１の発明でいう表示層は、誘電
率異方性が負の重合性液晶モノマーと誘電率異方性が正
の低分子液晶性化合物の組成物を前記電極基板間に封入
し、液晶状態で該重合性液晶モノマーを重合することに
よって得た表示層とするとより好ましい。

【０１０４】ここで誘電率異方性（Δε）の測定は以下
のように行なった。低分子液晶化合物については、セル
ギャップ１０μｍ、電極面積１ｃｍ² （Ｃｒ２０００
Å）のセルへ液晶を注入し、ＬＣＲメーター（ＨＰ４１
９２Ａ）によって容量を測定して誘電率を求めた。電極
表面にポリイミド（日立化成（株）製、ＨＬ−１１１
０）膜を形成し、ラビング処理したものより、ε⊥を求
め、シランカップリング剤（東レシリコーン、ＡＹ−４
３−０２１）にて処理したものからε‖を求めた。この
ときΔε＝ε‖−ε⊥である。

【０１０５】重合性液晶モノマーには、メソーゲン基と
重合性基を有するものが用いられ、重合性基やメソーゲ
ン基は複数個含まれていてもよい。

【０１０６】重合性液晶モノマーが単独で液晶相を示す
ときは、垂直配向および水平配向させることにより誘電
率異方性を測定することが可能である。（岡野光治・小
林駿介共編“液晶＝基礎編”２１５〜２２０頁、１９８
５年、培風館発行参照）また、単独で液晶相を示さない
ものは、誘電率が既知の低分子液晶と混合し、外挿する
ことにより求められる。

【０１０７】具体的に用いられる誘電率異方性が正の低
分子液晶化合物としては、前述の（Ｉ〜１）から（Ｉ〜
２０）までの化合物、あるいは（Ｉ〜２５），（Ｉ〜２
９）から（Ｉ−３５）までの化合物が挙げられる。ま
た、誘電率異方性が負の重合性液晶モノマーとしては、
（ＩＩ−３），あるいは（ＩＩ−７）から（ＩＩ−１
６）の化合物が挙げられる。

【０１０８】本発明に用いられる重合性液晶モノマーの
誘電率異方性は、好ましくは−１．０以下である。−
１．０を超えると正の誘電率異方性を示す低分子液晶化
合物と組み合わせたときに、誘電率異方性の小さい低分
子液晶化合物しか用いることが出来ないため応答速度が
低下し、しきい値電圧が上昇して好ましくない。より好
ましくは−２．０以下、さらに好ましくは−３．０以下
の誘電率異方性を有する重合性液晶モノマーが用いられ
る。

【０１０９】また、ヒステリシスが防止された実用上有
効な液晶素子を得るには、誘電率異方性が−３．０以下
の高分子液晶性化合物（重合性液晶モノマーの重合体も
含む）を使用するとよい。

【０１１０】ここで高分子液晶化合物の誘電率異方性
（Δε）の正負の測定は以下のように行なった。高分子
液晶化合物については、ＩＴＯ電極を形成したガラス基
板上へ前記と同様にラビング処理したポリイミド膜を形
成し、更に高分子液晶化合物膜を約１０μｍの膜厚で形
成したものへ、同様のＩＴＯ電極を形成したガラス基板
を重ね合わせ、Ｔｇ以上で配向処理したものへ、Ｔｇ以
上の液晶温度範囲で±５０Ｖ，６０Ｈｚの矩形波を印加
し、偏光顕微鏡下で光透過率が減少したものをΔε＞
０、変化しないものをΔε＜０とした。

【０１１１】図２（ａ），（ｂ）は本発明の液晶素子の
他の例を示し、図２（ａ）は液晶素子の平面図、図２
（ｂ）はそのＡＡ′線断面図である。同図２において、
本発明における液晶素子は、ガラス板又はプラスチック
板などからなる一対の基板１，１′（少なくとも一方の
基板が複屈折を有する）をスペーサ４で所定の間隔に保
持し、この一対の基板１，１′をシーリングするために
接着剤６で接着したセル構造を有しており、さらに基板
１′の上には複数の透明電極２′からなる電極群（例え
ば、マトリクス電極構造のうちの走査電圧印加用電極
群）が、例えば帯状パターンなどの所定パターンで形成
されている。また、基板１の上には前述の透明電極２′
と交差させた複数の反射層電極２からなる電極群（例え
ば、マトリクス電極構造のうちの信号電圧印加用電極
群）が形成されている。図中、符合３は表示層、５は配
向制御膜を示す。

【０１１２】次に、本発明の液晶素子を、照射手段、該
液晶素子に電圧を印加する手段、該液晶素子に照射した
光のうち透過光と散乱光を分離する手段とを組み合わせ
て表示装置を得る。

【０１１３】次に、図３は本発明の液晶素子を用いた表
示装置の一例を示す説明図である。同図はシュリーレン
光学系を用いたフルカラー投射型表示装置を示す。同図
において、光源ユニット３０１からの白色光は、ダイク
ロイックミラー３０２，３０２′，３０２″によりＲ，
Ｇ，Ｂの３原色に分類される。分離された光は、シュリ
ーレンレンズ３０８，３０８′，３０８″によって液晶
素子３０３，３０３′，３０３″へ投写される。このと
き液晶素子は液晶素子駆動装置３０７により電圧が印加
され駆動される。この液晶素子は単純マトリックスや非
線形素子を用いたものも用いられるが、より好ましくは
各画素毎にスイッチを有するＴＦＴタイプのものが表示
コントラスト，応答速度，階調表示の点で優れている。

【０１１４】ここで選択画素は白濁状態となり、入射光
を散乱し、非選択点は入射光を透過する。この透過光と
散乱光をシュリーレン光学系３０４，３０４′，３０
４″により分離したところコントラスト１００の非常に
良好な表示が得られた。この透過光をダイクロイックプ
リズム３０５によって合成し、投写レンズ３０６によっ
てスクリーンへ投写したところ良好なフルカラー画像が
得られた。

【０１１５】

【実施例】以下、実施例を示し本発明をさらに具体的に
説明する。

【０１１６】実施例１重合性液晶モノマー（前述のＩＩ−６）をＣ．Ｎｏёｌ
ら（Ｍａｋｒｏｍｏｌ．Ｃｈｅｍ．，Ｍａｃｒｏｍｏ
ｌ．Ｓｙｍｐ．２４，２８３（１９８９））の方法によ
り合成した。得られた重合性液晶モノマー（ＩＩ−
６）のＩＲ（赤外線吸収スペクトル）を図６に示す。ま
た、ＤＳＣによる相転移は

【０１１７】

【数１】

【０１１８】であった。この重合性液晶モノマー（ＩＩ
−６）（Δε＞０，ｎ_e ＝１．６７，ｎ₀ ＝１．５３）
と、メルク社製，ネマチック液晶（ＬＣ），ＺＬＩ−２
００８（Δε＝＋１６，ｎ_e ＝１．７１，ｎ₀ ＝１．５
２）との相溶性を、ＤＳＣおよび偏光顕微鏡にて測定し
た結果、図４に示す相図を得た。

【０１１９】実施例２重合性モノマー（ＩＩ−８）を下記の文献に記載されて
いる方法により合成した。［デー．ジェイ．ブロアー，
アール．エイ．エム．ヒックメット及びゲルチャラ
（Ｄ．Ｊ．Ｂｒｏｅｒ，Ｒ．Ａ．Ｍ．Ｈｉｋｍｅｔａ
ｎｄＧｅｒＣｈａｌｌａ），マクロモレキュラー
ケミストリー（Ｍａｋｒｏｍｏｌ．Ｃｈｅｍ．），１９
０，３２０１頁（１９８９年）］得られた重合性液晶モ
ノマー（ＩＩ−８）のＩＲの測定結果を図７に、ＮＭＲ
（核磁気共鳴スペクトル）の測定結果を図８に示す。こ
の重合性液晶モノマー（ＩＩ−８）（Δε＜０）と、メ
ルク社製，ネマチック液晶（ＬＣ），ＺＬＩ−２００８
との相溶性を、ＤＳＣおよび偏光顕微鏡にて測定した結
果、図５に示す相図を得た。

【０１２０】実施例３低分子液晶および重合性液晶モノマーからなる組成物を
封入するためのセルを下記のようにして作成した。１．
１ｍｍ厚の青板ガラスへ、厚さ１０００ÅのＩＴＯと厚
さ５００ÅのＳｉＯ₂ を蒸着した基板（松崎真空（株）
製）を用いて、この基板へ、ポリアミック酸溶液（サン
エバー１００、日産化学（株）製）を、Ｎ−メチルピロ
リドン（ＮＭＰ）および２−ｎ−ブトキシエタノールに
て６倍に希釈したものをスピナー塗布し、２７０℃で焼
成して厚さ２００Åのポリイミド膜を形成した。更に、
このポリイミド膜をラビング法によって配向処理し、一
軸配向性の配向膜とした。

【０１２１】この基板に平均直径８．６μｍのシリカス
ペーサ（触媒化成工業（株）、真絲球：ＳＷ８．６μ
ｍ）を散布して、上記と同様の処理をした他の基板をは
り合わせ、周囲を熱硬化性エポキシ樹脂（三井東圧化学
（株）製、ストラクトボンドＥＨ−４５４ＮＦ）にて封
止した。次に、実施例１の組成物において、低分子液晶
化合物８重量部に重合性液晶モノマー（ＩＩ−６）を４
重量部加え、さらに光重合開始剤として、チバガイギー
社製、イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）６５１を０．
１重量部を加えた組成物を、１００℃にて、上記の方法
により作成したセルへ、毛管法によって注入した。

【０１２２】次に、このセルを８０℃に保持し、４０Ｗ
の高圧水銀ランプを３０ｃｍの距離から照射したところ
液晶状態を保ったまま重合が進行した。約２０分後、透
明性の良好な液晶素子が得られた。尚、表示層となる液
晶部分の相の状態をＤＳＣ及び偏光顕微鏡により確認し
たところ、高分子液晶の部分と低分子液晶の部分が非相
溶状態であった。

【０１２３】この素子を偏光顕微鏡にて観察しながら、
６０Ｈｚ，±５０Ｖの矩形波を印加したところ、低分子
液晶部分は応答したが、高分子液晶からなるマトリック
スはまったく応答が観察されなかった。ヘイズメーター
で測定したところ、ヘイズが５％と良好であった。

【０１２４】該液晶素子へ、１００Ｈｚ、２０Ｖの電圧
を印加したところ白濁した。透明状態と白濁状態のコン
トラスト比は２０：１と良好であった。次に、上記の
液晶素子を用いて、図３に示す表示装置を作成し、コン
トラストを測定すると、２０：１と良好であった。

【０１２５】該液晶素子の片側基板を除去し、メタノー
ルに浸漬することにより低分子液晶の抽出・除去を行っ
た。乾燥後、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で断面を観察
したところ、低分子液晶の含まれていた島状部分の大き
さは０．５〜３μｍであった。

【０１２６】実施例４実施例３で作成したものと同様のセルを作成し、実施例
２の組成物において、低分子液晶化合物８重量部に対し
て、重合性液晶モノマー（ＩＩ−８）を４重量部加え、
さらに光重合開始剤として、チバガイギー社製、イルガ
キュア６５１を０．１重量加えた組成物を、１００℃に
て上記のセルへ毛管法により注入した。

【０１２７】次に、このセルを７０℃に保持し、４０Ｗ
の高圧水銀ランプを照射したところ、液晶状態を保った
まま重合が進行した。照射後、透明性の良好な液晶素子
が得られた。尚、表示層となる液晶部分の相の状態をＤ
ＳＣ及び偏光顕微鏡により確認したところ、高分子液晶
の部分と低分子液晶の部分が非相溶状態であった。

【０１２８】ヘイズメーターで測定したところ、ヘイズ
が６％と良好であった。この液晶素子へ、１００Ｈｚ，
３５Ｖの電圧を印加したところ白濁した。透明状態と白
濁状態のコントラスト比は１８：１と良好であった。ま
た、しきい値電圧は４Ｖで良好なしきい値特性であっ
た。

【０１２９】比較例１実施例３と同一の組成の液晶組成物を、１００℃で同一
条件で重合し、室温へもどしたところ白濁した液晶素子
が得られた。ヘイズメーターで測定したところ、ヘイズ
は７０％であった。

【０１３０】実施例５［液晶素子の作成方法］ＩＴＯ透明電極付ＰＥＳ（ポリ
エーテルスルホン）フィルム（住友ベークライト製、ス
ミライトＦＳＴ−１３３７）へ、下記構造式(ＩＩＩ)
で表される高分子液晶化合物５０ｗｔ％と低分子液晶化
合物（Ｅ．メルク社製、ＺＬＩ−１８４０、Δε＝＋１
２）５０ｗｔ％の１，２−ジクロロエタン溶液を塗布し
て乾燥し、表示層の厚み１６μｍのフィルムを得た。

【０１３１】

【化３９】

【０１３２】Ｔｇ＝３８℃，Ｔｃｌ＝１６５℃，ＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）
によるポリスチレン換算分子量Ｍｎ＝６４００、 Δ
ε＜０次に、前述と同様のＰＥＳフィルムのＩＴＯ面に熱硬化
性エポキシ樹脂を薄く塗布したものを、前記表示層を塗
布したＰＥＳフィルムとかさね合わせて１５０℃のプレ
スロールを通過させることにより配向処理を行ったとこ
ろ透明な基板が得られた。尚、表示層となる液晶部分の
相の状態をＤＳＣ及び偏光顕微鏡により確認したとこ
ろ、高分子液晶の部分と低分子液晶の部分が非相溶状態
であった。

【０１３３】この基板の上下電極へ、１００Ｈｚ，１０
Ｖの電圧を印加したところ白濁した。透明状態と白濁状
態でのコントラスト比は１０：１と良好であった。電圧
を増加していったときに白濁するしきい値は２Ｖで良好
なしきい値特性が得られた。

【０１３４】この素子を偏光顕微鏡にて観察しながら、
６０Ｈｚ，±５０Ｖの矩形波を印加したところ、低分子
液晶部分は応答したが、高分子液晶からなるマトリック
スはまったく応答が観察されなかった。

【０１３５】次に、上記の高分子液晶素子を用いて、図
３に示す表示装置を作製した。前述の高分子液晶素子３
０３，３０３′，３０３″へ上記と同様にして作成した
素子を用いたものはＲＧＢの表示がコントラスト比２
０：１と良好であった。

【０１３６】該液晶素子を実施例３と同様にして片側Ｐ
ＥＳフィルムを除去し、低分子液晶を除去し、ＳＥＭで
断面を観察したところ、島状部分の大きさは２〜５μｍ
であった。

【０１３７】実施例６，７実施例５で用いた高分子液晶化合物と低分子液晶化合物
の配合割合を下記の表１に示す様に変えた以外は、実施
例５と同様の方法により、高分子液晶素子を作成し、コ
ントラスト比を測定した。尚、表示層となる液晶部分の
相の状態をＤＳＣ及び偏光顕微鏡により確認したとこ
ろ、高分子液晶の部分と低分子液晶の部分が非相溶状態
であった。得られた高分子液晶素子のコントラスト比を
下記の表１に示す。

【０１３８】

【表１】

【０１３９】実施例８実施例５と同様にしてネマチック低分子液晶組成物を大
日本インキ化学工業（株）製、ＴＮ４０３（Ｔｃｌ＝８
２℃，Δｎ＝０．２５８，Δε＝１９．２）に変えて、
１，２−ジクロロエタン溶液を塗布して乾燥したとこ
ろ、表示層の厚み１３μｍのフィルムが得られた。

【０１４０】次に、前述と同様のＰＥＳフィルムのＩＴ
Ｏ面に熱硬化性エポキシ樹脂を薄く塗布したものを、前
記表示層を塗布したＰＥＳフィルムとかさね合わせて、
１５０℃のプレスロールを通過させることにより配向処
理を行なったところ、透明な基板が得られた。尚、表示
層となる液晶部分の相の状態をＤＳＣ及び偏光顕微鏡に
より確認したところ、高分子液晶の部分と低分子液晶の
部分が非相溶状態であった。

【０１４１】この基板の上下電極へ、１００Ｈｚ，３０
Ｖの電圧を印加したところ白濁した。透明状態と白濁状
態でのコントラスト比は１５：１と良好であった。電圧
を増加していったときに白濁するしきい値電圧は７Ｖ
で、良好なしきい値特性が得られた。

【０１４２】この高分子液晶素子を偏光顕微鏡で観察し
つつ、電圧を増加していくと、当初、高分子液晶化合物
及び低分子液晶化合物の領域は共に均一な一軸性配向で
あったものが、液滴状の部分（低分子液晶化合物の領域
に対応）が応答し、配向が変化していることが認められ
た。応答したものは、肉眼においても白濁していること
が観察出来る。

【０１４３】実施例９ＩＴＯ透明電極付ＰＥＳフィルムへ、下記構造式（Ｉ
Ｖ）で表わされる高分子液晶化合物５０ｗｔ％とネマチ
ック低分子液晶化合物（Ｅ，メルク社製、ＺＬＩ−２０
０８、Δε＝１６）５０ｗｔ％の１，２−ジクロロエタ
ン溶液を塗布して乾燥し、表示層の厚み１２μｍのフィ
ルムを得た。

【０１４４】

【化４０】

【０１４５】

【数２】

【０１４６】この構造式（ＩＶ）の高分子液晶化合物を
単独で、ＰＩ（ポリイミド）配向膜付ガラス基板へ１，
２−ジクロロエタン溶液として塗布し、乾燥後厚み１０
μｍのフィルムを得た。このフィルムへ同様にＰＩ配向
膜付ガラス基板を重ね合わせて、Ｉｓｏ相から徐冷する
ことで配向処理を行なった。これへ５０℃で±５０Ｖ，
６０Ｈｚの矩形波を印加したが、偏光顕微鏡観察では応
答せず、Δεは負であった。

【０１４７】次に、前述と同様のＰＥＳフィルムを重ね
合わせて、１８０℃のプレスロールを通過させることに
より配向処理を行なったところ透明な基板が得られた。
尚、表示層となる液晶部分の相の状態をＤＳＣ及び偏光
顕微鏡により確認したところ、高分子液晶の部分と低分
子液晶の部分が非相溶状態であった。この基板の上下電
極へ、１００Ｈｚ，３０Ｖの電圧を印加したところ白濁
した。透明状態と白濁状態のコントラスト比は９：１と
良好であった。

【０１４８】実施例１０架橋性液晶モノマー（ＩＶ−１３）を下記の文献に記載
されている方法により合成した。［デー．ジェイ．ブロ
アー，アール．エイ．エム．ヒックメット及びゲルチ
ャラ（Ｄ．Ｊ．Ｂｒｏｅｒ，Ｒ．Ａ．Ｍ．Ｈｉｋｍｅｔ
ａｎｄＧｅｒＣｈａｌｌａ），マクロモレキュラー
ケミストリー（Ｍａｋｒｏｍｏｌ．Ｃｈｅｍ．），１
９０，３２０１頁（１９８９年）］得られた架橋性液晶
モノマー（ＩＶ−１３）のＤＳＣによる相転移温度は

【０１４９】

【数３】

【０１５０】であった。さらに、架橋性液晶モノマー
（ＩＶ−１３）のＩＲ（赤外線吸収スペクトル）の測定
結果を図９に、ＮＭＲ（核磁気共鳴スペクトル）の測定
結果を図１０に示す。

【０１５１】低分子液晶および重合性液晶モノマーから
なる組成物を封入するためのセルを下記のようにして作
成した。１．１ｍｍ厚の青板ガラスへ、厚さ１０００ÅのＩＴＯ
と厚さ５００ÅのＳｉＯ₂ を蒸着した基板（松崎真空
（株）製）を用いて、この基板へ、ポリアミック酸溶液
（サンエバー１００、日産化学（株）製）を、Ｎ−メチ
ルピロリドン（ＮＭＰ）および２−ｎ−ブトキシエタノ
ールにて６倍に希釈したものをスピナー塗布し、２７０
℃で焼成して厚さ２００Åのポリイミド膜を形成した。
更に、このポリイミド膜をラビング法によって配向処理
し、一軸配向性の配向膜とした。

【０１５２】この基板に平均直径８．６μｍのシリカス
ペーサ（触媒化成工業（株）、真絲球：ＳＷ８．６μ
ｍ）を散布して、上記と同様の処理をした他の基板をは
り合わせ、周囲を熱硬化性エポキシ樹脂（三井東圧化学
（株）製、ストラクトボンドＥＨ−４５４ＮＦ）にて封
止した。

【０１５３】下記の化合物を混合し、組成物を得た。メルク社製ネマチック液晶“ＺＬＩ−２００８” ５０重量部重合性液晶モノマー（ＩＩ−１１）１０重量部

【０１５４】

【化４１】根上工業製、ウレタンアクリレートポリエステル１０重量部 “アートレジンＵＮ−２５００” 前記の架橋性モノマー（ＩＶ−１３）１０重量部

【０１５５】

【化４２】チバガイギー社“イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）６
５１”０．３重量部

【０１５６】上記の組成物を、１００℃にて、上記のセ
ルへ、毛管法によって注入した。次に、このセルを８０
℃に保持し、４０Ｗの高圧水銀ランプを照射し液晶状態
を保ったまま重合を行った。

【０１５７】該液晶素子へ、１００Ｈｚ，５Ｖの電圧を
印加したところ、ヘイズメーターで測定したヘイズが２
４％であった。２０Ｖでは完全に応答し、ヘイズは５０
％であった。この状態から、電圧を降下して５Ｖとした
ところ、ヘイズは２３％であり、ほとんどヒステリシス
のない良好な応答が得られた。尚、表示層となる液晶部
分の相の状態をＤＳＣ及び偏光顕微鏡により確認したと
ころ、高分子液晶の部分と低分子液晶の部分が非相溶状
態であった。

【０１５８】次に、該液晶素子を用いて、図３に示す表
示装置を作成し、スクリーン上のコントラストを測定し
たところ、２３：１と良好なコントラストが得られた。
なお、該液晶素子を実施例３と同様にして片側基板を除
去し、さらに低分子液晶を除去し、乾燥後ＳＥＭで断面
を観察したところ、島状部分の大きさは０．６〜２．６
μｍであった。

【０１５９】なお、上記で使用した重合性液晶モノマー
の重合体である高分子液晶のΔεの値も以下の方法によ
り測定した。重合性液晶モノマー（ＩＩ−１１）１０重
量部とチバガイギー社“イルガキュア６５１”０．３重
量部からなる混合物を、下記の２種類のセルに注入し、
液晶状態で４０Ｗの高圧水銀ランプを照射し、液晶状態
を保ったまま重合を行ない、高分子液晶を得た。

【０１６０】基板表面にポリイミド（日立化成工業
（株）製、ＨＬ−１１１０）膜を、１００Åの厚さに形
成しラビング処理した、セルギャップ１０μｍ、電極面
積１ｃｍ² （ＩＴＯ２０００Å）の空セル。

【０１６１】基板表面にシランカップリング剤（東
レシリコーン、ＡＹ−４３−０２１）処理した、セルギ
ャップ１０μｍ、電極面積１ｃｍ² （ＩＴＯ２０００
Å）の空セル。

【０１６２】のセルをＬＣＲメーター（ＨＰ４１９２
Ａ）によって容量を測定し、ε⊥を求め、のセルも同
様にして測定し、ε‖を求めたところ、誘電率異方性は
Δε＝ε‖−ε⊥＝−３．１であった。

【０１６３】

【発明の効果】本発明により配向した高分子液晶化合物
は、配向規制力を有しており、低分子液晶化合物を無電
界状態で高分子液晶化合物と同一方向に配向させること
ができる。この配向性の良さが、コントラストの良さに
つながる。

【０１６４】また、高分子液晶化合物をガラス転移点以
下で構造固定を一旦行なうと、高分子液晶化合物は室温
付近では応答せず配向が固定されているため、低分子液
晶化合物の電界応答にしきい値が生じることになる。従
来の重合体マトリックスに比較して、一様に配向してい
るので良好なしきい値を与える。

【０１６５】以上説明したように、本発明によれば、駆
動時に応答のヒステリシスのない、階調表示性に優れ
た、大画面で、かつしきい値もコントラストも良好な表
示が可能となる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶素子の一例を示す断面図である。

【図２】本発明の液晶素子の他の例を示し、図２（ａ）
は液晶素子の平面図、図２（ｂ）はそのＡＡ′線断面図
である。

【図３】本発明の液晶素子を用いた表示装置の一例を示
す説明図である。

【図４】実施例１の重合性液晶モノマー（ＩＩ−６）と
低分子液晶化合物ＺＬＩ−２００８の組成物の相溶性を
示すグラフである。

【図５】実施例２の重合性液晶モノマー（ＩＩ−８）と
低分子液晶化合物ＺＬＩ−２００８の組成物の相溶性を
示すグラフである。

【図６】実施例１の重合性液晶モノマー（ＩＩ−６）の
ＩＲスペクトルである。

【図７】実施例２の重合性液晶モノマー（ＩＩ−８）の
ＩＲスペクトルである。

【図８】実施例２の重合性液晶モノマー（ＩＩ−８）の
ＮＭＲスペクトルである。

【図９】実施例１０の架橋性液晶モノマー（ＩＶ−１
３）のＩＲスペクトルである。

【図１０】実施例１０の架橋性液晶モノマー（ＩＶ−１
３）のＮＭＲスペクトルである。

【符号の説明】

１，１′，１０１，１０１′ 基板２，２′ 透明電極３，１０６表示層４スペーサ１０３，１０３′，５配向制御膜６接着剤１０２，１０２′ 電極１０４低分子液晶化合物１０５高分子液晶化合物３０１光源ユニット３０２，３０２′，３０２″ ダイクロイックミラー３０３，３０３′，３０３″ 液晶素子３０４，３０４′，３０４″ シュリーレン光学系３０５ダイクロイックプリズム３０６投写レンズ３０７液晶素子駆動装置３０８，３０８′，３０８″ シュリーレンレンズ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鱸英俊東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者榑松克巳東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者箕浦信夫東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者江口岳夫東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者大西敏一東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者土志田嘉東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (56)参考文献特開平２−212587（ＪＰ，Ａ) 特開平２−88691（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02F 1/137 500 G02F 1/13 500 G02F 1/1333

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】電極を有する基板間にエステル結合を有
する主鎖型高分子液晶化合物と低分子液晶化合物とを非
相溶状態で含む表示層を挟持してなる液晶素子。
【請求項２】さらに前記基板上に配向膜を有すること
を特徴とする請求項１記載の液晶素子。
【請求項３】光照射手段、請求項１記載の液晶素子、
該液晶素子に電圧を印加する手段、該液晶素子に照射し
た光のうち透過光と散乱光を分離する手段とを有するこ
とを特徴とする表示装置。
【請求項４】請求項１記載の液晶素子に光を照射し、
該照射の結果得られる散乱光と透過光を分離して表示を
行なう表示方法。
【請求項５】前記液晶素子に電界を印加することによ
り生じる前記低分子液晶化合物の電界応答に対する散乱
度の差異を表示に利用する請求項４記載の表示方法。
【請求項６】電極を有する基板間に重合性液晶モノマ
ー重合体と低分子液晶化合物とを非相溶状態で含む表示
層を挟持してなる液晶素子。
【請求項７】前記重合性液晶モノマー重合体は重合性
液晶モノマーを液晶状態で重合して得たものである請求
項６記載の液晶素子。
【請求項８】前記基板が配向膜を有していることを特
徴とする請求項６記載の液晶素子。
【請求項９】光照射手段、請求項６記載の液晶素子、
該液晶素子に電圧を印加する手段、該液晶素子に照射し
た光のうち透過光と散乱光を分離する手段とを有するこ
とを特徴とする表示装置。
【請求項１０】請求項６記載の液晶素子に光を照射
し、該照射の結果得られる散乱光と透過光を分離して表
示を行なう表示方法。
【請求項１１】前記液晶素子に電界を印加することに
より生じる前記低分子液晶化合物の電界応答に対する散
乱度の差異を表示に利用する請求項１０記載の表示方
法。
【請求項１２】電極を有する基板間に誘電率異方性が
−３．０以下の高分子液晶化合物と誘電率異方性が正の
低分子液晶化合物とを非相溶状態で含む表示層を挟持し
てなる液晶素子。
【請求項１３】さらに前記基板上に配向膜を有するこ
とを特徴とする請求項１２記載の液晶素子。
【請求項１４】光照射手段、請求項１２記載の液晶素
子、該液晶素子に電圧を印加する手段、該液晶素子に照
射した光のうち透過光と散乱光を分離する手段とを有す
ることを特徴とする表示装置。
【請求項１５】請求項１２記載の液晶素子に光を照射
し、該照射の結果得られる散乱光と透過光を分離して表
示を行なう表示方法。
【請求項１６】前記液晶素子に電界を印加することに
より生じる前記低分子液晶化合物の電界応答に対する散
乱度の差異を表示に利用する請求項１５記載の表示方
法。
【請求項１７】前記高分子液晶化合物が重合性液晶モ
ノマーを重合したものであり、かつ表示層が該重合性液
晶モノマーを液晶状態で重合して形成した表示層である
請求項１２記載の液晶素子。
【請求項１８】さらに前記基板上に配向膜が形成され
ていることを特徴とする請求項１７記載の液晶素子。
【請求項１９】光照射手段、請求項１７記載の液晶素
子、該液晶素子に電圧を印加する手段、該液晶素子に照
射した光のうち透過光と散乱光を分離する手段とを有す
ることを特徴とする表示装置。
【請求項２０】請求項１７記載の液晶素子に光を照射
し、該照射の結果得られる散乱光と透過光を分離して表
示を行なう表示方法。
【請求項２１】前記液晶素子に電界を印加することに
より生じる前記低分子液晶化合物の電界応答に対する散
乱度の差異を表示に利用する請求項２０記載の表示方
法。