JP3068401B2

JP3068401B2 - 液晶表示素子及びその製造方法

Info

Publication number: JP3068401B2
Application number: JP6056309A
Authority: JP
Inventors: 信明山田; 修一神崎
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1994-03-25
Filing date: 1994-03-25
Publication date: 2000-07-24
Anticipated expiration: 2015-07-24
Also published as: KR0162271B1; US5576866A; TW428115B; JPH07270759A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばパソコン等の平
面ディスプレイ装置、液晶テレビ、携帯用ディスプレー
（含フィルム基板）等に利用することはもちろん、バッ
クライトを必要としない反射型セルや、プロジェンクシ
ョンなどの透過型セルとしても利用できる液晶表示素子
に関し、高分子に囲まれた液晶領域を有し、高分子壁内
のねじれ構造により液晶領域のねじれを誘発する液晶表
示素子およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】上述した構造の液晶表示素子は、基本的
に液晶分子のねじれ構造に起因する選択反射現象を利用
し、液晶セルに電圧を印加した時の透明状態と着色又は
白色状態を利用している。このため、かかる液晶表示素
子は、明るくて、ハイコントラストであり、かつ視角特
性が優れているため、携帯用表示素子、複数の人が見る
表示素子などにも使用される。

【０００３】かかる液晶表示素子として、従来のもの
は、電気光学効果を利用したものが知られている。この
電気光学効果を利用した表示素子として、ネマティック
液晶を用いたＴＮ（ツイスティドネマティック）型や、
ＳＴＮ（スーパーツイスティドネマティック）型のもの
が実用化されている。これらの液晶表示素子において
は、偏光板を必要とする。

【０００４】一方、偏光板を要さず液晶の散乱を利用し
て表示する手法としては、動的散乱（ＤＳ）効果および
相転移（ＰＣ）効果がある。最近、偏光板を要さず、し
かも配向処理を不要とする液晶表示素子として、液晶の
複屈折率を利用し、透明または白濁状態を電気的にコン
トロールする方式のものが提案されている。この方式に
よる場合は、基本的には液晶分子の常光屈折率と支持媒
体の屈折率とを一致させ、電圧を印加して液晶の配向が
揃うときには、透明状態を表示し、電圧無印加時には、
液晶分子の配向の乱れによる光散乱状態を表示する。

【０００５】さらに、この液晶表示素子に２色性色素を
添加することにより、電圧ＯＦＦ時は、液晶分子が高分
子壁に沿って配向するために二色性色素のダイレクター
がランダム化し黒表示になり、電圧ＯＮ時には、液晶分
子が電極に対して垂直方向に配向するために二色性色素
が弱着色状態となることにより表示する方式のものが提
案されている。この提案されている方式としては、特表
昭６１−５０２１２８に、液晶と光又は熱硬化性樹脂と
を混合した混合物を一対の基板間に注入し、混合物の樹
脂を硬化させることにより液晶を析出させ、樹脂中に液
晶滴を形成させる方式が開示されている。

【０００６】また、ネマティック液晶中にカイラル剤を
添加した液晶材料やコレステレイック液晶を使用して選
択反射を起こさせる表示モードの液晶表示素子が古くか
ら知られている。この液晶表示素子の表示品位は非常に
優れているが、駆動電圧が数十Ｖと高く実用化には至っ
ていない。更に、この表示モードの液晶を高分子中に閉
じ込めた液晶表示素子として、特開平３−２０９４２５
に開示されたものが知られている。この液晶表示素子
は、液晶材料と光硬化性樹脂とカイラル剤と光重合開始
剤との混合物を対向する一対の基板間に注入し、その混
合物に紫外線を照射して、つまり光重合させて、混合物
を高分子材料とカイラルネマティック液晶とに相分離さ
せて作製されるものであり、カイラルネマティック液晶
の領域が選択反射を起こした着色状態と白濁状態とにな
るように電気的に制御するものである。しかし、この液
晶表示素子の場合は、カイラルネマティック液晶の螺旋
ロッドが集団で移動するために、駆動電圧が高く実用化
が困難である。

【０００７】また、非散乱型であり、偏光板を用いて液
晶セルの視角特性を改善する方法が提案されている（特
開平５−２７２４２）。この提案には、一対の基板間に
注入した、液晶と光硬化性樹脂との混合物に光照射を行
って相分離させ、液晶と高分子材料との複合材料からな
る表示媒体を作製する方法が開示されている。この方法
は、生成した高分子体により液晶ドメインの配向状態が
ランダム状態になり、電圧印加時に個々のドメインでの
液晶分子の立ち上がる方向が異なるために、各方向から
見た見かけ上の屈折率が等しくなるために、中間調状態
での視角特性を改善させるものである。

【０００８】更に、最近では、本発明者らは、光重合時
にホトマスクなどを使用して光制御することにより、液
晶ドメインが絵素領域内で全方向的な配向状態（放射
状）となった液晶表示素子を提案している（特願平４−
２８６４８７）。この液晶表示素子は、液晶分子を電圧
で制御することにより、あたかも傘が開いたり閉じたり
するような動作をし、視角特性が著しく改善される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た種々の液晶表示素子においては、以下のような課題が
あった。

【００１０】従来のコレステリック相又はカイラルネ
マティック相の選択反射を利用した液晶表示素子では、
液晶領域自身に螺旋を巻くエネルギーが蓄えられている
ために、これらをほどいて電界に対して垂直方向に配向
させるためには強力な電場が必要となっており、実用的
価値が乏しい。

【００１１】二色性色素を液晶中に添加した液晶表示
素子では、二色性色素の二色性比を十分に活用すること
ができず、暗くてコントラストの低いものとなってい
た。

【００１２】通常の液晶表示モード（ＴＮ，ＳＴＮ，
ＦＬＣ，ＥＣＢなど）では、表示領域に十分にセル厚を
保てる構造体がないために、外力によりセル厚が変化
し、ペン入力などにより表示むらが局部的に発生する。

【００１３】本発明はこのような従来技術の課題を解決
すべくなされたものであり、実用的価値が高く、明るく
コントラストが高く、しかもペン入力などにより表示む
らが発生しにくい液晶表示素子を提供することを目的と
する。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示素子
は、各々電極が形成された一対の基板間に、高分子材料
からなる壁と該壁に接する液晶領域が存在した液晶表示
素子において、該液晶領域が選択反射状態にあり、か
つ、該液晶領域中に含まれる液晶のカイラルピッチより
高分子中のカイラルピッチが短いので、そのことにより
上記目的が達成される。

【００１５】この液晶表示素子において、前記高分子材
料からなる壁中に、液晶性高分子材料が含まれる構成と
することができる。

【００１６】この液晶表示素子において、前記液晶性高
分子材料中にカイラルセンターを有する化合物を含む構
成とすることができる。

【００１７】この液晶表示素子において、前記高分子材
料からなる壁がパターン化された形状であり、かつ、該
壁にて部分的もしくは全体的に囲まれた液晶領域を有す
る構成とすることができる。

【００１８】この液晶表示素子において、前記液晶領域
が３次元網目構造である高分子材料からなる壁に取り囲
まれている構成とすることができる。

【００１９】この液晶表示素子において、前記基板に対
して螺旋軸がほぼ垂直である構成とすることができる。

【００２０】この液晶表示素子において、前記一対の基
板の一方の上に反射板又は着色板を有する構成とするこ
とができる。

【００２１】この液晶表示素子において、可視光を透過
し、波長３６５ｎｍにおける透過率で紫外線を７０％以
下にカットするカラーフィルターが更に設けられた構成
とすることができる。

【００２２】この液晶表示素子において、反射板を具備
すると共に、該反射板の少なくとも一部に光を透過する
規則的な部分を有する構成とすることができる。

【００２３】本発明の液晶表示素子の製造方法は、少な
くとも一方が透明であり、共に電極が形成された一対の
基板の間に、液晶材料と、分子内に重合性の官能基を有
する液晶性化合物と、重合性化合物と、光重合性開始剤
とを有するとともに、該液晶性化合物および重合性化合
物のどちらか一方にカイラルセンターを有する分子が添
加された混合物を注入する工程と、該混合物に照射強度
に規則的な強弱を有する光を照射し、光重合反応により
液晶と高分子材料を相分離させ、高分子材料からなる壁
中に液晶領域の少なくとも一部分が取り囲まれている状
態にする工程とを具備するので、そのことにより上記目
的が達成される。

【００２４】この液晶表示素子の製造方法において、前
記光の規則的な強弱をつける手段にホトマスクを使用す
ることができる。

【００２５】この液晶表示素子の製造方法において、前
記光の照射の際に、電界および磁界のうち少なくとも一
方を前記混合物に付与するようにしてもよい。

【００２６】この液晶表示素子の製造方法において、前
記混合物を等方相およびネマティック相のいずれか一方
の状態で光重合し、その後、スメクティック相およびネ
マティック相のいずれか一方の液晶相において再度光重
合させるようにしてもよい。この液晶表示素子の製造方
法において、前記一対の基板の間に、前記混合物を等方
相およびネマティック相のいずれかの状態で注入し、等
方相状態になるように加熱し、その後、冷却してネマテ
ィック相になし、この状態において紫外線を該混合物に
照射するようにしてもよい。

【００２７】

【作用】本発明者らは、液晶中にカイラルセンターを含
む化合物を添加しないか、または少量添加の状態におい
ても、選択反射に寄与するねじれが起こる液晶表示素子
を鋭意検討した。さらに、ペン入力における外力に対す
る抵抗力についても、液晶セル中に高分子壁を作製する
事を鋭意検討した。

【００２８】本発明のセルは、図１（ａ）に示すよう
に、電極２を共に有する一対の電極基板１、１の間に、
実質的に高分子壁４に囲まれた液晶領域３を有するマイ
クロセル構造をしている。上記高分子壁４は、特開平４
−３２３６１６に記載されているような、予め一方の電
極基板１上に高分子壁４を作製してからセル化し、液晶
材料を注入する方法により得られた高分子壁と異なり、
上下の両方の電極基板１、１と高分子壁４自信により密
着又は接着しているところに特徴がある。

【００２９】このように上下の電極基板１、１と密着ま
たは接着した高分子壁４壁を持つ構成となっているの
で、一段と外力に対するセル厚の変動が抑えられ、ペン
入力を行ったときに見られる色変化などを防止すること
ができ、さらに、セル落下時などの耐衝撃性が著しく向
上する。

【００３０】さらに、上記高分子壁４は、液晶性高分子
を含有している高分子で構成することにより、該液晶性
高分子が螺旋を巻いて選択反射が起こるような螺旋ピッ
チになる。そのため、高分子壁４内の螺旋ピッチにした
がって、液晶領域３内の液晶分子が高分子壁４と同様の
螺旋ピッチを巻くために、液晶領域３でも選択反射が起
こる。

【００３１】ところで、液晶領域３と電極基板１とが接
している界面に、高分子の薄膜が形成されることがあ
る。この場合も、高分子壁４の螺旋配向規制力が液晶分
子に伝えられるため均一な螺旋方向が得られ、かつ、高
分子が液晶領域３を三次元的に包みこむため配向規制力
がさらに強くなる。この状態において電圧を印加する
と、図１（ｂ）に示すように、液晶領域３にはカイラル
剤が少ないために簡単に螺旋が解け、つまり低電圧で電
場に垂直な方向に液晶領域３の液晶分子が配向した状態
になり、液晶領域３は透明状態になる。すなわち、本発
明の液晶表示素子におけるモードとしては、偏光板を使
用せずとも、明るくてハイコントラストの表示状態が得
られる、選択反射状態（着色または白濁）と透明状態と
を制御するモードである。

【００３２】上記液晶領域３と高分子壁４との配置状態
は、高分子材料が３次元的な網目構造をしているとこ
ろに液晶材料が含浸されている構造でもよく、また液
晶領域３が図１に示したように高分子壁４に囲まれた構
造でもよい。但し、これらの構造に関して、高分子壁４
内も選択反射を起こすため、コントラストを向上させる
ためには高分子壁４の形成領域、つまり体積を極力抑え
ることが良く、後者の構造とするのがより好ましい。

【００３３】さらに、高分子壁４の大部分を絵素の外側
に故意に作製することにより、高分子壁４をランダム配
置となるように作製した場合に比べて、高分子材料によ
るコントラストの低下を防止することができる。

【００３４】以上の特徴を持つ本発明について、更に、
他の特長を次に説明する。

【００３５】（螺旋ピッチ）本発明の液晶表示素子で
は、液晶領域の螺旋ピッチが重要な要素である。この螺
旋ピッチは選択反射の波長を決定する要因となる。本発
明で使用する選択反射の条件は、一般に使用される選択
反射条件と同様に考える事ができる。すなわち、選択反
射されるメイン波長λ₀は、下記１式で表される。

【００３６】λ₀＝ｎ・ｐ …（１）但し、ｎは螺旋軸に直交する平面内の平均屈折率（（ｎ
_e ²＋ｎ_o ²）×２）^1/2 ｐは螺旋のピッチ本発明の液晶表示素子では、メイン波長λ₀が可視光域
（４００〜８００ｎｍ）に入るように、ｎ、ｐを選択す
るのが好ましい。さらに、メイン波長λ₀が一つの値付
近にある場合には有色表示となり、λ₀にバラツキがあ
る場合には可視光を殆ど反射するために白色表示を行う
ことが可能となる。また、本発明の液晶表示素子では、
高分子内での螺旋が液晶領域の螺旋状態を作り出してい
るために、高分子中のカイラル剤の量を変化させること
により選択反射の波長域を変化させることが可能とな
る。

【００３７】また、本発明の液晶表示素子は、高分子材
料と液晶材料とを複合させた表示媒体からなる素子であ
り、特にブラックマスクで高分子領域を隠す等の工夫を
しない場合には、液晶領域と高分子領域とが同時に観察
される。このとき、高分子中に存在する高分子液晶が螺
旋を巻いているために選択反射を起こしており、電圧印
加時においても配向に変化が生じないため選択反射状態
を維持してしまい、電圧印加時の色純度が悪くなった
り、または濁りが発生したりして表示品位が低下する。
これを防ぐには、高分子領域の螺旋ピッチと液晶領域の
螺旋ピッチとがほぼ同一であるため、上記１式のｎを高
分子材料と液晶材料とにおいて下記２式を満足するよう
に設定する。

【００３８】ｎ（液晶）＞ｎ（高分子） …（２）特に、高分子のメイン波長λ₀を可視光域の外側にし、
液晶領域内の液晶材料のメイン波長λ₀を可視光域に入
るような条件に設定することにより、電圧印加時の表示
品位の低下を防止することができる。

【００３９】（素子構造）液晶表示素子が反射型セルの場合、図２に示すよう
に、一方の電極基板１の上に散乱板５を有する構造とさ
れるか、或は電極基板１の外側に散乱板又は着色板を有
する構造とされる。

【００４０】本発明の液晶表示素子は、螺旋の軸が基板
面に対して垂直になり選択反射により特定波長を反射し
ている場合、電圧無印加時に選択反射により着色状態と
なり、電圧印加時に液晶分子の螺旋配向がくずれて電場
の方向に液晶分子が配向するために液晶領域３自身は透
明状態となり、その後方の散乱板５の白色状態を表示す
ることができる。

【００４１】一方、螺旋の軸がランダムに配向している
場合は、選択反射の起こる面が多方向に向いているため
に種々の波長が反射されて結果的に白色表示になる。こ
の場合、液晶領域の後方に着色板を設置することによ
り、電圧無印加時は白色表示となり、電圧印加時には液
晶領域３が透明になるために後方に着色板の色が見えて
着色表示となる。

【００４２】液晶表示素子が透過型セルの場合は、上
記螺旋の軸がランダムに配向している場合に対応してお
り、光学系が大きく異なる。その光学系としては、高分
子分散型液晶表示素子を使用する時に用いられる、図３
に示すシュリーレン光学系を使用することができる。す
なわち、光源１１からの光がレンズ１２を経て液晶表示
素子１０に入射され、液晶表示素子１０からの散乱光が
レンズ１３を透過し、絞り１４によりカットされて直進
光のみ透過するという光学系を用いることができる。な
お、図３に示す１５は投影レンズ、１６はスクリーンで
ある。

【００４３】かかる構成とする場合には、選択反射によ
り後方散乱強度が高い特性を生かせて偏光板を使用しな
いモードであるため、明るい表示を得ることが可能であ
る。（表示媒体の作製）本発明の液晶表示素子は、高分子壁
中の螺旋状配向規制力を生かし、液晶領域内の液晶分子
を螺旋状に配向させる必要がある。そのための方法とし
ては、以下の方法がある。

【００４４】第１の方法としては、対向する基板の間
に液晶材料と光硬化性樹脂（液晶性光硬化性樹脂、重合
性カイラル剤及び光重合開始剤を含んだもの）との混合
物を注入し、その後、実質的に照射強度の強弱を有する
紫外線を照射する方法である。本方法では、紫外線の照
射された領域で高分子材料が重合形成され、液晶材料が
紫外線非照射領域に押し出され、結果として紫外線照射
領域（又は強照射領域）に高分子、紫外線非照射領域
（又は弱照射領域）に液晶領域が形成される。

【００４５】第２の方法としては、上記混合物に紫外
線を全面的に照射する方法である。作製されたセルの構
造は、図４に示すように、高分子中に液晶領域が閉じ込
められた、所謂高分子分散型液晶表示素子と同様の構造
を持つ。

【００４６】これらの方法により作製された液晶表示素
子においては、高分子中にカイラル剤が多量に存在し、
高分子内の高分子液晶の分子が螺旋を巻いている構造を
持っており、高分子領域と液晶領域との界面は、液晶領
域を螺旋状に配向させる配向規制力を有している。この
時、高分子内の螺旋の配向規制力を液晶分子に影響させ
るために、光硬化性樹脂の一部又は全部に液晶性を有す
る光硬化性樹脂材料を用い、かつ／または、分子内にカ
イラルセンターを有する化合物を用いることにより、液
晶と光硬化性樹脂との混合物の液晶性を損なうことなく
光重合を行なうことができる。なお、上記重合性カイラ
ル剤及び光重合開始剤は場合によっては省略することが
できる。

【００４７】（照射ＵＶの照度むらの付け方）上述した
（表示媒体の作製）の箇所で述べた第１の方法では、Ｕ
Ｖ照度分布の付け方が重要であり、ホトマスク、マイク
ロレンズ、干渉板などの光規制手段を用いて規則的なＵ
Ｖ照度の分布を付けるのが好ましい。

【００４８】ホトマスクの位置は、セルの内外どちらで
もよく、ＵＶ光に規則的にむらを作成できればよい。セ
ルからホトマスクを離すとマスク上の像がぼけるため、
ホトマスクはできるだけ液晶と光硬化性樹脂との混合物
の近くに設けるのが好ましい。

【００４９】特に、セル内に紫外光を実質的にカットす
るホトマスクを存在させた場合、液晶と光硬化性材料の
混合物にホトマスクが接した状態になり、極めて好まし
い。具体例としては、反射型液晶表示素子の場合、反射
板の絵素に対応する部分だけ反射機能を残し、絵素外部
を透過領域としたり、又は、一方の基板上に可視光は透
過するが紫外光がカットされるような手段を照射領域を
残して規則的に形成したりするのが好ましい。その手段
としては、カラーフィルター、有機高分子膜などが該当
する。

【００５０】ＵＶ光源は、できるだけ平行光源であるこ
とが望ましい。光線の平行度が損なわれると、非照射領
域に紫外光が入り込み、絵素領域内で高分子材料が硬化
するためにコントラストが低下する。なお、上記第２の
方法においては、光線平行度の制限は弱い。

【００５１】本願発明者らの検討結果によれば、非照度
領域（または弱照度領域）が絵素の大きさの３０％以下
の光規制手段を使用すると、形成される液晶領域も絵素
の大きさ３０％以下の大きさとなり、液晶と高分子との
界面が１絵素内に多くなって散乱によるコントラストの
低下が大きくなることが明かとなっている。このため、
絵素内に液晶と高分子との界面が極端に少なくなるよう
に、絵素の大きさより大きい非照度領域（または弱照度
領域）を確保できるものがよく、絵素以外の部分のみＵ
Ｖ光が照射され、照度が強くなるようなホトマスクなど
が好ましい。本発明では、高分子壁内の配向状態を液晶
領域に影響させるべく、液晶領域の大きさが２００μｍ
以下であることが好ましく、均一性を出すためには１０
０μｍ以下であることがさらに好ましい。

【００５２】また、ホトマスク等の光規制手段の非照度
領域（または弱照度領域）の形状は、絵素の３０％以上
を覆い、ＵＶ強度を局部的に低下させるものであればよ
い。本発明では、その形状を特に限定しないが、円形、
方形、長方形、六角形、ひし形、文字形、曲線および直
線によって区切られた図形、及び、これら図形の一部を
カットしたもの、及び、これら図形を組み合わせた図
形、さらに、これらの小形図形の集合体等である。絵素
部分が非照度領域（または弱照度領域）となるホトマス
クなどが絵素内での散乱強度を低下させ、素子のコント
ラストを向上させ好ましい。また、本発明の実施に際
し、これら図形から１種類以上選択して使用すればよ
く、好ましくは、液晶ドロップレットの均一性を上げる
ためには、できるだけ形状を１種に限定し揃えるのが好
ましい。

【００５３】また、本発明は、液晶領域を水平方向に規
則的に、すなわち絵素に合わせて配列させることを特徴
としており、非照度領域（または弱照度領域）の配置が
問題となる。非照度領域（または弱照度領域）の配置と
しては、絵素のピッチに合わせるのがよく、１絵素内に
１箇所弱照度領域を配置するのが好ましい。

【００５４】非照度領域（または弱照度領域）は、数絵
素にわたって配置してもよく、列ごとに配置したり、数
絵素の組み毎に全体に配置してもよい。また、非照度領
域（または弱照度領域）は、それぞれの領域が独立であ
る必要はなく、末端部でつながっていても差し支えな
く、最もＵＶ光を効果的にカットする領域が上記形状、
配列をもっているものであればよい。さらに、絵素が大
きい場合、絵素の中に高分子壁を故意に作成してもよ
い、この場合、コントラストの低下は見られるが、外圧
に対する支持力が確保される。

【００５５】（螺旋軸の配向）外場を印加しない状態で
セルを作製すると、螺旋軸がランダムになるために反射
による白色表示を行なうモードで使用することが可能と
なるが、選択反射による着色表示を行なうモードでは、
螺旋ピッチ間隔が見る方向により異なり選択反射条件が
異なり色純度が低下する。この現象が軽減するために
は、螺旋軸を一定方向に、特に基板に対して垂直方向に
揃える必要がある。

【００５６】本願発明者らは、外場（電圧、磁場）を印
加しながら紫外線照射することにより、螺旋軸が外場の
方向に向くことを確認した。印加する外場強度は、使用
する液晶材料をＴＮセルで注入した場合の液晶セルのＶ
₁₀（透過率が１０％になるときの電圧）の０．２〜２倍
の範囲にあるのが好ましい。０．２×Ｖ₁₀以下では、液
晶材料が閾値（液晶材料が動き始める電圧）より小さ
く、螺旋軸が配向する効果が乏しい。また、２×Ｖ₁₀以
上では、螺旋がほどけ出し本発明で重要な選択反射性を
損ねる。

【００５７】（液晶性重合材料）本発明の液晶表示素子
は、液晶材料と重合性化合物（液晶性を有する重合性化
合物を含む）との均一混合物から重合性化合物を螺旋液
晶状態で硬化させ、液晶と高分子材料とを相分離させる
ことにより、高分子壁上に液晶性化合物が螺旋状に固定
された構造とされる。

【００５８】このことにより液晶分子は、基板表面側か
らだけでなく高分子壁の垂直面からも螺旋状の配向規制
力を受けることになり、液晶の螺旋配向が安定すると同
時に、壁付近の配向の均一性も確保することができる。
なお、従来の事前に壁を作製する方法では、螺旋状配向
規制力を液晶領域に影響させることができず、また、壁
付近に配向の乱れが生じ均一性が保てなかった。

【００５９】本発明で使用される分子内に液晶性官能基
を有する化合物としては、下記化学式１で示される化合
物などである。

【００６０】

【化１】Ａ−Ｂ−ＬＣ₁ 又はＡ−Ｂ−ＬＣ₂−Ｂ´−Ａ´ 化学式１中のＡ、Ａ´は重合性官能基を示し、ＣＨ₂＝
ＣＨ−，ＣＨ₂＝ＣＨ−ＣＯＯ−，ＣＨ₂＝ＣＣＨ₃−Ｃ
ＯＯ−，ＣＨ₂−ＣＨ−，−Ｎ＝Ｃ＝Ｏなどの不飽和結
合、又はエポキシ基などの歪みを持ったヘテロ環構造を
もった官能基である。また、Ｂ、Ｂ´は重合性官能基と
液晶性化合物を結ぶ連結基であり、具体的にはアルキル
鎖（−（ＣＨ₂）_n−）、エステル結合（−ＣＯＯ−）、
エーテル結合（−Ｏ−），ポリエチレンングリコール鎖
（−ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ−）、及びこれらの結合基を組み合わ
せた結合基が該当し、作製した後に、高分子壁上で電場
に応答して容易に動くことが好ましいので、重合性官能
基から液晶性分子の剛直部まで６箇所以上の結合を有す
る長さを持つ連絡基が特に好ましい。

【００６１】（単官能性液晶材料の場合）上記ＬＣ₁は液晶性化合物を示し、下記化学式２で示さ
れる化合物、もしくはコレステロール環又はその誘導体
などが該当する。

【００６２】

【化２】Ｄ−Ｅ−Ｇ上記化学式中のＧは、液晶の誘電率異方性などを発現さ
せる極性基であり、−ＣＮ，−ＯＣＨ₃、−Ｆ，−Ｃ
ｌ，−ＯＣＦ₃，−ＯＣＣｌ₃等の官能基を有するベンゼ
ン環、シクロヘキサン環、パラジフェニル環、フェニル
シクロヘキサン環、ターフェニル環、ジフェニルシクロ
ヘキサン環等である。

【００６３】Ｅは、Ｄ，Ｇを連結する官能基で、単結
合、−ＣＨ₂−、−ＣＨ₂ＣＨ₂−、−Ｏ−，−Ｃ≡Ｃ
−、−ＣＨ＝ＣＨ−等である。

【００６４】Ｄは、化学式１中のＢと結合する官能基で
あり、且つ、液晶分子の誘電率異方性、屈折率異方性の
大きさを左右する部分であり、具体的には、パラフェニ
ル環、１，１０−ジフェニル環、１，４−シクロヘキサ
ン環、１，１０−フェニルシクロヘキサン環等の剛直な
分子を含み、これらの分子単独又は、これらの分子が単
結合、−ＣＨ₂ＣＨ₂−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、
−ＣＯＯ−、−Ｎ＝ＣＨ−、−Ｏ−、−Ｎ＝Ｎ−、−Ｃ
ＯＳ−などの連結基で複数の上記分子が結合している分
子などが使用できる。

【００６５】本発明の液晶表示素子中で液晶材料として
使用される液晶材料が誘電率の異方性が正の場合、上記
化学式中のＧの極性基の位置としては、誘電率の異方性
△εが負となるような位置におかれる構造、具体的に
は、Ｇ中に含まれるベンゼン環の２置換体、３置換体、
２、３置換体などを含む構造がよい。また、本発明の素
子中で液晶材料として使用される液晶材料が誘電率の異
方性が負の場合、上記化学式中のＧの極性基の位置とし
ては、誘電率の異方性△εが正となるような位置におか
れる構造、具体的には、Ｇ中に含まれるベンゼン環の４
置換体、３、４、５置換体、３、４置換体などを含む構
造がよい。

【００６６】これらの極性基の置換体の置換基は、同一
分子内に複数ある場合、同一である必要はない。さら
に、上記２通りの場合、単独の分子で使用する必要はな
く、複数の重合性液晶材料を含んでもよく、少なくとも
一種類の上記化合物が含まれればよい。

【００６７】（多官能基液晶材料の場合）本発明では、１分子内に重合性官能基が２以上の化合物
についても使用することができる。特に、ゲル化速度が
３官能性以上の化合物と比べて比較的遅く制御しやすい
２官能性化合物が好ましい。これらの化合物は、作製さ
れたセル内の高分子の強度を向上させるために特に必要
である。２官能性化合物を用いる場合には、単官能性液
晶材料だけでは、液晶と高分子との界面に液晶性の部位
が突出し、電場に従って動く液晶分子と一緒に動くため
に応答速度の低下につながるのを防止できる。

【００６８】１分子内に重合性官能基を２以上有する化
合物の具体例としては、また、ＬＣ₂とは、パラフェニ
ル環、１，１０−ジフェニル環、１，４−シクロヘキサ
ン環、１，１０−フェニルシクロヘキサン環等の剛直な
分子を含み、これらの分子単独又は、これらの分子が単
結合、−ＣＨ₂ＣＨ₂−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、
−ＣＯＯ−、−Ｎ＝ＣＨ−、−Ｏ−、−Ｎ＝Ｎ−、−Ｃ
ＯＳ−などの連結基で複数の上記分子が結合している分
子などが使用できる。

【００６９】（重合性カイラル剤）本発明の液晶表示素
子においては、高分子中のカイラルピッチを液晶材料の
カイラルピッチより短くするのがよく、そのためには、
カイラル剤が光重合により高分子にとり込まれることが
好ましく、重合性のカイラル剤が必要となる。

【００７０】重合性カイラル剤とは、重合性官能基を示
し、ＣＨ₂＝ＣＨ−、ＣＨ₂＝ＣＨ−ＣＯＯ−，ＣＨ₂＝
ＣＣＨ₃−ＣＯＯ−，ＣＨ₂−ＣＨ−，−Ｎ＝Ｃ＝Ｏなど
の不飽和結合、又はエポキシ基などの歪みを持ったヘテ
ロ環構造の官能基と、光学活性な不斉炭素（ＳまたはＲ
体）を有する官能基とを具備する化合物である。特に、
液晶材料と混合して使用するために、分子内に上記ＬＣ
₁、ＬＣ₂などの液晶性を発現しそうな構造を持っている
ことが好ましい。

【００７１】このような化合物は、本発明の液晶表示素
子が作製される重合過程において、重合性官能基を分子
内に持つために高分子中に取り込まれ、高分子液晶材料
が螺旋構造を取らせる効果がある。さらに、該化合物
は、低分子の液晶材料中に取り残されにくいために、液
晶材料中にカイラル剤濃度が高分子中に比べて低くなる
ので、低電圧駆動で選択反射−脱選択反射を制御する液
晶表示素子を構成することが可能となる。

【００７２】（光重合材料）光硬化性樹脂としては、例
えば、Ｃ３以上の長鎖アルキル基またはベンゼン環を有
するアクリル酸及びアクリル酸エステル、さらに具体的
には、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ステアリル、
アクリル酸ラウリル、アクリル酸イソアミル、ｎ−ブチ
ルメタクリレート、ｎ−ラウリルメタクリレート、トリ
デシルメタクリレート、２−エチルヘキシルアクリレー
ト、ｎ−ステアリルメタアクリレート、シクロヘキシル
メタクリレート、ベンジルメタクリレート、２−フェノ
キシエチルメタクリレート、イソボルニルアクリレー
ト、イソボルニルメタクリレートさらにポリマーの物理
的強度を高めるために２官能以上の多官能性樹脂、例え
ば、Ｒ−６８４（日本化薬製）、ビスフェノールＡジメ
タクリレート、ビスフェノールＡジアクリレート、１、
４−ブタンジオールジメタクリレート、１，６−ヘキサ
ンジオールジメタクリレート、トリメチロールプロパン
トリメタクリレート、トリメチロールプロパントリアク
リレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレー
ト、ネオペンチルジアクリレート、さらにより相分離を
明確化するために上記化合物群と表面張力が異なる（低
い）ハロゲン化とくに塩素化、及びフッ素化した樹脂を
使用することができる。例えば、２．２．３．４．４．
４−ヘキサフロロブチルメタクリレート、２．２．３．
４．４．４−ヘキサクロロブチルメタクリレート、２．
２．３．３−テトラフロロプロピルメタクリレート、
２．２．３．３−テトラフロロプロピルメタクリレー
ト、パーフロロオクチルエチルメタクリレート、パーク
ロロオクチルエチルメタクリレート、パーフロロオクチ
ルエチルアクリレート、パークロロオクチルエチルアク
リレートである。

【００７３】（液晶材料）液晶材料については、常温付
近で液晶状態を示す有機物混合体であって、ネマチック
液晶（２周波駆動用液晶、△ε＜０の液晶を含む）もし
くは、コレステリック液晶またはカイラル剤の添加され
たネマチック液晶が特性上好ましい。この場合、液晶分
子にカイラル剤やコレステリック液晶でひねりを加え過
ぎると、高分子壁内の螺旋配向により液晶分子を螺旋状
に配向させるという本発明の基本コンセプトが崩れるた
め、液晶材料自身の螺旋ピッチは使用するセルに対して
３６０゜以下であることが好ましい。３６０゜以上で
は、液晶分子の螺旋を解くための電圧が高くなり、すな
わち駆動電圧が高くなり実用性が低下する。

【００７４】ところで、選択反射の波長バンド幅△λ
は、下記３式で表される。

【００７５】△λ＝△ｎ・ｐ …（３）但し、△ｎはｎ_e−ｎ_o、ｐは螺旋のピッチ白色散乱状態と透明状態とを制御するモードでは、波長
バンド幅△λが大きいものが好ましく、シアノビフェニ
ル基、シアノフェニルシクロヘキサン基、末端に塩素原
子を含む液晶材料などを使用することができる。具体的
には、Ｅ８、Ｅ７、ＢＬＯ３６（メルク社製）などであ
る。また、有色状態と透明状態とを制御するモードにお
いては、△λが小さいほど好ましく、特に１００ｎｍ以
下がよい。液晶材料の△ｎも小さい値のものが好まし
い。

【００７６】作製時に光重合反応を伴うため、液晶材料
は耐化学反応性の優れたものが好ましい。例えば、化合
物中にフッ素原子などの官能基を有する液晶である。具
体的には、ＺＬＩ−４８０１−０００，ＺＬＩ−４８０
１−００１、ＺＬＩ−４７９２、ＺＬＩ−４４２７（メ
ルク社製）などである。これらの液晶材料と分子内に重
合性官能基を有する液晶性化合物を選択するにあたり、
それぞれの液晶性を発現する部分が類似していること
が、相溶性の観点から好ましい。特に、化学的環境が特
異なＦ，Ｃｌ系液晶材料については、重合性官能基を有
する液晶性化合物についてもＦ，Ｃｌ系液晶材料である
ことが好ましい。

【００７７】液晶材料の屈折率としては、｜（（ｎ_eま
たはｎ_o）−ｎ_p）｜＜０．１（ｎ_pは、ポリマーの屈折
率）であることが好ましい。上記範囲外では、電圧印加
時（飽和電圧）の屈折率のミスマッチングが起こり、散
乱現象により表示品位、例えばコントラストなどを低下
させる。より好ましくは、ｎ_pがｎ_eとｎ_oとの間の値で
ある。この範囲に入っていると、液晶分子が電圧により
駆動された場合でも高分子の屈折率と液晶材料の屈折率
との差が少なくなり、液晶材料と高分子材料の界面で起
こる散乱現象を極端に少なくできる。

【００７８】また、本発明のセルをＴＦＴで駆動するた
めには低電圧で駆動させる必要がある。そのためには、
液晶材料の△εを４以上の液晶混合物を選択することが
好ましい。

【００７９】（材料の混合比）液晶性重合材料の添加量
は、液晶材料と光重合開始剤と光硬化性樹脂との混合物
が液晶状態を取れるように添加する必要がある。材料に
より液晶性を発現できる量が異なり、本発明では特に限
定しないが、光硬化性化合物中、該化合物の添加量が３
０〜９５重量％であることが好ましい。３０重量％以下
では、混合物が硬化した後に高分子液晶状態を取る事が
できず、高分子壁内で螺旋構造を取らせることができな
くなる。一方、９５重量％以上では、液晶性重合材料の
硬化後の弾性率が低いために十分なセルの支持力が得ら
れない。

【００８０】さらに、該化合物中に、２官能性の重合性
液晶材料を含ませることは、応答速度、ポリマー強度な
どの面から特に好ましい。２官能性液晶材料の光硬化性
液晶材料中の添加量は、１〜３０重量％である事が好ま
しい。１重量％以下では、上述の効果が薄く、３０重量
％以上では、重合過程でのゲル化速度が早く高分子中に
分散する液晶滴の粒径が極端に小さくなり、液晶と高分
子の相互作用が強くなるために駆動電圧が高くなり実用
性が低下する。

【００８１】重合性カイラル剤の添加量は、生成した液
晶性高分子を十分に螺旋を巻かせ得る量だけ添加されれ
ばよく、光硬化性化合物中、該化合物の添加量が化合物
により異なるが３〜７０重量％であることが好ましい。
３重量％以下では、選択反射を起こさせるだけの効果が
発揮できず、７０％以上では、高分子中の螺旋が巻き過
ぎるために、液晶分子が高分子中の螺旋に沿って配向で
きなくなるため実用性が乏しくなる。

【００８２】液晶と重合性化合物（含、液晶性重合化合
物）を混合する重量比は、液晶：重合性化合物が５０：
５０：〜９７：３が好ましく、さらに好ましくは、７
０：３０〜９０：１０である。液晶材料が５０％を下回
ると、高分子壁の効果が高まりセルの駆動電圧が著しく
上昇する。逆に、液晶材料が９７％を上回ると、高分子
壁が十分に形成されず、また、物理的強度が低下し安定
した性能（高分子による液晶材料の螺旋配向）が得られ
ない。

【００８３】（光重合開始剤）光重合開始剤（又は触
媒）としては、Irugacure１８４、６５１、９０７、Dar
ocure１１７３、１１１６、２９５９などが使用でき、
混合比としては、液晶と重合性化合物の全体量に対して
０．３〜５％が好ましい。０．３％以下では、光重合反
応が十分に起こらず、５％以上では、液晶と高分子の相
分離速度が早すぎて制御が困難となり、液晶ドロップレ
ットが小さくなり駆動電圧が高くなる。

【００８４】プラスチック基板を使用する場合は、紫外
線が基板に吸収されて重合が起こりにくいため、可視光
領域が吸収領域であり、可視光領域で重合可能な光重合
開始剤を使用することが好ましい。具体的には、Lucrin
ＴＰＯ（ＢＡＳＦ社製）、KYACURE DETX-S（日本化薬
社製）、CGI369（チバガイギー社製）などである。

【００８５】（駆動法）作製されたセルは、単純マトリ
ックス駆動、ＴＦＴ，ＭＩＭなどのアクティブ駆動など
の駆動法で駆動でき、本発明では特に限定しない。

【００８６】（基板材料）基板材料としては、透明固体
であるガラス、高分子フィルムなど、非透明固体として
は、反射型を狙った金属薄膜つき基板、Ｓｉ基板などが
利用できる。

【００８７】プラスチック基板としては、可視光領域が
吸収領域ではない材料が好ましく、ＰＥＴ、アクリル系
ポリマー、スチレン、ポリカーボネートなどが使用でき
る。さらに、これらの基板を２種組み合わせて異種基板
でセルを作製することもでき、又、同種異種に問わず基
板厚みの異なった基板を２枚組み合わせて使用すること
もできる。

【００８８】

【実施例】以下に、本発明の実施例を示す。本発明は、
これに限定されるものではない。実施例１本実施例の液晶表示素子の構成を、その製造工程に基づ
いて説明する。

【００８９】先ず、厚み５０ｎｍのＩＴＯ（酸化インジ
ュウムおよび酸化スズの混合物）からなる透明電極を有
する１．１ｍｍ厚のガラス基板と、厚み５０ｎｍのＩＴ
Ｏからなる透明電極を有し、かつ表面に凹凸を有する厚
み１．１ｍｍの基板とを用意する。

【００９０】次に、両基板を、透明電極側を内側にして
対向配設し、その間のセル厚を一定値に保たせるべく１
０μｍのスペーサーを介在させ、セルを構成した。

【００９１】次に、作製したセルの上に、図５に示すよ
うに透光部２１と遮光部２２とが形成されたホトマスク
２０を配置し、さらにセル中に、以下の均一混合物を毛
管注入する。均一混合物は、例えばＲ−６８４（日本化
薬社製）を０．０５ｇと、スチレンを０．０５ｇと、下
記化３に示す重合性液晶材料Ａを０．７ｇと、同様に示
される重合性カイラル剤Ｂを０．２０ｇと、液晶材料４
７９２（メルク社製）を４ｇと、光開始剤（Irugacure6
51）を０．０２５ｇとを混合し、均一となるようにした
ものでる。

【００９２】

【化３】

【００９３】次に、平行光線を得られる高圧水銀ランプ
下１０ｍＷ／ｃｍ²の箇所にセルをセットし、セルの温
度を３０℃に保持し、上述のように配置されたホトマス
ク側から上記混合物に９０秒照射した。この状態で、紫
外線は、セルに対して空間的に規則性を有したパターン
として照射されている。

【００９４】次に、セルを２５℃（液晶はネマティック
状態）に冷却し、さらに３分間連続して紫外線を照射し
て樹脂を硬化させた。その後、セルを一旦１００℃に加
熱し、８時間かけて２５℃に徐冷した。この過程によ
り、液晶分子が高分子壁内の螺旋構造の配向規制力に沿
ってより配向するようになり、表示品位の向上を図るこ
とが可能となる。

【００９５】図６は、作製されたセル（表示媒体）を顕
微鏡で観察した図である。得られた表示媒体は、上記ホ
トマスク２０の遮光部２２とほぼ同一形状の液晶領域３
が形成されていた。なお、図６中の４は、高分子壁であ
る。

【００９６】また、高分子壁と基板との密着性を調べる
ために、高分子壁と液晶領域のみ存在する２０ｍｍ□を
切り出し、片方の基板を引っ張ったところ、容易にはが
れなかった。

【００９７】実施例２本発明の他の実施例について説明する。

【００９８】先ず、実施例１と同様にセルを作成し、セ
ル中に以下の混合物を毛管注入する。混合物は、Ｒ−６
８４（日本化薬社製）を０．０５ｇと、上記重合性液晶
材料Ａを０．７５ｇと、上記重合性カイラル剤Ｂを０．
２０ｇと、液晶材料ＺＬＩ−４７９２（メルク社製）を
４ｇと、光開始剤（Irugacure651）を０．０２５ｇとを
均一混合したものを使用した。

【００９９】次に、平行光線を得られる高圧水銀ランプ
下３０ｍＷ／ｃｍ²のところにセルをセットし、セルの
温度を３０℃に保持した状態で、透明ガラス基板側から
９０秒照射し、本実施例の液晶表示素子を作製した。

【０１００】作製したセルを顕微鏡で観察したところ液
晶材料が高分子中に入り込んだ３次元網目構造になって
おり、いわゆる高分子分散型の液晶表示素子が形成され
ていた。

【０１０１】表１は、以上のようにして作製したセル
と、上記実施例１のセルと、以下に説明する比較例１と
の電気光学特性を示す。

【０１０２】

【表１】

【０１０３】比較例１実施例１と同様に作製したセル中に、以下の混合物を注
入し、実施例２と同様に紫外線照射を行って、ポリマー
分散型の液晶表示素子を作成した。

【０１０４】この場合の混合物は、Ｒ−６８４（日本化
薬社製）を０．０５ｇと、スチレンを０．０５ｇと、上
記重合性液晶材料Ａを０．７ｇと、カイラル剤（Ｓ−８
１１）を０．２０ｇと、液晶材料ＺＬＩ−４７９２（メ
ルク社製）を４ｇと、光開始剤（Irugacure651）を０．
０２５ｇとを混合したものである。

【０１０５】作製したセル中には、高分子中にカイラル
剤が溶け込んだ液晶が分散した構造となっていた。

【０１０６】上述した表１より理解されるように、比較
例１の場合には、コントラストは４と低い値であるが、
実施例１の場合は９、実施例２の場合は１０と非常に良
好な結果となっている。また、駆動電圧についても、比
較例１の場合には、５０Ｖ以上を要するが、実施例１、
２の場合は共に１５Ｖ程度でよく、実用的価値が高いも
のとなっている。

【０１０７】実施例３本発明の更に他の実施例について説明する。

【０１０８】先ず、４００μｍ厚の２枚のアクリル系プ
ラスチック基板を用意する。この基板は、図７にその吸
収曲線を示すように、２５０ｎｍ以下の光を実質的にカ
ットする。

【０１０９】次に、かかる基板を用い、かつ、実施例１
と同様に１０μｍのスペーサーを使用して両基板を貼り
合わせ、セルを作製した。このとき、反射板に光の通る
領域を、実施例１で用いたホトマスクに対応するように
設けておく。そうすることにより、セルの外側にホトマ
スクを実際に設置しなくても、ホトマスクがセットされ
たと同様の構造になる。この方式では、液晶領域とホト
マスクとが実施例１の場合に比べて基板の厚み分だけ近
づくため、ホトマスクによる光の回析による絵素内への
高分子壁の形成を防止でき、また、工程の大幅な簡略化
が達成できる。次に、セル中に以下の混合物を真空注入
する。混合物としては、例えばＲ−６８４（日本化薬社
製）を０．０５ｇと、スチレンを０．０５ｇと、重合性
液晶材料Ａを０．７ｇと、重合性カイラル剤Ｂを０．２
０ｇと、液晶材料ＺＬＩ−４７９２（メルク社製）を４
ｇと、光重合開始剤｛Lucirin TPO（ＢＡＳＦ社製：４
００ｎｍ付近に光の吸収極大を持つ。）｝を０．０２５
ｇとを混合したものである。

【０１１０】次に、セルの温度を８０℃に保持した状態
で、反射板側から実施例１と同様の紫外線照射強度で３
分間連続照射し、２５℃のセルを冷却後ホトマスクを動
かさずに紫外線をさらに７分間照射した。

【０１１１】その後、一旦セルを１００℃に加熱し、８
時間で２５℃まで徐冷を行った。

【０１１２】以上のようにした作製された液晶表示素子
においても、他の実施例と同様に基板との密着性に優
れ、またコントラストや実用的価値の点でも従来より非
常に向上したものとなっていた。

【０１１３】実施例４本発明の更に他の実施例について説明する。

【０１１４】先ず、実施例１と同様に作製されたセルを
用い、セル中に以下の混合物を注入した。混合物として
は、例えば、以下の化４にて示す２官能性の光重合性液
晶材料Ｃを０．０５ｇと、スチレンを０．０５ｇと、前
記重合性液晶材料Ａを０．３ｇと、前記重合性カイラル
剤Ｂを０．６ｇと、液晶材料ＺＬＩ−４７９２（メルク
社製）を４ｇと、光開始剤（Irugacure651）を０．０２
５ｇとを混合したものを使用した。

【０１１５】

【化４】

【０１１６】次に、かかるセル中に対し、±１０Ｖ、６
０Ｈ_Zの方形波を電極に印加しながら、実施例１と同様
に紫外線照射を行った。

【０１１７】このようにして作製されたセルは、絵素部
分は緑色の選択反射光を発しており、絵素部分以外は、
ランダムに螺旋軸がランダムに向いているため白色に近
い散乱状態となっていた。また、電圧印加時には絵素部
分が透明状態となった。該セルの背面に白色散乱板を用
いた場合、電圧無印加時には選択反射の着色状態とな
り、電圧無印加時には、絵素部分は透明状態で背面の白
色散乱板が見えて白色、壁部分も白色であり、全体とし
て白色状態となる。なお、選択反射の反射色は、重合性
カイラル剤の添加量により変化させることができる。

【０１１８】以上のようにした作製された液晶表示素子
においても、他の実施例と同様に基板との密着性に優
れ、またコントラストや実用的価値の点でも従来より非
常に向上したものとなっていた。

【０１１９】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明による場合
には、高分子と液晶とが複合した表示媒体となり、液晶
自身がカイラル剤を十分に含まないにもかかわらず、高
分子内の螺旋配向状態を液晶領域に影響させて液晶材料
の螺旋による選択反射状態を起こすこととなる。また、
本発明の液晶表示素子は、反射型液晶表示素子であり、
かつ、液晶自身にカイラル剤の添加量が従来の選択反射
を用いた液晶表示素子に比べて低いため、駆動電圧を低
くすることが可能である。更に、本発明の液晶表示素子
においては、選択反射による色純度、前方散乱による白
色性などの特性を生かすことにより、携帯用情報末端装
置などの低消費電力で、ハイコントラストの反射型を必
要とする表示システムなどに使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示素子の断面構造および動作原
理を示す図である。

【図２】本発明の反射型液晶表示素子の断面構造を示す
概略図である。

【図３】本発明の液晶表示素子を透過型として使用する
場合の光学系を示す模式図である。

【図４】本発明の液晶表示素子であって、高分子中に液
晶分子が閉じ込められた液晶表示素子を示す概略図であ
る。

【図５】本発明の液晶表示素子の製造に用いたホトマス
クを示す平面図である。

【図６】図５に示すホトマスクを用いて作製した表示媒
体を示す平面図である。

【図７】本発明で使用したプラスチック基板の吸収曲線
を示す図である。

【符号の説明】１基板２電極３液晶領域４高分子材料からなる壁５散乱板１１光源１２レンズ１３レンズ１４絞り１５投影レンズ１６スクリーン２０ホトマスク２１透光部２２遮光部

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】各々電極が形成された一対の基板間に、
高分子材料からなる壁と該壁に接する液晶領域が存在し
た液晶表示素子において、該液晶領域が選択反射状態にあり、かつ、該液晶領域中
に含まれる液晶のカイラルピッチより該高分子材料から
なる壁中のカイラルピッチが短い液晶表示素子。
【請求項２】前記高分子材料からなる壁中に、液晶性
高分子材料が含まれる請求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項３】前記液晶性高分子材料中にカイラルセン
ターを有する化合物を含む請求項２に記載の液晶表示素
子。
【請求項４】前記高分子材料からなる壁がパターン化
された形状であり、かつ、該壁にて部分的もしくは全体
的に囲まれた液晶領域を有する請求項１または２に記載
の液晶表示素子。
【請求項５】前記液晶領域が３次元網目構造である高
分子材料からなる壁に取り囲まれている請求項１または
２に記載の液晶表示素子。
【請求項６】前記基板に対して螺旋軸がほぼ垂直であ
る請求項１乃至５のいずれかに記載の液晶表示素子。
【請求項７】前記一対の基板の一方の上に反射板又は
着色板を有する請求項第１乃至６のいずれかに記載の液
晶表示素子。
【請求項８】可視光を透過し、波長３６５ｎｍにおけ
る透過率で紫外線を７０％以下にカットするカラーフィ
ルターが更に設けられた請求項第１乃至６のいずれかに
記載の液晶表示素子。
【請求項９】反射板を具備すると共に、該反射板の少
なくとも一部に光を透過する規則的な部分を有する請求
項第１乃至６に記載の液晶表示素子。
【請求項１０】少なくとも一方が透明であり、共に電
極が形成された一対の基板の間に、液晶材料と、分子内
に重合性の官能基を有する液晶性化合物と、重合性化合
物と、光重合性開始剤とを有するとともに、該液晶性化
合物および重合性化合物のどちらか一方にカイラルセン
ターを有する分子が添加された混合物を注入する工程
と、該混合物に照射強度に規則的な強弱を有する光を照射
し、光重合反応により液晶と高分子材料を相分離させ、
高分子材料からなる壁中に液晶領域の少なくとも一部分
が取り囲まれている状態にする工程とを具備する液晶表
示素子の製造方法。
【請求項１１】前記光の規則的な強弱をつける手段に
ホトマスクを使用する請求項第１０に記載の液晶表示素
子の製造方法。
【請求項１２】前記光の照射の際に、電界および磁界
のうち少なくとも一方を前記混合物に付与する請求項１
０または１１に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項１３】前記混合物を等方相およびネマティッ
ク相のいずれか一方の状態で光重合し、その後、スメク
ティック相およびネマティック相のいずれか一方の液晶
相において再度光重合させる請求項１０に記載の液晶表
示素子の製造方法。
【請求項１４】前記一対の基板の間に、前記混合物を
等方相およびネマティック相のいずれかの状態で注入
し、等方相状態になるように加熱し、その後、冷却して
ネマティック相になし、この状態において紫外線を該混
合物に照射する請求項１０に記載の液晶表示素子の製造
方法。