JP3147881B2 - 表示素子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液晶を担体で固定し
た表示素子の構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の液晶を担体で固定した表示素子は
アメリカ特許４，７２８，５４７および４，６８８，９
００等に開示されており、液晶を担持する担体に紫外線
硬化性あるいは熱硬化性有機高分子を用いていた。しか
し、担体モノマーを液晶と混合した後に化学反応により
硬化させるため、担体モノマーと液晶が反応する、ある
いは液晶が分解してしまい信頼性が悪い、前の表示状態
によりしきい特性が変化してしまう（ヒステリシス特性
と名づける）、などの課題があった。これを解決するた
めに担体高分子として熱可塑性高分子を用いる方法が検
討されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、液晶
を担体で固定した表示素子を反射モードで用いてコント
ラストを向上させることにあり、特にその場合の具体的
な手段を提供することにある。更には、ヒステリシス特
性が少ない表示素子を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の表示素子は、基
板と液晶層との間に反射膜を具備する表示素子におい
て、前記液晶層は液晶及び高分子の担体を含んでおり、
前記反射膜は前記液晶層側の面が鋸歯状に形成されてな
ることを特徴とする。高分子としては、熱可塑性高分子
を用いることができ、反射膜を金属膜とすることによ
り、反射膜と電極を兼ねさせることもできる。

【０００５】

【作用】本発明の上記の構成によれば、光が素子を２回
通過するので透過モードで測定した電気光学特性の２乗
のカーブが得られる。そのためしきい特性が急峻となる
のである。この時反射膜を鋸歯状に形成することにより
正面方向とは異なる方向に光を反射させることができる
ようになるので、ＯＦＦ表示の際の光量を減じさせるこ
とができる。また熱可塑性高分子を用いると、特にセル
ロース誘導体を用いる場合にはヒステリシス特性がほと
んど無い。このため電気光学特性の良好な表示素子を作
成することができる。また既に高度に重合した高分子を
用いることができるため、液晶分子と反応するような不
純物を極力減らすことができる、また担体を重合で形成
することが無いため紫外線を照射することもなく液晶に
ダメージを与えることが極めて少ない。そのため信頼性
が向上するのである。

【０００６】以下、実施例により本発明の詳細を示す。

【０００７】

【発明の実施の形態】

【０００８】

【参考例１】図１は本発明の参考例を示す表示素子の断
面図である。また図２は本参考例の表示素子を含む表示
装置の全体図である。基板１および基板６上に透明電極
ＩＴＯ２および透明電極ＩＴＯ５を形成しこれらの基板
間に液晶及び有機熱可塑性高分子の混合物を挟み込ん
だ。液晶及び高分子の調合及び素子作製法について述べ
る。表１に本実施例で用いた熱可塑性高分子及びそれと
組み合わせた液晶を示した。まずここにあげた高分子に
液晶を３０〜９０％混ぜ合わせ、１８０°Ｃ程度に加熱
して均一に相溶させる。相溶した状態で電極付基板上に
展開し、相分離しないように電極付対向基板で挟み込ん
だ。液晶層の厚さは１０μｍとしたがこの限りでない。
厚くすれば表示素子としてのコントラストを向上させる
ことはできるが駆動電圧が高くなる課題があり、薄くす
ると駆動電圧を低下させることはできるがコントラスト
が取れない課題を有する。こうして作成した素子部の外
側に反射板７を素子部の表面に対して３度傾けて配置し
た。反射板７はできるだけ素子部に近づけて配置する必
要がある、さもなくば同画素によって同一光を変調でき
なくなる。これを実現するためにも反射板７を傾ける角
度は素子部表面の反射光が受光部に入らない必要最小限
にする必要がある。図３に本参考例の表示素子の電気光
学特性を示した。コントラストは約２０：１である。本
参考例では駆動電圧４０Ｖ（駆動周波数については素子
に電界が十分印加される程度の周波数、ここでは１ＫＨ
ｚ）とした。どの高分子を用いても同様の表示状態を得
ることができた。１カ月後の電気光学特性に於ける経時
変化はほとんど無かった。ここで用いた液晶は高分子の
屈折率に合わせて選んだ物であり、少々屈折率が合わな
ても他の液晶を用いることができる。また高分子自身も
熱可塑性の高分子であればここに示した物に限らず用い
ることができる。高分子に対する液晶の割合は、３０％
以下であると十分な光学変化が得られず、９０％以上で
あると十分な光散乱が得られない。

【０００９】

【表１】

【００１０】表中の液晶はＺＬＩ−がメルク社製であ
り、ＲＤＰ−がロディック社製である。

【００１１】

【参考例２】本参考例では反射板として鋸歯形断面を持
つ反射板を用いた例を示す。図４は本参考例を示す素子
の断面図である。参考例１と異なっている点は素子部の
外側に配置した反射板の構造及び配置である。反射板の
構造について述べる。図２に示したように５０μｍピッ
チで、かつ表面角度が５度である鋸歯状の凹凸をガラス
基板１４上に形成した。ガラス基板の替わりに高分子基
板を用いてもよい。この上に反射膜８としてアルミニウ
ムを３０００オングストロームの膜厚で形成した。これ
を素子部表面に密着して配置した。この反射板を用いる
ことにより素子部の全面に渡り入射光に対して均一な２
重変調を行なうことが可能となった。

【００１２】

【実施例１】本実施例では１方の電極を金属電極１３と
して鋸歯状の反射表面を有する反射板を兼ねさせた場合
を示す。図５に本実施例の素子の断面図を示す。用いた
高分子及び液晶は参考例１と同様である。参考例２で用
いた反射板を１方の基板としてもう１方に平坦な透明電
極付基板を用いこの間に相溶させた高分子／液晶混合物
を相溶した状態のまま挟み込んで急冷した。本実施例に
於ける電気光学特性及び信頼性は参考例１に同じであっ
た。本実施例によれば、表示素子外面側に反射板が必要
ないので、コンパクトで安価な反射型表示素子を作製す
ることができる。

【００１３】

【従来例】図６に従来の高分子分散形液晶表示素子の断
面図を示す。反射板を除いた素子の作製法は参考例１と
同様である。こうして作製した素子について透過モード
での電気光学特性を測定した（図７参照）。ＯＦＦ光量
がかなり多くコントラストが取れていないことがわか
る。

【００１４】以上参考例、実施例及び従来例を述べた
が、本発明は以上の参考例及び実施例のみならず、広く
表示素子、反射型ディスプレイ、プロジェクターなどに
応用が可能である。

【００１５】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、反射
膜の液晶層側の面が鋸歯状に形成されてなるので、ＯＦ
Ｆ表示時の反射光が素子表面に集中することがなく、コ
ントラスト特性が向上する。また、液晶及び高分子の担
体を含んでいるので、たとえ反射膜の鋸歯状に影響され
て液晶層厚にばらついたとしてもそのばらつきが表示に
与える影響は極めて少ない。更には、担体として熱可塑
性の高分子を用いているために、ヒステリシス特性の無
い表示素子を提供することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の参考例１に於ける表示素子の断面図で
ある。

【図２】本発明の参考例１に於ける表示素子を含む装置
の全体図である。

【図３】本発明の参考例１に於ける表示素子の電気光学
特性図である。

【図４】本発明の参考例２に於ける表示素子の断面図で
ある。

【図５】本発明の実施例１に掛ける表示素子の断面図で
ある。

【図６】従来の高分子分散型液晶表示素子の断面図であ
る。

【図７】従来の高分子分散型液晶表示素子の電気光学特
性図である。

【符号の説明】

１．…ガラス基板 ２．…ＩＴＯ透明電極 ３．…液晶 ４．…高分子 ５．…ＩＴＯ透明電極 ６．…ガラス基板 ７．…反射板 ８．…反射膜 ９．…入射光 １０．…反射光 １１．…集光レンズ １２．…スクリーン １３．…金属電極 １４．…鋸歯形ガラス基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/1335 520 G02F 1/1333 500 G02F 1/1334

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板と液晶層との間に反射膜を具備する表
   示素子において、 前記液晶層は、液晶及び高分子の担体を含んでおり、 前記反射膜は、前記液晶層側の面が鋸歯状に形成されて
   なることを特徴とする表示素子。
2. 【請求項２】請求項１に記載の表示素子において、 前記高分子は熱可塑性高分子を用いたことを特徴とする
   表示素子
3. 【請求項３】請求項１又は請求項２に記載の表示素子に
   おいて、 前記反射膜が金属膜であり、電極を兼ねることを特徴と
   する表示素子。