JP3328444B2 - 液晶素子およびその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶材料層に電界を印
加して表示をするための液晶素子に係わり、更に詳しく
は、散乱モードを利用した、偏光板を用いない液晶素子
に関するものである。
加して表示をするための液晶素子に係わり、更に詳しく
は、散乱モードを利用した、偏光板を用いない液晶素子
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、液晶を用いた液晶素子の表示
モードとしては、複屈折モードを利用したもの、偏光モ
ードを利用したもの、散乱モードを利用したもの等が知
られている。これらの内で、散乱モードを利用したもの
は、構成が単純なため広く用いられようとしている。液
晶の散乱モードを利用した液晶素子としては、分散型、
強誘電液晶型、動的散乱型等が知られており、これらは
偏光板を用いる必要がなく安価で実現できるため、活発
に研究が行なわれている。
モードとしては、複屈折モードを利用したもの、偏光モ
ードを利用したもの、散乱モードを利用したもの等が知
られている。これらの内で、散乱モードを利用したもの
は、構成が単純なため広く用いられようとしている。液
晶の散乱モードを利用した液晶素子としては、分散型、
強誘電液晶型、動的散乱型等が知られており、これらは
偏光板を用いる必要がなく安価で実現できるため、活発
に研究が行なわれている。
【０００３】表示に利用されている散乱モードのうち、
分散型を詳細に説明する。分散型の液晶素子では、下記
の三種類のタイプの構成が知られている。第一のタイプ
は、液晶物質をマイクロカプセル化し、このマイクロカ
プセルを高分子材料中に添加して液晶材料層を形成し、
この液晶材料層を対向する一組の基板の間に配置して液
晶素子とするものである。
分散型を詳細に説明する。分散型の液晶素子では、下記
の三種類のタイプの構成が知られている。第一のタイプ
は、液晶物質をマイクロカプセル化し、このマイクロカ
プセルを高分子材料中に添加して液晶材料層を形成し、
この液晶材料層を対向する一組の基板の間に配置して液
晶素子とするものである。
【０００４】このタイプでは、マイクロカプセル中の液
晶物質を電圧印加方向に通過する光が感じる屈折率（ｎ
0）と、分散媒である高分子材料中を通過する光が感じ
る高分子材料の固有の屈折率（ｎp）とがほぼ等しくな
るように構成されている（ｎ0＝ｎp）。このため、電圧
印加時に液晶材料層を電圧印加方向にそって通過する光
は、液晶材料層中でマイクロカプセル中の液晶物質中
と、分散媒である高分子材料中とで等しい屈折率を感じ
ることになり、液晶材料層は透明となり、光を透過す
る。電圧が印加されていない時には、マイクロカプセル
中の液晶物質は、マイクロカプセルの壁面からのわずか
な配向規制力だけを受けることになり、液晶分子はそれ
ぞれランダムな方向に向き、マイクロカプセル中を通過
する光は散乱され、液晶材料層は白濁状態となり、光を
透過しない状態となる。
晶物質を電圧印加方向に通過する光が感じる屈折率（ｎ
0）と、分散媒である高分子材料中を通過する光が感じ
る高分子材料の固有の屈折率（ｎp）とがほぼ等しくな
るように構成されている（ｎ0＝ｎp）。このため、電圧
印加時に液晶材料層を電圧印加方向にそって通過する光
は、液晶材料層中でマイクロカプセル中の液晶物質中
と、分散媒である高分子材料中とで等しい屈折率を感じ
ることになり、液晶材料層は透明となり、光を透過す
る。電圧が印加されていない時には、マイクロカプセル
中の液晶物質は、マイクロカプセルの壁面からのわずか
な配向規制力だけを受けることになり、液晶分子はそれ
ぞれランダムな方向に向き、マイクロカプセル中を通過
する光は散乱され、液晶材料層は白濁状態となり、光を
透過しない状態となる。
【０００５】第二のタイプは、液晶物質を高分子材料中
に添加分散して液晶材料層を形成し、この液晶材料層を
対向する一組の基板の間に配置して液晶素子とするもの
である。このタイプでも、前記第一のタイプと同様、分
散された液晶物質を電圧印加方向に通過する光が感じる
屈折率（ｎ0）と、分散媒である高分子材料中を通過す
る光が感じる屈折率（ｎp）とが等しくなるように構成
されている（ｎ0＝ｎp）。このため、電圧印加時に液晶
材料層を電圧印加方向にそって通過する光は、液晶材料
層中で液晶物質中と、高分子材料中とで等しい屈折率を
感じることになり、液晶材料層は透明になり、光を透過
する。電圧が印加されていない時には、液晶物質は、分
散媒である高分子材料との界面からのわずかな配向規則
力だけを受けることになり、液晶分子はそれぞれランダ
ムな方向に向き、液晶物質中を通過する光は散乱され、
液晶材料層は白濁状態となり、光を透過しない状態とな
る。
に添加分散して液晶材料層を形成し、この液晶材料層を
対向する一組の基板の間に配置して液晶素子とするもの
である。このタイプでも、前記第一のタイプと同様、分
散された液晶物質を電圧印加方向に通過する光が感じる
屈折率（ｎ0）と、分散媒である高分子材料中を通過す
る光が感じる屈折率（ｎp）とが等しくなるように構成
されている（ｎ0＝ｎp）。このため、電圧印加時に液晶
材料層を電圧印加方向にそって通過する光は、液晶材料
層中で液晶物質中と、高分子材料中とで等しい屈折率を
感じることになり、液晶材料層は透明になり、光を透過
する。電圧が印加されていない時には、液晶物質は、分
散媒である高分子材料との界面からのわずかな配向規則
力だけを受けることになり、液晶分子はそれぞれランダ
ムな方向に向き、液晶物質中を通過する光は散乱され、
液晶材料層は白濁状態となり、光を透過しない状態とな
る。
【０００６】第三のタイプは、図１８に示すように、液
晶物質７を分散媒とし、この液晶物質７中に等方性材料
の微粒子１３を分散添加して液晶材料層９を形成し、こ
の液晶材料層９を表面に透明電極２が形成された基材１
からなる対向する基板３，３の間に配置して液晶素子１
４とするものである。なお、上下の透明電極２間は、ス
イッチ１２を介して電源１１が接続されており、必要な
電位を液晶材料層９に印加することができる。また、透
明電極２，２の表面には、適宜保護膜４が形成される。
晶物質７を分散媒とし、この液晶物質７中に等方性材料
の微粒子１３を分散添加して液晶材料層９を形成し、こ
の液晶材料層９を表面に透明電極２が形成された基材１
からなる対向する基板３，３の間に配置して液晶素子１
４とするものである。なお、上下の透明電極２間は、ス
イッチ１２を介して電源１１が接続されており、必要な
電位を液晶材料層９に印加することができる。また、透
明電極２，２の表面には、適宜保護膜４が形成される。
【０００７】このタイプでは、分散媒である液晶物質７
を電圧印加方向に通過する光が感じる屈折率（ｎ0）
と、分散粒である等方性材料の微粒子１３中を通過する
光が感じる屈折率（ｎp）とが等しくなるように構成さ
れている（ｎ0＝ｎp）。このため、液晶素子の下方から
照射される照射光は電圧印加時に液晶材料層を電圧印加
方向にそって通過する際に、液晶材料層９中に分散媒で
ある液晶物質７中と、分散粒である等方性材料の微粒子
１３とで等しい屈折率を感じることになり、透過光とな
るため液晶材料層９は透明になる。これに対して、電圧
が印加されていない時には、分散媒である液晶物質７
は、両側にある基板３，３との界面や分散粒である等方
性材料の微粒子１３との界面からのわずかな配向規制力
だけを受けることになり、それぞれランダムな方向に向
き、照射光は液晶材料層９中を通過する間に散乱光とな
り液晶材料層９は白濁状態となる。
を電圧印加方向に通過する光が感じる屈折率（ｎ0）
と、分散粒である等方性材料の微粒子１３中を通過する
光が感じる屈折率（ｎp）とが等しくなるように構成さ
れている（ｎ0＝ｎp）。このため、液晶素子の下方から
照射される照射光は電圧印加時に液晶材料層を電圧印加
方向にそって通過する際に、液晶材料層９中に分散媒で
ある液晶物質７中と、分散粒である等方性材料の微粒子
１３とで等しい屈折率を感じることになり、透過光とな
るため液晶材料層９は透明になる。これに対して、電圧
が印加されていない時には、分散媒である液晶物質７
は、両側にある基板３，３との界面や分散粒である等方
性材料の微粒子１３との界面からのわずかな配向規制力
だけを受けることになり、それぞれランダムな方向に向
き、照射光は液晶材料層９中を通過する間に散乱光とな
り液晶材料層９は白濁状態となる。
【０００８】これらの内、第三のタイプは構成が簡単な
ため、近年特に活発に実用化のため研究活動がなされて
いる。
ため、近年特に活発に実用化のため研究活動がなされて
いる。
【０００９】しかしながら、図１８に示した従来の上記
第三のタイプの液晶素子１４の構成にあっては、液晶材
料層９中に微細で密度が異なる微粒子１３が分散してい
るため、従来の真空注入法では液晶材料中の微粒子１３
が邪魔でセル内に液晶材料が注入できない。従って、こ
のタイプの液晶素子１４を組み立てる際には、スペーサ
６が配置された片側の基板３表面に微粒子１３が分散さ
れた液晶物質７を滴下して、その上に他の基板３を配置
していた。しかしながら、この方法であると、気泡が混
入することを満足に防止することが困難で、歩留まりが
非常に悪かった。また、長期間の使用に対して、図１９
に示すように、分散された微粒子１３が重力の作用によ
り下方に片寄ってしまったり、図２０に示すように、分
散された微粒子１３同士が凝集してしまう。このため、
液晶素子の長期間に渡る信頼性が得られなかった。
第三のタイプの液晶素子１４の構成にあっては、液晶材
料層９中に微細で密度が異なる微粒子１３が分散してい
るため、従来の真空注入法では液晶材料中の微粒子１３
が邪魔でセル内に液晶材料が注入できない。従って、こ
のタイプの液晶素子１４を組み立てる際には、スペーサ
６が配置された片側の基板３表面に微粒子１３が分散さ
れた液晶物質７を滴下して、その上に他の基板３を配置
していた。しかしながら、この方法であると、気泡が混
入することを満足に防止することが困難で、歩留まりが
非常に悪かった。また、長期間の使用に対して、図１９
に示すように、分散された微粒子１３が重力の作用によ
り下方に片寄ってしまったり、図２０に示すように、分
散された微粒子１３同士が凝集してしまう。このため、
液晶素子の長期間に渡る信頼性が得られなかった。
【００１０】そこで、この問題を解決すべく、本願発明
者等は鋭意研究を重ね、当該問題を解決した発明をし、
先に特許出願（特願平５−３４１４３６号）している。
その発明の液晶素子は、図２１に示すようなもので、対
向する主表面にそれぞれ電極２，２を有する一組の基板
３，３の間に液晶材料層９が挟持されており、前記液晶
材料層９には分子のねじれ状態が制御された液晶物質７
と、基板３，３の間隔を一定に保つためのスペーサ６と
が含まれている液晶素子において、基板３，３の表面に
は液晶物質７の常光あるいは異常光に対する屈折率とほ
ぼ等しい屈折率を持つ部材からなる凸部１７が形成され
ていることを特徴とするものである。
者等は鋭意研究を重ね、当該問題を解決した発明をし、
先に特許出願（特願平５−３４１４３６号）している。
その発明の液晶素子は、図２１に示すようなもので、対
向する主表面にそれぞれ電極２，２を有する一組の基板
３，３の間に液晶材料層９が挟持されており、前記液晶
材料層９には分子のねじれ状態が制御された液晶物質７
と、基板３，３の間隔を一定に保つためのスペーサ６と
が含まれている液晶素子において、基板３，３の表面に
は液晶物質７の常光あるいは異常光に対する屈折率とほ
ぼ等しい屈折率を持つ部材からなる凸部１７が形成され
ていることを特徴とするものである。
【００１１】この構成の液晶素子１８であると、図２２
（Ａ）に示すように、照射光２１は電圧印加時に液晶材
料層９を電圧印加方向にそって通過する際に、液晶材料
層９中に分散媒である液晶物質７中と、分散粒である等
方性材料の微粒子１７とで等しい屈折率を感じることに
なり、透過光２２となるため液晶材料層９は透明にな
る。これに対して、図２２（Ｂ）に示すように、電圧が
印加されていない時には、分散媒である液晶物質７は、
両側にある基板３，３との界面や分散粒である等方性材
料の微粒子１７との界面からのわずかな配向規制力だけ
を受けることになるので、それぞれランダムな方向に向
き、照射光２１は液晶材料層９中を通過する間に散乱光
２３となり液晶材料層９は白濁状態となる。
（Ａ）に示すように、照射光２１は電圧印加時に液晶材
料層９を電圧印加方向にそって通過する際に、液晶材料
層９中に分散媒である液晶物質７中と、分散粒である等
方性材料の微粒子１７とで等しい屈折率を感じることに
なり、透過光２２となるため液晶材料層９は透明にな
る。これに対して、図２２（Ｂ）に示すように、電圧が
印加されていない時には、分散媒である液晶物質７は、
両側にある基板３，３との界面や分散粒である等方性材
料の微粒子１７との界面からのわずかな配向規制力だけ
を受けることになるので、それぞれランダムな方向に向
き、照射光２１は液晶材料層９中を通過する間に散乱光
２３となり液晶材料層９は白濁状態となる。
【００１２】この発明であると、基板３，３表面に固定
された凸部１７を有しているため、従来の真空注入法を
用いてセル内に液晶物質を注入することが可能となり、
気泡が入ることを根絶でき、歩留まりが著しく向上す
る。また、長期間の使用に対しても、配置された凸部１
７が重力の作用により片寄ってしまったり、配置された
凸部１７同士が凝集してしまうことが皆無となり、液晶
素子１８の長期間に渡る使用が可能となる。したがっ
て、高価な偏光板を用いない簡単な構造で、液晶の分散
モードを利用した液晶素子を確実に実現することができ
る。
された凸部１７を有しているため、従来の真空注入法を
用いてセル内に液晶物質を注入することが可能となり、
気泡が入ることを根絶でき、歩留まりが著しく向上す
る。また、長期間の使用に対しても、配置された凸部１
７が重力の作用により片寄ってしまったり、配置された
凸部１７同士が凝集してしまうことが皆無となり、液晶
素子１８の長期間に渡る使用が可能となる。したがっ
て、高価な偏光板を用いない簡単な構造で、液晶の分散
モードを利用した液晶素子を確実に実現することができ
る。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記発
明であると、図１６に示すように、液晶層９において、
凸部１７の形成されている箇所での距離ｄ'LCと、凸部
１７の形成されていない箇所での距離ｄLCが異なること
と、液晶分子と凸部の材料の誘電率が異なる（一般に、
液晶材料の誘電率εLCは１８程度、樹脂材料の誘電率ε
pは３〜５である）ことにより、箇所によって液晶層に
かかる電圧に不均等が生じることがある。例えば、凸部
の形成されていない箇所での電圧をＥ0、上下両基板に
凸部１７が形成されている箇所での電圧をＥLC、凸部の
高さをＨPとした場合、図１０（図中、○参照）に示す
ように、凸部１７の高さＨPが高くなるにつれて、Ｅ0と
ＥLCの差が大きくなってしまう。尚、図１０において
は、距離ｄLCを８μm、液晶の誘電率εLCを１８、凸部
を構成する樹脂の誘電率εpを３としたものを表示し
た。
明であると、図１６に示すように、液晶層９において、
凸部１７の形成されている箇所での距離ｄ'LCと、凸部
１７の形成されていない箇所での距離ｄLCが異なること
と、液晶分子と凸部の材料の誘電率が異なる（一般に、
液晶材料の誘電率εLCは１８程度、樹脂材料の誘電率ε
pは３〜５である）ことにより、箇所によって液晶層に
かかる電圧に不均等が生じることがある。例えば、凸部
の形成されていない箇所での電圧をＥ0、上下両基板に
凸部１７が形成されている箇所での電圧をＥLC、凸部の
高さをＨPとした場合、図１０（図中、○参照）に示す
ように、凸部１７の高さＨPが高くなるにつれて、Ｅ0と
ＥLCの差が大きくなってしまう。尚、図１０において
は、距離ｄLCを８μm、液晶の誘電率εLCを１８、凸部
を構成する樹脂の誘電率εpを３としたものを表示し
た。
【００１４】このように、液晶層にかかる電圧に不均等
が生じると、Ｖ／Ｔ特性において急峻性が低下し、図１
７に示すように、双安定性駆動において実効的なヒステ
リシス幅ΔＨが小さくなってしまい、双安定性駆動が実
質的に困難であった。また、液晶層にかかる電圧が不均
等であることから、液晶表示にムラが生じる場合があっ
た。
が生じると、Ｖ／Ｔ特性において急峻性が低下し、図１
７に示すように、双安定性駆動において実効的なヒステ
リシス幅ΔＨが小さくなってしまい、双安定性駆動が実
質的に困難であった。また、液晶層にかかる電圧が不均
等であることから、液晶表示にムラが生じる場合があっ
た。
【００１５】本発明は前記課題を解決するためになされ
たもので、散乱モードを利用し、高価な偏光板を用いな
い液晶素子において、従来の真空注入法を用いてセル内
に液晶物質を注入することが可能で歩留まりが高く、ま
た長期間の使用に耐用でき、簡単な構造としつつも、液
晶層にかかる電圧の分布を均等にすることのできる液晶
素子を提供するものである。
たもので、散乱モードを利用し、高価な偏光板を用いな
い液晶素子において、従来の真空注入法を用いてセル内
に液晶物質を注入することが可能で歩留まりが高く、ま
た長期間の使用に耐用でき、簡単な構造としつつも、液
晶層にかかる電圧の分布を均等にすることのできる液晶
素子を提供するものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の液晶素子
は、電極を有する一対の基板間に、液晶が充填された液
晶層が介在し、両基板の液晶層側の表面に、液晶の常光
に対する屈折率と屈折率がほぼ等しい材料からなる凹凸
体が形成され、凹凸体の表面形状は、一方の基板に形成
された凹凸体と他方の基板の凹凸体とが嵌合するもの
で、凹凸体間の距離が一定とされていることを特徴とす
るものである。
は、電極を有する一対の基板間に、液晶が充填された液
晶層が介在し、両基板の液晶層側の表面に、液晶の常光
に対する屈折率と屈折率がほぼ等しい材料からなる凹凸
体が形成され、凹凸体の表面形状は、一方の基板に形成
された凹凸体と他方の基板の凹凸体とが嵌合するもの
で、凹凸体間の距離が一定とされていることを特徴とす
るものである。
【００１７】請求項２記載の液晶素子は、液晶の平均誘
電率と凹凸体を構成する材料の誘電率がほぼ等しいこと
を特徴とする請求項１記載の液晶素子である。
電率と凹凸体を構成する材料の誘電率がほぼ等しいこと
を特徴とする請求項１記載の液晶素子である。
【００１８】請求項３記載の液晶素子の製造方法は、型
部材前駆体に、切削面が所定の型面をなす切削し、分割
することにより、互いの型面が組み合わされ得る第１型
部材と第２型部材を製造する工程と、電極を有する一対
の第１の基板と第２の基板の表面上に、熱可塑性樹脂材
料からなる凹凸体原膜を成膜する工程と、第１の基板に
成膜された凹凸体原膜に前記第１型部材を押圧し、凹凸
形状を転写する工程と、第２の基板に成膜された凹凸体
原膜に第２型部材を押圧し、凹凸形状を転写する工程と
を有することにより、第１の基板の表面に形成された凹
凸体に嵌合する形状の凹凸体を第２の基板の表面に形成
することを特徴とするものである。
部材前駆体に、切削面が所定の型面をなす切削し、分割
することにより、互いの型面が組み合わされ得る第１型
部材と第２型部材を製造する工程と、電極を有する一対
の第１の基板と第２の基板の表面上に、熱可塑性樹脂材
料からなる凹凸体原膜を成膜する工程と、第１の基板に
成膜された凹凸体原膜に前記第１型部材を押圧し、凹凸
形状を転写する工程と、第２の基板に成膜された凹凸体
原膜に第２型部材を押圧し、凹凸形状を転写する工程と
を有することにより、第１の基板の表面に形成された凹
凸体に嵌合する形状の凹凸体を第２の基板の表面に形成
することを特徴とするものである。
【００１９】請求項４記載の液晶素子の製造方法は、型
部材前駆体に、切削面が所定の型面をなす切削し、分割
することにより、互いの型面が組み合わされ得る第１型
部材と第２型部材を製造する工程と、前記第１型部材お
よび第２型部材の型面の凹部に熱可塑性樹脂材料を充填
する工程と、電極を有する一対の第１の基板と第２の基
板の内、第１の基板の表面に前記第１型部材を当接して
凹部に充填された熱可塑性樹脂材料を転移させ、第２の
基板の表面に第２型部材を当接して凹部に充填された熱
可塑性樹脂材料を転移させる工程とを有することによ
り、第１の基板の表面に形成された凹凸体に嵌合する形
状の凹凸体を第２の基板の表面に形成することを特徴と
するものである。
部材前駆体に、切削面が所定の型面をなす切削し、分割
することにより、互いの型面が組み合わされ得る第１型
部材と第２型部材を製造する工程と、前記第１型部材お
よび第２型部材の型面の凹部に熱可塑性樹脂材料を充填
する工程と、電極を有する一対の第１の基板と第２の基
板の内、第１の基板の表面に前記第１型部材を当接して
凹部に充填された熱可塑性樹脂材料を転移させ、第２の
基板の表面に第２型部材を当接して凹部に充填された熱
可塑性樹脂材料を転移させる工程とを有することによ
り、第１の基板の表面に形成された凹凸体に嵌合する形
状の凹凸体を第２の基板の表面に形成することを特徴と
するものである。
【００２０】請求項５記載の発明は、請求項３または４
記載の液晶素子の製造方法において、熱可塑性樹脂材料
に紫外線硬化性樹脂を用い、凹凸体を各基板上に形成し
た後に、紫外線を照射し、硬化させることを特徴とする
ものである。
記載の液晶素子の製造方法において、熱可塑性樹脂材料
に紫外線硬化性樹脂を用い、凹凸体を各基板上に形成し
た後に、紫外線を照射し、硬化させることを特徴とする
ものである。
【００２１】
【作用】請求項１記載の発明であると、液晶層に電圧が
印加されていないときには、光を散乱させる凹凸体が基
板の表面に形成されつつ、凹凸の有無に関係なく基板間
の距離が一定に保たれるので、液晶層に印加される電圧
が一定となる。
印加されていないときには、光を散乱させる凹凸体が基
板の表面に形成されつつ、凹凸の有無に関係なく基板間
の距離が一定に保たれるので、液晶層に印加される電圧
が一定となる。
【００２２】請求項２記載の発明であると、基板の表面
に形成される凹凸体の誘電率と液晶物質の誘電率が等し
いことから、凹凸体の形状に関係なく、液晶層に印加さ
れる電圧が一定となる。
に形成される凹凸体の誘電率と液晶物質の誘電率が等し
いことから、凹凸体の形状に関係なく、液晶層に印加さ
れる電圧が一定となる。
【００２３】本発明の製造方法であると、請求項１記載
の液晶素子を製造するにあたり、容易に製造することが
可能となる。
の液晶素子を製造するにあたり、容易に製造することが
可能となる。
【００２４】
〔実施例１〕実施例１の液晶素子としては、図２１に示
すような液晶素子１８において、その液晶物質の平均誘
電率εLCと、凸部１７を構成する材料の誘電率εpを等
しくしたものである。この構成とすることにより、図１
６に示すｄLCとｄ'LCに差が生じても、凸部１７の形成
の有無に関係なく、液晶層９には一定の電圧が印加され
ることになる。すなわち、液晶物質の誘電率εLCが１８
のときに、凸部１７を構成する樹脂材料に、その誘電率
εpが１８のものを使用すれば、図１０の●で示される
ように、凸部１７の高さＨｐの影響を受けることなく、
Ｅ0／ＥLCが一定の値１．０を保つようになる。
すような液晶素子１８において、その液晶物質の平均誘
電率εLCと、凸部１７を構成する材料の誘電率εpを等
しくしたものである。この構成とすることにより、図１
６に示すｄLCとｄ'LCに差が生じても、凸部１７の形成
の有無に関係なく、液晶層９には一定の電圧が印加され
ることになる。すなわち、液晶物質の誘電率εLCが１８
のときに、凸部１７を構成する樹脂材料に、その誘電率
εpが１８のものを使用すれば、図１０の●で示される
ように、凸部１７の高さＨｐの影響を受けることなく、
Ｅ0／ＥLCが一定の値１．０を保つようになる。
【００２５】尚、液晶材料としては、例えば、ネマティ
ック液晶（ロディック（株）製ＰＮ−００２）、ネマテ
ィック液晶に、コレステリック成分を添加したもの（チ
ッソ（株）製ＣＭ−３３）、またはこれらの液晶物質
に、２色性色素を単独あるいは複数溶解させたものなど
が適用できる。
ック液晶（ロディック（株）製ＰＮ−００２）、ネマテ
ィック液晶に、コレステリック成分を添加したもの（チ
ッソ（株）製ＣＭ−３３）、またはこれらの液晶物質
に、２色性色素を単独あるいは複数溶解させたものなど
が適用できる。
【００２６】本実施例の液晶素子は、散乱モードを利用
し、高価な偏光板を用いない液晶素子において、凸部は
基板に固定されているので従来の真空注入法を用いてセ
ル内に液晶物質を注入することが可能で、歩留まりが高
く、また長期間の使用に耐用でき、簡単な構造としつつ
も、液晶層にかかる電圧の分布を均等にすることがで
き、Ｖ／Ｔ特性において急峻性が向上し、双安定性駆動
において実効的なヒステリシス幅ΔＨが大きくなり、実
質的な双安定性駆動が容易となり、また液晶表示のムラ
を低減できる。
し、高価な偏光板を用いない液晶素子において、凸部は
基板に固定されているので従来の真空注入法を用いてセ
ル内に液晶物質を注入することが可能で、歩留まりが高
く、また長期間の使用に耐用でき、簡単な構造としつつ
も、液晶層にかかる電圧の分布を均等にすることがで
き、Ｖ／Ｔ特性において急峻性が向上し、双安定性駆動
において実効的なヒステリシス幅ΔＨが大きくなり、実
質的な双安定性駆動が容易となり、また液晶表示のムラ
を低減できる。
【００２７】またさらに、このように誘電率εpの高い
材料を凸部の材料に用いることにより、液晶素子の所謂
立上がりが高められる。即ち、図９に印加電圧と透過率
のグラフを示すが、誘電率εpが３のものであると、印
加電圧の増加に対して徐々に透過率が大きくなるが、誘
電率εpの高いものであると、液晶素子の駆動のための
飽和電圧が低下し、誘電率εpが１８のものであると、
印加電圧が約１２Ｖ程度で透過率がほぼ十分な値をとる
ような急峻性を発揮できるようになる。したがって、液
晶素子を低い電圧で駆動できるようになるので、液晶表
示装置の低電圧駆動が可能となり、消費電力の低減を図
ることができる。
材料を凸部の材料に用いることにより、液晶素子の所謂
立上がりが高められる。即ち、図９に印加電圧と透過率
のグラフを示すが、誘電率εpが３のものであると、印
加電圧の増加に対して徐々に透過率が大きくなるが、誘
電率εpの高いものであると、液晶素子の駆動のための
飽和電圧が低下し、誘電率εpが１８のものであると、
印加電圧が約１２Ｖ程度で透過率がほぼ十分な値をとる
ような急峻性を発揮できるようになる。したがって、液
晶素子を低い電圧で駆動できるようになるので、液晶表
示装置の低電圧駆動が可能となり、消費電力の低減を図
ることができる。
【００２８】また、たとえ、液晶物質の平均誘電率εLC
と、凸部１７を構成する材料の誘電率εpを等しくしな
くとも、より近づけることによっても相応の効果を得ら
れることは勿論のことである。すなわち、εpを高めて
εLCに近似させることにより、電圧の不均等は低減さ
れ、また、低電圧駆動での液晶表示装置の実現を図るこ
とができる。
と、凸部１７を構成する材料の誘電率εpを等しくしな
くとも、より近づけることによっても相応の効果を得ら
れることは勿論のことである。すなわち、εpを高めて
εLCに近似させることにより、電圧の不均等は低減さ
れ、また、低電圧駆動での液晶表示装置の実現を図るこ
とができる。
【００２９】このような高誘電性樹脂材料としては、シ
アノエチルセルロース、シアノエチルポバール（εp＝
１２〜１３）、シアノエチルヒドロキシエチルセルロー
ス（εp＝１５〜１７）、シアノエチルスターチ（εp＝
１５）、シアノエチルプルラン（ε＝１８〜２０）等が
ある。
アノエチルセルロース、シアノエチルポバール（εp＝
１２〜１３）、シアノエチルヒドロキシエチルセルロー
ス（εp＝１５〜１７）、シアノエチルスターチ（εp＝
１５）、シアノエチルプルラン（ε＝１８〜２０）等が
ある。
【００３０】〔実施例２〕図１に示す実施例２の液晶素
子１０は、ガラス基板１に電極２及び保護膜４の設けら
れた第１基板３と、同様に、ガラス基板１に電極２及び
保護膜４の設けられた第２基板６と、これら一対の基板
３，６間に充填された液晶物質からなる液晶層８とから
概略構成されている。液晶層８の周部にはシール部５が
設けられ、充填された液晶が漏れないようになってい
る。また図示されていないが、液晶層の厚みを一定に保
つために、基板３，６の間には、一定の大きさの樹脂な
どからなる微粒子のスペーサが介在している。また、電
極２，２には電源１１ならびにスイッチ１２等が接続さ
れる。
子１０は、ガラス基板１に電極２及び保護膜４の設けら
れた第１基板３と、同様に、ガラス基板１に電極２及び
保護膜４の設けられた第２基板６と、これら一対の基板
３，６間に充填された液晶物質からなる液晶層８とから
概略構成されている。液晶層８の周部にはシール部５が
設けられ、充填された液晶が漏れないようになってい
る。また図示されていないが、液晶層の厚みを一定に保
つために、基板３，６の間には、一定の大きさの樹脂な
どからなる微粒子のスペーサが介在している。また、電
極２，２には電源１１ならびにスイッチ１２等が接続さ
れる。
【００３１】さらに、本実施例の液晶素子においては両
基板３，６の液晶層８側の表面に、液晶物質と屈折率が
等しい材料からなる凹凸体１５，１６が形成されてい
る。凹凸体は、液晶物質の常光に対する屈折率と屈折率
がほぼ等しい各種の熱可塑性樹脂からなり、上記したも
のの他にも、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネー
ト、ポリエーテル、ポリスルホン、フッ素樹脂などが適
用され得る。この凹凸体１５，１６の表面形状は、両基
板３，６を近接すると第１基板３に形成された凹凸体１
５と第２基板６の凹凸体１６とが嵌合する形状とされ
る。即ち、凹凸体１５の突出しているところに対向する
凹凸体１６の部分は凹んでおり、凹凸体１５の凹んでい
るところに対向する凹凸体１６の部分は突出し、図１に
示すものでは位相が半波長ずれた波状とされ、さらに各
凹凸体１５，１６間の距離は一定とされている。例え
ば、ｄ1＝ｄ2＝ｄ3となる。
基板３，６の液晶層８側の表面に、液晶物質と屈折率が
等しい材料からなる凹凸体１５，１６が形成されてい
る。凹凸体は、液晶物質の常光に対する屈折率と屈折率
がほぼ等しい各種の熱可塑性樹脂からなり、上記したも
のの他にも、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネー
ト、ポリエーテル、ポリスルホン、フッ素樹脂などが適
用され得る。この凹凸体１５，１６の表面形状は、両基
板３，６を近接すると第１基板３に形成された凹凸体１
５と第２基板６の凹凸体１６とが嵌合する形状とされ
る。即ち、凹凸体１５の突出しているところに対向する
凹凸体１６の部分は凹んでおり、凹凸体１５の凹んでい
るところに対向する凹凸体１６の部分は突出し、図１に
示すものでは位相が半波長ずれた波状とされ、さらに各
凹凸体１５，１６間の距離は一定とされている。例え
ば、ｄ1＝ｄ2＝ｄ3となる。
【００３２】また、凹凸体１５，１６の最低部と最高部
の高低差は、１〜５０μm程度が好ましい。１μm以下で
あると、後述するように、凹凸による表面積の増加が望
めず、光を散乱させる度合いが小さく、５０μm以上で
あると、電極間のギャップが大きくなり、駆動電圧が高
くなるからである。
の高低差は、１〜５０μm程度が好ましい。１μm以下で
あると、後述するように、凹凸による表面積の増加が望
めず、光を散乱させる度合いが小さく、５０μm以上で
あると、電極間のギャップが大きくなり、駆動電圧が高
くなるからである。
【００３３】この構成のものであると、電圧印加方向に
通過する光に対して、液晶の常光に対する屈折率
（ｎ0）と、凹凸体１５，１６の屈折率（ｎp）とが等し
い（ｎ0＝ｎp）ため、図２（Ａ）に示されるように、光
線２１は電圧印加時に液晶材料層８を電圧印加方向に沿
って透過する。しかし、電圧が印加されていない時に
は、図２（Ｂ）に示されるように、液晶は、両側にある
基板３，６の凹凸体１５，１６との界面からのわずかな
配向規制力だけを受けることになり、液晶分子はそれぞ
れランダムな方向に向き、光線２１は液晶層８中を通過
する間に散乱されるので、液晶素子は白濁状態となり、
表示がされなくなる。
通過する光に対して、液晶の常光に対する屈折率
（ｎ0）と、凹凸体１５，１６の屈折率（ｎp）とが等し
い（ｎ0＝ｎp）ため、図２（Ａ）に示されるように、光
線２１は電圧印加時に液晶材料層８を電圧印加方向に沿
って透過する。しかし、電圧が印加されていない時に
は、図２（Ｂ）に示されるように、液晶は、両側にある
基板３，６の凹凸体１５，１６との界面からのわずかな
配向規制力だけを受けることになり、液晶分子はそれぞ
れランダムな方向に向き、光線２１は液晶層８中を通過
する間に散乱されるので、液晶素子は白濁状態となり、
表示がされなくなる。
【００３４】凹凸体１５，１６の形状は上記条件を満た
せば、種々のものが適用でき、図１に示した波状のもの
の他、例えば、図３に示すような、半球状に突起した凹
凸体１９及びその反転した形状の凹凸体２０の組合せ、
図４に示すような、円錐突起が複数形成された凹凸体２
４及び、その反転した形状の凹凸体２６の組合せ、図５
に示すような波長の長い波状の凹凸体２８及び、その反
転した形状の凹凸体３０の組合せ、図６に示すような反
楕円状に突起した凹凸体３２及び、その反転した形状の
凹凸体３４の組合せ、図７に示すような台形状に突起し
た凹凸体３６及び、その反転した形状の凹凸体３８の組
合せ、図８に示すような八角形を半分にした形状に突起
した凹凸体４０及び、その反転した形状の凹凸体４２の
組合せ等が適用できる。
せば、種々のものが適用でき、図１に示した波状のもの
の他、例えば、図３に示すような、半球状に突起した凹
凸体１９及びその反転した形状の凹凸体２０の組合せ、
図４に示すような、円錐突起が複数形成された凹凸体２
４及び、その反転した形状の凹凸体２６の組合せ、図５
に示すような波長の長い波状の凹凸体２８及び、その反
転した形状の凹凸体３０の組合せ、図６に示すような反
楕円状に突起した凹凸体３２及び、その反転した形状の
凹凸体３４の組合せ、図７に示すような台形状に突起し
た凹凸体３６及び、その反転した形状の凹凸体３８の組
合せ、図８に示すような八角形を半分にした形状に突起
した凹凸体４０及び、その反転した形状の凹凸体４２の
組合せ等が適用できる。
【００３５】凹凸体は光をできるだけ散乱させるものが
好ましいので、凹凸体の形状としてはなるべく平坦な部
分を有さず、曲面で構成されている部分の多いものが望
ましく、図１、３、５、６に示したものがより好まし
い。
好ましいので、凹凸体の形状としてはなるべく平坦な部
分を有さず、曲面で構成されている部分の多いものが望
ましく、図１、３、５、６に示したものがより好まし
い。
【００３６】また、光をより散乱させるため、凹凸体の
表面積はできるだけ大きいものが望ましい。例えば、凹
凸体の表面形状が波状のものである場合、振幅が同じで
あれば、その波長は短い方がより好ましい。また、例え
ば、図３に示した形状のものの場合、その凸部の径は１
μm〜数十μmのものが好ましい。但しこの場合、１μm
よりも小さくなると、光線の波長に凹凸体の表面形状が
影響し、色彩が付与される可能性が生じてくる。
表面積はできるだけ大きいものが望ましい。例えば、凹
凸体の表面形状が波状のものである場合、振幅が同じで
あれば、その波長は短い方がより好ましい。また、例え
ば、図３に示した形状のものの場合、その凸部の径は１
μm〜数十μmのものが好ましい。但しこの場合、１μm
よりも小さくなると、光線の波長に凹凸体の表面形状が
影響し、色彩が付与される可能性が生じてくる。
【００３７】凹凸体の表面積に対する光透過率の変化を
測定した。測定結果を図１１に示す。図１１において、
横軸は、平坦な基板表面の表面積に対して、凹凸体が形
成されることによる表面積の増加の割合を示したもの
で、凹凸が形成されず、平坦な基板表面に対して表面積
の増加がない場合が０.０となり、凹凸体が形成される
ことによる表面積の増加分が平坦な表面積と等しい（平
坦な基板表面に対して２倍になる）ものが１.０で表わ
される。尚、使用に供した凹凸体は、図３に示されるも
ので、その平均厚さが３μmのものである。図１１か
ら、凹凸体を形成することによる表面積の増加分が大き
くなるにつれて、光透過率が減少し、より光を散乱させ
る機能が高まっていることがわかる。したがって、凹凸
体を形成し、その表面積を増加させることにより、電圧
が印加されていない時の、光線の散乱が高まり、液晶素
子が駆動しているときとのコントランストが高められる
ことがわかる。
測定した。測定結果を図１１に示す。図１１において、
横軸は、平坦な基板表面の表面積に対して、凹凸体が形
成されることによる表面積の増加の割合を示したもの
で、凹凸が形成されず、平坦な基板表面に対して表面積
の増加がない場合が０.０となり、凹凸体が形成される
ことによる表面積の増加分が平坦な表面積と等しい（平
坦な基板表面に対して２倍になる）ものが１.０で表わ
される。尚、使用に供した凹凸体は、図３に示されるも
ので、その平均厚さが３μmのものである。図１１か
ら、凹凸体を形成することによる表面積の増加分が大き
くなるにつれて、光透過率が減少し、より光を散乱させ
る機能が高まっていることがわかる。したがって、凹凸
体を形成し、その表面積を増加させることにより、電圧
が印加されていない時の、光線の散乱が高まり、液晶素
子が駆動しているときとのコントランストが高められる
ことがわかる。
【００３８】本実施例の液晶素子は、散乱モードを利用
し、高価な偏光板を用いない液晶素子において、凹凸体
は基板に固定されているので従来の真空注入法を用いて
セル内に液晶物質を注入することが可能で、歩留まりが
高く、また長期間の使用に耐用でき、簡単な構造としつ
つも、液晶層にかかる電圧の分布を均等にすることがで
き、Ｖ／Ｔ特性において急峻性が向上し、双安定性駆動
において実効的なヒステリシス幅ΔＨが大きくなり、実
質的な双安定性駆動が容易となり、また液晶表示のムラ
を低減できる。
し、高価な偏光板を用いない液晶素子において、凹凸体
は基板に固定されているので従来の真空注入法を用いて
セル内に液晶物質を注入することが可能で、歩留まりが
高く、また長期間の使用に耐用でき、簡単な構造としつ
つも、液晶層にかかる電圧の分布を均等にすることがで
き、Ｖ／Ｔ特性において急峻性が向上し、双安定性駆動
において実効的なヒステリシス幅ΔＨが大きくなり、実
質的な双安定性駆動が容易となり、また液晶表示のムラ
を低減できる。
【００３９】上記凹凸体は以下に記すようにして製造さ
れることが望ましい。まず、耐熱性樹脂、セラミック、
金属などからなる矩形状の型部材前駆体を用意する。そ
して、形成する凹凸体の表面形状が波状のものであれ
ば、図１２に示すように、切削面がその波状に合致する
ように、その型部材前駆体４２の央部を切削、分割し、
所定の大きさ、密度の凹凸を有する型面の２つの型部材
４４，４６を製造する。
れることが望ましい。まず、耐熱性樹脂、セラミック、
金属などからなる矩形状の型部材前駆体を用意する。そ
して、形成する凹凸体の表面形状が波状のものであれ
ば、図１２に示すように、切削面がその波状に合致する
ように、その型部材前駆体４２の央部を切削、分割し、
所定の大きさ、密度の凹凸を有する型面の２つの型部材
４４，４６を製造する。
【００４０】（凹凸体の製造例１）次に、図１３（Ａ）
に示すように、基材１表面に透明電極２と保護膜（図示
略）とが形成されたガラス製の２枚の基板、第１の基板
と第２の基板を準備する（一枚のみ図示）。そして、基
板の表面に例えば、屈折率が１.５２０であるポリアミ
ドからなる凹凸体原膜４８を形成する。次いで、基板温
度および型温度を１７０℃としておいて、凹凸体原膜４
８の表面に上記型部材４４を押圧し（図１３（Ｂ））、
第１型部材４４の型面４５の形状を凹凸体原膜４８に転
写する。その後、基板温度、型温度とも９０℃まで冷却
した後、型部材４４を基板面から剥離し、基板表面に凹
凸体１５の形成された第１の基板３を製造する（図１３
（Ｃ））。同様にしてもう１つの基板にも凹凸体１６を
形成して第２の基板を製造する。この際には、もう一方
の型部材４６を使用する。その他の工程、すなわち両基
板の組立工程や液晶の充填工程等は従来一般に用いられ
ている手段を適用することができる。
に示すように、基材１表面に透明電極２と保護膜（図示
略）とが形成されたガラス製の２枚の基板、第１の基板
と第２の基板を準備する（一枚のみ図示）。そして、基
板の表面に例えば、屈折率が１.５２０であるポリアミ
ドからなる凹凸体原膜４８を形成する。次いで、基板温
度および型温度を１７０℃としておいて、凹凸体原膜４
８の表面に上記型部材４４を押圧し（図１３（Ｂ））、
第１型部材４４の型面４５の形状を凹凸体原膜４８に転
写する。その後、基板温度、型温度とも９０℃まで冷却
した後、型部材４４を基板面から剥離し、基板表面に凹
凸体１５の形成された第１の基板３を製造する（図１３
（Ｃ））。同様にしてもう１つの基板にも凹凸体１６を
形成して第２の基板を製造する。この際には、もう一方
の型部材４６を使用する。その他の工程、すなわち両基
板の組立工程や液晶の充填工程等は従来一般に用いられ
ている手段を適用することができる。
【００４１】このように、元々組み合わされていた型部
材４４と４６を用いて形成することにより、第１の基板
３に形成された凹凸体１５と第２の基板６に形成された
凹凸体１６の表面形状は互いに嵌合する形状のものとさ
れる。また、この製造方法であると、１つの型部材前駆
体４２から２つの型部材４４，４６を、それらの型面が
嵌合するように調製することが容易となる。
材４４と４６を用いて形成することにより、第１の基板
３に形成された凹凸体１５と第２の基板６に形成された
凹凸体１６の表面形状は互いに嵌合する形状のものとさ
れる。また、この製造方法であると、１つの型部材前駆
体４２から２つの型部材４４，４６を、それらの型面が
嵌合するように調製することが容易となる。
【００４２】（凹凸体の製造例２）また、次に示すよう
に、オフセット転写によっても凹凸体を形成することが
できる。まず、上記製造例１と同様に、基材１表面に透
明電極２と保護膜とが形成されたガラス製の基板を２枚
準備する（一枚のみ図示）。そして、基板の表面に屈折
率が１.５２０であるポリアミドからなる凹凸体原膜５
０を形成するとともに、型面に所定の大きさ、密度で形
成された凹凸を有する上記型部材４４の凹部５１に、屈
折率が１.５２０であるポリアミドからなる熱可塑性樹
脂材料５２を充填し、基板に対向配置する（図１４
（Ａ））。次いで型部材４４を基板表面に押しつける
（図１４（Ｂ））。このとき、基板温度は１７０℃、型
温度は２００℃とした。その後、基板温度、型温度とも
９０℃まで冷却した後、型部材４４を基板面から剥離
し、型部材４４の凹部５１に充填されていた熱可塑性樹
脂材料をその凹部５１の形状を保ったまま、基板に転移
させて基板表面に凹凸体１５を形成する（図１４
（Ｃ））。この方法による製造方法であると、凹凸形状
の均一性、加工の再現性が良好であり、任意形状に加工
することができる。
に、オフセット転写によっても凹凸体を形成することが
できる。まず、上記製造例１と同様に、基材１表面に透
明電極２と保護膜とが形成されたガラス製の基板を２枚
準備する（一枚のみ図示）。そして、基板の表面に屈折
率が１.５２０であるポリアミドからなる凹凸体原膜５
０を形成するとともに、型面に所定の大きさ、密度で形
成された凹凸を有する上記型部材４４の凹部５１に、屈
折率が１.５２０であるポリアミドからなる熱可塑性樹
脂材料５２を充填し、基板に対向配置する（図１４
（Ａ））。次いで型部材４４を基板表面に押しつける
（図１４（Ｂ））。このとき、基板温度は１７０℃、型
温度は２００℃とした。その後、基板温度、型温度とも
９０℃まで冷却した後、型部材４４を基板面から剥離
し、型部材４４の凹部５１に充填されていた熱可塑性樹
脂材料をその凹部５１の形状を保ったまま、基板に転移
させて基板表面に凹凸体１５を形成する（図１４
（Ｃ））。この方法による製造方法であると、凹凸形状
の均一性、加工の再現性が良好であり、任意形状に加工
することができる。
【００４３】（凹凸体の製造例３）また、以下に示すよ
うに、凹凸体を構成する材料として紫外線硬化樹脂を用
いることよっても凹凸体を製造することができる。上記
製造例１，２と同様に、図１５（Ａ）に示すように、基
材１表面に透明電極２と保護膜とが形成されたガラス製
の基板を２枚準備する（一枚のみ図示）。そして、型面
に所定の大きさ、密度で形成された凹凸を有する上記型
部材４４の凹部５１に、屈折率が１.５２３である紫外
線硬化樹脂５６を充填し、基板に対向配置した。紫外線
硬化樹脂としては、光硬化ビニル系樹脂の使用が望まし
い。具体的には、光硬化性アクリル系樹脂、特に光照射
によって重合硬化するアクリルオリゴマーを有するも
の、エステルアクリレート、エーテルアクリレート、エ
ステルウレタンアクリレート、エーテルウレタンアクリ
レート、ブタジエンウレタンアクリレート、エポキシア
クリレート、アミノ樹脂アクリレート、アクリル樹脂ア
クリレート等が使用できる。次いで型部材４４を基板表
面に押しつけた（図１５（Ｂ））。このとき、基板温度
および型温度は室温とすると同時に、基板裏面より紫外
線５８を照射して紫外線硬化樹脂を硬化させ基板表面に
接着固定した。その後、型部材４４を基板面から剥離
し、基板表面に凹凸体１５を形成した（図１５
（Ｃ））。この紫外線硬化樹脂を使用するものである
と、基板や凹凸体を構成する樹脂等を加熱する必要がな
いので、耐熱性が十分でない基板に対しても適用するこ
とができる。
うに、凹凸体を構成する材料として紫外線硬化樹脂を用
いることよっても凹凸体を製造することができる。上記
製造例１，２と同様に、図１５（Ａ）に示すように、基
材１表面に透明電極２と保護膜とが形成されたガラス製
の基板を２枚準備する（一枚のみ図示）。そして、型面
に所定の大きさ、密度で形成された凹凸を有する上記型
部材４４の凹部５１に、屈折率が１.５２３である紫外
線硬化樹脂５６を充填し、基板に対向配置した。紫外線
硬化樹脂としては、光硬化ビニル系樹脂の使用が望まし
い。具体的には、光硬化性アクリル系樹脂、特に光照射
によって重合硬化するアクリルオリゴマーを有するも
の、エステルアクリレート、エーテルアクリレート、エ
ステルウレタンアクリレート、エーテルウレタンアクリ
レート、ブタジエンウレタンアクリレート、エポキシア
クリレート、アミノ樹脂アクリレート、アクリル樹脂ア
クリレート等が使用できる。次いで型部材４４を基板表
面に押しつけた（図１５（Ｂ））。このとき、基板温度
および型温度は室温とすると同時に、基板裏面より紫外
線５８を照射して紫外線硬化樹脂を硬化させ基板表面に
接着固定した。その後、型部材４４を基板面から剥離
し、基板表面に凹凸体１５を形成した（図１５
（Ｃ））。この紫外線硬化樹脂を使用するものである
と、基板や凹凸体を構成する樹脂等を加熱する必要がな
いので、耐熱性が十分でない基板に対しても適用するこ
とができる。
【００４４】また、この例に用いる凹凸体を構成する樹
脂としては、紫外線硬化樹脂ばかりでなく、可視光や電
子線の照射等により硬化する樹脂も適用され得るのは勿
論である。
脂としては、紫外線硬化樹脂ばかりでなく、可視光や電
子線の照射等により硬化する樹脂も適用され得るのは勿
論である。
【００４５】また、この実施例２の液晶素子において
も、凹凸体の材料の誘電率εｐは、より高く、可能なか
ぎり、液晶材料と近似したものが好ましい。液晶材料の
誘電率εLCと、凹凸体の誘電率εpが近似しているもの
ほど、実施例１で説明したように、より液晶層に印加さ
れる電圧が均一化し、また、凹凸体の誘電率εpが高い
ものほど、液晶素子の駆動のための飽和電圧が低下し、
液晶素子を低い電圧で駆動できるようになるので、液晶
表示装置の低電圧駆動が可能となり、消費電力の低減を
図ることができる。
も、凹凸体の材料の誘電率εｐは、より高く、可能なか
ぎり、液晶材料と近似したものが好ましい。液晶材料の
誘電率εLCと、凹凸体の誘電率εpが近似しているもの
ほど、実施例１で説明したように、より液晶層に印加さ
れる電圧が均一化し、また、凹凸体の誘電率εpが高い
ものほど、液晶素子の駆動のための飽和電圧が低下し、
液晶素子を低い電圧で駆動できるようになるので、液晶
表示装置の低電圧駆動が可能となり、消費電力の低減を
図ることができる。
【００４６】
【発明の効果】請求項１記載の液晶素子は、電極を有す
る一対の基板間に、液晶が充填された液晶層が介在し、
両基板の液晶層側の表面に、液晶の常光に対する屈折率
と屈折率がほぼ等しい材料からなる凹凸体が形成され、
凹凸体の表面形状は、一方の基板に形成された凹凸体と
他方の基板の凹凸体とが嵌合するもので、凹凸体間の距
離が一定とされていることを特徴とするもので、液晶層
に電圧が印加されていないときには、光を散乱させる凹
凸体が基板の表面に形成された構造で、散乱モードを利
用し、高価な偏光板を用いることなく、凹凸体が液晶物
質の注入を阻害することなく従来の真空注入法を用いて
セル内に液晶物質を注入することが可能で、歩留まりが
高く、また長期間の使用に耐用でき、簡単な構造としつ
つも、さらに、凹凸の有無に関係なく基板間の距離が一
定に保たれるので、液晶層に印加される電圧が一定とな
る。従って、Ｖ／Ｔ特性において急峻性が向上し、双安
定性駆動において実効的なヒステリシス幅ΔＨが大きく
なり、実質的な双安定性駆動が容易となり、また液晶表
示のムラを低減できる。
る一対の基板間に、液晶が充填された液晶層が介在し、
両基板の液晶層側の表面に、液晶の常光に対する屈折率
と屈折率がほぼ等しい材料からなる凹凸体が形成され、
凹凸体の表面形状は、一方の基板に形成された凹凸体と
他方の基板の凹凸体とが嵌合するもので、凹凸体間の距
離が一定とされていることを特徴とするもので、液晶層
に電圧が印加されていないときには、光を散乱させる凹
凸体が基板の表面に形成された構造で、散乱モードを利
用し、高価な偏光板を用いることなく、凹凸体が液晶物
質の注入を阻害することなく従来の真空注入法を用いて
セル内に液晶物質を注入することが可能で、歩留まりが
高く、また長期間の使用に耐用でき、簡単な構造としつ
つも、さらに、凹凸の有無に関係なく基板間の距離が一
定に保たれるので、液晶層に印加される電圧が一定とな
る。従って、Ｖ／Ｔ特性において急峻性が向上し、双安
定性駆動において実効的なヒステリシス幅ΔＨが大きく
なり、実質的な双安定性駆動が容易となり、また液晶表
示のムラを低減できる。
【００４７】請求項２記載の液晶素子は、液晶の平均誘
電率と凹凸体を構成する材料の誘電率がほぼ等しいこと
を特徴とする請求項１記載の液晶素子で、散乱モードを
利用し、高価な偏光板を用いることなく、凸部が液晶の
注入を阻害することなく従来の真空注入法を用いてセル
内に液晶物質を注入することが可能で、歩留まりが高
く、また長期間の使用に耐用でき、簡単な構造としつつ
も、基板の表面に形成される凹凸体の誘電率と液晶物質
の誘電率が等しいことから、凹凸体の形状に関係なく、
液晶層に印加される電圧が一定となる。したがって、Ｖ
／Ｔ特性において急峻性が向上し、双安定性駆動におい
て実効的なヒステリシス幅ΔＨが大きくなり、実質的な
双安定性駆動が容易となり、また、液晶表示のムラを低
減できる。
電率と凹凸体を構成する材料の誘電率がほぼ等しいこと
を特徴とする請求項１記載の液晶素子で、散乱モードを
利用し、高価な偏光板を用いることなく、凸部が液晶の
注入を阻害することなく従来の真空注入法を用いてセル
内に液晶物質を注入することが可能で、歩留まりが高
く、また長期間の使用に耐用でき、簡単な構造としつつ
も、基板の表面に形成される凹凸体の誘電率と液晶物質
の誘電率が等しいことから、凹凸体の形状に関係なく、
液晶層に印加される電圧が一定となる。したがって、Ｖ
／Ｔ特性において急峻性が向上し、双安定性駆動におい
て実効的なヒステリシス幅ΔＨが大きくなり、実質的な
双安定性駆動が容易となり、また、液晶表示のムラを低
減できる。
【００４８】請求項３記載の液晶素子の製造方法は、型
部材前駆体に、切削面が所定の型面をなす切削し、分割
することにより、互いの型面が組み合わされ得る第１型
部材と第２型部材を製造する工程と、電極を有する一対
の第１の基板と第２の基板の表面上に、熱可塑性樹脂材
料からなる凹凸体原膜を成膜する工程と、第１の基板に
成膜された凹凸体原膜に前記第１型部材を押圧し、凹凸
形状を転写する工程と、第２の基板に成膜された凹凸体
原膜に第２型部材を押圧し、凹凸形状を転写する工程と
を有することにより、第１の基板の表面に形成された凹
凸体に嵌合する形状の凹凸体を第２の基板の表面に形成
することを特徴とするものであり、請求項４記載の液晶
素子の製造方法は、同様の型部材を利用し、前記第１型
部材および第２型部材の型面の凹部に熱可塑性樹脂材料
を充填する工程と、電極を有する一対の第１の基板と第
２の基板の内、第１の基板の表面に前記第１型部材を当
接して凹部に充填された熱可塑性樹脂材料を転移させ、
第２の基板の表面に第２型部材を当接して凹部に充填さ
れた熱可塑性樹脂材料を転移させる工程とを有すること
により、第１の基板の表面に形成された凹凸体に嵌合す
る形状の凹凸体を第２の基板の表面に形成することを特
徴とするものであり、請求項５記載の発明は、請求項３
または４記載の液晶素子の製造方法において、熱可塑性
樹脂材料に紫外線硬化性樹脂を用い、凹凸体を各基板上
に形成した後に、紫外線を照射し、硬化させることを特
徴とするもので、いずれも、請求項１にかかる液晶素子
を容易に製造することが可能となる。
部材前駆体に、切削面が所定の型面をなす切削し、分割
することにより、互いの型面が組み合わされ得る第１型
部材と第２型部材を製造する工程と、電極を有する一対
の第１の基板と第２の基板の表面上に、熱可塑性樹脂材
料からなる凹凸体原膜を成膜する工程と、第１の基板に
成膜された凹凸体原膜に前記第１型部材を押圧し、凹凸
形状を転写する工程と、第２の基板に成膜された凹凸体
原膜に第２型部材を押圧し、凹凸形状を転写する工程と
を有することにより、第１の基板の表面に形成された凹
凸体に嵌合する形状の凹凸体を第２の基板の表面に形成
することを特徴とするものであり、請求項４記載の液晶
素子の製造方法は、同様の型部材を利用し、前記第１型
部材および第２型部材の型面の凹部に熱可塑性樹脂材料
を充填する工程と、電極を有する一対の第１の基板と第
２の基板の内、第１の基板の表面に前記第１型部材を当
接して凹部に充填された熱可塑性樹脂材料を転移させ、
第２の基板の表面に第２型部材を当接して凹部に充填さ
れた熱可塑性樹脂材料を転移させる工程とを有すること
により、第１の基板の表面に形成された凹凸体に嵌合す
る形状の凹凸体を第２の基板の表面に形成することを特
徴とするものであり、請求項５記載の発明は、請求項３
または４記載の液晶素子の製造方法において、熱可塑性
樹脂材料に紫外線硬化性樹脂を用い、凹凸体を各基板上
に形成した後に、紫外線を照射し、硬化させることを特
徴とするもので、いずれも、請求項１にかかる液晶素子
を容易に製造することが可能となる。
【図１】実施例２の液晶素子を示す側断面図である。
【図２】実施例２の液晶素子の駆動を説明するための側
断面図で、図２（Ａ）は電圧を印加したときの、図２
（Ｂ）は電圧を印加していないときのものである。
断面図で、図２（Ａ）は電圧を印加したときの、図２
（Ｂ）は電圧を印加していないときのものである。
【図３】本実施例の凹凸体の一例を示す側断面図であ
る。
る。
【図４】凹凸体の一例を示す側断面図である。
【図５】凹凸体の一例を示す側断面図である。
【図６】凹凸体の一例を示す側断面図である。
【図７】凹凸体の一例を示す側断面図である。
【図８】凹凸体の一例を示す側断面図である。
【図９】印加電圧と透過率の関係を示すグラフである。
【図１０】凹凸体の凸部の高さと、ＥLC／Ｅ0の関係を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図１１】凹凸表面積／基板表面積と、光透過率の関係
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図１２】本実施例の凹凸体を製造するために使用する
型部材の説明図である。
型部材の説明図である。
【図１３】凹凸体を製造する一工程図であり、図１３
（Ａ）は型部材を押圧する前、図１３（Ｂ）は型部材を
押圧したところ、図１３（Ｃ）は型部材を取り外したと
ころを示すものである。
（Ａ）は型部材を押圧する前、図１３（Ｂ）は型部材を
押圧したところ、図１３（Ｃ）は型部材を取り外したと
ころを示すものである。
【図１４】凹凸体を製造する一工程図であり、図１４
（Ａ）は型部材を押圧する前、図１４（Ｂ）は型部材を
押圧したところ、図１４（Ｃ）は型部材を取り外したと
ころを示すものである。
（Ａ）は型部材を押圧する前、図１４（Ｂ）は型部材を
押圧したところ、図１４（Ｃ）は型部材を取り外したと
ころを示すものである。
【図１５】凹凸体を製造する一工程図であり、図１５
（Ａ）は型部材を押圧する前、図１５（Ｂ）は型部材を
押圧したところ、図１５（Ｃ）は型部材を取り外したと
ころを示すものである。
（Ａ）は型部材を押圧する前、図１５（Ｂ）は型部材を
押圧したところ、図１５（Ｃ）は型部材を取り外したと
ころを示すものである。
【図１６】従来例の液晶素子における電圧分布の不均等
を示す側断面図である。
を示す側断面図である。
【図１７】電圧と反射率の関係を示すグラフである。
【図１８】従来例の液晶素子を示す側断面図である。
【図１９】従来例の液晶素子を示す側断面図である。
【図２０】従来例の液晶素子を示す側断面図である。
【図２１】従来例の液晶素子を示す側断面図である。
【図２２】従来例の液晶素子の駆動説明するための側断
面図で、図２２（Ａ）は駆動したところ、図２２（Ｂ）
は駆動していないところ示すものである。
面図で、図２２（Ａ）は駆動したところ、図２２（Ｂ）
は駆動していないところ示すものである。
３ 基板 ６ 基板 ７ 液晶材料 ８ 液晶材料 ９ 液晶層 １０ 液晶素子 １４ 液晶素子 １７ 微粒子 １８ 液晶素子 ４２ 型部材前駆体 ４４ 型部材 ４６ 型部材 ４８ 凹凸体原膜 ５０ 凹凸体原膜 ５１ 凹部 ５４ 凹凸体原膜 ５６ 紫外線硬化樹脂 ｄ(1,2,3) 凹凸体間距離
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−18858（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−273213（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−232457（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−216054（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02F 1/1334 G02F 1/139
Claims (5)
- 【請求項１】 電極を有する一対の基板間に、液晶が充
填された液晶層が介在し、両基板の液晶層側の表面に、
液晶の常光に対する屈折率と屈折率がほぼ等しい材料か
らなる凹凸体が形成され、 凹凸体の表面形状は、一方の基板に形成された凹凸体と
他方の基板の凹凸体とが嵌合するもので、凹凸体間の距
離が一定とされていることを特徴とする液晶素子。 - 【請求項２】 液晶の平均誘電率と凹凸体を構成する材
料の誘電率がほぼ等しいことを特徴とする請求項１記載
の液晶素子。 - 【請求項３】 型部材前駆体に、切削面が所定の型面を
なす切削し、分割することにより、互いの型面が組み合
わされ得る第１型部材と第２型部材を製造する工程と、 電極を有する一対の第１の基板と第２の基板の表面上
に、熱可塑性樹脂材料からなる凹凸体原膜を成膜する工
程と、 第１の基板に成膜された凹凸体原膜に前記第１型部材を
押圧し、凹凸形状を転写する工程と、第２の基板に成膜
された凹凸体原膜に第２型部材を押圧し、凹凸形状を転
写する工程とを有することにより、 第１の基板の表面に形成された凹凸体に嵌合する形状の
凹凸体を第２の基板の表面に形成することを特徴とする
液晶素子の製造方法。 - 【請求項４】 型部材前駆体に、切削面が所定の型面を
なす切削し、分割することにより、互いの型面が組み合
わされ得る第１型部材と第２型部材を製造する工程と、 前記第１型部材および第２型部材の型面の凹部に熱可塑
性樹脂材料を充填する工程と、 電極を有する一対の第１の基板と第２の基板の内、第１
の基板の表面に前記第１型部材を当接して凹部に充填さ
れた熱可塑性樹脂材料を転移させ、第２の基板の表面に
第２型部材を当接して凹部に充填された熱可塑性樹脂材
料を転移させる工程とを有することにより、 第１の基板の表面に形成された凹凸体に嵌合する形状の
凹凸体を第２の基板の表面に形成することを特徴とする
液晶素子の製造方法。 - 【請求項５】 請求項３または４記載の液晶素子の製造
方法において、熱可塑性樹脂材料に紫外線硬化性樹脂を
用い、凹凸体を各基板上に形成した後に、紫外線を照射
し、硬化させることを特徴とする液晶素子の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25399594A JP3328444B2 (ja) | 1994-10-19 | 1994-10-19 | 液晶素子およびその製造方法 |
| US08/533,897 US5663778A (en) | 1994-10-19 | 1995-09-26 | Liquid crystal devices and method for making the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25399594A JP3328444B2 (ja) | 1994-10-19 | 1994-10-19 | 液晶素子およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08122828A JPH08122828A (ja) | 1996-05-17 |
| JP3328444B2 true JP3328444B2 (ja) | 2002-09-24 |
Family
ID=17258805
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25399594A Expired - Fee Related JP3328444B2 (ja) | 1994-10-19 | 1994-10-19 | 液晶素子およびその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5663778A (ja) |
| JP (1) | JP3328444B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6181397B1 (en) * | 1997-04-01 | 2001-01-30 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Reflection-type liquid crystal display panel and method of fabricating the same |
| US6693694B2 (en) * | 1999-05-14 | 2004-02-17 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Electro-optic display device with reduced electrical asymmetry |
| US6803979B2 (en) * | 2000-04-19 | 2004-10-12 | Lg.Philips Lcd Co., Ltd. | In-plane switching LCD panel with transverse dielectric protrusions |
| AU2003278314A1 (en) * | 2002-10-17 | 2004-05-04 | Zbd Displays Ltd. | Liquid crystal alignment layer |
| TWI464488B (zh) * | 2011-12-07 | 2014-12-11 | Univ Nat Cheng Kung | 液晶光閥及其製作方法 |
| WO2016189816A1 (ja) * | 2015-05-27 | 2016-12-01 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 光学デバイス |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0234429B1 (en) * | 1986-02-17 | 1995-05-24 | Sel Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Liquid crystal device with a charge strage structure |
| JPH0194318A (ja) * | 1987-10-07 | 1989-04-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 液晶表示素子 |
| JPH03168816A (ja) * | 1989-11-29 | 1991-07-22 | Iseki & Co Ltd | 移動車輌の走行ペタル |
| JPH04245224A (ja) * | 1991-01-31 | 1992-09-01 | Toshiba Corp | 液晶表示素子 |
| EP0505964B1 (en) * | 1991-03-27 | 1998-06-03 | AG-TECHNOLOGY Co., Ltd. | Liquid crystal display element and a projection type liquid crystal display apparatus |
-
1994
- 1994-10-19 JP JP25399594A patent/JP3328444B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-09-26 US US08/533,897 patent/US5663778A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5663778A (en) | 1997-09-02 |
| JPH08122828A (ja) | 1996-05-17 |
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