JP3484061B2 - 液晶表示素子 - 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、液晶表示素子に関
する。

【０００２】

【従来の技術】情報機器のディスプレイに用いられる表
示素子として、これまでに多くの液晶表示素子が提案さ
れている。これら液晶表示素子の中で、現在は、特開昭
４７−１１７３７号で開示されるＴＮモード（twisted
nematic mode）や特開昭６０−１０７０２０号で開示さ
れるＳＴＮモード（super twisted nematic mode）を代
表とする、ネマチック液晶を用いるタイプの液晶表示素
子が多用されている。

【０００３】ＴＮモード及びＳＴＮモードの液晶表示素
子においては、液晶分子の配列は、初期状態において、
それぞれ９０°前後及び２６０°前後捩じれた構造をと
る。したがって、素子に入射した光は、液晶分子配列の
捩れ構造と複屈折とにより、偏光状態の変化を受けて出
射する。

【０００４】液晶層に電圧を印加すると、液晶分子は電
界方向に再配列し、上述の捩れ構造が消滅する。その結
果、複屈折が失われ、入射光は偏光状態を変えることな
く出射する。したがって、素子を２枚の直線偏光子で挟
んだ構造とすることにより、電圧の印加／非印加に応じ
て液晶層の光学的性質が変化し、出射光の強度変化が観
察されるのである。ＴＮモード及びＳＴＮモードは、こ
の動作原理に基づいて明暗のコントラストを得る表示方
式である。

【０００５】これら表示方式の液晶表示装置は、ＣＲＴ
（cathode ray tube）ディスプレイに比べて消費電力が
著しく少なく、薄型化が可能であるという利点を有して
おり、パーソナルコンピュータやワードプロセッサ等の
オフィス用情報機器に広く用いられている。

【０００６】しかしながら、上記表示方式の液晶表示装
置は、偏光子を用いているため、入射光を有効に利用し
ているとは言い難い。そのため、上記液晶表示装置の多
くにおいては、出射光の強度を確保するために、液晶表
示素子の後方に光源（バックライト）が付設されてい
る。また、カラーフィルタが設けられた液晶表示装置に
おいては、光の透過率がさらに減少するため、より強力
な光源が必要となる。

【０００７】ところが、この光源の電力は、駆動回路を
含む液晶表示素子の消費電力に匹敵する。そのため、上
記表示方式の液晶表示装置は、電池で電力を供給される
携帯用情報機器のディスプレイには適していない。

【０００８】すなわち、従来の表示方式の液晶表示装置
においては、カラーディスプレイであるか白黒ディスプ
レイであるかに関わらず、明るさの向上と低消費電力化
とが二律背反の関係にあった。

【０００９】また、このような液晶表示装置では、通常
バックライトに蛍光灯が用いられているため、長時間デ
ィスプレイを見続けた場合に目に与える疲労が大きく、
望ましくない。したがって、バックライトを必要としな
い反射型液晶表示素子に適用可能な、光の利用効率の高
い表示方式の開発が望まれている。

【００１０】また、液晶表示装置を投射型ディスプレイ
として使用する場合においても、光透過率を高めること
により、装置の小型化、長寿命化、及び機器全体の節電
等を図ることが可能である。したがって、投射型液晶表
示素子においても、光の利用効率の高い表示方式の開発
が望まれている。

【００１１】このような要望に対し、偏光子を用いない
様々な表示方式が提案されている。例えば、偏光子を用
いない表示方式として、ＮＣＡＰ（Nematic Curvilinea
r Aligned Phase ）或いはＰＤＬＣ（Polymer Disperse
d Liquid Crystal）と呼ばれる方式が知られている。こ
の表示方式においては、高分子マトリクス中に、正の誘
電異方性を有するネマチック液晶が直径数μｍ程度の粒
子状に分散されて液晶層が形成される。また、この液晶
は、常光についての屈折率が高分子マトリクスそれとほ
ぼ同じとなり、異常光についての屈折率が高分子マトリ
クスのそれと異なるように選ばれる。

【００１２】この表示方式によると、初期状態において
は、それぞれの液晶粒子中の液晶分子は歪んだ配列構造
をとり、しかも、各液晶粒子間で配列方向が異なるた
め、大部分の液晶粒子と高分子マトリクスとの間で屈折
率の差が生じ、その結果、すりガラスのように光散乱が
生じる。

【００１３】この液晶層に十分な電圧を印加すると、そ
れぞれの液晶粒子中で液晶分子の再配列が生じ、液晶粒
子と高分子マトリクスとの間で、液晶層に垂直に入射す
る光に対する屈折率が等しくなる。その結果、液晶粒子
と高分子マトリクスとの間の界面での屈折及び反射がな
くなり、透過状態となる。なお、入射光は直線光である
必要はない。

【００１４】上述の表示方式は、後述する液晶マイクロ
カプセルを用いた表示方式とは異なり、媒体中に液晶を
分散させるものである。この表示方式の液晶表示装置
は、上記液晶粒子が分散された高分子マトリクスを、一
般的な液晶表示装置に用いられるガラスセルに封入する
こと、或いは基板に塗布することにより、容易に形成す
ることができる。

【００１５】しかしながら、コントラストを高めるため
に、液晶の配向を延伸等の後処理で揃える場合、或いは
導電性ポリマーフィルムでラミネートする場合、この液
晶層は強度が十分であるとはいえない。また、透明−白
濁変化、もしくは黒色の二色性色素を添加することによ
り白−黒変化を生じさせて表示を行う場合は問題とはな
らないが、カラー表示を行う場合はカラーフィルタが必
要であるため、光の利用効率を高めることができない。

【００１６】偏光子を用いない他の表示方式としては、
ホスト液晶材料中にゲスト二色性色素が添加されたゲス
ト・ホスト液晶を用いた表示方式が知られている。この
表示方式によると、二色性色素の配向方向を変えること
により光透過率が制御される。すなわち、液晶層に電圧
を印加することにより、初期状態において基板面に平行
に配列した液晶分子を基板面に垂直に配列させ、それに
伴って二色性色素の向きを変化させることにより、光の
透過率が制御されるのである。

【００１７】上記表示方式によると、偏光板を用いるこ
となく透明−着色変化を行うことが可能である。また、
この表示方式によると、例えば、シアン、マゼンタ、及
びイエローの液晶層を中間基板を隔てて積層することに
より、カラーフィルタを用いることなくカラー表示を行
うことができる。

【００１８】しかしながら、二色性色素は吸光軸が一軸
であるため、吸光軸に垂直な偏光成分を吸収することは
できない。また、二色性色素は、ホスト液晶材料に対す
る溶解度が低く、モル吸光係数が低い。したがって、上
記表示方式においては、高いコントラストで表示するこ
とができない。

【００１９】ゲスト・ホスト液晶を用いてより高いコン
トラストで表示可能な液晶表示素子を実現するために、
様々な試みが為されている。例えば、ジャーナル・オブ
・アプライド・フィジックス（J. Appl. Phys.）、４５
巻、４７１８〜４７２３頁（１９７４年）において、Ｗ
ｈｉｔｅ−Ｔａｙｌｏｒ型ゲスト・ホスト液晶表示素子
が開示されている。この液晶表示素子においては、カイ
ラルネマチック相を示す液晶と二色性色素との混合物が
液晶層に用いられる。この素子においては、カイラルネ
マチック相に起因する捩れ構造のために、色素による光
吸収が効率よく起こるので、原理的には偏光子なしでも
高い表示コントラストを得ることができる。

【００２０】しかしながら、この液晶表示素子において
高いコントラストを達成するためには、カイラルネマチ
ック相を呈する液晶分子配列の螺旋ピッチを光の波長オ
ーダーとすることが必要である。このように螺旋ピッチ
を短くした場合、ディスクリミネーションラインが数多
く発生するため表示品質が損なわれ、同時に、ヒステリ
シス現象が発生するため電圧印加に対する応答速度が極
端に遅くなる。したがって、上述のＴＮモード及びＳＴ
Ｎモードの液晶表示素子に比べて、いまひとつ実用性に
乏しい。

【００２１】ゲスト・ホスト液晶を用いた他の表示素子
として、液晶マイクロカプセルを用いた液晶表示素子が
知られている。このゲスト・ホスト液晶マイクロカプセ
ルを用いることにより、高い光の利用効率を有するカラ
ー液晶表示素子を得る試みがなされている。例えば、吸
収波長の異なるゲスト・ホスト液晶マイクロカプセルを
作製し、それらを混合して液晶層を形成すること（特開
昭５８−１４４８８５号）や、ゲスト・ホスト液晶マイ
クロカプセルを用いて、３色の液晶層をガラスやプラス
チック等の中間基板を用いることなく積層すること（特
願平７−５６０８６号）が知られている。

【００２２】このように、液晶マイクロカプセルを用い
た液晶表示素子においては、偏光子等を用いる必要がな
い。そのため、光の利用効率が高くなり、高い表示コン
トラストが期待される。しかしながら、現在のところ、
液晶マイクロカプセルを用いた液晶表示素子において、
高い表示コントラストが得られるには至っていない。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、ゲス
ト・ホスト液晶を用いた液晶表示素子においては、高い
表示コントラストが得られていない。本発明は、高いコ
ントラストでの表示が可能な液晶表示素子を提供するこ
とを目的とする。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされたものであり、少なくとも一方の主
面に電極が形成された基板、前記基板の電極が形成され
た面に形成され、二色性色素を含有した液晶材料を透明
被膜で包含してなる液晶マイクロカプセルを有する液晶
層、及び前記液晶層上に設けられた対向電極を具備し、
前記液晶材料は、前記液晶マイクロカプセル中で螺旋構
造を呈し、前記液晶層は、前記螺旋軸が第１の方向に向
くように前記液晶マイクロカプセルを配列してなる第１
の液晶マイクロカプセル層と、前記螺旋軸が第２の方向
に向くように前記液晶マイクロカプセルを配列してなる
第２の液晶マイクロカプセル層とを積層した積層構造を
有し、前記第１及び第２の方向は実質的に互いに平行で
あり且つ基板面に対して実質的に平行であることを特徴
とする液晶表示素子を提供する。

【００２５】上記液晶表示素子において、好ましい態様
を以下に示す。

【００２６】前記液晶マイクロカプセルは、異方性形状
を有すること。また、本発明は、少なくとも一方の主面
に電極が形成された基板、前記基板の電極が形成された
面に設けられ、液晶材料を含む液晶層、及び前記液晶層
上に設けられた対向電極を具備し、前記液晶層は、液晶
材料が第１の配向方向に配向した第１の液晶領域と、前
記第１の液晶領域と基板面に平行な方向に隣接して設け
られ、液晶材料が第２の配向方向に配向した第２の液晶
領域とを有し、前記第１及び第２の液晶領域は規則的に
配列され、前記第１の配向方向と第２の配向方向とは異
なることを特徴とする液晶表示素子を提供する。

【００２７】上記液晶表示素子において、好ましい態様
を以下に示す。 （１）前記電極上及び対向電極上に、それぞれ配向膜を
具備すること。 （２）前記液晶層は、液晶材料を透明被膜で包含した液
晶マイクロカプセルで構成されたこと。

【００２８】（３）前記液晶マイクロカプセルは異方性
形状を有すること。さらに、本発明は、少なくとも一方
の主面に電極が形成された基板、前記基板の電極が形成
された面に形成された液晶層、及び前記液晶層上に設け
られた対向電極を具備し、前記液晶層は、液晶材料を透
明被膜で包含した液晶マイクロカプセルからなる第１及
び第２の液晶マイクロカプセル層を積層した積層構造を
有し、前記第１及び第２の液晶マイクロカプセル層のい
ずれか一方を構成する液晶マイクロカプセルはその液晶
材料がラジアル配向を呈することを特徴とする液晶表示
素子を提供する。

【００２９】上記液晶表示素子において、好ましい態様
を以下に示す。 （１）前記第１及び第２の液晶マイクロカプセル層の他
方を構成する液晶マイクロカプセルはその液晶材料がラ
ジアル配向を呈すること。

【００３０】（２）前記第１及び第２の液晶マイクロカ
プセル層の他方を構成する液晶マイクロカプセルはその
液晶材料がバイポーラ配向を呈すること。 （３）前記第１及び第２の液晶マイクロカプセル層の他
方を構成する液晶マイクロカプセルはその液晶材料がア
キシャル配向を呈すること。 （４）前記第１及び第２の液晶マイクロカプセル層の他
方を構成する液晶マイクロカプセルはその液晶材料が螺
旋構造を呈すること。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明について、図面を参
照しながらより詳細に説明する。図１に、本発明の第１
の実施形態に係る液晶表示素子の断面図を示す。図１に
おいて、液晶表示素子１は、一方の主面に電極４が形成
された基板２と、基板２の電極４が形成された面に対向
して配置され、その対向面に電極５が形成された基板３
と、基板２，３間に挟持された液晶層７とで構成されて
いる。

【００３２】上記液晶表示素子１において、基板２，３
としては、ガラスやプラスチック等の透明基板等が用い
られ、電極４としては、ＩＴＯ等の透明導電膜やアルミ
ニウム等の金属膜等が用いられる。基板３は必ずしも設
ける必要はなく、代わりに透明樹脂等の保護膜を設けて
もよい。電極５としては、ＩＴＯ等の透明導電膜が用い
られる。

【００３３】また、上記液晶表示素子１において、液晶
層７は、液晶材料１０を透明被膜３７で包含してなる液
晶マイクロカプセル６で構成されている。液晶マイクロ
カプセル６は、液晶層７中で層状構造を呈しており、液
晶マイクロカプセル層８，９を形成している。また、そ
れぞれの液晶マイクロカプセル６中で、液晶材料１０は
螺旋状に配列し、螺旋軸を有している。

【００３４】上記液晶マイクロカプセル６において、液
晶材料１０には、液晶化合物とカイラル剤との混合物を
用いることができる。液晶材料１０に用いられる液晶化
合物としては、フッ素系液晶化合物、シアノ系液晶化合
物、エステル系液晶化合物等を用いることができる。本
発明の第１の実施形態によると、電圧非印加時に光吸収
が行われるため、誘電異方性は正であることが好まし
い。

【００３５】また、液晶材料１０に用いられるカイラル
剤としては、上記液晶化合物と類似した化学構造を有
し、そのコア部とスペーサ部との間に不斉原子を有する
化合物を用いることができる。上記液晶化合物に対する
カイラル剤の重量比は、０．０１〜５０重量％であるこ
とが好ましく、１〜３０重量％であることがより好まし
い。カイラル剤の重量比が下限値未満の場合、液晶材料
１０を良好に螺旋状に配列させることができないことが
ある。また、カイラル剤の重量比が上限値を超える場
合、駆動電圧が過剰に上昇する、及びＯＮ／ＯＦＦ時に
光学的な履歴現象を生ずる等の不具合を生ずるおそれが
ある。

【００３６】上記液晶材料１０のカイラル極性は、左右
どちらでもよい。但し、水等の液体を収容する容器に、
液晶材料１０と透明被膜３７の原料との混合液を液滴状
に滴下し、容器中に回転する液流を形成することにより
液晶マイクロカプセル６を形成する場合、液流の回転方
向を上記カイラル極性と逆方向とすることが望ましい。
これは、以下の理由による。

【００３７】上記液滴状の混合液が液晶マイクロカプセ
ル１０へと変化する際、表面に透明被膜３７が形成され
つつある液滴中で、液晶材料１０は、液流の回転に伴っ
て発生する慣性力（コリオリ力）の影響により、液流の
回転方向とは逆向きに回転する傾向にある。そのため、
透明被膜３７は、その内壁に液晶材料１０の回転による
影響を受けて形成される。このようにして形成された透
明被膜３７は、液晶材料１０に対して微弱な捩れ構造誘
起性を有する場合がある。

【００３８】液流の回転方向が液晶材料１０のカイラル
極性と同方向である場合、透明被膜３７により誘起され
る捩れ構造は、液晶材料１０のカイラル極性に対して逆
となり、その結果、当初予定した捩れ構造有機性が発現
されないおそれがある。それに対し、液流の回転方向が
液晶材料１０のカイラル極性と逆方向である場合、透明
被膜３７により誘起される捩れ構造は、液晶材料１０の
カイラル極性と同方向となる。したがって、上記問題を
生ずることはない。

【００３９】上記液晶材料１０は、通常、二色性色素を
含有する。二色性色素を用いた液晶表示素子において
は、電圧非印加時に光吸収が生じた場合、表示色が白っ
ぽくなるため、特に光散乱の低減が望まれている。

【００４０】この二色性色素としては、下記化学式
（１）〜（９）に示すイエロー色素、下記化学式（１
０）〜（１７）に示すマゼンタ色素、及び下記化学式
（１８）〜（２１）に示すシアン色素等を挙げることが
できる。

【００４１】

【化１】

【００４２】

【化２】

【００４３】

【化３】

【００４４】

【化４】

【００４５】

【化５】

【００４６】これら二色性色素は、液晶化合物に対して
０．０１〜１０重量％混合されることが好ましく、０．
１〜５重量％混合されることがより好ましい。二色性色
素の混合比が下限値未満の場合、十分なコントラストを
得ることができず、上限値を超える場合、電圧印加時に
おいても着色が残るためコントラストが低下するおそれ
がある。

【００４７】上記液晶材料１０を包含する透明被膜３７
としては、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、フ
ェノール樹脂、フラン樹脂等の縮合系ポリマーや、スチ
レン−ジビニルベンゼン共重合体、メチルメタクリレー
ト−ビニルアクリレート共重合体等の三次元架橋ビニル
ポリマー等の熱硬化性樹脂を用いることができる。

【００４８】また、透明被膜３７に用いる材料として、
ポリエチレン類；塩素化ポリエチレン類；エチレン・酢
酸ビニル共重合体、エチレン・アクリル酸・無水マレイ
ン酸共重合体等のエチレン共重合体；ポリブタジエン
類；ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフ
タレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル
類；ポリプロピレン類；ポリイソブチレン類；ポリ塩化
ビニル類；ポリ塩化ビニリデン類；ポリ酢酸ビニル類；
ポリビニルアルコール類；ポリビニルアセタール類；ポ
リビニルブチラール類；四フッ化エチレン樹脂類；三フ
ッ化塩化エチレン樹脂類；フッ化エチレン・プロピレン
樹脂類；フッ化ビニリデン樹脂類；フッ化ビニル樹脂
類；四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレ
ン共重合体、四フッ化エチレン・パーフルオロアルキル
ビニルエーテル共重合体、四フッ化エチレン・六フッ化
プロピレン共重合体、四フッ化エチレン・エチレン共重
合体等の四フッ化エチレン共重合体；含フッ素ポリベン
ゾオキサゾール等のフッ素樹脂類；アクリル樹脂類；ポ
リメタクリル酸メチル等のメタクリル樹脂類；ポリアク
リロニトリル類；アクリロニトリル・ブタジエン・スチ
レン共重合体等のアクリロニトリル共重合体；ポリスチ
レン類；ハロゲン化ポリスチレン類；スチレン・メタク
リル酸共重合体、スチレン・アクリロニトリル共重合体
等のスチレン共重合体；ポリスチレンスルホン酸ナトリ
ウム、ポリアクリル酸ナトリウム等のイオン性ポリマ
ー；アセタール樹脂類；ナイロン６６等のポリアミド
類；ゼラチン；アラビアゴム；ポリカーボネート類；ポ
リエステルカーボネート類；セルロース系樹脂類；フェ
ノール系樹脂類；ユリア樹脂類；エポキシ樹脂類；不飽
和ポリエステル樹脂類；アルキド樹脂類；メラミン樹脂
類；ポリウレタン類；ジアリールフタレート樹脂類；ポ
リフェニレンオキサイド類；ポリフェニレンスルフィド
類；ポリスルフォン類；ポリフェニルスルフォン類；シ
リコーン樹脂類；ポリイミド類；ビスマレイミドトリア
ジン樹脂類；ポリイミドアミド類；ポリエーテルスルフ
ォン類；ポリメチルペンテン類；ポリエーテルエーテル
ケトン類；ポリエーテルイミド類；ポリビニルカルバゾ
ール類；ノルボルネン系非晶質ポリオレフィン類；ポリ
フマル酸エステル類等の熱可塑性樹脂も挙げることがで
きる。

【００４９】液晶マイクロカプセル６の透明被膜３７
は、上記熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂から選ばれる２
種以上の樹脂を用いて多層膜として形成されてもよい。
この場合、液晶マイクロカプセル６の熱安定性を向上さ
せるために、透明被膜３７の最外殻には熱硬化性樹脂を
用いることが好ましい。

【００５０】以上のように構成される液晶マイクロカプ
セル６は、界面重合法、ｉｎ ｓｉｔｕ重合法、液中硬
化被覆法、水溶液系からの相分離法、有機溶液系からの
相分離法、融解分散冷却法、気中懸濁法、及びスプレー
ドライング法等を用いることができる。また、液晶マイ
クロカプセル７は、通常、平均粒径が３μｍ〜１５μｍ
程度となるように形成される。

【００５１】図２（ａ）及び（ｂ）に、本発明の第１の
実施形態に係る液晶表示素子で用いられる液晶マイクロ
カプセルの断面図を示す。図２（ａ），（ｂ）に示す液
晶マイクロカプセル６-1，６-2において、参照番号１２
は液晶分子の配向方向を示している。また、透明被膜３
７中には、液晶分子の他にカイラル剤及び二色性色素
（図示せず）が包含されている。図２（ａ），（ｂ）に
示すように、液晶分子１２は、液晶マイクロカプセル６
-1，６-2中で、螺旋軸３８に対して螺旋状に配列してい
る。

【００５２】本発明の第１の実施形態に係る液晶表示素
子１によると、上記液晶マイクロカプセル６-1，６-2を
積層することにより液晶層７が形成されるため、高い表
示コントラストを得ることができる。以下に、その理由
を説明する。

【００５３】図２（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）に、従来の
液晶表示素子に用いられる液晶マイクロカプセルの断面
図をそれぞれ示す。（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）に示す液
晶マイクロカプセル６-3、６-4及び６-5は、液晶材料が
透明被膜３７で包含された構造を有している。また、従
来の製造方法によると、図２（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）
に示すように、通常、液晶マイクロカプセル６-3、６-4
及び６-5は球状に形成される。

【００５４】図２（ｃ）〜（ｅ）に示す液晶マイクロカ
プセル６-3〜６-5においては、液晶分子の配向方向１２
が異なっている。これら配向性の違いは、透明被膜３７
と液晶分子との相互作用の程度、及び液晶マイクロカプ
セルの粒径の違いに起因している。すなわち、透明被膜
３７と液晶分子との間に適度な相互作用が存在する場
合、バイポーラ配向（ｅ）を呈し、相互作用が弱い場
合、ラジアル配向（ｃ）或いはアキシャル配向（ｄ）を
呈する。また、相互作用が弱く粒径が十分に大きい場合
は、ラジアル配向を呈し、相互作用が弱く粒径が小さい
場合にはアキシャル配向を呈する。

【００５５】このように、液晶マイクロカプセル中の液
晶分子は、様々な配向をとり得る。しかしながら、現実
の系においては、液晶材料１０と透明被膜３７との間に
は何らかの相互作用が存在することが通常である。ま
た、バイポーラ配向はラジアル配向やアキシャル配向に
比べてより歪み弾性エネルギーが小さい。したがって、
一般的な液晶マイクロカプセルにおいては、通常、液晶
材料１０はバイポーラ配向を呈する。

【００５６】また、液晶材料１０の配向をバイポーラ型
とした場合、液晶材料１０や透明被膜３７に、様々な材
料を用いることが可能となり、素子の製造上有利であ
る。さらに、図２（ｅ）に示すバイポーラ型の液晶マイ
クロカプセル６-5においては、表示に最も寄与すると考
えられるカプセル中央部の液晶材料１０は、ほぼ一方向
に配列している。したがって、液晶材料１０の配向は、
図２（ｅ）に示すバイポーラ型であることが好適である
と考えられる。

【００５７】しかしながら、図２（ｅ）に示す液晶マイ
クロカプセル１０６-3においては、上述のように、カプ
セル中央部の液晶材料１０はほぼ一方向に配列している
ため、その配列方向の偏光成分しか吸収することができ
ない。すなわち、液晶材料１０の配列方向に垂直な方向
の偏光成分を表示に利用することができないのである。

【００５８】上記偏光成分を表示に利用する方法とし
て、図２（ｅ）に示す液晶マイクロカプセル６-5を、そ
れぞれの液晶材料１０の配向方向が直交するように、入
射光の光軸に平行な方向に積層することが考えられる。
この方法によると、理論的には全偏光成分を吸収するこ
とが可能となる。しかしながら、液晶マイクロカプセル
６-5の位置、及び液晶材料１０の配向方向等の制御を高
精度に行うことは困難である。そのため、この方法で
は、カプセル中央部において５０％を超える光吸収効率
を実現すること、すなわちコントラスト比が２を超える
表示性能を得ることはできなかった。

【００５９】本発明者らは、液晶マイクロカプセル層
８，９のそれぞれにおいて、液晶材料１０の螺旋軸が一
方向を向くように液晶マイクロカプセル６を配列させる
ことにより、液晶マイクロカプセル６の位置、及び液晶
材料１０の配向方向等の制御を高精度に行うことができ
ると考え、その方法を検討した。その結果、例えば、液
晶マイクロカプセル６を異方性形状とすることにより、
上記制御を高精度に行うことができることを見出した。

【００６０】液晶マイクロカプセル６を異方性形状、す
なわち長軸と短軸とを有する形状とすると、図２（ｂ）
に示すように、螺旋軸３８が液晶マイクロカプセル６-2
の長軸方向と一致した場合に液晶材料１０の歪み弾性エ
ネルギーが最小化される。すなわち、液晶マイクロカプ
セル６を異方性形状とすることにより、液晶マイクロカ
プセル６に対する螺旋軸３８の方向を制御することがで
きる。

【００６１】また、異方性形状を有する液晶マイクロカ
プセル６-2を用いた場合、液晶マイクロカプセル層８，
９の形成時に、スキージ等で一方向に寄せる、超音波の
音圧を印加することにより一方向に寄せる、或いは重力
作用により下方に寄せる等の処理を適用することによ
り、液晶マイクロカプセル６-2を所望の配向で配列させ
ることができる。したがって、異方性形状を有する液晶
マイクロカプセル６-2を用いることにより、全ての液晶
マイクロカプセル６-2を、その螺旋軸３８が一方向を向
くように配列させることができるのである。

【００６２】以上、異方性形状を有する液晶マイクロカ
プセル６-2を用いて液晶マイクロカプセル層８或いは９
を形成することについて説明したが、球状の液晶マイク
ロカプセル６-1を用いて液晶マイクロカプセル層８或い
は９を形成した後、延伸等の処理を施すことにより、液
晶マイクロカプセル６-1を異方性形状に変形させてもよ
い。

【００６３】以上説明した方法により、液晶マイクロカ
プセル６の位置、及び液晶材料１０の配向方向等の制御
を高精度に行うことができる。しかしながら、高い表示
コントラストを得るためには、第１及び第２の液晶マイ
クロカプセル層８，９で、それぞれ異なる偏光成分を吸
収させることが必要である。

【００６４】これを実現するために、例えば、図２
（ｅ）に示すバイポーラ型の液晶マイクロカプセル６-5
を異方性形状として用いることが考えられる。しかしな
がら、この場合、第２の液晶マイクロカプセル層８中の
液晶マイクロカプセル６-5の長軸方向が、第１の液晶マ
イクロカプセル層９中の液晶マイクロカプセル６-5の長
軸方向に対して垂直となるように積層しなければならな
い。すなわち、第１及び第２の液晶マイクロカプセル層
８，９を同時に形成することができないのである。

【００６５】それに対し、本発明の第１の実施形態によ
ると、液晶マイクロカプセル６中の液晶材料１０は、図
２（ｂ）に示すように螺旋状に配列するため、第１及び
第２の液晶マイクロカプセル層８，９を同時に形成する
ことが可能となる。以下に、その理由を説明する。

【００６６】図２（ｂ）に示す液晶マイクロカプセル６
-2に、その短軸方向から光を入射させた場合、二色性色
素は一方向の偏光成分のみを吸収可能であるため、液晶
材料がホモジニアス配向を呈する液晶層に光を入射させ
た場合と同様に、理想的には５０％の光が吸収される。

【００６７】しかしながら、液晶材料がホモジニアス配
向を呈する場合、出射される偏光成分は吸収された偏光
成分に垂直であるのに対し、図２（ｂ）に示す液晶マイ
クロカプセル６-2によると、出射される偏光成分は必ず
しも吸収された入射光の偏光成分とは垂直とはならな
い。すなわち、図２（ｂ）に示す液晶マイクロカプセル
６においては、液晶分子１２の配列は捩れ構造を呈する
ため、ＴＮセルやＳＴＮセルに光を入射させた場合と同
様に、吸収されない偏光成分は、その偏波方向を変えて
出射されるのである。

【００６８】したがって、上記液晶マイクロカプセル６
-2において、入射位置近傍の液晶分子１２の配向方向を
螺旋軸３８に対して４５°とすることにより、出射位置
近傍の液晶分子１２の配向方向は螺旋軸に対して−４５
°となるため、９０°の捩れ構造が形成される。なお、
液晶材料１０の螺旋構造は、上述したカイラル剤の添加
量及び種類等を適宜選択することにより、容易に制御可
能である。これにより、吸収不可能な偏光成分を、吸収
した偏光成分と同じ方向の偏光成分として出射可能とな
るのである。

【００６９】このように出射される偏光成分の偏波方向
を制御することにより、液晶マイクロカプセル６-2を、
単純にその螺旋軸３８の方向が一致するように積層する
だけで、一方の液晶マイクロカプセル６-2を透過した偏
光成分を、他方の液晶マイクロカプセル６-2で吸収する
ことができるため、原理的には全ての偏光成分を吸収す
ることが可能となる。

【００７０】また、この場合、液晶層７は、第１及び第
２の液晶層８，９を別々に形成し、一方に他方を転写す
ること等の他に、第１及び第２の液晶層８，９を同時に
形成することができる。その方法としては、例えば、異
方性形状を有する液晶マイクロカプセル６-2を連続的に
積層することにより、第１及び第２の液晶層８，９を同
時に形成すること、或いは球状の液晶マイクロカプセル
６-1を用いて第１及び第２の液晶層８，９を同時に形成
した後、延伸処理を施すこと等の方法により形成するこ
と等を挙げることができる。

【００７１】以上、本発明の第１の実施形態によると、
第１の液晶マイクロカプセル層８における螺旋軸３８
は、第２の液晶マイクロカプセル層９における螺旋軸３
８と平行である場合に、高い光吸収効率を得ることがで
きることを説明した。しかしながら、それぞれの螺旋軸
は必ずしも完全に平行である必要はなく、これら螺旋軸
がなす角度が０〜４５°の範囲にある場合には、上述し
た効果を得ることができる。

【００７２】また、それぞれの螺旋軸３８は、基板面に
対して４５°以下の角度をなすことが好ましく、基板面
に対して平行であることがより好ましい。この場合、入
射光の光軸に対する二色性色素の方位が最適となり、よ
り高い光吸収効率を得ることができる。

【００７３】次に、本発明の第２の実施形態について説
明する。図３に、本発明の第２の実施形態に係る液晶表
示素子の断面図を示す。図３において、液晶表示素子１
１は、対向して配置された一対の基板２，３と、それぞ
れの基板の対向面に形成された電極４，５と、それぞれ
の電極４，５上に形成された配向膜１３〜１６と、一対
の基板２，３間に挟持された液晶層７とで構成されてい
る。

【００７４】上記液晶表示素子１１において、基板２，
３としては、ガラスやプラスチック等の透明基板等が用
いられ、電極４としては、ＩＴＯ等の透明導電膜やアル
ミニウム等の金属膜等が用いられる。電極５としては、
ＩＴＯ等の透明導電膜が用いられる。また、配向膜１３
〜１６は、通常、配向膜として用いられるポリイミド等
のような材料で構成される。

【００７５】上記液晶表示素子１１において、液晶層７
は、第１の実施形態において説明した液晶化合物１２と
二色性色素１９等との混合物である液晶材料２０で構成
される。また、液晶層７は、隣接して配置された液晶領
域１７，１８で構成されている。本発明の第２の実施形
態に係る液晶表示素子１１によると、液晶材料２０の配
向方向は、配向膜１３〜１６により、これら液晶領域１
７，１８間で異なるように制御される。そのため、上記
液晶表示素子１１によると、高いコントラストでの表示
が可能である。以下に、その理由を説明する。

【００７６】第１の実施形態において説明したように、
二色性色素の光吸収軸は一軸である。すなわち、所定の
偏波方向の偏光成分を１００％吸収したとしても、それ
に垂直な方向の偏光成分は吸収することができない。

【００７７】それに対し、上記液晶表示素子１１におい
ては、液晶材料２０の配向方向が異なる液晶領域１７，
１８が隣接して並置される。そのため、基板面に対して
斜め方向から液晶領域１７に光を入射させた場合、液晶
領域１７において一方の偏光成分を吸収させ、液晶領域
１８において他方の偏光成分を吸収させることができる
のである。したがって、上記液晶表示素子１１による
と、高いコントラストでの表示が可能である。

【００７８】特に、上記液晶表示素子１１を反射型液晶
表示素子とした場合、直接光だけでなく反射光も吸収さ
せることができる。したがって、この場合、より高いコ
ントラストでの表示が可能となる。

【００７９】また、上記効果は、液晶領域１７，１８の
基板面に平行な長さが短いほど、より顕著となる。しか
しながら、この長さが過剰に短い場合、上記効果を得る
ことができない。図４を参照しながらこれを説明する。

【００８０】図４は、本発明の第２の実施形態に係る液
晶表示素子の液晶領域の大きさと吸光度との関係を示す
グラフである。図中、横軸は液晶領域１７，１８の基板
面に平行な長さを示しており、縦軸は吸光度を示してい
る。

【００８１】図４に示すデータは、以下の条件のもとで
得た。すなわち、電極４を反射電極とし、セルギャップ
を２０μｍとした。また、配向膜１３〜１６に関して
は、対向する配向膜１３，１４及び配向膜１５，１６を
平行配向させ、隣接する配向膜１３，１５間及び配向膜
１４，１６間で配向方向を９０°異ならしめた。なお、
配向膜１３〜１６の形状は正方形とした。すなわち、図
４に示すグラフの横軸は配向膜１３〜１６の一辺の長さ
を示している。また、吸光度は、液晶表示素子１１の基
板面に対し、３０°の角度から液晶層７に光を入射させ
た場合に得られたものである。

【００８２】図４に示すように、液晶領域１７，１８の
長さを短くすると、２０μｍ程度とした場合に吸光度が
上昇し始め、１４μｍ程度で飽和に達し、約５μｍまで
はほぼ一定の吸光度が得られている。しかしながら、５
μｍ未満になると、吸光度が大幅に低下している。これ
は、液晶領域１７，１８間での配向分割ができなくなっ
たためであると考えられる。

【００８３】上記吸光度の低下を生ずる長さは、用いる
液晶材料等に依存するが、通常、２〜７μｍ程度であ
る。したがって、液晶領域１７，１８の基板面に平行な
長さは、２μｍ以上とすることが好ましい。

【００８４】また、上述した効果は、液晶領域１７，１
８間で、液晶材料２０の配向方向は、４５〜９０°程度
異なることが好ましく、９０°程度異なることがより好
ましい。この場合、光の吸収効率をより高めることがで
きる。

【００８５】上記液晶表示素子１１においては、液晶層
７は液晶マイクロカプセルを用いて構成されてもよい。
この場合、第１の実施形態において説明したように、異
方性形状の液晶マイクロカプセルを用い、基板面には、
液晶領域１７，１８に対応するパターンで凹部を設け
る。なお、凹部は、液晶マイクロカプセルの一断面に対
応した形状に形成する。これにより、上記異方性形状を
有する液晶マイクロカプセルは、凹部に対し、所定の配
向で嵌合する。このようにして、基板２上に異方性形状
を有する液晶マイクロカプセルを所望の配向で配列さ
せ、液晶領域１７，１８を形成する。

【００８６】また、基板２上に、予め液晶領域１７，１
８に対応する形状の隔壁を形成した後、球状の液晶マイ
クロカプセルを隔壁に囲まれた空間にそれぞれ配置し押
圧して変形させること等によっても、液晶領域１７，１
８を形成することができる。

【００８７】液晶層７を液晶マイクロカプセルを用いて
構成する場合、図２（ｃ）〜（ｅ）に示す液晶マイクロ
カプセル６-3〜６-5を用いることができる。本発明の第
２の実施形態において、液晶層７は、例えば、以下に示
すように構成される。

【００８８】図５（ａ）〜（ｃ）に、本発明の第２の実
施形態に係る液晶表示素子の液晶層の正面図を示す。な
お、図５（ａ）〜（ｃ）に示す液晶層７は、それぞれ基
板面に垂直な方向から観察したものである。

【００８９】図５（ａ）は、液晶層７を、液晶材料２０
がラジアル型に配向した液晶マイクロカプセル６-3で構
成したものである。図５（ｂ）は、液晶層７を、液晶材
料２０がラジアル型に配向した液晶マイクロカプセル６
-3と、液晶材料２０がバイポーラ型に配向した液晶マイ
クロカプセル６-5とを交互に配置したものである。ま
た、図５（ｃ）は、液晶層７を、液晶材料２０がバイポ
ーラ型に配向した液晶マイクロカプセル６-5で構成した
ものである。

【００９０】図５（ａ）〜（ｃ）に示す液晶層７を用い
た液晶表示素子１１によると、いずれも比較的高いコン
トラストでの表示が可能であるが、バイポーラ型の液晶
マイクロカプセル６-5を用いることが好ましい。ラジア
ル型の液晶マイクロカプセル６-3は、いずれの方向から
の入射光に対しても、等しい吸光率を示す。言い換える
と、ラジアル型の液晶マイクロカプセル６-3では、バイ
ポーラ型の液晶マイクロカプセル６-5のように、光軸と
液晶マイクロカプセル６-5の配向との関係を最適化し
て、光吸収効率を向上させることはできない。

【００９１】それに対し、バイポーラ型の液晶マイクロ
カプセル６-5においては、ラジアル型の液晶マイクロカ
プセル６-3に比べて、より多くの二色性色素が基板面に
平行に配列する。したがって、図５（ｂ）に示すように
液晶層７を構成することにより、より高いコントラスト
での表示が可能となり、図５（ｃ）に示すように液晶層
７を構成することにより、さらに高いコントラストでの
表示が可能となる。なお、図５（ｂ）及び（ｃ）におい
て、バイポーラ型の液晶マイクロカプセル６-5は、アキ
シャル型の液晶マイクロカプセル６-4で置換可能であ
る。

【００９２】また、図５（ａ）〜（ｃ）において、それ
ぞれの液晶マイクロカプセルは基板面に平行な面内で６
つの液晶マイクロカプセルと接するように配置されてい
る。それぞれの液晶マイクロカプセルが基板面に平行な
面内で４つの液晶マイクロカプセルと接するように配置
することも可能であるが、図５（ａ）〜（ｃ）に示すよ
うに配置することが好ましい。この場合、液晶マイクロ
カプセル間の間隙を透過する光量を低減することができ
る。

【００９３】以上、１つの液晶マイクロカプセルで１つ
の液晶領域を形成する場合について説明したが、複数の
液晶マイクロカプセルで１つの液晶領域を形成してもよ
い。また、液晶マイクロカプセルの透明被膜には、第１
の実施形態において説明したのと同様の材料を用いるこ
とができる。なお、液晶層７を液晶マイクロカプセルを
用いて構成する場合は、配向膜１３〜１６を設ける必要
はなく、基板３も必ずしも設ける必要はない。

【００９４】また、液晶材料２０を螺旋状に配列させて
もよい。液晶材料２０を螺旋状に配列させた場合、液晶
材料２０の配向方向を制御する変わりに、螺旋軸を制御
する。これにより、上述したのと同様の効果を得ること
ができる。

【００９５】次に、本発明の第３の実施形態について説
明する。本発明の第３の実施形態は、液晶マイクロカプ
セル６-1或いは６-2の代わりに、液晶マイクロカプセル
６-3を用いる点でのみ第１の実施形態と異なる。

【００９６】すなわち、本発明の第３の実施形態に係る
液晶表示素子においては、第１及び第２の液晶マイクロ
カプセル層８，９の少なくとも一方が、図２（ｃ）に示
すラジアル型の液晶マイクロカプセル６-3で構成され
る。

【００９７】図６（ａ），（ｂ）に、本発明の第３の実
施形態に係る液晶表示素子の液晶層の一例を概略的に示
す。なお、図６（ａ）は、液晶層７を基板面に平行な方
向から観察した側面図であり、図６（ｂ）は、その一部
を基板面に垂直な方向から観察したものである。

【００９８】図６（ａ）に示す液晶層７おいては、液晶
マイクロカプセル層８，９のいずれもラジアル型の液晶
マイクロカプセル６-3で構成されている。また、液晶層
７を基板面に垂直な方向から見た場合、液晶マイクロカ
プセル層８，９間で隣接する液晶マイクロカプセル６-3
は、完全に重なるように配置しておらず、図６（ｂ）に
示すように、相互にずれた配置をとっている。

【００９９】液晶マイクロカプセル６-3においては、液
晶材料はラジアル型に配向するために、液晶マイクロカ
プセル６-3を光軸に平行に積層した場合、一方の液晶マ
イクロカプセル６-3において吸収させることができない
偏光成分を他方の液晶マイクロカプセル６-3において吸
収させることは不可能である。これは、入射光の光軸上
に存在する液晶分子の配向が、双方の液晶マイクロカプ
セル６-3において等しいためである。

【０１００】それに対し、図６（ｂ）に示すように、液
晶マイクロカプセル６-3を光軸に対してずらして配置し
た場合、入射光の光軸上に存在する液晶分子の配向は、
それぞれの液晶マイクロカプセル６-3において異なる。
したがって、一方の液晶マイクロカプセル６-3において
吸収させることができない偏光成分を他方の液晶マイク
ロカプセル６-3において吸収させることが可能となるの
である。

【０１０１】以上、液晶マイクロカプセル層８，９の双
方をラジアル型の液晶マイクロカプセル６-3で構成する
場合について説明したが、液晶マイクロカプセル層８，
９の一方をラジアル型の液晶マイクロカプセル６-3で構
成し、他方を他の配向を呈する液晶マイクロカプセルで
構成してもよい。

【０１０２】図７（ａ），（ｂ）に、本発明の第３の実
施形態に係る液晶表示素子の液晶層の他の例を概略的に
示す。なお、図７（ａ）は、液晶層７を基板面に平行な
方向から観察した側面図であり、図７（ｂ）は、その一
部を基板面に垂直な方向から観察したものである。

【０１０３】図７（ａ）に示す液晶層７おいては、液晶
マイクロカプセル層８はバイポーラ型の液晶マイクロカ
プセル６-5で構成され、液晶マイクロカプセル層９はラ
ジアル型の液晶マイクロカプセル６-3で構成されてい
る。また、液晶層７を基板面に垂直な方向から見た場
合、液晶マイクロカプセル層８，９間で隣接する液晶マ
イクロカプセル６-5，６-3は、完全に重なるように配置
しておらず、図６（ｂ）に示すように、相互にずれた配
置をとっている。

【０１０４】液晶層７をこのように構成した場合、液晶
マイクロカプセル層８において所定の偏波方向の偏光成
分を吸収させ、それに垂直な偏光成分の一部を液晶マイ
クロカプセル層９において吸収させることができる。し
たがって、液晶表示素子の液晶層７をこのように構成す
ることにより、高いコントラストでの表示が可能とな
る。

【０１０５】以上、バイポーラ型の液晶マイクロカプセ
ル６-5とラジアル型の液晶マイクロカプセル６-3とを用
いることについて説明したが、バイポーラ型の液晶マイ
クロカプセル６-5の代わりに、図２（ａ），（ｂ），
（ｄ）に示す液晶マイクロカプセル６-1，６-2，６-4を
用いてもよい。なお、これら液晶マイクロカプセル６-
1,6-2，６-4，６-5は、第１の実施形態で述べたのと同
様に、その液晶材料の配向方向或いは螺旋軸が基板面に
平行となるように配置することが好ましい。

【０１０６】以上説明した本発明の第３の実施形態によ
ると、比較的容易に液晶層７を形成することができる。
これは、ラジアル型の液晶マイクロカプセル６-3を用い
て形成された液晶マイクロカプセル層においては、ラジ
アル型の液晶マイクロカプセル６-3においては液晶材料
は等方的に配向するため、配向制御を行う必要が無いか
らである。

【０１０７】したがって、図６（ａ）に示す液晶マイク
ロカプセル層８，９は、ラジアル型の液晶マイクロカプ
セル６-3を連続的に積層し、最密充填することにより形
成することができる。また、図７（ａ）に示す液晶層７
は、バイポーラ型の液晶マイクロカプセル６-5を用いて
液晶マイクロカプセル層８を形成し、延伸処理を施した
後、ラジアル型の液晶マイクロカプセル６-3を積層して
液晶マイクロカプセル層８を形成すること等により得る
ことができる。

【０１０８】なお、本発明の第３の実施形態に係る液晶
表示素子に用いられる液晶マイクロカプセルは、第１及
び第２の実施形態で説明したのと同様の材料で構成され
る。特に、ラジアル型の液晶マイクロカプセルを形成す
るためには、液晶の表面エネルギーがカプセルマトリク
ス材料の表面エネルギーより大きい条件とする必要があ
る。また、特に記載が無い限り、同様の材料で構成され
る部材には、同じ参照番号が付されている。

【０１０９】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。 （実施例１）以下に示す方法により、図１に示す液晶表
示素子１を作製した。

【０１１０】液晶材料としては、正の誘電異方性を有す
るチッソ社製Ｌｉｘｏｎ−４０３３ｘｘに対し、三井東
圧社製の黒色二色性色素Ｓ−４３５を１重量％、及びメ
ルク社製カイラル添加剤Ｓ−８１１を２重量％添加した
ものを用いた。この液晶材料８０重量部、モノマーであ
るメチルメタクリレート１４重量部、架橋剤であるジビ
ニルベンゼン１重量部及びベンゾイルパーオキサイド
０．２重量部を混合・溶解した。この混合液を、平均孔
径１μｍの親水性多孔質ガラス管から、０．３重量％の
ポリビニルアルコール水溶液中に、１０Ｈｚの周期で最
大圧力１．５気圧、最小圧力１．２気圧の条件下で押出
し、エマルジョンを得た。

【０１１１】これを８５℃の温度、５００ｒｐｍの攪拌
速度で１時間攪拌して、上記モノマー成分を重合させ
た。１時間経過後、生成物を純水と共にイオン交換樹脂
製の多孔質チューブ中に流し込むことにより精製し、液
晶マイクロカプセル６を得た。なお、この液晶マイクロ
カプセル６を顕微鏡で観察したところ、カプセル錠剤状
の形状を有しており、長軸方向の平均径が７μｍ、長軸
に垂直な方向の最大径の平均が５μｍであることが分か
った。この液晶マイクロカプセルは水に対して良好に分
散し、１日放置後も凝集は観測されなかった。

【０１１２】次に、一方の主面にアルミニウムからなる
反射電極４が形成されたガラス基板２上に、上記液晶マ
イクロカプセル６を所定の液体中に分散させた液晶マイ
クロカプセル塗布液を塗布した。さらに、ガラス基板２
に超音波を印加しつつ、加熱・乾燥することにより、液
晶層７を得た。

【０１１３】次に、一方の主面に透明電極５が形成され
たガラス基板３を、透明電極５が液晶層７と接するよう
に配置した。これを、ポリアミド製の袋に入れ、袋内を
減圧し、１２０℃で加熱・密着させることにより、液晶
表示素子１を作製した。

【０１１４】以上のようにして作製した液晶表示素子１
を顕微鏡で観察したところ、液晶マイクロカプセル６の
破壊は見られなかった。また、液晶層７の厚さは１０μ
ｍであり、液晶層７は２層の液晶マイクロカプセル層
８，９で構成されていることが確認された。

【０１１５】また、全ての液晶マイクロカプセル６にお
いて、液晶材料の螺旋軸は、基板面に対してほぼ平行で
あり、かつ超音波の印加方向に垂直であった。上記液晶
表示素子１に、５０Ｈｚ、９Ｖの交流電圧を印加したと
ころ、非印加時の黒色から白色へと変化した。また、反
射光度計から求めたコントラスト比は６：１であった。

【０１１６】（実施例２）以下に示す方法により、図１
に示す液晶表示素子１を作製した。液晶材料としては、
正の誘電異方性を有するチッソ社製Ｌｉｘｏｎ−４０３
３ｘｘに対し、三井東圧社製の黒色二色性色素Ｓ−４３
５を１重量％及びメルク社製カイラル剤Ｓ−８１１を３
重量％添加したものを用いた。この液晶材料８０重量
部、モノマーであるメチルメタクリレート１４重量部、
架橋剤であるジビニルベンゼン１重量部及びベンゾイル
パーオキサイド０．２重量部を混合・溶解した。この混
合液を、平均孔径１μｍの親水性多孔質ガラス管から、
０．３重量％のポリビニルアルコール水溶液中に、１．
５気圧の静圧力を加えて押出し、エマルジョンを得た。

【０１１７】これを８５℃の温度、５０ｒｐｍの攪拌速
度で１時間攪拌して、上記モノマー成分を重合させた。
１時間経過後、生成物を純水と共にイオン交換樹脂製の
多孔質チューブ中に流し込むことにより精製し、液晶マ
イクロカプセル６を得た。なお、この液晶マイクロカプ
セル６を顕微鏡で観察したところ、平均粒径が６μｍの
球状体であることが分かった。

【０１１８】次に、上記液晶マイクロカプセル６を、ポ
リビニルアルコールからなるベースフィルム上に塗布
し、１００℃に加熱しながら延伸処理を施し、室温まで
冷却した。これにより、ベースフィルム上に液晶層７を
形成した。

【０１１９】次に、一方の主面にアルミニウムからなる
反射電極４が形成されたガラス基板２上に、ベースフィ
ルムと液晶層７とからなる複合膜を、液晶層７が反射電
極４と接するように配置した。水洗処理を施すことによ
り、ベースフィルムを除去した後、一方の主面に透明電
極５が形成されたガラス基板３を、透明電極５が液晶層
７と接するように配置した。これを、ポリアミド製の袋
に入れ、袋内を減圧し、１２０℃で加熱・密着させるこ
とにより、液晶表示素子１を作製した。

【０１２０】以上のようにして作製した液晶表示素子１
を顕微鏡で観察したところ、液晶マイクロカプセル６の
破壊は見られなかった。また、液晶層７の厚さは１０μ
ｍであり、液晶層７は２層の液晶マイクロカプセル層
８，９で構成されていることが確認された。

【０１２１】また、液晶マイクロカプセル層８中の液晶
マイクロカプセル６と液晶マイクロカプセル層９中の液
晶マイクロカプセル６とでは、液晶分子の配向方向が９
０°異なっていた。また、それぞれの液晶マイクロカプ
セル層８，９において、螺旋軸の方向は、基板面に対し
てほぼ平行であり、かつマイクロカプセルの延伸方向に
対してもほぼ平行であった。

【０１２２】上記液晶表示素子１に、５０Ｈｚ、９Ｖの
交流電圧を印加したところ、非印加時の黒色から白色へ
と変化した。また、反射光度計から求めたコントラスト
比は７：１であった。

【０１２３】（比較例１）以下に示す方法により、図１
に示す液晶表示素子１を作製した。液晶材料としては、
正の誘電異方性を有するチッソ社製Ｌｉｘｏｎ−４０３
３ｘｘに対し、三井東圧社製の黒色二色性色素Ｓ−４３
５を１重量％を０．６重量％添加したものを用いた。こ
の液晶材料８０重量部、モノマーであるメチルメタクリ
レート１４重量部、架橋剤であるジビニルベンゼン１重
量部及びベンゾイルパーオキサイド０．２重量部を混合
・溶解した。この混合液を、平均孔径１μｍの親水性多
孔質ガラス管から、０．３重量％のポリビニルアルコー
ル水溶液中に、１Ｈｚの周期で最大圧力１．６気圧、最
小圧力１．２気圧の条件下で押出し、エマルジョンを得
た。

【０１２４】これを８５℃の温度、５０ｒｐｍの攪拌速
度で１時間攪拌して、上記モノマー成分を重合させた。
１時間経過後、生成物を純水と共にイオン交換樹脂製の
多孔質チューブ中に流し込むことにより精製し、液晶マ
イクロカプセル６を得た。なお、この液晶マイクロカプ
セル６を顕微鏡で観察したところ、平均粒径が６μｍの
球状体であることが分かった。

【０１２５】次に、一方の主面にアルミニウムからなる
反射電極４が形成されたガラス基板２上に、上記液晶マ
イクロカプセル６を所定の液体中に分散させた液晶マイ
クロカプセル塗布液を塗布・乾燥することにより、液晶
層７を得た。

【０１２６】さらに、一方の主面に透明電極５が形成さ
れたガラス基板３を、透明電極５が液晶層７と接するよ
うに配置した。これを、ポリアミド製の袋に入れ、袋内
を減圧し、１２０℃で加熱・密着させることにより、液
晶表示素子１を作製した。

【０１２７】以上のようにして作製した液晶表示素子１
を顕微鏡で観察したところ、液晶層７の厚さは１０μｍ
であり、液晶層７は２層の液晶マイクロカプセル層８，
９で構成されていることが確認された。

【０１２８】また、それぞれの液晶マイクロカプセル層
８，９において、液晶分子の配向方向は、基板面に対し
てほぼ平行であったが、基板面に平行な面内でランダム
であった。

【０１２９】上記液晶表示素子１に、５０Ｈｚ、９Ｖの
交流電圧を印加したところ、非印加時の黒色から白色へ
と変化した。また、反射光度計から求めたコントラスト
比は５：１であった。

【０１３０】（実施例３）図８に示す液晶表示素子２１
を以下に示す方法により作製した。なお、図８は、本発
明の実施例に係る液晶表示素子を示す断面図である。

【０１３１】液晶表示素子２１を作製するに当たり、ま
ず、チッソ社製フッ素系液晶混合物Ｌｉｘｏｎ−５０３
５ＸＸに対し、上記化学式（１）に示すイエロー色のア
ントラキノン系二色性色素を１重量％及びメルク社製カ
イラル添加剤ＣＢ−１５を３重量％添加して、イエロー
の液晶材料を調製した。このイエロー色の液晶材料８０
重量部、モノマーであるメチルメタクリレート３重量部
とオクタデシルメタクリレート１１重量部、架橋剤であ
るジビニルベンゼン１重量部を混合・溶解した。この混
合液を、平均孔径１μｍの親水性多孔質ガラス管から、
０．３重量％のポリビニルアルコール水溶液中に、１．
５気圧の静圧力を加えて押出し、エマルジョンを得た。

【０１３２】これを８５℃の温度、５０ｒｐｍの攪拌速
度で１時間攪拌して、上記モノマー成分を重合させた。
１時間経過後、生成物を純水と共にイオン交換樹脂製の
多孔質チューブ中に流し込むことにより精製し、イエロ
ー色の液晶マイクロカプセル６-6を得た。なお、この液
晶マイクロカプセル６-6を顕微鏡で観察したところ、平
均粒径が６μｍの球状体であることが分かった。

【０１３３】次に、上記イエロー色の液晶マイクロカプ
セル６-6を、ポリビニルアルコールからなるベースフィ
ルム上に塗布し、１００℃に加熱しながら延伸処理を施
し、室温まで冷却した。これにより、ベースフィルム上
にイエロー色の液晶層７-1を形成した。

【０１３４】次に、上記化学式（１）に示すイエロー色
の二色性色素の代わりに、上記化学式（１０）に示すマ
ゼンタ色のアントラキノン系二色性色素を用いたこと以
外は同様にして、マゼンタ色の液晶マイクロカプセル６
-7を作製した。さらに、このマゼンタ色の液晶マイクロ
カプセル６-7を用いて、上述した方法により、ベースフ
ィルム上にマゼンタ色の液晶層７-2を形成した。

【０１３５】また、上記化学式（１）に示すイエロー色
の二色性色素の代わりに、上記化学式（１９）に示すシ
アン色のアントラキノン系二色性色素を用いたこと以外
は同様にして、シアン色の液晶マイクロカプセル６-8を
作製した。さらに、このシアン色の液晶マイクロカプセ
ル６-8を用いて、上述した方法により、ベースフィルム
上にシアン色の液晶層７-3を形成した。

【０１３６】次に、厚さ０．７ｍｍの透明ガラス基板２
に、一画素につき３系統のＴＦＴ及びゲート、信号配線
２２を形成した。また、ガラス基板２上には、反射電極
４の下地膜２３として、ポリイミド膜を２μｍの厚さで
成膜し、型押しによりディンプル加工を施した。さら
に、この下地膜２３上にアルミニウムを１００ｎｍの厚
さで蒸着した後、これをパターニングすることにより、
反射電極４を形成した。

【０１３７】この反射電極４を３系統のＴＦＴの１つの
ソース電極と電気的に接続した後、疎水性導電ペースト
を用いて、高さ１０μｍの電極柱２５及び高さ２２μｍ
の電極柱２６を、他の２系統のＴＦＴのソース電極にそ
れぞれ電気的に接続して形成した。

【０１３８】次に、上記ベースフィルムとイエロー色の
液晶層７-1との複合膜を、液晶層７-1が反射電極４と接
するように配置した。水洗処理を施すことにより、ベー
スフィルムを除去した後、この液晶層７-1上に、ヒドロ
キシメチルセルロース水溶液をスリットコートし、これ
を、液晶マイクロカプセル６-6の透明被膜のガラス転移
温度以下の１２０℃にて乾燥して保護膜２８を形成し
た。なお、上記ヒドロキシメチルセルロース水溶液は、
液晶マイクロカプセル６-6の透明被膜に対しては親和性
を示し（接触角が５°未満）、電極柱２５，２６に対し
ては親和性を示さない（接触角が５０°を超える）。保
護膜２８を乾燥した後、さらに空気雰囲気中でアニール
することにより、保護膜２８の表面を疎水化するととも
に、液晶マイクロカプセル６-6と基板２との密着を促進
した。

【０１３９】さらに、保護膜２８上に、ＩＴＯフィラー
分散液（ポリエステル粒子のトルエン溶液）を所定の形
状に選択的に塗布し、常温・窒素雰囲気下で乾燥させ
た。なお、このＩＴＯフィラー分散液は疎水性であり、
保護膜２８及び電極柱２５，２６に対して親和性を示す
ものである。ＩＴＯフィラーを乾燥した後、中心波長が
１４７ｎｍの紫外光を照射することにより、硬化と導電
性の付与とを行い、中間電極２９を形成した。以上のよ
うにして形成した中間電極２９は、電極柱２５に電気的
に接続されており、電極柱２６とは電気的に絶縁されて
いる。

【０１４０】次に、イエロー色の液晶マイクロカプセル
層７-1の形成法と同様にして、シアン色の液晶マイクロ
カプセル６-7を用いて、中間電極２９上にシアン色の液
晶マイクロカプセル層７-2を形成した。この液晶マイク
ロカプセル層７-2上にも、上述した方法により保護膜３
０及び中間電極３１を形成した。なお、中間電極３１は
電極柱２６に電気的に接続されている。

【０１４１】次に、イエロー色の液晶マイクロカプセル
層７-1の形成法と同様にして、マゼンタ色の液晶マイク
ロカプセル６-8を用いて、中間電極３１上にマゼンタ色
の液晶マイクロカプセル層７-3を形成した。この液晶マ
イクロカプセル層７-3上にも、ヒドロキシメチルセルロ
ース水溶液を塗布・乾燥することにより、保護膜３２を
形成した。

【０１４２】さらに、この保護膜３２上に、透明電極５
が形成されたガラス基板３を加熱・圧着することによ
り、液晶表示素子２１を作製した。以上のようにして作
製した液晶表示素子２１を、顕微鏡で観察したところ、
液晶マイクロカプセル６-6〜６-8の透明被膜の破壊は確
認されなかった。また、液晶層７-1〜７-3の全てが、液
晶マイクロカプセル層８-nと液晶マイクロカプセル層９
-nとを積層した積層構造を有していた（ｎ＝１〜３）。

【０１４３】また、液晶層７-1〜７-3の全てにおいて、
螺旋軸の方向は基板面に対してほぼ平行であり、液晶マ
イクロカプセル層８-n，９-n間では螺旋軸の方向はほぼ
平行であることが確認された。さらに、この液晶表示素
子２１は、中間基板を有していないため、通常、積層構
造とした場合に生ずる視差や液晶分子の配向不良も見ら
れなかった。

【０１４４】また、この液晶表示素子２１にＴＡＢによ
りドライバＩＣを実装し、それぞれの電極間に最大信号
振幅５Ｖの交流電圧を独立に印加したところ、非印加時
の黒色から白色へと変化し、反射光度計により求めたコ
ントラスト比は５：１であった。また、色調の良好なカ
ラー表示が可能であった。

【０１４５】（比較例２）以下に示す方法により、図８
に示す液晶表示素子２１を作製した。液晶材料として
は、チッソ社製フッ素系液晶混合物Ｌｉｘｏｎ−５０３
５ＸＸに対し、上記化学式（１）に示すイエロー色のア
ントラキノン系二色性色素を１重量％添加したものを用
いた。この液晶材料８０重量部、モノマーであるフッ素
系メタクリレート１４重量部、架橋剤であるベンゾイル
パーオキサイド０．２重量部を混合・溶解した。この混
合液を、３００重量部の純水中に３重量部の界面活性剤
を含有する水溶液中に滴下した。なお、上記水溶液は６
５℃に保たれ、１０００ｒｐｍの回転速度で攪拌されて
いる。

【０１４６】水溶液の温度を６５℃に維持しつつ、１０
００ｒｐｍの攪拌速度で１時間攪拌して、上記モノマー
成分を重合させた。１時間経過後、生成物を１μｍのフ
ィルターで濾過し、微細な生成物を除去した。残留した
生成物を純水で３回洗浄した後、乾燥することにより、
イエロー色の液晶マイクロカプセル６-6を得た。なお、
この液晶マイクロカプセル６-6は、平均粒径が５μｍの
球状体である。

【０１４７】次に、８０重量部の液晶マイクロカプセル
６-6と８重量部のエポキシプレポリマー（エピコート）
とを混合して、攪拌されている５重量％のゼラチン水溶
液２００重量部中に滴下し、上記混合液を液滴状に分散
させた。このゼラチン水溶液中に、５０重量部の純水と
３重量部のアミン系硬化剤とを混合した混合液を徐々に
滴下しながら、約４０℃で１時間攪拌を続けた。

【０１４８】１時間経過後、生成物を１μｍのフィルタ
ーで濾過し、微細な生成物を除去した。残留した生成物
を純水で３回洗浄した後、乾燥することにより、イエロ
ー色の液晶マイクロカプセル６-6を得た。なお、この液
晶マイクロカプセル６-6は、平均粒径が６μｍの球状体
であり、透明被膜は、フッ素系メタクリレート膜とエポ
キシ樹脂とが積層された複合膜である。

【０１４９】次に、上記化学式（１）に示すイエロー色
の二色性色素の代わりに、上記化学式（１０）に示すマ
ゼンタ色のアントラキノン系二色性色素を用いたこと以
外はイエロー色の液晶マイクロカプセル６-6の形成法と
同様にして、マゼンタ色の液晶マイクロカプセル６-7を
形成した。また、上記化学式（１）に示すイエロー色の
二色性色素の代わりに、上記化学式（１９）に示すシア
ン色のアントラキノン系二色性色素を用いたこと以外は
イエロー色の液晶マイクロカプセル６-6の形成法と同様
にして、シアン色の液晶マイクロカプセル６-8を形成し
た。

【０１５０】以上のようにして作製した液晶マイクロカ
プセル６-6〜６-8を用いて液晶マイクロカプセル塗布液
をそれぞれ調製し、これら液晶マイクロカプセル塗布液
を電極上に直接塗布することにより液晶層７-1〜７-3を
形成したこと以外は実施例３と同様にして、液晶表示素
子２１を作製した。

【０１５１】以上のようにして作製した液晶表示素子２
１を、顕微鏡で観察したところ、液晶マイクロカプセル
６-6〜６-8の透明被膜の破壊は確認されなかった。ま
た、液晶層７-1〜７-3の全てが、液晶マイクロカプセル
層８-nと液晶マイクロカプセル層９-nとを積層した積層
構造を有していた。また、液晶層７-1〜７-3の全てにお
いて、液晶分子の配向方向は基板面に対してほぼ平行で
あったが、基板面に平行な面内でランダムであった。

【０１５２】この液晶表示素子２１にＴＡＢによりドラ
イバＩＣを実装し、それぞれの電極間に最大信号振幅５
Ｖの交流電圧を独立に印加したところ、非印加時の黒色
から白色へと変化し、反射光度計により求めたコントラ
スト比は３：１であり、特に電圧非印加時の色が薄かっ
た。

【０１５３】（実施例４）以下に示す方法により、図３
に示す液晶表示素子１１を作製した。厚さ０．７ｍｍの
透明ガラス基板２，３に１０００オングストロームの厚
さでＩＴＯ膜を蒸着し、これらＩＴＯ膜を所定のパター
ンにパターニングして、電極４，５を形成した。ガラス
基板２の電極４が形成された面に、高プレチルト角ポリ
イミド（ＰＩ）を５０ｎｍの厚さで塗布し、マスクラビ
ング法により、それぞれ配向方向が異なる２０μｍ角の
配向膜１３，１５を形成した。なお、配向膜１３，１５
は市松模様状に配列されている。また、ガラス基板３の
電極５が形成された面についても同様に、配向膜１４，
１６を形成した。

【０１５４】次に、これらガラス基板２，３を、配向膜
１３〜１６が形成された面が対向するように、及び対向
する配向膜の配向方向が等しくなるように、粒径２０μ
ｍのスペーサを介して重ね、シールすることにより液晶
セルを作製した。

【０１５５】さらに、この液晶セルに、２重量％のブラ
ック二色性色素を添加したＰ型液晶材料を注入し、封止
することにより液晶表示素子１１を作製した。以上のよ
うにして作製した液晶表示素子１１に、５０Ｈｚ、１０
Ｖの交流電圧を印加したところ、非印加時の黒色から無
色状態へと変化した。また、反射光度計から求めたコン
トラスト比は２：１であった。

【０１５６】（実施例５）以下に示すようにして、図１
に示す液晶表示素子１を作製した。なお、本実施例で
は、液晶層７は、図７（ａ）に示すように構成される。

【０１５７】液晶表示素子１を作製するに当たり、ま
ず、厚さ０．７ｍｍの透明ガラス基板２，３に１０００
オングストロームの厚さでＩＴＯ膜を蒸着し、これらＩ
ＴＯ膜を所定のパターンにパターニングして、電極４，
５を形成した。

【０１５８】次に、ポリターシャリブチルメタクリレー
トからなる透明被膜中に液晶材料を含有する液晶マイク
ロカプセル６-3を用いて、基板２の電極４が形成された
面に液晶マイクロカプセル層８を形成した。なお、上記
液晶マイクロカプセル６-3中の液晶材料はブルーの二色
性色素を含有し、ラジアル型に配向している。また、上
記液晶マイクロカプセル６-3の平均粒径は７μｍであっ
た。この液晶マイクロカプセル層８に、５０℃に加熱し
ながら延伸処理を施して、液晶材料を基板面に平行な所
定の方向に配向させた。すなわち、バイポーラ型の液晶
マイクロカプセル６-5からなる液晶マイクロカプセル層
８を形成した。

【０１５９】次に、この液晶マイクロカプセル層８上
に、上記ラジアル型に配向した液晶マイクロカプセル６
-3を配置して液晶マイクロカプセル層９を形成した。な
お、液晶マイクロカプセル層９には延伸処理は施さなか
った。

【０１６０】以上のようにして液晶層７を形成した後、
ガラス基板３を、透明電極５が液晶層７と接するように
配置した。これを、ポリアミド製の袋に入れ、袋内を減
圧し、１２０℃で加熱・密着させることにより、液晶表
示素子１を作製した。

【０１６１】上記液晶表示素子１の液晶層７の厚さは３
０μｍであった。また、液晶表示素子１１に、５０Ｈ
ｚ、１５Ｖの交流電圧を印加したところ、非印加時の青
色から無色状態へと変化した。また、反射光度計から求
めたコントラスト比は４：１であった。

【０１６２】（実施例６）図９に示す液晶表示素子３１
を以下に示す方法により作製した。なお、図９は、本発
明の実施例に係る液晶表示素子を示す断面図である。

【０１６３】液晶表示素子３１を作製するに当たり、ま
ず、厚さ０．７ｍｍの透明ガラス基板２、及び厚さ０．
５ｍｍの透明ガラス基板３９，３３のそれぞれの一方の
主面に、ＴＦＴ及びゲート、信号配線２２を形成した。
ガラス基板２には、反射電極４の下地膜２３として、ポ
リイミド膜を２μｍの厚さで成膜し、型押しによりディ
ンプル加工を施した。さらに、この下地膜２３上にアル
ミニウムを１００ｎｍの厚さで蒸着した後、これをパタ
ーニングすることにより、反射電極４を形成した。な
お、反射電極４は、基板２上に形成したＴＦＴのソース
電極と電気的に接続した。

【０１６４】また、ガラス基板３９，３３のそれぞれに
ついて、ＴＦＴが形成された面に、厚さ５００オングス
トロームのＩＴＯ膜３４を反射電極４と同様のパターン
で形成した。なお、ガラス基板３９，３３のＩＴＯ膜３
４は、それぞれ、ＴＦＴのソース電極と電気的に接続し
た。さらに、ガラス基板３９，３３のＩＴＯ膜３４が形
成された面の裏面に、厚さ５００オングストロームのＩ
ＴＯ膜５をそれぞれ形成した。

【０１６５】さらに、厚さ０．７ｍｍの透明ガラス基板
３の一方の主面に、厚さ５００オングストロームのＩＴ
Ｏ膜５を形成した。次に、ガラス基板２の反射電極４が
形成された面、ガラス基板３のＩＴＯ膜５が形成された
面、及びガラス基板３９，３３の両面に、実施例４と同
様にして、配向膜１３〜１６をそれぞれ形成した。な
お、それぞれの配向膜１３〜１６は、５０μｍ角のサイ
ズで形成し、基板３９，３３に関しては、配向膜１３，
１５の裏面に配向膜１６，１４が位置するように形成し
た。また、配向膜１３の配向方向に対し、配向膜１４，
１５の配向方向が垂直となるよう、及び配向膜１６の配
向方向が平行となるように、それぞれ設けた。

【０１６６】ガラス基板２，３９を、配向膜１３，１５
が配向膜１４，１６とそれぞれ対向するように、粒径１
０μｍのスペーサを介して重ね合せて第１の液晶セルを
形成した。また、ガラス基板３，３３についても同様に
重ね合せて第２の液晶セルを形成した。これら第１及び
第２の液晶セルを、配向膜１３，１５が配向膜１４，１
６とそれぞれ対向するように重ね合せることにより、３
層の液晶セルを形成した。

【０１６７】このようにして作製した３層の液晶セルの
それぞれの層に、マゼンタ、シアン及びイエローの二色
性色素を含有するＰ型液晶材料を注入し、封止すること
により、液晶表示素子３１を得た。なお、図中、液晶層
７-1〜７-3は、それぞれイエロー、シアン、マゼンタの
液晶層を示す。また、マゼンタ、シアン、イエローの二
色性色素には、吸収スペクトルに重なりを持つ材料を選
んだ。また、それぞれの液晶層７-1〜７-3において、図
９に示すように、液晶材料は９０°ツイスト配向してい
る。

【０１６８】この液晶表示素子３１にＴＡＢによりドラ
イバＩＣを実装し、それぞれの電極間に最大信号振幅５
Ｖの交流電圧を独立に印加したところ、非印加時の黒色
から白色へと変化し、反射濃度計により求めたコントラ
スト比は３：１であった。

【０１６９】（実施例７）図１０に示す液晶表示素子４
１を以下に示す方法により作製した。なお、図１０は、
本発明の実施例に係る液晶表示素子を示す断面図であ
る。

【０１７０】液晶表示素子４１を作製するに当たり、ま
ず、厚さ１．１ｍｍの透明ガラス基板２の一方の主面に
３系統のＴＦＴ及びゲート、信号配線２２を形成し、さ
らに、このガラス基板２には、反射電極４の下地膜２３
として、ポリイミド膜を２μｍの厚さで成膜し、型押し
によりディンプル加工を施した。この下地膜２３上にア
ルミニウムを１００ｎｍの厚さで蒸着した後、これをパ
ターニングすることにより、反射電極４を形成した。な
お、反射電極４は、基板２上に形成した３系統のＴＦＴ
の１つのソース電極と電気的に接続した。

【０１７１】次に、反射電極４と接続されていない、他
の２系統のＴＦＴのそれぞれのソース電極と電気的に接
続して、長さ１０μｍの電極柱２５，２６を形成した。
反射電極４上にイエロー色の液晶マイクロカプセル６-3
を積層して液晶層７-1を形成した。なお、液晶マイクロ
カプセル６-3中の液晶材料はラジアル配向を呈してい
る。また、液晶層７-1は、図６（ａ）に示すように構成
されている。

【０１７２】次に、厚さ１００μｍの透明樹脂フィルム
４２の両面に所定のパターンで透明電極４３を形成し、
透明電極４３が形成されていない位置に、パンチングに
より画素単位で穴を設けた。この穴を導電性材料４４で
充填した後、透明樹脂フィルム４２を、電極柱２５が透
明電極４３と接するように、及び電極柱２６が導電性材
料４４と接するように、液晶層７-1上に配置した。

【０１７３】さらに、透明樹脂フィルム４２上に、マゼ
ンタ色の液晶マイクロカプセル６-3を積層して液晶層７
-2を形成した。なお、液晶マイクロカプセル６-3中の液
晶材料はラジアル配向を呈している。また、液晶層７-2
は、導電性材料４４の上に高い光反射率を有する導電性
スペーサ４７が配置されたこと以外は、図６（ａ）に示
すように構成されている。

【０１７４】次に、厚さ１．１ｍｍの透明ガラス基板３
上に、シアン色の液晶マイクロカプセル６-3を積層して
液晶層７-3を形成した。なお、ガラス基板３の液晶層７
-3が設けられた面には、スパッタリングによりＩＴＯ膜
５が形成されている。また、液晶マイクロカプセル６-3
中の液晶材料はラジアル配向を呈しており、液晶層７-3
は、図６（ａ）に示すように構成されている。

【０１７５】この液晶層７-3上に、両面に所定のパター
ンで透明電極４６が形成された厚さ１００μｍの透明樹
脂フィルム４５を配置した。さらに、上記ガラス基板３
を、透明樹脂フィルム４５が液晶層７-2と接するよう
に、及び導電性スペーサ４７と透明電極４６とが接する
ように、液晶層７-2上に配置した。以上のようにして、
液晶表示素子４１を作製した。なお、この液晶表示素子
４１の液晶層７-1〜７-3の厚さは、それぞれ１５μｍで
あった。

【０１７６】この液晶表示素子４１にＴＡＢによりドラ
イバＩＣを実装し、それぞれの電極間に最大信号振幅５
Ｖの交流電圧を独立に印加したところ、非印加時の黒色
から白色へと変化し、反射濃度計により求めたコントラ
スト比は５：１であった。

【０１７７】（実施例８）液晶層７-1〜７-3の形成法法
が異なること以外は実施例７と同様にして、図１０に示
す液晶表示素子４１を作製した。

【０１７８】本実施例に係る液晶表示素子４１におい
て、液晶層７-1〜７-3は、図５（ｂ）に示す液晶マイク
ロカプセル層を２層積層した構造を有している。すなわ
ち、ラジアル型の液晶マイクロカプセル６-3とバイポー
ラ型の液晶マイクロカプセル６-5とが交互に配列された
液晶マイクロカプセル層を積層した構造を有している。
また、本実施例に係る液晶表示素子４１において、基板
面に垂直な方向に隣接する液晶マイクロカプセル６-3，
６-5は、図７（ｂ）に示すように配置されている。

【０１７９】以上のように構成される液晶層７-1〜７-3
は、以下のようにして作製した。すなわち、特定の方向
に延伸処理した、或いは極の位置を揃えるように電界印
加アニールをした複数のバイポーラ型液晶マイクロカプ
セルを、転写法を用いて所定の間隙を隔てて基板上に配
列した後、ラジアル型の液晶マイクロカプセルを転写紙
により、上記間隙にそれぞれ充填した。なお、液晶層７
-2，７-3も、液晶層７-1と同様にして形成した。

【０１８０】上記液晶表示素子４１にＴＡＢによりドラ
イバＩＣを実装し、それぞれの電極間に最大信号振幅５
Ｖの交流電圧を独立に印加したところ、非印加時の黒色
から白色へと変化し、反射濃度計により求めたコントラ
スト比は５：１であった。

【０１８１】（実施例９）以下に示す方法により、図８
に示す液晶表示素子２１を作製した。なお、本実施例で
は、保護膜２８，３０，３２は設けなかった。

【０１８２】液晶表示素子２１を作製するに当たり、ま
ず、厚さ１．１ｍｍの透明ガラス基板２上に、実施例３
と同様にして、一画素につき３系統のＴＦＴ及びゲー
ト、信号配線２２、下地膜２３、反射電極４を形成し
た。さらに実施例３と同様にして、この反射電極４を３
系統のＴＦＴの１つのソース電極と電気的に接続した
後、高さ１０μｍの電極柱２５及び高さ２０μｍの電極
柱２６を、他の２系統のＴＦＴのソース電極にそれぞれ
電気的に接続して形成した。なお、下地膜２３には感光
性樹脂を用い、所定のパターンで露光・現像することに
より、表面にディンプルを形成した。

【０１８３】次に、ガラス基板２の反射電極４が形成さ
れた面に、以下に示す方法によりイエローの液晶層７-1
を形成した。なお、液晶層７-1は、図５（ｃ）に示す液
晶マイクロカプセル層を２層積層した構造を有してい
る。すなわち、バイポーラ型の液晶マイクロカプセル６
-5を、隣接するカプセル間で液晶材料の配向方向が９０
°異なるように配列してなる液晶マイクロカプセル層を
積層した構造を有している。また、基板面に垂直な方向
に隣接する液晶マイクロカプセル６-5は、図１１に示す
ように配置されている。なお、図１１は、本発明の実施
例に係る液晶表示素子の液晶層を基板面に垂直な方向か
ら示す正面図である。

【０１８４】イエローの液晶層７-1は以下のようにして
形成した。すなわち、特定方向に延伸処理した、或いは
極の位置を揃えるように電界印加アニールをした複数の
バイポーラ型液晶マイクロカプセルを、転写法を用いて
所定の間隙を隔てて基板上に配列した後、同様の方法に
よりバイポーラ型の液晶マイクロカプセルを先に基板上
に配置した液晶マイクロカプセルと螺旋軸の方向が９０
°の角度をなすように、上記間隙に充填した。

【０１８５】次に、以上のようにして形成した液晶層７
-1上に、スパッタリングにより２００オングストローム
の厚さでＩＴＯ膜を形成し、これを所定のパターンにパ
ターニングすることにより、透明電極２９を形成した。
透明電極２９は、電極柱２５と電気的に接続し、電極柱
２６とは電気的に絶縁した。

【０１８６】上述したのと同様の方法により、透明電極
２９上に、シアンの液晶層７-2、透明電極３１、及びマ
ゼンタの液晶層７-3を順次積層した。なお、透明電極３
１は、電極柱２６と電気的に接続した。

【０１８７】さらに、液晶層７-3上に、厚さ１．１ｍｍ
の透明ガラス基板透明電極５を、透明電極５が液晶層７
-3と接するように配置することにより、液晶表示素子２
１を作製した。

【０１８８】上記液晶表示素子２１にＴＡＢによりドラ
イバＩＣを実装し、それぞれの電極間に最大信号振幅５
Ｖの交流電圧を独立に印加したところ、非印加時の黒色
から白色へと変化し、反射濃度計により求めたコントラ
スト比は５：１であった。

【０１８９】（実施例１０）以下に示す方法により、図
８に示す液晶表示素子２１を作製した。なお、本実施例
では、保護膜２８，３０，３２及び電極柱２５，２６は
設けなかった。

【０１９０】液晶表示素子２１を作製するに当たり、ま
ず、実施例９と同様にして、透明ガラス基板２上に、一
画素につき３系統のＴＦＴ及びゲート、信号配線２２、
下地膜２３、反射電極４を形成した。さらに実施例３と
同様にして、この反射電極４を３系統のＴＦＴの１つの
ソース電極と電気的に接続した。

【０１９１】次に、以下に示す方法によりイエローの液
晶層７-1を形成した。図１２に、本発明の実施例に係る
液晶表示素子の液晶マイクロカプセル層の正面図を示
す。この図に示すように、イエローの液晶マイクロカプ
セル６は感光性ポリイミドからなる隔壁５０内に充填さ
れている。隔壁５０は、長方形状の液晶領域を形成し、
その短軸方向に並置された３つの液晶領域を一単位とし
て市松模様状のパターンを形成している。

【０１９２】図１２に示すように、隔壁５０内に充填さ
れたイエローの液晶マイクロカプセル６は、隔壁の形状
に応じて変形し、カプセル中に包含される液晶材料２０
は液晶領域の長軸方向に配向している。

【０１９３】このように構成される液晶マイクロカプセ
ル層を基板２の反射電極４が形成された面に設け、さら
にこの液晶マイクロカプセル層上に、別途形成した液晶
マイクロカプセル層を積層することにより、厚さ１０μ
ｍの液晶層７-1を形成した。なお、それぞれの液晶マイ
クロカプセル層間で隣接する液晶領域は、その長軸の方
向が垂直となるように配置した。また、隔壁５０の一部
を導電性とし、反射電極４と電気的に接続されていない
２系統のＴＦＴのソース電極から、液晶層７-1上に導通
を図った。

【０１９４】次に、液晶層７-1上に、ＩＴＯ微粒子を分
散させた透明樹脂を塗布し、反射電極４に対応するパタ
ーンで透明電極２９を形成した。この透明電極２９は上
記隔壁５０の導電部を介して、２系統のＴＦＴの１つの
ソース電極と電気的に接続し、他方のＴＦＴのソース電
極とは電気的に絶縁した。

【０１９５】次に、透明電極２９上に、上述した方法に
より、シアンの液晶層７-2、透明電極３１、及びマゼン
タの液晶層７-3を順次積層した。なお、透明電極３１
は、シアンの液晶層７-2の隔壁５０に設けた導電部を介
して、上記他方のＴＦＴのソース電極と電気的に接続さ
れている。

【０１９６】さらに、液晶層７-3上に、厚さ１．１ｍｍ
の透明ガラス基板透明電極５を、透明電極５が液晶層７
-3と接するように配置することにより、液晶表示素子２
１を作製した。

【０１９７】上記液晶表示素子２１にＴＡＢによりドラ
イバＩＣを実装し、それぞれの電極間に最大信号振幅５
Ｖの交流電圧を独立に印加したところ、非印加時の黒色
から白色へと変化し、反射濃度計により求めたコントラ
スト比は５：１であった。

【０１９８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の液晶表示
素子によると、液晶層は、前記螺旋軸が第１の方向に向
くように前記液晶マイクロカプセルを配列してなる第１
の液晶マイクロカプセル層と、前記螺旋軸が第２の方向
に向くように前記液晶マイクロカプセルを配列してなる
第２の液晶マイクロカプセル層とを積層した積層構造を
有するため、第１の液晶マイクロカプセル層で所定の偏
波方向の偏光成分を吸収させ、第１の液晶マイクロカプ
セル層を透過する偏光成分を第２の液晶マイクロカプセ
ル層で吸収させることができ、理論的には全ての偏光成
分を吸収することができ、高いコントラストでの表示が
可能となる。また、この場合、液晶材料の螺旋軸がほぼ
平行になるように、第１及び第２の液晶マイクロカプセ
ル層が積層されるため、高い精度で容易に製造すること
ができる。

【０１９９】また、本発明の液晶表示素子によると、液
晶層は、それぞれ液晶材料の配向方向が異なる第１及び
第２の液晶領域を規則的に並置することにより構成され
るため、第１の液晶領域で所定の偏波方向の偏光成分を
吸収させ、第１の液晶領域を透過する偏光成分の一部を
第２の液晶領域で吸収させることができ、高いコントラ
ストでの表示が可能となる。

【０２００】さらに、本発明の液晶表示素子によると、
液晶層は、液晶マイクロカプセル層を積層した積層構造
を有し、そのいずれかは、液晶材料がラジアル配向を呈
する液晶マイクロカプセルで構成されるため、いずれか
の液晶マイクロカプセル層を透過する所定の偏波方向の
偏光成分の一部を、ラジアル型の液晶マイクロカプセル
で構成される液晶マイクロカプセル層で吸収させること
ができ、高いコントラストでの表示が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る液晶表示素子を
示す断面図。

【図２】（ａ）〜（ｅ）は、それぞれ本発明の第１の実
施形態に係る液晶表示素子に用いられる液晶マイクロカ
プセルを示す断面図。

【図３】本発明の第２の実施形態に係る液晶表示素子を
示す断面図。

【図４】本発明の第２の実施形態に係る液晶表示素子の
液晶領域の大きさと吸光度との関係を示すグラフ。

【図５】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ本発明の第２の実
施形態に係る液晶表示素子の液晶層を示す正面図。

【図６】（ａ）は、本発明の第３の実施形態に係る液晶
表示素子の液晶層の一例を概略的に示す側面図、（ｂ）
は、その一部を示す正面図。

【図７】（ａ）は、本発明の第３の実施形態に係る液晶
表示素子の液晶層の他の例を概略的に示す側面図、
（ｂ）は、その一部を示す正面図。

【図８】本発明の実施例に係る液晶表示素子を示す断面
図。

【図９】本発明の実施例に係る液晶表示素子を示す断面
図。

【図１０】本発明の実施例に係る液晶表示素子を示す断
面図。

【図１１】本発明の実施例に係る液晶表示素子の液晶層
を示す正面図。

【図１２】本発明の実施例に係る液晶表示素子の液晶マ
イクロカプセル層を示す正面図。

【符号の説明】

１，１１，２１，３１，４１…液晶表示素子 ２，３，３３，３９…基板 ４，５，２９，３１，３４，４３，４６…電極 ６，６-n…液晶マイクロカプセル ７，７-n…液晶層 ８，９，８-n，９-n…液晶マイクロカプセル層 １０，２０…液晶材料 １２…液晶分子 １３〜１６…配向膜 １７，１８…液晶領域 １９…二色性色素 ２２…ＴＦＴ及びゲート、信号配線 ２３…下地膜 ２５，２６…電極柱 ２８，３２…保護膜 ３７…透明被膜 ３８…螺旋軸 ４４…導電性材料 ４２，４５…透明樹脂フィルム ４７…導電性スペーサ ５０…隔壁

フロントページの続き (72)発明者 春原 一之 神奈川県横浜市磯子区新磯子町33番地 株式会社東芝生産技術研究所内 (56)参考文献 特開 平９−218421（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−236791（ＪＰ，Ａ) 特表 平５−500273（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/1334

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも一方の主面に電極が形成され
   た基板、 前記基板の電極が形成された面に形成され、二色性色素
   を含有した液晶材料を透明被膜で包含してなる液晶マイ
   クロカプセルを有する液晶層、及び 前記液晶層上に設けられた対向電極を具備し、 前記液晶材料は、前記液晶マイクロカプセル中で螺旋構
   造を呈し、 前記液晶層は、前記螺旋軸が第１の方向に向くように前
   記液晶マイクロカプセルを配列してなる第１の液晶マイ
   クロカプセル層と、前記螺旋軸が第２の方向に向くよう
   に前記液晶マイクロカプセルを配列してなる第２の液晶
   マイクロカプセル層とを積層した積層構造を有し、 前記第１及び第２の方向は実質的に互いに平行であり且
   つ基板面に対して実質的に平行であることを特徴とする
   液晶表示素子。
2. 【請求項２】 前記液晶マイクロカプセルは、異方性形
   状を有することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示
   素子。