JPH0336526A - 液晶表示素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、液晶を利用して多色表示を行う液晶表示素子
に係り、携帯用テレビや小型測定器、携帯式コンピュー
タ、装飾用デイスプレィ等のカラー表示装置として利用
できる。

〔背景技術〕

従来より、液晶を用いた表示素子は薄型かつ軽量にでき
るため、携帯用機器の表示部分に多用されている。

この液晶表示素子は、例えば、表面に薄膜状の透明電極
を有する一対のガラス基板等の間に液晶材料を密封して
液晶セルを形威し、この液晶セルを一対の偏光板の間に
挟持して構成され、液晶部分を透過する光の偏光軸（振
幅方向）が液晶分子の配列によって変化されること、お
よび、液晶分子の配列方向が前記電極への電圧印加に応
して制御できることを利用し、液晶セルにおいて一方の
偏光板からの光の偏光軸が他方の偏光板をｊＩＭ過可能
または不可能な方向となるように切り替えることにより
、透過光を断続して外部から視認可能な表示を行ってい
る。

また、このような液晶表示素子では、複数の液晶セルを
積層して全体としてのコントラストの向上が図られてい
るほか、種類の異なる液晶材料を積層して動作温度範囲
の改善が図られている。

一方、近年では、携帯用テレビ等の多くかカラー表示化
されており、また街頭広告に大画面表示素子等が用いら
れており、その表示部分としてカラー成品表示素子が利
用されている。

このようなカラー液晶表示素子としては、従来よりゲス
トホスト（ＧＨ）方式による単色または二色表示が知ら
れているほか、カラーフィルタ等を用いて液晶表示素子
でシャッタ制御された透過光を着色する方式が知られて
いる。

例えば、液晶セルの前面に各セルの画素に対応した微小
区画の透過色彩がそれぞれ光の三原色とされた三原色カ
ラーフィルタを配置し、素子の３画素をカラー画像の１
ビクセルとして通常のＣＲＴと同様なＲＧＢ合或合成フ
ルカラー表示を実現するものがある（特開昭５９−１７
０８８２号など）。

また、カラーフィルタに変えてカラー偏光板を用いたカ
ラー表示も知られており、例えば、液晶セルの両外側お
よび中間に介装される偏光板のうち、最前面の偏光板に
カラー偏光板を用いてカラー表示を実現するものがある
（特開昭５６−１２１０７６号など）。

これらのカラー液晶表示素子に用いられる液晶セルとし
ては、透過光に対する基本的な着色が少なく、かつ動作
が安定で高速であることが求められ、従来よりＴＮ　（
ツィステッドネマチック）型液晶セルやＳＴＮ　（スー
パーＴＮ）型液晶セルが多用されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、前述したカラー液晶表示素子のうち、カラーフ
ィルタを用いるものでは、カラーフィルタに各色に着色
された微小区画を形成する必要があるほか、フィルタの
各区画を液晶セルの各画素に合わせる工程で高精度が要
求される。さらに、各画素毎に三原色の何れかを表示す
るため、画像の１ビクセルにはセルの３画素が必要にな
るとともに、中間色を表示する際に色毎の画素位置が僅
かづつずれるため画像に滲みを生して精細な表示が難し
くなる。

また、カラー偏光板を用いるものでは、カラーモザイク
化した場合には前述のフィルタの場合と同様な問題があ
るほか、カラー偏光板を最前面に配置するとセグメント
表示やパターン表示においては非表示状態でも表示色が
見えてしまい、意表をつく広告表示等には用いられなく
なる。

さらに、これらのカラー液晶表示素子に一般に用いられ
るＴＮ型あるいはＳＴＮ型の液晶セルでは電界応答が遅
く、また一般的なガラス基板を多層化する構造では厚み
が大きくなり、視覚依存性が大きくなって見にくいとい
う問題があった。

本発明の目的は、−個の画素で多色表示ができるととも
に、コントラストが高くかつ応答速度が速い液晶表示素
子を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、通常のＣＲＴ等のカラー表示が能動デイスプ
レィである関係から一組の三原色発光点を１ビクセルと
していわば並列合成しており、従来はカラー液晶でもＣ
ＲＴと同様な各色画素の並列合成方式としていたのに対
し、受動デイスプレィであるカラー液晶は透過光を断続
ないし着色するものであるため、液晶セルおよびフィル
タや偏光板に光を順次透過させ、いわば直列合成により
色彩を順次重ね合わせて多色表示できるという知見に基
づいてなされたものである。

すなわち、本発明では一対の電極間に挟持された強誘電
性液晶材料を有する液晶セルを複数枚積層し、この積層
体の外側および各液晶セルの間に偏光板を配置するとと
もに、これらの偏光板のうち少なくとも一枚に黒色偏光
板を用い、少なくとも一枚にカラー偏光板を用い°ζ液
晶表示素子を構成する。

ここで、本発明に用いられる強誘電性液晶材料としては
、例えばＤＯＢＡＭＢＣ（ｐ−デシロキシへンジリデン
ーρ゛−アξ）　−２−メチルブチルシンナメート）等
の低分子のｉ！Ａ誘電性液晶が利用できる他、後に詳述
する強誘電性高分子液晶、例えばポリアクリレート系、
ポリエーテル系、ポリシロキサン系、ポリエステル系、
これらの基糸の繰り返し単位を含む共重合体あるいはそ
の他の分子１１０００以上の高分子液晶などが好適であ
る。

また、液晶セルを構成する電極および基板としては、透
明基板の表面に″ｉＮ膜状透明電極を形成した既存のも
のが利用でき、偏光板も必要な色特性を有する既存のも
のが利用できる。

〔作用〕

このような本発明においては、複数積層された液晶セル
と偏光板との組合わせにより、各液晶セルの透過状態を
調整して各セルに対応した偏光板での着色状態を制御す
る。すなわち、透過光に対して所望の色の偏光板に対応
する液晶セルに電圧印加することで各偏光板に設定され
た各色が選択され、同時に複数のセルおよび偏光板によ
る着色を選択することで透過光には各々の通過時に順次
着色が行われて色合成が可能となる。従って、本発明の
液晶表示素子では、透過光に対して複数の着色が全て一
様に行われ、液晶セルの１画素でフルカラー表示を行う
ことが可能となる。また、偏光板の一つに黒色を設定す
ることで総合的な透過光のコントラストの強調を可能と
するとともに、各液晶セルに強誘電性液晶材料を用いる
ことで高速応答性を確保し、これらにより前記目的が遠
戚される。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図および第２図には、本発明に基づく第一実施例が
示され、本実施例の液晶表示素子１は、２枚の液晶セル
ＩＯＡ、　ＩＯＢを赤色偏光板２および通常の黒色偏光
板３で挟持するとともに、各セルｌ０Ａ１０Ｂの間に青
色偏光板４を介装したものである。

ここで、偏光板２，４は、各々赤色または青色を除く領
域に対して選択的に偏光特性を示し、透明から赤または
青の着色状態に変化するものであり、偏光板３は可視光
全領域に偏光特性を示す通常のものである。また、これ
らの偏光Ｆｉ２，３゜４は、第３図に示すように、それ
ぞれの偏光軸２＾３Ａ、　４Ａが同し方向（パラレルニ
コル）となるように配置されている。

一方、各液晶セルＩＯＡ、　ＩＯＢは、それぞれ略同様
に構成されたものであり、このうち液晶セルＩＯＡにつ
いて説明すると、プラスチック薄板を用いた透明で可撓
性を有する基板１１Ａ、　１２Ａの間に強誘電性高分子
液晶の配向膜からなる液晶層１３Ａを挟持して構成され
たものである。

これら基板１１＾、１２Ａには、各々の表面にストライ
プ状の透明電極１４Ａ、　１５Ａが平行配列され、これ
らの電極１４Ａ、　１５Ａは互いに格子状をなすように
直交配置されており、液晶セル１０．Ａ、　ＩＯＢは電
極１４Ａ。

１５Ａの各交点で挟持される部位の液晶Ｎ１５Ａを一画
素とするマトリックスによりイメージ表示可能に構成さ
れている。

ここで、電極１４Ａ、　１５＾はスパックリング等によ
り微量の酸化すず（Ｓｎｏｗ）が混入された酸化インジ
ウム（ＩｎｌＯｌ）の透明で導電性の薄膜（ＩＴＯ膜）
を形成し、エツチング等により複数に分割されてストラ
イプ状に整形したものである。

また、液晶層１３Ａは、例えば、一方の基板１１Ａの表
面に、電極１４Ａの上から強誘電性液晶を塗布法などで
０．５〜４μ−程度の適当な厚さのＩ１９状に形成され
たものである。

なお、各液晶セルＩＯＡ、　ＩＯＢは、各液晶層１３Ａ
、　１３Ｂの液晶配向処理方向（層法線方向）の角度θ
＝２２．５°とされ、第３図に示すように、各々の配向
方向１６Ａ、　１６Ｂは前述した各偏光軸の方向を基準
として配向処理角度θ−２２，５°だけ傾けられており
、各液晶セルＩＯＡ、　１０Ｂの液晶分子長軸方向１７
Ａ、　１７Ｂは、電圧＋■の印加により基準方向と同じ
０°方向に向き、電圧−Ｖの印加により基準方向に対し
て角度２θ−４５°の傾きとなるように設定されている
。

このような構成においては、岐晶表示素子ｌに偏光板２
側から白色の照明光２０をあてておき、印加電圧±Ｖに
応して各液晶セルＩＯＡ、　ＩＯＢにおける複屈折特性
を変化させ、各セルＩＯＡ、　ＩＯＢに対応する赤色偏
光板２および青色偏光板４における透過状態を制御する
ことにより、黒色偏光板３側へ通過する１３ｉ７４光２
１を画素毎に着色して４色カラーイメージ表示を行う。

すなわち、電極１４＾、　１５Ａ問および電極１４Ｂ、
　１５１１間にそれぞれ表示信号電圧＋■を印加すると
、第４図に示すように、各液晶層１３Ａ、　１３Ｂの成
品分子長軸方向１７Ａ、　１７Ｂは各々の配向方向１６
Ａ、　１６Ｂから時計方向に傾き角θだけ回転して基準
方向Ｏｏに維持され、赤色偏光板２）液晶セルＩＯＡ　
、青色偏光板４、液晶セルＩＯＢ　、黒色偏光板３に至
る偏光軸は全て同し方向つまり透明となり、偏光板２側
から入射した照明光２０は各部をそのまま通過し、偏光
板３側に生じる透過光２１は白色光となる。

次に、電極１４Ｂ、　１５８間の電圧＋Ｖのまま、電極
１４Ａ、　１５Ａ間の極性を反転させて電圧−■を印加
すると、第５図に示すように、液晶１１３Ａの液晶分子
長軸方向１７＾は反時計方向に２θ回転して基準方向に
対して４５”に維持される。このため、入射した照明光
２０の赤色偏光板２による偏光成分２２は、液晶セルｌ
Ｏ＾における複屈折により偏光軸を０゜方向から９０”
方向に回転され、青色偏光板４を通過できなくなる。こ
の際、赤色偏光板２で偏光される偏光成分２２は赤色を
除く領域であり、偏光を受けなかった赤色だけが青色偏
光板４ないし以降の液晶セル１０Ｂ　、黒色偏光板３を
通過する。従って、この状態での透過光２１は赤色とな
る。

一方、電極１４＾、１５Ａ間の電圧＋■のまま、電極１
４Ｂ、　１５．８間の極性を反転させて電圧−■を印加
すると、第６図に示すように、液晶ｊｌＥ！　１３Ｂの
液晶分子長軸方向１７Ｂは反時計方向に２θ回転して基
準方向に対して４５°に維持される。このため、入射し
た照明光２０は赤色偏光板２）液晶セルＩＯＡ　、青色
偏光板４と通過するが、青色偏光板４による偏光成分２
４は、液晶セルＩＯＢにおける複屈折により偏光軸を０
°方向から９０”方向に回転され、青色偏光Ｆｉ４を通
過できなくなる。この際、青色偏光板４で偏光される偏
光成分２４は青色を除く領域であり、偏光を受けなかっ
た青色だけが黒色偏光板３を通過する。従って、この状
態での透過光２１は青色となる。

さらに、電極＋４Ａ、　１５Ａ問および電極１４Ｂ、　
１５Ｂ間にそれぞれ電圧−■を印加すると、第７図に示
すように、各液晶層１３Ａ、　１３Ｂの液晶分子長軸方
向１７Ａ１７Ｂはそれぞれ基準方向に対して９０°に維
持され、照明光２０は赤色偏光板２）液晶セルＩＯＡ　
、青色偏光板４に至る間に赤色の着色を受け、かつ、青
色偏光板４、液晶セルＩＯＢ　、黒色偏光板３に至る間
に青色の着色を受け、偏光板３側に生じる透過光２１は
赤と青との重ね合わせによる紫色の光となる。

このような本実施例によれば、各液晶セルｌ０Ａ１０Ｂ
への印加電圧により偏光板２．４に応じた赤色または青
色の着色を制御することができ、白色の照明光２０に対
して適宜赤、青、これらの合成による紫の着色、あるい
は無着色の白といった４色のカラー表示を行うことがで
きる。

これらの印加電圧の組み合わせによる透過光２１の色彩
の変化を第１表に示す。

第１表 また、透過光２１への着色は、赤色の着色および青色の
着色が直列的に順次行われるため、液晶表示素子ｌの１
画素毎に４色のカラー表示を行うことができる。

このため、液晶表示素子１の１画素をそのままカラー画
像の１ビクセルとすることができ、従来の色別の複数の
画素を一組にして用いる場合に比べて解像度を高くする
ことができ、かつ表示画像が色別に滲むこともないため
、極めて精細な表示を行うことができる。

また、色別の複数の画素を用いる場合のモザイり弐カラ
ーフィルタ等が必要なく、その製造に必要な微細な区画
毎に彩色を施す工程が省略できるとともに、液晶セルの
画素と着色区画との位置合わせ等も省略でき、製造を極
めて容易に行うことができる。

さらに、液晶セルＩＯＡ、　１０Ｂに強誘電性液晶材料
を用いたため、印加電圧に対する電界応答を高速化する
ことができ、テレビ等の動画表示や計測器のリアルタイ
ム表示においても追従性を高めることができ、画像の正
確さや見易さを向上することができる。

また、液晶セルＩＯＡ、　ＩＯＢの基板に可撓性の薄板
を用いているので、液晶表示素子１は適宜湾曲させるこ
とが可能であり、曲面の表示部分あるいは屈曲を受ける
部分への通用も行うことができる。

このような第一実施例に対し、第８図には本発明の第二
実施例が示されている。本実施例においては、液晶表示
素子８０として、青色偏光板８１、液晶セル８２）緑色
偏光板８３、液晶セル８４、赤色偏光板８５、液晶セル
８６、黒色偏光板８７が順次積層されている。ここで、
各液晶セル８２．８４．８６は、前記実施例の液晶セル
ＩＯＡ　と同様に構成されたものである。

このような本実施例によれば、前記第一実施例と同様な
効果が得られるほか、３つの液晶セル８２８４、８６に
よって偏光板８１．８３．８５に応した青、緑、赤（Ｒ
ＧＢ）という光の三原色の組み合わせによるカラー表示
が行える。

このため、ＲＧＢ各色の単独着色に加え、任意の着色を
同時に行うことにより空色、黄、紫等の中間色の合成着
色をも行うことができる。

特に、中間色の合成比率は各液晶セルへの印加電圧によ
り調整でき、ＲＧＢ合成色調を微妙かつ広範囲に変化さ
せることができ、いわゆるフルカラー表示を実現できる
。

また、ＲＧＢ合戒によるフルカラー表示に加え、交叉配
列されたストライプ状電極によるマトリノクス式イメー
ジ表示が行えるため、通常のＣＲＴにおけるＲＧＢ合成
と同様なフルカラー画像表示を行うことができる。

このため、単純なパターン表示でも、多様な色調を用い
ることで視認性を良くすることができ、広告灯や装飾用
パネルなどにも好適である。

さらに、本実施例では、１画素でＲＯＢ合威合成えるた
め、フルカラー化する場合でも画像の精細度を高めるこ
とができるとともに、強誘電性液晶を用いて表示が高速
にできるため、フレーム送りが速い動画や変化の激しい
画像に対してもフルカラーの精密な表示を行うことがで
きる。

なお、前記各実施例においては、各偏光板の偏光軸を全
て基準方向に揃えたパラレルニコルとしたが、これらは
順次９０度ずつ回転させた交叉配置（クロスニコル）と
してもよく、その際には各液晶セルの配向方向を適宜調
整し、所期の着色機能が得られるように再配置すればよ
い。

また、前記各実施例では、２枚の液晶セルおよび３枚の
偏光板による赤、青２色の着色を行う構成、および、３
枚の液晶上゛ルおよび４枚の偏光板によるＲＧＢ合成フ
ルカラー表示を行う構成について説明したが、これらの
偏光板の色別の順序は任意でよく、各々における着色色
彩は偏光板の変更により適宜選択すればよい。

さらに、４枚以上の液晶セルと各々の間および両外側の
偏光板とにより４色以上の表示を行えるように構成して
もよく、要するに複数枚の液晶セルの積層体の各セルの
間および積層体の両外側にそれぞれ偏光板を配置し、こ
れらの偏光板のうち少なくとも１枚をカラー偏光板とす
るとともに、１枚を黒色偏光板とすればよい。

一方、液晶表示素子に用いる液晶セルは、全て同じもの
である必要はなく、それぞれ着色する色や明るさに応じ
て別の種類の液晶材料を用いるなど、実施にあたって適
宜選択すればよい。

また、液晶セルの基板は、ガラス、あるいはポリエチレ
ンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、ポリカ
ーボネートその他のプラスチック等の透光性材料を用い
ることができる。

この基板は、可撓性とすることは必須ではないが、可撓
性とすれば液晶表示素子の全体を屈曲可能にすることが
できるとともに、液晶材料に対する配向処理を曲げ番こ
まって行うことができる。

さらに、基板表面に形成する透明電極としては、Ｉ　Ｔ
　ＯＩＩＩといわれる酸化すず（ＳｎＯ□）を混入した
酸化インジウム（Ｉｎｚ（１＋）膜に限らず、ＮＥＳＡ
膜といわれる酸化すず膜等の金属酸化物被膜、金（Ａｕ
）、　　アルミニウム（Ａｔ）、　　チタン（Ｔｉ）等
の金属薄膜であってもよく、その形成にあたってはスパ
ンクリングに限らず直接萬着法、スプレィ法等を用いて
もよく、要するに光の透過を妨げないような透明で導電
性の薄膜を形成することが望ましい。

この電極の形状としては、複数が平行配列されたストラ
イプ状電極を交叉方向に対向配置し、相互の交点を画素
とするマトリックスを形成してイメージ表示可能とする
ものに限らず、例えば、セグメント表示やバーグラフ等
に用いる場合には電極の一枚を共通電極として棒状電極
を対向させてもよく、特定の形状模様のみの表示の場合
等は各電極を平面状に形成すればよい。

これらの基板および電極により液晶セルを形成するにあ
たっては、注入法あるいは塗布法など、任意の方法が利
用できる。

ここで、液晶セルに形成される液晶層は、厚みが０．５
〜２０μｍ程度の範囲であることが好ましい。

この厚みは、要求される光学的な特性に応して適宜設定
すればよく、より厚くても問題はないが、双安定性が得
られることや印加電圧を低減できることから０．５〜４
μ鑞程度とすることが好ましい。

また、液晶層には、必要に応して二酸化ケイ素（Ｓｉｎ
ｇ）やセラミックス、プラス千ンク等の球状あるいはフ
ァイバー状のスペーサを併用してもよい。

さらに、液晶層に用いる強誘電性液晶材料は強誘電性高
分子液晶に限らず低分子のものでもよい。

しかし、高分子液晶を用いる場合にはその特性を活かし
て力学的配向処理が利用でき、配向制御を容易に行うこ
とができる。

例えば、強誘電性高分子液晶の薄膜形成には延伸法およ
び塗布法が好適であり、液晶セルを形成する際に延伸方
向あるいは塗布方向を適宜設定することにより、極めて
容易に所定の配向処理を行うことができる。

また、基板が可撓性である場合、曲げによる配向処理を
行うことができ、高分子、低分子液晶の何れにおいても
極めて生産性を高くすることができる。

なお、配向処理を行う方法としては、通常のネマチック
液晶に用いられているラビング法、斜刃蒸着法、剪断法
などを適宜利用してもよく、−軸水平配向が行える任意
の配向方法が採用できる。

以下、本発明に適用できる強誘電性液晶材料の具体的な
例について説明する。

本発明に用いる強誘電性液晶材料としては、低分子およ
び高分子の液晶材料やそれらの混合物など、強誘電性を
示すもの全てを用いることができるが、そのなかでもカ
イラルスメクティックＣ相（ｓ、ｃ”相）をとるものが
好ましい。

また、配向性を向上させるために、高分子液晶を液晶材
料全体のうち５モル％以上、好ましくは１０モル％以上
含ませることが望ましい。

本発明に用いられる強誘電性高分子液晶としては、特に
限定はなく種々のものを用いることができるが、通常は
、スペーサを介してメソーゲンを側鎖に有する高分子化
合物が好適に使用できる。

この側鎖型高分子液晶は、ポリマー主鎖、メソーゲンお
よびスペーサの三部分から構成されるもので、例えば、
次の一般式（１）で表されるものを挙げることができる
。

−（−Ｅ　−）−ｒ−（Ｅ　’→−「　　　　　　　　
（１）占 ム 但し、（１）式中、−＋Ｅｈ−＋Ｅ′ｈはポリマー主鎖
であり、Ｄはスペーサであり、Ｍはメソーゲンである。

ｂはＯであってもよいが、ｂが０でない場合には、式中
の（Ｅ−Ｄ−Ｍ）の単位および（Ｅ″）の単位は、ブロ
ックで結合していても、ランダムで結合していても、交
互に結合していてもよい。

主鎖としては、各種の高分子の主鎖が使用できるが、好
ましい主鎖として、ポリアクリレート、ポリシロキサン
、ポリエーテル、ポリエステル、ポリメタクリレート等
を挙げることができる。

スペーサＤとしては、種々のものを用いることができる
が、例えば、次の（２）式で表されるものを好適なもの
として挙げることができる。

−←　Ｃ０Ｏ−）ｒ−（−ＣＩ＋□Ｙ丁（２） 但し、（２）式中、閘は０または１、ｎは３〜３０の整
数を表す。

メソーゲンＭとしては、種々のものを用いることができ
るが、例えば、次の（３）式で表されるものが好適に使
用できる。

〜←　Ｚ）−ｒ−Ｒ （３） 但し、（３）式中、ＬはＯまたはｌ、Ｚは−０（酸素原
子）　または−ＣＯＯ−（エステル結合）を表し、Ｒ５
は次の（４）に示される各式で表されるものが好適に使
用できる。

但し、上記（４）の各式中Ｘは、例えば−ＣＯＯ−。

−０ＣＯ−を表し、−Ｒｚは、例えば−Ｃｏｏ−Ｒｘ、
　−０ＣＯ−Ｒｉ−０−Ｒｚ、　−ＣＯ−Ｒ３，−Ｒｉ
を表す、この−Ｒ１は、例えば不斉炭素原子Ｃ１を含む
炭素数４〜ＩＯの連鎖状または分岐状のアルキル基、−
ＣＩや−Ｆを含むハロアルキルｉ、−ＣＮを含むシアノ
アルキル基などである。

これらの高分子液晶の中でも、電界応答速度、コントラ
スト等の点から、特に、カイラルスメクチックＣ相（Ｓ
、Ｃ”相）を有する強誘電性高分子液晶が好ましい。

このようなカイラルスメクチックＣ相を有する強誘電性
高分子液晶としては、例えば次の（１）〜（Ｖ）の高分
子液晶を挙げることができる。なお、これら〔１〕〜（
Ｖ）の高分子液晶は、通常室温域〜１５０°Ｃ付近の温
度領域において、カイラルスメクチックＣ相を有し、応
答速度、コントラストおよび製膜性に著しく優れたもの
である。

（１）ポリアクリレート系高分子液晶（特願昭６１３０
５２５１号および特願昭６２−１０６３５３号として本
出願人が出願したもの等） 下記一般式からなる繰り返し単位を有するポリアクリレ
ート系高分子およびその共重合体。

−（−Ｃ１ｌｔ−ＣＨ＋− ＣＯＯ−（−ＣＨｘ）ｒＺ　−Ｒ＋ 式中、ｋは１から３０までの整数、好ましくは４〜２０
の整数、Ｚは−ｏ−、−ｃｏｏ−であり、−Ｒ１はであ
る、これらのＸは−ＣＯＯ−または一〇〇〇−であり、
〜Ｒ３は−ＣＯＯ−Ｒ３，−０ＣＯ−Ｒｉ、・−０−Ｒ
１または−Ｒ３であり、−Ｒ３としては Ｒａ　　　　　Ｒｓ →ＣＨ！＋−ｒ−＋Ｃ旧コーーＣＯ−←　ＣＨｌ−）−
Ｉ−ＣＨｌ等を例示することができる。ここで−Ｒａ、
　−Ｒｓ　は−ＣＩｌ、、−Ｃ１ｉ、−Ｆまたは−ＣＩ
、好ましくは−ＣＨ２であり、ｅおよびｈはＯからｌＯ
の整数、ｑはＯか１であり、Ｃ０は不斉炭素原子である
。但し、−Ｒ，が−Ｃ）１．であるときは、ｈはＯでは
ない。また、−Ｒｚ　として特に好ましいものとして、 −Ｃ１ｌ雪−ＣＨ−Ｃ，Ｈ，。

を挙げることができる。

なお、ポリアクリレート系に類イ以のものとしてメタク
リレート系高分子 Ｌ −＋ｃ）１．−ｃ　　← ｃｏｏ−＋　ＣＨｒｈ−Ｚ　−Ｒ クロロアクリレート系高分子 −（−ＣＨ，−Ｃう− ＣＯＯ−＋　ＣＨｚＹ■Ｚ　−Ｒｔ なども利用できる。これらのに、　Ｚ　、−Ｒ，は前記
と同し意味である。

（ｎ）ポリエーテル系高分子液晶（特願昭６１−３０９
４６６号として本出願人が出願したもの等）下記一般式
からなる繰り返し単位を有するポリエーテル系高分子お
よびその共重合体。

式中、ｋ、−Ｒｔ　　は前記ポリアクリレート系の場合
と同し意味を有する。

（Ｉ［ｌ］ポリシロキサン系高分子液晶（特願昭６２−
１１４７１６号として本出願人が出願したもの等）下記
一般式からなる繰り返し単位を有するポリシロキサン系
高分子およびその共重合体。

１１゜ 式中、−Ｒｈ　は低級アルキル基であり、ｋは３〜３０
の整数であり、−Ｒ２は前記ポリアクリレート系の場合
と同し意味を有する。

（ＩＶ）ポリエステル系高分子液晶（特願昭６１−２０
６８５１号として本出願人が出願したもの等）下記一般
式からなる繰り返し単位を有するポリエステル系高分子
およびその共重合体。

式中、−Ｒｔは−）１　、−　Ｃ１１３または−ＣＪｓ
であり、（は１〜２０の整数、ｋ、−Ｒｔ　　は前記ポ
リアクリレート系の場合と同し意味を有する。

なお、ポリエステル系のものとしては、具体的なものと
して、 などが挙げられる。

（Ｖ）水素結合によって側鎖を主鎖に固定した高分子液
晶（特願昭６１−１６９２８８号として本出願人が出願
したものから類推できる）。

このものの側鎖は、一種類でも複数種類でもよい。

以上（１）〜（Ｖｌで述べたような本発明で用いられる
高分子液晶の数平均分子量は、１，０００〜１．０００
，０００好ましくは１，０００〜４００，０００である
。

１　、０００未満であると、高分子液晶のフィルムや塗
膜としての成形性に支障を生じる場合があり、方、４０
０．０００を越えると、応答速度が遅い等の好ましくな
い結果が現れることがある。そして、数平均分子量の特
に好ましい範囲は、置換基の種類等に依存するので一概
に規定できないが、通常、ｉ　ｏｏｏ〜２００，０００
である。

なお、これらの高分子液晶は、本発明の目的に支障のな
い範囲で複数のものを適宜併用して用いてもよい。

また、本発明に係る高分子液晶は、本発明の目的に支障
のない範囲で、さらに他の液晶状ポリマーやオレフィン
系樹脂、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリスチ
レン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系
樹脂、スチレン−ブタジェン共重合体、塩化ビニリデン
−アクリロニトリル共重合体等の通常の樹脂と混合して
使用して、高分子液晶膜を作成することも可能である。

しかし、これらの樹脂を大量に入れると液晶性が低下す
るので、高分子液晶に対して重量比で２以下とすること
が好ましい。

さらに、応答性を改善するために強誘電性低分子液晶、
例えば、ｐ−デシロキシヘンジリデンーｐアミノ　−２
−メチルブチルシンナメート（ＤＯＢＡＭＢＣ）のよう
なカイラルスメクチックＣ相を有する液晶化合物を混合
して使用することもできる。混合割合は、重量比で５以
下とすることが好ましい。

前記各成分の配合方法としては特に制限はなく、通常の
方法によってブレンドすることによって行い得る。

この他、本発明に用いられる強誘電性高分子液晶として
は、ポリマー中の側鎖の末端部分に不斉炭素原子Ｃ３が
１個または２個存在するものに限定されるものではなく
、側鎖の末端部分に不斉炭素原子が３個以上含まれるも
のも使用できる。

一方、強誘電性低分子液晶では前述のＤＯＢＡＭＢＣを
はしめとして、次に示すようなものが利用できる。

強誘電性低分子液晶化合物としては、例えばシッフ塩基
系強誘電性低分子液晶化合物、アゾ及びアゾキシ系強誘
電性低分子液晶化合物、ビフェニル及びアロマティック
スエステル系強誘電性低分子液晶化合物、ハロゲン、シ
アノ基等の環１１ａ基を導入した強誘電性低分子液晶化
合物、複素環を有する強誘電性低分子液晶化合物などが
挙げられる。

シッフ塩基系強誘電性低分子液晶化合物としては、例え
ば、次に示す化合物（１）〜（４）が挙げられる。

ｎ＝５　〜ｌＯ１２ ４ ｎ＝７ 〜１０゜ １ ｎ＝７．８゜ ４ ｎ・４．　８．　１２ アゾ及びアゾキシ系強誘電性低分子液晶化合物としては
、例えば次に示す（５）、（６）が挙げられる。

ｎ−４゜ ｎ・１６ ビフェニル及びアロマティックスエステル系強誘電性低
分子液晶化合物としては、例えば、次に示す化合物（７
）、（８）が挙げられる。

ｎ＝８ ｎ＝８ ハロゲン、シアノ基等の環置換基を導入した強誘電性低
分子液晶化合物としては、例えば、次に示す化合物（９
）〜（１１）が挙げられる。

ｎ−６，８＋１０ −８ ｎ・４６ 複素環を有する強誘電性低分子液晶化合物としては、例
えば、次に示す化合物（１２）、（１３）が挙げられる
。

ｎ＝６．８．１１ なお、前記化合物は、強誘電性低分子液晶化合物の代表
的な化合物であり、本発明の強誘電性低分子液晶化合物
はなんら、これらの構造式に限定されるものではない。

さらに、上記の液晶材料には、液晶パネルの機械的強度
の向上、曲げ配向処理などに対する配向性を改善するた
めに、非液晶性のポリマーをＯ〜６０ｆｆｉ１％加えて
もよい。加えるポリマーとしては熱可塑性樹脂や架橋性
樹脂が用いられ、特に、接着剤が好適である。

熱可塑性樹脂としては、Ｔｇが好ましくは３０°Ｃ以上
のもの、さらに好ましくは７０’Ｃ以上のものが用いら
れる。

具体的には、ポリ塩化ビニル、ポリ臭化ビニル、ポリフ
ッ化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビ
ニル−エチレン共重合体、塩化ビニル−プロピレン共重
合体、塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニ
ル−ブタジェン共重合体、塩化ビニル−アクリル酸エス
テル共重合体、塩化ビニル−アクリロニトリル共重合体
、塩化ビニル−スチレン−アクリロニトリル三元共重合
体、塩化ビニル−塩化ビニリデン−酢酸ビニル共重合体
、ポリ塩化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、
ポリテトラフルオロクロルエチレン、ポリフッ化ビニリ
デン等のハロゲン化ビニル重合体又は共重合体； ポリビニルアルコール、ポリアリルアルコール、ポリビ
ニルエーテル、ポリアリルエーテル等の不飽和アルコー
ル若しくはエーテルの重合体又は共重合体； アクリル酸若しくはメタアクリル酸等不飽和カルボン酸
の重合体又は共重合体； ポリ酢酸ビニル等のポリビニルエステル、ポリフタル酸
等のポリアリルエステル等のアルコール残基中に不飽和
結合をもつものの重合体又は共重合体； ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、
マレイン酸エステル若しくはフマル酸エステルの重合体
等の酸残基又は酸残基とアルコール残基中に不飽和結合
をもつものの重合体あるいは共重合体； アクリロニトリル若しくはメタアクリロニトリルの重合
体又は共重合体、ポリシアン化ビニリデン、マロノニト
リル若しくはフマロニトリルの重合体又は共重合体等の
不飽和ニトリル重合体あるいは共重合体； ポリスチレン、ポリα−メチルスチレン、ポリｐ−メチ
ルスチレン、スチレン−α−メチルスチレン共重合体、
スチレン−ｐ−メチルスチレン共重合体、ポリビニルベ
ンゼン、ポリハロゲン化スチレン等の芳香族ビニル化合
物の重合体又は共重合体； ポリビニルピリジン、ポリ−Ｎ−ビニルピロリジン、ポ
リ−Ｎ−ビニルピロリドン等の複素環式化合物の重合体
又は共重合体： ポリカーボネート等のポリエステル縮合物、ナイロン６
、ナイロン６．６等のポリアミド縮合物； 無水マレイン酸、無水フマール酸及びそのイミド化物を
含む重合体又は共重合体； ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリイ藁ド、
ポリフェニレンオキサイド、ポリフェニレンサルファイ
ド、ポリスルホン、ポリエーテルフルホン、ボリアリレ
ート等の耐熱性有機高分子等が挙げられる。

−実１Ｌ例− 第１の実施例として、強誘電性液晶 ＣＨ３ （ＩＪ転移挙動 とエポキシ系接着（商品名セメダインスーパーセメダイ
ン■社製、体積比で主剤：硬化剤−１：ｌ）の重量比４
：１の混合物をジクロルメタンｌＯ重量％ン容？夜とし
、ダイレクトグラヒ′アコーターを用いてＩＴＯ付きＰ
［！Ｓ基板（住友ベークライト■社製ＦＳＴ−１３５１
、厚み１００μ−１幅５００ｍｍ　）に塗布し、溶媒蒸
発後約３μ−の膜とした。次いで、一対の加圧ローラを
用いて何も塗布してない同種基板とラミネートした。そ
の後、直ちに第９図のような曲げ配向装置を用いて一軸
水平配向させた。なお、第９図の各ロール９１，９２．
９３は全てクロムメツキを施した鉄製の直径８０ｆｆｉ
慣、幅６００ＩＩＩ１１のものを用いており、ロール９
１の温度ＴＩ＝ｌＩＯ”Ｃ，ロール９２の温度Ｔｔ−９
１°Ｃ、ロール９３の温度Ｔｆｆ＝９０°Ｃ２送り速度
ｖ　＝　２　ｍ　／＋ｉｉｎ　とした。この配向処理の
のち数分後、接着剤が硬化した後に長さ５００ｍ−づつ
３枚切り出して液晶セルを得た。この液晶セルを通常の
黒色偏光板で挟みコン（・ラスｉ・を測定したところ室
！（２５°Ｃ）で±５ｖの印加で９０程度の良好な値で
あり、電圧を切って電極間を短絡しても通過光強度は変
化せず、双安定性も良好であった。

このような液晶セルを３枚用いて前述した第二実施例の
液晶表示素子を構成した。この際、偏光板としては、パ
ナック工業■製、赤色偏光板：　５ＣＣ２−Ｒ２−１２
５，緑色偏光板：５ＣＣ２−Ｇ２−１２Ｓ　、青色偏光
板ｊＳＣＣ２−８２−１２５．黒色偏光板：ＬＬＣ２−
９８１８５を用いた。このような液晶表示素子によって
第２表および第３表のような表示が４１１１された。

第２表 第３表 これらの表中、ｖ５は液晶セル８２の印加電圧を示し、
ｖ６は液晶セル８４の印加電圧を示す。また、第２表は
液晶セル８６の印加電圧Ｖ　７−＋　５　Ｖ。

第３表は液晶セル８６の印加電圧Ｖ７−−５Ｖの時を示
す、さらに、各々の括弧内の数値は透明状態の白色透過
光を１００とした場合の透過光強度を示す。

二の例では、室温での応答時間は±１０ｖの印加で１５
０μｓであった・ 第２の実施例として、第１の実施例と同様な作製法によ
って、液晶の闇値特性を緩やかにするために、液晶材料
を強誘電性高分子液晶 相転移挙動 ８５体積％と日本エアロゾル■製５ｈｏｔ微粒子（平均
径７ｍｍ）１５体積％の混合物とした。その結果、液晶
セルの電解強度に対する闇値特性が緩やかになり、印加
電圧が一７〜＋７■の間で略連続的に配向方向を変える
ことが可能であった。

このような液晶セルを用いて前記第２実施例の液晶表示
素子を形成したところ、各液晶セルに印加する電圧を連
続的に変化させることで着色色調および表示色調を連続
的に変化させることができた、また、透過光強度はそれ
ぞれ略同程度で４０以上が常に得られた。

この際、例えば青色から緑に変化させるの番こ要する時
間は７００μｓであり、従来のネマチンク型液晶に比べ
て高速でああることか確認された。

比較例として、前記第一の実施例と同様な製法で液晶表
示素子を作製し、最下層の黒色偏光板８７に１負えて赤
色偏光板８５と同様のものを用いたところ、第４表およ
び第５表のような色彩およびｙｉ過先光強度なった。な
お、第４表は前記第２表に、第５表は前記第３表に対応
するものである。

第４表 第５表 これらの結果から、比較例では前記第一の実施例に比べ
て十分なコントラストおよび鮮明な色調の変化が得られ
なくなることが明らかとなり、前記第一の実施例のよう
に黒色偏光板を用いることの優位性が確認される。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明の液晶表示素子によれば
、複数積層した液晶セルおよびカラー偏光板によって着
色の直列合成を実現することにより、−個の画素で多色
表示が行えるとともに、黒色偏光板の採用によりコント
ラストが高く、かつ強誘電性液晶材料の採用により応答
速度が速い液晶表示素子を実現することができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の液晶表示素子の第一実施例の概略構成
を示す一部を切欠いた斜視図、第２図は第１図の断面図
、第３図ないし第７図はそれぞれ前記実施例における偏
光板および液晶層の偏光軸を示す図、第８図は本発明の
第二実施例の概略構成を示す断面図、第９図は液晶セル
の曲げ配向処理を示す概略図である。 １・・・液晶表示素子、２．　３．　４．８１．８３．
８５゜８７・・・偏光板、ＩＯＡ、　ＩＯＢ、　８２．
８４．８６・・・液晶セル、１１Ａ、　１１８．１２Ａ
、　１２Ｂ・・・基板、１３Ａ、　１３Ｂ・・・液晶層
、１４＾、　１４Ｂ、　１５Ａ、　１５Ｂ・・・電極。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）一対の電極間に挟持された強誘電性液晶材料を有
   する液晶セルを複数枚積層し、この積層体の外側および
   各液晶セルの間に偏光板を配置するとともに、これらの
   偏光板のうち少なくとも一枚に黒色偏光板を用い、少な
   くとも一枚にカラー偏光板を用いたことを特徴とする液
   晶表示素子。
2. （２）特許請求の範囲第１項において、前記電極は可撓
   性基板上に形成されていることを特徴とする液晶表示素
   子。
3. （３）特許請求の範囲第２項において、液晶セルおよび
   偏光板を含む全体が可撓性を有することを特徴とする液
   晶表示素子。
4. （４）特許請求の範囲第１項ないし第３項の何れかにお
   いて、前記強誘電性液晶材料は強誘電性高分子液晶を含
   有していることを特徴とする液晶表示素子。