JPH05119302A - 高分子分散型液晶表示素子及びその製造方法 - Google Patents

高分子分散型液晶表示素子及びその製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 コントラストが良好で、閾特性に優れ、表示
品質が均一で、比抵抗が高く電荷保持特性が優れ、反射
型として駆動電圧を低下させることができ、信頼性の高
い高分子分散型液晶表示素子及びこの素子を容易に安定
して製造することのできる製造方法を提供するにある。 【構成】 液晶と高分子とを相互に分散し、相分離させ
た相において、電界の無印加時において、液晶及び高分
子とを同一方向に配向させたことを特徴とする素子であ
り、また、高分子又は高分子前駆体が液晶相のときに液
晶と混合した後、液晶及び高分子又は高分子前駆体を配
向させ、その後に高分子又は高分子前駆体を硬化させる
ことを特徴とする製造方法である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶と高分子を互いに
分散させた高分子分散型液晶表示素子及びその製造方法
に関し、コンピュータディスプレイあるいはビデオプロ
ジェクター等に応用されるものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、社会生活の場へのコンピュータの
導入にともない、マンマシンインターフェイスの開発が
加速されている。特にコンピュータディスプレイの分野
が最も開発が急がれるところであるが、いまだにツイス
トネマチック型液晶表示素子に頼っているのが現状であ
る。この表示素子は、二枚の偏光板を使用する為、入射
光の利用効率が低く、表示が暗いという欠点がある。
【０００３】そこで、最近、偏光板が不要で、液晶と高
分子の屈折率の差を利用した高分子分散型液晶(polymer
dispersed liquidcrystal)の表示素子が開発されてい
る。この高分子分散型液晶表示素子は、液晶と高分子を
互いに分散させて、これらを相分離させた表示素子であ
る。その動作原理は、電界の印加又は除去により、両者
の屈折率が一致すると、光の透過する透明状態となり、
両者の屈折率が相違すると、光の散乱する白濁状態（半
透明状態）となるものである。
【０００４】従来の高分子分散型液晶表示素子を、図５
８に示す（アメリカ特許3600060 等参照）。この高分子
分散型液晶表示素子は、液晶高分子複合層を二枚の透明
基板０１，０８の間に挟持したものであり、二枚の透明
基板０１，０８の内側面には透明電極０２，０７が夫々
形成されている。液晶高分子複合層は、液晶０５の微粒
子が高分子０４中に分散したものであり、液晶０５と高
分子０４とが相分離した状態にある。液晶０５は、正の
誘電異方性を有し、電界が印加されると、電界方向に揃
う。液晶０５は、電界が印加されないときには、無秩序
に配向しているために屈折率が常光屈折率（1.5 程度）
と異常光屈折率（1.7 程度）の平均である1.6 程度であ
る。高分子０４は、無秩序に配向した状態で硬化してい
るために、その屈折率は1.5 程度である。図中におい
て、矢印は配向方向が無秩序であることを示す。
【０００５】このように、液晶０５と高分子０４との界
面には、0.1 程度の屈折率の差があるため、電界無印加
時においては、図５８(a) に示すように、図中上方から
液晶高分子複合層に入射した光は散乱状態となり、素子
は白濁状態（半透明状態）となる。但し、入射した光の
全てが散乱するではなく、液晶分子の配向方向に対して
平行方向の偏光が散乱する。
【０００６】また、図５８(b) に示すように透明電極０
２，０７の間に電源を接続し、液晶高分子複合層に電界
を図中上下方向に印加した時には、液晶０５は電界方向
に揃うため、電界方向において、その屈折率は1.5 程度
となり、高分子０４の屈折率に一致又は近似する。この
為、電界印加時においては、電界方向から高分子液晶混
合層に入射した光は散乱せず通過し、素子は透明状態と
なる。
【０００７】又、上記説明では、電界無印加時において
は、素子は白濁状態となり、電界印加時においては透明
状態となるとしていたが、液晶、高分子の種類、組合せ
を調整することにより、その逆の動作をさせることも可
能である。即ち、電界を無印加時において、液晶と屈折
率と高分子の屈折率とを一致又は近似させると、入射し
た光は液晶高分子複合層を散乱することなく透過し、そ
のため、素子は透明となる。また、電界印加時におい
て、液晶を電界方向に揃わせることにより、電界方向に
おいて、液晶の屈折率と高分子の屈折率の差を大きくす
ると、入射した光は液晶と高分子との界面で散乱し、こ
の為、素子は白濁状態となる。
【０００８】尚、ここでは液晶と高分子の屈折差を利用
する原理を示したが、この原理と異なる原理により透
明、白濁状態となる高分子分散型液晶表示素子の例もあ
る。例えば、ビフェニル骨格の側鎖を有するメタクリル
酸エステル等の高分子と液晶のを混合し、紫外線を照射
してなる液晶高分子複合層において、電界を印加して白
濁する現象は、このような原理では説明がつかない。
【０００９】更に、２色性色素を添加した高分子液晶複
合表示素子も開発されている（1990Society for Inform
ation Display International Symposium digestof tec
hnology Papers、講演番号12.1, May 1990）。この高分
子分散型液晶表示素子は、二枚の透明基板間で狭持され
る液晶高分子複合層における液晶中に、２色性色素を添
加したものである。この素子では、電界を印加しないと
き、液晶と高分子とが屈折率に差がある為、入射した光
は散乱する。ここで、２色性色素は液晶と同様に無秩序
に配向しているために、散乱した光により、色素の色が
観察される。また、この素子に電界を印加すると、色素
を含む液晶が電界方向に揃い、電界方向において、液晶
と高分子との界面に屈折率の差が無くなり、素子は透明
となる。この素子の裏面には、背景として色紙を置くの
が一般的である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の高分
子分散型液晶表示素子は、液晶の微粒子が高分子中に分
散しており、しかも、高分子が無秩序に配向しているた
め、液晶と高分子との屈折率を一致させるときでも、十
分な透過状態が得られず、完全な透明状態とならなかっ
た。また、液晶の粒子径が不揃いのため、表示品質が均
一でなく、信頼性に欠けていた。更に、電界無印加のと
きには、液晶も無秩序に配向している為、各液晶分子は
電界に対する応答が不揃いとなり、素子全体としての透
過率特性の閾特性が急峻でなかった。
【００１１】また、高分子の屈折率1.5 と、液晶の平均
屈折率1.6との差が小さい為、液晶と高分子との屈折率
を異ならせるときでも、十分な散乱状態とならず、完全
な不透明とならなかった。散乱度を稼ぐために、液晶高
子複合層を厚くすると、駆動電力が数十ボルトと高くな
る問題も生じる。更に、従来の表示素子は、閾特性の急
峻度が低いため、コントラストがとれないという問題が
ある。例えば、走査線数の数としては、単純マトリック
ス駆動では３本が限界であり、大容量表示素子として電
圧駆動する際にはアクティブ素子、例えば、ＴＦＴ(thi
n film transistor)素子あるいはＭＩＭ(metal inslato
rmetal)素子などを用いる必要があった。
【００１２】また、２色性色素を添加した高分子液晶表
示素子の場合には、電界の印加又は除去により、透明状
態か色素の色を切り替えて表示するのであるが、表示が
奥まって見える。また、色素の含量を増やすと表示が暗
くなり、駆動電圧も高くなるなどの課題を有している。
本発明は、上記従来技術に鑑みてなされたものであり、
液晶及び高分子を同一方向に配向させることにより、閾
特性の優れたコントラストの良好な明るい高分子分散型
液晶表示素子を提供することを目的とするものである。
本発明の他の目的は、駆動電圧の低いコントラストの良
好な視認性の良い反射型の高分子分散型液晶表示素子を
提供することであり、さらにこの表示素子を用いて大容
量表示体を提供することにある。本発明の更に他の目的
は、比抵抗が高く、電荷保持特性の優れた高分子分散型
液晶表示素子を提供することにある。更に、本発明の他
の目的は、このような高分子分散型液晶表示素子を、容
易な方法により、安定して製造することのできる製造方
法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】斯かる目的を達成する本
発明の高分子分散型液晶表示素子に係る構成は液晶と高
分子とを互いに分散させると共に前記液晶及び前記高分
子とを相分離させた液晶高分子複合層を形成し、電界の
印加により前記液晶を電界方向に揃わせると光散乱状態
となる高分子分散型液晶表示素子において、前記液晶及
び前記高分子は電界の無印加時には同一方向に配向して
いることを特徴とする。
【００１４】ここで、前記液晶高分子複合層は二枚の基
板の間に挾持され、また、該二枚の基板の内側面に透明
電極を有するか、或いは、一枚の基板上に形成され、該
一枚の基板は表面に透明電極を有し、また、前記液晶高
分子複合層の上面には透明電極が形成されるものとする
ことができる。また、前記液晶は正の誘電異方性を有
し、前期液晶及び前記高分子は電界の無印加時には前記
基板と平行方向に配向するか、或いは、負の誘電異方性
を有し、前記液晶及び前記高分子は電界の無印加時には
前記基板と垂直方向に配向するものとすることができ
る。
【００１５】また、前記二枚の基板の少なくとも一方の
内側面には、前記液晶及び液晶相の前記高分子又は重合
して高分子となる高分子前駆体を当該基板と平行方向に
配向させる配向処理が施されるか、前記液晶及び液晶相
の前記高分子又は重合して高分子となる高分子前駆体を
当該基板と垂直方向に配向させる配向処理が施されるこ
とが望ましい。更に、前記二枚の基板のうちの一方に
は、前記液晶及び液晶相の前記高分子又は重合して高分
子となる高分子前駆体を当該基板と平行方向に配向させ
る配向処理が施され、前記二枚の基板のうちの他方に
は、前記液晶及び液晶相の前記高分子又は高分子を構成
する高分子前駆体を当該基板と垂直方向に配向させる配
向処理が施されることが望ましい。尚、前記配向処理と
して配向膜が形成されてもよい。
【００１６】ここで、前記二枚の基板のうちの一方は、
内側面に反射層を兼ねた電極を有するか、または、反射
層が付加されても良い。また、前記一枚の基板は、反射
層を兼ねた電極を有するか、または、反射層が付加され
ても良い。また、前記液晶は、カイラル成分を含有する
ネマチック液晶でもよく、また、２色性色素を含んでも
よい。
【００１７】更に、前記高分子は、ビフェニル側鎖を含
有する高分子、紫外線硬化型高分子、熱硬化型高分子、
熱可塑型高分子、高分子液晶とすることができ、また、
前記高分子は、前記液晶との共溶媒を有し、相溶した状
態で液晶相をとるものとすることができる。更に、前記
高分子は重合部と芳香環部を有する高分子前駆体を少な
くとも二種類以上重合してなるものとすることができ
る。
【００１８】また、前記高分子前駆体の少なくとも一種
類は、芳香環部あるいは芳香環部に付随する側鎖上にフ
ッ素原子を含有しているか、芳香環部にナフタレン、フ
ェニルあるいはビフェニルおよびこれらの誘導体を含ん
でいるものとすることができ、前記高分子前駆体が紫外
線により重合して硬化するものとすることができる。更
に、前記液晶高分子複合層と反射層との間に位相差板を
配置し、この位相差板の光軸は、前記液晶高分子複合層
の配向方向と４５度の角度を成し、更に、この位相差板
として、四分の一波長板を用いても良い。この位相差板
の表面には透明電極が蒸着されていても良い。前記反射
層は位相差板の表面に蒸着されていても良い。
【００１９】前記液晶高分子複合層における液晶及び高
分子の配向方向が互いに直交するように二枚の高分子分
散型液晶表示素子を重ね合わせても良く、また、前記高
分子の配向方向は、前記基板の法線と入射光の光軸を含
む面に直交する方向であることが望ましい。更に、前記
基板の背面に偏光板及び反射板を配置し、或いは、前記
基板の背面に位相補正板、減光板及び反射板を配置する
ようにしても良い。
【００２０】前記目的を達成する本発明の高分子分散型
液晶表示素子の製造方法に係る構成は液晶と熱可塑性高
分子とを相溶して混合すると共に前記液晶及び高分子を
液晶相にて同一方向に配向させ、その後、前記高分子を
冷却硬化させることにより、前記液晶と前記高分子とを
配向状態を保ったまま相分離するか、或いは、液晶と高
分子前駆体とを相溶して混合すると共に前記液晶及び高
分子前駆体を液晶相にて同一方向に配向させ、その後、
前記高分子前駆体を重合し高分子として硬化させること
により、前記液晶と前記高分子とを配向状態を保ったま
ま相分離することを特徴とする。このとき２枚の基板あ
るいは１枚の基板を利用できる。また、これらの基板の
少なくとも１枚に配向処理を施すことが望ましい。
【００２１】ここで、前記高分子が最もよく光散乱する
粒径 0.1〜10μmとなる条件で相分離する速度を調整す
ることが望ましい。ここで、前記高分子前駆体としてビ
フェニルメタノールのメタクリル酸エステルあるいはア
クリル酸エステルあるいはこれら化合物の誘導体を用い
ることができ、また、ナフトールのメタクリル酸エステ
ルあるいはアクリル酸エステルあるいはこれら化合物の
誘導体を用いることが可能である。また、前記高分子前
駆体として前記エステルにビフェノールのメタクリル酸
エステル誘導体あるいはアクリル酸エステル誘導体を混
合したものを使用しても良い。
【００２２】
【実施例】
（実施例１）本発明の第１の実施例に係る高分子分散型
液晶表示素子を図１に示す。同図に示すように二枚の透
明な基板１０１、基板１０８の間には液晶高分子複合層
が挾持され、この液晶高分子複合層は、高分子１０４の
粒子が液晶１０５中に分散して相分離した状態となって
いる。高分子１０４としては、液晶相の状態において液
晶１０５と相溶して、その後、硬化する際に、液晶１０
５と相分離するものが使用される。液晶１０５として
は、電界方向と平行方向に配向する正の誘電異方性を有
するものが使用される。二枚の基板１０１，１０８は、
内側面にそれぞれ透明電極１０２，１０７を有してお
り、更に、その上にはそれぞれ配向膜１０３，１０６が
形成されている。
【００２３】配向膜１０３，１０６は、二枚の基板１０
１，１０８の間に相溶して封入された液晶１０５び液晶
相の高分子１０４を、当該基板１０１，１０８と平行な
方向に配向させる配向処理が施されている。高分子１０
４は、配向する際は液晶相であるが、その後、硬化され
る為、その配向状態が保たれたまま固定されている。こ
の為、高分子１０４は、その後、電界が印加されても、
配向方向が電界方向に揃うことはない。また、液晶１０
５は、配向状態が固定されていない為、電界を印加する
と電界方向に揃うことになる。
【００２４】従って、電界を印加していない場合には、
高分子１０４と液晶１０５の配向方向は、基板１０１，
１０８に対して平行方向に一致する状態となり、この状
態において、両者の屈折率を一致させることにより、上
記素子は透明状態となる。また、透明電極１０２，１０
７の間に電源を接続して、液晶高分子複合層に電界を印
加すると、液晶１０５の配向方向が電界方向に揃うた
め、電界方向において、液晶１０５と高分子１０４と界
面で屈折率の不一致により光散乱状態となり、素子は白
濁状態となる。
【００２５】尚、高分子１０４としては、液晶相の高分
子前駆体を二枚の基板１０１，１０８の間に封入した
後、この液晶相の高分子前駆体を重合したものでも良
い。また、本実施例の液晶高分子複合層では、高分子１
０４の粒子が液晶１０５中に分散しているが、これと逆
に、液晶１０５の粒子が高分子１０５中に分散するよう
にしても良い。
【００２６】次に、上記高分子分散型液晶表示素子の作
製法について説明する。先ず、二枚の透明な基板１０
１，１０８の表面に、透明電極１０２，１０７を蒸着法
により形成した。更に、透明電極１０２，１０７の表面
にポリイミドとしてＪＩＢ（商品名，日本合成ゴム
（株）製）の2％溶液を2000r.p.m.にてスピンコートし
て配向膜１０３，１０６とした。その後、配向膜１０
３，１０６の形成された二枚の基板１０１，１０８を15
0 ℃にて焼成した。焼成後、配向膜１０３，１０６の表
面に配向処理を施した。配向処理として、さらし木綿で
配向膜１０３，１０６の表面を一方向に擦るラビング(r
ubbing) 処理を行なった。擦る方向は二枚の基板１０
１，１０８を組み合わせたときに擦る方向が平行となる
ようにした。
【００２７】これら二枚の基板１０１，１０８の配向膜
１０３，１０６を向かい合わせて間隙が10μmになるよ
うに固定した。以下、この隙間をセル厚と呼ぶ。この間
隙中に高分子前駆体と液晶を１：１０の割合で相溶して
混合したものを封入した。ここでは、高分子前駆体とし
てはパラフェニルフェノールメタクリル酸エステル、液
晶としてはＰＮ００１（商品名，ロディック社製）を使
用した。引続き、高分子前駆体と液晶の混合物を徐冷
し、室温にて紫外線を照射して高分子前駆体を重合して
硬化させると共に液晶１０５と高分子１０４として相分
離させた。
【００２８】このようにして製造された表示素子の動作
原理について説明する。図１に示す高分子１０４、液晶
１０５は、同様の屈折率異方性を示し、配向方向と平行
方向における屈折率は1.5 程度あり、配向方向と垂直方
向の屈折率は1.7 程度である。従って、電界無印加時に
は、液晶１０５が高分子１０４と同方向に配向している
為、基板１０１，１０８と垂直方向な方向における液晶
１０５と高分子１０４の屈折率は一致する。従って、こ
の時この素子は、ほとんど透明な状態となり、透過率は
80％となった。液晶及び高分子が無秩序に配列する従来
例では、透過率が60％程度であるので、本実施例のよう
に高分子及び液晶を配向すると透過率がかなり改善され
ることが判る。
【００２９】一方、電極１０２，１０７との間に電源を
接続して、高分子液晶複合層に電界を印加すると、高分
子１０４の配向方向はそのままであるのに対し、液晶１
０５だけが電界方向、つまり、基板１０１，１０８に対
して垂直な方向に配向する。このため、基板１０１，１
０８と垂直な電界方向において、高分子１０４の屈折率
は1.7 程度のままであるのに対し、液晶１０５の屈折率
は1.5 程度となる。
【００３０】従って、電界方向における高分子１０４と
液晶１０５での屈折率の差は0.2 程度となり、基板１０
１，１０８と垂直な方向から入射した光は散乱すること
になる。この為、この時この素子は、電界方向におい
て、白濁する。二つの電極間に10KHz,10Vなる交流電界
を印加したところ、高分子と液晶の屈折率の差により、
白濁状態となった。光透過状態と光散乱状態とのコント
ラストは、50：１以上と良好な値が得られた。
【００３１】尚、上記実施例においては、配向膜１０
３，１０６としてポリイミドを使用していたが、本発明
は、これに限るものではなく、液晶１０５及び液晶相の
高分子１０４、つまり、物理的な意味での液晶を配向さ
せる力のある配向膜を広く使用することができる。配向
処理としては、配向膜を利用するものに限らず基板上を
こするだけでない。また、物理的な意味での液晶を配向
できる磁気的、電気的処理等も用いられる。
【００３２】また、液晶１０５としては、コントラスト
を向上させる為に、屈折率異方性Δｎのできるだけ大き
いものが好ましい。液晶１０５の含有量は、全体の50〜
97％が最適である。液晶含有量がこれより少ないと電界
に対して応答しなくなり、また、これより多いとコント
ラストが取れなくなる。高分子１０４としては、高分子
主鎖にベンゼン骨格あるいはビフェニル骨格を有する側
鎖をつけたものであれば、熱可塑性高分子、熱硬化型高
分子、紫外線硬化型高分子の別を問わず、広く使用する
ことができる。 （実施例２）本実施例は、高分子として熱可塑性のα−
メチルスチレンを、また、配向膜としてポリビニルアル
コールを用いた例である。その素子の基本的構造は、図
１に示す実施例１と同様である。
【００３３】この高分子分散型液晶素子の製作法につい
て説明する。先ず、二枚の基板にポリビニルアルコール
の2％水溶液を2000r.p.m.にてスピンコートして配向膜
とし、更に、100 ℃にて焼成した。次に、液晶と高分子
を、３：１の割合で混合し、この混合物を150 ℃にて、
前述した二枚の基板間に封入した。高分子としてはα−
メチルスチレン（屈折率1.61）、液晶としてはＳＳ−５
００８（製品番号，チッソ社製、異常光屈折率1.60）を
使用した。引続き、高分子及び液晶の混合物を冷却する
ことにより、これらを配向させ、高分子を硬化すると共
に液晶と高分子を相分離させた。
【００３４】このようにして製作された高分子分散型液
晶表示素子は、電圧無印加の状態において、ほとんど透
明であり、透過率60％が得られた。配向処理しない従来
例では、透過率が50％程度であるので、本実施例はかな
り改善されていることが判る。また、二つの電極間に10
KHz,60Vなる交流電界を印加したところ、高分子と液晶
の屈折率の差により、光散乱状態となった。また、コン
トラストは、１５：１以上と良好な値が得られた。
【００３５】尚、上記実施例では、配向膜としてポリビ
ニルアルコールを使用したが、先に示したポリイミドな
ど、液晶を配向させる力のあるものを広く使用すること
ができる。また、液晶としては、コントラストを向上さ
せるためには、屈折率異方性Δｎのできるだけ大きいも
のがよく、さらに液晶の異常光屈折率が高分子の屈折率
に近いものがよい。液晶の含有量は全体の50〜97％が最
適である。これより少ないと電界に対して応答しなくな
り、また、これより多いとコントラストが取れなくな
る。更に、高分子としては、本実施例で使用した熱可塑
性高分子の他、熱硬化型高分子、紫外線硬化型高分子な
ども同様に用いることができる。
【００３６】更に、スイッチング素子を組み合わせても
同様の効果が得られる。また、以上の実施例では二枚の
基板を用いたが、一枚の基板上に液晶高分子複合層を形
成することもできる。また、配向膜は二枚の基板の双方
に形成する必要はなく、一方の基板だけでも有効であ
る。更に、配向処理としては、配向膜によるものに限ら
ず基板をこするだけでない。また、物理的な意味での液
晶を配向させる電気的、磁気的手段を使用することが出
来る。
【００３７】本発明は以上の実施例のみならず、コンピ
ュータディスプレイ、調光素子、ライトバルブ、調光ミ
ラーなどに応用が可能である。 （実施例３）本発明の第３の実施例に係る高分子分散型
液晶表示素子を図２に示す。本実施例は、カイラル成分
を含有するネマチック液晶を使用するものである。即
ち、同図に示すように二枚の透明な基板３０１、基板３
０８の間には液晶高分子複合層が挾持され、この液晶高
分子複合層は、高分子３０４とネマチック液晶３０５と
が互いに捩じれて相分離した状態となっている。高分子
３０４としては、液晶相の状態においてネマチック液晶
３０５と相溶して分散し、その後、硬化する際に、液晶
３０５と相分離するものが使用される。ネマチック液晶
３０５としては、電界方向と平行方向に配向する正の誘
電異方性を有するものが使用される。
【００３８】ネマチック液晶３０５には、カイラル成分
が添加されている。高分子３０４とネマチック液晶３０
５が相互に捩れたいるのは、カイラル成分を添加した為
と考えられる。二枚の基板３０１，３０８は、内側面に
それぞれ透明電極３０２，３０７を有しており、更に、
その上にはそれぞれ配向膜３０３，３０６が形成されて
いる。配向膜３０３，３０６は、二枚の基板３０１，３
０８の間に相溶して封入されたネマチック液晶３０５及
び液晶相の高分子３０４を、当該基板３０１，３０８と
平行な方向に配向させる配向処理が施されている。
【００３９】高分子３０４は、配向する際は液晶相であ
るが、その後、硬化される為、その配向状態が保たれた
まま固定されている。この為、高分子３０４は、その
後、電界が印加されても、配向方向が電界方向に揃うこ
とはない。また、液晶３０５は、配向状態が固定されて
いない為、電界を印加すると電界方向に揃う。従って、
電界を印加していない場合には、高分子３０４とネマチ
ック液晶３０５の配向方向は、基板３０１，３０８と平
行方向に一致し、この状態において、両者の屈折率を一
致させることにより、この素子は透明状態となる。ネマ
チック液晶３０５にカイラル成分を混合しないと、基板
３０１，３０８に対して垂直に入射する光のうち、液晶
３０５の動き得る平面、つまり、図２における紙面と平
行な面に振動方向を持つ偏光のみ変調を受けるため、コ
ントラストを十分に向上させることができない。
【００４０】本実施例のようにカイラル成分をネマチッ
ク液晶３０５に混合すると、基板３０１，３０８に対し
て垂直に入射する光のうち、液晶３０５の動き得る平面
に対して平行以外の方向に振動方向を持つ偏光に対して
も有効に変調がかかるために、十分にコントラストを向
上させることができる。また、透明電極３０２，３０７
の間に電源を接続して、液晶高分子複合層に電界を印加
すると、液晶３０５の配向方向が電界方向に揃うため、
電界方向において、液晶３０５と高分子３０４と界面で
屈折率の不一致により光散乱状態となり、この素子は白
濁状態となる。
【００４１】次に、上記高分子分散型液晶表示素子の作
製法について説明する。先ず、二枚の透明な基板３０
１，３０８の表面に透明電極３０２，３０７を蒸着法に
より形成した。更に、透明電極の表面にポリイミドとし
てＪＩＢ（商品名，日本合成ゴム（株）製）の2％溶液
を2000r.p.m.にてスピンコートして配向膜３０３，３０
６とした。その後、配向膜３０３，３０６の形成された
二枚の基板３０１，３０８を150 ℃にて焼成した。焼成
後、配向膜３０３，３０６の表面に配向処理を施した。
配向処理として、さらし木綿で配向膜３０３，３０６の
表面を一方向に擦るラビング処理を行なった。擦る方向
は二枚の基板を組み合わせたときに擦る方向がほぼ平行
となるようにした。
【００４２】これら二枚の基板の配向膜表面を向かい合
わせて間隙10μmになるように固定した。この間隙に高
分子前駆体とネマチック液晶を１：１０の割合で100 ℃
にて混合したものを封入した。高分子前駆体としては、
パラフェニルフェノールメタクリル酸エステルを、ネマ
チック液晶としてはＬＶ−Ｒ２（製品番号，ロディック
社製）を使用した。ネマチック液晶には、カイラル成分
としてＳ−１０１１（製品番号，メルク社製）を1％混
合した。引続き、高分子及びネマチック液晶の混合物を
徐冷し、これらを配向させた。その後、室温にて紫外線
を照射して高分子前駆体を重合させて硬化させると共に
液晶と高分子としてを相分離させた。
【００４３】このようにして製作された高分子分散型液
晶表示素子は、電圧無印加の状態において、ほとんど透
明であり、図３に示すように透過率は80％となった。ま
た、二つの電極３０２，３０７間に10KHz,20Vなる交流
電界を印加したところ、高分子３０４と液晶３０５の屈
折率の差により、光散乱状態となった。光散乱状態にお
ける透過率は図３に示すように1％であった。カイラル
成分を添加しない場合は、図４に示すように透過率が40
％程度であるので、本実施例では、透過率がかなり改善
されていることが判る。
【００４４】また、本実施例では、液晶にカイラル成分
を添加した為、電圧を変化に対する透過光量の変化を示
す閾特性も格段に改善され、閾特性の急峻性β＝1.34が
得らた。この為、単純マトリックス駆動において走査線
数は16本が可能であった。尚、配向膜としては上記実施
例で使用したポリイミドに限らず、ポリビニルアルコー
ルなど、液晶を配向させることができるものを広く使用
できる。また、配向処理は一方の基板のみでも有効であ
る。二枚の基板表面を配向処理する場合には、互いの配
向処理方向についてはカイラル成分の含量と関係するの
でその都度最適化することが望ましい。液晶としては、
コントラストの向上の為に、屈折率異方性Δｎのできる
だけ大きいものがよい。液晶の含有量は全体の50〜97％
が最適である。液晶含有量がこれより少ないと電界に対
して応答しなくなり、また、これより多いとコントラス
トが取れなくなる。
【００４５】液晶に混入させるカイラル成分は、ここに
示した物でなくとも用いることができる。但し、液晶の
ピッチを決める旋回能が重要である。すなわち、カイラ
ル成分を混合したときの液晶のピッチは、Ｐ＝１／３４
Ｃのように書き表せる。ここでＰはピッチで単位はμ
m、Ｃは濃度で単位は％である。濃度は0.1 ％〜5％程度
であり、ピッチに直すと0.29〜0.0059μmである。他の
カイラル成分を用いる場合でも液晶のピッチがこの範囲
内であることが望ましい。もちろんカイラル成分が多成
分系でも何等問題ない。
【００４６】尚、高分子としては、高分子主鎖にビフェ
ニル骨格を有する側鎖をつけたものであれば、熱可塑性
高分子、熱硬化型高分子、紫外線硬化型高分子の別を問
わず、広く使用することができる。液晶分子と同様の骨
格を有する高分子も、同様に用いることができる。 （実施例４）本実施例は、実施例３において反射型とし
た場合についての例を示す。基本的構成は、図２に示す
実施例３と同様である。ただ、実施例３において一方の
基板３０８上の電極３０７として透明導電材料に代え
て、アルミニウム等の金属材料を使用するものである。
従って、素子に入射した光は、反射層である電極３０７
で反射するため、高分子液晶複合層を往復して通過する
ことになる。
【００４７】本実施例では、一方の電極３０７が反射層
を兼ねる為、実施例３と同じセル厚とした場合、散乱時
の透過率（反射率）を半減することができ、コントラス
トが２倍となった。また、実施例３と同じコントラスト
を得るには半分のセル厚で良いため、駆動電圧を半分に
できる利点がある。具体的には、セル厚7μmで駆動電圧
7Vとすることができた。
【００４８】本実施例では、電極３０７が反射層を兼ね
ていたが、電極３０７の他に反射層を付加するようにし
ても良い。 （実施例５）本発明の第５の実施例に係る高分子分散型
液晶表示素子を図５に示す。本実施例は、複合２端子素
子であるＭＩＭ(metal inslater metal)素子を組み合わ
せたものである。ＭＩＭ素子は、アクティブ素子の一つ
であり、非線型的な抵抗特性を有する。基本構成につい
ては実施例３に同じである。
【００４９】この素子の作製法について説明する。実施
例３と異なる点は基板５０８にＭＩＭ素子を形成した点
である。即ち、基板５０８の表面に電極５１１としてタ
ンタルを蒸着し、表面を酸化して絶縁層５１０とした。
この上に反射層を兼ねる画素電極５０９としてアルミニ
ウムを蒸着した。更に、この上に配向膜５０６としてポ
リイミドを塗布し、焼成し、配向処理を施した。配向膜
５０６には、配向処理としてはラビング処理を組み合わ
せた。配向処理としては、これに限らず、斜方蒸着法を
用いることもできる。こうして作製したＭＩＭ素子を形
成した基板５０８と透明電極５０２、配向膜５０３を形
成した基板５０１とを対向させ、セル厚7μmに固定して
周囲をモールドした。
【００５０】この間隙に高分子前駆体とネマチック液晶
を１：１０の割合で100 ℃にて混合したものを封入し
た。高分子前駆体としては、ビフェノールメタクリル酸
エステル、ネマチック液晶としてはＬＶ−Ｒ２（製品番
号，ロディック社製）を使用した。ネマチック液晶に
は、カイラル成分Ｓ−１０１１（製品番号，メルク社
製）を1％添加した。引続き、ネマチック液晶と高分子
前駆体との混合物を徐冷し、その後、室温にて紫外線を
照射して、高分子前駆体を重合して高分子として硬化さ
せると共に液晶と高分子を相分離させた。
【００５１】このようにして製作された高分子分散型液
晶表示素子は、電圧無印加の状態において、ほとんど透
明であり、反射率75％が得られた。また、二つの電極間
に10KHz,7Vなる交流電界を印加したところ、高分子５０
４と液晶５０５の屈折率の差により、光散乱状態となっ
た。光散乱状態における、反射率は1％であった。カイ
ラル成分を添加しない場合は、透過率が40％程度である
ので、本実施例では、透過率がかなり改善されているこ
とが判る。
【００５２】本実施例では走査線数400 本、信号線数64
0 本なる表示体の試作を行ったが、全画面で均一な表示
を得ることができた。このように、一方の基板に反射層
を形成することにより、ＭＩＭ素子と組み合わせること
が可能となり、大容量表示体への応用が可能となった。
尚、配向膜としてはポリイミドに限らず、ポリビニルア
ルコールなど、液晶を配向させる力のあるものを広く使
用できる。また、配向処理は、一方の基板のみでも有効
である。二枚の基板表面を配向処理する場合には互いの
配向処理方向についてはカイラル成分の含量と関係する
のでその都度最適化することが望ましい。
【００５３】液晶としては、コントラストを向上させる
為に、屈折率異方性Δｎのできるだけ大きいものがよ
い。液晶分子の構造と高分子前駆体の構造が似ている物
同士を用いると透過状態での透過率あるいは反射率を向
上させることができる。液晶の含有量は全体の50〜97％
が最適である。液晶含有量がこれより少ないと電界に対
して応答しなくなり、また、これより多いとコントラス
トが取れなくなる。液晶中に混入させるカイラル成分は
ここに示した物でなくとも用いることができる。但し、
混合した場合の液晶のピッチを決める旋回能が重要であ
る。
【００５４】すなわち、カイラル成分を混合したときの
液晶のピッチは、Ｐ＝１／３４Ｃのように書き表せる。
ここでＰはピッチで単位はμm、Ｃは濃度で単位は％で
ある。濃度は0.1 ％〜5％程度であり、ピッチに直すと
0.29〜0.0059μmである。他のカイラル成分を用いる場
合でも液晶のピッチがこの範囲内であることが望まし
い。もちろんカイラル成分が多成分系でも何等問題な
い。
【００５５】尚、高分子としては、高分子主鎖にビフェ
ニル骨格を有する側鎖をつけたものであれば、熱可塑性
高分子、熱硬化型高分子、紫外線硬化型高分子の別を問
わず、広く用いることができる。あるいは液晶分子と同
様の骨格を有する高分子であれば同様に用いることがで
きる。本実施例では、反射膜を兼ねる電極５０９は、Ｍ
ＩＭ素子の形成された基板５０８に設けたが、基板５０
８と対向する基板５０１の電極５０２上に反射層をかね
させるか、その上に反射層を積層させることもできる。 （実施例６）本発明の第６の実施例に係る高分子分散型
液晶表示素子を図６に示す。本実施例は、３端子素子で
あるＴＦＴ(thin film transistor)素子を組み合わせた
ものである。基本構成については実施例３に同じであ
る。実施例３と異なる点は基板６０８にＴＦＴ素子を形
成した点である。
【００５６】この素子の製作法について説明する。先
ず、基板６０８の表面にゲート電極６１７を形成して、
その上にゲート絶縁層６１６を設けて、さらに半導体層
６１５、ドレイン電極６１４、ソース電極６１３、反射
層を兼ねる画素電極６０９を形成した。この素子基板の
上に配向膜６０６を形成して配向処理を施した。基板６
０１については、電極６０２を形成してその上に配向膜
６０３を形成して配向処理を施した。この配向処理は、
基板を擦る方法の他、斜方蒸着法ＬＢ膜法などを用いる
こともできる。次に、これらの二枚の基板６０１，６０
８を配向処理方向がほぼ平行となるように組み合わせ、
セル厚7μmとなるように固定して周囲をモールドした。
【００５７】この間隙に高分子前駆体とネマチック液晶
とを１：１０の割合で100 ℃にて混合して封入した。高
分子前駆体としては、ビフェノールメタクリル酸エステ
ルを、ネマチック液晶としては、ＬＶ−Ｒ２（製品番
号，ロディック社製）を使用した。ネマチック液晶に
は、カイラル成分としてＳ−１０１１（製品番号，メル
ク社製）を1％添加した。引続き、高分子前駆体とネマ
チック液晶との混合物を徐冷し、これらを配向させた。
その後、室温にて紫外線を照射して高分子前駆体を重合
して高分子とすると共にネマチック液晶と高分子を相分
離させた。
【００５８】このようにして製作された高分子分散型液
晶表示素子は、電圧無印加の状態において、ほとんど透
明であり、反射率75％が得られた。また、二つの電極間
に10KHz,7Vなる交流電界を印加したところ、高分子６０
４と液晶６０５の屈折率の差により、光散乱状態となっ
た。光散乱状態における透過率は1％であった。カイラ
ル成分を添加しない場合は、透過率は40％程度であるの
で、本実施例では、透過率がかなり改善されていること
が判る。
【００５９】本実施例では走査線数400 本、信号線数64
0 本なる表示体の試作を行ったが、全画面で均一な表示
を得ることができた。このように、反射層を形成するこ
とにより、ＴＦＴ素子と組み合わせることが可能とな
り、大容量表示体への応用が可能となった。尚、配向膜
としては、ポリイミドに限らず、ポリビニルアルコール
など、物理的な意味の液晶を配向できるものを広く使用
できる。また、配向処理は、一方の基板のみでも有効で
ある。二枚の基板表面を配向処理する場合には互いの配
向処理方向についてはカイラル成分の含量と関係するの
でその都度最適化する必要がある。
【００６０】液晶としては、コントラストを向上させる
為、屈折率異方性Δｎのできるだけ大きいものがよい。
また、液晶の誘電異方性は正のものを用いることができ
る。液晶分子の構造と高分子前駆体の構造が似ている物
同士を用いると透過状態での透過率あるいは反射率を向
上させることができる。液晶の含有量は全体の50〜97％
が最適である。液晶含有量がこれより少ないと電界に対
して応答しなくなり、また、これより多いとコントラス
トが取れなくなる。
【００６１】液晶中に混入させるカイラル成分はここに
示した物でなくとも用いることができる。。但し、液晶
のピッチを決める旋回能が重要である。すなわち、カイ
ラル成分を混合したときの液晶のピッチは、Ｐ＝１／３
４Ｃのように書き表せる。ここでＰはピッチで単位はμ
m、Ｃは濃度で単位は％である。濃度は0.1 ％〜5％程度
であり、ピッチに直すと0.29〜0.0059μmである。他の
カイラル成分を用いる場合でも液晶のピッチがこの範囲
内である必要がある。もちろんカイラル成分が多成分系
でも何等問題ない。
【００６２】高分子としては、は高分子主鎖にビフェニ
ル骨格を有する側鎖をつけたものであれば、熱可塑性高
分子、熱硬化型高分子、紫外線硬化型高分子の別を問わ
ず、広く用いることができる。あるいは液晶分子と同様
の骨格を有する高分子であれば同様に用いることができ
る。上記実施例では、ＭＩＭ素子、ＴＦＴ素子への応用
について反射型での実施例を示したが、高分子分散型液
晶表示素子の駆動電圧が低減されれば、透過型でのＭＩ
Ｍ素子、ＴＦＴ素子への応用も実現できる。あるいは、
高分子分散型液晶表示素子の駆動電圧が低減されなくて
も、ＭＩＭ素子、ＴＦＴ素子の耐圧が向上すれば、その
ままで透過型でＭＩＭ素子、ＴＦＴ素子と組み合わせる
ことができる。
【００６３】以上の実施例では二枚の基板を用いたが、
一枚の基板上に液晶高分子複合層を形成することもでき
る。また、配向膜は両側基板に形成する必要はなく片側
基板処理だけでも効果を発揮する。また、セル厚につい
てもここに示した値でなくとも良く、用途に合わせて決
めれば良い。本発明は、上記実施例のみならず、コンピ
ュータディスプレイ、調光素子、ライトバルブ、調光ミ
ラーなどに応用が可能である。
【００６４】（実施例７）本発明の第７の実施例に係る
高分子分散型液晶表示素子を図７に示す。本実施例で
は、熱硬化型高分子としてエポキシ系樹脂を用いたもの
である。基本的構成ついては、図２に示す実施例３と同
様である。この素子の作製法について説明する。先ず、
二枚の基板７０１，７０８の表面に電極７０２，７０７
を蒸着法により形成した。これらの電極７０２，７０７
の表面にポリイミドとしてＪＩＢ（商品名，日本合成ゴ
ム（株）製）の2％溶液を2000r.p.m.にてスピンコート
して配向膜７０３，７０６とした。このように配向膜７
０３，７０６の形成された基板７０１，７０８を150 ℃
にて焼成した。その後、この配向膜７０３，７０６の表
面をさらし木綿で一方向に擦ることにより配向処理を施
した。配向処理は、ラビング処理の他配向膜なしでラビ
ングする方法、斜方蒸着法、ＬＢ膜法など、物理的な液
晶を基板７０１，７０８と平行に配向する手段が用いら
れる。擦る方向は二枚の基板７０１，７０８を組み合わ
せたときに擦る方向がほぼ平行となるようにした。これ
ら二枚の基板７０１，７０８の配向膜７０３，７０６の
表面を向かい合わせ、セル厚が10μmになるように固定
した。
【００６５】この間隙にエポキシ系樹脂とネマチック液
晶とをを１：９で100 ℃にて混合したものを封入した。
エポキシ系樹脂としては、ＹＤＦ−１７０（商品名，東
都化成製）を使用し、硬化剤１２１（商品名，油化シエ
ル製）を添加した。ネマチック液晶としては、ＬＶ−Ｒ
２（製品番号，ロディック社製）を使用し、カイラル成
分としてＳ−１０１１（製品番号，メルク社製）を1％
添加した。引続き、エポキシ系樹脂とネマチック液晶の
混合物を徐冷して、これらを配向させ、更に、室温にて
１日放置することにより、エポキシ系樹脂を硬化させる
と共に液晶７０５と高分子７０４とを相分離させた。図
７中において、矢印は高分子７０４，液晶７０５の配向
方向を示す。他の図面においても同様である。
【００６６】このようにして製作された高分子分散型液
晶表示素子は、図７(a) に示すように電圧無印加の状態
において、ほとんど透明であり、図８に示すように透過
率は80％となった。また、図７(b) に示すように二つの
電極７０２，７０７間に10KHz,10Vなる交流電界を印加
したところ、高分子７０４と液晶７０５の屈折率の差に
より、光散乱状態となった。光散乱状態における透過率
は図８に示すように1％であった。カイラル成分を添加
しない場合は、図９に示すように透過率が40％程度であ
るので、本実施例では、透過率がかなり改善されている
ことが判る。また、電圧を変化したときの透過光量の変
化を示す閾特性も格段に改善されている。
【００６７】尚、配向膜としては、ポリイミドに限ら
ず、ポリビニルアルコールなど、物理的な意味の液晶を
配向できるものを広く使用できる。また、配向処理は一
方の基板のみでも有効である。二枚の基板表面を配向処
理する場合には互いの配向処理方向についてはカイラル
成分の含量と関係するのでその都度最適化するのが望ま
しい。液晶としては、コントラストを向上させる為、屈
折率異方性Δｎのできるだけ大きいものがよい。また、
液晶の誘電異方性は正のものを用いることができる。
【００６８】液晶の含有量は全体の50〜97％が最適であ
る。液晶含有量がこれより少ないと電界に対して応答し
なくなり、また、これより多いとコントラストが取れな
くなる。液晶中に混入させるカイラル成分はここに示し
た物でなくとも用いることができる。但し、液晶のピッ
チを決める旋回能が重要である。すなわち、カイラル成
分を混合したときの液晶のピッチは、Ｐ＝１／３４Ｃの
ように書き表せる。ここでＰはピッチで単位はμm、Ｃ
は濃度で単位は％である。濃度は0.1 ％〜5％程度であ
り、ピッチに直すと0.29〜0.0059μmである。他のカイ
ラル成分を用いる場合でも液晶のピッチがこの範囲内で
ある必要がある。もちろんカイラル成分が多成分系でも
何等問題ない。
【００６９】高分子としては、液晶と混合した状態で配
向し、その状態で硬化重合できる熱硬化型高分子であれ
ば同様に用いることができる。たとえば、４，４′−ｎ
−プロピルビフェニル−ω，ω′−ジイソシアネートと
ビフェニルのジオールを混合し重合させることもでき
る。理想的には液晶分子に似た骨格を有する高分子前駆
体であれば同様に用いることができる。 （実施例８）本実施例では、熱可塑型高分子として熱可
塑樹脂ポリαメチルスチレンを用いたものである。基本
的な構成は、図７に示す実施例７と同様である。
【００７０】この素子の作製法について説明する。先
ず、二枚の基板の表面に電極を蒸着法により形成した。
これらの基板表面にポリイミドとしてＪＩＢ（商品名，
日本合成ゴム（株）製）の2％溶液を2000r.p.m.にてス
ピンコートして配向膜とした。これらの基板を150 ℃に
て焼成した。その後この配向膜の表面をさらし木綿で一
方向に擦った。配向処理は、ここに示したラビング処理
の他、斜方蒸着法、ＬＢ膜法など、液晶が配向する方法
であれば広く用いることができる。擦る方向は二枚の基
板を組み合わせたときに擦る方向がほぼ平行となるよう
にした。
【００７１】これら二枚の基板の配向膜表面を向かい合
わせて、セル厚が10μmになるように固定した。この間
隙に熱可塑樹脂ポリαメチルスチレンと液晶とを100 ℃
にて混合したものを封入した。液晶としてはＲＤＰ８０
６１６（製品番号，ロディック社製）を使用した。引続
き、熱可塑樹脂ポリαメチルスチレンと液晶との混合物
を徐冷して、これらを配向させ、室温とすることにより
相分離させると共に熱可塑樹脂ポリαメチルスチレンを
硬化させた。
【００７２】このようにして製作された高分子分散型液
晶表示素子は、図１０に示すように電圧無印加の状態に
おいて、透過率は20％であった。また、二つの電極間に
10KHz,6Vなる交流電界を印加したところ、高分子と液晶
の屈折率の差により、光散乱状態となった。光散乱状態
における透過率は、図１０に示すように1％であった。
この特性はそれほど良好な特性ではないが、熱可塑樹脂
の構造を最適化すれば、更に特性の向上が期待される。
具体的にはビフェニル基を側鎖あるいは主鎖に導入する
など、液晶分子となじみやすい骨格を導入すれば良い。
【００７３】尚、配向膜としては、ポリイミドに限ら
ず、ポリビニルアルコールなど、物理的な意味の液晶を
配向できるものを広く使用できる。また、配向処理は、
一方の基板のみでも有効である。また、カイラル成分、
例えば、Ｓ−１０１１（製品番号，メルク社製）を添加
すると、閾特性の向上及びコントラストの向上の効果が
確認された。二枚の基板表面を配向処理する場合には互
いの配向処理方向についてはカイラル成分の含量と関係
するのでその都度最適化するのが望ましい。
【００７４】尚、液晶としては、コントラストを向上さ
せる為、屈折率異方性Δｎのできるだけ大きいものがよ
い。液晶の含有量は全体の50〜97％が最適である。液晶
含有量がこれより少ないと電界に対して応答しなくな
り、また、これより多いとコントラストが取れなくな
る。液晶中に混入させるカイラル成分は実施例７に示し
た条件で添加すれば良い。高分子としては、使用温度よ
りも高温で液晶と相溶し、更に相溶した液晶相で配向
し、冷却して高分子と液晶を相分離できる熱可塑性高分
子であれば同様に用いることができる。 （実施例９）本実施例は、高分子液晶としてシアノビフ
ェノール基を有する側鎖型高分子液晶を用いたものであ
る。基本的構成は、図７に示す実施例７と同様である。
【００７５】素子の作製法について説明する。先ず、二
枚の基板１及び基板８の表面に電極２及び電極７を蒸着
法により形成した。これらの基板表面にポリイミドとし
てＪＩＢ（商品名，日本合成ゴム（株）製）の2％溶液
を2000r.p.m.にてスピンコートして配向膜とした。これ
らの基板を150 ℃にて焼成した。その後この配向膜表面
をさらし木綿で一方向に擦った。配向処理は、ここに示
したラビング処理の他、斜方蒸着法、ＬＢ膜法など、液
晶が配向する方法であれば広く用いることができる。擦
る方向は二枚の基板を組み合わせたときに擦る方向がほ
ぼ平行となるようにした。これら二枚の基板の配向膜表
面を向かい合わせて、セル厚が10μmになるように固定
した。
【００７６】この間隙に、化１に示すシアノビフェノー
ル基を有する側鎖型高分子液晶とネマチック液晶を120
℃にて混合したものを封入した。ネマチック液晶として
は、ＬＶ−Ｒ２（製品番号，ロディック社製）を使用
し、カイラル成分としてＳ−１０１１（製品番号，メル
ク社製）を1％添加した。
【００７７】
【化１】
【００７８】引続き、側鎖型高分子液晶とネマチック液
晶との混合物を徐冷して、これらを配向させ、70℃とし
て液晶と高分子液晶とを相分離させた。このようにして
製作された高分子分散型液晶表示素子は、図１１に示す
ように電圧無印加の状態において、透過率は80％であっ
た。また、二つの電極間に10KHz,10Vなる交流電界を印
加したところ、高分子と液晶の屈折率の差により、光散
乱状態となった。光散乱状態における透過率は、図１１
に示すように1％であった。この特性は、図９に示すカ
イラル成分を添加していない従来例に比べ、格段に改良
されている。カイラル成分がなくとも表示は可能である
が特性は劣る。
【００７９】尚、配向膜としては、ポリイミドに限ら
ず、ポリビニルアルコールなど、物理的な意味の液晶を
配向できるものを広く使用できる。また、配向処理は、
一方の基板のみでも有効である。二枚の基板表面を配向
処理する場合には互いの配向処理方向についてはカイラ
ル成分の含量と関係するのでその都度最適化するのが望
ましい。液晶としては、コントラストを向上させる為、
屈折率異方性Δｎのできるだけ大きいものがよい。ま
た、液晶の誘電異方性は正のものを用いることができ
る。液晶の含有量は全体の50〜97％が最適である。液晶
含有量がこれより少ないと電界に対して応答しなくな
り、また、これより多いとコントラストが取れなくな
る。
【００８０】液晶中に混入させるカイラル成分は実施例
７に示した条件で添加すれば良い。高分子としては、液
晶は使用温度より高温で液晶と相溶し、更に相溶した液
晶相で配向し、冷却して高分子と液晶を使用温度にて相
分離できるものであれば側鎖型主鎖型を問わず同様に用
いることができる。たとえば、化２〜化９などの高分子
液晶を用いることができる。もちろんここに示した高分
子はほんの一例であり、液晶との組合せ等により、構造
の最適化を図ることが望ましい。また、本実施例におい
て、液晶と高分子液晶との相溶性が悪い場合には、液晶
と高分子液晶の共溶媒を用いることもできる。その場
合、高分子液晶としては共溶媒を混合した時点で液晶相
となるものを使用し、配向させた後に溶媒を留去し、液
晶と高分子液晶を相分離させるようにすると良い。
【００８１】
【化２】
【００８２】
【化３】
【００８３】
【化４】
【００８４】
【化５】
【００８５】
【化６】
【００８６】
【化７】
【００８７】
【化８】
【００８８】
【化９】
【００８９】（実施例１０）本実施例は、実施例７、実
施例８、実施例９において反射型とした場合についての
例を示す。基本的構成は、図７に示す実施例７と同様で
ある。ただ、図７において基板７０８上に形成した電極
７０７として、透明導電材料に代えてアルミニウム等の
金属材料とした点が異なる。
【００９０】本実施例では、電極７０７が反射層をかね
る為、実施例７と同じセル厚とした場合、散乱時の透過
率（反射率）を半減することができた。即ちコントラス
トが２倍となった。実施例７と同じコントラストを得る
には半分のセル厚で良いため駆動電圧を半分にできる利
点がある。具体的には、セル厚5μmで駆動電圧5Vとする
ことができた。 （実施例１１）本発明の第１１の実施例に係る高分子分
散型液晶表示素子を図１２に示す。本実施例は、複合２
端子素子であるＭＩＭ素子を組み合わせたものである。
基本構成については、図７に示す実施例７に同じであ
る。ただ、基板１１０８にＭＩＭ素子を形成した点が異
なる。即ち、二枚の基板１１０８の表面に電極１１１１
としてタンタルを蒸着し、表面を酸化して絶縁層１１１
０とした。この上に画素電極１１０９としてアルミニュ
ウムを蒸着した。さらにこの上に配向膜１１０６として
ポリイミドを塗布し、焼成し、配向処理した。この配向
処理は配向膜とラビングを組み合わせる方法の他、斜方
蒸着法を用いることもできる。こうしてＭＩＭ素子を形
成した基板１１０８と、配向膜１１０３、電極１１０２
を形成した基板１１０１を組み合わせ、セル厚7μmに固
定して周囲をモールドした。
【００９１】この間隙にエポキシ系樹脂とネマチック液
晶とを１：９の割合で100 ℃にて混合したものを封入し
た。エポキシ系樹脂としては、ＹＤＦ−１７０（商品
名，東都化成製）を使用し、硬化剤１２１（商品名，油
化シェル製）を添加した。ネマチック液晶としては、Ｌ
Ｖ−Ｒ２（製品番号，ロディック社製）を使用し、カイ
ラル成分としてＳ−１０１１（製品番号，メルク社製）
を1％混合した。引続き、エポキシ系樹脂とネマチック
液晶との混合物を徐冷し、これらを配向させ、室温にて
１日放置することにより、エポキシ系樹脂を硬化させる
と共に液晶１１０５と高分子１１０４として相分離させ
た。
【００９２】このようにして製作された高分子分散型液
晶表示素子は、電圧無印加の状態において、ほとんど透
明であり、反射率75％が得られた。また、二つの電極間
に10KHz,7Vなる交流電界を印加したところ、高分子１１
０４と液晶１１０５の屈折率の差により、光散乱状態と
なった。光散乱状態における、反射率は1％であった。
本実施例では走査線数400 本、信号線数640 本なる表示
体の試作を行ったが、全画面で均一な表示を得ることが
できた。このように、一方の基板に反射層を形成するこ
とにより、ＭＩＭ素子と組み合わせることが可能とな
り、大容量表示体への応用が可能となった。
【００９３】尚、配向膜としては、ポリイミドに限ら
ず、ポリビニルアルコールなど、物理的な意味の液晶を
配向できるものを広く使用できる。また、配向処理は、
一方の基板のみでも有効である。二枚の基板表面を配向
処理する場合には互いの配向処理方向についてはカイラ
ル成分の含量と関係するのでその都度最適化するのが望
ましい。
【００９４】液晶としては、コントラストを向上させる
為、屈折率異方性Δｎのできるだけ大きいものがよい。
液晶分子の構造と高分子前駆体の構造が似ている物同士
を用いると透過状態での透過率あるいは反射率を向上さ
せることができる。液晶の含有量は全体の50〜97％が最
適である。液晶含有量がこれより少ないと電界に対して
応答しなくなり、また、これより多いとコントラストが
取れなくなる。
【００９５】液晶中に混入させるカイラル成分は実施例
７に示した条件で添加すれば良い。高分子としては、は
実施例８および実施例９に示した高分子でも良い。本実
施例では、反射膜を兼ねる電極１１０９は、ＭＩＭ素子
の形成された基板１１０８に設けたが、基板１１０８と
対向する基板１１０１の電極１１０２上に反射層をかね
させるか、その上に反射層を積層させることもできる。 （実施例１２）本発明の第１２の実施例に係る高分子分
散型液晶表示素子を図１３に示す。本実施例は、３端子
素子であるＴＦＴ素子を組み合わせたものである。基本
構成については図７に示す実施例９に同じである。
【００９６】この素子の作製法について説明する。実施
例９と異なる点は基板１２０８にＴＦＴ素子を形成した
点である。即ち、一方の基板１２０８の表面にゲート電
極１２１７を形成してその上にゲート絶縁層１２１６を
設けて、さらに半導体層１２１５、ドレイン電極１２１
４、ソース電極１２１３、反射層を兼ねる画素電極９を
形成した。この上に配向膜１２０６を形成して配向処理
を施した。他方の基板１２０１については、電極１２０
２を形成して、その上に配向膜１２０３を形成して配向
処理を施した。配向処理としては、配向膜を擦ることに
より行なう他、斜方蒸着法を用いることもできる。次
に、これらの二枚の基板１２０１，１２０８を配向処理
方向がほぼ平行となるように組み合わせ、セル厚7μmと
なるように固定して周囲をモールドした。
【００９７】この間隙にシアノビフェノール基を有する
側鎖型高分子液晶とネマチック液晶とをを120℃にて混
合したものを封入した。ネマチック液晶としてはＬＶ−
Ｒ２（製品番号，ロディック社製）を使用し、カイラル
成分としてＳ−１０１１（製品番号，メルク社製）を1
％混合した。引続き、側鎖型高分子液晶とネマチック液
晶との混合物を徐冷し、これらを配向させ、70℃として
液晶１２０５と高分子液晶１２０４として相分離させ
た。
【００９８】このようにして製作された高分子分散型液
晶表示素子は、電圧無印加の状態において、ほとんど透
明であり、反射率75％が得られた。また、二つの電極間
に10KHz,7Vなる交流電界を印加したところ、高分子１２
０４と液晶１２０５の屈折率の差により、光散乱状態と
なった。光散乱状態における透過率は1％であった。
【００９９】本実施例では走査線数400 本、信号線数64
0 本なる表示体の試作を行ったが、全画面で均一な表示
を得ることができた。このように、反射層を形成するこ
とにより、ＴＦＴ素子と組み合わせることが可能とな
り、大容量表示体への応用が可能となった。尚、配向膜
としては、ポリイミドに限らず、ポリビニルアルコール
など、物理的な意味の液晶を配向できるものを広く使用
できる。また、配向処理は、一方の基板のみでも有効で
ある。二枚の基板表面を配向処理する場合には互いの配
向処理方向についてはカイラル成分の含量と関係するの
でその都度最適化するのが望ましい。また、液晶として
は、コントラストを向上させる為、屈折率異方性Δｎの
できるだけ大きいものがよい。液晶分子の構造と高分子
の構造が似ている物同士を用いると透過状態での透過率
あるいは反射率を向上させることができる。
【０１００】液晶の含有量は全体の50〜97％が最適であ
る。液晶含有量がこれより少ないと電界に対して応答し
なくなり、また、これより多いとコントラストが取れな
くなる。液晶中に混入させるカイラル成分は実施例７に
示した条件で添加すれば良い。高分子としては、は実施
例９に示した高分子液晶のほか、実施例７および実施例
８に示した高分子も同様に用いることができる。
【０１０１】上記実施例では、ＭＩＭ素子、ＴＦＴ素子
への応用について反射型での実施例を示したが、高分子
分散型液晶表示素子の駆動電圧が低減されれば、透過型
でのＭＩＭ素子、ＴＦＴ素子への応用も実現できる。あ
るいは、ＭＩＭ素子、ＴＦＴ素子の耐圧が向上すれば、
そのまま透過型でＭＩＭ素子、ＴＦＴ素子と組み合わせ
ることができる。
【０１０２】また、上記実施例では二枚の基板を用いた
が、一枚の基板上に液晶高分子複合層を形成することも
できる。また、配向膜は両側基板に形成する必要はなく
片側基板処理だけでも効果を発揮する。また、セル厚に
ついてもここに示した値でなくとも良く、用途に合わせ
て決めれば良い。 （実施例１３）本発明の第１３の実施例に係る高分子分
散型液晶表示素子を１４図に示す。本実施例は、負の誘
電異方性を有する液晶を使用し、液晶及び高分子を基板
に対して垂直に配向させたものである。同図に示すよう
に二枚の透明な基板１３０１、基板１３０８の間には液
晶高分子複合層が挾持され、この液晶高分子複合層は、
高分子１３０４の粒子が液晶１３０５中に分散して相分
離した状態となっている。高分子１３０４としては、液
晶相の状態において液晶１３０５と相溶して分散し、そ
の後、硬化する際に、液晶１３０５と相分離するものが
使用される。液晶１３０５としては、電界方向と垂直方
向に配向する負の誘電異方性を有するものが使用され
る。
【０１０３】二枚の基板１３０１，１３０８は、内側面
にそれぞれ透明電極１３０２，１３０７を有しており、
更に、その上にはそれぞれ配向膜１３０３，１３０６が
形成されている。配向膜１３０３，１３０６は、二枚の
基板１３０１，１３０８の間に相溶して封入された液晶
１３０５び液晶相の高分子１３０４を、当該基板１０
１，１０８と垂直な方向に配向させる配向処理が施され
ている。高分子１３０４は、配向する際は液晶相である
が、その後、硬化される為、その配向状態が保たれたま
ま固定されている。この為、高分子１３０４は、その
後、電界が印加されても、配向方向が電界方向に揃うこ
とはない。また、液晶１３０５は、配向状態が固定され
ていない為、電界を印加すると電界方向に揃うことにな
る。
【０１０４】従って、電界を印加していない場合には、
図１３(a)に示す溶に高分子１３０４と液晶１３０５の
配向方向は、基板１３０１，１３０８に対して垂直方向
に一致する状態となり、この状態において、両者の屈折
率を一致させることにより、上記素子は透明状態とな
る。また、図１３(b) に示すように透明電極１３０２，
１３０７の間に電源を接続して、液晶高分子複合層に電
界を印加すると、液晶１３０５の配向方向が電界方向に
対して垂直方向に揃うため、電界方向において、液晶１
０５と高分子１０４と界面で屈折率の不一致により光散
乱状態となり、素子は白濁状態となる。
【０１０５】尚、高分子１３０４としては、液晶相の高
分子前駆体を二枚の基板１３０１，１３０８の間に封入
した後、この液晶相の高分子前駆体を重合したものでも
良い。また、本実施例の液晶高分子複合層では、高分子
１３０４の粒子が液晶１３０５中に分散しているが、こ
れと逆に、液晶１３０５の粒子が高分子１３０５中に分
散するようにしても良い。
【０１０６】次に、この素子の作製法について説明す
る。先ず、二枚の基板１３０１及び基板１３０８の表面
に電極層１３０２，１３０７を蒸着法により形成した。
これらの基板１３０１，１３０８をＬＰ−８Ｔ（商品
名，信越シリコン製）の2％溶液に30分浸して水洗いし
て130℃にて乾燥し配向膜１３０３，１３０６とした。
これら二枚の基板１３０１，１３０８の配向膜１３０
３，１３０６を向かい合わせて、セル厚が10μmになる
ように固定した。この間隙にパラフェニルフェノールメ
タクリル酸エステルと液晶を１：１０の割合で100 ℃に
て混合したものを封入した。液晶としては、ＲＤＮ００
７７５（製品番号，ロディック社製）を使用した。引続
き、パラフェニルフェノールメタクリル酸エステルと液
晶との混合物を徐冷し、これらを配向させ、室温にて紫
外線を照射することにより、パラフェニルフェノールメ
タクリル酸エステルを硬化させると共に液晶１３０５と
高分子１３０４として相分離させた。
【０１０７】このようにして製造された表示素子の動作
原理について説明する。図１４に示す高分子１３０４、
液晶１３０５は、同様の屈折率異方性を示し、配向方向
と平行方向における屈折率は1.5 程度あり、配向方向と
垂直方向の屈折率は1.7 程度である。従って、図１４
(a) に示すように電界無印加時には、液晶１３０５が高
分子１３０４と同方向に配向している為、基板１３０
１，１３０８と垂直方向な方向における液晶１３０５と
高分子１３０４の屈折率は1.5 に一致する。従って、こ
の時この素子は、ほとんど透明な状態となり、透過率は
50％となった。
【０１０８】一方、図１４(b) に示すように電極１３０
２，１３０７との間に電源を接続して、高分子液晶複合
層に電界を印加すると、高分子１３０４の配向方向はそ
のままであるのに対し、液晶１３０５だけが電界方向と
垂直方向、つまり、基板１３０１，１３０８に対して平
行な方向に配向する。このため、基板１３０１，１３０
８と垂直な電界方向において、高分子１３０４の屈折率
は1.5 程度のままであるのに対し、液晶１３０５の屈折
率は1.7 程度となる。
【０１０９】従って、電界方向における高分子１３０４
と液晶１３０５での屈折率の差は0.2程度となり、基板
１３０１，１３０８と垂直な方向から入射した光は従来
の２倍程度で散乱することになる。この為、この時この
素子は、電界方向において、白く白濁する。二つの電極
間に10KHz,20Vなる交流電界を印加したところ、透過率
は5％であった。
【０１１０】また、上記実施例では、液晶高分子複合層
を配向させるためのラビング処理は不必要であり、垂直
配向処理だけでよいので工程が簡略化される利点があ
る。また、電圧無印加の状態で液晶が垂直配向している
ので紫外線に対して寿命が長くなる。尚、高分子として
は液晶と混合しても、液晶相を示す物であり、高分子中
にベンゼン骨格、好ましくはビフェニル骨格が導入され
ているものである。更に、液晶相で紫外線の照射により
重合できなければならない。また、高分子中にベンゼン
骨格を有しなくとも、液晶とともに配向する高分子であ
れば同様に用いることができる。 （実施例１４）本実施例は、熱硬化型高分子を用いた例
である。基本的構成は、図１４に示す実施例１３と同様
である。
【０１１１】この素子の作製法について説明する。先
ず、二枚の基板の表面に電極を蒸着法により形成した。
これらの基板をＬＰ−８Ｔ（商品名，信越シリコン製）
の2％溶液に30分浸して水洗いして130℃にて乾燥し配向
膜とした。これら二枚の基板の配向膜表面を向かい合わ
せてセル厚10μmになるように固定した。この間隙にエ
ポキシ系樹脂と液晶とを１：９での割合で100 ℃にて混
合したものを封入した。エポキシ系樹脂としてＹＤＦ−
１７０（商品名，東都化成製）を使用し、硬化剤１２１
（商品番号，油化シェル製）を添加した。液晶として
は、ＲＤＮ００７７５（製品番号，ロディック社製）を
使用した。引続き、エポキシ系樹脂と液晶との混合物を
徐冷し、これらをを配向させ、室温にて１日放置するこ
とにより、エポキシ系樹脂を硬化させると共に液晶と高
分子とを相分離させた。
【０１１２】このようにして製作された高分子分散型液
晶表示素子は、電圧無印加の状態において、ほとんど透
明であり、透過率は40％であった。また、二つの電極間
に10KHz,10Vなる交流電界を印加したところ、高分子と
液晶の屈折率の差により、光散乱状態となった。光散乱
状態における透過率は10％であった。
【０１１３】尚、高分子としては、は液晶と混合しても
しかも、液晶相を示し、液晶相で熱硬化重合できるもの
で、高分子骨格中にベンゼン骨格、好ましくはビフェニ
ル骨格が導入されていれば液晶との親和性が向上するの
で配向しやすくなり好都合である。また、高分子中にベ
ンゼン骨格を有しなくとも、液晶とともに配向する高分
子であれば同様に用いることができる。たとえば、４，
４′−ｎ−プロピルビフェニル−ω，ω′−ジイソシア
ネートとビフェニルのジオールを混合し重合させること
もできる。 （実施例１５）本実施例は、熱可塑型高分子を用いたも
のである。基本的構成は、図１４に示す実施例１３と同
様である。
【０１１４】この素子の作製法について説明する。先
ず、二枚の基板の表面に電極を蒸着法により形成した。
これらの基板をＬＰ−８Ｔ（商品名，信越シリコン製）
の2％溶液に30分浸して水洗いし130℃にて乾燥し配向膜
とした。これら二枚の基板の配向膜表面を向かい合わせ
てセル厚10μmになるように固定した。この間隙に熱可
塑樹脂ポリαメチルスチレンと液晶とを100 ℃にて混合
したものを封入した。液晶としてはＲＤＮ００７７５
（製品番号，ロディック社製）を使用した。引続き、熱
可塑樹脂ポリαメチルスチレンと液晶とを混合したもの
を徐冷し、これらを配向させ、室温とすることにより、
熱可塑樹脂ポリαメチルスチレンを硬化させると共に液
晶と高分子とに相分離させた。
【０１１５】このようにして製作された高分子分散型液
晶表示素子は、電圧無印加の状態において、ほとんど透
明であり、透過率は50％であった。また、二つの電極間
に10KHz,6Vなる交流電界を印加したところ、高分子と液
晶の屈折率の差により、光散乱状態となった。光散乱状
態における透過率は10％であった。この特性はそれほど
良好な特性ではないが、熱可塑樹脂の構造を最適化すれ
ば更に特性の向上が期待される。具体的にはビフェニル
基を側鎖あるいは主鎖に導入するなど、液晶分子となじ
みやすい骨格を導入すれば良い。
【０１１６】尚、高分子としては、は使用温度より高温
で液晶と相溶し、更に相溶した液晶相で配向し、冷却し
て高分子と液晶を相分離できる熱可塑性高分子であれば
同様に用いることができる。 （実施例１６）本実施例は、高分子液晶を用いたもので
ある。基本的構成は、図１４に示す実施例１３と同様で
ある。
【０１１７】この素子の作製法について説明する。先
ず、二枚の基板の表面に電極を蒸着法により形成した。
これらの基板をＬＰ−８Ｔ（商品名，信越シリコン製）
の2％溶液に30分浸して水洗いし130℃にて乾燥し配向膜
とした。これら二枚の基板の配向膜表面を向かい合わせ
てセル厚10μmになるように固定した。この間隙に化１
０に示すシアノビフェノール基を有する側鎖型高分子液
晶と液晶とを120℃にて混合したものを封入した。液晶
としは、ＲＤＮ００７７５（製品番号，ロディック社
製）を使用した。引続き、側鎖型高分子液晶と液晶との
混合物を徐冷して、これらを配向させ、70℃として液晶
と高分子液晶を相分離させた。
【０１１８】
【化１０】
【０１１９】このようにして製作された高分子分散型液
晶表示素子は、電圧無印加の状態において、ほとんど透
明であり、透過率は80％であった。また、二つの電極間
に10KHz,10Vなる交流電界を印加したところ、高分子と
液晶の屈折率の差により、光散乱状態となった。光散乱
状態における透過率は10％であった。 尚、高分子とし
ては、液晶は使用温度より高温で液晶と相溶し、更に相
溶した液晶相で配向し、冷却して高分子と液晶を使用温
度にて相分離できるものであれば側鎖型主鎖型を問わず
同様に用いることができる。たとえば、化１１〜化１８
などの高分子液晶を用いることができる。もちろんここ
に示した高分子はほんの一例であり、液晶との組合せ等
により、構造の最適化を図ることが望ましい。
【０１２０】また、本実施例において、液晶と高分子液
晶との相溶性が悪い場合には液晶と高分子液晶の共溶媒
を用いることもできる。この場合、高分子液晶としては
共溶媒を混合した時点で液晶相となるものを使用し、配
向させた後に溶媒を留去し、液晶と高分子液晶とを相分
離させると良い。
【０１２１】
【化１１】
【０１２２】
【化１２】
【０１２３】
【化１３】
【０１２４】
【化１４】
【０１２５】
【化１５】
【０１２６】
【化１６】
【０１２７】
【化１７】
【０１２８】
【化１８】
【０１２９】（実施例１７）本実施例は、実施例１３、
実施例１４、実施例１５及び実施例１６において反射型
としたものである。基本的構成は、図１４に示す実施例
１３と同様である。ただ、図１４において基板１３０８
上に形成した電極１３０７を透明導電材料からアルミニ
ウム等の金属材料にしたものである。
【０１３０】本実施例では、電極１３０７が反射層を兼
ねる為、実施例１３と同じセル厚とした場合、散乱時の
透過率（反射率）を半減することができた。即ちコント
ラストが２倍となった。実施例１３と同じコントラスト
を得るには半分のセル厚で良いため駆動電圧を半分にで
きる利点がある。具体的には、セル厚5μmで駆動電圧5V
とすることができた。 （実施例１８）本発明の第１８の実施例に係る高分子分
散型液晶表示素子を図１５に示す。本実施例は、複合２
端子素子であるＭＩＭ素子を組み合わせたものである。
基本的構成は、図１４に示す実施例１３と同様である。
ただ、一方の基板１８０８にＭＩＭ素子を形成したもの
である。
【０１３１】この素子の作製法について説明する。先
ず、一方の基板１８０８の表面に電極１８１１としてタ
ンタルを蒸着し、表面を酸化して絶縁層１８１０とし
た。この上に画素電極１８０９としてアルミニュウムを
蒸着した。このようにＭＩＭ素子を形成した基板と、電
極１８０２の形成された基板１８０１とをＬＰ−８Ｔ
（商品名，信越シリコン製）の2％溶液に30分浸して水
洗いし130℃にて乾燥し配向膜１８０３，１８０６とし
た。これら二枚の基板１８０１，１８０８の配向膜１８
０３，１８０６を向かい合わせてセル厚7μmになるよう
に固定した。
【０１３２】この間隙にパラフェニルフェノールメタク
リル酸エステルと液晶を１：１０で100 ℃にて混合した
ものを封入した。液晶としては、ＲＤＮ００７７５（製
品番号，ロディック社製）を使用した。引続き、パラフ
ェニルフェノールメタクリル酸エステルと液晶の混合物
を徐冷し、これらを配向させ、室温にて紫外線を照射す
ることにより、パラフェニルフェノールメタクリル酸エ
ステルを硬化させると共に液晶１８０５と高分子１８０
４とを相分離させた。
【０１３３】このようにして製作された高分子分散型液
晶表示素子は、電圧無印加の状態において、ほとんど透
明であり、反射率50％が得られた。また、二つの電極間
に10KHz,7Vなる交流電界を印加したところ、高分子１１
０４と液晶１１０５の屈折率の差により、光散乱状態と
なった。光散乱状態における、反射率は5％であった。
本実施例では走査線数400 本、信号線数640 本なる表示
体の試作を行ったが、全画面で均一な表示を得ることが
できた。このように、一方の基板に反射層を形成するこ
とにより、ＭＩＭ素子と組み合わせることが可能とな
り、大容量表示体への応用が可能となった。
【０１３４】尚、高分子としては、は実施例１４、実施
例１５及び実施例１６に示した高分子でも良い。本実施
例では、反射膜を兼ねる電極１８０９は、ＭＩＭ素子の
形成された基板１８０８に設けたが、基板１８０８と対
向する基板１８０１の電極１８０２上に反射層を兼ねさ
せるか、その上に反射層を積層させることもできる。 （実施例１９）本発明の第１９の実施例に係る高分子分
散型液晶表示素子を図１６に示す。本実施例は、３端子
素子であるＴＦＴ素子を組み合わせたものである。基本
的構成は、図１４に示す実施例１６と同様である。た
だ、基板１９０８にＴＦＴ素子を形成した点が異なる。
【０１３５】この素子の作製法について説明する。先
ず、一方の基板１９０８の表面にゲート電極１９１７を
形成してその上にゲート絶縁層１９１６を設け、さらに
半導体層１９１５、ドレイン電極１９１４、ソース電極
１９１３、反射層を兼ねる画素電極１９０９を形成し
た。このようにＴＦＴ素子を形成した基板１９０８の上
に配向膜１９０６を形成した。他方の基板１９０１につ
いては、電極１９０２を形成して、その上に配向膜１９
０３を形成した。この配向処理は実施例１３に同じであ
る。次に、これらの基板１９０１，１９０８を組み合わ
せ、セル厚7μmとなるように固定して周囲をモールドし
た。
【０１３６】この間隙にシアノビフェノール基を有する
側鎖型高分子液晶と液晶とを120℃にて混合したものを
封入した。液晶としては、ＲＤ００７７５（製品番号，
ロディック社製）を使用した。引続き、側鎖型高分子液
晶と液晶との混合物を徐冷し、これらを配向させ、70℃
として液晶と高分子液晶を相分離させた。このようにし
て製作された高分子分散型液晶表示素子は、電圧無印加
の状態において、ほとんど透明であり、反射率50％が得
られた。
【０１３７】また、二つの電極間に10KHz,7Vなる交流電
界を印加したところ、高分子１９０４と液晶１９０５の
屈折率の差により、光散乱状態となった。光散乱状態に
おける、反射率は5％であった。本実施例では走査線数4
00 本、信号線数640 本なる表示体の試作を行ったが、
全画面で均一な表示を得ることができた。このように、
一方の基板に反射層を形成することにより、ＴＦＴ素子
と組み合わせることが可能となり、大容量表示体への応
用が可能となった。
【０１３８】尚、高分子としては、は実施例１６に示し
た高分子液晶のほか、実施例１３、実施例１４及び実施
例１５に示した高分子も同様に用いることができる。上
記実施例では、ＭＩＭ素子、ＴＦＴ素子への応用につい
て反射型での実施例を示したが、もちろん表示素子部の
駆動電圧が低減されれば透過型でのＭＩＭ素子、ＴＦＴ
素子への応用も実現できる。あるいは、ＭＩＭ素子、Ｔ
ＦＴ素子の耐圧が向上すれば、そのまま透過モードでＭ
ＩＭ素子、ＴＦＴ素子と組み合わせることができる。
【０１３９】実施例１３〜１９では二枚の基板を用いた
が、一枚の基板上に液晶高分子複合層を形成することも
できる。また、セル厚についてもここに示した値でなく
とも良く、用途に合わせて決めれば良い。用いる配向膜
はＬＰ−８Ｔ（商品名，信越シリコン製）に限らず、Ｄ
ＭＯＡＰ、ステアリン酸など、液晶を垂直配向させる物
を広く使用できる。また、配向処理は、一方の基板のみ
でも有効である。液晶は、負の誘電異方性を持つものを
用いることができる。また、液晶の複屈折率Δｎはでき
るだけ大きい方がよい。
【０１４０】液晶の含有量は全体に対して50〜97％が最
適である。液晶含有量がこれより少ないと電界に対して
応答しなくなり、また、これより多いとコントラストが
取れなくなる。液晶中に２色性色素、例えばＳ−３１４
（製品番号，三井東圧化学製）を混入すれば、電界印加
により色素の色に散乱、電界除去で透明となる。高分子
の屈折率については、複屈折性を有し、常光屈折率が液
晶の常光屈折率と同じになる物が望ましい。
【０１４１】本発明は以上の実施例のみならず、コンピ
ュータディスプレイ、調光素子、ライトバルブ、調光ミ
ラーなどに応用が可能である。 （実施例２０）本発明の第２０の実施例に係る高分子分
散型液晶表示素子を図１８に示す。本実施例は、高分子
前駆体として光重合性前駆体を用いたものである。その
製造装置の概念図を、図１７に示す。
【０１４２】この素子の製造方法について説明する。先
ず、二枚の基板２００１，２００８の表面に電極２００
２，２００７を蒸着法により形成した。これらの電極２
００２，２００７の表面にポリイミドとしてＪＩＢ（商
品名，日本合成ゴム（株）製）の2％溶液を2000r.p.m.
にてスピンコートして配向膜２００３，２００６とし
た。これらの配向膜２００３，２００６を150 ℃にて焼
成した。その後、この配向膜２００３，２００６の表面
をさらし木綿で一方向に擦った。擦る方向は二枚の基板
を組み合わせたときに擦る方向がほぼ平行となるように
した。これら二枚の基板２００１，２００８の配向膜２
００３，２００６を向かい合わせて、セル厚が10μmに
なるように固定した。
【０１４３】この間隙にパラフェニルフェノールメタク
リル酸エステルとネマチック液晶を１：１０で100 ℃に
て混合したものを封入した。ネマチック液晶としては、
ＬＶ−Ｒ２（製品番号，ロディック社製）を使用し、カ
イラル成分として、Ｓ−１０１１（製品番号，メルク社
製）を1％混合した。引続き、パラフェニルフェノール
メタクリル酸エステルとネマチック液晶の混合物を徐冷
し、これらを配向させ、室温にて、図１７に示すように
紫外線照射装置２００９により紫外線を照射した。これ
により、パラフェニルフェノールメタクリル酸エステル
が硬化すると共に高分子２００４と液晶２００５として
相分離した。
【０１４４】紫外線照射装置２００９では、紫外線照射
用ランプとして、４Ｗの紫外線蛍光灯（ＮＥＣ社製ＧＬ
−４殺菌ランプ）を２本用い、ランプから１センチ離れ
た位置において表示素子に対して紫外線を20分照射し
た。この紫外線蛍光灯は254nmに発光強度のピークがあ
り、照射量は 5mW/cm2である。また、ランプの照射量を
強くすると、生成する高分子の粒径が小さくなり、散乱
強度を稼げない。しかも、高分子の粒径を小さくする
と、液晶中に高分子粒子が浮遊する構造となり、配向し
て重合固定されるはずの高分子粒子が固定されず、電界
により泳動するので安定した表示が得られない。
【０１４５】そのため、紫外線照射用ランプの照射量は
50mW/cm2以下が望ましく、更に望ましくは10mW/cm2以下
が良い。つまり、弱い発光強度でゆっくり時間をかけて
重合させるのがよい。以上の条件を満足すれば光重合用
蛍光灯でなくとも他のランプを用いることができる。こ
のようにして製造した素子の断面の電子顕微鏡写真を図
１９に示す。図１９から、生成した高分子の粒子が配向
方向に沿って配列していることが判る。
【０１４６】このようにして製作された高分子分散型液
晶表示素子は、電圧無印加の状態において、ほとんど透
明であり、透過率80％が得られた。また、二つの電極間
に10KHz,20Vなる交流電界を印加したところ、高分子と
液晶の屈折率の差により、光散乱状態となった。このと
きの透過率は、1％であった。また、図２０に示すよう
に印加電圧に対する透過光変化における閾特性は急峻と
なり、その結果、時分割駆動法で走査線数１６本を走査
することができた。
【０１４７】尚、高分子としては、前駆体にはビフェニ
ル骨格など液晶の骨格に似た骨格を含んでいれば広く用
いることができる。また、重合活性部の構造は紫外線重
合できる物であればエチレン骨格に限らない。たとえば
エポキシ系の高分子前駆体を用いることができる。本実
施例は基板に垂直配向処理した場合にも応用できる。 （実施例２１）本実施例は、高分子前駆体として熱重合
性前駆体を用いたものである。基本的構成は、図１８に
示す実施例２０と同様である。
【０１４８】この素子の製造方法について説明する。先
ず、二枚の基板の表面に電極層を蒸着法により形成し
た。これらの基板表面にポリイミドとしてＳＰ−７４０
（商品名，東レ社製）の2％溶液を2000r.p.m.にてスピ
ンコートして配向膜とした。これらの基板を250 ℃にて
焼成した。その後，この配向膜表面をさらし木綿で一方
向に擦った。擦る方向は二枚の基板を組み合わせたとき
に擦る方向がほぼ平行となるようにした。これら二枚の
基板の配向膜表面を向かい合わせて、セル厚が10μmに
なるように固定した。
【０１４９】この間隙にエポキシ系樹脂とネマチック液
晶とを１：９の割合で100 ℃で混合したもの封入した。
エポキシ系樹脂としては、ＹＤＦ−１７０（商品名，東
都化成製）を使用し、硬化剤１２１（商品名，油化シェ
ル製）を添加した。ネマチック液晶としては、ＬＶ−Ｒ
２（製品番号，ロディック社製）を使用し、カイラル成
分としてＳ−１０１１（製品番号，メルク社製）を1％
混合した。引続き、エポキシ系樹脂とネマチック液晶の
混合物を徐冷し、これらを配向させ、温度コントローラ
（図１７参照）を用いて50℃にて２時間放置して、エポ
キシ系樹脂を硬化させると共に液晶と高分子を相分離さ
せた。このように形成した高分子粒子の形状は図１９に
類似する物であった。熱硬化条件は用いる高分子前駆体
により異なるので、その都度温度及び硬化時間を調整す
ることが望ましい。要するに図１９に示したような構造
になるように硬化温度を決めることである。
【０１５０】尚、高分子としては、前駆体にはビフェニ
ル骨格など液晶の骨格に似た骨格を含んでいれば広く用
いることができる。また、重合活性部の構造は熱重合で
きる物であればエポキシ骨格に限らない。 （実施例２２）本実施例は、高分子として熱可塑性高分
子を用いたものである。基本的構成は、図１８に示す実
施例２０と同様である。
【０１５１】この素子の製造方法について説明する。先
ず、二枚の基板の表面に電極層を蒸着法により形成し
た。これらの基板表面にポリイミドとしてＳＰ−７４０
（商品名，東レ社製）の2％溶液を2000r.p.m.にてスピ
ンコートして配向膜とした。これらの基板を250 ℃にて
焼成した。その後、この配向膜表面をさらし木綿て一方
向に擦った。擦る方向は二枚の基板を組み合わせたとき
に擦る方向がほぼ平行となるようにした。これらの二枚
の基板の配向膜表面を向かい合わせて、セル厚が10μm
になるように固定した。
【０１５２】この間隙にポリα−メチルスチレンとネマ
チック液晶とを120℃にて１５：８５の比率で混合した
ものを封入した。ネマチック液晶としては、ＬＶ−Ｒ２
（製品番号，ロディック社製）を用い、カイラル成分と
してＳ−１０１１（製品番号，メルク社製）を1％添加
した。液晶相にて液晶と高分子との混合物を配向させ温
度コントローラ（図１７参照）により50℃／min の冷却
速度で冷却し、室温として、液晶と高分子液晶を相分離
させた。このように生成した高分子粒子の形状は図１９
に類似した物であった。
【０１５３】このようにして製作された高分子分散型液
晶表示素子は、電圧無印加の状態において、ほとんど透
明であり、透過率20％が得られた。また、二つの電極間
に10KHz,10Vなる交流電界を印加したところ、高分子と
液晶の屈折率の差により、光散乱状態となった。このと
きの透過率は、1％であった。
【０１５４】尚、熱可塑性高分子は、上述したものに限
るものではなく、液晶と相溶してかつ相溶した状態で液
晶相を有する物で、使用温度では液晶と相分離している
物であれば用いることができる。また、この条件を満た
す高分子液晶も同様に用いることができる。高分子を配
向した状態で相分離させ、かつ相分離した高分子の粒径
を最も効率よく光散乱する粒径に揃えるための冷却速度
は、高分子の種類により異なるので図１９に示した形状
あるいはこれに類似した形状が得られるようにその都度
最適化するのが望ましい。
【０１５５】尚、配向膜はここに示した物で無くともよ
く、物理的な意味の液晶を配向できるものを広く使用で
きる。また、配向処理は、一方の基板のみでも有効であ
る。二枚の基板表面を配向処理する場合には互いの配向
処理方向については用いる用途などに応じて最適化すれ
ば良い。液晶としては、コントラストを向上させる為、
屈折率異方性Δｎのできるだけ大きいものがよい。誘電
異方性の負の物も用いることができるが、その際は配向
処理として垂直配向処理をしなければならない。液晶の
含有量は全体に対して50〜97％が最適である。液晶含有
量がこれより少ないと電界に対して応答しなくなり、ま
た、これより多いとコントラストが取れなくなる。液晶
中に混入させるカイラル成分はここに示した物でなくと
も用いることができる。混合する比率は液晶に対して0.
1 ％から5％の間が望ましい。
【０１５６】上記実施例では二枚の基板を用いたが、一
枚の基板上に液晶高分子複合層を形成することもでき
る。また、配向膜は両側基板に形成する必要はなく片側
基板処理だけでも効果を発揮する。また、セル厚につい
てもここに示した値でなくとも良く、用途に合わせて決
めれば良い。紫外線照射装置および温度コントローラは
素子の片側に配置したが、両側に配置しても良い。
【０１５７】本発明は以上の実施例のみならず、コンピ
ュータディスプレイ、調光素子、ライトバルブ、調光ミ
ラーなどに応用が可能である。もちろん、２端子素子、
３端子素子と組み合わせて大容量表示体を作製すること
も容易である。 （実施例２３）本発明の第２３の実施例に係る高分子分
散型液晶表示素子を図２１に示す。本実施例は、液晶と
して正の誘電異方性を有するものでも、負の誘電異方性
を有する物でも使用することができるものである。
【０１５８】この素子の作製法について説明する。先
ず、二枚の基板２３０１、２３０８の表面に電極２３０
２、２３０７を蒸着法により形成した。一方の基板２３
０１の表面にＬＰ−８Ｔ（商品名，信越シリコン（株）
製）の0.5％アルコール溶液を2000r.p.m.にてスピンコ
ートして垂直配向膜２３０３とした。その後、この配向
膜２３０３を120℃にて焼成した。垂直配向処理はここ
に示した方法のほか、垂直あるいは垂直に近い角度で液
晶の配向する方法であれば広く用いることができる。他
方の基板２３０８の表面にポリイミドとして、ＪＩＢ
（商品名，日本合成ゴム（株）製）の2％溶液（溶媒は
ジメチルアセトアミド）を2000r.p.m.にてスピンコート
して水平配向膜２３０６とした。この水平配向膜２３０
６を150 ℃にて焼成した。
【０１５９】その後、この水平配向膜２３０６の表面を
さらし木綿で一方向に擦った。水平配向処理はここに示
した方法の他、ほかの高分子配向膜も用いることがで
き、ほかに斜方蒸着法、ＬＢ膜法など、液晶が配向する
方法であれば広く用いることができる。これら二枚の基
板２３０１，２３０８の配向膜２３０３，２３０６を向
かい合わせて、セル厚が10μmになるように固定した。
この間隙に紫外線硬化型高分子前駆体と液晶とを１：９
で100 ℃にて混合したものを封入した。紫外線硬化型高
分子前駆体としては、ビフェノールメタクリレートを使
用した。液晶としては、ＬＶ−Ｒ２（製品番号，ロディ
ック社製）を使用し、カイラル成分としてＳ−１０１１
（製品番号，メルク社製）を1％混合した。
【０１６０】この紫外線硬化型高分子前駆体と液晶との
混合物を除冷して、これらを配向させ、紫外線を照射し
て紫外線硬化型高分子前駆体を重合させるとともに高分
子２３０４と液晶２３０５として相分離させた。高分子
２３０４及び液晶２３０５は、基板２３０１に近い部分
は、垂直配向膜２３０２の影響により、基板２３０１に
対して垂直方向に配向するが、基板２３０８に近い部分
は、水平配向膜２３０６により、基板２３０８に対して
平行方向に配向する。従って、この高分子液晶複合層に
電界を印加すると、正の誘電異方性を有する液晶を使用
した場合には、基板２３０８に近い範囲の液晶２３０５
が電界に対して応答し、逆に、負の誘電異方性を有する
液晶を使用した場合には、基板２３０１に近い範囲の液
晶２３０５が電界に対して応答することになる。
【０１６１】このようにして製造された素子の電気光学
特性を測定した。その結果を図２２に示す。図２２は、
二つの電極間に10KHz の交流電界を印加し、電圧値を変
化させた時の電圧値と透過率の関係を示している。従来
の素子の電気光学特性を図２３に示す。両図を比較する
と明らかなように、本実施例は前述した実施例に比べ格
段に急峻性が改善されている。
【０１６２】次に、本実施例の素子に時分割駆動波形を
印加した時のコントラストを測定した。コントラストは
１／４デューティで１３：１、１／８デューティで５：
１、１／１６デューティで３：１であった。従来は時分
割駆動は１／３デューティが限界であったので格段に改
善されている。尚、本実施例では液晶としては、正或い
は負の誘電異方性を有する液晶の何れもを使用すること
ができる。液晶の含有量は全体に対して50〜97％が最適
である。液晶含有量がこれより少ないと電界に対して応
答しなくなり、また、これより多いとコントラストが取
れなくなる。液晶中に混入させるカイラル成分はここに
示した物でなくとも用いることができる。但し、液晶の
ピッチを決める旋回能が重要である。すなわち、カイラ
ル成分を混合したときの液晶のピッチは、Ｐ＝１／３４
Ｃのように書き表せる。ここでＰはピッチで単位はμ
m、Ｃは濃度で単位は％である。濃度は0.1 ％〜5％程度
であり、ピッチに直すと0.29〜0.0059μmである。
【０１６３】他のカイラル成分を用いる場合でも液晶の
ピッチがこの範囲内である必要がある。もちろんカイラ
ル成分が多成分系でも何等問題ない。高分子としては、
液晶と混合した状態で配向し、その状態で光重合できる
高分子前駆体であれば同様に用いることができる。液晶
分子に似た骨格を有する高分子前駆体であればここに示
した例と同様にコントラスト透過率ともに優れた表示素
子を作製することができる。 （実施例２４）本実施例は、高分子として高分子液晶を
用いたものである。基本的構成は、図２１に示す実施例
２３と同様である。ただ、二枚の基板の隙間に、化１９
に示すシアノビフェノール基を有する側鎖型高分子液晶
と液晶とを120℃にて１：９で混合したものを封入して
除冷し、これらを配向させ、70℃とすることにより、液
晶と高分子液晶を相分離させた点が異なる。尚、液晶と
しては、ＲＤＰ８０６１６を使用し、カイラル成分とし
てＳ−１０１１（製品番号，メルク社製）を1％添加し
た。
【０１６４】
【化１９】
【０１６５】このようにして製造された素子について、
電気光学的特性を測定したところ、実施例２３と同一の
結果がえられた。尚、高分子としては、液晶は使用温度
より高温で液晶と相溶し、更に相溶した液晶相で配向
し、冷却して高分子と液晶を使用温度にて相分離できる
ものであれば側鎖型主鎖型を問わず同様に用いることが
できる。たとえば、化２０〜化２７に示す高分子液晶を
用いることができる。もちろんここに示した高分子はほ
んの一例であり、液晶との組合せ等により、構造の最適
化を図ることが望ましい。また、本実施例において、液
晶と高分子液晶との相溶性が悪い場合には液晶と高分子
液晶の共溶媒を用いることもできる。その場合、高分子
液晶としては共溶媒を混合した時点で液晶相となるもの
を使用し、配向させた後に溶媒を留去し、液晶と高分子
液晶とを相分離させると良い。
【０１６６】
【化２０】
【０１６７】
【化２１】
【０１６８】
【化２２】
【０１６９】
【化２３】
【０１７０】
【化２４】
【０１７１】
【化２５】
【０１７２】
【化２６】
【０１７３】
【化２７】上記実施例では、二枚の基板を用いたが、一
枚の基板上に液晶高分子複合層を形成することもでき
る。液晶としては、正或いは負の誘電異方性を有する液
晶を使用することができる。また、セル厚についてもこ
こに示した値でなくとも良く、用途に合わせて決めれば
良い。本発明は透過型としてだけではなく、反射型とし
て用いることもできる。また、３端子素子あるいは２端
子素子と組み合わせて大容量表示体を作製することもで
きる。上記実施例では、シアノビフェノール基を有する
側鎖型高分子液晶を使用したが、これに限るものではな
く、熱可塑型高分子や熱硬化型高分子も同様に用いるこ
とができる。
【０１７４】本発明は以上の実施例のみならず、コンピ
ュータディスプレイ、調光素子、ライトバルブ、調光ミ
ラーなどに応用が可能である。 （実施例２５）本発明の第２５の実施例に係る高分子分
散型液晶表示素子を図２４に示す。本実施例は、液晶に
２色性色素を添加し、更に、一方の電極に反射層を兼ね
させたものである。
【０１７５】この素子の作製法について説明する。先
ず、二枚の基板２５０１，２５０８に電極２５０２，２
５０７を蒸着法により形成した。電極２５０７は反射層
を兼ねる為、アルミニウムを使用した。電極２５０２
は、透明電極（ＩＴＯ：indium-tin-oxide) とした。電
極２５０２，２５０７上にポリイミドとしてＪＩＢ（商
品名，日本合成ゴム（株）製）の2％溶液（溶媒はジメ
チルアセトアミド）を2000r.p.m.にてスピンコートして
配向膜２５０３，２５０６とし、更に150 ℃にて焼成し
た。その後、配向膜２５０３，２５０６の表面をさらし
木綿で一方向に擦った。水平配向処理はここに示した方
法の他、ほかの高分子配向膜も用いることができ、ほか
に斜方蒸着法、ＬＢ膜法など、液晶が配向する方法であ
れば広く用いることができる。配向膜を設けず基板をこ
するだけでもよい。
【０１７６】これら二枚の基板２５０１，２５０８の配
向膜２５０３，２５０６を向かい合わせて、セル厚が5
μmになるように固定した。この間隙に紫外線硬化型高
分子前駆体と液晶を１５：８５で100 ℃にて混合して封
入した。紫外線硬化型高分子前駆体としては、ビフェノ
ールメタクリレートを使用した。液晶としては正の誘電
異方性を有するＬＶ−２Ｒを使用し、これにカイラル成
分としてＳ−１０１１（製品番号，メルク社製）、２色
性色素としてＳ−３４４をそれぞれ９７：１：２の割合
で混合した。引続き、紫外線硬化型高分子前駆体と液晶
の混合物を徐冷して、これらを配向させ、更に紫外線を
照射して紫外線硬化型高分子前駆体を重合すると共に液
晶２５０５と高分子２５０４として相分離させた。
【０１７７】このようにして製造された表示素子の動作
原理について説明する。図２４に示す高分子２５０４、
液晶２５０５は、同様の屈折率異方性を示し、配向方向
と平行方向における屈折率は1.5 程度あり、配向方向と
垂直方向の屈折率は1.7 程度である。従って、図２４
(a) に示すように電界無印加時には、液晶２５０５が高
分子２５０４と同方向に配向している為、基板２５０
１，２４０８と垂直方向な方向における液晶２５０５と
高分子２５０４の屈折率は一致する。ここで、２色性色
素は、液晶２５０４に添加され、液晶２５０５と同方向
に配向する為、液晶２５０５の配向方向、つまり、基板
２５０１，２４０８に対して垂直な方向から入射した光
を最も効果的に吸収する。従って、この時この素子は、
この２色性色素の色である黒色が表示されることにな
る。
【０１７８】一方、図２４(b) に示すように電極２５０
２，２５０７との間に電源を接続して、高分子液晶複合
層に電界を印加すると、高分子２５０４の配向方向はそ
のままであるのに対し、液晶２５０５だけが電界方向、
つまり、基板２５０１，２５０８に対して垂直な方向に
配向する。このため、基板２５０１，２５０８と垂直な
電界方向において、高分子２５０４の屈折率は1.7 程度
のままであるのに対し、液晶２５０５の屈折率は1.5 程
度となる。従って、電界方向における高分子２５０４と
液晶２５０５での屈折率の差は0.2 程度となり、基板２
５０１，２５０８と垂直な方向から入射した光は散乱す
ることになる。ここで、２色性色素も液晶２５０５と同
方向、つまり、電界方向に配向する為、電界方向におい
ては色素の吸収はなくなり、白く白濁する。
【０１７９】カイラル成分をネマチック液晶２５０８に
混合しないと、基板２５０１，２５０８に対して垂直に
入射する光のうち、液晶２５０５の動き得る平面、つま
り、図２４における紙面と平行な面に振動方向を持つ偏
光のみ変調を受けるため、コントラストを十分に向上さ
せることができない。本実施例のようにカイラル成分を
液晶２５０５に混合すると、基板２５０１，２５０８に
対して垂直に入射する光のうち、液晶の動き得る平面に
対して平行以外の方向に振動方向を持つ偏光に対しても
有効に変調がかかるために、十分にコントラストを向上
させることができる。
【０１８０】次に素子の電気光学特性を測定した。二つ
の電極間に1KHzの交流電界を印加し、電圧値を変化させ
た時の電圧値と反射率の関係を測定したところ、図２５
に示す結果が得られた。従来の反射型高分子分散型液晶
表示素子の電気光学特性に比べ、駆動電圧が約10分の１
になり、見栄えも改善されている。電極２５０２，２５
０７を文字の形状としておけば、この表示素子は黒い鏡
の中に白い文字が浮きでるように表示される。また、急
峻性も優れており、１／４デューティの時分割駆動も可
能であった。
【０１８１】尚、液晶としては、上記実施例に示すもの
に限らず、また、液晶の含有量は全体に対して50〜97％
が最適である。液晶含有量がこれより少ないと電界に対
して応答しなくなり、また、これより多いとコントラス
トが取れなくなる。液晶中での２色性色素の含有量は1
〜10％、望ましくは2〜5％である。これは色素の種類及
び用途により最適化すれば良い。液晶中でのカイラル成
分の含有量は0.1 〜5％程度がよい。もちろんこれは用
いるカイラル成分により変わり、コレステリックピッチ
にして0.3〜0.006μmで良い結果が得られる。もちろん
カイラル成分が多成分系でも何等問題ない。
【０１８２】高分子前駆体としては、ビフェノールエス
テルのほか、液晶とよく混ざるもので混ざった状態で液
晶相を有し、しかも、光で重合するものであれば用いる
ことができる。液晶分子に似た骨格を有する高分子前駆
体であればここに示した例と同様にコントラスト透過率
ともに優れた表示素子を作製することができる。反射層
を兼ねる電極としては、アルミニウムの他、光を反射す
る材料であれば用いることができる。 （実施例２６）本実施例は、基本的構成は、図２４に示
す実施例２５と同様であり、電極２５０７として透明電
極を用い、基板２５０８の裏側に反射層を設けたもので
ある。
【０１８３】本実施例によれば、正面から表示を見る場
合は実施例２５と同様の表示が観察され、更に、斜め方
向から見ると基板２５０８の厚さ分の視差ができて像が
２重に見える特徴がある。本発明は、ＭＩＭ素子、ある
いはＴＦＴ素子などのアクティブ素子と組み合わせて明
るい大容量コンピュータディスプレイ、調光素子、ライ
トバルブ、調光ミラーなどに応用が可能である。 （実施例２７）本発明の第２７の実施例に係る高分子分
散型液晶表示素子を図２６に示す。本実施例は、高分子
としてビフェニルメタノールのメタクリル酸エステルお
よびビフェノールのメタクリル酸エステルを用いたもの
である。
【０１８４】この素子の作製法について説明する。先
ず、二枚の基板２７０１，２７０８の表面に電極２７０
２，２７０７を蒸着法により形成した。電極２７０２，
２７０７上にポリイミドとしてＪＩＢ（商品名，日本合
成ゴム（株）製）の2％溶液（溶媒はジメチルアセトア
ミド）を2000r.p.m.にてスピンコートして配向膜２７０
３，２７０６とした。この配向膜２７０３，２７０６を
150 ℃で焼成した。その後、配向膜２７０３，２７０６
の表面をさらし木綿で一方向に擦った。水平配向処理は
ここに示した方法の他、ほかの高分子配向膜も用いるこ
とができ、ほかに斜方蒸着法、ＬＢ膜法など、液晶が配
向する方法であれば広く用いることができる。これら二
枚の基板２７０１，２７０８の配向膜２７０３，２７０
６を向かい合わせて、セル厚が10μmになるように固定
した。
【０１８５】この間隙に紫外線硬化型高分子前駆体とし
てビフェノールメタクリレートとビフェニルメタノール
のメタクリル酸エステルの１：１混合物と、液晶とを
１：９の割合で100 ℃にて混合したものを封入した。液
晶としては、ＬＶ−Ｒ２（製品番号，ロディック社製）
にカイラル成分としてＳ−１０１１（製品番号，メルク
社製）を1％混合した。引続き、高分子前駆体と液晶と
の混合物を除冷しして、これらをを配向させ、紫外線を
照射して高分子前駆体を重合すると共に、液晶２７０５
と高分子２７０４として相分離させた。
【０１８６】このようにして製造された素子の電気光学
特性を測定した。二つの電極間に10KHz の交流電界を印
加し、電圧値を変化させた時の電圧値と透過率の関係を
示したところ、図２７に示す結果が得られた。従来の高
分子分散型液晶表示素子の電気光学特性を図２８に示
す。両図に示すように、本実施例の素子は従来に比べ格
段に急峻性が改善されている。次に時分割駆動波形を印
加してコントラストを測定した。この時のコントラスト
は１／４デューティで３３：１、１／８デューティで２
７：１、１／１６デューティで４：１であった。従来は
時分割駆動は１／３デューティが限界であったので格段
に改善されている。
【０１８７】尚、液晶の含有量は全体に対して50〜97％
が最適である。液晶含有量がこれより少ないと電界に対
して応答しなくなり、また、これより多いとコントラス
トが取れなくなる。液晶中に混入させるカイラル成分は
ここに示した物でなくとも用いることができる。但し、
液晶のピッチを決める旋回能が重要である。すなわち、
カイラル成分を混合したときの液晶のピッチは、Ｐ＝１
／３４Ｃのように書き表せる。ここでＰはピッチで単位
はμm、Ｃは濃度で単位は％である。濃度は0.1％〜5％
程度であり、ピッチに直すと0.29〜0.0059μmである。
他のカイラル成分を用いる場合でも液晶のピッチがこの
範囲内である必要がある。もちろんカイラル成分が多成
分系でも何等問題ない。
【０１８８】ビフェニルメタノールエステルの含有量が
増えるほど閾特性における急峻性は良好となるが、余り
加えすぎると電界に対して光学応答しなくなる。そこで
高分子中におけるビフェニルメタノールエステルの許容
含有量は用いる液晶の種類により大きく変化するが液晶
としてＬＶ−Ｒ２（製品番号，ロディック社製）あるい
はＲＤＰ８０６１６を用いる際には高分子中における含
有比率は80％以下である必要がある。
【０１８９】高分子としては、液晶と混合した状態で配
向し、その状態で光重合できる高分子前駆体であれば同
様に用いることができる。ただし本実施例の効果を得る
ためには混合する際の一つの高分子前駆体はビフェニル
メタノールのビニルエステル誘導体である必要がある。
液晶分子に似た骨格を有する高分子前駆体であればここ
に示した例と同様に閾特性、コントラスト透過率ともに
優れた表示素子を作製することができる。 （実施例２８）本実施例は、高分子としてナフトールの
メタクリル酸エステルを用いたものである。基本的構成
は、図２６に示す実施例２７と同様である。
【０１９０】この素子の作製法について説明する。基板
の配向処理及び組立までは実施例２７に同じである。二
枚の基板の間隙に紫外線硬化型高分子前駆体としてビフ
ェノールアクリレートとナフトールのアクリル酸エステ
ルの１：１混合物と、液晶を１：９で100 ℃にて混合し
たものを封入した。液晶としては、ＲＤＰ８０６１６を
使用し、カイラル成分としてＳ−１０１１（製品番号，
メルク社製）を1％混合した。引続き、紫外線硬化型高
分子前駆体と液晶との混合物を除冷して、これらを配向
させ、紫外線を照射して紫外線硬化型高分子前駆体を重
合すると共に液晶と高分子を相分離させた。
【０１９１】このようにして製造された素子の電気光学
特性を測定したところほとんど実施例２７と同じ電気光
学特性となった。時分割駆動特性についてもコントラス
トは１／４デューティで２０：１、１／８デューティで
１５：１、１／１６デューティで４：１であった。液晶
の含有量は高分子前駆体に対して50〜95％が最適であ
る。液晶含有量がこれより少ないと電界に対して応答し
なくなり、また、これより多いとコントラストが取れな
くなる。液晶中に混入させるカイラル成分はここに示し
た物でなくとも用いることができる。但し、液晶のピッ
チを決める旋回能が重要である。すなわち、カイラル成
分を混合したときの液晶のピッチは、Ｐ＝１／３４Ｃの
ように書き表せる。ここでＰはピッチで単位はμm、Ｃ
は濃度で単位は％である。濃度は0.1 ％〜5％程度であ
り、ピッチに直すと0.29〜0.0059μmである。他のカイ
ラル成分を用いる場合でも液晶のピッチがこの範囲内で
ある必要がある。もちろんカイラル成分が多成分系でも
何等問題ない。
【０１９２】ナフトールエステルの含有量が増えるほど
閾特性における急峻性は良好となるが、余り加えすぎる
と電界に対して光学応答しなくなる。そこで高分子中に
おけるナフトールエステルの許容含有量は用いる液晶の
種類により大きく変化するが液晶として、ＬＶ−Ｒ２
（製品番号，ロディック社製）あるいはＲＤＰ８０６１
６を用いる際には高分子中における含有比率は80％以下
である必要がある。高分子としては、液晶と混合した状
態で配向し、その状態で光重合できる高分子前駆体であ
れば同様に用いることができる。ただし本実施例の効果
を得るためには混合する際の一つの高分子前駆体はナフ
トールのビニルエステル誘導体である必要がある。液晶
分子に似た骨格を有する高分子前駆体であればここに示
した例と同様に閾特性、コントラスト透過率ともに優れ
た表示素子を作製することができる。
【０１９３】本発明は以上の実施例のみならず、さらに
改良して明るい大中容量コンピュータディスプレイ、調
光素子、ライトバルブ、調光ミラーなどに応用が可能で
ある。 （実施例２９）本発明の第２９の実施例に係る高分子分
散型液晶表示素子を図２９に示す。
【０１９４】この素子の作製法について説明する。先
ず、二枚の基板２９０１，２９０８の表面に電極層２９
０２，２９０７を蒸着法により形成した。これらの基板
をＬＰ−８Ｔ（商品名，信越シリコン製）の2％溶液に3
0分浸して水洗いして130℃にて乾燥し配向膜２９０３，
２９０６とした。これら二枚の基板２９０１，２９０８
の配向膜２９０３，２９０６を向かい合わせて、セル厚
が10μmになるように固定した。
【０１９５】この間隙にパラフェニルフェノールメタク
リル酸エステルと液晶を１５：８５で100 ℃にて混合し
たものを封入した。液晶としては、ＲＤＮ００７７５
（製品番号，ロディック社製）を使用し、これに２色性
色素としてはＳ−３４４（製品番号，三井東圧染料社
製）を９８：２で割合で混合した。引続き、高分子前駆
体及び液晶の混合物を徐冷して、これらを配向させ、室
温にて紫外線を照射して、液晶２９０５と高分子２９０
４とを相分離させた。
【０１９６】このようにして製造された素子は、図３０
に示すように電圧無印加の状態において、ほとんど透明
であり、透過率は68％であり、二つの電極間に10KHz20V
なる交流電界を印加すると、光は遮断され透過率は10％
であった。本実施例の表示素子の動作原理を説明する。
図２９に示したように高分子２９０４は基板２９０１，
２９０８に対して垂直に配向し、液晶２９０５と同様の
屈折率異方性を示し、電界方向での屈折率は1.5 程度で
ある。このため、図２９(a) に示すように電界無印加時
には液晶２９０５と高分子２９０４の電界方向での屈折
率の差がなくなり、また、２色性色素も液晶２９０５と
同方向に配向するため無色となり、透明状態となる。
【０１９７】また、図２９(b)に示すように電界を印加
すると高分子２９０４はそのままで液晶２９０５だけ基
板２９０１，２９０８に対して水平に配向するために、
高分子２９０４の屈折率は1.5 程度のままであるのに対
し、液晶２９０５の屈折率は1.7 程度となる。そのため
高分子２９０４と液晶２９０５での屈折率の差は0.2程
度となり、また、２色性色素が液晶と同方向に配向する
ため色素の色に散乱する。
【０１９８】尚、高分子としては液晶と混合してもしか
も、液晶相を示す物であり、高分子中にベンゼン骨格、
好ましくはビフェニル骨格が導入されているものであ
る。更に液晶相で紫外線重合できなければならない。ま
た、高分子中にベンゼン骨格を有しなくとも、液晶とと
もに配向する高分子であれば同様に用いることができ
る。配向膜はＬＰ−８Ｔ（商品名，信越シリコン製）に
限らず、ＤＭＯＡＰ、ステアリン酸など、液晶を垂直配
向させる物を広く使用できる。また、配向処理は、一方
の基板のみでも有効である。
【０１９９】液晶はここに示したものに限らず、誘電異
方性が負の液晶であればよいのであるが、屈折率異方性
が大きい方がコントラストを大きくすることができる。
液晶の含有量は全体に対して50〜97％が最適である。液
晶含有量がこれより少ないと電界に対して応答しなくな
り、また、これより多いとコントラストが取れなくな
る。２色性色素はここに示したものに限らないが、２色
比の大きいものの方がコントラストを大きくすることが
できる。 （実施例３０）本実施例は、実施例２９において反射型
としたものである。図２９に示す実施例２９において基
板２９０８上に形成した電極２９０７を透明導電材料か
らアルミニウム等の金属材料にしたものである。
【０２００】本実施例では、実施例２９と同じセル厚と
した場合、散乱時の透過率（反射率）を半減することが
できた。即ちコントラストが２倍となった。実施例２９
と同じコントラストを得るには半分のセル厚で良いため
駆動電圧を半分にできる利点がある。具体的には、セル
厚5μmで駆動電圧5Vとすることができた。本実施例のよ
うに、電極２９０７に反射層を兼ねさせると、透過状態
の部分は裏からの反射により鏡のようになってとても見
ずらいので、素子の表面に散乱度の低い散乱板を配置す
ると良い。また、電極２９０７を通常の透明電極とし、
素子の裏側に散乱板付きの反射板を配置しても良い。
【０２０１】上記実施例では二枚の基板を用いたが、一
枚の基板上に液晶高分子複合層を形成することもでき
る。また、セル厚についてもここに示した値でなくとも
良く、用途に合わせて決めれば良い。本発明は、上記実
施例のみならず、ＭＩＭ素子やＴＦＴ素子と組み合わせ
ることも可能となり、大容量表示体への応用も可能であ
る。また、調光素子、ライトバルブ、調光ミラーなどに
応用が可能である。 （実施例３１）本発明の第３１の実施例に係る高分子分
散型液晶表示素子を図３１に示す。本実施例は、位相差
板３１０８、反射層３１０９を設けたものである。
【０２０２】この素子の作製方法について説明する。先
ず、表面の平坦なガラス基板３１０１，位相差板３１０
８の表面に透明電極３１０２，３１０７を蒸着法により
形成した。位相差板３１０８としては、四分の一波長板
を使用した。引続き、ガラス基板３１１０の表面にアル
ミニウムの反射層３１０９を蒸着法により形成した。透
明電極３１０２，３１０の上にポリイミドとしてＪＩＢ
（商品名，日本合成ゴム（株）製）の2％ジメチルアセ
トアミド溶液を3000r.p.m.で30秒間スピンコートして配
向膜３１０３，３１０６とした。この配向膜３１０３，
３１０６を130℃にて焼成し、ラビング処理を施した。
配向処理としては、配向膜３１０３，３１０６を付けず
に、ラビング処理だけでも良い。配向膜３１０３及び配
向膜３１０６の配向方向は平行とし、四分の一波長板の
光軸は配向処理の方向と４５度の角度をなすように、基
板３１０１と位相差板３１０８を配置した。
【０２０３】そして、基板３１０１と位相差板３１０８
の配向膜３１０３，３１０６を向かい合わせて、セル厚
が5μmになるように固定した。この間隙にビフェノール
メタクリル酸エステルと液晶を１５：８５で100 ℃に混
合したものを封入した。液晶としては、ＺＬＩ−３９２
６（商品名，メルク社製）を使用した。引続き、高分子
前駆体と液晶との混合物を徐冷して、これらを配向さ
せ、室温にて紫外線を照射して、高分子前駆体を効果さ
せると共に液晶３１０５と高分子３１０４として相分離
させた。その後、反射層２１０９９を形成した基板３１
１０を重ね合わせた。
【０２０４】本実施例に係る素子の動作原理を図３４を
参照して説明する。本実施例の素子に入射する自然光３
１１１は二つの偏光成分で分かれる。その一つは高分子
３１０４の配向方向と平行する偏光３１１２であり、も
う一つは高分子３１０４の配向方向と垂直する偏光３１
１３である。この素子に電圧を印加しない場合は、図３
４(a) に示すように液晶３１０５と高分子４１０５の屈
折率は等しいので、高分子液晶複合層に入射した自然光
３１１１は、、反射層３１０９で全反射して、高分子液
晶複合層及び位相差板３１０８を往復して通過する。つ
まり、電圧無印加の状態においては、単なる反射層３１
０９により反射するだけである。 この素子に電界を印
加すると、図３４(b)に示すように液晶３１０５が電界
に応答して液晶分子が電界方向に回転し、液晶３１０５
と高分子３１０４の屈折率の差が生じる。偏光３１１２
は液晶３１０５と高分子４１０４に対して異常光線であ
るため、液晶３１０５と高分子３１０４の屈折率の差の
為に散乱する。
【０２０５】偏光３１１３は液晶３１０５と高分子３１
０４に対して常光線であるため、液晶３１０５と高分子
３１０５の屈折率の差に無関係であり、散乱することは
ない。偏光３１１２は、反射層３１０９の入射の前後に
おいて位相差板３１０８を往復して通過する為、偏光方
向が９０度回転し、異常光線になって高分子液晶複合層
に入射して散乱する。つまり、自然光３１１１に対する
散乱効率は、従来の表示素子に比べ倍になる。
【０２０６】上述して製造された本実施例の素子の対向
する二枚の電極間に10Vの交流電界を印加して、電気的
特性を測定したところ、図３２示す結果が得られた。ま
た、四分の一波長板のないの反射型表示素子について、
同様の測定を行なったところ、図３３に示す電気光学特
性が得られた。両図に示す結果から明らかなように、本
実施例の素子は、従来に比較して散乱効率が優れている
ことが判る。本実施例の反射部の構成は、液晶と高分子
を基板に水平に配向させる実施例についてはすべて応用
できる。
【０２０７】（実施例３２）本実施例は、実施例３１に
おいて液晶中に２色性色素を入れたゲストホスト反射型
表示素子である。基本的構成は、図３１に示す実施例３
１と同様である。但し、液晶の中に２色性色素としてＳ
−３４４（製品番号，三井東圧染料社製）を2％添加し
た。Ｓ−３４４の色素の色は黒色である。
【０２０８】この素子の動作原理を図３６を参照して説
明する。この素子に入射する自然光３２１１は二つの偏
光成分にで分かれる。一つは高分子の配向方向と平行な
偏光３２１２、もう一つは高分子の配向方向と垂直な偏
光３２１３である。この素子に電圧を印加しない場合
は、図３６(a)に示すように液晶と高分子の屈折率は等
しい。しかし、高分子液晶複合層に入射した自然光３２
１１のうち、色素分子の配向方向と同じである偏光３２
１２は、黒色の色素であるにＳ−３４４に効率良く吸収
され強度は０に近い。一方、高分子液晶複合層に入射し
た自然光３２１１のうち、色素分子の配向方向と垂直で
ある偏光３２１３は、あまり吸収されず通過する。通過
した偏光３２１３は、反射層により反射する前後におい
て位相差板を往復して通過する為、偏光方向は９０度回
転される。その後、高分子複合層に入射する時、黒色の
色素であるにＳ−３４４に効率良く吸収され強度は０に
近い。
【０２０９】この素子に電界を印加すると、図３６(b)
に示すように色素分子は液晶分子によって電界方向に回
転され、偏光３２１２，３２１３もほとんど吸収される
ことはない。この為、図３４(b) と同様に、偏光３２１
２，３２１３は、高分子液晶複合層を往復して通過する
際に、液晶と高分子の屈折率の差により、それぞれ分散
する為、本実施例の表示素子は、自然光３２１１に対す
る散乱効率は従来のものと比べたら倍になる。
【０２１０】上記方法により製造された素子について、
電気的特性を測定したところ、図３５に実線で示す結果
が得られた。従来の四分の一波長板なしのゲストホスト
反射型表示素子について電気光学特性を測定したとこ
ろ、図３５に破線で示す結果が得られた。この結果から
明らかなように、本実施例は、従来に比較し、コントラ
ストが向上し、且つ、閾特性が改善されていることが判
る。 （実施例３３）本発明の第３３の実施例に係る高分子分
散型液晶表示素子の一方の基板を図３７に示す。本実施
例は、四分の一波長板等の位相差板が基板を兼ねるもの
である。即ち、基板を兼ねる硬い位相差板３３１０に反
射層３３０９を蒸着法により形成し、更に、の上に、透
明電極３３０７、配向膜３３０６を形成したものであ
る。
【０２１１】本実施例においても、図３２のような反射
型表示素子の電気光学特性を示した。この反射型表示素
子は、図３１の構造の素子より基板が一枚減るために軽
量化でき、様々な応用が考えられる。以上の実施例に於
いて、液晶としては複屈折率異方性Δｎが大きいもの、
高分子前駆体としては液晶と良く混ざり、液晶相を取る
もので屈折率の良く似たものを用いると良い。液晶と高
分子の比率は９５：５から８０：２０の間がよい。これ
より液晶は多いと応答しなくなり、液晶が少ないと駆動
電圧が高く成りすぎる。 （実施例３４）本発明の第３４の実施例に係る高分子分
散型液晶表示素子を図３８に示す。本実施例は、偏光素
子として利用されるものである。
【０２１２】この素子の作製法について説明する。先
ず、二枚の基板３４０１，３４０８の表面に電極層３４
０２，３４０７を蒸着法により形成した。これらの電極
３４０２，３４０７上にポリイミド（東レ社製のＳＰ７
４０の2％ジメチルアセトアミド溶液）をスピンコート
して250℃にて焼成し配向膜３４０３，３４０６とし
た。これら二枚の基板３４０１，３４０８の配向膜３４
０３，３４０６を布で一方向にこすって、擦った方向が
平行となるように向かい合わせて、セル厚が10μmにな
るように固定した。この間隙にパラフェニルフェノール
メタクリル酸エステルと液晶を１５：８５で100 ℃にて
混合したものを封入した。液晶としてはＬＶ−Ｒ２（製
品番号，ロディック社製）を使用した。
【０２１３】引続き、高分子前駆体及び液晶の混合物を
徐冷して、これらを配向させ、室温にて紫外線を照射す
ることにより高分子前駆体を硬化させるとともに液晶３
４０５と高分子３４０５として相分離させた。 本実施
例の動作原理を説明する。図３８に示したように高分子
３４０４は液晶３４０５に沿って基板３４０１，３４０
８の配向処理方向に対して平行に配向し、液晶３４０５
と同様の屈折率異方性を示し、電界方向での屈折率1.5
程度である。そのため電界無印加時には図３８(a) に示
すように液晶３４０５と高分子３４０４の電界方向での
屈折率の差がなくなり、透明状態となる。
【０２１４】電界を印加すると、図３８(b)に示すよう
に高分子３４０４の配向方向と平行な方向に振動する偏
光については、液晶３４０５だけ電界方向に配向するた
めに、高分子３４０４の屈折率は1.5 程度のままである
のに、液晶３４０５での屈折率は1.7 程度となる。その
ため、高分子３４０４と液晶３４０５での屈折率の差は
0.2 程度となり、光散乱する。一方、高分子３４０５の
配向方向に対して垂直に振動する偏光については、電界
を印加しても、高分子３４０４の屈折率も液晶３４０５
の屈折率も1.5 程度であり屈折率の差がないために光散
乱せず透過する。そのため、高分子３４０５の配向方向
に対して垂直に振動する偏光はこの素子を通過すること
になる。つまり、この素子を偏光素子として利用するこ
とができる。
【０２１５】上述した方法により製造された素子の二つ
の電極間に10KHz，20Vなる交流電界を印加すると、配向
方向に振動する偏光は100％近く散乱され、これに直交
する偏光はほとんど透過した。図３９に本発明の偏光素
子の電気光学特性図を示す。十分電界を印加すると、一
振動方向の偏光が十分散乱され、透過光量が約半分にな
ることがわかる。
【０２１６】尚、高分子としては液晶として混合しても
しかも、液晶相を示すものであり、高分子中にベンゼン
骨格、好ましくはビフェニル骨格が導入されているもの
である。さらに液晶相で紫外線重合できなければならな
い。また、高分子中にベンゼン骨格を有しなくとも、液
晶とともに配向する高分子であれば同様に用いることが
できる。配向膜はポリイミドに限らず、強いて言えば無
くてもよく、液晶が配向する処理であれば広く用いるこ
とができる。尚、液晶としては、上記実施例に示すもの
に限らないが、屈折率異方性の大きい液晶を用いるとコ
ントラストを改善することができる。液晶の含有量は全
体に対して50〜97％が最適である。液晶含有量がこれよ
り少ないと電界に対して応答しなくなり、また、これよ
り多いとコントラストが取れなくなる。 （実施例３５）本発明の第３５の実施例に係る高分子分
散型液晶表示素子を図４０に示す。本実施例は、実施例
３４に係る素子を偏光素子として、偏光方向が互いに直
交するように二枚組合せたものである。基本構成は、実
施例３４の実施例と同様である。尚、図４０において、
黒丸は、配向方向が紙面と垂直方向であることを示す。
他の図面においても同様である。
【０２１７】本実施例の動作原理を説明する。電界を印
加しない状態においては、図４０(a) に示すように、各
偏光素子において高分子３４０４と液晶３４０５の屈折
率は等しい為、それぞれ偏光することなく、入射光はす
べて通り抜けてくる。電界印加時では図４０(b) に示す
ように、入射光のうち一枚目の偏光素子の高分子３４０
４の配向方向に平行な偏光は一枚目の偏光素子により散
乱され、これと直交する偏光は一枚目の素子を素通り
し、二枚目の偏光素子に到達する。二枚目の素子に到達
した光の偏光方向は二枚目の素子の配向方向と平行であ
るため有効に光散乱される。つまり、電界印加時では入
射光が完全に散乱されることになる。
【０２１８】本実施例の電気光学特性を図４１に示す
た。電界無印加時では透過率75％、電界印加時で透過率
1％が得られた。尚、本発明は、本実施例のみならずＭ
ＩＭ素子やＴＦＴ素子と組み合わせることも可能とな
り、大容量表示体への応用も可能である。また、調光素
子、ライトバルブ、調光ミラーなどにも応用が可能であ
る。 （実施例３６）本発明の第３６の実施例に係る高分子分
散型液晶表示素子を図４２に示す。本実施例は高分子前
駆体として光硬化型のものを用いたものである。
【０２１９】この表示素子の製作法について説明する。
先ず、表面の平坦な透明基板３６０１、３６０８の表面
に透明電極３６０２、３６０７を蒸着法により形成し
た。更に、これらの透明電極３６０２，３６０７の上に
ポリイミドとしてＪＩＢ（商品名，日本合成ゴム（株）
製）の2％溶液を2000r.p.m. にてスピンコートして配
向膜３６０３，３６０６とした。このように透明電極３
６０２，３６０７及び配向膜３６０３，３６０６の形成
された透明基板３６０１，３６０８を150 ℃にて焼成し
た。その後、配向膜３６０３，３６０６の表面をさらし
木綿で一方向に擦ることにより、配向処理を施した。擦
る方向は二枚の透明基板３６０１，３６０８を組み合わ
せたときに、ほぼ平行となるようにした。
【０２２０】引続き、二枚の透明基板３６０１，３６０
８を、それらの間隙が10μmとなるように固定した。そ
して、この間隙に二種の高分子前駆体メタクリル酸４−
ビフェニルエステル、メタクリル酸４−フロロフェニル
エステルと液晶を７：７：８６の割合で100 ℃にて混合
してなる液晶高分子複合相を封入した。液晶としては、
ＲＤＰ１０２４８（商品名，ロディック社製）を使用し
た。引続き、二種類の高分子前駆体と液晶の混合物を徐
冷して、これらを配向した。この状態のまま、室温にて
紫外線を照射したところ、二種類の高分子前駆体が重合
して硬化することにより、液晶３６０５と高分子３６０
４を相分離させたた。
【０２２１】このようにして製造された素子の比抵抗を
測定したところ、比抵抗は、図４３に実線で示すように
2.40×1011Ωcmであった。測定には、横河ヒューレット
パッカード社製ＬＣＲメータ４２７２Ａを使用し、透明
電極３６０２，３６０７間には、100Hz 、2Vの交流電界
を印加した。更に、この表示素子について、電荷保持状
態を測定したところ、図４５に実線で示すように電荷保
持率は93％であった。電荷保持率とは、電界を印加して
一定時間後に解放状態としたときの、電荷の保持される
比率とした。電界は、図４４に示すように約14Vの電界
を100ms 間隔で60μs 印加した。
【０２２２】一方、メタクリル酸４−ビフェニルエステ
ルを高分子前駆体として単独に用い、液晶と高分子前駆
体を８５：１５で混合し同様に製作した素子について同
様の測定をしたところ、図４３に破線で示すように比抵
抗は4.06×1010Ωcmであり、電荷保持率は図４５に破線
で示すように32％であった。また、メタクリル酸４−フ
ロロフェニルエステルを高分子前駆体として単独で用い
た場合、同様の方法では重合せず素子を作製する事がで
きなかった。このように高分子前駆体を混合して使う事
により、比抵抗、電荷保持率共に格段に改善されてお
り、実際にＴＦＴ素子、ＭＩＭ素子と組み合わせたとこ
ろフリッカーのほとんどない表示が得られた。
【０２２３】ここで、高分子前駆体としては、本実施例
に限らず、液晶の配列とほぼ同一方向、あるいは別方向
の場合でもおおよそ揃った方向に配列する高分子前駆体
であれば問題なく使用することができる。また、重合部
位としては、光硬化型重合部位として用いることができ
る全ての官能基が使用できる。ここで、配向膜としては
ポリイミドに限らず、ポリビニルアルコールなど、液晶
を或る方向に配向させる力のあるものが使用できる。ま
た、配向膜は必ずしも必要でなく、基板をこすり合わせ
ることにより配向処理を行うだけでも良い。こする材料
は木綿に限らない。また、配向処理は、一方の基板のみ
でも有効である。基板の配向処理の方向は特に限定され
ない。
【０２２４】ここで、液晶としては、コントラストを向
上させる為、屈折率異方性Δｎのできるだけ大きいもの
が良い。また、液晶は誘電異方性が正のものを用いるこ
とができる。液晶の含有量は高分子前駆体に対して50〜
95％が最適である。液晶含有量がこれより少ないと電界
に対して応答しなくなり、また、これより多いとコント
ラストが不十分となる。本実施例ではカイラル成分を混
合していないが、0.1〜1％の範囲でカイラル成分を添加
すると、閾特性の向上がみられた。また、高分子前駆体
の重合部は光硬化型のものしか用いていないが、熱硬化
型のものでも液晶と互いに配向して分散した状態で、相
分離するものであるならば用いる事ができる。 （実施例３７）本実施例は、高分子前駆体の一種類とし
て、フッ素原子を含んだビフェニル誘導体を用いたもの
である。即ち、二種類の高分子前駆体としてメタクリル
酸４−（２−フロロ）ビフェニルエステル、メタクリル
酸４−ビフェニルエステルとを使用した。これらの高分
子前駆体と液晶との割合は、順に７：７：８６とし、そ
の他の条件も前述した実施例３６と同様とした。液晶と
しては、ＲＤＰ１０２４８（商品名，ロディク社製）を
使用した。
【０２２５】次に、表示素子の比抵抗及び電荷保持率に
ついて測定したところ、比抵抗は図４６に実線で示すよ
うに4.64×1010Ωcm、電荷保持率は図４７に実線で示す
ように95％であった。測定方法は、実施例３６と同様と
した。一方、メタクリル酸４−ビフェニルエステルを高
分子前駆体として単独に用いた場合については、比抵抗
は図４６に破線で、電荷保持率は図４７に破線でそれぞ
れ示す。図４６，４７に示すように本実施例の表示素子
はこれらの例に比較し、比抵抗、電荷保持率共に格段に
改善されており、実際にＴＦＴ素子、ＭＩＭ素子と組み
合わせたところフリッカーのほとんどない表示が得られ
た。また、メタクリル酸４−（２−フロロ）ビフェニル
エステルを高分子前駆体として単独に用い、同様に素子
を作製し同様の測定をしたが、高分子前駆体は重合せず
素子を作製する事ができなかった。 （実施例３８）本実施例は、高分子前駆体の一種類にナ
フタレン誘導体を用いたものである。即ち、二種類の高
分子前駆体としてメタクリル酸４−（４′−ノニロキ
シ）ビフェニルエステル、メタクリル酸２−ナフチルエ
ステルを用いた。これら高分子前駆体と液晶との割合
は、順に７：７：８６の割合とし、その他の条件も前述
した実施例３６と同様とした。液晶としては、ＲＤＰ１
０２４８（商品名，ロディク社製）を使用した。
【０２２６】次に、表示素子の比抵抗及び電荷保持率を
測定したところ、比抵抗は図４８に実線で示すように1.
07×1012Ωcm、電荷保持率は図３９に実線で示すように
97％であった。測定方法は、実施例３６と同様とした。
一方、メタクリル酸４−（４′−ノニロキシ）ビフェニ
ルエステルを高分子前駆体として単独に用い、同様に素
子を作製し同様の測定をしたところ、比抵抗は、図４８
に破線で示すように2.07×1011Ωcm、電荷保持率は図４
９に破線で示すように約36％であった。また、もう一種
類の高分子前駆体であるメタクリル酸２−ナフチルエス
テルを単独に用いた場合、同様の方法を用いたが重合せ
ず素子を作製する事ができなかった。
【０２２７】本実施例の表示素子も、これらの例に比較
し比抵抗、電荷保持率共に格段に改善されており、実際
にＴＦＴ素子、ＭＩＭ素子と組み合わせたところフリッ
カーのほとんどない表示が得られた。 （実施例３９）本実施例は、高分子前駆体として、フッ
素原子、ナフタレン誘導体の何れも含まないものを用い
るものである。即ち、二種類の高分子前駆体としてメタ
クリル酸４−（４′−ノニロキシ）ビフェニルエステ
ル、メタクリル酸４−ビフェニルエステルを用いた。そ
の他の条件は、前述した実施例３６と同様である。
【０２２８】次に、表示素子の比抵抗及び電荷保持率を
測定したところ、比抵抗は図５０に実線で示すように3.
90×1011Ωcm、電荷保持率は図５１に実線で示すように
89％であった。測定方法は、実施例３６と同様とした。
一方、高分子前駆体を各々単独で用いた場合は、実施例
３６及び３８でも述べたが、確認の為に図５０，５１に
も描いた。図５０は比抵抗を示すものであり、メタクリ
ル酸４−（４′−ノニロキシ）ビフェニルエステルにつ
いては破線で、メタクリル酸４−ビフェニルエステルに
ついては点線で示した。図５１において、単独で用いた
場合、両者に電荷保持率の差がないので合わせて破線で
示した。
【０２２９】本実施例の表示素子は、従来例に比較し、
比抵抗については若干ではあるが改善され、電荷保持率
については大幅に改善されている。また、本実施例の表
示素子について、実際にＴＦＴ素子、ＭＩＭ素子と組み
合わせ駆動させてみたが、フリッカーがありきれいな表
示を得る事はできなかった。上記実施例では二枚の基板
を用いたが、一枚の基板上に液晶高分子複合層を形成す
ることもできる。また、配向膜は両側基板に形成する必
要はなく片側基板処理だけでも効果を発揮する。また、
二枚の基板の間隙についてもここに示した値でなくとも
良く、用途に合わせて決めれば良い。
【０２３０】本発明は以上の実施例のみならず、コンピ
ュータディスプレイ、調光素子、ライトバルブ、調光ミ
ラーなどに応用が可能である。 （実施例４０）本発明の第４０の実施例に係る高分子分
散型液晶表示素子を図５２に示す。本実施例では二枚の
電極付き基板の間に液晶と高分子を互いに一方向に配向
分散した構造を有する反射型の表示素子において、高分
子の配向方向が基板の法線と入射光の光軸を含む面に直
交するものである。図５２は、電界印加時における概念
図である。
【０２３１】この素子の作製法について説明する。先
ず、二枚の基板４００１，４００８の表面に電極４００
２，４００７を蒸着法により形成した。これらの電極４
００２，４００７上にポリイミド（東レ社製ＳＰ７４０
の2％ジメチルアセトアミド溶液）をスピンコートして2
50℃にて焼成し配向膜４００３，４００６とした。これ
ら二枚の基板４００１、，４００８の配向膜４００３，
４００６を布で一方向に擦って配向処理を施し、擦った
方向が平行となるように向かい合わせて、セル厚が10μ
mになるように固定した。この間隙にパラフェニルフェ
ノールメタクリル酸エステルと液晶を１５：８５で100
℃にて混合したものを封入した。液晶としては、ＰＮＯ
Ｏ１（商品名，ロディック社製）を使用した。引続き、
高分子前駆体及び液晶の混合物を徐冷して、これらを配
向させ、室温にて紫外線を照射して、液晶４００５と高
分子４００４として相分離させた。この素子の背景とし
ては黒のベルベット布を用いた。
【０２３２】この素子を図５２に示したように配置し、
電気光学特性を測定したところ、図５３に示す結果が得
られた。入射光４０１１の入射角は基板表面の法線に対
して６５度とした。図５３において、横軸は印加電圧
（周波数1KHz）、縦軸は完全散乱板を100％反射とした
場合の反射率を示す。図５３の中の実線は、高分子４０
０４の配向方向が基板４００１の法線と入射光４０１１
の光軸を含む面、つまり、紙面に直交する場合の電気光
学特性を示す。また、図５３の中の破線は、高分子４０
０４の配向方向が基板４００１の法線と入射光４０１１
の光軸を含む面に平行である場合の電気光学特性を示
す。同図に示すように、実線の方が破線に比べ特性が良
好である。
【０２３３】この理由は、高分子配向型液晶表示素子は
その散乱能に異方性がある為である。すなわち、配向方
向に振動する偏光に対しては有効に散乱する。そのた
め、基板の法線と入射光光軸を含む平面に対して直交す
る偏光に対しては有効に散乱するのである。通常、室内
においては天井方向からの光は壁で反射してかなり偏光
しており、この偏光は、素子に入射するときに透明基板
の界面によりさらに偏光し、この偏光方向が高分子配向
方向と一致するように配置すると効率的に散乱するので
ある。
【０２３４】尚、高分子としては液晶と混合して、液晶
相を示す物であり、高分子中にベンゼン骨格、好ましく
はビフェニル骨格が導入されているものである。更に液
晶相で紫外線重合できなければならない。また、高分子
中にベンゼン骨格を有しなくとも、液晶とともに配向す
る高分子であれば同様に用いることができる。 用いる
配向膜はポリイミドに限らず、配向膜を用いず基板を布
で擦るだけでも良い。また、配向処理は液晶が配向する
処理であれば広く用いることができる。
【０２３５】尚、液晶としては、上記実施例に示すもの
に限らないが、屈折率異方性の大きい液晶を用いるとコ
ントラストを改善することができる。液晶の含有量は全
体に対して50〜97％が最適である。液晶含有量がこれよ
り少ないと電界に対して応答しなくなり、また、これよ
り多いとコントラストが取れなくなる。この液晶の中に
２色性色素を混合しておけば、電界無印加時の反射率を
減らすことができコントラストを向上させることができ
る。 （実施例４１）本発明の第４１の実施例に係る高分子分
散型液晶表示素子を図５４に示す。本実施例は、実施例
４０に係る素子の背面に偏光板４００９，反射板４０１
０を配置したものである。基本的構成は、図５２に示す
実施例４０と同様である。偏光板４００９は、実施例４
０に係る素子の背面に、高分子４００４の配向方向と偏
光方向が直交するように配置され、反射板４０１０は、
さらにその背面に配置される。図４０において、偏光板
４００９は、矢印は偏光方向を示す。
【０２３６】本実施例での電気光学特性を図５５に示
す。電界印加時の反射光量は完全散乱板に比べ60％であ
り、効率的に光を散乱していることがわかる。本実施例
によれば、実施例４０に係る素子を通過した光は、偏光
板４００９を通過し、反射板４０１０で反射され、再び
偏光板４００９を通過して、上記素子を通過する。この
光が上記素子を通過して外にでてくるために明るくなる
と考えられる。
【０２３７】本実施例では、偏光板４００９の偏光方向
を高分子４００４の配向方向に対して直交させたが、直
交に近い角度で有れば同様の効果が得られる。上記実施
例において、偏光板４００９と反射板４０１０、あるい
は基板４００８と偏光板４００９と反射板４０１０を一
体化しても良い。液晶４００５に２色性色素を混合し
て、かつ偏光板４００９の偏光方向を高分子４００５の
配向方向と平行にすると、電界無印加時は黒くなりコン
トラストを向上させることができる。 （実施例４２）本発明の第４２の実施例に係る高分子分
散型液晶表示素子を図５６に示す。本実施例は、実施例
４０に係る素子の背面に、位相補正板４０１３、減光板
４０１４及び反射板４０１０を配置したものである。基
本的構成は、図５２示す実施例４０と同様である。位相
補正板４０１３は、その配向方向が高分子４００４の配
向方向と４５度の角度をなすように、実施例４０に係る
素子の背面に配置され、減光板１４、反射板１０は更に
その背面に順に配置される。位相補正板の配向方向は、
高分子４００４の配向方向に対し４５度でなくとも明る
さについては改善効果がある。ここで用いた位相補正板
４０１３は、緑の光に対して１／４波長位相のずれる
（144nm)補正板であるが、もちろん他の位相補正板でも
素子部との位置関係を最適化すれば用いることができ
る。
【０２３８】図５７に本実施例の表示素子の電気光学特
性図を示す。電界印加時の反射光量は完全散乱板に比べ
80％であり、先の実施例よりもさらに効率的に光を散乱
していることがわかる。本構成によれば、図４０に係る
素子を通過した光は、位相補正板４０１３で位相補正さ
れ、減光板４０１４、反射板４０１０で反射され、再び
減光板４０１４を通過して、再び位相補正板４０１３で
位相補正され、偏光方向が９０度回転して上記素子に戻
る。そのため、反射板４０１０で反射した光は再び上記
素子で効率的に散乱されるためにより明るく見えるので
ある。減光板４０１４は電界無印加時に素子を黒くみせ
るために必要である。減光板４０１４は、透過率60％の
ものを用いたが用途により最適化すれば良い。また、色
彩も自由に選べる。
【０２３９】本実施例において、位相補正板４０１３と
減光板４０１４、減光板４０１４と反射板４０１０、あ
るいは位相補正板４０１３と減光板４０１４と反射板４
０１０を一体化しても良い。液晶に２色性色素を混合す
るとコントラストを向上することができる。本発明は、
上記実施例のみならずＭＩＭ素子やＴＦＴ素子と組み合
わせることも可能であり、大容量表示体への応用も可能
である。また、調光素子、ライトバルブなどにも応用が
可能である。
【０２４０】
【発明の効果】以上、実施例に基づいて具体的に説明し
たように本発明は、液晶高分子複合層において液晶及び
高分子を一定方向に配向させることにより、電界無印加
時に良好な透明状態を実現できるようになった。これを
車窓などに用いれば、電界が印加されなくなったときに
透明となる、いわゆるフェールセイフな調光窓ガラスと
なり安全である。さらに、液晶中にカイラル成分を添加
することにより、電圧印加時に良好な散乱状態を実現す
ることが可能となり、同時に閾特性も良好となり、電圧
を上下した際にみられる応答におけるヒステリシスも低
減された。更に、反射層を設けることにより、駆動電圧
の低いコントラストの良好な視認性の良い反射型液晶表
示素子を提供することが可能となり、この表示素子を用
いて大容量表示体を提供することも可能となった。
【０２４１】また、高分子前駆体を改良し、高分子前駆
体を少なくとも２種類以上用いることにより、素子作製
後の比抵抗を改善し、電荷保持率も同時に改善する事が
できた。また、２色性色素を液晶中に混合することによ
り、電界無印加時に良好な透明状態、電圧印加時に良好
な着色散乱状態を実現することが可能となった。また、
この電界制御型偏光素子を用いてコントラストの良好な
視認性の良い明るい表示素子を提供することも可能とな
った。本発明を用いれば通常は普通のサングラスで電界
印加により偏光をカットできる防眩偏光サングラスを作
ることも容易である。
【０２４２】本発明は、高分子分散型液晶素子の単純マ
トリックス型表示素子への応用の可能性を広げる基本的
な技術であり、また、同時にアクティブマトリックス型
表示素子との組み合わせによる大容量表示の可能性を広
げる基本的な技術でもある。本発明は、高分子分散型液
晶表示素子の単純マトリックス型表示素子への応用の可
能性を広げる基本的な技術であり、また、同時にアクテ
ィブマトリックス型表示素子との組み合わせによる大容
量表示の可能性を広げる基本的な技術でもある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１に係る高分子分散型液晶表示
素子の断面を示す概念図である。
【図２】本発明の実施例２に係る高分子分散型液晶表示
素子の断面を示す概念図である。
【図３】本発明の実施例２における高分子分散型液晶表
示素子の電気光学特性を示すグラフである。
【図４】従来の高分子分散型液晶表示素子の電気光学特
性を示すグラフである。
【図５】本発明の実施例５に係る高分子分散型液晶表示
素子の部分断面を示す概念図である。
【図６】本発明の実施例６に係る高分子分散型液晶表示
素子の部分断面を示す概念図である。
【図７】本発明の実施例７に係る高分子分散型液晶表示
素子の断面を示す概念図であり、同図(a) は無電界印加
時の動作状態を、同図(b) は電界印加時の動作状態を示
す。
【図８】本発明の実施例７における高分子分散型液晶表
示素子の電気光学特性を示すグラフである。
【図９】従来の高分子分散型液晶表示素子の電気光学特
性を示すグラフである。
【図１０】本発明の実施例８における高分子分散型液晶
表示素子の電気光学特性を示すグラフである。
【図１１】本発明の実施例９における高分子分散型液晶
表示素子の電気光学特性を示すグラフである。
【図１２】本発明の実施例１１に係る高分子分散型液晶
表示素子の部分断面を示す概念図である。
【図１３】本発明の実施例１２に係る高分子分散型液晶
表示素子の部分断面を示す概念図である。
【図１４】本発明の実施例１３に係る高分子分散型液晶
表示素子の断面を示す概念図であり、同図(a) は無電界
印加時の動作状態を、同図(b) は電界印加時の動作を示
す。
【図１５】本発明の実施例１８に係る高分子分散型液晶
表示素子の部分断面を示す概念図である。
【図１６】本発明の実施例１９に係る高分子分散型液晶
表示素子の部分断面を示す概念図である。
【図１７】本発明の高分子分散型液晶表示素子の製造方
法に係る製造装置の一実施例を示す概念図である。
【図１８】本発明の実施例２０に係る高分子分散型液晶
表示素子の断面を示す概念図であり、同図(a) は電界無
印加時の動作状態を、同図(b) は電界印加時の動作状態
を示す。
【図１９】本発明の実施例２０の高分子分散型液晶表示
素子における断面の電子顕微鏡写真を示す説明図であ
り、倍率５万倍、基板表面４５度の角度で見おろした。
ラビング方向は縦方向である。
【図２０】本発明の実施例２０における高分子分散型液
晶表示素子の電気光学特性を示すグラフである。
【図２１】本発明の実施例２３に係る高分子分散型液晶
表示素子の断面を示す概念図である。
【図２２】本発明の実施例２３における高分子分散型液
晶表示素子の電気光学特性を示すグラフである。
【図２３】前述した実施例における高分子分散型液晶表
示素子の電気光学特性を示すグラフである。
【図２４】本発明の実施例２５に係る高分子分散型液晶
表示素子の断面を示す概念図であり、同図(a) は電界無
印加時の動作状態を、同図(b) は電界印加時の動作状態
を示す。
【図２５】本発明の実施例２５における高分子分散型液
晶表示素子の電気光学特性を示すグラフである。
【図２６】本発明の実施例２７に係る高分子分散型液晶
表示素子の断面を示す概念図であり、同図(a) は電界無
印加時の動作状態を、同図(b) は電界印加時の動作状態
を示す。
【図２７】本発明の実施例２７における高分子分散型液
晶表示素子の電気光学特性を示すグラフである。
【図２８】前述した実施例における高分子分散型液晶表
示素子の電気光学特性を示すグラフである。
【図２９】本発明の実施例２９に係る高分子分散型液晶
表示素子の断面を示す概念図であり、同図(a) は無電界
印加時の動作状態を、同図(b) は電界印加時の動作状態
を示す。
【図３０】本発明の実施例２９における高分子分散型液
晶表示素子の電気光学特性を示すグラフである。
【図３１】本発明の実施例３１に係る高分子分散型液晶
表示素子の断面を示す概念図であり、図中(a) は電界無
印加時の動作状態を、同図(b) は電界印加時の動作状態
を示す。
【図３２】四分の一波長板を使用する本発明の反射型高
分子分散型液晶表示素子の電気光学特性を示すグラフで
ある。
【図３３】四分の一波長板を使用しない従来の反射型高
分子分散型液晶表示素子の電気光学特性を示すグラフで
ある。
【図３４】本発明の実施例３１における高分子分散型液
晶表示素子の光学原理を示す説明図である。
【図３５】反射型高分子分散型液晶表示素子の電気光学
特性を示すグラフであり、図中実線は四分の一波長板を
使用する本発明の場合、図中点線は四分の一波長板を使
用しない従来の場合を示す。
【図３６】本発明の実施例３２における高分子分散型液
晶表示素子の光学原理を示す説明図である。
【図３７】本発明の実施例３３に係る高分子分散型液晶
表示素子の断面を示す概念図である。
【図３８】本発明の実施例３４に係る高分子分散型液晶
表示素子の断面を示す概念図であり、同図(a) は電界無
印加時の動作状態を、同図(b) は電界印加時の動作状態
を示す。
【図３９】本発明の実施例３４における高分子分散型液
晶表示素子の電気光学特性を示すグラフである。
【図４０】本発明の実施例３５に係る高分子分散型液晶
表示素子の断面を示す概念図であり、同図(a) は電界無
印加時の動作状態を、同図(b) は電界印加時の動作状態
を示す。
【図４１】本発明の実施例３５における高分子分散型液
晶表示素子の電気光学特性を示すグラフである。
【図４２】本発明の実施例３６に係る高分子分散型液晶
表示素子の断面を示す概念図である。
【図４３】高分子配向型高分子分散型液晶表示素子の周
波数と比抵抗の関係を示す図であり、実線は二種類の高
分子前駆体を用いた実施例３６について、また、破線は
一種類の高分子前駆体を用いた従来例について示す。
【図４４】本発明の高分子分散型液晶表示素子の電荷保
持率を測定する際に印加した電圧波形を示すグラフであ
り、約14Vの電界を100mS 間隔でプラスとマイナスに交
互に60μs 時間印加し、印加後に解放状態としたもので
ある。
【図４５】高分子分散型液晶表示素子の電荷保持率を示
すグラフであり、実線は二種類の高分子前駆体を用いた
実施例３６について、点線は一種類の高分子前駆体を用
いた従来例について示す。
【図４６】高分子配向型高分子分散型液晶表示素子の周
波数と比抵抗の関係を示すグラフであり、実線は二種類
の高分子前駆体を用いた実施例３７について、破線は一
種類の高分子前駆体を用いた従来例について示す。
【図４７】高分子分散型液晶表示素子の電荷保持率を示
すグラフであり、実線は二種類の高分子前駆体を用いた
実施例３７について、破線は一種類の高分子前駆体を用
いた従来例について示す。
【図４８】高分子分散型液晶表示素子の周波数と比抵抗
の関係を示すグラフであり、実線は二種類の高分子前駆
体を用いた実施例３８について、破線は一種類の高分子
前駆体を用いた従来例について示す。
【図４９】高分子分散型液晶表示素子の電荷保持率を示
すグラフであり、実線は二種類の高分子前駆体を用いた
実施例３８について、破線は一種類の高分子前駆体を用
いた従来例について示す。
【図５０】高分子配向型高分子分散型液晶表示素子の周
波数と比抵抗の関係を示すグラフであり、実線は二種類
の高分子前駆体を用いた実施例３９について、破線は一
種類の高分子前駆体を用いた従来例について示す。
【図５１】高分子分散型液晶表示素子の電荷保持率を示
すグラフであり、実線は二種類の高分子前駆体を用いた
実施例３９について、破線は一種類の高分子前駆体を用
いた従来例について示す。
【図５２】本発明の実施例４０に係る高分子分散型液晶
表示素子を示す概念図であり、液晶の配向方向は電界印
加時の方向に一致している。高分子は紙面に対して垂直
方向に細長い楕円体であり、配向方向は紙面に対して垂
直方向である。
【図５３】本発明の実施例４０における高分子分散型液
晶表示素子の電気光学特性を示すグラフであり、実線は
入射光が図５２に示す方向から入射した場合について、
破線は入射光が基板の法線方向に関して９０度回転した
方向から入射した場合について示す。
【図５４】本発明の実施例４１における高分子分散型液
晶表示素子を示す概念図であり、偏光板は矢印方向に偏
光している。
【図５５】本発明の実施例４１における高分子分散型液
晶表示素子の電気光学特性を示すグラフである。
【図５６】本発明の実施例４２に係る高分子分散型液晶
表示素子を示す概念図である。
【図５７】本発明の実施例４２における高分子分散型液
晶表示素子の電気光学特性を示すグラフである。
【図５８】従来の高分子分散型液晶高分子分散型液晶表
示素子の断面を示す概念図であり、同図(a) は無電界印
加時の動作状態を、同図(b) は電界印加時の動作状態を
示す。
【符号の説明】
１０１，３０１，５０１，６０１，７０１，１１０１，
１２０１，１３０１，１８０１，１９０１、２００１，
２３０１，２５０１，２７０１，２９０１，３１０１，
３４０１，３６０１，４００１ 基板 １０２，３０２，５０２，６０２，７０２，１１０２，
１２０２，１３０２，１８０２，１９０２、２００２，
２３０２，２５０２，２７０２，２９０２，３１０２，
３４０２，３６０２，４００２ 電極 １０３，３０３，５０３，６０３，７０３，１１０３，
１２０３，１３０３，１８０３，１９０３、２００３，
２３０３，２５０３，２７０３，２９０３，３１０３，
３４０３，３６０３，４００３ 配向膜 １０４，３０４，５０４，６０４，７０４，１１０４，
１２０４，１３０４，１８０４，１９０４、２００４，
２３０４，２５０４，２７０４，２９０４，３１０４，
３４０４，３６０４，４００４ 高分子 １０５，３０５，５０５，６０５，７０５，１１０５，
１２０５，１３０５，１８０５，１９０５、２００５，
２３０５，２５０５，２７０５，２９０５，３１０５，
３４０５，３６０５，４００５ 液晶 １０６，３０６，５０６，６０６，７０６，１１０６，
１２０６，１３０６，１８０６，１９０６、２００６，
２３０６，２５０６，２７０６，２９０６，３１０６，
３３０６，３４０６，３６０６，４００６ 配向膜 １０７，３０７，５１１，７０７，１１１１，１３０
７，１８１１，２００７，２３０７，２５０７，２７０
７，２９０７，３１０７，３３０７，３４０７，３６０
７，４００７ 電極 １０８，３０８，５０８，６０８，７０８，１１０８，
１２０８，１３０８，１８０８，１９０８、２００８，
２３０８，２５０８，２７０８，２９０８，３１１０，
３４０８，３６０８，４００８ 基板 ５０９，６０９，１１０９，１２０９，１８０９ 画素
電極 ５１０，１０，１１１０，１８１０ 絶縁層 ６１３，１２１３，１９１３ ソース電極 ６１４，１２１４，１９１４ ドレイン電極 ６１５，１２１５，１９１５ 半導体層 ６１６，１２１６，１９１６ ゲート絶縁層 ６１７，１２１７，１９１７ ゲート電極 ２００９ 紫外線照射装置 ３１０８，３３１０ 位相差板 ３１０９，３３０９ 反射層 ３１１１，３２１１ 自然光 ３１１２，３２１２ 偏光 ３１１３，３２１３ 偏光 ４００９ 偏光板 ４０１０ 反射板 ４０１１ 入射光 ４０１２ 散乱光 ４０１３ 位相補正板 ４０１４ 減光板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平3−26025 (32)優先日 平３(1991)２月20日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平3−59126 (32)優先日 平３(1991)３月22日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平3−118619 (32)優先日 平３(1991)５月23日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平3−136170 (32)優先日 平３(1991)６月７日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平3−140008 (32)優先日 平３(1991)６月12日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平3−144583 (32)優先日 平３(1991)６月17日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平3−153116 (32)優先日 平３(1991)６月25日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平3−167972 (32)優先日 平３(1991)７月９日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平3−200716 (32)優先日 平３(1991)８月９日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平3−222982 (32)優先日 平３(1991)９月３日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ）

Claims (48)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 液晶と高分子とを互いに分散させると共
    に前記液晶及び前記高分子とを相分離させた液晶高分子
    複合層を形成し、電界の印加により前記液晶を電界方向
    に揃わせると光散乱状態となる高分子分散型液晶表示素
    子において、前記液晶及び前記高分子は電界の無印加時
    には同一方向に配向していることを特徴とする高分子分
    散型液晶表示素子。
  2. 【請求項２】 前記液晶高分子複合層は二枚の基板の間
    に挾持され、また、該二枚の基板は内側面に透明電極を
    有することを特徴とする請求項１記載の高分子分散型液
    晶表示素子。
  3. 【請求項３】 前記液晶高分子複合層は一枚の基板上に
    形成され、該一枚の基板は表面に透明電極を有し、ま
    た、前記液晶高分子複合層の上面には透明電極が形成さ
    れることを特徴とする請求項１記載の高分子分散型液晶
    表示素子。
  4. 【請求項４】 前記液晶は正の誘電異方性を有し、前記
    液晶及び前記高分子は電界の無印加時には前記基板と平
    行方向に配向することを特徴とする請求項２又は３記載
    の高分子分散型液晶表示素子。
  5. 【請求項５】 前記液晶は負の誘電異方性を有し、前記
    液晶及び前記高分子は電界の無印加時には前記基板と垂
    直方向に配向することを特徴とする請求項２又は３記載
    の高分子分散型液晶表示素子。
  6. 【請求項６】 前記二枚の基板の少なくとも一方の内側
    面には、前記液晶及び液晶相の前記高分子又は重合して
    高分子となる高分子前駆体を当該基板と平行方向に配向
    させる配向処理が施されることを特徴とする請求項４記
    載の高分子分散型液晶表示素子。
  7. 【請求項７】 前記二枚の基板の少なくとも一方の内側
    面には、前記液晶及び液晶相の前記高分子又は重合して
    高分子となる高分子前駆体を当該基板と垂直方向に配向
    させる配向処理が施されることを特徴とする請求項５記
    載の高分子分散型液晶表示素子。
  8. 【請求項８】 前記二枚の基板のうちの一方には、前記
    液晶及び液晶相の前記高分子又は重合して高分子となる
    高分子前駆体を当該基板と平行方向に配向させる配向処
    理が施され、前記二枚の基板のうちの他方には、前記液
    晶及び液晶相の前記高分子又は高分子を構成する高分子
    前駆体を当該基板と垂直方向に配向させる配向処理が施
    されることを特徴とする請求項２記載の高分子分散型液
    晶表示素子。
  9. 【請求項９】 前記基板には、配向処理として配向膜が
    形成されることを特徴とする請求項６，７又は８記載の
    高分子分散型液晶表示素子。
  10. 【請求項１０】 前記二枚の基板のうちの一方は、内側
    面に反射層を兼ねた電極を有することを特徴とする請求
    項２記載の高分子分散型液晶表示素子。
  11. 【請求項１１】 前記二枚の基板のうちの一方には、反
    射層が付加されることを特徴とする請求項２記載の高分
    子分散型液晶表示素子。
  12. 【請求項１２】 前記一枚の基板は、反射層を兼ねた電
    極を有することを特徴とする請求項３記載の高分子分散
    型液晶表示素子。
  13. 【請求項１３】 前記一枚の基板には、反射層が付加さ
    れることを特徴とする請求項３記載の高分子分散型液晶
    表示素子。
  14. 【請求項１４】 前記液晶は、カイラル成分を含有する
    ネマチック液晶であることを特徴とする請求項１記載の
    高分子分散型液晶表示素子。
  15. 【請求項１５】 前記液晶は、２色性色素を含むことを
    特徴とする請求項１記載の高分子分散型液晶表示素子。
  16. 【請求項１６】 前記高分子は、ビフェニル側鎖を含有
    する高分子からなることを特徴とする請求項１記載の高
    分子分散型液晶表示素子。
  17. 【請求項１７】 前記高分子は、紫外線硬化型であるこ
    とを特徴とする請求項１記載の高分子分散型液晶表示素
    子。
  18. 【請求項１８】 前記高分子は、熱硬化型であることを
    特徴とする請求項１記載の高分子分散型液晶表示素子。
  19. 【請求項１９】 前記高分子は、熱可塑型であることを
    特徴とする請求項１記載の高分子分散型液晶表示素子。
  20. 【請求項２０】 前記高分子は、高分子液晶であること
    を特徴とする請求項１記載の高分子分散型液晶表示素
    子。
  21. 【請求項２１】 前記高分子は、前記液晶との共溶媒を
    有し、相溶した状態で液晶相をとることを特徴とする請
    求項１記載の高分子分散型液晶表示素子。
  22. 【請求項２２】 前記高分子は重合部と芳香環部を有す
    る高分子前駆体を少なくとも二種類以上重合してなるも
    のであることを特徴とする請求項１記載の高分子分散型
    液晶表示素子。
  23. 【請求項２３】 前記高分子前駆体の少なくとも一種類
    は、芳香環部あるいは芳香環部に付随する側鎖上にフッ
    素原子を含有していることを特徴とする請求項２２記載
    の高分子分散型液晶表示素子。
  24. 【請求項２４】 前記高分子前駆体の少なくとも一種類
    は、芳香環部にナフタレン、フェニルあるいはビフェニ
    ルおよびこれらの誘導体を含んでいることを特徴とする
    請求項２２記載の高分子分散型液晶表示素子。
  25. 【請求項２５】 前記高分子前駆体が紫外線により重合
    して硬化することを特徴とする請求項２２記載の高分子
    分散型液晶表示素子。
  26. 【請求項２６】 前記液晶高分子複合層と反射層との間
    に位相差板を配置したことを特徴とする請求項１０，１
    １，１３又は１２記載の高分子分散型液晶表示素子。
  27. 【請求項２７】 前記位相差板の光軸は、前記液晶高分
    子複合層の配向方向と４５度の角度を成すことを特徴と
    する請求項２６記載の高分子分散型液晶表示素子。
  28. 【請求項２８】 前記位相差板は四分の一波長板を用い
    たことを特徴とする請求項２６記載の高分子分散型液晶
    表示素子。
  29. 【請求項２９】 前記位相差板の表面には透明電極が蒸
    着されることを特徴とする請求項２６記載の高分子分散
    型液晶表示素子。
  30. 【請求項３０】 前記反射層は位相差板の表面に蒸着さ
    れることを特徴とする請求項１０，１１，１３又は１２
    記載の反射型高分子分散型液晶表示素子。
  31. 【請求項３１】 前記液晶高分子複合層における液晶及
    び高分子の配向方向が互いに直交する二枚の高分子分散
    型液晶表示素子を重ね合わせたことを特徴とする請求項
    １記載の高分子分散型液晶表示素子。
  32. 【請求項３２】 前記高分子の配向方向は、前記基板の
    法線と入射光の光軸を含む面に直交する方向であること
    を特徴とする請求項１記載の高分子分散型液晶表示素
    子。
  33. 【請求項３３】 前記基板の背面に偏光板及び反射板を
    配置したことを特徴とする請求項３２記載の高分子分散
    型液晶表示素子。
  34. 【請求項３４】 前記基板の背面に位相補正板、減光板
    及び反射板を配置したことを特徴とする請求項３２記載
    の高分子分散型液晶表示素子。
  35. 【請求項３５】 液晶と熱可塑性の高分子とを加熱相溶
    して混合すると共に前記液晶及び高分子を同一方向に配
    向させ、その後、冷却して高分子を硬化させることによ
    り、前記液晶と前記高分子とを配向状態を保ったまま相
    分離したことを特徴とする高分子分散型液晶表示素子の
    製造方法。
  36. 【請求項３６】 液晶と高分子前駆体とを相溶して混合
    すると共に前記液晶及び高分子前駆体を液晶相にて同一
    方向に配向させ、その後、前記高分子前駆体を重合し高
    分子とすることにより、前記液晶と前記高分子とを配向
    状態を保ったまま相分離したことを特徴とする高分子分
    散型液晶表示素子の製造方法。
  37. 【請求項３７】 透明電極を有する二枚の透明基板の間
    に、液晶と熱可塑性高分子とを相溶して封入しながらあ
    るいは封入した後、前記液晶及び高分子を同一方向に配
    向させ、その後、冷却して高分子を硬化させることによ
    り、前記液晶と前記高分子とを配向状態を保ったまま相
    分離したことを特徴とする高分子分散型液晶表示素子の
    製造方法。
  38. 【請求項３８】 透明電極を有する二枚の透明基板の間
    に、液晶と高分子前駆体とを相溶して封入した後、前記
    液晶及び高分子前駆体を液晶相にて同一方向に配向さ
    せ、その後、前記高分子前駆体を重合して高分子とする
    ことにより、前記液晶と前記高分子とを配向状態を保っ
    たまま相分離したことを特徴とする高分子分散型液晶表
    示素子の製造方法。
  39. 【請求項３９】 透明電極を有する一枚の透明基板上
    に、液晶と熱可塑性高分子とを相溶して塗布した後、前
    記液晶及び高分子を液晶相にて同一方向に配向させ、そ
    の後、冷却して高分子を硬化することにより、前記液晶
    と前記高分子とを配向状態を保ったまま相分離したこと
    を特徴とする高分子分散型液晶表示素子の製造方法。
  40. 【請求項４０】 透明電極を有する一枚の透明基板上
    に、液晶と高分子前駆体とを混合して塗布した後、前記
    液晶及び高分子前駆体を液晶相にて同一方向に配向さ
    せ、その後、前記高分子前駆体を重合して高分子とする
    ことにより、前記液晶と前記高分子とを配向状態を保っ
    たまま相分離したことを特徴とする高分子分散型液晶表
    示素子の製造方法。
  41. 【請求項４１】 透明電極を有する二枚の透明基板の内
    側面の少なくとも一方に、液晶及び熱可塑性の高分子を
    当該基板と平行方向又は垂直方向に配向させる配向処理
    をした後、液晶と高分子とを相溶して前記二枚の透明基
    板の間に封入し、前記液晶及び高分子を液晶相にて同一
    方向に配向させ、その後、冷却して高分子を硬化するこ
    とにより、前記液晶と前記高分子とを配向状態を保った
    まま相分離したことを特徴とする高分子分散型液晶表示
    素子の製造方法。
  42. 【請求項４２】 透明電極を有する二枚の透明基板の内
    側面の少なくとも一方に、液晶及び高分子前駆体を当該
    基板と平行方向又は垂直方向に配向させる配向処理をし
    た後、液晶と高分子前駆体とを相溶して前記二枚の透明
    基板の間に封入し、前記液晶及び高分子前駆体を液晶相
    にて同一方向に配向させ、その後、前記高分子前駆体を
    重合して高分子とすることにより、前記液晶と前記高分
    子とを配向状態を保ったまま相分離したことを特徴とす
    る高分子分散型液晶表示素子の製造方法。
  43. 【請求項４３】 透明電極を有する一枚の透明基板の表
    面に、液晶及び熱可塑性の高分子を当該基板と平行方向
    又は垂直方向に配向させる配向処理をした後、液晶と高
    分子とを相溶して前記一枚の基板電極に塗布し、前記液
    晶及び高分子を液晶相にて同一方向に配向させ、その
    後、冷却して高分子を硬化することにより、前記液晶と
    前記高分子とを配向状態を保ったまま相分離したことを
    特徴とする高分子分散型液晶表示素子の製造方法。
  44. 【請求項４４】 透明電極を有する一枚の透明基板の表
    面に、液晶及び液晶相の高分子前駆体を当該基板と平行
    方向又は垂直方向に配向させる配向処理をした後、液晶
    と高分子前駆体とを相溶して前記一枚の透明基板に塗布
    し、前記液晶及び液晶相の高分子前駆体を同一方向に配
    向させ、その後、前記高分子前駆体を重合して高分子と
    することにより、前記液晶と前記高分子とを配向状態を
    保ったまま相分離したことを特徴とする高分子分散型液
    晶表示素子の製造方法。
  45. 【請求項４５】 前記高分子が最もよく光散乱する粒径
    0.1〜10μmとなる条件で相分離する速度を調整するこ
    とを特徴とする請求項３５，３６，３７，３８，３９，
    ４０，４１，４２，４３又は４４記載の高分子分散型液
    晶表示素子の製造方法。
  46. 【請求項４６】 前記高分子前駆体としてビフェニルメ
    タノールのメタクリル酸エステルあるいはアクリル酸エ
    ステルあるいはこれら化合物の誘導体を用いたことを特
    徴とする請求項３６，３８，４０，４２又は４４記載の
    高分子分散型液晶表示素子の製造方法。
  47. 【請求項４７】 前記高分子前駆体としてナフトールの
    メタクリル酸エステルあるいはアクリル酸エステルある
    いはこれら化合物の誘導体を用いたことを特徴とする請
    求項３６，３８，４０，４２又は４４記載の高分子分散
    型液晶表示素子の製造方法。
  48. 【請求項４８】 前記高分子前駆体として前記エステル
    にビフェノールのメタクリル酸エステル誘導体あるいは
    アクリル酸エステル誘導体を混合したものを使用するこ
    とを特徴とする請求項４６又は４７記載の高分子分散型
    液晶表示素子の製造方法。
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