JPH0736022A

JPH0736022A - 表示素子

Info

Publication number: JPH0736022A
Application number: JP18292393A
Authority: JP
Inventors: Hidekazu Kobayashi; 英和小林; Eiji Chino; 英治千野; Masayuki Yazaki; 正幸矢崎; Hideto Iizaka; 英仁飯坂
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1993-07-23
Filing date: 1993-07-23
Publication date: 1995-02-07

Abstract

(57)【要約】【目的】液晶と高分子を互いに配向分散した表示素子
において、散乱に指向性を持たせることにより、用途に
応じた明るい表示素子を提供する。【構成】液晶と高分子の配向方向を、電界の印加方向
に０度から１８０度、さらに２７０度、３６０度、ある
いはそれ以上ツイストさせる。また、これらの指向性を
持った表示素子にその特性を最大限生かすことのできる
構成条件を示した。【効果】用途に応じた散乱特性を持つ表示素子を容易
に作製できる。たとえばカラーフィルターやタッチパネ
ルのごとき表示が暗くなりやすい構成を用いる場合には
０度あるいは１８０度ツイストを用いると視角を限定し
て明るい表示を実現できる。またどこからみても白い紙
並に見えるようにするには２７０度以上のツイストを用
いれば良いことがわかった。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は情報機器端末やテレビ、
あるいは広告板などに用いる表示装置の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年情報機器の小型携帯化が進行し、そ
れに登載する表示素子も省電力化が求められている。ま
たこれらの表示素子はタッチパネルあるいはタブレット
と組み合わされることが多くなり、従来のＴＮ反射型液
晶表示素子ではとても表示が暗くなり、使いずらかっ
た。そこで最近、偏光板を用いない、明るい反射型表示
素子が開発されつつある。たとえば電界印加で透明、電
界無印加で散乱するもの（特公昭５８−５０１６３１）
や、これに２色性色素を混合して電界無印加で色素によ
る吸収と光散乱を生じるようにしたものなどがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが従来の技術で
は、たとえば電界印加で透明、電界無印加で光散乱を生
じる物においては、光散乱が極めて無指向性（ここで言
う指向性とは、表示装置をその表面の法線回りに回転さ
せた場合、その法線からある角度傾いた方向への反射率
の回転角依存性を示す）であるために、また大抵の場
合、背景として黒を表示するための光吸収層を配置する
ために、その表示装置を観察する角度を限定した場合、
明るく見えない（大抵白い紙の明るさの半分以下）。２
色性色素を混合した表示装置においては、白を表示する
場合には背景に白い紙などを配置するのであるが、この
白い紙も無指向性であるため、白い紙以上には明るく見
えないという課題を有していた。そこでこれらの課題を
解決すべく高分子と液晶を互いに配向分散した表示素子
が開発されてきた（ヨーロッパ公開特許ＥＰ０４８８１
１６Ａ２など）。これによれば、高分子と液晶を特定の
方向に配向させることにより、電界を印加した際の散乱
指向性を制御できる。本発明はかかる表示素子の散乱指
向性をさらに改良する物であり、その目的とするところ
は、表示素子の散乱特性を用途に応じて最適化する手段
を提供するところにある。

【０００４】

【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、以下に記述する表示素子を提供するもの
である。

【０００５】すなわち、本発明に係わる表示素子は、電
極が形成されても良い少なくとも一方が透明な２枚の基
板の間に高分子と液晶を互いに分散した表示素子におい
て、反射層を具備して、かつ電界のような外場が無い状
態では、液晶に接する面においては界面に施した配向処
理方向に高分子と液晶が互いに配向しており、高分子／
液晶層においては配向状態がなめらかに連続しているこ
とを特徴とする。その際、特に以下のような構成が散乱
指向性改良の観点から効果が高い。すなわち、１．上記配向処理方向が上下基板の組み合わせにおいて
互いに平行であり、かつ高分子と液晶の配向が高分子／
液晶層の厚さ方向にねじれていない。

【０００６】２．上記配向処理方向が上下基板の組み合
わせにおいて互いに平行であり、かつ高分子と液晶の配
向が高分子／液晶層の厚さ方向に１８０度ねじれてい
る。

【０００７】３．上記配向処理方向が上下基板の組み合
わせにおいて互いに平行であり、かつ高分子と液晶の配
向が高分子／液晶層の厚さ方向に３６０度以上ねじれて
いる。

【０００８】４．上記配向処理方向が上下基板の組み合
わせにおいて互いに直交しており、かつ高分子と液晶の
配向が高分子／液晶層の厚さ方向に９０度ねじれてい
る。

【０００９】５．上記配向処理方向が上下基板の組み合
わせにおいて互いに直交しており、かつ高分子と液晶の
配向が高分子／液晶層の厚さ方向に２７０度ねじれてい
る。

【００１０】６．上記配向処理方向が上下基板の組み合
わせにおいて互いに直交しており、かつ高分子と液晶の
配向が高分子／液晶層の厚さ方向に４５０度以上ねじれ
ている。

【００１１】以上を特徴とするが、ここに示した９０
度、１８０度などの角度については正確である必要はな
く、もちろんこのあいだの角度であっても良い。その際
の散乱特性は中間的な特性になる。

【００１２】本発明の表示素子において、基板は堅固な
材料、例えばガラス、金属、金属酸化物、半導体などで
あっても良く、柔軟性を有する材料、たとえばプラスチ
ックフィルムのようなものであってもよい。そして基板
は、表側（表示を見る側）にノングレア処理そして／ま
たは減反射処理が施されていることが望ましい。また２
枚が対向して適当な間隔を隔て得るものである。またそ
の少なくとも一方は透明性を有し、その２枚の間に支持
される散乱層を外界から視角させるものでなければなら
ない。ただし完全な透明性を必須とするものではない。

【００１３】この基板には、目的に応じて透明不透明の
適宜な電極が、その全面または部分的に配置されても良
い。特に２色性色素を液晶中に混合する場合には、画素
電極を反射性材料で形成することにより視差の無いくっ
きりとした表示を得ることができる。反射性材料として
は銀、アルミニウム、アルミニウム−マグネシウム合
金、クロム、ニッケル、あるいはこれらの金属の合金を
用いることができる。

【００１４】電極線と画素電極の間にアクティブ素子、
例えばポリシリコンＴＦＴ、アモルファスシリコンＴＦ
Ｔ、ＭＩＭ、ラテラルＭＩＭ、バックトゥーバックＭＩ
Ｍ素子などを形成することにより表示容量を大容量化す
る事ができる。

【００１５】また上記アクティブ素子を、基板として用
いた半導体基板上に形成し、かつアクティブ素子を駆動
するためのドライバー回路そして／またはコントローラ
回路を同一基板上に形成することができる。また半導体
基板上に形成された回路が、対向基板に接続され、さら
にその対向基板を経由して外部回路に接続されている
と、脆い半導体基板と外部回路を直接接続することを避
けられる。また半導体基板上に形成された回路を、周囲
に形成されたシール部分と、対向基板、または対向基板
と上記半導体基板の間隙に充填されたシール剤によって
保護することにより、半導体基板上の回路の信頼性を向
上させることができる。

【００１６】画素電極表面には通常、配向処理を施し、
これに接する液晶及び高分子粒子を互いに配向させる。
配向処理は、周知の液晶表示素子と同様、配向膜を常法
に従って形成して、布などでラビング処理しても良い
し、配向膜を形成せず、電極表面を直接ラビングしても
良い。これは、形成される高分子粒子が従来の配向膜と
同様の効果を持つため、配向の信頼性を高める配向膜を
必要としないからである。反射性電極としてアルミニ
ウムなどの反射性金属を用いる場合には、ラビングによ
る傷つきを防ぐためにポリイミドなどの配向層兼保護層
を設けることが望ましい。この配向処理の方向について
は先に示したような構成を用いることにより、明視方向
を限定でき、極めて明るい表示を実現できる。

【００１７】画素電極表面あるいは基板と透明画素電極
の間にカラーフィルターを備えることによりカラー表示
も実現できる。

【００１８】２枚の基板間には液晶材料及び高分子粒子
が特定の方向に配向して介在される。尚、２枚の基板間
には通常、周知の液晶表示素子と同様、間隔保持用のス
ペーサーを常法に従って介在させることが望ましい。

【００１９】この２枚の基板間間隙は、３μｍから２０
μｍが好ましく、さらに好ましくは４μｍから７μｍで
ある。７μｍより厚いと散乱の指向性があまりなくな
り、また駆動電圧も高くなる。４μｍより薄いと散乱が
薄くなる。

【００２０】液晶材料は、単一の液晶性化合物であるこ
とを要しないのはもちろんで、２種以上の液晶化合物や
液晶化合物以外の物質も含んだ混合物であっても良く、
通常この技術分野で液晶材料として認識されるものであ
れば良く、誘電異方性については正の液晶を用いること
ができる。用いられる液晶は、ネマチック液晶、コレス
テリック液晶、スメクチック液晶が望ましい。

【００２１】液晶中に混合する２色性色素については、
混合しなくても良いが混合することにより視認性を劇的
に向上させることができる。すなわち、電界印加で散乱
による白、電界除去で２色性色素による光吸収を起こす
ことができる。ここで用いる２色性色素はアクティブ素
子と組み合わせる場合には耐光性、信頼性を確保するた
めにアントラキノン系、ペリレン系、キノフタロン系な
ど、周知の耐光性液晶表示素子に用いられる色素を用い
ることができる。信頼性、耐光性を必要としない場合に
はアゾ系などの色素を用いることができる。

【００２２】カイラル物質については、液晶に添加した
場合、その液晶相の温度領域が使用温度領域を含むよう
にその種類及び添加量を選定する必要がある。また、カ
イラルピッチが所望の液晶／高分子層の配向におよそ対
応するように、明視方向も考慮して、カイラル物質、Ｒ
体かＳ体か、またその添加量を選定する。

【００２３】高分子材料は、前駆体として液晶に良く溶
け、重合した際に液晶から析出して粒子を形成するもの
であることが好ましく、化学構造としては重合基と屈折
率異方性を生み出す部分の間にアルキル基などによるス
ペーサーを有しない物が好ましい。また、高分子材料の
液晶高分子混合層に対する含有量は３０重量％〜１重量
％が好ましく、さらに好ましくは１０重量％〜３重量％
である。３０重量％より高分子が多いと駆動電圧が極め
て高くなる。また２重量％より高分子が少ないと十分な
散乱が得られない。高分子材料としては光を照射するこ
とで硬化する光硬化性高分子前駆体や、室温あるいは加
熱により硬化する熱硬化性高分子前駆体を用いることが
できる。高分子前駆体中の屈折率異方性を生み出す部位
については、フェニル、ビフェニル、ターフェニル、ト
ラン骨格など、屈折率異方性の大きな骨格を用いること
が望ましい。以下実施例により本発明の詳細を示す。

【００２４】

【実施例】

（実施例１）本実施例では配向処理方向が、上下基板の
組み合わせにおいて互いに平行であり、かつ高分子と液
晶の配向が、高分子／液晶層の厚さ方向にねじれていな
い例を示す。図１に本実施例の表示素子の簡単な断面図
を示す。図中において電極または配向膜表面に不規則な
形をした層を示したが、これは高分子前駆体を重合する
事により表面に高分子が重合付着していることを示し
た。用いる高分子、重合条件によってこの形状及び厚さ
は変化する。以下の実施例における表示素子の断面図に
おいても同じである。

【００２５】表示素子の製造方法を説明する。基板１に
透明電極２（ＩＴＯ）を形成し、その表面にラビング処
理を施した。図１においてラビング方向は水平方向であ
る。基板８に反射性電極７としてアルミニウム層を形成
して、その表面に配向層６としてポリイミド膜を形成し
てその上をラビング処理した。こうして準備した２枚の
基板を電極側を内側にして、ラビング方向が平行になる
ように、電極間間隙を５μｍ程度になるように固定し
た。

【００２６】次にこの間隙に封入する液晶混合物につい
て説明する。液晶３はＴＬ２０２（メルク社製）、これ
に２色性色素（Ｍ３６１：ＳＩ５１２：Ｍ１３７＝１．
５重量％：１．７重量％：０．４重量％、いずれも三井
東圧染料社製）を混合して用いた。高分子前駆体はター
フェニルメタクリレート：ビフェニルジメタクリレート
＝２：１混合物を全体に対して４重量％用いた。これら
の物質を互いに加熱混合して、先の空パネルの間隙に真
空あるいは減圧封入した。このパネルに３００ｎｍ〜４
００ｎｍ、３．５ｍＷ／ｃｍ2なる紫外線を照射して液
晶中から高分子５を析出させた。その後周囲をモールド
した。

【００２７】こうして製造した表示素子の散乱特性を測
定した。その測定方法について説明する。図２に本実施
例で用いた散乱特性の評価装置の簡単な図を示した。す
なわち、電界を印加した状態で表示素子２０を図のごと
く配置して、表示素子表面の法線から２０度傾いた方向
から光源２１により白色光を表示素子に入射して、結像
用レンズを用いて法線方向に配置した光電子増倍管２３
に結像させ、これにより反射光強度を測定した。このと
き法線を軸に表示素子２０を３６０度回転して散乱の回
転角依存性を測定した。この方法で測定した散乱特性を
図３に示した。図３において、中心回りの回転角は、法
線を軸にして表示素子を回転させた場合の回転角に対応
している。図中の配向方向は表示素子の基板表面に施し
た配向処理方向を示している。図中の波線の円は白い紙
を表示素子の代わりに配置した場合の反射率を示してい
る。この図において、表示素子の散乱曲線内の面積を計
算し、白い紙の散乱特性を同様に測定した場合の散乱曲
線内の面積に対する１００分率（ＳＣＴと略記）を散乱
の度合いの目安とした。これによると、ＳＣＴは約６０
％であり、駆動電圧は３．５Ｖであった。

【００２８】さらに減反射処理したノングレア板（日東
樹脂工業社製クラレックスノングレアＮｏ．１−ＭＣ０
０１）をマッチングオイルを用いて表示素子に張り付け
たところ、表面反射が目立たなくなり、表示が浮きでる
ような効果があり、極めて視認性が向上した。ここで用
いるノングレア板は、これに限らず、たとえば日東電工
社製アンチグレアシートＡＧシリーズなどを用いること
ができる。また、高分子／液晶層を挟持する基板に直接
ノングレア処理を施しても良い。減反射処理については
周知の技術を用いることができ、多層膜を用いる方法
や、低屈折率の有機物（たとえば、旭硝子社製サイトッ
プを９００Åの膜厚で形成する）を用いる方法も利用で
きる。またノングレア処理だけ施しても、あるいは減反
射処理だけ施しても視認性は向上した。ノングレア板あ
るいは減反射板を張り付けるには屈折率が１．５程度の
透明な材質であれば固体、液体、ゴム状を問わない。

【００２９】液晶/高分子層を挟持する基板について
は、高分子前駆体を紫外線で硬化する場合には少なくと
も１枚はソーダガラス、ホウ珪酸ガラス、石英ガラスな
ど３００ｎｍ以長の光を透過するガラス、あるいはプラ
スチックフィルムなどの基板を用いることができた。こ
れに対向する基板は透明である必要はない。たとえば金
属、または金属酸化物、シリコンなどの半導体を用いる
ことができた。特に半導体基板を用いることにより、液
晶／高分子層を駆動するためのＴＦＴあるいはＭＩＭ素
子を作り込むと同時にドライバー回路、コントローラ回
路を集積することができる。

【００３０】高分子前駆体を熱で硬化する場合には、表
示する側の基板は可視光を透過する物を用いることがで
きた。たとえば高屈折率ガラスＴａＦ３（ホヤガラス社
製）を用いるとこれに形成する透明電極との屈折率差が
なくなるため、表示を見やすくできた。

【００３１】（実施例２）本実施例では配向処理方向
が、上下基板の組み合わせにおいて互いに平行であり、
かつ高分子と液晶の配向が、高分子／液晶層の厚さ方向
に１８０度ねじれている例を示す。

【００３２】図４は本実施例の表示素子の配向を示す簡
単な図である。用いた基板、電極、配向処理、液晶材
料、製造方法は実施例１と同様の物を用いた。また、カ
イラル物質についてはＳ１０１１（メルク社製）を液晶
に対して０．３％混合して用いた。混合量は、Ｓ１０１
１を用いる場合、０．２〜０．４％が好ましい。他のカ
イラル物質も同様に用いることができ、たとえばＣＢ１
５（メルク社製）ならば１〜２．５％混合すると良い。
このほかチッソ社製ＣＭシリーズ、旭電化社製の製品、
カイラルスメクチック液晶などでも良いし、液晶の配向
をひねる能力のある物質であればＲ体Ｓ体を問わず用い
ることができる。ただし、添加量についてはその都度１
８０度のツイスト状態になるように調整する必要はあ
る。

【００３３】実施例１と同様に表示素子を作製して散乱
特性を測定した（図５参照）。また、ＳＣＴが１３５％
であり、駆動電圧は５Ｖであった。さらに減反射処理し
たノングレア板（日東樹脂工業社製クラレックスノング
レアＮｏ．１−ＭＣ００１）をマッチングオイルを用い
て表示素子に張り付けたところ、表面反射が目立たなく
なり、表示が浮きでるような効果があり、極めて視認性
が向上した。ここで用いるノングレア板は、これに限ら
ず、たとえば日東電工社製アンチグレアシートＡＧシリ
ーズなどを用いることができる。

【００３４】また、高分子／液晶層を挟持する基板に直
接ノングレア処理を施しても良い。減反射処理について
は周知の技術を用いることができ、多層膜を用いる方法
や、低屈折率の有機物（たとえば、旭硝子社製サイトッ
プを９００Åの膜厚で形成する）を用いる方法も利用で
きる。またノングレア処理だけ施しても、あるいは減反
射処理だけ施しても視認性は向上した。ノングレア板あ
るいは減反射板を張り付けるには屈折率が１．５程度の
透明な材質であれば固体、液体、ゴム状を問わない。

【００３５】（実施例３）本実施例では配向処理方向
が、上下基板の組み合わせにおいて互いに平行であり、
かつ高分子と液晶の配向が、高分子／液晶層の厚さ方向
に３６０度以上ねじれている例を示す。

【００３６】図６は本実施例の表示素子の配向を示す簡
単な図である。ツイスト状態を分かりやすくするために
液晶層の厚さ方向に拡大して示している。用いた基板、
電極、配向処理、液晶材料、製造方法は実施例１と同様
の物を用いた。また、カイラル物質についてはＳ１０１
１（メルク社製）を液晶に対して０．６％（０．５〜１
％が好ましい）混合して用いた。他のカイラル物質につ
いては実施例２に示した物を同様に用いることができ
る。ただし、添加量についてはその都度３６０度以上の
ツイスト状態になるように調整する必要はある。実施例
１と同様に表示素子を作製して散乱特性を測定した（図
７参照）。またＳＣＴが１３５％であり、駆動電圧が７
Ｖと比較的高い。

【００３７】さらに減反射処理したノングレア板（日東
樹脂工業社製クラレックスノングレアＮｏ．１−ＭＣ０
０１）をマッチングオイルを用いて表示素子に張り付け
たところ、表面反射が目立たなくなり、表示が浮きでる
ような効果があり、極めて視認性が向上した。ここで用
いるノングレア板は、これに限らず、たとえば日東電工
社製アンチグレアシートＡＧシリーズなどを用いること
ができる。また、高分子／液晶層を挟持する基板に直接
ノングレア処理を施しても良い。減反射処理については
周知の技術を用いることができ、多層膜を用いる方法
や、低屈折率の有機物（たとえば、旭硝子社製サイトッ
プを９００Åの膜厚で形成する）を用いる方法も利用で
きる。またノングレア処理だけ施しても、あるいは減反
射処理だけ施しても視認性は向上した。ノングレア板あ
るいは減反射板を張り付けるには屈折率が１．５程度の
透明な材質であれば固体、液体、ゴム状を問わない。

【００３８】（実施例４）本実施例では配向処理方向
が、上下基板の組み合わせにおいて互いに直交してお
り、かつ高分子と液晶の配向が、高分子／液晶層の厚さ
方向に９０度ねじれている例を示す。

【００３９】図８は本実施例の表示素子の配向を示す簡
単な図である。配向処理方向については、２枚の基板を
組み合わせる際、互いに直交するようにした。用いた基
板、電極、液晶材料、製造方法は実施例１と同様の物を
用いた。カイラル成分はＳ１０１１を０．１％加えてい
る。ただし、０〜０．３％であれば用いることができ
る。用いることのできるカイラル成分は実施例２と同様
である。ただしその添加量については、９０度のツイス
ト状態を実現できる量に調整する必要はある。

【００４０】実施例１と同様に表示素子を作製して散乱
特性を測定した（図９参照）。ＳＣＴは約１００％程度
であり、駆動電圧は３．５Ｖであった。さらに減反射処
理したノングレア板（日東樹脂工業社製クラレックスノ
ングレアＮｏ．１−ＭＣ００１）をマッチングオイルを
用いて表示素子に張り付けたところ、表面反射が目立た
なくなり、表示が浮きでるような効果があり、極めて視
認性が向上した。ここで用いるノングレア板は、これに
限らず、たとえば日東電工社製アンチグレアシートＡＧ
シリーズなどを用いることができる。また、高分子／液
晶層を挟持する基板に直接ノングレア処理を施しても良
い。減反射処理については周知の技術を用いることがで
き、多層膜を用いる方法や、低屈折率の有機物（たとえ
ば、旭硝子社製サイトップを９００Åの膜厚で形成す
る）を用いる方法も利用できる。またノングレア処理だ
け施しても、あるいは減反射処理だけ施しても視認性は
向上した。ノングレア板あるいは減反射板を張り付ける
には屈折率が１．５程度の透明な材質であれば固体、液
体、ゴム状を問わない。

【００４１】（実施例５）本実施例では配向処理方向
が、上下基板の組み合わせにおいて互いに直交してお
り、かつ高分子と液晶の配向が、高分子／液晶層の厚さ
方向に２７０度ねじれている例を示す。

【００４２】図１０は本実施例の表示素子の配向を示す
簡単な図である。ツイスト状態を分かりやすくするため
に液晶層の厚さ方向に拡大して示している。配向処理方
向については、２枚の基板を組み合わせる際、互いに直
交するようにした。用いた基板、電極、液晶材料、製造
方法は実施例１と同様の物を用いた。カイラル成分はＳ
１０１１を０．５％加えている。カイラル成分の量はＳ
１０１１を用いる場合には０．４〜０．６％が好まし
い。用いることのできるカイラル成分は実施例２と同様
である。ただしその添加量については、２７０度のツイ
スト状態を実現できる量に調整する必要はある。

【００４３】実施例１と同様に表示素子を作製して散乱
特性を測定した（図１１参照）。これによると、ＳＣＴ
は約１３５％程度である。駆動電圧が５Ｖであった。さ
らに減反射処理したノングレア板（日東樹脂工業社製ク
ラレックスノングレアＮｏ．１−ＭＣ００１）をマッチ
ングオイルを用いて表示素子に張り付けたところ、表面
反射が目立たなくなり、表示が浮きでるような効果があ
り、極めて視認性が向上した。ここで用いるノングレア
板は、これに限らず、たとえば日東電工社製アンチグレ
アシートＡＧシリーズなどを用いることができる。ま
た、高分子／液晶層を挟持する基板に直接ノングレア処
理を施しても良い。

【００４４】減反射処理については周知の技術を用いる
ことができ、多層膜を用いる方法や、低屈折率の有機物
（たとえば、旭硝子社製サイトップを９００Åの膜厚で
形成する）を用いる方法も利用できる。またノングレア
処理だけ施しても、あるいは減反射処理だけ施しても視
認性は向上した。ノングレア板あるいは減反射板を張り
付けるには屈折率が１．５程度の透明な材質であれば固
体、液体、ゴム状を問わない。

【００４５】（実施例６）本実施例では配向処理方向
が、上下基板の組み合わせにおいて互いに直交してお
り、かつ高分子と液晶の配向が、高分子／液晶層の厚さ
方向に４５０度以上ねじれている例を示す。用いた基
板、電極、配向処理、液晶材料、製造方法は実施例１と
同様の物を用いた。また、カイラル物質についてはＳ１
０１１（メルク社製）を液晶に対して０．７％混合して
用いた。カイラル物質にＳ１０１１を用いる場合には
０．６〜１％が好ましい。他のカイラル物質については
実施例２に示した物を用いることができる。ただし、添
加量についてはその都度４５０度以上のツイスト状態に
なるように調整する必要はある。

【００４６】実施例１と同様に表示素子を作製して散乱
特性を測定した。この時の散乱特性は実施例３と同様、
配向処理方向と余り関係なく散乱がほぼ円形であった。
また、ＳＣＴが１３５％であり、駆動電圧は７Ｖであっ
た。さらに減反射処理したノングレア板（日東樹脂工業
社製クラレックスノングレアＮｏ．１−ＭＣ００１）を
マッチングオイルを用いて表示素子に張り付けたとこ
ろ、表面反射が目立たなくなり、表示が浮きでるような
効果があり、極めて視認性が向上した。ここで用いるノ
ングレア板は、これに限らず、たとえば日東電工社製ア
ンチグレアシートＡＧシリーズなどを用いることができ
る。また、高分子／液晶層を挟持する基板に直接ノング
レア処理を施しても良い。

【００４７】減反射処理については周知の技術を用いる
ことができ、多層膜を用いる方法や、低屈折率の有機物
（たとえば、旭硝子社製サイトップを９００Åの膜厚で
形成する）を用いる方法も利用できる。またノングレア
処理だけ施しても、あるいは減反射処理だけ施しても視
認性は向上した。ノングレア板あるいは減反射板を張り
付けるには屈折率が１．５程度の透明な材質であれば固
体、液体、ゴム状を問わない。

【００４８】（実施例７）本実施例では配向処理方向
が、上下基板の組み合わせにおいて、２２０度の例を示
す。用いた基板、電極、配向処理、液晶材料、製造方法
は実施例１と同様の物を用いた。ただし配向処理につい
ては、上下基板を組み合わせた時点で互いに２２０度に
なるようにした。また、カイラル物質についてはＣＢ１
５（メルク社製）を液晶に対して２．５％混合して用い
た。混合量は２〜３％が好ましい。他のカイラル物質に
ついては実施例２に示した物を用いることができる。た
だし、添加量についてはその都度２２０度のツイスト状
態になるように調整する必要はある。

【００４９】実施例１と同様に２２０度の表示素子を作
製して散乱特性を測定した（図１２参照）。また、ＳＣ
Ｔが１３０％、駆動電圧は６Ｖであった。さらに減反射
処理したノングレア板（日東樹脂工業社製クラレックス
ノングレアＮｏ．１−ＭＣ００１）をマッチングオイル
を用いて表示素子に張り付けたところ、表面反射が目立
たなくなり、表示が浮きでるような効果があり、極めて
視認性が向上した。ここで用いるノングレア板は、これ
に限らず、たとえば日東電工社製アンチグレアシートＡ
Ｇシリーズなどを用いることができる。また、高分子／
液晶層を挟持する基板に直接ノングレア処理を施しても
良い。減反射処理については周知の技術を用いることが
でき、多層膜を用いる方法や、低屈折率の有機物（たと
えば、旭硝子社製サイトップを９００Åの膜厚で形成す
る）を用いる方法も利用できる。またノングレア処理だ
け施しても、あるいは減反射処理だけ施しても視認性は
向上した。ノングレア板あるいは減反射板を張り付ける
には屈折率が１．５程度の透明な材質であれば固体、液
体、ゴム状を問わない。

【００５０】（実施例８）本実施例では配向処理方向
が、上下基板の組み合わせにおいて、３２０度の例を示
す。用いた基板、電極、配向処理、液晶材料、製造方法
は実施例１と同様の物を用いた。ただし配向処理につい
ては、上下基板を組み合わせた時点で互いに３２０度に
なるようにした。また、カイラル物質についてはＣＢ１
５（メルク社製）を液晶に対して２．５％混合して用い
た。混合量は２〜３％が好ましい。他のカイラル物質に
ついては実施例２に示した物を用いることができる。た
だし、添加量についてはその都度３２０度のツイスト状
態になるように調整する必要はある。

【００５１】実施例１と同様に３２０度の２つの表示素
子を作製して散乱特性を測定した（図１３参照）。また
ＳＣＴは１５０％であり、駆動電圧は６Ｖであった。さ
らに減反射処理したノングレア板（日東樹脂工業社製ク
ラレックスノングレアＮｏ．１−ＭＣ００１）をマッチ
ングオイルを用いて表示素子に張り付けたところ、表面
反射が目立たなくなり、表示が浮きでるような効果があ
り、極めて視認性が向上した。ここで用いるノングレア
板は、これに限らず、たとえば日東電工社製アンチグレ
アシートＡＧシリーズなどを用いることができる。ま
た、高分子／液晶層を挟持する基板に直接ノングレア処
理を施しても良い。減反射処理については周知の技術を
用いることができ、多層膜を用いる方法や、低屈折率の
有機物（たとえば、旭硝子社製サイトップを９００Åの
膜厚で形成する）を用いる方法も利用できる。またノン
グレア処理だけ施しても、あるいは減反射処理だけ施し
ても視認性は向上した。ノングレア板あるいは減反射板
を張り付けるには屈折率が１．５程度の透明な材質であ
れば固体、液体、ゴム状を問わない。

【００５２】以上、実施例７及び実施例８において、２
枚の基板表面の配向処理方向が互いに９０゜の整数倍を
成さない場合について実施例を示したが、２２０゜、３
２０゜でなくても同様に表示素子を製造できる。配向処
理方向については用いる高分子、重合方法、用途に応じ
て決めれば良い。

【００５３】（実施例９）本実施例では基板としてプラ
スチックフィルムを用いた例を示す。

【００５４】基板にポリカーボネートに透明電極を形成
した物を用いた以外、実施例２と同様にして表示素子を
作製したところ、実施例２と同様の表示特性を持ち、極
めて柔軟な表示素子を製造できた。さらに減反射処理し
たノングレア板（日東樹脂工業社製クラレックスノング
レアＮｏ．１−ＭＣ００１）をマッチングオイルを用い
て表示素子に張り付けたところ、表面反射が目立たなく
なり、表示が浮きでるような効果があり、極めて視認性
が向上した。ここで用いるノングレア板は、これに限ら
ず、たとえば日東電工社製アンチグレアシートＡＧシリ
ーズなどを用いることができる。また、高分子／液晶層
を挟持する基板に直接ノングレア処理を施しても良い。
減反射処理については周知の技術を用いることができ、
多層膜を用いる方法や、低屈折率の有機物（たとえば、
旭硝子社製サイトップを９００Åの膜厚で形成する）を
用いる方法も利用できる。またノングレア処理だけ施し
ても、あるいは減反射処理だけ施しても視認性は向上し
た。ノングレア板あるいは減反射板を張り付けるには屈
折率が１．５程度の透明な材質であれば固体、液体、ゴ
ム状を問わない。もちろん実施例１から実施例８に示し
たツイスト状態を持つ表示素子にも同様に応用できる。

【００５５】高分子前駆体を紫外線で硬化する場合には
少なくとも１枚は３００ｎｍ以長の光を透過するプラス
チックフィルムを用いる必要がある。ここではポリカー
ボネートフィルム、ポリメチルメタクリレートフィルム
を用いることができた。この他にも、高分子前駆体を重
合するための光を透過するフィルムであれば用いること
ができる。これに対向する基板は曲げられる材質でも良
いし、曲げられない材質でも良い。また透明である必要
もない。たとえば黒いプラスチックフィルムでも良い
し、金属、金属酸化物、シリコンなどの半導体を用いる
ことができた。ただし両基板とも曲げられる基板を用い
た場合、極めて柔軟な表示素子を製造できる。高分子前
駆体を熱で硬化する場合には、表示する側のプラスチッ
クフィルム基板には紫外線領域の光を透過しない物も用
いることができた。

【００５６】（実施例１０）本実施例は、基板上にＴＦ
Ｔ素子を形成して大容量表示を行った例を示す。図１４
は本実施例の表示素子の簡単な断面を示す図である。本
実施例で用いる液晶／高分子層の配向においては実施例
５の例に従った。ＴＦＴ素子基板の製造方法について説
明する。まず基板８上にゲート電極１５を形成してその
上にゲート絶縁層１８、さらに半導体層１６、その上に
ソース電極１４、ドレイン電極１７を形成して最後に反
射性材料としてアルミニウム−マグネシウム合金、上下
基板を逆にする場合は透明電極材料としてＩＴＯにて画
素電極７を形成した。この上にポリイミド配向層兼保護
層６を形成してラビング処理を施した。形成した画素数
は６４０×４８０である。ここではＴＦＴ基板を反射基
板側として説明しているが、もちろんこの逆としても構
わない。その際、ＴＦＴ素子基板に対向する基板１の電
極に、反射性の電極あるいは反射層を設ける。

【００５７】さて次に、基板１は、透明電極２を形成し
て配向処理を施した。この２枚の基板を電極面を向かい
合わせて５μｍの間隙を保って周囲をモールドした。こ
の間隙に実施例５で示した液晶混合物を封入して、液晶
相にて紫外線を照射して、液晶中から高分子を配向した
状態で析出させた。その後液晶封入口を封止した。この
表示素子にＴＡＢでドライバーＩＣを実装して、さらに
コントローラに接続し、コンピュータに接続すること
で、影の無い明るい解像度の高い表示を行うことができ
た。さらに減反射処理したノングレア板（日東樹脂工業
社製クラレックスノングレアＮｏ．１−ＭＣ００１）を
マッチングオイルを用いて表示素子に張り付けたとこ
ろ、表面反射が目立たなくなり、表示が浮きでるような
効果があり、極めて視認性が向上した。

【００５８】ここで用いるノングレア板は、これに限ら
ず、たとえば日東電工社製アンチグレアシートＡＧシリ
ーズなどを用いることができる。また、高分子／液晶層
を挟持する基板に直接ノングレア処理を施しても良い。
減反射処理については周知の技術を用いることができ、
多層膜を用いる方法や、低屈折率の有機物（たとえば、
旭硝子社製サイトップを９００Åの膜厚で形成する）を
用いる方法も利用できる。またノングレア処理だけ施し
ても、あるいは減反射処理だけ施しても視認性は向上し
た。ノングレア板あるいは減反射板を張り付けるには屈
折率が１．５程度の透明な材質であれば固体、液体、ゴ
ム状を問わない。

【００５９】本実施例は実施例１から実施例８に示した
ようなツイスト配向状態を持つ表示素子にも同様に応用
できる。

【００６０】ＴＦＴの特性は用いる液晶／高分子層の特
性に合わせ込む必要がある。またＣＯＧ技術を盛り込む
ことにより、ドライバーを同一基板上に実装することが
できる。またポリシリコンＴＦＴを形成する場合には、
ドライバー回路やコントローラ回路も同一基板上に形成
することができ、外付けのＩＣを減らすことができ、小
型化、低コスト化が可能である。

【００６１】（実施例１１）本実施例は、基板上にＭＩ
Ｍ素子を形成して大容量表示を行った例を示す。図１５
は本実施例の表示素子の簡単な断面を示す図である。本
実施例で用いる液晶／高分子層の配向においては実施例
８の例に従った。

【００６２】ＭＩＭ素子基板の製造方法について説明す
る。まず基板８上に信号電極１３を形成してその上に絶
縁層１２、さらに反射性材料として、クロムの上にアル
ミニウム−マグネシウム合金、上下基板を逆にする場合
は透明電極材料としてＩＴＯにて画素電極７を形成し
た。この上にポリイミド配向膜兼保護膜を形成してラビ
ング処理を施した。形成した画素数は６４０×４８０で
ある。ここではＭＩＭ基板を反射基板側として説明して
いるが、もちろんこの逆としても構わない。その際、Ｍ
ＩＭ素子基板に対向する基板側の電極に、反射性の電極
あるいは反射層を設ける。

【００６３】さて次に、対向基板１は、６４０本の櫛形
電極２を形成して表面を配向処理した。この後実施例１
０と同様に表示素子を作製して、ＴＡＢでドライバーＩ
Ｃを実装して、さらにコントローラに接続し、コンピュ
ータに接続することで、影の無い明るい解像度の高い表
示を行うことができた。さらに減反射処理したノングレ
ア板（日東樹脂工業社製クラレックスノングレアＮｏ．
１−ＭＣ００１）をマッチングオイルを用いて表示素子
に張り付けたところ、表面反射が目立たなくなり、表示
が浮きでるような効果があり、極めて視認性が向上し
た。

【００６４】ここで用いるノングレア板は、これに限ら
ず、たとえば日東電工社製アンチグレアシートＡＧシリ
ーズなどを用いることができる。また、高分子／液晶層
を挟持する基板に直接ノングレア処理を施しても良い。
減反射処理については周知の技術を用いることができ、
多層膜を用いる方法や、低屈折率の有機物（たとえば、
旭硝子社製サイトップを９００Åの膜厚で形成する）を
用いる方法も利用できる。またノングレア処理だけ施し
ても、あるいは減反射処理だけ施しても視認性は向上し
た。ノングレア板あるいは減反射板を張り付けるには屈
折率が１．５程度の透明な材質であれば固体、液体、ゴ
ム状を問わない。

【００６５】ＭＩＭ素子の特性は、用いる液晶／高分子
層の特性に合わせ込む必要がある。またＣＯＧ技術を盛
り込むことにより、ドライバーを同一基板上に実装する
ことができる。

【００６６】本実施例は実施例１から実施例８に示した
ようなツイスト配向状態を持つ表示素子にも同様に応用
できる。

【００６７】（実施例１２）本実施例は、基板上にバッ
クトゥーバックラテラルＭＩＭ素子を形成して大容量表
示を行った例を示す。図１６は本実施例の表示素子の簡
単な断面を示す図である。本実施例で用いる液晶／高分
子層の配向においては実施例６に従った。

【００６８】ＭＩＭ素子基板の製造方法について説明す
る。まず基板８上にタンタル層１９を形成し、この表面
を陽極酸化して、更に反射性材料としてクロムの上にア
ルミニウム−マグネシウム合金、上下基板を逆にする場
合は透明電極材料としてＩＴＯにて画素電極７と信号電
極１３を形成した。この上にポリイミド配向膜兼保護膜
を形成してラビング処理を施した。形成した画素数は６
４０×４８０である。ここではＭＩＭ基板を反射基板側
として説明しているが、もちろんこの逆としても構わな
い。その際、ＭＩＭ素子基板に対向する基板側の電極
に、反射性の電極あるいは反射層を設ける。対向基板側
は先の実施例に同じである。

【００６９】実施例１０と同様に表示素子を作製して、
ＴＡＢでドライバーＩＣを実装して、さらにコントロー
ラに接続し、コンピュータに接続することで、影の無い
明るい解像度の高い表示を行うことができた。さらに減
反射処理したノングレア板（日東樹脂工業社製クラレッ
クスノングレアＮｏ．１−ＭＣ００１）をマッチングオ
イルを用いて表示素子に張り付けたところ、表面反射が
目立たなくなり、表示が浮きでるような効果があり、極
めて視認性が向上した。

【００７０】ここで用いるノングレア板は、これに限ら
ず、たとえば日東電工社製アンチグレアシートＡＧシリ
ーズなどを用いることができる。また、高分子／液晶層
を挟持する基板に直接ノングレア処理を施しても良い。
減反射処理については周知の技術を用いることができ、
多層膜を用いる方法や、低屈折率の有機物（たとえば、
旭硝子社製サイトップを９００Åの膜厚で形成する）を
用いる方法も利用できる。またノングレア処理だけ施し
ても、あるいは減反射処理だけ施しても視認性は向上し
た。ノングレア板あるいは減反射板を張り付けるには屈
折率が１．５程度の透明な材質であれば固体、液体、ゴ
ム状を問わない。

【００７１】バックトゥーバックラテラルＭＩＭ素子の
特性は用いる液晶／高分子層の特性に合わせ込む必要が
ある。ここではＭＩＭ素子としてバックトゥーバックラ
テラル型を用いたが、バックトゥーバック型あるいはラ
テラル型も同様に用いることができる。またＣＯＧ技術
を盛り込むことにより、ドライバーを同一基板上に実装
することができる。

【００７２】本実施例は実施例１から実施例８に示した
ようなツイスト配向状態を持つ表示素子にも同様に応用
できる。

【００７３】（実施例１３）本実施例では基板として半
導体（ここではシリコン）基板を用い、この基板上に液
晶／高分子層駆動用のトランジスタ−、およびこれを駆
動するためのドライバー回路、さらにコントローラ回路
を同時に形成した例を示す。図１７に本実施例の表示素
子の構成を簡単に示した。トランジスター（ＬＳＩ）基
板の製造方法を説明する。全てのトランジスターをＭＯ
Ｓ型で形成できるので通常のＬＳＩ製造工程をそのまま
用いることができる。以下ｐチャネルＡｌゲートの場合
について製造方法を示すが、ｎチャネルＳｉゲートの場
合にもＭＯＳ型回路を形成できる。

【００７４】１．ｎ形のＳｉ基板を１．５μｍ程度酸化
する。

【００７５】２．ソースドレイン領域のＳｉＯ２を除去
する。

【００７６】３．ソースドレイン用ｐ＋拡散を行う。

【００７７】４．熱酸化により、ソースドレイン領域に
酸化膜を形成する。

【００７８】５．ホトエッチングにより、ゲート部分の
酸化膜を除去する。

【００７９】６．改めてゲート酸化膜を形成する。

【００８０】７．コンタクトホールをホトエッチングで
形成する。

【００８１】８．アルミニウム蒸着、ホトエッチング、
水素アニールにて電極（画素電極も含む）形成する。

【００８２】９．ＳｉＯ２保護膜を形成する。

【００８３】１０．配向膜を塗布しラビングする（実施
例３に示した配向方向に）。

【００８４】こうして液晶駆動用トランジスター（６４
０×４８０画素分）２６、ドライバー回路２４、コント
ローラ回路２５を図１７に示したようなレイアウトで形
成した。このシリコン基板１１を、基板１１に形成した
表示部分に対応する面に透明電極２を形成して実施例３
に示した方向に配向処理した透明基板１と張り合わせ
た。この時シール２９を図のように配置すると、ドライ
バー回路２４、コントローラ回路２５、シリコン基板１
１を保護することができる。この時、シール剤を回路上
にも塗布することにより、より信頼性を高めることがで
きる。ただしこの時用いるシール剤の熱膨張率、信頼性
については十分に吟味する必要がある。シリコン基板と
外部回路との接続は、シリコン基板が脆いために信頼性
に乏しい。そこで図に示したように対向基板側に引き出
し電極２７を形成しておき、そこに基板間導通点２８に
よりシリコン基板１１からの配線を移して、対向基板１
から外部回路との接続を行うようにすると信頼性が向上
した。

【００８５】またシリコン基板は、樹脂でモールドし
た。封入口３０から実施例３に示した液晶混合物を封入
して、実施例１と同様にして表示素子を完成して、コン
ピュータあるいはテレビチューナーと接続した。反射側
の基板に半導体基板を用いることにより、画素電極の面
積を向上させることができ、基板の面積に対する画素面
積の割合（開口率という）を９０％以上とすることがで
きた。さらに減反射処理したノングレア板（日東樹脂工
業社製クラレックスノングレアＮｏ．１−ＭＣ００１）
をマッチングオイルを用いて表示素子に張り付けたとこ
ろ、表面反射が目立たなくなり、表示が浮きでるような
効果があり、極めて視認性が向上した。

【００８６】ここで用いるノングレア板は、これに限ら
ず、たとえば日東電工社製アンチグレアシートＡＧシリ
ーズなどを用いることができる。また、高分子／液晶層
を挟持する基板に直接ノングレア処理を施しても良い。
減反射処理については周知の技術を用いることができ、
多層膜を用いる方法や、低屈折率の有機物（たとえば、
旭硝子社製サイトップを９００Åの膜厚で形成する）を
用いる方法も利用できる。またノングレア処理だけ施し
ても、あるいは減反射処理だけ施しても視認性は向上し
た。ノングレア板あるいは減反射板を張り付けるには屈
折率が１．５程度の透明な材質であれば固体、液体、ゴ
ム状を問わない。

【００８７】バックトゥーバックラテラルＭＩＭ素子の
特性は用いる液晶／高分子層の特性に合わせ込む必要が
ある。ここではＭＩＭ素子としてバックトゥーバックラ
テラル型を用いたが、バックトゥーバック型あるいはラ
テラル型も同様に用いることができる。またＣＯＧ技術
を盛り込むことにより、ドライバーを同一基板上に実装
することができるこれにより小さいサイズ（ここでは２
インチとした）の表示素子にもかかわらず極めて明るい
表示を行うことができた。本実施例は実施例１から実施
例８に示したツイスト状態の表示素子に応用できる。

【００８８】本実施例では半導体基板を用いるため、他
の集積回路を同一基板上に形成できる。例えば、コンピ
ュータ回路をも同時に作り込むことができるため、表示
素子内にコンピュータ機能を凝縮できる。表示素子表面
にタッチパネルを配置して電源をつなぐだけで小型情報
機器あるいはテレビやゲーム機を作製できる。

【００８９】（実施例１４）本実施例では高分子を形成
する高分子前駆体が、重合した際に液晶から相分離して
ゲル状のネットワークを形成するものについて、実施例
１から８を応用する例を示す。基本的な材料、製造方法
は実施例１と同様であり、唯一違う点は用いる高分子前
駆体である。すなわち、ゲル状のネットワークを形成す
る場合には、用いる高分子前駆体の化学構造において、
重合部がアクリレートあるいはエポキシ基であることが
望ましく、また重合部と屈折率異方性を発現する部分の
間に長いスペーサーを持つことが望ましい。ここでは、
フィリップス社製Ｃ６Ｍを用いた。配向処理方向、カイ
ラル物質の種類及び添加量については実施例１によっ
た。

【００９０】これにより表示素子を製造すると、ほとん
ど実施例１と同様の散乱特性が得られた。ただし駆動電
圧は高く、１０Ｖ以上を要した。さらに減反射処理した
ノングレア板（日東樹脂工業社製クラレックスノングレ
アＮｏ．１−ＭＣ００１）をマッチングオイルを用いて
表示素子に張り付けたところ、表面反射が目立たなくな
り、表示が浮きでるような効果があり、極めて視認性が
向上した。

【００９１】ここで用いるノングレア板は、これに限ら
ず、たとえば日東電工社製アンチグレアシートＡＧシリ
ーズなどを用いることができる。また、高分子／液晶層
を挟持する基板に直接ノングレア処理を施しても良い。
減反射処理については周知の技術を用いることができ、
多層膜を用いる方法や、低屈折率の有機物（たとえば、
旭硝子社製サイトップを９００Åの膜厚で形成する）を
用いる方法も利用できる。またノングレア処理だけ施し
ても、あるいは減反射処理だけ施しても視認性は向上し
た。ノングレア板あるいは減反射板を張り付けるには屈
折率が１．５程度の透明な材質であれば固体、液体、ゴ
ム状を問わない。この表示素子にも実施例１〜実施例１
３の構成を応用することができる。

【００９２】（実施例１５）本実施例では高分子を液晶
と高分子の混合層に対して２０重量％から２重量％のあ
いだで変化させた場合の散乱特性の変化を示す。用いた
材料は実施例１と同じである。高分子前駆体の量を２０
％、１０％、７％、４％（１８０度ツイストは実施例
２、２７０度ツイストは実施例５参照）、３％、２％と
してそれぞれについて１８０度ツイストと２７０度ツイ
ストの表示素子を作製して散乱特性を測定した。

【００９３】配向およびカイラル物質添加条件は実施例
２および実施例５によった。図１８、図５、図１９にそ
れぞれ１８０度ツイストで高分子量３％、４％、１０％
での散乱特性、図２０、図１１、図２１にそれぞれ２７
０度ツイストで高分子量３％、４％、１０％での散乱特
性を示した。高分子量２％の散乱特性は３％の物をさら
に指向性を強めた特性をしており、７％の散乱特性は４
％と１０％の特性の中間の特性を示している。実施例１
で説明したＳＣＴを光の入射角（法線に対して）２０度
と２５度それぞれについて測定して、２５度入射でのＳ
ＣＴの２０度入射でのＳＣＴに対する割合（ＳＣＴ比）
を調べることで明るさの入射角依存性を評価することが
でき、ＳＣＴ比が１００％に近ければより完全散乱に近
くなることを示している。この測定方法によれば、

【００９４】

【表１】

【００９５】のようになった。駆動電圧については、表
中にＶｓａｔとして示した。

【００９６】以上、本実施例では液晶／高分子層の厚さ
が５μｍで２７０゜ツイストと１８０゜ツイストの表示
素子において高分子量の最適化を行ったが、本実施例で
評価した高分子量以外の高分子量については、その高分
子量を挟む２つの高分子量での特性の中間的な特性にな
ることは同様の実験で確かめられた。また本実施例以外
のツイスト状態を有する表示素子についても、本実施例
と同様の方法により高分子量を最適化できる。

【００９７】（実施例１６）本実施例では液晶／高分子
層の厚さ（セル厚）を４μｍから２０μｍの間で変化さ
せた場合の散乱特性の変化を示す。用いた材料は実施例
１と同じである。用いたツイスト状態は１８０度と２７
０度である。セル厚は４μｍ、５μｍ、６μｍ、１０μ
ｍ、２０μｍとした。所望のツイスト状態を得るため
に、カイラル物質の量を表２のように調整してある。

【００９８】図２２、図５、図２３にそれぞれ１８０度
ツイストでの４μｍ、５μｍ、６μｍでの散乱特性を示
し、図２３中の破線は１０μｍでの特性を示している。
図２４、図１１、図２５にそれぞれ２７０度ツイストで
の４μｍ、５μｍ、６μｍでの散乱特性を示し、図２５
中の破線は１０μｍでの特性を示している。実施例１で
説明したＳＣＴを光の入射角２０度と２５度それぞれに
ついて測定して、２５度入射でのＳＣＴの２０度入射で
のＳＣＴに対する割合（ＳＣＴ比）を調べることで明る
さの入射角依存性を評価することができ、これによれば
表２に示したような結果となった。駆動電圧は、表中に
Ｖｓａｔとして示した。最適セル厚は用途により異なる
ため、その都度最適化する必要がある。

【００９９】以上、本実施例では高分子量を４％として
１８０゜ツイストと２７０度ツイストの表示素子におい
てセル厚の最適化を行ったが、本実施例で評価したセル
厚以外のセル厚については、そのセル厚を挟む２つのセ
ル厚での特性の中間的な特性になることは同様の実験で
確かめられた。これ以外のツイストの表示素子について
も、本実施例と同様の方法によりセル厚を最適化でき
る。

【０１００】

【表２】

【０１０１】（実施例１７）本実施例では実施例１に示
した表示素子の表側に情報入力装置として、タッチパネ
ルまたはタブレットを用いた例を示す。図２６に本実施
例の表示素子の断面を簡単に示した。抵抗型透明タッチ
パネルを実施例１の表示素子に、屈折率１．５のマッチ
ングオイルを介して重ねて用いたところ、従来のツイス
トネマチック型表示素子を用いた場合に比べて格段に明
るく、再生紙と同程度の明るさを確保できた。特に視角
を限定することにより、白い紙よりも明るい表示が可能
であった。表示素子の製造についての条件は実施例１と
同様である。

【０１０２】ここで用いるタッチパネルまたはタブレッ
トには静電容量型を用いたが、この形式に限らず抵抗
型、超音波型、発光−センサー型など様々な形式の物を
利用できる。

【０１０３】ここでは用いる基板に形成した電極形状
と、タッチパネルに形成した電極形状を一致させて、表
示素子に表示した情報に対してタッチパネルにより情報
を入力する様な構成としたが、実施例１０から実施例１
３に示したようなアクティブ素子を形成した基板を用い
た大容量表示素子に、情報入力装置としてタブレットを
重ねて、ペンなどで複雑な情報を入力することも可能で
ある。さらに減反射処理したノングレア板（日東樹脂工
業社製クラレックスノングレアＮｏ．１−ＭＣ００１）
をマッチングオイルを用いて表示素子に張り付けたとこ
ろ、表面反射が目立たなくなり、表示が浮きでるような
効果があり、極めて視認性が向上した。ここで用いるノ
ングレア板はこれに限らず、たとえば日東電工社製アン
チグレアシートＡＧシリーズなどを用いることができ
る。

【０１０４】また、高分子／液晶層を挟持する基板に直
接ノングレア処理を施しても良い。減反射処理について
は周知の技術を用いることができ、多層膜を用いる方法
や、低屈折率の有機物（たとえば、旭硝子社製サイトッ
プを９００Åの膜厚で形成する）を用いる方法も利用で
きる。またノングレア処理だけ施しても、あるいは減反
射処理だけ施しても視認性は向上した。ノングレア板あ
るいは減反射板を張り付けるには屈折率が１．５程度の
透明な材質であれば固体、液体、ゴム状を問わない。ま
た情報入力装置内部界面での反射を防ぐために内部界面
に無反射コートを施しても良いし、内部間隙に基板と屈
折率の似た液体を封入しても良い。

【０１０５】（実施例１８）本実施例では実施例２に示
した表示素子に実施例１０から実施例１３で示したアク
ティブ素子基板を組み合わせ、さらに表示素子の表側に
情報入力装置として、タッチパネルまたはタブレットを
用いた例を示す。図２６に本実施例の表示素子の断面を
簡単に示した。抵抗型透明タブレットを、実施例２のツ
イスト状態と実施例１０のＴＦＴ基板を用いた表示素子
に、屈折率１．５の粘着剤を介して重ねて用いたとこ
ろ、従来のツイストネマチック型表示素子を用いた場合
に比べて格段に明るく、再生紙と同程度の明るさを確保
できた。特に視角を限定することにより、白い紙よりも
明るい表示が可能であった。他の条件については実施例
２及び実施例１７と同様である。

【０１０６】ここでは、用いる基板に形成した電極形状
と、タブレットに形成した電極形状を一致させて、表示
素子に表示した情報に対してタブレットにより情報を入
力する様な構成としたため、タブレットから入力した文
字、図形などを直接表示素子により表示することがで
き、そのためペンで直接紙などに文字または図形などを
書く感覚で情報を入力できる。もちろん実施例１７のよ
うにタッチパネルを重ねても良い。

【０１０７】（実施例１９）本実施例では実施例３に示
した表示素子の表側に情報入力装置として、タッチパネ
ルまたはタブレットを用いた例を示す。図２６に本実施
例の表示素子の断面を簡単に示した。静電容量型透明タ
ブレットを実施例３のツイスト状態と実施例１１のＭＩ
Ｍ素子基板を用いた表示素子に、屈折率１．５の接着剤
で張り合わせて用いたところ、従来のツイストネマチッ
ク型表示素子を用いた場合に比べて格段に明るく、再生
紙と同程度の明るさを確保できた。

【０１０８】ここでは、用いる基板に形成した電極形状
と、タブレットに形成した電極形状を一致させて、表示
素子に表示した情報に対してタブレットにより情報を入
力する様な構成としたため、タブレットから入力した文
字、図形などを直接表示素子により表示することがで
き、そのためペンで直接紙などに文字または図形などを
書く感覚で情報を入力できる。もちろん実施例１７のよ
うにタッチパネルを重ねても良い。他の条件については
実施例３及び実施例１７と同様である。

【０１０９】（実施例２０）本実施例では実施例４に示
した表示素子の表側に情報入力装置として、タッチパネ
ルまたはタブレットを用いた例を示す。図２６に本実施
例の表示素子の断面を簡単に示した。静電容量型透明タ
ブレットを実施例４のツイスト状態と実施例１２のバッ
クトゥーバックラテラルＭＩＭ素子基板を用いた表示素
子に、屈折率１．５の粘着剤を介して重ねて用いたとこ
ろ、従来のツイストネマチック型表示素子を用いた場合
に比べて格段に明るく、再生紙と同程度の明るさを確保
できた。特に視角を限定することにより、白い紙よりも
明るい表示が可能であった。

【０１１０】ここでは、用いる基板に形成した電極形状
と、タブレットに形成した電極形状を一致させて、表示
素子に表示した情報に対してタブレットにより情報を入
力する様な構成としたため、タブレットから入力した文
字、図形などを直接表示素子により表示することがで
き、そのためペンで直接紙などに文字または図形などを
書く感覚で情報を入力できる。もちろん実施例１７のよ
うにタッチパネルを重ねても良い。他の条件については
実施例４及び実施例１７と同様である。

【０１１１】（実施例２１）本実施例では実施例５に示
した表示素子の表側に情報入力装置として、タッチパネ
ルまたはタブレットを用いた例を示す。図２６に本実施
例の表示素子の断面を簡単に示した。抵抗型透明タブレ
ットを実施例５のツイスト状態と実施例１２のバックト
ゥーバックラテラルＭＩＭ素子基板を用いた表５の接着
剤で張り合わせたところ、従来のツイストネマチック型
表示素子を用いた場合に比べて格段に明るく、再生紙と
同程度の明るさを確保できた。

【０１１２】ここでは、用いる基板に形成した電極形状
と、タブレットに形成した電極形状を一致させて、表示
素子に表示した情報に対してタブレットにより情報を入
力する様な構成としたため、タブレットから入力した文
字、図形などを直接表示素子により表示することがで
き、そのためペンで直接紙などに文字または図形などを
書く感覚で情報を入力できる。もちろん実施例１７のよ
うにタッチパネルを重ねても良い。他の条件については
実施例５及び実施例１７と同様である。

【０１１３】（実施例２２）本実施例では実施例６に示
した表示素子の表側に情報入力装置として、タッチパネ
ルまたはタブレットを用いた例を示す。図２６に本実施
例の表示素子の断面を簡単に示した。抵抗型透明タッチ
パネルを実施例６のツイスト状態の表示素子に、屈折率
１．５のマッチングオイルを介して重ねて用いたとこ
ろ、従来のツイストネマチック型表示素子を用いた場合
に比べて格段に明るく、再生紙と同程度の明るさを確保
できた。ここでは用いる基板に形成した電極形状と、タ
ッチパネルに形成した電極形状を一致させて、表示素子
に表示した情報に対してタッチパネルにより情報を入力
する様な構成としたが、実施例１０から実施例１３に示
したようなアクティブ素子を形成した基板を用いた大容
量表示素子に、情報入力装置としてタブレットを重ね
て、ペンなどでさらに複雑な情報を入力することも可能
である。他の条件については実施例６及び実施例１７と
同様である。

【０１１４】（実施例２３）本実施例では実施例７に示
した表示素子の表側に情報入力装置として、タッチパネ
ルまたはタブレットを用いた例を示す。図２６に本実施
例の表示素子の断面を簡単に示した。抵抗型透明タブレ
ットを実施例７のツイスト状態と実施例１２のバックト
ゥーバックラテラルＭＩＭ素子基板を用いた表示素子
に、屈折率１．５のマッチングオイルを介して重ねて用
いたところ、従来のツイストネマチック型表示素子を用
いた場合に比べて格段に明るく、再生紙と同程度の明る
さを確保できた。

【０１１５】ここでは、用いる基板に形成した電極形状
と、タブレットに形成した電極形状を一致させて、表示
素子に表示した情報に対してタブレットにより情報を入
力する様な構成としたため、タブレットから入力した文
字、図形などを直接表示素子により表示することがで
き、そのためペンで直接紙などに文字または図形などを
書く感覚で情報を入力できる。もちろん実施例１７のよ
うにタッチパネルを重ねても良い。他の条件については
実施例７及び実施例１７と同様である。

【０１１６】（実施例２４）本実施例では実施例８に示
した表示素子の表側に情報入力装置として、タッチパネ
ルまたはタブレットを用いた例を示す。図２６に本実施
例の表示素子の断面を簡単に示した。抵抗型透明タブレ
ットを実施例８のツイスト状態と実施例１３のトランジ
スター及び周辺回路を形成した半導体基板を用いた表示
素子に、屈折率１．５のマッチングオイルを介して重ね
て用いたところ、従来のツイストネマチック型表示素子
を用いた場合に比べて格段に明るく、再生紙と同程度の
明るさを確保できた。ここでは、用いる基板に形成した
電極形状と、タブレットに形成した電極形状を一致させ
て、表示素子に表示した情報に対してタブレットにより
情報を入力する様な構成としたため、タブレットから入
力した文字、図形などを直接表示素子により表示するこ
とができ、そのためペンで直接紙などに文字または図形
などを書く感覚で情報を入力できる。もちろん実施例１
７のようにタッチパネルを重ねても良い。他の条件につ
いては実施例８及び実施例１７と同様である。

【０１１７】（実施例２５）本実施例では本発明の表示
素子にカラーフィルターを組み合わせた例を示す。図２
７に本実施例の表示素子の断面図を簡単に示した。本実
施例には液晶／高分子層について、どのようなツイスト
状態でも用いることができる。

【０１１８】本実施例に用いる材料は実施例２で示した
物を用いた。まず基板１にカラーフィルター１０として
赤青緑の３原色の顔料を塗布、パターニングして、さら
にその上に透明電極２としてＩＴＯを形成した。これを
エッチングによりパターニングして、その表面を配向処
理した。基板８には実施例１０から実施例１３で示した
アクティブ素子を用いることができるが、ここでは実施
例１０のＴＦＴ素子を用いて表示素子を作製した。実施
例１０で作製した配向処理上がりの基板８を基板１と配
向処理方向が１８０度となるように組み合わせて、セル
厚が５μｍになるように固定し、さらに実施例２で示し
た液晶混合物を封入して、液晶相にて紫外線を照射し
て、液晶中から高分子を配向した状態で析出させた。

【０１１９】さらに周囲をモールドして表示素子を完成
した。これにより最大反射率が白い紙に対して７０％の
明るいカラー表示素子を作製することができた。さらに
減反射処理したノングレア板（日東樹脂工業社製クラレ
ックスノングレアＮｏ．１−ＭＣ００１）をマッチング
オイルを用いて表示素子に張り付けたところ、表面反射
が目立たなくなり、表示が浮きでるような効果があり、
極めて視認性が向上した。

【０１２０】ここで用いるノングレア板は、これに限ら
ず、たとえば日東電工社製アンチグレアシートＡＧシリ
ーズなどを用いることができる。また、高分子／液晶層
を挟持する基板に直接ノングレア処理を施しても良い。
減反射処理については周知の技術を用いることができ、
多層膜を用いる方法や、低屈折率の有機物（たとえば、
旭硝子社製サイトップを９００Åの膜厚で形成する）を
用いる方法も利用できる。またノングレア処理だけ施し
ても、あるいは減反射処理だけ施しても視認性は向上し
た。ノングレア板あるいは減反射板を張り付けるには屈
折率が１．５程度の透明な材質であれば固体、液体、ゴ
ム状を問わない。

【０１２１】カラーフィルターに用いる色は、このほか
シアン、マジェンタ、イエローを用いることができる。
さらに駆動する際の色信号を加工すれば他の色のカラー
フィルターも同様に用いることができる。カラーフィル
ターの配置は、このほか反射電極の液晶層側表面に配置
することができる。

【０１２２】本実施例は本発明の他の実施例と同時に組
み合わされるものである。

【０１２３】

【発明の効果】以上本発明によれば、液晶／高分子層の
ツイスト状態を最適化する事により、用途に応じた散乱
特性を持つ表示素子を容易に作製できるようになった。
またこれらの構成はアクティブ素子と組み合わせること
も可能となり、大容量表示も可能となった。さらにカラ
ーフィルターと組み合わせることでカラー表示も可能で
ある。以上の構成により、掌サイズ、さらには腕時計タ
イプの、反射型カラーディスプレイを登載した小型情報
機器を製造することができるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１における表示素子の簡単な断面図であ
る。

【図２】実施例１における表示素子の評価装置を簡単に
示す図である。

【図３】実施例１における表示素子の散乱特性を示す図
である。

【図４】実施例２における表示素子の簡単な断面図であ
る。

【図５】実施例２、実施例１５、実施例１６における表
示素子の散乱特性を示す図である。

【図６】実施例３における表示素子の簡単な断面図であ
る。

【図７】実施例３における表示素子の散乱特性を示す図
である。

【図８】実施例４における表示素子の簡単な断面図であ
る。

【図９】実施例４における表示素子の散乱特性を示す図
である。

【図１０】実施例５における表示素子の簡単な断面図で
ある。

【図１１】実施例５、実施例１５、実施例１６における
表示素子の散乱特性を示す図である。

【図１２】実施例７における表示素子の散乱特性を示す
図である。

【図１３】実施例８における表示素子の散乱特性を示す
図である。

【図１４】実施例１０における表示素子の簡単な断面図
である。

【図１５】実施例１１における表示素子の簡単な断面図
である。

【図１６】実施例１２における表示素子の簡単な断面図
である。

【図１７】実施例１３における表示素子の構成を示す簡
単な図である。

【図１８】実施例１５における表示素子の散乱特性を示
す図である。

【図１９】実施例１５における表示素子の散乱特性を示
す図である。

【図２０】実施例１５における表示素子の散乱特性を示
す図である。

【図２１】実施例１５における表示素子の散乱特性を示
す図である。

【図２２】実施例１６における表示素子の散乱特性を示
す図である。

【図２３】実施例１６における表示素子の散乱特性を示
す図である。

【図２４】実施例１６における表示素子の散乱特性を示
す図である。

【図２５】実施例１６における表示素子の散乱特性を示
す図である。

【図２６】実施例１８における表示素子の簡単な断面図
である。

【図２７】実施例２０における表示素子の簡単な断面図
である。

【符号の説明】

１基板２電極３液晶４２色性色素５高分子６配向層７電極または画素電極８基板９情報入力装置１０カラーフィルター１１シリコン基板１２絶縁層１３信号電極１４ソース電極１５ゲート電極１６半導体層１７ドレイン電極１８ゲート絶縁層１９タンタル層２０表示素子２１光源２２結像用レンズ２３光電子増倍管２４ドライバー回路２５コントローラ回路２６液晶駆動用トランジスター２７引き出し電極２８基板間導通点２９シール部分３０液晶封入口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者飯坂英仁長野県諏訪市大和３丁目３番５号セイコーエプソン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電極が形成されても良い少なくとも一方が
透明な２枚の基板の間に高分子と液晶を互いに分散した
表示素子において、反射層を具備して、かつ外場が印加
されない状態では、液晶に接する面においては界面に施
した配向処理方向に高分子と液晶が互いに配向してお
り、高分子／液晶層においては配向状態が連続している
ことを特徴とする表示素子。
【請求項２】上記配向処理方向が、上下基板の組み合わ
せにおいて互いに平行であり、かつ高分子と液晶の配向
が、高分子／液晶層の厚さ方向にねじれていないことを
特徴とする請求項１記載の表示素子。
【請求項３】上記配向処理方向が、上下基板の組み合わ
せにおいて互いに平行であり、かつ高分子と液晶の配向
が、高分子／液晶層の厚さ方向に１８０度ねじれている
ことを特徴とする請求項１記載の表示素子。
【請求項４】上記配向処理方向が、上下基板の組み合わ
せにおいて互いに平行であり、かつ高分子と液晶の配向
が、高分子／液晶層の厚さ方向に３６０度以上ねじれて
いることを特徴とする請求項１記載の表示素子。
【請求項５】上記配向処理方向が、上下基板の組み合わ
せにおいて互いに直交しており、かつ高分子と液晶の配
向が、高分子／液晶層の厚さ方向に９０度ねじれている
ことを特徴とする請求項１記載の表示素子。
【請求項６】上記配向処理方向が、上下基板の組み合わ
せにおいて互いに直交しており、かつ高分子と液晶の配
向が、高分子／液晶層の厚さ方向に２７０度ねじれてい
ることを特徴とする請求項１記載の表示素子。
【請求項７】上記配向処理方向が、上下基板の組み合わ
せにおいて互いに直交しており、かつ高分子と液晶の配
向が、高分子／液晶層の厚さ方向に４５０度以上ねじれ
ていることを特徴とする請求項１記載の表示素子。
【請求項８】上記配向処理方向が、上下基板の組み合わ
せにおいて請求項２から請求項７のいずれにも属さない
ことを特徴とする請求項１記載の表示素子。
【請求項９】上記基板が、堅固な材料、または柔軟性を
有する材料であることを特徴とする請求項１記載の表示
素子。
【請求項１０】上記基板がガラス、金属、金属酸化物、
または半導体であることを特徴とする請求項９記載の表
示素子。
【請求項１１】上記基板がプラスチックフィルムである
ことを特徴とする請求項９記載の表示素子。
【請求項１２】上記基板のうち少なくとも一方は透明性
を有することを特徴とする請求項９記載の表示素子。
【請求項１３】上記基板に形成される対向する１組の電
極のうち、少なくとも一方は透明であることを特徴とす
る請求項１記載の表示素子。
【請求項１４】上記基板に形成される対向する１組の電
極のうち、一方は光反射性材料で形成されていて、もう
一方は透明性の材料で形成されていることを特徴とする
請求項１記載の表示素子。
【請求項１５】上記電極がアクティブ素子上に形成され
ていることを特徴とする請求項１記載の表示素子。
【請求項１６】上記アクティブ素子が、トランジスタ
ー、ポリシリコンＴＦＴ、アモルファスシリコンＴＦ
Ｔ、ＭＩＭ、ラテラルＭＩＭ、バックトゥーバックＭＩ
Ｍ素子であることを特徴とする請求項１記載の表示素
子。
【請求項１７】上記アクティブ素子が、基板として用い
た半導体基板上に形成され、かつアクティブ素子を駆動
するためのドライバー回路そして／またはコントローラ
回路が同一基板上に形成されていることを特徴とする請
求項１６記載の表示素子。
【請求項１８】上記半導体基板上に形成された回路が、
対向基板に接続され、さらにその対向基板を経由して外
部回路に接続されていることを特徴とする請求項１７記
載の表示素子。
【請求項１９】上記半導体基板上に形成された回路が、
周囲に形成されたシール部分と、対向基板、または対向
基板と上記半導体基板の間隙に充填されたシール剤によ
って保護されていることを特徴とする請求項１７記載の
表示素子。
【請求項２０】前記配向処理が、配向膜を形成せず液晶
と接する面をラビングすることからなることを特徴とす
る請求項１記載の表示素子。
【請求項２１】前記２枚の基板間間隙が３μｍから２０
μｍであることを特徴とする請求項１記載の表示素子。
【請求項２２】前記２枚の基板間間隙が４μｍから７μ
ｍであることを特徴とする請求項１記載の表示素子。
【請求項２３】前記液晶が、１種類以上の液晶性化合物
や液晶化合物以外の物質の混合物であり、ネマチック液
晶、コレステリック液晶、スメクチック液晶であること
を特徴とする請求項１記載の表示素子。
【請求項２４】前記液晶が、塩素原子を含みシアノ基を
含まない化合物を主成分とすることを特徴とする請求項
２３記載の表示素子。
【請求項２５】前記液晶中に２色性色素を含有すること
を特徴とする請求項１記載の表示素子。
【請求項２６】前記２色性色素がアントラキノン系、ペ
リレン系、キノフタロン系の中から選ばれることを特徴
とする請求項２５記載の表示素子。
【請求項２７】前記液晶中にカイラル物質を含有するこ
とを特徴とする請求項１記載の表示素子。
【請求項２８】前記高分子を形成する高分子前駆体が重
合した際に液晶から析出して粒子を形成するものである
ことを特徴とする請求項１記載の表示素子。
【請求項２９】前記高分子前駆体の化学構造が、重合基
と屈折率異方性を生み出す部分の間にアルキル基などに
よるスペーサーを有しないことを特徴とする請求項２８
記載の表示素子。
【請求項３０】前記高分子を形成する高分子前駆体が重
合した際に液晶から相分離してゲル状のネットワークを
形成するものであることを特徴とする請求項１記載の表
示素子。
【請求項３１】前記高分子が、前記液晶高分子混合層に
対して３０重量％〜１重量％であることを特徴とする請
求項１記載の表示素子。
【請求項３２】前記高分子が、前記液晶高分子混合層に
対して１０重量％〜３重量％であることを特徴とする請
求項１記載の表示素子。
【請求項３３】前記高分子が光硬化性高分子前駆体また
は熱硬化性高分子前駆体からなることを特徴とする請求
項１記載の表示素子。
【請求項３４】前記高分子中の屈折率異方性を生み出す
部位が、フェニル、ビフェニル、ターフェニル、トラン
骨格の中の、少なくとも１つからなることを特徴とする
請求項１記載の表示素子。
【請求項３５】前記表示素子の表側に情報入力装置を配
置したことを特徴とする請求項１記載の表示素子。
【請求項３６】前記情報入力装置が、タッチパネルまた
はタブレットであることを特徴とする請求項３５記載の
表示素子。
【請求項３７】前記電極として反射性の金属を用い、か
つその電極表面に保護層を設けることを特徴とする請求
項１記載の表示素子。
【請求項３８】前記液晶及び高分子層の表側あるいは裏
側にカラーフィルターを配置したことを特徴とする請求
項１記載の表示素子。
【請求項３９】前記表示素子の表側にノングレア処理そ
して／または減反射処理を施したことを特徴とする請求
項１記載の表示素子。