JPH0798453A

JPH0798453A - 液晶表示装置及びそれを使用した情報処理装置

Info

Publication number: JPH0798453A
Application number: JP18258594A
Authority: JP
Inventors: Eiji Chino; 英治千野; Hidekazu Kobayashi; 英和小林; Shuhei Yamada; 周平山田; Masayuki Yazaki; 正幸矢崎; Hideto Iizaka; 英仁飯坂; Yutaka Tsuchiya; 豊土屋
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1993-08-04
Filing date: 1994-08-03
Publication date: 1995-04-11

Abstract

(57)【要約】【目的】バックライトが不要で消費電力が少なく、文
字の二重映りなどがない高品位表示の液晶表示装置およ
びそれを使用した情報処理装置を提供する。【構成】製造工程が従来より短い反射画素電極を有する
アクティブ素子により、偏光板が１枚、あるいは不要な
液晶表示モードを駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、情報機器用ディスプレ
イ、各種表示素子、プロジェクターなどに応用される液
晶表示装置に関し、さらに詳しくは入射した光を液晶を
主な構成成分とする調光層でアクティブ素子によって調
整し、反射性の材料で反射することによって情報を表示
する反射型液晶表示装置、およびそれらを使用した情報
処置装置に関する。さらに詳しくは、偏光板を１枚使
用、あるいは全く使用しない調光層を、画素電極が反射
性の材料で形成されたアクティブ素子で駆動する反射型
液晶表示装置、及びそれを使用した情報処理装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、軽量薄型の表示装置として液晶を
用いた表示装置が開発されている。特にねじれ角度がお
よそ９０度のいわゆるＴＮモード、あるいは１８０〜２
７０度のいわゆるＳＴＮモードになるように、ネマチッ
ク液晶を２枚の基板、及び２枚の偏光板間に挾持させて
配向させ、電界を印加したときの応答を検出する表示装
置が近年特に注目されている。このうち、ねじれ角度が
およそ９０度のモードは、アクティブ素子、バックライ
トと組み合わせて高精細液晶表示装置として開発が進め
られている。

【０００３】また、バックライトを用いない反射型の液
晶表示装置としては、偏光板を１枚使う方式と、偏光板
を全く使用しない方式がある。

【０００４】偏光板を１枚使用する方式としては、反射
型ＴＮモード（”ＪａｐａｎＤｉｓｐｌａｙＤｉｇ
ｅｓｔ１９２ページ１９８９年”に詳しい）、１枚
の偏光板を使用するＧＨモードなどがある。

【０００５】反射型ＴＮモードとは、ツイスト角度とΔ
ｎｄを最適化することにより１枚の偏光板と反射板で表
示をしようとするものである。

【０００６】ＧＨモードとは、液晶に二色性色素（色素
分子の方向により透過色が異なる性質を示す色素）を混
入したものを使用し、液晶分子が電界印加によりその配
列方向が変わることを利用して色素分子の配向を変え、
電界印加で液晶セルの色を変化させるものである。偏光
板を１枚使用するＧＨモードとしては、正の二色性色素
と誘電異方性が正の液晶を組み合わせたいわゆるHeimwi
er型ＧＨ、正の二色性色素と負の誘電異方性を持つ液晶
を組み合わせ液晶を垂直からわずかに傾斜させて配向さ
せたものなどがある。さらには、偏光板を全く使用しな
い方式としては、動的散乱(以下ＤＳ）モード、相転移
モード、二色性色素を使用したゲストホスト（以下Ｇ
Ｈ）モード、高分子中に液晶を分散させた高分子分散型
モードなどがある。

【０００７】ＤＳモードは、液晶セルにある一定以上の
電圧を加えると液晶分子に乱雑な運動が生じ、セル内の
場所における屈折率が時間とともに変化し、入射光が散
乱されるモードである。

【０００８】相転移モードとは、らせん状構造を持つカ
イラルネマチック液晶あるいはコレステリック液晶があ
る電界の強さ以上では垂直配向したネマチック液晶と同
様に振る舞うことを利用した表示モードである。

【０００９】偏光板を全く使用しないＧＨモードには、
反射板と１／４波長板を組み合わせたもの、相転移型に
二色性色素を添加したもの、直行する配向方向の液晶セ
ルを２枚重ねたものなどがある。

【００１０】また、近年偏光板を用いない表示装置とし
て、液晶と高分子を組み合わせて、光散乱を用いた液晶
表示装置が開発されている。例えば、アメリカ特許、
４，４３５，０４７では、高分子が作るスイスチーズ状
のマトリックスの中に、液晶が孤立したドロップレット
として存在しているモードが開示されている。電界が印
加されていない状態では、各々のドロップレット中の液
晶は周囲の高分子マトリックスの影響により、それぞれ
のドロップレット内で全くランダムな配向をしているた
め、入射した光は散乱され白濁して見える。電界が印加
されると、液晶は電界の方向に配列するため光は透過
し、透明に見える。ドロップレットの液晶中に二色性色
素が混合されていると、電界が印加されていない場合に
は液晶による散乱と色素の吸収により白濁と着色が同時
に起こり着色して見え、電界が印加されると色素は液晶
と同様に電界方向に配向するため光は透過し、透明に見
える。

【００１１】アメリカ特許、４，７０７，０８０では、
上記のドロップレットが互いに連結したモードが開示さ
れているが、電界に対する挙動は上記の特許と同じであ
る。

【００１２】ヨーロッパ特許、ＥＰ３１３０５３、ある
いは日本公開特許平１−１９８７２５などでは、３次元
ネットワーク状あるいは網目状高分子マトリックスに正
の誘電率異方性を持つ連続した液晶が分散しているモー
ドが開示されている。電界に対する挙動、散乱原理は、
上の２つのアメリカ特許と同様で、電界が印加されてい
ない状態では光の散乱により白濁しており、電界が印加
されると透明になる。

【００１３】一方、アメリカ特許、４，８９０，９０
２、４，９９４，２０４では、液晶性側鎖を持つ、ある
いは液晶性を示す高分子中に液晶ドロップレットが分散
しているモードが開示されている。ここで挙げられてい
る高分子は、熱可塑性の高分子である。また、このモー
ドはいわゆるバイステイブルであるが、例えば、電界が
印加されていない状態では透明、電界が印加されると散
乱して白濁する。

【００１４】アメリカ特許、５，１８８，７６０では、
重合した液晶と重合していない低分子量液晶からなる異
方性のゲルを使用したモードが開示されている。重合し
た液晶が高分子マトリックスの役割を果たす。この場
合、重合した液晶を作るために、液晶性を示し、かつ重
合可能な低分子量液晶モノマーを使用することが必須で
ある。電界に対する挙動は、電界が印加されていないと
きには透明、電界が印加されると白濁状態となる。

【００１５】これらの液晶表示モードに使用されている
液晶に電界を印加する駆動素子としては、多結晶Ｓｉ−
ＴＦＴ、αーＳｉＴＦＴに代表されるトランジスタ素
子、ＭＩＭ、ＭＳＩに代表されるダイオ−ド素子が応答
特性、表示特性の点から選ばれている。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】近年、小型情報機器の
発達、あるいはコンピュータの小型化が進み、これらの
機器がラップトップ用、携帯用として頻繁に使用される
ようになった。これらの機器の表示部としては、低消費
電力、薄型、軽量なことから、白黒表示の液晶表示素子
が使用される。またデスクトップ型機器でも、省スペー
スの点で液晶表示素子が注目されている。

【００１７】白黒表示の液晶表示素子の採用を考えた場
合、従来の常時バックライトを点灯していなければなら
ない表示モードでは消費電力が大きいため、通常はバッ
クライトが不要な反射型が望ましい。ＴＮ、ＳＴＮに代
表される偏光板を使用した従来の液晶表示素子を反射型
で使用する場合には、コントラストを維持するために偏
光板を２枚使用しなければならないため、その構成は、
偏光板＋基板＋液晶層＋基板＋偏光板＋反射板となる。
このように、液晶層と反射板との間に基板が存在するた
め、表示文字などの二重写りが発生し、その表示は非常
に見ずらいものとなった。この二重写りを低下するに
は、ガラス基板の厚さを薄くすれば良いが、製造が困難
になる、携帯した場合には外力によってガラスが破損
し、使用不能となることが容易に予想される。また、光
の大部分が偏光板に吸収されるため、白といってもその
表示は薄暗く見にくいものであった。これらを解消する
ために、基板に高分子フィルムなどを使用したものが提
案されているが、従来の液晶表示モードは偏光板の使用
を前提としてるため、これらの高分子フィルムは偏光に
影響を与えないようにする必要があり、その製造は困難
で、結果として得られた液晶表示素子は高価なものであ
った。また、偏光板を使用する限り、偏光板による光の
吸収のため、白は薄暗く、いわゆるペーパーホワイト表
示にはほど遠いものであった。

【００１８】また、これらの液晶表示素子はしばしばタ
ブレットなどの情報入力装置と組み合わされ、情報入力
装置の多くはペン、指などの押し圧によって位置検出を
している。しかし、偏光板を使用した液晶表示素子とこ
れらの入力装置を組み合わせると、押し圧が液晶表示素
子にまで達するため、表示素子の△ｎｄが変化し、その
結果、位置検出をしようとする付近の表示色が変化し、
非常に見にくく、識別しにくいものとなった。押し圧が
液晶表示装置に達しないように緩衝材などを間にいれて
装置を構成すると、装置の厚みが厚く、かつ重量が増加
するために、本来の薄型、軽量の目的からはずれる結果
となる。

【００１９】また、偏光板を使用しないモードとして、
先に例示したような液晶と高分子を組み合わせて、光散
乱を用いた液晶表示素子が開発されている。しかし、そ
の多くは、光の散乱と透過を電界によって制御するもの
であるため、ペーパーホワイト表示を実現するには多く
の課題が存在していた。すなわち、液晶−高分子調光層
の光散乱により白を、液晶−高分子調光層が透明になっ
た状態での光吸収層による吸収により黒を表示しようと
するものであるため、白黒表示をする場合の素子構成
は、基板＋（液晶−高分子調光層）＋基板＋光吸収体、
あるいは基板＋（液晶−高分子調光層）＋光吸収体＋基
板となる。しかし、液晶−高分子調光層と光吸収体の間
に基板が存在する場合には文字の二重映りが発生し、こ
れを解決するために、両者を接するように配置すると、
光散乱で白を表示しようとする場合でも、光吸収層の色
が透けて見えるため白が薄暗くなる。液晶−高分子調光
層の層厚を厚くして透けて見えるのを防止しようとする
と、白はより白く明るくなるが、液晶−高分子調光層の
透過率が低下するため黒が灰色がかってしまう。いずれ
にしろ良好な表示は得られない。また、アメリカ特許
４，４３５，０４７に代表されるドロップレット中に二
色性色素を混合するモードでは、白を表示するために
は、上記の光吸収体のかわりに紙、拡散板などの光散乱
体を設置する。電界が印加されれば液晶−高分子調光層
が透明になる結果、光散乱体が透けて見え、表示として
は白表示となる。しかし、このモードでも、上記と同じ
ような問題が発生する。すなわち、電界が印加されてい
ない状態では、液晶による散乱と色素による吸収が同時
に起こるため、白と黒が混じり、黒を表示しようとして
も灰色がかった表示になってしまう。黒をより黒くする
ために２色性色素の添加量を増やせば黒表示は良好にな
るが、電界が印加された場合の透明度が低下するため、
白も暗くなってしまう。

【００２０】以上のように、従来の技術では反射型で良
好な白黒表示を可能にすることはできなかった。

【００２１】また、これらの調光層を駆動するためのア
クティブマトリックス素子としては、多結晶Ｓｉ−ＴＦ
Ｔ、α−Ｓｉ−ＴＦＴに代表されるトランジスタ素子、
ＭＩＭ、ＭＳＩに代表されるダイオ−ド素子などが挙げ
られる。これらの素子は何層もの金属、あるいは酸化物
の膜を積層して形成されるが、１層の膜を作製するには
複数の工程が必要で煩雑なものである。すなわち、目的
とする各種の金属あるいは金属酸化膜などを蒸着などの
手段により基板上に全面に成膜したのち、フォトレジス
トを塗布し、マスクを通して露光してから不要な部分の
フォトレジストを除去する。次に、成膜した膜に適した
方法でフォトレジストにおおわれていない部分の露出し
た膜を除去する。次に、残っているフォトレジストを取
り除くことにより、金属あるいは金属酸化膜を希望する
形状に加工する。これらの一連のフォト工程と呼ばれる
工程を経て１層の膜が形成される。実際に機能する素子
を作製するには、通常、このフォト工程をＭＩＭ素子で
３回、ＳｉＮｘ素子で３〜４回、ＴＦＴ素子では１０数
回くりかえさなけらばならない。歩留まり、コストなど
を考えると、これらの工程は少ないほど、歩留まりは上
昇し、コストは低下するものと期待される。特に、ＭＩ
Ｍ素子の場合にはもともとの工程数がＴＦＴ素子に比べ
少ないため、コスト、歩留まりに与える工程数減少の効
果は非常に大きい。しかし、非線形素子としての特性を
付与するためには、金属／絶縁体／金属のような積層さ
れた構造は必須であり、さらにバックライト使用を前提
とした透過型液晶表示素子では、ＩＴＯなどの透明性の
よい画素電極を使用する必要があるため、従来の技術で
は通常のＭＩＭ素子の場合Ｔａ、Ｃｒ、ＩＴＯの最低３
回のフォト工程が必要であった。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明は、反射画素電極
を有し工程数が少ないアクティブ素子の作成法に関す
る。また、偏光板を１枚あるいはまったく使用しない液
晶表示モードに関する。

【００２３】液晶電気光学素子のアクティブ素子を形成
する電極が、反射能を有することを特徴とする。

【００２４】液晶電気光学素子のアクティブ素子を形成
する電極が、素子を形成すると同時に形成されることを
特徴とする。

【００２５】液晶電気光学素子のアクティブ素子が、少
なくとも金属−絶縁膜−金属構造、あるいは、少なくと
も金属−半導体−金属構造、あるいは少なくとも金属−
半導体−絶縁体−金属構造を持つことを特徴とする。

【００２６】電極が画素電極であることを特徴とする。

【００２７】画素電極の表面が鏡面状であること、ある
いは凹凸を有すること、あるいは光散乱性を有すること
を特徴とする。

【００２８】電晶電気光学素子が、偏光板を１枚使用す
る表示モード、あるいは偏光板を使用しない表示モード
を使用することを特徴とする液晶電気光学素子のアクテ
ィブ素子に電界を印加するための集積回路の電極が、液
晶電気光学素子の電極と互いに対応して接続されている
ことを特徴とする。

【００２９】液晶電気光学素子の電界を印加するための
集積回路が、アクティブ素子が形成されている基板と同
一平面上に形成されていることを特徴とする。

【００３０】液晶電気光学素子の電界を印加するための
集積回路の電極が、導電性の部材を介して液晶電気光学
素子の電極と接続されていることを特徴とする。

【００３１】反射性の画素電極が該調光層と直接接して
いること、あるいは反射性の画素電極が他の部材を介し
て該調光層と接していることを特徴とする。

【００３２】他の部材が配向膜あるいは絶縁膜であるこ
とを特徴とする。

【００３３】電極層を有してもよい少なくとも一方が透
明な２枚の基板とこの基板間に挟持された調光層を有
し、該調光層は電界が印加されていないときの散乱度よ
り電界が印加されたときの散乱度が増加する事、および
その調光層を画素電極が反射能を有するアクティブ素子
で駆動することを特徴とする。

【００３４】電極層を有してもよい少なくとも一方が透
明な２枚の基板とこの基板間に挟持された調光層を有
し、該調光層は電界が印加されていない状態では光を吸
収し、電界が印加された状態では光を散乱する事、およ
びその調光層を画素電極が反射能を有するのアクティブ
素子で駆動することを特徴とする。

【００３５】電極層を有してもよい少なくとも一方が透
明な２枚の基板とこの基板間に挟持された調光層を有
し、暗い背景に明るい情報が表示されること、およびそ
の調光層を画素電極が反射能を有するのアクティブ素子
で駆動することを特徴とする。

【００３６】極層を有してもよい少なくとも一方が透明
な２枚の基板とこの基板間に挟持された調光層を有し、
明るい背景に暗い情報が表示されること、およびその調
光層を画素電極が反射能を有するのアクティブ素子で駆
動することを特徴とする。

【００３７】電極層を有してもよい少なくとも一方が透
明な２枚の基板とこの基板間に挟持された調光層を有
し、該調光層は電界が印加されていないときの散乱度よ
り電界が印加されたときの散乱度が減少する事、および
その調光層を画素電極が反射能を有するアクティブ素子
で駆動することを特徴とする。

【００３８】電極層を有してもよい少なくとも一方が透
明な２枚の基板とこの基板に挟持された調光層を有し、
該基板の外部から入射した光が電界が印加された該調光
層により散乱されること、およびその調光層を画素電極
が反射能を有するアクティブ素子で駆動することを特徴
とする。

【００３９】電極層を有してもよい少なくとも一方が透
明な２枚の基板とこの基板に挟持された調光層を有し、
該基板の外部から入射した光が電界が印加されていない
該調光層により吸収されること、およびその調光層を画
素電極が反射能を有するアクティブ素子で駆動すること
を特徴とする。

【００４０】上記の調光層は、少なくとも液晶と高分子
が互いに配向分散していること、あるいは少なくとも液
晶と高分子が違いに配向分散しており該液晶に少なくと
２色性色素と光学活性物質が混合されていることを特徴
とする。

【００４１】該調光層を構成する該高分子が、針状ある
いは粒子状高分子の独立体、あるいは連続体からなるこ
とを特徴とする。

【００４２】表示された情報を見やすくするための手段
が施されていること、あるいはその手段が基板をはさん
で該調光層と反対側に施されていること、あるいはその
手段が反射性の画素電極と該調光層の間に施されている
ことを特徴とする。

【００４３】液晶電気光学素子を形成する少なくとも１
枚の基板が高分子を主体とする部材から構成されている
ことを特徴とする。

【００４４】該液晶表示装置は情報を入力、あるいは処
理する手段と組合わされていることを特徴とする。

【００４５】晶電気光学素子が、情報を処理するための
手段を介して情報を入力する手段と接続されていること
を特徴とする。

【００４６】情報を入力する手段が、タブレットである
ことを特徴とする液晶電気光学素子が、情報を処理する
ための手段を介して複数の情報を入力する手段と接続さ
れていることを特徴とする。

【００４７】該液晶電気光学素子が、情報を処理するた
めの手段を介して、情報を転送するための手段と接続さ
れていることを特徴とする。

【００４８】

【実施例】以下、実施例により本発明をより詳しく説明
するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではな
い。

【００４９】（実施例１）まず、アクティブ素子の一種
であるＭＩＭ素子を対角５インチの基板上に、画素数６
４０×４８０個作る。図１ａ、図２ａに示すように、ガ
ラス基板１０にスパッタ蒸着により約５００Åの膜厚に
Ｔａ膜１１を形成した。次に、図１ｂ，図２ｂに示すよ
うに０．０１％のクエン酸溶液中で陽極酸化することに
より、約２００Åの厚さのＴａ酸化膜を形成し、これを
密着性、信頼性向上のためなどの下地層１２とした。洗
浄後、この下地層の上に新たに約２５００Åの膜厚にＴ
ａを形成し、フォトエッチング法により選択的にＴａを
エッチングして所定の形状にＴａ１３をパターニングす
る。このとき、配線（データ線）とＭＩＭ素子の一方の
電極は同時に形成される。次に、図１ｃ、２ｃに示すよ
うに０、０１重量％のクエン酸水溶液中で陽極酸化する
ことによりＴａ電極１３の表面にＴａ酸化膜１４を形成
した。このとき同時にＴａ配線の一部も陽極酸化され
る。４２０度で１時間焼成した後、図１ｄ、２ｄに示す
ようにＣｒを８００Åの厚さにスパッタ蒸着によりＴａ
酸化膜上に形成し、これをＭＩＭ素子部分と画素電極部
分を形成するように所定の形状にフォトエッチングする
ことにより、ＭＩＭ素子１５Ｂを形成すると同時に反射
画素電極１５Ａとした。最後に、２００度で１時間焼成
した。以上のようにして、ＭＩＭ素子が形成され、同時
に反射画素電極を持つＭＩＭ素子基板が出来上がった。

【００５０】次に、ＭＩＭ素子基板と組み合わされる対
向電極基板、図３、を作成する。ガラス基板３０の上に
スパッタ蒸着によりＩＴＯを約１５００Åの膜厚に形成
した。これをストライプ状の所定の形状にフォトエッチ
ングし、対向電極３１とした。

【００５１】このようにして作成したＭＩＭ素子基板と
反射対向電極基板にフレキソ印刷法により配向剤を塗布
した後、ラビング方向が直行するようにラビング処理を
施し、ギャップ剤を散布した後、液晶を封入するための
封入口部分以外をスペーサー、シール剤を介して張り合
わせ組み立て、ギャップ厚が５．１μｍの液晶が封入さ
れていない空セルが出来上がった。

【００５２】この空セルの隙間に、次の混合物を封入す
る。

【００５３】二色性色素Ｍ３６１、０．８ｇ、ＳＩ５１
２、０．８ｇ、Ｍ３４、０．２ｇ、（いずれも三井東圧
染料（株）製）を混合し、この二色性色素の混合物１．
８ｇを、カイラル剤Ｓ−８１１、０．７ｇ、液晶ＴＬ−
２０２、９０．７ｇ（カイラル剤、液晶ともにメルクジ
ャパン（株）製）と混合、溶解した。このようにして得
た混合物９３．２ｇに、

【００５４】

【化１】

【００５５】で示される紫外線硬化型モノマー６．５
ｇ、および

【００５６】

【化２】

【００５７】で示される紫外線硬化型モノマー０．５ｇ
を混合溶解し、最終的に空セルに封入する混合物を調整
した。このようにして調整した混合物を、通常の真空封
入法により空セル内に封入した。すなわち、空セルをベ
ルジャー内に設置して約５０℃に保温した後、ベルジャ
ー内を真空度約０．５ｍｍＨｇまで排気した。そして空
セルの液晶を封入する部分、いわゆる封入口に混合物を
滴下して封入口部分を被った。次に、ベルジャー内の真
空度を徐々に大気圧に戻すことにより混合物を空セル内
に充填し、最後に混合物を封入した口を紫外線硬化型樹
脂で封止し、紫外線を照射して硬化させた。さらに混合
物中のモノマーを高分子量化するために、３５０ｎｍで
の波長の紫外線強度が４．５ｍＷ／ｃｍ²であり、おも
な波長域がおよそ３００〜４００ｎｍの紫外線を１０分
間、雰囲気温度を５０℃に保って照射した。このように
して得られた調光層から、液晶などを流し去った後の電
子顕微鏡写真を図２１に示す。硬化した後の高分子は、
図２１に示すように長さ約５μｍ、直径約０．８μｍの
高分子粒子が単独あるいは連続して無数に形成されたも
のであった。このようにして液晶と粒子状の高分子など
からなる調光層が作成された。

【００５８】得られた調光層の断面の概略を図６ａから
図６ｂに示す。図６ａは、２枚の基板６２、６３の間に
挾持された針状、粒子状あるいは連続した針状、粒子状
高分子６０の概略の配置を示す図である。針状、粒子状
あるいは連続した針状、粒子状の高分子は、光学活性物
質の影響で基板間ではツイスト状、あるいは螺旋状にね
じられて配向、配置している。調光層から液晶などを流
し去った後に残った高分子の電子顕微鏡写真は図２１に
示した。高分子粒子は単独でも連続してつながっていて
もよく、また、一部分に液晶しか含有されていない部分
があってもよい。これら一連の粒子状高分子６０の螺旋
状構造６１を以下、高分子ヘリックス６１と総称する。
図６ｂは反射画素電極６７と透明対向電極６６に電界が
印加されていない場合の概略を示している。調光層の中
では、光学活性物質により螺旋状にねじられた配向状態
をしている高分子ヘリックス６１の影響により、電極間
に電界が印加されていない場合には、液晶分子６４、二
色性色素分子６５は、螺旋状にねじられた配向をする。
そのため、調光層に入射した光は、螺旋状配向した二色
性色素６５にほとんどすべての偏光方向の光が吸収さ
れ、その強度を減少する。吸収されずに調光層を通過し
た光は、調光層の近傍に設置された反射性の画素電極６
７によって反射され再度調光層に入射してくる。ここで
また二色性色素６５に光が吸収され、さらにその強度を
低下する。結果として、反射性の部材が近傍に設置され
ていなかった場合に比較して、大幅に光の吸収効率が良
く、コントラストが向上する。

【００５９】図６ｃに概略を示すように、対向電極６６
と画素電極６７の間に電界が印加されると、その電界が
作用する範囲の液晶分子６４は電界の方向に配向し、そ
れにつられて二色性色素６５も電界方向に配向するた
め、二色性色素６５による光の吸収はほとんど起こらな
い。しかし、螺旋状にねじられた配向状態の高分子ヘリ
ックス６１は、全くあるいはほとんどその位置を変化さ
せない。そのため、本実施例のように液晶と高分子との
間の屈折率の差が大きい場合には、液晶６４と高分子粒
子６０、あるいは高分子ヘリックス６の間に屈折率の差
が生じ、入射した光のある部分は散乱される。散乱され
ずに調光層を通過した光は、調光層近傍に配置された反
射性の部材６７によって反射され、再度調光層に入射す
る。ここでまた、液晶６４と高分子粒子６０、あるいは
高分子ヘリックス６１の間に屈折率の差により散乱され
る。その結果、反射性の部材が近傍に設置されていなか
った場合に比べ、大幅に光の散乱効率が良く、コントラ
ストが向上した。

【００６０】液晶と高分子の屈折率の差が小さい場合に
は、ＯＦＦ状態では高分子、液晶共に配向しているため
散乱は生じることなく、二色性色素によりすべての偏光
方向の光が吸収される。そのため、表示としては黒表示
となる。ＯＮ状態になると、液晶と二色性色素は電界の
方向に配向するため色素の吸収はなくなる。同時に高分
子と液晶の配向方向が異なることになるが、屈折率の差
が小さければ入射光は散乱されることなく透過する。調
光層を挟んで観測者と反対側に光散乱性物質が配置され
ていればこの光散乱性物質を観測者は観察することにな
るため、白表示となる。このようにして液晶と高分子の
屈折率を調整することにより、電界が印加されたいない
ときには色素による吸収、電界が印加されると光散乱の
白を表示するモードとなる。

【００６１】次に、図４に示すように、ＭＩＭ素子基板
４１の電極を駆動用ＩＣ４２の電極と、いわゆるＴＡＢ
テープ４３ａを使用して異方性導電シートを介して接続
した。同じく、対向基板４４の電極と駆動用ＩＣ４５の
電極も、ＴＡＢテープ４３ｂを用いて異方性導電シート
を介して接続した。接続部分は、外圧、傷などにより断
線しないように樹脂４６によりモールドした。

【００６２】このようにして作成した駆動用ＩＣが接続
された液晶表示素子を、あらかじめ配線が形成された実
装基板５７に接続することにより、液晶表示素子が完成
した。得られた液晶表示素子の概略を、図５に示す。

【００６３】このようにして作製した液晶表示素子に、
次に情報を入力するための装置として、無反射処理を施
した静電容量方式のタブレット７０を上記の液晶表示素
子７１の上にガラスと屈折率がほぼ等しい高分子接着剤
７２を介して設置し、これらを制御するためのＩＣ、Ｃ
ＰＵなどのコントローラーと接続した。概略を図７に示
す。

【００６４】この液晶表示素子１８１を抵抗膜型のタッ
チパネル１８０、キーボード制御用回路１８２と制御用
回路１８３、ＣＰＵ１８４などと組み合わせて、小型コ
ンピューターを作成した。コンピューターの外観を図１
８に示す。

【００６５】このようにして得られた液晶表示素子は、
電界が印加されていない場合には、散乱度が標準白色板
の散乱度を１００％とした場合に８％であり、二色性色
素の吸収により黒く見える。ＭＩＭ素子に３０Ｖのデー
タ電圧を印加すると、電界が印加された部分の液晶表示
素子は散乱により白く白濁し、その散乱度は７５％であ
った。文字、キャラクターなどの情報を表示したい部分
だけに電界が印加されるように制御すると、黒地の背景
に白の文字、キャラクターなどの情報が表示された。ま
た逆に、文字、キャラクターなどの情報を表示したい部
分だけに電界が印加されず、それ以外の部分には電界が
印加されるように制御すると、白地の背景に黒い文字、
キャラクターなどの情報が表示された。その表示は、文
字、あるいはキャラクターの二重映りがない見易いもの
であった。

【００６６】本実施例では、基板とＴＡＢテープ、駆動
用ドライバーをほぼ同一平面状に配置したが、積層する
ような形で配置してもよい。このようにして得られた液
晶表示素子は、コンピューター、電子手帳、テレビなど
に代表される情報処理装置を接続することにより、各種
の情報を表示することができるようになる。

【００６７】表示をより見易くする手段として、フロン
トライト、ルーバー、遮光フードなどの手段を併用して
もよい。

【００６８】素子を作成するうえで、調光層と反射性部
材の間に、配向膜、絶縁膜などの膜が成膜されてもかま
わない。

【００６９】本実施例では、陽極酸化の条件として０．
０１重量％のクエン酸溶液を使用したが、ＭＩＭ素子特
性は酸化条件によって左右されるので、要求される素子
特性を満足するような条件で陽極酸化すればよい。代表
的な条件としては、酢酸、クエン酸などの有機酸、硫
酸、塩酸などの無機酸、エチレングリコール、ジエチレ
ングリコールなどのアルコールのそれぞれ０．０００１
重量％から５重量％溶液があげられ、０．００１重量％
から１重量％が素子特性の点から好ましい。

【００７０】熱酸化の条件を変えることによって、ＭＩ
Ｍ素子特性が変化するので、要求される素子特性を満足
するような条件で熱酸化すればよい。代表的な条件とし
ては、１００度から６００度で５分から１０時間であ
り、製造の容易さ、量産性から２００度から５００度、
１０分から５時間が好ましい。特性上必要なければ省略
してもかまわない。

【００７１】ＭＩＭ素子の大きさは、その素子によって
生じる電気容量と液晶あるいは調光層の電気容量の比
が、表示素子の表示品位を最適とするように選択され
る。液晶あるいは調光層と素子の電気容量の比は、通常
１：１から１５：１程度であり、２：１から１０：１程
度が特に表示品位の点から好ましい。

【００７２】本実施例では、実装端子部表面がＣｒとな
るが、信頼性、密着性などを向上するために、ＩＴＯ、
Ａｕ、ＡｇなどのＣｒ以外の金属、酸化物を更に積層し
てもよい。

【００７３】情報を入力するための手段としては、本実
施例では静電容量型のタッチパネルを使用したが、超音
波式、光センサー式、抵抗膜式などの方式によるタッチ
パネルでも良い。情報を入力する手段としては、タッチ
パネルのほかに、キーボード、マウス、ペン入力、トラ
ックボールなどの方法でも良い。機器の情報を赤外線な
どの光、通信回線、ＦＭなどの電波、ファックス、ケー
ブルなどで他の情報機器に転送、通信する機能が付加さ
れていても良い。

【００７４】密着性を向上するために基板と素子の間に
下地層を形成しても良い。

【００７５】ＭＩＭ素子を形成するための金属、絶縁体
は、純粋なＴａとその酸化物であるＴａＯｘ以外に、各
種の金属、酸化物を混合してもよい。そのようなものと
しては、Ｔａ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｏ−Ｔａ合金、Ｓｉ
Ｏ_x、ＴａＯ_x、Ａｌ₂Ｏ₃、ＩＴＯ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｓ
ｉ、Ｎｉ、Ａｕなどが好ましく使用される。

【００７６】反射電極とする反射性部材は、Ａｌ、Ｃ
ｒ、Ｍｇ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔなどの金属単体、あるいは
混合物などが好ましく、さらにはＡｇ、Ａｌ、Ｃｒ、Ａ
ｌ−Ｍｇ混合物が好ましく、特に安定性、反射率の点か
らＡｌ−Ｍｇ混合物が、製造の容易さからはＣｒが望ま
しい。本実施例では画素電極を反射電極としたが、ＭＩ
Ｍ素子作成のフォト工程が１回増えても良いのなら、対
向電極を反射電極としてもよい。Ａｌ−Ｍｇ混合物での
Ｍｇの添加量は、０．１〜１０重量％が望ましく、特に
０．５〜５重量％が安定性、反射率、操作性などの点か
ら好ましい。これらの反射膜の上には、必要に応じて各
種の光学積層膜が形成されても良い。反射電極の劣化を
防ぐために、各種の膜を積層してもよい。

【００７７】アクティブ素子としては、ＭＩＭ素子以外
にラテラル型ＭＩＭ素子、バックトウバック型ＭＩＭ素
子、ＭＳＩ素子、ダイオードリング素子、バリスタ素
子、ａ−ＳｉＴＦＴ素子、多結晶ＳｉＴＦＴ素子、Ｃｄ
ＳｅＴＦＴ素子などが使用可能である。これらの素子は
各画素に１個づつ配置されても良いし、欠陥を防ぐため
に複数個設置されてもよい。

【００７８】一般に、調光層に印加することのできる印
加電圧の最高値は、ＴＦＴ素子のほうがＭＩＭ素子より
も高いので、電界を印加したときに得られる散乱度はＴ
ＦＴ素子を使用したときのほうが高い。そのため、ＴＦ
Ｔ素子を使用した液晶表示素子とＭＩＭ素子を使用した
液晶表示素子を比較すると、ＴＦＴ素子を使用した液晶
表示素子のほうが表示品質が良好で、強い散乱により明
るい白が得られるために、より高いコントラストが得ら
れる。

【００７９】これらの素子を形成するには、必要な金
属、酸化物などの膜を、減圧ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ、
スパッタリング、イオンプレーティング、蒸着、メッ
キ、塗布、陽極酸化、熱酸化、などにより形成すれば良
い。好ましく使用される金属、酸化物の代表的な例とし
ては、非晶質シリコン（αーＳｉ）、結晶質シリコン
（ｐ−Ｓｉ）、ＣｄＳｅ、Ｔｅ、Ｔａ、Ｔａ₂Ｏ_x、Ｐ
ｔ、、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、ＺｎＯ、ＳｉＣ、Ｃｕ
₂Ｏ、ＳｉＮ_xなどが代表的である。これらの金属、酸化
物には、各種の金属、化合物などをドープしてもよい。
その後、ミラープロジェクション、ステッパ、プロキシ
ミティなどを利用してレジストなどをパターン出しし、
ウエットあるいはドライエッチングなどによりパターン
を形成する。レーザーなどで直接パターン出ししても良
い。

【００８０】液晶中には、カイラル成分、２色性色素、
重合開始剤などが含まれていてもよい。液晶は、通常の
液晶表示素子に使用されているものが好ましく使用でき
るが、電界を印加したときの散乱度を良好にするために
は、液晶の複屈折率異方性、Δｎ、が０．１５以上が望
ましい。また、Δｎが０．４以上では液晶の入手が困難
である。また、アクティブ素子で駆動するためには、液
晶単体の比抵抗は１×１０⁹Ω・ｃｍ、１×１０¹⁰Ω・
ｃｍ以上、さらに好ましくは２×１０¹²Ω・ｃｍ以上
が、保持率を高く保ち表示品質を良好にするためには望
ましい。

【００８１】逆に、電界が印加されていないときは色素
の吸収により着色状態、電界を印加したときは色素の吸
収がなくなりかつ高分子と液晶の複屈折率の差が小さい
ために透明である表示モードにしようとしたときは、透
明度を良好にするためには液晶と高分子の屈折率の差は
小さいほうが好ましい。アクティブ素子で駆動するため
には、液晶単体の比抵抗は１×１０⁹Ω・ｃｍ、１×１
０¹⁰Ω・ｃｍ以上、さらに好ましくは２×１０¹²Ω・ｃ
ｍ以上が、保持率を高く保ち表示品質を良好にするため
には望ましい。

【００８２】基板に使用される材料はソーダガラス、石
英ガラス、無アルカリガラス、Ｓｉ単結晶、サファイヤ
基板、熱硬化型高分子、熱可塑性高分子などが好ましく
使用される。高分子材料は、基板間に挟持される液晶高
分子複合体に悪影響を及ぼさなければ特に制限されるこ
とはなく、入手のしやすさなどからＰＥＴの他に、ポリ
エーテルスルホン、エポキシ硬化樹脂、フェノキシ硬化
樹脂、ポリアリルエーテル等の熱可塑性あるいは熱硬化
性の通常樹脂が好ましく使用される。また、気体、水分
などの透過率低下、耐スクラッチ性、柔軟性等が要求さ
れる場合には、単独ではなく複数の樹脂を組み合わせて
使用しても良い。又、必要に応じて各種の無機膜が単独
あるいは積層されて形成されても良い。これらの高分子
基板には、対向電極、素子電極のどちらが形成されても
良い。また、調光層を挟持する２枚の基板の両方が高分
子基板から構成されても良い。

【００８３】カイラル成分としては、通常のＴＮ、ＳＴ
Ｎ、ＦＴＮに使用されているＣＢ−１５、Ｃ−１５、Ｓ
８１１、Ｌ−１０１１など（以上Ｍｅｒｃｋ社製）、Ｃ
Ｍ−１９、ＣＭ、ＣＭ−２０、ＣＭ−２１、ＣＭ−２２
など（以上チッソ社製）などのものが好ましく使用され
る。その添加量は、０．０１〜２０重量％であり、好ま
しくは０．１〜１０重量％である。０．０１重量％以下
では効果が少なく、１０重量％以上では駆動電圧が高く
なり、通常の素子あるいは駆動方法ではでは駆動ができ
ない。

【００８４】２色性色素としては通常のＧＨに使用され
ているアゾ系、アントラキノン系、ナフトキノン系、ペ
リレン系、キノフタロン系、アゾメチン系などが好まし
く使用される。その中でも、耐光性の点からアントラキ
ノン系単独、あるいは必要に応じて他の色素との混合し
たものが特に好ましい。これらの２色性色素は必要な色
によって、適宜混合されて使用される。

【００８５】高分子は紫外線硬化型、可視光硬化型、電
子線硬化型などの光などの照射によって硬化する樹脂、
熱硬化型、熱可塑型高分子などが代表例としてあげられ
る。これらのうち、液晶素子製造の簡便性から紫外線硬
化型モノマーが望ましい。紫外線硬化型モノマーとして
は、単官能アクリレート、２官能アクリレートあるいは
多官能アクリレートなどが好ましく使用される。散乱度
を向上させるためには、これらのモノマーは最低１個の
ベンゼン環をその分子構造中に含むことが望ましい。こ
れらのモノマーには、カイラル性の成分を含むものでも
良い。配向性を良好としたい場合には、炭素数２以上の
脂肪族鎖を含むことが望ましい。また、これらのモノマ
ーは単独あるいは他のモノマー、オリゴマーと混合した
後、紫外線を照射され高分子化されても良い。

【００８６】この紫外線硬化型モノマーを硬化させて高
分子量にするために考慮しなければならない主な条件
は、照射する紫外線の強度、波長、照射して重合すると
きの温度などである。その条件は、使用するモノマーの
特性、化学構造によって異なるが、代表的な値をいう
と、紫外線の強度はおよそ０．１から４０ｍＷ／ｃ
ｍ²、紫外線の波長はおよそ２５０ｎｍから４５０ｎ
ｍ、その時の温度は０から１００℃であり、さらに好ま
しくは０．５から３０ｍＷ／ｃｍ²、２６５ｎｍから４
１０ｎｍ、１０から８０℃である。強度が弱すぎると未
反応のモノマーが残留する可能性があり、強すぎるとモ
ノマーあるいは重合した高分子が分解する恐れがあり、
いずれにしても調光層の比抵抗が低下し、表示品質が悪
くなる。温度が低すぎると、反応が進みにくく未反応の
モノマーが残留する可能性があり、高すぎると液晶、モ
ノマー分子の熱運動が激しすぎて、良好な配向が得られ
ない可能性がある。

【００８７】本実施例では、ツイスト角が９０度あるい
は２７０度の場合について示したが、他のツイスト角で
もかまわない。ツイスト角度と表示特性、特に駆動電
圧、視野角などとの間には相関関係があるので、希望す
る特性、駆動電圧、視野角を最適にするツイスト角度に
設定すればよい。また、以上の液晶表示素子と、通常の
ＴＮモード、ＴＮモードに位相差板を組み合わせたも
の、あるいはツイスト角度が１８０〜２７０度のＳＴＮ
モードおよびＳＴＮモードに位相差板を組み合わせたも
の、ＧＨモードあるいはＧＨモードと位相差板を組み合
わせたものでもかまわない。

【００８８】本実施例では、液晶混合物を封入する方法
として液晶を封入する口に液晶を滴下する方法に付いて
例示したが、液晶混合物を封入する方法として真空槽中
で液晶溜皿にパネルを浸漬する方法、混合物を基板上に
滴下した後２枚の基板で挟んで成膜する方法、混合物を
印刷により製膜する方法、シリンジにより製膜する方法
等も、混合物の粘度によっては可能である。

【００８９】（実施例２）本実施例では、先の実施例１
とまったく同様な調光層を、ＴＦＴ素子で駆動した場合
を示す。まず、非線形素子の一種であるＴＦＴ素子を基
板上に作る。パネルサイズは対角５インチ画素数６４０
×４８０個とした。図８は基板上にＴＦＴ素子を作成す
る工程における断面図を順次示したものであり、これは
通常の方法と同じである。尚、これらの図及び以下の説
明において、補助容量や補助容量電極線など本発明に直
接関係しない部分は、簡単化のために省略する。

【００９０】最初に、図８（ａ）に示すように、ガラス
基板８１上にＴａの薄膜をスパッタリングにより形成
し、フォトリソグラフィの手法によりゲートバスライン
８２を作成する。つぎに、ゲート絶縁膜である窒化シリ
コン膜８３をプラズマＣＶＤ法によって成膜した。

【００９１】ついで、図８（ｂ）に示すように、非ドー
プアモルファスＳｉ膜８５、及びｎ＋アモルファスＳｉ
膜８４を順次プラズマＣＶＤ法により形成し、アモルフ
ァスＳｉ膜を島状にパターニングする。

【００９２】ついで、図８（ｃ）に示すように、チタン
膜をスパッタリング法により成膜し、ｎ＋アモルファス
Ｓｉ膜と共にパターニング゛化し、ソース・ドレインバ
スライン８６を形成する。この上に、有機絶縁膜として
アクリル樹脂８７をスピンコートによって成膜し、さら
にホトレジストを塗布後、コンタクトホール８８を形成
するためにパターンニング、フォトエッチングした。ホ
トレジストを取り除いた後、コンタクトホール８８が形
成された。この後、図８（ｄ）に示すように、Ａｌ−Ｍ
ｇ合金膜をスパッタリング法により成膜し、画素電極８
９としてパターンニングする。窒化シリコン膜８０をプ
ラズマＣＶＤ法により画面全体に形成し、電極のパッシ
ベーション膜とした。このようにして、ＴＦＴ素子上に
絶縁膜を介して反射画素電極が設置されたＴＦＴ素子基
板が作成された。

【００９３】このＴＦＴ素子基板と組み合わされる対向
基板は通常の方法により、ガラス基板上にＩＴＯからな
る透明電極をスパッタリングにより成膜して対向電極と
したものを使用した。

【００９４】このようにして作成したＴＦＴ素子基板と
対向基板を実施例１の同様にして張り合わせてギャップ
５．３μmの空セルを作成し、さらに実施例１と全く同
様にして液晶表示素子を作成した。実施例１と実施例２
で得られた液晶表示素子の印加電圧と表示特性の関係
を、図９に示す。ＭＩＭとＴＦＴでは駆動方式が違うた
め、図中の横軸は任意であり、挙動を概念的に示したも
のである。図中、９１はＭＩＭ素子を用いたとき、９２
はＴＦＴ素子を用いたときのコントラストカーブをそれ
ぞれあらわしている。図から明らかなように、印加電圧
が比較的低く画素が黒を表示しているときは両者に差は
見られない。しかし、印加電圧を大きくして画素が白を
表示できるようにすると、ＴＦＴ素子を使用した場合に
は印加電圧が大きくなるにしたがいコントラストが増加
して最後には飽和するＳ字状のコントラスト曲線を描
く。これに対して、ＭＩＭ素子を使用した場合には、印
加電圧が大きくなるにしたがい、ある電圧でコントラス
トがピークを持ち、それ以上電圧を大きくするとコント
ラストが低下する山型のコントラスト曲線を描く。ま
た、コントラストが最も高いときの値を比較するとＴＦ
Ｔ素子を使用したほうがコントラストが高く、表示品質
が高いことがわかる。また、その表示は、文字、あるい
はキャラクターの二重映りがない見易いものであった。
これは、ＴＦＴ素子は３端子素子であり、ＯＮ状態での
素子の抵抗値とＯＦＦ状態での素子の抵抗値の比、いわ
ゆるＯＮ／ＯＦＦ比が高いのに対し、ＭＩＭ素子は２端
子素子でＴＦＴ素子に比較してＯＮ／ＯＦＦ比が劣るた
めである。図９ｂを用いてより詳しく説明する。図９ｂ
中、９３はＯＮ状態の、９４はＯＦＦ状態のそれぞれＭ
ＩＭ素子の印加電圧と反射率の関係を示すものである。
また、９５はＯＮ状態の、９６はＯＦＦ状態のそれぞれ
ＴＦＴ素子の印加電圧と反射率の関係を示すものであ
る。ＭＩＭ素子ではＯＮ／ＯＦＦ比が比較的小さいた
め、印加電圧を大きくしていくとは特定の電圧以上で
は、９４のように、本来ＯＦＦ、あるいは黒表示にして
おきたい画素にも電圧が印加されはじめる。そのため、
ＯＦＦの画素に電圧がもれはじめる特定の電圧の付近で
コントラストカーブがピークを持つ。これ以上電圧を印
加すると本来は黒に表示したい部分が徐々に灰色になっ
てくるために結果としてコントラストが低下してくる。
そのため、コントラスト曲線は山型となる。これに対し
て、ＴＦＴ素子ではこのような電圧のもれが無いために
電圧を高く印加したほうがコントラストが十分取れる。

【００９５】反射画素電極は、ＴＦＴ素子の上に形成す
ると、光によるＴＦＴ特性のシフトが防止できる。

【００９６】ＴＦＴ素子は本実施例に示されたものだけ
に限られず、α−ＳｉＴＦＴ、ＣｄＳｅＴＦＴ、スタガ
型、逆スタガ型、プレーナ型、付加容量型、蓄積容量
型、デュアルゲート型など調光層を駆動可能なものであ
ればいずれも使用可能である。また、素子を形成する材
料も本実施例で例示されたものに限らず、非線形素子と
して使用可能なものであればかまわない。

【００９７】これらＴＦＴ素子は、各画素に１個ずつ設
置されていても良いし、冗長性のために複数個設置され
ていても良い。

【００９８】情報を入力するための手段としては、本実
施例では静電容量型のタッチパネルを使用したが、超音
波式、光センサー式、抵抗膜式などの方式によるタッチ
パネルでも良い。情報を入力する手段としては、タッチ
パネルのほかに、キーボード、マウス、ペン入力、トラ
ックボールなどの方法でも良い。機器の情報を赤外線な
どの光、通信回線、ＦＭなどの電波、ファックス、ケー
ブルなどで他の情報機器に転送、通信する機能が付加さ
れていても良い。

【００９９】（実施例３）本実施例では、反射画素電極
を持つＭＳＩ素子で実施例１に示した調光層を駆動する
例を示す。

【０１００】図１６に示すように、ソーダガラス基板１
６０の上にＡｌ−Ｍｇ合金（Ｍｇが５重量％）１６１を
約１５００Åの膜厚で成膜し、エッチングにより画素電
極の形に形成した。つぎにＭＳＩ素子を形成したい部分
にα−Ｓｉ１６２を成膜後、エッチングにより形成し
た。さらにデータ線としてＣｒを成膜と、エッチングし
てデータ線１６３とした。

【０１０１】以上によりＭＳＩ素子が基板上に形成さ
れ、パッシベーション膜としてＳｉＯ２膜を約１０００
Åの膜厚で形成した。その後調光層の配向のために、ポ
リイミド膜を形成しラビング処理を施して液晶電気光学
素子の一方の基板を作成した。

【０１０２】素子のもう一方の基板となる対向電極基板
には高分子のポリサルホン基板を使用した。ポリサルホ
ン基板上にＳｉＯ２膜を約１０００Åの膜厚で形成した
後、膜の密着性を改善するためにＳｉカップリング剤を
塗布焼成後、ＩＴＯ膜を約１５００Åの膜厚で形成し
た。次に、フォトエッチング法により、ＩＴＯ膜を所定
の形状にエッチングし対向電極とした。このようにして
作成したＭＩＭ素子基板と対向電極高分子基板に通常の
方法により配向剤を塗布した後、ツイスト角が９０度に
なるようにラビング処理を施し、ギャップ剤を散布した
後、シール剤を介して張り合わせ組み立て、ギャップ厚
が５．５μｍの液晶が封入されていない空セルが出来上
がった。この際、対向電極を駆動するための駆動用ＩＣ
も、ＭＩＭ素子基板上に実装するために、対向電極と駆
動用ＩＣの配線の間は導電性の銀ペーストで接触するよ
うにしておいた。

【０１０３】この空セルの隙間に、Ｇ４７０、ＳＩ４８
６、ＳＩ５１２、Ｍ６１８、Ｍ３４（いずれも三井東圧
染料（株）製）で表される２色性色素を、２０：５：２
０：３：６（重量比）の割合で混合し、液晶ＴＬ−２０
２（メルク社製）に対してこの混合色素を３重量％、カ
イラル物質ＣＢ−１５（メルク社製）を１重量％溶解し
た後、

【０１０４】

【化３】

【０１０５】と

【０１０６】

【化４】

【０１０７】で表される紫外線硬化型モノマ−を１：２
（重量比）で混合し、さらに（液晶＋二色性色素）：混
合モノマー＝９５：５（重量比）で混合し、パネル中に
真空下で封入した。さらにモノマーを高分子にするため
に、３５０ｎｍの波長の紫外線強度が４．５ｍＷ／cm２
の紫外線を１５分間、４０℃で照射した。

【０１０８】このようにして得た調光層から、液晶など
を流し去った後の高分子だけの電子顕微鏡写真を図２２
に示す。図２２から明らかなように、硬化した後の高分
子は３次元ネットワーク状の網目状高分子が入り組んだ
ものであった。このようにして液晶と高分子などからな
る調光層が作成された。

【０１０９】図１７に概略を示すように、反射型ＭＩＭ
素子基板１７０の電極と素子及び液晶を駆動するための
電界を印加する駆動用ＩＣ１７１の電極を、いわゆるマ
イクロバンプ１７２ａを介して基板上に直接接続した。
同じく、対向電極基板１７３と駆動用ＩＣ１７４の電極
も、マイクロバンプ１７２ｂ、銀ペースト１７５を介し
てＭＩＭ素子基板上に直接接続した。接続部分は、外
圧、傷などにより断線しないように樹脂１７６によりモ
ールドした。

【０１１０】このようにして作成した駆動用ＩＣが接続
された液晶パネルを、フレキシブルテープで実装基板に
接続することにより、液晶表示素子が完成した。

【０１１１】次に情報を入力するための装置として、抵
抗膜方式のタブレットを上記の液晶表示素子の上にガラ
スと屈折率がほぼ等しい高分子接着剤を介して設置し、
これらを制御するためのＩＣ、ＣＰＵと接続した。

【０１１２】このようにして得られた液晶表示装置は、
電界が印加されていない場合には、散乱度が標準白色板
の散乱度を１００％とした場合に８．０％であり、二色
性色素の吸収により黒く見える。調光層から液晶などを
流し去った後に残った高分子の電子顕微鏡写真を図２２
に示した。ＭＩＭ素子に３６Ｖのデータ電圧を印加する
と、液晶表示素子は散乱により白く白濁し、その散乱度
は７１％であった。文字、キャラクターなどの情報を表
示したい部分だけに電界が印加されるように制御する
と、黒地の背景にに白の文字、キャラクターなどの情報
が表示された。また逆に、文字、キャラクターなどの情
報を表示したい部分だけに電界が印加されず、それ以外
の部分には電界が印加されるように制御すると、白地の
背景に黒い文字、キャラクターなどの情報が表示され
た。その表示は、文字、あるいはキャラクターの二重映
りがない見易いものであった。

【０１１３】素子作成上、調光層と反射性部材の間に、
配向膜、絶縁膜などの薄い膜が成膜されてもかまわな
い。

【０１１４】ＭＩＭ素子を形成するための金属、絶縁体
としては純粋なＴａ以外に、各種の金属、酸化物を混合
しても良い。

【０１１５】密着性を向上するために基板と素子の間に
下地層を形成しても良い。

【０１１６】アクティブ素子としては、ＭＩＭ素子以外
にラテラル型ＭＩＭ素子、バックトウバック型ＭＩＭ素
子、ＭＳＩ素子、ダイオードリング素子、バリスタ素
子、ａ−ＳｉＴＦＴ素子、多結晶ＳｉＴＦＴ素子、Ｃｄ
ＳｅＴＦＴ素子などが使用可能である。

【０１１７】これらの素子を形成するには、必要な金属
などの膜を、減圧ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ、スパッタリ
ング、イオンプレーティング、蒸着、メッキ、塗布、陽
極酸化、熱酸化、などにより形成すれば良い。その後、
ミラープロジェクション、ステッパ、プロキシミティな
どを利用してレジストなどをパターン出しし、ウエット
あるいはドライエッチングなどによりパターンを形成す
る。レーザーなどで直接パターン出ししても良い。

【０１１８】液晶中には、カイラル成分、２色性色素、
重合開始剤などが含まれていてもよい。液晶は、通常の
液晶表示素子に使用されているものが好ましく使用でき
るが、散乱度を良好にするためには、液晶の複屈折率異
方性、Δｎ、が０．１５以上が望ましい。逆に、△ｎが
０．４以上では液晶の入手が困難である。また、アクテ
ィブ素子で駆動するためには、液晶単体の比抵抗は１×
１０⁹Ω・ｃｍ、１×１０¹⁰Ω・ｃｍ以上、さらに好ま
しくは２×１０¹²Ω・ｃｍ以上が、保持率を高く保ち表
示品質を良好にするためには望ましい。

【０１１９】基板に使用される材料はソーダガラス、石
英ガラス、無アルカリガラス、Ｓｉ単結晶、サファイヤ
基板、熱硬化型高分子、熱可塑性高分子などが好ましく
使用される。高分子材料は、基板間に挟持される液晶高
分子複合体に悪影響を及ぼさなければ特に制限されるこ
とはなく、入手のしやすさなどからＰＥＴの他に、ポリ
エーテルスルホン、エポキシ硬化樹脂、フェノキシ硬化
樹脂、ポリアリルエーテル等の通常樹脂が好ましく使用
される。また、気体、水分などの透過率低下、耐スクラ
ッチ性、柔軟性等が要求される場合には、単独ではなく
複数の樹脂を組み合わせて使用しても良い。又、必要に
応じて各種の無機膜が単独あるいは積層されて形成され
ても良い。これらの高分子基板には、対向電極、素子電
極のどちらが形成されても良い。また、調光層を挟持す
る２枚の基板の両方が高分子基板から構成されても良
い。

【０１２０】反射電極とする反射性部材は、Ａｌ、Ｃ
ｒ、Ｍｇ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔなどの金属単体、あるいは
混合物などが好ましく、さらにはＡｇ、Ａｌ、Ｃｒ、Ａ
ｌ−Ｍｇ混合物が好ましく、特に安定性、反射率の点か
らＡｌ−Ｍｇ混合物が好ましい。Ｍｇの添加量は、０．
１〜１０重量％が望ましく、特に０．５〜５重量％が安
定性、反射率、操作性などの点から好ましい。これらの
反射膜の上には、必要に応じて各種の光学積層膜が形成
されても良い。

【０１２１】電界が印加されていないときは色素の吸収
により着色状態、電界を印加したときは色素の吸収がな
くなりかつ高分子と液晶の複屈折率の差が小さいために
透明である表示モードにしようとしたときは、透明度を
良好にするためには液晶と高分子の屈折率の差は小さい
ほうが好ましい。アクティブ素子で駆動するためには、
液晶単体の比抵抗は１×１０⁹Ω・ｃｍ、１×１０¹⁰Ω
・ｃｍ以上、さらに好ましくは２×１０¹²Ω・ｃｍ以上
が、保持率を高く保ち表示品質を良好にするためには望
ましい。

【０１２２】カイラル成分としては、通常のＴＮ、ＳＴ
Ｎ、ＦＴＮに使用されているＣＢ−１５、Ｃ−１５、Ｓ
８１１、Ｌ−１０１１など（以上Ｍｅｒｃｋ社製）、Ｃ
Ｍ−１９、ＣＭ、ＣＭ−２０、ＣＭ−２１、ＣＭ−２２
（以上チッソ社製）などのものが好ましく使用される。
その添加量は、０．０１〜１０重量％であり、好ましく
は０．１〜５重量％である。０．０１重量％以下では効
果が少なく、１０重量％以上では駆動電圧が高くなり、
通常の素子では駆動が出来ない。

【０１２３】２色性色素としては通常のＧＨに使用され
ているアゾ系、アントラキノン系、ナフトキノン系、ペ
リレン系、キノフタロン系、アゾメチン系などが好まし
く使用される。その中でも、耐光性の点からアントラキ
ノン系単独、あるいは必要に応じて他の色素との混合し
たものが特に好ましい。これらの２色性色素は必要な色
によって、適宜混合されて使用される。

【０１２４】高分子は紫外線硬化型、可視光硬化型、電
子線硬化型などの光などの照射によって硬化する樹脂、
熱硬化型、熱可塑型高分子などが代表例としてあげられ
る。液晶表示素子製造の簡便性から紫外線硬化型モノマ
ーが望ましい。紫外線硬化型モノマーとしては、単官能
アクリレート、２官能アクリレートあるいは多官能アク
リレートなどが好ましく使用される。散乱度を向上させ
るために、これらのモノマーは最低１個のベンゼン環を
その分子構造中に含むことが望ましい。これらのモノマ
ーには、カイラル性の成分を含むものでも良い。また、
これらのモノマーは単独あるいは他のモノマ−、オリゴ
マ−と混合した後、紫外線を照射され高分子化されても
良い。

【０１２５】本実施例では、ツイスト角が１８０度のモ
ードについて示したが、他の角度でもかまわない。他の
ツイスト角でもかまわない。ツイスト角度と表示特性、
特に駆動電圧、視野角などとの間には相関関係があるの
で、希望する特性、駆動電圧、視野角を最適にするツイ
スト角度に設定すればよい。

【０１２６】本実施例では、駆動用ＩＣと電極を接続す
るためにマイクロバンプを使用したが、異方性導電膜、
ワイヤーボンディング、Ａｇペーストなどを使用しても
よい。

【０１２７】（実施例４）本実施例では、実施例１で作
製したのと同様な画素電極を反射電極としたＭＩＭ素子
を、電界が印加されていないときには入射光を吸収し、
電界が印加されると入射光を透過する表示モードと組み
合わせた場合について説明する。

【０１２８】まず実施例１と全く同様にして対向電極基
板として、ＩＴＯストライプ電極を作製した。

【０１２９】次に、反射画素電極が散乱性を有する反射
型ＭＩＭ素子基板を作製する。図１１ａに示すように、
ガラス基板１１０にスパッタ蒸着により約５００Åの膜
厚にＴａ膜１１１を形成した。次に、０．０１％のクエ
ン酸溶液中で陽極酸化することにより、約２００Åの厚
さの酸化Ｔａ膜１１２を形成し、これを密着性、信頼性
向上のためなどのの下地層とし、２６０度で１時間焼成
した。次に、図１１ｂに示すように、下地層の上に新た
に約２５００Åの膜厚にＴａ膜１１３を形成し、フォト
エッチング法により選択的にＴａをエッチングして所定
の形状にＴａをパターニングする。このとき、配線（デ
ータ線）１１４ａとして使用する部分は実施例１と同様
にしたが、画素電極となる部分のＴａ１１４ｂは表面に
凹凸を形成するようにパターン化してエッチングした。
次に図１１ｃに示すように、０、０１重量％のクエン酸
水溶液中で陽極酸化することによりＴａ電極および画素
電極部分の表面にＴａ酸化膜１１５を形成した。このと
き同時にＴａ配線の一部も陽極酸化される。

【０１３０】最後に、図１１ｄに示すように、作製した
Ｔａ酸化膜の上にＣｒ１１６を約２０００Åの厚さにス
パッタリングすることにより、白濁した散乱性のＣｒ膜
を作製した。

【０１３１】次に、ＭＩＭ素子基板と対向基板の両方に
垂直配向膜

【０１３２】

【化５】

【０１３３】を、ブチルセロソルブに０．５重量％の濃
度で溶解したものを、両基板を張り合わせるシール部分
に垂直配向膜が塗布されないように、フレキソ印刷法に
より塗布した。その後、実施例１と全く同様にしてＭＩ
Ｍ基板と対向基板を張り合わせ、セル厚が５．３μｍの
空セルを作製した。

【０１３４】次に、液晶ＺＬＩー４７９２（メルクジ
ャパン（株）製）１０ｇに二色性色素Ｓー４０９（三井
東圧染料（株）製）０．２ｇ、

【０１３５】

【化６】

【０１３６】であらわされるモノマーを０．６ｇ、カイ
ラル剤Ｒー１０１１（メルクジャパン（株）製）０．０
８ｇを混合溶解させたものを、実施例１と同様の真空封
入法により空セルに封入した。

【０１３７】以下実施例１と同様にして液晶表示素子を
組み立て、駆動用ＩＣなどを実装した。またこれとは別
に、比較のために空セルに封入する組成物のうちモノマ
ーだけを混合物中に入れずに、そのほかは本実施例とま
ったく同様にして、いわゆる相転移型ＧＨタイプの液晶
表示装置も作成し、駆動用ＩＣを実装した。このように
して得られた２つの液晶表示装置の印加電圧と入射光の
反射率を図１２に比較してあげる。図１２ａはモノマー
を混合した場合、図１２ｂはモノマーを混合しなかった
いわゆる相転移型ＧＨモードである。比較して明らかな
ように、モノマーを添加したほうは印加電圧を上昇して
いくときと下降していくときの反射率の特性に差がない
のに対し、相転移型ＧＨモードでは上昇時と下降時で反
射特性に差が生じるいわゆるヒステリシスを示し、また
中間状態をとることがわかる。ヒステリシスや中間状態
をとると中間調表示が困難となるが、モノマーを添加し
た場合にはその様な問題は発生しない。その表示は、文
字、あるいはキャラクターの二重映りがない見易いもの
であった。

【０１３８】垂直配向剤としては、各種の界面活性剤、
Ｔｉ、Ｓｉ、Ａｌなどのカップリング剤、レシチン、各
種アミン誘導体、ミリスチン酸錯体、各種金属あるいは
金属酸化物の蒸着物、斜方蒸着物、ポリイミド、ポリア
ミドなどがあげられる。

【０１３９】本実施例では、陽極酸化の条件として０．
０１重量％のクエン酸溶液を使用したが、ＭＩＭ素子特
性は酸化条件によって左右されるので、要求される素子
特性を満足するような条件で陽極酸化すればよい。代表
的な条件としては、酢酸、クエン酸などの有機酸、硫
酸、塩酸などの無機酸、エチレングリコール、ジエチレ
ングリコールなどのアルコールのそれぞれ０．０００１
重量％から５重量％溶液があげられ、０．００１重量％
から１重量％が素子特性の点から好ましい。

【０１４０】熱酸化の条件を変えることによって、ＭＩ
Ｍ素子特性が変化するので、要求される素子特性を満足
するような条件で熱酸化すればよい。代表的な条件とし
ては、ＭＩＭ素子の大きさは、その素子によって生じる
電気容量と液晶あるいは調光層の電気容量を比が、表示
素子の表示品位を最適とするように選択される。液晶あ
るいは調光層と素子の電気容量の比は、通常１：１から
１５：１程度であり、２：１から１０：１程度が得に表
示品位の点から好ましい。

【０１４１】本実施例では、実装端子部表面がＣｒとな
るが、信頼性、密着性などを向上するために、ＩＴＯ、
Ａｕ、Ａｇなどの金属、酸化物を更に積層してもよい。

【０１４２】（実施例５）本実施例では、対向基板上に
カラーフィルターを設置した以外は、実施例４と全く同
様にして液晶表示素子を作製した。

【０１４３】対向基板上へのカラーフィルターの作製方
法は、ガラス基板１３０の上にスパッタリングによりＩ
ＴＯ膜１３１を膜厚１０００Åに形成しストライプ状に
パターニング後、さらにその上にマゼンダ１３２と緑１
３３のカラーフィルターを電着法によりストライプ状に
形成した。

【０１４４】このようにして作成した、空セルに実施例
１と全く同様に液晶、モノマー、二色性色素などを含む
混合物を封入後、紫外線を照射し調光層とし、駆動用Ｉ
Ｃなどを取り付けた。このようにして作製した液晶表示
素子に、次に情報を入力するための装置として、抵抗皮
膜方式のタブレットを上記の液晶表示素子の上に空気層
を介して設置し、これらを制御するためのＩＣ、ＣＰＵ
と接続した。

【０１４５】得られた表示素子は、電界が印加されてい
ないときには黒、緑のカラーフィルターが設置されてい
る画素のみに電界を印加すると緑、マゼンダのみの場合
にはマゼンダ、緑とマゼンダの両方の画素に電界を印加
するとほぼ白色の表示が得られた。このように、カラー
フィルターと組み合わせることによりマルチカラー表示
が可能となる。その表示は、文字、あるいはキャラクタ
ーの二重映りがない見易いものであった。

【０１４６】カラーフィルターの製造方法としては、本
実施例で示した電着法のほかに、染色法、シルクスクリ
ーン、オフセット、凸版、グラビヤ、ハイブリッドなど
の印刷法、着色高分子法などがあげられる。

【０１４７】（実施例６）本実施例では、選択反射性を
有する表示モードを駆動する場合を示す。表示モードと
しては、ＳＩＤ９４ダイジェストｐ８３７、ｐ８４
１に記載がある表示モードを使用した。図１４を用い
て簡単に説明すると、液晶１４１にポリマー１４０と選
択反射の波長が可視光域になるような量のカイラル剤を
配向処理された基板１４２の間に混合すると、素子に電
界が印加されていないときはプラナー構造をとり、可視
光域の光を選択反射することにより着色して見える（図
１４ａ）。ある程度の電界を印加すると、プラナー構造
からフォーカルコニック構造に変化し各ドメイン間の屈
折率の差により散乱状態となり白濁する（図１４ｂ）。
さらに電界を印加するとホメオトロピック構造に変化し
透明、あるいはポリマーと液晶間に屈折率の差がある場
合には若干の散乱状態になる（図１４ｃ）。ポリマーは
各構造を安定化し、かつ視野角を広げる役割がある。

【０１４８】実施例１と同様にして反射型ＭＩＭ素子を
作成した後、画素電極の上に黒色の光吸収層（黒色顔料
をアクリル樹脂に分散したもの）を設置した以外は、実
施例１と全く同様にして配向処理を施したセル厚が１２
μｍの空セルを作製した。

【０１４９】この空セルに、液晶ＴＬ−２１３（メルク
ジャパン（株）製）５ｇ、カイラル剤Ｌ−１０１１（メ
ルクジャパン（株）製）０．２ｇ、モノマー

【０１５０】

【化７】

【０１５１】を０．３ｇ混合し、実施例１と全く同様に
して真空封入法により空セル内に封入した。次に、モノ
マーを硬化させるために実施例１と同様の紫外線条件で
雰囲気温度４５度で３０分間紫外線を照射して硬化させ
た。

【０１５２】次に、駆動用ＩＣなどを取り付けて液晶表
示素子を駆動すると、電界が印加されていないときに
は、黒のカラーフィルターに光が吸収されるので黒表示
あるいは選択反射による特定波長域の反射による着色状
態となり、あるしきい値以上の電界を印加すると散乱に
より白濁する。その表示は、文字、あるいはキャラクタ
ーの二重映りがない見易いものであった。

【０１５３】本実施例では、光吸収部剤として黒色顔料
をアクリル樹脂に分散したものを使用したが、光が反射
しにくくなる手段ならば何でもよく、たとえば反射電極
表面を凹凸化したもの、電極表面に各種の薄膜を積層し
たもの、特定の形状を形成したものなどでもよい。

【０１５４】（実施例７）本実施例では、反射画素を持
つＭＩＭ素子と表示モードとして偏光板を１枚だけ使用
するモードを組み合わせた場合について説明する。

【０１５５】ツイスト角度が２００度になるようにラビ
ング処理を施した以外は実施例１と全く同様にして、Ｍ
ＩＭ素子基板１９０と対向基板１９１を張り合わせ、セ
ル厚が３μｍになるように組み立てた。次に、液晶ＴＬ
−２０３（メルクジャパン（株）製）を真空封入法によ
り封入した。次に対向基板上に、ＡＲ処理１９２を施し
た偏光板１９３の偏光軸と対向基板のラビング方向軸が
一致するように粘着剤１９４を介して張りつけた。断面
の概略図を図１９に示す。

【０１５６】このようにして得た液晶表示素子に駆動用
ＩＣなどを接続し駆動すると、電界が印加されていない
状態では黒表示であったものが、実効値で約３ｖ印加す
るとほぼ透過状態となった。その応答速度は、立ち上が
りが３ｍｓ、立ち下りが５ｍｓの非常に速いものであっ
た。また、偏光板を１枚しか使用していないため、その
表示は従来の偏光板を２枚使用したものに比較して明る
いものであった。その表示は、文字、あるいはキャラク
ターの二重映りがない見易いものであった。

【０１５７】本実施例では、ツイスト角度を２００度、
Δｎｄを約０．５６μｍとしたが、偏光板を１枚使用し
た反射型表示でコントラストが取れるように、ツイスト
角度、Δｎｄを調整すればこの条件に限られる必要はな
い。例えば、ツイスト角度６３度、Δｎｄが０．２μｍ
でもほぼ同様の性能が期待できる。

【０１５８】本実施例では偏光板を１枚だけ使用した場
合を例示したが、位相差板、λ／４波長板などの複屈折
率を変調する材料と組み合わせてもよい。

【０１５９】（実施例８）本実施例では、実施例５で作
製した反射画素電極を有するＭＩＭと電界が印加されて
いない状態で散乱と吸収が同時に起こり、電界が印加さ
れると透過状態になる表示モードとの組合せについて説
明する。

【０１６０】実施例５と全く同様にして散乱性の反射画
素電極を有するＭＩＭ素子基板と透明電極を有する対向
基板を作製した。さらに、配向剤の塗布、ラビング処理
は行わずにセル厚が１０μｍになるように組み立てた。

【０１６１】純水１００ｇに、再沈澱（水ーアセトン）
を３回繰り返して精製したポリビニルアルコール（試薬
特級、分子量約５万和光純薬（株）製）５ｇを完全に
溶解させた。これとは別に液晶ＴＬ−２０２（メルクジ
ャパン（株）製）６ｇに二色性色素Ｇー３１３（日本感
光色素研究所（株）製）０．２ｇを溶解させた。次に、
二色性色素を溶解した液晶５ｇとポリビニルアルコール
水溶液１００ｇを混合し、ホモジナイザー（回転数８０
００／分）で１０分間十分に撹拌混合した。

【０１６２】対向基板上に上記混合物をギャップ３０μ
ｍのアプリケーターを用いて塗布し、２５℃で１０分
間、７０℃で１０分間、９０℃で２０分間乾燥した。こ
のようにして得られたドロップレット状の液晶を含む高
分子膜が形成された対向基板にＭＩＭ素子基板を位置ぎ
めして張り合わせ、仮止めした。ついで６０℃、２０ｍ
ｍＨｇの真空槽中に３０分間放置し、対向基板、（液晶
＋高分子）膜、ＭＩＭ素子基板を張り合わせた。次に、
実施例１と同様に駆動用のＩＣなどを取り付けた。

【０１６３】画素に電界が印加されていないときは、二
色性色素の吸収と液晶と高分子の間の屈折率の差により
白濁した着色（赤）状態であるが、電界を印加すると二
色性色素の吸収と屈折率の差（液晶と高分子の間）がな
くなるのでほぼ透明状態となった。その表示は、文字、
あるいはキャラクターの二重映りがない見易いものであ
った。

【０１６４】本実施例では、高分子としてポリビニルア
ルコールを使用したが、紫外線硬化型樹脂、電子線硬化
型樹脂などを使用してもよい。その際は、本実施例の乾
燥工程の代わりに実施例１などにあるような紫外線ある
いは電子線の照射工程が必要となる。この場合、重合開
始剤、連鎖重合剤、その他の添加剤を添加してもよい。

【０１６５】二色性色素は通常のＧＨに使用されている
アゾ系、アントラキノン系、ナフトキノン系、ペリレン
系、キノフタロン系、アゾメチン系などが好ましく使用
される。その中でも、信頼性、耐光性の点からアントラ
キノン系単独、あるいは必要に応じて他の色素と混合し
たものが好ましい。これらの色素は必要な色によって、
適宜混合して使用する。

【０１６６】本実施例では二色性色素を混合したが、混
合しなくてもよい。その際は、電界が印加されていない
ときは散乱による白濁モードであり、電界が印加される
と透明な表示になる。

【０１６７】透明な表示が好ましくない場合には、着色
手段、たとえばカラーフィルター、ルーバー、フード、
黒色背景板などを併用して、カラーあるいは白黒表示に
なるようにしてもかまわない。

【０１６８】（実施例９）本実施例では、実施例５で作
製した反射画素電極を有するＭＩＭと電界が印加されて
いない状態で散乱が起こり、電界が印加されると透過状
態になる表示モードとの組合せについて説明する。

【０１６９】実施例５と全く同様にして散乱性の反射画
素電極を有するＭＩＭ素子基板と透明電極を有する対向
基板を作製した。さらに、配向剤の塗布、ラビング処理
は行わずにセル厚が１０μｍになるように組み立てた。

【０１７０】次に、トリメチロールプロパントリアクリ
レート０．５ｇ、ジペンタエリスリトールモノプロピオ
ネートペンタアクリレート０．５ｇに液晶ＴＬー２１３
（メルクジャパン（株）製）５．０ｇを混合した混合物
を実施例１と同様の封入方法によりセル中に封入した。
次に、実施例１と同様に駆動用のＩＣなどを取り付け
た。

【０１７１】図２０に示すように、基板２００、２０１
に挟まれた液晶ドロップレット２０４は電界が印加され
ていないときには周囲の高分子２０５の影響によりドロ
ップレット内ではランダムに配向しているため、画素に
電界が印加されていないときは、透明電極２０２を通過
した入射光は散乱されて白濁した状態である。電界を印
加すると、液晶は電界方向に配向するため入射光は散乱
されることなく透過し調光層はほぼ透明状態となった。
調光層を透過した入射光はＭＩＭ素子のＣｒ画素電極２
０３に多少吸収されるために、表示としては黒く見え
る。その表示は、文字、あるいはキャラクターの二重映
りがない見易いものであった。

【０１７２】本実施例では、高分子として多官能アクリ
レートを使用したが、紫外線硬化型樹脂、電子線硬化型
樹脂などの硬化型樹脂、ポリビニルアルコールなど緒溶
剤可溶型樹脂などを使用してもよい。この場合、重合開
始剤、連鎖重合剤、その他の添加剤を添加してもよい。

【０１７３】色調を調整したい場合には、二色性色素を
添加してもよい。二色性色素は通常のＧＨに使用されて
いるアゾ系、アントラキノン系、ナフトキノン系、ペリ
レン系、キノフタロン系、アゾメチン系などが好ましく
使用される。その中でも、信頼性、耐光性の点からアン
トラキノン系単独、あるいは必要に応じて他の色素と混
合したものが好ましい。これらの色素は必要な色によっ
て、適宜混合して使用する。

【０１７４】透明な表示が好ましくない場合には、着色
手段、たとえばカラーフィルター、ルーバー、フード、
黒色背景板、プリズムなどを併用して、カラーあるいは
白黒表示になるようにしてもかまわない。

【０１７５】本実施例では、液晶ドロップレットを含む
スポンジ状高分子に分散している場合を示したが、３次
元網目状高分子中に連続して液晶が分散していてもよい
し、一部分に液晶しか含まれていない部分があってもよ
い。高分子は複屈折率性を有していてもかまわない。

【０１７６】液晶と高分子の複屈折率がほぼ一致すれ
ば、特定の角度から見たときにヘイズ、白濁が発生しな
い広い視野角を有する透明状態が得られる。

【０１７７】（実施例１０）本実施例では、液晶表示素
子の表面に情報を見やすくするための処理として、反射
防止処理を施した例を示す。実施例１と全く同様にして
作製した調光層１０８を挟む液晶表示素子１００の透過
側の基板１０１に、Ｓｉカップリング剤１０２を塗布、
焼成後、反射防止膜としてＭｇＦ２１０３をｎｄ＝λ／
４（ｎはＭｇＦ２の屈折率、ｄはその膜厚、λは反射を
減少させたい中心波長で本実施例では５５０ｎｍ）をほ
ぼ満足するように成膜した。つぎに、空気層１０４を挟
んで片側がサンドブラスト処理１０５を施され反対面に
低屈折率のふっ素化合物１０６を塗布したアクリル板１
０７を積層した。得られた液晶表示素子の断面の概略図
を図１０に示す。

【０１７８】得られた液晶表示素子は、コントラストは
変わらないものの、基板表面の反射、写り込みが低減
し、表示された文字、キャラクターなどが見やすいもの
となった。その表示は、文字、あるいはキャラクターの
二重映りがない見易いものであった。

【０１７９】反射防止処理に使用される膜の材質は、Ｓ
ｉＯ、ＭｇＦ₂、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＭｇＯ、Ｔａ
₂Ｏ₅、ＺｎＯ、ＴｉＯ、ＣａＦ、ＡｌＦ₃、ＣｅＯ₂、Ｇ
ｅ、Ｃｕ、Ａｕ、ＺｎＳ−氷晶石などの無機物、フッ素
系高分子、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、フッ素系カ
ップリング剤、Ｔｉ系カップリング剤、Ｓｉ系カップリ
ング剤などの有機物が好ましく使用される。また、表面
に凹凸を形成しても良い。また、基板と反射防止処理層
の密着性を向上させるために、各種の処理が施されてい
ても良い。

【０１８０】本実施例ではアクリル板を使用したが、基
板に直接処理を施してもよい。

【０１８１】情報を見やすくするための手段としては、
基板の反射防止処理のほかに、基板のノングレア処理、
あるいはアンチグレア処理、反射電極の反射率を向上さ
せて散乱をより一層向上させるための反射増加処理、反
射電極面の粗面化などがあげられる。

【０１８２】（実施例１１）本実施例では、視野角を広
げるために、ラビングを二回実施することによって、一
つの画素内で配向方向が異なっている二つの領域が存在
する場合を示す。概略の工程図を図１６に示す。アクテ
ィブ素子としてはＭＩＭ素子１６０を実施例１とまった
く同様にして作成した。このようにして得たＭＩＭ素子
基板上に配向膜として、プレチルト角度が約２度のポリ
イミド系配向剤１６１（ＡＬ−１２５４，日本合成ゴム
（株）製）を膜厚が約０．２μmになるようにスピンコ
ートによって塗布した後、２００度で１時間乾燥した。
次に、図１６（ａ）の矢印の方向１６２に通常のラビン
グを施した。その後、配向膜上にアクリル系膜１６３を
塗布した後、画素の半分だけのアクリル膜を取り除くよ
うにフォトエッチングした。次に、さきほど施したラビ
ング方向と逆になるように（矢印１６４）、ラビング終
わりの方向からラビングはじめの方向にＭＩＭ素子基
板、対向基板共にラビングを施した後、アクリル膜を溶
剤により除去した。

【０１８３】以下、実施例１と全く同様にして調光層が
封入されていないセルを作成した後、実施例１とまった
く同様にして調光層を作成した。

【０１８４】このようにして選られた調光層は、一つの
画素内で螺旋軸の向きが異なる領域を二つ持つものであ
った。本調光層は明視方向とツイスト方向に相関がある
ので、らせん方向が反対の領域が１画素内に存在するこ
とにより、視野角が拡大された。その表示は、文字、あ
るいはキャラクターの二重映りがない見易いものであっ
た。

【０１８５】視野角を広げる他の手段としては、複数の
配向剤を混合して塗布する方法、１画素を２分割して片
方に直列容量を結合する方法、マイクロドメインを多数
形成する方法、上下基板でプレチルト角を変える方法な
どがある。

【０１８６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、液晶表
素子として従来困難であった明るい白を背景とした鮮明
な黒の文字、キャラクターの表示、あるいは逆に均一で
鮮明な黒地に明るい白の文字、キャラクターが表示可能
で、かつ駆動素子が従来より少ない工程で作成でき、各
種の情報入力手段、制御回路との組み合わせが容易な液
晶表示装置が製造可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】反射画素電極を有するＭＩＭ素子の製造工程
を示す断面図。

【図２】反射画素電極を有するＭＩＭ素子の製造工程
を示す平面図。

【図３】対向電極基板の概略図。

【図４】駆動用ＩＣなどを取り付けた液晶表示素子の
概略の断面図。

【図５】液晶表示素子を実装基板に接続した概略の状
態図。

【図６】液晶と高分子などが分散した調光層の動作原
理を示す図。

【図７】タブレットを積層した液晶表示素子の断面の
概略図。

【図８】反射画素電極を持つＴＦＴ素子の製造工程を
示す断面図。

【図９】ＭＩＭ素子とＴＦＴ素子で調光層を駆動した
ときの印加電圧にたいする挙動を示す図。

【図１０】反射防止処理を施した液晶表示素子の断面
の概略図。

【図１１】散乱性の反射画素電極を有するＭＩＭ素子
の製造工程を示す断面図。

【図１２】印加電圧と反射率の関係を示す図。

【図１３】カラーフィルターを積層した対向電極の断
面の概略図。

【図１４】選択反射を示す表示モードの動作原理を示
す図。

【図１５】ＳｉＮｘ素子の断面を示す概略図。

【図１６】画素内に２つの異なる配向方向を実現する
手段を説明する概略図。

【図１７】基板に駆動用ＩＣを実装した液晶表示素子
の断面を示す概略図。

【図１８】液晶表示装置を有した情報処理装置の概略
を示す図。

【図１９】無反射処理を施した液晶表示素子の概略を
示す断面図。

【図２０】液晶がドロップレット状に高分子中に分散
している液晶表示素子の概略を示す断面図。

【図２１】液晶などを流し去った後の高分子だけの電
子顕微鏡写真を示す図。

【図２２】液晶などを流し去った後の高分子だけの電
子顕微鏡写真を示す図。

【符号の説明】

１０基板１１Ｔａ１２下地層１３Ｔａ１４酸化Ｔａ層１５Ａ反射画素電極１５ＢＭＩＭ素子３０基板３１透明対向電極４１ＭＩＭ素子基板４２駆動用ＩＣ４３ａ，ｂＴＡＢテープ４４対向基板４５駆動用ＩＣ４６樹脂５７実装基板６０高分子６１高分子ヘリックス６２基板６３基板６４液晶６５二色性色素６６透明電極６７反射電極７０タブレット７１液晶表示素子７２高分子接着剤８１基板８２ゲートバスライン８３ゲート絶縁膜８４ｎ＋アモルファスＳｉ８５非ドープアモルファスＳｉ８６ソースドレインバスライン８７有機絶縁膜８８コンタクトホール８９反射画素電極９１ＭＩＭ素子を使用したときのコントラストカーブ９２ＴＦＴ素子を使用したときのコントラストカーブ９３ＯＮ状態のＭＩＭ素子の画素の反射率カーブ９４ＯＦＦ状態のＭＩＭ素子の画素の反射率カーブ９５ＯＮ状態のＴＦＴ素子の画素の反射率カーブ９６ＯＦＦ状態のＴＦＴ素子の画素の反射率カーブ１００液晶表示素子１０１基板１０２Ｓｉカップリング剤１０３反射防止膜１０４空気層１０５サンドブラスト処理面１０６ふっ素化合物１０７アクリル板１０８調光層１１０基板１１１Ｔａ１１２下地層１１３Ｔａ１１４ａ、ｂ電極となるＴａ１１５酸化Ｔａ１１６反射画素電極１３０基板１３１対向電極１３２マゼンダのカラーフィルター１３３緑のカラーフィルター１４０高分子１４１液晶１４２基板１５０基板１５１反射画素電極１５２ αーＳｉ膜１５３データ線１６０ＭＩＭ素子１６１配向膜１６２第１のラビング方向１６３アクリル膜１６４第２のラビング方向１７０ＭＩＭ素子基板１７１駆動用ＩＣ１７２ａ，ｂマイクロバンプ１７３対向電極基板１７４駆動用ＩＣ１７５銀ペースト１７６樹脂１８０タブレット１８１液晶表示装置１８２キーボード制御回路１８３ＣＰＵ１８４制御回路１９０ＭＩＭ素子基板１９１対向基板１９２ＡＲ処理１９３偏光板１９４粘着剤２００基板２０１基板２０２透明電極２０３Ｃｒ画素電極２０４液晶ドロップレット２０５高分子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者矢崎正幸長野県諏訪市大和３丁目３番５号セイコーエプソン株式会社内 (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 (72)発明者土屋豊長野県諏訪市大和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】液晶電気光学素子のアクティブ素子を形
成する電極が、反射能を有することを特徴とする液晶表
示装置およびそれを使用した情報処理装置。
【請求項２】液晶電気光学素子のアクティブ素子を形
成する電極が、素子を形成すると同時に形成されること
を特徴とする液晶表示装置およびそれを使用した情報処
理装置。
【請求項３】液晶電気光学素子のアクティブ素子が、
少なくとも金属−絶縁膜−金属構造を持つことを特徴と
する請求項１または２記載の液晶表示装置及びそれを使
用した情報処理装置。
【請求項４】液晶電気光学素子のアクティブ素子が、
少なくとも金属−半導体−金属構造を持つことを特徴と
する請求項１または２記載の液晶表示装置及びそれを使
用した情報処理装置。
【請求項５】液晶電気光学素子のアクティブ素子が、
少なくとも金属−半導体−絶縁体−金属構造を持つこと
を特徴とする請求項１または２記載の液晶表示装置及び
それを使用した情報処理装置。
【請求項６】電極が画素電極であることを特徴とする
請求項３から５記載の液晶表示装置及びそれと使用した
情報処理装置。
【請求項７】画素電極の表面が鏡面状であることを特
徴とする特徴とする請求項６記載の液晶表示装置および
それを使用した情報処理装置。
【請求項８】画素電極の表面が凹凸を有することを特
徴とする請求項６記載の液晶表示装置およびそれを使用
した情報処理装置。
【請求項９】画素電極が光散乱性を有することを特徴
とする請求項６記載の液晶表示装置およびそれを使用し
た情報処理装置。
【請求項１０】液晶電気光学素子が、偏光板を１枚使
用する表示モードを使用することを特徴とする請求項７
から９記載の液晶表示装置およびそれを使用した情報処
理装置。
【請求項１１】液晶電気光学素子が、偏光板を使用し
ない表示モードを使用することを特徴とする請求項７か
ら９記載の液晶表示装置およびそれを使用した情報処理
装置。
【請求項１２】液晶電気光学素子のアクティブ素子に
電界を印加するための集積回路の電極が、液晶電気光学
素子の電極と互いに対応して接続されていることを特徴
とする請求項１０または１１記載の液晶表示装置及びそ
れを使用した情報処理装置。
【請求項１３】液晶電気光学素子の電界を印加するた
めの集積回路が、アクティブ素子が形成されている基板
と同一平面上に形成されていることを特徴とする請求項
１０または１１記載の液晶表示装置及びそれを使用した
情報処理装置。
【請求項１４】液晶電気光学素子の電界を印加するた
めの集積回路の電極が、導電性の部材を介して液晶電気
光学素子の電極と接続されていることを特徴とする請求
項１０または１１記載の液晶表示装置及びそれを使用し
た情報処理装置。
【請求項１５】反射性の画素電極が該調光層と直接接
していることを特徴とする請求項１０から１１記載の液
晶表示装置及びそれを使用した情報処理装置。
【請求項１６】反射性画素電極が他の部材を介して該
調光層と接していることを特徴とする請求項１０から１
１記載の液晶表示装置及びそれを使用した情報処理装
置。
【請求項１７】他の部材が配向膜であることを特徴と
する請求項１６記載の液晶表示装置及びそれを使用した
情報処理装置。
【請求項１８】他の部材が絶縁膜であることを特徴と
する請求項１６記載の液晶表示装置及びそれを使用した
情報処理装置。
【請求項１９】電極層を有してもよい少なくとも一方
が透明な２枚の基板とこの基板間に挟持された調光層を
有し、該調光層は電界が印加されていないときの散乱度
より電界が印加されたときの散乱度が増加する事を特徴
とする液晶表示装置およびそれを使用した情報処理装
置。
【請求項２０】電界が印加されていないときの散乱度
より電界が印加されたときの散乱度が増加する調光層
を、画素電極が反射能を有するアクティブ素子で駆動す
ることを特徴とする請求項３から１８記載の液晶表示装
置およびそれを使用した情報処理装置。
【請求項２１】電極層を有してもよい少なくとも一方
が透明な２枚の基板とこの基板間に挟持された調光層を
有し、該調光層は電界が印加されていない状態では光を
吸収し、電界が印加された状態では光を散乱する事を特
徴とする液晶表示装置およびそれを使用した情報処理装
置。
【請求項２２】電界が印加されていない状態では光を
吸収し、電界が印加された状態では光を散乱する調光層
を、画素電極が反射能を有するのアクティブ素子で駆動
することを特徴とする請求項３から１８記載の液晶表示
装置およびそれを使用した情報処理装置。
【請求項２３】電極層を有してもよい少なくとも一方
が透明な２枚の基板とこの基板間に挟持された調光層を
有し、暗い背景に明るい情報が表示されることを特徴と
する液晶表示装置およびそれを使用した情報処理装置。
【請求項２４】暗い背景に明るい情報が表示される調
光層を、画素電極が反射能を有するのアクティブ素子で
駆動することを特徴とする請求項３から１８記載の液晶
表示装置およびそれを使用した情報処理装置。
【請求項２５】電極層を有してもよい少なくとも一方
が透明な２枚の基板とこの基板間に挟持された調光層を
有し、明るい背景に暗い情報が表示されることを特徴と
する液晶表示装置およびそれを使用した情報処理装置。
【請求項２６】明るい背景に暗い情報が表示される調
光層を、画素電極が反射能を有するのアクティブ素子で
駆動することを特徴とする請求項３から１８記載の液晶
表示装置およびそれを使用した情報処理装置。
【請求項２７】電極層を有してもよい少なくとも一方
が透明な２枚の基板とこの基板間に挟持された調光層を
有し、該調光層は電界が印加されていないときの散乱度
より電界が印加されたときの散乱度が減少する事を特徴
とする液晶表示装置およびそれを使用した情報処理装
置。
【請求項２８】電界が印加されていない時の散乱度よ
り電界が印加された時の散乱度が減少する調光層を、画
素電極が反射能を有するアクティブ素子で駆動すること
を特徴とする請求項３から１８記載の液晶表示装置およ
びそれを使用した情報処理装置。
【請求項２９】電極層を有してもよい少なくとも一方
が透明な２枚の基板とこの基板に挟持された調光層を有
し、該基板の外部から入射した光が電界が印加された該
調光層により散乱されることを特徴とする液晶表示装置
およびそれを使用した情報処理装置。
【請求項３０】外部から入射した光を散乱する調光層
を、画素電極が反射能を有するアクティブ素子で駆動す
ることを特徴とする請求項３から１８記載の液晶表示装
置およびそれを使用した情報処理装置。
【請求項３１】電極層を有してもよい少なくとも一方
が透明な２枚の基板とこの基板に挟持された調光層を有
し、該基板の外部から入射した光が電界が印加されてい
ない該調光層により吸収されることを特徴とする液晶表
示装置およびそれを使用した情報処理装置。
【請求項３２】外部から入射した光を電界が印加され
ていない状態で吸収する調光層を、画素電極が反射能を
有するアクティブ素子で駆動することを特徴とする請求
項３から１８記載の液晶表示装置およびそれを使用した
情報処理装置。
【請求項３３】該調光層は、少なくとも液晶と高分子
が互いに配向分散していることを特徴とする請求項１９
から３２記載の液晶表示装置及びそれを使用した情報処
理装置。
【請求項３４】該調光層は、少なくとも液晶と高分子
が違いに配向分散しており、該液晶に少なくと２色性色
素と光学活性物質が混合されていることを特徴とする請
求項１９から３２記載の液晶表示装置及びそれを使用し
た情報処理装置。
【請求項３５】該調光層を構成する該高分子が、針状
あるいは粒子状高分子の独立体、あるいは連続体からな
ることを特徴とする請求項３３または３４記載の液晶表
示装置およびそれを使用した情報処理装置。
【請求項３６】表示された情報を見やすくするための
手段が施されていることを特徴とする請求項１０、１
１、３３または３４記載の液晶表示装置及びそれを使用
した情報処理装置。
【請求項３７】表示された情報を見やすくするための
手段が、基板をはさんで該調光層と反対側に施されてい
ることを特徴とする請求項１０、１１、３３または３４
記載の液晶表示装置及びそれを使用した情報処理装置。
【請求項３８】表示された情報を見やすくするための
手段が、反射性の画素電極と該調光層の間に施されてい
ることを特徴とする請求項１０、１１、３３または３４
記載の液晶表示装置及びそれを使用した情報処理装置。
【請求項３９】液晶電気光学素子を形成する少なくと
も１枚の基板が高分子を主体とする部材から構成されて
いることを特徴とする請求項１０、１１、３３または３
４記載の液晶表示装置及びそれを使用した情報処理装
置。
【請求項４０】該液晶表示装置は情報を入力、あるい
は処理する手段と組合わされていることを特徴とする請
求項１０、１１、３３または３４記載の液晶表示装置及
びそれを使用した情報処理装置。
【請求項４１】液晶電気光学素子が、情報を処理する
ための手段を介して情報を入力する手段と接続されてい
ることを特徴とする請求項１０、１１、３３または３４
記載の液晶表示装置及びそれを使用した情報処理装置。
【請求項４２】情報を入力する手段が、タブレットで
あることを特徴とする請求項４０あるいは４１記載の液
晶表示装置及びそれを使用した情報処理装置。
【請求項４３】液晶電気光学素子が、情報を処理する
ための手段を介して複数の情報を入力する手段と接続さ
れていることを特徴とする請求項１０、１１、３３また
は３４記載の液晶表示装置及びそれを使用した情報処理
装置。
【請求項４４】該液晶電気光学素子が、情報を処理す
るための手段を介して、情報を転送するための手段と接
続されていることを特徴とする請求項１０、１１、３３
または３４記載の液晶表示装置及びそれを使用した情報
処理装置。