JPH1081882A - 液晶マイクロカプセルおよびそれを用いた液晶表示素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、ＯＡ機器用の反射型ディスプレイに
適した液晶マイクロカプセルおよびそれを用いた液晶表
示素子を提供することを目的とする。 【構成】親水性の置換基を有する炭素−炭素不飽和結合
を有する単量体と、無置換もしくは疎水性の置換基を有
する炭素−炭素不飽和結合を有する単量体とを含む複数
の単量体を重合させてなる高分子被膜と、前記高分子被
膜中に封入された液晶材料とを具備することを特徴とし
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶マイクロカプセルお
よびそれを用いた液晶表示素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】情報機器のディスプレイ用表示素子とし
て、これまでに多くの液晶表示装置が提案されている。
現在では、例えば特開昭４７−１１７３７号公報におい
て開示されているＴＮ（twisted nematic ）モードおよ
び例えば特開昭６０−１０７０２０号公報において開示
されているＳＴＮ（super twisted nematic ）モード等
のネマティック液晶を使用するタイプの液晶表示装置が
広く用いられている。ＴＮモード、ＳＴＮモードは、液
晶分子の配列が素子内部で９０°前後、あるいは２６０
°前後にそれぞれ捻れた構造の初期状態をとる。素子に
入射した光は、液晶分子が採る捻れ構造と複屈折とによ
って偏光状態が変化を受けた状態で出射する。

【０００３】このような液晶分子配列構造を有する液晶
層を含む液晶セルに電界を印加すると、液晶分子は電解
方向に再配列するために捻れ構造は解かれ、複屈折が失
われて、入射光は偏光状態を変えることなく出射する。
この原理を利用して、２枚の直線偏光子で液晶セルを挟
んだ構造を採ることにより、電圧印加による液晶層の光
学的性質が変化し、光の強度変化として観察される。Ｔ
ＮモードおよびＳＴＮモードの液晶表示装置は、このよ
うにして明暗のコントラストを得ている。

【０００４】上記表示方式の液晶表示装置は、ＣＲＴ
（cathode ray tube）ディスプレイに比較して消費電力
が著しく少なく、薄型表示パネルを実現できる長所があ
り、パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ等のＯ
Ａ用情報機器に広く用いられている。

【０００５】しかしながら、偏光子を用いるタイプは入
射光を有効利用しているとは言い難い。実際に多くのデ
ィスプレイでは、液晶表示装置の後方に光源（バックラ
イト）を付設して明るさを確保している。また、カラー
フィルタを付設したタイプでは素子を透過する光がさら
に減少し、結果として、より強力な光源が必要となる。
光源の電力は、駆動回路を含む液晶表示装置の消費電力
に匹敵するので、このように消費電力が大きい液晶表示
装置は、電池での電力供給を行う携帯用ディスプレイに
適さない。すなわち、液晶カラーディスプレイは勿論の
こと、白黒ディスプレイにおいても、従来の表示方式で
は、より明るくすることと消費電力を低くすることが二
率背反の関係にあり、バックライトを必要としない明る
い表示方式の開発が切望されている。

【０００６】また、ディスプレイを見続けた場合の眼の
疲労に関しても蛍光灯のバックライトは望ましくなく、
反射型の明るいディスプレイが求められている。また、
このようなバックライトを必要としない明るい表示方式
のものは、投射型ディスプレイとして使用する場合で
も、光透過率の高い表示方式の小型化、長寿命化、機器
全体の節電に寄与する。

【０００７】このような要望に対して、偏光子を用いな
い液晶表示装置が提案されている。このようなものとし
て、White-Taylor型ゲスト・ホスト素子（J.Appl.Phys.
vol.45,pp 4718-4723,1974）が挙げられる。このゲスト
・ホスト素子は、カイラルネマティック相を示す液晶に
２色性色素が混入された液晶材料を用いたものであり、
この液晶分子および２色性色素分子が基板面に対してほ
ぼ平行に配列された構造を有している。このゲスト・ホ
スト素子においては、電界を印加することによって、液
晶分子の配列が変化し、２色性色素分子が向きを変える
ことにより光の透過率が変化する。この場合、液晶分子
はカイラルネマティック相に起因する捻れ構造を採るた
め、色素による光吸収が効率よく起こる。したがって、
この素子においては、原理的には偏光子なしでも高い表
示コントラストが得られる。

【０００８】しかしながら、このゲスト・ホスト素子に
おいて高いコントラストを達成するためには、カイラル
ネマティック液晶の螺旋ピッチを光の波長オーダーにす
ることが必要となり、螺旋ピッチをその程度まで短くす
るとディスクリネーションラインが数多く発生し、表示
品質が損なわれ、同時にヒステリシス現象が発現し、電
界に対する応答も極端に遅くなる。したがって、ＴＮモ
ード、ＳＴＮモードに比較した場合に実用性に乏しい。

【０００９】偏光子を用いない他の表示方式として、Ｎ
ＣＡＰ（Nematic Curvilinear Alighed Phase ）もしく
はＰＤＬＣ（Polymer Dispersed Liquid Crystal）と称
される表示方式がある。この表示方式は、高分子マトリ
クス中に誘電異方性が正のネマティック液晶を直径数μ
ｍ程度の粒状（カプセル状）にして分散させたもの用い
る方式である。この表示方式においては、液晶材料は常
光での屈折率が高分子マトリクスの屈折率とほぼ同じ
で、異常光での屈折率が高分子マトリクスの屈折率と異
なるものを選定して用いる。

【００１０】この表示方式において、初期の状態では、
液晶粒中で液晶分子が歪んだ配列構造を採り、しかも液
晶粒間での配列方向のばらつきによって大部分の液晶粒
と高分子マトリクスとの間に屈折率の差が生じ、結果と
してすりガラスのように光を散乱させる。これに充分な
電圧を加えると、液晶粒中の液晶分子が再配列され、垂
直に入射する光に対して液晶と高分子マトリクスの屈折
率が等しくなる。その結果、液晶と高分子マトリクスと
の間の界面における屈折および反射が無くなり、透明状
態に変化する。なお、入射光は直線光である必要はな
い。

【００１１】この表示方式は、このような動作原理を使
って表示するため、偏光子は不要であり、入射光も有効
に活用でき、明るい表示となる。また、ＮＣＡＰの中に
二色性色素を混合させることにより、着色−消色変化を
起させることができる。

【００１２】この表示方式の液晶表示素子は、ガラスセ
ルに高分子マトリクス中に液晶を含む液晶材料を封入し
たり、ガラス基板に前記液晶材料を塗布することによ
り、容易に作製することができる。この場合、コントラ
ストを高めるために、後工程において、ガラスセルにず
れ応力を加えたり、高分子マトリクスを延伸して液晶を
配向させる必要がある。また、対向電極を作製するため
に、導電性ポリマーフィルムでラミネートすることがあ
る。このような場合には、材質が熱可塑性樹脂であるた
めに、充分な強度を得ることができない。

【００１３】さらに、この表示方式は、透明−白濁モー
ド変化や黒色の二色性色素を添加して行う白−黒モード
変化には容易に対応できるが、カラー表示を行うために
はカラーフィルターを配置する必要がある。この場合、
カラーフィルターを配置するために、この表示方式の液
晶表示素子を反射型ディスプレイとして使用すると、表
示が暗くなってしまう。

【００１４】そこで、カラー表示が可能な反射型ディス
プレイに適した液晶表示素子として、異なった色のゲス
ト・ホスト液晶マイクロカプセルを用いたものが開示さ
れている（特開昭５８−１４４８８５号公報）。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】電圧駆動用の液晶材料
として使用する場合の液晶マイクロカプセルには、製膜
後の機械的熱的処理が必要であるために、機械的強度や
熱的強度が必要であり、しかもピンホール等の欠陥がな
いことが要求される。しかしながら、従来の電圧駆動用
の液晶マイクロカプセルは、これらの要求特性が不充分
である。特に、疎水性の強いフッ素系液晶を用いる場合
については問題である。

【００１６】一方、ゼラチン等の被膜中にコレステリッ
ク液晶を封入してなる液晶マイクロカプセルは液晶温度
計等に広く用いられており、高い機械的強度および熱的
強度を有し、ピンホールのないものである（特開昭４５
−３０４４６号公報）。しかしながら、ゼラチン等で構
成された被膜はイオン性を有するので、電圧保持率が低
下し、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を用いたアクティブ
駆動が困難となる。このため、前記液晶マイクロカプセ
ルは電圧駆動用の液晶マイクロカプセルには使用できな
い。

【００１７】また、カラー表示用ゲスト・ホスト液晶マ
イクロカプセルにおいては、被膜の材料に親水性の高い
材料を用いると、二色性色素が被膜を染色してしまうと
いう問題点もある。このように液晶マイクロカプセルの
被膜が染色されると、電圧印加に対して応答不能とな
り、良好にカラー表示を行うことができない。

【００１８】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、ＯＡ機器用の反射型ディスプレイに適した液晶マ
イクロカプセルおよびそれを用いた液晶表示素子を提供
することを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、比較的液
晶材料と相互作用が小さい炭素−炭素結合を主鎖とする
高分子において、親水性の置換基が機械的強度を向上さ
せる性質を有すること、疎水性の置換基が駆動電圧を低
くすることに着目して鋭意研究を重ねた結果、炭素−炭
素結合を主鎖とする高分子において親水性の置換基と疎
水性の置換基を混在させることにより、反射型ディスプ
レイに適した特性を有する液晶マイクロカプセルを得る
ことができることを見出し本発明をするに至った。

【００２０】すなわち、本発明は、親水性の置換基を有
する炭素−炭素不飽和結合を有する単量体と、無置換も
しくは疎水性の置換基を有する炭素−炭素不飽和結合を
有する単量体とを含む複数の単量体を重合させてなる高
分子被膜と、前記高分子被膜中に封入された液晶材料と
を具備することを特徴とする液晶マイクロカプセルを提
供する。

【００２１】また、本発明は、それぞれに透明電極を有
する一対の基板と、前記透明電極が対向するように配置
した前記一対の基板間に挟持された液晶層と具備し、前
記液晶層は、親水性の置換基を有する炭素−炭素不飽和
結合を有する単量体と、無置換もしくは疎水性の置換基
を有する炭素−炭素不飽和結合を有する単量体とを含む
複数の単量体を重合させてなる高分子被膜と、前記高分
子被膜中に封入された液晶材料とを備えた液晶マイクロ
カプセルを含むことを特徴とする液晶表示素子を提供す
る。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を具体
的に説明する。本発明の液晶マイクロカプセルは、高分
子被膜が親水性の置換基を有する炭素−炭素不飽和結合
を有する単量体と、無置換もしくは疎水性の置換基を有
する炭素−炭素不飽和結合を有する単量体とを含む複数
の単量体を重合させてなるものである。ここで、炭素−
炭素不飽和結合を有する単量体とは、不飽和二重結合や
不飽和三重結合を有するビニルモノマー、ジエンモノマ
ー、アセチレンモノマー、ジアセチレンモノマー等をい
う。

【００２３】親水性の置換基を有する単量体と無置換も
しくは疎水性の置換基を有する単量体を重合させること
により得られる共重合体は、親水性と疎水性のバランス
がとれており、マイクロカプセルを製造する過程におい
て疎水性である液晶滴と分散媒である水との間の界面に
選択的に集まり、ピンホールのない緻密な被膜を形成す
る。

【００２４】また、この共重合体は一般にランダム共重
合体である。親水性の置換基が多いポリマー鎖部分は水
側に集まり、疎水性の置換基が多いポリマー鎖部分は液
晶側に集まるようになるので、全体としては水−液晶界
面において伸びきった状態ではなく、かなり屈曲した構
造をとる。そのため、機械的な刺激や熱的な刺激に対し
てポリマー鎖の状態を変化させることにより対応するこ
とができ、これにより高い耐性が発揮される。なお、共
重合体がブロック共重合体であっても同様に高い耐性が
発揮される。

【００２５】また、この共重合体において、親水性の置
換基が機械的強度に寄与し、疎水性の置換基が駆動電圧
を低くすることに寄与するので、この共重合体を被膜と
する液晶マイクロカプセルは、両者の特性を兼ね備えた
ものとなる。

【００２６】親水性の置換基としては、水酸基、炭素数
３以下のアルコールのカルボン酸エステル基、カルボキ
シル基、シアノ基、炭素数３以下のアルキル基を有する
アシル基、炭素数３以下のアルコールの炭酸エステル
基、炭素数３以下のアミンのカルボン酸アミド基、第一
級アミノ基、炭素数３以下の置換基を有する第二級アミ
ノ基、または炭素数３以下のアルコキシル基等が挙げら
れる。

【００２７】親水性の置換基において炭素数３以下とし
ているのは、これより炭素数が多いと親水性基として充
分に作用しなくなるためである。したがって、炭素数が
小さいほど親水性は強い。しかしながら、電圧保持率や
駆動電圧を考慮すると、親水性が強すぎないことやプロ
トン解離性基を多く含まないことが必要となる。したが
って、親水性の置換基としてより好ましいものは、メチ
ルエステル基、エチルエステル基、アセチル基、プロパ
ノイル基、炭酸メチルエステル基、炭酸エチルエステル
基、シアノ基、メトキシ基、エトキシ基である。

【００２８】また、疎水性の置換基としては、炭化水素
基、ハロゲン置換炭化水素基、炭素数４以上のアルコー
ルのカルボン酸エステル基、炭素数４以上のアルキル基
を有するアシル基、炭素数４以上のアルコールの炭酸エ
ステル基、炭素数４以上のアミンのカルボン酸アミド
基、炭素数４以上のアルコキシル基、またはアルキル置
換シロキサン等が挙げられる。

【００２９】疎水性の置換基において炭素数４以上とし
ているのは、これより炭素数が少ないと疎水性基として
充分に作用しなくなるためである。したがって、炭素数
が大きいほど疎水性は強い。しかしながら、疎水性が強
すぎると、マイクロカプセルの被膜を形成する時に、単
量体が液晶滴と水の界面に移動することが困難になり、
均一な被膜の形成が困難となる。なお、長鎖アルキル基
のような柔軟性の高い基を有すると、形成された被膜の
ガラス転移温度が低くなり、熱的に弱くなる。したがっ
て、疎水性の置換基としてより好ましいものは、イソブ
チルエステル基、ｔ−ブチルエステル基、フェニルエス
テル基、イソブチル炭酸エステル基、ｔ−ブチル炭酸エ
ステル基、フェニル炭酸エステル基、イソブトキシ基、
ｔ−ブトキシ基、フェノキシ基、フェニル基、ｐ−メト
キシフェニル基、ｐ−アセチルフェニル基である。ま
た、ブタジエンやイソプレン等の共役ジエンも疎水基と
して好ましい。この場合、被膜としては機械的耐性、特
にゴム弾性が付与される。

【００３０】なお、液晶マイクロカプセルにおいて、溶
媒中での分散性を考慮すると、親水性の置換基が外側に
位置し、疎水性の置換基が内側に位置することが好まし
い。本発明の液晶マイクロカプセルにおいては、親水性
の置換基を有する炭素−炭素不飽和結合を含む単量体
は、その単量体のホモポリマーの純水との静的接触角が
４５度未満であり、疎水性の置換基を有する炭素−炭素
不飽和結合を含む単量体は、その単量体のホモポリマー
の純水との静的接触角が４５度以上であることが好まし
い。

【００３１】親水性の置換基において、接触角が４５度
より大きいと親水性基として充分に作用しなくなる。し
たがって、接触角が小さいほど親水性は強い。しかしな
がら、電圧保持率や駆動電圧を考慮すると、親水性が強
すぎないことも必要である。したがって、接触角として
好ましいのは５〜３０度である。

【００３２】疎水性の置換基において、接触角が４５度
未満であると疎水性基として充分に作用しなくなる。し
たがって、接触角が大きいほど疎水性は強い。しかしな
がら、疎水性が大きすぎると、マイクロカプセルの被膜
を形成する時に単量体が液晶滴と水の界面に移動するこ
とが困難になり、均一な被膜の形成が困難になる。した
がって、接触角として好ましいのは６０〜９０度であ
る。

【００３３】本発明の液晶マイクロカプセルにおいて、
液晶化合物としては、フッ素系液晶、シアノ系液晶、エ
ステル系液晶等を用いることができる。また、液晶化合
物としては、屈折率異方性があり、電圧によって配向が
変化するものであればどのようなもの良いが、好ましく
はネマチック液晶、コレステリック液晶等である。特
に、フッ素系のネマチック液晶が好ましい。なお、光散
乱を電圧でＯＮ−ＯＦＦさせ、透明−白濁変化を起こさ
せるモードの場合には、被膜を構成する高分子材料の屈
折率と電圧ＯＮ時の液晶化合物の屈折率とがほぼ一致す
るように材料を選択することが好ましい。具体的には、
下記一般式（１）〜（１０）で表される各種液晶化合物
単独およびこれらの混合物が挙げられる。

【００３４】

【化１】

【００３５】

【化２】 （式中、Ｒ′、Ｘはそれぞれアルキル基、アルコキシ
基、アルキルフェニル基、アルコキシアルキルフェニル
基、アルコキシフェニル基、アルキルシクロヘキシル
基、アルコキシアルキルシクロヘキシル基、アルキルシ
クロヘキシルフェニル基、シアノフェニル基、シアノ
基、ハロゲン原子、フルオロメチル基、フルオロメトキ
シ基、アルキルフェニルアルキル基、アルコキシアルキ
ルフェニルアルキル基、アルコキシアルキルシクロヘキ
シルアルキル基、アルキルシクロヘキシルアルキル基、
アルコキシアルコキシシクロヘキシルアルキル基、アル
コキシフェニルアルキル基、アルキルシクロヘキシルフ
ェニルアルキル基を示し、Ｙは水素原子、ハロゲン原子
を示す。これらのアルキル鎖およびアルコキシ鎖中に光
学活性中心を有しても良い。また、Ｒ′、Ｘ中のフェニ
ル基またはフェノキシ基はフッ素原子、塩素原子等のハ
ロゲン原子で置換されていても良い。また、各式中のフ
ェニル基は一個または二個のフッ素原子、塩素原子等の
ハロゲン原子で置換されていても良い。） 式中の液晶化合物はいずれも誘電異方性が正である。誘
電異方性が負の液晶化合物は、全体として誘電異方性が
正となるように誘電異方性が正の液晶化合物と混合して
用いることができる。また、誘電異方性が負の液晶化合
物は、適当な素子構成および駆動方式を選択することに
よりそのまま使用することができる。

【００３６】上記液晶化合物のうちで、特に、フッ素系
液晶を主成分とした液晶材料を用いることが好ましい。
フッ素系液晶は抵抗が高く、薄膜トランジスタを用いた
アクティブマトリックス駆動に適している。しかも、フ
ッ素系液晶は疎水性が極めて強いために、親水性の置換
基を含む単量体と疎水性の置換基を含む単量体を用いた
場合に、液晶滴と水との界面に共重合体が選択的に集ま
り、均一なカプセル壁（被膜）を形成することができ
る。

【００３７】本発明の液晶マイクロカプセルにおいて
は、コントラストを向上させる目的およびカラー化の目
的で液晶材料に二色性色素を加えても良い。その場合、
二色性色素としては、液晶化合物には溶解するが、被膜
を構成する高分子材料にあまり溶解したり、吸着しない
ものを用いる。

【００３８】二色性色素には一般に極性基を有してお
り、マイクロカプセルの被膜が親水性である場合には被
膜は二色性色素によって染色され易く、ゲスト・ホスト
液晶モードとして動作しなくなり、コントラストが低下
する。しかしながら、本発明の液晶マイクロカプセルで
は、マイクロカプセルの被膜の液晶側には疎水性の置換
基が存在することになり、二色性色素により被膜が染色
されることを防止することができるので、ゲスト・ホス
ト液晶にとって都合が良い。

【００３９】液晶材料に二色性色素を含有させる場合に
は、屈折率を考慮して被膜材料や液晶化合物を選択する
必要がある。この材料の選び方は目的によって異なる。
例えば、光散乱を利用してコントラストを上げる場合に
は、屈折率異方性の大きい液晶化合物を選択する。ま
た、二色性色素の本来の色を示す場合には、屈折率異方
性が小さく、被膜材料の屈折率に近い液晶化合物を選択
する。

【００４０】二色性色素分子としては、例えば下記式
（１１）〜（１９）に示すイエロー色素、式（２０）〜
（２７）に示すマゼンタ色素、式（２８）〜（３１）に
示すシアン色素が用いられる。

【００４１】

【化３】

【００４２】

【化４】

【００４３】

【化５】

【００４４】

【化６】

【００４５】

【化７】

【００４６】

【化８】

【００４７】

【化９】

【００４８】液晶材料に二色性色素を含有させる場合、
液晶化合物に対する含有量は、０．０１〜１０重量％、
好ましくは０．１〜５重量％である。二色性色素の重量
比が小さすぎると、コントラストが充分に向上せず、二
色性色素の重量比が大きすぎると、電圧印加時でも着色
が残り、やはりコントラストが低下する。

【００４９】また、液晶材料に反射光の増白および紫外
線吸収剤として蛍光色素を加えても良い。その場合、蛍
光色素としては、被膜を構成する高分子材料には溶解
し、液晶化合物にはあまり溶解しないものが好ましい。

【００５０】本発明の液晶マイクロカプセルにおいて
は、被膜を構成する前記共重合体が架橋されていること
が好ましい。共重合体が架橋されることにより被膜の耐
性が一層向上する。架橋剤としては、不飽和炭素−炭素
結合を二つ以上有するものであればいずれのものでも良
い。架橋剤も液晶滴と水との界面に選択的に集まること
が好ましいので、親水性の置換基を有する架橋剤が好ま
しく、アクリル酸エステル構造を有するものが特に好ま
しい。なお、架橋剤の含有量は単量体全量に対して０．
０１〜５０重量％、好ましくは１〜２０重量％である。
架橋剤の含有量を調整して架橋度を制御することによ
り、マイクロカプセルの機械的、熱的性質を制御するこ
とができる。

【００５１】液晶マイクロカプセルは液晶を水中に分散
させて製造される。液晶化合物に親水性の置換基を有す
る単量体のみを混合してマイクロカプセル化する場合
や、疎水性の置換基を有する単量体のみを混合してマイ
クロカプセル化する場合には、液晶化合物と水との間の
界面が不安定となる。この場合、液晶滴を安定に製造す
るために水中に界面活性剤を加える必要がある。しかし
ながら、界面活性剤は一般に電圧保持率を低下させ、耐
熱性を低下させるために、できるだけその使用量の低減
する必要がある。したがって、界面活性剤の使用を抑え
た液晶マイクロカプセルの製造方法が望まれている。

【００５２】そこで、本発明においては、親水性の置換
基を有する炭素−炭素不飽和結合を有する単量体と、無
置換もしくは疎水性の置換基を有する炭素−炭素不飽和
結合を有する単量体とを含む複数の単量体、並びに液晶
化合物を含む水分散系において、単量体をラジカル重合
させることにより液晶マイクロカプセルを得る方法を提
供する。

【００５３】なお、水分散系において液晶化合物
（Ａ）、疎水性の置換基を有する単量体（Ｂ）、および
親水性の置換基を有する単量体（Ｃ）の重量比は、液晶
量が表示性能に与える影響をを考慮すると、Ａ：Ｂ：Ｃ
＝１：０．０１〜０．５：０．０１〜０．５、好ましく
は、Ａ：Ｂ：Ｃ＝１：０．０３〜０．１：０．０３〜
０．１である。

【００５４】ラジカル重合は他の重合法と異なり、系内
にイオン性不純物が混入しにくい。このため、高抵抗が
必要とされる電圧駆動用の液晶マイクロカプセルに適し
ている。また、本発明の方法は、縮合反応を利用したマ
イクロカプセル化方法と異なり、液晶側に疎水性の置換
基が存在するので、水酸基やアミノ基等を有する二色性
色素を用いても被膜が二色性色素により染色されること
はない。

【００５５】また、上記方法は、親水性の置換基を有す
る単量体と疎水性の置換基を有する単量体の両者を液晶
材料に適切に混合することにより、液晶化合物と水との
間の界面を安定化させることができる。これにより、水
中に加える界面活性剤の量を少なくすることができ、電
圧保持率や耐熱性の低下を防止することができる。

【００５６】このように、上記マイクロカプセル化方法
によれば、電圧駆動に適する液晶マイクロカプセルを極
めて容易に得ることができる。すなわち、被膜の機械的
および熱的耐性が高く、ピンホールがなく均一であり、
フッ素系液晶やゲスト・ホスト液晶の電圧駆動に適する
液晶マイクロカプセルを極めて容易に得ることができ
る。

【００５７】本発明の液晶表示素子は、それぞれに透明
電極を有する一対の基板と、前記透明電極が対向するよ
うに配置した前記一対の基板間に挟持された液晶層と具
備し、前記液晶層は、親水性の置換基を有する炭素−炭
素不飽和結合を有する単量体と、無置換もしくは疎水性
の置換基を有する炭素−炭素不飽和結合を有する単量体
とを含む複数の単量体を重合させてなる高分子被膜と、
前記高分子被膜中に封入された液晶材料とを備えた液晶
マイクロカプセルを含むことを特徴としている。

【００５８】この液晶表示素子において、液晶層に含ま
れる液晶マイクロカプセルは機械的および熱的耐性が高
く、ピンホール等もなく均一である。このため、被膜に
用いる高分子材料の量を減らすことができ、液晶の相対
量を増やすことができる。

【００５９】本発明の液晶表示素子において、電極を有
する基板上に液晶マイクロカプセルを水分散液から塗布
すると、乾燥過程においてマイクロカプセル同士が融合
し、多面体構造を持ったマイクロカプセルの密な集合体
となる。すなわち、本発明の液晶表示素子では、マイク
ロカプセル同士を融着させることにより、多面体構造に
おける空隙部を埋めるためにマイクロカプセルの被膜が
平面方向（基板面に平行な方向）に引かれ、内部の液晶
材料の体積を維持するために被膜は延びる。このため、
被膜は基板面に平行な方向に延伸される。その結果、被
膜内部の液晶は被膜が延伸された方向に配向することに
なり、層状に重なりあった各多面体構造体中の液晶は互
いに配向をすることになる。

【００６０】また、本発明の液晶マイクロカプセルは、
機械的および熱的耐性が高いので、マイクロカプセルを
融着する際に、基板面に対して垂直な方向に圧力を印加
することにより延伸作用をさらに大きくすることができ
る。また、この場合、基板面に平行な被膜面の面積が大
きくなる。これにより、膜の欠陥を修復することができ
る。また、基板面に平行な方向にずれ応力を加えながら
マイクロカプセルを融着することにより、ずれ応力を加
えた方向に被膜は延伸される。すなわち、被膜内に包含
された液晶をこの方向に配向させることができる。さら
に、融着した後に、加熱や試薬を用いる方法により被膜
を硬化させることにより、この融着後の構造をさらに安
定に保持することができる。このように、液晶マイクロ
カプセルを基板に対してほぼ平行に配列した平面構造を
採ることにより、電圧印加状態と無印加状態での屈折率
の差をきわめて大きくすることができ、その結果、光散
乱を強め、コントラストを大きくすることができる。

【００６１】液晶マイクロカプセルが基板に対してほぼ
平行に配列する平面構造（積層構造も含む）を採る場
合、液晶分子と接する透明被膜を構成する材料に長鎖ア
ルキル基等を導入することにより、液晶分子の配向を基
板表面に対してほぼ垂直にすることができる。また、液
晶材料として、誘電異方性が負の液晶物質を用い、前記
のように液晶分子の配向を基板表面に対してほぼ垂直に
することにより、電圧無印加時が無色のポジ表示を行う
ことができる。

【００６２】一方、通常の湾曲面を有するＮＣＡＰ型液
晶を用い、同量の高分子量を用いて前記と同様にして電
極を有する基板上に液晶マイクロカプセルを塗布する
と、液晶粒が不均一でかなり大きなものが含まれるよう
になる。また、マイクロカプセル間に透明の高分子材料
がかなりの割合で存在することになり、これにより光散
乱が弱くなり、コントラストが低下する。いわゆるＰＤ
ＬＣにおいては高分子材料の量をきわめて少なくするこ
とができるが、液晶分子の初期配向はランダムであり、
配向を揃えることはきわめて困難である。

【００６３】通常、湾曲した高分子−液晶界面を有す
る、ＮＣＡＰもしくはＰＤＬＣと呼ばれるものでは、液
晶分子は湾曲面に沿った配向をとる。そのため、通常の
ＴＮセルやＳＴＮセルのように液晶の常光屈折率と異常
光屈折率の差を大きくすることができない。すなわち、
電圧を印加して誘電異方性が正のネマチック液晶を立た
せた場合には常光屈折率になるが、湾曲した高分子−液
晶界面を有するものでは、電圧無印加状態において液晶
分子が湾曲した界面に沿って配向するため、屈折率が常
光屈折率と異常光屈折率の中間となってしまう。このた
め、コントラストが悪く、また光抜けが生じる。

【００６４】本発明は、二色性色素を含有した液晶材料
を用いるゲスト・ホスト型液晶表示装置において特に効
果がある。すなわち、二色性色素は、一般に液晶材料に
溶解しにくい。特に、二色性色素は、電圧保持特性に優
れるフッ素系液晶材料には溶解しにくい。二色性色素
は、高分子材料にも溶解する性質があるので、被膜を構
成する高分子材料の量を極めて少なくでき、液晶材料に
おける二色性色素の量を相対的に多くすることができ
る。

【００６５】また、二色性色素は分子軸に対してのみ光
吸収することができる。二色性色素を基板に対してほぼ
平行に配置することにより、光吸収量を最大にすること
ができる。本発明の液晶表示素子においては、上述した
ように液晶分子を基板面に対してほぼ平行に配列させる
ことが可能であり、二色性色素も液晶分子の配向に従っ
て基板に対してほぼ平行に配列させることができる。

【００６６】本発明の液晶表示素子においては、液晶材
料を被膜により包含してなる液晶マイクロカプセルを複
数層で積層し、しかも上下で接する液晶マイクロカプセ
ル中の液晶分子の配向が互いに異なるようにすることが
できる。こうすることにより、光散乱を強めたりするこ
とができ、特に、液晶材料に二色性色素を含有させた場
合には、異なる偏光成分の光吸収を可能とすることがで
きる。そのため、偏光板を用いなくても高いコントラス
トを得ることが可能となり、反射型ディスプレイに好適
となる。

【００６７】本発明の液晶表示素子においては、被膜を
２種以上の透明高分子材料で構成しても良い。液晶材料
の駆動電圧を低くするためには、液晶材料と接する被膜
を構成する高分子材料と液晶材料との間の相互作用があ
まり大きくないことが必要となる。一方、被膜には、耐
熱性や耐溶剤性、さらに好適な屈折率等の種々の特性が
求められる。一つの高分子材料からなる被膜のみでこれ
らをすべて満足させることは一般に困難である。前記の
ように、被膜を２種以上の透明高分子材料で層状に構成
することにより、これらの課題を解決することができ
る。

【００６８】次に、本発明の効果を明確にするために行
った実施例について説明する。 （実施例１）正の誘電異方性を有するネマチック液晶Ｚ
ＬＩ−１８４０（メルク社製、商品名）を８０重量部、
親水性の置換基を含むメチルメタクリレートモノマー７
重量部、疎水性の置換基を含むイソブチルメタクリレー
トモノマー７重量部、架橋剤としてエチレングリコール
ジメタクリレート１重量部、ベンゾイルパーオキサイド
０．２重量部を混合して溶解し、これにポリビニルアル
コール３重量部、純水３００重量部と共にホモジナイザ
ーで乳化した後、回転数５００ｒｐｍで撹拌し、上記液
晶組成物を８５℃で１時間重合させた。

【００６９】次いで、この液晶組成物を目の大きさが１
μｍ角であるフィルターで濾過し、純水で３回洗浄し
た。このようにして、透明被膜で液晶組成物を包含して
なる外径５μｍの液晶マイクロカプセルを得た。

【００７０】次いで、この液晶マイクロカプセルを１０
％イソプロピルアルコール水に１０重量％で分散させ、
これをあらかじめ透明電極を設けたガラス基板表面にア
プリケータを用いて塗布し、乾燥させて液晶層（調光
層）を形成した。さらに、液晶層上にあらかじめ透明電
極を設けたガラス基板を液晶層に透明電極が接触するよ
うにして重ね、これをポリアミド製の袋に入れ、袋内を
減圧し、その状態で１２０℃に加熱し、２枚のガラス基
板を加熱密着させて図２に示すような本発明の液晶表示
素子を作製した。

【００７１】得られた液晶表示素子を顕微鏡で観測し
た。その結果を図１に示す。図１（Ａ）は基板１の表面
に対して垂直な方向から見た模式平面図であり、図１
（Ｂ）は基板１の表面に対して平行な方向から見た模式
断面図である。図１（Ａ）から分かるように、それぞれ
の液晶マイクロカプセル２は互いに融合しており、その
融合部分は直線の多面体構造となっていた。また、図１
（Ｂ）から分かるように、液晶層の厚さ方向における液
晶マイクロカプセル２の融合部分は基板１の表面に対し
てほぼ平行であった。また、液晶マイクロカプセルはま
ったく壊れておらず、液晶分子の配向は基板１の表面に
対してほぼ平行であった。

【００７２】また、図２に示すように、透明電極１２を
有するガラス基板１１に挟持された液晶層１３の厚みは
１０μｍであった。この液晶表示素子は白色不透明であ
り、５０Ｈｚで１２Ｖの交流電圧を印加すると透明とな
った。また、透過吸光度から求めたコントラスト比は２
３であった。 （比較例１）正の誘電異方性を有するネマチック液晶Ｚ
ＬＩ−１８４０を８０重量部、親水性の置換基を含むメ
チルメタクリレートモノマー１４重量部、架橋剤として
エチレングリコールジメタクリレート１重量部、ベンゾ
イルパーオキサイド０．２重量部を混合して溶解し、こ
れにポリビニルアルコール３重量部、純水３００重量部
と共にホモジナイザーで乳化した後、回転数５００ｒｐ
ｍで撹拌し、上記液晶組成物を８５℃で１時間重合させ
た。

【００７３】次いで、この液晶組成物を目の大きさが１
μｍ角であるフィルターで濾過し、純水で３回洗浄し
た。このようにして、透明被膜で液晶組成物を包含して
なる外径５μｍの液晶マイクロカプセルを得た。

【００７４】次いで、この液晶マイクロカプセルを１０
％イソプロピルアルコール水に１０重量％で分散させ、
これをあらかじめ透明電極を設けたガラス基板表面にア
プリケータを用いて塗布し、乾燥させて液晶層（調光
層）を形成した。さらに、液晶層上にあらかじめ透明電
極を設けたガラス基板を液晶層に透明電極が接触するよ
うにして重ね、これをポリアミド製の袋に入れ、袋内を
減圧し、その状態で１２０℃に加熱し、２枚のガラス基
板を加熱密着させて液晶表示素子を作製した。

【００７５】得られた液晶表示素子を顕微鏡で観測した
ところ、多くの液晶マイクロカプセルが壊れて、内部の
液晶材料が漏れ出ていた。 （比較例２）正の誘電異方性を有するネマチック液晶Ｚ
ＬＩ−１８４０を８０重量部、疎水性の置換基を含むイ
ソブチルメタクリレートモノマー１４重量部、架橋剤と
してジビニルベンゼン１重量部、ベンゾイルパーオキサ
イド０．２重量部を混合して溶解し、これにポリビニル
アルコール３重量部、純水３００重量部と共にホモジナ
イザーで乳化した後、回転数５００ｒｐｍで撹拌し、上
記液晶組成物を８５℃で１時間重合させた。

【００７６】次いで、この液晶組成物を目の大きさが１
μｍ角であるフィルターで濾過し、純水で３回洗浄し
た。このようにして、透明被膜で液晶組成物を包含して
なる外径５μｍの液晶マイクロカプセルを得た。

【００７７】次いで、この液晶マイクロカプセルを１０
％イソプロピルアルコール水に１０重量％で分散させ、
これをあらかじめ透明電極を設けたガラス基板表面にア
プリケータを用いて塗布し、乾燥させて液晶層（調光
層）を形成した。さらに、液晶層上にあらかじめ透明電
極を設けたガラス基板を液晶層に透明電極が接触するよ
うにして重ね、これをポリアミド製の袋に入れ、袋内を
減圧し、その状態で１２０℃に加熱し、２枚のガラス基
板を加熱密着させて液晶表示素子を作製した。

【００７８】得られた液晶表示素子を顕微鏡で観測した
ところ、多くの液晶マイクロカプセルが壊れて、内部の
液晶材料が漏れ出ていた。 （実施例２）黒色二色性色素Ｓ−４３５（三井東圧社
製、商品名）をフッ素系液晶Ｌｉｘｏｎ−５０６５ｘｘ
（チッソ社製、商品名）に１重量％で溶解させたもの８
０重量部、親水性の置換基を含むアクリロニトリルモノ
マー７重量部、疎水性の置換基を含む２，２，３，３−
テトラフルオロプロピルメタクリレートモノマー７重量
部、架橋剤としてジビニルベンゼン１重量部、ベンゾイ
ルパーオキサイド０．２重量部を混合溶解し、非イオン
性界面活性剤３重量部、純水３００重量部と共にホモジ
ナイザーで乳化した後、回転数５００ｒｐｍで撹拌し、
上記液晶組成物を８５℃で１時間重合した。

【００７９】次いで、この液晶組成物を目の大きさが１
μｍ角であるフィルターで濾過し、純水で３回洗浄し
た。このようにして、透明被膜で液晶組成物を包含して
なる外径４μｍの液晶マイクロカプセルを得た。

【００８０】次いで、この液晶マイクロカプセルを１０
％イソプロピルアルコール水に１０重量％で分散させ、
これをあらかじめアルミニウム反射電極を設けたガラス
基板表面に塗布し、乾燥させて液晶層（調光層）を形成
した。さらに、液晶層上に、あらかじめ透明電極を設け
た高分子フィルムを透明電極と液晶層が接触するように
して熱ローラでラミネートした。このようにして本発明
の液晶表示素子を作製した。

【００８１】得られた液晶表示素子を顕微鏡観測したと
ころ、液晶層の構造は実施例１と同様であった。また、
液晶層の厚さは１１μｍであった。この液晶表示素子は
黒色であり、５０Ｈｚで１２Ｖの交流電圧を印加すると
無色となった。また、反射濃度計で測定したコントラス
ト比は３．５であった。 （比較例３）黒色二色性色素Ｓ−４３５を液晶ＺＬＩ−
１６９５（メルク社製、商品名）に１重量％で溶解させ
たもの８０重量部、ポリ（２，２，３，３−テトラフル
オロプロピルメタクリレート）１５重量部をクロロホル
ムに溶解し、これをあらかじめアルミニウム反射電極を
設けたガラス基板表面に塗布し、乾燥させて液晶層を形
成した。さらに、液晶層上に、あらかじめ透明電極を設
けた高分子フィルムを透明電極が液晶層と接触するよう
にして熱ローラでラミネートした。このようにして液晶
表示素子を作製した。

【００８２】得られた液晶表示素子を顕微鏡観測したと
ころ、液晶マイクロカプセルが一部壊れていた。 （実施例３）黒色二色性色素Ｓ−４３５をフッ素系液晶
Ｌｉｘｏｎ−５０６５ｘｘに１重量％で溶解させたもの
８０重量部、親水性の置換基を含むメチルメタクリレー
トモノマー７重量部、疎水性の置換基を含むｔ−ブチル
メタクリレートモノマー７重量部、架橋剤としてジビニ
ルベンゼン１重量部、ベンゾイルパーオキサイド０．２
重量部を混合溶解し、非イオン性界面活性剤３重量部、
純水３００重量部と共にホモジナイザーで乳化した後、
回転数５００ｒｐｍで撹拌しながら、エマルジョン状の
液晶組成物を８５℃で１時間重合した。

【００８３】次いで、この液晶組成物を目の大きさが１
μｍ角であるフィルターで濾過し、純水で３回洗浄し
た。このようにして、透明被膜で液晶組成物を包含して
なる外径５μｍの液晶マイクロカプセルを得た。

【００８４】次いで、この液晶マイクロカプセルを１０
％イソプロピルアルコール水に１０重量％で分散させ、
これをあらかじめアルミニウム反射電極を設けたガラス
基板表面に塗布し、乾燥させて液晶層（調光層）を形成
した。さらに、液晶層上に、あらかじめ透明電極を設け
た高分子フィルムを透明電極が液晶層と接触するように
して熱ローラでラミネートした。このようにして本発明
の液晶表示素子を作製した。

【００８５】得られた液晶表示素子を顕微鏡観測したと
ころ、液晶層の構造は実施例１と同様であった。また、
液晶層の厚さは１１μｍであり、液晶分子の配向は基板
面に対してほぼ平行であった。この液晶表示素子は黒色
であり、５０Ｈｚで９Ｖの交流電圧を印加すると無色と
なった。また、反射濃度計で測定したコントラスト比は
３．５であった。 （実施例４）負の誘電異方性を有するネマチック液晶Ｚ
ＬＩ−２６５９（メルク社製、商品名）を８０重量部、
親水性の置換基を含むメチルメタクリレートモノマー３
重量部、親水性の置換基を含むエチレングリコールジメ
タクリレート２重量部、疎水性の置換基を含むオクタデ
シルメタクリレートモノマー１１重量部、ベンゾイルパ
ーオキサイド０．２重量部を混合して溶解し、これに界
面活性剤３重量部、純水３００重量部と共にホモジナイ
ザーで乳化した後、回転数５００ｒｐｍで撹拌し、上記
液晶組成物を８５℃で１時間重合させた。

【００８６】次いで、この液晶組成物を目の大きさが１
μｍ角であるフィルターで濾過し、純水で３回洗浄し
た。このようにして、透明被膜で液晶組成物を包含して
なる外径６μｍの液晶マイクロカプセルを得た。

【００８７】次いで、この液晶マイクロカプセルを１０
％イソプロピルアルコール水に１０重量％で分散させ、
これをあらかじめ透明電極を設けたガラス基板表面にア
プリケータを用いて塗布し、乾燥させて液晶層（調光
層）を形成した。さらに、液晶層上にあらかじめ透明電
極を設けたガラス基板を液晶層に透明電極が接触するよ
うにして重ね、これをポリアミド製の袋に入れ、袋内を
減圧し、その状態で１００℃に加熱し、２枚のガラス基
板を加熱密着させて本発明の液晶表示素子を作製した。

【００８８】得られた液晶表示素子を顕微鏡で観測した
ところ、液晶層の構造は実施例１と同様に、それぞれの
液晶マイクロカプセルは互いに融合しており、その融合
部分は直線の多面体構造となっていた。また、液晶層の
厚さ方向における液晶マイクロカプセルの融合部分は基
板の表面に対してほぼ平行であった。また、液晶マイク
ロカプセルはまったく壊れておらず、液晶分子の配向は
基板の表面に対してほぼ平行であった。また、液晶層の
厚みは８μｍであった。この液晶表示素子は透明であ
り、５０Ｈｚで１０Ｖの交流電圧を印加すると白色不透
明となった。また、透過吸光度から求めたコントラスト
比は２５であった。 （実施例５）黒色二色性色素Ｓ−４３５を負の誘電異方
性を有するネマチック液晶Ｚ−２６５９に１重量％で溶
解させたもの８０重量部、親水性の置換基を含むメチル
メタクリレートモノマー３重量部、疎水性の置換基を含
むジイソブチルフマレートモノマー１１重量部、架橋剤
としてジビニルベンゼン１重量部、ベンゾイルパーオキ
サイド０．２重量部を混合して溶解し、これに界面活性
剤３重量部、純水３００重量部と共にホモジナイザーで
乳化した後、回転数５００ｒｐｍで撹拌し、上記液晶組
成物を８５℃で１時間重合させた。

【００８９】次いで、この液晶組成物を目の大きさが１
μｍ角であるフィルターで濾過し、純水で３回洗浄し
た。このようにして、透明被膜で液晶組成物を包含して
なる外径５μｍの液晶マイクロカプセルを得た。

【００９０】次いで、この液晶マイクロカプセルを１０
％イソプロピルアルコール水に１０重量％で分散させ、
これをあらかじめアルミニウム反射電極を設けたガラス
基板表面に塗布し、乾燥させて液晶層（調光層）を形成
した。さらに、液晶層上に、あらかじめアルミニウム反
射電極を設けたガラス基板を液晶層にアルミニウム反射
電極が接触するようにして重ね、これをポリアミド製の
袋に入れ、袋内を減圧し、その状態で１００℃に加熱
し、２枚のガラス基板を加熱密着させて本発明の液晶表
示素子を作製した。

【００９１】得られた液晶表示素子を顕微鏡で観測した
ところ、液晶層の構造は実施例１と同様に、それぞれの
液晶マイクロカプセルは互いに融合しており、その融合
部分は直線の多面体構造となっていた。また、液晶層の
厚さ方向における液晶マイクロカプセルの融合部分は基
板の表面に対してほぼ平行であった。また、液晶マイク
ロカプセルはまったく壊れておらず、液晶分子の配向は
基板の表面に対してほぼ垂直であった。また、液晶層の
厚みは９μｍであった。この液晶表示素子は無色であ
り、５０Ｈｚで９．５Ｖの交流電圧を印加すると黒色と
なった。また、反射濃度計で測定したコントラスト比は
４．６であった。 （実施例６）黒色二色性色素Ｓ−４３５を液晶ＺＬＩ−
１６９５に１重量％で溶解させたもの８０重量部、親水
性の置換基を含むメチルメタクリレートモノマー７重量
部、疎水性の置換基を含むクロロプレンモノマー７重量
部、架橋剤としてジビニルベンゼン１重量部、ベンゾイ
ルパーオキサイド０．２重量部を混合溶解し、非イオン
性界面活性剤３重量部、純水３００重量部と共にホモジ
ナイザーで乳化した後、回転数５００ｒｐｍで撹拌し、
上記液晶組成物を８５℃で１時間重合した。

【００９２】次いで、この液晶組成物を目の大きさが１
μｍ角であるフィルターで濾過し、純水で３回洗浄し
た。このようにして、透明被膜で液晶組成物を包含して
なる外径４μｍの液晶マイクロカプセルを得た。

【００９３】次いで、この液晶マイクロカプセルを１０
％イソプロピルアルコール水に１０重量％で分散させ、
これをあらかじめアルミニウム反射電極を設けたガラス
基板表面に塗布し、乾燥させて液晶層（調光層）を形成
した。次いで、液晶層にテフロン板を押し付けながら１
２０℃でテフロン板を水平方向（基板面とほぼ平行な方
向）に僅かにずらした。その後、室温にまで冷却した
後、テフロン板を外し、あらかじめ透明電極を設けた高
分子フィルムを透明電極と液晶層が接触するようにして
ラミネートした。このようにして本発明の液晶表示装置
を作製した。

【００９４】得られた液晶表示素子を顕微鏡で観測した
ところ、液晶層の構造は実施例１と同様に、それぞれの
液晶マイクロカプセルは互いに融合しており、その融合
部分は直線の多面体構造となっていた。また、液晶層の
厚さ方向における液晶マイクロカプセルの融合部分は基
板の表面に対してほぼ平行であった。また、液晶マイク
ロカプセルはまったく壊れておらず、液晶分子はテフロ
ン板をずらした方向に配向していた。また、液晶層の厚
みは８μｍであった。この液晶表示素子は黒色であり、
５０Ｈｚで９Ｖの交流電圧を印加すると無色となった。
また、反射濃度計で測定したコントラスト比は４．６で
あった。 （実施例７）黒色二色性色素Ｓ−４３５を液晶ＺＬＩ−
１６９５に１重量％で溶解させたもの８０重量部、親水
性の置換基を含むメチルメタクリレートモノマー７重量
部、疎水性の置換基を含むｔ−ブチルメタクリレート７
重量部、架橋剤としてジビニルベンゼン１重量部、ベン
ゾイルパーオキサイド０．２重量部を混合溶解し、界面
活性剤３重量部、純水３００重量部と共にホモジナイザ
ーで乳化した後、回転数５００ｒｐｍで撹拌し、上記液
晶組成物を８５℃で１時間重合した。

【００９５】次いで、この液晶組成物を目の大きさが１
μｍ角であるフィルターで濾過し、純水で３回洗浄し
た。このようにして、透明被膜で液晶組成物を包含して
なる外径２μｍの液晶マイクロカプセルを得た。

【００９６】次いで、この液晶マイクロカプセルを１０
％イソプロピルアルコール水に５重量％で分散させ、こ
れをあらかじめアルミニウム反射電極を設けたガラス基
板表面に塗布し、乾燥させて第１の液晶層（調光層）を
形成した。次いで、第１の液晶層にテフロン板を押し付
けながら１２０℃でテフロン板を水平方向（基板面とほ
ぼ平行な方向）に僅かにずらした。その後、室温にまで
冷却した後、テフロン板を外した。

【００９７】得られた液晶マイクロカプセルの構造体
（第１の液晶層）を顕微鏡で観察したところ、第１の液
晶層の構造は実施例１と同様に、それぞれの液晶マイク
ロカプセルは互いに融合しており、その融合部分は直線
の多面体構造となっていた。また、第１の液晶層の厚さ
方向における液晶マイクロカプセルの融合部分は基板の
表面に対してほぼ平行であった。また、液晶マイクロカ
プセルはまったく壊れておらず、液晶分子はテフロン板
をずらした方向に配向していた。また、第１の液晶層の
厚みは４μｍであった。

【００９８】次に、黒色二色性色素Ｓ−４３５を液晶Ｚ
ＬＩ−１６９５に１重量％で溶解させたもの８０重量
部、親水性の置換基を含む酢酸ビニルモノマー７重量
部、疎水性の置換基を含むスチレンモノマー７重量部、
架橋剤としてジビニルベンゼン１重量部、ベンゾイルパ
ーオキサイド０．２重量部を混合溶解し、界面活性剤３
重量部、純水３００重量部と共にホモジナイザーで乳化
した後、回転数５００ｒｐｍで撹拌し、上記液晶組成物
を８５℃で１時間重合した。

【００９９】次いで、この液晶組成物を目の大きさが１
μｍ角であるフィルターで濾過し、純水で３回洗浄し
た。このようにして、透明被膜で液晶組成物を包含して
なる外径２μｍの液晶マイクロカプセルを得た。

【０１００】次いで、この液晶マイクロカプセルを１０
％イソプロピルアルコール水に５重量％で分散させ、こ
れを第１の液晶層上に塗布し、乾燥させて第２の液晶層
（調光層）を形成した。次いで、第２の液晶層にテフロ
ン板を押し付けながら９０℃でテフロン板を第１の液晶
層形成におけるずれ方向とほぼ直交する水平方向に僅か
にずらした。その後、室温にまで冷却した後、テフロン
板を外した。

【０１０１】得られた液晶マイクロカプセルの構造体
（第１の液晶層）を顕微鏡で観察したところ、第２の液
晶層の構造は実施例１と同様に、それぞれの液晶マイク
ロカプセルは互いに融合しており、その融合部分は直線
の多面体構造となっていた。また、第２の液晶層の厚さ
方向における液晶マイクロカプセルの融合部分は基板の
表面に対してほぼ平行であった。また、液晶マイクロカ
プセルはまったく壊れておらず、液晶分子は基板面に対
してほぼ平行であって、テフロン板をずらした方向に配
向していた。したがって、第１の液晶層の液晶分子と第
２の液晶層の液晶分子の配向方向はほぼ直交していた。
また、液晶層全体の厚みは８μｍであった。

【０１０２】次いで、あらかじめ透明電極を設けた高分
子フィルムを透明電極と第２の液晶層が接触するように
してラミネートした。このようにして本発明の液晶表示
装置を作製した。この液晶表示素子は黒色であり、５０
Ｈｚで９Ｖの交流電圧を印加すると無色となった。ま
た、反射濃度計で測定したコントラスト比は５．５であ
った。 （実施例８）黒色二色性色素Ｓ−４３５を液晶ＺＬＩ−
１６９５に１重量％で溶解させたもの８０重量部、親水
性の置換基を含むエチルメタクリレートモノマー７重量
部、疎水性の置換基を含むイソブチルメタクリレート７
重量部、架橋剤としてエチレングリコールジアクリレー
ト１重量部、ベンゾイルパーオキサイド０．２重量部を
混合溶解し、界面活性剤３重量部、純水３００重量部と
共にホモジナイザーで乳化した後、回転数５００ｒｐｍ
で撹拌し、上記液晶組成物を８５℃で１時間重合した。

【０１０３】次いで、この液晶組成物を目の大きさが１
μｍ角であるフィルターで濾過し、細い液晶マイクロカ
プセルを除去し、純水で３回洗浄した。このようにし
て、透明被膜で液晶組成物を包含してなる外径３μｍの
液晶マイクロカプセルを得た。

【０１０４】次いで、この液晶マイクロカプセルとエポ
キシプレポリマー（エピコート）８重量部とを混合し
て、５重量％ゼラチン水溶液２００重量部に撹拌しなが
ら滴下して微小滴を形成させ、アミン系硬化剤の３重量
部を５０重量部の水に溶解してなる溶液を前記ゼラチン
水溶液中に徐々に滴下しながら、約４０℃で１時間撹拌
を続けた。

【０１０５】次いで、この液晶組成物を目の大きさが１
μｍ角であるフィルターで濾過し、細かい液晶マイクロ
カプセルを除去し、純水で３回洗浄した。このようにし
て、ビニル重合膜とエポキシ樹脂膜の２層構造の透明被
膜で液晶材料を包含してなる外径４μｍの液晶マイクロ
カプセルを得た。

【０１０６】得られた液晶マイクロカプセルを１０％イ
ソプロピルアルコール水に５重量％で分散させ、これを
あらかじめ透明電極を設けたガラス基板表面に塗布し、
乾燥し、これにテフロン板を押しつけて、１２０℃で２
時間加熱密着させると同時にエポキシ樹脂を硬化させ
た。その後、室温にまで冷却した後、テフロン板を外し
た。次いで、あらかじめ透明電極を設けた高分子フィル
ムを透明電極と液晶層が接触するようにしてラミネート
した。このようにして本発明の液晶表示装置を作製し
た。

【０１０７】得られた液晶表示素子を顕微鏡で観察した
ところ、液晶層の構造は実施例１と同様に、それぞれの
液晶マイクロカプセルは互いに融合しており、その融合
部分は直線の多面体構造となっていた。また、液晶層の
厚さ方向における液晶マイクロカプセルの融合部分は基
板の表面に対してほぼ平行であった。また、液晶マイク
ロカプセルはまったく壊れておらず、液晶層の厚みは１
０μｍであった。この液晶表示素子は黒色であり、５０
Ｈｚで１０Ｖの交流電圧を印加すると無色となった。ま
た、反射濃度計で測定したコントラスト比は４．２であ
った。

【０１０８】

【発明の効果】以上説明したように本発明の液晶マイク
ロカプセルは、親水性の置換基を有する炭素−炭素不飽
和結合を有する単量体と、無置換もしくは疎水性の置換
基を有する炭素−炭素不飽和結合を有する単量体とを含
む複数の単量体を重合させてなる高分子被膜と、前記高
分子被膜中に封入された液晶材料とを具備するので、被
膜の機械的および熱的耐性が高く、ピンホールがなく均
一である。これにより、フッ素系液晶やゲスト・ホスト
液晶の電圧駆動に適するものである。また、上記液晶マ
イクロカプセルを用いた液晶表示素子は、明るい反射型
ディスプレイに適したものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明の液晶表示素子における液晶マ
イクロカプセル構造体を示す模式平面図、（Ｂ）は本発
明の液晶表示素子における液晶マイクロカプセル構造体
を示す模式断面図。

【図２】本発明の液晶表示素子の概略を示す断面図。

【符号の説明】

１，１１…ガラス基板、２…液晶マイクロカプセル、１
２…透明電極、１３…液晶層。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 親水性の置換基を有する炭素−炭素不飽
   和結合を有する単量体と、無置換もしくは疎水性の置換
   基を有する炭素−炭素不飽和結合を有する単量体とを含
   む複数の単量体を重合させてなる高分子被膜と、前記高
   分子被膜中に封入された液晶材料とを具備することを特
   徴とする液晶マイクロカプセル。
2. 【請求項２】 前記親水性の置換基は、水酸基、炭素数
   ３以下のアルコールのカルボン酸エステル基、カルボキ
   シル基、シアノ基、炭素数３以下のアルキル基を有する
   アシル基、炭素数３以下のアルコールの炭酸エステル
   基、炭素数３以下のアミンのカルボン酸アミド基、第一
   級アミノ基、炭素数３以下の置換基を有する第二級アミ
   ノ基、および炭素数３以下のアルコキシル基からなる群
   より選ばれた少なくとも一つであり、前記疎水性の置換
   基は、炭化水素基、ハロゲン置換炭化水素基、炭素数４
   以上のアルコールのカルボン酸エステル基、炭素数４以
   上のアルキル基を有するアシル基、炭素数４以上のアル
   コールの炭酸エステル基、炭素数４以上のアミンのカル
   ボン酸アミド基、炭素数４以上のアルコキシル基、およ
   びアルキル置換シロキサンからなる群より選ばれた少な
   くとも一つである請求項１記載の液晶マイクロカプセ
   ル。
3. 【請求項３】 前記液晶材料がフッ素系液晶を主成分と
   する請求項１記載の液晶マイクロカプセル。
4. 【請求項４】 前記液晶材料が二色性色素を含有する請
   求項１記載の液晶マイクロカプセル。
5. 【請求項５】 それぞれに透明電極を有する一対の基板
   と、前記透明電極が対向するように配置した前記一対の
   基板間に挟持された液晶層と具備し、前記液晶層は、親
   水性の置換基を有する炭素−炭素不飽和結合を有する単
   量体と、無置換もしくは疎水性の置換基を有する炭素−
   炭素不飽和結合を有する単量体とを含む複数の単量体を
   重合させてなる高分子被膜と、前記高分子被膜中に封入
   された液晶材料とを備えた液晶マイクロカプセルを含む
   ことを特徴とする液晶表示素子。