JPH11202303A

JPH11202303A - 液晶表示素子

Info

Publication number: JPH11202303A
Application number: JP697698A
Authority: JP
Inventors: Takuji Hatano; 卓史波多野; Hideaki Ueda; 秀昭植田; Nobuyuki Kobayashi; 信幸小林; Kiyobumi Hashimoto; 清文橋本; Masako Iwamatsu; 雅子岩松
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1998-01-16
Filing date: 1998-01-16
Publication date: 1999-07-30

Abstract

(57)【要約】【課題】単色表示及び白黒表示でのコントラストを高
めることができる、室温でコレステリック相を示す液晶
を用いた表示素子を得る。【解決手段】室温でコレステリック相を示す液晶と樹
脂とからなる複合膜１８を、２枚の基板１１，１２でス
ペーサ１５を介して挟着した液晶表示素子。透明電極１
３，１４間に電圧をオン、オフすることによって、液晶
をプレーナ状態とフォーカルコニック状態とに切り換え
て表示を行う。液晶が閉じ込められたドロップレット１
７はその直径が１０μｍ以上で３０μｍ未満のものを５
０％以上含有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示素子、詳
しくは、室温でコレステリック相を示す液晶を使用した
液晶表示素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】（カイラルネマティック高分子分散型液
晶）従来、室温でコレステリック相を示す液晶を使用し
た液晶表示素子としては、該液晶と樹脂とからなる複合
膜を、それぞれ透明電極を有する２枚の基板で挟着し、
透明電極間に電圧をオン、オフすることによって液晶を
プレーナ状態とフォーカルコニック状態とに切り換えて
表示するものが知られている。プレーナ状態では入射光
のうちコレステリックピッチに対応した波長の光だけを
選択的に反射し、フォーカルコニック状態では入射光を
透過させ、単色表示を行う。選択反射波長を赤外域に設
定した場合、プレーナ状態では可視光は透過し、フォー
カルコニック状態では可視光が散乱され、透過した可視
光を吸収させれば、白黒表示を行うことが可能である。

【０００３】（表示素子の構成）図７に従来のコレステ
リック液晶を用いた表示素子を示す。５１，５２はガラ
ス基板で、その表面に透明電極５３，５４がコーティン
グされている。５５はシリカからなる球状スペーサで、
ガラス基板５１，５２のギャップを均一に保つために介
在されている。５６は樹脂、５７は液晶ドロップレット
で両者によって複合膜５８を形成している。５９は可視
光吸収層であり、黒色塗料を塗布したり、黒色樹脂フィ
ルムを貼着することによって設けられている。

【０００４】この液晶表示素子は反射型であって、透明
電極５３，５４間に電圧をオン、オフすることにより、
液晶ドロップレット５７の状態をプレーナ状態（選択反
射）又はフォーカルコニック状態（透過）に切り換え
る。観察者は矢印Ａ方向から表示素子を観察し、光は矢
印Ａ方向から入射することになる。液晶のコレステリッ
クピッチをＰ、平均屈折率をｎとすると、プレーナ状態
では波長λ＝Ｐ・ｎの光が選択的に反射され、表示され
る。フォーカルコニック状態では液晶は殆ど透明で、弱
い散乱を示す程度であり、入射光はその殆どが光吸収層
５９で吸収され、黒色に表示される。また、選択反射波
長λ＝Ｐ・ｎを赤外域に設定すると、プレーナ状態では
赤外光のみを選択反射し、可視光は透過させるために透
明になり、フォーカルコニック状態では可視光を散乱さ
せて白く見える。従って、この場合は白黒表示となる。

【０００５】（比較例１、単色表示）ここで、比較例１
として、波長５５０ｎｍの選択反射状態と透明状態とを
切り換えて単色表示を行う液晶表示素子について、その
組成を具体的に説明する。素子の構成は図７に示したも
のと同様である。

【０００６】複合膜５８の材料は、ネマティック液晶Ｍ
Ｎ１０００ＸＸ（チッソ社製）に、室温でコレステリッ
ク相を示させるためにカイラルドーパントＳ−８１１
（メルク社製）を、選択反射波長が５５０ｎｍになるよ
うに、４２ｗｔ％配合した液晶材料と、光重合開始剤Ｄ
ＡＲＯＣＵＲ１１７３（チバガイギー社製）を３ｗｔ％
加えた二官能アクリレートＲ７１２（日本化薬社製）の
樹脂材料を用いた。液晶材料と樹脂材料の配合は重量比
で７０：３０とされている。この複合膜材料を基板５
１，５２の間に、直径１０μｍのシリカからなるスペー
サ５５と共に挟着し、紫外線を照射することによって作
製した。この比較例１におけるドロップレット径の分布
を表１に示す。ドロップレット径の平均は８．７μｍで
あり、１０μｍ未満のものが６７％、１０μｍ以上で３
０μｍ未満のものは３３％である。

【０００７】

【表１】

【０００８】（比較例２、白黒表示）次に、比較例２と
して、透過状態と散乱状態とを切り換えて白黒表示を行
う液晶表示素子について、その組成を具体的に説明す
る。比較例２の選択反射波長は１１００ｎｍに設定さ
れ、構成自体は図７に示したものと同様である。

【０００９】複合膜５８の材料は、前記ネマティック液
晶ＭＮ１０００ＸＸに前記カイラルドーパントＳ−８１
１を、選択反射波長が１１００ｎｍになるように、１８
ｗｔ％配合した液晶材料と、前記光重合開始剤ＤＡＲＯ
ＣＵＲ１１７３を３ｗｔ％加えた前記二官能アクリレー
トＲ７１２の樹脂材料を用いた。液晶材料と樹脂材料の
配合は重量比で８５：１５とされている。この複合膜材
料を基板５１，５２の間に、直径２０μｍのシリカから
なるスペーサ５５と共に挟着し、紫外線を照射すること
によって作製した。この比較例２におけるドロップレッ
ト径の分布を表２に示す。ドロップレット径の平均は
８．７μｍであり、１０μｍ未満のものが５５％、１０
μｍ以上で３０μｍ未満のものは３６％である。

【００１０】

【表２】

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】（ドロップレット径）
前記比較例１の液晶ドロップレット径は１０μｍ未満の
ものが多くを占め、１０μｍ以上で３０μｍ未満のもの
は３３％しか含まれていない。比較例１の液晶表示素子
の反射状態のＹ値は１１．５５、透過状態のＹ値は３．
９５であり、表示コントラストは２．５２と低い値であ
った。また、前記比較例２についても、液晶ドロップレ
ット径は１０μｍ未満のものが多くを占め、１０μｍ以
上で３０μｍ未満のものは３６％しか含まれていない。
比較例２の液晶表示素子の散乱状態のＹ値は１２．５、
透過状態のＹ値は８．０９であり、表示コントラストは
１．５５と低い値であった。

【００１２】これらの原因は、直径１０μｍ未満の液晶
ドロップレットが多いため、液晶材料と樹脂との接合面
の面積が大きくなり、透明状態での光の散乱効果が大き
く、透過状態のＹ値が大きいためである。

【００１３】ところで、米国特許第５，５５９，６１５
号明細書では、液晶ドロップレットの大きさに限定を加
えることが開示されているが、これにはコレステリック
液晶のコレステリックピッチより大きいドロップレット
を主に用いるとされているだけである。即ち、可視光の
波長を４００ｎｍから７００ｎｍ、液晶の屈折率が約２
として、ドロップレットの大きさを約０．８μｍから
１．４μｍより大きくすることを限定しているだけであ
る。本発明者らの実験では、直径１０μｍ未満のドロッ
プレットが多い場合には、光の散乱効果が大きく、コン
トラストの高い表示を行うことができないことが判明し
ている。従って、コントラストの高い表示を行うために
は、米国特許第５，５５９，６１５号明細書に開示され
ているドロップレットの大きさでは不十分である。

【００１４】（スペーサ材料）比較例１ではスペーサの
材料として、屈折率１．４７のシリカが用いられてい
る。液晶材料の屈折率は１．６１、樹脂の屈折率は１．
５３であり、スペーサの屈折率が液晶材料及び樹脂に比
べてかなり低いため、スペーサが液晶材料又は樹脂と接
する面での光の屈折角が大きく、複合膜の散乱が大きく
なり透過状態の反射率が高くなってしまう。

【００１５】（光硬化性樹脂材料）比較例１では光硬化
性樹脂として、アクリル樹脂が用いられている。しか
し、液晶に対する樹脂のアンカリングエネルギーが大き
いためコントラストが低くなってしまう。

【００１６】（透明電極での反射）従来の液晶表示素子
では青色領域の光の反射率が他の領域の光に比べて大き
くなっている。図８を参照してその原因を説明する。図
８は、図７に示した液晶表示素子の一部分を拡大したも
のであり、図７と同じ構成要素には同じ番号が付されて
いる。ａは入射光、ｂは透明電極５３の近傍で反射され
た正反射光、ｃは入射光が液晶層５７で散乱された散乱
光、ｄは散乱光が透明電極５３の近傍で反射された反射
光である。

【００１７】入射光ａの正反射光ｂが観察者の目に入る
のは、入射光ａと液晶素子と観察者の目の位置がある関
係になったときだけであり、主に観察者の目にはいるの
は入射光ａのうち複合膜５８で弱い散乱を受けた散乱光
ｃの反射光ｄである。

【００１８】図９に、基板５２、透明電極５３、液晶層
５７周辺領域の分光反射率を示す。ここでは、ガラス基
板５２の屈折率を１．５８、液晶層５７の屈折率を１．
６１、透明電極５３の屈折率を２．０、透明電極５３の
膜厚を４２０オングストロームとしている。図９から明
らかなように、青色領域の反射率が他の領域の反射率よ
りも高くなっている。また、基板５２、透明電極５３、
樹脂層５６周辺領域の分光反射率も、樹脂層５６の屈折
率が１．５３であって液晶層５７の屈折率１．６１に近
いために同様の特性である。また、散乱は可視光域全般
にわたってフラットではなく、青色領域の光の方が他の
領域の光よりも強いことが一般的に知られている。従っ
て、従来の液晶表示素子は、青色の反射光成分を多く反
射することになり、透過状態の反射率が高くなるために
高コントラストの表示ができず、かつ、若干青みがかか
って見えることになる。

【００１９】（目的）そこで、本発明の目的は、単色表
示及び白黒表示でのコントラストを高めることができ
る、室温でコレステリック相を示す液晶を用いた表示素
子を提供することにある。さらに、本発明の目的は、前
記目的に加えて、色純度の高い液晶表示素子を提供する
ことにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る液晶表示素子は、室温でコレステリッ
ク相を示す液晶と樹脂とからなる複合膜に液晶が閉じ込
められたドロップレットが、その直径が１０μｍ以上で
３０μｍ未満のものが５０％以上含有していることを特
徴とする。前記複合膜を挟着する２枚の基板間に挿入さ
れるスペーサはアクリル樹脂であることが好ましい。さ
らに、前記複合膜を構成する樹脂は光硬化性エポキシ樹
脂又はシリコン樹脂を含むことが好ましい。さらに、前
記基板に形成される透明電極には、主として青色領域の
光の反射を防止する膜を有することが好ましい。

【００２１】

【作用】直径１０μｍ以上で３０μｍ以下の液晶のドロ
ップレットの割合が５０％以上である複合膜を用いるこ
とにより、従来問題であったとされていた透明状態での
光の散乱が少なくなり、高コントラストの表示が可能で
ある。アクリル樹脂のスペーサを用いることにより、ス
ペーサと液晶材料及び樹脂の屈折率が近くなり、複合膜
の散乱が減り、高コントラストの表示が可能である。

【００２２】光硬化性樹脂としてエポキシ樹脂又はシリ
コン樹脂を含む樹脂を用いることにより、液晶と樹脂の
境界面のアンカリングエネルギーが減少し、高コントラ
ストの表示が可能である。

【００２３】透明電極に主として青色領域の光の反射を
防ぐ反射防止膜を設けることにより、反射光のうち他の
波長に比べて強く散乱する青色の反射光が少なくなり、
透過状態での青色光の反射成分が少なく、コントラスト
の高い表示が可能である。また、青色光の反射成分が少
なくなったために、他の色を表示したときの色純度が向
上する。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る液晶表示素子
の実施形態について添付図面を参照して説明する。

【００２５】（第１実施形態、図１，図２参照）図１に
本発明の第１実施形態である液晶表示素子を示す。

【００２６】１１，１２は厚さ１２０μｍのポリカーボ
ネートからなるフィルム基板で、それぞれの表面にはＩ
ＴＯ（Indium Tin Oxide）透明電極１３，１４が４２
０オングストロームの厚さに所定のパターンで蒸着され
ている。基板１２の内側には青色領域の光の反射を防止
するための反射防止膜２０がコーティングされている。

【００２７】反射防止膜２０は３層構成になっており、
透明電極１３に近い側から屈折率の低い材料、高い材
料、低い材料の順に積層されている。基準主波長をλ₀
として、３層の膜厚は合わせて０．２５λ₀に近い値を
とることが望ましい。本第１実施形態において、それぞ
れの層は、透明電極１３に近い側からＳｉＯ₂（屈折率
１．４７０）、ＺｒＴｉＯ₂（屈折率２．１００）、Ｓ
ｉＯ₂（屈折率１．４７０）を用い、基準主波長λ₀を４
２０ｎｍとして、厚さは２２９オングストローム、２０
０オングストローム、２８６オングストロームにコーテ
ィングされている。

【００２８】反射防止膜２０の材料としては、一般的
に、低屈折率材料としてＭｇＦ₂、ＳｉＯ₂、ＡｌＯ₂、
Ａｌ₂Ｏ₃、ＹＦ₃などが知られている。フィルム基板１
２は耐熱性に劣り高温でのコーティングができないた
め、低温でコーティングしても密着性のよいＳｉＯ₂、
ＡｌＯ₂、ＹＦ₃が適している。高屈折率材料としては、
ＴｉＯ₂、ＺｒＯ₂あるいはこれらの混合物、ＨｆＯ₂、
ＣｅＯ₂などが知られている。しかし、本第１実施形態
では光重合相分離法を用いるので、紫外光域に吸収があ
るＴｉＯ₂、ＣｅＯ₂は好ましくない。

【００２９】１５はスペーサで、直径１０μｍのポリメ
チルメタクリレート樹脂製である。１６は樹脂、１７は
液晶ドロップレットで、両者は液晶・樹脂複合膜１８を
形成している。１９は黒色塗料からなる可視光吸収層で
ある。

【００３０】液晶としては、ネマティック液晶ＭＮ１０
００ＸＸ（チッソ社製）に室温でコレステリック相を示
させるためにカイラルドーパントＳ−８１１（メルク社
製）を、選択反射波長が５５０ｎｍになるように、２３
ｗｔ％配合した材料を用いている。樹脂としては、光重
合開始剤ＤＡＲＯＣＵＲ１１７３（チバガイギー社製）
を３ｗｔ％加えた二官能アクリレートＲ７１２（日本化
薬社製）を用いている。この液晶材料と樹脂材料とを重
量比８０：２０の割合で混合した。

【００３１】液晶・樹脂複合膜１８は液晶材料と樹脂材
料をよく混合した後、スペーサ１５を塗布した基板１２
上に滴下し、基板１１を上から被せて十分に密着させた
後に、紫外線を照射して樹脂材料を重合させる。液晶は
主として１０μｍ以上で３０μｍ未満の直径を持つドロ
ップレット１７を形成し、樹脂１６中に分散した液晶・
樹脂複合膜１８が得られる。表３にこのときの液晶ドロ
ップレット１７の直径の分布を示す。スペーサ１５は、
エタノールにスペーサを分散させた塗布液をスプレー塗
布した。

【００３２】

【表３】

【００３３】第１実施形態における液晶は、電極１３，
１４間に１５０Ｖのパルス電圧を印加することにより、
電圧がオフした後にプレーナ状態となり、緑色の光を選
択反射する。選択反射波長は５５０ｎｍである。電極１
３，１４間に７０Ｖのパルス電圧を印加すると、液晶は
フォーカルコニック状態を示し、透明状態になる。それ
ぞれの状態での反射率を測定すると、プレーナ状態のＹ
値は１６．２５、フォーカルコニック状態のＹ値は３．
９５であり、コントラストは４．１１を示した。

【００３４】本第１実施形態では樹脂層１６としてアク
リル樹脂を用いているが、スペーサ１５もアクリル樹脂
を材料としたものを用いている。従って、スペーサ１５
の屈折率と樹脂層１６の屈折率が近く、両者の間で光の
屈折や散乱が起こりにくく、液晶が透明状態のときの反
射率を低く保つことができる。

【００３５】一方、ポリカーボネート基板１１の屈折率
は１．５８、透明電極１３の屈折率は２．０、厚さが４
２０オングストローム、液晶の平均屈折率は１．６１で
ある。基板１２、透明電極１３及び液晶層１７を含む反
射防止膜２０近傍の分光反射率を計算してみると、入射
角０゜として、図２に示すようになる。また、基板１
２、透明電極１３及び樹脂層１６を含む反射防止膜２０
近傍の分光反射率も、樹脂層１６の屈折率が１．５３で
あって液晶層１７の屈折率に近いために同様の特性であ
る。前記比較例１の反射防止膜がないときの透明電極５
３近傍の分光反射率（図９参照）と比べてみると、明ら
かに青色領域の反射率が改善されていることがわかる。

【００３６】反射防止膜２０の他の例として、透明電極
１３に近い側からＳｉＯ₂（屈折率１．４７０）、Ｚｒ
ＴｉＯ₂（屈折率２．１００）、Ａｌ₂Ｏ₃（屈折率１．
６２０）を用い、基準主波長λ₀を４２０ｎｍとして、
厚さは２８６オングストローム、２００オングストロー
ム、３１１オングストロームにコーティングしてもよ
い。

【００３７】（第２実施形態）本第２実施形態は、光硬
化型樹脂としてエポキシ系の樹脂を用いたものであり、
表示素子の構成は図１と同じである。液晶材料として
は、前記液晶材料ＭＮ１０００ＸＸに前記カイラルドー
パントＳ−８１１を４２ｗｔ％混合したものを用いてい
る。樹脂材料として、エポキシ基を有するエポキシ化合
物ＣＹ１７９（長瀬チバ社製）に前記光重合開始剤ＤＡ
ＲＯＣＵＲ１１７３を３ｗｔ％混合したものを用いる。

【００３８】製造方法は第１実施形態と同じで、ＩＴＯ
透明電極１３がコーティングされ、その上に青色領域の
光の反射を防止する反射防止膜２０がコーティングされ
たポリカーボネート基板１２に直径１０μｍのアクリル
製のスペーサ１５を塗布されたものと、透明電極１４が
コーティングされたポリカーボネート基板１１の間に、
前記液晶材料と樹脂材料を重量比８０：２０の割合で混
合した材料を挟持し、紫外線を照射して樹脂材料を重合
させる。

【００３９】このようにして作製した液晶表示素子は、
プレーナ状態で波長５５０ｎｍの光を選択反射する。本
第２実施形態の液晶表示素子は樹脂材料としてエポキシ
樹脂を用いているので、アクリル樹脂に比べて樹脂のア
ンカリングエネルギーが小さく、高コントラストの表示
を行うことができる。

【００４０】本第２実施形態ではエポキシ系樹脂として
長瀬チバ社製ＣＹ１７９を用いたが、これ以外にも、Ｘ
ＮＲ５４９０（長瀬チバ社製）などのエポキシ系樹脂を
用いても同様の効果が得られる。液晶材料と樹脂材料の
混合比率についても、７０：３０から９０：１０の範囲
において同様の効果が得られる。

【００４１】（第３実施形態）本第３実施形態は、光硬
化型樹脂としてシリコン系の樹脂を用いたものであり、
表示素子の構成は図１と同じである。液晶材料として
は、前記液晶材料ＭＮ１０００ＸＸに前記カイラルドー
パントＳ−８１１を４２ｗｔ％混合したものを用いてい
る。樹脂材料として、シリコン化合物ＴＦＣ７８７０
（東芝シリコーン社製）に前記光重合開始剤ＤＡＲＯＣ
ＵＲ１１７３を３ｗｔ％混合したものを用いる。

【００４２】製造方法は第１実施形態と同じで、ＩＴＯ
透明電極１３がコーティングされ、その上に青色領域の
光の反射を防止する反射防止膜２０がコーティングされ
たポリカーボネート基板１２に直径１０μｍのアクリル
製のスペーサ１５を塗布されたものと、透明電極１４が
コーティングされたポリカーボネート基板１１の間に、
前記液晶材料と樹脂材料を重量比８０：２０の割合で混
合した材料を挟持し、紫外線を照射して樹脂材料を重合
させる。

【００４３】このようにして製作した液晶表示素子は、
プレーナ状態で波長５５０ｎｍの光を選択反射する。本
第３実施形態の液晶表示素子は樹脂材料としてシリコン
樹脂を用いているので、アクリル樹脂に比べて樹脂のア
ンカリングエネルギーが小さく、高コントラストの表示
を行うことができる。

【００４４】本第３実施形態ではシリコン系樹脂として
東芝シリコーン社製ＴＦＣ７８７０を用いたが、これ以
外にも、ＸＥ１７−Ａ５５３７（東芝シリコーン社製）
などのシリコン系樹脂を用いても同様の効果が得られ
る。液晶材料と樹脂材料の混合比率についても、７０：
３０から９０：１０の範囲において同様の効果が得られ
る。

【００４５】（第４実施形態、図３〜図６参照）本第４
実施形態は、前記第１実施形態の液晶表示素子の基板１
１上にマイクロレンズアレイ２１を設けたものである。
その断面を図３に示す。図４はこの液晶表示素子を矢印
Ａ方向から見た図で、電極１３，１４及びマイクロレン
ズアレイ２１のみ示してある。図４中、斜線で示してあ
る透明電極１３，１４の重なった部分が複合膜１８に電
界を印加する領域であり、表示領域となる。他の部分は
電界が印加されないため、非表示領域となる。透明電極
１３，１４の幅をＷ、ピッチをＰとしたとき。マイクロ
レンズアレイ２１のないときの液晶表示素子の開口率は
Ｗ²／Ｐ²として表すことができる。

【００４６】図５はこの液晶表示素子の一画素を拡大し
た図であり、レンズ周辺部に入射した光線ｅは、マイク
ロレンズアレイ２１がないと仮定した場合には破線のよ
うに進み、非表示領域に入射してしまって表示には寄与
しない。しかし、本第４実施形態ではマイクロレンズア
レイ２１のために表示領域の方へ屈折して表示領域を照
明することになる。従って、マイクロレンズアレイ２１
がない場合は、Ｗ²／Ｐ²であった開口率をほぼ１００％
にすることが可能になる。

【００４７】図６は、他の形状のレンズアレイを用いた
例を示し、マイクロレンズアレイ２１に代えて、かまぼ
こ型レンズアレイ２２を設けた。かまぼこ型レンズの場
合は、非表示領域に入射する光線のほぼ半数を表示領域
に導くことができるので開口率の改善が可能である。

【００４８】マイクロレンズアレイ２１及びかまぼこ型
レンズアレイ２２の製造方法としては、金型を用いた成
型法、光硬化型樹脂に選択的に光照射を行い硬化収縮に
よりレンズを形成する方法等がある。基板１１の材料に
ガラスを用いた場合は、ガラス基板１１の表面から選択
的にイオン交換を行い、屈折率分布を付けてレンズアレ
イとすることもできる。

【００４９】（第５実施形態）本第５実施形態は透過状
態と散乱状態とを切り換えて白黒表示を行う液晶表示素
子である。そのため、選択反射波長は１１００ｎｍに設
定した。表示素子の構造は図１と同様である。液晶材料
として、前記液晶材料ＭＮ１０００ＸＸに前記カイラル
ドーパントＳ−８１１を、選択反射波長が１１００ｎｍ
になるように、１８ｗｔ％配合した材料を用いている。
樹脂材料としては、前記光重合開始剤ＤＡＲＯＣＵＲ１
１７３を３ｗｔ％加えた二官能アクリレートＲ７１２
（日本化薬社製）を用いている。この液晶材料と樹脂材
料とを重量比８５：１５の割合で混合した。

【００５０】液晶・樹脂複合膜１８は液晶材料と樹脂材
料をよく混合した後、スペーサ１５を塗布した基板１２
上に滴下し、基板１１を上から被せて十分に密着させた
後に、紫外線を照射して樹脂材料を重合させる。液晶は
主として１０μｍ以上で３０μｍ未満の直径を持つドロ
ップレット１７を形成し、樹脂１６中に分散した液晶・
樹脂複合膜１８が得られる。表４にこのときの液晶ドロ
ップレット１７の直径の分布を示す。スペーサ１５は、
エタノールにスペーサを分散させた塗布液をスプレー塗
布した。

【００５１】

【表４】

【００５２】本第５実施形態における液晶は、電極１
３，１４間に１６０Ｖのパルス電圧を印加することによ
り、電圧がオフした後にプレーナ状態となり、透明状態
になる。電極１３，１４間に８０Ｖのパルス電圧を印加
すると、液晶表示素子はフォーカルコニック状態を示
し、散乱状態になる。それぞれの状態での反射率を測定
すると、プレーナ状態のＹ値は２．９１、フォーカルコ
ニック状態のＹ値は１０．７であり、コントラストは
３．４６を示した。

【００５３】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、室温でコレステリック相を示す液晶が閉じ込め
られたドロップレットが、その直径が１０μｍ以上で３
０μｍ未満のものの割合が５０％以上になるようにして
いるため、複合膜での散乱が小さくなり、液晶の透明状
態の透過率が上がり、透過状態と選択反射状態との切換
えによる単色表示、及び透過状態と散乱状態との切換え
による白黒表示で、いずれも高コントラストの表示が可
能である。また、透過状態と選択反射状態との切換えに
より表示を行う場合には、複合膜での光の散乱が小さい
ことは、１枚の表示素子を用いて単色表示を行う場合に
も、異なる色を反射する表示素子を積層して多色表示を
行う場合にも、表示の色純度を上げる効果がある。

【００５４】特に、本発明では、ドロップレットの直径
が１０μｍ以上で３０μｍ未満のものが多くを占めるよ
うにしたが、ドロップレットの大きさにばらつきが少な
いと、樹脂アンカリングの影響のばらつきも小さくなる
ので駆動電圧の特性が急峻になるという効果がある。但
し、ドロップレットの直径が大き過ぎると液晶材料と樹
脂との界面アンカリングの影響がドロップレットの中心
まで及びにくくなり液晶の動作速度が遅くなってしま
う。

【００５５】さらに、本発明では、光硬化型樹脂とし
て、エポキシ化合物又はシリコン化合物を含む樹脂を用
いたため、液晶と樹脂の相互作用が小さくなりコントラ
ストの高い表示が可能である。さらに、本発明では、ス
ペーサにシリカよりも屈折率の高いアクリル樹脂を用い
たため、樹脂とスペーサの屈折率が近くなり、複合膜中
での光の散乱を減少させることができ、コントラストの
高い表示を行うことができる。また、表示を液晶の透過
状態と選択反射状態との切り換えにより行う場合には、
複合膜での光の散乱が小さいことは、選択反射表示の色
純度を上げる効果がある。

【００５６】さらに、本発明では、透明電極上に薄膜の
コーティングを行い、透明電極近傍での青色領域の光の
反射を抑えたため、表示素子の透過状態での青色光の反
射が抑えられ、コントラストの高い表示が可能である。
また、表示を液晶の透過状態と選択反射状態との切り換
えにより行う場合には、複合膜での青色光の反射が小さ
いことは、選択反射表示の色純度を上げる効果がある。
また、この反射防止膜は比較的薄い膜で反射防止の効果
が得られるので、基板に余分な応力がかかることもな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る液晶表示素子の第１実施形態を示
す断面図。

【図２】前記第１実施形態での透明電極周辺の分光反射
率を示すグラフ。

【図３】本発明に係る液晶表示素子の第４実施形態を示
す断面図。

【図４】前記第４実施形態を示す平面図。

【図５】前記第４実施形態におけるレンズの作用を説明
するための断面図。

【図６】前記第４実施形態の変形例を示す平面図。

【図７】従来の液晶表示素子を示す断面図。

【図８】前記従来の液晶表示素子での入射光の散乱を説
明するための断面図。

【図９】前記従来の液晶表示素子の分光反射率を示すグ
ラフ。

【符号の説明】

１１，１２…基板１３，１４…透明電極１５…スペーサ１６…樹脂１７…液晶ドロップレット１８…複合膜２０…青色反射防止膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小林信幸大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタ株式会社内 (72)発明者橋本清文大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタ株式会社内 (72)発明者岩松雅子大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】室温でコレステリック相を示す液晶と樹
脂とからなる複合膜を、それぞれ透明電極を有する２枚
の基板で挟着し、透明電極間に電圧をオン、オフするこ
とによって液晶をプレーナ状態とフォーカルコニック状
態とに切り換えて表示を行う液晶表示素子において、液晶が閉じ込められたドロップレットは、その直径が１
０μｍ以上で３０μｍ未満のものが５０％以上含有して
いること、を特徴とする液晶表示素子。
【請求項２】前記樹脂及び基板間に挟着されるスペー
サが共にアクリル樹脂であることを特徴とする請求項１
記載の液晶表示素子。
【請求項３】前記樹脂が光硬化性エポキシ樹脂又はシ
リコン樹脂を含むことを特徴とする請求項１記載の液晶
表示素子。
【請求項４】前記透明電極の表面に主として青色領域
の光の反射を防止する膜を備えたことを特徴とする請求
項１記載の液晶表示素子。