WO2006132361A1 - 表示素子および表示装置 - Google Patents

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WO2006132361A1
WO2006132361A1 PCT/JP2006/311621 JP2006311621W WO2006132361A1 WO 2006132361 A1 WO2006132361 A1 WO 2006132361A1 JP 2006311621 W JP2006311621 W JP 2006311621W WO 2006132361 A1 WO2006132361 A1 WO 2006132361A1
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Iichiro Inoue
Koichi Miyachi
Seiji Shibahara
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Sharp Kabushiki Kaisha
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    • G09G2320/02—Improving the quality of display appearance
    • G09G2320/0252—Improving the response speed

Definitions

  • the present invention relates to a display element and a display device that have high-speed response characteristics, wide viewing angle characteristics, and high contrast characteristics, and have excellent durability and reliability with a wide driving temperature range.
  • a liquid crystal display element has an advantage that it is thin, lightweight, and has low power consumption. For this reason, it is widely used in image display devices such as TVs and monitors, OA (Office Automation) devices such as warp ports and personal computers, video cameras, digital cameras, mobile phones and other information terminals. ing.
  • image display devices such as TVs and monitors, OA (Office Automation) devices such as warp ports and personal computers, video cameras, digital cameras, mobile phones and other information terminals. ing.
  • liquid crystal display method of a liquid crystal display element for example, a twisted nematic (TN) mode using a nematic liquid crystal, a ferroelectric liquid crystal (FLC), or an antiferroelectric liquid crystal (AFLC) display mode, polymer dispersed liquid crystal display mode, etc. are known.
  • TN twisted nematic
  • FLC ferroelectric liquid crystal
  • AFLC antiferroelectric liquid crystal
  • polymer dispersed liquid crystal display mode etc.
  • liquid crystal display methods for example, a TN mode liquid crystal display element has been practically used.
  • liquid crystal display elements using the TN mode have drawbacks such as a slow response and a narrow viewing angle. These disadvantages are a major obstacle to surpassing CRT (cathode ray tube).
  • CRT cathode ray tube
  • the polymer dispersion type liquid crystal display mode using light scattering does not require a polarizing plate and can display a high brightness, but the viewing angle cannot be controlled by a phase plate, and the response characteristic is essentially not possible. There are few advantages over TN mode.
  • liquid crystal molecules are aligned in a certain direction. Since the way of viewing differs depending on the angle with respect to, there is a viewing angle limitation.
  • Each of these display systems uses rotation of liquid crystal molecules by applying an electric field, and the liquid crystal molecules rotate in an aligned manner, so that it takes time to respond.
  • response speed and viewing angle are advantageous, but irreversible destruction in the S direction due to external force becomes a problem.
  • the electro-optic effect is a phenomenon in which the refractive index of a substance is changed by an external electric field.
  • the electro-optic effect has an effect proportional to the first order of the electric field and an effect proportional to the second order, which are called the Pockels effect and the Kerr effect, respectively.
  • the Kerr effect which is a secondary electro-optic effect, has been applied to high-speed optical shutters from an early stage, and has been put to practical use in special measuring instruments.
  • the liquid crystal material has an isotropic phase (eye) in the vicinity of the nematic phase isotropic phase transition temperature (T).
  • Sotropic phase has been shown to have a large Kerr constant, and basic studies for application to optical modulators, deflectors, and optical integrated circuits have been conducted. The liquid crystal compounds shown have also been reported.
  • the application of the Kerr effect to a display device has begun to be studied. Since the force effect is proportional to the second order of the electric field, a relatively low voltage drive can be expected compared to the Pockels effect, which is proportional to the first order of the electric field. Since it exhibits millisecond response characteristics, it is expected to be applied to a high-speed response display device.
  • the major practical problems in applying and applying the Kerr effect to display elements are that the driving voltage is larger than that of conventional liquid crystal display elements, and the conventional strength is known as a material exhibiting the Kerr effect. This material has a very narrow temperature range that exhibits the Kerr effect.
  • the substrate surface is preliminarily subjected to an alignment treatment to exhibit a Kerr effect. Easy! A method to create a state like a trap is proposed!
  • a molecule having liquid crystallinity is sandwiched between a pair of substrates.
  • a comb-like electrode is formed on the inner side of one substrate (on the side facing the other substrate), and an alignment film subjected to rubbing is formed on the surfaces of both substrates.
  • polarizing plates are arranged outside the two substrates so that their absorption axes are orthogonal to each other.
  • the alignment films formed on the surfaces of both electrodes are arranged so that the rubbing directions are antiparallel or parallel to each other and form an angle of 45 degrees with the absorption axis of the polarizing plate (rubbing treatment). Yes.
  • Patent Document 1 does not disclose any method for expanding the temperature range in which the Kerr effect is manifested, and is difficult to put into practical use. is there.
  • Patent Document 2 a cholesteric liquid crystal material in which a chiral agent is mainly added to a liquid crystal material is mainly used as a liquid crystal material for an optical modulation element in order to widen the temperature range in which the Kerr effect appears.
  • a technique for stabilizing a blue phase (blue phase) expressed between a temperature range showing a phase (chiral nematic phase) and a temperature range showing an isotropic phase with a polymer network is disclosed.
  • the blue phase (blue phase) is optically transparent in the same way as the isotropic phase, and exhibits optical isotropy.
  • a substance exhibiting a blue phase has a wider temperature range in which the Kerr effect can be exhibited by a temperature range exhibiting a blue phase than a substance that exhibits the Kerr effect only in a pure isotropic phase.
  • the temperature range in which the Kerr effect appears is wide, it is at most several degrees C (several K, several Kelvin), and it is difficult to put it to practical use by itself.
  • Patent Document 2 by stabilizing this blue phase with a polymer network, the temperature range in which the force effect appears is expanded to about 60K, for example.
  • Non-Patent Document 1 cholesteric phase
  • Non-Patent Document 2 Non-Patent Document 2
  • the PSCT Polymer Stabilized Choles teric Texture
  • These display modes are mainly reflective displays such as electronic paper, and scattering-and-transmission displays that do not require polarizing plates.
  • planar, focal conic By applying an electric field, planar, focal conic (fingerprint), The phase transition phenomenon between the pick alignment states and its bistability are applied to the display, and the memory property is used by switching between the desired alignment states by optimizing the driving voltage pulse. .
  • Patent Document 3 the selective reflection wavelength is changed from the ultraviolet region to the visible region by applying an electric field in the direction parallel to the substrate surface to the cholesteric liquid crystal layer to change the pitch of the cholesteric phase.
  • a technique for realizing color display is disclosed. In other words, in the technique of Patent Document 3, the pitch P of spontaneous torsion when no electric field is applied P
  • Patent Document 3 also discloses that full-color display can be obtained by stacking three such cells and adjusting the voltage applied to each cell. Patent Document 3 discloses that a polymer network is formed in a state where the selective reflection wavelength is in the ultraviolet region when no electric field is applied, thereby effectively increasing the inertial energy when the electric field is applied. A technology to speed up the return to the initial state (response time of the relaxation process) is described!
  • Patent Document 4 discloses a technique for matching the rubbing direction of the alignment film formed on the upper and lower substrate surfaces with the axial direction of the polarizing plate for a display element that applies an electric field in the direction parallel to the substrate surface to the cholesteric liquid crystal layer. Is stated. Patent Document 4 also describes that in addition to the cholesteric liquid crystal layer to be driven, an optical compensation cholesteric liquid crystal cell having a twist direction opposite to the liquid crystal layer is provided.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Publication “JP 2001-249363 Publication (Publication Date: September 14, 2001)”
  • Patent Document 2 Japanese Patent Gazette “JP 2003-327966 (Publication Date: January 19, 2003)”
  • Patent Document 3 Japanese Patent Publication “Japanese Patent Laid-Open No. 11 142823 (Publication Date: May 28, 1999)”
  • Patent Document 4 Japanese Patent Publication “JP 2002-189222 (Publication Date: July 5, 2002)”
  • Non-Patent Document 1 “Liquid Crystal Display” p. 200-219, Shidama Publishing, October 10, 1996
  • Non-Patent Document 2 Edited by Gregory Philip Crawford and Slobodan Zumer, “Liquia Crys tals in Complex Geometries Formed by polymer and porous networksj p. 103— 14 2, Taylor & Francis, 1996
  • Non-Patent Document 3 Takashi Kato and two others, "Fast and High-Contrast Electro-optical Switching of Liquid-Crystalline Physical Gels: Formation of Oriented Microphase— Separated Structures J, Adv. Funct. Mater., April 2003 , Vol. 13. No. 4, p313—317 Disclosure of the Invention
  • Patent Document 1 uses a pure isotropic phase of a liquid crystalline substance, the driving temperature range is expanded. That is impossible in principle.
  • Patent Document 2 uses a blue phase, which has not been put into practical use as a display device. Therefore, quality, reliability, and more practical practical use are achieved.
  • the blue phase is an inherently unstable phase, so even if it is stabilized by a polymer network, for example, conventional liquid crystals can be used for repeated ON / OFF of the electric field or application of a high intensity electric field.
  • nematic phase used in display devices it is weaker in strength, and it is expected that the blue layer will be destroyed in a region with a relatively strong electric field strength near the electrode.
  • Patent Document 3 and Patent Document 4 driving is performed by applying an electric field in the direction parallel to the substrate surface to a chiral nematic liquid crystal phase (cholesteric liquid crystal phase) that has been practically used in liquid crystal display devices.
  • a display element is disclosed.
  • the configurations described in these documents are essentially slower in response speed than display elements that display using the Kerr effect, such as in Patent Document 1 and Patent Document 2, for example.
  • the viewing angle is narrow and the contrast is low.
  • the techniques of Patent Document 3 and Patent Document 4 cannot realize the high-speed response characteristic, wide viewing angle characteristic, and high contrast characteristic that a display device using the Kerr effect has.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to provide durability and wide driving temperature range with high-speed response characteristics, wide viewing angle characteristics, and high contrast characteristics. Another object of the present invention is to provide a display element and a display device with excellent reliability.
  • a display element of the present invention is a display element comprising a pair of substrates at least one of which is transparent and a liquid crystal layer sandwiched between the substrates,
  • the liquid crystal layer becomes a medium force having a spontaneous twist pitch less than the visible light wavelength, and is applied in a direction substantially parallel to the substrate surfaces of both the substrates by applying an external field (specifically, the substrate surfaces).
  • the optical anisotropy develops in an angle (inclination) of ⁇ 10 degrees with respect to a plane parallel to the substrate, preferably in a direction parallel to the substrate surface.
  • the external field any electric field, magnetic field, light, or the like can be used as long as the degree of optical anisotropy of the medium can be changed.
  • the liquid crystal layer has a spontaneous twist pitch less than the visible light wavelength, and thus exhibits optical isotropy in a direction substantially parallel to the substrate surface.
  • the alignment state of the liquid crystal molecules constituting the medium changes, and optical anisotropy appears in a direction substantially parallel to the substrate surface.
  • changing the degree of optical anisotropy means changing the shape of the refractive index ellipsoid. That is, the display element of the present invention uses the change in the shape of the refractive index ellipsoid when viewed from the normal direction of the substrate surface when no external field is applied and when an external field is applied, so that different display states can be obtained. It will be realized.
  • a conventional liquid crystal display element an electric field is applied to a medium for display. So thus, the major axis direction of the refractive index ellipsoid changes with the electric field applied and when no electric field is applied, while the ellipsoid of the refractive index remains substantially the same shape. That is, in a conventional liquid crystal display element, liquid crystal molecules are aligned in a uniform direction when no electric field is applied, and the alignment direction is changed by applying an electric field (typically rotated by 90 degrees), and no electric field is applied. Different display states are realized when the voltage is applied and when the electric field is applied. Therefore, the display principle of the display element of the present invention is significantly different from that of the conventional liquid crystal display element.
  • the display element performs switching of optical isotropic and optical anisotropy in a direction substantially parallel to the substrate surface when an external field is applied and when no external field is applied. Therefore, it is possible to achieve a response speed comparable to that of a display device that displays using the conventional Kerr effect (submicron second).
  • optical isotropy when no external field is applied, optical isotropy is shown in a direction substantially parallel to the substrate surface, and by applying an external field, the optical surface is substantially parallel to the substrate surface. Optical anisotropy appears in the direction. For this reason, unlike conventional liquid crystal display elements, liquid crystal molecules are aligned in a uniform direction when no electric field is applied. Compared to a configuration in which the alignment direction is changed by applying an electric field, display is wider. Has viewing angle characteristics.
  • the temperature range that can be driven by a practical driving voltage is about several K.
  • Patent Document 2 described above it is disclosed that the temperature range in which the Kerr effect appears can be expanded to, for example, about 60K by stabilizing the blue phase with a high molecular network. Since it is an unstable phase, even if it is stabilized with a high molecule, it is vulnerable to repeated ONZOFF of the electric field and application of a high-intensity electric field. Layer Expected to be destroyed.
  • the medium used as the liquid crystal layer may be a medium having a spontaneous twist pitch less than the visible light wavelength.
  • a liquid crystal material exhibiting a cholesterol phase can be used.
  • Liquid crystal materials exhibiting a cholesteric phase have been put to practical use in conventional liquid crystal display elements, and are known to maintain a stable phase structure over a wide temperature range (however, they have a spontaneous twist pitch below the visible light wavelength).
  • the technology for performing display using the possessed state has been disclosed in the past. Therefore, according to the above configuration, it is possible to realize a display element having a wide driving temperature range and excellent durability and reliability.
  • the display device of the present invention includes the display element according to the present invention.
  • the display element of the present invention has a high-speed response as described above, the color of a light source such as a knocklight is switched at high speed within one unit field using this high-speed response.
  • the present invention can also be applied to a field sequential color display device that performs display by division driving.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a schematic configuration of a display element that is useful in an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 (a) is a cross-sectional view schematically showing a schematic configuration at the time of black gradation display in a display element according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 (b) is a cross-sectional view schematically showing a schematic configuration at the time of white gradation display in the display element according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic plan view of the display element as viewed from the normal direction of the substrate surface for explaining the electric field application direction, the alignment treatment direction, and the polarizing plate absorption axis direction in the display element according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic plan view of the display element as viewed from the normal direction of the substrate surface for explaining the electric field application direction, the alignment treatment direction, and the polarizing plate absorption axis direction in the display element according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a main part of a display device including a display element that is effective in an embodiment of the present invention. It is a block diagram which shows a structure.
  • FIG. 5 is an equivalent circuit diagram showing a schematic configuration around the display element included in the display device shown in FIG.
  • FIG. 9 is a graph showing the response speed of the falling process in the display element according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 9B is a graph showing the response speed of the rising process in the display element that is useful in one embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 (a)] is an explanatory diagram showing a display state when a high voltage is applied in the display element according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 (b)] is an explanatory diagram showing a display state immediately after the applied voltage is turned off after a high voltage is applied to a display element that does not include an alignment auxiliary material.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram showing a display state immediately after the applied voltage is turned off after a high voltage is applied in the display element according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a graph showing response characteristics before formation of a polymer network in a display element according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a graph showing response characteristics before formation of a polymer network in a display element according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a graph showing response characteristics after formation of a polymer network in a display element that is useful in an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a graph showing response characteristics after formation of a polymer network in a display element according to an embodiment of the present invention.
  • ⁇ 12 The shape and electric power of the comb-like electrode in the display element according to one embodiment of the present invention It is a plane schematic diagram which shows a field application direction, an orientation process direction, and an absorption-axis direction.
  • a graph showing the transmittance when the direction in which the optical anisotropy develops forms an angle of ⁇ with the absorption axis direction of one polarizing plate in the display element according to one embodiment of the present invention. It is.
  • FIG. 14 is a schematic plan view of a display element according to an embodiment of the present invention, in which a display element having a different electric field application direction in each pixel is viewed from a normal force on a substrate surface.
  • FIG. 15 (a) Explanation for explaining the state of rotation of liquid crystal molecules in a liquid crystal display element of SIPS mode, which is one of the conventional liquid crystal display modes, provided with a zigzag electrode having a bending angle of 90 degrees.
  • FIG. 15 (b) Explanation for explaining the state of rotation of liquid crystal molecules in a SIPS mode liquid crystal display element, which is one of the conventional liquid crystal display modes, provided with a zigzag-shaped electrode with a bending angle of 35 degrees.
  • FIG. 16 is a schematic plan view seen from the normal direction of the substrate surface in the case where the display element according to one embodiment of the present invention includes a zigzag comb-like electrode.
  • FIG. 17 is a waveform diagram showing an example of a voltage waveform applied between electrodes when overdrive driving is not performed in the display element according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a waveform diagram showing an example of a voltage waveform applied between electrodes when overdrive driving is performed in the display element according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 is a graph showing a response speed measurement result when the voltage shown in FIG. 17 is applied to the display element according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 is a graph showing a response speed measurement result when the voltage shown in FIG. 18 is applied to the display element according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 21 is a waveform diagram showing an example of a voltage waveform applied between electrodes when intermittent driving is not performed in the display element according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 22 is a waveform diagram showing an example of a voltage waveform applied between electrodes in the case where intermittent driving is performed in the display element according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 23 is a graph showing a response speed measurement result when the voltage shown in FIG. 21 is applied to the display element according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 24 is a graph showing a response speed measurement result when the voltage shown in FIG. 22 is applied to the display element according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 25 (a) is a plan view schematically showing a configuration of a plastic substrate suitably used for a display element according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 25 (b) is a perspective view schematically showing a configuration of a plastic substrate suitably used for a display element that is effective in one embodiment of the present invention.
  • FIG. 25 (c) is a plan view schematically showing a configuration of a plain woven fabric used for a plastic substrate suitably used for a display element that is effective in one embodiment of the present invention.
  • FIG. 26 (a) is a plan view schematically showing a configuration of a sealing material used in a display element according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 26 (b) is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a sealing material used in a display element that is effective in one embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is related to this embodiment.
  • 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a display element 20 that is a display element.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a main part of the display device 100 including the display element 20.
  • FIG. 5 is an equivalent circuit diagram showing a schematic configuration around the display element 20.
  • the display element 20 is arranged in a direction parallel to the substrate surface when no electric field is applied!
  • a cholesteric liquid crystal layer exhibiting optical isotropy is used as an optical modulation layer, and an electric field is applied to the cholesteric liquid crystal layer to display optical anisotropy in the direction parallel to the substrate surface. is there.
  • a cholesteric liquid crystal layer having a spontaneous twist pitch (natural chiral pitch) less than the visible light wavelength it becomes a substantially transparent state when no electric field is applied, and the transmittance of this cholesteric liquid crystal layer by applying an electric field. Is displayed.
  • the display device 100 includes a display panel 102 in which pixels 101... Are arranged in a matrix, a source driver 103 and a gate driver 104 as drive circuits, and a power supply circuit 106. Etc.
  • Each pixel 101 is provided with a display element 20 and a switching element 21 as shown in FIG.
  • the display panel 102 includes a plurality of data signal lines SLl to SLn (n is an arbitrary integer of 2 or more) and a plurality of scanning signal lines GL1 to GLm that respectively intersect the data signal lines SLl to SLn. (m is an arbitrary integer equal to or greater than 2), and a pixel 101 is provided for each combination of the data signal lines SL1 to SLn and the scanning signal lines GL1 to GLm.
  • the power supply circuit 106 supplies a voltage for performing display on the display panel 102 to the source driver 103 and the gate driver 104, whereby the source driver 103 causes the data signal lines SL1 to SLn of the display panel 102 to be displayed.
  • the gate driver 104 drives the scanning signal lines GL 1 to GLm of the display panel 102.
  • the switching element 21 for example, an FET (field effect transistor) or a TFT (thin film transistor) is used. Further, as shown in FIG. 5, the gate electrode 22 of the switching element 21 is connected to the scanning signal line GLi, the source electrode 23 is connected to the data signal line SLi, and the drain electrode 24 is connected to one end of the display element 20, respectively. ing. The other end of the display element 20 is connected to a common electrode line (not shown) common to all the pixels 101. This In each pixel 101, when the scanning signal line GLi (i represents an arbitrary integer equal to or greater than 1) is selected, the switching element 21 is turned on, and a controller force (not shown) is also input based on the input display data signal.
  • a controller force not shown
  • the determined signal voltage is applied to the display element 20 by the source driver 103 via the data signal line SLi (i is an arbitrary integer of 1 or more). While the selection period of the scanning signal line GLi ends and the switching element 21 is shut off, the display element 20 ideally keeps the voltage at the time of shutoff.
  • the display element 20 includes a pair of substrates that are opposed to each other (a counter substrate 1A and a pixel substrate 2A) as medium holding means (optical modulation layer holding means).
  • a cholesteric liquid crystal layer 3 is sandwiched as a display layer (liquid crystal layer) that performs a display operation by being sandwiched between them.
  • the counter substrate 1A and the pixel substrate 2A each include a transparent substrate (substrate 1 and substrate 2) as a base substrate. That is, it can be said that the display element 20 has a configuration in which the cholesteric liquid crystal layer 3 is sandwiched between two opposing transparent substrates (substrate 1 and substrate 2).
  • the counter substrate 1A and the pixel substrate 2A are used as a pair of substrates facing each other with the liquid crystal layer interposed therebetween, and the counter substrate 1A is mainly described as an observer side substrate. Force to perform the present invention is not limited to this.
  • the two opposing substrates 1 and 2 are both transparent substrates, but the present invention is not limited to this.
  • the display element 20 may be a reflective display element that performs display by reflecting light incident from the substrate on the viewer side on the other substrate.
  • the substrate on the viewer side is transparent. I just need it. That is, if one of the opposing substrates is transparent,
  • a color filter layer in which three primary color layers of R (red), G (green), and B (blue) are arranged in parallel 11 Is provided.
  • an electric field (lateral electric field) parallel to (substantially parallel to) the substrate surface 1 is applied to the cholesteric liquid crystal layer 3
  • Comb-like electrodes 4 and 5 (electric field applying means, see Fig. 2 (a) and Fig. 2 (b)) are installed as electrodes to be applied to.
  • the inside of the substrate 1 and the substrate 2 faces the cholesteric liquid crystal layer 3 and is aligned.
  • Membranes 8 and 9 are provided respectively.
  • the surfaces of the alignment films 8 and 9 are rubbed in antiparallel (parallel and reverse directions).
  • polarizing plates 6 and 7 are provided on the surface (outside) opposite to the opposing surfaces of both substrates 1 and 2, respectively. It has been.
  • a retardation plate may be provided between the polarizing plate 6 and the substrate 1 and between the polarizing plate 7 and the substrate 2 for the purpose of further improving the viewing angle characteristics. Since the display element 20 has substantially optical isotropy when viewed from the normal direction of the substrate during black gradation display, the optical compensation with the retardation plate is more than the conventional liquid crystal display element. It is easy to achieve, and the ultra-wide viewing angle characteristics can be easily obtained by design.
  • FIGS. 2 (a) and 2 (b) are cross-sectional views for more specifically explaining the configuration of the display element 20.
  • One pixel (picture element such as R, G, etc.) of the display element 20 is shown in FIG.
  • One pixel of B) is shown.
  • the polarizing plates 6 and 7 and the color filter layer 11 are omitted for simplicity.
  • Fig. 2 (a) shows the state when the voltage applied between the comb-like electrode 4 and the comb-like electrode 5 is below the threshold value (or 0), that is, when the black gradation is displayed.
  • FIG. 2B shows a state in which a voltage for white gradation display is applied between the comb-like electrode 4 and the comb-like electrode 5.
  • the substrate 1 and the substrate 2 are made of glass substrates. Further, the distance between the two substrates in the display element 20, that is, the thickness of the cholesteric liquid crystal layer 3 (cell thickness d) is set to 4.
  • an electric field applying means for applying an electric field in the direction parallel to the substrate surface for example, comb-like electrodes 4, 5 Is arranged.
  • electrodes made of Cr (chromium) were used as the comb-like electrodes 4 and 5.
  • FIG. 3 illustrates the electric field application direction, the alignment processing direction, and the polarizing plate absorption axis direction (hereinafter, simply referred to as “absorption axis direction”) in the liquid crystal cell (display element 20) according to the present embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic plan view when the display element 20 is viewed from the normal direction of the substrate surface.
  • FIG. 3 also shows the rubbing direction of the alignment films 8 and 9 and the absorption axis directions 6a and 7a of the polarizing plates 6 and 7.
  • the electrode width L which is the width in the electric field application direction of the comb-like electrodes 4 and 5 is 7 ⁇ m.
  • the electrode spacing S which is the spacing in the electric field application direction between both electrodes, is set to 7 m.
  • the electrode portion does not necessarily need to be a light shielding electrode.
  • an electrode (transparent comb-like electrode) made of a transparent metal such as ITO (indium stannate) may be used. The effect can be used for display and the transmittance can be improved.
  • the alignment films 8 and 9 are rubbed so as to be antiparallel to each other.
  • the absorption axis directions of the polarizing plates 6 and 7 are orthogonal to each other as shown as the absorption axis directions 6a and 7a in FIG.
  • the rubbing directions of the alignment films 8 and 9 and the absorption axis directions 6a and 7a of the polarizing plates 6 and 7 are arranged at an angle of 45 degrees.
  • the rubbing direction of the alignment films 8 and 9 and the electric field direction in the substrate in-plane direction (substrate surface parallel direction) applied by the comb-like electrodes 4 and 5 are parallel to each other.
  • polyimide “AL3046” (trade name, manufactured by JSR (Japan Synthetic Rubber)) is used.
  • the rubbing process uses a commercially available rayon cloth, “YA-19R” (trade name, manufactured by Yoshikawa Kako Co., Ltd.), and is rubbed under the rubbing conditions of 0.4 mm push-in, stage moving speed 100 mmZsec and roller rotation speed 300 rpm. Processed! /
  • the cholesteric liquid crystal layer 3 will be described in detail.
  • a commercially available positive nematic liquid crystal material “E8” (model number, manufactured by BDH (British Drug House)) was used.
  • This liquid crystal material “E8” exhibits a nematic phase at room temperature, and its nematic-isotropic phase transition temperature (T) is relatively high.
  • the curvature anisotropy ⁇ and the dielectric anisotropy ⁇ are large. Therefore, as will be described later, when no electric field is applied, the optical element is optically isotropic over a wide temperature range including room temperature and can be switched to a state exhibiting optical anisotropy at a low driving voltage.
  • the liquid crystal material “ ⁇ 8” is composed of the following compound (1) (45 wt%), compound (2) (16 wt%), compound (3) (11 wt%), compound (4) (16 wt%) %), Compound (5) (12% by weight).
  • the refractive index anisotropy ⁇ n (measurement wavelength 589 nm, measurement temperature 20 ° C) of the liquid crystal material “E8” is 0.2460, and the dielectric anisotropy in the same nematic phase state is 0.2460.
  • ⁇ (measurement frequency: 1 kHz, measurement temperature: 20 ° C) was 15.6.
  • Refractive index anisotropy ⁇ ⁇ ( ⁇ n ne-no, ne: refractive index in the molecular long axis direction (abnormal light refractive index, no: refractive index in the molecular short axis direction (ordinary light refractive index))
  • an Abbe refractometer 4T (trade name) manufactured by Atago)
  • an impedance analyzer (“SI1260” (trade name) manufactured by Toyo Tech-Riki Co., Ltd.) was used.
  • a commercially available chiral agent “S1011” (model number, manufactured by E. Merck) is used for the liquid crystal material “E8”, and a mixed material of the liquid crystal material “E8” and the chiral agent “S1011”.
  • the strength of the drug was added so that the concentration of the drug “S1011” was 15% by weight.
  • This chiral agent “S1011” has a structure represented by the following structural formula (6). In the following structural formula (6), * C represents an asymmetric carbon atom (chiral center).
  • the display element 20 uses a cholesteric liquid crystal layer exhibiting optical isotropy in the direction parallel to the substrate surface as an optical modulation layer when no electric field is applied, and applies an electric field to the cholesteric liquid crystal layer. Display with optical anisotropy in the direction parallel to the substrate surface.
  • the host liquid crystal material for examining the correlation between the optical isotropy in the direction parallel to the substrate surface and the chiral agent-added caloric concentration when no electric field is applied is referred to as the above-mentioned liquid crystal material "E8".
  • the nematic-isotropic phase transition temperature T was measured, and the chiral-added liquid crystal material (1) was found to have a chirality of 70.5 ° C.
  • Liquid crystal material (2) is 69.7 ° C
  • chiral addition liquid crystal material (3) is 68.0 ° C
  • the material (4) was 61.6 ° C
  • the chiral liquid crystal material (5) was 54.6 ° C.
  • the T of the above liquid crystal material “E8” not containing any chiral agent “S 1011” was 71 ° C. Also,
  • the lower limit of the temperature range showing the nematic phase that is, the phase transition temperature between the nematic phase and the phase shown in the temperature range lower than the nematic phase (higher order phase) is not significantly affected by the amount of chiral agent added. Even in the case of deviation, it was about o ° c.
  • the nematic-isotropic phase transition temperature T decreased as the concentration of the chiral agent added increased. This can be achieved by adding a chiral agent that slows the freezing point effect.
  • the chiral-doped liquid crystal materials (1) to (5) were sealed in a cell having a cell thickness of 4.5 m and no alignment film, respectively. It was. The temperature was adjusted using a hot stage “Mettler FP400” (model number, manufactured by Mettler), and the texture was visually observed and measured under a polarizing microscope and a cross-coll.
  • the chiral nematic phase (cholesteric phase) to which the chiral agent is added has a spontaneous twist pitch (natural chiral pitch) less than the optical wavelength. Even if it exists, since there is no orientation regulating force in a specific direction at the substrate interface, the spirals are oriented randomly. Therefore, there is inevitably a dispersion (orientation defect) between the spirals and light scattering does not occur, and the cholesteric liquid crystal layer does not become transparent (optically isotropic). Therefore, nematic (strictly, chiral nematic, cholesteric) monoisotropic phase transition could be confirmed visually.
  • the correlation between the concentration of the chiral agent added and the optical isotropy in the direction parallel to the substrate surface when no electric field was applied was investigated.
  • a liquid crystal cell having the same constitutional power as the display element 20 described above except that the color filter layer 11 is not provided is used.
  • the alignment films 8, 9 are so arranged that the rubbing directions of the two substrates (substrates 1 and 2) are anti-parallel (anti-parallel) into which the chiral additive liquid crystal materials (1) to (5) are respectively injected.
  • each liquid crystal cell is a liquid.
  • Crystal cells (1) to (5) (for example, the liquid crystal cell (1) is injected with the chiral addition liquid crystal material (1), and the liquid crystal cell (2) is injected with the chiral addition liquid crystal material (2). ) It is known that the following relational expression (1) exists between the chiral pitch p and the chiral agent addition concentration c.
  • k is a proportionality constant and is a mark indicating the twisting power (HTP) of the chiral agent.
  • the value of k is specific to the material depending on the type of chiral agent, and also differs depending on the liquid crystal material (host liquid crystal material) to be mixed.
  • FIG. 6 is an example in which the relationship between the chiral agent addition concentration c and the chiral pitch p is plotted in a chiral additive liquid crystal material in which the chiral agent “S1011” is added to the liquid crystal material “E8”.
  • FIG. 6 shows a curve obtained by the above relational expression (1) with the HTP value of the above chiral agent “S 1011” being 39.5 m — 1 .
  • this correlation also varies depending on the host liquid crystal material (the liquid crystal material to which the chiral agent is added), so when the host liquid crystal material is different, it does not necessarily follow the curve in FIG.
  • Figure 6 is a guide.
  • each liquid crystal cell in an equilibrium state after a sufficient time had elapsed was visually observed on a light table.
  • two polarizing plates are arranged in a cross-col on the light table (arranged so that the absorption axis directions of each other form an angle of 90 degrees), and the liquid crystal cell (1 )-(5).
  • the liquid crystal cells (1) to (5) were arranged such that the rubbing directions of the alignment films 8 and 9 made an angle of 45 degrees with the absorption axis direction of the polarizing plate.
  • Liquid crystal cell (1) Light leaks Liquid crystal cell (2) 5 Light leaks Liquid crystal cell (3) 10 Light leaks Liquid crystal cell (4) 1 5 Light does not leak (transparent state) Liquid crystal cell (5) 20 Light does not leak (Transparent state) Liquid crystal cell (6) 1 1 No light leakage (Transparent state)
  • liquid crystal cells (1) to (3) transmit light while liquid crystal cells In (4) and (5), no light was transmitted and it was in a black state.
  • the alignment direction is fixed so that the liquid crystal molecules in contact with the interface face the alignment treatment direction.
  • the liquid crystal molecules between the two substrates are oriented in the inner direction of the cell and twisted (twisted) to each other by an angle corresponding to the twisting force of the chiral agent.
  • the liquid crystal molecules are aligned so as to be continuously connected to the liquid crystal molecules fixed on the other substrate interface.
  • the liquid crystal molecules at the interface between the two substrates are fixed in one direction as described above, so the spiral between the substrates 1 and 2 is uniform (homogeneous, uniform) !!
  • the insect rotation is directed in a random direction, and there is no orientation defect between the spirals.
  • the total amount of twist in the cell or the pitch of twist (chiral pitch p) is determined by the concentration of the chiral agent, and the concentration of the chiral agent added increases as shown in FIG. As the pitch becomes shorter, the total twist becomes larger.
  • FIG. 6 is a rough curve obtained from the relational expression (1), and is actually a liquid crystal cell ( As indicated by the observation results in 3), it is considered that the light was in the visible wavelength range.
  • a liquid crystal cell (6) was prepared in the same manner as the liquid crystal cells (1) to (5) except that the chiral agent addition concentration was 11 wt%, and the liquid crystal cells (1) to (5) As shown in Table 1, light leakage was observed without any observation.
  • the selective reflection phenomenon due to the twist pitch of the chiral agent was not observed.
  • the phenomenon of selective reflection is a phenomenon in which either right-handed circularly polarized light or left-handed circularly polarized light totally reflects only the component caused by the twisted direction of the cholesteric phase, and is caused by the periodic structure of the lattice in the crystal. This phenomenon is equivalent to the so-called Bragg reflection.
  • the selective reflection wavelength region is reduced to less than the visible light wavelength because such Bragg reflection leads to display coloring and the like.
  • the display device 20 according to the present embodiment is selected in the visible light wavelength range, unlike the configuration in which color display is performed using selective reflection caused by the twisted pitch of the cholesteric phase. No reflection! /, I prefer to do it! /.
  • a liquid comprising a horizontal alignment film subjected to alignment treatment as alignment films 8 and 9
  • a chiral additive liquid crystal material having a chiral pitch p relatively short with respect to the visible light wavelength is used as the liquid crystal material, and the polarizing plate is placed in a cross-col arrangement, so that no voltage is applied, or It was revealed that an optically isotropic state (transparent state) can be realized when a low voltage below the voltage (threshold voltage) below which the change in orientation of the liquid crystal molecules affects the optical change is applied.
  • the main purpose is to drive the chiral nematic phase (cholesteric phase) into a substantially optically isotropic state and drive it.
  • the isotropic phase (blue phase) or blue It is essentially driven compared to the so-called Kerr effect, which drives a phase that has optical isotropy as a phase state, as seen in the phase (blue phase, BP), etc.
  • Wide temperature range In other words, in the present embodiment, the temperature range exhibiting a chiral nematic phase (cholesteric phase) (for example, about -30 ° C to 90 ° C for TN (Twisted Nematic) liquid crystal materials). It is possible to realize a state showing optical isotropy in the temperature range.
  • the Kerr effect can be used in the isotropic phase at most about 1K, and in the blue phase it is only about several K.
  • the blue phase stabilized by the polymer network disclosed in Patent Document 2 has a temperature range of about 60K.
  • the blue phase is an essentially unstable phase, even the polymer phase Even if it is stabilized by the network, it is vulnerable to repeated ONZOFF of the electric field and application of a high-intensity electric field, and the blue layer is destroyed due to the relatively high electric field strength in the vicinity of the electrode. It is expected that
  • the chiral agent addition concentration c was 15% by weight.
  • the chiral agent addition concentration c of 15% by weight is higher than the lower limit of the chiral agent addition concentration c at which the optical isotropy during black display starts to be obtained (11% by weight in the above experimental results).
  • the torsional force due to the chiral agent becomes too strong and the drive voltage increases.
  • the chiral agent addition concentration c increases and the proportion S of the liquid crystal substance in the mixed material becomes too small, the liquid crystallinity as the total medium (as the entire mixed material) in the cholesteric liquid crystal layer 3 is reduced. It becomes difficult to detect the electro-optic effect.
  • the chiral agent addition concentration c is preferably 80% by weight or less.
  • the liquid crystal cell (4) that is, the liquid crystal cell in which the chiral material “S1011” is added to 15% by weight of the liquid crystal material “E8”, the electro-optic effect measurement ( Measurement of voltage-transmittance characteristics (V-T characteristics) was performed.
  • the light to be observed was monochromatic light having a wavelength of 550 nm.
  • a display element (4) was produced in which a polarizing plate was attached to each outside of a pair of opposing transparent substrates in the liquid crystal cell (4).
  • the two polarizing plates were arranged in a cross-col (the angle formed by the mutual absorption axis direction was 90 degrees).
  • the angle formed between the rubbing direction of the upper and lower substrates of the liquid crystal cell (4) and the absorption axis direction of each polarizing plate was set to 45 degrees.
  • the display element (4) has a configuration in which the electric field direction and the rubbing direction are parallel (the angle between the electric field direction and the rubbing direction is 0 degree).
  • the VT characteristics were measured by repeating the electric field application step in which the voltage value applied between both electrodes was scanned from 0 V to near 160 V and applied. Specifically, the VT characteristics were measured by repeating the electric field application step in which the voltage applied between both electrodes was changed stepwise from OV to around 160V.
  • Fig. 7 is a graph showing the measurement results (V-T curve) of the VT characteristic at room temperature (25 ° C), 45 ° C, and 55 ° C.
  • the transmittance value shown on the vertical axis in FIG. 7 is the transmittance when the polarizing plates are arranged in parallel Nicols (the angle between the absorption axes is 0 degree). The value is standardized by the transmittance.
  • Fig. 8 also shows the measured force of the V-T characteristic, the voltage V20 when reaching 20% of the reference transmittance, the voltage V50 when reaching 50% of the reference transmittance, and the reference transmission It is a graph showing the temperature dependence of the voltage V90 when it reaches 90% of the rate.
  • the T of the chiral addition liquid crystal material (4) is 61.6 ° C, and it is 0 ° C or more.
  • the display element (4) In the temperature range of 6 ° C, it exhibits a chiral nematic phase. Also, as shown in Fig. 8, the display element (4) has a drive voltage in the temperature range of about 30K from room temperature (25 ° C) to 55 ° C. Is almost constant. That is, the display element (4) has an essentially wide driving temperature range as compared with the electro-optic effect due to the Kerr effect in the isotropic phase or the blue phase. It should be noted that detailed measurements in the temperature range below room temperature (25 ° C) should be carried out, but visually, the driving voltage was almost unchanged at 5 ° C! Therefore, it is considered that the display element (4) (or the display element 20) can be driven in a wide temperature range of at least 50K.
  • the VT curve reaches the maximum value (maximum value) in the vicinity of 120V to 130V, and the transmittance decreases thereafter. It can be seen that there is a tendency to go. This means that the retardation (phase difference) of the liquid crystal cell has reached the half-wavelength condition ( ⁇ 2 condition) at this time.
  • the transmittance ( ⁇ ) of the liquid crystal cell under the cross-col is expressed by the following equation (2).
  • ⁇ ⁇ ( ⁇ ) is the effective refractive index anisotropy when an electric field is applied
  • d is the cell thickness
  • ⁇ is the observation wavelength.
  • the maximum value of the transmittance is slightly lower than 1, but in Equation (2), the polarization degree of the polarizing plate is 100%. This is a force that assumes an ideal case.
  • the display element 20 uses the state when no voltage is applied or when a low voltage less than the threshold at which the V— ⁇ curve begins to rise is used.
  • the gray scale is displayed and white gradation is displayed using the state when the high voltage is applied, where the retardation is near the condition of ⁇ 2.
  • the gray scale luminance is modulated from the black gradation (maximum gradation used for display) to the white gradation (minimum gradation used for display). All gradations can be displayed.
  • FIG. 9 (a) shows the result of measuring the response speed of the display element 20 when the applied voltage is switched from 100V to OV (falling process (Decay)).
  • FIG. 9 (b) shows the result of measuring the response speed of the display element 20 when the applied voltage is switched from OV to 100V (rising process (Rise)).
  • the measurement temperature is room temperature.
  • Figure 9 (a) and Figure 9 (b) This is the result of measuring the response speed by repeating the voltage application step in which the frequency is 1 kHz, OV is applied for 1 sec, and 100 V is applied for 4 sec.
  • the voltage value 100V is a voltage value in the vicinity of V70, that is, a voltage value when reaching 70% of the reference transmittance described above.
  • the display element 20 also has a very high response speed.
  • the response speed of Decay is less than lmsec and has response characteristics of the order of ⁇ sec C microsecond). Rising (Ri se) falling with respect but requires (Deca y) and compared the time of about 10msec to up slightly retarded instrument completely rises (to reach a constant transmittance), the rise of the initial stage (the applied voltage The process from when the liquid crystal molecules react to the first change in optical properties first) is very fast, a few milliseconds or less.
  • the orientation state when the electric field is applied in Fig. 2 (b) is a state in which the twist is forcibly unwound by the effect of the electric field, and the elastic energy is very high. It is in a state where it has been sufficiently pulled or a rubber has been sufficiently stretched.
  • the electric field is turned off (the hand that pulled the bow or the hand that pulled the rubber is released), it tries to return to the original state instantly, and the return speed is very fast. Understandable.
  • FIG. 17 is a waveform diagram showing the waveform of the voltage applied between the electrodes when overdrive driving is not performed, and FIG. 18 shows the waveform of the voltage applied between the electrodes when overdriving is performed.
  • FIG. 18 shows the waveform of the voltage applied between the electrodes when overdriving is performed.
  • the voltage value (target voltage) of 10 OV, which is finally applied is 2 msec in the initial rising stage.
  • a larger voltage of 120V (overshoot voltage) was applied between both electrodes, and after 2 msec, the voltage applied between both electrodes was driven to 100V.
  • the voltage applied between the electrodes was a rectangular wave with a frequency of 1 kHz and a polarity reversing every 0.5 msec.
  • FIG. 19 is a graph showing the response speed measurement results when overdrive driving is not performed. This figure shows the response speed when the target voltage is 100 V as shown in FIG. 17 and the response speed when the target voltage is 120 V. As shown in this figure, it took about 10 msec to reach a certain transmittance regardless of whether the target voltage was 100V or 120V.
  • FIG. 20 is a graph showing a response speed measurement result when overdrive driving is performed by applying an overshoot voltage as shown in FIG. As shown in this figure, by applying the overshoot voltage (overdrive waveform) shown in FIG. 18, a constant transmittance was obtained in about 1 msec. In other words, the response speed could be increased to about lmsec by overdrive driving.
  • overshoot voltage and overshoot voltage application time when overdrive driving is performed are not limited to the above-described examples, and are optimal values depending on the characteristics of the display element and the drive circuit. If you set it.
  • FIG. 21 is a graph showing a waveform of an applied voltage when such intermittent driving is not performed. In this case, after applying a rectangular wave with frequency lkHz and voltage value 100V for 4 seconds, turn off the applied voltage for lsec, and then apply a rectangular wave with frequency lkHz and voltage value 100V again for 4 seconds. Repeated.
  • FIG. 22 is a graph showing the waveform of the applied voltage during intermittent driving. As shown in this figure, during intermittent driving, a voltage of 100 V is applied for 10 msec, then the voltage is turned off for 90 msec, then a voltage of 100 V is applied for 10 msec, then the voltage is turned off for 90 msec, and The step of applying a voltage of 100 V for 10 msec was repeated.
  • FIG. 23 is a graph showing the response characteristic measurement results when the voltage shown in FIG. 21 is applied. As shown in this figure, when a voltage of 100 V was applied and then the applied voltage was turned off, the power returned to the transmittance power ⁇ . Therefore, in this case, light leakage occurs at the time of black gradation display, and the contrast is lowered.
  • FIG. 24 is a graph showing measurement results of response characteristics when the voltage shown in FIG. 22 is applied, that is, when intermittent driving is performed. As shown in this figure, by performing intermittent driving, when the applied voltage is turned off after applying a high voltage value, the transmittance can be quickly lowered to near 0, and light leakage during black gradation display I was able to reduce it.
  • the voltage waveform shown in FIG. 22 shows an example of the voltage waveform at the time of intermittent drive, and the condition for intermittent drive is not limited to this. Set it to the optimum value according to the characteristics of the display element and drive circuit.
  • the short pitch cholesteric alignment state is destroyed, and as a result, a light leakage region is deposited.
  • the short pitch cholesteric alignment state destroyed by the previous gradation display cannot be restored. In this state, the voltage for the next gradation display is applied, and light leakage occurs. Therefore, it is preferable to perform intermittent driving by providing a voltage OFF period after applying the previous gradation display voltage and before applying the next gradation display voltage. In addition, it is preferable to set the period for applying the gradation display voltage to a period as short as V, in which the short pitch cholesteric alignment state is not destroyed.
  • the display element 20 includes the cholesteric liquid crystal layer 3 having a liquid crystal material force exhibiting a cholesteric phase whose spontaneous twist pitch is smaller than the visible light wavelength.
  • the spontaneous twist pitch is smaller than the visible light wavelength, it shows optical isotropy in the direction parallel to the substrate surface when no electric field is applied (or optically anisotropic). The degree of sex is small).
  • an electric field is applied to the cholesteric liquid crystal layer 3
  • the liquid crystal molecules are aligned in the electric field application direction according to the electric field strength.
  • the twist is released and the films are aligned in the electric field application direction.
  • alignment films 8 and 9 for aligning liquid crystal molecules in the vicinity of the substrate interface in a specific direction are provided on the opposing surfaces of substrate 1 and substrate 2, respectively.
  • the alignment treatment in the alignment films 8 and 9 is the alignment regulating force for aligning the liquid crystal molecules constituting the cholesteric liquid crystal layer 3 in one direction parallel to the substrate surfaces of the substrates 1 and 2.
  • the alignment films 8 and 9 are performed independently of each other. If the alignment treatment direction is one direction parallel to the substrate surface of each of the substrates 1 and 2, the alignment films 8 and 9 may be in any direction. It may also be the one that imparts the ability to regulate the direction of
  • the liquid crystal molecules near the substrate interface are aligned in the alignment treatment direction applied to the alignment films 8 and 9.
  • the liquid crystal molecules of the cholesteric liquid crystal layer 3 are in a uniform helical alignment state (uniform twist alignment) when no electric field is applied. Therefore, the spiral does not face the random direction, and no alignment defect occurs between the spirals. For this reason, by providing the alignment films 8, 9 In addition, it is possible to prevent the occurrence of alignment defects between the spirals and to more reliably realize optical isotropy in the direction parallel to the substrate surface.
  • the substrates 1 and 2 are respectively provided with polarizing plates 6 and 7 arranged so that the absorption axis directions thereof are orthogonal to each other.
  • the linearly polarized light transmitted through one polarizing plate and incident on the cholesteric liquid crystal layer 3 reaches the other polarizing plate while maintaining its polarization direction. Therefore, the linearly polarized light incident on the cholesteric liquid crystal layer 3 is completely absorbed by the absorption axis of the other polarizing plate, and light is not emitted outside. Therefore, good black gradation display can be performed when no electric field is applied.
  • the display element 20 by changing the electric field strength applied to the cholesteric liquid crystal layer 3, the transmittance of the cholesteric liquid crystal layer 3 is changed, and the luminance of the gray scale is modulated from the black gradation to the white gradation.
  • the color filter layer 11 is provided on the substrate 1. This enables color display (full color display).
  • the method for realizing color display is not limited to this.
  • it may be realized by a so-called time-division field sequential display in which a single layer filter is not provided and the light source is switched to each of R, G, and B at high speed and synchronized with the switching of the liquid crystal cell.
  • the retardation (phase difference) is ⁇ ⁇ 4 or more.
  • a range of ⁇ Z2 or less is preferable.
  • a range of ⁇ ⁇ 8 or more and ⁇ ⁇ 2 or less is more preferable.
  • white gradation display is performed in a gradation range (approximately 138 nm or more when converted to a retardance value (phase difference value)) having a transmitted light intensity of 50% or more with respect to the reference transmitted light intensity. It is preferable to perform gradation display in a gradation range having a transmitted light intensity of 20% or less with respect to the reference transmitted light intensity (approximately 8 lnm or less when converted to a retardation value (phase difference value)).
  • white gradation display is performed in a gradation range having a transmitted light intensity of 70% or more with respect to the reference transmitted light intensity (approximately 174 nm or more when converted to a retardance value (phase difference value)), and black. It is more preferable that the gradation display is performed in a gradation range having a transmitted light intensity of 10% or less with respect to the reference transmitted light intensity (approximately 56 nm or more when converted to a retardation value (phase difference value)). In this case, it is now in practical use! / Brightness and contrast equivalent to or better than the TN mode, which is the most efficient light utilization mode (bright display) among the liquid crystal display modes, can be obtained.
  • TN mode which is the most efficient light utilization mode (bright display) among the liquid crystal display modes
  • the force alignment films 8, 9 using polyimide which is widely used in the conventional liquid crystal display elements, as the alignment films 8, 9, are not limited thereto. Any material can be used as long as it can be oriented in a specific direction.
  • an alignment film having a photofunctional group that has been subjected to alignment treatment by irradiating polarized or non-polarized ultraviolet rays may be used.
  • the force in which the rubbing directions of the alignment films 8 and 9 are antiparallel to each other is not limited to this.
  • the liquid crystal molecules in the vicinity of both the substrates are given in the direction parallel to the substrate surface. It may be oriented in any direction (any direction as long as it is a substrate plane equilibrium direction).
  • the electric field direction and the rubbing direction of the alignment films 8 and 9 are parallel, but the present invention is not necessarily limited to this. However, the efficiency of light usage and viewing angle Considering symmetry, 0 degree, 45 degree, or 90 degree is preferable to other angles.
  • the angle formed between the optical anisotropy direction generated by the electric field application and the absorption axis direction of the polarizing plates 6 and 7 is 4 Around 5 degrees. As a result, a display element with high transmittance and high light utilization efficiency can be realized.
  • the angle between the alignment direction of the liquid crystal molecules at the interface between the two substrates and the polarizing plates 6 and 7 is 0 degrees (parallel) or 90 degrees. (Orthogonal). Therefore, the phase difference due to the liquid crystal molecules adsorbed on the substrate interface (alignment film interface) and the phase difference of the alignment film itself subjected to the alignment treatment are canceled, and the optical isotropy during black display is reduced. It can be made more reliable. Therefore, higher contrast can be achieved.
  • the angle formed between the electric field direction and the absorption axis direction of the polarizing plate is preferably within a range of 45 degrees ⁇ 10 degrees. This is because the light utilization efficiency is maximized when the angle between the direction of optical anisotropy that appears when an electric field is applied and the polarizing axis direction of the polarizing plate in a crossed Nicol arrangement is 45 degrees.
  • the angle between the electric field direction and the absorption axis direction of the polarizing plate is 35 degrees or 55 degrees, it is theoretically lower than the light transmittance at 45 degrees, but the degree of decrease is visually The above is within the allowable range. Therefore, the angle formed by the electric field direction and the absorption axis direction of the polarizing plate is preferably 45 ° ⁇ 10 °.
  • the display device may be, for example, a transmissive display element having a backlight, or reflects light incident from one substrate side on the other substrate, and A reflective display element that emits light from the substrate may also be used.
  • the electric field application step in which the voltage value applied between the two electrodes is changed stepwise from 0V to around 160V in the VT characteristic measurement shown in Fig. 7 is repeated. This is because the voltage-transmittance characteristics were measured.
  • the applied voltage is 0 V shown in FIG. 7, the 0 V force is started again after applying up to 160 V in the previous step.
  • the initial optical isotropy state was not completely restored and light leakage was not observed. This is because the voltage is applied again.
  • the inventors of the present invention have intensively studied a method for preventing light leakage after the electric field is turned off, and the initial optical isotropy state (transparent state) is sufficiently short in the chiral pitch, and visible light.
  • a method for fixing and stabilizing an orientation state hereinafter referred to as a short pitch cholesteric orientation state
  • a short pitch cholesteric orientation state that is not affected by a polymer network (orientation aid).
  • the display element according to the present embodiment has the same configuration as that of the display element 20 according to the first embodiment, except that a polymer network is formed in the cholesteric liquid crystal layer 3 to fix the short pitch cholesteric alignment. .
  • the liquid crystal material “E8” has the chiral agent “S 1011” added to the chiral additive liquid crystal material (4) in which the addition concentration is 15% by weight.
  • Monomer “UCL001” (trade name, manufactured by DIC (Dainippon Ink and Chemicals))
  • This mixing ratio is an example and is not limited to this value.
  • Optimal blend The total ratio varies depending on the type of liquid crystal material used as a host and the monomer to be added. In addition, it is preferable to set the mixing ratio (or the amount of monomer added) so that each substance does not affect visible light when black gradation is displayed (when no voltage is applied or when a low voltage below the threshold is applied).
  • the cholesteric liquid crystal layer 3 exhibits a chiral nematic phase (cholesteric phase) state having a unidirectional twist due to the spontaneous twisting force of the chiral agent “S10 11”. ,I was sure that.
  • the above mixed system is injected into the cell, and ultraviolet irradiation is performed in a state where the cholesteric liquid crystal layer 3 is kept at room temperature (25 ° C.) (ie, in a state where the short pitch cholesteric orientation is kept). went.
  • the illuminance of ultraviolet light was 1.
  • OmWZcm 2 at a wavelength of 365 nm, and the irradiation time was 20 minutes.
  • the above monomers were polymerized to form a polymer network in the cholesteric liquid crystal layer 3.
  • FIG. 10 (a) is an explanatory diagram showing a display state (orientation state) when a voltage of 150V is applied between both electrodes!]. Further, FIG. 10 (b) shows a state immediately after the ultraviolet ray (UV) irradiation was performed and a voltage of 150 V was applied between the electrodes after the display element was in a state and the voltage was turned off. It is explanatory drawing which shows a display state (orientation state).
  • FIGS. 10 (a) to 10 (c) shows the display state of a display element that has been irradiated with ultraviolet (UV) radiation to form a polymer network, after applying a voltage of 150 V between both electrodes and then turning the voltage off. It is explanatory drawing which shows (orientation state).
  • the horizontal direction of the paper is the rubbing direction and the electric field direction
  • the absorption axis directions of the polarizing plates 6 and 7 are They are orthogonal to each other and form an angle of 45 degrees with the rubbing direction and the electric field direction.
  • the light-shielding region (black portion) in Fig. 10 (a) is a region overlapping with the comb-like electrodes 4 and 5.
  • an electric field of 150 V is applied between the comb-like electrodes 4 and 5
  • the liquid crystal molecules are aligned in the direction of the electric field in the region between the two substrates, so that light is transmitted as shown in FIG. 10 (a).
  • FIG. 10 (b) As shown in FIG. 10 (b), when the polymer network is not formed, a light leakage region is deposited between the comb-like electrodes 4 and 5. For this reason, it takes some time to completely relax to the initial optically isotropic state.
  • FIGS. 11 (a) and 11 (b) are graphs showing the measurement results of the response characteristics of the display element before formation of a polymer network (before ultraviolet irradiation).
  • FIG. 11 (c) and FIG. 11 (d) are graphs showing the measurement results of the response characteristics of the display element after formation of the polymer network (after ultraviolet irradiation).
  • the measurement temperature is room temperature.
  • the frequency was 1 kHz, and the voltage application step of applying 0 V for 1 sec and 150 V for 4 sec was repeated and measured.
  • the display element according to the present embodiment includes the cholesteric liquid crystal layer 3 having a cholesteric phase in which the spontaneous twist pitch is smaller than the visible light wavelength.
  • the cholesteric liquid crystal layer 3 has an electric field. Is a display element that changes the transmittance by causing the cholesteric liquid crystal layer 3 to exhibit optical anisotropy in the direction parallel to the substrate surface, and the cholesteric liquid crystal layer 3 is short-circuited even when an electric field is applied.
  • An alignment aid is provided for fixing or stabilizing the pitch cholesteric alignment (an alignment state in which the chiral pitch is sufficiently short and visible light is not affected).
  • a mixed system of “UCL001” that is a liquid crystalline monomer, diatalylate monomer “RM257” as a crosslinking agent, and “DMPAP” as a polymerization initiator as an alignment aid.
  • This is not limited to the force using a polymer network obtained by polymerizing by adding UV to the cholesteric liquid crystal layer 3 and irradiating it with ultraviolet rays (light irradiation).
  • a polymer network obtained by polymerizing another photopolymerizable monomer (photoreactive monomer) different from the above monomer may be used.
  • photopolymerizable monomer photoreactive monomer
  • a thermopolymerizable monomer that is polymerized by heating can be used.
  • those having both a functional group that is polymerized by light irradiation and a functional group that is polymerized by heating may be used.
  • DMPAP is used as the polymerization initiator.
  • the present invention is not limited to this as long as it can accelerate the polymerization of the polymerizable compound.
  • the force polymerization initiator to which the polymerization initiator is added need not necessarily be added.
  • the polymerizable compound is polymerized by, for example, light or heat, the polymerization can be rapidly performed by adding a polymerization initiator. Therefore, it is preferable to add the polymerizable compound.
  • the addition amount of the polymerization initiator is 10 wt% or less with respect to the polymerizable compound, that is, Owt% or more and 10 wt% or less.
  • the polymerization initiator When used, it exceeds 1 wt%. It is preferably within the range of Owt% or less. This is because if it is added more than 10 wt%, the polymerization initiator acts as an impurity, and the specific resistance of the display element decreases.
  • the alignment aid is not limited to a polymer network.
  • porous A porous structure such as an inorganic material may be used as an alignment aid.
  • a hydrogen bond network hydrogen bond
  • the hydrogen bond network means a bond formed by hydrogen bonds, not chemical bonds.
  • Such a hydrogen bond network can be obtained, for example, by mixing a gelling agent (hydrogen bonding material) in a medium sealed in the cholesteric liquid crystal layer 3.
  • a gelling agent hydrogen bonding material
  • a gelling agent containing an amide group is preferable.
  • a gelling agent containing at least two amide groups in one molecule; a urea-based or lysine-based gelling agent is more preferable.
  • gelling agent A represented by 0 H (gelling agent A), and certain ⁇ is the following structural formula (12)
  • the gelling agent (gelling agent B) shown by can be used.
  • the hydrogen bond network is, for example, a gelling agent (hydrogen bonding material) described in Non-Patent Document 3 (p. 314, Fig. 2), for example, the following structural formula (13)
  • a small amount of these gelling agents are mixed in a medium encapsulated in the cholesteric liquid crystal layer 3, for example, a dielectric substance such as a liquid crystalline substance, thereby the medium. Can be gelled to obtain the hydrogen bond network.
  • fine particles may be dispersed in the cholesteric liquid crystal layer 3, and the fine particles may function as an alignment aid.
  • dielectric materials such as liquid crystal molecules are aligned by the influence of the fine particle interface. For this reason, in the system in which the fine particles are dispersed, the orientation state of the dielectric substance is stabilized due to the dispersion state.
  • a microporous film such as a membrane filter
  • the material of the microporous film includes microporous materials such as polycarbonate, polyolefin, cellulose mixed ester, cellulose acetate, polyvinylidene fluoride, acetylcellulose, and a mixture of cellulose acetate and cellulose nitrate.
  • a material made of a material that does not react with a dielectric material such as a liquid crystal material enclosed in the film is preferable.
  • the size (diameter) of the micropores is optically isotropic when encapsulating the dielectric material, and the wavelength of visible light is 1 to realize a system that can fix the dielectric material.
  • the dielectric material layer can exhibit a sufficient transparency with respect to visible light.
  • the thickness of the microporous film is preferably 50 ⁇ m or less, more preferably 10 ⁇ m or less.
  • a microporous film having a twisted structure such as a spiral crystal may be used.
  • a microporous film include a polyolefin-based film and a polypeptide-based film.
  • a polypeptide film having a twisted structure a helical structure, that is, a synthetic polypeptide capable of forming a single herritus is preferred.
  • the dielectric medium exhibits chirality, the twisted structure of the dielectric medium and the twisted structure of the film are close to each other, so that no large distortion occurs. Increased stability.
  • the dielectric medium force S chirality is not shown, the dielectric medium is oriented according to the twisted structure of the film, so that the dielectric medium is close to the chiral medium! ⁇ Shows nature.
  • FIG. 12 is a plan view of the comb-like electrodes 4a, 5a provided in the display element 20a that is helpful in the present embodiment as viewed from the normal direction of the substrate surface.
  • the display element 20a is provided with an electrode pair 10 composed of the comb-like electrodes 4a and 5a in each pixel.
  • the electrode pair 10 includes at least two regions having different electric field application directions. That is, as shown in FIG. 12, each electrode pair 10 has a region in which the comb tooth portions 4aa and 5aa are provided and a region in which the comb tooth portions 4ab and 5ab are provided.
  • the extending directions of the portions 4aa and 5aa and the extending directions of the comb-tooth portions 4ab and 5ab form an angle of 90 degrees with each other.
  • electric fields in directions orthogonal to each other are applied to each of the above regions.
  • the polarizing plates 6 and 7 provided on both the substrates 1 and 2 are formed so that the absorption axis directions 6a and 7a thereof are orthogonal to each other. Further, the absorption axis directions 6a and 7a in the respective polarizing plates 6 and 7 and the electrode extension directions of the comb tooth portions 4aa and 5aa and the comb tooth portions 4ab and 5ab in the comb teeth electrodes 4a and 5a are at an angle of 45 degrees. It is formed to make. Therefore, the absorption axis in each of the polarizing plates 6 and 7 is 45 degrees with respect to the electric field application direction of each region in the comb-like electrodes 4a and 5a as shown in FIG. 12 as the absorption axis directions 6a and 7a. It is formed to make an angle of.
  • the alignment direction of the alignment film 8 is the polarizing plate.
  • the rubbing treatment was performed so that the alignment direction of the alignment film 9 was parallel to the absorption axis direction 7a of the polarizing plate 7 in parallel with the absorption axis direction 6a of 6.
  • the display element 20a when an electric field is applied to the cholesteric liquid crystal layer 3, the twist is unwound as the electric field is applied, and the liquid crystal molecules are aligned in the direction of applying the electric field, thereby expressing optical anisotropy . Therefore, as described above, the absorption axis directions 6a and 7a of the polarizing plates 6 and 7 are orthogonal to each other, and the electric field application direction forms an angle of 45 degrees with the absorption axis directions 6a and 7a. Since the direction of mechanical anisotropy forms an angle of 45 degrees with respect to the absorption axis directions 6a and 7a, the maximum transmittance can be obtained.
  • Figure 13 shows how the optical anisotropy appears in the two domains D 1 and D 2 described above.
  • FIG. 6 is a graph showing the relationship between angle 0 and transmittance when the direction is in a direction that forms an angle of ⁇ (degrees) with respect to the absorption axis direction 6a of the polarizing plate 6.
  • the directional force absorption of the optical anisotropy in the domains D and D ' is absorbed.
  • the angle formed by the direction of optical anisotropy in each domain region is within the range of 90 degrees, 20 degrees, that is, more than 70 degrees and less than 110 degrees 90 degrees It is most preferable that the angle is within the range of ⁇ 10 degrees, that is, more than 80 degrees and less than 100 degrees, more preferably 90 degrees.
  • the angle formed by 6a and 7a is approximately 45 degrees (45 degrees is preferably within 10 degrees, more preferably within 45 degrees ⁇ 5 degrees, most preferably 45 degrees. And the directions of optical anisotropy generated by applying an electric field in each of the domains D and D ′ are mutually
  • At an angle of about 90 degrees (preferably within the range of 90 degrees, 20 degrees, more preferably within the range of 90 degrees, 10 degrees, and most preferably 90 degrees). I prefer that.
  • the absorption axis directions 6a and 7a in the respective polarizing plates 6 and 7 form an angle of 45 degrees with respect to the electric field application direction of the comb-shaped electrodes 4a and 5a.
  • the extension direction of the comb teeth 4aa, 5aa provided in some areas in the electrodes 4a, 5a is the extension direction of the comb teeth 4ab, 5ab provided in other areas adjacent to each other in each pixel.
  • the angle is 90 degrees.
  • the display element 20a thus formed has a polar angle of 60 degrees when an electric field is applied.
  • the coloring phenomenon was not observed at all viewing angles (viewing angles ⁇ ′, ⁇ ′, C, D ′, A, B, C, D).
  • viewing angles A 'and C' are directions parallel to the absorption axis direction 6a
  • viewing angles ⁇ 'and D' are directions parallel to the absorption axis direction 7a
  • viewing angles A and C are comb teeth 4ab
  • the viewing angles B and D are directions parallel to the electric field application direction by the comb teeth 4aa and 5aa. Therefore, from the viewpoint of symmetry, the viewing angles ⁇ ′, ⁇ ′, C, and D ′ have the same viewing angle characteristics, and the viewing angles A, B, C, and D also have the same viewing angle characteristics.
  • the electric field application direction is uniform in each pixel.
  • a display element was created. That is, in this display element, as shown in FIG. 14, the extending direction of the comb-tooth portions 4c and 5c in the comb-tooth electrodes 4 and 5 is constant (parallel) within the pixel. Note that the display element shown in FIG. 14 is also included in the concept of the present invention. Here, the display element is used for comparison with the display element 20a according to the present embodiment.
  • the color in the direction of the polar angle of 60 degrees when an electric field is applied is the same as in the case of the display element 20a.
  • the viewing angles ⁇ ', ⁇ ', C, D ' it was observed that the viewing angles A and C were blue, and the viewing angles B and D were yellow. A decrease in display quality was observed.
  • the viewing angles A ′ and C are directions parallel to the absorption axis direction 6a
  • the viewing angles B ′ and D ′ are directions parallel to the absorption axis direction 7a
  • the viewing angles A and C are the comb teeth 4c.
  • 5c is a direction parallel to the electric field application direction by 5c
  • viewing angles B, D are directions orthogonal to the electric field application direction by comb teeth 4c, 5c.
  • each pixel is provided with a comb having a plurality of bent portions in a comb tooth portion so as to have a square shape (zigzag shape) in a plan view.
  • a display element having a toothed electrode was produced.
  • the angle (bending angle (bending angle)) of each bent portion provided in the comb tooth portion was set to 35 degrees as in the structure shown in FIG.
  • a plurality of domains having different electric field application directions are formed in regions having different extending directions of the comb-tooth portions.
  • the angle formed by the electric field application direction between adjacent domains is 35 degrees.
  • the angle formed between the electric field application directions of the domains is the same as that of the display element according to the present embodiment.
  • the optimal angle of 90 degrees is not suitable, but rather close to 0 degrees is preferable. This is because the electric field application direction and the optical anisotropy direction are the same in the display element of the present invention, whereas the SIP S mode, which is a type of conventional liquid crystal display element, is not necessarily optically different from the electric field application direction. This is thought to be due to the fact that the direction of direction does not match.
  • the optimum value force of the angle between the comb-shaped electrodes in the SIPS mode is not 90 degrees, but rather is close to 0 degrees. This will be described in more detail with reference to 15 (b).
  • FIG. 15 (a) shows the case where the angle of bending (bending angle) of zigzag electrodes 51 and 52 is 90 degrees in the SIPS mode, that is, the direction of electric field application in the adjacent domain.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining a state of rotation of liquid crystal molecules 53 when electrodes 51 and 52 are provided so as to form an angle of 90 degrees with each other.
  • the rubbing process is performed in a direction that forms an angle of 45 degrees with respect to the electric field application direction.
  • FIG. 15 (b) shows that in the SIPS mode, the angle of the bent portion (curvature angle) of each of the zigzag electrodes 51 and 52 is 35 degrees, that is, the electric field application direction of the adjacent domain.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining a state of rotation of liquid crystal molecules 53 when electrodes 51 and 52 are provided so as to form an angle of 35 degrees with each other.
  • the rubbing process is performed in a direction that forms an angle of 72.5 degrees with respect to the electric field application direction.
  • the liquid crystal molecules 53 in each domain should form 45 degrees with respect to the absorption axis direction of each polarizing plate in which the major axis direction is arranged in crossed Nicols. It is necessary to orient. Therefore, in the configuration shown in FIG. 15 (a), the long-axis direction of the liquid crystal molecules 53 is rotated 45 degrees by applying an electric field, and the maximum transmittance is obtained unless the electric field application direction and the direction of the liquid crystal molecules 53 are completely matched. I can't. For this reason, the configuration shown in FIG. 15 (a) requires a large drive voltage.
  • the orientation direction of the liquid crystal molecules 53 when no electric field is applied and the direction in which the electric field is applied form an angle of 72.5 degrees. Therefore, the length of the liquid crystal molecule 53 In order to rotate the axis direction to an angle of 45 degrees with respect to the absorption axis direction of each polarizing plate, it is necessary to rotate the liquid crystal molecules 53 by 45 degrees as in the configuration of FIG. The rotation of the degree is only a passing point until it is rotated in the direction of electric field application (until it is rotated by 72.5 degrees). For this reason, in order to rotate the major axis direction of the liquid crystal molecules 53 by 45 degrees, a large electric field is not required.
  • the electric field application directions of both domains are close to 0 degrees rather than the electric field application directions of the domains being different from each other.
  • the orientation direction and the electrodes 51 and 52 are slightly shifted by 0 degrees.
  • the rotation direction of the liquid crystal molecules 53 by the electric field is one of the two rotation directions (clockwise and counterclockwise). It is intended to specify either one, and typically a few degrees to 20 degrees is sufficient.
  • the display element 20a includes the cholesteric liquid crystal layer 3 having a liquid crystal material force exhibiting a cholesteric phase in which the spontaneous twist pitch is smaller than the visible light wavelength.
  • 12 is a display element that changes the transmittance by causing optical anisotropy in the direction parallel to the substrate surface to be applied to the cholesteric liquid crystal layer 3 by applying an electric field to the cholesteric liquid crystal layer 3, as shown in FIG.
  • Comb-like electrodes 4 and 5 having D ′) in each pixel are provided.
  • the structure is not limited to the example shown in FIG.
  • zigzag comb electrodes 4 and 5 By forming the shape, two domains D and D 'with different electric field application directions are formed.
  • FIG. 16 is an explanatory diagram showing a configuration of one pixel in the display element 20a according to the present embodiment when the structures of the comb-like electrodes 4 and 5 are formed in a zigzag shape.
  • the display element 20a is provided in each pixel 101 in place of the display element 20 (see FIG. 5) in the display device 100 shown in FIG. That is, it is provided in a pixel group arranged in a matrix such as a switching element, a signal line, a scanning line, a counter electrode line, and the like.
  • ITO indium stannate
  • the electrode width L 5 m
  • the electrode spacing S 5 m
  • the cholesteric liquid crystal layer The thickness of 3 (cell thickness d) was set to 4.
  • alignment films 8 and 9 that were rubbed in the direction shown in FIG. 16 were formed on the surfaces of the substrates 1 and 2 on the cholesteric liquid crystal layer 3 side, respectively.
  • the above-mentioned chiral additive liquid crystal material (4) is added with the above-mentioned monomer and polymerization initiator at the above-mentioned concentrations and sealed between the two substrates, and then the ultraviolet-irradiation process is applied.
  • a liquid crystal layer that forms a molecular network (alignment aid) and stabilizes the short pitch cholesteric alignment state was used.
  • a color filter layer 11 including three colors of R (red), G (green), and B (blue) is provided on either substrate 1 or substrate 2.
  • the color filter layer 11 is a color layer of C (cyan), M (magenta), and Y (yellow) in addition to the above three colors of R, G, and B!
  • a multi-primary color filter layer with one or more offset forces may be used, or a W (white) color layer may be used.
  • the color of the knock light source can be switched at high speed within one field and synchronized with the driving of the liquid crystal layer.
  • color display may be performed using a so-called time-sequential drive field sequential method.
  • the gray scale luminance may be modulated by changing the transmittance of the cholesteric liquid crystal layer 3 so as to perform monochrome gradation display.
  • this display element is provided in each pixel 101 instead of the display element 20 (see FIG. 5) in the display device 100 shown in FIG. That is, the display element 20a shown in FIG. 16 is provided in each region surrounded by two adjacent data signal lines SLi, SLi + 1 and two adjacent scanning signal lines GLi, GLi + 1.
  • the display element 20a shown in FIG. 16 is provided with a pixel electrode composed of a comb-like electrode 4 and a counter electrode composed of a comb-like electrode 5 in each pixel. More specifically, at least one provided corresponding to each intersection of a plurality of data signal lines arranged parallel to each other and a plurality of scanning signal lines 32 arranged orthogonal to each data signal line.
  • Two TFT (Thin Film Transistor) 29 switching element
  • a comb-like electrode (pixel electrode) 4 having a plurality of comb-tooth portions 4p connected to the TFT 29, and each comb-tooth portion 4p of the comb-like electrode 4
  • a comb-like electrode (counter electrode) 5 having a comb-tooth portion 5p provided so as to face the comb-tooth portion 4P is provided therebetween.
  • the comb-tooth portions 4p and 5p are formed in a zigzag shape with a bent portion angle (bending angle) of 90 degrees, and the linear portions are arranged so as to be parallel to each other. As a result, domains D and D ′ whose electric field application directions are orthogonal to each other are formed.
  • Region is formed for each extension direction of the straight portions of the comb-tooth portions 4p and 5p.
  • each comb-tooth portion 4p includes a straight portion 4a, 4a,... Also, this straight-line apportionment 4a, 4a, ..., 4a is an adjacent straight line
  • the portion 5p includes straight portions 5a, 5a,..., 5a. And this straight part 5a, 5a
  • 5a is an angle formed by the adjacent straight portions 5a, 5a,.
  • polarizing plates 6 and 7 are provided on the outer sides of the substrates 1 and 2, as in the configuration shown in FIG. Further, these polarizing plates 6 and 7 are arranged so that the absorption axis directions 6a and 7a thereof are orthogonal to each other.
  • the absorption axis directions 6a and 7a and the linear portions 4a and 4a in the comb-like electrode 4 are arranged. , ..., 4a and each linear part 5a, 5a,
  • ⁇ , 5 is formed to form an angle of 45 degrees with the extension direction of 5!
  • the display element 20a having such a constitutional power when the color in the polar angle direction of 60 degrees when an electric field was applied was observed from each viewing angle, the coloring phenomenon was observed in all viewing angle directions without decreasing the transmittance. It was able to be suppressed. Therefore, the display element 20a having the configuration shown in FIG. 16 also realizes a display element having a wide viewing angle characteristic in which coloring is suppressed over the entire viewing angle direction where the transmittance is high, similarly to the configuration shown in FIG. It was proved that it can be applied to actual TFT panels.
  • the display element 20 includes, as shown in FIG. 1, two opposing substrates (a counter substrate 1A and an image) as medium holding means (optical modulation layer holding means).
  • a cholesteric liquid crystal layer 3 is sandwiched between the base substrates 2A) as a display layer sandwiched between the pair of substrates and performing a display operation.
  • the counter substrate 1A and the pixel substrate 2A are each provided with a plastic substrate disposed so as to face each other as a transparent substrate (substrates 1 and 2) as a base substrate. That is, it can be said that the display element 20 has a configuration in which the cholesteric liquid crystal layer 3 is sandwiched between two opposing transparent substrates (substrates 1 and 2).
  • the display element 20 according to the present embodiment has the same configuration as that of the display element 20 according to the first embodiment except that the substrates 1 and 2 are formed of plastic substrates.
  • the two opposing substrates 1 and 2 are both transparent substrates.
  • the present invention is not limited to this.
  • the display element 20 may be a reflective display element that performs display by reflecting light incident from a substrate on the viewer side on the other substrate.
  • the substrate may be transparent. That is, it is only necessary that one of the substrates 1 and 2 facing each other is transparent.
  • the substrate on the side on which the reflective layer is provided does not require transparency, but the substrate on the side on which the reflective layer is provided also has a reflective layer. You may use the same plastic substrate as the board
  • the use of substrates having substantially the same mechanical characteristics (such as linear expansion coefficient) as the pair of substrates is advantageous in terms of reliability and the like.
  • the force in which both the two substrates 1 and 2 facing each other are plastic substrates is not limited to this.
  • the substrates 1 and 2 only one substrate may be a plastic substrate. In this case, the other substrate is not particularly limited.
  • the substrates 1 and 2 may be plastic substrates made of the same plastic material, or may be plastic substrates made of different plastic materials.
  • the display element 20 can be used as a flexible display.
  • an electric field in a direction parallel to the substrate surface that is, an electric field parallel to the substrate 1 (a horizontal electric field) is applied to the cholesteric liquid crystal layer 3 (electric field applying means).
  • the shaped electrodes 4 and 5 are arranged to face each other.
  • electrodes having Cr (chromium) force are used as the comb-like electrodes 4 and 5.
  • the comb-like electrodes 4 and 5 are set to have a line width of 7 ⁇ m, a distance between electrodes (electrode spacing) of 7 m, and a thickness of 0.6 / z m, for example.
  • the electrode material, the line width, the distance between the electrodes, and the thickness are merely examples, and are not limited thereto.
  • an electrode material such as a transparent electrode material such as ITO (indium stannate), or a transparent organic conductive material such as polythiophene resin is used.
  • a transparent electrode material such as ITO (indium stannate)
  • a transparent organic conductive material such as polythiophene resin
  • alignment films 8 and 9 are respectively provided on the inner sides of the substrates 1 and 2 so as to face the cholesteric liquid crystal layer 3.
  • the surfaces of the alignment films 8 and 9 are rubbed in antiparallel (parallel and reverse directions).
  • polarizing plates 6 and 7 are provided on the surfaces (outside) of the substrates 1 and 2 opposite to the opposing surfaces of both substrates, respectively.
  • a retardation plate may be installed between the polarizing plate 6 and the substrate 1 and between the polarizing plate 7 and the substrate 2 for the purpose of further improving the viewing angle characteristics.
  • At least one of the pair of substrates 1 and 2 is a plastic substrate cover including a plurality of fibers arranged in at least one direction.
  • the plastic substrate can reduce the linear expansion coefficient of the plastic substrate, improve dimensional stability, and suppress variation in dimensions due to temperature changes. be able to.
  • both of the pair of substrates 1 and 2 are arranged in at least one direction.
  • the structure of the plastic substrate including a plurality of fibers is not limited to this.
  • the direction in which the long axis of the fibers 61A faces is sometimes referred to as the “arrangement direction”.
  • the plastic substrate is constituted by a composite substrate 60 having fibers 61A (fiber bundles 61) and a resin matrix 62, as shown in FIGS. 25 (a) and 25 (b). It has been.
  • the fiber bundle 61 force composed of the fibers 61 A is substantially orthogonal to each other as shown in FIGS. 25 (a) and 25 (b).
  • Intersection angle 90 degrees intersect within 20 degrees, preferably intersect within 90 degrees ⁇ 10 degrees, most preferably intersect at 90 degrees (orthogonal)
  • This is preferable because physical properties such as the linear expansion coefficient (for example, mechanical properties and thermal properties) can be made isotropic.
  • one of the two arrangement directions of the fibers 61A intersecting each other in the plastic substrate is substantially parallel or substantially perpendicular to the absorption axis direction of the polarizing plates 6 and 7 (in particular, It is preferable that the polarizing plate is disposed so as to be substantially parallel to or substantially perpendicular to the absorption axis of the polarizing plate disposed on the viewer side (for example, the polarizing plate 6).
  • arranging one of the two arrangement directions of the fibers 61A crossing each other so as to be substantially parallel or substantially perpendicular to the absorption axis direction of the polarizing plates 6 and 7 means that the fibers 61A are mutually aligned.
  • the inclination with respect to the absorption axis direction of either one of the polarizing plates 6 and 7 in one of the two arrangement directions intersecting with is within the range of ⁇ 20 degrees, preferably within the range of ⁇ 10 degrees, and is most preferable. Indicates that they are arranged in parallel.
  • the arrangement direction of the plurality of fibers 61A arranged in one direction on each plastic substrate and the absorption axis of the polarizing plate (for example, polarizing plate 6) arranged on the viewer side are substantially parallel.
  • the force preferably parallel
  • substantially orthogonal preferably orthogonal
  • a protective film 63 (hard coat) can be provided on the surface (main surface) of the composite substrate 60 as indicated by a virtual line (two-dot chain line) as necessary.
  • the protective film 63 is organic It may be formed of a material or may be formed of an inorganic material.
  • the protective film 63 is typically formed by using an inorganic material (for example, a diacid-based silicon film) having excellent heat resistance and barrier properties (performance of shielding moisture and oxygen gas) and mechanical strength. Is done. Since the plastic substrate is suitably used for applications that transmit visible light, a protective film 63 having visible light permeability is used.
  • the material of the protective film 63 is substantially the same as the refractive index of the resin matrix 62 of the composite substrate 60 (preferably coincident). It is preferable to use a material to be used. In this embodiment, a plastic substrate having no protective film 63 is used.
  • the fiber 61 A fiber bundle 61
  • the fiber 61 A has two directions (preferably orthogonal) to each other (preferably orthogonal) to each other in the substrate plane (here, X-axis direction and y-axis direction).
  • the plurality of fibers 61A arranged in two directions intersecting (substantially orthogonal) to each other preferably form a fiber cloth (woven cloth). That is, the plastic substrate preferably includes the fiber 61A as a woven fabric.
  • a plain weave is particularly preferred as the weave of the fiber cloth, but a general weave such as satin weave and twill weave should be adopted. It is also possible to use non-woven fabric. Plain woven fabrics are preferred because they can reduce the thickness variation (or surface irregularities) of the composite substrate compared to satin weaving and twill weaving because the level difference formed by the overlapping of fibers is small.
  • the composite substrate 60 used as a transparent substrate (substrates 1 and 2) in the display element 20 which is a liquid crystal display element has a high visible light transmittance (hereinafter, referred to as a conventional glass substrate). It may be simply referred to as “transparent”), and it is desired not to have birefringence. Therefore, the materials of the fiber 61A (fiber bundle 61) and the resin matrix 62 constituting the composite substrate 60 are each transparent to visible light, have substantially the same refractive index, and are birefringent. It is preferable to use a material that does not have any.
  • the retardation (that is, in-plane retardation) is preferably 15 nm or less, more preferably lnm or less.
  • the retardation in the thickness direction of the composite substrate 60 is preferably 40 nm or less, more preferably 25 nm or less.
  • the transparent resin used as the material of the resin matrix 62 in the composite substrate 60 is a general transparent resin, specifically, for example, epoxy-based resin, phenol resin, phenol-epoxy.
  • Thermosetting resin such as mixed system of resin, bismaleimide-triazine resin, etc .; polycarbonate, polyethylene terephthalate, polysulfone, polyethersulfone, polyarylate, polyetherimide, acetyl cellulose, polystyrene, polyethylene and Thermoplastic resin such as a modified product thereof can be used.
  • the transparent fiber used for the fiber 61 A for example, inorganic fibers such as E glass, D glass, and S glass; organic fibers such as aromatic polyamide and the like are used. can do.
  • These transparent fibers are preferably used as the fiber bundle 61 as described above, and more preferably used as a woven fabric as schematically shown in FIG. 25 (c).
  • epoxy resin is used as the resin matrix 62, and fiber bundles 61 (about 200 m wide) having about 50 E glass fibers having a diameter of 10 m are about 500 ⁇ m so as to be orthogonal to each other.
  • a composite substrate 60 (for example, a thickness of 0.17 mm) formed using a woven fabric plain woven at a pitch has an in-plane retardation of less than lnm and a retardation in the thickness direction of about 20 nm, and is a plastic substrate of the display device 100. It is suitably used as (substrates 1 and 2). These in-plane retardations were measured using “Spectroscopic Ellipsometer M-220” manufactured by JASCO Corporation.
  • the linear expansion coefficient of the resin material for example, the epoxy resin is greater than the linear expansion coefficient of the glass fiber (10 ppm or less). Less than rate.
  • the linear expansion coefficient of the plastic substrate can be reduced by forming the plastic substrate using the resin material and the fiber cloth as compared with the case where the plastic substrate is formed using only the resin material. Can be lowered. Therefore, according to the above configuration, it is possible to suppress dimensional variation due to temperature changes.
  • the above-described composite substrate 60 is preferably high in transparency. Therefore, in order to suppress the diffuse reflection at the interface between the fiber 61A and the resin matrix 62 and the scattering by the fiber 61A, the material of the fiber 61A and the resin matrix 62 is the material of the fiber 61A. It is preferable to select the refractive index so that the refractive index of the resin matrix 62 matches as much as possible. In general, the material of the resin matrix 62 has a wider selection range than the material of the fiber 61A. In addition, the refractive index of the resin matrix 62 can be easily adjusted by modifying the resin by introducing a substituent into the resin skeleton of the resin (transparent resin) used as the material of the resin matrix 62.
  • the fiber 61A is evenly distributed in the substrate surface of the composite substrate 60. It is preferable to arrange.
  • the fiber diameter of the fiber 61A and the diameter of the fiber bundle 61 are preferably thinner, and the pitch of the fiber bundle 61 is preferably narrower.
  • the fiber diameter of the individual fibers 61A is more preferably about 10 ⁇ m or less, preferably about 20 ⁇ m or less.
  • the width of the fiber bundle 61 is preferably 200 m or less, and the pitch of the fiber bundle 61 is preferably 500 ⁇ m or less.
  • the composite substrate 60 comprises a plain woven fabric as schematically shown in Fig. 25 (c), for example.
  • the fibers 61A constituting the fiber bundle 61 are all the same, and the densities thereof are also equal to each other.
  • the width of the fiber bundle 61 is about 200 m
  • the pitch between the fiber bundles 61 is about 500 ⁇ m in both the X direction and the y direction.
  • the diameter of the fiber 61 A constituting the fiber bundle 61 is about 10 m.
  • the composite substrate 60 is manufactured by various known methods using the materials of the fiber 61 A (fiber bundle 61 or woven fabric) and the resin matrix 62.
  • thermosetting resin is used as the material of the resin matrix 62, it can be manufactured by compression molding, rolling, casting, transfer molding, etc.
  • the compression method It can shape
  • the plastic substrate may contain an inorganic filler as a filler! /. That is, the resin material used for the plastic substrate may contain an inorganic filler as a filler. Inorganic fillers are added to increase the elastic modulus, decrease the linear expansion coefficient, and decrease the water absorption.
  • the inorganic filler is not particularly limited, and examples thereof include talc, alumina, glass, silica, and my strength.
  • plastic substrate a plastic substrate impregnated with epoxy resin and glass beads as a filler may be used.
  • the glass beads for example, it is preferable to use glass beads having a diameter of 2 ⁇ m or less from the viewpoint of improving the filling ability. In particular, it is preferable to use glass beads having a diameter of 1 ⁇ m or less. However, the average particle size of the glass beads is preferably 0.2 ⁇ or more because viscosity control is easy.
  • the linear expansion coefficient of the resin material such as epoxy resin (70 ppm or more) is larger than that of the glass beads (10 ppm or less). Less than the expansion rate.
  • the plastic substrate may include an inorganic oxide (for example, talc, alumina, glass, silica, My strength, etc.) as described above.
  • an inorganic oxide for example, talc, alumina, glass, silica, My strength, etc.
  • the linear expansion coefficient can be reduced.
  • the elasticity can be increased and the water absorption can be reduced.
  • the linear expansion coefficient is large, the dimensional variation due to temperature change becomes large, and thus high-precision patterning is required.
  • a drive element switching element
  • the linear expansion coefficient of a plastic substrate is several tens of ppmZ ° C even if it is small, whereas the linear expansion coefficient of glass is generally about several ppmZ ° C.
  • the thickness of the plastic substrate is preferably 0.05 mm or more and 1.1 mm or less. If the thickness is less than 0.05 mm, sufficient rigidity cannot be obtained. On the other hand, when the thickness exceeds 1. lmm, the weight of the plastic substrate increases, and the advantage of being lighter than the glass substrate is reduced.
  • the display element 20 requires the counter substrate 1A and the pixel substrate 2A to be separated by, for example, the sealing material 40 including the resin layers 41 and 42.
  • the sealing material 40 including the resin layers 41 and 42.
  • a rib-shaped spacer or a spacer 43 such as a plastic bead or a glass fiber spacer is used, and a medium used for the cholesteric liquid crystal layer 3 such as a liquid crystal It is formed by enclosing a dielectric material such as a material.
  • a plastic bead 43a is used as shown by a solid line in FIG. 26 (b).
  • the spacer 43 is shown as a virtual line (two-dot chain line) in FIG. It is preferable to use a rib-like spacer 43b as shown in FIG.
  • the substrate 1 is used in the step of bonding the counter substrate 1A and the pixel substrate 2A.
  • 2 expands upon heating, the gap (substrate spacing) between the counter substrate 1A and the pixel substrate 2A increases.
  • the plastic beads 43a may move when the distance between the substrates is widened. If the plastic beads 43a move, Therefore, it may be difficult to keep the substrate interval uniform.
  • the spacer 43b is formed on the glass substrate as the spacer 43
  • the rib spacer 43b is fixed on the glass substrate. The position does not change even if spreads. Accordingly, when the linear expansion coefficients of the pair of substrates 1 and 2 are different from each other, it is preferable to form a rib-like spacer 43b as the spacer 43.
  • the display element 20 is provided between the substrates 1 and 2, that is, between the counter substrate 1A and the pixel substrate 2A.
  • an annular (frame-shaped) sealing material in which a plurality of resin layers are laminated is provided.
  • the seal material 40 shown in FIGS. 26 (a) and 26 (b) has two annular (frame-shaped) resin layers 41, 42 force in plan view from the inner wall side to the outer wall side of the seal material 40. It has a structure that is stacked in this order (stacked).
  • the resin material used for the resin layers 41 and 42 for example, a thermosetting resin or an ultraviolet ray curable resin can be used.
  • one of the resin layers 41 is formed of a thermosetting resin and the other resin layer 42 is formed of an ultraviolet curable resin.
  • a sealing material made of an ultraviolet curable resin has poor adhesion to a substrate having a lower viscosity than a sealing material made of a thermosetting resin. Therefore, in the step of bonding the counter substrate 1A and the pixel substrate 2A, the counter substrate 1A and the pixel substrate 2A are temporarily fixed with a sealing material made of an ultraviolet curable resin, and then made of a thermosetting resin. The counter substrate 1A and the pixel substrate 2A can be more reliably bonded together by finally bonding together with a sealing material.
  • the counter substrate 1A and the pixel substrate 2A can be bonded together by, for example, the following method.
  • a resin layer 41 is formed on the periphery of the light modulation region of the substrate 2 by applying a sealing material made of thermosetting resin in a ring shape by a dispenser method. Further, the resin layer 42 is formed by applying a sealing material made of ultraviolet curable resin in a ring shape by a dispenser method so as to overlap (surround) the outer periphery of the resin layer 41.
  • the thermosetting resin and the ultraviolet curable resin are applied to the substrate 2 with a width of about 0.3 mm and a thickness of about 20 m, respectively.
  • the substrates 1 and 2 were plastic substrates.
  • thermosetting resin and the ultraviolet curable resin a spacer 43 containing about 2% by weight of a rod-shaped spacer was used.
  • the mouth-shaped spacer contained in the thermosetting resin and the rod-shaped spacer contained in the ultraviolet curable resin have the same rod diameter.
  • the rod-shaped spacer is not particularly limited, and examples of the rod-shaped spacer include a micro rod manufactured by Nippon Electric Glass.
  • a force using a rod-shaped spacer as the spacer 43 may be a spherical spacer, for example.
  • thermosetting resin a thermosetting resin that has been conventionally used as a sealing material for display devices can be used, and is not particularly limited. Epoxy rosin can be used.
  • an ultraviolet curable adhesive As the ultraviolet curable resin, what is generally called an ultraviolet curable adhesive can be used, and is not particularly limited. “Fast-curing LX1347” (trade name), “NOA-61” (trade name) manufactured by NORLAND, “AVR-100” (trade name) manufactured by THREE BOND, and the like can be used.
  • the counter substrate 1A and the pixel substrate 2A are aligned so as to oppose each other at a predetermined position, and then the counter substrate 1A and the pixel substrate 2A are opposed (bonded). .
  • the resin layers 41 and 42 provided on the substrate 2 are sandwiched between the counter substrate 1A and the pixel substrate 2A.
  • ultraviolet rays are irradiated onto the resin layer 42 made of an ultraviolet curable resin, and the resin layer 42 is cured to form the counter substrate 1A. Temporarily fix the pixel substrate 2A.
  • the lamp light source for irradiating ultraviolet rays is not particularly limited, and for example, a metal halide lamp can be used.
  • the bonded substrates 1 and 2 are heated to cure the resin layer 41 made of thermosetting resin, and then gradually cooled.
  • the counter substrate 1A and the pixel substrate 2A are bonded together with a desired positional relationship and at a predetermined interval with high accuracy. As a result, a display element with good display quality can be obtained.
  • the sealing material 40 is composed of a plurality of layers, for example, two layers of the resin layers 41, 42, the resin layer 41 on the inner wall side is composed of an ultraviolet curable resin, and the resin layer 42 on the outer wall side. Is made of UV-curing resin, it is first fixed temporarily with the outer wall side resin layer 42 to prevent the substrates 1 and 2 from shifting laterally, and the inner wall side resin layer 41 is finally finished. Therefore, the substrates 1 and 2 are fixed.
  • the substrate having the larger thermal expansion coefficient is applied when heat is applied to cure the resin layer 41 on the inner wall side. Will deform into a convex shape due to expansion. While pressing, the part temporarily fixed with the resin layer 42 on the outer wall side The distance between the substrates is held.
  • the sealing material 40 also has a plurality of resin layers (the resin layers 41 and 42) as described above, the resin layer 41 on the inner wall side is finally almost the same as the resin layer 42 on the outer wall side. Fix the substrates 1 and 2 in position. Therefore, when the resin layer 41 on the inner wall side is completely cured and the expanded substrate contracts to the original size, the substrates 1 and 2 are bonded with high accuracy while maintaining the desired positional relationship and the predetermined interval. Will be matched.
  • thermosetting resin and the ultraviolet ray curable resin are applied to the substrate 2, but these thermosetting resin and the ultraviolet curable resin are applied.
  • the grease coated substrate may be the substrate 1.
  • thermosetting resin is applied when the thermosetting resin is applied to one of the substrates 1 and 2 and the ultraviolet curable resin is applied to the other substrate, the thermosetting resin is applied when the substrates 1 and 2 are bonded together.
  • the resin layer 41 made of a resin and the resin layer 42 also having an ultraviolet curable resin power may overlap from the inner wall side (light modulation region side) of the sealing material 40 toward the outer wall side.
  • the resin layer 41 made of a thermosetting resin and the resin layer 42 made of an ultraviolet curable resin are sealed in a state where the substrates 1 and 2 are bonded to each other. If the material 40 overlaps from the inner wall side to the outer wall side, the application pattern of the thermosetting resin and the ultraviolet curable resin is not particularly limited. Also, the application method is not limited to the above-mentioned dispenser method, and may be a printing method such as an offset method.
  • the sealing material 40 (the resin layers 41 and 42) includes a resin layer 41 made of a thermosetting resin and a resin layer 42 made of an ultraviolet curable resin.
  • the substrates 1 and 2 may be fixed using any one of the resin layers.
  • a plastic substrate that is also a plastic resin film is used for the substrates 1 and 2.
  • TFTs thin film transistors
  • electrodes are formed on a plastic substrate including a plurality of fibers, for example, E glass. Therefore, the problem of dimensional variation due to temperature change due to the large linear expansion coefficient of the plastic substrate could be suppressed.
  • the chiral pitch as the liquid crystal material is relative to the visible light wavelength.
  • the spontaneous twist pitch is smaller than the visible light wavelength, it exhibits optical isotropy in the direction parallel to the substrate surface when no electric field is applied (or optical anisotropy).
  • the electric field is applied to the cholesteric liquid crystal layer 3
  • the liquid crystal molecules are aligned in the electric field application direction according to the electric field strength.
  • the twist is released and the films are aligned in the electric field application direction.
  • display can be performed by changing the transmittance of the cholesteric liquid crystal layer 3 by applying an electric field.
  • a cholesteric liquid crystal layer 3 that exhibits optical isotropy in a direction parallel to the substrate surface (direction parallel to the substrate surface) is used as an optical modulation layer, and an electric field in the direction parallel to the substrate surface is applied to the cholesteric liquid crystal layer 3.
  • display is performed by applying optical anisotropy in the direction parallel to the substrate surface by applying is described as an example.
  • the present invention is not limited to this, and the optical isotropy is different in a direction substantially parallel to the substrate surface when an electric field is applied and when no electric field is applied. Any device that performs anisotropic switching may be used.
  • the display element according to the present invention may have a configuration in which optical anisotropy develops in a direction substantially parallel to the respective substrate surfaces of the substrates 1 and 2 by application of an electric field.
  • the electric field applied to the cholesteric liquid crystal layer 3 may be an electric field in a direction substantially parallel to the substrate surfaces of the substrates 1 and 2.
  • the term “substantially parallel to the substrate surface” specifically means that the substrate surface is preferably within an angle (inclination) of ⁇ 10 degrees with respect to the surface parallel to the substrate surface. The direction parallel to is shown.
  • alignment films 8 and 9 for aligning liquid crystal molecules in the vicinity of the substrate interface in a specific direction that is, an alignment treatment direction
  • a specific direction that is, an alignment treatment direction
  • the alignment films 8 and 9 mainly apply the liquid crystal molecules to the substrate surfaces of the substrates 1 and 2 with respect to the liquid crystal molecules constituting the cholesteric liquid crystal layer 3. Against The case where the alignment treatment is performed so as to give the alignment regulating force to align in one parallel direction has been described as an example.
  • the alignment films 8 and 9 which are capable of switching, are substantially parallel to the liquid crystal molecules constituting the cholesteric liquid crystal layer 3 and the liquid crystal molecules are substantially parallel to the substrate surfaces of the substrates 1 and 2. Any material can be used as long as it imparts an alignment regulating force to align in one direction.
  • the alignment direction is fixed so that the liquid crystal molecules in contact with the substrate interface (upper and lower substrate interfaces) in each of the substrates 1 and 2 are directed to the alignment treatment direction, and the liquid crystal molecules near the substrate interface are aligned with the alignment films 8 and 9 Alignment is performed in the alignment treatment direction.
  • the liquid crystal molecules between the substrates 1 and 2 are oriented in the inner direction of the cell and twisted (twisted) in an orientation corresponding to the twisting force of the chiral agent! / Finally, the liquid crystal molecules are aligned so as to be continuously connected to the liquid crystal molecules fixed to the other substrate interface.
  • the liquid crystal molecules at the interface between the two substrates are fixed in one direction. Therefore, the liquid crystal molecules in the cholesteric liquid crystal layer 3 are in a uniform helical alignment state (uniform twist) when no electric field is applied. Orientation). Therefore, the spiral does not turn in a random direction, and no alignment defect occurs between the spirals. For this reason, by providing the alignment films 8 and 9, it is possible to prevent alignment defects from occurring between the spirals, and to more reliably realize optical isotropy in the direction parallel to the substrate surface.
  • the display element 20 when an external force is applied to the display element 20, the display element 20 is optimal for a flexible display because it can suppress a significant influence on the display that is difficult to cause alignment disorder. .
  • the method of applying an electric field has been described as an example of the method of changing the degree of optical anisotropy of the cholesteric liquid crystal layer 3.
  • the degree of optical anisotropy of the cholesteric liquid crystal layer 3 may be changed depending on whether an external field is applied or not when an external field other than an electric field is applied.
  • the liquid crystal material encapsulated in the cholesteric liquid crystal layer 3 has a spontaneous twist pitch that is less than the visible light wavelength and is optically applied in the direction parallel to the substrate surface by applying an external field.
  • a liquid crystal material exhibiting anisotropy may be used.
  • a magnetic field may be applied instead of applying an electric field.
  • a magnetic field may be applied.
  • the degree of optical anisotropy varies depending on whether a magnetic field is applied or not.
  • a material having a spontaneous twist pitch less than the visible light wavelength and a large magnetic anisotropy is preferable.
  • the liquid crystal material sealed in the cholesteric liquid crystal layer 3 preferably has a ring structure such as a six-membered ring in the molecule.
  • the molecule can have a stable spin.
  • spins can be arranged in parallel by stacking conjugated molecules on a plane.
  • a discotic liquid crystal in which a central core portion is stacked to form a column is suitable.
  • Light can also be used as an external field for changing the degree of optical anisotropy of the cholesteric liquid crystal layer 3.
  • the wavelength of the light used as the external field is not particularly limited, but for example, by oscillating 532 nm light with an Nd: YAG laser and irradiating the liquid crystal material, the optical anisotropy of the liquid crystal material is obtained. The degree of can be changed.
  • the liquid crystal material used in this case is a liquid crystal material having a spontaneous twist pitch less than the visible light wavelength and exhibiting a cholesteric phase, in which the degree of optical anisotropy is changed by light irradiation. If there is any.
  • the medium contains a small amount of pigment. Yes.
  • the pigment content in the medium is preferably 0.01 wt% or more and less than 5%. If it is less than 0.01%, the amount of the dye is small, so it hardly contributes to the change in the degree of optical anisotropy, and if it is 5% or more, the excitation light is absorbed by the dye.
  • examples of the means for causing optical anisotropy in the display element include an electric field, a magnetic field, and light.
  • an electric field is applied to the display element. It is preferable because design and drive control are easy.
  • the display element includes, as an external field applying unit, for example, an electric field applying unit such as an electrode, a magnetic field applying unit such as an electromagnet, a light irradiation unit (excitation light generation) such as a laser device (for example, the Nd: YAG laser).
  • the external field applying means is preferably an electric field applying means from the viewpoint of design of the display element and drive control.
  • the external field applying means may be provided separately from the display element that the display element itself may include.
  • the display device may include a display element provided with the external field applying unit, and may include the external field applying unit separately from the display element. It may be.
  • the display device of the present invention includes a display element that is effective in each of the above embodiments, and an external field applying unit that applies an external field to the cholesteric liquid crystal layer in the display element. .
  • the display element has a medium force exhibiting a cholesteric phase in which the spontaneous twist pitch is less than the visible light wavelength, and is applied to the substrate surfaces of both the substrates by applying an external field.
  • a liquid crystal layer that exhibits optical anisotropy in a substantially parallel direction (preferably a parallel direction, that is, a direction parallel to the substrate surface) is provided.
  • the display device includes the display element.
  • liquid crystal molecules are aligned in a uniform direction when no electric field is applied. Compared to a configuration in which the alignment direction is changed by applying an electric field, display is wider. Has viewing angle characteristics.
  • a stable phase structure can be maintained over a wide temperature range, and therefore, according to the above configuration, the driving temperature range is wide and the durability and reliability are excellent.
  • a display element can be realized.
  • the liquid crystal layer When an external field is applied to the liquid crystal layer, the liquid crystal layer exhibits optical anisotropy in a direction substantially parallel to the substrate surfaces of the two substrates (preferably in a direction parallel to the substrate surfaces). To do. Therefore, components other than the absorption axis component of the other polarizing plate (second polarizing plate) are generated in the linearly polarized light that has passed through one polarizing plate (first polarizing plate) and entered the liquid crystal layer. The light is transmitted through the other polarizing plate (second polarizing plate) and emitted. Therefore, it is possible to perform gradation display by changing the transmittance of the display element between when an external field is applied and when no external field is applied.
  • the molecules are oriented in one direction substantially parallel (preferably parallel) to the substrate surface of each substrate with respect to the molecules constituting the medium. It is also possible to employ a configuration in which orientation means for imparting the orientation regulating force is provided.
  • the one direction generally parallel to the substrate surface of each substrate may be any direction as long as it is one direction parallel to the substrate surface.
  • the orientation means provided on each substrate surface may impart orientation regulating force in different directions.
  • the molecules near the substrate interface are aligned in a predetermined direction according to the alignment regulating force applied by the alignment means when no external field is applied. For this reason, Molecules are in a uniform helical orientation state (uniform twist orientation) when no electric field is applied. Accordingly, the spiral force S faces in a random direction, and no alignment defect occurs between the spirals. For this reason, it is possible to prevent alignment defects from occurring between the spirals and to reliably realize optical isotropy in a direction substantially parallel to the substrate surface, preferably in a direction parallel to the substrate surface.
  • the display element by applying an external field, as means for developing optical anisotropy in a direction substantially parallel to the substrate surfaces of the two substrates (preferably in a direction parallel to the substrate surfaces).
  • an electric field a magnetic field
  • the display element may be used in combination with an electric field applying unit, a magnetic field applying unit, a light irradiating unit, or the like, which may include an external field applying unit such as an electric field applying unit or a magnetic field applying unit.
  • the electric field is easy to design and drive control the display element.
  • the preferred display element is an electric field applying means for applying an electric field as an external field to the liquid crystal layer. I prefer to be equipped with.
  • the display element has an electric field in a direction substantially parallel to the substrate surface of the two substrates with respect to the medium in the pixels of the two substrates. It is preferable that an electric field applying means for applying an electric field in a direction parallel to the substrate surfaces of the two substrates is preferably provided.
  • the transmitted light intensity when the absorption axis direction of the first polarizing plate is parallel to the absorption axis direction of the second polarizing plate is used as a reference transmitted light intensity
  • black gradation display is performed.
  • the transmitted light intensity is less than 20% of the reference transmitted light intensity when no external field is applied (for example, when no external field is applied or when a low-intensity external field is applied), and white gradation is displayed (for example, the maximum intensity or an intensity close thereto)
  • the maximum value of transmitted light intensity when an external field is applied may be 50% or more of the reference transmitted light intensity.
  • the ratio between the maximum value of the transmitted light intensity and the minimum value of the transmitted light intensity, that is, the contrast is 2.5 or more, which is within the contrast range that can be recognized by the human eye as a display.
  • the maximum transmittance is 50% or more, and brightness equivalent to or higher than the VA mode, IPS mode, ECB mode, OCB mode, etc., which are liquid crystal display modes currently in practical use, can be realized.
  • Black gradation display is performed using a state exhibiting geometrical isotropy, and by applying an external field, the liquid crystal layer is parallel to the substrate surface (preferably the substrate surface is parallel, but the direction is generally parallel to the substrate surface.
  • white gradation display can be performed using a state close to a state where the degree of optical anisotropy is maximized. This makes it possible to display all gradations with a wide dynamic range.
  • by controlling the intensity of the applied external field it is possible to display gray scale (halftone).
  • a color filter layer may be provided on at least one of the opposing substrates.
  • applying an external field to the liquid crystal layer changes the optical anisotropy of the liquid crystal layer in the direction parallel to the substrate surface (direction substantially parallel to the substrate surface) and performs gradation display.
  • Color display can be realized by a single color filter.
  • an angle formed between the absorption axis direction of the first polarizing plate and the application direction of the electric field, and an angle formed between the absorption axis direction of the second polarizing plate and the application direction of the electric field may be within a range of 45 ° ⁇ 10 °.
  • the electric field applying means may have a pair of comb-like electrode forces.
  • the comb-like electrode structure is an electrode structure that has a proven track record in conventional IPS (in-plane switching) liquid crystal display elements, so its design concept, array structure, and layout structure can be applied.
  • the electric field applying means may be configured to form a plurality of regions having different electric field applying directions in one pixel.
  • the electric field applying means forms two regions in which the electric field applying direction is orthogonal to each other in one pixel.
  • the coloring phenomenon can be more suitably prevented in all directions (viewing angles). wear.
  • each of the comb electrodes may have a zigzag shape with a bending angle of 90 degrees ⁇ 20 degrees.
  • the bending angle is an angle formed by a straight line portion in a zigzag shape and a straight line portion adjacent to the straight line portion.
  • the alignment means may be a horizontal alignment film subjected to rubbing treatment or a horizontal alignment film subjected to light irradiation treatment! /.
  • the alignment of liquid crystal molecules in contact with both substrate interfaces when no external field is applied by using a horizontal alignment film that has been subjected to a rubbing process or a horizontal alignment film that has been subjected to a light irradiation process, the alignment of liquid crystal molecules in contact with both substrate interfaces when no external field is applied.
  • the direction can be reliably oriented in a predetermined direction in a direction parallel to the substrate surface (a direction substantially parallel to the substrate surface).
  • optical isotropy in the direction parallel to the substrate surface (direction approximately parallel to the substrate surface) can be more reliably realized. Therefore, since it is possible to prevent light leakage when no external field is applied, a display device with higher contrast can be realized.
  • the horizontal alignment film for example, an organic thin film such as polyimide having a proven record in TFT-LCD (Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display) applications can be used.
  • any photo-alignment film material having a photofunctional group may be used.
  • the opposing surfaces of the two substrates are provided with an alignment means for applying an alignment regulating force for aligning the molecules in a predetermined direction with respect to the molecules constituting the medium.
  • the angle between the orientation regulating direction and the electric field application direction by the electric field applying means may be 0 ° or 90 °.
  • the orientation regulating direction is a direction in which the major axis direction of the liquid crystal molecule is oriented.
  • the angle formed between the orientation regulation direction and the electric field application direction is not necessarily strictly 0 ° or 90 °, but may be an angle that can be regarded as substantially 0 ° or 90 °.
  • the substrate surface parallel direction generated by the application of an electric field (generally on the substrate surface).
  • the angle between the direction of optical anisotropy in the parallel direction) and the absorption axis direction of the first polarizing plate and the second polarizing plate is close to 45 degrees, and the light utilization efficiency is high.
  • a high display element can be realized.
  • the opposing surfaces of the two substrates are provided with an orientation means for imparting an orientation regulating force to orient the molecules in a predetermined direction with respect to the molecules constituting the medium.
  • the angle between the orientation regulating direction of the first electrode and the electric field applying direction by the electric field applying means may be 45 degrees.
  • the angle formed between the orientation regulation direction and the electric field application direction is not necessarily exactly 45 degrees, but may be an angle that can be regarded as substantially 45 degrees.
  • the angle between the alignment direction of the liquid crystal molecules on the interface between the two substrates and the absorption axis direction of the first polarizing plate and the second polarizing plate is parallel or orthogonal. For this reason, the phase difference due to the liquid crystal molecules adsorbed on the substrate interface and the phase difference of the alignment means itself are canceled, and the substrate surface parallel direction (direction substantially parallel to the substrate surface) when no electric field is applied.
  • the optical isotropy of can be made more reliable.
  • At least one of the pair of substrates may be a plastic substrate.
  • the substrate plastic By making the substrate plastic, the flexibility of the substrate is increased compared to glass. Therefore, according to the above configuration, the display element can be used as a flexible display.
  • the plastic substrate may include an inorganic oxide! / ⁇ .
  • the linear expansion coefficient can be reduced.
  • an elastic modulus can be raised and water absorption can be reduced.
  • the linear expansion coefficient is large, the dimensional variation due to temperature changes becomes large, and high-precision patterning is required.
  • drive elements switching elements
  • higher precision of turn-around is required.
  • the linear expansion coefficient of a plastic substrate is several tens of ppmZ ° C even if it is small, whereas the linear expansion coefficient of glass is generally several ppmZ ° C. Therefore, by making the plastic substrate contain an inorganic oxide, the coefficient of linear expansion can be lowered, and the variation in dimensions due to a temperature change can be suppressed.
  • the plastic substrate includes a plurality of fibers arranged in at least one direction. It may be a configuration.
  • the plastic substrate includes a plurality of fibers arranged in at least one direction, the linear expansion coefficient of the plastic substrate can be reduced and the dimensional stability can be improved. Therefore, according to the above configuration, it is possible to suppress dimensional fluctuation due to temperature change.
  • the arrangement direction of the plurality of fibers is preferably substantially parallel or substantially perpendicular to the absorption axis of the polarizing plate. That is, the plastic substrate includes a first polarizing plate provided on one of the pair of substrates and a first polarizing plate provided on the other substrate, the absorption axis direction being orthogonal to the absorption axis direction of the first polarizing plate. It is preferable that the arrangement direction of the plurality of fibers is substantially parallel or substantially perpendicular to the absorption axis of the polarizing plate disposed on the viewer side.
  • the arrangement direction of the plurality of fibers is substantially parallel or substantially perpendicular to the absorption axis of the polarizing plate laminated on the plastic substrate, in other words, the arrangement direction of the plurality of fibers arranged in one direction.
  • the force and the absorption axis of the polarizing plate are substantially parallel or substantially orthogonal, the occurrence of uneven color due to the birefringence of the plastic substrate can be suppressed.
  • the phrase “substantially parallel or substantially perpendicular to the absorption axis of the polarizing plate” specifically refers to the absorption of one of the first polarizing plate and the second polarizing plate. It indicates that it may be tilted within a range of ⁇ 20 degrees with respect to the axis, preferably within a range of ⁇ 10 degrees, and most preferably, the first polarizing plate and the second polarizing plate It indicates that it is parallel to the absorption axis of one of the polarizing plates.
  • At least one of the pair of substrates is a plastic substrate, and when one of the pair of substrates is a plastic substrate, the plastic substrate is used as both substrates.
  • at least one plastic substrate has a composite layer including a fiber cloth and a resin layer, and the linear expansion coefficient of the resin material contained in the resin layer is the fiber cloth. It is larger than the linear expansion coefficient of! That is, at least one of the pair of substrates has a composite layer including a fiber cloth and a resin layer, and the linear expansion coefficient of the resin material included in the resin layer is high. It may be a plastic substrate that is larger than the linear expansion coefficient of the fiber cloth.
  • the fiber cloth is smaller than the linear expansion coefficient of the resin material! Therefore, the linear expansion coefficient of the plastic substrate can be lowered as compared with the case of forming the plastic substrate alone. Therefore, according to the above configuration, it is possible to suppress a variation in dimensions due to a temperature change.
  • the display element includes an annular sealing material that is provided between the pair of substrates and seals the periphery of the liquid crystal layer, and the annular sealing material is made of an ultraviolet curable resin. It may be a configuration.
  • the display element includes an annular sealing material that is provided between the pair of substrates and seals the periphery of the liquid crystal layer, and the annular sealing material includes thermosetting resin and ultraviolet light. It may be composed of a linear curable resin.
  • the annular sealing material is, for example, both a thermosetting reactive group and an ultraviolet curable reactive group which may be a mixture of a thermosetting resin and an ultraviolet curable resin. It may be configured to contain a compound containing as a component.
  • the annular sealing material may have a structure in which a plurality of resin layers containing a thermosetting resin and a resin layer containing an ultraviolet curable resin are laminated. More specifically, the annular sealing material is composed of a plurality of resin layers stacked from the inner wall side to the outer wall side, and at least one of the plurality of resin layers is a thermosetting resin. The remaining resin layer may be composed of an ultraviolet curable resin.
  • the sealing material made of ultraviolet curable resin has poor adhesion to the substrate having a lower viscosity than the sealing material made of thermosetting resin. Therefore, a pair of substrates are temporarily fixed with a sealing material made of ultraviolet curable resin, and then finally bonded together with a sealing material made of thermosetting resin, so that both substrates can be bonded more reliably. Can do.
  • the liquid crystal layer may be configured to be a medium cover to which a chiral agent is added.
  • a liquid crystal layer exhibiting optical isotropy can be realized.
  • the concentration of the added agent is the total amount of the medium after the addition of the chiral agent. It is preferably 11% by weight or more and 80% by weight or less based on the weight.
  • the spontaneous twist pitch can be made less than the visible light wavelength, and the parallel to the substrate surface when no external field is applied.
  • a liquid crystal layer exhibiting optical isotropy in the direction (direction substantially parallel to the substrate surface) can be realized.
  • the concentration of the chiral agent added is preferably 80% by weight or less.
  • liquid crystal layer may be configured to have a chiral liquid crystal material power! /.
  • the selective reflection wavelength in the liquid crystal layer is preferably less than the visible light wavelength.
  • optical isotropy in the direction parallel to the substrate surface (direction substantially parallel to the substrate surface) can be more reliably realized when no external field is applied. Further, it is possible to prevent the occurrence of a coloring phenomenon due to selective reflection when no external field is applied and when an external field is applied.
  • the selective reflection wavelength is changed to ultraviolet by applying an electric field in a direction parallel to the substrate surface (direction approximately parallel to the substrate surface) to the cholesteric liquid crystal layer to change the pitch of the cholesteric phase.
  • Range power Color display is realized by changing to visible range.
  • the display element of the present invention performs gradation display by changing the transmittance of the liquid crystal layer.
  • a single color filter is provided or a backlight or the like is provided. This is achieved by switching the color of the light source at a high speed within one unit field and performing display by time-division driving.
  • the liquid crystal layer may have a configuration in which an alignment auxiliary material that stabilizes the alignment state of molecules constituting the medium when no external field is applied.
  • an alignment auxiliary material that stabilizes the alignment state of molecules constituting the medium when no external field is applied.
  • the alignment aid for example, a polymer network or a hydrogen bond can be used.
  • the polymer network includes a polymerizable compound added to the liquid crystal layer, and the liquid crystal layer includes It may be polymerized by irradiating light while exhibiting optical isotropy in a direction substantially parallel to the substrate surface (preferably a direction parallel to the substrate surface)! / ,.
  • the alignment state of the molecules constituting the medium when no external field is applied can be stabilized by the alignment auxiliary material.
  • the electro-optical characteristics can be extracted while maintaining the molecular alignment state when no external field is applied, that is, the alignment state having a spontaneous twist pitch less than the visible light wavelength. Is possible. Therefore, when the application of the external field is turned off, it can be quickly relaxed to an orientation state having a spontaneous twist pitch less than the visible light wavelength. Therefore, a good display can be performed even immediately after the external field application is turned off.
  • the alignment state of the molecules when no external field is applied is stabilized by the alignment aid, so that the ON / OFF state of the external field during driving and the display state with a high-intensity external field applied are prolonged. Even when it is sustained, it is possible to obtain a more practical display element having excellent durability and reliability without destroying the alignment state having a spontaneous twist pitch less than the visible light wavelength.
  • Patent Document 2 the blue phase is stabilized by a polymer network in order to widen the temperature range in which the blue phase appears.
  • the alignment state having a spontaneous twist pitch less than the visible light wavelength is quickly relaxed.
  • An alignment aid is formed for the purpose.
  • the display device of the present invention includes the display element having any one of the above-described configurations according to the present invention.
  • a display device having high-speed response characteristics, wide viewing angle characteristics, high contrast characteristics, and a wide driving temperature range and excellent durability and reliability can be realized.
  • the display element of the present invention has a high-speed response as described above, the color of a light source such as a knocklight is switched at high speed within one unit field using this high-speed response.
  • the present invention can also be applied to a field sequential color display device that performs display by division driving.
  • the display element and display device of the present invention are excellent in high-speed response and wide viewing angle characteristics with a wide driving temperature range, and provide high-contrast display that does not cause coloration in all viewing angles without impairing transmittance. Yes.
  • the liquid crystal layer is made of a material that has been sufficiently proven in conventional liquid crystal display elements, the durability and reliability are also excellent. For this reason, it can be considered as one of the most promising display technologies for next-generation FPD-TV applications from a practical point of view.
  • the present invention is not limited to the use as a television, but can be applied to various monitors, in-vehicle displays, OA devices such as notebook computers and word processors, camcorders, digital cameras, mobile phones, and other displays.

Landscapes

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Description

明 細 書
表示素子および表示装置
技術分野
[0001] 本発明は、高速応答特性、広視野角特性、高コントラスト特性を備え、かつ、駆動 温度範囲が広ぐ耐久性および信頼性に優れた表示素子および表示装置に関する ものである。
背景技術
[0002] 液晶表示素子は、各種表示素子のなかでも薄型で軽量かつ消費電力が小さいと いった利点を有している。このため、テレビやモニター等の画像表示装置や、ワープ 口、パーソナルコンピュータ等の OA (Office Automation)機器、ビデオカメラ、デジタ ルカメラ、携帯電話等の情報端末などに備えられる画像表示装置に広く用いられて いる。
[0003] 液晶表示素子の液晶表示方式としては、従来、例えば、ネマティック液晶を用いた ッイステツドネマティック (TN)モ ドゃ、強誘電性液晶（FLC)ある 、は反強誘電性 液晶 (AFLC)を用いた表示モード、高分子分散型液晶表示モード等が知られている
[0004] これらの液晶表示方式のうち、例えば、 TNモードの液晶表示素子は、従来から実 用化されている。し力しながら、 TNモードを用いた液晶表示素子には、応答が遅い、 視野角が狭い等の欠点があり、これらの欠点は、 CRT(cathode ray tube)を凌駕する 上で大きな妨げとなって 、る。
[0005] また、 FLCあるいは AFLCを用いた表示モードは、応答が速ぐ視野角が広いとい つた利点を有してはいるものの、耐ショック性、温度特性等の面で大きな欠点があり、 広く実用化されるまでには至って ヽな 、。
[0006] さらに、光散乱を利用する高分子分散型液晶表示モードは、偏光板を必要とせず、 高輝度表示が可能であるが、本質的に位相板による視角制御ができない上、応答特 性の面で課題を有しており、 TNモードに対する優位性は少な 、。
[0007] これら表示方式は、何れも、液晶分子が一定方向に整列した状態にあり、液晶分子 に対する角度によって見え方が異なるため、視角制限がある。また、これら表示方式 は、何れも、電界印加による液晶分子の回転を利用するものであり、液晶分子が整列 したまま揃って回転するため、応答に時間を要する。なお、 FLCや AFLCを用いた 表示モードの場合、応答速度や視野角の面では有利であるが、外力による非可逆的 な酉 S向破壊が問題となる。
[0008] 一方、電界印加による液晶分子の回転を利用するこれらの表示方式に対して、二 次の電気光学効果を利用した電子分極による表示方式が提案されている。
[0009] 電気光学効果とは、物質の屈折率が外部電界によって変化する現象である。電気 光学効果には、電界の一次に比例する効果と二次に比例する効果とがあり、それぞ れポッケルス効果、カー効果と呼ばれている。特に、二次の電気光学効果であるカー 効果は、高速の光シャッターへの応用が早くから進められており、特殊な計測機器に おいて実用化されている。
[0010] カー効果は、 1875年に J. Kerr (カー）によって発見されたものであり、これまでに、 カー効果を示す材料としては、ニトロベンゼンや二硫ィ匕炭素等の有機液体が知られ ている。これら材料は、例えば、前記した光シャッター、光変調素子、光偏光素子、あ るいは、電力ケーブル等の高電界強度測定等に利用されている。
[0011] その後、液晶材料がネマティック相一等方相相転移温度 (T )近傍の等方相（アイ
ni
ソトロピック相）において大きなカー定数を有することが示され、光変調素子、光偏向 素子、さらには光集積回路応用に向けての基礎検討が行われ、前記-トロベンゼン の 200倍を越えるカー定数を示す液晶化合物も報告されている。
[0012] このような状況にぉ 、て、カー効果の表示装置への応用が検討され始めて 、る。力 一効果は、電界の二次に比例するため、電界の一次に比例するポッケルス効果と比 較して、相対的に低電圧駆動を見込むことができる上、本質的に、数マイクロ秒〜数 ミリ秒の応答特性を示すため、高速応答表示装置への応用が期待される。
[0013] ところで、カー効果を表示素子へ応用展開するにあたっての、実用上の大きな問題 は、従来の液晶表示素子と比較して駆動電圧が大きいこと、および、カー効果を示す 材料として従来力 公知の材料は、カー効果を発現する温度範囲が非常に狭いこと である。 [0014] 前者の問題に対して、例えば特許文献 1では、主に液晶性を有する分子を等方相 状態において駆動させる表示素子において、基板表面にあらかじめ配向処理を施し ておき、カー効果が発現しやす！ヽような状態を作り出す手法が提案されて!ヽる。
[0015] 特許文献 1に記載されている表示素子では、一対の基板間に液晶性を有する分子 が挟持されている。また、一方の基板の内側 (他方の基板との対向面側）には、櫛歯 状の電極が形成されており、両基板表面にはラビング処理が施された配向膜が形成 されている。また、両基板の外側には、偏光板が、互いの吸収軸が直交するように配 設されている。また、両電極の表面に形成された配向膜はそのラビング方向が、互い に反平行または平行であり、かつ、偏光板の吸収軸と 45度の角度をなすように配置（ ラビング処理）されている。
[0016] このような構成力もなる、特許文献 1の表示素子では、櫛歯状電極間に電圧を印加 して基板面平行方向に電界を発生させた場合、液晶性を有する分子の分極が電界 方向に配向するとともに、分子の長軸方向がラビング方向に平行になるように配向す る。これにより、特許文献 1の表示素子では、カー効果を発現させるために要する駆 動電圧を低下させている。
[0017] し力しながら、上記の特許文献 1では、駆動電圧は低下できたとしても、カー効果が 発現する温度範囲を拡大するための方法は何ら開示されておらず、実用化は困難で ある。
[0018] 一方、特許文献 2には、カー効果が発現する温度範囲を広げるために、光学変調 素子用液晶材料として、主に液晶材料にカイラル剤を添加したカイラル添加液晶材 料を用い、コレステリック相（カイラルネマティック相）を示す温度範囲と等方相を示す 温度範囲との間で発現する青色相（ブルーフェーズ)を高分子ネットワークで安定ィ匕 する技術が開示されて ヽる。
[0019] 青色相（ブルーフェーズ)は、等方相と同じぐ光学的には透明であり、光学的等方 性を示す。また、青色相を呈する物質は、純粋な等方相のみでカー効果が発現する 物質と比べて、カー効果を発現可能な温度範囲が青色相を呈する温度範囲分だけ 広い。し力しながら、カー効果が発現する温度範囲が広くなつたとしても、高々数 °C( 数 K、数ケルビン)程度であって、それだけでは実用化は困難である。 [0020] そこで、特許文献 2では、この青色相を高分子ネットワークで安定ィ匕することで、力 一効果が発現する温度範囲を例えば 60K程度に拡大している。
[0021] ところで、従来、コレステリック相（カイラルネマティック相）を用いる表示モードとして 、非特許文献 1に開示されているような NCPT (Nematic- Cholesteric Phase Transitio n)モードや、非特許文献 2に開示されているような PSCT (Polymer Stabilized Choles teric Texture)モード等が知られている。これらの表示モードは、主として電子ぺーパ 一等の反射型ディスプレイや、偏光板を必要としな 、散乱一透過のディスプレイであ り、電界印加によって、プレーナ一、フォーカルコニック（フィンガープリント）、ホメオト 口ピック配向状態間の相転移現象とその双安定性を表示に応用するものであって、 駆動電圧パルスの最適化等で所望の配向状態間をスイッチングさせてメモリ性を利 用するというものである。
[0022] また、特許文献 3には、コレステリック液晶層に基板面平行方向の電界を印加してコ レステリック相のピッチを変化させることで、選択反射波長を紫外域から可視域に変 化させて、カラー表示を実現する技術が開示されている。つまり、特許文献 3の技術 では、電界無印加時の自発的捩れのピッチ P
0 (ナチュラルカイラルピッチ P )
0を紫外 域に設定しておいて、 P
0よりも大きなピッチ P
1、もしくは P
2になるように基板面平行方 向の電界を印加する。そして、電界印加時の捩れのピッチ、もしくは、選択反射波長 を例えば、 R (赤）、 G (緑)、 B (青)の波長に設定してカラー表示を得る。また、特許文 献 3には、このようなセルを 3セル積層し、それぞれのセルに印加する電圧を調整す ることで、フルカラー表示も得られるとの開示もある。また、特許文献 3には、電界無印 加時において選択反射波長が紫外域にある状態で高分子ネットワークを形成するこ とで、電界印加時の弹性的エネルギーを実効的に大きくして、電界 OFF時の初期状 態への戻り（緩和過程の応答速度)を高速化する技術が記載されて!ヽる。
[0023] また、特許文献 4には、コレステリック液晶層に基板面平行方向の電界を印加する 表示素子に関して、上下基板面に形成した配向膜のラビング方向と偏光板の軸方向 とをマッチングさせる技術が述べられている。また、特許文献 4には、駆動させるコレ ステリック液晶層の他に、この液晶層と捩れ方向が反対の捩れ方向を有する光学補 償用のコレステリック液晶セルを付与させることも述べられている。 特許文献 1 :日本国公開特許公報「特開 2001— 249363号公報 (公開日： 2001年 9 月 14日）」
特許文献 2 :日本国公開特許公報「特開 2003— 327966号公報 (公開日： 2003年 1 1月 19日）」
特許文献 3 :日本国公開特許公報「特開平 11 142823号公報 (公開日： 1999年 5 月 28日）」
特許文献 4 :日本国公開特許公報「特開 2002— 189222号公報 (公開日： 2002年 7 月 5日）」
非特許文献 1 :液晶若手研究会編 「液晶ディスプレイの最先端」 p. 200— 219、シ ダマ出版、 1996年 10月 10日初版第 1刷発行
非特干文献 2： Edited by Gregory Philip Crawford and Slobodan Zumer,「Liquia Crys tals in Complex Geometries Formed by polymer and porous networksj p. 103— 14 2、 Taylor & Francis、 1996
非特許文献 3 : Takashi Kato、外 2名,「Fast and High-Contrast Electro-optical Switc hing of Liquid-Crystalline Physical Gels: Formation of Oriented Microphase— Separat ed StructuresJ , Adv. Funct. Mater., 2003年 4月， vol. 13. No. 4, p313— 317 発明の開示
[0024] し力しながら、特許文献 1に開示されて!、る表示素子では、液晶性物質の純粋な等 方相（ァイソトロピック相）を用いて 、るので、駆動温度範囲を拡大することは原理的 に不可能である。
[0025] また、特許文献 2に開示されて ヽる技術では、表示装置として実用化された実績の な 、青色相を用いて 、るので、品質や信頼性と 、つたより具体的な実用化への課題 に対しては全く未知数であり、電界印加に対する耐久性、信頼性の懸念は払拭でき ない。つまり、青色相は本質的に不安定な相であるので、たとえ高分子ネットワークに よって安定ィ匕させたとしても、電界の ONZOFFの繰り返しや、高い強度の電界印加 に対しては例えば従来の液晶表示装置に用いられるネマティック相と比較して強度 的に脆弱であり、電極近傍の比較的電界強度の強い領域において青色層が破壊さ れることが予想される。 [0026] また、特許文献 3および特許文献 4には、従来から液晶表示装置において実用化さ れているカイラルネマティック液晶相（コレステリック液晶相）に基板面平行方向の電 界を印加させて駆動する表示素子が開示されている。し力しながら、これらの文献に 記載されて ヽる構成は、例えば特許文献 1や特許文献 2のようなカー効果を用いて 表示を行う表示素子よりも、本質的に、応答速度が遅ぐ視野角が狭ぐコントラストが 低い。つまり、特許文献 3および特許文献 4の技術では、カー効果を用いた表示装置 が本質的に有するような、高速応答特性、広視野角特性、高コントラスト特性を実現 できない。
[0027] 本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、高速応答特性、 広視野角特性、高コントラスト特性を備え、かつ、駆動温度範囲が広ぐ耐久性およ び信頼性に優れた表示素子および表示装置を提供することにある。
[0028] 本発明の表示素子は、上記の課題を解決するために、少なくとも一方が透明な一 対の基板と、上記基板間に挟持された液晶層とを備えた表示素子であって、上記液 晶層は、可視光波長未満の自発的捩れピッチを有する媒質力 なり、外場を印加す ることによって、上記両基板の基板面に対して概ね平行な方向（具体的には、基板 面に平行な面に対して ± 10度の角度 (傾き）の範囲内、好適には、基板面に平行な 方向）に光学的異方性が発現することを特徴としている。なお、上記外場は、上記媒 質の光学異方性の程度を変化させられるものであればよぐ例えば、電界、磁場、光 などを用いることができる。
[0029] 上記の構成によれば、上記液晶層は、可視光波長未満の自発的捩れピッチを有す るので、基板面に対して概ね平行な方向に光学的等方性を示す。そして、この液晶 層に外場が印加されると、媒質を構成する液晶分子の配向状態が変化して基板面 に対して概ね平行な方向に光学的異方性が発現する。ここで、光学的異方性の程度 が変化するということは、屈折率楕円体の形状が変わることを意味する。すなわち、本 発明の表示素子は、外場無印加時と外場印加時とにおける、基板面法線方向から 見たときの屈折率楕円体の形状の変化を利用することで、異なる表示状態を実現す るものである。
[0030] 一方、従来の液晶表示素子では、表示を行うために媒質に電界を印加して!/、る。そ して、電界印加時と電界無印加時とで、屈折率楕円体はほぼ同形状の楕円のまま、 その長軸方向が変化する。すなわち、従来の液晶表示素子では、電界無印加時に 液晶分子が一様な方向に配向しており、電界印加によってその配向方向を変化させ て（典型的には 90度回転させて）、電界無印加時と電界印加時とで異なる表示状態 を実現している。したがって、本発明の表示素子と、従来の液晶表示素子とでは、表 示の原理が大きく異なって 、る。
[0031] このように、従来の液晶表示素子では、液晶分子の配向方向の変化量が大きいた め、液晶固有の粘度が応答速度に大きく影響していた。これに対して、上記の構成 では、液晶層における光学的異方性の程度の変化を用いて表示を行う。したがって 、上記の構成によれば、従来の液晶表示素子のように、液晶固有の粘度が応答速度 に大きく影響すると 、つた問題がな!、ので、従来の液晶表示素子よりも高速応答を実 現することができる。つまり、上記表示素子は、外場印加時と外場無印加時とで、基 板面に対して概ね平行な方向において光学的等方性一光学的異方性のスィッチン グを行うものであり、従来のカー効果を用いて表示を行う表示素子と同程度 (サブマ イク口秒程度）の応答速度を実現できる。
[0032] また、上記の構成によれば、外場無印加時には基板面に対して概ね平行な方向に 光学的等方性を示しており、外場の印加によって基板面に対して概ね平行な方向に 光学的異方性が発現する。このため、従来の液晶表示素子のように、電界無印加時 に液晶分子が一様な方向に配向しており、電界印加によってその配向方向を変化さ せて表示を行う構成に比べて、広視野角特性を有する。
[0033] また、上記の構成では、自発的捩れピッチが可視光波長未満なので、外場無印加 時の透過率が非常に高ぐ高コントラストを実現できる。
[0034] また、従来のカー効果を用いて表示を行う表示素子では、実用的な駆動電圧で駆 動できる温度範囲が数 K程度であった。なお、上記した特許文献 2では、青色相を高 分子ネットワークで安定ィ匕することで、カー効果が発現する温度範囲を例えば 60K 程度に拡大できると開示されているが、青色相は本質的に不安定な相なので、高分 子で安定ィヒさせたとしても、電界の ONZOFFの繰り返しや、高い強度の電界印加 に対しては脆弱であり、電極近傍の比較的電界強度の強い領域において青色層が 破壊されることが予想される。
[0035] これに対して、上記の構成では、液晶層として用いる媒質は、可視光波長未満の自 発的捩れピッチを有する媒質であればよい。このような媒質としては、例えば、コレス テリック相を呈する液晶材料を用いることができる。コレステリック相を呈する液晶材料 は、従来の液晶表示素子でも実用化されており、広い温度範囲において安定した相 構造を維持することが知られている (ただし、可視光波長未満の自発的捩れピッチを 有する状態を用いて表示を行う技術にっ 、ては従来開示されて ヽな 、)。このため、 上記の構成によれば、駆動温度範囲が広ぐ耐久性および信頼性に優れた表示素 子を実現できる。
[0036] また、本発明の表示装置は、上記の課題を解決するために、本発明にかかる上記 表示素子を備えて 、ることを特徴として 、る。
[0037] したがって、上記の構成によれば、高速応答特性、広視野角特性、高コントラスト特 性を備え、かつ、駆動温度範囲が広ぐ耐久性および信頼性に優れた表示装置を実 現できる。なお、本発明の表示素子は、上記のように高速応答性を有しているので、 この高速応答性を利用して、ノ ックライト等の光源の色を 1単位フィールド内で高速に 切り替えて時分割駆動で表示を行うフィールドシーケンシャルカラー方式の表示装置 に適用することも可能である。
図面の簡単な説明
[0038] [図 1]本発明の一実施形態に力かる表示素子の概略構成を模式的に示した断面図 である。
[図 2(a)]本発明の一実施形態にカゝかる表示素子における黒階調表示時の概略構成 を模式的に示した断面図である。
[図 2(b)]本発明の一実施形態に力かる表示素子における白階調表示時の概略構成 を模式的に示す断面図である。
[図 3]本発明の一実施形態に力かる表示素子における電界印加方向、配向処理方 向、偏光板吸収軸方向を説明するための、当該表示素子を基板面法線方向から見 た平面模式図である。
[図 4]本発明の一実施形態に力かる表示素子を備えてなる表示装置の要部の概略 構成を示すブロック図である。
圆 5]図 4に示した表示装置に備えられた上記表示素子の周辺の概略構成を示す等 価回路図である。
圆 6]本発明の一実施形態にカゝかる表示素子で使用した液晶材料における、カイラ ル剤添加濃度とカイラルピッチとの相関関係を示すグラフである。
圆 7]本発明の一実施形態にカゝかる表示素子の電圧—透過率特性を示すグラフであ る。
圆 8]本発明の一実施形態に力かる表示素子において、所定の透過率に到達させる ための電圧値の温度依存性を示すグラフである。
圆 9(a)]本発明の一実施形態に力かる表示素子における、立下り過程の応答速度を 示すグラフである。
圆 9(b)]本発明の一実施形態に力かる表示素子における、立上り過程の応答速度を 示すグラフである。
圆 10(a)]本発明の一実施形態に力かる表示素子における、高電圧印加時の表示状 態を示す説明図である。
圆 10(b)]配向補助材を備えない表示素子において、高電圧を印加した後、印加電 圧を OFFした直後の表示状態を示す説明図である。
圆 10(c)]本発明の一実施形態に力かる表示素子において、高電圧を印加した後、 印加電圧を OFFした直後の表示状態を示す説明図である。
圆 11(a)]本発明の一実施形態に力かる表示素子における高分子ネットワーク形成前 の応答特性を示すグラフである。
圆 11(b)]本発明の一実施形態に力かる表示素子における高分子ネットワーク形成前 の応答特性を示すグラフである。
圆 11(c)]本発明の一実施形態に力かる表示素子における高分子ネットワーク形成後 の応答特性を示すグラフである。
圆 11(d)]本発明の一実施形態に力かる表示素子における高分子ネットワーク形成後 の応答特性を示すグラフである。
圆 12]本発明の一実施形態に力かる表示素子における櫛歯状電極の形状および電 界印加方向、配向処理方向、吸収軸方向を示す平面模式図である。
圆 13]本発明の一実施形態に力かる表示素子において、光学的異方性が発現する 方向が一方の偏光板における吸収軸方向と Θの角度をなすとした時の透過率を示 すグラフである。
圆 14]本発明の一実施形態に力かる表示素子であって、各画素内で電界印加方向 がー様な方向となる表示素子を基板面法線方向力 見た平面模式図である。
[図 15(a)]湾曲角 90度のジグザグ形状の電極を備えた、従来の液晶表示モードの 1 つである SIPSモードの液晶表示素子における、液晶分子の回転の様子を説明する ための説明図である。
[図 15(b)]湾曲角 35度のジグザグ形状の電極を備えた、従来の液晶表示モードの 1 つである SIPSモードの液晶表示素子における、液晶分子の回転の様子を説明する ための説明図である。
圆 16]本発明の一実施形態に力かる表示素子において、ジグザグ形状の櫛歯状電 極を備える場合の、基板面法線方向からみた平面模式図である。
圆 17]本発明の一実施形態に力かる表示素子において、オーバードライブ駆動を行 わない場合の、電極間に印加する電圧波形の一例を示す波形図である。
圆 18]本発明の一実施形態に力かる表示素子において、オーバードライブ駆動を行 う場合の、電極間に印加する電圧波形の一例を示す波形図である。
[図 19]本発明の一実施形態に力かる表示素子において、図 17に示した電圧を印加 した場合の、応答速度の測定結果を示すグラフである。
[図 20]本発明の一実施形態に力かる表示素子において、図 18に示した電圧を印加 した場合の、応答速度の測定結果を示すグラフである。
圆 21]本発明の一実施形態に力かる表示素子において、間欠駆動を行わない場合 の、電極間に印加する電圧波形の一例を示す波形図である。
圆 22]本発明の一実施形態に力かる表示素子において、間欠駆動を行う場合の、電 極間に印加する電圧波形の一例を示す波形図である。
[図 23]本発明の一実施形態に力かる表示素子において、図 21に示した電圧を印加 した場合の、応答速度の測定結果を示すグラフである。 [図 24]本発明の一実施形態に力かる表示素子において、図 22に示した電圧を印加 した場合の、応答速度の測定結果を示すグラフである。
[図 25(a)]本発明の一実施形態にカゝかる表示素子に好適に用いられるプラスチック基 板の構成を模式的に示す平面図である。
[図 25(b)]本発明の一実施形態に力かる表示素子に好適に用いられるプラスチック基 板の構成を模式的に示す斜視図である。
[図 25(c)]本発明の一実施形態に力かる表示素子に好適に用いられるプラスチック基 板に用いられる平織の織布の構成を模式的に示す平面図である。
[図 26(a)]本発明の一実施形態にカゝかる表示素子に用いられるシール材の構成を模 式的に示す平面図である。
[図 26(b)]本発明の一実施形態に力かる表示素子に用いられるシール材の構成を模 式的に示す断面図である。
符号の説明
1 基板
1A 対向基板 (基板）
2 基板
2A 画素基板 (基板）
3 コレステリック液晶層（液晶層）
4, 4a 櫛歯状電極
4aa, 4ab, 4p 櫛歯部分
4a , 4a , · · ·, 4a 直線部分
1 2 r
5, 5a 櫛歯状電極
5aa, 5ab, 5p 櫛歯部分
5a , 5a , · · ·, 5a 直線部分
1 2 r
6, 7 偏光板（第 1の偏光板、第 2の偏光板）
6a, 7a 吸収軸方向
8, 9 配向膜 (配向手段）
10 電極対 11 カラーフィルタ一層
20, 20a 表示素子
21 スイッチング素子
22 ゲート電極
23 ソース電極
24 ドレイン電極
31 データ信号線
32 走査信号線
40 シール材
41 樹脂層
42 樹脂層
43 スぺーサ
43a プラスチックビーズ
43b リブ状スぺーサ
60 複合基板
61 繊維束
61A 繊維
62 榭脂マトリクス
100 表示装置
101 画素
102 表示パネル
103 ソースドライバ
104 ゲートドライバ
106 電源回路
発明を実施するための最良の形態
〔実施形態 1〕
(表示素子 20の構成）
本発明の一実施形態について図に基づいて説明する。図 1は、本実施形態にかか る表示素子である表示素子 20の概略構成を示す断面図である。また、図 4は、表示 素子 20を備えてなる表示装置 100の要部の概略構成を示すブロック図である。また 、図 5は、表示素子 20の周辺の概略構成を示す等価回路図である。
[0041] なお、本実施形態にかかる表示素子 20は、電界無印加時には基板面平行方向に つ！、て光学的等方性を示すコレステリック液晶層を光学変調層として用い、このコレ ステリック液晶層に電界を印加することによって基板面平行方向に光学的異方性を 発現させて表示を行うものである。つまり、可視光波長未満の自発的捩れのピッチ（ ナチュラルカイラルピッチ）を有するコレステリック液晶層を用 、ることによって電界無 印加時には実質的に透明な状態とし、電界印加によってこのコレステリック液晶層の 透過率を変化させて表示を行うものである。
[0042] 図 4に示すように、表示装置 100は、画素 101· ··がマトリクス状に配された表示パネ ル 102と、駆動回路としてのソースドライバ 103およびゲートドライバ 104と、電源回 路 106等とを備えている。
[0043] 各画素 101には、図 5に示すように、表示素子 20およびスイッチング素子 21が設け られている。
[0044] また、表示パネル 102には、複数のデータ信号線 SLl〜SLn(nは 2以上の任意の 整数)と、各データ信号線 SLl〜SLnにそれぞれ交差する複数の走査信号線 GL1 〜GLm (mは 2以上の任意の整数）とが設けられ、これらデータ信号線 SLl〜SLnお よび走査信号線 GL 1〜GLmの組み合わせ毎に、画素 101が設けられて!/、る。
[0045] 電源回路 106は、ソースドライバ 103およびゲートドライバ 104に、表示パネル 102 にて表示を行うための電圧を供給し、これにより、ソースドライバ 103は、表示パネル 102のデータ信号線 SLl〜SLnを駆動し、ゲートドライバ 104は、表示パネル 102の 走査信号線 GL 1〜GLmを駆動する。
[0046] スイッチング素子 21としては、例えば FET (電界効果型トランジスタ）あるいは TFT( 薄膜トランジスタ)等が用いられる。また、図 5に示すように、スイッチング素子 21のゲ ート電極 22は走査信号線 GLiに、ソース電極 23はデータ信号線 SLiに、ドレイン電 極 24は表示素子 20の一端に、それぞれ接続されている。また、表示素子 20の他端 は、全画素 101· ··に共通の図示しない共通電極線に接続されている。これにより、上 記各画素 101において、走査信号線 GLi (iは 1以上の任意の整数を示す）が選択さ れると、スイッチング素子 21が導通し、図示しないコントローラ力も入力される表示デ ータ信号に基づいて決定される信号電圧が、ソースドライバ 103によりデータ信号線 SLi(iは 1以上の任意の整数を示す)を介して表示素子 20に印加される。表示素子 2 0は走査信号線 GLiの選択期間が終了してスイッチング素子 21が遮断されている間 、理想的には、遮断時の電圧を保持し続ける。
[0047] 図 1に示すように、表示素子 20は、媒質保持手段 (光学変調層保持手段)としての 対向する 2枚の基板 (対向基板 1Aおよび画素基板 2A)間に、これら一対の基板の 間に挟まれて表示動作を行う表示層（液晶層）として、コレステリック液晶層 3が挟持さ れてなる。
[0048] 対向基板 1 Aおよび画素基板 2Aは、それぞれ、ベース基板として透明基板 (基板 1 および基板 2)を備えている。すなわち、上記表示素子 20は、対向する 2枚の透明基 板 (基板 1および基板 2)間に、コレステリック液晶層 3が挟持されてなる構成を有して いるとも言える。なお、以下の実施形態では、液晶層を挟んで対向する一対の基板と して、対向基板 1Aおよび画素基板 2Aを使用し、主に、対向基板 1Aを観察者側の 基板として説明するものとする力 本発明はこれに限定されるものではない。
[0049] なお、本実施形態では、対向する 2枚の基板 1, 2の両方が透明基板である構成と しているが、これに限るものではない。例えば、表示素子 20を、観察者側の基板から 入射された光を他方の基板上で反射させて表示を行う反射型の表示素子としてもよ ぐその場合には観察者側の基板が透明であればよい。すなわち、対向する基板の 一方の基板が透明であればょ 、。
[0050] また、基板 1の内側（基板 2との対向面側）には例えば R (赤）、 G (緑)、 B (青）の 3原 色層を並列に配列させたカラーフィルタ一層 11が設けられて 、る。
[0051] また、基板 2の内側 (基板 1との対向面側）には基板面平行方向、すなわち、上記基 板 1に平行 (略平行)な電界 (横向きの電界）を上記コレステリック液晶層 3に印加する 電極として櫛歯状電極 4, 5 (電界印加手段、図 2 (a)および図 2 (b)参照）が設置され ている。
[0052] さらに、上記基板 1および基板 2の内側には、コレステリック液晶層 3に面して、配向 膜 8, 9がそれぞれ設けられている。配向膜 8, 9の表面には、反平行 (平行、かつ、逆 方向）にラビング処理を施してある。
[0053] また、基板 1および基板 2における、両基板の対向面とは反対側の面 (外側）には、 それぞれ偏光板 6, 7 (第 1の偏光板、第 2の偏光板)が備えられている。なお、偏光 板 6と基板 1との間、および偏光板 7と基板 2との間に、視野角特性をさらに向上する ことを目的として位相差板を設置してもよい。表示素子 20においては、黒階調表示 時は基板法線方向から見たときには実質的に光学的等方性を有しているので、位相 差板で光学補償するのは従来の液晶表示素子よりも容易であり、設計上、容易に超 広視野角特性を得られる。
[0054] 図 2 (a)および図 2 (b)は、表示素子 20の構成をより具体的に説明するための断面 図であり、表示素子 20の 1画素（絵素、例えば R、 G、 Bのいずれか 1ピクセル分）を示 している。なお、図 2 (a)および図 2 (b)においては、偏光板 6, 7、カラーフィルタ一層 11については簡単のために省略している。また、図 2 (a)は櫛歯状電極 4と櫛歯状電 極 5との間に印加する電圧の電圧値を閾値以下 (あるいは 0)とした場合、すなわち黒 階調表示時の状態を示している。また、図 2 (b)は、櫛歯状電極 4と櫛歯状電極 5との 間に白階調表示用の電圧を印カロした状態を示して 、る。
[0055] 基板 1および基板 2は、ガラス基板で構成されて 、る。また、表示素子 20における 両基板間の間隔、すなわち、コレステリック液晶層 3の厚み（セル厚 d)は 4. に 設定されている。
[0056] また、図 2 (a)および図 2 (b)に示すように、基板 2の内側には、基板面平行方向に 電界を印加する電界印加手段として、例えば櫛歯状電極 4, 5が配設されている。な お、表示素子 20では、櫛歯状電極 4, 5として、 Cr (クロム）からなる電極を用いた。
[0057] 図 3は、本実施形態に力かる液晶セル (表示素子 20)における電界印加方向、配 向処理方向、偏光板吸収軸方向（以下、単に「吸収軸方向」と記す)を説明するため の、表示素子 20を基板面法線方向から見た場合の平面模式図である。なお、図 3に は、配向膜 8, 9のラビング方向と、偏光板 6, 7の吸収軸方向 6a, 7aについても示し ている。
[0058] 表示素子 20では、櫛歯状電極 4, 5の電界印加方向の幅である電極幅 Lは 7 μ m であり、両電極の電界印加方向の間隔である電極間隔 Sは 7 mに設定されている。 なお、本実施形態では櫛歯状電極 4, 5として Cr (クロム）電極を用いているので、電 極部は遮光領域となっている力 必ずしも遮光電極である必要はない。例えば、 ITO (インジウム錫酸ィ匕物）のような透明金属からなる電極 (透明櫛歯状電極)を用いても よぐその場合には、観察方向から見て両電極と重畳する領域における光学効果を 表示に用いることができ、透過率を向上させることができる。
[0059] また、表示素子 20では、図 3に示したように、配向膜 8, 9に、互いに反平行になる ようにラビング処理を施している。また、偏光板 6, 7の吸収軸方向は、図 3に吸収軸 方向 6a, 7aとして示したように、互いに直交している。そして、配向膜 8, 9の各ラビン グ方向と、偏光板 6, 7の各吸収軸方向 6a, 7aとは、互いに 45度の角度を成すように 配置されている。また、表示素子 20では、配向膜 8, 9のラビング方向と、櫛歯状電極 4, 5によって印加される基板面内方向（基板面平行方向）の電界方向とが平行とな つている。
[0060] 配向膜 8, 9としては、市販のポリイミド「AL3046」（商品名、 JSR(Japan Synthetic R ubber)社製）を使用している。また、ラビング処理は、市販のレーヨン布、「YA— 19R 」（商品名、吉川化工社製)を使用し、押し込み量 0. 4mm,ステージ移動速度 100m mZsec、ローラー回転数 300rpmのラビング条件でラビング処理を施されて!/、る。
[0061] 次に、コレステリック液晶層 3について詳細に説明する。コレステリック液晶層 3に封 入する液晶材料としては、市販のポジ型のネマティック液晶材料「E8」（型番、 BDH( British Drug House)社製）を採用した。この液晶材料「E8」は、室温でネマティック相 を呈し、ネマティック—等方相（ァイソトロピック相)相転移温度 (T )が比較的高ぐ屈
ni
折率異方性 Δ ηおよび誘電率異方性 Δ εが大きい。このため、後述するように、電界 無印加時に、室温を含む広い温度範囲で光学的等方性を示すとともに、低い駆動電 圧で光学的異方性を示す状態にスイッチングできるので、表示素子 20に用いる液晶 材料として適している。
[0062] 液晶材料「Ε8」は、下記の化合物（1) (45重量％)、化合物（2) (16重量％)、化合 物（3) (11重量％)、化合物 (4) (16重量％)、化合物（5) (12重量％)からなる。
[0063] [化 1]
Figure imgf000019_0001
[0064] [化 2]
Figure imgf000019_0002
[0065] [化 3]
Figure imgf000019_0003
[0066] [化 4]
C3H70 -( O H O )-CN · ' ■ ( 4 )
[0067] [化 5]
Figure imgf000019_0004
[0068] また、液晶材料「E8」のネマティック相状態における屈折率異方性 Δ n (測定波長 5 89nm、測定温度 20°C)は 0. 2460、同じぐネマティック相状態における誘電率異 方性 Δ ε (測定周波数 1kHz、測定温度 20°C)は 15. 6であった。なお、屈折率異方 性 Δ η ( Δ n = ne— no、 ne：分子長軸方向の屈折率 (異常光屈折率、 no：分子短軸 方向の屈折率（常光屈折率)）を求めるための、 neおよび noの測定には、アッベ屈折 計 (ァタゴ製「4T」（商品名））を使用した。また、誘電率異方性 Δ ε ( Δ ε = ε - ε 、 ε ：分子長軸方向の誘電率、 ε ：分子短軸方向の誘電率)を求めるための、 ε ^と ε ±の測定には、インピーダンスアナライザー (東陽テク-力社製「SI1260」（商品 名））を使用した。
[0069] そして、本実施形態では、上記液晶材料「E8」に市販のカイラル剤「S1011」（型番 、 E. Merck社製）を、液晶材料「E8」とカイラル剤「S1011」との混合材料における力 イラル剤「S1011」の濃度が 15重量％となるように添加した。このカイラル剤「S1011 」は、下記構造式 (6)に示す構造を有する。なお、下記構造式 (6)中、 * Cは不斉炭 素原子 (キラル中心)を示す。
[0070] [化 6]
Figure imgf000020_0001
… - ( 6 )
[0071] (カイラル剤添加濃度と相転移温度との相関）
ここで、カイラル剤「S1011」の混合濃度が 15重量％となるようにした理由を次に述 ベる。
[0072] 上記したように、表示素子 20は、電界無印加時には基板面平行方向について光学 的等方性を示すコレステリック液晶層を光学変調層として用い、このコレステリック液 晶層に電界を印加することによって基板面平行方向に光学的異方性を発現させて 表示を行う。
[0073] そこで、電界無印加時における基板面平行方向の光学的等方性とカイラル剤添カロ 濃度との相関を調べるベぐホスト液晶材料を上記液晶材料「E8」とし、カイラル剤混 合後の合計量に対するカイラル剤「S 1011」の濃度を、それぞれ、順に 2重量％、 5 重量％、 10重量％、 15重量％、 20重量％としたカイラル添加液晶材料（1) , (2) , ( 3) , (4) , (5)を用意した。
[0074] 上記のカイラル添加液晶材料（1)〜（5)につ 、て、ネマティック一ァイソトロピック相 転移温度 Tを測定したところ、カイラル添加液晶材料（1)が 70. 5°C、カイラル添カロ
ni
液晶材料（2)が 69. 7°C、カイラル添加液晶材料（3)が 68. 0°C、カイラル添加液晶 材料 (4)が 61. 6°C、カイラル添加液晶材料（5)が 54. 6°Cであった。なお、カイラル 剤「S 1011」を全く添カ卩していない上記液晶材料「E8」の T は 71°Cであった。また、
ni
ネマティック相を示す温度範囲の下限値、すなわちネマティック相とネマティック相よ り低い温度範囲で示す相（高次相）との相転移温度は、カイラル剤の添加量にはあま り影響されず、上記した 、ずれの場合にも約 o°cであった。
[0075] このように、カイラル剤添加濃度が増すほど、ネマティック一ァイソトロピック相転移 温度 T は低下した。これは、おそらぐカイラル剤を添加することで凝固点効果のよう ni
な現象が起きて低下したものと考えられる。
[0076] なお、上記の相転移温度の測定につ!、ては、カイラル添加液晶材料（1)〜（5)を、 セル厚 4. 5 m、配向膜なしのセルにそれぞれ封入して行った。また、温度調節は ホットステージ「メトラー FP400」（型番、メトラー社製)を用いて行い、偏光顕微鏡、ク ロス-コル下でテクスチャーを目視観察して測定した。
[0077] 上記の各セルは、配向膜なしのセルであるため、カイラル剤を添加したカイラルネ マティック相（コレステリック相）は、仮に自発的捩れのピッチ (ナチュラルカイラルピッ チ）が光学波長未満になっていたとしても、基板界面に特定の方向への配向規制力 が存在しないため、各螺旋同士はランダムに配向する。したがって、各螺旋間にはデ イスタリネーシヨン (配向欠陥）が必然的に存在して光散乱が起き、コレステリック液晶 層が透明状態 (光学的等方性状態）になることはない。このため、 目視で確実にネマ ティック (厳密にはカイラルネマティック、コレステリック）一ァイソトロピック相転移を確 認できた。
[0078] (カイラル剤添加濃度と電界無印加時における光学的等方性との相関）
次に、カイラル剤の添加濃度と電界無印加時における基板面平行方向の光学的等 方性との相関を調べた。なお、ここでは、カラーフィルタ一層 11を備えない以外は上 記した表示素子 20と同様の構成力もなる液晶セルを用いた。つまり、上記カイラル添 加液晶材料（1)〜（5)をそれぞれ注入した、両基板 (基板 1 , 2)に互いのラビング方 向が反平行 (アンチパラレル）になるように配向膜 8, 9を設け、一方の基板上に電極 幅 L = 7 m、電極間隔 S = 7 μ mの櫛歯状電極 4, 5を設けた、セル厚 4. 5 μ mのセ ルを用いて調査した。なお、以下の説明では、上記各液晶セルについてそれぞれ液 晶セル（1)〜（5)と称する（例えば、液晶セル（1)にはカイラル添加液晶材料（1)が 注入されており、液晶セル（2)にはカイラル添加液晶材料（2)が注入されている。 ) カイラルピッチ pとカイラル剤添加濃度 cとの間には、下記関係式（1)の関係がある ことが知られている。
[0079] p = l/kc
なお、上記関係式（1)中における kは比例定数であり、カイラル剤の捩れ力（HTP ;H elical Twisting Power)を示す旨標である。
[0080] つまり、上記関係式（1)から、カイラル剤添加濃度 cが増える程、カイラルピッチ ま 短くなることがわかる。なお、 kの値はカイラル剤の種類によって異なる材料固有のも のであり、また、混合する相手の液晶材料 (ホスト液晶材料）によっても異なる。
[0081] 図 6は、液晶材料「E8」にカイラル剤「S1011」を添カ卩したカイラル添加液晶材料に おける、カイラル剤添加濃度 cとカイラルピッチ pとの関係をプロットした一例である。な お、図 6は、上記カイラル剤「S 1011」の HTPの値を 39. 5 m_ 1とし、上記関係式（ 1)によって得られる曲線を描いたものである。上記でも述べたように、この相関関係 はホスト液晶材料 (カイラル剤を添加する相手の液晶材料）によっても異なるため、ホ スト液晶材料が異なる場合には必ずしも図 6の曲線通りにはならない。つまり、図 6は ひとつの目安である。
[0082] カイラル添加液晶材料（ 1)〜（5)を注入した上記液晶セルを、ネマティック 等方 相相転移温度 Tより高い温度、ここでは 90°Cまで温度を上げた後、室温（25°C)に
ni
戻すと ヽぅ再配向処理を行った。
[0083] そして、上記再配向処理を行った後、充分時間が経過した後の平衡状態における 各液晶セルの配向状態を、ライトテーブル上で目視観察した。具体的には、ライトテ 一ブル上で 2枚の偏光板をクロス-コルに配置 (互いの吸収軸方向が 90度の角度を なすように配置）し、それらの偏光板の間に上記液晶セル（1)〜（5)を置いた。また、 液晶セル（1)〜（5)は、その配向膜 8, 9のラビング方向が、それぞれ上記偏光板の 吸収軸方向と 45度の角度をなすように配置した。
[0084] 上記目視観察の結果を下記表 1に示す。
[0085] [表 1] S1 01 1添加濃度 電界無印加時の セル名 (wt%) 配向状態
液晶セル (1 ) 2 光漏れする 液晶セル (2) 5 光漏れする 液晶セル (3) 10 光漏れする 液晶セル (4) 1 5 光漏れしない (透明状態） 液晶セル (5) 20 光漏れしない (透明状態） 液晶セル (6) 1 1 光漏れしない (透明状態） 表 1に示したように、液晶セル（1)〜（3)では、光が透過してくるのに対し、液晶セ ル (4) , (5)では光が透過せず、黒状態であった。
[0086] このことから次のようなことが推察される。すなわち、上下の基板 1, 2における上記 コレステリック液晶層 3との界面（以下、「基板界面」と記す）には一方向に配向処理さ れた配向膜がそれぞれ設けられているので、上下の基板界面に接している液晶分子 はその配向処理方向を向くように配向方向を固定される。そして、両基板 (基板 1, 2) 間の液晶分子は、セルの内部方向に向力つてカイラル剤の捩れ力に応じた角度分 だけ互いに捩れて (ツイストして)配向していき、最終的に他方の基板界面に固定さ れた液晶分子と連続的に繋がるように配向する。ここで、上記のように両基板界面の 液晶分子はそれぞれ一方向に固定されているので、基板 1, 2間での螺旋は一様な（ ホモジニァスな、ユニフォームな）!!累旋となって、酉 S向膜なしのセノレの場合のように虫累 旋がランダムな方向を向いて、螺旋間で配向欠陥が生じることはない。
[0087] この際、セル内でのトータルの捩れ量、もしくは、捩れのピッチ（カイラルピッチ p)は 、カイラル剤の濃度によって決まるものであり、図 6に示したようにカイラル剤添加濃度 が増えるほどピッチは短くなり、トータルの捩れ量は多くなる。
[0088] 液晶分子の一様な螺旋配向状態 (以下、「一様捩れ配向」と記す）において、カイラ ルビッチ pが可視光波長に対して相対的に長いと、一方の偏光板を透過してセル内 に入射した入射直線偏光は上記捩れに追随することができるため、入射直線偏光の 偏光状態が変化し (直線偏光の方位の変化と同時に楕円偏光化が起きて）、クロス二 コル下での他方の偏光板吸収軸成分以外の成分が生じ、光が透過してくる。 [0089] しかし、一様捩れ配向において、カイラルピッチ pが可視光に対して相対的に短い と、一方の偏光板を透過して入射してきた直線偏光は上記捩れに追随せず、捩れの 影響を受けずに入射直線偏光の偏光方向を保ったままなので、他方の偏光板吸収 軸で完全に吸収されて光は透過してこな ヽ。
[0090] 図 6を参照すると、カイラル剤添加濃度 cが 15重量％になるとカイラルピッチ pは 0.
2 m程度以下となり、可視光波長の下限 (約 0. 38 m、約 380nm)よりも充分短い ので、クロス-コル下においては、一方の偏光板を透過して入射してきた可視光は捩 れの影響を受けずに他方の偏光板で吸収され、黒状態となる。カイラル剤添加濃度 c が 20重量％となれば、カイラルピッチ pはさらに短くなるので可視光は捩れの影響を 受けないことは言うまでもない。逆に、カイラル剤添加濃度 cが 10重量％以下になると 、図 6に示したようにカイラルピッチ pは 0. 2 /ζ πι〜0. 3 /z mの間付近になる。この場 合にも、カイラルピッチ pは可視光波長よりは短いものの、上記で述べた通り図 6はあ くまでも関係式（1)から求めた目安の曲線であって、実際には液晶セル（3)の観察結 果の示すとおり、可視光波長域内であったものと考えられる。
[0091] なお、カイラル剤添加濃度を 11重量％とし、それ以外は液晶セル（1)〜（5)と同様 に形成した液晶セル (6)を用意し、液晶セル（1)〜（5)と同様にライトテーブル上で 目視観察したところ、表 1に示すように、光漏れは観察されな力つた。
[0092] また、液晶セル（1)〜（6)においては、カイラル剤の捩れピッチに起因する、選択反 射現象は観察されなかった。選択反射という現象は、右回り円偏光と左回り円偏光の どちらか一方がコレステリック相の捩れ方向に起因した成分のみを全反射してしまう 現象であり、結晶における格子の周期構造に起因する、いわゆるブラッグ反射に相 当する現象である。本実施形態に力かる表示素子 20では、そのようなブラッグ反射を 生じてしまうことは表示の着色等に繋がってしまうので好ましくなぐ選択反射波長域 は可視光波長未満に落とし込むことが好ましい。つまり、上記した特許文献 3のように 、コレステリック相の捩れピッチに起因する選択反射を用いてカラー表示を行う構成と は異なり、本実施形態に力かる表示素子 20では、可視光波長域において選択反射 が生じな!/、ようにすることが好まし!/、。
[0093] 上記の実験結果から、配向処理を施した水平配向膜を配向膜 8, 9として備える液 晶セルにお 、て、液晶材料としてカイラルピッチ pが可視光波長に対して相対的に短 いカイラル添加液晶材料を用い、偏光板をクロス-コル配置とすることで、電圧無印 加時、もしくは、液晶分子の配向変化が光学的変化に影響を与える電圧（閾値電圧） 以下の低電圧印加時に、光学的等方性状態 (透明状態)を実現できることが明らかと なった。
[0094] 本実施形態では、あくまでもカイラルネマティック相（コレステリック相）状態を実質的 に光学的等方性状態化して、それを駆動させることを主眼としており、等方相 (ァイソ トロピック相）や青色相（ブルーフェーズ、 BP)等で見られるような、相の状態として光 学的等方性を有する相を駆動させるような、いわゆるカー功果 (Kerr effect)の場合と 比べて本質的に駆動温度範囲が広い。つまり、本実施形態では、カイラルネマテイツ ク相（コレステリック相）を呈する温度範囲（実用化されている TN(Twisted Nematic)用 液晶材料にぉ ヽては例えば— 30°Cから 90°C程度の温度範囲）にお 、て光学的等 方性を示す状態を実現できる。これに対して、等方相においてカー効果を利用でき るのはせいぜい 1K程度であり、青色相では数 K程度である。なお、特許文献 2で開 示されている、高分子ネットワークによって安定ィ匕させた青色相では 60K程度の温度 範囲を有するが、青色相は本質的に不安定な相であるので、たとえ高分子ネットヮー クによって安定ィ匕させたとしても、電界の ONZOFFの繰り返しや、高い強度の電界 印加に対しては脆弱であり、電極近傍の比較的電界強度の強 、領域にぉ 、て青色 層が破壊されることが予想される。
[0095] 以上の実験結果から、本実施形態にかかる表示素子 20では、カイラル剤添加濃度 cを 15重量％とした。 15重量％というカイラル剤添加濃度 cは、黒表示時の光学的等 方性が得られ始めるカイラル剤添加濃度 cの下限 (上記実験結果では 11重量％)より も多い濃度である。
[0096] なお、カイラル剤添加濃度 cが増えすぎると Tが低下して実駆動温度範囲が狭くな
ni
り、また、カイラル剤による捩れ力が強くなりすぎて駆動電圧が上昇してしまう。また、 カイラル剤添加濃度 cが増えて混合材料中の液晶性物質の占める割合力 S小さくなり すぎると、コレステリック液晶層 3における、トータルの媒質としての（混合材料全体と しての）液晶性が低下し、電気光学効果を検出することが困難になる。これらの不具 合を回避するために、カイラル剤添加濃度 cは、 80重量％以下とすることが好ましい
[0097] (電圧一透過率特性の測定結果）
次に、液晶セル (4)、すなわち液晶材料「E8」にカイラル剤「S1011」を 15重量％ 添加したカイラル添加液晶材料 (4)が注入された液晶セルを用いて、電気光学効果 の測定 (電圧-透過率特性 (V—T特性)の測定)を行った。なお、観測する光は、波 長 550nmの単色光とした。
[0098] より詳細には、液晶セル (4)における対向する一対の透明基板の外側に、それぞ れ偏光板を貼付した表示素子 (4)を作製した。また、 2枚の偏光板はクロス-コル (互 いの吸収軸方向のなす角度が 90度）に配置した。また、液晶セル (4)の上下基板の ラビング方向と各偏光板の吸収軸方向とのなす角度は 45度となるように配置した。ま た、この表示素子 (4)では、電界方向とラビング方向とが平行となる（電界方向とラビ ング方向とのなす角度が 0度となる）構成とした。
[0099] また、両電極間に印加する電圧値を 0Vから 160V付近までスキャンして印加する 電界印加ステップを繰り返して、 V— T特性を測定した。具体的には、両電極間に印 加する電圧値を OVから 160V付近まで段階的に変化させていく電界印加ステップを 繰り返し行って V—T特性を測定した。
[0100] 上記構成の表示素子 (4)について、外部温度調節装置（図示せず)で温度調節し ながら V—T特性の測定を実施した。図 7は、室温（25°C)、 45°C、 55°Cのときの、 V —T特性の測定結果 (V—Tカーブ)を示すグラフである。なお、図 7の縦軸に示した 透過率の値は、偏光板をパラレルニコル (互いの吸収軸方向のなす角度が 0度）に配 置した時の透過率を基準透過率とし、この基準透過率で規格ィ匕した値である。
[0101] また、図 8は、 V—T特性の実測値力も求めた、基準透過率の 20%に到達するとき の電圧 V20、基準透過率の 50%に到達するときの電圧 V50、基準透過率の 90%に 到達するときの電圧 V90の温度依存性を示すグラフである。
[0102] なお、上記したように、カイラル添加液晶材料 (4)の T は 61. 6°Cであり、 0°C以上
ni
61. 6°Cの温度範囲ではカイラルネマティック相を呈している。また、表示素子 (4)は 、図 8に示すように、室温（25°C)から 55°Cまでの 30K程度の温度範囲で駆動電圧 はほぼ一定となっている。つまり、表示素子 (4)は、等方相や青色相のカー効果のよ る電気光学効果と比べて、本質的に広い駆動温度範囲を有している。なお、室温 (2 5°C)より低 、温度範囲での詳細な実測は行って ヽな 、が、目視上では 5°Cにお!/、て もほとんど駆動電圧は変化しな力つた。したがって、表示素子 (4) (あるいは表示素 子 20)は、少なくとも 50K以上の広い温度範囲において駆動可能と考えられる。
[0103] また、例えば、図 7に示した 25°Cの時の曲線を参照すると、 120V〜130V付近で V— Tカーブは最大値 (極大値）に到達して、その後は透過率が下がっていく傾向に あることが分かる。これは、この時に液晶セルのリタデーシヨン (位相差）が半波長条 件（ λ Ζ2条件）に到達していることを意味する。クロス-コル下の液晶セルの透過率 (Τ)は次式（2)で表される。
[0104] Τ= 5ίη2 ( π Δ η (Ε) - ά/ λ ) · '· (2)
Δ η (Ε)は電界印加時の実効的な屈折率異方性、 dはセル厚、 λは観察波長である 。透過率が最大になる時には A n (E) 'dがちょうど λ Ζ2となり、 T= lとなる。なお、 図 7に示した V— Τカーブの実測値では、透過率の最大値は 1よりは若干低い値とな つているが、これは（2)式では偏光板の偏光度が 100%と理想的な場合を想定して いる力 である。
[0105] 上記の V—T特性の測定結果から、表示素子 20においては、電圧無印加時、もしく は、 V— Τカーブが立上り始める閾値以下の低電圧印加時の状態を用いて黒階調表 示を行 、、リタデーシヨンが λ Ζ2条件付近となる高電圧印加時の状態を用いて白階 調表示を行うようにした。これにより、表示素子 20に印加する電圧を変化させることで 、黒階調 (表示に用いる最大諧調)カゝら白階調 (表示に用いる最小階調)までグレー スケールの輝度を変調させてモノクロ全階調表示をすることが可能となる。
[0106] (応答速度の測定結果）
次に、上記した表示素子 20の応答速度特性について測定した。図 9 (a)は、表示 素子 20にお 、て、印加する電圧を 100Vから OVに切り替えた場合（立下り過程 (De cay) )の応答速度を測定した結果である。また、図 9 (b)は、表示素子 20において、 印加する電圧を OVから 100Vに切り替えた場合（立上り過程 (Rise) )の応答速度を 測定した結果である。なお、測定温度は室温である。また、図 9 (a)および図 9 (b)は、 周波数を 1kHzとし、 OVを lsec間、 100Vを 4sec間印加する電圧印加ステップを繰り 返し継続して応答速度を測定した結果である。
[0107] なお、表示素子 20において、電圧値 100Vは、 V70付近の電圧値、すなわち上記 した基準透過率の 70%に到達するときの電圧値である。
[0108] 図 9 (a)および図 9 (b)から分かる通り、本実施形態にかかる表示素子 20は、応答 速度も非常に速い。特に、立下り（Decay)の応答速度は lmsec以下であり、 ^ sec C マイクロ秒)オーダーの応答特性を有している。立上り（Rise)に関しては立下り（Deca y)と比べると若干遅ぐ完全に立上る（一定の透過率に到達する）までには 10msec 程度の時間を要するが、立上りの初期過程 (印加電圧に液晶分子が反応し、光学特 性の変化が最初に現れるまでの過程）につ 、ては数 msec以下と非常に高速である。
[0109] 立下りの応答が特に速いことの理由は次のように考えられる。高電圧印加時には液 晶分子は液晶セル内で、強い電界強度によってほとんど捩れがほどけたような配向 状態、すなわち、セル内でほとんどの液晶分子が電界方向に一様に向いて並んでい るような配向状態となっている（図 2 (b)参照)。このような状態力 電圧を OFFすると 、液晶分子にはカイラル剤の捩れ力、つまりカイラル剤の効果による弹性的な戻りの 力 (捩れ状態に戻る力）が瞬間的に作用して初期の捩れ配向状態に緩和する。
[0110] つまり、図 2 (b)の電界印加時の配向状態は、電界の効果で強制的に捩れがほど けた状態であって、弾性エネルギー的には非常に高い状態、例えるなら、弓を充分 引いた状態やゴムを充分伸ばした状態である。ここで、電界を切る（弓を引いていた 手やゴムを引っ張つていた手を離す)と、瞬時に元の状態に戻ろうとし、その戻りの速 度は非常に速 、ことは容易に理解できる。
[0111] 逆に、立上りに関しては、立下りと比べると、初期の充分捩れた状態を電界でほどく 力が必要となるので、若干、応答が遅いことが理解できる。
[0112] (オーバードライブ駆動）
そこで、立上りの初期過程において、最終的に印加したい電圧値 (ターゲット電圧） よりも高い電圧値を印加する、いわゆるオーバードライブ駆動を行った場合の応答速 度について測定した。つまり、最終的な印加電圧値よりも高い電圧値を、立上り時に おける最初に短い時間幅だけ印加するような駆動方法を用いる場合の応答速度に ついて測定した。
[0113] 図 17は、オーバードライブ駆動を行わない場合の電極間に印加する電圧の波形を 示す波形図であり、図 18は、オーバードライブ駆動を行う場合の電極間に印加する 電圧の波形を示す波形図である。
[0114] 図 17に示すように、オーバードライブ駆動を行わない場合には、最終的に印加した い電圧値である 100Vを、立上り過程の初期から印加する。なお、ここでは、両電極 間に印加する電圧を、周波数 1kHzの、 0. 5msec毎に極性が反転する矩形波とした
[0115] また、図 18に示すように、オーバードライブ駆動を行う場合には、立上りの初期過 程における 2msecにつ 、て、最終的に印加した 、電圧値 (ターゲット電圧）である 10 OVよりも大きい 120Vの電圧（オーバーシュート電圧）を両電極間に印加し、 2msec 経過後には、両電極間に印加する電圧を 100Vとする駆動するようにした。なお、こ の場合にも、両電極間に印加する電圧は、周波数 1kHzの、 0. 5msec毎に極性が 反転する矩形波とした。
[0116] 図 19は、オーバードライブ駆動を行わない場合の応答速度の測定結果を示すダラ フである。なお、この図には、図 17に示したようにターゲット電圧を 100Vとした場合 の応答速度と、ターゲット電圧を 120Vとした場合の応答速度とを示している。この図 に示すように、ターゲット電圧を 100Vとした場合および 120Vとした場合のいずれの 場合にも、一定の透過率になるまでに 10msec程度の時間が力かった。
[0117] 一方、図 20は、図 18に示すようなオーバーシュート電圧を印加してオーバードライ ブ駆動した場合の応答速度の測定結果を示すグラフである。この図に示すように、図 18に示したオーバーシュート電圧 (オーバードライブ波形)を印加することで、 1msec 程度で一定の透過率になった。つまり、オーバードライブ駆動を行うことにより、応答 速度を lmsec程度まで高速ィ匕できた。
[0118] なお、オーバードライブ駆動を行う場合のオーバーシュート電圧、オーバーシュート 電圧の印加時間等の条件は、上記した例に限るものではなぐ表示素子や駆動回路 の特性等に応じて最適な値に設定すればょ 、。
[0119] (間欠駆動） 次に、前の段階で高い電圧を印加した場合であっても、黒階調表示時における透 過率が低くなるように、 V、わゆる間欠駆動を行った場合の応答速度につ!、て測定し た。つまり、ターゲット電圧を印加する期間を短くするとともに、前回のターゲット電圧 を印加した後、次回のターゲット電圧を印加するまでの期間について、両基板間の 電圧を OFFとした場合の応答速度につ ヽて測定した。
[0120] 図 21は、このような間欠駆動を行わない場合の印加電圧の波形を示すグラフであ る。この場合には、周波数 lkHz、電圧値 100Vの矩形波を 4sec印加した後、印加電 圧を lsec間オフとし、その後、再び周波数 lkHz、電圧値 100Vの矩形波を 4sec印 加すると ヽぅステップを繰り返した。
[0121] 図 22は、間欠駆動時における印加電圧の波形を示すグラフである。この図に示す ように、間欠駆動時には、 100Vの電圧を 10msec印加した後、 90msecの間電圧 をオフとし、その後、 100Vの電圧を 10msec印加した後、 90msecの間電圧をオフと し、また— 100Vの電圧を 10msec印加するというステップを繰り返した。
[0122] 図 23は、図 21に示した電圧を印加した場合の応答特性の測定結果を示すグラフ である。この図に示すように、 100Vの電圧を印加した後、印加電圧をオフとした場合 には、透過率力^まで戻り切らな力つた。したがって、この場合には、黒階調表示時に 光漏れが生じてしまい、コントラストが低下してしまう。
[0123] 図 24は、図 22に示した電圧を印加した場合、すなわち間欠駆動を行った場合の応 答特性の測定結果を示すグラフである。この図に示すように、間欠駆動を行うことで、 高い電圧値を印加した後に印加電圧をオフする場合に、透過率が迅速に 0近傍まで 下げることができ、黒階調表示時の光漏れを低減できることがわ力つた。
[0124] これは、電圧 ON時間（高い電圧を印加する期間）が充分短ぐショートピッチコレス テリック配向状態が壊れる前に電圧 OFFされるためである。
[0125] なお、図 22に示した電圧波形は、間欠駆動時の電圧波形の一例を示したものであ り、間欠駆動の条件はこれに限るものではない。表示素子や駆動回路の特性等に応 じて最適な値に設定すればょ 、。
[0126] ただし、 ON電圧を持続的に印加すると、ショートピッチコレステリック配向状態が破 壊されて、結果として光漏れ領域が析出することになる。つまり、前回の階調表示用 の電圧を持続的に印力 tlした後、すぐに、次回の階調表示用の電圧を印加する駆動 方法では、前回の階調表示によって破壊されたショートピッチコレステリック配向状態 が元に戻りきらない状態で、次回の階調表示用の電圧を印加することになり、光漏れ が生じてしまう。このため、前回の階調表示用電圧を印加した後、次回の階調表示用 電圧を印加する前に、電圧 OFF期間を設ける、間欠駆動を行うことが好ましい。また 、階調表示用電圧の印加期間は、ショートピッチコレステリック配向状態が破壊されな V、程度に短 、期間に設定することが好ま 、。
[0127] 以上のように、本実施形態にかかる表示素子 20は、自発的捩れピッチが可視光波 長よりも小さいコレステリック相を呈する液晶材料力もなるコレステリック液晶層 3を備 えている。
[0128] 上記の構成では、自発的捩れピッチが可視光波長よりも小さ!/、ので、電界無印加 時には基板面平行方向につ!、て光学的等方性を示す (あるいは光学的異方性の程 度が小さい)。そして、このコレステリック液晶層 3に電界を印加すると、液晶分子は電 界強度に応じて、電界印加方向に配向する。つまり、電界を印加することにより、捩れ がほどけて電界印加方向に並ぶように配向する。これにより、電界の印加によってコ レステリック液晶層 3の透過率を変化させて表示を行うことができる。
[0129] また、基板 1および基板 2の対向面には、基板界面付近の液晶分子を、それぞれ特 定の方向（すなわち、配向処理方向）に配向させるための配向膜 8, 9が設けられて いる。上記配向膜 8, 9における配向処理は、上記コレステリック液晶層 3を構成する 液晶分子に対し、当該液晶分子を、各基板 1, 2の基板面に対して平行な一方向へ 配向させる配向規制力を付与するように、配向膜 8, 9で互いに独立して行われる。な お、上記配向処理方向は、各基板 1, 2の基板面に平行な一方向であれば、いずれ の方向であってもよぐ配向膜 8, 9は、上記液晶分子に、互いに異なる方向への配 向規制力を付与するものであってもよい。
[0130] これにより、基板界面付近の液晶分子は、配向膜 8, 9に施された配向処理方向に 配向する。このため、コレステリック液晶層 3の液晶分子は、電界無印加時には一様 な螺旋配向状態 (一様捩れ配向）となる。したがって、螺旋がランダムな方向を向い て、螺旋間で配向欠陥が生じることがない。このため、配向膜 8, 9が設けることにより 、螺旋間で配向欠陥が生じることを防止し、基板面平行方向についての光学的等方 性をより確実に実現できる。
[0131] また、表示素子 20では、基板 1, 2に、互いの吸収軸方向が直交するように配設さ れた偏光板 6, 7がそれぞれ備えられている。これにより、電界無印加時には、一方の 偏光板を透過してコレステリック液晶層 3に入射した直線偏光は、その偏光方向を保 つたまま他方の偏光板へ到達する。したがって、コレステリック液晶層 3に入射した直 線偏光は、他方の偏光板の吸収軸で完全に吸収されて光は外部に出射されない。 したがって、電界無印加時には、良好な黒階調表示を行うことができる。
[0132] また、コレステリック液晶層 3に電界を印加すると、液晶分子は電界強度に応じて、 電界印加方向に配向する。つまり、電界を印加することにより、捩れがほどけて電界 印加方向に並ぶように配向する。これにより、一方の偏光板を透過してコレステリック 液晶層 3に入射した直線偏光は、液晶分子の影響を受けて偏光状態が変化し、他方 の偏光板吸収軸成分以外の成分が生じるので、この他方の偏光板を透過して出射さ れる。また、この際の透過率は、コレステリック液晶層 3に印加する電界の強度によつ て制御できる。したがって、表示素子 20では、コレステリック液晶層 3に印加する電界 強度を変化させることで、このコレステリック液晶層 3の透過率を変化させ、黒階調か ら白階調までグレースケールの輝度を変調させてモノクロ全階調表示を行うことがで きる。
[0133] また、表示素子 20では、基板 1にカラーフィルタ一層 11が設けられている。これに より、カラー表示 (フルカラー表示）が可能となっている。
なお、カラー表示を実現するための方法は、これに限るものではない。例えば、カラ 一フィルタ一層を備えない構成とし、光源を R, G, Bのそれぞれに高速で切り替えて 液晶セルのスイッチングと同期させる、いわゆる、時分割のフィールドシーケンシャル 表示を行うことによって実現してもよ 、。
[0134] なお、白階調表示としては λ Ζ2条件の電圧まで印加することが高透過率、高輝度 表示の観点からは好ましいが、これに限るものではない。つまり、印加する電圧の最 大値を下げることで、ドライバーや回路面への負担を軽減し、それによつて製造コスト の低減を図ってもょ 、。なお、白階調表示時のリタデーシヨン (位相差）は λ Ζ4以上 λ Z2以下の範囲であることが好ましぐより低電圧駆動させるためには λ Ζ8以上 λ Ζ2以下の範囲であることがより好ま U、。
[0135] また、白階調表示を、基準透過光強度に対して 50%以上の透過光強度を有する 階調範囲 (リタデーンヨン値 (位相差値)で換算すると約 138nm以上)で行 ヽ、黒階 調表示を、基準透過光強度に対して 20%以下の透過光強度を有する階調範囲（リタ デーシヨン値 (位相差値)で換算すると約 8 lnm以下)で行うことが好まし ヽ。この場合 には、コントラスト値 (=白階調表示時の透過率 Z黒階調表示時の透過率)が 2. 5以 上の範囲となり、人間の目で表示として認識可能なコントラスト範囲になるからである 。なお、この場合には、現在実用化されている液晶表示モードである VAモード、 IPS モード、 ECBモード、 OCBモードと同等以上の明るさを得ることができる。
[0136] また、白階調表示を、基準透過光強度に対して 70%以上の透過光強度を有する 階調範囲 (リタデーンヨン値 (位相差値)で換算すると約 174nm以上)で行 、、黒階 調表示を、基準透過光強度に対して 10%以下の透過光強度を有する階調範囲（リタ デーシヨン値 (位相差値)で換算すると約 56nm以上)で行うことがより好ま ヽ。この 場合、現在実用化されて！/ヽる液晶表示モードの中でも最も光の利用効率に優れた ( 表示が明るい）モードである TNモードと同等以上の明るさおよびコントラストを得るこ とがでさる。
[0137] また、表示素子 20では、配向膜 8, 9として、従来の液晶表示素子においても広く 用いられているポリイミドを用いている力 配向膜 8, 9はこれに限るものではなぐ液 晶分子を特定の方向に配向させることができるものであればよい。例えば、光官能基 を有する配向膜 (いわゆる光配向膜)に、偏光もしくは非偏光の紫外線照射を施す配 向処理を行ったものを用いてもょ 、。
[0138] また、表示素子 20では、配向膜 8, 9のラビング方向を互いに反平行とした力 ラビ ング方向はこれに限るものではなぐ両基板近傍の液晶分子を、基板面平行方向の 所定の方向（基板面平衡方向であればどの方向でもよい）に配向させるものであれ ばよい。
[0139] また、表示素子 20では、電界方向と配向膜 8, 9のラビング方向とは平行になって いるが、必ずしもこれに限定されるものではない。ただし、光の利用効率や視野角の 対称性等を考慮すると 0度、 45度、 90度のいずれかがそれ以外の角度よりは好まし い。電界方向と配向膜 8, 9のラビング方向とが 0度または 90度の場合、電界印加に よって発生する光学的異方性の方向と、偏光板 6, 7の吸収軸方向とのなす角度が 4 5度付近となる。これにより、透過率が高ぐ光の利用効率の高い表示素子を実現で きる。また、電界方向と配向膜 8, 9のラビング方向とが 45度の場合、両基板の界面 における液晶分子の配向方向と、偏光板 6, 7とのなす角度が 0度（平行)または 90度 (直交）となる。したがって、基板界面 (配向膜界面）に吸着されている液晶分子によ る位相差と、配向処理された配向膜自体が有する位相差とがキャンセルされ、黒表 示時の光学的等方性をより確実なものにできる。したがって、コントラストをより高くす ることがでさる。
[0140] また、電界方向と偏光板の吸収軸方向とのなす角度は 45度 ± 10度の範囲内が好 ましい。これは、電界印加時に発現する光学的異方性の方向と、クロスニコル配置の 偏光板吸収軸方向とのなす角度が 45度の時に、光の利用効率が最大となるからで ある。また、電界方向と偏光板の吸収軸方向とのなす角度が 35度あるいは 55度の場 合には、 45度の時の光透過率よりも理論上低くなるものの、その低下の度合いは、 目視上は許容される範囲内である。したがって、電界方向と偏光板の吸収軸方向と のなす角度は 45度 ± 10度であることが好ましい。
[0141] また、本実施形態にかかる表示装置は、例えばバックライトを有する透過型の表示 素子であってもよぐあるいは一方の基板側から入射した光を他方の基板で反射し、 上記一方の基板から出射する反射型の表示素子であってもよい。
[0142] 〔実施形態 2〕
本発明の他の実施形態について説明する。なお、説明の便宜上、実施形態 1で説 明した各部材と同様の機能を有する部材については、実施形態 1と同じ符号を付し、 その説明を省略する。
[0143] 実施形態 1で表 1に示したように、液晶注入して再配向処理した後には、基板面平 行方向について完全な光学的等方性状態 (透明状態)が実現できていた。一方、図 7の V— T特性や図 9 (a)の応答特性を参照すると、電圧 OFF後には初期配向状態 のような光学的等方性状態 (透明状態)が実現できておらず、ある量の光漏れが生じ ていることが分かる。つまり、電気光学特性測定時には、電圧 OFF後にその初期の 光学的等方性状態に瞬時に緩和できていな力つた。
[0144] これは、上記したように、図 7に示した V— T特性測定時には両電極間に印加する 電圧値を 0Vから 160V付近まで段階的に変化させていく電界印加ステップを繰り返 し行って電圧一透過率特性を測定したためである。つまり、図 7に示した印加電圧 0 Vの時点では、一つ前のステップで 160Vまで印加した後に再び 0V力もスタートさせ ている。このため、図 7における 0Vの時点では、その一つ前のステップで 160Vまで 印力!]して OFFした際に、初期の光学的等方性状態に完全に戻りきつておらず、光漏 れが生じた状態力 再び電圧が印加されているためである。
[0145] 図 9 (a)および図 9 (b)の応答特性の実測結果においても 100V印加を OFFして 0 Vにした後（立下り）や、 0Vから再び 100V印加を ONする前（立上り）に、 0V印加で あるにも関わらず、縦軸目盛りで 0. 1 (上記基準透過光強度に対して 10%の透過率 )程度の光漏れが生じて 、るのも同様の理由である。
[0146] このような光漏れについてさらに観察したところ、電圧印加をやめて充分時間経過 を待つと (数分力 数十分程度待つと）、光漏れがなくなることがわ力つた。つまり、電 圧印加をやめて充分時間経過すると、コレステリック液晶層 3が初期の光学的等方性 状態 (透明状態）に緩和することが判明した。
[0147] これは、充分時間が経過すれば、そのうちに配向膜界面の配向処理による配向規 制力と、液晶層中のカイラル剤による捩れ力とが、充分にバルタの液晶層中に及ん できて (伝播してきて）、元のエネルギー平衡状態に落ち着くものと思われる。つまり、 高電圧印加時にはバルタの液晶分子がほとんど電界方向を向いた、ホモジ-ァスな 1軸配向（uniaxial)的な配向状態となっていて、カイラル剤の捩れ力が完全に分子間 で断ち切られた状態となっていると推察される。したがって、この状態で電圧 OFFし ても、カイラル剤の捩れ力による弾性的戻り力が全分子に作用せず、バルタ中で部 分的に 1軸配向状態が析出してしまったようなドメインが存在していると考えられる。こ のような析出したドメインは周囲の捩れ力が及んでいる領域力 捩れ力の伝播を受け るまでそのままの状態で存在しており、そのためにバルタ中の液晶層全体力 初期の 光学的等方性状態に緩和するのに暫く時間が力かると考えられる。 [0148] このような光漏れは表示の焼き付き、コントラスト低下、表示ムラ等を引き起こすおそ れがあるため、好ましくない。そこで、本願発明の発明者等は、この電界 OFF後の光 漏れを防止する方法を鋭意検討し、初期の光学的等方性状態 (透明状態)である、 カイラルピッチが充分短くて、可視光がその影響を受けないような配向状態 (以下、シ ョートピッチコレステリック配向状態と称する）を高分子ネットワーク (配向補助材)で固 定化、安定ィ匕する方法を見出した。つまり、高電界印加によってショートピッチコレス テリック配向が破壊されて光漏れが生じることを防止するために、高分子ネットワーク で予めこの配向状態 (ショートピッチコレステリック配向）を固定ィ匕しておく方法を見出 した。この方法によれば、高電界印加時にもショートピッチコレステリック配向を維持し たままで電気光学特性を取り出すことが可能となり、電界 OFFしても光漏れドメインが 析出することなぐすべてのバルタ中の液晶分子にカイラル剤の捩れ力を作用させて 、初期の光学的等方性状態 (透明状態）に緩和させることができる。
[0149] 以下に、本実施形態に力かる表示素子について説明する。本実施形態にかかる表 示素子は、コレステリック液晶層 3中に高分子ネットワークを形成してショートピッチコ レステリック配向を固定ィ匕した点以外は、実施形態 1における表示素子 20と同様の 構成である。
[0150] ここで、本実施形態にかかる表示素子の製造方法について説明する。本実施形態 の表示素子においては、上記液晶材料「E8」に上記カイラル剤「S 1011」を添加濃 度が 15重量％となるようにしたカイラル添加液晶材料 (4)にカ卩えて、液晶性モノマー である「UCL001」（商品名、 DIC (大日本インキ化学)社製）
[0151] [化 7]
CH2= CHCOO~< Oベ H )- C3H7 ■ ■ ■ ( 7 )
[0152] [化 8] CH2= CHCOO-( O c≡C-(0 Vc5H 11 (8)
[0153] (「UCL001」は（7)と（8)の等量混合物）
と、架橋剤（Cross linker)としてのジアタリレートモノマー「RM257」（商品名、メルク (
Merck)社製）
[0154] [化 9]
Figure imgf000037_0001
(9) と、重合開始剤（Photo initiator)としての「DMPAP」 (2, 2—ジメトキシ一 2—フエ: ルァセトフエノン、アルドリッチ（Aldrich)社製）
[0155] [化 10]
Figure imgf000037_0002
とを、以下に示す割合で混合した。
[0156] カイラル添加液晶材料 (4) (液晶材料「E8」にカイラル剤「S1011」を 15重量％の 割合で添カ卩したもの）： 95.8wt%
UCL001:3. Owt%
RM257:1. Owt%
DMPAP:0.2wt%
なお、この混合比は一例であって、この数値に限定されるものではない。最適な混 合比は、ホストとして用いる液晶材料や添加するモノマー等の種類によって異なる。 また、黒階調表示時 (電圧無印加時、もしくは閾値以下の低電圧印加時）に各物質 が可視光に影響を与えないように混合比 (あるいはモノマー添加量)を設定すること が好ましい。
[0157] カイラル添加液晶材料 (4)に、上記のモノマー、重合開始剤を添加しても、混合系 の T (ネマチック一等方相相転移温度）はほとんど変化せず、 61. 6°Cのままであつ ni
た。また、 61. 6°Cよりも低い温度において、コレステリック液晶層 3はカイラル剤「S10 11」の自発的捩れ力に起因した一方向の捩れを有するカイラルネマティック相（コレ ステリック相）状態を呈して 、ることを確認した。
[0158] 次に、上記の混合系をセルに注入するとともに、コレステリック液晶層 3を室温（25 °C)に保った状態 (すなわち、ショートピッチコレステリック配向に保った状態)で、紫 外線照射を行った。紫外線の照度は 365nmの波長において 1. OmWZcm2とし、 照射時間は 20分とした。これにより、上記のモノマーを重合させてコレステリック液晶 層 3中に高分子ネットワークを形成した。
[0159] 次に、上記のように形成した本実施形態に力かる表示素子に対して電界を印加し、 配向状態を確認した結果について説明する。図 10 (a)は、両電極間に 150Vの電圧 を印力!]した時の表示状態 (配向状態)を示す説明図である。また、図 10 (b)は、紫外 線 (UV)照射を行って 、な 、状態の表示素子にっ 、て、両電極間に 150Vの電圧を 印カロした後、電圧を OFFとした直後の表示状態 (配向状態)を示す説明図である。ま た、図 10 (c)は、紫外線 (UV)照射を行って高分子ネットワークを形成した表示素子 について、両電極間に 150Vの電圧を印加した後、電圧を OFFとした直後の表示状 態 (配向状態)を示す説明図である。なお、図 10 (a)〜図 10 (c)は、各図の右側に示 したように、紙面の左右方向がラビング方向および電界方向となっており、偏光板 6, 7の吸収軸方向は互 ヽに直交するとともに、ラビング方向および電界方向に対して 4 5度の角度をなしている。
[0160] 図 10 (a)における遮光領域 (黒色部分）は櫛歯状電極 4, 5に重畳する領域である 。櫛歯状電極 4, 5間に 150Vの電界を印加した場合、両基板間の領域では液晶分 子が電界方向に配向するので、図 10 (a)に示すように光が透過している。 [0161] 図 10 (b)に示したように、高分子ネットワークが形成されていない場合には、櫛歯状 電極 4, 5間で光漏れ領域が析出している。このため、初期の光学的等方性状態に 完全に緩和するには暫く時間を要する。
[0162] 一方、図 10 (c)に示したように、紫外線照射プロセスを経た後（高分子ネットワーク 形成後）の液晶セルでは、高電圧（150) Vを印加している状態力も電圧を OFFした 直後に、瞬時に初期の光学的等方性状態に緩和し、光漏れがほとんど生じていない 。これは、高分子ネットワークによって、初期のショートピッチコレステリック配向状態が 固定化、安定化されていることを意味する。
[0163] 図 11 (a)および図 11 (b)は、高分子ネットワーク形成前 (紫外線照射前)の上記表 示素子の応答特性の測定結果を示すグラフである。また、図 11 (c)および図 11 (d) は、高分子ネットワーク形成後 (紫外線照射後）の上記表示素子の応答特性の測定 結果を示すグラフである。なお、測定温度は室温である。また、周波数は 1kHzとし、 0Vを 1 sec間、 150Vを 4sec間印加する電圧印加ステップを繰り返し継続して測定し た。
[0164] これらの実験結果から、高分子安定ィ匕によって電圧 OFF後の光漏れは完全にゼロ とまでは言えないが、大幅に低減できていることがデータ上でも確認された。なお、使 用するモノマー等の最適化や、紫外線照射プロセスの最適化、駆動方法の工夫 (例 えばインパルス駆動の採用等）により、さらに光漏れを低減することができる。
[0165] 以上のように、本実施形態にかかる表示素子は、自発的捩れピッチが可視光波長 よりも小さいコレステリック相を呈する液晶材料力もなるコレステリック液晶層 3を備え、 このコレステリック液晶層 3に電界を印加することによってコレステリック液晶層 3に基 板面平行方向の光学的異方性を発現させて透過率を変化させる表示素子であって 、電界を印加したときにも、コレステリック液晶層 3がショートピッチコレステリック配向（ カイラルピッチが充分短くて、可視光がその影響を受けないような配向状態)を維持 するように固定ィ匕あるいは安定ィ匕させるための配向補助材を備えて 、る。
[0166] これにより、高電界印加時にもショートピッチコレステリック配向を維持したままで電 気光学特性を取り出すことが可能となるので、電界を OFFしても光漏れドメインが析 出することがなぐすベてのノ レク中の液晶分子にカイラル剤の捩れ力を作用させて 、初期の光学的等方性状態 (透明状態）に迅速に緩和させることができる。したがつ て、コレステリック液晶層 3に高い電圧を印加した後、その電圧を OFFさせた直後で あっても、良好な黒表示を行うことができる。したがって、コントラストを向上させること ができる。
[0167] なお、本実施形態では、配向補助材として、液晶性モノマーである「UCL001」と、 架橋剤としてのジアタリレートモノマー「RM257」と、重合開始剤としての「DMPAP」 との混合系をコレステリック液晶層 3に添加し、それを紫外線照射 (光照射)することで 重合させて得られる高分子ネットワークを用いている力 これに限るものではない。
[0168] つまり、電界を印加したときにも、コレステリック液晶層 3がショートピッチコレステリッ ク配向を維持するように、配向状態を固定ィ匕あるいは安定ィ匕させられるものであれば よぐ例えば、上記モノマーとは異なる他の光重合性モノマー（光反応性モノマー）を 重合させて得られる高分子ネットワークを用いてもよい。また、光重合性モノマーに限 らず、例えば、光照射以外の方法で重合する重合性モノマーを用いてもよい。例え ば、加熱することによって重合する熱重合性モノマーを用いることができる。あるいは 、光照射により重合する官能基と加熱により重合する官能基とを併せ持つものを用い てもよい。この場合、例えば、光照射法と加熱法とを併用して重合させることで、少な くともどちらか一方の官能基が反応して重合 (硬化)する可能性が高くなり、未反応部 分がより少なくなるので、十分な重合を行うことができる。
[0169] また、本実施形態では、重合開始剤として「DMPAP」を用いたが、これに限るもの ではなぐ重合性ィ匕合物の重合を促進できるものであればよい。また、本実施形態で は、重合開始剤を添加している力 重合開始剤は、必ずしも添加する必要はない。た だし、重合性化合物を、例えば光や熱により重合して高分子化する場合には、重合 開始剤を添加することによって重合を迅速に行うことができるので、添加することが好 ましい。なお、重合開始剤の添加量は、重合性ィ匕合物に対して 10wt%以下、すなわ ち、 Owt%以上 10wt%以下であり、重合開始剤を使用する場合は Owt%を超えて 1 Owt%以下の範囲内であることが好ましい。 10wt%より多く添加すると重合開始剤 が不純物として作用し、表示素子の比抵抗が低下するためである。
[0170] また、上記配向補助材は、高分子ネットワークに限るものではな 、。例えば、多孔質 無機材料などの多孔質構造体を配向補助材として用いてもよい。また、水素結合ネ ットワーク (水素結合体)を配向補助材として用いることもできる。なお、水素結合ネッ トワークとは、化学結合ではなく水素結合によって形成された結合体を意味する。
[0171] このような水素結合ネットワークは、例えば、ゲル化剤（水素結合性材料)を、上記コ レステリック液晶層 3に封入する媒質に混合することによって得ることができる。上記 ゲル化剤としては、アミド基を含むゲル化剤が好ましい。そのなかでも、 1つの分子内 にアミド基を少なくとも 2つ含むゲル化剤；尿素系あるいはリシン (Lysine)系のゲル化 剤；がより好ましい。
[0172] 1つの分子内にアミド基を少なくとも 2つ含むゲル化剤しては、例えば、下記構造式
(11)
[0173] [化 11]
H 0
I II CH3— (CH2)16— C- N-GHゥ一 CH2- N— C— (CH2)16— CH3 ■ ■ ■ ( 1 1 )
II I
0 H で示されるゲル化剤（ゲル化剤 A)、ある ヽは下記構造式（12)
[0174] [化 12]
Figure imgf000041_0001
で示されるゲル化剤（ゲル化剤 B)を用いることができる。
[0175] また、上記水素結合ネットワークは、例えば、非特許文献 3 (p. 314, Fig. 2)に記 載されているゲル化剤 (水素結合性材料)、例えば、下記構造式（13)
[0176] [化 13] H H
CH3—（CH2)1 7— N - N- CH -C-CH,
(CH2)4 - N— C— (CH2)10CH3
I II H O で示される構造を有するO CゲMルィ匕材（「Lys 18」）を、コレステリック液晶層 3に封入する 媒質に対して 0. 15mol%の割合で混合することによって得ることができる。
[0177] すなわち、本実施形態によれば、上記したように例えば「Lysl8」を媒質に 0. 15m ol%の割合で混合することによって実現 onされる、非特許文献 3 (p. 314, Fig. 1)に記 載されたようなゲル (Gel)状態を示す水素結合ネットワークを、上記媒質を構成する 分子の配向状態の安定化 (配向秩序の安定化）に用いることができる。
[0178] 上記したように、本実施形態によれば、これらゲル化剤を、上記コレステリック液晶 層 3に封入する媒質、例えば液晶性物質などの誘電性物質に、少量混入することで 、該媒質をゲル化し、上記水素結合ネットワークを得ることができる。
[0179] 上記したように上記配向補助材としてこれら水素結合ネットワークを用いる場合でも 、重合性ィ匕合物を重合させて得られる配向状態を固定ィ匕あるいは安定ィ匕した場合と 同様の効果を得ることができる。また、上記配向補助材として水素結合ネットワークを 用いる場合、紫外線照射によるプロセス増加を回避することができるとともに、紫外線 照射による材料の劣化や未反応基による信頼性の低下を招くことがないという利点が ある。
[0180] また、コレステリック液晶層 3中に微粒子を分散させ、この微粒子を配向補助材とし て機能させてもよい。液晶層中に微粒子を分散させた系においては、液晶分子など の誘電性物質が微粒子の界面の影響を受けて配向する。このため、微粒子が分散さ れた系では、その分散状態に起因して誘電性物質の配向状態が安定化される。
[0181] また、上記配向補助材として、例えばメンブレンフィルターなどの微小細孔フィルム を用いてもよい。なお、この場合、微小細孔フィルムの材質としては、ポリカーボネート 、ポリオレフイン、セルロース混合エステル、セルロースアセテート、ポリフッ化ビ -リデ ン、ァセチレセルロース、酢酸セルロースと硝酸セルロースの混合物など、微小細孔 フィルムに封入する液晶性物質などの誘電性物質と反応を起こさない材質でできた ものが好ましい。微小細孔の大きさ（直径)は、誘電性物質を封入した際に光学的に 等方的に見えるとともに、誘電性物質を固定ィ匕できる系を実現するために、可視光の 波長の 1/4以下であることが好ましぐさらには 50nm以下であることが好ましい。これ により、誘電性物質層が可視光に対して充分な透明状態を発現することが可能とな る。また、微小細孔フィルムの厚さは 50 μ m以下であることが好ましぐ 10 μ m以下 であることがより好ましい。
[0182] また、上記配向補助材として微小細孔フィルムを用いる場合、らせん状結晶など、 捩れ構造を持つ微小細孔フィルムを用いてもょ 、。このような微小細孔フィルムとして は、例えば、ポリオレフイン系のフィルムやポリペプチド系のフィルム等が挙げられる。 捩れ構造を持つポリペプチド系のフィルムとしては、螺旋構造、すなわち、 a 一へリツ タス形成能のある合成ポリペプチドが好まし 、。ねじれ構造をもつフィルムを用いた場 合、誘電性媒質がカイラル性を示すときに、その誘電性媒質のねじれ構造とフィルム の捩れ構造が近 、場合に大きな歪が生じな 、ので、誘電性媒質の安定性が高まる。 また、誘電性媒質力 Sカイラル性を示さな 、場合でもフィルムの捩れ構造に従 、誘電 性媒質が配向するので、誘電性媒質がカイラル性を示す媒質に近！ヽ性質を示す。
[0183] 〔実施形態 3〕
本発明のさらに他の実施形態について説明する。なお、説明の便宜上、実施形態 1または 2で説明した各部材と同様の機能を有する部材については、実施形態 1また は 2と同じ符号を付し、その説明を省略する。
[0184] 図 12は、本実施形態に力かる表示素子 20aに備えられる櫛歯状電極 4a, 5aを基 板面法線方向から見た場合の平面図である。この図に示すように、表示素子 20aは、 各画素内に、上記櫛歯状電極 4a, 5aからなる電極対 10が設けられている。この電極 対 10は、電界印加方向の異なる領域を少なくとも 2つ備えている。つまり、図 12に示 すように、各電極対 10は、櫛歯部分 4aa, 5aaが設けられた領域と、櫛歯部分 4ab, 5 abが設けられた領域とを有しており、櫛歯部分 4aa, 5aaの延在方向と櫛歯部分 4ab , 5abの延在方向とは互いに 90度の角度をなしている。これにより、上記の各領域に お!ヽて、互いに直交する方向の電界を印加するようになって!/、る。 [0185] これにより、表示素子 20aでは、電界の印加により発生する光学的異方性の方向が 互いに 90度の角度をなす少なくとも 2つのドメイン D およびドメイン D ' (微小領域）
M M
を有している。
[0186] また、図 12に示したように、両基板 1、 2にそれぞれ設けられた偏光板 6, 7は互い の吸収軸方向 6a, 7aが直交するように形成されている。また、各偏光板 6, 7におけ る吸収軸方向 6a, 7aと櫛歯状電極 4a, 5aにおける櫛歯部分 4aa, 5aaおよび櫛歯部 分 4ab, 5abの電極伸長方向とは 45度の角度をなすように形成されている。したがつ て、各偏光板 6, 7における吸収軸は、図 12に、吸収軸方向 6a, 7aとして示すように 、櫛歯状電極 4a, 5aにおける各領域の電界印加方向に対して 45度の角度をなすよ うに形成されている。
[0187] また、図 12に示したように、両基板 1, 2における他方の基板と対向する表面にそれ ぞれ設けられた配向膜 8, 9については、配向膜 8の配向方向が偏光板 6の吸収軸方 向 6aと平行となり、配向膜 9の配向方向が偏光板 7の吸収軸方向 7aと平行となるよう に、それぞれラビング処理を施した。
[0188] 表示素子 20aにおいて、コレステリック液晶層 3に電界を印加すると、電界印加に伴 つて捩れがほどけ、液晶分子が電界印加方向に配向していき、それによつて光学的 異方性が発現する。したがって、上記のように、偏光板 6, 7の吸収軸方向 6a, 7aを 互いに直交する方向とし、電界印加方向が吸収軸方向 6a, 7aと 45度の角度をなす 構成とすることにより、光学的異方性の方向が吸収軸方向 6a, 7aに対して 45度の角 度をなすので、最大透過率が得られる。
[0189] 図 13は、上記した 2つのドメイン D , D ，において、光学的異方性が発現する方
M M
向が偏光板 6の吸収軸方向 6aに対して Θ (度）の角度をなす方向に存在するとした 時の、角度 0と透過率との関係を示すグラフである。
[0190] この場合、透過率 ）は、？（％) =3 2 (2 6 )で表され、図 13に示すように、角度 0 力 5度の時に最大透過率 (最大輝度）となる。なお、角度 Θ力 5度の時の透過率に 対して概ね 90%以上の透過率であれば、人間の目には最大輝度を有していると感 じられる。つまり、最大透過率に対して 90%以上の透過率の場合には、人間は、最 大透過率のときの輝度 (最大輝度）と同様の輝度であると感じる。また、図 13に示した ように、角度 Θが 35度く Θ < 55度であれば、最大透過率の 90%以上の透過率が 得られる。したがって、角度 Θは、 35度く Θく 55度であることが好ましい。
[0191] また、表示素子 20aでは、ドメイン D , D 'における光学的異方性の方向力 吸収
M M
軸方向 6a, 7aに対して 45度（+45度または— 45度）となっており、互いのドメインに おける光学的異方性の方向が 90度となっている。これにより、 2つのドメイン D , D '
M M
によって、斜めに視角を倒した時の色付き現象を互いに補償しあうことができる。
[0192] ただし、前述したように、吸収軸方向 6aに対する光学的異方性の発現方向の角度
Θが 35度く Θく 55度の範囲である場合には、大きな輝度の差異は視認されないの で、色付き現象の補償についても、互いのドメイン領域における輝度の差が最大輝 度の 10%程度であれば色の差異はほぼ視認されない。したがって、互いのドメイン 領域における輝度の差が 10%以内であれば、実用上充分な色付き現象の補償効果 が得られる。このため、互いのドメイン領域における光学的異方性の発現方向のなす 角度が 90度士 20度の範囲内、つまり 70度を超えて 110度未満の範囲内であること が好ましぐ 90度 ± 10度の範囲内、つまり 80度を超えて 100度未満の範囲内である ことがより好ましぐ 90度であることが最も好ましい。
[0193] このように、人間の目によって視認可能な誤差の範囲を考慮すれば、各ドメイン D
M
, D 'の電界印加により発生する光学的異方性の方向と、偏光板 6, 7の吸収軸方向
M
6a, 7aとがなす角度がそれぞれ約 45度 (45度士 10度の範囲内であることが好ましく 、 45度 ± 5度の範囲内であることがより好ましぐ 45度であることが最も好ましい）であ り、かつ、各ドメイン D , D 'の電界印加により発生する光学的異方性の方向が互い
M M
に約 90度（90度士 20度の範囲内であることが好ましく、 90度士 10度の範囲内であ ることがより好ましく、 90度であることが最も好ま U、）の角度をなすことが好ま 、。
[0194] このため、表示素子 20aでは、各偏光板 6, 7における吸収軸方向 6a, 7aが櫛歯状 電極 4a, 5aの電界印加方向に対して 45度の角度をなすとともに、櫛歯状電極 4a, 5 aにおける一部の領域に設けられた櫛歯部分 4aa, 5aaの延在方向が各画素内にお いて隣接する他の領域に設けられた櫛歯部分 4ab, 5abの延在方向と 90度の角度を なす構成としている。
[0195] なお、このように形成した表示素子 20aについて、電界印加時における極角 60度 方向の色を観測したところ、図 12に示したように、あらゆる視角（視角 Α' , Β' , C , D ' , A, B, C, D)において着色現象は観測されな力つた。ここで、視角 A' , C'は吸収 軸方向 6aに平行な方向であり、視角 Β' , D'は吸収軸方向 7aに平行な方向であり、 視角 A, Cは、櫛歯部分 4ab, 5abによる電界印加方向に平行な方向であり、視角 B, Dは櫛歯部分 4aa, 5aaによる電界印加方向に平行な方向である。したがって、対称 性の観点から、視角 Α' , Β' , C , D'は同一の視角特性を有し、視角 A, B, C, Dも 同一の視角特性を有している。
[比較例 1]
表示素子 20aのように、各画素に電界印加方向の異なる複数のドメイン領域を設け た場合の効果を検証するために、図 14に示すように、各画素内で電界印加方向が 一様な方向となる表示素子を作成した。つまり、この表示素子は、図 14に示すように 、櫛歯状電極 4, 5における櫛歯部分 4c, 5cの延在方向が、画素内で一定 (平行）と なっている。なお、図 14に示した表示素子についても、本発明の概念に含まれるもの である力 ここでは本実施形態に力かる表示素子 20aとの比較用に用いた。
[0196] 上記のように形成した比較用の表示素子、すなわち各画素が 1ドメイン力 なる表 示素子について、表示素子 20aの場合と同様に、電界印加時における極角 60度方 向の色を観測したところ、視角 Α' , Β' , C , D'では色付き現象はほとんど観測され なかったが、視角 A, Cでは青色の着色、視角 B, Dでは黄色の着色を呈することが 観測され、表示品位の低下が見られた。
[0197] ここで、視角 A' , Cは吸収軸方向 6aに平行な方向であり、視角 B' , D'は吸収軸 方向 7aに平行な方向であり、視角 A, Cは櫛歯部分 4c, 5cによる電界印加方向に平 行な方向であり、視角 B, Dは櫛歯部分 4c, 5cによる電界印加方向に直交する方向 である。
[0198] 上記のような着色が観測された原因は定かではないが、上記の比較用の表示素子 では、視角 A, Cの方位と視角 B, Dの方位とは対称性の観点から同一とはなり得な いこと、および、電界印加によって発現する光学的異方性には波長分散性 (リタデー シヨン値が波長によって異なる）が存在し、それが上記比較用の表示素子では補償さ れないこと、に起因していると推測される。 [比較例 2]
次に、特許文献 1の図 2に示されているように、各画素に、平面視「く」の字型形状（ ジグザグ形状)となるように櫛歯部分に複数の屈曲部を備えた櫛歯状電極を有する 表示素子を作製した。なお、櫛歯部分に備えられた各屈曲部の角度 (湾曲角（屈曲 角））は、特許文献 1の図 2に示されている構造と同様、 35度とした。このような構成と することにより、櫛歯部分の延在方向が異なる領域に、電界印加方向の異なる複数 のドメインが形成される。上記の構成では、隣接するドメイン同士の電界印加方向の なす角度は 35度になる。
[0199] 上記電極構造とした表示素子にっ 、て、表示素子 20aの場合と同様に、電界印加 時における極角 60度方向の色を観測した。ところが、上記比較例 1の表示素子と比 ベて、透過率は 33%程度減少し、また、視角による色付き現象も大きく改善しなかつ た。
[0200] つまり、本実施形態に力かる表示素子は従来の液晶表示素子とは表示原理が異な つて 、るので、特許文献 1に記載されて 、るような従来の液晶表示素子における最適 な電極形状は、本実施形態に力かる表示素子にはむしろ好ましくないことがわ力つた 。なお、特許文献 1の技術は、液晶表示素子におけるいわゆる SIPS (Super In- Plane Switching)モードの手法を単にそのまま適用したものである。したがって、本実施形 態にかかる表示素子では、 SIPSモードにおける最適形状はむしろ好ましくなぐ特 許文献 1に記載されているような SIPSモードにおけるドメイン分割構造では、透過率 の向上や色付き現象の抑制効果は得られないことが明らかになった。
[0201] また、本発明者らが詳細に検討した結果、液晶表示素子における表示方式の一種 である SIPSモードでは、各ドメインの電界印加方向同士のなす角度は、本実施形態 にかかる表示素子の最適角度である 90度では逆に適切ではなぐむしろ 0度に近い 方が好ましいことがわ力つた。これは、本願発明の表示素子では電界印加方向と光 学的異方性発現方向とが同一であるのに対し、従来液晶表示素子の一種である SIP Sモードでは必ずしも電界印加方向と光学的異方性の方向とがー致しないことに由 来して 、るものと考えられる。
[0202] つまり、 SIPSモードでは、電界 (電圧)無印加時、もしくは黒階調表示時にも光学的 異方性が発現している。そして、電界印加によって、その光学的異方性の方向を変 化させて表示させている。これに対して、本実施形態に力かる表示素子では、電界（ 電圧)無印加時もしくは黒階調表示時には、少なくとも基板面平行方向について、実 質的には光学的異方性が存在せず、実質的に光学的等方性状態 (透明状態)であ る。この点が大きく異なるため、最適な電極構造等にも違いが生じるのである。
[0203] ここで、 SIPSモードにおける櫛歯状電極同士のなす角度の最適値力 本実施形態 にかかる表示素子における最適値 90度ではなぐむしろ 0度に近い理由について、 図 15 (a)および図 15 (b)を参照しながらより詳細に説明する。
[0204] 図 15 (a)は、上記 SIPSモードにおいて、ジグザグ形状の電極 51, 52における屈 曲部の角度 (湾曲角）を、それぞれ 90度とした場合、つまり、隣接するドメインの電界 印加方向が互いに 90度の角度をなすように電極 51 , 52を設けた場合における液晶 分子 53の回転の様子を説明するための説明図である。なお、図 15 (a)に示す構成 では、電界印加方向に対して 45度の角度をなす方向にラビング処理が施されて 、る
[0205] また、図 15 (b)は、上記 SIPSモードにおいて、ジグザグ形状の電極 51, 52におけ る屈曲部の角度 (湾曲角）を、それぞれ 35度、つまり隣接するドメインの電界印加方 向が互いに 35度の角度をなすように電極 51, 52を設けた場合における液晶分子 53 の回転の様子を説明するための説明図である。なお、なお、図 15 (a)に示す構成で は、電界印加方向に対して 72. 5度の角度をなす方向にラビング処理が施されてい る。
[0206] 前記したように、透過率が最大になるためには、各ドメインにおける液晶分子 53は、 長軸方向がクロスニコル配置された各偏光板の吸収軸方向に対して 45度をなすよう に配向する必要がある。したがって、図 15 (a)に示した構成では、電界印加によって 液晶分子 53の長軸方向を 45度回転させ、電界印加方向と液晶分子 53の方向とを 完全に一致させないと最大透過率が得られない。このため、図 15 (a)の構成では、 大きな駆動電圧が必要となる。
[0207] 一方、図 15 (b)の構成では、電界無印加時における液晶分子 53の配向方向と、電 界が印加される方向とは 72. 5度の角度をなしている。したがって、液晶分子 53の長 軸方向を各偏光板の吸収軸方向に対して 45度をなす角度まで回転させるためには 、図 15 (a)の構成と同様、液晶分子 53を 45度回転させる必要があるものの、この 45 度の回転は、電界印加方向まで回転させるまでの（72. 5度回転させるまでの）通過 点にすぎない。このため、液晶分子 53の長軸方向を 45度回転させるために、さほど 大きな電界を必要としない。すなわち、 SIPSモードにおけるドメイン分割では、各ドメ インの電界印加方向が互いに異なっていればよぐむしろ両者の電界印加方向が 0 度に近い方が有利なのである。なお、 SIPSモードで配向方向と電極 51, 52とを 0度 力も少しずらしておくのは、電界により液晶分子 53が回転する方向を 2通りの回転方 向（時計回りと反時計回り）のうちどちらか一方を規定させるためのものであって、典 型的には数度から 20度程度で充分である。
[0208] 以上のように、本実施形態に力かる表示素子 20aは、自発的捩れピッチが可視光 波長よりも小さいコレステリック相を呈する液晶材料力もなるコレステリック液晶層 3を 備え、このコレステリック液晶層 3に電界を印加することによってコレステリック液晶層 3 に基板面平行方向の光学的異方性を発現させて透過率を変化させる表示素子であ つて、図 12に示すように、互いに電界印加方向が直交する 2つの領域（ドメイン D ,
M
D ' )を各画素に備えた櫛歯状電極 4, 5を備えている。
M
[0209] これにより、透過率を損なうことなぐあらゆる方向（視角）において着色現象が生じ ない、視野角の広い表示素子を実現できる。
[0210] なお、上記した 2つのドメイン D , D ，における、互いの電界印加方向のなす角度
M M
は 90度であることが好ましいが、必ずしもこれに限るものではない。各ドメインにおけ る輝度の差が最大輝度の 10%程度であれば、色の差異はほぼ視認されないので、 互いのドメイン領域における電界印加方向（光学的異方性の発現方向）のなす角度 が 90度 ± 20度の範囲内であれば、両ドメインにおける色の差異はほとんど視認され ない。また、互いのドメイン領域における電界印加方向のなす角度が 90度 ± 10度の 範囲内であれば、両ドメインにおける色の差異が視認されることをより確実に防止で きる。
[0211] また、互いに電界印加方向の異なる 2つのドメイン D , D ，を形成するための電極
M M
構造は、図 12に示した例に限るものではない。例えば、櫛歯状電極 4, 5をジグザグ 形状とすることにより、互いに電界印加方向の異なる 2つのドメイン D , D 'を形成し
M M
てもよい。
[0212] ここで、ジグザグ形状を有する櫛歯状電極 4, 5を実際の表示素子 (本実施形態に かかる表示素子 20a)における TFTパネルに適用する場合について説明する。図 16 は、櫛歯状電極 4, 5の構造をジグザグ形状に形成した場合の、本実施形態にかかる 表示素子 20aにおける 1画素の構成を示す説明図である。
[0213] なお、この表示素子 20aは、図 4に示した表示装置 100において、各画素 101に表 示素子 20 (図 5参照）に代えて備えられるものである。つまり、スイッチング素子、信号 線、走査線、対向電極線等カゝらなるマトリクス状に配された画素群に備えられる。
[0214] 図 16に示す表示素子 20aでは、櫛歯状電極 4, 5として ITO (インジウム錫酸ィ匕物） を使用し、電極幅 L = 5 m、電極間隔 S = 5 m、コレステリック液晶層 3の厚み（セ ル厚 d) =4. とした。
[0215] また、基板 1, 2におけるコレステリック液晶層 3側の表面には、図 16に示す方向に ラビング処理を施した配向膜 8, 9をそれぞれ形成した。なお、配向膜 8, 9としては、 水平配向膜材料として、市販のポリイミ 「AL3046」を塗布して配向膜層を形成後、 図 16に示す方向にラビング処理を施したものを用いた。したがって、図 16に示す表 示素子 20aでは、櫛歯状電極 4, 5による電界印加方向とラビング方向とは 45度の角 度をなしている。また、基板 1, 2におけるラビング方向同士は互いに直交している。
[0216] コレステリック液晶層 3としては、前述したカイラル添加液晶材料 (4)に、前述したモ ノマーおよび重合開始剤を前述した濃度で添加して両基板間に封入した後、紫外線 照射プロセスによって高分子ネットワーク (配向補助材)を形成し、ショートピッチコレ ステリック配向状態を安定ィ匕させた液晶層を用いた。
[0217] また、図 16には図示していないが、基板 1もしくは基板 2のどちらか一方に、 R (赤） 、 G (緑）、 B (青）の 3色を含むカラーフィルタ一層 11を設けた。カラーフィルタ一層 11 は、上記した R、 G、 Bの 3色に加えて C (シアン）、 M (マゼンダ）、 Y (イェロー）の色層 の！、ずれ力 1つ以上をカ卩えた多原色カラーフィルタ一層を用いてもょ 、し、 W (白）の 色層をカ卩えたものを用いてもよい。あるいは、カラーフィルタ一層 11を使用せずに、 ノ ックライト光源の色を 1フィールド内で高速に切り替えて、液晶層の駆動と同期させ る、 、わゆる時分割駆動のフィールドシーケンシャル方式を用いてカラー表示を行う ようにしてもよい。あるいは、カラー表示を行わず、コレステリック液晶層 3の透過率を 変化させ、でグレースケールの輝度を変調させてモノクロ階調表示を行うようにしても よい。
[0218] この表示素子は、上記したように、図 4に示した表示装置 100において、各画素 10 1に表示素子 20 (図 5参照）に代えて備えられるものである。つまり、図 16に示す表示 素子 20aは、隣接する 2本のデータ信号線 SLi, SLi+ 1と、隣接する 2本の走査信号 線 GLi, GLi+ 1とによって囲まれるそれぞれの領域に備えられる。
[0219] 図 16に示す表示素子 20aは、各画素内に櫛歯状電極 4からなる画素電極と、櫛歯 状電極 5からなる対向電極とが設けられている。より具体的には、互いに平行に配置 された複数のデータ信号線と、各データ信号線に直交するように配置された複数の 走査信号線 32との各交差点に対応して設けられた少なくとも一つの TFT (Thin Film Transistor) 29 (スイッチング素子）と、この TFT29に接続された櫛歯部分 4pを複数 備えた櫛歯状電極 (画素電極) 4と、櫛歯状電極 4の各櫛歯部分 4p間に、櫛歯部分 4 Pと対向するように揷設された櫛歯部分 5pを有する櫛歯状電極 (対向電極) 5とを備 えている。なお、櫛歯部分 4p, 5pは、屈曲部の角度 (湾曲角）が 90度のジグザグ形 状に形成されており、直線状の部分では互いに平行になるように配設されている。こ れにより、電界印加方向が互いに直交するドメイン D 、D 'が形成される。
M M
[0220] つまり、図 12に示した表示素子 20aでは、複数の櫛歯部分 4aa, 5aaが互いに対向 するように配置された領域と、この領域に隣接し、櫛歯部分 4aa, 5aaの延在方向と直 交する方向に延在する櫛歯部分 4ab, 5abが備えられた領域とで、互いに電界印加 方向が直交する 2つのドメインが形成されていた。これに対して、図 16に示した表示 素子 20aでは、湾曲角 90度の屈折部を複数備えた複数の櫛歯部分 4p, 5pが、互い の直線部分が対向するように配置されている。そして、櫛歯部分 4p, 5pの各直線部 分に挟まれた領域において、その直線部分の延在方向に直交する方向の電界が印 カロされる。したがって、電界印加方向が互いに直交する 2つのドメイン D , D ' (微小
M M
領域)が、櫛歯部分 4p, 5pの直線部分の伸長方向ごとに形成される。
[0221] より詳細には、図 16に示した表示素子 20aでは、各櫛歯部分 4pは、直線部分 4a , 4a , ···, 4aを備えて ヽる。また、この直線咅分 4a , 4a , ···, 4aは、隣接する直線
2 r 1 2 r
部分 4a , 4a , ···, 4a となす角度 (湾曲角）が 90度となっている。同様に、各櫛歯
2 3 r+1
部分 5pは、直線部分 5a , 5a , ···, 5aを備えている。そして、この直線部分 5a , 5a
1 2 r 1
, ···, 5aは、隣接する直線部分 5a , 5a , ···, 5a となす角度 (湾曲角）が 90度と
2 r 2 3 r+1
なっている。さらに、各櫛歯部分 4pにおける直線部分 4a , 4a , ···, 4aは、隣接する
1 2 r
櫛歯部分 5pにおける直線部分 5a , 5a , ···, 5aと対向するように（平行に)配置され
1 2 r
て ヽる。したがって、各直線咅分 4a , 4a , ···, 4aと各直線咅分 5a , 5a , ···, 5aと
1 2 r 1 2 r の間には、電界印加方向が互 、に隣接するドメインと直交するドメインがそれぞれ形 成される。
[0222] なお、図 16に示した表示素子 20aでは、図 12に示した構成と同様、基板 1, 2の外 側に偏光板 6, 7が設けられている。また、これらの偏光板 6, 7は互いの吸収軸方向 6a, 7aが直交するように配置されており、吸収軸方向 6a, 7aと、櫛歯状電極 4におけ る各直線部分 4a , 4a , ···, 4aおよび櫛歯状電極 5における各直線部分 5a , 5a ,
1 2 r 1 2
···, 5 の伸長方向とは 45度の角度をなすように形成されて!、る。
[0223] このような構成力もなる表示素子 20aについて、電界印加時における極角 60度方 向の色を各視角から観測したところ、透過率が低下することなぐ全視角方向にわた つて着色現象を抑制できていた。したがって、図 16に示した構成の表示素子 20aに おいても、図 12に示した構成と同様、透過率が高ぐ全視角方向にわたって着色を 抑制した、広い視野角特性を有する表示素子を実現することが可能であり、実際の T FTパネルへも適用可能であることが実証された。
[0224] 〔実施形態 4〕
本発明の他の実施形態について説明する。なお、説明の便宜上、実施形態 1〜3 で説明した各部材と同様の機能を有する部材については、実施形態 1〜3と同じ符 号を付し、その説明を省略する。
[0225] 前記実施形態 1〜3では、表示素子 20, 20aにおける対向する 2枚の基板 1, 2にガ ラス基板を用いた場合を例に挙げて説明した。本実施形態では、表示素子 20にお ける対向する 2枚の基板 1, 2にプラスチック基板を用いた場合を例に挙げて説明す る。 [0226] 本実施形態にかかる表示素子 20は、実施形態 1同様、図 1に示すように、媒質保 持手段 (光学変調層保持手段)としての対向する 2枚の基板 (対向基板 1Aおよび画 素基板 2A)間に、上記一対の基板の間に挟まれて表示動作を行う表示層として、コ レステリック液晶層 3が挟持されてなる。
[0227] 対向基板 1 Aおよび画素基板 2Aは、それぞれ、ベース基板として透明基板 (基板 1 , 2)として、互いに対向配置されたプラスチック基板を備えている。すなわち、上記表 示素子 20は、対向する 2枚の透明基板 (基板 1, 2)間に、コレステリック液晶層 3が挟 持されてなる構成を有しているとも言える。本実施形態に力かる表示素子 20は、上記 基板 1, 2がプラスチック基板で構成されていることを除けば、前記実施形態 1にかか る表示素子 20と同様の構成を有している。なお、本実施形態でも、前記実施形態 1 同様、対向する 2枚の基板 1, 2の両方が透明基板である構成としているが、これに限 るものではない。
[0228] 例えば、表示素子 20を、観察者側の基板から入射された光を他方の基板上で反 射させて表示を行う反射型の表示素子としてもよぐその場合には観察者側の基板 が透明であればよい。すなわち、互いに対向する基板 1, 2のうち、一方の基板が透 明であればよい。
[0229] 上記表示素子 20が反射型の表示素子である場合には、反射層が設けられる側の 基板には透明性が要求されないが、反射層が設けられる側の基板にも、反射層が設 けられる側の基板と対向する基板と同じプラスチック基板を用いてもよい。一対の基 板として実質的に同じ機械特性 (線膨張率など)を有する基板を用いる方が、信頼性 などの点で有利である。
[0230] すなわち、本実施形態では、対向する 2枚の基板 1、 2の両方がプラスチック基板で ある構成としている力 これに限るものではない。上記基板 1, 2のうち、一方の基板 のみがプラスチック基板であってもよい。この場合、他方の基板は特に限定されるも のではない。また、上記基板 1, 2は、互いに同じプラスチック材料からなるプラスチッ ク基板であってもよぐ互いに異なるプラスチック材料カゝらなるプラスチック基板であつ てもよい。
[0231] 上記基板 1, 2をプラスチック基板とすることにより、上記基板 1, 2にガラス基板を用 いる場合と比較して、基板の柔軟性が増す。したがって、上記の構成によれば、上記 表示素子 20を、フレキシブルディスプレイとして用いることができる。
[0232] また、上記基板 1の内側（基板 2との対向面側）には、前記実施形態 1同様、例えば R (赤）、 G (緑)、 B (青）の 3原色層を並列に配列させたカラーフィルタ一層 11が設け られている。
[0233] 上記基板 2の内側（基板 1との対向面側）には、実施形態 1同様、図 2 (a)および図 2
(b)に示すように、基板面平行方向の電界、すなわち、上記基板 1に平行な電界 (横 向きの電界）を上記コレステリック液晶層 3に印加するための（電界印加手段)である 櫛歯状電極 4, 5が、互いに対向配置されている。
[0234] 本実施形態では、上記櫛歯状電極 4, 5として、 Cr (クロム）力もなる電極を用いた。
上記櫛歯状電極 4, 5は、例えば線幅 7 μ m、電極間距離 (電極間隔） 7 m、厚み 0 . 6 /z mに設定されている。但し、上記電極材料並びに線幅、電極間距離、および厚 みは、単なる一例であって、これに限定されるものではない。例えば、上記櫛歯状電 極 4, 5としては、 ITO (インジウム錫酸ィ匕物）等の透明電極材料等の電極材料、ポリ チォフェン系榭脂等の透明な有機系導電性材料を用いてもょ 、。
[0235] さらに、上記基板 1, 2の内側には、コレステリック液晶層 3に面して、配向膜 8, 9が それぞれ設けられている。配向膜 8, 9の表面には、反平行 (平行、かつ、逆方向）に ラビング処理を施してある。
[0236] また、基板 1, 2における、両基板の対向面とは反対側の面 (外側）には、それぞれ 偏光板 6, 7が備えられている。なお、偏光板 6と基板 1との間、および偏光板 7と基板 2との間に、視野角特性をさらに向上することを目的として位相差板を設置してもよい
[0237] また、上記一対の基板 1, 2のうち、少なくとも一方の基板は、少なくとも一方向に配 列された複数の繊維を含むプラスチック基板カゝらなる。上記プラスチック基板が、少 なくとも一方向に配列された複数の繊維を含むことで、プラスチック基板の線膨張率 を小さくし、寸法安定性を向上させることができ、温度変化による寸法の変動を抑える ことができる。
[0238] 本実施の形態では、上記一対の基板 1, 2の両方が、少なくとも一方向に配列され た複数の繊維を含むプラスチック基板力もなる構成として 、るが、これに限るものでは ない。なお、以下の説明において、繊維 61Aの長軸が向く方向を「配列方向」という ことちある。
[0239] 本実施の形態では、上記プラスチック基板は、図 25 (a)および図 25 (b)に示すよう に、繊維 61A (繊維束 61)と榭脂マトリクス 62とを有する複合基板 60によって構成さ れている。
[0240] このように、繊維 61 Aが充填された複合基板 60としては、繊維 61 Aからなる繊維束 61力 図 25 (a)および図 25 (b)に示すように、互 、に略直交（交差角 90度士 20度 の範囲内で交差、好適には 90度 ± 10度の範囲内で交差、最も好ましくは 90度で交 差 (直交) )する 2つの方向に配列されて 、ることが、線膨張率を始めとする物性 (例 えば、機械特性や熱特性)を等方的にできるので好ましい。
[0241] また、この場合、上記プラスチック基板における、繊維 61 Aの互いに交差する 2つ の配列方向の一方を、上記偏光板 6, 7の吸収軸方向と略平行または略垂直となる（ 特に、観察者側に配置される偏光板 (例えば偏光板 6)の吸収軸と略平行となるか、 または、略直交する）ように配置するのが好ましい。
[0242] なお、繊維 61Aの互いに交差する 2つの配列方向の一方を、上記偏光板 6, 7の吸 収軸方向と略平行または略垂直となるように配置するとは、繊維 61 Aの互 、に交差 する 2つの配列方向の一方を、上記偏光板 6, 7のいずれか一方の吸収軸方向に対 する傾きが、 ± 20度の範囲内、好適には ± 10度の範囲内、最も好適には平行となる ように配置することを示す。
[0243] このように、各々のプラスチック基板における一方向に配列された複数の繊維 61A の配列方向と、観察者側に配置された偏光板 (例えば偏光板 6)の吸収軸とが略平 行 (好適には平行）になる力または略直交 (好適には直交）していることで、プラスチッ ク基板の複屈折に起因する色むらの発生を抑制することができるとともに、上記ブラ スチック基板の繊維束 61が屈折率異方性を有して!/ヽる場合の光漏れを抑制すること ができ、良 、コントラスト比の表示素子 20を形成することができる。
[0244] なお、上記複合基板 60の表面（主面）には、必要に応じて、仮想線（二点鎖線)で 示すように、保護膜 63 (ハードコート)を設けることができる。上記保護膜 63は、有機 材料で形成されてもよいし、無機材料で形成されていてもよい。上記保護膜 63は、 典型的には、耐熱性やバリア性 (水分や酸素ガスなどを遮蔽する性能)および機械 的強度に優れた無機材料 (例えば二酸ィ匕ケィ素膜)を用いて形成される。なお、ブラ スチック基板は、可視光を透過する用途に好適に用いられるものであるので、保護膜 63としても可視光透過性を有するものが用いられる。また、複合基板 60と保護膜 63 との界面における反射を抑制するために、上記保護膜 63の材料としては、複合基板 60の榭脂マトリクス 62と、屈折率が概ね一致 (好適には一致)する材料を用いること が好ましい。なお、本実施形態では、保護膜 63を有しないプラスチック基板を用いた
[0245] 図 25 (a)および図 25 (b)に示すように、繊維 61 A (繊維束 61)は、基板面内の互い に略直交 (好適には直交)する 2つの方向（ここでは X軸方向および y軸方向）に沿つ て配列されている。
[0246] このように、互いに交差（略直交）する 2つの方向に配列された複数の繊維 61Aは、 繊維布 (織布）をなしていることが好ましい。すなわち、上記プラスチック基板は、上記 繊維 61 Aを、織布として備えていることが好ましい。
[0247] 上記複合基板 60に織布を用いると、不織布よりも機械強度を向上する効果が高い
[0248] また、繊維布の織り方は、例えば、図 25 (c)に模式的に示すように、平織が特に好 ましいが、朱子織および綾織等の一般的な織り方を採用することもできるし、不織布 を使用することもできる。平織の織布は、繊維が互いに重なることによって形成される 段差が小さいので、朱子織や綾織などに比べて、複合基板の厚さのばらつき (または 表面の凹凸）を小さくできるので好ま 、。
[0249] また、液晶表示素子である上記表示素子 20において透明基板 (基板 1, 2)として 用いられる上記複合基板 60は、従来のガラス基板と同様に、可視光に対する透過率 が高く（以下、単に「透明」ということもある）、かつ、複屈折を有しないことが望まれる。 従って、複合基板 60を構成する上記繊維 61A (繊維束 61)および榭脂マトリクス 62 の材料としては、それぞれ、可視光に対して透明であり、互いの屈折率が略等しぐ かつ、複屈折を有しない材料を用いることが好ましい。上記複合基板 60の基板面内 におけるリタデーシヨン（すなわち面内リタデーシヨン）は、 15nm以下であることが好 ましぐ lnm以下であることがさらに好ましい。また、上記複合基板 60の厚さ方向のリ タデーシヨンは、 40nm以下であることが好ましぐ 25nm以下であることがさらに好ま しい。
[0250] 上記複合基板 60において榭脂マトリクス 62の材料として用いられる透明榭脂は、 一般的な透明榭脂、具体的には、例えば、エポキシ系榭脂、フエノール榭脂、フエノ ール—エポキシ系榭脂混合系、ビスマレイミド—トリアジン榭脂混合系などの熱硬化 性榭脂；ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリスルホン、ポリエーテルス ルホン、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ァセチルセルロース、ポリスチレン、ポリエ チレンおよびそれらの変性体等などの熱可塑性榭脂；を使用することができる。
[0251] また、上記繊維 61 A (繊維束 61)に用いられる透明繊維としては、例えば、 Eガラス 、 Dガラス、 Sガラスなどの無機繊維;芳香族ポリアミドなどの榭脂などによる有機繊維 を使用することができる。これら透明繊維は、上述したように繊維束 61として用いるこ と力 子ましく、図 25 (c)に模式的に示すように織布として用いることがさらに好ましい。
[0252] 例えば、榭脂マトリクス 62としてエポキシ榭脂を使用するとともに、直径 10 mの E ガラス繊維を約 50本有する繊維束 61 (幅約 200 m)を互いに直交するように約 50 0 μ mピッチで平織した織布を用いて形成した複合基板 60 (例えば厚さ 0. 17mm) は、 lnm未満の面内リタデーシヨンと、約 20nmの厚さ方向のリタデーシヨンを有し、 表示装置 100のプラスチック基板 (基板 1, 2)として好適に用いられる。なお、これら の面内リタデーシヨンは、 日本分光社製の「分光エリプソメータ M— 220」を用いて測 定された。
[0253] さらに、榭脂材料、例えばエポキシ榭脂の線膨張率（70ppm以上）は、ガラス繊維 の線膨張率（lOppm以下)よりも大きぐ繊維布の線膨張率は榭脂材料の線膨張率 よりも小さい。
[0254] このように、上記複合基板 60に織布 (繊維布）を用いると、不織布よりも機械強度を 向上する効果が高いのみならず、織布の線膨張率は榭脂材料の線膨張率よりも小さ いので、榭脂材料と繊維布とを用いてプラスチック基板を形成することによって、榭脂 材料のみでプラスチック基板を形成する場合に比べて、プラスチック基板の線膨張率 を低くすることができる。したがって、上記構成によれば、温度変化による寸法の変動 を抑えることができる。
[0255] また、上記複合基板 60の透明性は高 、方が好ま 、。そこで、上記繊維 61 Aと榭 脂マトリクス 62との界面における拡散反射や、上記繊維 61 Aによる散乱を抑制する ために、上記繊維 61 Aおよび榭脂マトリクス 62の材料としては、上記繊維 61 Aの屈 折率と榭脂マトリクス 62の屈折率とができるだけ一致するように選択することが好まし い。一般に、繊維 61Aの材料よりも、榭脂マトリクス 62の材料の方が選択の範囲が広 い。また、榭脂マトリクス 62の屈折率は、榭脂マトリクス 62の材料として用いられる榭 脂 (透明榭脂)の榭脂骨格に置換基を導入するなどして榭脂を改質することによって 、容易に調整することができる。例えば、上記榭脂マトリクス 62の材料として用いられ る榭脂 (透明榭脂)の榭脂骨格に、フッ素原子を導入すると低屈折率化することがで き、臭素原子を導入すると高屈折率ィ匕することができる。
[0256] また、複合基板 60の機械的強度を向上するため、さらに機械的特性および光学的 特性の均一性を高めるためには、上記繊維 61Aを、上記複合基板 60における基板 面内に均等に配置することが好ましい。上記繊維 61 Aの繊維径ぉよび繊維束 61の 径は細い方が好ましぐ繊維束 61のピッチも狭い方がよい。具体的には、個々の繊 維 61Aの繊維径としては、約 20 μ m以下が好ましぐ約 10 μ m以下であることがさら に好ましい。また、繊維束 61の幅としては、 200 m以下であることが好ましぐ繊維 束 61のピッチは、 500 μ m以下であることが好ましい。
[0257] 本実施形態では、上記複合基板 60は、例えば、図 25 (c)に模式的に示すような、 平織の織布を構成して 、る。該織布にお 、て繊維束 61を構成する繊維 61 Aは 、ず れも同じで、それぞれの密度も互いに等しい。例えば、繊維束 61の幅は約 200 m で、繊維束 61の間のピッチは X方向および y方向のいずれにおいても約 500 μ mで ある。繊維束 61を構成する繊維 61 Aの直径は約 10 mである。
[0258] 上記複合基板 60は、上記の繊維 61 A (繊維束 61または織布）および榭脂マトリクス 62の材料を用いて、種々の公知の方法で製造される。上記榭脂マトリクス 62の材料 として熱硬化性榭脂を用いる場合には、圧縮成形法、圧延成形法、注型法やトランス ファー成形法などで製造することができ、熱可塑性榭脂を用いる場合は、圧縮法、射 出成形法、押出し法などを用いて成形することができる。
[0259] また、上記プラスチック基板は、充填材として、無機充填材を含んで!/、てもよ 、。す なわち、上記プラスチック基板に用いられる榭脂材料は、充填材として、無機充填材 を含んでいてもよい。無機充填材は弾性率を高め、線膨張係数を低下させ、吸水性 を低下させるために配合される。
[0260] 上記無機充填材としては、特に限定されるものではな 、が、例えば、タルク、アルミ ナ、ガラス、シリカ、マイ力等が挙げられる。
[0261] 例えば、上記プラスチック基板としては、エポキシ榭脂に、充填材として、ガラスビー ズを含浸したプラスチック基板を用いてもょ 、。
[0262] ガラスビーズとしては、例えば、直径 2 μ m以下のガラスビーズを用いること力 充填 性向上の点で好ましい。特に直径 1 μ m以下のガラスビーズを用いることが好ましい 。但し、上記ガラスビーズの平均粒径は、粘度制御が容易であることから、 0. 2 μ ΐη 以上であることが好ましい。
[0263] ここで、榭脂材料、例えばエポキシ榭脂の線膨張率（70ppm以上）は、ガラスビー ズの線膨張率（lOppm以下)よりも大きぐ充填材の線膨張率は榭脂材料の線膨張 率よりも小さい。榭脂材料と充填材とを用いてプラスチック基板を形成することによつ て、榭脂材料のみでプラスチック基板を形成する場合に比べて、プラスチック基板の 線膨張率を小さくすることができる。
[0264] また、上記プラスチック基板は、上記したように無機酸化物（例えばタルク、アルミナ 、ガラス、シリカ、マイ力等)を含む構成であってもよい。上記プラスチック基板が無機 酸化物を含む構成とすることにより、線膨張係数を低下させることができる。また、弾 性率を高め、吸水性を低下させることができる。線膨張率が大きいと、温度変化によ る寸法の変動が大きくなるため、高精度のパターニングが要求される。例えば TFTの ような駆動素子 (スイッチング素子)の作製において、より高精度のパターン精度が必 要になる。一般にプラスチック基板の線膨張率は、小さいものでも数十 ppmZ°Cある のに対して、ガラスの線膨張率は一般に数 ppmZ°C程度である。よって、プラスチッ ク基板に無機酸化物を含む構成にすることにより、線膨張率を低くすることができ、温 度変化による寸法の変動を抑えることができる。 [0265] また、上記プラスチック基板の厚さは、 0. 05mm以上 1. 1mm以下が好ましい。上 記厚さが 0. 05mm未満の場合には十分な剛性が得られない。一方、上記厚さが 1. lmmを超えると、上記プラスチック基板の重量が増し、ガラス基板に対して軽量であ るという優位性が薄くなる。
[0266] 上記表示素子 20は、図 26 (a)および図 26 (b)に示すように、対向基板 1Aと画素 基板 2Aとを、例えば榭脂層 41, 42からなるシール材 40により、必要に応じて、例え ばリブ状スぺーサあるいはプラスチックビーズやガラスファイバースぺーサなどのスぺ ーサ 43を介して貼り合わせ、その空隙に、上記コレステリック液晶層 3に用いられる 媒質、例えば液晶性物質などの誘電性物質を封入することにより形成される。
[0267] 本実施形態では、上記スぺーサ 43として、図 26 (b)に実線で示すようにプラスチッ クビーズ 43aを用いた。し力しながら、上記対向基板 1Aおよび画素基板 2Aに用いら れる基板 1, 2の線膨張係数が異なる場合には、上記スぺーサ 43として、図 26 (b)に 仮想線（二点鎖線)で示すようにリブ状スぺーサ 43bを用いることが好ま 、。
[0268] 例えば、上記基板 1, 2として、線膨張係数が互いに異なるガラス基板とプラスチック 基板とを用いた場合には、上記対向基板 1Aと画素基板 2Aとを貼り合わせる工程に おいて上記基板 1, 2が加熱を受けて膨張すると、上記対向基板 1Aと画素基板 2Aと の間隙 (基板間隔)が広がる。
[0269] このため、上記スぺーサ 43として例えばプラスチックビーズ 43aを用いた場合、該 プラスチックビーズ 43aが、上記基板間隔が広がった際に移動するおそれがあり、上 記プラスチックビーズ 43aが万が一移動すると、上記基板間隔を均一に保持すること が困難になるおそれがある。
[0270] し力しながら、上記スぺーサ 43として例えばガラス基板上にリブ状スぺーサ 43bを 形成した場合、該リブ状スぺーサ 43bは上記ガラス基板上に固定されるので、基板 間隔が広がってもその位置が変わることはない。従って、一対の基板 1, 2の線膨張 係数が互いに異なる場合には上記スぺーサ 43としてリブ状スぺーサ 43bを形成する ことが好ましい。
[0271] また、上記表示素子 20は、図 26 (a)および図 26 (b)に示すように、上記基板 1, 2 の間、つまり、上記対向基板 1Aと画素基板 2Aとの間に設けられ、上記コレステリック 液晶層 3 (表示層）の周縁を封止するシール材 40として、榭脂層が複数積層されてな る環状 (枠状)のシール材を備えている。なお、図 26 (a)および図 26 (b)に示すシー ル材 40は、平面視で環状 (枠状）の 2つの榭脂層 41, 42力 該シール材 40の内壁 側から外壁側に向カゝつてこの順に重ねられた (積層された)構成を有して 、る。
[0272] 上記榭脂層 41, 42に用いられる榭脂材料としては、例えば、熱硬化性榭脂、紫外 線硬化性榭脂を用いることができる。本実施形態では、一方の榭脂層 41を熱硬化性 榭脂にて形成し、他方の榭脂層 42を紫外線硬化性榭脂にて形成した。
[0273] 紫外線硬化性榭脂からなるシール材は、熱硬化性榭脂からなるシール材よりも粘 度が低ぐ基板との密着性が悪い。そこで、上記対向基板 1Aと画素基板 2Aとを貼り 合わせる工程では、紫外線硬化性榭脂からなるシール材で上記対向基板 1Aと画素 基板 2Aとを仮止めしてから、熱硬化性榭脂からなるシール材で最終的に貼り合わせ ることにより、より確実に上記対向基板 1Aと画素基板 2Aとを貼り合わせることができ る。
[0274] 上記対向基板 1Aと画素基板 2Aとは、例えば、以下の方法により貼り合わせること ができる。
[0275] まず、基板 2の光変調領域の周縁に、熱硬化性榭脂からなるシール材をデイスペン サ法で環状に塗布して榭脂層 41を形成する。さらに、該榭脂層 41の外周と重なるよ うに（取り囲むように)紫外線硬化性榭脂からなるシール材をデイスペンサ法で環状に 塗布して榭脂層 42を形成する。なお、本実施形態では、上記基板 2に、上記熱硬化 性榭脂および紫外線硬化性榭脂を、幅約 0. 3mm、厚さ約 20 mでそれぞれ塗布 した。また、上記基板 1, 2にはプラスチック基板を用いた。
[0276] また、上記熱硬化性榭脂および紫外線硬化性榭脂には、スぺーサ 43として、ロッド 状スぺーサを 2重量％程度含有させたものを用いた。熱硬化性榭脂に含有される口 ッド状スぺーサと紫外線硬化性榭脂に含有されるロッド状スぺーサとは同じロッド径 のものである。上記ロッド状スぺーサとしては、特に限定されるものではないが、該ロ ッド状スぺーサの一例としては、例えば、 日本電気硝子社製のマイクロ 'ロッドが挙げ られる。なお、ここでは、上記スぺーサ 43としてロッド状スぺーサを用いた力 上記ス ぺーサ 43としては、例えば球形のスぺーサを用いてもよい。 [0277] 上記熱硬化性榭脂としては、表示装置用のシール材として従来力も用いられてきた 熱硬化性榭脂を用いることができ、特に限定されるものではないが、例えば、熱硬化 型エポキシ榭脂を用いることができる。
[0278] また、上記紫外線硬化性榭脂としては、一般的に紫外線硬化型接着剤と呼ばれて いるものを用いることができ、特に限定されるものではないが、例えば、日本ロックタイ トネ土製の「速硬化型 LX1347」（商品名）、 NORLAND社製の「NOA— 61」（商品名） 、 THREE BOND社製の「AVR— 100」（商品名）などを用いることができる。
[0279] 次に、上記対向基板 1Aと画素基板 2Aとが、所定の位置で対向するように位置合 せを行ったうえで、上記対向基板 1Aと画素基板 2Aとを対向させる (貼り合わせる)。 ここで、上記基板 2上に設けられていた榭脂層 41, 42は、上記対向基板 1Aと画素 基板 2Aとで挟まれた状態となる。
[0280] この状態にぉ ヽて、 UVプレス装置を用いて、紫外線を、紫外線硬化性榭脂からな る榭脂層 42に照射し、該榭脂層 42を硬化させて上記対向基板 1Aと画素基板 2Aと を仮止めする。なお、紫外線を照射するランプ光源としては、特に限定されるもので はないが、例えば、メタルハライドランプを用いることができる。
[0281] 次に、貼り合わされた上記基板 1, 2を加熱し、熱硬化性榭脂からなる榭脂層 41を 硬化させた後、徐々に冷却する。
[0282] このようにして、上記対向基板 1Aと画素基板 2Aとは、所望の位置関係で、かつ、 所定間隔で精度良く貼り合わされる。この結果、良好な表示品位の表示素子が得ら れる。
[0283] つまり、上記シール材 40が、複数層、例えば 2層の榭脂層 41, 42からなり、内壁側 の榭脂層 41が紫外線硬化性榭脂からなり、外壁側の榭脂層 42が紫外線硬化性榭 脂からなる場合、まず、外壁側の榭脂層 42で仮止めを行って基板 1, 2が横方向に ずれることを防止したうえで、内壁側の榭脂層 41で最終的に基板 1, 2を固定するこ ととなる。
[0284] ここで、基板 1, 2の熱膨張係数が、互いに大きく異なる場合には、内壁側の榭脂層 41を硬化させるための熱を加えた際に、熱膨張係数が大きい方の基板が膨張によつ て凸状に変形する。し力しながら、外壁側の榭脂層 42で仮止めされた部分は所定の 基板間隔に保持される。上記シール材 40が上記したように複数の榭脂層 (榭脂層 41 , 42)力もなることで、内壁側の榭脂層 41は、最終的に、外壁側の榭脂層 42とほぼ 同じ位置で上記基板 1, 2を固定する。したがって、内壁側の榭脂層 41の硬化が完 了し、膨張した基板が元のサイズに収縮すると、上記基板 1, 2は、所望の位置関係と 所定間隔とを保持したまま、精度良く貼り合わせられることになる。
[0285] なお、本実施形態では、上記したように、上記基板 2に、熱硬化性榭脂および紫外 線硬化性榭脂の両方を塗布したが、これら熱硬化性榭脂および紫外線硬化性榭脂 の塗布基板は、基板 1であっても構わない。また、上記基板 1, 2のうち一方の基板に 熱硬化性榭脂を塗布し、他方の基板に紫外線硬化性榭脂を塗布し、上記基板 1, 2 が貼り合わされた時に、上記熱硬化性榭脂からなる榭脂層 41と紫外線硬化性榭脂 力もなる榭脂層 42とが、シール材 40の内壁側 (光変調領域側)から外壁側に向かつ て重なるようにしてもよい。
[0286] つまり、上記表示素子 20は、上記基板 1, 2が貼り合わされた状態において、熱硬 化性榭脂からなる榭脂層 41と紫外線硬化性榭脂からなる榭脂層 42とがシール材 40 の内壁側から外壁側に向力つて重なればょ 、ので、熱硬化性榭脂および紫外線硬 化性榭脂の塗布パターンは特に限定されるものではない。また、塗布方法について も、上記ディスペンサ法に限定されるものではなぐオフセット法などの印刷法であつ てもよい。
[0287] また、本実施形態では、上記シール材 40 (榭脂層 41、 42)として、熱硬化性榭脂か らなる榭脂層 41と紫外線硬化性榭脂からなる榭脂層 42とを組み合わせた例を示し たが、何れか一方の榭脂層を用いて、上記基板 1, 2を固定してもよい。
[0288] 本実施形態では、伸縮し易い基板として、上記基板 1, 2に、プラスチック榭脂フィ ルムカもなるプラスチック基板を用いた。
[0289] また、本実施形態では、 TFT (薄膜トランジスタ)や電極を、複数の繊維、例えば E ガラスを含むプラスチック基板上に形成した。よって、プラスチック基板が持つ線膨張 率の大きさに起因する、温度変化による寸法の変動の問題を抑制することができた。
[0290] また、本実施形態によれば、配向膜 8, 9として、配向処理を施した水平配向膜を備 えるセル (液晶セル）において、液晶材料としてカイラルピッチが可視光波長に対して 相対的に短いカイラル添加液晶材料を使用し、上記偏光板 6, 7をクロス-コル配置 とすることで、電圧無印加時、もしくは、液晶分子の配向変化が光学的変化に影響を 与える電圧（閾値電圧)以下の低電圧印加時に、光学的等方性状態 (透明状態)を 実現することができる。
[0291] 上記の構成によれば、自発的捩れピッチが可視光波長よりも小さいので、電界無印 加時には基板面平行方向につ!、て光学的等方性を示す (あるいは光学的異方性の 程度が小さい）力 コレステリック液晶層 3に電界を印加すると、液晶分子は電界強度 に応じて、電界印加方向に配向する。つまり、電界を印加することにより、捩れがほど けて電界印加方向に並ぶように配向する。これにより、電界の印加によってコレステリ ック液晶層 3の透過率を変化させて表示を行うことができる。
[0292] なお、上記各実施形態においては、上記したように、主に、電界無印加時、もしくは 、液晶分子の配向変化が光学的変化に影響を与える電圧 (閾値電圧)以下の低電 圧印加時に、基板面に平行な方向（基板面平行方向）に光学的等方性を示すコレス テリック液晶層 3を光学変調層に用い、このコレステリック液晶層 3に、基板面平行方 向の電界を印加することによって、基板面平行方向に光学的異方性を発現させて表 示を行う場合を例に挙げて説明した。
[0293] し力しながら、本発明は、これに限定されるものではなぐ電界印加時と電界無印加 時とで、基板面に対して概ね平行な方向において光学的等方性一光学的異方性の スイッチングを行うものであればよい。すなわち、本発明に力かる表示素子は、電界 の印加によって、基板 1, 2におけるそれぞれの基板面に対して概ね平行な方向に光 学的異方性が発現する構成であってもよぐ上記コレステリック液晶層 3に印加される 電界は、上記基板 1, 2の基板面に対して概ね平行な方向の電界であってもよい。こ こで、基板面に対して概ね平行とは、具体的には、基板面に平行な面に対して ± 10 度の角度 (傾き）の範囲内であればよぐ好適には、基板面に平行な方向を示す。
[0294] また、上記基板 1と基板 2の対向面には、基板界面付近の液晶分子を特定の方向（ すなわち、配向処理方向）に配向させるための配向膜 8, 9が設けられている。
[0295] なお、上記各実施形態においては、主に、上記配向膜 8, 9が、上記コレステリック 液晶層 3を構成する液晶分子に対し、当該液晶分子を、各基板 1, 2の基板面に対し て平行な一方向へ配向させる配向規制力を付与するように配向処理されている場合 を例に挙げて説明した。
[0296] し力しながら、上記したように、本発明は、電界印加時と電界無印加時とで、基板面 に対して概ね平行な方向において光学的等方性一光学的異方性のスイッチングを 行うものであればよぐ上記配向膜 8, 9は、上記コレステリック液晶層 3を構成する液 晶分子に対し、当該液晶分子を、各基板 1, 2の基板面に対して概ね平行な一方向 へ配向させる配向規制力を付与するものであればよい。
[0297] 各基板 1, 2における基板界面（上下基板界面）に接している液晶分子はその配向 処理方向を向くように配向方向が固定され、基板界面付近の液晶分子は、配向膜 8 , 9に施された配向処理方向に配向する。
[0298] そして、基板 1, 2間の液晶分子は、上記セルの内部方向に向力 てカイラル剤の 捩れ力に応じた角度分だけ互 ヽに捩れて (ツイストして)配向して!/、き、最終的に他 方の基板界面に固定された液晶分子と連続的に繋がるように配向する。ここで、上記 のように両基板界面の液晶分子はそれぞれ一方向に固定されて 、るので、コレステリ ック液晶層 3の液晶分子は、電界無印加時には一様な螺旋配向状態（一様捩れ配 向）となる。したがって、螺旋がランダムな方向を向いて、螺旋間で配向欠陥が生じる ことがない。このため、上記配向膜 8, 9を設けることにより、螺旋間で配向欠陥が生じ ることを防止し、基板面平行方向についての光学的等方性をより確実に実現すること ができる。
[0299] よって、上記表示素子 20に外力が印加された場合、配向乱れが生じにくぐ表示に 大きな影響を与えることを抑えることができるので、上記表示素子 20は、フレキシブ ルディスプレイに最適である。
[0300] なお、上記各実施形態においては、コレステリック液晶層 3の光学的異方性の程度 を変化させる方法として、電界を印加する方法を例に挙げて説明したが、本発明はこ れに限定されるものではなぐ電界以外の外場を印加することにより、外場印加時と 無印加時とで、コレステリック液晶層 3の光学的異方性の程度を変化させてもよい。こ の場合、コレステリック液晶層 3に封入する液晶材料として、自発的捩れピッチが可視 光波長未満であって、外場を印加することによって基板面平行方向について光学的 異方性が発現する液晶材料を用いればよい。これにより、駆動に必要な外場の強度 が小さぐ高速応答特性、広視野角特性、高コントラスト特性を備え、かつ、駆動温度 範囲が広ぐ耐久性および信頼性に優れた表示素子および表示装置を提供できる。
[0301] 例えば、電界を印加する代わりに、磁場を印加するようにしてもよい。この場合、コレ ステリック液晶層 3に封入する液晶材料の磁気異方性を用 V、ることにより、磁場印加 時と無印加時とで光学的異方性の程度を変化させることになる。このため、コレステリ ック液晶層 3に封入する液晶材料としては、自発的捩れピッチが可視光波長未満で あって、磁ィ匕率の異方性の大きいものが好ましい。
[0302] 有機分子の場合、磁ィ匕率への寄与のほとんどは反磁性磁ィ匕率によるものなので、 磁界の変化によって π電子が分子内で環状に運動できる場合に、その絶対値が大 きくなる。したがって、例えば分子内に芳香環があり、磁界の方向に対して芳香環が 垂直に向くような場合に、磁ィ匕率の絶対値が大きくなる。この場合、芳香環の水平面 方向における磁ィ匕率の絶対値は垂直方向に比べて小さ 、ので、磁化率の異方性が 大きくなる。よって、コレステリック液晶層 3に封入する液晶材料は分子内に 6員環な どの環状構造があるものが好まし 、。
[0303] また、磁ィ匕率の異方性を上げるには液晶材料内の電子スピンを配列させることも好 ましい。分子内に Νや Οや NOのラジカルの電子スピンを導入することにより、分子が 安定なスピンを持つことができる。スピンを平行に配列させるためには、例えば平面 上の共役系分子を積み重ねることにより実現できる。例えば、中心のコア部分が積み 重なりカラムを形成しているディスコチック液晶が好適である。
[0304] また、コレステリック液晶層 3の光学的異方性の程度を変化させるための外場として 、光を用いることもできる。この場合、外場として用いる光の波長は特に限定されるも のではないが、例えば Nd:YAGレーザーで 532nmの光を発振させて液晶材料に 照射することにより、液晶材料の光学的異方性の程度を変化させることができる。
[0305] この場合に用いる液晶材料は、可視光波長未満の自発的捩れピッチを有する、コ レステリック相を呈する液晶材料であって、光照射により光学的異方性の程度が変化 する液晶材料であればょ ヽ。
[0306] また、外場として光を用いる場合、媒質中に色素が少量含まれていることが好まし い。色素を少量添加することにより、色素を添加しない場合に比べて、光学的異方性 の程度の変化が大きくなる。なお、媒質中における色素の含有量は 0. 01wt%以上 、 5%未満であることが好ましい。 0. 01%未満だと、色素の量が少ないために光学的 異方性の程度の変化にほとんど寄与せず、 5%以上だと励起光が色素に吸収されて しまうからである。
[0307] また、上記表示素子において、光学的異方性を発現させる手段としては、上記した ように、例えば電界、磁場、光等が挙げられるが、そのなかでも、電界が、上記表示 素子の設計および駆動制御が容易であることから好ましい。つまり、上記表示素子は 、外場印加手段として、例えば、電極等の電界印加手段や、電磁石等の磁場印加手 段、レーザー装置 (例えば上記 Nd: YAGレーザー)などの光照射手段 (励起光生成 手段)等を用いることができるが、外場印加手段としては、表示素子の設計および駆 動制御の点から、電界印加手段が好ましい。
[0308] また、上記の外場印加手段は、表示素子自身が備えていてもよぐ表示素子とは別 に設けられていてもよい。
[0309] つまり、上記各実施形態にかかる表示装置は、上記外場印加手段が設けられた表 示素子を備えるものであってもよぐ上記表示素子とは別に上記外場印加手段を備 えているものであってもよい。言い換えれば、本発明の表示装置は、上記各実施形 態に力かる表示素子と、該表示素子におけるコレステリック液晶層に外場を印加する 外場印加手段とを備えて 、る構成を有して 、てもよ 、。
[0310] 以上のように、上記表示素子は、自発的捩れピッチが可視光波長未満のコレステリ ック相を呈する媒質力 なり、外場を印加することによって、上記両基板の基板面に 対して概ね平行な方向（好適には平行な方向、すなわち基板面平行方向）に光学的 異方性が発現する液晶層を備えている。また、上記表示装置は、上記表示素子を備 えてなる。
[0311] それゆえ、従来の液晶表示素子のように、液晶固有の粘度が応答速度に大きく影 響することがなぐ従来の液晶表示素子よりも高速応答を実現することができる。また 、従来の液晶表示素子のように、電界無印加時に液晶分子が一様な方向に配向し ており、電界印加によってその配向方向を変化させて表示を行う構成に比べて、広 視野角特性を有する。
[0312] また、上記の構成では、自発的捩れピッチが可視光波長未満なので、外場無印加 時の透過率が非常に高ぐ高コントラストを実現できる。
[0313] また、上記の構成によれば、広 、温度範囲にぉ 、て安定した相構造を維持できる ので、上記の構成によれば、駆動温度範囲が広ぐ耐久性および信頼性に優れた表 示素子を実現できる。
[0314] また、上記の構成に加えて、上記一対の基板の一方に設けられた第 1の偏光板と、 他方の基板に設けられた、吸収軸方向が上記第 1の偏光板の吸収軸方向と直交す るように設けられた第 2の偏光板と、を備えて!/、る構成としてもよ!、。
[0315] 上記の構成によれば、外場無印加時には、一方の偏光板 (第 1の偏光板)を透過し て液晶層に入射した直線偏光は、その偏光方向を保ったまま他方の偏光板 (第 2の 偏光板)へ到達する。したがって、液晶層に入射した直線偏光は、他方の偏光板 (第 2の偏光板)の吸収軸で完全に吸収されて光は外部に出射されない。したがって、外 場無印加時に良好な黒階調表示を行うことができる。
[0316] また、液晶層に外場を印加すると、液晶層には、上記両基板の基板面に対して概 ね平行な方向（好適には基板面平行方向）の光学的異方性が発現する。このため、 一方の偏光板 (第 1の偏光板)を透過して液晶層に入射した直線偏光には、他方の 偏光板 (第 2の偏光板)の吸収軸成分以外の成分が生じるので、この他方の偏光板（ 第 2の偏光板)を透過して出射される。したがって、外場印加時と外場無印加時とで、 表示素子の透過率を変化させ、階調表示を行うことができる。
[0317] また、上記両基板における対向面には、上記媒質を構成する分子に対して、当該 分子を、各基板の基板面に対して概ね平行な (好適には平行な)一方向へ配向させ る配向規制力を付与する配向手段がそれぞれ備えられている構成としてもよい。ここ で、各基板の基板面に対して概ね平行な一方向とは、基板面に平行な一方向であ ればいずれの方向であってもよい。また、各基板面に備えられる配向手段は、互いに 異なる方向への配向規制力を付与するものであってもよい。
[0318] 上記の構成によれば、基板界面付近の上記分子は、外場無印加時には、配向手 段によって付与される配向規制力に応じた所定の方向に配向する。このため、上記 分子は、電界無印加時には一様な螺旋配向状態 (一様捩れ配向）となる。したがって 、螺旋力 Sランダムな方向を向いて、螺旋間で配向欠陥が生じることがない。このため、 螺旋間で配向欠陥が生じることを防止し、基板面に対して概ね平行な方向、好適に は基板面平行方向における光学的等方性を、確実に実現することができる。
[0319] 上記表示素子において、外場を印加することによって上記両基板の基板面に対し て概ね平行な方向 (好適には基板面平行方向）に光学的異方性を発現させる手段と しては、上記したように、例えば電界、磁場、光等が挙げられる。したがって、上記表 示素子は、電界印加手段や磁場印加手段等の外場印加手段を備えていてもよぐ電 界印加手段や磁場印加手段、光照射手段等と組み合わせて用いられてもよい。上 記外場のなかでも、電界が、上記表示素子の設計および駆動制御が容易であること 力 好ましぐ上記表示素子は、上記液晶層に外場として電界を印加するための電 界印加手段を備えて 、ることが好ま 、。
[0320] したがって、上記表示素子は、上記液晶層に、上記両基板の上記各画素において 上記媒質に対し、上記両基板の基板面に対して概ね平行な方向の電界 (基板に略 平行な電界）、好適には上記両基板の基板面に対して平行な方向の電界を印加す る電界印加手段を備えて 、ることが好ま 、。
[0321] また、上記第 1の偏光板の吸収軸方向と上記第 2の偏光板の吸収軸方向とを平行 とした場合の透過光強度を基準透過光強度としたときに、黒階調表示時 (例えば外 場無印加時もしくは低い強度の外場印加時）における透過光強度が上記基準透過 光強度の 20%以下であって、かつ、白階調表示時 (例えば最大強度もしくはそれに 近い強度の外場印加時）における透過光強度の最大値が上記基準透過光強度の 5 0%以上である構成としてもよ 、。
[0322] 上記の構成によれば、透過光強度の最大値と透過光強度の最小値との比、すなわ ちコントラストが 2. 5以上となり、人間の目で表示として認識可能なコントラスト範囲に なる。また、最大透過率が 50%以上となり、現在実用化されている液晶表示モードで ある VAモード、 IPSモード、 ECBモード、 OCBモード等と同等以上の明るさを実現 できる。
[0323] また、上記の構成によれば、外場無印加時、もしくは低い強度の外場印加時に光 学的等方性を示す状態を用いて黒階調表示を行い、外場印加によって上記液晶層 の基板面平行方向（好適には基板面平行方向だが、基板面に概ね平行な方向であ ればよ 、）につ 、ての光学的異方性の程度が最大になる状態近くまで用いて白階調 表示を行うことができる。これにより、ダイナミックレンジの広い全階調表示が可能とな る。また、印加する外場の強度を制御することで、グレースケール（中間調)表示を行 うことちでさる。
[0324] また、上記対向する基板の少なくとも一方に、カラーフィルタ一層を備えていてもよ い。この場合、上記液晶層に外場を印加することによって当該液晶層における基板 面平行方向（基板面に概ね平行な方向）についての光学的異方性を変化させて階 調表示を行うとともに、上記カラーフィルタ一層によってカラー表示を実現できる。
[0325] また、上記第 1の偏光板の吸収軸方向と上記電界の印加方向とのなす角度、およ び、上記第 2の偏光板の吸収軸方向と上記電界の印加方向とのなす角度が、 45度 ± 10度の範囲内であってもよい。
[0326] 上記の構成によれば、電界印加によって発現する基板面平行方向（基板面に概ね 平行な方向）についての光学的異方性を余すところなぐ効率よく利用できるので、 光の利用効率に優れた、高透過率の表示素子が実現できる。
[0327] また、上記電界印加手段は、一対の櫛歯状電極力もなる構成であってもよい。
[0328] 上記の構成によれば、液晶層に対して効率よく電界を印加することができる。また、 櫛歯状電極構造は、従来の IPS (インプレーンスイッチング)方式の液晶表示素子で 実績のある電極構造なので、その設計思想やアレイ構造、レイアウト構造を応用でき る。
[0329] また、上記電界印加手段は、 1画素内に、互いに電界印加方向の異なる複数の領 域を形成する構成であってもよ ヽ。
[0330] 上記の構成によれば、透過率を低下させることなぐあらゆる方向（視角）において 着色現象が生じない、視野角の広い表示素子を実現できる。また、この場合、上記電 界印加手段は、 1画素内に、互いに電界印加方向の直交する 2つの領域を形成する ことが好ましい。
[0331] 上記の構成によれば、あらゆる方向（視角）において着色現象をより好適に防止で きる。
[0332] また、上記各櫛歯状電極は、湾曲角が 90度 ± 20度のジグザグ形状を有する構成 であってもよい。ここで、湾曲角とは、ジグザグ形状における直線部分と当該直線部 分に隣接する直線部分とのなす角度である。
[0333] 上記の構成によれば、 1画素内に、互いに電界印加方向の直交する（あるいはそれ に近い角度をなす） 2つの領域を形成できる。これにより、斜め方向視角における色 付き現象を上記各領域で互いに補償し合うことができ、透過率を損なうことなぐ視野 角特性を大きく向上させることが可能となる。
[0334] また、上記配向手段は、ラビング処理を施した水平配向膜、もしくは、光照射処理を 施した水平配向膜であってもよ!/、。
[0335] 上記の構成によれば、ラビング処理を施した水平配向膜、もしくは、光照射処理を 施した水平配向膜を用いることで、外場無印加時における両基板界面に接する液晶 分子の配向方向を基板面平行方向（基板面に概ね平行な方向）における所定の方 向に確実に配向させることができる。これにより、外場無印加時に、基板面平行方向（ 基板面に概ね平行な方向）についての光学的等方性をより確実に実現できる。した がって、外場無印加時に光漏れが生じることを防止することができるので、より高コン トラストの表示素子を実現できる。なお、水平配向膜としては、例えば、 TFT— LCD ( Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display;薄膜トランジスタ駆動力ラー液晶デイス プレイ)用途で実績のあるポリイミド等の有機薄膜を用いることができる。あるいは、光 官能基を有する ヽゎゆる光配向膜材料を用いてもょ ヽ。
[0336] また、上記両基板における対向面には、上記媒質を構成する分子に対して、当該 分子を所定の方向へ配向させる配向規制力を付与する配向手段が備えられており、 上記配向手段の配向規制方向と、上記電界印加手段による電界印加方向とのなす 角度が、 0度または 90度である構成としてもよい。ここで、配向規制方向とは、上記液 晶分子の長軸方向を配向させる方向である。また、上記配向規制方向と上記電界印 加方向とのなす角度は、必ずしも厳密に 0度または 90度でなくてもよぐ実質的に 0 度または 90度とみなせる角度であればょ 、。
[0337] 上記の構成によれば、電界印加によって発生する基板面平行方向（基板面に概ね 平行な方向）における光学的異方性の方向と第 1の偏光板および第 2の偏光板の吸 収軸方向とのなす角度が 45度付近となって光の利用効率の高い、透過率の高い表 示素子が実現できる。
[0338] また、上記両基板における対向面には、上記媒質を構成する分子に対して、当該 分子を所定の方向へ配向させる配向規制力を付与する配向手段が備えられており、 上記配向手段の配向規制方向と、上記電界印加手段による電界印加方向とのなす 角度が、 45度である構成としてもよい。なお、この場合にも、上記配向規制方向と上 記電界印加方向とのなす角度は、必ずしも厳密に 45度でなくてもよぐ実質的に 45 度とみなせる角度であればょ 、。
[0339] 上記の構成によれば、両基板界面上の液晶分子の配向方向と、第 1の偏光板およ び第 2の偏光板の吸収軸方向とのなす角度が平行もしくは直交となる。このため、基 板界面に吸着されている液晶分子による位相差と、配向手段自体が有する位相差と がキャンセルされて、電界無印加時の基板面平行方向（基板面に概ね平行な方向） についての光学的等方性をより確実なものとすることができる。
[0340] また、上記一対の基板のうち少なくとも一方の基板は、プラスチック基板であっても よい。基板をプラスチックにすることにより、ガラスに比べて基板の柔軟性が増す。し たがって、上記の構成によれば、上記表示素子を、フレキシブルディスプレイとして用 いることがでさる。
[0341] また、上記プラスチック基板は無機酸ィ匕物を含む構成であってもよ!/ヽ。上記プラス チック基板が無機酸ィ匕物を含む構成とすることにより、線膨張係数を低下させること ができる。また、弾性率を高め、吸水性を低下させることができる。線膨張率が大きい と、温度変化による寸法の変動が大きくなるため、高精度のパターニングが要求され る。例えば TFTのような駆動素子 (スイッチング素子）の作製において、より高精度の ノターン精度が必要になる。一般にプラスチック基板の線膨張率は、小さいものでも 数十 ppmZ°Cあるのに対して、ガラスの線膨張率は一般に数 ppmZ°C程度である。 よって、プラスチック基板に無機酸ィ匕物を含む構成にすることにより、線膨張率を低く することができ、温度変化による寸法の変動を抑えることができる。
[0342] また、上記プラスチック基板は、少なくとも一方向に配列された複数の繊維を含む 構成であってもよい。
[0343] 上記プラスチック基板が、少なくとも一方向に配列された複数の繊維を含むことで、 プラスチック基板の線膨張率を小さくし、寸法安定性を向上させることができる。した がって、上記の構成によれば、温度変化による寸法の変動を抑えることができる。
[0344] また、上記複数の繊維の配列方向は、上記偏光板の吸収軸と略平行または略垂直 であることが好ましい。すなわち、上記プラスチック基板は、上記一対の基板の一方 に設けられた第 1の偏光板と、他方の基板に設けられた、吸収軸方向が上記第 1の 偏光板の吸収軸方向と直交する第 2の偏光板と、を備え、上記複数の繊維の配列方 向が、観察者側に配置された偏光板の吸収軸と略平行または略垂直であることが好 ましい。
[0345] 上記複数の繊維の配列方向が、上記プラスチック基板に積層された偏光板の吸収 軸と略平行または略垂直であること、言い換えれば、一方向に配列された複数の繊 維の配列方向と偏光板の吸収軸とが略平行になる力または略直交していることで、 プラスチック基板の複屈折に起因する色むらの発生を抑制することができる。
[0346] なお、本発明において、偏光板の吸収軸と略平行または略垂直とは、具体的には 、上記第 1の偏光板および第 2の偏光板のうちいずれか一方の偏光板の吸収軸に対 し、 ± 20度の範囲内、好適には ± 10度の範囲内で傾いていてもよいことを示し、最 も好適には、上記第 1の偏光板および第 2の偏光板のうちいずれか一方の偏光板の 吸収軸と平行であることを示す。
[0347] また、上記一対の基板のうち少なくとも一方の基板は、プラスチック基板であり、上 記一対の基板のうち、一方の基板がプラスチック基板である場合には該プラスチック 基板が、両方の基板がプラスチック基板である場合には少なくとも一方のプラスチック 基板が、繊維布と榭脂層とを含む複合体層を有し、かつ、上記榭脂層に含まれる榭 脂材料の線膨張率が上記繊維布の線膨張率よりも大き!ヽ構成であってもよ!ヽ。すな わち、上記一対の基板のうち少なくとも一方の基板は、繊維布と榭脂層とを含む複合 体層を有し、かつ、上記榭脂層に含まれる榭脂材料の線膨張率が上記繊維布の線 膨張率よりも大き 、プラスチック基板であってもよ 、。
[0348] 上記構成によれば、繊維布は榭脂材料の線膨張率よりも小さ!ヽので、榭脂材料の みでプラスチック基板を形成する場合に比べて、プラスチック基板の線膨張率を低く することができる。よって、上記構成によれば、温度変化による寸法の変動を抑えるこ とがでさる。
[0349] また、上記表示素子は、上記一対の基板の間に設けられ、上記液晶層の周縁を封 止する環状のシール材を備え、上記環状のシール材は、紫外線硬化性榭脂からなる 構成であってもよい。
[0350] 上記構成によれば、紫外線照射のみで基板を貼り合わせることができるので、基板 を加熱しなくてもょ 、と 、う利点がある。
[0351] また、上記表示素子は、上記一対の基板の間に設けられ、上記液晶層の周縁を封 止する環状のシール材を備え、上記環状のシール材は、熱硬化性榭脂および紫外 線硬化性榭脂からなる構成であってもよ 、。
[0352] つまり、上記環状のシール材は、例えば、熱硬化性榭脂と紫外線硬化性榭脂との 混合物であってもよぐ熱硬化性の反応基と紫外線硬化性の反応基との双方を含む 化合物を成分として含む構成であってもよ ヽ。
[0353] また、上記環状のシール材は、熱硬化性榭脂を含む榭脂層と紫外線硬化性榭脂を 含む榭脂層とが複数積層されてなる構成であってもよい。より具体的には、上記環状 のシール材は、その内壁側から外壁側へ重ねた複数の榭脂層からなり、該複数の榭 脂層のうち少なくとも 1つの榭脂層は熱硬化性榭脂からなり、残りの榭脂層は紫外線 硬化性榭脂からなる構成であってもよ ヽ。
[0354] 紫外線硬化性榭脂からなるシール材は、熱硬化性榭脂からなるシール材よりも粘 度が低ぐ基板との密着性が悪い。そこで、紫外線硬化性榭脂からなるシール材で 一対の基板を仮止めしてから、熱硬化性榭脂からなるシール材で最終的に貼り合わ せることにより、より確実に両基板を貼り合わせることができる。
[0355] また、上記液晶層は、カイラル剤が添加された媒質カゝらなる構成であってもよい。
[0356] 上記の構成によれば、カイラル剤を添加することによって自発的捩れピッチが可視 光波長未満の液晶層、すなわち外場無印加時に基板面平行方向（基板面に概ね平 行な方向）につ 、て光学的等方性を示す液晶層を実現できる。
[0357] また、カイラル剤を添加する場合、その添加濃度は、カイラル剤添加後の媒質の総 重量に対して 11重量％以上 80重量％以下であることが好ましい。
[0358] 上記の構成によれば、カイラル剤の添加濃度を 11重量％以上とすることにより、自 発的捩れピッチを可視光波長未満にすることができ、外場無印加時に基板面平行方 向（基板面に概ね平行な方向）について光学的等方性を示す液晶層を実現できる。
[0359] 一方、カイラル剤の添加濃度が増えすぎるとコレステリック相一等方相間の相転移 温度 T が低下して実駆動温度範囲が狭くなり、また、カイラル剤による捩れ力が強く ni
なりすぎて駆動電圧が上昇してしまう。また、カイラル剤の添加濃度が増えて媒質中 の液晶性物質の占める割合が小さくなりすぎると、液晶層全体としての液晶性が低下 し、電気光学効果を検出することが困難になる。これらの不具合を回避するために、 カイラル剤添加濃度は、 80重量％以下とすることが好まし 、。
[0360] また、上記液晶層は、カイラル性を有する液晶材料力もなる構成であってもよ!/、。
[0361] 上記の構成によれば、液晶材料自体がカイラル性を有して ヽるので、カイラル剤を 添加する必要がない。
[0362] また、上記液晶層における選択反射波長が可視光波長未満であることが好ましい。
[0363] 上記の構成によれば、外場無印加時に、基板面平行方向（基板面に概ね平行な方 向）についての光学的等方性をより確実に実現できる。また、外場無印加時および外 場印加時に、選択反射によって色付き現象が生じることを防止できる。
[0364] なお、上記特許文献 3では、コレステリック液晶層に基板面平行方向（基板面に概 ね平行な方向）の電界を印加してコレステリック相のピッチを変化させることで、選択 反射波長を紫外域力 可視域に変化させて、カラー表示を実現している。これに対し て、本発明の表示素子は、液晶層の透過率を変化させて階調表示を行うものであり、 カラー表示を行う場合には、例えばカラーフィルタ一層を設けたり、あるいはバックラ イト等の光源の色を 1単位フィールド内で高速に切り替えて時分割駆動で表示を行う などして実現するものである。
[0365] また、上記液晶層に、外場無印加時における上記媒質を構成する分子の配向状態 を安定化させる配向補助材が形成されている構成としてもよい。なお、上記配向補助 材としては、例えば、高分子ネットワーク、水素結合体を用いることができる。また、上 記高分子ネットワークは、上記液晶層に添加した重合性ィ匕合物を、上記液晶層が、 基板面に対して概ね平行な方向（好適には基板面平行方向）について光学的等方 性を示して 、る状態にぉ 、て光照射することによって重合させたものであってもよ!/、。
[0366] 上記の構成によれば、配向補助材によって、外場無印加時における媒質を構成す る分子の配向状態を安定化させることができる。これにより、高い強度の外場を印加 した時にも、外場無印加時における分子の配向状態、すなわち可視光波長未満の 自発的捩れピッチを有する配向状態を維持したままで電気光学特性を取り出すこと が可能となる。したがって、外場の印加を OFFした時に、可視光波長未満の自発的 捩れピッチを有する配向状態に迅速に緩和させることができる。したがって、外場の 印加を OFFさせた直後であっても、良好な表示を行うことができる。
[0367] また、配向補助材によって外場無印加時における分子の配向状態を安定化させる ことで、駆動時の外場の ONZOFFの繰り返しや、高強度の外場を印加した表示状 態が長く持続した場合にも、可視光波長未満の自発的捩れピッチを有する配向状態 が破壊されることなぐ耐久性、信頼性に優れた、より実用的な表示素子とすることが 可能となる。
[0368] なお、上記特許文献 2では、青色相が発現する温度範囲を広げるために、青色相 を高分子ネットワークで安定化させている。これに対して、本発明では、駆動温度範 囲を拡大するためというよりはむしろ、外場の印加を OFFした時に可視光波長未満 の自発的捩れピッチを有する配向状態に迅速に緩和させることを目的として配向補 助材を形成している。
[0369] また、本発明の表示装置は、本発明にかかる上記したいずれかの構成の表示素子 を備えている。
[0370] したがって、上記の構成によれば、高速応答特性、広視野角特性、高コントラスト特 性を備え、かつ、駆動温度範囲が広ぐ耐久性および信頼性に優れた表示装置を実 現できる。なお、本発明の表示素子は、上記のように高速応答性を有しているので、 この高速応答性を利用して、ノ ックライト等の光源の色を 1単位フィールド内で高速に 切り替えて時分割駆動で表示を行うフィールドシーケンシャルカラー方式の表示装置 に適用することも可能である。
[0371] 本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなぐ請求項に示した範囲の 種々の変更が可能であって、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を 持って適時組み合わせて得られる実施形態に関しても本発明の技術的範囲に含ま れる。
産業上の利用可能性
本発明の表示素子および表示装置は、駆動温度範囲が広ぐ高速応答性および 広視野角特性に優れており、かつ、透過率を損なうことなぐ全視角方向にわたって 着色の生じない高コントラストな表示を行える。また、液晶層として、従来の液晶表示 素子でも充分に実績のある材料を使用してヽるので、耐久性や信頼性にも優れて ヽ る。このため、実用化の面から見ても、次世代 FPD— TV用途として最も有望な表示 技術の一つと考えられる。また、テレビとしての用途に限らず、例えば、各種モニター 、車載用ディスプレイ、ノートパソコンやワープロ等の OA機器，カムコーダ一，デジタ ルカメラ，携帯電話等に備えられるディスプレイなどにんも適用できる。

Claims

請求の範囲
[1] 少なくとも一方が透明な対向する一対の基板と、上記基板間に挟持された液晶層と を備えた表示素子であって、
上記液晶層は、
可視光波長未満の自発的捩れピッチを有する媒質からなり、外場を印加することに よって、上記両基板の基板面に対して概ね平行な方向に光学的異方性が発現する ことを特徴とする表示素子。
[2] 上記液晶層は、外場を印加することによって、上記両基板の基板面に対して平行 な方向に光学的異方性が発現することを特徴とする請求項 1に記載の表示素子。
[3] 上記一対の基板の一方に設けられた第 1の偏光板と、
他方の基板に設けられた、吸収軸方向が上記第 1の偏光板の吸収軸方向と直交 する第 2の偏光板と、を備えて!/ヽることを特徴とする請求項 2に記載の表示素子。
[4] 上記両基板における対向面には、上記媒質を構成する分子に対して、当該分子を
、各基板の基板面に対して平行な一方向へ配向させる配向規制力を付与する配向 手段がそれぞれ備えられていることを特徴とする請求項 3に記載の表示素子。
[5] 上記液晶層に外場として電界を印加するための電界印加手段を備えて 、ることを 特徴とする請求項 2に記載の表示素子。
[6] 上記電界印加手段は、上記液晶層に、上記両基板の基板面に対して平行な方向 の電界を印加することを特徴とする請求項 5に記載の表示素子。
[7] 上記第 1の偏光板の吸収軸方向と上記第 2の偏光板の吸収軸方向とを平行とした 場合の透過光強度を基準透過光強度としたときに、
黒階調表示時における透過光強度が上記基準透過光強度の 20%以下であって、 かつ、白階調表示時における透過光強度の最大値が上記基準透過光強度の 50% 以上であることを特徴とする請求項 4に記載の表示素子。
[8] 上記対向する基板の少なくとも一方に、カラーフィルタ一層を備えていることを特徴 とする請求項 4に記載の表示素子。
[9] 上記第 1の偏光板の吸収軸方向と上記電界の印加方向とのなす角度、および、上 記第 2の偏光板の吸収軸方向と上記電界の印加方向とのなす角度が、 45度 ± 10度 の範囲内であることを特徴とする請求項 3に記載の表示素子。
[10] 上記電界印加手段は、一対の櫛歯状電極からなることを特徴とする請求項 6に記 載の表示素子。
[11] 上記電界印加手段は、 1画素内に、互いに電界印加方向の異なる複数の領域を形 成することを特徴とする請求項 6に記載の表示素子。
[12] 上記電界印加手段は、 1画素内に、互いに電界印加方向の直交する 2つの領域を 形成することを特徴とする請求項 11に記載の表示素子。
[13] 上記各櫛歯状電極は、湾曲角が 90度 ± 20度のジグザグ形状を有することを特徴 とする請求項 10に記載の表示素子。
[14] 上記配向手段は、ラビング処理を施した水平配向膜、もしくは、光照射処理を施し た水平配向膜であることを特徴とする請求項 4に記載の表示素子。
[15] 上記両基板における対向面には、上記媒質を構成する分子に対して、当該分子を 所定の方向へ配向させる配向規制力を付与する配向手段が備えられており、 上記配向手段の配向規制方向と、上記電界印加手段による電界印加方向とのな す角度が、 0度または 90度であることを特徴とする請求項 6に記載の表示素子。
[16] 上記両基板における対向面には、上記媒質を構成する分子に対して、当該分子を 所定の方向へ配向させる配向規制力を付与する配向手段が備えられており、 上記配向手段の配向規制方向と、上記電界印加手段による電界印加方向とのな す角度が、 45度であることを特徴とする請求項 6に記載の表示素子。
[17] 上記一対の基板のうち少なくとも一方の基板は、プラスチック基板であることを特徴 とする請求項 2に記載の表示素子。
[18] 上記プラスチック基板は無機酸ィ匕物を含むことを特徴とする請求項 17に記載の表 示素子。
[19] 上記プラスチック基板は、少なくとも一方向に配列された複数の繊維を含むことを 特徴とする請求項 17に記載の表示素子。
[20] 上記一対の基板の一方に設けられた第 1の偏光板と、
他方の基板に設けられた、吸収軸方向が上記第 1の偏光板の吸収軸方向と直交 する第 2の偏光板と、を備え、 上記複数の繊維の配列方向が、観察者側に配置された偏光板の吸収軸と略平行 または略垂直であることを特徴とする請求項 19に記載の表示素子。
[21] 上記一対の基板のうち少なくとも一方の基板は、
繊維布と榭脂層とを含む複合体層を有し、かつ、上記榭脂層に含まれる榭脂材料 の線膨張率が上記繊維布の線膨張率よりも大きいプラスチック基板であることを特徴 とする請求項 17に記載の表示素子。
[22] 上記一対の基板の間に設けられ、上記液晶層の周縁を封止する環状のシール材 を備え、
上記環状のシール材は、紫外線硬化性榭脂からなることを特徴とする請求項 2に記 載の表示素子。
[23] 上記一対の基板の間に設けられ、上記液晶層の周縁を封止する環状のシール材 を備え、
上記環状のシール材は、熱硬化性榭脂および紫外線硬化性榭脂からなることを特 徴とする請求項 2に記載の表示素子。
[24] 上記液晶層は、カイラル剤が添加された媒質力もなることを特徴とする請求項 2に 記載の表示素子。
[25] 上記カイラル剤の添加濃度が、カイラル剤添加後の媒質の総重量に対して 11重量
%以上 80重量％以下であることを特徴とする請求項 24に記載の表示素子。
[26] 上記液晶層は、カイラル性を有する液晶材料力 なることを特徴とする請求項 2に 記載の表示素子。
[27] 上記液晶層における選択反射波長が可視光波長未満であることを特徴とする請求 項 2に記載の表示素子。
[28] 上記液晶層に、外場無印加時における上記媒質を構成する分子の配向状態を安 定化させる配向補助材が形成されていることを特徴とする請求項 2に記載の表示素 子。
[29] 上記配向補助材は、高分子ネットワークであることを特徴とする請求項 28に記載の 表示素子。
[30] 上記高分子ネットワークは、上記液晶層に添加した重合性ィ匕合物を、上記液晶層 力 基板面に対して平行な方向に光学的等方性を示している状態において光照射 することによって重合させたものであることを特徴とする請求項 29に記載の表示素子
[31] 上記配向補助材は、水素結合体であることを特徴とする請求項 28に記載の表示素 子。
[32] 上記両基板における対向面には、上記媒質を構成する分子に対して、当該分子を 、各基板の基板面に対して概ね平行な一方向へ配向させる配向規制力を付与する 配向手段がそれぞれ備えられていることを特徴とする請求項 1に記載の表示素子。
[33] 上記液晶層に外場として電界を印加するための電界印加手段を備え、
上記電界印加手段は、上記液晶層に、上記両基板の基板面に対して概ね平行な 方向の電界を印加することを特徴とする請求項 1に記載の表示素子。
[34] 上記液晶層に、外場無印加時における上記媒質を構成する分子の配向状態を安 定化させる配向補助材が形成されており、
上記配向補助材は、高分子ネットワークであり、
上記高分子ネットワークは、上記液晶層に添加した重合性ィ匕合物を、上記液晶層 力 基板面に対して概ね平行な方向に光学的等方性を示している状態において光 照射することによって重合させたものであることを特徴とする請求項 1に記載の表示 素子。
[35] 少なくとも一方が透明な対向する一対の基板と、上記基板間に挟持された液晶層と を備えた表示素子であって、上記液晶層は、可視光波長未満の自発的捩れピッチを 有する媒質からなり、外場を印加することによって、上記両基板の基板面に対して概 ね平行な方向の基板面平行方向に光学的異方性が発現する表示素子、を備えてい ることを特徴とする表示装置。
[36] 上記液晶層は、外場を印加することによって、上記両基板の基板面に対して平行 な方向に光学的異方性が発現することを特徴とする請求項 35に記載の表示装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012011665A (ja) * 2010-06-30 2012-01-19 Sharp Corp フレキソ印刷装置、および当該フレキソ印刷装置に用いるフレキソ印刷版
CN110741290A (zh) * 2017-07-12 2020-01-31 富士胶片株式会社 液晶组合物、反射层的制造方法、反射层、固化物及光学各向异性体

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4828419B2 (ja) * 2004-01-19 2011-11-30 シャープ株式会社 表示装置
WO2006132361A1 (ja) 2005-06-10 2006-12-14 Sharp Kabushiki Kaisha 表示素子および表示装置
JP2011069922A (ja) * 2009-09-24 2011-04-07 Fujifilm Corp 液晶表示装置
KR101280830B1 (ko) * 2009-12-11 2013-07-02 엘지디스플레이 주식회사 광학보상필름을 포함하는 블루상 모드 액정표시장치
KR101691616B1 (ko) 2010-07-27 2017-01-02 삼성디스플레이 주식회사 표시패널 및 그 제조방법
KR20140009346A (ko) * 2011-02-18 2014-01-22 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 액정 표시 장치
KR20140096384A (ko) 2011-11-28 2014-08-05 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 액정 표시 장치
JP5773859B2 (ja) * 2011-12-19 2015-09-02 株式会社ジャパンディスプレイ 液晶表示装置及びその製造方法
KR20130079052A (ko) * 2012-01-02 2013-07-10 동국대학교 산학협력단 액정 표시 장치의 제조 방법
JP2013228574A (ja) * 2012-04-26 2013-11-07 Seiko Epson Corp 位相差板、及び電子機器
JP5931656B2 (ja) * 2012-09-05 2016-06-08 株式会社ジャパンディスプレイ 液晶表示装置
US9366934B2 (en) * 2012-11-01 2016-06-14 The Hong Kong University Of Science And Technology Field sequential color ferroelectric liquid crystal display cell
US9946133B2 (en) 2012-11-01 2018-04-17 The Hong Kong University Of Science And Technology Field sequential color ferroelectric liquid crystal display cell
US20160178979A1 (en) * 2013-03-07 2016-06-23 Sharp Kabushiki Kaisha Liquid crystal display device
JP2015057637A (ja) * 2013-08-09 2015-03-26 セイコーエプソン株式会社 集積回路、表示装置、電子機器および表示制御方法
JP6207355B2 (ja) * 2013-11-18 2017-10-04 株式会社ジャパンディスプレイ ３次元表示装置
US9835923B2 (en) * 2014-07-21 2017-12-05 Kent State University Bistable liquid crystal light-modulating device
CN106068564B (zh) * 2015-10-29 2019-10-11 京东方科技集团股份有限公司 显示装置及其制备方法
CN105629585A (zh) * 2016-01-13 2016-06-01 深圳市华星光电技术有限公司 液晶显示面板构造及其制作方法
CN108761945B (zh) * 2018-04-18 2021-05-14 深圳市国华光电科技有限公司 一种电响应的液晶调光器件
EP3848738B1 (en) * 2018-09-04 2022-07-06 LG Chem, Ltd. Device having variable transmittance
CN111338107B (zh) * 2020-03-05 2024-03-19 深圳市科创数字显示技术有限公司 硅基液晶空间光调制器及其制作方法与波长选择开关
CN111338106B (zh) * 2020-03-05 2024-03-19 深圳市科创数字显示技术有限公司 硅基液晶空间光调制器及其制作方法与波长选择开关

Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07209662A (ja) * 1994-01-25 1995-08-11 Hitachi Ltd 液晶表示器および液晶表示装置
JPH11142823A (ja) * 1997-11-14 1999-05-28 Toshiba Corp 液晶シャッターおよびカラー画像表示装置
JP2001100256A (ja) * 1999-09-28 2001-04-13 Fujitsu Ltd 液晶表示装置
JP2001133752A (ja) * 1999-11-02 2001-05-18 Sharp Corp 液晶表示装置
JP2003167273A (ja) * 2001-11-29 2003-06-13 Minolta Co Ltd 液晶表示装置
JP2003172939A (ja) * 2001-12-06 2003-06-20 Minolta Co Ltd 液晶表示装置
JP2003186032A (ja) * 2001-12-14 2003-07-03 Minolta Co Ltd 液晶表示装置
JP2003215641A (ja) * 2002-01-22 2003-07-30 Minolta Co Ltd 液晶表示装置及びその駆動方法
JP2003215613A (ja) * 2002-01-17 2003-07-30 Minolta Co Ltd 液晶表示素子
JP2005202390A (ja) * 2003-12-18 2005-07-28 Sharp Corp 表示素子および表示装置
JP2005202383A (ja) * 2003-12-19 2005-07-28 Sharp Corp 表示素子および表示装置
JP2005338800A (ja) * 2004-04-27 2005-12-08 Sharp Corp 表示素子及び表示装置
JP2005336477A (ja) * 2004-04-30 2005-12-08 Japan Science & Technology Agency 高分子とキラリティーを有する液晶材料とからなる複合材料、該複合材料の製造方法、および該複合材料を用いる光素子
JP2006030840A (ja) * 2004-07-21 2006-02-02 Sumitomo Electric Ind Ltd 光ビーム走査装置、これを含む製品および回折光学素子の製造方法
JP2006099038A (ja) * 2004-01-15 2006-04-13 Sharp Corp 表示素子および表示装置
JP2006099039A (ja) * 2004-01-15 2006-04-13 Sharp Corp 表示素子および表示装置、ならびに表示素子の製造方法

Family Cites Families (68)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US161042A (en) * 1875-03-23 Improvement in car-starters
US185105A (en) * 1876-12-05 Improvement in tools and tool-holders
US39770A (en) * 1863-09-01 Improved door lock and latch
US179847A (en) * 1876-07-18 Improvement in playing-cards
US129929A (en) * 1872-07-30 Improvement in shell-fuses
US41196A (en) * 1864-01-12 Improvement in cow-milkers
US70282A (en) * 1867-10-29 Improved hinge and fastenek
US162607A (en) * 1875-04-27 Improvement in rotary paper-cutters
US179632A (en) * 1876-07-04 Improvement in lamp-reflectors
US185125A (en) * 1876-12-05 Improvement in millstone-dressing machines
US67448A (en) * 1867-08-06 Chakles b
US185131A (en) * 1876-12-05 Improvement in steam-cars
US151912A (en) * 1874-06-09 Improvement in metal-drilling machines
US80370A (en) * 1868-07-28 Ward sprague
US24178A (en) * 1859-05-24 Apparatus for cooking by steam
US106689A (en) * 1870-08-23 Rmted aug
US4636786A (en) 1982-12-20 1987-01-13 Motorola, Inc. Electrooptic ceramic display and method for making same
US4967268A (en) 1989-07-31 1990-10-30 Stereographics Liquid crystal shutter system for stereoscopic and other applications
JPH04304495A (ja) 1991-04-02 1992-10-27 Hitachi Ltd 液晶ディスプレイ駆動回路
JPH0756545A (ja) 1993-08-23 1995-03-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd 投写型液晶ディスプレイの階調性補正方法及び階調性補正装置
JPH09243984A (ja) 1996-03-14 1997-09-19 Toshiba Corp 液晶素子
US7098980B2 (en) * 1996-04-16 2006-08-29 Obayashiseikou Co., Ltd. Liquid crystal display device comprising pixel and common electrodes inclined in first and second directions to form a zigzag shape which is symmetrical relative to alignment direction of liquid crystal
JPH1114980A (ja) 1997-06-19 1999-01-22 Stanley Electric Co Ltd 液晶表示素子
JP3504159B2 (ja) 1997-10-16 2004-03-08 株式会社東芝 液晶光学スイッチ素子
TW387997B (en) 1997-12-29 2000-04-21 Hyundai Electronics Ind Liquid crystal display and fabrication method
US6459467B1 (en) * 1998-05-15 2002-10-01 Minolta Co., Ltd. Liquid crystal light modulating device, and a manufacturing method and a manufacturing apparatus thereof
KR100293809B1 (ko) 1998-05-29 2001-10-26 박종섭 다중도메인을갖는아이피에스-브이에이모드액정표시장치
US6738054B1 (en) 1999-02-08 2004-05-18 Fuji Photo Film Co., Ltd. Method and apparatus for image display
US6497928B1 (en) 1999-05-14 2002-12-24 Canon Kabushiki Kaisha Liquid crystal device, mesomorphic functional material and liquid crystal apparatus
JP2001042833A (ja) 1999-07-29 2001-02-16 Sharp Corp カラー表示装置
JP2001249363A (ja) 2000-03-06 2001-09-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd 表示装置
JP2001324960A (ja) 2000-03-10 2001-11-22 Ngk Insulators Ltd ディスプレイシステム及びディスプレイの管理方法
US6636289B2 (en) 2000-04-19 2003-10-21 Lg.Philips Lcd Co., Ltd. In-plane switching LCD panel with multiple domains and rubbing directions symetric about a line
JP3512710B2 (ja) 2000-05-30 2004-03-31 Ｎｅｃ液晶テクノロジー株式会社 液晶表示装置
JP2003107438A (ja) * 2000-09-12 2003-04-09 Canon Inc 液晶素子
JP3617621B2 (ja) 2000-09-29 2005-02-09 シャープ株式会社 半導体集積回路の検査装置及びその検査方法
KR100476044B1 (ko) 2000-12-05 2005-03-10 비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사 개구율이 향상된 액정표시장치
JP3639526B2 (ja) 2000-12-19 2005-04-20 三洋電機株式会社 液晶表示装置
US6411354B1 (en) 2001-05-11 2002-06-25 Kent State University Bulk alignment of lyotropic chromonic liquid crystals
JP4191931B2 (ja) 2001-09-04 2008-12-03 東芝松下ディスプレイテクノロジー株式会社 表示装置
US6630982B2 (en) * 2001-10-18 2003-10-07 Motorola, Inc. Color and intensity tunable liquid crystal device
WO2003062874A1 (fr) * 2002-01-23 2003-07-31 Nitto Denko Corporation Plaque de compensation optique et plaque deflectrice utilisant une plaque de compensation optique
JP3900985B2 (ja) 2002-03-26 2007-04-04 セイコーエプソン株式会社 画像表示装置
JP3779937B2 (ja) 2002-05-08 2006-05-31 独立行政法人科学技術振興機構 光学変調素子用液晶材料
JP3673257B2 (ja) 2002-06-14 2005-07-20 三菱電機株式会社 画像データ処理装置、画像データ処理方法、及び液晶ディスプレイ装置
JP4181060B2 (ja) * 2003-02-25 2008-11-12 シャープ株式会社 液晶表示装置
JP2003308057A (ja) 2003-03-17 2003-10-31 Sharp Corp カラー表示装置
JP3974093B2 (ja) 2003-08-21 2007-09-12 シャープ株式会社 表示装置
US7202928B2 (en) 2003-10-16 2007-04-10 Lg. Philips Lcd Co., Ltd Array substrate for in-plane switching mode liquid crystal display device and method of fabricating the same
US7768589B2 (en) 2003-12-18 2010-08-03 Sharp Kabushiki Kaisha Display device
TWI329214B (en) * 2003-12-18 2010-08-21 Sharp Kk Display element and display device, driving method of display element, and program
JP4451299B2 (ja) 2003-12-22 2010-04-14 シャープ株式会社 表示素子および表示装置
JP4027940B2 (ja) 2004-01-15 2007-12-26 シャープ株式会社 表示素子および表示装置
JP4027941B2 (ja) 2004-01-16 2007-12-26 シャープ株式会社 表示素子および表示装置
JP4828419B2 (ja) 2004-01-19 2011-11-30 シャープ株式会社 表示装置
JP4142019B2 (ja) 2004-01-20 2008-08-27 シャープ株式会社 表示素子および表示装置
JP4176722B2 (ja) 2004-01-20 2008-11-05 シャープ株式会社 表示素子および表示装置
JP4137803B2 (ja) 2004-01-29 2008-08-20 シャープ株式会社 表示素子
JP2005300780A (ja) 2004-04-08 2005-10-27 Sharp Corp 表示装置
JP4494072B2 (ja) 2004-04-08 2010-06-30 シャープ株式会社 表示装置
JP2005308825A (ja) 2004-04-16 2005-11-04 Sharp Corp 表示素子
JP4393917B2 (ja) 2004-04-27 2010-01-06 シャープ株式会社 表示素子
JP4519511B2 (ja) 2004-04-27 2010-08-04 シャープ株式会社 表示素子
JP2006003840A (ja) 2004-06-21 2006-01-05 Sharp Corp 表示素子および表示装置
WO2006025234A1 (ja) 2004-08-31 2006-03-09 Sharp Kabushiki Kaisha 表示素子および表示装置
JP2006343697A (ja) 2005-06-10 2006-12-21 Sharp Corp 表示パネルおよび表示装置
WO2006132361A1 (ja) 2005-06-10 2006-12-14 Sharp Kabushiki Kaisha 表示素子および表示装置
JP2007086205A (ja) 2005-09-20 2007-04-05 Sharp Corp 表示パネルおよび表示装置

Patent Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07209662A (ja) * 1994-01-25 1995-08-11 Hitachi Ltd 液晶表示器および液晶表示装置
JPH11142823A (ja) * 1997-11-14 1999-05-28 Toshiba Corp 液晶シャッターおよびカラー画像表示装置
JP2001100256A (ja) * 1999-09-28 2001-04-13 Fujitsu Ltd 液晶表示装置
JP2001133752A (ja) * 1999-11-02 2001-05-18 Sharp Corp 液晶表示装置
JP2003167273A (ja) * 2001-11-29 2003-06-13 Minolta Co Ltd 液晶表示装置
JP2003172939A (ja) * 2001-12-06 2003-06-20 Minolta Co Ltd 液晶表示装置
JP2003186032A (ja) * 2001-12-14 2003-07-03 Minolta Co Ltd 液晶表示装置
JP2003215613A (ja) * 2002-01-17 2003-07-30 Minolta Co Ltd 液晶表示素子
JP2003215641A (ja) * 2002-01-22 2003-07-30 Minolta Co Ltd 液晶表示装置及びその駆動方法
JP2005202390A (ja) * 2003-12-18 2005-07-28 Sharp Corp 表示素子および表示装置
JP2005202383A (ja) * 2003-12-19 2005-07-28 Sharp Corp 表示素子および表示装置
JP2006099038A (ja) * 2004-01-15 2006-04-13 Sharp Corp 表示素子および表示装置
JP2006099039A (ja) * 2004-01-15 2006-04-13 Sharp Corp 表示素子および表示装置、ならびに表示素子の製造方法
JP2005338800A (ja) * 2004-04-27 2005-12-08 Sharp Corp 表示素子及び表示装置
JP2005336477A (ja) * 2004-04-30 2005-12-08 Japan Science & Technology Agency 高分子とキラリティーを有する液晶材料とからなる複合材料、該複合材料の製造方法、および該複合材料を用いる光素子
JP2006030840A (ja) * 2004-07-21 2006-02-02 Sumitomo Electric Ind Ltd 光ビーム走査装置、これを含む製品および回折光学素子の製造方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012011665A (ja) * 2010-06-30 2012-01-19 Sharp Corp フレキソ印刷装置、および当該フレキソ印刷装置に用いるフレキソ印刷版
CN110741290A (zh) * 2017-07-12 2020-01-31 富士胶片株式会社 液晶组合物、反射层的制造方法、反射层、固化物及光学各向异性体
CN110741290B (zh) * 2017-07-12 2022-03-11 富士胶片株式会社 液晶组合物、反射层的制造方法、反射层、固化物及光学各向异性体
US11332671B2 (en) 2017-07-12 2022-05-17 Fujifilm Corporation Liquid crystal composition, method for producing reflective layer, reflective layer, cured product, and optically anisotropic body

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