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JP2003107438A - 液晶素子 - Google Patents

液晶素子

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Publication number
JP2003107438A
JP2003107438A JP2001275570A JP2001275570A JP2003107438A JP 2003107438 A JP2003107438 A JP 2003107438A JP 2001275570 A JP2001275570 A JP 2001275570A JP 2001275570 A JP2001275570 A JP 2001275570A JP 2003107438 A JP2003107438 A JP 2003107438A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
electrode
polymer
voltage
crystal device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001275570A
Other languages
English (en)
Inventor
Tomoko Maruyama
朋子 丸山
Yoshinori Uno
喜徳 宇野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2001275570A priority Critical patent/JP2003107438A/ja
Priority to US09/950,758 priority patent/US6791658B2/en
Publication of JP2003107438A publication Critical patent/JP2003107438A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高分子分散型液晶の光散乱効率を向上させ
る。 【解決手段】 高分子分散型液晶２を挟み込むように配
置された電極３ａ，３ｂと、基板１ｂに沿って配置され
た電極４ａ，４ｂによって、高分子分散型液晶２に直交
する２方向の電界を選択的に与え、対応して液晶がいず
れかの方向に均一配向する。従来のPDLCではランダム配
向での散乱を利用するのに対し、均一配向状態を用いる
ので、散乱効率が向上する。高分子分散型液晶２がメモ
リ性を有するときにも適用できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高分子分散型液晶
を用いた液晶素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の液晶パネル（液晶素子）では、光
の偏光方向を揃えるための偏光板を必要とするため、入
射光の半分以上は偏光板を通過する際に吸収されてしま
い、画像輝度が低下するという問題がある。
【０００３】これに対し、液晶と高分子材料とからなる
高分子分散型液晶（ＰｏｌｙｍｅｒＤｉｓｐｅｒｓｅｄ
Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）を用いた光散乱型液
晶パネルは、偏光板を不要とするため、画像輝度の低下
が少ないという特徴を有しており、その開発が盛んに行
われている。
【０００４】ところで、高分子分散型液晶は、液晶と高
分子材料との分散状態によって、２つのタイプに大別さ
れる。１つは、液晶の小滴が高分子材料に分散し液晶が
不連続であるタイプ（ＰＤＬＣ、Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｄｉ
ｓｐｅｒｓｅｄ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）、１
つは、液晶中に高分子材料がネットワークを形成し、液
晶が連続しているタイプ（ＰＮＬＣ Ｐｏｌｙｍｅｒ
Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）であ
る。
【０００５】ＰＤＬＣは液晶が配向している方向で、屈
折率が異なる性質を応用する。電圧を印加していない状
態では、各々、液滴内の液晶は、不規則な方向に配向し
ている。その時の液晶の屈折率と高分子の屈折率は異な
るため、入射光は散乱する。電圧を印加すると、液晶は
一方向に向きを変える。その時の液晶の屈折率に、高分
子の屈折率を予め、合わせておくと、入射光は透過す
る。
【０００６】ＰＮＬＣは電界を印加していない状態で
は、液晶は、網目構造の高分子の壁に沿って、配列する
ので、ランダム配向することになり、光は散乱し、電圧
を印加すると液晶分子の配向状態が均一となり、光は透
過する。従ってＰＮＬＣでは、液晶と高分子の屈折率の
差が散乱を決定する点ではＰＤＬＣと同じであるが、高
分子の網目構造も特性に大きく影響する。
【０００７】一方、ＰＮＬＣであってメモリ性を有する
液晶を用いたパネルが特開平８−０１５６７５号公報に
開示されている。このパネルでは、表示状態（メモリ状
態）の消去は加熱によって行うようになっている。
【０００８】また、コレステリック液晶を用いた高分子
分散型液晶ではフォーカルコニック配向とプレーナー配
向の双方にメモリ性のあるものが提案されており特開平
１１−１４９０８８号公報等に開示されているが、液晶
分子の捩じれた配向状態を使うため、絶対的な透過光量
はネマチック液晶に比べて損失が大きく、高いコントラ
ストが得られない。
【０００９】上述のような液晶パネルと異なり、液晶の
複屈折を利用するようにしたものが特開平０８−０６２
５８６号公報に開示されている。そのパネルには、偏光
板や、異なる方向に電場を形成する２組の電極が配置さ
れていて、電場の方向を適宜切り替えることによって光
の透過／非透過を制御するようになっている。
【００１０】一方、屈折率異方性を有する高分子を配向
させて散乱効率を向上させる方法が特開２０００−２８
４２６４号公報に、開示されている。該方法では、液晶
性の高分子前駆体を用い、光学的な異方性を有する高分
子配列を形成することで、散乱効率を向上できる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
光散乱を利用したＰＤＬＣ及びＰＮＬＣは、散乱時の液
晶の配向がランダムで、散乱強度が不充分であるという
課題があった。
【００１２】また、上述のように加熱することによって
メモリ状態を消去する方法（特開平８−０１５６７５号
公報）では、消去するエリアやタイミングを正確に制御
することまではできず、それに伴って、表示画像の品質
が悪くなるという問題があった。
【００１３】さらに、従来は、透明状態及び不透明状態
のいずれの状態でもメモリするタイプのものは無く、消
費電力が高いという問題があった。
【００１４】またさらに、特開平０８−０６２５８６号
公報に開示された液晶パネルの場合、偏光板を用いてい
るために光の利用効率が低いという問題があった。ま
た、バックライトが必要で消費電力の低減は困難であっ
た。
【００１５】また、特開２０００−２８４２６４号公報
に開示された方法では高分子前駆体として単独でネマチ
ック相を示し液晶配向を乱すことなく重合することので
きる特殊な材料と、ラビング等の一軸配向処理を組み合
わせた特殊な配向技術が必要である。
【００１６】そこで、本発明では、従来のＰＤＬＣ及び
ＰＮＬＣの光変換効率、特に散乱効率を向上することを
目的とする。
【００１７】特に、上述した特開２０００−２８４２６
４号公報に開示された特殊な材料や手法を用いることな
く、簡便な素子構成で散乱効率を向上させることを目的
とする。
【００１８】また、本発明は、画像品質の悪化を防止す
る液晶素子を提供することを目的とするものである。
【００１９】さらに、本発明は、消費電力の増加を防止
する液晶素子を提供することを目的とするものである。
【００２０】またさらに、本発明は、高コントラストな
液晶素子を提供することを目的とするものである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】本発明は上記事情を考慮
してなされたものであり、所定間隔を保って対向配置さ
れた一対の基板と、高分子材料に液晶が分散されて構成
されて前記一対の基板の間に配置された高分子分散型液
晶と、を備えた液晶素子において、前記高分子分散型液
晶に対して一の方向に電場を形成する第１電極と、該高
分子分散型液晶に対して該一の方向とほぼ直交する方向
に電場を形成する第２電極と、を備えたことを特徴とす
る。
【００２２】同時に、本発明の液晶素子は、上述の基板
構成を用いることで、液晶を直交する２つの方向に各々
独立に配向させることを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、図１乃至図６を参照して、
本発明の実施の形態について説明する。
【００２４】本発明に係る液晶素子は、図１に示すよう
に、所定間隔（間隙）を開けた状態に対向配置された一
対の基板１ａ，１ｂと、これら一対の基板１ａ，１ｂの
間に配置された高分子分散型液晶２と、該高分子分散型
液晶２に対して一の方向ｚに電場を形成する一対の第１
電極３ａ，３ｂと、前記高分子分散型液晶２に対して他
の方向（前記一の方向ｚとほぼ直交する方向）ｘに電場
を形成する一対の第２電極４ａ，４ｂと、を備えてい
る。そして、前記第１電極３ａ，３ｂの作る電場と第２
電極４ａ，４ｂの作る電場に応じて、前記液晶がほぼ直
交する２つの方向に配向されるようになっている（詳細
は後述）。
【００２５】ここで、第１電極３ａ，３ｂは、図１に示
すように、前記高分子分散型液晶２を挟み込むように配
置して基板１ａ，１ｂの法線方向ｚの電場を形成するよ
うに構成すれば良く、第２電極４ａ，４ｂは、基板１ａ
又は１ｂに沿った方向ｘに並べて配置して該方向ｘの電
場を形成するように構成すると良い。この場合、第２電
極４ａ，４ｂは、いずれか一方の基板に近接するように
配置すると良く、図１（ｂ） に示すようにストライプ
状とし、画素を挟み込むように配置すると良い。
【００２６】但し、第１電極や第２電極の形状や配置位
置は図１に示すものに限られず、種々のものを挙げるこ
とができる。
【００２７】すなわち、図１に示す液晶素子Ｐ１では、
第１電極３ａ，３ｂと第２電極４ａ，４ｂとはそれぞれ
別々の電極で形成しているが、これに限られるものでは
なく、 図２（ａ） に示すように、一方の基板１ａの側に配
置した電極３ａと他方の基板１ｂの側配置したストライ
プ状の電極４ａ（又は４ｂ）とによって第１電極を構成
し、該電極４ａ（又は４ｂ）とその電極に対向するよう
に配置した電極４ｂ（又は４ａ）とによって第２電極を
構成しても良く（すなわち、電極４ａ又は４ｂに第１電
極と第２電極とを兼用させても良く）、 図４（ａ） に示すように、各基板１ａ，１ｂにそれ
ぞれ配置した電極３ａ，３ｂによって第１電極を構成
し、一方の基板１ｂの側に並べて配置した電極４ａと電
極３ａ又は３ｂとによって第２電極を構成する（すなわ
ち、電極３ａ又は３ｂに第１電極と第２電極とを兼用さ
せる）、ようにしても良い。
【００２８】ここで、第１電極を兼用させる場合／兼用
させない場合を問わず、第２電極１４ａ，１４ｂは厚く
形成しても良く（図３（ａ） 参照）、また、ｚ方向に
ずらさないで形成しても（図１乃至図４参照）、ｚ方向
にずらして形成しても（図５（ａ）参照）良い。なお、
第２電極を、図５に符号２４ａ，２４ｂに示すようにず
らして形成する場合、それらの電極の間に絶縁層を配置
すると、電極２４ａ，２４ｂの電気的ショートを防止で
きる。ここで、図４（ａ） に示す電極３ｂは、図５
（ａ）に示す電極２４ｂをストライプ状ではなく全面に
形成したものとしても概念できる。
【００２９】なお、上述した種々の電極３ａ，３ｂに
は、ＩＴＯ（インジウム・ティン・オキサイド）等の透
明導電材や、Ａｌ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｔｉ等の金属及び合金
を用いることができる。これらの電極３ａ，３ｂは、蒸
着法やスパッタリング法やフォトリソ法やメッキ法等に
より形成すると良い。
【００３０】一方、高分子分散型液晶２は、高分子材料
と、該高分子材料に分散された液晶と、によって構成さ
れており、該液晶がメモリ性を有するように構成されて
いることが好ましい。
【００３１】なお、前記高分子材料の屈折率と、前記液
晶の主軸方向のいずれかの屈折率がほぼ等しいようにす
ると良い。例えば、前記液晶が実質的に１軸性の光学異
方性を有し、前記高分子材料の屈折率と前記液晶の屈折
率（常光屈折率又は異常光屈折率）がほぼ等しくなるよ
うにすると良い。ここで、前記高分子材料の屈折率と前
記液晶の常光屈折率とをほぼ等しくした場合であって、
液晶が正の誘電異方性を有する場合には、 ・ 前記高分子分散型液晶を挟み込むように配置された
前記第１電極に電圧を印加して前記基板の法線方向の電
場を形成した場合に透明状態を現出し、 ・ 前記基板に沿った方向に配置された第２電極に電圧
を印加して該方向の電場を形成した場合に散乱状態を現
出する、 ことができる（詳細は後述）。また、前記高分子材料の
屈折率と前記液晶の異常光屈折率とをほぼ等しくした場
合であって、液晶が正の誘電異方性を有する場合には、 ・ 前記高分子分散型液晶を挟み込むように配置された
前記第１電極に電圧を印加して前記基板の法線方向の電
場を形成した場合に散乱状態を現出し、 ・ 前記基板に沿った方向に配置された第２電極に電圧
を印加して該方向の電場を形成した場合に半透明状態を
現出する、 ことができる（詳細は後述）。なお、本実施の形態にお
ける高分子分散型液晶２は、ＰＮＬＣタイプ・ＰＤＬＣ
タイプのいずれでも良いが、省電力の点からはＰＮＬＣ
タイプが好ましい。高分子前駆体に混合する液晶の混合
重量比としては、高分子前駆体に対して液晶を１倍以上
用いることが好ましい。特に好ましくは、２倍〜４倍で
ある。
【００３２】以下、液晶（高分子材料に分散配置された
液晶液滴、もしくは高分子ネットワーク中に充填された
液晶）の屈折率と高分子材料の屈折率との関係について
説明する。液晶が一軸性の光学異方性を持つ場合を考え
る。
【００３３】高分子材料の屈折率npを液晶の常光屈折率
noにほぼ等しいように選ぶと、光学軸方向の光は散乱を
受けず、光学軸に垂直に進行する光は偏光面が光学軸を
含むもののみ散乱を受ける。通常は入射光は無偏光であ
るから、光学軸方向の光の散乱確率は０、光学軸に垂直
に進行する光の散乱確率は１/２となる。
【００３４】これに対して、高分子材料の屈折率npを液
晶の異常光屈折率neにほぼ等しいように選ぶと、光学軸
方向の光は偏光面方向にかかわらず散乱され、光学軸に
垂直に進行する光は偏光面が光学軸を含むものが散乱を
受け、偏光面が光学軸に垂直のものは散乱されない。し
たがって、光学軸方向の光の散乱確率は１、光学軸に垂
直に進行する光の散乱確率は１/２となる。
【００３５】液晶が二軸性の光学異方性をもつ場合は、
３つの主軸方向の屈折率n1,n2,n3がすべて異なる。その
うちのいずれか、例えばn1を、高分子屈折率npと等しく
選ぶと、液晶中の屈折率がn1である光のみが散乱を受け
ないで透過し、他の光はすべて散乱される。上の議論を
この場合に拡張することは容易である。しかし、多くの
液晶では二軸性は非常に小さいので、一軸性と近似する
ことができ、本発明がそのまま適用できる。
【００３６】第１電極３ａ，３ｂに電圧を印加した場合
に透明状態となり、第２電極４ａ，４ｂに電圧を印加し
た場合に不透明状態となるようにするには、np=noで正
の誘電異方性を有するネマチック液晶を用いれば良く、
近似的に一軸性とみなせるならば、それ以外の、カイラ
ルネマティック液晶、スメクティック液晶でもよい。
【００３７】これに対して、第１電極３ａ，３ｂに電圧
を印加した場合に不透明状態となり、第２電極４ａ，４
ｂに電圧を印加した場合に半透明状態となるようにする
には、ne=npで正の誘電異方性を有するネマチック液晶
やカイラルネマチック液晶、スメクティック液晶等を用
いれば良い。
【００３８】本発明者らが、以下に述べる電極形状の基
板と、高分子前駆体、液晶などの材料を用い、以下に述
べる製法によって作成した液晶素子は、電界印加によっ
て応答した後、電界を切ってもその状態を維持するいわ
ゆるメモリ性を示した。本発明の電極構造の液晶素子
は、２つの配向状態をそれぞれ電界によって作るので、
このようなメモリ性を有する場合にも適用できる。
【００３９】液晶としては、第１電極３ａ，３ｂ及び第
２電極４ａ，４ｂに電圧を選択的に印加した場合に透明
状態及び不透明状態が切り替わると共に電圧オフ後もそ
の状態を維持する性質（すなわち、メモリ性）を有する
ものを用いることが好ましい。
【００４０】一方、高分子材料としては、光照射や加
熱、電圧印加、放射線照射等により重合反応を生じる材
料であれば、単官能性モノマー、多官能性モノマーが広
く種類を問わず用いることができる。本発明では、単官
能性モノマーと多官能性モノマーとを適宜選択混合し、
上述のメモリ性の良好なものが、好ましく用いられる。
【００４１】単官能性モノマーとしては、下記式
（１）、（２）で示されるヒドロキシル（メタ）アクリ
レートが好ましく用いられる。
【００４２】
【化１】
【００４３】
【化２】 上記式中、Ｒは少なくとも１個以上の水酸基を有する炭
素数１〜３０の脂肪族炭化水素基を示す。
【００４４】中でも、２−ヒドロキシエチルメタアクリ
レート、２−エチルヘキシルメタアクリレート、２−エ
チルヘキシル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエ
チルアクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリ
レート、ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート等のヒ
ドロキシアルキル（メタ）アクリレートが好ましく用い
られる。この他にも、フェノキシエチル（メタ）アクリ
レート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート
等もまた好ましく用いられる。
【００４５】また、多官能性モノマーとしては、官能基
が２であるアルキルジオールジ（メタ）〔下記式
（３）、（４）〕及びアルキルジオールグリシジルエー
テルジ（メタ）アクリレート〔下記式（５）、（６）〕
が好ましく用いられる。
【００４６】
【化３】
【００４７】
【化４】
【００４８】
【化５】
【００４９】
【化６】 上記式中、ｎは１〜３０を示す。
【００５０】中でも、アルキルジオールジグリシジルエ
ーテルジ（メタ）アクリレートとして、ヘキサンジオー
ルジグリシジルエーテルジ（メタ）アクリレート、アル
キルジオールジ（メタ）アクリレートとして１、６−ヘ
キサンジオールジアクリレートが特に好ましい。
【００５１】上記以外にも、アルキルジオールジ（メ
タ）アクリレートとして、エチレングリコールジグリシ
ジルエーテルジ（メタ）アクリレート、ブタンジオール
ジグリシジルエーテルジ（メタ）アクリレート等、アル
キルジオールジ（メタ）アクリレートとしてエチレング
リコールジ（メタ）アクリレート、ブタンジオールジ
（メタ）アクリレート等が挙げられるが、これらのアル
キル基の炭素数、水酸基の個数及び水酸基の結合位置は
特に限定されない。これら以外にも、ビスフェノールＡ
エチレンオキサイド（以下、ＥＯ）変性ジ（メタ）アク
リレート、イソシアヌル酸ＥＯ変性ジ（メタ）アクリレ
ート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレー
ト、ペンタエリスリトールジアクリレートモノステアレ
ート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレー
ト、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレー
ト、カプロラクトン変性ヒドロキシピバリン酸エステル
ネオペンチルグリコールジアクリレート〔日本化薬社製
「ＨＸ２２０」、「ＨＸ６２０」〕、トリシクロデカン
ジメタノールジアクリレート〔日本化薬社製「Ｒ６８
４」〕等を挙げることができる。
【００５２】ところで、光照射によって重合反応を起こ
す場合には、光重合開始剤を上記高分子前駆体に添加し
て用いれば良い。そのような光重合開始剤としては、例
えば、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン
（例：チバ・ガイギー社製「イルガキュア１８４」）、
ベンジルジメチルケタール（例：同社製「イルガキュア
６５１」）、２−メチル−１−〔４−（メチルチオ）フ
ェニル〕−２−モルホリノプロパノン−１−オン（例：
同社製「イルガキュア９０７」）、２−ヒドロキシ−２
−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン（例：チバ
・ガイギー社製「ダロキュア１１７３」）、１−（４−
イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチル
プロパン−１−オン（例：同社製「ダロキュア１１１
６」）、２、４−ジメチルチオキサントン（例：日本化
薬社製「カヤキュアＤＥＴＸ」）とｐ−ジメチルアミノ
安息香酸エチル（例：同社製「カヤキュア−ＥＰＡ」）
との混合物、イソプロピルチオキサントン（例：ワード
ブレキンソップ社製「カンタキュアＩＴＸ」）とｐ−ジ
メチルアミノ安息香酸エチルとの混合物、アシルフォス
フィンオキシド（例：ＢＡＳＦ社製「ルシリンＴＰ
Ｏ」）等を挙げることができる。該光重合開始剤の使用
割合は、高分子前駆体と液晶との混合物の総重量に対し
て０．０１〜５重量％の範囲にあることが好ましい。
【００５３】一方、基板１ａ，１ｂには、ガラス、石英
等の硬質材料の他、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥ
Ｔ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリイミド
（ＰＩ）、ポリカーボネート（ＰＣ）等の可撓性を有す
る材質を用いることができる。
【００５４】また、液晶素子Ｐ１〜Ｐ６は透過型であっ
ても反射型であっても良いが、透過型にする場合には、
基板１ａ，１ｂや電極３ａ，３ｂ等を全て透明な材料で
形成する必要があり、反射型にする場合には、一方の基
板１ａ（又は１ｂ）や該基板１ａ（又は１ｂ）の側に形
成する電極を透明な材料で形成し、他方の基板１ｂ（又
は１ａ）の側には反射機能を付与すれば良い。反射機能
付与の方法としては、 他方の基板１ｂ（又は１ａ）の側に反射板を設ける
方法や、 いずれかの部品（例えば基板や電極等）に反射板を
兼用させる方法、 を挙げることができる。この場合、反射板よりも手前側
（高分子分散型液晶２の側）に配置される部品（反射板
の配置位置によって異なるものの、電極や基板）は透明
な材料で形成する必要がある。
【００５５】また、図６に示すように、第１電極３ａを
覆うように（第１電極上に）絶縁層５を形成してもよ
い。電極４ａ、４ｂ間に電圧を印加する場合に、電極３
ａの影響により書き込みが妨げられる場合があり、特に
電極４ａ、４ｂに対向する基板に（すなわち、前記第２
電極４ａ，４ｂが近接しない方の基板１ａに形成された
第１電極３ａを覆うように）絶縁層５を配置することが
好ましい。
【００５６】図８を用いて絶縁層５の書き込み阻害防止
効果を説明する。図８は、電極４ａ、４ｂ間に電圧を印
加した際に絶縁層がある場合（図８(a) ）とない場合
（図８(b) ）の電気力線の様子を模式的に示したもので
ある。絶縁層がない場合（すなわち、上側の第１電極３
ａが絶縁膜にて被覆されていない場合）には、（ａ）に
示すように、高分子分散型液晶２を挟んで配向する電極
３ａに電界が一部歪められる。そのため、書き込みが不
充分となり良好な表示が行えないことがある。一方、絶
縁層５がある場合には（ｂ）に示すように、対向電極３
ａによって歪められる電界を絶縁層５内部に収めること
ができ、その結果、高分子分散型液晶２には均一な電界
が印加されることになり、書き込み阻害が防止され良好
な表示を行える。
【００５７】このとき、絶縁層５（すなわち、第１電極
３ａ上に配置されている絶縁層５）の誘電率ε１より高
分子分散型液晶２の誘電率ε２が大きければ、図８
（ｂ）のような電界分布が有効に形成される。そのため
には高分子分散型液晶２に用いる液晶材料の誘電率ε２
が、ε１＜ε２、のものを用いると良い。
【００５８】さらに良好なコントラストを得るために
は、２×ε１＜ε２、の液晶材料を用いると特に効果的
である。
【００５９】絶縁層としては、アクリル系樹脂、酸化シ
リコン等の低誘電率材料を用いるとよい。また、絶縁層
形成方法としては、スピン塗布法、ディップ法、印刷
法、スパッタ法、蒸着法等の方法で形成することができ
る。また、熱硬化樹脂・光硬化樹脂等も好ましく用いら
れる。
【００６０】次に、上述した液晶素子の駆動方法及び散
乱効率について説明する。
【００６１】まず、np=noの場合について説明する。
【００６２】高分子分散型液晶２は、誘電異方性が正の
液晶を用いた場合、第１電極３ａ，３ｂに電圧を印加す
ると液晶成分のダイレクタが電圧印加方向に揃うため、
高分子と屈折率がマッチングし、光が透過する状態とな
り透明化する。その後電圧をオフしても任意時間その状
態を保持するため透明状態が維持される。このとき、液
晶分子は概ねＺ方向に配向した状態に保持されている。
また、第２電極４ａ，４ｂに電圧を印加すると液晶成分
のダイレクタが電界印加方向に揃うため、高分子と屈折
率のミスマッチを生じ、光が液晶高分子界面で散乱し、
不透明状態となる。このとき、液晶分子は概ねＸ方向に
配向した状態に保持されている。その後電圧をオフして
も任意時間その状態を保持するため不透明状態が維持さ
れる。
【００６３】従来のＰＤＬＣでは等方的な液晶ドロップ
レットの中で液晶分子はランダムに配向している。特開
２０００-２８４２６４号公報に説明されているとお
り、この液晶ドロップレットの平均屈折率は（ne＋２n
o）／３となり、ＰＤＬＣに入射する光をＳ偏光・Ｐ偏光
に分解して各々との屈折率差を求めると、 （Ｓ偏光）：（ne＋２no）／３−np＝Δn／３、 （Ｐ偏光）：（ne＋２no）／３−np＝Δn／３。 屈折率差は合計２Δn／３となる。
【００６４】一方、本発明によれば、上述の第２電極４
ａ，４ｂに電圧を印加することで液晶分子のダイレクタ
が電界印加方向にほぼ配向するため、素子に入射する光
に対し同様に屈折率差を求めると、 （Ｓ偏光）：ne−np＝Δn， （Ｐ偏光）：no−np＝0． 合計Δnとなり、従来の散乱効率の１．５倍となる。
【００６５】次に、np=neの場合について説明する。
【００６６】誘電異方性が正の液晶を用いた場合、第１
電極３ａ，３ｂに電圧を印加すると液晶成分のダイレク
タが電圧印加方向に揃うため、高分子と液晶の屈折率が
ミスマッチングになり、光が散乱する状態となり不透明
化する。その後電圧をオフしても任意時間その状態を保
持するため不透明状態が維持される。このとき、液晶分
子は概ねＺ方向に配向した状態に保持されている。ま
た、第２電極４ａ，４ｂに電圧を印加すると液晶成分の
ダイレクタが電界印加方向に揃うため、ダイレクタを含
む偏光面の光は液晶高分子界面で散乱を受けず、それに
垂直な偏光面を持つ光は散乱される。その結果、第１電
極３ａ，３ｂに電圧を印加した場合と比べて、弱い散乱
状態となり、半透明状態となる。このとき、液晶分子は
概ねＸ方向に配向した状態に保持されている。その後電
圧をオフしても任意時間その状態を保持するため不透明
状態が維持される。
【００６７】第１電極３ａ，３ｂに電圧を印加した場合
の屈折率差は （Ｓ偏光）：no−np＝-Δn， （Ｐ偏光）：no−np＝-Δn． 合計で、絶対値２Δnである。上述の第２電極４ａ，４
ｂに電圧を印加した場合は、液晶分子のダイレクタが電
界印加方向にほぼ配向するため、素子に入射する光に対
し同様に屈折率差を求めると、 （Ｓ偏光）：ne−np＝0， （Ｐ偏光）：no−np＝‐Δn． 合計Δnとなる。したがってコントラストは2：1とな
る。
【００６８】従来型のPDLCでne=npの場合は、電界印加
時は上と同じ第１電極３ａ，３ｂに電圧を印加した場合
と同じで絶対値２Δnの散乱状態となり、無電界時は液
晶がランダム配向のため （Ｓ偏光）：（ne＋２no）／３−np＝−２Δn／３， （Ｐ偏光）：（ne＋２no）／３−np＝−２Δn／３ で合計絶対値４Δn／３の散乱状態となる．したがって
コントラストは１．５：１であった。本発明の方がコン
トラストが高くなり、表示品位が上がることが期待され
る。
【００６９】ところで、本発明は、液晶を分散させる高
分子材料に特別の配向処理を行うことなく、したがって
等方的な高分子材料を用いることができるものである
が、高分子材料が等方的でなく、特定方向に光学的異方
性を有していても、限られた特性について改善がもたら
されることがある。
【００７０】その１例は、高分子がストライプ状の第２
電極４ａ，４ｂに平行に配向している場合である。
【００７１】このときは、高分子材料が光学的に異方的
で、図１のＸ軸方向の屈折率npＸとＹ軸方向の屈折率np
Yとは異なっている。したがって、第１電極３ａと３ｂ
の間に電圧を印加して液晶がＺ方向に配向しているとき
でも、等方的高分子材料でのnp=noの場合に相当する完
全な屈折率マッチングが得られず、すべての光が透過さ
れることはない。
【００７２】しかし、第２電極４ａと４ｂの間に電圧を
印加して液晶がＸ軸方向に配向しているときは、Ｓ偏
光、Ｐ偏光ともミスマッチとなって散乱されるから、np
XとnpYの値によっては散乱確率が等方的高分子材料での
np=noの場合よりも大きくなる。したがって、透過状態
の透明度はいくらか損なわれるが、散乱強度の強い高分
子分散液晶を得ることできる。
【００７３】第２電極を図１乃至図６に図示したような
ストライプ状に形成した場合、ストライプの長手方向、
すなわち図１乃至図６のｙ方向（すなわち、前記第２電
極が形成する電界とは直交する方向）に一軸配向処理を
好ましく行うことができる。高分子分散型液晶を形成す
る過程で、予め基板に施した一軸配向処理により高分子
構造に屈折率異方性が生じる場合がある。このため、第
２電極に電界印加したのち保持した散乱状態において、
一軸配向処理を行うことにより、保持された液晶の配向
状態とポリマ構造との屈折率のミスマッチが増大し、散
乱効率が向上すると期待される。
【００７４】かかる一軸配向処理は、図６に示すような
絶縁層表面に施すことも好ましい。また、一方の基板の
みではなく上下両方の基板に同一方向（ｙ方向）に一軸
配向処理を施してもよい。また、一軸配向処理は、ラビ
ング法、光照射法等で行うことができる。
【００７５】また、基板間隙にはスペーサ−（不図示）
を配置しても良い。
【００７６】次に、液晶素子の製造方法について説明す
る。
【００７７】液晶素子の製造に際しては、所定間隙を開
けた状態に一対の基板１ａ，１ｂを配置し、種々の電極
３ａ，３ｂを上述のように配置する。
【００７８】さらに、必要に応じて絶縁層５を上述のよ
うに配置する。
【００７９】絶縁層５を配置しない場合は、電極３ａ、
３ｂを配置したのち、必要に応じて基板１ａかつ／また
は１ｂ上に一軸配向処理を施す。あるいは絶縁層５を配
置する場合は、必要に応じて該絶縁層５上にラビング等
の一軸配向処理を施す。
【００８０】そして、基板間隙には高分子分散型液晶２
を配置する。その配置方法としては、 基板１ａ，１ｂを貼り合わせた後に、高分子前駆体と
液晶との混合物を基板間隙に毛細管現象を利用して注入
する方法、 貼り合せる前の一方の基板１ａ（又は１ｂ）上に高分
子分散型液晶２をスピン塗布し、その後、基板１ａ，１
ｂを貼り合せる方法、 一方の基板１ａ（又は１ｂ）上に該混合物を配置した
のち他方の基板１ｂ（又は１ａ）をラミネート法により
貼り合わせる方法、 等を挙げることができる。
【００８１】ところで、上述した高分子分散型液晶２
は、液晶を分散させた状態の高分子前駆体を重合反応に
よって硬化させて形成するが、重合反応を生じさせる方
法としては、紫外線等の光照射や、加熱や、電圧印加
や、放射線照射等を挙げることができる。
【００８２】次に、本実施の形態の効果について説明す
る。
【００８３】従来のＰＤＬＣでは、散乱状態の現出は、
上述したように、液晶への電圧印加を休止することに伴
い液晶が不規則な方向に配向されることを利用して行わ
れていたが、本実施の形態では、散乱状態を現出させる
際にも第１電極３ａ，３ｂ又は第２電極４ａ，４ｂに電
圧を印加している。これにより、液晶は一定方向に規則
的に配向されることとなり、不規則な方向に配向されて
いた従来の場合よりも散乱強度が向上される。
【００８４】また、前記液晶が実質的に１軸性の光学異
方性を有し、前記高分子材料の屈折率と前記液晶の屈折
率（常光屈折率又は異常光屈折率）がほぼ等しくなるよ
うに設定されているため、液晶の配向方向を変えること
によって透過状態及び散乱状態を現出することができ
る。このため偏光板は不要となり、部品点数の減少に伴
うコスト低減や軽量化を図ることができると共に、光の
透過率を高めて輝度の高い画像を表示することができ
る。
【００８５】さらに、前記液晶が実質的に１軸性の光学
異方性を有し、前記高分子材料の屈折率と前記液晶の常
光屈折率とがほぼ等しくなるようにした場合には、透過
状態を現出する際、いずれの偏光面の光も液晶を透過す
ることとなる。したがって、コントラストが高く高輝度
で品質の良い画像を表示することができる。
【００８６】またさらに、メモリ性を有している液晶を
用いた場合には、透明状態及び不透明状態のいずれの状
態でもメモリするため、常に電圧印加をしておく必要は
なく、その分、消費電力を低減できる。ところで、特開
平８−０１５６７５号公報に開示されている従来装置の
場合、表示状態（メモリ状態）の消去は加熱によって行
われていたが、消去するエリアやタイミングを正確に制
御することができなかった。これに対して、本実施の形
態によれば、第１電極３ａ，３ｂや第２電極４ａ，４ｂ
への電圧印加によって透明状態／散乱状態を切り換える
ようになっているため、消去するエリアやタイミングを
正確に制御することができ、高速書き換えが可能となっ
て、表示する画像の品質も良好となる。
【００８７】また、第１電極及び第２電極を一部兼用さ
せた場合には、電極数が低減されて、その分、製造が簡
単となる。
【００８８】さらに、絶縁層を設けた場合には表示品位
の優れた書き換えが行える。
【００８９】またさらに、一軸配向処理を施した場合に
は表示品位の優れた書き換えが行える。
【００９０】
【実施例】以下、実施例に沿って本発明を更に詳細に説
明する。
【００９１】（実施例１）単官能モノマーとして２−ヒ
ドロキシメチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）、二官能性
モノマーとして日本化薬「ＫＡＹＡＲＡＤ Ｒ−１６
７」（１、６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル
ジアクリレート、以下、Ｒ−１６７と記す。）、１、６
−ヘキサンジオールジアクリレート（ＨＤＤＡ）を５：
４：１の重量比で混合した。
【００９２】次に、ネマチック液晶として正の誘電異方
性を有するメルク社製「ＢＬ００９」（混合物）を上記
高分子前駆体に混合して重量比７：３の混合物とした。
混合物は１１０℃のホットプレート上でよく攪拌混合し
た。さらに該混合物１００重量部に光重合開始剤として
チバガイギー社製「イルガキュア１８４」を１重量部加
えた。繰り返し１１０℃で攪拌混合した。
【００９３】図１に示すように、２枚の１ｍｍ厚のガラ
ス基板１ａ，１ｂにフォトリソ法を用いて１０００Å厚
のＩＴＯ電極３ａ，３ｂを形成し、さらに片方の基板１
ｂのＩＴＯ電極３ｂ上に、電極取り出し部以外をＳｉＯ
２をスパッタ法で１０００Å積層被膜してその上にフォ
トリソ法でさらにＩＴＯで符号４ａ，４ｂに示す櫛歯型
の電極を形成した。なお、該電極４ａ，４ｂの形成に際
しては、レジスト（東京応化社製「ＯＥＢＲ１００
０」）をスピン塗布法で０．５μｍの厚さに塗布し、キ
ヤノン社製「ＰＬＡ５２０」で露光した。櫛歯電極の幅
Ｌ３は３μｍ、櫛歯電極の間隔Ｌ２は１０μｍとした。
【００９４】その後、基板上に粒径７μｍのシリカビー
ズ（不図示）と接着粒子（不図示）を散布し、一対の基
板１ａ，１ｂを貼りあわせた。基板間隙（基板間隔）Ｌ
１は７μｍであった。
【００９５】その後、張り合わせた基板を温調機上で１
１０℃に保持し、上記液晶と高分子前駆体と重合開始剤
の混合物を封入し、紫外線を１０ｍＷ／ｃｍ２の強度で
１０分間照射した。引き続き３０分間紫外線を照射せず
に静置し、その後室温まで除去した。当該工程により、
高分子前駆体が重合し、高分子分散型液晶２が形成され
た。この段階で素子は光散乱のため白濁している。
【００９６】形成された高分子分散型液晶の、高分子材
料部分、液晶部分それぞれの屈折率は、個別に測定する
ことが困難であるが、上記混合比から、形成される高分
子材料部分の屈折率はおよそ1．5と推察される．一方、
液晶部分の屈折率は、カタログ値ne＝１．８１８，no＝
１．５２７（メルク社）が成り立つと推察できる。した
がって、この場合はno=npがほぼ成り立っている。
【００９７】このようにして作製した液晶パネルＰ１に
おいて、電極３ａ，３ｂの間に交流電圧（±８０Ｖ、
２．５ｋＨｚ）を印加したところ透明状態となり（図７
の符号Δ１参照）、その透明状態は交流電圧を切った後
も保持された（符号Δ２参照）。次に、電極４ａ，４ｂ
の間に交流電圧（±８０Ｖ、２．５ｋＨｚ）を印加した
ところ不透明（白濁）状態となり（符号Δ３参照）、そ
の不透明状態は交流電圧を切った後も保持された（符号
Δ４参照）。
【００９８】（実施例２）単官能モノマーとして２−ヒ
ドロキシメチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）とネマチッ
ク液晶として正の誘電異方性を有するメルク社製「ＢＬ
００１」（混合物）を混合して重量比１：１の混合物と
した。混合物は１１０℃のホットプレート上でよく攪拌
混合した。さらに該混合物１００重量部に光重合開始剤
としてチバガイギー社製「イルガキュア１８４」を１重
量部加えた。繰り返し１１０℃で攪拌混合した。
【００９９】実施例１と同様の方法で２枚の基板１ａ，
１ｂに電極３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂを形成し張り合わせ
たのち、張り合わせた基板に、上記液晶と高分子前駆体
と重合開始剤の混合物を封入し、紫外線を６０ｍＷ／ｃ
ｍ２の強度で１０分間照射し、その後室温まで除去し
た。当該工程により、高分子前駆体が重合し、高分子分
散型液晶２が形成された。この段階で素子は光散乱のた
め白濁している。
【０１００】推定した高分子材料の屈折率は、np=１．
５、 またカタログ値（メルク社）からne=１．７５，no
=１．５２である。この場合もnp=noが実質的に成り立っ
ている。
【０１０１】このようにして作製した液晶パネルＰ１に
おいて、電極３ａ，３ｂの間に交流電圧（±８０Ｖ、
２．５ｋＨｚ）を印加したところ透明状態となり（図７
の符号Δ１参照）、その透明状態は交流電圧を切った後
も保持された（符号Δ２参照）。次に、電極４ａ，４ｂ
の間に交流電圧（±８０Ｖ、２．５ｋＨｚ）を印加した
ところ不透明（白濁）状態となり（符号Δ３参照）、そ
の不透明状態は交流電圧を切った後も保持された（符号
Δ４参照）。
【０１０２】（実施例３）単官能モノマーとして２−ヒ
ドロキシメチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）、二官能性
モノマーとして日本化薬「ＫＡＹＡＲＡＤ Ｒ−１６
７」（１、６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル
ジアクリレート、以下、Ｒ−１６７と記す。）、１、６
−ヘキサンジオールジアクリレート（ＨＤＤＡ）を５：
４：１の重量比で混合した。
【０１０３】次に、ネマチック液晶であって誘電異方性
が周波数依存性を有する、所謂「二周波駆動液晶」であ
るチッソ社製「ＤＦ０１ＸＸ」（混合物）を上記高分子
前駆体に混合して重量比７：３の混合物とした。混合物
は１１０℃のホットプレート上でよく攪拌混合した。さ
らに該混合物１００重量部に光重合開始剤としてチバガ
イギー社製「イルガキュア１８４」を１重量部加えた。
繰り返し１１０℃で攪拌混合した。
【０１０４】実施例１と同様の方法で２枚の基板１ａ，
１ｂに電極３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂを形成し張り合わせ
たのち、張り合わせた基板１ａ，１ｂに、上記液晶と高
分子前駆体と重合開始剤の混合物を封入し、紫外線を６
０ｍＷ／ｃｍ２の強度で１０分間照射し、その後室温ま
で除去した。当該工程により、高分子前駆体が重合し、
高分子分散型液晶２が形成された。この段階で素子は光
散乱のため白濁している。
【０１０５】このようにして作製した液晶パネルＰ１に
おいて、電極３ａ，３ｂの間に交流電圧（±８０Ｖ、
２．５ｋＨｚ）を印加したところ透明状態となり（図７
の符号Δ１参照）、その透明状態は交流電圧を切った後
も保持された（符号Δ２参照）。次に、電極４ａ，４ｂ
の間に交流電圧（±８０Ｖ、２．５ｋＨｚ）を印加した
ところ不透明（白濁）状態となり（符号Δ３参照）、そ
の不透明状態は交流電圧を切った後も保持された（符号
Δ４参照）。さらに、電極３ａ，３ｂの間に交流電圧
（±８０Ｖ、１００ｋＨｚ）を印加したところ不透明
（散乱）状態となり、その不透明状態は交流電圧を切っ
た後も保持された。また、電極４ａ，４ｂの間に交流電
圧（±８０Ｖ、１００ｋＨｚ）を印加したところ透明状
態となり、その透明状態は交流電圧を切った後も保持さ
れた。これは、かかる二周波駆動液晶が低周波では正の
誘電異方性を有するが、高周波では負の誘電異方性を有
することに由来する。
【０１０６】（実施例４）単官能モノマーとして２−ヒ
ドロキシメチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）、二官能性
モノマーとして日本化薬「ＫＡＹＡＲＡＤ Ｒ−１６
７」（１、６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル
ジアクリレート、以下、Ｒ−１６７と記す。）、１、６
−ヘキサンジオールジアクリレート（ＨＤＤＡ）を５：
４：１の重量比で混合した。
【０１０７】次に、ネマチック液晶として正の誘電異方
性を有するメルク社製「ＢＬ００９」（混合物）と該ネ
マチック液晶に対して９９：１重量部に割合でメルク社
製のカイラル材「ＣＢ１５」を予め混ぜたものと、上記
高分子前駆体を混合して重量比７：３の混合物とした。
混合物は１１０℃のホットプレート上でよく攪拌混合し
た。さらに該混合物１００重量部に光重合開始剤として
チバガイギー社製「イルガキュア１８４」を１重量部加
えた。繰り返し１１０℃で攪拌混合した。
【０１０８】図１に示すように、２枚の１ｍｍ厚のガラ
ス基板１ａ，１ｂにフォトリソ法を用いて１０００Å厚
のＩＴＯ電極３ａ，３ｂを形成し、さらに片方の基板１
ｂのＩＴＯ電極３ｂ上に、電極取り出し部以外をＳｉＯ
２をスパッタ法で１０００Å積層被膜してその上にフォ
トリソ法でさらにＩＴＯで符号４ａ，４ｂに示す櫛歯型
の電極を形成した。なお、該電極４ａ，４ｂの形成に際
しては、レジスト（東京応化社製「ＯＥＢＲ１００
０」）をスピン塗布法で０．５μｍの厚さに塗布し、キ
ヤノン社製「ＰＬＡ５２０」で露光した。櫛歯電極の幅
Ｌ３は２μｍ、櫛歯電極の間隔Ｌ２は１０μｍとした。
【０１０９】その後、基板上に粒径７μｍのシリカビー
ズ（不図示）と接着粒子（不図示）を散布し、一対の基
板１ａ，１ｂを貼りあわせた。基板間隙Ｌ１は７μｍで
あった。
【０１１０】その後、張り合わせた基板を温調機上で１
１０℃に保持し、上記液晶と高分子前駆体と重合開始剤
の混合物を封入し、紫外線を１０ｍＷ／ｃｍ２の強度で
１０分間照射した。引き続き３０分間紫外線を照射せず
に静置し、その後室温まで除去した。当該工程により、
高分子前駆体が重合し、高分子分散型液晶２が形成され
た。この段階で素子は光散乱のため白濁している。
【０１１１】このようにして作製した液晶パネルＰ１に
おいて、電極３ａ，３ｂの間に交流電圧（±８０Ｖ、
２．５ｋＨｚ）を印加したところ透明状態となり（図７
の符号Δ１参照）、その透明状態は交流電圧を切った後
も保持された（符号Δ２参照）。次に、電極４ａ，４ｂ
の間に交流電圧（±８０Ｖ、２．５ｋＨｚ）を印加した
ところ不透明（白濁）状態となり（符号Δ３参照）、そ
の不透明状態は交流電圧を切った後も保持された（符号
Δ４参照）。
【０１１２】（実施例５）本実施例においては、図２に
示す液晶パネルＰ２を作製した。
【０１１３】すなわち、１ｍｍ厚のガラス基板１ａには
フォトリソ法を用いて１０００Å厚のＩＴＯ電極３ａを
形成し、他方の１ｍｍ厚のガラス基板１ｂにはフォトリ
ソ法を用いて１０００Å厚の櫛歯状ＩＴＯ電極４ａ，４
ｂを形成した。櫛歯電極の幅Ｌ３は３μｍ、櫛歯電極の
間隔Ｌ２は１０μｍとした。なお、フォトリソ工程は実
施例１と同様の要領で実施した。
【０１１４】その後、基板上に粒径７μｍのシリカビー
ズ（不図示）と接着粒子（不図示）を散布し、一対の基
板１ａ，１ｂを貼りあわせた。基板間隙Ｌ１は７μｍで
あった。
【０１１５】その後、張り合わせた基板を温調機上で１
１０℃に保持し、実施例１と同様の液晶と高分子前駆体
と重合開始剤の混合物を封入し、紫外線を１０ｍＷ／ｃ
ｍ２の強度で１０分間照射した。引き続き３０分間紫外
線を照射せずに静置し、その後室温まで除去した。当該
工程により、高分子前駆体が重合し、高分子分散型液晶
２が形成された。この段階で素子は光散乱のため白濁し
ている。
【０１１６】このようにして作製した液晶パネルＰ２に
おいて、電極３ａと４ａおよび４ｂとの間に交流電圧
（±８０Ｖ、２．５ｋＨｚ）を印加したところ透明状態
となり（図７の符号Δ１参照）、その透明状態は交流電
圧を切った後も保持された（符号Δ２参照）。次に、電
極４ａ，４ｂの間に交流電圧（±８０Ｖ、２．５ｋＨ
ｚ）を印加したところ不透明（白濁）状態となり（符号
Δ３参照）、その不透明状態は交流電圧を切った後も保
持された（符号Δ４参照）。
【０１１７】（実施例６）本実施例においては、図３に
示す液晶パネルＰ３を作製した。
【０１１８】すなわち、１ｍｍ厚のガラス基板１ａには
フォトリソ法を用いて１０００Å厚のＩＴＯ電極３ａを
形成し、他方の１ｍｍ厚のガラス基板１ｂには、Ｔｉ１
０Å／Ａｕ２０Åを積層したのちフォトリソ法で３．５
μｍ厚のレジストパターンを形成し、電界メッキ法でＮ
ｉをメッキし、高さ３μｍの櫛歯状ＩＴＯ電極１４ａ，
１４ｂを形成した。櫛歯電極の幅Ｌ３は３μｍ、櫛歯電
極の間隔Ｌ２は１０μｍとした。レジストを除去した
後、下地電極のＴｉ１０Å／Ａｕ２０Åを除去するため
に、Ａｕ除去のためのＫＩ＋Ｉ２と、Ｔｉ除去のための
フッ酸（水で１０倍希釈）とで、順次ウエットエッチン
グした。
【０１１９】その後、基板上に粒径７μｍのシリカビー
ズ（不図示）と接着粒子（不図示）を散布し、一対の基
板１ａ，１ｂを貼りあわせた。基板間隙Ｌ１は７μｍで
あった。
【０１２０】その後、張り合わせた基板を温調機上で１
１０℃に保持し、実施例１と同様の液晶と高分子前駆体
と重合開始剤の混合物を封入し、紫外線を１０ｍＷ／ｃ
ｍ２の強度で１０分間照射した。引き続き３０分間紫外
線を照射せずに静置し、その後室温まで除去した。当該
工程により、高分子前駆体が重合し、高分子分散型液晶
２が形成された。この段階で素子は光散乱のため白濁し
ている。
【０１２１】このようにして作製した液晶パネルＰ３に
おいて、電極３ａと１４ａおよび１４ｂとの間に交流電
圧（±８０Ｖ、２．５ｋＨｚ）を印加したところ透明状
態となり（図７の符号Δ１参照）、その透明状態は交流
電圧を切った後も保持された（符号Δ２参照）。次に、
電極１４ａ，１４ｂの間に交流電圧（±８０Ｖ、２．５
ｋＨｚ）を印加したところ不透明（白濁）状態となり
（符号Δ３参照）、その不透明状態は交流電圧を切った
後も保持された（符号Δ４参照）。
【０１２２】（実施例７）本実施例においては、図４に
示す液晶パネルＰ４を作製した。
【０１２３】すなわち、１ｍｍ厚のガラス基板１ａには
フォトリソ法を用いて１０００Å厚のＩＴＯ電極３ａを
形成し、他方の１ｍｍ厚のガラス基板１ｂにはアルミ電
極３ｂを形成した。このアルミ電極３ｂの表面には、絶
縁層として日本合成ゴム社製のアクリル系樹脂「オプト
マーＳＳ６６９９Ｇ」３０を０．１μｍ積層し、その上
にＩＴＯをスパッタリング法によって成膜し、フォトリ
ソ法で同図（ｂ） に示すような片櫛歯型の電極４ａを
形成した。櫛歯電極の幅Ｌ３は３μｍ、櫛歯電極の間隔
Ｌ２は１０μｍとした。
【０１２４】その後、基板上に粒径７μｍのシリカビー
ズ（不図示）と接着粒子（不図示）を散布し、一対の基
板１ａ，１ｂを貼りあわせた。基板間隙Ｌ１は７μｍで
あった。
【０１２５】その後、張り合わせた基板を温調機上で１
１０℃に保持し、実施例１と同様の液晶と高分子前駆体
と重合開始剤の混合物を封入し、紫外線を１０ｍＷ／ｃ
ｍ２の強度で１０分間照射した。引き続き３０分間紫外
線を照射せずに静置し、その後室温まで除去した。当該
工程により、高分子前駆体が重合し、高分子分散型液晶
２が形成された。この段階で素子は光散乱のため白濁し
ている。
【０１２６】このようにして作製した液晶パネルＰ４に
おいて、電極３ａ，３ｂの間に交流電圧（±８０Ｖ、
２．５ｋＨｚ）を印加したところ透明状態となり、その
透明状態は交流電圧を切った後も保持された。次に、電
極４ａ，３ｂの間に交流電圧（±８０Ｖ、２．５ｋＨ
ｚ）を印加したところ不透明（白濁）状態となり、その
不透明状態は交流電圧を切った後も保持された。
【０１２７】（実施例８）本実施例においては、図５に
示す液晶パネルＰ５を作製した。
【０１２８】すなわち、２００μｍ厚のＰＥＴフィルム
１ａにはフォトリソ法を用いて１０００Å厚のＩＴＯ電
極３ａを形成し、他方の２００μｍ厚のＰＥＴフィルム
１ｂには、形成したＩＴＯ膜をフォトリソ法を用いてパ
ターニングすることにより片櫛電極２４ｂを形成し、絶
縁層として日本合成ゴム社製のアクリル系樹脂「オプト
マーＳＳ６６９９Ｇ」３０をスピン塗布法で０．１μｍ
積層し、さらに、形成したＩＴＯ膜をフォトリソ法を用
いてパターニングすることにより片櫛電極２４ａを形成
した。櫛歯電極の幅Ｌ３は３μｍ、櫛歯電極の間隔Ｌ２
は３．５μｍとした。
【０１２９】その後、基板上に粒径７μｍのシリカビー
ズ（不図示）と接着粒子（不図示）を散布し、一対の基
板１ａ，１ｂを貼りあわせた。基板間隙Ｌ１は７μｍで
あった。
【０１３０】その後、張り合わせた基板を温調機上で１
１０℃に保持し、実施例１と同様の液晶と高分子前駆体
と重合開始剤の混合物を封入し、紫外線を１０ｍＷ／ｃ
ｍ２の強度で１０分間照射した。引き続き３０分間紫外
線を照射せずに静置し、その後室温まで除去した。当該
工程により、高分子前駆体が重合し、高分子分散型液晶
２が形成された。この段階で素子は光散乱のため白濁し
ている。
【０１３１】このようにして作製した液晶パネルＰ５に
おいて、電極３ａと２４ａおよび２４ｂとの間に交流電
圧（±８０Ｖ、２．５ｋＨｚ）を印加したところ透明状
態となり、その透明状態は交流電圧を切った後も保持さ
れた。次に、電極２４ａ，２４ｂの間に交流電圧（±８
０Ｖ、２．５ｋＨｚ）を印加したところ不透明（白濁）
状態となり、その不透明状態は交流電圧を切った後も保
持された。
【０１３２】（実施例９）本実施例においては、図６に
示す液晶パネルＰ６を作製した。
【０１３３】すなわち、１ｍｍ厚のガラス基板１ａ、１
ｂにフォトリソ法を用いて１０００Å厚のＩＴＯ電極３
ａ、３ｂを形成し、さらに片方の基板１ｂのＩＴＯ電極
３ｂ上に、電極取り出し部以外をＳｉＯ２をスパッタ法
で１０００Å積層皮膜してその上にフォトリソ法でさら
にＩＴＯで符号４ａ、４ｂに示す櫛歯型の電極を形成し
た。なお、該電極４ａ、４ｂの形成に際しては、レジス
ト（東京応化社製「ＯＥＢＲ１０００」）スピン塗布法
で０．５μｍの厚さに塗布し、キヤノン製「ＰＬＡ５２
０」で露光した。櫛歯電極の幅Ｌ３は３μｍ、櫛歯電極
の間隔Ｌ２は１０μｍとした。一方のガラス基板１ａ上
のＩＴＯ電極３ａに、電極取り出し部以外をアクリル系
樹脂（東京応化社製「ＣＦＰＲ−ＣＬ」）で被覆し３μ
ｍの絶縁層５を形成した。この際、該レジストをスピン
塗布し９０℃で２０分仮焼成して、その後２１０℃で３
０分程本焼成した。
【０１３４】その後、基板上に粒径７μｍのシリカビー
ズ（不図示）と接着粒子（不図示）を散布し、一対の基
板１ａ、１ｂを貼り合わせた。基板間隔Ｌ１は７μｍで
あった。
【０１３５】その後、貼り合わせた基板を温調機上で１
１０℃に保持し、上記実施例１と同様の液晶と高分子前
駆体と重合開始剤の混合物を封入し、紫外線を１０ｍＷ
／ｃｍ２の強度で１０分間照射した。引き続き３０分間
紫外線を照射せずに静置し、その後室温まで徐冷した。
当該工程により、高分子前駆体が重合し、高分子分散型
液晶２が形成された。この段階で素子は光散乱のため白
濁している。
【０１３６】このようにして作製した液晶パネルＰ６に
おいて、電極３ａ、３ｂの間に交流電圧（±８０Ｖ、
２．５ｋＨｚ）を印加したところ透明状態となり（図７
の符号Δ１参照）、その透明状態は交流電圧を切った後
も保持された（符号Δ２参照）。次に、電極４ａ、４ｂ
の間に交流電圧（±８０Ｖ、２．５ｋＨｚ）を印加した
ところ不透明（白濁）状態となり（符号Δ３参照）、そ
の不透明状態は交流電圧を切った後も保持された（符号
Δ４参照）。
【０１３７】このとき、得られた素子の透明状態と不透
明状態のコントラストを各々の状態の透過光強度の比と
して求めたところ、実施例１の素子に比べ不透明状態の
透過光強度が抑えられコントラストが上昇した。
【０１３８】（実施例１０）本実施例においては、図１
に示す液晶パネルＰ１を作製し、さらに基板１ｂに一軸
配向処理を施した。
【０１３９】すなわち、１ｍｍ厚のガラス基板１ａ、１
ｂにフォトリソ法を用いて１０００Å厚のＩＴＯ電極３
ａ、３ｂを形成し、さらに片方の基板１ｂのＩＴＯ電極
３ｂ上に、電極取り出し部以外をＳｉＯ２をスパッタ法
で１０００Å積層皮膜してその上にフォトリソ法でさら
にＩＴＯで符号４ａ、４ｂに示す櫛歯型の電極を形成し
た。なお、該電極４ａ、４ｂの形成に際しては、レジス
ト（東京応化社製「ＯＥＢＲ１０００」）スピン塗布法
で０．５μｍの厚さに塗布し、キヤノン製「ＰＬＡ５２
０」で露光した。櫛歯電極の幅Ｌ３は３μｍ、櫛歯電極
の間隔Ｌ２は１０μｍとした。次に、基板１ｂ上、基板
４ａ、４ｂの形成された面に図１中のｙ方向に、ナイロ
ン布でラビングによる一軸配向処理を施した。
【０１４０】その後、基板上に粒径７μｍのシリカビー
ズ（不図示）と接着粒子（不図示）を散布し、一対の基
板１ａ、１ｂを貼り合わせた。基板間隔Ｌ１は７μｍで
あった。
【０１４１】その後、貼り合わせた基板を温調機上で１
１０℃に保持し、上記実施例１と同様の液晶と高分子前
駆体と重合開始剤の混合物を封入し、紫外線を１０ｍＷ
／ｃｍ２の強度で１０分間照射した。引き続き３０分間
紫外線を照射せずに静置し、その後室温まで徐冷した。
当該工程により、高分子前駆体が重合し、高分子分散型
液晶２が形成された。この段階で素子は光散乱のため白
濁している。
【０１４２】このようにして作製した液晶パネルＰ１に
おいて、電極３ａ、３ｂの間に交流電圧（±８０Ｖ、
２．５ｋＨｚ）を印加したところ透明状態となり（図７
の符号Δ１参照）、その透明状態は交流電圧を切った後
も保持された（符号Δ２参照）。次に、電極４ａ、４ｂ
の間に交流電圧（±８０Ｖ、２．５ｋＨｚ）を印加した
ところ不透明（白濁）状態となり（符号Δ３参照）、そ
の不透明状態は交流電圧を切った後も保持された（符号
Δ４参照）。
【０１４３】このとき、得られた素子の透明状態と不透
明状態のコントラストを各々の状態の透過光強度の比と
して求めたところ、実施例１の素子に比べ不透明状態の
透過光強度が抑えられコントラストが上昇した。
【０１４４】（実施例１１）本実施例においては、図１
に示す液晶パネルＰ１を作製し、さらに基板１ｂに配向
膜を配置しその表面に一軸配向処理を施した。
【０１４５】すなわち、１ｍｍ厚のガラス基板１ａ、１
ｂにフォトリソ法を用いて１０００Å厚のＩＴＯ電極３
ａ、３ｂを形成し、さらに片方の基板１ｂのＩＴＯ電極
３ｂ上に、電極取り出し部以外をＳｉＯ２をスパッタ法
で１０００Å積層皮膜してその上にフォトリソ法でさら
にＩＴＯで符号４ａ、４ｂに示す櫛歯型の電極を形成し
た。なお、該電極４ａ、４ｂの形成に際しては、レジス
ト（東京応化社製「ＯＥＢＲ１０００」）スピン塗布法
で０．５μｍの厚さに塗布し、キヤノン製「ＰＬＡ５２
０」で露光した。櫛歯電極の幅Ｌ３は３μｍ、櫛歯電極
の間隔Ｌ２は１０μｍとした。次に、さらにポリイミド
をスピン塗布法で５０Å積層した。その上を、図１中の
ｙ方向に、ナイロン布でラビングによる一軸配向処理を
施した。
【０１４６】その後、基板上に粒径７μｍのシリカビー
ズ（不図示）と接着粒子（不図示）を散布し、一対の基
板１ａ、１ｂを貼り合わせた。基板間隔Ｌ１は７μｍで
あった。
【０１４７】その後、貼り合わせた基板を温調機上で１
１０℃に保持し、上記実施例1と同様の液晶と高分子前
駆体と重合開始剤の混合物を封入し、紫外線を１０ｍＷ
／ｃｍ２の強度で１０分間照射した。引き続き３０分間
紫外線を照射せずに静置し、その後室温まで徐冷した。
当該工程により、高分子前駆体が重合し、高分子分散型
液晶２が形成された。この段階で素子は光散乱のため白
濁している。
【０１４８】このようにして作製した液晶パネルＰ１に
おいて、電極３ａ、３ｂの間に交流電圧（±８０Ｖ、
２．５ｋＨｚ）を印加したところ透明状態となり（図７
の符号Δ１参照）、その透明状態は交流電圧を切った後
も保持された（符号Δ２参照）。次に、電極４ａ、４ｂ
の間に交流電圧（±８０Ｖ、２．５ｋＨｚ）を印加した
ところ不透明（白濁）状態となり（符号Δ３参照）、そ
の不透明状態は交流電圧を切った後も保持された（符号
Δ４参照）。
【０１４９】このとき、得られた素子の透明状態と不透
明状態のコントラストを各々の状態の透過光強度の比と
して求めたところ、実施例１の素子に比べ不透明状態の
透過光強度が抑えられコントラストが上昇した。
【０１５０】（実施例１２）本実施例においては、図１
に示す液晶パネルＰ１とパネルＰ６を複数作製した。パ
ネルの作成方法は、Ｐ１は実施例１、Ｐ６は実施例９
と、各々同じとした。
【０１５１】絶縁層は、誘電率５のものを用意した。
【０１５２】液晶材料は誘電率の異なる表１の４種類を
用意した。
【０１５３】
【表１】 高分子材料は、実施例１と同様のモノマー混合物を用い
た。
【０１５４】その後、貼り合わせた基板を温調機上で１
１０℃に保持し、上記４種類のうちいずれかの液晶と高
分子前駆体と重合開始剤の混合物を封入し、紫外線を１
０ｍＷ／ｃｍ２の強度で１０分間照射した。引き続き３
０分間紫外線を照射せずに静置し、その後室温まで徐冷
した。当該工程により、高分子前駆体が重合し、高分子
分散型液晶２が形成された。この段階で素子は光散乱の
ため白濁している。
【０１５５】このようにして作製した液晶パネルＰ１及
びＰ６において、電極３ａ、３ｂの間に交流電圧（２．
５ｋＨｚ）を印加したところ透明状態となり（図７の符
号Δ１参照）、その透明状態は交流電圧を切った後も保
持された（符号Δ２参照）。次に、電極４ａ、４ｂの間
に交流電圧（２．５ｋＨｚ）を印加したところ不透明
（白濁）状態となり（符号Δ３参照）、その不透明状態
は交流電圧を切った後も保持された（符号Δ４参照）。
この場合、充分に透明状態及び散乱状態を形成すること
のできる電圧を各々印加した。
【０１５６】このとき、得られた素子の透明状態と不透
明状態のコントラストを各々の状態の透過光強度の比と
して求めたところ、どの液晶の場合にも、液晶パネルＰ
１より液晶パネルＰ６で不透明状態の透過光強度が抑え
られコントラストが上昇した。次にコントラストの上昇
率を、 「上昇率」 ＝ 「Ｐ６パネルのコントラスト」／「Ｐ
１パネルのコントラスト」 を求めたところ、図９のような挙動を示した。いずれも
コントラストは上昇しているが、特に絶縁層の誘電率の
２倍（誘電率１０）以上で効果的であった。
【０１５７】
【発明の効果】従来のＰＤＬＣでは、散乱状態の現出
は、上述したように、液晶への電圧印加を休止すること
に伴い液晶が不規則な方向に配向されることを利用して
行われていたが、本発明では、散乱状態を現出させる際
にも第１電極又は第２電極に電圧を印加している。これ
により、液晶は一定方向に規則的に配向されることとな
り、不規則な方向に配向されていた従来の場合よりも散
乱強度が向上される。
【０１５８】また、前記液晶が実質的に１軸性の光学異
方性を有し、前記高分子材料の屈折率と前記液晶の屈折
率（常光屈折率又は異常光屈折率）がほぼ等しくなるよ
うに設定されているため、液晶の配向方向を変えること
によって透過状態及び散乱状態を現出することができ
る。このため偏光板は不要となり、部品点数の減少に伴
うコスト低減や軽量化を図ることができると共に、光の
透過率を高めて輝度の高い画像を表示することができ
る。
【０１５９】さらに、前記液晶が実質的に１軸性の光学
異方性を有し、前記高分子材料の屈折率と前記液晶の常
光屈折率とがほぼ等しくなるようにした場合には、透過
状態を現出する際、いずれの偏光面の光も液晶を透過す
ることとなる。したがって、コントラストが高く高輝度
で品質の良い画像を表示することができる。
【０１６０】またさらに、メモリ性を有している液晶を
用いた場合には、透明状態及び不透明状態のいずれの状
態でもメモリするため、常に電圧印加をしておく必要は
なく、その分、消費電力を低減できる。ところで、特開
平８−０１５６７５号公報に開示されている従来装置の
場合、表示状態（メモリ状態）の消去は加熱によって行
われていたが、消去するエリアやタイミングを正確に制
御することができなかった。これに対して、本発明によ
れば、第１電極や第２電極への電圧印加によって透明状
態／散乱状態を切り換えるようになっているため、消去
するエリアやタイミングを正確に制御することができ、
高速書き換えが可能となって、表示する画像の品質も良
好となる。
【０１６１】また、第１電極及び第２電極を一部兼用さ
せた場合には、電極数が低減されて、その分、製造が簡
単となる。
【０１６２】さらに、絶縁層を設けた場合には表示品位
の優れた書き換えが行える。
【０１６３】またさらに、一軸配向処理を施した場合に
は表示品位の優れた書き換えが行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る液晶素子の構造の一例を示す図。
【図２】本発明に係る液晶素子の構造の一例を示す図。
【図３】本発明に係る液晶素子の構造の一例を示す図。
【図４】本発明に係る液晶素子の構造の一例を示す図。
【図５】本発明に係る液晶素子の構造の一例を示す図。
【図６】本発明に係る液晶素子の構造の一例を示す図。
【図７】電圧印加と透過光強度との関係を示す図。
【図８】本発明に係る液晶素子の電界分布を示す図。
【図９】液晶の誘電率とコントラスト上昇率の相関を示
す図。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ ガラス基板（基板） ２ 高分子分散型液晶 ３ａ，３ｂ 電極（第１電極） ４ａ，４ｂ 電極（第２電極） ５ 絶縁層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H089 HA04 JA04 KA19 NA44 QA16 RA04 SA03 SA17 TA02 TA05 2H090 HA02 HD07 KA11 LA01 2H092 GA14 GA17 NA01 QA15

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 所定間隔を保って対向配置された一対の
    基板と、高分子材料に液晶が分散されて構成されて前記
    一対の基板の間に配置された高分子分散型液晶と、を備
    えた液晶素子において、 前記高分子分散型液晶に対して一の方向に電場を形成す
    る第１電極と、該高分子分散型液晶に対して該一の方向
    とほぼ直交する方向に電場を形成する第２電極と、を備
    えたことを特徴とする液晶素子。
  2. 【請求項２】 前記第１電極の作る電場と第２電極の作
    る電場に応じて、前記液晶がほぼ直交する２つの方向に
    配向されることを特徴とする請求項１に記載の液晶素
    子。
  3. 【請求項３】 前記高分子材料の屈折率と、前記液晶の
    主軸方向のいずれかの屈折率がほぼ等しい、ことを特徴
    とする請求項１又は２に記載の液晶素子。
  4. 【請求項４】 前記液晶が実質的に１軸性の光学異方性
    を有し、前記高分子材料の屈折率と前記液晶の常光又は
    異常光屈折率がほぼ等しい、ことを特徴とする請求項３
    に記載の液晶素子。
  5. 【請求項５】 前記液晶が正の誘電異方性を有すること
    を特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液
    晶素子。
  6. 【請求項６】 前記第１電極は、前記高分子分散型液晶
    を挟み込むように配置されて前記基板の法線方向の電場
    を形成する一対の電極からなる、ことを特徴とする請求
    項１乃至５のいずれか１項に記載の液晶素子。
  7. 【請求項７】 前記第２電極は、前記基板に沿った方向
    に配置されて該方向の電場を形成する一対の電極からな
    る、ことを特徴とする請求項６に記載の液晶素子。
  8. 【請求項８】 前記液晶が実質的に１軸性の光学異方性
    を有し、前記高分子材料の屈折率と前記液晶の常光屈折
    率がほぼ等しい、ことを特徴とする請求項４乃至７のい
    ずれか１項に記載の液晶素子。
  9. 【請求項９】 前記高分子分散型液晶を挟み込むように
    配置された前記第１電極に電圧を印加して前記基板の法
    線方向の電場を形成した場合に透明状態を現出し、前記
    基板に沿った方向に配置された第２電極に電圧を印加し
    て該方向の電場を形成した場合に散乱状態を現出する、
    ことを特徴とする請求項８に記載の液晶素子。
  10. 【請求項１０】 前記高分子材料が光学的に等方的であ
    ることを特徴とする請求項８又は９に記載の液晶素子。
  11. 【請求項１１】 前記液晶が実質的に１軸性の光学異方
    性を有し、前記高分子材料の屈折率と前記液晶の異常光
    屈折率がほぼ等しいことを特徴とする請求項４乃至７の
    いずれか１項に記載の液晶素子。
  12. 【請求項１２】 前記高分子分散型液晶を挟み込むよう
    に配置された前記第１電極に電圧を印加して前記基板の
    法線方向の電場を形成した場合に散乱状態を現出し、前
    記基板に沿った方向に配置された第２電極に電圧を印加
    して該方向の電場を形成した場合に半透明状態を現出す
    る、ことを特徴とする請求項１１に記載の液晶素子。
  13. 【請求項１３】 前記高分子材料が光学的に等方的であ
    ることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の液晶素
    子。
  14. 【請求項１４】 前記第２電極は、いずれか一方の基板
    に近接するように配置された、請求項７乃至１３のいず
    れか１項に記載の液晶素子。
  15. 【請求項１５】 前記第２電極が近接しない方の基板に
    形成された第１電極を覆うように絶縁層が配置された、
    ことを特徴とする請求項１４に記載の液晶素子。
  16. 【請求項１６】 前記第１電極上に配置されている絶縁
    層の誘電率ε１と前記高分子分散型液晶の誘電率ε２
    は、ε１＜ε２、であることを特徴とする請求項１５に
    記載の液晶素子。
  17. 【請求項１７】 前記第１電極上に配置されている絶縁
    層の誘電率ε１と前記高分子分散型液晶の誘電率ε２
    は、２×ε１＜ε２、であることを特徴とする請求項１
    ５に記載の液晶素子。
  18. 【請求項１８】 前記液晶がメモリ性を有することを特
    徴とする請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の液晶
    素子。
  19. 【請求項１９】 少なくとも一方の基板に、前記第２電
    極が形成する電界とは直交する方向に一軸配向処理が施
    されていることを特徴とする請求項１乃至１８のいずれ
    か１項に記載の液晶素子。
  20. 【請求項２０】 前記高分子材料が光学的異方性を有す
    る請求項１９に記載の液晶素子。
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