JPH0372317A - 液晶表示素子及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、液晶表示素子及び装置に関する。

更に詳しくは、液晶微小滴による光の散乱、吸収と透過
とを利用し、必要に応じて液晶微小滴を分散保持するポ
リマー層に種々の電圧を印加しまたは印加せずして、表
示を行ないまたはシャッター効果を利用する表示板、窓
、扉、壁などの一部または全部を構成させる液晶表示素
子または装置に関する。

〔従来の技術〕

従来からの液晶表示素子は、液晶滴を透明電導膜をつけ
たガラス等の透明基板によって挟持し、さらにその面外
側に偏光板を付したツイスト−ネマチック方式ＣＴＮ方
式）が多く用いられている。

このような液晶表示素子は、高価な偏光板を必要とし、
また性能面でも素子の明るさや視野角が不充分であると
いう欠点があった。また、大面積の表示素子にガラス基
板を使用する場合は、素子が壊れ易くまた完全に平坦で
はないガラス板を用いて流動性のある液晶滴を１０．内
外の均一な厚みに挟持することは、極めて困難であるの
で、厚みむらによる外観または特性のむらを生じ易いも
のであった。

こうした問題点に対して、偏光板が不要で、かつ液晶の
複屈折率を利用し、透明または白濁状態を電気的にコン
トロールする方式が提案さ゛れている。この方法は、基
本的には液晶分子の常光屈折率と支持媒体の屈折率とを
一致させ、電圧を印加して液晶分子の配向が揃う時には
、透明状態を表示し、電圧無印加の時には、液晶分子の
配向の乱れによる光散乱状態を表示するものである。

提案されている二つの方式の一つは、「アプライド　フ
ィジックス　レター４４０巻１号、　１９８２年１月号
（Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　Ｌａｔｔｅｒ、　
Ｖｏｌ、４０．　Ｎｏ、１゜Ｊａｎ、　１９８２）など
に報告されている液晶を多孔質層中の微小孔に流れ込み
、その両側を透明基板で挟持する方式である。この場合
、偏光板は不要であるが、液晶は微小孔に完全に封入さ
れないため、自由に流動して厚みむらを生じ、また低電
圧で応答させるための薄い多孔質体を造ることが困難で
ある等の欠点があった。

提案のもう一つの方式は、液晶微小滴をポリマー中に分
散させて保持する方法である。これはカプセル型液晶と
も呼ばれ、液晶微小満は、ポリマー中に独立して封入さ
れているために、流動する事なく、ポリマー層の塗布厚
みによって液晶滴の′ＡＩＲ的な厚みをコントロールで
きるため、大画面の表示素子も比較的容易に造ることが
できる。

具体的には、まず特許公表昭和５８年５０１６３１号。

特許公開昭和５９年２２６３２２号明細書などに記され
た水溶性ポリビニルアルコールをポリマー成分として液
晶と混合してエマルジョン化し、これを基板上に塗り拡
げて乾燥し、液晶滴の分散したポリマー層を得る方法が
ある。

また、別の例として、特許公開昭和６２年２２３１号、
米国特許４，６８８，９００号明細書等に記載されてい
るエポキシ樹脂またはアクリル系紫外線硬化性樹脂など
の未硬化樹脂中に液晶成分を溶解させ、硬化反応の進行
に伴って液晶滴を析出させる方法がある。

あるいは、ｒＭｏｌｅｃｕｌａｒ　Ｃｒｙｓｔａｌ　ａ
ｎｄ　ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌ　Ｉｎｃｌｕｄｉｎ
ｇ　Ｎｏｎ１ｉｎｉｅｒ　０ｐｔｉｃｓ　１９８８Ｊ　
Ｖｏｌ。

１５７、４２７〜４４１頁に記載される、高温下で液晶
、ポリマーその他の混合物から冷却過程に伴って液晶滴
を析出させる方法もある。

また１本発明者等が開発した改良技術、即ち、上記方法
に使用される水溶性ポリビニルアルコールの代りに、ポ
リビニルアルキラールとその架橋剤との混合物を使用し
、液晶微小滴を分散させるポリマー層をポリビニルアル
キラール架橋体とすることにより、該表示素子の耐熱性
及び耐久性を改善する技術がある（平成１年特願第１３
６２５１号）。

上記の従来技術においては、斯る素子の光散乱による遮
蔽効果と光透過による透明性とを利用して、種々の表示
装置や透明性の変化する窓、扉、隔壁等を得ようとする
ものであるが、未だ、前記液晶滴の大きさ分散状態と、
光散乱性並び透過性とするための駆動電圧との関係は、
解明されておらず、Ｓ動電圧が高い或は表示コントラス
トが低いという問題があった。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、従来既知のまた今後、更に開発される液晶滴
分散型表示素子において、液晶滴の大きさ並びにその分
布状態を一定範囲内とすることにより、電圧無印加時の
優れた遮蔽効果と、電圧印加時の優れた透明性とを兼ね
備えた、即ち、低電圧での駆動が可能で、従って低消費
電力であり、且つ優れたコントラストを有する液晶表示
素子及び装置を提供せんとするものである。

〔課題を解明するための手段〕

即ち、本発明は、液晶微小滴の分散された少なくとも１
枚のポリマー層と該ポリマー層を挟持する２枚又はそれ
以上の透明な導電性基板（但し。

その内の１枚は、不透明または反射的であってもよい）
とから成る液晶表示素子及び装置において、該液晶滴の
粒径の平均値が、３４ないし５．の範囲内にあり、かつ
粒径が１／ａから７ｐまでの範囲内にある粒子数が、総
粒子数に対して７０％以上である粒径分布であることを
特徴とする液晶表示素子及び装置を提供するものである
。また１本発明の素子及び装置において、特に液晶微小
滴の分散されたポリマー層の厚みが１ｏ４以上で１８１
１ｍ以下の範囲とし、さらに液晶微小滴の分散されたポ
リマー層中における液晶微小滴の数密度をｌＸ１０’Ｃ
個／ｆｌ１３）以上で２Ｘ１０”（個／ｆｆ１３）以下
の範囲内とすることにより、高コントラスト且つ低消費
電力の性質が殊にすぐれた液晶表示素子及び装置を実施
可能なものとしたのである。

以下、本発明について更に詳細に説明する。

まず、本発明に用いる液晶表示素子の基本的構成の上側
を第１図を用いて説明する。

透明電極５．６をもつ透明基板３．４の間に、液晶微小
滴２を分散して含有するポリマー層１がサンドイッチさ
れ、さらに駆動電源７が、透明電極５．６に接続した構
成である。

ポリマ一部の屈折率に対し、液晶の常光屈折率がほぼ一
致する素材を選択しておくと、電圧を印加して、液晶分
子長軸が電界方向に揃ったときには、屈折率差がなくな
って透明状態を示す、逆に電圧を除去すると、液晶分子
は、ポリマー壁面に沿うようにして配向し、ポリマ一部
との屈折率差を生じて入射光を散乱する。電圧無印加時
の光散乱性を強める為には、液晶滴を含むポリマー層の
厚みを増す方法もとりつるが、この場合、電圧印加時に
液晶滴に印加される電界強度が弱まり、充分な透明性を
得ることができない。

また、液晶滴のポリマーに対する比率を高める方法もあ
るが、プロセス上の限界がある。

そこで１本発明者らは、高コントラストと低電圧能動と
を両立する素子を実現する為に鋭意検討した結果、液晶
滴の粒子径の分布、及びポリマー層の厚み及び液晶滴の
存在する数密度を一定範囲内に保つことが有効であるこ
とを見出し、上記性能を両立する表示素子を完成した。

すなわち、液晶滴の粒径の平均値が、３〜５１Ｍの範囲
にあり、かつ粒子の多くが粒径１１１ｍ〜７Ｍの範囲内
にあれば、高い光散乱性と低電圧廃動性とを満足する。

このときのポリマー層の庫みは。

１０〜１８Ｍ、　粒子密度は、Ｉ　ＸＩＯ’　〜２　Ｘ
ＩＯ’　（個／ｆｆｌｍ３）であることが望ましい。こ
の範囲内では、電圧を印加しない状態での完全な光散乱
性と電圧印加状態、特に、５０Ｖ以下で交流関動したと
きに充分な透明な状態を実現できる。

液晶滴の粒子径が、小さい場合には、電圧無印加時の光
散乱性は、素子を通して物体の形状が認識され、すなわ
ち光散乱性は低下する。また、電圧を印加した場合にも
充分透明化しないという問題を生ずる。

逆に１粒子径が大きすぎる場合には、電圧無印加時の光
散乱性特性のうち遮蔽性が低下するため好ましくない。

上記液晶滴の粒径範囲（ｌ〜７−）のうち、更に望まし
い範囲は、３〜５ＩＩｍの範囲である。各種方式を用い
て、液晶滴を形成する場合、通常その粒径分布は、単分
散あるいはある一定の幅をもったものになり易いが、後
述するようなプロセス上の管理により、中心粒径を３〜
５ＩＩｓの範囲内にし。

更に、粒径が１．　ｐｍ以上で７μ以下の粒子の数を全
体粒子数の７０％以上、望ましくは、８０％以上に制御
すれば１本発明の目的を達成することができる。

また、液晶滴を含むポリマー層の厚みは、１０〜１８４
がよく、更に好ましくは、１２〜１５−である。

該厚みが、１０Ｉｓ未満では、電圧無印加時の光散乱性
が不足し、逆に厚すぎる場合には、液晶の開動の為の所
定の電界強度が得られず電圧印加時の充分な透明性が得
られないか、もしくは、！！！動に要する電圧が高くな
る。駆動電圧が高いことは、消費電力が大きくなること
を意味する。

前記粒径をもつ液晶滴のポリマー層中における数密度は
、１×１０７（個／閣３）以上で２Ｘ１０”（個／閣３
）以下の範囲にあることが望ましく、更に望ましくは、
５ｘｌｏ’（個／ｍ３）以上で１．５Ｘ１０”（個／■
３）以下である。電圧無印加時に充分な光散乱状態を得
る為には、入射した光がポリマー層を通過する際に、少
なくとも複数回、微小滴によって散乱させることが望ま
しく、該数密度が上記範囲よりも少ない場合には、光散
乱が弱く、一方、多過ぎる場合には、電圧印加時の透明
性が損なわれるほか、相対的にポリマー成分量が減少す
ることによるポリマー壁の物理的な強度低下をもたらし
好ましくない。

こうした液晶表示素子の光シヤツター効果と電圧印加時
の透光性の良否を物理的に評価する方法として１本発明
者らは、ビーム状の平行光を液晶滴分散ポリマー層に対
して垂直に入射させ、該液晶滴分散層の背面方向に透過
する光の散乱性について、中心をＯｏとし、その左右の
角度に対応して光強度を測定することによって得られる
透過光の強度曲線を求め、電圧無印加時の光散乱特性及
び電圧印加時の透明度を評価する方法を確立した。

−例として、第３図は１本発明の実施例１による液晶滴
の平均粒径が３．９μの液晶表示素子において、電圧を
印加しない場合（ａ）、電圧を印加した場合（ｂ）の光
散乱の角度依存性を示す、光路に素子を置かない場合の
１００％透過時の光量を１とし１次に素子をセットし、
入射点からθの角度における透過光強度を対数量で縦軸
に示す、広角度にわたって散乱光が検出されることは、
素子の光散乱性が高いことを意味する。また、θ＝００
の光量が大きいことは、素子の透明性が高いことを意味
する。また、中心点附近でのθの変化に対する透過光の
強さの変化が大きい程、この素子を通して見える光源側
物体の形状輪郭がはっきり見えることを意味する。従っ
て、第３図（ａ）は、電圧無印加状態では、白濁状態で
素子の反対側にある物体の形状輪郭が見えない場合であ
る。これに対して素子に電圧を印加した場合の第３図（
ｂ）では。

θ＝０″での透過率が高く、またθ＝０＠以外での散乱
光は弱く、透明性が極めて高い状態を意味する。

第５図は、比較例１での液晶滴の平均粒径が。

１．４．と小さい場合の電圧無印加状態（ａ）、電圧印
加状態（ｂ）の光散乱の角度依存性を示す、（ａ）は、
白濁状態ではあるが、入射点附近の透過率の強さの変化
が大きいために素子後方の物体の形状が透けて認められ
る状態である。

電圧印加時（ｂ）は、角度Ｏｏでの透過率が第３図（ｂ
）の場合よりも低く、またＯ°以外の周囲の角度におい
ても光が検知されるいわゆる白濁した状態を示すもので
ある。従って、第５図の電圧無印加（ａ）あるいは印加
時（ｂ）の性能は、第３図の場合と比較して劣っている
ことが明白である。

一方、第７図は、本発明との比較例２での液晶滴の平均
粒径が６．６４と大き過ぎる場合の光散乱特性であり、
電圧無印加時（ａ）でのθ＝Ｏ°の光源透過率が高く光
散乱性が弱く１表示に際して好ましくないことを示すも
のである。

本発明でいう液晶とは、常温附近で液晶状態を示す有機
物混合体であって、正の誘電率異方性をもつものであり
、ネマチック液晶もしくはコレステリック液晶、スメク
チック液晶などが含まれる。

このうちネマチック液晶もしくは、コレステリック成分
の添加されたネマチック液晶が特性上好ましい。

液晶中にコントラスト或は色調を改善させる為の色素類
が含有されていてもよい、電圧無印加時の強い光散乱状
態を得るためには、液晶混合物の異常光屈折率がポリマ
ー屈折率とできるだけ大きく異なることが望ましい、ま
た、液晶の常光屈折率は、ポリマーの屈折率とできるだ
け近接していることが望ましい。

液晶混合物として、液晶状態を占める温度範囲は、でき
るだけ広いほうがよく、特に屋外用途には、−２０℃〜
＋９０℃以上の液晶温度範囲をもつものが望ましい。

本発明におけるポリマーとは１分散される液晶の常光屈
折率と、ポリマーの屈折率がほぼ一致しておれば、制限
されないが、素子の明るさや駆動時の透明性を低下させ
ない為に、透明性が高く着色の少ないことが望ましい、
また、液晶に溶解したり、逆に、イオン性あるいは非イ
オン性不純物を液晶中に溶出させるものは、液晶の性能
を低下させる為に望ましくない、また、液晶の常光屈折
率とポリマーの屈折率とがほぼ一致することは特に重要
で、ポリマー中に少量の液晶が溶解含有される場合にも
、液晶を含むポリマーと液晶との間の屈折率とがほぼ一
致していればよい、これらの場合の屈折率の差は、０．
０１以内であることが−望ましい。

ポリマーの具体例としては、ポリビニルアルコ−ル、ポ
リビニルホルマール、ポリビニルブチラール、ポリエチ
レン、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレート、ポ
リアミド、エチルセルロース、酢酸セルロース、ヒドロ
キシプロピルセルロース、硬化性エポキシ樹脂、ポリウ
レタン等があげられるが、これら以外にも上記条件に適
合する場合には使用できる。

また、ポリマーと相溶性のある樹脂、可塑剤、紫外線吸
収剤、若干の染料などの化学物質が混合されていてもよ
い。

また、ポリマーの耐熱性その他特性を向上させる為の架
橋剤、硬化剤、反応開始剤あるいは屈折率調整の為の少
量の添加剤が混合されていてもよい。これらのうち、水
溶性ポリマーを用いる場合には、ポリマーの水溶液中に
液晶材料を添加し、ホモジナイザーなどで乳化分散する
が、この場合。

ホモジナイザーでの乳化条件を変えれば分布の異なった
粒子径のものを得ることができる。更に、分散液をフィ
ルターによって濾過処理するが、或は、遠心分離処理す
るなどの分級処理を行なえば。

更に粒子径の揃った液晶溝を得るととができる。

この分散液を基板上に塗り拡げて溶媒を除去することに
より、希望の液晶溝をもつポリマー層をうることかでき
る。

また、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、
ポリメチルメタクリレートなど有機溶剤に可能なポリマ
ーを用いる場合には、ポリマー溶液に液晶材料を均一に
溶解させたのちに基板上に塗り拡げ、溶媒を乾燥させる
過程で液晶微小滴をポリマー層中に析出させることがで
きる。このとき、使用する溶媒の種類を選ぶことによっ
て、生成する液晶の粒径を変化させることができるので
、所望の溶媒を任意の割合で混合し、適切な混合溶媒と
し、これを用いることによって希望する粒径のものを得
ることができる。また、溶媒を揮発させる速度が遅い場
合には、比較的大きい液晶溝が得られやすく、該速度が
速い場合には小さい液晶溝が得られやすい、従って、溶
媒の蒸気圧、沸点、乾燥温度、ラインスピードなどによ
り液晶溝の平均粒径をコントロールすることができる。

さらに、液晶溝を形成させたあと、高温で熱処理するこ
とにより任意の大きさにまで粒子を成長させることもで
きる。

また、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂など
硬化性樹脂を用いる場合には、硬化前の樹脂溶液に液晶
を均一に溶解させ、硬化反応の進行に伴って液晶微小滴
をポリマー層中に析出させることができる。このとき５
硬化速度や樹脂を変えることにより、最適の粒径分布を
もつ液晶溝を得ることができる。また、これらの微小満
は、多くの場合球形に近いものとなるが、完全球形であ
る必要はない。さらに、微小滴は、完全に独立していな
くともよく、液晶滴量での若干の連結は、光散乱性を妨
げない。

本発明においては、透明基板として可視光透過率が高く
、また開散乱性の小さいガラス、ポリメチルメタクリレ
ート、エポキシ硬化樹脂など０．１〜４ｍｍ厚みの比較
的剛直な基板、あるいはポリエステルフィルム、エポキ
シ樹脂硬化フィルム、ポリエーテルスルホンフィルム、
ポリプロピレンフィルム、その他の液晶に対して化学的
に安定な、０．０１”０．５ｍ−厚みのフレキシブルな
フィルム基板が使用できる。尚、基板の表面には、空気
や水蒸気の遮断効果のあるバリア層、或は反射膜、反射
防止膜、ハードコート層、紫外線吸収層、などが形成さ
れていてもよい。

これらを２枚同じもの、或は異なる組合せでポリマー層
をサンドインチして表示素子が構成される。

反射型基板を利用する反射型表示板は、大型表示板につ
いては特に重要である０反射型基板には、金属性鏡面を
利用する純粋反射型から、各種吸光と併用する着色反射
型、吸光を主とする黒色反射型１反射面の状態による鏡
面反射、梨地、艶消し等の反射面、吸光と散乱透過光を
利用する乳白ないし各種乳濁着色反射板がある。金属面
または導電性被膜を直接利用する場合は、透明導電膜処
理は、省略され得る。金属面は、透明導電膜と同様にフ
ォトレジスト及びまたはエツチング処理され、各種表示
の目的に適合させられ得る。

アル旦ニウム、金、銀、白金、ニッケル、パラジウム、
などの金属類は、適宜の基板上にメツキ、蒸着、スパッ
タリング、イオンブレーティングなどの方法でコーティ
ングされた反射基板とされる。

この場合反射基板とポリマー層ともう１枚の導電性透明
基板とを組合せることにより、反射型表示素子が構成さ
れる１反射型の場合１両面に反射膜処理等を施した両面
反射基板と２枚の透明導電性基板により、２枚の液晶微
小滴分散ポリマー層をサンドインチし、両面反射型表示
素子とすることができる。

対向する透明基板の、液晶滴分散ポリマー層側の面には
液晶滴に電圧を印加するための透明導電層が必要で、こ
れは酸化スズまたは、酸化インジウムを主成分とする混
合物を蒸着、スパッタリング、ＣＶＤ法或は、パイロゾ
ル法等により２０〜５０００人厚みにコーティングして
形成する。

透明電極は、フォトリソグラフィーあるいはフォトレジ
スト印刷法により所定の形状にエツチング加工し１局部
的に表示を行ったり、或はセグメントもしくはドツトマ
トリックスを構成することも可能である。

また各ドツトを独立して駆動させるための多数の導電膜
トランジスタ素子あるいはダイオード素子が基板上に形
成されていてもよい。

尚、このようにして造られた液晶表示素子は、そのまま
単独で使用できるほか、さらに、ガラス板などで片面あ
るいは両面を覆い５合わせガラスとして使用してもよい
、この場合には、全体の平滑性、剛性、表面硬度、耐久
性、デザイン性などが向上する。また、複数の液晶滴を
設けて、より高品質、より大容量の表示を行なわせるこ
ともできる。

本発明の液晶表示装置は、電卓１時計、ＥＣＲ１自動車
インパネ表示、その他の情報表示など従来の液晶表示装
置の用途の多くに利用することができる。

また、本方式の液晶表示素子は、従来のものに比べてよ
り大型の表示装置の製造に適しているため、透明−白濁
状態、或は透明−着色状態の間を電気的に適宜にコント
ロールできる窓、扉、パーティ−ジョン、自動車サンル
ーフなどの他、両面反射型の大型広告板や１時刻表示板
などに応用することができる。

〔実施例〕

以下に１本発明の実施例を示すが、本発明は、これらに
限定されるものではない。

失凰斑上 ポリマーとして、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）（ク
ラレ製ＰＶＡ　２２４）の３％水溶液９ｇとネマティッ
ク液晶（メルク製ＺＬＩ−１２８９）　６　ｇとを混合
し。

ホモゲナイザー（イストラル社製ラボラドリープイスパ
ーサ−〉により回転数５００Ｏｒｐｍで１０分間攪拌し
て、液晶滴の粒径分布を第２図に示すごとく形成した。

この粒径分布は、（株）島津製作所製の粒度分布測定装
置（ＳＨ−ＣＰ３Ｌ）により実測したものである。全粒
子の粒径の平均値は、３．９４であり。

粒径が１〜７−の範囲にある粒子の個数は、全粒子数の
９６％であった。

次に、該液晶滴分散体を透明電極付ポリエステルフィル
ム上にバーコーティング法により塗布し。

充分乾燥させてから透明電極付フリントガラス上に張り
合わせ、ラミネート化することにより、パネル状試料を
作製した。ここで１作製された試料の液晶滴分散ポリマ
ー層（以下「液晶滴」という）の液晶微小満の粒径分布
は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）での観察の結果、第２
図と同様の分布になっていた。液晶滴の厚さ、即ち２枚
の透明電極に挟まれた間隔は、１６．であった。

尚、上記ポリエステルフィルムは、東しｇＩＴＯ（酸化
インジウム及び酸化スズの混合物）−ＳＯＯλ付きポリ
エステルフィルム（厚さ１１１１０．）、フリントガラ
スは、日本板ガラスＩＩ　ＩＴＯ−５００Ａ付きフリン
トガラス（厚さ１．１．ｃｍ）である。

第３図は、本発明者等の提案になる光散乱評価装置によ
り測定した上記試料の電圧無印加時（ａ）及び５０ｖ交
流電圧印加時（ｂ）での光散乱の角度依存性を示す、第
３図（ａ）は、試料に一切の電圧が印加されないときに
充分に不透明な状態であることを示すものであり、第３
図（ｂ）は、電圧印加時には、はとんど直進光成分とな
り、透明な状態となることを示すものである。

尚、直進光透過率は、電圧無印加時には、１．０％、５
０ｖ交流電圧印加時には、　８０．５％であり、良好な
コントラストを示した。また、電圧無印加時には、試料
を透過して物体の形状を認めることは全くできず、完璧
な遮断性を有していた。

生艶銖よ 実施例１に記載された試料作製方法に準じて、ポリマー
溶液と液晶との混合物を調製し、ホモゲナイザーによる
攪拌速度を５００Ｏｒｐｍから１５．００Ｏｒｐｍに変
更することにより、液晶滴の粒径分布を第４図に示すよ
うに形成させた。全粒子の粒径の平均値は、１．４μで
あり、また粒径がＩＩａ〜７μの範囲内にある粒子の個
数は、全粒子数の６４％であった。

次に、該液晶滴分散体を透明電極付ポリエステルフィル
ム上にバーコーティング法により塗布し。

充分乾燥させてから透明電極付フリントガラスに張り合
わせ、ラミネート化することにより、液晶滴の厚さを１
６Ｉｔｍとする比較試料（１）を作製した。

第５図は、この比較試料に一切の電圧を印加しないとき
の光散乱特性（ａ）及び６０Ｖの交流電圧を印加したと
きの光散乱特性（ｂ）を示す、ここで。

第５図（ａ）を第３図（ａ）と比較すると、θ＝Ｏ°附
近に急角度の透過光の強さの変化が見られ、無電圧印加
時に素子を透して、その反対側にある物体の形状輪郭が
認識されるという問題があることが示された。

また、この比較試料の直進光透過率（θ＝０°）は、５
０ｖ交流電圧印加時には、　５２．７％にとどまり。

５０ボルトの交流電圧印加時の透明性は、実施例１と比
較して大幅に劣っていた。

星較量又 実施例１に記載された試料作製方法に準じて、ポリマー
溶液と液晶との混合物を調製し、ホモゲナイザーによる
攪拌速度を５００Ｏｒｐｍから２００Ｏｒｐｍに変更す
ることにより、液晶滴の粒径分布を第６図に示すごとく
形成した。更に、バーコーティング法により、乾燥後の
液晶滴の厚さを１６−とする比較試料（２）を作製した
。全粒子の粒径の平均値は。

６．６ｐであり、また粒径が１４〜７μの範囲内にある
粒子の個数は、全粒子数の５３％であった。

第７図は、比較試料（２）に−切の電圧を印加しないと
きの光散乱特性（ａ）及び５０Ｖの交流電圧印加時の光
散乱特性（ｂ）を示す。

電圧無印加時の第７図（ａ）を第３図（ａ）と比較する
と直進光透過率が高く、光遮断効果に欠けることを示し
ている。この主なる原因は、液晶滴の粒径が平均して大
きいため、液晶滴の密度が小さく、入射光の散乱回数が
著しく減少したことが原因と考えられる。

尚、直進光の透過率は、電圧無印加時には、７％、５０
ｖ交流電圧印加時には、　８０．４％であった。

盗蓋亘１ 実施例上に記載された試料作製方法に準じて。

ポリマー溶液と液晶との混合物を調製し、それぞれ２０
００ｒｐｍ、５０００ｒｐｍ＋及び１５０００ｒｐｍの
攪拌速度で３種類の液晶滴分散ポリマーを得、これらを
等量づつ均一に混合することにより、第８図に示される
粒径分布の液晶滴分散体を得た。バーコーティング法に
より、乾燥後の液晶滴の厚さを１６．とする比較試料を
作製した。

全粒子の粒径の平均値は５．０４であり、また。

粒径が１４〜７Ｉａの粒子の個数は、全粒子の６７％で
あった。

第９図は、試料に一切の電圧を印加しないときの光散乱
特性（ａ）及び５０ｖの交流電圧を印加したときの光散
乱特性（ｂ）を示す。

本比較例では、電圧無印加時に試料を通して遠景が透け
て見えたが、これは、第９図（ａ）で示され、即ちθ＝
Ｏ°附近で強い前方散乱が生じ、第５図（ａ）で説明し
たと同様に、透過光によって前方に存在する物体の形状
輪郭が識別されることを示していた。また、電圧印加時
の直線光透過率は、６３．２％と、不完全な透明性のも
のであった。

失凰夏至 実施例１で作製したと同じポリビニルアルコール水溶液
と液晶との分散物（粒径分布は、第２図に示すものと同
じである）を用い、バーコーターを選ぶことによりコー
ティング厚みを、乾燥膜厚で８〜２２．の範囲で６水準
の試料（実施例２−１〜２−６）及び２水準の比較試料
（比較例２−１及び２−２）を作製した。これらのもの
の無電荷（ＯＶ）及び交流電荷（５０Ｖ）時での直進光
透過率を測定し、さらにコントラスト比を求め、表−ｌ
に示した。デイスプレィとして必要なコントラスト比及
び５０Ｖ交流印加時の透明性を確保する為には、膜厚が
１０−１８ｍの範囲が特に望ましいことが判明した。

失１Ｄ叱± ポリビニルアルコールと液晶との混合比を変えることに
より、液晶微小滴のポリマー中の数密度を変えた。即ち
、表−２に示す処方を用い、１０％ＰＶＡ水溶液、水及
び液晶を実施例３−１から３−６のごとく混合し、同様
にホモジナイザーを用いて５０００ｒｐｍで１０分間乳
化分散した。

これらのものの粒径分布は、いずれも粒径の平均値が３
〜５４の範囲内にあり、１４未満及び７−超の粒子個数
の和が、全粒子の２０％以下であった。尚、比較例とし
て、比較例３−１および３−２を作製したが、その処方
も表−２中に示した。

これらの分散液を用いて、液晶滴の乾燥厚′みが約１６
μになるように不揮発分含量に応じた各種のバーコータ
ーを用いて塗布して乾燥し、以下実施例１と同様に液晶
表示素子を作製した。

ポリマー層中での液晶微小滴の分布密度は、走査型電子
顕微鏡を用いて、ポリマー層断面をａｌｌ察し粒子数を
計測することにより求めた。実施例３−１から３−６ま
テノ粒子数密度１×１０７　〜２ｘｌＯ”（個／ａｍ”
）の範囲内のものは、いずれもプロセス上の問題なく、
また表示コントラストも良いものであったが、比較例３
−１のように粒子数密度が小さくなると電圧無印加時の
光散乱が弱くなり、また比較例３−２のように粒子数密
度を多くし過ぎるたものは、電気印加時の透明性が劣っ
ていた。

また、比較例３−２は、塗膜を乾燥させた際にポリマー
量が少な過ぎるために液晶滴が破壊され。

表面の平滑性が悪いものであった。

矢１０４Ｌ ポリビニルブチラール（積水化学製エスレックＢＭ−５
Ｌｏｇ）、テトラヒドロフラン４５ｇ、イソプロピルア
ルコール４５ｇを混合溶解させ、ポリマー溶液をｔＭ製
した。これに液晶（ＢＤＨ！を製Ｅ！−７）　２０ｇを
添加し、均一に溶解させた。この混合液を、乾燥厚みが
１５１ＩａとなるようにバーコーターでＩＴＯ（インジ
ウムスズ酸化物）付きｔｏｏｎポリエステルフィルム上
に塗布した。塗布したフィルムを５０℃の熱風乾燥機で
３０分間乾燥させ、これをもう−枚のＩＴＯ付きフィル
ムとはり合わせて、液晶表示素子を作製した。ポリマー
層を走査型電子顕微ｆＩｔ（ＳＥＭ）でＷ＋察したとこ
ろポリマー層中には１粒径１〜５−程度の液晶微小滴が
形成されており、それらの５８Ｍ写真から液晶溝の大き
さを測定したところ、粒径の平均値は３．７．であり、
また粒径１μ未満及び７μ超の液晶粒子数の合計は、液
晶粒子の総数に対して１０％以下であった。この表示素
子は。

電圧無印加時には完全に遠景を遮蔽し、その直進光透過
率は０．７％、５０ｖ交流印加時には透明となり、その
直進光透過率は、８０．２％に達した。

迄較舊土 実施例４に記載された試料作製方法に準するが、塗布さ
れたポリマー及び液晶混合液を乾燥する際に乾燥温度を
、３０℃で１時間乾燥するか、或は８０℃で１０分間乾
燥させて、それぞれ別のＩＴ○フィルムと張り合わせて
液晶表示素子を作製した。

３０℃で乾燥したもの（比較例４−１）は、直径３〜１
５．の液晶溝により形成されており、平均粒径は、６．
２ｐと大きく、かっ７４超の粒子個数は、総数に対して
３７％であった。

この表示素子の直進光透過率は、電圧無印加時に５．８
％であり、光遮蔽性は不充分なものであった。また、８
０℃で乾燥したもの（比較例４−２）は、直径０．３〜
２．４４の液晶溝により形成されており、平均径は、１
．２４であり、且つ１４未満の粒子個数は３３％であっ
た。

比較例４−２での表示素子の直進光透過率は、電圧無印
加時に０．９％であったが５０ｖの交流印加時では、６
２％と白濁しており１表示コントラストが劣っていた。

ζ　　５　び比　　５ 実施例４とほぼ同様であるが、乾燥後の液晶滴の液晶滴
の厚みが、１０．．１２４．１５．．１８μ、２０μと
なるように、数種のバーコーターを用いてＩＴｏ付きポ
リエステルフィルム上に塗布した。また、比較のために
厚み２５．のもの（比較例５−１）及び厚み８μのもの
（比較例５−２）も作製した。

塗布したフィルムを５０℃の熱風乾燥機で１時間乾燥さ
せ、これをもう−枚の１＋ａｍ厚みのＩＴＯ付きガラス
板と貼り合わせて液晶表示素子を作製した。

これらのポリマー層中には、直径１〜５μ程度の液晶滴
が形成されており、その粒径平均値は、３．２〜４．２
４であり、１ｐから７４までの大きさの液晶滴の個数は
、総数に対し９０％以上であった。

これらの表示素子のうち、厚み１０〜２０／ａのもの（
実施例５−１〜５−５）は、低電圧で良好なコントラス
トを示したが、厚み８／ｌ！ｌのもの（比較例５−２）
は、ＯＦＦ状態の光線透過率が大き過ぎ、また厚み２５
．のもの（比較例５−１）は、５０Ｖ交流印加（ＯＮの
状態）での透明性が不充分なものであった。これらの結
果を表−３に示す。

失１東灸 実施例４で作製したポリマー溶液及び液晶の混合溶液を
平野金属（株）製グラビアコーティング装置を用いて１
ｍ＠のロール巻きのＩＴＯ付きポリエステルフィルム（
金入（株）ｉａＴコートＡ−１２５）に乾燥厚み１５Ｍ
となるように塗布し、インラインで８０℃、５分間乾燥
させたのち、もう１０−ルのＩＴＯ付きフィルムとラミ
ネートした。

これを１．４ｍ長さに切断したのち電圧印加時引出電極
を付け、厚み２■のフロントガラス板２枚によって１合
わせガラス化した。尚、合わせガラス用接着層として厚
み２５μのポリビニルブチラール膜を用い、これを真空
中でラミネートしたのち、１５０℃で５分間ホットプレ
ス処理を行なった。さらに引出し電極に開動回路を接続
して調光窓ガラスを完成した。

こうして作製した調光窓ガラスの液晶粒子径の平均値は
、４．２４で、１〜７μの−大きさの粒子は。

全数の８５％であり、０〜５０ｖ間で直進光透過率が１
．２〜７８％と変化し、完全な遮蔽性と透明性との切換
表示が可能であった。

叉に撚ヱ エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ（株）類エピコート
８２８）５ｇ、硬化剤（油化シェルエポキシ（株）製エ
ポメートＳ−００２）　５　ｇ、メチルエチルケトン５
ｇ、及び液晶（ＢＤＨ社製Ｅ−９）　５ｇとを混合し、
均一に溶解させた。これを乾燥厚みが１５μとなるよう
に、バーコーターでＩＴＯ付きポリエステルフィルム上
に塗布し、４５℃の熱風乾燥機で１０分間乾燥して溶媒
を除去したのち、もう−枚の工Ｔｏフィルムとラミネー
トした。

これを、４５℃で一晩加熱してエポキシ樹脂を硬化させ
、エポキシ硬化物層中に液晶部の析出したものが得られ
た。エポキシ硬化層中には、平均４．４．の液晶部の粒
子が形成されており、１４未満及び７Ｍ超の粒子数の和
は、液晶滴粒子総数の１０％以下であった。この表示素
子の直進光透過率は、電圧無印加時には、１．８％　と
遠景を遮断し、５０Ｖ印加時には７６．７％と高い透明
性を示した。

生較舊且 実施例７とほぼ同様であるが、液晶を含む硬化エポキシ
樹脂層を介してＩＴＯ付ポリエステルフィルムをラミネ
ートした後、８０℃で２時間加熱して硬化（比較例６−
１）、あるいは、常温で１週間数置く比較例６−２）Ｌ
、て、エポキシ樹脂を硬化させた。

比較例６−１の場合には、短時間で硬化が終了するため
に液晶部は、全体に小さく、エポキシ硬化物層中には、
平均粒径０．８７ａの粒子が形成されており、粒径１１
ａ未満の粒子が８５％を占めた。

この表示素子の直進光透過率は、電圧無印加時には、１
．６％であったが、交流電圧を５０Ｖ印加しても３２．
６％であり、非常に透明性が劣っていた。

比較例６−２のエポキシ硬化物層中には、平均粒径１２
．０４と大きい液晶滴粒子が形成されており、直径７ｙ
ｍ超の粒子が６５％を占めた。この表示素子の直進光透
過率は、電圧無印加時には、　１７．８％、５０Ｖの交
流電圧印加時には、８１．４％であり、低コントラスト
であった。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の液晶表示装置の基本的な構成を模型
的に示す断面図である。 第２図は１本発明の実施例１に記載された液晶微小滴の
粒径分布を示し、第３図は、実施例１で作製した液晶表
示素子の電圧無印加時（ａ）及び電圧印加時（ｂ）の光
散乱特性を示す。 第４図、第６図及び第８図は、比較例１，２゜３にそれ
ぞれ相応して各比較例での液晶微小滴の粒径分布を示し
、第５図、第７図及び第９図は、比較例１．２．３に対
応してそれぞれの液晶表示素子の電圧無印加時（ａ）及
び電圧印加時（ｂ）の光散乱特性を示す。 第１図において、各番号は、それぞれ下記の意味を有す
る。 １・・・ポリマー層 ２・・・液晶微小滴 ３．４・・・透明基板 ５．６・・・透明電極 ７・・・能動電源 ５ １ 第　　１ 図 第 ２ 第 図 図 ｏｇ ｒ（Ｇ）） 第 図 第 図 ２ ０ ２ ４ 第 図 粒径（ｐｍ） 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）液晶微小滴の分散された少なくとも１枚のポリマー
   層と該ポリマー層を挟持する２枚又はそれ以上の透明な
   導電性基板（但し、その内の１枚は、不透明または反射
   的であってもよい）とから成る液晶表示素子及び装置に
   おいて、該液晶滴の粒径の平均値が、３μｍないし５μ
   ｍの範囲内にあり、かつ粒径が１μｍ以上で７μｍ以下
   の範囲内の粒子の個数が総粒子数に対して７０％以上で
   ある粒径分布であることを特徴とする液晶表示素子及び
   装置。 ２）液晶微小滴の分散されたポリマー層の厚みが１０μ
   ｍ以上で１８μｍ以下の範囲にある請求項１記載の液晶
   表示素子及び装置。 ３）液晶微小滴の分散されたポリマー層中における該液
   晶滴の数密度が、１×１０＾７（個／ｍｍ＾３）以上で
   ２×１０＾■（個／ｍｍ＾３）以下の範囲にある請求項
   １又は２記載の液晶表示素子及び装置。