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【発明の名称】 反射型液晶表示素子
【発明者】 【氏名】鈴木 慎一郎

【氏名】小松 伸一

【氏名】西村 涼
【要約】 【課題】低消費電力化、薄型化、軽量化が可能な反射型液晶表示素子において、明るく視認性が高く、且つ低コストで簡便に製造できる反射型液晶表示素子を提供する。

【解決手段】対向する２枚の電極基板間に液晶層が形成された液晶セル、反射層および一部に回折能を示す領域を有するコレステリック液晶フィルムからなる透過型回折素子層を少なくとも備える反射型液晶表示素子である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 対向する２枚の電極基板間に液晶層が形成された液晶セル、反射層および一部に回折能を示す領域を有するコレステリック液晶フィルムからなる透過型回折素子層を少なくとも備える反射型液晶表示素子。
【請求項２】 １層以上の偏光層をさらに備える請求項１記載の反射型液晶表示素子。
【請求項３】 １層以上の光学補償層をさらに備える請求項１または２記載の反射型液晶表示素子。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、透過型回折素子層を備えた、明るくかつ視認性の高い反射型液晶表示素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶表示装置は、表示性能の格段の向上によって、電卓からワードプロセッサやパーソナルコンピュータのディスプレイへと応用用途の拡大を遂げて来た。さらに、液晶表示装置の有する薄型軽量なる特徴を大きく活かせる、携帯型情報端末機器のディスプレイとしての市場拡大の期待が高まっている。携帯型用途としては通常バッテリー駆動であるがために消費電力を抑えることが重要な課題となっている。そのために携帯型用途の液晶表示装置には、電力の消費が大きいバックライトを使用しないで済む反射型液晶表示装置、特にコントラストが高く表示品位の高い反射板を有するタイプのものは、低消費電力化、薄型化、軽量化が可能であり、注目されている。
【０００３】反射型液晶表示装置においては、バックライトを要さず観察者側からの光（室内照明や日光などの外光）により表示を行うため、明るさの向上が強く求められている。近年これらの解決のために、従来２枚必要であった偏光板を１枚とすることで光の損失を押さえる、反射板の表面に微細な構造を設け入射光を集光する、鏡面反射板と拡散フィルムを組み合わせる、集光機能を有する反射ホログラムを使用する、等の技術が開発されている。
【０００４】しかしながら上記技術のうち、偏光板枚数を減らす方法や鏡面反射板と拡散フィルムの組合せでは、明るさの向上は見られるものの、その効果は十分とは言えず、また反射板の表面に微細な構造を設ける方法や、反射ホログラムを使用する方法では従来の反射板を使用する場合と比較してコスト上昇や生産性低下の問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記課題を解決するものであり、特異な配向を固定化したコレステリック液晶フィルムからなる透過型回折素子層を備えることにより、明るく視認性が高く、且つ低コストで簡便に製造できる反射型液晶表示素子を発明するに至った。
【０００６】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明の第１は、対向する２枚の電極基板間に液晶層が形成された液晶セル、反射層および一部に回折能を示す領域を有するコレステリック液晶フィルムからなる透過型回折素子層を少なくとも備える反射型液晶表示素子に関する。
【０００７】また本発明の第２は、１層以上の偏光層をさらに備える前記反射型液晶表示素子に関する。さらに本発明の第３は、１層以上の光学補償層をさらに備える前記反射型液晶表示素子に関する。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体的に説明する。本発明の反射型液晶表示素子は、対向する２枚の電極基板の間に液晶層が形成された液晶セル、反射層および特異なコレステリック配向を固定化したコレステリック液晶フィルムからなる透過型回折素子層とを備える。
【０００９】電極基板としては、特に限定されず、液晶層としての液晶性を示す材料を画面表示に際して制御するための公知の電極基板を用いることができ、本発明の目的が達成しうるものであれば特に制限されない。
【００１０】液晶層は、該液晶性を示す材料を前記電極基板の間に充填等して配置することにより形成することができる。液晶性を示す材料としては、特に限定されず、各種の液晶セルを構成しうる通常の各種低分子液晶、高分子液晶およびこれらの混合物が挙げられる。また、これらに液晶性を損なわない範囲で色素やカイラル剤等を添加することもできる。
【００１１】液晶セルは、前記電極基板および液晶性を示す材料の他に、後述する各種の方式の液晶セルとするのに必要な各種の構成要素を備えることもできる。
【００１２】液晶セルの方式としては、特に限定されるものではなく、例えばＧＨ（GuestHost）方式、ＴＮ（Twisted Nematic）方式、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）方式、ＥＣＢ（Electrically Controlled Birefringence）方式、ＩＰＳ（In-Plane Switching）方式、ＶＡ（Vertical Alignment）方式、ＯＣＢ（Optically Compensated Birefringence）方式、ＨＡＮ（Hybrid Aligned Nematic）方式、ハーフトーングレイスケール方式、ドメイン分割方式、あるいは強誘電性液晶、反強誘電性液晶を利用した表示方式等の各種の方式が挙げられる。
【００１３】また液晶セルの駆動方式にも特に制限はなく、ＳＴＮ−ＬＣＤ等に用いられる単純マトリックス方式並びにＴＦＴ（Thin Film Transistor）電極、ＭＩＭ（Metal Insulator Metal）電極、およびＴＦＤ（Thin Film Diode）電極等の能動電極を用いるアクティブマトリクス方式、プラズマアドレス方式等のいずれの駆動方式であってもよい。
【００１４】本発明の反射型液晶表示素子に備えられる反射層は、十分に高い反射率を有するものであれば特に制限されるものではなく、例えばアルミニウム、銀、金、クロム、白金等の金属、酸化マグネシウム等の酸化物、誘電体の多層膜、選択反射を示す液晶膜またはこれらを組み合わせ等を例示として挙げることができる。これらの反射層は平面であってもよく曲面であってもよい。また視認側と反対側の前記電極基板上の電極を兼ねるものであってもよい。また反射層は、光を透過させず反射のみするもののみならず、光を一部透過させる半透過性のものであってもよい。
【００１５】本発明の反射型液晶表示素子における反射層の配置位置は、通常、前記液晶層の視認側と反対の位置に備えるのであれば、特に制限されるものではない。次いで透過型回折素子層を構成するコレステリック液晶フィルムは、フィルムの一部に回折能を示す領域を有するものである。ここで回折能を示す領域とは、その領域を透過した光またはその領域で反射された光が、幾何学的には影になる部分に回り込むような効果を生じる領域を意味する。また回折能を有する領域の有無は、例えばレーザー光等を前記領域に入射し、直線的に透過または反射する光（０次光）以外に、ある角度をもって出射する光（高次光）の有無により確認することができる。また別法としては、原子間力顕微鏡や透過型電子顕微鏡などで液晶層の表面形状や断面形状を観察することにより前記領域が形成されているか否か確認することができる。
【００１６】このようなコレステリック液晶フィルムとしては、コレステリック配向が固定化され、かつフィルムの少なくとも一部に回折能を示す領域を有するものであれば特に制限されるものではなく、高分子液晶、低分子液晶またはこれら混合物等から形成することができる。回折能を示す領域は、フィルム表面および／またはフィルム内部のいずれの領域であってもよく、例えばフィルム表面の一部（フィルム表面領域）、フィルム内部の一部（フィルム内部領域）に有するものでもよい。また当該領域は、コレステリック液晶フィルムの複数領域、例えばフィルム表裏面領域、複数のフィルム内部領域にそれぞれに有するものであってもよい。また回折能を示す領域は、例えばフィルム表面や内部に均一な厚さを持った層状態として形成されていることは必ずしも必要とせず、フィルム表面やフィルム内部の少なくとも一部に前記領域が形成されていればよい。さらに回折能を示す領域を複数有する場合、全ての前記領域が同じ回折能を示す必要性はなく、それぞれの領域において異なった回折能を示すものであってもよい。また回折能を示す領域の配向状態は、螺旋軸方位が膜厚方向に一様に平行ではないコレステリック配向、好ましくは螺旋軸方位が膜厚方向に一様に平行でなく、かつ螺旋ピッチが膜厚方向に一様に等間隔ではないコレステリック配向を形成していることが望ましい。またそれ以外の領域においては、通常のコレステリック配向と同様の配向状態、すなわち螺旋軸方位が膜厚方向に一様に平行で、かつ螺旋ピッチが膜厚方向に一様に等間隔な螺旋構造を形成していることが望ましい。なお本発明で言うフィルム表面とは、コレステリック液晶フィルム単体において外部に接する部分を、またフィルム内部とは、外部に接する以外の部分をそれぞれ意味する。
【００１７】本発明においては、上記いずれのコレステリック液晶フィルムを用いることもできるが、フィルムの製法や回折能の付与方法等の観点から、フィルム表面領域の少なくとも一部、好ましくはフィルム表面領域の全面に回折能を示す領域を有するコレステリック液晶フィルムが透過型回折素子層として好適に用いることができる。また回折能を示す領域を一方のフィルム表面領域に有する際、そのフィルムの表裏、すなわち回折能を示す領域を有するフィルム面とその面とは反対のフィルム面とは多少異なった光学効果を示すことから、用途や目的とする機能等に応じて本発明の反射型液晶表示素子への配置位置等を選択することができる。さらに回折能を示す領域が層状態として形成されている場合、回折能を示す層（領域）の厚みとしては、コレステリック液晶フィルムの膜厚に対して通常７０％以下、好ましくは５０％以下、さらに好ましくは３０％以下の厚みを有する層状態で形成されていることが望ましい。回折能を示す層（領域）の厚さが７０％を超えると本発明の効果を得ることができない恐れがある。
【００１８】本発明の構成要素である透過型回折素子層を構成する上記の如きコレステリック液晶フィルムは、高分子液晶や低分子液晶またはその混合物を用いてコレステリック配向を固定化したコレステリック配向フィルムを予め用意し、コレステリック配向フィルムに回折素子基板を貼り合わせ、熱および／または圧力を加えることによって前記配向フィルムに回折素子基板の回折パターンを転写する方法、または回折素子基板を配向基板として高分子液晶や低分子液晶またはその混合物をコレステリック配向させた後、その配向状態を維持したまま固定化する方法等の方法により、フィルムの一部に回折能を示す領域を有したコレステリック液晶性フィルムを得ることができる。
【００１９】回折パターンの転写に用いられる回折素子基板の材質としては、金属や樹脂のような材料であっても良く、あるいはフィルム表面に回折機能を付与したもの、あるいはフィルムに回折機能を有する薄膜を転写したもの等、およそ回折機能を有するものであれば如何なる材質であっても良い。なかでも取り扱いの容易さや量産性を考えた場合、回折機能を有するフィルムまたはフィルム積層体がより望ましい。
【００２０】またここでいう回折素子とは、平面型ホログラムの原版等の回折光を生じる回折素子全てをその定義として含む。またその種類については、表面形状に由来する回折素子、いわゆる膜厚変調ホログラムのタイプであってもよいし、表面形状に因らない、または表面形状を屈折率分布に変換した位相素子、いわゆる屈折率変調ホログラムのタイプであっても良い。本発明においては、回折素子の回折パターン情報をより容易に液晶に付与することができる点から、膜厚変調ホログラムのタイプがより好適に用いられる。また屈折率変調のタイプであっても、表面形状に回折を生じる起伏を有したものであれば本発明に好適に用いることができる。
【００２１】また回折パターンの転写方法としては、例えば一般に用いられるヒートローラー、ラミネーター、ホットスタンプ、電熱板、サーマルヘッド等を用い、加圧・加温条件下にて行うことができる。加圧・加温条件は、用いられる高分子液晶や低分子液晶等の諸物性、回折素子基板の種類等によって異なり一概には言えないが、通常、圧力０．０１〜１００ＭＰａ、好ましくは０．０５〜８０ＭＰａ、温度３０〜４００℃、好ましくは４０〜３００℃の範囲において用いられる液晶や基板等の種類によって適宜選択される。
【００２２】コレステリック液晶フィルムのフィルム材料となる高分子液晶としては、コレステリック配向が固定化できるものであれば特に制限はなく、主鎖型、側鎖型高分子液晶等いずれでも使用することができる。具体的にはポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエステルイミドなどの主鎖型液晶ポリマー、あるいはポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリマロネート、ポリシロキサンなどの側鎖型液晶ポリマーなどが挙げられる。なかでもコレステリック配向を形成する上で配向性が良く、合成も比較的容易である液晶性ポリエステルが望ましい。ポリマーの構成単位としては、例えば芳香族あるいは脂肪族ジオール単位、芳香族あるいは脂肪族ジカルボン酸単位、芳香族あるいは脂肪族ヒドロキシカルボン酸単位を好適な例として挙げられる。
【００２３】またコレステリック液晶フィルムのフィルム材料となる低分子液晶としては、例えばアクリロイル基、ビニル基やエポキシ基等の官能基を導入したビフェニル誘導体、フェニルベンゾエート誘導体、スチルベン誘導体などを基本骨格としたものが挙げられる。また低分子液晶としては、ライオトロピック性、サーモトロピック性のどちらも用いることができるが、サーモトロピック性を示すものが作業性、プロセス等の観点からより好適である。
【００２４】また回折能を示す領域を有しないコレステリック配向を固定化したコレステリック配向フィルムを形成するには、公知の方法、例えば高分子液晶を用いる場合には、配向基板上に高分子液晶を配した後、熱処理等によってコレステリック液晶相を発現させ、その状態から急冷してコレステリック配向を固定化する方法を用いることができる。また低分子液晶を用いる場合には、配向基板上に低分子液晶を配した後、熱処理等によってコレステリック液晶相を発現させ、その状態を維持したまま光、熱または電子線等により架橋させてコレステリック配向を固定化する方法等を適宜採用することができる。また先に説明したように、配向基板として回折素子基板等を用いることによって、配向段階において回折能を示す領域が形成されたコレステリック液晶フィルムを得ることもできる。
【００２５】また最終的に得られるコレステリック液晶フィルムの耐熱性等を向上させるために、フィルム材料となる高分子液晶や低分子液晶にコレステリック相の発現を妨げない範囲において、例えばビスアジド化合物やグリシジルメタクリレート等の架橋剤を添加することもでき、これら架橋剤を添加することによりコレステリック相を発現させた状態で架橋させることもできる。さらに高分子液晶や低分子液晶には、二色性色素、染料、顔料等の各種添加剤を本発明の効果を損なわない範囲において適宜添加してもよい。
【００２６】本発明の構成要素である透過型回折素子層の構成は、通常、上記の如きコレステリック液晶フィルム１層からなる。また用途や要求される光学特性等に応じてコレステリック液晶フィルムを複数層積層してなる構成、またコレステリック液晶性フィルム１層または複数層と回折能を示す領域を有しないコレステリック配向フィルム等を１層または複数層とを積層した構成等であってもよい。さらにコレステリック液晶フィルムおよび回折能を示す領域を有しないコレステリック配向フィルムをそれぞれ２層以上積層する場合、コレステリック液晶フィルムとコレステリック配向フィルムを交互に積層した構成とすることもできる。
【００２７】透過型回折素子層を構成するコレステリック液晶フィルムの厚さは、通常０．３〜２０μｍ、好ましくは０．５〜１０μｍ、さらに好ましくは０．７〜３μｍである。この範囲を外れた場合には本発明の効果を有効に発現できない恐れがある。また当該フィルムの回折能を示す領域における回折角度は、例えば回折パターンを転写する回折素子基板の種類やフィルム内部の回折能を示す領域における屈折率分布の間隔を調整することにより調節することができる。回折角は特に制限されるものではないが、通常５゜〜８０゜、好ましくは１０゜〜７０゜、さらに好ましくは １５゜〜６０゜の範囲である。また回折角は当該領域内において均一であってもよく、領域内の場所により異なっていてもよい。またコレステリック液晶フィルムの回折能を示す領域における格子構造は、回折現象が起こるものであれば特に制限はなく、１次元状、２次元状、３次元状いずれでもよく、フィルム面に対して傾いていてもよい。さらにこれらの回折角度、格子構造はフィルム内において連続的に変化したもの、不連続的に変化したもののいずれでもよい。
【００２８】また本発明に用いられるコレステリック液晶フィルムとしては、コレステリック選択反射の波長帯域幅として通常３０〜１５０ｎｍが望ましく、またコレステリック選択反射の中心波長としては、通常３８０〜７８０ｎｍ、好ましくは４２０〜７００ｎｍの可視域、または８００〜２０００ｎｍ、好ましくは８５０〜１１００の近赤外域の範囲が望ましく、またコレステリック配向における螺旋巻き数としては、通常２巻き以上、好ましくは２．２巻き以上、特に好ましくは２．５巻き以上が望ましく、さらにコレステリック液晶フィルムの拡散率として通常１５％以上、好ましくは２０％以上９０％以下、特に好ましくは３０％以上８０％以下であることが望ましい。ここで本発明でいうコレステリック選択反射の波長帯域幅とは、コレステリック配向を形成する液晶分子のねじれ方向と同一方向の円偏光を入射した際に、選択反射による反射率が７０％以上となる波長範囲を意味する。また本発明でいうコレステリック液晶フィルムの拡散率とは、正反射除去反射率（ＳＣＥ）と正反射込み反射率（ＳＣＩ）の比（（ＳＣＥ／ＳＣＩ）×１００）で定義される拡散率である。正反射込み反射率（ＳＣＩ）とは、被測定物を拡散照明により均一照明した際の全反射率のことをいう。また正反射除去反射率（ＳＣＥ）とは、被測定物を拡散照明により均一照明した際の全反射率より正反射光成分を除いた（被測定物表面で拡散した光の成分からなる）拡散反射率のことをいう（全反射率＝正反射率＋拡散反射率）。これら正反射除去反射率および正反射込み反射率は、ＪＩＳ−Ｚ−８７２２「色の測定方法−反射及び透過物体」に準拠して測定することにより求めることができる。具体的な測定方法としては、ｄ／８（拡散照明８゜受光）照明・受光光学系を持つ測定器、例えばミノルタ社製分光測色計ＣＭ−３５００ｄを用いて測定することができる。
【００２９】本発明の反射型液晶表示素子における透過型回折素子層の配置位置は、特に限定されるものではないが、例えば反射層と液晶層との間および／または液晶層の視認側等、反射層より視認側の任意の位置に配置することができる。具体的には、本発明の反射型液晶表示素子が偏光層を有しない場合には、液晶層の視認側および／または液晶層と反射層との間に１層以上設けることが望ましい。一方、本発明の反射型液晶表示素子が偏光層を有する場合は、反射層より視認側で偏光層の外側および／または液晶層と偏光層との間に１層以上設けることが望ましい。
【００３０】本発明の反射型液晶表示素子は、液晶セル、反射層および透過型回折素子層に加え、１層以上の偏光層、１層以上の光学補償層、保護層、反射防止膜、プリズムシート、拡散シート、導光板またはこれらを接着ずるための接着剤層若しくは粘着剤層等の他の構成要素を含むこともできる。
【００３１】偏光層は本発明の目的が達成しうるものであれば特に限定されるものではなく、液晶表示装置に用いられる通常のものを用いることができる。本発明の反射型液晶表示素子に偏光層を設ける場合の配置位置は、液晶セルの外側表面に直接接して配置されていても、透過型回折素子層や、他の層を介して電極基板の表面と隔離して配置されてもよい。
【００３２】光学補償層としては、例えば延伸高分子フィルム、ネマチック液晶物質を利用したもの、ディスコティック液晶物質を利用したもの等の公知のものを用いることができる。光学補償層を本発明の反射型液晶表示素子に備えることにより、透過型回折素子層との組合せによってより顕著な視認性改善効果を得ることができる。
【００３３】保護層としては、特に限定されるものではなく、各種プラスチックフィルム等を用いることができる。保護層を備えることにより表面保護、強度増加、環境信頼性向上等の効果を得ることができる。
【００３４】プリズムシート、拡散シート、導光板としては、特に限定されず公知のものを本発明の反射型液晶表示素子に備えることができる。本発明の反射型液晶表示素子の製造方法は、特に限定されず、公知の方法により組み立てた液晶セルの外側に、反射層、透過型回折素子層および必要に応じて設けるその他の層を、所望の層構造が得られる順序で形成する方法等を挙げることができる。前記各層を得る方法も特に限定されず、公知の方法を適宜採用して得ることができる。
【００３５】また光学補償層として延伸高分子フィルムを得るには、高分子物質に延伸、成膜、圧延、引き抜き、固体押出し、ブロー成形、蒸着等の公知の成形加工操作を行う方法によって得ることができる。また液晶物質を利用した補償層としては、ネマチック液晶物質またはディスコティック液晶物質を含む液晶材料を、ネマチック配向、ねじれネマチック配向、コレステリック配向、ハイブリッド配向、ねじれハイブリッド配向等の所望の状態に配向させた後、上述において説明したコレステリック液晶フィルムにおける配向の固定化と同様の方法により固定化する方法等により得ることができる。
【００３６】
【実施例】以下に実施例について述べるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３７】（参考例１）テレフタル酸５１ｍｍｏｌ、ヒドロキシ安息香酸２１ｍｍｏｌ、カテコール２１ｍｍｏｌ、（Ｒ）−２−メチル−１，４−ブタンジオール７ｍｍｏｌおよび酢酸ナトリウム１００ｍｇを用いて窒素雰囲気下、１８０℃で１時間、２００℃で１時間、２５０℃で１時間と段階状に昇温しながら重縮合反応を行った。
【００３８】次いで窒素を流しながら２５０℃で２時間重縮合反応を続け、さらに減圧下同温度で１時間重縮合を行った。得られたポリマーをテトラクロロエタンに溶解後、メタノールで再沈澱を行い、液晶性ポリエステルを得た。
【００３９】得られた液晶性ポリエステルのＮ−メチル−２−ピロリドン溶液（２０重量％）を調製し、該溶液をラビング処理したポリフェニレンスルフィドフィルム上にスピンコート法で塗布した。塗布した後、乾燥処理を行いＮ−メチル−２−ピロリドンを除去し、ポリフェニレンスルフィドフィルム上に液晶性ポリエステルの塗布膜を形成した。
【００４０】次いで該液晶性フィルムの塗布膜を２００℃の加熱雰囲気において５分間熱処理を行い、室温下に冷却することによって、ポリフェニレンスルフィドフィルム上に液晶性ポリエステルフィルムを得た。同フィルムを日本分光社製紫外可視近赤外分光光度計Ｖ−５７０にて透過スペクトルを測定したところ、中心波長が約８００ｎｍ、選択反射波長帯域幅が約１３０ｎｍの選択反射を示すコレステリック配向が固定化されたコレステリック配向フィルムであることが確認された。またコレステリック配向フィルムの配向状態を偏光顕微鏡観察およびフィルム断面の透過型電子顕微鏡観察したところ、コレステリック相における螺旋軸方位が膜厚方向に一様に平行で、また螺旋ピッチが膜厚方向に一様に等間隔なコレステリック配向を形成していることが確認できた。
【００４１】（参考例２）参考例１で得られたコレステリック配向フィルムのコレステリック配向面にバーコーターを使用して市販の光硬化型アクリル系オリゴマーからなる接着剤を厚さ５μｍとなるように塗布した。次いでフィルムの接着剤塗布面にトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルムを卓上ラミネーターを用いて貼り合わせ、紫外線を照射し、接着剤を硬化させた。
【００４２】接着剤を硬化させた後、配向基板として用いたポリフェニレンスルフィドフィルムの端部を手で持ち、１８０゜方向にポリフェニレンスルフィドフィルムを該フィルムとコレステリック配向フィルムとを界面で剥離除去し、コレステリック配向フィルム／接着剤層／ＴＡＣフィルムの順に積層された積層体を得た。
【００４３】次いで回折格子フィルム（９００本／ｍｍ）の回折面とコレステリック配向フィルム面が向き合うように重ね、東京ラミネックス社製ラミネーターＤＸ−３５０を用い、１２０℃、０．３ＭＰａ、ロール接触時間１秒の条件で加熱加圧を行った（回折格子フィルム／コレステリック配向フィルム／接着剤層／ＴＡＣフィルム）。室温まで冷却後、回折格子フィルムを取り除いた。回折格子フィルムが重ねられていたコレステリック配向フィルム面を観察したところ、回折パターンに起因する虹色とコレステリック液晶に特有の選択反射とが明瞭に認められた。また回折格子フィルムを取り除いたコレステリック配向フィルム面の配向状態を偏光顕微鏡観察および液晶層断面の透過型電子顕微鏡観察をしたところ、コレステリック相における螺旋軸方位が膜厚方向に一様に平行ではなく、かつ螺旋ピッチが膜厚方向に一様に等間隔ではないコレステリック配向が液晶層の表面領域に形成されていることが確認された。またそれ以外の領域においては、螺旋軸方位が膜厚方向に一様に平行で、かつ螺旋ピッチが膜厚方向に一様に等間隔なコレステリック配向が形成していることが確認された。またコレステリック配向フィルム面内に垂直にＨｅ−Ｎｅレーザー（波長６３２．８ｎｍ）を入射したところ、０゜および約±３５゜の出射角にレーザー光が観察された。
【００４４】以上のことからフィルムの表面領域に回折能を示す領域を有したコレステリック液晶フィルムが得られたことを確認した。このコレステリック液晶フィルム／接着剤層／ＴＡＣフィルムからなる積層体を透過型回折素子基板として以下の実施例に用いた。
【００４５】（実施例１）参考例２で得られた透過型回折素子基板のコレステリック液晶フィルム面を一般に市販されている反射型液晶表示装置にコレステリック液晶フィルム面側が当該装置の表示面に接するように貼り合わせた。当該フィルムを表示面に貼り合わせた反射型液晶表示装置を一般照明下においてトプコン社製色彩輝度計ＢＭ−５Ａを用いて表示の明るさを測定したところ、コレステリック液晶フィルムが貼り合わされていない反射型液晶表示装置と比較して約６０％明るさ向上が確認された。
【００４６】（実施例２）液晶材料としてＭｅｒｃｋ社製ＺＬＩ−１８４０に三井東圧社製液晶用色素Ｓ−４２８を２重量％溶解し液晶組成物を得た。ＩＴＯ透明電極をそれぞれ備えたセルギャップ１０μｍの２枚の電極基板の間に当該液晶組成物を注入し、液晶層を形成し、液晶セルを作製した。この液晶セルの視認側の反対面にアルミ蒸着反射板を貼付し、さらに液晶セルの視認側の面上に、参考例２で得られた透過型回折素子基板のコレステリック液晶フィルム側を貼付してＧＨ型液晶表示素子を作製した。
【００４７】得られたＧＨ型液晶表示素子の明るさを実施例１と同様に測定したところ、コレステリック液晶フィルムを備えていない当該素子に比べて大幅に明るさが向上していることが確認された。
【００４８】（実施例３）液晶材料としてＭｅｒｃｋ社製ＺＬＩ−２２９３にカイラル剤としてＭｅｒｃｋ社製Ｃ−１５を２．７重量％となるように添加し、液晶組成物を得た。ＩＴＯ透明電極をそれぞれ備えたセルギャップ６．２μｍの２枚の電極基板の間に、当該液晶組成物を注入し、液晶層を形成して液晶セルを作製した。この液晶セルの両面に偏光板を貼付し、さらに視認側と反対の偏光板上に反射板を貼付して、さらに視認側面上に参考例２で得られた透過型回折素子基板のＴＡＣフィルム側を貼付し、ねじれ角２４０゜の反射型ＳＴＮ液晶表示素子を作製した。
【００４９】得られた反射型ＳＴＮ液晶表示素子の明るさを実施例１と同様に測定したところ、コレステリック液晶フィルムを備えていない当該素子に比べて大幅に明るさが向上していることが確認された。
【００５０】（実施例４）液晶材料としてＭｅｒｃｋ社製ＺＬＩ−４７９２にカイラル剤としてＭｅｒｃｋ社製Ｃ−１５を１．３重量％となるように添加し、液晶組成物を得た。ＩＴＯ透明電極をそれぞれ備えたセルギャップ４．８μｍの２枚の電極基板の間に、当該液晶組成物を注入し、液晶層を形成して液晶セルを作製した。この液晶セルの両面に偏光板を貼付し、さらに視認側と反対の偏光板上に反射板を貼付して、さらに視認側面上に参考例２で得られた透過型回折素子基板のコレステリック液晶フィルム側を貼付し、ねじれ角９０゜の反射型ＴＮ液晶表示素子を作製した。
【００５１】得られた反射型ＴＮ液晶表示素子の明るさを実施例１と同様に測定したところ、コレステリック液晶フィルムを備えていない当該素子に比べて大幅に明るさが向上していることが確認された。
【００５２】（実施例５）液晶材料としてＭｅｒｃｋ社製ＺＬＩ−４７９２にカイラル剤としてＭｅｒｃｋ社製Ｃ−１５を２．０重量％となるように添加し、液晶組成物を得た。ＩＴＯ透明電極を備えた電極基板およびアルミ製反射電極を備えた電極基板をセルギャップ２．２μｍの２枚の電極基板間に、当該液晶組成物を注入し、液晶層を形成して液晶セルを作製した。この液晶セルの視認側、すなわちＩＴＯ透明電極基板側の面上に２枚の光学補償層を貼付し、その上に偏光板を貼付した。さらに偏光板上に参考例２で得られた透過型回折素子基板のＴＡＣフィルム側を貼付し、ねじれ角６３゜の反射型ＴＮ液晶表示素子を作製した。
【００５３】得られた反射型ＴＮ液晶表示素子の明るさを実施例１と同様に測定したところ、コレステリック液晶フィルムを備えていない当該素子に比べて大幅に明るさが向上していることが確認された。
【００５４】
【発明の効果】本発明の反射型液晶表示素子は、一部に回折能を示す領域を有するコレステリック液晶フィルムからなる透過型回折素子層を備えることにより、明るく視認性が高く、且つ低コストで簡便に製造できる反射型液晶表示素子とすることができる。
【出願人】 【識別番号】０００００４４４４
【氏名又は名称】日石三菱株式会社
【出願日】 平成１１年６月２２日（１９９９．６．２２）
【代理人】 【識別番号】１００１０３２８５
【弁理士】
【氏名又は名称】森田 順之
【公開番号】 特開２００１−４９８７（Ｐ２００１−４９８７Ａ）
【公開日】 平成１３年１月１２日（２００１．１．１２）
【出願番号】 特願平１１−１７５７１０