JPH0713137A

JPH0713137A - 液晶内包無機中空微粒子とそれを用いた液晶表示装置

Info

Publication number: JPH0713137A
Application number: JP15825193A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Mizuguchi; 正昭水口; Keisuke Suzuki; 桂祐鈴木
Original assignee: Suzukiyushi Industrial Corp
Current assignee: Suzukiyushi Industrial Corp
Priority date: 1993-06-29
Filing date: 1993-06-29
Publication date: 1995-01-17

Abstract

(57)【要約】【目的】液晶材料を小滴の形態で使用する利用分野にお
いて、小滴の形成や取り扱いが簡単となる液晶内包無機
中空微粒子とそれを用いた液晶表示装置を提供するもの
である。【構成】液晶内包無機中空微粒子としては無機物からな
る内部が中空の微粒子において、中空部にネマティック
液晶やネマティック液晶とコレステリック液晶とを混合
したもの、さらにはコレステリック液晶を内包したこと
を特徴とするものであり、２色性色素を液晶に溶かし込
むことも考慮される。また液晶表示装置としては、前述
の液晶内包無機中空微粒子を分散させた高分子物質を、
表面に電極を設けた２枚の支持基体間に挟んだことを特
徴とするものであり、前記高分子物質が親水性物質であ
ること、前記高分子物質が光硬化性樹脂であること、前
記高分子物質が熱硬化性樹脂であることがそれぞれ考慮
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶材料を小滴の形態で
使用する利用分野において、小滴の形成や取り扱いが簡
単となる液晶内包無機微粒子とそれを用いた液晶表示装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年液晶の利用技術の進歩には目ざまし
いものがあり、種々の用途に用いられて実用化されてい
る。このうち本発明は液晶を小滴の形態で使用する技術
に関するものであり、以下に従来の技術について液晶表
示装置と液晶温度センサの例を用いて説明する。先ず液
晶表示装置の例として、高分子分散型液晶表示装置があ
げられる。これは液晶の小滴を高分子基材中に分散し、
電界の有無によって液晶の屈折率を変化させ、これによ
り散乱と透過を制御して画像表示を得るものである。図
２はこのような従来の高分子分散型液晶表示装置の構造
を、概略的な断面図として表したものである。図例のも
のは、表面に透明電極２０、２０を設けた２枚の支持基
板２１、２１で、液晶の小滴（以下液滴と呼ぶ）２２・
・を分散した高分子物質からなる基材２３を挟み込んだ
ものである。そして上下の透明電極２０、２０間の電圧
の有無によって液滴２２・・の屈折率が変化し、液滴２
２・・の屈折率と基材２３の屈折率とが一致した場合に
は透過、不一致の場合には散乱の各表示モードが得られ
るものである。このような構造を単位画素として縦横に
多数配列し、個々の画素に印加する電圧を個別に制御す
ることによって画像が表示できるのである。

【０００３】続いて第２の例としては液晶温度センサが
あげられる。これは特にコレステリック液晶のらせんピ
ッチと同じ波長成分の可視光が反射されることを利用し
たものであり、このらせんピッチが温度によって変化す
ることにより、温度変化が反射光の色変化として認識で
きるものである。そして感温部を種々の形状にするた
め、高分子物質の基材中に液滴として分散する場合があ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この高分子基材中への
液滴の分散は、主に以下に掲げる２通りの方法によって
実現できるが、それぞれが問題点を有しており、以下に
液晶表示装置の例を用いて説明する。第１には液晶材料
を基材となる水溶性ポリマー溶液中で乳化した後、これ
を一方の支持基板の電極側に塗布し、他方の支持基板に
よって挟み込んだ状態で乾燥させるものである。この方
法には幅広い液晶材料が使用可能であるという利点があ
る。第２の方法は、基材となる等方性モノマーと液晶材
料とを混合したものを２枚の支持基板間に挟み込み、紫
外線照射や加熱によってポリマー化するものである。こ
の時ポリマーと液晶とは液滴を形成しながら分離し、そ
の結果基材中に液滴が分散されることになる。この方法
は、従来から高分子分散型液晶として広く利用されてい
るものである。

【０００５】このような液滴の形成においては基材に有
機材料を用いる場合が多く、液晶材料が有機物質である
ことから、基材と液晶が反応してしまう場合がある。従
って使用できる液晶材料が、おのずと限定されてしまう
ということが問題となっている。また、液滴の大きさは
できるだけ同じであることが好ましいが、基材の硬化条
件によって大きく変動するため、均一径の液滴を得るこ
とが困難であるだけでなく、製造条件の制御にもかなり
の困難が伴うのである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上述の問題点を
解決する目的で完成されたものであり、液晶材料を小滴
の形態で使用する利用分野において、小滴の形成や取り
扱いが簡単となる液晶内包無機中空微粒子とそれを用い
た液晶表示装置を提供するものである。上記課題を解決
した本発明の要旨は、先ず液晶内包無機中空微粒子とし
ては無機物からなる内部が中空の微粒子において、中空
部に液晶を内包したことを特徴とするものであり、前記
液晶がネマティック液晶であること、前記液晶がネマテ
ィック液晶とコレステリック液晶とを混合したものであ
ること、前記液晶がコレステリック液晶であること、前
記液晶中に色素を溶かし込んだこと、前記色素が２色性
色素であることをそれぞれ採用しうるものである。また
このような液晶内包無機微粒子を用いた液晶表示装置と
しては、前述の液晶内包無機中空微粒子を分散させた高
分子物質を、表面に電極を設けた２枚の支持基体間に挟
んだことを特徴とするものであり、前記高分子物質が親
水性物質であること、前記高分子物質が光硬化性樹脂で
あること、前記高分子物質が熱硬化性樹脂であることが
それぞれ考慮されるのである。

【０００７】このような本発明において、前記無機中空
微粒子としては耐熱、耐水、耐食性に優れたものが望ま
しく、アルカリ土類金属の炭酸塩、珪酸塩、燐酸塩、硫
酸塩や金属酸化物、金属水酸化物、その他の金属珪酸
塩、あるいはその他の金属炭酸塩等が使用可能である。
具体的には、アルカリ土類金属の炭酸塩としては炭酸カ
ルシウム、炭酸バリウム、炭酸マグネウム等が、アルカ
リ土類金属の珪酸塩としては珪酸カルシウム、珪酸バリ
ウム、珪酸マグネシウム等が、またアルカリ土類金属の
燐酸塩としては燐酸カルシウム、燐酸バリウム、燐酸マ
グネシウム等が、そしてまたアルカリ土類金属の硫酸塩
としては硫酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸マグネシ
ウム等がそれぞれ挙げられる。

【０００８】さらに金属酸化物としてはシリカ（無水珪
酸）、酸化チタン、酸化鉄、酸化コバルト、酸化亜鉛、
酸化ニッケル、酸化マンガン、酸化アルミニウム等が、
金属水酸化物としては水酸化鉄、水酸化ニッケル、水酸
化アルミニウム、水酸化カルシウム、水酸化クロム等が
それぞれ挙げられる。そしてその他の金属珪酸塩として
は珪酸亜鉛、珪酸アルミニウム、珪酸マグネシウム等
が、その他の金属炭酸塩としては炭酸亜鉛、炭酸アルミ
ニウム、炭酸銅、炭酸マグネシウム等がそれぞれ挙げら
れる。

【０００９】この無機中空微粒子は、すでに本出願人が
開示している界面反応法によって製造可能であり、以下
にその概要を説明する。先ずアルカリ金属の珪酸塩、炭
酸塩、燐酸塩、硝酸塩及びアルカリ土類金属またはその
他の金属のハロゲン化物から選ばれた無機化合物（Ａ）
の少なくとも１種を含む水溶液を調製する。次いでこれ
に有機溶剤を添加混合して水中油滴型（以下Ｏ／Ｗ型と
記す）乳濁液（Ｂ）とし、この乳濁液（Ｂ）を親油性界
面活性剤を含む有機溶剤中に添加混合して油中水中油滴
型（以下Ｏ／Ｗ／Ｏ型と記す）乳濁液（Ｃ）とする。最
後にアルカリ土類金属のハロゲン化物、無機酸、有機
酸、無機酸のアンモニウム塩、有機酸のアンモニウム塩
ならびにアルカリ金属の炭酸、硝酸塩の少なくとも１種
で且つ上記無機化合物（Ａ）との水溶液反応によって水
不溶性沈澱を形成しうる化合物（Ｄ）の水溶液に上記乳
濁液（Ｃ）を混合して無機中空微粒子を得るものであ
る。

【００１０】以上の製造方法は、本出願人らによる特公
平５−９１３３号に記載されているものであるが、以下
にその詳細を説明する。先ず上記無機化合物（Ａ）の少
なくとも１種を含む水溶液、好ましくはその濃度０．５
モル／ｌ以上、特に好ましくは３．０モル／ｌ〜飽和濃
度の水溶液に、有機溶剤を添加混合して上記Ｏ／Ｗ型乳
濁液（Ｂ）を調製する。この際の有機溶剤としては、従
来からこの種の方法において一般的に用いられてきたも
のがいずれも使用可能であり、好ましいものとして、常
温において液状で水に対する溶解度が８％以下で実質上
反応しないものが良い。これらの具体例としては、ｎ−
ヘキサン、イソヘキサン、ｎ−ヘプタン、イソヘプタ
ン、ｎ−オクタン、イソオクタン、ガソリン、石油エー
テル、灯油、ベンジン、ミネラルスピリット等の脂肪族
炭化水素類、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロ
ヘキセン、シクロノナン等の脂環式炭化水素類、ベンゼ
ン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、プロピルベ
ンゼン、クメン、メシチレン、テトラリン、スチレン等
の芳香族炭化水素類、プロピルエーテル、イソプロピル
エーテル等のエーテル類、塩化メチレン、クロロフォル
ム、塩化エチレン、トリクロロエタン、トリクロロエチ
レン等のハロゲン化炭化水素類、酢酸エステル、酢酸−
ｎ−プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸−ｎ−ブチル、
酢酸イソブチル、酢酸−ｎ−アミル、酢酸イソアミル、
乳酸ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチ
ル、プロピオン酸ブチル、酪酸メチル、酪酸エチル、酪
酸ブチル等のエステル類等が挙げられる。そしてこれら
の有機溶剤は、１種または２種以上を混合して使用する
こともできる。

【００１１】このＯ／Ｗ型乳化液（Ｂ）を調製する際に
は通常界面活性剤を用い、この際のＯ／Ｗ比は、得られ
る乳濁液が水中油滴型となる限り特に限定されるもので
はないが、Ｏ：Ｗ＝１：１０〜３：１程度とすることが
好ましい。そして界面活性剤の使用量は有機溶剤の１０
重量％程度以下が好ましく、特に０．０１〜３重量％程
度とすることが好ましい。

【００１２】この界面活性剤としても従来から一般的に
用いられてきたものがいずれも使用可能である。これら
の具体例としては、ソルビタンモノラウレート、ソルビ
タンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、
ソルビタントリステアレート、ソルビタンモノオレエー
ト、ソルビタンセキソオレエート等のソルビタン脂肪酸
エステル系のもの、ポリオキシエチレンソルビタンモノ
ラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミ
テート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレー
ト、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート、
ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート、ポリオ
キシエチレンソルビタンステアレート等のポリオキシエ
チレンソルビタン脂肪酸エステル系のもの、ポリオキシ
エチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンセチル
エーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポ
リオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレ
ンオクチルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンノ
ニルフェノールエーテル等のポリオキシエチレン高級ア
ルコールエーテル系のもの、ポリオキシエチレングリコ
ールモノラウレート、ポリオキシエチレングリコールモ
ノステアレート、ポリオキシエチレングリコールステア
レート、ポリオキシエチレングリコールモノオレエート
等のポリオキシエチレン脂肪酸エステル系のもの、ステ
アリン酸モノグリセライド、オレイン酸モノグリセライ
ド等のグリセリン脂肪酸エステル系のもの、テトラオレ
イン酸ポリオキシエチレンソルビット等のポリオキシエ
チレンナソルビトール脂肪酸エステル系のものが挙げら
れる。そしてこれらの界面活性剤は、１種または２種以
上を混合して使用することもできる。

【００１３】次いでこうして調製された上記Ｏ／Ｗ型乳
濁液（Ｂ）を、親油性界面活性剤を含む有機溶剤中に添
加混合してＯ／Ｗ／Ｏ型乳濁液（Ｃ）を調製する。この
際の有機溶剤および界面活性剤は、上記と同様の範囲の
ものから適宜選択されるのである。ここで上記乳濁液の
Ｏ／Ｗ／Ｏ比としては、Ｏ：Ｗ：Ｏ＝１：１〜１０：１
〜５０程度が好ましい。

【００１４】そして本発明においては上記Ｏ／Ｗ／Ｏ型
乳濁液（Ｃ）に、上記無機化合物（Ａ）との反応によっ
て水不溶性沈澱を形成しうる化合物（Ｄ）の水溶液を添
加混合し、無機中空微粒子の壁物質を形成させる。この
反応は常温、常圧で良好に進行するが、加熱下において
反応を促進させることもできる。化合物（Ｄ）の上記水
溶液濃度は０．０５モル／ｌ〜飽和濃度が良く、特に
０．１〜２モル／ｌ程度が好ましい。

【００１５】そして例えばシリカ（無水珪酸）の場合、
具体的には以下のような製造条件となる。まず水ガラス
１号（ＳｉＯ₂として４モル／ｌ）５００ｍｌに、ポリ
オキシエチレン（ｎ＝１０）ラウリルエーテル２％酢酸
エチル溶液を１００ｍｌ加え、高速攪拌してＯ／Ｗ型乳
濁液を調整する。次いでポリオキシエチレンラウリルエ
ーテル３％酢酸エチル溶液２０００ｍｌ中に加え、高速
攪拌してＯ／Ｗ／Ｏ型乳濁液を作製する。このようにし
て得られるＯ／Ｗ／Ｏ乳濁液を１モル／ｌの硫酸アンモ
ニウム３０００ｍｌを加えて攪拌して反応させたのち、
２時間程度放置して濾過分離し、所望の無機微粒子が得
られる。こうして得られる無機微粒子は、壁面に直径２
０〜３００Åの微小孔を有する多孔質の球状微粒子であ
り、最後に粒子内の酢酸エチルを蒸発させることによっ
て無機多孔質中空のシリカ微粒子が得られるのである。
上記条件によれば、粒子径１〜１０μｍで壁厚が粒子径
に対して約８％程度、可視光領域の屈折率で約１．５と
なる。次にこの中空部に液晶が内包されるのである。

【００１６】この際、粒子表面を不活性化処理すること
も有効であり、その具体的例としては、ジメチルポリシ
ロキサンやメチルハイドロジェンボロシロキサン等の熱
硬化性シリコーンオイル、シリコーンエマルジョン、シ
リコーンレジン等のシリコーン樹脂、メチルトリメトキ
シシラン、ヘキサメチルジシラザン、ビニルトリメトキ
シシラン、トリメチルコロロシラン等のシランカップリ
ング剤、ジハイドロジェンヘキサメチルシクロテトラシ
ロキサン、トリハイドロジェンペンタメチルシクロテト
ラシロキサン等の環状シリコーン化合物、イソプロピル
トリステアロイルチタネートやイソプロピルトリ（Ｎ−
アミノエチル−）チタネート等のチタネート系カップリ
ング剤、アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレ
ート等のアルミニウム系カップリング剤、フッ素シリコ
ーンコーティング剤、フッ素系コーティング剤等が好ま
しいものとして例示でき、またこれらのうち数種の組み
合わせも可能である。

【００１７】そして多孔質壁面の微小孔より液晶をしみ
込ませることにより、中空部に内包させるのである。こ
のためには微粒子を減圧下において中空部内部を減圧
し、加圧状態の液晶を接触させることにより、中空部内
外の圧力差を利用して壁面の微小孔より液晶をしみ込ま
せれば良い。この時の圧力差Ｐは、次式によって与えら
れる。Ｐ＝（−４γｃｏｓθ）／ｄ上式においてγは液晶の表面張力、θは液晶の壁面との
接触角、ｄは微小孔の直径である。

【００１８】このようにして中空部に導入される液晶と
しては、本発明ではネマティック液晶、コレスティック
液晶、ネマティック液晶とコレスティック液晶を混合し
たものが特に有効であるが、他にもスメクチック液晶や
ディスコティック液晶を内包させることも可能である。
液晶材料、即ち光学異方性を示す液体は、極めて多くの
種類のものが確認されているが、その中でもネマティッ
ク液晶の場合には特にシッフ系、アゾキシ系、シアノビ
フェニル系、シアノフェニルシクロヘキサン系、シアノ
フェニルエステル系、安息香酸フェニルエステル系、シ
クロヘキサンカルボン酸フェニルエステル系、フェニル
ピリミジン系、フェニルジオキサン系等の２環性のも
の、３乃至４個のベンゼン環、シクロヘキサン環を有す
る高温液晶等が挙げられ、中空部へのしみ込みを容易と
するために、粘度低減剤として知られる液晶材料を混合
させることも有効である。このようなネマティック液晶
は、表示装置用として特に有効である。

【００１９】次にコレステリック液晶としては、塩化コ
レステリン（Ｅ）とノナン酸コレステリン（Ｆ）との混
合物やオレイン酸コレステリンが最も代表的なものとし
て挙げられる。そして特に（Ｅ）と（Ｆ）の混合比と吸
着溶剤との組み合わせによって種々の色相変化が得ら
れ、必要に応じてこのような吸着溶剤とともに用いるこ
とも有効である。具体的には（Ｅ）が１５％、（Ｆ）が
８０％の場合には初期色相が赤色で、溶剤としてアセト
ン、ベンゼン、クロロホルムが選択される。次いで
（Ｅ）が２０％、（Ｆ）が８０％の場合には初期色相が
緑色で、溶剤としてベンゼンや石油エーテルを用いた場
合には青色を、クロロホルムやメチレンクロライドの場
合には赤色を、そしてトリクロロエチレンの場合には変
化はなく緑色のままの色相をそれぞれ呈するものであ
る。さらに（Ｅ）が２５％、（Ｆ）が７５％の場合には
初期色相が黄色または赤色で、溶剤としてベンゼンやト
リクロロエチレンを用いた場合には深い赤色を、クロロ
ホルムやメチレンクロライドの場合には赤色を、そして
石油エーテルの場合には青色をそれぞれ呈するものであ
る。また（Ｅ）が８０％、（Ｆ）が２０％の場合には初
期色相が赤色で、溶剤としてクロロホルムやメチレンク
ロライドを用いた場合には深い赤色を、石油エーテルの
場合には青色をそれぞれ呈するものである。一方オレイ
ン酸コレステリンの場合にはトリクロロエチレン、メチ
レンクロライド、石油エーテルを用いて青色発色とな
る。このようなコレステリック液晶は、液晶分子のらせ
んピッチと同じ波長成分の可視光が反射され、さらにこ
のらせんピッチは温度によって変化するので、特に液晶
温度センサとしての用途に適している。

【００２０】また表示装置用としては、上述のネマティ
ック液晶に僅かのコレステリック液晶を混合したカイラ
ルネマティック液晶も有用である。

【００２１】さらに表示装置用としては、上記液晶材料
に色素を溶解させてゲストホスト効果によるカラー表示
を得ることもできる。この場合の色素は二色性色素を指
し、大きな二色比（８以上）が得られること、液晶に対
する良好な溶解度特性を有すること、高純度であって液
晶の電気抵抗値に影響を与えないこと、等の基本特性が
要求される。このような色素材料としてはメロシアン
系、スチリル系、アゾメチン系、アゾ系、ベンゾキノン
系、ナフトキノン系、アントラキノン系、テトラジン系
等のものが挙げられる。

【００２２】そして、このような所望の液晶材料を中空
部に内包した無機中空微粒子を高分子物質中に分散し、
これを表面に透明電極を設けた２枚の支持基板間に挟む
ことによって液晶表示装置が実現できる。このとき、上
下２つの電極によって挟まれる領域を単位画素とし、こ
の単位画素の集合体によって画像表示を行うことができ
るのである。この際の支持基板には、例えばアルカリ金
属の含有量が少ないバリウムホウ珪酸ガラスが用いら
れ、透明電極材料としては酸化インジウム錫（以下ＩＴ
Ｏと記す）が一般的に用いられる。また上記液晶内包無
機中空微粒子を分散させる高分子物質のうち親水性のも
のでは、ポリビニルアルコール系、無水マレイン酸共重
合体、アクリル系等のものが挙げられる。また光硬化性
樹脂としてはポリケイ皮酸ビニルのように、ケイ皮酸の
ようなα、β不飽和カルボニル基を高分子に導入した光
架橋型感光性樹脂や、不飽和ポリマーやビニルモノマー
等が光によって重合することを利用した光重合型感光性
樹脂、その他ポリエステル、エポキシ、ウレタンに不飽
和基としてアクリレートを入れた樹脂と架橋剤として多
官能アクリルを混合したもの等が広く使用可能である。
そして熱硬化性樹脂としてはフェノール樹脂、ユリア樹
脂、メラミン樹脂、フラン樹脂、アルキド樹脂、不飽和
ポリエステル、ジアリルフタレート樹脂、エポキシ樹
脂、ケイ素樹脂、ポリウレタン等が挙げられる。

【００２３】

【作用】上述の手段によれば、以下の作用によって上記
従来技術における問題点が解決できる。先ず無機微粒子
の中空部に液晶を内包することにより、微粒子の大きさ
によって液滴の大きさが決まることになる。また液晶と
無機物質が接することになるので、液晶と微粒子間で反
応を起こすことはない。そしてネマティック液晶を内包
すると表示装置用として適したものとなり、またコレス
テリック液晶を内包すると温度センサ用として適したも
のとなる。さらに液晶と高分子物質からなる基材との間
は、微粒子を構成する無機物質によって隔てられること
になるので、液晶と高分子物質間も反応を起こすことも
ない。この高分子物質としては、親水性のものから光硬
化性のものや熱硬化性のものまで幅広い材料の中から選
択すれば良い。

【００２４】また、内包される液晶に色素を溶かし込む
ことによって、従来と同様の色表示も可能となる。

【００２５】

【実施例】図１は本発明の実施例を概略的に説明したも
のであり、（イ）として液晶を内包した無機多孔質中空
球状微粒子の断面図を、（ロ）として（イ）で示した液
晶内包の無機多孔質中空球状微粒子を用いた液晶表示装
置の単位画素部分における断面図をそれぞれ示してい
る。（イ）に図示するように、本微粒子１は多孔質の壁
面２を有する中空球状をなし、その中空部３にネマティ
ック相の液晶材料４を内包したものである。この微粒子
１の外径は１〜１００μｍ、壁面２の厚さは粒子径の２
〜４５％程度で、空隙率は最高で９４％程度である。壁
面２には無数の小孔５・・が存在し、この小孔５より液
晶材料４が導入される。この小孔５・・の径は約２０〜
１０００Åの範囲で分布し、平均的には２０〜６０Åの
間で分布している。また液晶材料４もそれ自身ある程度
の表面張力を有しており、一旦内包された液晶は、常圧
において外部にしみ出すことはないのである。

【００２６】そして（ロ）として示すように、表面にＩ
ＴＯの電極６、７を設けたコーニング社製７０５９ガラ
ス８、９を支持基体とし、２枚の支持基体間に上記液晶
内包の微粒子１を分散した高分子物質１０を挟み込むこ
とにより、従来の高分子分散型液晶表示装置と同等のも
のが実現できる。これは本微粒子１が従来の液滴に相当
するものであり、後述するように多くの効果が得られる
ものである。この時の液滴、即ち液晶を内包した微粒子
１の大きさは１μｍ〜１００μｍの間、好ましくは１０
μｍ以下が良い。また微粒子１の占める体積比としては
６０〜９０％程度が好ましい。また、このような表示用
に用いられる液晶材料は電圧印加時の屈折率で１．５〜
１．７程度のものが一般的であり、高分子物質１０の屈
折率との整合を取ることが重要となる。例えば高分子物
質１０に屈折率が１．５〜１．７程度のものを用いる
と、電圧を印加していない場合は液晶４との屈折率が一
致せず散乱モードとなり、電圧印加時には液晶４との屈
折率が一致し、且つ微粒子１、７０５９ガラス８、９の
屈折率もこの範囲であるので、すべての屈折率が一致す
る結果として透過モードが得られることになる。またこ
れとは逆に、液晶材料４との組み合わせにより、電圧印
加時に散乱モードとすることも可能である。

【００２７】また支持基体間のギャップは数μｍ〜数百
μｍの間に設定されるが、得られる画像のコントラスト
と、散乱、透過の両モードを制御しうる印加電圧の大き
さとの兼ね合いによって最適値を決定すれば良い。即ち
支持基体間のギャップを小さくすれば、必要となる印加
電圧は小さくなるがコントラストは低下し、逆にギャッ
プを大きくすれば、高い印加電圧が必要となる代わりに
コントラストは向上することになる。そして分級によっ
て粒径を一定水準に揃えた微粒子１を用いることによ
り、これら表示装置の設計が極めて容易かつ精度の高い
ものとなる。

【００２８】この液晶表示パネルは従来同様、薄膜トラ
ンジスターやダイオードを用いたアクティブマトリクス
法によって駆動することができ、特にカラーフィルター
と、投射光学系との組み合わせによる投射型フルカラー
液晶表示装置として利用価値が高い。また、２色性色素
を溶解した液晶材料を内包した微粒子を用いることによ
り、ゲストホスト方式の反射型カラー液晶表示装置を構
成することもできる。さらにコレステリック液晶を用い
て、液晶温度センサーとしての応用も可能である。

【００２９】

【発明の効果】前述の作用によって以下の効果が得られ
る。先ず無機微粒子の中空部に液晶を内包することによ
り、微粒子の大きさによって液滴の大きさが決まること
になるので、液滴の大きさを均一にすることができると
いう画期的な効果を得ることができる。そしてネマティ
ック液晶またはネマティック液晶とコレステリック液晶
とを混合したものを内包すると表示装置用として適した
ものとなり、またコレステリック液晶を内包すると温度
センサ用として適したものとなる。従って、内包する液
晶材料の種類によって、種々の用途に応用可能な微粒子
材料として供することができる。また、液滴の大きさを
均一にできるということは、液晶表示装置を構成する場
合に特に有効であり、表示装置の設計が極めて容易にか
つ高精度に行うことができるのである。また液晶と無機
物質が接することになるので、液晶と微粒子間で反応を
起こすことがなく、より幅広い範囲の液晶材料が使用可
能となる。特にコレステリック液晶の着色溶剤としても
広範な材料が使用できるのである。

【００３０】さらに表示装置においては、液晶と高分子
物質からなる基材との間が微粒子を構成する無機物質に
よって隔てられることになるので、液晶と高分子物質間
も反応を起こすこともなく、従来に比べて液晶、高分子
物質ともに材料の選択自由度が高くなる。

【００３１】また、内包される液晶に２色性色素を溶か
し込むことによって、従来と同様の色表示も可能となる
が、上述の如く液晶は無機物質と接することになるの
で、色素の選定においては、液晶との整合性のみを考慮
すれば良いことになる。

【００３２】このように本発明の液晶内包無機中空微粒
子は、均一径の液滴を得る手段として多くの優れた特長
を有しており、液晶表示装置や液晶温度センサ等、極め
て汎大な利用範囲を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を概略的に表す説明図で、
（イ）は液晶を内包した無機多孔質球状微粒子の断面説
明図、（ロ）は（イ）で示した液晶内包の無機多孔質球
状微粒子を用いた液晶表示装置の単位画素部分における
断面説明図

【図２】従来技術による液晶表示装置の単位画素部分に
おける断面説明図

【符号の説明】

１微粒子２壁面３中空部４液晶材料５小孔６、７電極８、９７０５９ガラス１０高分子物質２０電極２１支持基体２２液滴２３基材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】無機物からなる内部が中空の微粒子におい
て、中空部に液晶を内包したことを特徴とする液晶内包
無機中空微粒子。
【請求項２】前記液晶がネマティック液晶であることを
特徴とする請求項１記載の液晶内包無機中空微粒子。
【請求項３】前記液晶がネマティック液晶とコレステリ
ック液晶とを混合したものであることを特徴とする請求
項１記載の液晶内包無機中空微粒子。
【請求項４】前記液晶がコレステリック液晶であること
を特徴とする請求項１記載の液晶内包無機中空微粒子。
【請求項５】前記液晶中に色素を溶かし込んだことを特
徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の液晶内包
無機中空微粒子。
【請求項６】前記色素が２色性色素であることを特徴と
する請求項５記載の液晶内包無機中空微粒子。
【請求項７】請求項１〜６のいずれか１項に記載の液晶
内包無機中空微粒子を分散させた高分子物質を、表面に
電極を設けた２枚の支持基体間に挟んだことを特徴とす
る液晶表示装置。
【請求項８】前記高分子物質が親水性物質であることを
特徴とする請求項７記載の液晶表示装置。
【請求項９】前記高分子物質が光硬化性樹脂であること
を特徴とする請求項７記載の液晶表示装置。
【請求項１０】前記高分子物質が熱硬化性樹脂であるこ
とを特徴とする請求項７記載の液晶表示装置。