JPH1031217A

JPH1031217A - 調光素子、調光素子製造方法および反射型表示装置

Info

Publication number: JPH1031217A
Application number: JP8205396A
Authority: JP
Inventors: Sadaichi Suzuki; 貞一鈴木
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1996-07-16
Filing date: 1996-07-16
Publication date: 1998-02-03

Abstract

(57)【要約】【課題】反射波長幅が広い体積ホログラム型の調光素
子を容易かつ確実に得ることができるようにする。【解決手段】透明電極１２を形成し、配向膜１３とし
てステアリン酸配向剤を塗布した上部基板１１と、透明
電極２２を形成した下部基板２１とを、所定の間隔で対
向させたセル１０に、正の誘電異方性を有するネマティ
ック液晶と光重合性モノマーとの混合液３０を注入す
る。このとき、混合液３０中の屈折率は、液晶１の複屈
折性により、セル１０に垂直な方向に連続的に変化する
ようになる。この状態で、上部基板１１側および下部基
板２１側から、同位相のレーザ光１０１および１０２を
混合液３０に照射して、混合液３０中の光重合性モノマ
ーを重合させる。その後、セル１０全体を加熱して、配
向膜１３を形成しているステアリン酸を液晶中に溶融さ
せる。得られた調光素子は、液晶層とポリマー層による
屈折率の変化の周期が、セル１０に垂直な方向に連続的
に変化するものとなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電場や磁場など
の外場の有無または程度に応じて、光を反射し、または
透過させる調光素子、およびその調光素子の製造方法、
およびその調光素子を用いた反射型表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、ＴＦＴ（薄膜トランジ
スタ）技術の進展などと相まって、非常に表示品質の高
いフラットパネルカラーディスプレイを実現できるもの
となっている。しかし、専用の光源であるバックライト
を必要とするので、消費電力が大きく、携帯型の情報機
器などに用いるには、必ずしも適さない。そこで、バッ
クライトを使用しないで外光を利用する反射型液晶表示
装置が注目されている。

【０００３】従来、反射型液晶表示装置としては、ＴＮ
（捩じれネマティック）方式、相転移型ＧＨ（ゲストホ
スト）方式、およびＥＣＢ（複屈折制御）方式などが知
られているが、最近、特に体積ホログラムによる干渉反
射方式が注目されている。

【０００４】体積ホログラムは、液晶と光硬化性物質の
混合液から作製され、電場や磁場などの外場の有無また
は程度に応じて、特定波長の光を反射し、または透過さ
せるもので、Ｊ.of ＳＩＤ Vol.2,No1('94)p37 には、
光重合性モノマーにネマティック液晶を混合したものに
二方向からレーザ光を照射し、その干渉効果によって体
積ホログラムを作製する方法が示されている。

【０００５】この場合、混合液内にレーザ光が照射され
ることによって、レーザ光の干渉により光強度が強くな
った空間的部分では、モノマーの光重合が進んでポリマ
ーの密度が高くなり、逆に光強度が弱い空間的部分で
は、その分、液晶の密度が高くなる。したがって、ポリ
マーと液晶の密度の違いによる周期構造が形成される。
また、干渉縞の間隔は、照射するレーザ光の媒質中での
波長と同一となる。

【０００６】このとき、液晶はランダムな方向に向いて
いると考えられるが、液晶のランダムな方向に向いた状
態での平均的屈折率が、ポリマーのそれと異なっていれ
ば、屈折率が周期的に変化する構造が形成されることに
なる。そして、この多層構造によって、干渉縞の間隔に
対応した波長の外光が７０％もの高い反射率で反射する
ことが知られている。

【０００７】電場を印加することによって、液晶分子を
電場方向に整列させることができることは、よく知られ
ているところで、上記の体積ホログラムでは、電場を印
加して液晶分子を電場方向に整列させたときに、液晶の
電場方向の屈折率がポリマーのそれと等しくなるよう
に、混合液の組成を選定しておくと、電場を印加したと
き、屈折率の周期的な変化が消失して、体積ホログラム
は、光を反射しないで、すべて透過させる状態となる。

【０００８】したがって、体積ホログラムは、電場を印
加するか否かに応じて、特定波長の光をスイッチングす
ることができ、特開平４−３５５４２４号、特開平４−
１７８６２３号、特開平５−１８１４０３号、ＳＩＤ９
５ＤＩＧＥＳＴｐ２６７、ＡＳＩＡＤＩＳＰＬＡＹ９
５ｐ６０３などで示されているように、カラー液晶ディ
スプレイを構成することができる。

【０００９】さらに、体積ホログラムは、印加する電圧
の大きさによって、反射率を０％から７０％までの範囲
にわたって変化させることができ、反射光量を任意にコ
ントロールできることが、上記文献によって知られてい
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
体積ホログラム調光素子は、上記文献に示されているよ
うに、一定波長のレーザ光の干渉効果によって、屈折率
が周期的に変化する構造が形成されるため、屈折率の変
化の周期が一定となる。そのため、外光中の、ある特定
波長の光のみを選択的に反射し、反射波長幅が狭くな
る。そのため、これを反射型表示装置として使用する場
合には、表示色の単色性は良いものの、外光が効果的に
利用されず、表示色が暗くなる欠点がある。

【００１１】そこで、この発明は、体積ホログラム型の
調光素子において、反射波長幅が広くなり、反射型表示
装置として使用する場合に表示色が明るくなるようにし
たものである。また、この発明は、そのような反射波長
幅が広い調光素子を容易かつ確実に得ることのできる調
光素子製造方法を提供するものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】調光素子の発明である請
求項１の発明では、液晶層と光硬化性物質層が交互に形
成され、外場の有無または程度に応じて、光を反射し、
または透過させる調光素子において、特に、前記液晶層
と前記光硬化性物質層による屈折率の変化の周期が、当
該調光素子の一面側から他面側にかけて連続的に変化す
るものとする。

【００１３】調光素子製造方法の発明である請求項２の
発明では、一方の基板の内面に電極および配向膜を形成
し、他方の基板の内面に電極を形成した一対の基板間
に、液晶と光硬化性物質との混合液を装填し、その後、
前記混合液に同位相の可干渉光を照射して、前記混合液
中に光硬化性物質層を周期的に形成し、その後、前記配
向膜による配向規制力を除去する。

【００１４】この場合、一方の基板側の配向膜として垂
直配向膜または水平配向膜を形成することができる。

【００１５】同様に調光素子製造方法の発明である請求
項５の発明では、一方の基板の内面に電極および配向膜
を形成し、他方の基板の内面に電極および前記一方の基
板側の配向膜とは配向方向の異なる配向膜を形成した一
対の基板間に、液晶と光硬化性物質との混合液を装填
し、その後、前記混合液に同位相の可干渉光を照射し
て、前記混合液中に光硬化性物質層を周期的に形成し、
その後、前記一方の基板側の配向膜による配向規制力、
および前記他方の基板側の配向膜による配向規制力を除
去する。

【００１６】この場合、一方の基板側の配向膜による配
向、および他方の基板側の配向膜による配向は、ハイブ
リッド配向とすることができる。

【００１７】

【作用】体積ホログラム型の調光素子においては、反射
波長が、液晶層と光硬化性物質層による屈折率の変化の
周期に依存し、その変化の周期が一定のときには、上述
したように反射波長幅が狭くなる。

【００１８】これに対して、請求項１の発明の調光素子
においては、液晶層と光硬化性物質層による屈折率の変
化の周期が、一定ではなく、当該調光素子の一面側から
他面側にかけて連続的に変化する。したがって、調光素
子の一面側に近い部分では、屈折率の変化の周期が相対
的に小さいことによって、反射波長が相対的に短くな
り、他面側に近い部分では、屈折率の変化の周期が相対
的に大きいことによって、反射波長が相対的に長くな
り、一面側と他面側の中間の部分では、屈折率の変化の
周期が相対的に中間の大きさであることによって、反射
波長が相対的に中間の長さとなる。したがって、反射波
長幅が広くなり、反射型表示装置として使用する場合、
外光が効果的に利用されて、表示色が明るくなる。

【００１９】請求項２の発明の調光素子製造方法におい
ては、一対の基板間に液晶と光硬化性物質との混合液を
装填した状態では、混合液中の液晶は、一方の基板との
界面近傍では、一方の基板に形成された配向膜の配向規
制力により、高い割合で、基板に垂直または水平な方向
に、秩序だって配列される。

【００２０】この秩序だった配列は、一方の基板との界
面から離れるにつれて、配向膜による配向規制力が弱ま
ることにより、徐々に乱れ、他方の基板との界面近傍で
は、光硬化性物質の影響もあって、液晶はランダムな方
向に向いた状態となる。したがって、このとき、混合液
中の屈折率は、液晶の複屈折性により、一方の基板側か
ら他方の基板側にかけて基板に垂直な方向に、連続的に
変化することになる。

【００２１】この状態で、混合液に同位相の可干渉光を
照射すると、混合液中に混合液中における可干渉光の波
長の間隔で多数の干渉縞が形成され、その干渉縞に沿っ
て光硬化性物質が重合されるが、混合液中における上記
の空間的な屈折率の変化につれて、干渉縞の物理的間隔
も連続的に変化することになり、その結果、光硬化性物
質の重合の間隔が連続的に変化して、多層構造の物理的
間隔が連続的に変化した、液晶と光硬化性物質との混合
セルが形成される。ただし、この段階では、多層構造の
物理的間隔は変化しているが、それに伴って屈折率も変
化しているため、いまだ光路長の変化はない。

【００２２】そして、次に、セル全体を加熱するなどに
よって、一方の基板側の配向膜による配向規制力を除去
すると、一方の基板との界面に近くなるに従って垂直方
向または水平方向に配向されていた液晶も、ランダムな
方向に向くようになり、セル全体にわたって液晶が同一
の状態となる。したがって、このとき始めて、光路長が
連続的に変化した多層構造が形成され、請求項１の発明
の調光素子が得られる。

【００２３】請求項５の発明の調光素子製造方法におい
ては、一対の基板間に液晶と光硬化性物質との混合液を
装填した状態では、混合液中の液晶は、例えば、一方の
基板との界面近傍では、一方の基板に形成された配向膜
の配向規制力により、基板に垂直な方向に秩序だって配
列され、他方の基板との界面近傍では、他方の基板に形
成された配向膜の配向規制力により、基板に水平な方向
に秩序だって配列され、一方の基板と他方の基板の中間
の位置では、垂直方向と水平方向との間の方向を向くよ
うになる。

【００２４】したがって、このとき、混合液中の屈折率
は、液晶の複屈折性により、一方の基板側から他方の基
板側にかけて基板に垂直な方向に、連続的に変化するこ
とになる。

【００２５】この状態で、混合液に同位相の可干渉光を
照射すると、混合液中における可干渉光の波長の間隔で
多数の干渉縞が形成され、その干渉縞に沿って光硬化性
物質が重合されるが、混合液中における上記の空間的な
屈折率の変化につれて、干渉縞の物理的間隔も連続的に
変化することになり、その結果、光硬化性物質の重合の
間隔が連続的に変化して、多層構造の物理的間隔が連続
的に変化した、液晶と光硬化性物質との混合セルが形成
される。ただし、この段階では、多層構造の物理的間隔
は変化しているが、それに伴って屈折率も変化している
ため、いまだ光路長の変化はない。

【００２６】そして、次に、セル全体を加熱するなどに
よって、一方の基板側の配向膜および他方の基板側の配
向膜による配向規制力を除去すると、一方の基板または
他方の基板との界面に近くなるに従って垂直方向または
水平方向に配向されていた液晶が、ランダムな方向を向
くようになり、セル全体にわたって液晶が同一の状態と
なる。したがって、このとき始めて、光路長が連続的に
変化した多層構造が形成され、請求項１の発明の調光素
子が得られる。

【００２７】

【発明の実施の形態】

〔実施例１…図１および図２〕この発明の調光素子製造
方法の第１の例を、それによって得られる、この発明の
調光素子とともに示す。その製造方法の例は、請求項２
の発明の一例である。

【００２８】まず、図１に示すように、透明な無アルカ
リ性ガラス基板からなる上部基板１１の一面に、ＩＴＯ
膜からなる透明電極１２を所定パターンに形成する。透
明電極１２上には、絶縁膜を形成してもよい。

【００２９】次に、透明電極１２上に配向膜１３を形成
する。配向膜１３としては、物理吸着力が小さく、熱な
どによって変化させやすいものを用いる。一例として、
ステアリン酸（融点７０．５゜Ｃ，ＣＨ_３（ＣＨ_２）
_１６ＣＯＯＨ）配向剤を塗布する。

【００３０】ステアリン酸配向剤は、物理吸着力がそれ
ほど大きくなく、融点も７０゜Ｃ程度で低いので、耐久
力がそれほど高くないが、後にこれを除去する時には、
かえって都合がよい。そして、ステアリン酸は液晶に対
して垂直配向性を有する。

【００３１】上部基板１１への透明電極１２および配向
膜１３の形成と同時に、または相前後して、透明な無ア
ルカリ性ガラス基板からなる下部基板２１の一面に、Ｉ
ＴＯ膜からなる透明電極２２を所定パターンに形成す
る。ただし、下部基板２１上には配向膜を形成しない。

【００３２】次に、上部基板１１と下部基板２１を、そ
れぞれの透明電極１２および配向膜１３または透明電極
２２を形成した一面側を内側にして対向させ、図では省
略しているスペーサによって５μｍの間隔に保持して、
セル１０を形成する。

【００３３】次に、セル１０に、正の誘電異方性を有す
るネマティック液晶と、光重合性モノマーと、光重合開
始剤との混合液３０を注入して、セル１０を封止する。

【００３４】このとき、混合液３０中の液晶１は、上部
基板１１との界面近傍では、ステアリン酸配向剤からな
る配向膜１３の配向規制力により、高い割合で上部基板
１１に垂直な方向に秩序だって配列される。しかし、ス
テアリン酸の配向規制力がそれほど強くないことと、下
部基板２１側には配向膜が形成されていないことによ
り、上部基板１１との界面から離れるにつれて、液晶１
の配列が乱れ、下部基板２１との界面近傍では、光重合
性モノマーの影響もあって、液晶はランダムな方向を向
いた状態となる。

【００３５】したがって、このとき、混合液３０中の屈
折率は、液晶１の複屈折性により、セル１０に垂直な方
向に、上部基板１１側から下部基板２１側にかけて増加
するように、連続的に変化することになる。具体的に、
セル１０に垂直に入射する光に対する、上部基板１１側
と下部基板２１側との屈折率差は、０．１５程度にな
る。

【００３６】この状態で、上部基板１１側および下部基
板２１側から、同位相のレーザ光１０１および１０２を
混合液３０に照射する。例えば、波長４８８ｎｍの同位
相のアルゴンレーザ光を、レーザ光１０１，１０２とし
て混合液３０に照射する。

【００３７】これによって、レーザ光１０１，１０２の
コヒーレンスにより、混合液３０中には、混合液３０中
におけるレーザ光１０１，１０２の波長の間隔で多数の
干渉縞が形成されるが、上記のように混合液３０中の空
間的な屈折率が上部基板１１側から下部基板２１側にか
けて連続的に増加しているので、図１において模式的
に、干渉のピーク位置をラインＨで示し、干渉のボトム
位置をラインＬで示すように、干渉縞の物理的間隔は、
セル１０に垂直な方向に、上部基板１１側から下部基板
２１側にかけて短くなるように、連続的に変化するよう
になる。

【００３８】そして、混合液３０に加えられた光重合開
始剤の作用により、この干渉縞に沿って、干渉のピーク
位置Ｈで光重合性モノマーが重合されて、ピーク位置Ｈ
ではポリマー３の密度が高くなり、逆に干渉のボトム位
置Ｌでは液晶１の密度が高くなって、結果として、ポリ
マー３の密度が高い部分と液晶１の密度が高い部分とに
分離した多層構造が形成される。ただし、この段階で
は、多層構造の物理的間隔は変化しているが、それに伴
って屈折率も変化しているため、いまだ光路長の変化は
生じない。

【００３９】重合反応が完了したら、次に、配向膜１３
を形成しているステアリン酸の融点を超える８０゜Ｃま
でセル１０全体を加熱し、ステアリン酸を液晶中に溶融
させて、ステアリン酸による配向規制力を除去する。

【００４０】これによって、上部基板１１側で垂直方向
に配向されていた液晶も、ランダムな方向に向くように
なり、図２に示すように、セル１０全体にわたって液晶
１が同一の状態となる。したがって、このとき始めて、
光路長が連続的に変化した多層構造が形成される。

【００４１】すなわち、このとき、図２に示すように、
透明電極１２，２２間においては、図１に示した干渉の
ピーク位置Ｈに相当する位置Ｐにおいて、ポリマーの密
度が高い部分が、ポリマー層４として、その物理的間隔
が、セル１０に垂直な方向に、上部基板１１側から下部
基板２１側にかけて短くなるように、連続的に変化した
状態で形成されるとともに、ポリマー層４の層間には、
液晶１がランダムな方向に向いた、液晶１の密度が高い
部分が、液晶層２として形成される。

【００４２】なお、上記のようにセル１０全体を加熱す
ることによって、光重合性モノマーの未露光部を熱重合
することもできる。また、さらに通常光をセル１０全体
に照射することによって、光重合性モノマーの未露光部
を重合し、安定化させるようにしてもよい。

【００４３】上記のようにして得られた調光素子は、液
晶１の通常光に対する屈折率ｎｏがポリマー３の屈折率
と等しくなるように、当初の混合液３０の組成を選択し
ておくことによって、透明電極１２，２２間に電圧を印
加しない状態では、液晶１がランダムな方向に向くこと
により、液晶層２とポリマー層４との間に屈折率の違い
を生じて、透明電極１２，２２間において屈折率の周期
的な変化を生じ、特定波長の光を反射するとともに、透
明電極１２，２２間に電圧を印加した状態では、液晶１
がセル１０と垂直な方向に配列されることにより、液晶
層２とポリマー層４の屈折率が等しくなって、透明電極
１２，２２間の屈折率の周期的な変化が消失し、入射光
をすべて透過させる。

【００４４】逆に、液晶１がランダムな方向に向いてい
る状態で、液晶層２とポリマー層４の屈折率が等しくな
るようにしてもよい。この場合には、得られた調光素子
は、透明電極１２，２２間に電圧を印加しない状態で
は、透明電極１２，２２間に屈折率の周期的な変化を生
じず、入射光をすべて透過させるとともに、透明電極１
２，２２間に電圧を印加した状態では、液晶１がセル１
０と垂直な方向に配列されることにより、液晶層２とポ
リマー層４との間に屈折率の違いを生じて、透明電極１
２，２２間において屈折率の周期的な変化を生じ、特定
波長の光を反射する。

【００４５】そして、いずれの場合も、上記のようにし
て得られた調光素子は、透明電極１２，２２間に屈折率
の周期的な変化を生じて特定波長の光を反射するときに
は、その屈折率の変化の周期が一定ではなく、透明電極
１２側から透明電極２２側にかけて連続的に変化するの
で、反射波長幅が広くなる。したがって、その調光素子
を反射型表示装置として使用する場合、外光が効果的に
利用されて、表示色が明るくなる。

【００４６】上記の具体例では、上述したように重合時
の上部基板１１側と下部基板２１側との屈折率差が０．
１５程度あるので、液晶の通常光に対する屈折率ｎｏ
（１．５前後）との比較から、反射波長幅として、従来
の４〜５倍の、約５０ｎｍの半値幅を得ることができ
る。

【００４７】なお、光重合性モノマーとして、光重合性
液晶性モノマーを用いてもよい。また、光重合性モノマ
ーの代わりに、光重合性オリゴマーを用いることもでき
る。

【００４８】さらに、上記の例は、配向膜１３としてス
テアリン酸配向剤を塗布して、上部基板１１側において
液晶１を上部基板１１に垂直な方向に配列させる場合で
あるが、配向膜１３として例えばカーボンを塗布して、
上部基板１１側において液晶１を上部基板１１に水平な
方向に配列させてもよく、その場合でも同様の調光素子
を得ることができる。

【００４９】また、電界の代わりに磁界によって、得ら
れた調光素子の状態ないし反射率を制御することもでき
る。

【００５０】〔実施例２…図３〕この発明の調光素子製
造方法の第２の例を示す。その製造方法の例は、請求項
５の発明の一例である。

【００５１】まず、図３に示すように、透明な無アルカ
リ性ガラス基板からなる上部基板１１の一面に、ＩＴＯ
膜からなる透明電極１２を所定パターンに形成し、透明
電極１２上に配向膜１３を形成する。配向膜１３として
は、例えば実施例１と同様にステアリン酸配向剤を塗布
する。透明電極１２と配向膜１３との間に、絶縁膜を形
成してもよい。

【００５２】上部基板１１への透明電極１２および配向
膜１３の形成と同時に、または相前後して、透明な無ア
ルカリ性ガラス基板からなる下部基板２１の一面に、Ｉ
ＴＯ膜からなる透明電極２２を所定パターンに形成し、
透明電極２２上に配向膜２３を形成する。配向膜２３と
しては、上部基板１１側の配向膜１３とは配向方向の異
なるもの、すなわち、上記のように配向膜１３としてス
テアリン酸配向剤を塗布する場合には、例えばカーボン
を塗布する。カーボンは、液晶に対して水平配向性を有
する。

【００５３】したがって、上部基板１１側の配向膜１３
としてステアリン酸配向剤を塗布し、下部基板２１側の
配向膜２３としてカーボンを塗布することによって、後
述するように、上部基板１１側はホメオトロピック配向
で、下部基板２１側はホモジニアス配向の、いわゆるハ
イブリッド配向を実現することができる。

【００５４】次に、上部基板１１と下部基板２１を、そ
れぞれの透明電極１２および配向膜１３または透明電極
２２および配向膜２３を形成した一面側を内側にして対
向させ、図では省略しているスペーサによって５μｍの
間隔に保持して、セル１０を形成する。

【００５５】次に、セル１０に、正の誘電異方性を有す
るネマティック液晶と、光重合性モノマーと、光重合開
始剤との混合液３０を注入して、セル１０を封止する。

【００５６】このとき、混合液３０中の液晶１は、上部
基板１１との界面近傍では、ステアリン酸配向剤からな
る配向膜１３の配向規制力により、高い割合で上部基板
１１に垂直な方向に秩序だって配列され、下部基板２１
との界面近傍では、カーボンからなる配向膜２３の配向
規制力により、高い割合で下部基板２１に水平な方向に
秩序だって配列され、上部基板１１と下部基板２１の中
間の位置では、上部基板１１および下部基板２１に対し
て斜めの方向に配列されて、セル１０はハイブリッド配
向セルを構成する。

【００５７】したがって、このとき、混合液３０中の屈
折率は、液晶１の複屈折性により、セル１０に垂直な方
向に、上部基板１１側から下部基板２１側にかけて増加
するように、連続的に変化することになる。

【００５８】この状態で、上部基板１１側および下部基
板２１側から、同位相のレーザ光１０１および１０２を
混合液３０に照射する。例えば、波長４８８ｎｍの同位
相のアルゴンレーザ光を、レーザ光１０１，１０２とし
て混合液３０に照射する。この場合、下部基板２１側か
ら照射するレーザ光１０２は、その偏光方向を、下部基
板２１側で水平方向に配向されている液晶の主軸方向に
一致させる。

【００５９】これによって、混合液３０中の液晶１は、
上部基板１１側では通常光に対する屈折率を有するに対
して、下部基板２１側では異常光に対する屈折率を有す
るようになって、上部基板１１側と下部基板２１側と
で、実施例１の場合より大きい、０．２程度の屈折率差
を生じる。そのため、この例では、後述するように、実
施例１の場合より、より広い反射波長幅が得られる。

【００６０】このようにレーザ光１０１，１０２を照射
することによって、実施例１と同様に、混合液３０中に
多数の干渉縞が形成され、その干渉縞に沿って、干渉の
ピーク位置で光重合性モノマーが重合されて、ピーク位
置ではポリマー３の密度が高くなり、逆に干渉のボトム
位置では液晶１の密度が高くなって、結果として、ポリ
マー３の密度が高い部分と液晶１の密度が高い部分とに
分離した多層構造が形成される。もちろん、この場合
も、この段階では、いまだ光路長の変化を生じない。

【００６１】重合反応が完了したら、次に、セル１０全
体を加熱して、配向膜１３を形成しているステアリン酸
および配向膜２３を形成しているカーボンを液晶中に溶
融させ、ステアリン酸およびカーボンによる配向規制力
を除去する。

【００６２】これによって、セル１０全体にわたって、
液晶１はランダムな方向に向いた状態となる。したがっ
て、このとき始めて、光路長が連続的に変化した多層構
造が形成される。

【００６３】なお、上記のようにセル１０全体を加熱す
ることによって、光重合性モノマーの未露光部を熱重合
することもできる。また、さらに通常光をセル１０全体
に照射することによって、光重合性モノマーの未露光部
を重合し、安定化させるようにしてもよい。

【００６４】そして、上記のようにして得られた調光素
子も、実施例１で得られた調光素子と同様に、透明電極
１２，２２間に電圧を印加しない状態では、透明電極１
２，２２間において屈折率の周期的な変化を生じて、特
定波長の光を反射するとともに、透明電極１２，２２間
に電圧を印加した状態では、透明電極１２，２２間の屈
折率の周期的な変化が消失して、入射光をすべて透過さ
せ、または逆に、透明電極１２，２２間に電圧を印加し
ない状態では、透明電極１２，２２間に屈折率の周期的
な変化を生じず、入射光をすべて透過させるとともに、
透明電極１２，２２間に電圧を印加した状態では、透明
電極１２，２２間において屈折率の周期的な変化を生じ
て、特定波長の光を反射する。

【００６５】しかも、この例では、上述したように重合
時の上部基板１１側と下部基板２１側との屈折率差が
０．２程度にもなるので、反射波長幅として、実施例１
の場合より広い、約７０ｎｍの半値幅を得ることができ
る。

【００６６】なお、この例においても、光重合性モノマ
ーとして、光重合性液晶性モノマーを用いてもよい。ま
た、光重合性モノマーの代わりに、光重合性オリゴマー
を用いることもできる。

【００６７】さらに、電界の代わりに磁界によって、得
られた調光素子の状態ないし反射率を制御することもで
きる。

【００６８】〔反射型表示装置としての実施例…図４〕
図４は、この発明の反射型表示装置の一例を示し、それ
ぞれ上述した実施例１または２の方法によって製造した
３つの調光素子を、それぞれ赤、緑、青の色光を反射す
る反射型表示素子として用いて、フルカラー表示が可能
な反射型表示装置を構成した場合である。

【００６９】すなわち、この例の反射型表示装置は、透
明基板１１Ｒ，２１Ｒ間に調光層４１Ｒを挟持した調光
素子４０Ｒ、透明基板１１Ｇ，２１Ｇ間に調光層４１Ｇ
を挟持した調光素子４０Ｇ、および透明基板１１Ｂ，２
１Ｂ間に調光層４１Ｂを挟持した調光素子４０Ｂを、そ
れぞれ上述した実施例１または２の方法によって製造し
て積層し、調光素子４０Ｂの裏面側に光吸収層５０を形
成したものである。

【００７０】調光層４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂは、それぞ
れ赤、緑、青の波長領域を反射波長領域とするもので、
それぞれの反射率を独立に制御できるように、それぞれ
に対して表示画素６０ごとに透明電極１２および２２を
設ける。したがって、加法混色により任意の表示色が得
られる。

【００７１】なお、図示していないが、それぞれ赤、
緑、青の波長領域を反射波長領域とする３つの調光層
を、それぞれの面方向に並置したものを、一つの表示画
素として、その表示画素を複数、並置するようにしても
よい。

【００７２】

【発明の効果】上述したように、この発明の調光素子に
よれば、反射波長幅が広くなり、反射型表示装置として
使用する場合に表示色が明るくなる。また、この発明の
調光素子製造方法によれば、そのような反射波長幅が広
い調光素子を容易かつ確実に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の調光素子製造方法の第１の例のレー
ザ光照射時の状態を示す断面図である。

【図２】第１の例の調光素子製造方法の配向膜除去時の
状態を示す断面図である。

【図３】この発明の調光素子製造方法の第２の例のレー
ザ光照射時の状態を示す断面図である。

【図４】この発明の反射型表示装置の一例を示す断面図
である。

【符号の説明】

１液晶２液晶層３ポリマー４ポリマー層１０セル１１，２１透明基板１２，２２透明電極１３，２３配向膜３０混合液４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂ調光素子１０１，１０２レーザ光

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液晶層と光硬化性物質層が交互に形成さ
れ、外場の有無または程度に応じて、光を反射し、また
は透過させる調光素子において、前記液晶層と前記光硬化性物質層による屈折率の変化の
周期が、当該調光素子の一面側から他面側にかけて連続
的に変化することを特徴とする調光素子。
【請求項２】一方の基板の内面に電極および配向膜を形
成し、他方の基板の内面に電極を形成した一対の基板間
に、液晶と光硬化性物質との混合液を装填し、その後、前記混合液に同位相の可干渉光を照射して、前
記混合液中に光硬化性物質層を周期的に形成し、その後、前記配向膜による配向規制力を除去する、ことを特徴とする調光素子製造方法。
【請求項３】請求項２の調光素子製造方法において、前記配向膜として垂直配向膜を形成することを特徴とす
る調光素子製造方法。
【請求項４】請求項２の調光素子製造方法において、前記配向膜として水平配向膜を形成することを特徴とす
る調光素子製造方法。
【請求項５】一方の基板の内面に電極および配向膜を形
成し、他方の基板の内面に電極および前記一方の基板側
の配向膜とは配向方向の異なる配向膜を形成した一対の
基板間に、液晶と光硬化性物質との混合液を装填し、その後、前記混合液に同位相の可干渉光を照射して、前
記混合液中に光硬化性物質層を周期的に形成し、その後、前記一方の基板側の配向膜による配向規制力、
および前記他方の基板側の配向膜による配向規制力を除
去する、ことを特徴とする調光素子製造方法。
【請求項６】請求項５の調光素子製造方法において、前記一方の基板側の配向膜による配向、および前記他方
の基板側の配向膜による配向は、ハイブリッド配向とす
ることを特徴とする調光素子製造方法。
【請求項７】請求項２または５の調光素子製造方法によ
って製造された調光素子を反射型表示素子として用いた
反射型表示装置。