(57)【要約】【課題】コレステリック液晶における選択反射のピーク波長及び含有量を考慮しない場合に比べ、より白色性の高い表示がなされる液晶表示素子を提供すること。【解決手段】コレステリック液晶を含み、前記コレステリック液晶は、選択反射のピーク波長が６００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の範囲でありマイクロカプセルに内包された第１のコレステリック液晶と、選択反射のピーク波長が４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲である第２のコレステリック液晶と、からなり、前記コレステリック液晶全体に対する前記第２のコレステリック液晶の含有量が５質量％以上４０質量％以下である、液晶含有組成物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
コレステリック液晶を含み、
前記コレステリック液晶は、選択反射のピーク波長が６００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の範囲でありマイクロカプセルに内包された第１のコレステリック液晶と、選択反射のピーク波長が４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲である第２のコレステリック液晶と、からなり、
前記コレステリック液晶全体に対する前記第２のコレステリック液晶の含有量が５質量％以上４０質量％以下である、液晶含有組成物。
【請求項２】
前記マイクロカプセルは、ポリウレタン及びポリウレアから選ばれる少なくとも一種からなる壁材成分を含む、請求項１に記載の液晶含有組成物。
【請求項３】
前記壁材成分は、アルキル基及び／又はフルオロアルキル基がウレタン結合を介して直接又は間接的に結合してなるポリウレアである、請求項２に記載の液晶含有組成物。
【請求項４】
一対の電極と、
前記一対の電極に挟まれ、コレステリック液晶を含む表示層と、を有し、
前記コレステリック液晶は、選択反射のピーク波長が６００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の範囲でありマイクロカプセルに内包された第１のコレステリック液晶と、選択反射のピーク波長が４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲である第２のコレステリック液晶と、からなり、
前記コレステリック液晶全体に対する前記第２のコレステリック液晶の含有量が５質量％以上４０質量％以下である、液晶表示素子。
【請求項５】
前記マイクロカプセルは、ポリウレタン及びポリウレアから選ばれる少なくとも一種からなる壁材成分を含む、請求項４に記載の液晶表示素子。
【請求項６】
前記壁材成分は、アルキル基及び／又はフルオロアルキル基がウレタン結合を介して直接又は間接的に結合してなるポリウレアである、請求項５に記載の液晶表示素子。
【請求項７】
前記表示層は、前記第１のコレステリック液晶を含む第１の表示層と、前記第２のコレステリック液晶を含む第２の表示層と、からなる、請求項４から請求項６までのいずれか１項に記載の液晶表示素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶含有組成物及び液晶表示素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示素子は無電源で表示のメモリー性を有すること、偏光板を使用しないため明るい表示が得られること、カラーフィルターを用いずにカラー表示がなされることなどの特徴を有することから近年注目を集めている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特に、コレステリック液晶は螺旋状に配向した棒状分子からなり、その螺旋ピッチに一致した光を干渉反射（選択反射と呼ばれる）する性質を持つ。それゆえ螺旋ピッチを赤色、緑色、青色の波長に相当する大きさに設定することで、カラーフィルターを用いずに色鮮やかなカラー表示が得られるといった特徴を有する。
【０００４】
例えば、一対の電極付き基板からなるセル内に封入されたコレステリック液晶は、２種類の配向状態：プレーナ（Ｐ）配向、フォーカルコニック（Ｆ）配向をとることが知られている。Ｐ配向は螺旋軸が基板面に垂直に配向した状態であり選択反射を生じる。Ｆ配向は螺旋軸が基板面に平行に配向した状態であり、光を透過する。これら２つの配向状態は電極間に電圧を印加することで相互に遷移させる。
【０００５】
それゆえ、上記セルの背面に黒色等の光吸収体を配置することで、Ｐ配向時は選択反射色に呈色した明表示を、Ｆ配向時には光吸収体の黒色に呈色した暗表示が得られる。上記の配向形態のうち、Ｐ配向とＦ配向は共に無電源で安定に存在される。この性質を利用して無電源で表示を維持するメモリー表示が実現される。
【０００６】
一方、白色表示を実現するために、４００から５００ｎｍの波長域にピークを有する色光を選択反射するコレステリック液晶、５００から６００ｎｍの波長域にピークを有する色光を選択反射するコレステリック液晶、および６００から７００ｎｍの波長域にピークを有する色光を選択反射するコレステリック液晶を用いた例が開示されている（例えば、特許文献２及び３参照）。
【０００７】
また、アルキル基及び／又はフルオロアルキル基がウレタン結合を介して直接又は間接的に結合してなるポリ尿素よりなる被膜を備えたコレステリック液晶マイクロカプセルにおいて、コレステリック液晶の選択反射のピーク波長を６００から８００ｎｍに設定することにより、白色化された外観を与える技術が開示されている（例えば、特許文献４参照）。
【特許文献１】特開平０５−０８０３０３号公報
【特許文献２】特開２０００−９８３２６号公報
【特許文献３】特開２００１−１５４２１９号公報
【特許文献４】特開２００６−１８３０４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、コレステリック液晶における選択反射のピーク波長及び含有量を考慮しない場合に比べ、より白色性の高い表示がなされる液晶表示素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題は、以下の手段により解決される。即ち、
請求項１に係る発明は、
コレステリック液晶を含み、
前記コレステリック液晶は、選択反射のピーク波長が６００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の範囲でありマイクロカプセルに内包された第１のコレステリック液晶と、選択反射のピーク波長が４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲である第２のコレステリック液晶と、からなり、
前記コレステリック液晶全体に対する前記第２のコレステリック液晶の含有量が５質量％以上４０質量％以下である、液晶含有組成物である。
【００１０】
請求項２に係る発明は、
前記マイクロカプセルは、ポリウレタン及びポリウレアから選ばれる少なくとも一種からなる壁材成分を含む、請求項１に記載の液晶含有組成物である。
【００１１】
請求項３に係る発明は、
前記壁材成分は、アルキル基及び／又はフルオロアルキル基がウレタン結合を介して直接又は間接的に結合してなるポリウレアである、請求項２に記載の液晶含有組成物である。
【００１２】
請求項４に係る発明は、
一対の電極と、
前記一対の電極に挟まれ、コレステリック液晶を含む表示層と、を有し、
前記コレステリック液晶は、選択反射のピーク波長が６００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の範囲でありマイクロカプセルに内包された第１のコレステリック液晶と、選択反射のピーク波長が４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲である第２のコレステリック液晶と、からなり、
前記コレステリック液晶全体に対する前記第２のコレステリック液晶の含有量が５質量％以上４０質量％以下である、液晶表示素子である。
【００１３】
請求項５に係る発明は、
前記マイクロカプセルは、ポリウレタン及びポリウレアから選ばれる少なくとも一種からなる壁材成分を含む、請求項４に記載の液晶表示素子である。
【００１４】
請求項６に係る発明は、
前記壁材成分は、アルキル基及び／又はフルオロアルキル基がウレタン結合を介して直接又は間接的に結合してなるポリウレアである、請求項５に記載の液晶表示素子である。
【００１５】
請求項７に係る発明は、
前記表示層は、前記第１のコレステリック液晶を含む第１の表示層と、前記第２のコレステリック液晶を含む第２の表示層と、からなる、請求項４から請求項６までのいずれか１項に記載の液晶表示素子である。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に係る発明によれば、コレステリック液晶における選択反射のピーク波長及び含有量を考慮しない場合に比較して、より白色性の高い表示がなされるという効果を奏する。
【００１７】
請求項２に係る発明によれば、マイクロカプセルに含まれる壁材成分の材料を考慮しない場合に比較して、より白色性の高い表示がなされるという効果を奏する。
【００１８】
請求項３に係る発明によれば、壁材成分の材料を考慮しない場合に比較して、より白色性の高い表示がなされるという効果を奏する。
【００１９】
請求項４に係る発明によれば、コレステリック液晶における選択反射のピーク波長及び含有量を考慮しない場合に比較して、より白色性の高い表示がなされるという効果を奏する。
【００２０】
請求項５に係る発明によれば、マイクロカプセルに含まれる壁材成分の材料を考慮しない場合に比較して、より白色性の高い表示がなされるという効果を奏する。
【００２１】
請求項６に係る発明によれば、壁材成分の材料を考慮しない場合に比較して、より白色性の高い表示がなされるという効果を奏する。
【００２２】
請求項７に係る発明によれば、表示層が積層型ではない場合に比較して、明度の向上と白色性の向上が両立されるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
［液晶含有組成物］
本実施形態の液晶含有組成物は、コレステリック液晶を含む。
またコレステリック液晶は、選択反射のピーク波長が６００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の範囲である第１のコレステリック液晶と、選択反射のピーク波長が４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲である第２のコレステリック液晶と、から構成されている。そして、少なくとも第１のコレステリック液晶は、マイクロカプセル化されている。すなわち第１のコレステリック液晶は、マイクロカプセル壁に囲まれて内包されている。また第２のコレステリック液晶は、マイクロカプセル化されていてもよい。
さらに本実施形態の液晶含有組成物は、コレステリック液晶全体に対する第２のコレステリック液晶の含有量が５質量％以上４０質量％以下であることを特徴とする。
【００２４】
図１は、本実施形態に係る液晶含有組成物の一例を示す模式図である。図２は、本実施形態に係る液晶含有組成物の他の一例を示す模式図である。
【００２５】
本実施形態に係る液晶含有組成物１０は、例えば、図１に示すように、コレステリック液晶２（第１のコレステリック液晶）と、コレステリック液晶２を内包するマイクロカプセル壁３と、コレステリック液晶４（第２のコレステリック液晶）と、コレステリック液晶４を内包するマイクロカプセル壁５と、を有している。すなわち図１に示す液晶含有組成物１０は、第１のコレステリック液晶と同様に、第２のコレステリック液晶もマイクロカプセル化された形態である。
また、本実施形態に係る液晶含有組成物１０は、例えば、図２に示すように、マイクロカプセル壁３に内包されたコレステリック液晶２と、マイクロカプセル壁５に内包されたコレステリック液晶４と、コレステリック液晶２及びコレステリック液晶４を分散して保持する樹脂部材１と、を有する形態であってもよい。
【００２６】
さらに本実施形態に係る液晶含有組成物１０は、例えば、マイクロカプセル壁３に内包されたコレステリック液晶２及びマイクロカプセル壁５に内包されたコレステリック液晶４からなるスラリー状の組成物や、当該スラリー状の組成物をバインダーポリマー（高分子）と混合したインク組成物としての形態も含むものである。
【００２７】
また、図示しないが、本実施形態に係る液晶含有組成物１０は、コレステリック液晶２のみがマイクロカプセル化され、コレステリック液晶４がマイクロカプセル化されていない形態（すなわち、マイクロカプセル壁５を含まない形態）でもよい。具体的には、例えば、マイクロカプセル化されたコレステリック液晶２の周囲に、コレステリック液晶４が分散された状態で存在する形態等が挙げられる。なお、このような形態は、例えば、ポリビニルアルコール水溶液中に、（マイクロカプセル化されていない）コレステリック液晶４とマイクロカプセル化されたコレステリック液晶２とを分散させて塗布し、乾燥することにより作製される。
【００２８】
そして、本実施形態に係る液晶含有組成物１０では、コレステリック液晶２における選択反射のピーク波長が６００ｎｍ以上８００ｎｍ以下であり、コレステリック液晶４における選択反射のピーク波長が４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下である。
また本実施形態に係る液晶含有組成物１０では、コレステリック液晶全体（すなわち、コレステリック液晶２及びコレステリック液晶４）に対するコレステリック液晶４の含有量が、５質量％以上４０質量％以下となっている。
【００２９】
本実施形態に係る液晶含有組成物１０では、上記構成とすることで、より白色性の高い表示がなされる。その理由は以下のように推測される。
コレステリック液晶は特定の波長を選択反射する性質をもち、その選択反射のピーク波長に応じた色が観察される。よって、これを用いて白色を表示させる方法としては、光の三原色である赤、青、及び緑にピーク波長を有するコレステリック液晶を混合して用い、白色化する方法が考えられる。
【００３０】
一方、コレステリック液晶をマイクロカプセルに内包させたコレステリック液晶マイクロカプセルでは、カプセル壁面の配向作用によって，コレステリック螺旋軸の配向方位が分布を有するために，選択反射波長の短波長側の反射率が上昇する。この場合は、赤、青、及び緑にピーク波長を有するコレステリック液晶を混合して用いると、青みを帯びた白色が表示される。しかし本実施形態では上記構成（すなわち、緑にピーク波長を有するコレステリック液晶を用いず、かつ、青にピーク波長を有するコレステリック液晶の含有量が上記範囲）であるため、青色領域の反射率が上昇しすぎず、より白色性の高い表示がなされる。
【００３１】
また、本実施形態においては、コレステリック液晶として、選択反射のピーク波長が６００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の範囲であるコレステリック液晶２及び選択反射のピーク波長が４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲であるコレステリック液晶４のみを用いるため、赤、青、及び緑にピーク波長を有するコレステリック液晶を混合（加法混色）して用いる場合に比べ、製造工数が少なく、液晶含有組成物及び液晶表示素子の製造が容易となる。
【００３２】
以下、本実施形態に係る液晶含有組成物について詳細に説明する。以下、符号は省略して説明する。
【００３３】
まず、コレステリック液晶について説明する。コレステリック液晶は、光学活性化合物を含む液晶材料であり、１）ネマチック液晶にカイラル剤と呼ばれる光学活性化合物等を添加する方法、２）コレステロール誘導体などのようにそれ自身光学活性な液晶材料を用いる方法などによって得られる。前者の場合、ネマチック液晶材料としては、シアノビフェニル系、フェニルシクロヘキサン系、フェニルベンゾエート系、シクロヘキシルベンゾエート系、アゾメチン系、アゾベンゼン系、ピリミジン系、ジオキサン系、シクロヘキシルシクロヘキサン系、スチルベン系、トラン系など公知のネマチック液晶含有組成物が利用される。カイラル剤としてはコレステロール誘導体や、２−メチルブチル基などの光学活性基を有する化合物等が利用される。
【００３４】
コレステリック液晶には、色素、粒子などの添加物を加えてもよい。また、架橋性高分子や水素結合性ゲル化剤などを用いてゲル化したものでもよく、また、高分子液晶、中分子液晶、低分子液晶のいずれでもよく、またこれらの混合物でもよい。コレステリック液晶の螺旋ピッチは、カイラル剤の種類や添加量、液晶の材質によって変化させてもよい。なお、後述する高分子中に分散されたコレステリック液晶滴（マイクロカプセル含む）の平均粒径は、メモリー性を発現するためには、コレステリック液晶の螺旋ピッチの少なくとも３倍以上あることが望ましい。
【００３５】
またコレステリック液晶は、上記の通り、選択反射のピーク波長が６００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の範囲である第１のコレステリック液晶と、選択反射のピーク波長が４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲である第２のコレステリック液晶と、から構成されている。
さらに、コレステリック液晶全体に対する第２のコレステリック液晶の含有量は、５質量％以上４０質量％以下であり、１０質量％以上３５質量％以下が好ましく、１５質量％以上２５質量％以下がより好ましい。上記含有量が上記範囲であることにより、赤み及び青みが抑えられ、また第２のコレステリック液晶は、第１のコレステリック液晶に比べて明度が低くなりやすいため、液晶含有組成物全体の明度を高くする観点からは、上記含有量が低い方が好ましい。
【００３６】
マイクロカプセル壁について説明する。
マイクロカプセル壁の製法、すなわち、コレステリック液晶をマイクロカプセル化する方法としては、１）液晶を分散した高分子水溶液を相分離させて液晶滴表面に皮膜を形成する相分離法、２）高分子と液晶とを共通溶媒に溶解して、これを水相中に分散して溶媒を蒸発させる液中乾燥法、３）液晶と油溶性モノマーＡとの混合溶液（油相液）を水相中に分散して、これに水溶性モノマーＢを添加して、モノマーＡとモノマーＢとを界面重合反応させて皮膜を形成する界面重合法、４）液晶中又は水相中にモノマーを溶解して加熱等によって重合させて析出した高分子で皮膜を形成するｉｎ  ｓｉｔｕ重合法などが利用される。
【００３７】
−相分離法−
相分離法では高分子として２種類の水溶性高分子；例えば、ゼラチンとアラビアゴム、たんぱく質と多糖類、たんぱく質とたんぱく質、たんぱく質と核酸、多糖類と核酸などの水溶液を、ｐＨや温度を制御して濃厚相と希薄相に相分離させるコンプレックス・コアセルベーション法や、ポリビニルアルコールやゼラチンやアルキルセルロースなどの水溶性高分子溶液に、水と相溶する有機溶媒；例えば、アルコールやアセトンなどを添加して相分離させるシンプル・コアセルベーション法が利用される。
【００３８】
−液中乾燥法−
液中乾燥法では、高分子を液晶と共に低沸点溶媒に溶解し、これを水相中に分散し、減圧又は加熱して溶媒を揮発させる方法などが利用される。高分子及び溶媒としては、例えば、フッ素樹脂とフロンなどのフッ素系溶媒や、アルキル基やハロゲン化アルキル基を導入したアクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリウレア樹脂、ポリエステル樹脂などと塩化メチレンなどの組み合わせが利用される。
【００３９】
−界面重合法−
界面重合法では、油溶性モノマーＡとしては、塩基酸ハライド、ハロホルメート、イソシアネート、イソチオシアネート、ケテン、カルボジイミド、エポキシ、グリシジルエーテル、オキサゾリン、エチレンイミン、ラクトンなどの官能基を複数有する多価化合物が、水溶性モノマーＢとしては、アミン、アルコール、カルボン酸、メルカプタン、フェノールなどの官能基を複数有する多価化合物が利用される。
【００４０】
−ｉｎ  ｓｉｔｕ重合法−
ｉｎ  ｓｉｔｕ重合法では、１）油溶性のモノマーＡとモノマーＣとを重合させる方法や、２）ラジカル重合性モノマーの如く単独で重合するモノマーＤを利用する方法などで行う。１）の場合、モノマーＡとしては界面重合法の項で述べたモノマーＡが同様に利用されて、塩基酸ハライド、ハロホルメート、イソシアネート、イソチオシアネート、ケテン、カルボジイミド、エポキシ、グリシジルエーテル、オキサゾリン、エチレンイミン、ラクトンなどの官能基を１分子内に複数有する多価化合物が利用される。モノマーＣとしては、アミン、アルコール、カルボン酸、メルカプタン、フェノールなどの官能基を１分子内に複数有する多価化合物が利用される。２）の場合、モノマーＤとしては、多価エポキシ化合物、多価イソシアネート化合物、不飽和炭化水素化合物；例えば、スチレン、イソプレン、ブタジエン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、アクリロニトリル、アクリル酸誘導体、メタクリル酸誘導体などが利用される。また、水相から壁材を形成する場合はメラミン／ホルムアルデヒドなどの水溶性モノマーを利用する。
【００４１】
マイクロカプセル壁を構成する壁材成分としては、白色性の高い表示をする観点から、ポリウレタン及びポリウレアから選ばれる少なくとも一種を含むことが望ましい。さらに壁材成分は、白色性の高い表示をする観点から、アルキル基及び／又はフルオロアルキル基がウレタン結合を介して直接又は間接的に結合してなるポリウレアであることがより望ましい。
以下、アルキル基及び／又はフルオロアルキル基がウレタン結合を介して直接又は間接的に結合してなるポリウレアを含むマイクロカプセル壁を用いた液晶マイクロカプセル（以下、「ポリウレア含有液晶マイクロカプセル」と称する場合がある）について説明する。
【００４２】
ポリウレア含有液晶マイクロカプセルの第１の製法としては、例えば、アルキル基及び／又はフルオロアルキル基と水酸基とを有する化合物よりなる配向材と、ポリイソシアネートと、水とを反応させて、ポリウレアを生成する方法が挙げられる。
【００４３】
第１の製法として具体的には、まず、液晶と配向材とポリイソシアネートとを混合して油相を調製する。次に、油相を水相中へ分散して分散液を製造する。そして、分散液を加熱する。この工程を経ることで、配向材とポリイソシアネートと水とを反応させてポリウレアを生成して被膜を形成する共に、被膜により液晶が内包される。
【００４４】
第１の製法では、油相中のポリイソシアネートは水相中の水と反応してカルバミン酸を生成し、さらに脱炭酸をともなってアミンを生成する（式Ａ）。カルバミン酸及びアミンはともに他のポリイソシアネートと結合反応してポリウレアの被膜を形成する（式Ｂ及びＣ）。
【００４５】
式Ａ：Ｒ１−ＮＣＯ（ポリイソシアネート）＋Ｈ２Ｏ  →  Ｒ１−ＮＨＣＯＯＨ（カルバミン酸）  →  Ｒ１−ＮＨ２（アミン）＋ＣＯ２↑
式Ｂ：Ｒ１−ＮＣＯ＋Ｒ１−ＮＨＣＯＯＨ  →  Ｒ１−ＮＨＣＯＮＨ−Ｒ１（ポリウレア）＋ＣＯ２↑
式Ｃ：Ｒ１−ＮＣＯ＋Ｒ１−ＮＨ２  →  Ｒ１−ＮＨＣＯＮＨ−Ｒ１（ポリウレア）
【００４６】
ここで、Ｒ１はポリイソシアネートのある１つのイソシアネート基以外の部分（例えば、ポリイソシアネートがキシレンジイソシアネートならＲ１はＯＣＮ−ＣＨ２−Ｃ６Ｈ４−ＣＨ２−、１，６−ヘキサンジイソシアネートならＯＣＮ−（ＣＨ２）６−、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネートならＯＣＮ−Ｃ６Ｈ４−ＣＨ２−Ｃ６Ｈ４−など）である。
【００４７】
第１の製法では、式ＡからＣにおいてポリイソシアネートの１つのイソシアネート基の反応だけを記述しているが、ポリイソシアネートは複数のイソシアネート基を有するので、式ＡからＣの２段目及び３段目の反応では高分子が生成される。式ＡからＣの一連の反応は油相と水相との界面で進行するため、必然的に被膜が形成される。一旦、被膜が形成されるとポリイソシアネートと水との接触が絶たれるため反応速度が大きく低下する。それゆえ、被膜がまだ形成されていない部分があると、その部分において他の部分より反応が進行する結果、ムラの少ない被膜が形成される。
【００４８】
そして、アルキル基及び／又はフルオロアルキル基（下記式ＤではＲ２と表記）は皮膜表面に対して液晶を垂直に配向させる垂直配向性基であり、これと水酸基を有する化合物よりなる配向材は水酸基がポリイソシアネートとウレタン結合することで被膜中に取り込まれ、被膜に垂直配向性を付与する（下記式Ｄ）。また、配向材において、垂直配向性基と水酸基との間に結合基を有する場合、垂直配向性基としてのアルキル基及び／又はフルオロアルキル基は、ウレタン結合と間接的に結合して、被膜中に取り込まれ、被膜に垂直配向性を付与する（下記式Ｅ）。
【００４９】
式Ｄ：Ｒ２−ＯＨ（配向材）＋ＯＣＮ−Ｒ１（ポリイソシアネート）→Ｒ２−ＯＣＯＮＨ−Ｒ１（ウレタン結合）
式Ｅ：Ｒ２−Ｘ−ＯＨ（配向材）＋ＯＣＮ−Ｒ１（ポリイソシアネート）→Ｒ２−Ｘ−ＯＣＯＮＨ−Ｒ１（ウレタン結合）
【００５０】
ここで、Ｒ１は上記同様である。Ｒ２は垂直配向性基としてのアルキル基及び／又はフルオロアルキル基である。Ｘは、アルキル基及び／又はフルオロアルキル基と水酸基とを結ぶ結合基（例えば、フェニレン基−Ｐｈ−、アルキルエステル基−ＯＣＯ−（ＣＨ２）ｐ−、アルキルエーテル基−Ｏ−（ＣＨ２）ｐ−、−（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｐ−、−（ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２）ｐ、フェニルエステル基−ＯＣＯ−Ｐｈ−、フェニルエーテル基−Ｏ−Ｐｈ−などの基：ここでｐは０以上５以下であり、０の場合は式Ｄに示した直接的結合する場合に相当する。）を示す。Ｘの結合基種によって程度は異なるが、一般にｐが大きくなるにしたがって垂直配向性が低下するため、ｐは５以下であることが望ましい。
【００５１】
なお、配向材は液晶に溶解して用いるためその溶解性は重要である。このため結合基としてアルキルエーテル基などのエーテル基を含む結合基を用いると、化合物に柔軟性が付与されて溶解性に優れた配向材が得られるため好ましい。
【００５２】
ポリウレア含有液晶マイクロカプセルの第２の製法としては、アルキル基及び／又はフルオロアルキル基と水酸基とを有する化合物よりなる配向材と、ポリイソシアネートと、ポリアミンと、水とを反応させて、ポリウレアを生成する方法が挙げられる。
【００５３】
第２の製法として具体的には、まず、液晶と配向材とポリイソシアネートとを混合して油相を調製する。次に、油相を水相中へ分散して分散液を製造する。次に、分散液中に前記ポリアミンを添加する。そして、分散液を加熱する。この工程を経ることで、配向材とポリイソシアネートとポリアミンと水とを反応させてポリウレアを生成して被膜を形成する共に、被膜により液晶が内包される。
【００５４】
第２の製法では、ポリイソシアネートと水と配向材とがなす上記式ＡからＣの反応に加えて、ポリイソシアネートとポリアミンとの結合反応が加わる（式Ｆ）。
【００５５】
式Ｆ：Ｒ１−ＮＣＯ＋ＮＨ２−Ｒ３（ポリアミン）  →  Ｒ１−ＮＨＣＯＮＨ−Ｒ３
【００５６】
ここで、Ｒ１は上記同様である。Ｒ３はポリアミンのある１つのアミノ基以外の部分（例えば、ポリアミンがエチレンジアミンならＲ３はＨ２Ｎ−ＣＨ２ＣＨ２−、ジエチレントリアミンならＨ２Ｎ−ＣＨ２ＣＨ２−ＮＨ−ＣＨ２ＣＨ２−など）を示す。
【００５７】
油相と水相との界面で生成した高分子は、重合度が低い初期の段階では熱運動によって油相内部へ拡散してしまうため、速やかに重合度を上げて被膜へ成長させることが望ましい。一般に式Ｆの反応速度は式ＡからＣの一連の反応速度より速いので、より確実にムラの少ない被膜が形成される。
【００５８】
この速やかに重合度を上昇させる観点から、ポリアミンとしては高分子ポリアミンが望ましく、中でも反応性が高い１級アミノ基を有するポリアリルアミンが特に好適である。
【００５９】
また、第１及び２の製法共に、配向材として水酸基を１つだけ有する化合物を用いた場合、架橋密度が低下して被膜のガラス転移温度が低下したり、強度が不足する場合があるが、これを防止する手段として、配向材に複数の水酸基を導入する方法が効果的である。
【００６０】
以下、マイクロカプセル壁の形成に用いる各材料についてさらに詳細に説明する。
まず、ポリウレアとは、モノマーを尿素結合−ＮＨＣＯＮＨ−で結合した高分子化合物を指し、具体的にはモノマーとしてポリイソシアネートと水、又はポリイソシアネートとポリアミンと用い、これらを反応させて生成する。
【００６１】
ポリイソシアネートとしては、１）エチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート、２、２、４−トリメチルヘキサンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、２、６−ジイソシアネートメチルカプロエート、ビス（２−イソシアネートエチル）フマレート、ビス（２−イソシアネートエチル）カーボネート、２−イソシアネートエチル−２、６−ジイソシアネートヘキサノエートなどの脂肪族ポリイソシアネート、２）イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、シクロヘキシレンジイソシアネート、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート、ビス（２−イソシアネートエチル）−４−シクロヘキセン−１、２−ジカルボキシレートなどの脂環式ポリイソシアネート、３）キシリレンジイソシアネート、ジエチルベンゼンジイソシアネートなどの芳香脂肪族ポリイソシアネート、４）トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ナフチレンジイソシアネートなどの芳香族ポリイソシアネート、などが挙げられる。
【００６２】
また、速やかに重合度を上げるため、及び高分子の架橋密度を高めて高い垂直配向性を得るという観点から、官能基数が３つ以上のポリイソシアネートは特に好適に利用される。そういったポリイソシアネートは、上記ジイソシアネートのアダクト体、イソシアヌレート体、ビュレット体、アロファネート体などかたちで得られ、例えば、下記化合物などが挙げられる。
【００６３】
【化１】
2010156772.tif 000002
【００６４】
【化２】
2010156772.tif 000003
【００６５】
ここで、上記化合物の市販品としてはコロネートＨＸ（日本ポリウレタン社製品）、バーノックＤ−７５０、クリスボンＮＸ（大日本インキ化学工業（株）製品）、デスモジュールＬ（住友バイエル社製品）、コロネートＬ（日本ポリウレタン社製品）、タケネートＤ１０２（三井武田ケミカル社製品）等が挙げられる。
【００６６】
【化３】
2010156772.tif 000004
【００６７】
ここで、上記化合物の市販品としてはバーノックＤ−９５０（大日本インキ化学工業（株）製品）が挙げられる。
【００６８】
【化４】
2010156772.tif 000005
【００６９】
【化５】
2010156772.tif 000006
【００７０】
ここで、上記化合物の市販品としてはタケネートＤ１１０Ｎ（三井武田ケミカル社製品）が挙げられる。
【００７１】
前記ポリイソシアネートは、下記構造式（１）から（３）でそれぞれ表わされるキシレンジイソシアネート、１，３−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサン、イソホロンジイソシアネートポリイソシアネート、及びこれらの誘導体の少なくとも１種である場合に、特に高い垂直配向性が得られる。ここで、誘導体とはアダクト体、イソシアヌレート体、ビュレット体、アロファネート体などを指す。
【００７２】
【化６】
2010156772.tif 000007
【００７３】
また、ポリイソシアネートの添加量は液晶１００（重量）部に対して１から２０部とする。１部以下では被膜の強度が不十分であるほか、十分な垂直配向性が得られないことがある。２０部以上では液晶マイクロカプセルに占める被膜の割合が大きくなるため表示性能が低下することがある。
【００７４】
また、配向材としては、下記構造式（Ｉ）で示される化合物が好適に利用される。
【００７５】
構造式（Ｉ）：ＣｎＦｍＨ（２ｎ+1-ｍ）-Ｘ-Ｙ
（ただし、構造式（Ｉ）中、Ｘは−（ＯＣＨ２）p−、−（ＯＣＨ２ＣＨ２）p−、−（ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２）p−、−（ＣＯＯＣＨ２ＣＨ２）ｐ−、−（ＯＣＯＣＨ２ＣＨ２）ｐ−、−Ｐｈ−、又は−Ｏ−Ｐｈ−を示す（ここでｐは０以上５以下の整数である。）。Ｙは−ＯＨ、−ＣＯＯ−ＣＨ（ＣＨ２ＯＨ）２、又は−ＣＯＯ−ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２ＯＨを示す。また、ｍは０以上（２ｎ＋１）以下の整数であり、ｎは４以上３０以下の整数を示す。）
【００７６】
構造式（Ｉ）のＣｎＦｍＨ（２ｎ+1-ｍ）はアルキル基／又はフルオロアルキル基を表わし、ｍ＝０の場合がアルキル基、ｍ≠０の場合がフルオロアルキル基に相当する。この垂直配向性基としてのアルキル基、フルオロアルキル基を次式で示す。
アルキル基：ＣｎＨ２ｎ＋１−
フルオロアルキル基：ＣｎＦｍＨ２ｎ−ｍ＋１−（ｍ≦２ｎ＋１）
【００７７】
ここで鎖長を表わすｎは４以上３０以下が望ましく、より望ましくは１０以上２０以下である。ｎが４未満では十分な垂直配向性が発揮されないことがある。ｎが２０以上では被膜の強度が極度に低下することがある。鎖長が長いほど垂直配向性が強くなるため、この範囲でｎは大きいほうが好ましい。一般にアルキル基を有する配向材のほうがフルオロアルキル基を有する配向材より液晶への相溶性が高いが、フッ素系液晶等の低極性液晶ではこの限りではなく、目的に応じて選択することが望ましい。
【００７８】
構造式（Ｉ）中、Ｘは、−（ＯＣＨ２）ｐ−、−（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｐ−、−（ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２）ｐ−、−ＣＯＯＣＨ２ＣＨ２−、−Ｐｈ−、−Ｏ−Ｐｈ−などの結合基であり、ｐは０以上５以下である。Ｘの結合基種によって程度は異なるが、ｐが大きくなるにしたがって垂直配向性が低下するため、ｐは５以下であることが望ましい。このうちエーテル基を有する結合基（−（ＯＣＨ２）ｐ−、−（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｐ−、−（ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２）ｐ−）は配向材分子に柔軟性を与えるため液晶との相溶性が高くなり、幅広い液晶材料種で好適に利用される。
【００７９】
構造式（Ｉ）中、Ｙはイソシアネート基と結合するための官能基であり，水酸基−ＯＨや、グリセロールのモノエステル−ＣＯＯ−ＣＨ（ＣＨ２ＯＨ）２、又は−ＣＯＯ−ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２ＯＨが好適に利用される。
【００８０】
また、配向材の添加量はイソシアネート基数１００に対する配向材の水酸基数は、５から７０の範囲が好ましく、２０から５０の範囲で用いることがより好ましい。この範囲より少ないと十分な垂直配向性が得られず、多いと未反応の配向材が残留や架橋密度の極度の低下が生じることがあり好ましくない。
【００８１】
次に、ポリアミンとしては、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ヘキサメチレンジアミンなどの低分子ポリアミンや、キトサン、ポリリジン、ホフマン変成ポリアクリルアミド、ポリビニルアミン、ポリアミジン、ポリアリルアミンなどの高分子ポリアミンが好適に挙げられる。
【００８２】
ポリアミンは、速やかに重合度を上げること、及び高分子の架橋密度を高めて高い垂直配向性を得るという観点から、高分子ポリアミン、特にポリアリルアミンが好適である。また未反応残留物が液晶に溶解し難く、液晶の電気特性を劣化させ難いという観点からも高分子ポリアミン、特にポリアリルアミンは好ましい。ポリアリルアミンは塩酸塩及びフリーのかたちで市販されているが、電気特性の観点からフリーのほうが好ましい。
【００８３】
ポリアミンとしては反応性が高い１級アミノ基を有することが望ましい。２級以上のポリアミンは反応性が低いため良好な被膜を得にくい。高分子ポリアミン、特にポリアリルアミンの重量平均分子量としては、３００以上１００万以下が好ましく、３００以上３０，０００以下がより好ましい。重量平均分子量３００以下では十分な垂直配向性の向上効果が見られない。重量平均分子量が高いほど垂直配向性を高められるが、重量平均分子量が高すぎると重合時にカプセルの凝集を生じやすくなるため３０，０００以下が好ましい。
【００８４】
ポリアミンとしては、上記観点から１級アミノ基を多数有するポリアリルアミンが特に好適であり、当該ポリアリルアミンとしては、例えば、下記式で表わされる化合物が好適に利用される。
【００８５】
【化７】
2010156772.tif 000008
【００８６】
ここで、ｎは１５から２０，０００の整数を示す。
【００８７】
ポリアミンの添加量はイソシアネート基数１００に対するアミノ基数が１から１００の範囲であることが望ましい。この範囲以下では被膜が十分に形成されないため、十分な垂直配向効果が得られないことがある。またポリアミンは分散相の表面を覆う量しか反応しないため、過剰に添加しても未反応のポリアミンが多量に生じて無駄が多いことがある。
【００８８】
ここで、以上各材料を反応して得られるポリウレアのうち、特に好適なのは、少なくともポリイソシアネートと、水と、配向材として前記構造式（Ｉ）で表わされる化合物の少なくとも１種と、を反応して得られる高分子化合物、又は、少なくともポリイソシアネートと、水と、配向材として前記構造式（Ｉ）で表わされる化合物の少なくとも１種と、ポリアミンと、を反応して得られる高分子化合物である。
【００８９】
以下、上記第１及び２の製法について詳細に説明する。
まず、第１の製法は、Ａ１）液晶と配向材とポリイソシアネートとを混合して油相を調製する工程、Ａ２）前記油相を水相中へ分散して分散液を製造する工程と、Ａ３）分散液を加熱する工程、という一連の工程からなる。
【００９０】
工程Ａ１）では液晶と配向材とポリイソシアネートの相互溶解を補助するための溶剤（例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルエチルケトン、トルエンなど）を油相に添加してもよい。また油相を加熱してもよい。前者は油相の粘度を下げて分散を容易にするため効果もある。
【００９１】
工程Ａ２）の分散は、プロペラ式、スクリュー式、パドル式、内歯式などの回転翼型の攪拌装置、超音波攪拌装置、ジェット式攪拌装置、膜乳化装置などを利用して行う。
【００９２】
分散した油相の合一を防ぐために水相中へ乳化安定剤を添加してもよい。乳化安定剤としては界面活性剤：アルキルベンゼンスルホン酸塩、ポリエチレンオキシドアルキルエステルなどや、保護コロイド：例えば、ポリビニルアルコール、アルキルセルロース、ヒドロキシセルロース、ゼラチンなどが利用される。
【００９３】
工程３）の加熱工程はポリイソシアネートと水、及びポリイソシアネートと配向材を反応させる工程である。加熱温度及び時間は使用する材料に応じて反応が十分に進行するように選択する必要があるが、一般的には加熱温度が５０から１００℃、過熱時間が１から２０時間程度である。
【００９４】
次に、第２の製法は、Ｂ１）液晶と配向材とポリイソシアネートとを混合して油相を調製する工程、Ｂ２）前記油相を水相中へ分散して分散液を製造する工程と、Ｂ３）前記分散液中に前記ポリアミンを添加する工程、Ｂ４）分散液を加熱する工程、という一連の工程からなる。
【００９５】
このうち工程Ｂ１）、Ｂ２）、Ｂ４）は、前記工程Ａ１）、Ａ２）、Ａ３）にそれぞれ等しい。工程Ｂ３）のポリアミン添加工程において、ポリアミンとポリイソシアネートとの反応は非常に速いので、反応が不均一にならないようによく攪拌しながら行うとともに、発熱の除去に注意する必要がある。
【００９６】
以上、説明した液晶マイクロカプセルは、例えば、樹脂部材（又はその溶液）に分散して、基板上に塗布して形成した液晶マイクロカプセル膜として利用される。樹脂部材としては、例えば、ポリビニルアルコール、アルキルセルロース、ゼラチン、ポリエステル、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリビニル、ポリウレタン、エポキシ、ポリカーボネート、ポリオレフィン、シリコーンなどの高分子や、金属アルコキシドをゾル−ゲル反応して生成される金属酸化物などが挙げられ、その中でも透明樹脂部材であることが好ましい。
【００９７】
本実施形態に係る液晶含有組成物は、例えば、スクリーン印刷、凸版印刷、凹版印刷、平板印刷、フレクソ印刷などの印刷法や、スピンコート法、バーコート法、ディップコート法、ロールコート法、ナイフコート法、ダイコート法などの塗布法を用いて基板上に塗布して利用する。
【００９８】
また、本実施形態に係る液晶含有組成物は、例えば、表示素子、画像・情報記録素子、空間光変調器などに利用される。特に、表示素子、即ち液晶表示素子に利用することがよい。以下、本実施形態に係る液晶表示素子について説明する。
【００９９】
［液晶表示素子］
（第１実施形態）
図３は、第１実施形態に係る液晶表示素子を示す構成図である。第１実施形態に係る液晶表示素子は、第１の表示層及び第２の表示層が積層され、選択反射のピーク波長が６００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の範囲である第１のコレステリック液晶が第１の表示層に含まれ、選択反射のピーク波長が４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲である第２のコレステリック液晶が第２の表示層に含まれた形態である。すなわち第１実施形態に係る液晶表示素子は、第１のコレステリック液晶と第２のコレステリック液晶とが異なる表示層に含まれた積層型である。
【０１００】
第１実施形態に係る液晶表示素子１２は、表示面側（画像が観察される側）から順に、基板１４、電極１６、表示層４０（第２の表示層）、表示層３０（第１の表示層）、電極２２、及び基板２４が積層されて構成されている。また液晶表示素子１２には、電極１６及び電極２２を通じて表示層３０及び表示層４０に電圧パルスを与えるための駆動回路１８が備えられている。
【０１０１】
基板１４及び基板２４は、各機能層を基板間に保持し、液晶表示素子１２の構造を維持する目的の部材である。基板１４及び基板２４は、外力に耐える強度を有するシート形状の物体であり、表示面側に設けられた基板１４は少なくとも入射光を少なくとも透過する。また、これらの基板１４及び基板２４は、フレキシブル性を有することが好ましい。
【０１０２】
基板１４及び基板２４を構成する具体的な材料としては、無機シート（たとえばガラス、セラミック、シリコーン）、高分子フィルム（たとえばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ポリスルホン、ＰＥＳ（ポリエーテルスルホン）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリイミド）等が挙げられる。
各機能層として有機材料を用い、高温で熱処理をする工程がない場合は、フレキシブル基板が得られること、成形が容易なこと、コストの点などから、基板１４として光透過性の高分子フィルム基板を用いることが有利である。
これらの基板１４及び基板２４の厚みとしては、５０μｍ以上５００μｍ以下の範囲程度が好適である。
【０１０３】
電極１６及び電極２２は、駆動回路１８から印加された電圧を、液晶表示素子１２内の各機能層へ印加するための部材である。このため、電極１６及び電極２２は、導電性を有し、表示面側に設けられた電極１６は少なくとも入射光を透過する。なお、本実施の形態において、「導電」及び「導電性」とはシート抵抗が５００Ω/□以下のものを示す。
【０１０４】
電極１６及び電極２２としては、金属（たとえば金、アルミニウム）、金属酸化物（たとえば酸化インジウム、酸化スズ、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ））、導電性有機高分子（たとえばポリチオフェン系・ポリアニリン系）などで形成された導電性薄膜が挙げられる。なお、これらの電極１６及び電極２２各々の表面および/または裏面には、密着力改善膜、光反射防止膜、ガスバリア膜など公知の機能性膜を形成してもよい。
【０１０５】
また、電極１６及び電極２２は、上記基板１４及び基板２４の各々の上にスパッタリングされて形成されているが、必ずしもスパッタリングによる必要はなく、印刷、ＣＶＤ、蒸着などにより形成してもよい。
【０１０６】
表示層３０及び表示層４０は、電極１６と電極２２との間に挟まれている。具体的には、表示層３０及び表示層４０は、電極１６が設けられた基板１４と電極２２が設けられた基板２４との間に挟まれ、駆動回路１８によって電圧パルスが与えられて、表示が行われる。
【０１０７】
表示層３０は、コレステリック液晶２（第１のコレステリック液晶）を含む。具体的には、表示層３０は、マイクロカプセル壁３に内包されたコレステリック液晶２が樹脂部材１中に分散されて保持されている。
また表示層４０は、コレステリック液晶４（第２のコレステリック液晶）を含み、具体的には、マイクロカプセル壁５に内包されたコレステリック液晶４が樹脂部材１中に分散されて保持されている。
樹脂部材１、コレステリック液晶２、マイクロカプセル壁３、コレステリック液晶４、及びマイクロカプセル壁５の詳細は、上記と同様である。
【０１０８】
本実施形態では、表示層３０と表示層４０とで構成される液晶含有組成物として、上記実施形態の液晶含有組成物を用いている。
すなわち、表示層３０に含まれるコレステリック液晶２及び表示層４０に含まれるコレステリック液晶４を合わせたコレステリック液晶全体の質量に対し、コレステリック液晶４の含有量が、５質量％以上４０質量％以下である。
そのため、本実施形態の液晶表示素子では、白色性の高い表示がなされる。
【０１０９】
また本実施形態では、表示層３０及び表示層４０を積層構造とし、かつ、表示層３０よりも表示層４０の方が表示面側に配設されている。すなわち、コレステリック液晶２よりもコレステリック液晶４の方が観察者に近い側に集中的に配置されているため、相対的に明度が低くなりやすいコレステリック液晶４の上記含有量を少なくしても、白色性の高い表示がなされ、白色性の向上と明度の向上との両立が実現される。さらに本実施形態では明度が向上するため、後述する混合型に比べて低い駆動電圧で明度が得られるという利点もある。
【０１１０】
なお、本実施形態では、表示背景として光吸収部材を、例えば、表示層３０と電極２２との間、電極２２と基板２４との間、又は基板２４の裏面等に設けてもよい。また必要に応じて、各層を張り合わせる際に凹凸吸収及び接着の役割を果たすラミネート層等をさらに有してもよい。
また本実施形態では、表示層３０よりも表示層４０の方が表示面側であるが、これに限られず、表示層４０よりも表示層３０の方が表示面側に配設されてもよい。
また本実施形態では、表示層３０及び表示層４０において、樹脂部材１を用いているが、これに限られず、表示層ごとに異なる樹脂部材を用いてもよく、樹脂部材１を用いない形態でもよい。
また本実施形態では、マイクロカプセル壁５に内包されたコレステリック液晶４を用いているが、これに限られず、マイクロカプセル化されていないコレステリック液晶４を用いる形態（例えば、マイクロカプセル壁３に内包されたコレステリック液晶２の周囲にコレステリック液晶４が分散された形態等）でもよい。
【０１１１】
本実施形態に係る液晶表示素子の駆動方法としては、１）表示形状にパターニングされた電極間に挟んで駆動するセグメント駆動法、２）交差（例えば直交）する一対のストライプ状電極基板間に液晶含有組成物を挟んで線順次走査して画像を書き込む単純マトリクス駆動法、３）個々の画素ごとに薄膜トランジスタ、薄膜ダイオード、ＭＩＭ（ｍｅｔａｌ−ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−ｍｅｔａｌ）素子などの能動素子を設けてこれらの能動素子を介して駆動するアクティブ・マトリクス駆動法、４）光導電体と積層して一対の電極間に挟み、光像を投影ながら電圧を印加して画像を書き込む光駆動法、５）一対の電極間に挟まれた液晶含有組成物を、電圧印加でＰ配向へ遷移させてその後にレーザーやサーマルヘッドで相転移温度以上へ加熱して画像を書き込む熱駆動法、６）電極基板上へ液晶含有組成物を塗布して、スタイラスヘッドやイオンヘッドで画像を書き込む静電駆動法など、公知の駆動方法が適用される。
【０１１２】
（第２実施形態）
図４は、第２実施形態に係る液晶表示素子を示す構成図である。第２実施形態に係る液晶表示素子は、１つの表示層に、選択反射のピーク波長が６００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の範囲である第１のコレステリック液晶と、選択反射のピーク波長が４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲である第２のコレステリック液晶と、が含まれた形態である。すなわち、第２実施形態に係る液晶表示素子は、第１のコレステリック液晶と第２のコレステリック液晶とが同じ表示層に含まれた混合型である。
【０１１３】
第２実施形態に係る液晶表示素子１３は、表示面側（画像が観察される側）から順に、基板１４、電極１６、表示層５０、電極２２、及び基板２４が積層されて構成されている。また液晶表示素子１３には、電極１６及び電極２２を通じて表示層５０に電圧パルスを与えるための駆動回路１８が備えられている。
【０１１４】
表示層５０は、電極１６が設けられた基板１４と電極２２が設けられた基板２４との間に挟まれ、駆動回路１８によって電圧パルスが与えられて、表示が行われる。
また表示層５０は、マイクロカプセル壁３に内包されたコレステリック液晶２と、マイクロカプセル壁５に内包されたコレステリック液晶４とが、樹脂部材１中に分散されて保持されている。
これら以外は、第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【０１１５】
本実施形態では、表示層５０を構成する液晶含有組成物として、上記実施形態の液晶含有組成物を用いている。すなわち、表示層５０に含まれるコレステリック液晶２及びコレステリック液晶４を合わせたコレステリック液晶全体の質量に対し、コレステリック液晶４の含有量が、５質量％以上４０質量％以下である。
そのため、本実施形態の液晶表示素子では、白色性の高い表示がなされる。
【０１１６】
また本実施形態では、表示層５０にコレステリック液晶２及びコレステリック液晶４が混合されて含まれているため、積層型に比べて製造工数が少なく、液晶表示素子の製造が容易である。
【実施例】
【０１１７】
以下、本発明を、実施例を挙げてさらに具体的に説明する。ただし、これら各実施例は、本発明を制限するものではない。
【０１１８】
［実施例Ａ］
＜実施例Ａ１から実施例Ａ７、及び比較例Ａ１から比較例Ａ２＞
―第１のコレステリック液晶（コレステリック液晶１）の作製―
複屈折が０．２５のネマチック液晶とカイラル剤Ｒ８１１（メルク社製）とカイラル剤Ｒ１０１１（メルク社製）とを、８６．３対１１．０対２．８の重量比で混合して、波長６２０ｎｍを選択反射するコレステリック液晶１を得た。
【０１１９】
―液晶マイクロカプセル塗工液１の調整―
次に、下記組成を混合して油相を得た。
・コレステリック液晶１：１ｇ
・ポリイソシアネート：タケネートＤ−１１０Ｎ（武田薬品工業社製）：０．１３ｇ
・配向材：ジエチレングリコールヘキサデカンエーテル（Ｃ１６Ｈ３３−（ＯＣＨ２ＣＨ２）２−ＯＨ）：０．０５ｇ
・溶剤：酢酸エチル：１０ｇ  
【０１２０】
得られた油相を１％ポリビニルアルコール水溶液１００ｇの中に投入し、プロペラ回転式攪拌機で分散して平均粒径７μｍの分散液を作製した。その後、この分散液にポリアリルアミン（日東紡社製ＰＡＡ−Ｈ１０Ｃ：重量平均分子量１０万）の２％水溶液２．５ｇ加え、容器に収めて８５℃のウォーターバス中で２時間反応を行った。顕微鏡で観察した結果、均一な被膜が形成された液晶マイクロカプセルが得られていた。
【０１２１】
次に分散液を遠心分離機にかけて液晶マイクロカプセルを沈降させ、上澄みを捨てて分散液を濃縮した。これに純水を加えて攪拌し、同様に分散液を濃縮するという操作を２回繰返して液晶マイクロカプセルを洗浄した。濃縮した分散液にバインダとしてポリビニルアルコール溶液を添加して液晶マイクロカプセル塗工液１を調製した。液晶マイクロカプセル塗工液１中に含まれる液晶マイクロカプセルとポリビニルアルコールとの比率は、重量比で７５対２５とした。
【０１２２】
―第２のコレステリック液晶（コレステリック液晶２）の作製―
複屈折が０．２５のネマチック液晶とカイラル剤Ｒ８１１（メルク社製）とカイラル剤Ｒ１０１１（メルク社製）とを、８２．６対１３．９対３．５の重量比で混合して、波長４９０ｎｍを選択反射するコレステリック液晶２を得た。
【０１２３】
―液晶マイクロカプセル塗工液２の調整―
コレステリック液晶１の代わりにコレステリック液晶２を用いた以外は、液晶マイクロカプセル塗工液１と同様にして、液晶マイクロカプセル塗工液２を調整した。液晶マイクロカプセル塗工液２中に含まれる液晶マイクロカプセルとポリビニルアルコールとの比率は、重量比で７５対２５とした。
【０１２４】
―液晶表示素子Ａ１から液晶表示素子Ａ９の作製―
液晶マイクロカプセル塗工液１を、アプリケータで酸化インジウム錫（ＩＴＯ）電極がついたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基板上に塗布して、表１に示す乾燥膜厚の液晶マイクロカプセル膜１を得た。その後、液晶マイクロカプセル膜１の上に、液晶マイクロカプセル塗工液２を塗布し、表１に示す乾燥膜厚の液晶マイクロカプセル膜２を得た。液晶マイクロカプセル膜１と、液晶マイクロカプセル膜２の塗布厚の和は、いずれも２６μｍとした。
【０１２５】
次に、対向基板として別の電極付き基板を用意して、この上にポリビニルアルコール水溶液にカーボンブラックを添加した黒色塗料を乾燥膜厚が３μｍとなるように塗布した。さらに、この上に２液ウレタン系接着剤を３μｍ厚に塗布して、混合液晶マイクロカプセル膜上に貼合して、液晶表示素子Ａ１から液晶表示素子Ａ９を得た。
液晶表示素子Ａ１から液晶表示素子Ａ９中における全コレステリック液晶の質量に対するコレステリック液晶２の含有量を表１に示す。
【０１２６】
＜比較例Ａ３＞
液晶マイクロカプセル膜１の乾燥膜厚を２６μｍとし、液晶マイクロカプセル塗工液２を塗布しない以外は、液晶表示素子Ａ１と同様にして液晶表示素子Ａ１０を得た。
【０１２７】
＜比較例Ａ４＞
―第３のコレステリック液晶（コレステリック液晶３）の作製―
複屈折が０．２５のネマチック液晶とカイラル剤Ｒ８１１（メルク社製）とカイラル剤Ｒ１０１１（メルク社製）とを、８４．１対１２．７対３．２の重量比で混合して、波長５４０ｎｍ（グリーン）を選択反射するコレステリック液晶３を得た。
【０１２８】
―液晶マイクロカプセル塗布液３の調整―
コレステリック液晶１の代わりにコレステリック液晶３を用いた以外は、液晶マイクロカプセル塗工液１と同様にして、液晶マイクロカプセル塗工液３を調整した。液晶マイクロカプセル塗工液３中に含まれる液晶マイクロカプセルとポリビニルアルコールとの比率は、重量比で７５対２５とした。
【０１２９】
―液晶表示素子Ａ１１の作製―
液晶マイクロカプセル塗工液１を、アプリケータで酸化インジウム錫（ＩＴＯ）電極がついたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基板上に塗布して、乾燥膜厚が８．６μｍの液晶マイクロカプセル膜１を得た。次に、液晶マイクロカプセル膜１の上に、液晶マイクロカプセル塗工液３を塗布して、乾燥膜厚が８．７μｍの液晶マイクロカプセル膜３を得た。そして、液晶マイクロカプセル膜３の上に、液晶マイクロカプセル塗工液２を塗布して、乾燥膜厚が８．７μｍの液晶マイクロカプセル膜２を得た。液晶マイクロカプセル膜１と、液晶マイクロカプセル膜２と、液晶マイクロカプセル膜３の塗布厚の和は２６μｍとした。
【０１３０】
次に、対向基板として別の電極付き基板を用意して、この上にポリビニルアルコール水溶液にカーボンブラックを添加した黒色塗料を乾燥膜厚が３μｍとなるように塗布した。さらに、この上に２液ウレタン系接着剤を３μｍ厚に塗布して、混合液晶マイクロカプセル膜上に貼合して、液晶表示素子Ａ１１を得た。
液晶表示素子Ａ１１中における全コレステリック液晶の質量に対するコレステリック液晶２及びコレステリック液晶３の含有量を表１に示す。
【０１３１】
［実施例Ｂ］
＜実施例Ｂ１＞
―混合液晶マイクロカプセル塗工液１の調整―
８０質量部の上記液晶マイクロカプセル塗工液１に対し、添加量２０（質量部）の上記液晶マイクロカプセル塗工液２を加えて混合し、混合液晶マイクロカプセル塗工液１を調整した。
【０１３２】
―液晶表示素子Ｂ１の作製―
混合液晶マイクロカプセル塗工液１を、アプリケータで酸化インジウム錫（ＩＴＯ）電極がついたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基板上に塗布して、乾燥膜厚で２６μｍの混合液晶マイクロカプセル膜１を得た。  次に、対向基板として別の電極付き基板を用意して、この上にポリビニルアルコール水溶液にカーボンブラックを添加した黒色塗料を乾燥膜厚が３μｍとなるように塗布した。さらに、この上に２液ウレタン系接着剤を３μｍ厚に塗布して、混合液晶マイクロカプセル膜１上に貼合して液晶表示素子Ｂ１を得た。液晶表示素子Ｂ１中における全コレステリック液晶の質量に対するコレステリック液晶２の含有量は２０重量％である。
【０１３３】
＜実施例Ｂ２＞
―混合液晶マイクロカプセル塗工液２の調整―
７０質量部の上記液晶マイクロカプセル塗工液１に対し、添加量３０（質量部）の上記液晶マイクロカプセル塗工液２を加えて混合し、混合液晶マイクロカプセル塗工液２を調整した。
【０１３４】
―液晶表示素子Ｂ２の作製―
混合液晶マイクロカプセル塗工液２を、アプリケータでＩＴＯ電極がついたＰＥＴ基板上に塗布して、乾燥膜厚で２６μｍの混合液晶マイクロカプセル膜２を得た。次に、対向基板として別の電極付き基板を用意して、この上にポリビニルアルコール水溶液にカーボンブラックを添加した黒色塗料を乾燥膜厚が３μｍとなるように塗布した。さらに、この上に２液ウレタン系接着剤を３μｍ厚に塗布して、混合液晶マイクロカプセル膜２上に貼合して液晶表示素子Ｂ２を得た。液晶表示素子Ｂ２中における全コレステリック液晶の質量に対するコレステリック液晶２の含有量は３０重量％である。
【０１３５】
＜比較例Ｂ１＞
―混合液晶マイクロカプセル塗工液３の調整―
３３.４質量部の上記液晶マイクロカプセル塗工液１に対し、３３．３質量部の上記液晶マイクロカプセル塗工液２、および、３３．３質量部の上記液晶マイクロカプセル塗工液３を加えて混合し、混合液晶マイクロカプセル塗工液３を調製した。
―液晶表示素子Ｂ３の作製―
混合液晶マイクロカプセル塗工液３を、アプリケータでＩＴＯ電極がついたＰＥＴ基板上に塗布して、乾燥膜厚で２６μｍの混合液晶マイクロカプセル膜３を得た。次に、対向基板として別の電極付き基板を用意して、この上にポリビニルアルコール水溶液にカーボンブラックを添加した黒色塗料を乾燥膜厚が３μｍとなるように塗布した。さらに、この上に２液ウレタン系接着剤を３μｍ厚に塗布して、混合液晶マイクロカプセル膜３上に貼合して液晶表示素子Ｂ３を得た。液晶表示素子Ｂ３中における全コレステリック液晶の質量に対するコレステリック液晶２およびコレステリック液晶３の含有量は、それぞれ３３．３重量％と３３．３重量％である。
【０１３６】
［実施例Ｃ］
＜実施例Ｃ１＞
―液晶マイクロカプセル塗工液４の調整―
下記組成を混合して油相を得た。
・コレステリック液晶１：１ｇ
・ポリイソシアネート：タケネートＤ−１１０Ｎ（武田薬品工業社製）：０．１３ｇ
・溶剤：酢酸エチル：１０ｇ
【０１３７】
得られた油相を１％ポリビニルアルコール水溶液１００ｇの中に投入し、プロペラ回転式攪拌機で分散して平均粒径７μｍの分散液を作製した。この分散液を容器に収めて８５℃のウォーターバス中で２時間反応を行った。
【０１３８】
次に分散液を遠心分離機にかけて液晶マイクロカプセルを沈降させ、上澄みを捨てて分散液を濃縮した。これに純水を加えて攪拌し、同様に分散液を濃縮するという操作を２回繰返して液晶マイクロカプセルを洗浄した。濃縮した分散液にバインダとしてポリビニルアルコール溶液を添加して液晶マイクロカプセル塗工液４を調製した。液晶マイクロカプセル塗工液４中に含まれる液晶マイクロカプセルとポリビニルアルコールとの比率は、重量比で７５対２５とした。
【０１３９】
―液晶マイクロカプセル塗工液５の調整―
コレステリック液晶１の代わりにコレステリック液晶２を用いた以外は、液晶マイクロカプセル塗工液４と同様にして、液晶マイクロカプセル塗工液５を調整した。液晶マイクロカプセル塗工液５中に含まれる液晶マイクロカプセルとポリビニルアルコールとの比率は、重量比で７５対２５とした。
【０１４０】
―液晶表示素子Ｃ１の作製
液晶マイクロカプセル塗工液１の代わりに液晶マイクロカプセル塗工液４を用い、液晶マイクロカプセル塗工液２の代わりに液晶マイクロカプセル塗工液５を用いた以外は、液晶表示素子Ａ１と同様にして、液晶表示素子Ｃ１を得た。
液晶表示素子Ｃ１中における全コレステリック液晶の質量に対するコレステリック液晶２の含有量を表３に示す。
【０１４１】
＜実施例Ｃ２＞
―液晶マイクロカプセル塗工液６の調整―
下記組成を混合して油相を得た。
・コレステリック液晶１：０．８５ｇ
・モノマー：ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）ＣＯＯＣＨ２（ＣＨ２）１６ＣＨ３：０．０６０ｇ
・モノマー：ＣＨ２＝ＣＨＣＯＯＣＨ２Ｃ２Ｆ５：０．０４５ｇ
・モノマー：Ｃ２Ｈ５Ｃ［ＣＨ２ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ２］３：０．０４５ｇ
・ラジカル重合開始剤：アゾイソブチロニトリル：０．００３ｇ
・溶剤：酢酸エチル：１０ｇ
【０１４２】
得られた油相を１％ポリビニルアルコール水溶液１００ｇの中に投入し、プロペラ回転式攪拌機で分散して平均粒径１０μｍの分散液を作製した。この分散液を窒素雰囲気下において９０℃で６時間加熱してモノマーをラジカル重合させて液晶マイクロカプセルを作製した。
【０１４３】
次に、分散液を遠心分離機にかけて液晶マイクロカプセルを沈降させ、上澄みを捨てて分散液を濃縮した。これに純水を加えて攪拌し、同様に分散液を濃縮という操作を２回繰返して液晶マイクロカプセルを洗浄した。濃縮した分散液にバインダとしてポリビニルアルコール溶液を添加して液晶マイクロカプセル塗工液６を作製した。液晶マイクロカプセル塗工液６中に含まれる液晶マイクロカプセルとポリビニルアルコールは重量比で７５対２５とした。
【０１４４】
―液晶マイクロカプセル塗工液７の調整―
コレステリック液晶１の代わりにコレステリック液晶２を用いた以外は、液晶マイクロカプセル塗工液６と同様にして、液晶マイクロカプセル塗工液７を調整した。液晶マイクロカプセル塗工液７中に含まれる液晶マイクロカプセルとポリビニルアルコールとの比率は、重量比で７５対２５とした。
【０１４５】
―液晶表示素子Ｃ２の作製
液晶マイクロカプセル塗工液１の代わりに液晶マイクロカプセル塗工液６を用い、液晶マイクロカプセル塗工液２の代わりに液晶マイクロカプセル塗工液７を用いた以外は、液晶表示素子Ａ１と同様にして、液晶表示素子Ｃ２を得た。
液晶表示素子Ｃ２中における全コレステリック液晶の質量に対するコレステリック液晶２の含有量を表３に示す。
【０１４６】
［評価］
＜４６０ｎｍの反射率Ｒ４６０（％）評価＞
得られた液晶表示素子の上下電極間に、周波数１ＫＨｚ、電圧６００Ｖ、長さ２００ｍｓの対称矩形波よりなるバーストパルスを印加して、パルス印加後の４６０ｎｍにおける反射率Ｒ４６０（％）を測定した。結果を表１から表３に示す。なお、反射率Ｒ４６０（％）は、ＪＩＳ−Ｐ８１２３に規定されたハンター白度と等価であり、数値が高いほど明度及び白色性が高いことを示す。
【０１４７】
＜反射率比の評価＞
上記反射率Ｒ４６０（％）の測定と同様にして、６５０ｎｍにおける反射率Ｒ６５０（％）を測定し、下記式により反射率比を求めた。結果を表１から表３に示す。なお、標準白色板の反射率比は１であり、反射率比の数値が１に近いほど白色性が高いことを示すが、一般には若干青味の白のほうが好まれることから、反射率比は１．０以上１．７未満が好ましく、１．１以上１．５未満がより好ましい。、反射率比は数値が大きいほど青みを帯びた色であることを示し、数値が小さいほど赤みを帯びた色であることを示す。反射率比が１．０未満では赤味が強すぎ、１．７以上では青味が強すぎる。
式：反射率比＝Ｒ（％）４６０／Ｒ６５０（％）
【０１４８】
【表１】
2010156772.tif 000009
【０１４９】
【表２】
2010156772.tif 000010
【０１５０】
【表３】
2010156772.tif 000011
【０１５１】
表１から表３の結果より、実施例では比較例に比べ、白色性が高い表示がなされることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【０１５２】
【図１】本実施形態に係る液晶含有組成物の一例を示す概略構成図である。
【図２】本実施形態に係る液晶含有組成物の他の一例を示す概略構成図である。
【図３】第１実施形態に係る液晶表示素子を示す概略構成図である。
【図４】第２実施形態に係る液晶表示素子を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【０１５３】
１    樹脂部材
２，４    コレステリック液晶
３，５    マイクロカプセル壁
１０    液晶含有組成物
１２，１３    液晶表示素子
１４，２４    基板
１６，２２    電極
１８    駆動回路
３０，４０，５０，    表示層
【図１】
2010156772.tif 000012
【図２】
2010156772.tif 000013
【図３】
2010156772.tif 000014
【図４】
2010156772.tif 000015