(57)【要約】【課題】無電源で表示可能であり、電子回路等の付帯装置を持たないため薄型化や軽量化が容易で、表示情報（画像）の書き込みおよび書き換えを簡単に行うことのできる液晶表示素子およびその使用方法（表示情報の書き込みおよび書き換え方法）を提供すること。【解決手段】液晶層Ｌを介して対向配置された２枚の透明基板１，２を備えた液晶表示素子であって、一方の透明基板１には、配向方向が固定化された第１の配向膜１Ａが形成され、他方の透明基板２には、配向方向が偏光照射により可逆的に変化する第２の配向膜２Ａが形成されている。【選択図】    図１
2005284175.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶層を介して対向配置された２枚の透明基板を備えてなる液晶表示素子であって、
一方の透明基板（１）には、配向方向が固定化された第１の配向膜（１Ａ）が形成され、他方の透明基板（２）には、配向方向が偏光照射により可逆的に変化する第２の配向膜（２Ａ）が形成されていることを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２】
前記第２の配向膜が、二色性色素による塗膜からなることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項３】
前記透明基板の少なくとも一方に、偏光フィルターが設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液晶表示素子。
【請求項４】
カラーフィルターまたはカラー基盤を備えることによりカラー表示を行うことができることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の液晶表示素子。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れかに記載の液晶表示素子を構成する第２の配向膜に、選択的に偏光を照射することにより表示情報の書き込みを行うことを特徴とする液晶表示素子の使用方法。
【請求項６】
請求項１乃至請求項４の何れかに記載の液晶表示素子を構成する第２の配向膜の全面に偏光を照射することにより表示情報の消去を行うことを特徴とする液晶表示素子の使用方法。
【請求項７】
請求項１乃至請求項４の何れかに記載の液晶表示素子を構成する第２の配向膜の全面に偏光（ｉ）を照射して表示情報の消去を行った後、
前記偏光（ｉ）とは偏光軸の異なる偏光（ii）を第２の配向膜に選択的に照射して新たな表示情報の書き込みを行うことにより、表示情報を書き換えることを特徴とする液晶表示素子の使用方法。
【請求項８】
請求項１乃至請求項４の何れかに記載の液晶表示素子を構成する第２の配向膜に、その配向方向が全領域において同じになるよう選択的に偏光を照射することにより、表示情報の消去を行うことを特徴とする液晶表示素子の使用方法。
【請求項９】
請求項１乃至請求項４の何れかに記載の液晶表示素子を構成する第２の配向膜に、その配向方向が全領域において同じになるよう選択的に偏光（ｉ）を照射して表示情報の消去を行った後、
前記偏光（ｉ）とは偏光軸の異なる偏光（ii）を第２の配向膜に選択的に照射して新たな表示情報の書き込みを行うことにより、表示情報を書き換えることを特徴とする液晶表示素子の使用方法。
【請求項１０】
第２の配向膜に照射される偏光が、偏光フィルターの透過光であることを特徴とする請求項５乃至請求項９の何れかに記載の液晶表示素子の使用方法。
【請求項１１】
第２の配向膜に照射される偏光が、レーザ光であることを特徴とする請求項５乃至請求項９の何れかに記載の液晶表示素子の使用方法。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項４の何れかに記載の液晶表示素子による表示情報を、偏光フィルターを備えたメガネを利用して認識することを特徴とする請求項５乃至請求項１１の何れかに記載の液晶表示素子の使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示素子およびその使用方法に関し、更に詳しくは、偏光照射を利用して、表示情報の書き込みおよび書き換えを行うことのできる新規な液晶表示素子、並びにその使用方法（表示情報の書き込みおよび書き換え方法）に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、省資源化等の目的から、従来の紙にインクやトナー等で書き込む技術に代わる、簡単に繰り返し情報の再書き込み（書き換え）の可能な表示技術の開発が熱望されている。特に、いわゆる電子ペーパーと称されるものが盛んに提案されている。例えば、半球ごとに異なる色を有する微小な球体粒子の回転を利用した方式、帯電トナーの電気泳動を利用した方式、強誘電液晶を用いた方式等が開発途上にある。これらの方式のうち、半球ごとに異なる色を有する微小な球体粒子の回転を利用した方式は、ツイストボール（ｔｗｉｓｔｅｄ  ｂａｌｌ）方式と呼ばれ、最も開発が進んでいる（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
【０００３】
しかし、この表示方式は、書き込みおよび書き換えに電界の制御などが必要なため、表示素子自体に電子回路が付帯装置として必要になる。さらに透明電極を用い素子を組み立てなければならない。そのため、素子が複雑な構造となり、薄型化や軽量化の限界により、自由に持ち運んだり、コンパクトに保存したりする観点からは紙の代替としては限界がある。別の方式として、サーマル表示方式（物理変化タイプ、化学変化タイプ）がある。この場合、消去のエネルギーが大きいことや消去に必要な時間が長いなどの問題がある。
【特許文献１】特開２００４−４５６４３号公報
【特許文献２】特開２００４−５４１８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、無電源で表示可能であり、電子回路等の付帯装置を持たないため薄型化や軽量化が容易で、表示情報（画像）の書き込みおよび書き換えを簡単に行うことのできる液晶表示素子およびその使用方法（表示情報の書き込みおよび書き換え方法）を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の液晶表示素子は、液晶層を介して対向配置された２枚の透明基板を備えてなる液晶表示素子であって、一方の透明基板には、配向方向が固定化された第１の配向膜が形成され、他方の透明基板には、配向方向が偏光照射により可逆的に変化する第２の配向膜が形成されていることを特徴とする。
【０００６】
本発明の液晶表示素子においては、下記の形態が好ましい。
（１）第２の配向膜が、二色性色素による塗膜からなること。
（２）２枚の透明基板の少なくとも一方に、偏光フィルターが設けられていること。
（３）カラーフィルターまたはカラー基盤を備えることによりカラー表示を行うこと。
【０００７】
本発明の使用方法（表示情報の書き込み方法）は、本発明の液晶表示素子を構成する第２の配向膜に、選択的に偏光を照射することにより表示情報（画像）の書き込みを行うことを特徴とする。
また、本発明の使用方法（表示情報の消去方法）は、本発明の液晶表示素子を構成する第２の配向膜の全面に偏光を照射することにより表示情報（画像）の消去を行うことを特徴とする。
さらに、本発明の使用方法（表示情報の書き換え方法）は、本発明の液晶表示素子を構成する第２の配向膜の全面に偏光（ｉ）を照射して表示情報（画像）の消去を行った後、前記偏光（ｉ）とは偏光軸の異なる偏光（ii）を第２の配向膜に選択的に照射して新たな表示情報（新たな画像）の書き込みを行うことにより、表示情報を書き換えることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の使用方法（表示情報の消去方法）は、本発明の液晶表示素子を構成する第２の配向膜に、その配向方向が全領域において同じになるよう選択的に偏光を照射することにより、表示情報（画像）の消去を行うことを特徴とする。
さらに、本発明の使用方法（表示情報の書き換え方法）は、本発明の液晶表示素子を構成する第２の配向膜に、その配向方向が全領域において同じになるよう選択的に偏光（ｉ）を照射して表示情報（画像）の消去を行った後、前記偏光（ｉ）とは偏光軸の異なる偏光（ii）を第２の配向膜に選択的に照射して新たな表示情報（新たな画像）の書き込みを行うことにより、表示情報を書き換えることを特徴とする。
【０００９】
本発明の使用方法においては、下記の形態が好ましい。
（１）第２の配向膜に照射される偏光が、偏光フィルターの透過光であること。
（２）第２の配向膜に照射される偏光が、レーザ光であること。
（３）本発明の液晶表示素子による表示情報を、偏光フィルターを備えたメガネを利用して認識すること。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の液晶表示素子は、無電源で情報を表示することができ、電子回路等の付帯装置を持たず、また、透明電極を構成要素とすることなく情報の表示が可能であるため、薄型化や軽量化を容易に図ることができる。本発明の液晶表示素子およびその使用方法によれば、表示情報（画像）の書き込みおよび書き換え（消去および新たな書き込み）を簡単に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
＜液晶表示素子＞
以下、本発明について詳細に説明する。
図１は、本発明の液晶表示素子における層構成の一例を示す概略断面図である。
図１に示す液晶表示素子は、液晶層Ｌを介して対向配置された透明基板１および透明基板２を備えてなる。
透明基板１の一面（液晶との接触面）には、第１の配向膜１Ａが形成されており、透明基板２の一面（液晶との接触面）には、第２の配向膜２Ａが形成されている。
第１の配向膜１Ａおよび第２の配向膜２Ａは、それぞれ、（通常の液晶表示素子のように透明電極を介挿することなく）透明基板１の一面および透明基板２の一面に直接形成されている。
【００１２】
透明基板１および透明基板２としては、液晶表示素子の構成要素として通常用いられる基板であって、配向膜形成用溶液の塗布後の乾燥時、あるいは液晶表示素子を組み立てる際の接着時における加熱条件に対する耐熱性を有する材料からなるものであれば、特に制限はない。そのような透明基板としてはガラス基板が好適なものとして挙げられる。さらに、本発明で使用する透明基板には、配向膜形成用溶液の均一塗布性を向上させるために、シランカップリング剤等で表面処理が行われていることが好ましい。
【００１３】
透明基板１に形成された第１の配向膜１Ａは、その配向方向が固定化されている配向膜である。第１の配向膜１Ａの構成材料としては特に制限がなく、液晶表示素子用の配向膜として従来公知のものを使用することができる。第１の配向膜１Ａは、透明基板１の一面に形成されたポリイミド等の高分子の膜を一方向に布等で摩擦する、いわゆるラビング法により形成することができる。第１の配向膜に接する液晶分子は、その長軸（ダイレクタ）がラビングの方向に平行になるように配列する。
【００１４】
透明基板２に形成された第２の配向膜２Ａは、その配向方向が偏光照射により可逆的に変化する配向膜である。
第２の配向膜２Ａの構成材料としては、書き込み用の偏光（例えば紫外線）で配向方向を容易に変更することができるとともに、情報表示用の光（例えば可視光）に対しては比較的安定なものが好ましい。
具体的には、二色性色素による塗膜からなるものが挙げられる。ここに、二色性染料とは、発色団における光の吸収能が偏光の電気ベクトルの方向によって異なる色素をいう。      
【００１５】
第２の配向膜２Ａを構成する二色性色素としては、アントラキノン系、アゾ系、キノフタロン系、ペリレン系の色素などが挙げられるが、これらの中でも、アゾ色素およびアントラキノン色素は、偏光照射により特に良好な光配向性を示す点で好ましい。
【００１６】
好ましいアゾ色素として、下記一般式（１）で示される構造の化合物を挙げることができる。
【００１７】
【化１】
2005284175.tif 000003
【００１８】
（式中、Ｒ1 は、各々独立して、水素原子、アルキル基、フェニル基、ハロゲン原子、カルボキシル基、ハロゲン化メチル基、ハロゲン化メトキシ基、シアノ基または水酸基を表す。Ｍは、水素原子、アルカリ金属原子またはＮＨ4 を表す。）
【００１９】
上記一般式（１）におけるＲ1 の具体例としては、例えば、水素原子；メチル基、エチル基、プロピル基などのアルキル基；フェニル基；フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などのハロゲン原子；カルボキシル基；フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、クロロメチル基などのハロゲン化メチル基、フルオロメトキシ基、トリフルオロメトキシ基、クロロメトキシ基などのハロゲン化メトキシ基；シアノ基；水酸基などが挙げられる。これらの中でも、水素原子、カルボキシル基、トリフルオロメチル基が特に好ましい。
上記一般式（１）におけるＭとしては、例えば、水素原子；リチウム、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属原子；ＮＨ4 などが挙げられる。これらの中でも、ナトリウムが好ましい。
上記一般式（１）で表されるアゾ色素は、例えば、以下の方法によって容易に合成することができる。すなわち、まず４，４’−ジアミノビフェニル−３，３’−ジスルホン酸と亜硝酸ナトリウムとをジアゾ化反応を行ってジアゾニウム塩を合成する。次いで前工程で得られたジアゾニウム塩混合物を、ｏ−トリフルオロメチルフェノールと反応させて、４，４’−ビス［（４−ヒドロキシ−３−トリフルオロメチルフェニル）アゾ］ビフェニル−３，３’−ジスルホン酸ジナトリウム塩を合成する。
【００２０】
好ましいアントラキノン色素として、下記一般式（２）で示される構造の化合物を挙げることができる。
【００２１】
【化２】
2005284175.tif 000004
【００２２】
（式中、Ｒ2 は、各々独立して、水素原子、アルキル基、フェニル基、水酸基、ニトロ基、スルホ基、アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基またはカルバモイル基を表す。）      
【００２３】
上記一般式（１）で示されるアゾ色素または上記一般式（２）で示されるでアントラキノン色素により構成される膜は、紫外線領域の光を照射することにより配向方向を容易に変更することができ、しかも、可視領域の光に対しては安定なので、第２の配向膜２Ａとして好ましい。
【００２４】
上記一般式（１）示されるアゾ色素、および、上記一般式（２）で示されるアントラキノン色素は、水あるいは極性有機溶媒に高い溶解性を示し、かつガラス等の透明基板に対して良好な親和性を示す。そのため、これらの色素は水あるいは極性有機溶媒に溶解してなる配向膜形成用溶液を、ガラス等の透明基板に塗布した後、水あるいは極性有機溶媒を除去するだけで均一な塗膜を形成することができる。
【００２５】
上記の二色性色素は、これを適切な溶媒に溶解してなる配向膜形成用溶液として用いる。この際、用いる溶媒には特に限定がないが、当該二色性色素に対して良好な溶解性を示す観点から、例えばＮ−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、ブチルセロソルブ、γ−ブチロラクトン、クロロベンゼン、ジメチルスルホキシド、ジメチルアセトアミド、テトラヒドロフランなどが好ましい。これらの溶剤の中でも、ガラス等の透明基板に対する二色性色素の溶液の塗布性が良好で、かつ、均一な膜が得られるので、Ｎ−メチルピロリドン、ブチルセロソルブ、γ−ブチロラクトン、ジメチルホルムアミドが特に好ましい。
【００２６】
第２の配向膜２Ａは、上記の配向膜形成用溶液を透明基板２上に塗布し、乾燥させることによって形成することができる。ここに、配向膜形成用溶液の塗布法としては、スピンコーティング法、バーコーティング法、印刷法等を例示することができる。
【００２７】
このようにして透明基板２上に形成された第２の配向膜２Ａは、書き込み用の偏光が照射されることにより、偏光の電気ベクトルと同一の方向に電子遷移モーメントを有する構造単位が選択的に光励起され、電子遷移モーメントが偏光の電気ベクトルの方向を避けるように再配列することで塗膜内に異方性が生じ、配向機能を有するようになる。
【００２８】
液晶層Ｌを構成する液晶としては、表示素子の使用温度で液晶性を示す物質であり、低分子系および高分子系いずれ液晶も利用できる。なかでもネマチック液晶が好適に用いられる。
【００２９】
図１に示す液晶表示素子の作製方法の一例を示せば、先ず、透明基板１の一面にポリビニルアルコールの水溶液を塗布し、乾燥後、ラビング処理を施すことにより、第１の配向膜１Ａを形成する。一方、透明基板２の一面に、二色性色素の溶液（配向膜形成用溶液）を塗布し、乾燥させることにより、第２の配向膜２Ａを形成する。次に、透明基板１と透明基板２とを、それぞれの配向膜（第１の配向膜１Ａおよび第２の配向膜２Ａ）が対向するように、スペーサーを介して接着剤で固定するとともに、室温条件下、それぞれの配向膜間にアイソトロッピックな状態で液晶層Ｌ（ネマチック層）を構成する液晶を介挿させる。
【００３０】
図２および図３は、それぞれ、本発明の液晶表示素子における層構成の他の例を示す概略断面図である。
図２に示す液晶表示素子は、透明基板１の他面に偏光フィルター１Ｆが設けられていること以外は、図１に示したものと同一の構造である。
図３に示す液晶表示素子は、透明基板１の他面に偏光フィルター１Ｆが設けられているとともに、透明基板２の他面に偏光フィルター２Ｆが設けられていること以外は、図１に示したものと同一の構造である。
偏光フィルター１Ｆおよび偏光フィルター２Ｆは、偏光の方向が一致するパラレルニコルに配置してもよく、偏光の方向が９０°ずれるクロスニコルに配置してもよい。
【００３１】
＜液晶表示素子の使用方法＞
（１）表示情報の書き込み：
本発明の液晶表示素子を構成する第２の配向膜に、選択的に偏光（例えば紫外線）を照射することにより表示情報の書き込みを行うことができる。
【００３２】
図４および図５は、第１の配向膜１Ａおよび第２の配向膜２Ａの配向方向と、認識される表示情報（画像）との関係を説明するための模式図であり、図中の矢印は、配向方向を表している。
【００３３】
図４（Ａ）に示すように、第１の配向膜１Ａの配向方向と、第２の配向膜２Ａの配向方向とが一致している「初期状態」の液晶表示素子に対して、書き込み用の偏光を、第２の配向膜２Ａの中央部分（図４（Ａ）において点線で囲まれている部分）に選択的に照射して、図４（Ｂ）に示すように、照射領域における配向方向を変化させる（第１の配向膜１Ａの配向方向と直交する方向に変化させる）と、照射領域における液晶分子の配列方向が膜間で９０°ねじれ、これにより照射領域を透過する偏光（情報表示用の光による偏光）が９０°ねじれる。
この結果、偏光フィルターがクロスニコルに配置されている場合には、図４（Ｃ）に示すように、当該照射領域においては情報表示用の光が透過し、書き込み用の偏光が照射されなかった非照射領域においては情報表示用の光が遮断される。このコントラストによって表示情報（画像）が認識される。
なお、偏光フィルターがパラレルニコルに配置されている場合には、照射領域における情報表示用の光が遮断され、非照射領域における情報表示用の光が透過することにより、図４（Ｄ）に示すように、表示情報（画像）の明暗が反転する。以上の関係を表１にまとめて示す。
【００３４】
【表１】
2005284175.tif 000005
【００３５】
図５（Ａ）に示すように、第１の配向膜１Ａの配向方向と、第２の配向膜２Ａの配向方向とが直交しているような「初期状態」（この状態においては照射領域における液晶分子の配列方向が膜間で９０°ねじれている）の液晶表示素子に対して、書き込み用の偏光を、第２の配向膜２Ａの中央部分（図５（Ａ）において点線で囲まれている部分）に選択的に照射して、図５（Ｂ）に示すように、照射領域における配向方向を変化させる（第１の配向膜１Ａの配向方向と一致する方向に変化させる）と、照射領域における液晶分子のねじれ構造が解消される。
この結果、偏光フィルターがクロスニコルに配置されている場合には、図５（Ｃ）に示すように、照射領域においては情報表示用の光が遮断され、書き込み用の偏光が照射されなかった非照射領域においては情報表示用の光が透過する。このコントラストにより表示情報（画像）が認識される。
なお、偏光フィルターがパラレルニコルに配置されている場合には、照射領域における情報表示用の光が透過し、非照射領域における情報表示用の光が遮断されることにより、図５（Ｄ）に示すように、表示情報（画像）の明暗が反転する。以上の関係を表２にまとめて示す。
【００３６】
【表２】
2005284175.tif 000006
【００３７】
書き込み用の偏光の波長としては、第２の配向膜により吸収されて、配向を生じさせ、または配向方向を変化させることができる波長領域から選択される。
ここに、第２の配向膜が、上記のアゾ色素またはアントラキノン色素による塗膜からなる場合において、書き込み用の偏光としては、可視光線、紫外線などを挙げることができ、特に波長が３００〜４００ｎｍ付近の紫外線が好ましい。
また、「偏光」は、直線偏光および楕円偏光が挙げられ、特にキセノンランプ、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ等の紫外光源からの光を、偏光フィルターやグラントムソン、グランテーラー等の偏光プリズムを通して得られる直線偏光が好ましい。
また、微小領域を選択的に照射できること、短時間に照射ができることからＹＡＧレーザ、Ｈｅ−Ｃｄレーザ、半導体レーザ等を用いることが好ましい。さらに、レーザ等を用いる場合は必要に応じて波長変換素子を用い３００〜４００ｎｍ付近に変調した紫外線を利用することが好ましい。
【００３８】
本発明において、第２の配向膜に選択的に偏光を照射する（第２の配向膜に、照射領域と非照射領域を併存させる）方法としては、フォトマスクを利用する方法、レーザ光などによる選択的照射を挙げることができる。
【００３９】
（２）表示情報の消去：
本発明の液晶表示素子を構成する第２の配向膜の全面に偏光を照射することによって、既に表示されていた情報（画像）の消去を行うことができる。
既述したように、表示情報（画像）は、第２の配向膜における配向方向の異なる領域の存在に起因してコントラストとして認識されるものである。従って、第２の配向膜の全面に偏光を照射することにより、第２の配向膜における配向方向はすべて同じ方向となり、表示情報を認識することができなくなる（消去されたことになる）。かかる消去操作は、いわば初期化（初期状態の形成）に相当するものである。
【００４０】
なお、第２の配向膜に、その配向方向が全領域において同じになるよう選択的に偏光を照射することにより、表示情報の消去を行うこともできる。
表示情報を消去するための偏光の選択的な照射としては、（イ）消去すべき表示情報の書き込み時における「照射領域」への選択的照射、および、（ロ）消去すべき表示情報の書き込み時における「非照射領域」への選択的照射が挙げられる。
【００４１】
上記（イ）の場合において、消去すべき表示情報の書き込み時における「照射領域」には、図６（Ａ）に示すように、「非照射領域」の配向方向と同じになるような偏光（照射前の状態に戻すような偏光）を照射すればよい。
また、上記（ロ）の場合において、消去すべき表示情報の書き込み時における「非照射領域」には、図６（Ｂ）に示すように、「照射領域」の配向方向と同じになるような偏光（その表示情報の書き込み時に照射したものと同じ偏光）を照射すればよい。
【００４２】
（３）表示情報の書き換え：
上記（２）のような表示情報の消去（初期化）を行った後、消去のために照射した偏光とは偏光軸の異なる偏光を、第２の配向膜に選択的に照射することによって、新たな表示情報の書き込み、すなわち、表示情報の書き換えを行うことができる。
ここに、上記（１）の「表示情報の書き込み」を繰り返すことは、『表示情報の重ね書き』に相当し、上記（２）の「表示情報の消去」を行った後に、上記（１）の「表示情報の書き込み」を行うことは、『表示情報の書き換え』に相当するものである。
【００４３】
図３に示す液晶表示素子（２枚の偏光フィルターを構成要素とする表示素子）については、表示情報の書き込みを行うために第２の配向膜に選択的に照射する光、表示情報を消去するために第２の配向膜に照射する光として、無偏光の光（自然光）を使用することができる。
また、２枚の偏光フィルターがクロスニコルに配置されている場合には、偏光軸の異なる偏光を第２の配向膜に照射することができるので、表示情報の書き換え（消去および新たな書き込み）を無偏光の光（自然光）を利用して行うことができる。
さらに、選択的消去と選択的書き込みとを同時に行うことにより、情報の消去と書き込みとを同時に行うこともできる。
【００４４】
（４）画像の認識方法：
本発明の液晶表示装置によれば、液晶層において選択的に配列されている液晶に偏光を照射し、当該液晶を透過した偏光を、偏光フィルター（液晶表示装置を構成し、または構成しない偏光フィルターであって、液晶進入時の偏光に対し、クロスニコルまたはパラレルニコルに配置されているもの）を通して見ることにより、表示情報（画像）を認識することができる。
ここで、液晶に照射する偏光には、レーザ光のほか、蛍光灯、太陽光などの無偏光の光を偏光フィルター（液晶表示装置を構成し、または構成しない偏光フィルター）を通して得られるものも使用することができる。すなわち、利用する光源からの出射光が「偏光」であることを必要としない。また、無偏光を一旦液晶層に透過させ、透過側の偏光フィルターを通った後、反射して再び液晶に進入する偏光を利用することもできる。
なお、情報表示用の光の透過側に偏光フィルターを持たないものは、偏光フィルター機能を有するメガネを使用して見ることができる。
これにより、表示素子自体の薄型化を図れるとともに、当該メガネの装着者のみが表示情報を視認することができる。
また、情報表示用の光の透過側に偏光フィルターを持たないものは、主として偏光成分からなる照明を照射することにより画像認識を行うことができる。
【実施例】
【００４５】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、これらに限定されるものではない。
【００４６】
〔合成例〕
４，４’−ジアミノビフェニル−２，２’−ジスルホン酸２．００ｇ（５．８１ミリモル）に亜硝酸ナトリウム０．８０ｇ（１１．６２ミリモル）の水溶液を加え、これを攪拌しながら３％塩酸８．５ｍｌ（６．９７ミリモル）を滴下して、ジアゾ化反応を行った。  次に、５％の炭酸ナトリウム水溶液２９．３ｍｌおよびｏ−ヒドロキシ安息香酸１．６１ｇ（１１．６２ミリモル）を混合し、氷浴で冷却、攪拌しながら前記の方法で得られたジアゾニウム塩混合物を徐々に滴下し、４時間反応させた。
得られた沈殿物を濾別し、熱したクロロホルムおよびアセトンで洗浄することにより、４，４’−ビス［（３−カルボキシ−４−ヒドロキシフェニル）アゾ］ビフェニル−２，２’−ジスルホン酸ジナトリウム塩２．３９ｇ（収率６０％）を得た。
【００４７】
＜実施例１＞
（１）第１の配向膜の形成：
ガラス基板（透明基板１）の一面に、ポリビニルアルコール「ＰＶＡ−１１７」〔（株）クラレ製〕０．５質量％の水溶液を０．２μｍのフィルターで濾過したものを、スパチュラを用いて塗布し、塗膜を乾燥した後、ラビング処理を施すことにより、ガラス基板（透明基板１）の一面に第１の配向膜を形成した。
【００４８】
（２）第２の配向膜の形成：
合成例で得られた二色性色素をジメチルホルムアミドに溶解させて、不揮発成分０．５質量％の溶液を得、この溶液を０．２μｍのフィルターで濾過して二色性色素溶液（配向膜形成用溶液）を調製した。
ガラス基板（透明基板２）の一面に、得られた二色性色素溶液を、スパチュラを用いて塗布し、当該ガラス基板を傾けて余剰の溶液を流して除去した。その後、６０℃で６０分間にわたり乾燥することにより、ガラス基板（透明基板２）の一面に第２の配向膜を形成した。
【００４９】
（３）液晶表示素子の作製：
第１の配向膜が形成されたガラス基板と、第２の配向膜が形成されたガラス基板とを、それぞれの配向膜（第１の配向膜および第２の配向膜）が対向するように、厚さ１２μｍのアルミ箔からなるスペーサーを介してガラス用接着剤で固定するとともに、それぞれの配向膜間にアイソトロッピックな状態（４０〜５０℃）で、液晶層Ｌ（ネマチック層）を構成する液晶（４−シアノ- ４’−ペンチルビフェニル）を介挿させ、室温条件下、２４時間にわたり接着剤を硬化させることにより、本発明の液晶表示素子を作製した。
【００５０】
このようにして得られた液晶表示素子の両側に偏光フィルターを配置して表示用の光の透過性を確認したところ、偏光フィルターをクロスニコルに配置したときには透過せず、パラレルニコルに配置したときには透過した。このことから、液晶表示素子内の液晶はホモジニアスな状態であると推測される。
【００５１】
（４）液晶表示素子の初期化：
液晶表示素子を構成する第２の配向膜の全面に偏光（その偏光方向が、第１の配向膜の配向方向と直交するように配置した偏光フィルターを透過した、高圧水銀ランプを光源とする光）を照射することにより、第１の配向膜の配向方向と、第２の配向膜２Ａの配向方向とを一致させた（図４（Ａ）に示したものと同様の初期状態）。
【００５２】
（５）表示情報の書き込み：
上記（４）により初期化された液晶表示素子を構成する第２の配向膜に、選択的に偏光（その偏光方向が、第１の配向膜の配向方向と一致するように配置した偏光フィルターを透過した、高圧水銀ランプを光源とする偏光）を選択的に５分間照射（０．１Ｗ／ｃｍ2 ，積算光量＝３０Ｊ／ｃｍ2 ）することにより、照射領域における配向方向を変化（第１の配向膜の配向方向と直交する方向に変化）させた。
ここに、選択的な偏光の照射は、「ＮＵＣ」の文字領域を遮光するフォトマスクを利用して行った。従って、「ＮＵＣ」の文字領域に対応して「非照射領域」が形成され、それ以外の領域が「照射領域」となる。
【００５３】
このようにして表示情報の書き込みが行われた液晶表示素子の両側に偏光フィルターを配置して表示情報（画像）の状態を室内の蛍光灯下で目視により評価した。
この結果、偏光フィルターをクロスニコルに配置した場合には、図７（Ａ）に示すように、「ＮＵＣ」の文字領域に対応する非照射領域においては偏光が遮断され、白地に黒の文字「ＮＵＣ」が明確に認識された。
また、偏光フィルターをパラレルニコルに配置した場合には、図７（Ｂ）に示すように、「ＮＵＣ」の文字領域に対応する非照射領域においては偏光が透過し、黒地に白の文字「ＮＵＣ」が明確に認識された。
さらに、液晶表示素子の透過側における偏光フィルターを取り外し、これに代えて偏光メガネを使用した場合も、「ＮＵＣ」の文字を明確に認識することができた。
【００５４】
（６）表示情報の消去：
上記（５）により表示情報の書き込みが行われた液晶表示素子を構成する第２の配向膜の全面に偏光（上記（５）で照射したものと同様の偏光）を照射することにより、第２の配向膜における配向方向をすべて同じ方向（第１の配向膜の配向方向と直交する方向）として、表示情報を消去した（図５（Ａ）に示したものと同様の初期状態）。
【００５５】
（７）表示情報の再書き込み（書き換え）：
上記（６）により表示情報が消去された液晶表示素子を構成する第２の配向膜に、選択的に偏光（その偏光方向が、第１の配向膜の配向方向と直交するように配置した偏光フィルターを透過した、高圧水銀ランプを光源とする偏光）を選択的に５分間照射（０．１Ｗ／ｃｍ2 ，積算光量＝３０Ｊ／ｃｍ2 ）することにより、照射領域における配向方向を変化（第１の配向膜の配向方向と一致する方向に変化）させた。
ここに、選択的な偏光の照射は、「ＮＵＣ」の文字領域を遮光するフォトマスクを利用して行った。従って、「ＮＵＣ」の文字領域に対応して「非照射領域」が形成され、それ以外の領域が「照射領域」となる。
【００５６】
このようにして表示情報の書き込みが行われた液晶表示素子の両側に偏光フィルターを配置して表示情報（画像）の状態を室内の蛍光灯下で目視により評価した。
この結果、偏光フィルターをクロスニコルに配置した場合には、図７（Ｂ）に示すように、「ＮＵＣ」の文字領域に対応する非照射領域においては偏光が透過し、黒地に白の文字「ＮＵＣ」が明確に認識された。
また、偏光フィルターをパラレルニコルに配置した場合には、図７（Ａ）に示すように、「ＮＵＣ」の文字領域に対応する非照射領域においては偏光が遮断され、白地に黒の文字「ＮＵＣ」が明確に認識された。
【００５７】
（８）表示情報の消去：
上記（７）により表示情報の書き込みが行われた液晶表示素子を構成する第２の配向膜の全面に偏光（上記（７）で照射したものと同様の偏光）を照射することにより、第２の配向膜における配向方向をすべて同じ方向（第１の配向膜の配向方向と一致する方向）として、表示情報を消去した。この状態は、上記（４）によって初期化したものと同じ状態（図４（Ａ）に示したものと同様の初期状態）である。
【００５８】
（９）表示情報（画像）の熱耐久性：
上記（５）により表示情報の書き込みが行われた液晶表示素子を５０℃の温度環境下に４８時間放置した。その後、室温に冷却し、表示情報（画像）の状態を再度評価した。
この結果、表示情報（画像）の明確性は、放置前と異なるものではなく、本発明の液晶表示素子は、表示情報（画像）の熱耐久性に優れていることが認められた。
【００５９】
（１０）表示情報（画像）の光耐久性：
上記（５）により表示情報の書き込みが行われた液晶表示素子を、蛍光灯を点灯されている室内に４８時間放置することによって、当該液晶表示素子を構成する第２の配向膜に蛍光灯からの光を照射した。その後、表示情報（画像）の状態を再度評価した。
この結果、表示情報（画像）の明確性は、放置前と異なるものではなく、本発明の液晶表示素子は、表示情報（画像）の光耐久性に優れていることが認められた。
【００６０】
（１１）表示情報の書き換えの繰り返し耐久性：
上記（８）により表示情報が消去された液晶表示素子について、上記（５）〜（８）の操作（表示情報の書き込み−表示情報の消去−表示情報の再書き込み−表示情報の消去）に引き続き上記（７）〜（８）の操作（表示情報の再書き込み−表示情報の消去）を行うことを１サイクルとして、５０サイクル行った後、上記（７）の操作を行って表示情報（画像）の状態を再度評価した。
この結果、表示情報（画像）の明確性は当初（１サイクル目）と異なるものではなく、本発明の液晶表示素子は、書き換え（消去−再書き込み）の繰り返し耐久性に優れていることが認められた。
【００６１】
＜実施例２＞
ガラス基板（透明基板１）の一面およびガラス基板（透明基板２）の一面に、それぞれ、ヘキサメチルジシラザン「Ａ−１６６」（日本ユニカー（株）製）を塗布し、６０℃で２４時間加温する表面処理を行ったこと以外は、実施例１の（１）〜（３）と同様にして本発明の液晶表示素子を作製した。
この液晶表示素子を構成する第２の配向膜に、Ｈｅ−Ｃｄレーザ（金門電気（株）製，ＩＫ５３５１Ｒ−Ｄ，波長＝３２５ｎｍ，出力＝５ｍＷ、もしくは、波長＝４２２ｎｍ，出力＝３５ｍＷ）からの偏光を選択的に照射することにより、照射領域における配向方向を変化（第１の配向膜の配向方向と直交する方向に変化）させた。
このようにして表示情報の書き込みが行われた液晶表示素子の両側に偏光フィルターを配置して表示情報（画像）の状態を室内の蛍光灯下で目視により評価したところ、良好な画像を明確に認識することができた。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明の液晶表示素子は、表示情報（画像）の書き込みおよび書き換えを簡単に行うことができ、電子ペーパーなどとして利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の液晶表示素子における層構成の一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明の液晶表示素子における層構成の他の例を示す概略断面図である。
【図３】本発明の液晶表示素子のおける層構成の他の例を示す概略断面図である。
【図４】第１の配向膜および第２の配向膜の配向方向と、認識される表示情報との関係を説明するための模式図である。
【図５】第１の配向膜および第２の配向膜の配向方向と、認識される表示情報との関係を説明するための模式図である。
【図６】表示情報の消去時における第２の配向膜の配向方向の変化状態を示す模式図である。
【図７】実施例で認識された表示情報（画像）を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６４】
１    透明基板
２    透明基板
１Ａ  第１の配向膜
２Ａ  第２の配向膜
１Ｆ  偏光フィルター
２Ｆ  偏光フィルター
Ｌ    液晶層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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