JP2003096460A - 液晶組成物及び液晶表示素子 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 画像表示における色純度や光反射率等の特性
が向上しており、コントラストが高く、駆動電圧が低く
済む液晶表示素子を得るためのカイラルネマティック液
晶組成物及び液晶表示素子を提供する。 【解決手段】 液晶性エステル化合物及び分子内にフッ
素を含有する液晶性ピリミジン化合物を主成分とするネ
マティック液晶混合物５５重量％〜９０重量％と、１種
類以上のカイラル材料１０重量％〜４５重量％とを含有
し、室温でコレステリック相を示すカイラルネマティッ
ク液晶組成物２１ｒ、２１ｇ、２１ｂ及び該カイラルネ
マティク液晶組成物が一対の基板１１、１２間に挟持さ
れている液晶表示素子Ａ，Ｂ。
が向上しており、コントラストが高く、駆動電圧が低く
済む液晶表示素子を得るためのカイラルネマティック液
晶組成物及び液晶表示素子を提供する。 【解決手段】 液晶性エステル化合物及び分子内にフッ
素を含有する液晶性ピリミジン化合物を主成分とするネ
マティック液晶混合物５５重量％〜９０重量％と、１種
類以上のカイラル材料１０重量％〜４５重量％とを含有
し、室温でコレステリック相を示すカイラルネマティッ
ク液晶組成物２１ｒ、２１ｇ、２１ｂ及び該カイラルネ
マティク液晶組成物が一対の基板１１、１２間に挟持さ
れている液晶表示素子Ａ，Ｂ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はカイラルネマティッ
ク液晶組成物及びこれを用いた液晶表示素子に関する。
ク液晶組成物及びこれを用いた液晶表示素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶表示素子は、基本的に一対の基板と
これら基板間に挟持された液晶層とを含んでいる。この
液晶層に駆動電圧を印加することで液晶分子の配列を制
御し、素子に入射される外光を変調して目的とする画像
の表示等を行う。
これら基板間に挟持された液晶層とを含んでいる。この
液晶層に駆動電圧を印加することで液晶分子の配列を制
御し、素子に入射される外光を変調して目的とする画像
の表示等を行う。
【０００３】液晶表示方式は様々なものが提案されてい
る。
る。
【０００４】近年、ネマティック液晶にカイラル材料を
添加することにより、室温においてコレステリック液晶
相を示すようにしたカイラルネマティック液晶を用いた
液晶表示素子が研究されている。
添加することにより、室温においてコレステリック液晶
相を示すようにしたカイラルネマティック液晶を用いた
液晶表示素子が研究されている。
【０００５】このタイプの液晶表示素子は、例えば、カ
イラルネマティック液晶の選択反射能を利用した低消費
電力駆動可能の反射型の液晶表示素子として用い得るこ
とが知られている。
イラルネマティック液晶の選択反射能を利用した低消費
電力駆動可能の反射型の液晶表示素子として用い得るこ
とが知られている。
【０００６】この反射型液晶表示素子では高低のパルス
電圧を印加することにより液晶をプレーナ状態（着色状
態）とフォーカルコニック状態（透明状態）に切り替え
て表示を行なうことができる。
電圧を印加することにより液晶をプレーナ状態（着色状
態）とフォーカルコニック状態（透明状態）に切り替え
て表示を行なうことができる。
【０００７】そして、かかるパルス電圧の印加を停止し
た後でも、プレーナ状態、フォーカルコニック状態、或
いはその混在状態が保持されるという、いわゆる双安定
性或いはメモリー性を示し、これにより、電圧の印加を
停止した後も表示が保たれるようにすることが可能であ
る。
た後でも、プレーナ状態、フォーカルコニック状態、或
いはその混在状態が保持されるという、いわゆる双安定
性或いはメモリー性を示し、これにより、電圧の印加を
停止した後も表示が保たれるようにすることが可能であ
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】このようなカイラルネ
マティック液晶を用いた液晶表示素子においては、画像
表示における色純度や光反射率等の特性の向上、高いコ
ントラスト、低い駆動電圧が要求されている。
マティック液晶を用いた液晶表示素子においては、画像
表示における色純度や光反射率等の特性の向上、高いコ
ントラスト、低い駆動電圧が要求されている。
【０００９】そこで本発明は、画像表示における色純度
や光反射率等の特性が向上しており、コントラストが高
く、駆動電圧が低く済む液晶表示素子を得るためのカイ
ラルネマティック液晶組成物を提供することを課題とす
る。
や光反射率等の特性が向上しており、コントラストが高
く、駆動電圧が低く済む液晶表示素子を得るためのカイ
ラルネマティック液晶組成物を提供することを課題とす
る。
【００１０】また本発明は、画像表示における色純度や
光反射率等の特性が向上しており、コントラストが高
く、駆動電圧が低く済む液晶表示素子を提供することを
課題とする。
光反射率等の特性が向上しており、コントラストが高
く、駆動電圧が低く済む液晶表示素子を提供することを
課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明者は前記課題を解
決するため研究を重ねたところ、次のことを見出した。
決するため研究を重ねたところ、次のことを見出した。
【００１２】すなわち、少なくとも一方が透明な一対の
基板間にネマティック液晶混合物とカイラル材料とを含
む液晶組成物が挟持されている液晶表示素子において
は、該液晶組成物として、液晶性エステル化合物及び分
子内にフッ素を含有する液晶性ピリミジン化合物を主成
分とするネマティック液晶混合物５５重量％〜９０重量
％と、１種類以上のカイラル材料１０重量％〜４５重量
％とを少なくとも含有し、室温（略２５℃）でコレステ
リック相を示すカイラルネマティック液晶組成物を用い
るとき、画像表示において、色純度や反射率等の特性が
向上してコントラストが高くなる。また駆動電圧が低下
する。なお、前記の「ネマティック液晶混合物の重量
％」及び「カイラル材料の重量％」は、いずれもネマテ
ィック液晶混合物とカイラル材料の合計重量を１００重
量％としたときの値である。
基板間にネマティック液晶混合物とカイラル材料とを含
む液晶組成物が挟持されている液晶表示素子において
は、該液晶組成物として、液晶性エステル化合物及び分
子内にフッ素を含有する液晶性ピリミジン化合物を主成
分とするネマティック液晶混合物５５重量％〜９０重量
％と、１種類以上のカイラル材料１０重量％〜４５重量
％とを少なくとも含有し、室温（略２５℃）でコレステ
リック相を示すカイラルネマティック液晶組成物を用い
るとき、画像表示において、色純度や反射率等の特性が
向上してコントラストが高くなる。また駆動電圧が低下
する。なお、前記の「ネマティック液晶混合物の重量
％」及び「カイラル材料の重量％」は、いずれもネマテ
ィック液晶混合物とカイラル材料の合計重量を１００重
量％としたときの値である。
【００１３】本発明はかかる知見に基づくものであり、
前記課題を解決するため、次のカイラルネマティック液
晶組成物及び液晶表示素子を提供する。 （１）カイラルネマティック液晶組成物 液晶性エステル化合物及び分子内にフッ素を含有する液
晶性ピリミジン化合物を主成分とするネマティック液晶
混合物５５重量％〜９０重量％と、１種類以上のカイラ
ル材料１０重量％〜４５重量％とを少なくとも含有し、
コレステリック相を示す、さらに言えば室温（略２５
℃）でコレステリック相を示すカイラルネマティック液
晶組成物。 （２）液晶表示素子 一対の基板（通常は少なくとも一方が透明な一対の基
板）間に前記本発明に係るカイラルネマティック液晶組
成物が挟持されている液晶表示素子。
前記課題を解決するため、次のカイラルネマティック液
晶組成物及び液晶表示素子を提供する。 （１）カイラルネマティック液晶組成物 液晶性エステル化合物及び分子内にフッ素を含有する液
晶性ピリミジン化合物を主成分とするネマティック液晶
混合物５５重量％〜９０重量％と、１種類以上のカイラ
ル材料１０重量％〜４５重量％とを少なくとも含有し、
コレステリック相を示す、さらに言えば室温（略２５
℃）でコレステリック相を示すカイラルネマティック液
晶組成物。 （２）液晶表示素子 一対の基板（通常は少なくとも一方が透明な一対の基
板）間に前記本発明に係るカイラルネマティック液晶組
成物が挟持されている液晶表示素子。
【００１４】本発明にいう「ネマティック液晶混合物の
重量％」及び「カイラル材料の重量％」は、いずれもネ
マティック液晶混合物とカイラル材料の合計重量を１０
０重量％としたときの値である。
重量％」及び「カイラル材料の重量％」は、いずれもネ
マティック液晶混合物とカイラル材料の合計重量を１０
０重量％としたときの値である。
【００１５】本発明に係るカイラルネマティック液晶組
成物及び該カイラルネマティック液晶組成物が一対の基
板間に挟持されている液晶表示素子によると、該液晶組
成物が、液晶性エステル化合物及び分子内にフッ素を含
有する液晶性ピリミジン化合物を主成分とするネマティ
ック液晶混合物５５重量％〜９０重量％と、１種類以上
のカイラル材料１０重量％〜４５重量％とを少なくとも
含有し、コレステリック相を示すカイラルネマティック
液晶組成物であるので、画像表示における色純度や反射
率等の特性が向上しており、コントラストが高く、駆動
電圧が低く済む。
成物及び該カイラルネマティック液晶組成物が一対の基
板間に挟持されている液晶表示素子によると、該液晶組
成物が、液晶性エステル化合物及び分子内にフッ素を含
有する液晶性ピリミジン化合物を主成分とするネマティ
ック液晶混合物５５重量％〜９０重量％と、１種類以上
のカイラル材料１０重量％〜４５重量％とを少なくとも
含有し、コレステリック相を示すカイラルネマティック
液晶組成物であるので、画像表示における色純度や反射
率等の特性が向上しており、コントラストが高く、駆動
電圧が低く済む。
【００１６】前記ネマティック液晶混合物において、液
晶性エステル化合物及び分子内にフッ素を含有する液晶
性ピリミジン化合物の合計含有量は、これらがネマティ
ック液晶混合物中で主成分となるように、すなわち、ネ
マティック液晶混合物に含まれる他の各種化合物に比べ
て最も多く含まれていることが好ましく、例えば、前記
ネマティック液晶混合物全体の重量に対し、４５重量％
以上、より好ましくは５０重量％以上１００重量％以下
であることが望ましい。この場合、液晶表示素子の前記
の特性、すなわち色純度や反射率等の特性がさらに向上
する。
晶性エステル化合物及び分子内にフッ素を含有する液晶
性ピリミジン化合物の合計含有量は、これらがネマティ
ック液晶混合物中で主成分となるように、すなわち、ネ
マティック液晶混合物に含まれる他の各種化合物に比べ
て最も多く含まれていることが好ましく、例えば、前記
ネマティック液晶混合物全体の重量に対し、４５重量％
以上、より好ましくは５０重量％以上１００重量％以下
であることが望ましい。この場合、液晶表示素子の前記
の特性、すなわち色純度や反射率等の特性がさらに向上
する。
【００１７】前記ネマティック液晶混合物は、 さらに液
晶性ビフェニル化合物、液晶性フェニルシクロへキシル
化合物、液晶性トラン化合物及び液晶性ターフェニル化
合物のうちの少なくとも一つを含んでいてもよい。
晶性ビフェニル化合物、液晶性フェニルシクロへキシル
化合物、液晶性トラン化合物及び液晶性ターフェニル化
合物のうちの少なくとも一つを含んでいてもよい。
【００１８】例えば、ネマティック液晶混合物に、液晶
性トラン化合物又は（及び）液晶性フェニルシクロヘキ
サン化合物を添加することにより、粘度を低くすること
ができ、応答速度の向上という利点が得られる。また、
液晶性ビフェニル化合物又は（及び）液晶性ターフェニ
ル化合物を添加することにより、相転移温度を高くする
ことができ、ひいては温度補償範囲の拡大に寄与し、液
晶表示素子の信頼性も向上する。
性トラン化合物又は（及び）液晶性フェニルシクロヘキ
サン化合物を添加することにより、粘度を低くすること
ができ、応答速度の向上という利点が得られる。また、
液晶性ビフェニル化合物又は（及び）液晶性ターフェニ
ル化合物を添加することにより、相転移温度を高くする
ことができ、ひいては温度補償範囲の拡大に寄与し、液
晶表示素子の信頼性も向上する。
【００１９】前記ネマティック液晶混合物が、 液晶性ビ
フェニル化合物、液晶性フェニルシクロへキシル化合
物、液晶性トラン化合物及び液晶性ターフェニル化合物
のうちの少なくとも一つを含む場合、その含まれる化合
物それぞれの含有量は、例えば、前記ネマティック液晶
混合物全体の重量に対していずれも１０重量％以上５５
重量％以下、より好ましくは５０重量％以下であること
が望ましい。この含有量が１０重量％より小さいと色純
度や反射率等の液晶表示素子の性能としてはっきりした
改善が見られず、５５重量％より大きいと液晶性エステ
ル化合物及び分子内にフッ素基を有する液晶性ピリミジ
ン化合物の含有量が減少するため色純度や光反射率等の
特性が低下したり駆動電圧が上昇してしまうという問題
がある。
フェニル化合物、液晶性フェニルシクロへキシル化合
物、液晶性トラン化合物及び液晶性ターフェニル化合物
のうちの少なくとも一つを含む場合、その含まれる化合
物それぞれの含有量は、例えば、前記ネマティック液晶
混合物全体の重量に対していずれも１０重量％以上５５
重量％以下、より好ましくは５０重量％以下であること
が望ましい。この含有量が１０重量％より小さいと色純
度や反射率等の液晶表示素子の性能としてはっきりした
改善が見られず、５５重量％より大きいと液晶性エステ
ル化合物及び分子内にフッ素基を有する液晶性ピリミジ
ン化合物の含有量が減少するため色純度や光反射率等の
特性が低下したり駆動電圧が上昇してしまうという問題
がある。
【００２０】前記ネマティック液晶混合物中の、液晶性
エステル化合物及びフッ素を含有する液晶性ピリミジン
化合物のそれぞれの含有量は、例えば、前記ネマティッ
ク液晶混合物全体の重量に対していずれも１５重量％以
上８５重量％以下であることが望ましい。
エステル化合物及びフッ素を含有する液晶性ピリミジン
化合物のそれぞれの含有量は、例えば、前記ネマティッ
ク液晶混合物全体の重量に対していずれも１５重量％以
上８５重量％以下であることが望ましい。
【００２１】いずれにしても、前記ネマティック液晶混
合物に含まれる液晶性エステル化合物は、誘電率異方性
の大きな液晶性エステル化合物、例えば、Ｆ基、Ｃｌ基
及びＣＮ基のうちの少なくとも一つを含んでいる液晶性
エステル化合物であってもよい。特に末端にＣＮ基や分
子中にＦ基やＣｌ基を付与した極性の大きな構造を持つ
液晶性エステル化合物を用いることで駆動電圧を低減さ
せることができる。
合物に含まれる液晶性エステル化合物は、誘電率異方性
の大きな液晶性エステル化合物、例えば、Ｆ基、Ｃｌ基
及びＣＮ基のうちの少なくとも一つを含んでいる液晶性
エステル化合物であってもよい。特に末端にＣＮ基や分
子中にＦ基やＣｌ基を付与した極性の大きな構造を持つ
液晶性エステル化合物を用いることで駆動電圧を低減さ
せることができる。
【００２２】前記カイラルネマティック液晶組成物は、
含有するカイラル材料（カイラルドーパント）の量を変
えることにより、選択反射波長を制御することができる
という利点がある。
含有するカイラル材料（カイラルドーパント）の量を変
えることにより、選択反射波長を制御することができる
という利点がある。
【００２３】前記カイラルネマティック液晶組成物は１
０重量％〜４５重量％のカイラル材料を含有している
が、カイラル材料の含有量が１０重量％より少なすぎる
と十分な反射特性やメモリー性を得られないことがあ
り、４５重量％より多すぎると室温でコレステリック相
を示さなくなったり、固化したりすることがある。前記
カイラルネマティック液晶組成物は１種以上のカイラル
材料を含有しているが、２種類以上のカイラル材料、例
えば２種類〜４種類のカイラル材料を含有していてもよ
い。カイラルネマティック液晶組成物にカイラル材料を
２種以上混合することによって温度による選択反射波長
のシフト量を調整することができ、安定した温度特性を
示すことが可能となる。
０重量％〜４５重量％のカイラル材料を含有している
が、カイラル材料の含有量が１０重量％より少なすぎる
と十分な反射特性やメモリー性を得られないことがあ
り、４５重量％より多すぎると室温でコレステリック相
を示さなくなったり、固化したりすることがある。前記
カイラルネマティック液晶組成物は１種以上のカイラル
材料を含有しているが、２種類以上のカイラル材料、例
えば２種類〜４種類のカイラル材料を含有していてもよ
い。カイラルネマティック液晶組成物にカイラル材料を
２種以上混合することによって温度による選択反射波長
のシフト量を調整することができ、安定した温度特性を
示すことが可能となる。
【００２４】前記カイラルネマティック液晶組成物中に
色素が含有されていてもよい。この場合、不要な散乱を
カットすることなどによって色純度を向上させることが
できる。
色素が含有されていてもよい。この場合、不要な散乱を
カットすることなどによって色純度を向上させることが
できる。
【００２５】本発明に係る液晶表示素子における前記一
対の基板のうち少なくとも一方は樹脂基板であってもよ
い。基板として樹脂基板を用いることにより、軽量で薄
型の液晶表示素子を提供できる。しかも、樹脂基板で形
成された液晶表示素子は割れ難い。
対の基板のうち少なくとも一方は樹脂基板であってもよ
い。基板として樹脂基板を用いることにより、軽量で薄
型の液晶表示素子を提供できる。しかも、樹脂基板で形
成された液晶表示素子は割れ難い。
【００２６】いずれにしても前記液晶表示素子の駆動電
圧としては、４０Ｖ以下程度を例示できる。
圧としては、４０Ｖ以下程度を例示できる。
【００２７】本発明に係る液晶表示素子の前記一対の基
板間に複数の、高分子材料を主体とする構造物（樹脂構
造物）が設けられていてもよい。一対の基板間に複数
の、高分子材料主体の構造物が設けられることにより大
面積の液晶パネルが作製可能となり、また基板間の厚み
の精度や強度を向上させることができる。また、素子と
してのメモリー性が向上する。
板間に複数の、高分子材料を主体とする構造物（樹脂構
造物）が設けられていてもよい。一対の基板間に複数
の、高分子材料主体の構造物が設けられることにより大
面積の液晶パネルが作製可能となり、また基板間の厚み
の精度や強度を向上させることができる。また、素子と
してのメモリー性が向上する。
【００２８】少なくとも一つが前記本発明に係る液晶表
示素子である複数の液晶表示素子を積層して構成した積
層型液晶表示素子を得ることも可能である。この場合、
例えば、赤色の光の波長を選択反射できる液晶組成物を
有する液晶表示素子、緑色の光の波長を選択反射できる
液晶組成物を有する液晶表示素子、青色の光の波長を選
択反射できる液晶組成物を有する液晶表示素子の少なく
とも三つの液晶表示素子を積層することによりフルカラ
ー表示を行うことができる。
示素子である複数の液晶表示素子を積層して構成した積
層型液晶表示素子を得ることも可能である。この場合、
例えば、赤色の光の波長を選択反射できる液晶組成物を
有する液晶表示素子、緑色の光の波長を選択反射できる
液晶組成物を有する液晶表示素子、青色の光の波長を選
択反射できる液晶組成物を有する液晶表示素子の少なく
とも三つの液晶表示素子を積層することによりフルカラ
ー表示を行うことができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。 （第１実施形態の構成と表示動作）図１は本発明の第１
実施形態である反射型積層型液晶表示素子の断面構造を
示す概略図であり、図１（Ａ）に高電圧パルスを印加し
たときのプレーナ状態（Ｒ（赤色）Ｇ（緑色）Ｂ（青
色）着色状態）を示し、図１（Ｂ）に低電圧パルスを印
加したときのフォーカルコニック状態（透明／黒色表示
状態）を示す。なお、この液晶表示素子はメモリー性を
有しており、プレーナ状態及びフォーカルコニック状態
はパルス電圧印加後も維持できる。
参照して説明する。 （第１実施形態の構成と表示動作）図１は本発明の第１
実施形態である反射型積層型液晶表示素子の断面構造を
示す概略図であり、図１（Ａ）に高電圧パルスを印加し
たときのプレーナ状態（Ｒ（赤色）Ｇ（緑色）Ｂ（青
色）着色状態）を示し、図１（Ｂ）に低電圧パルスを印
加したときのフォーカルコニック状態（透明／黒色表示
状態）を示す。なお、この液晶表示素子はメモリー性を
有しており、プレーナ状態及びフォーカルコニック状態
はパルス電圧印加後も維持できる。
【００３０】図１に示す積層型液晶表示素子Ａは、それ
ぞれ液晶組成物２１ｒ、２１ｇ、２１ｂを含む、赤色表
示を行なうＲ液晶層ｒ（赤色層（赤色液晶表示素
子））、緑色表示を行なうＧ液晶層ｇ（緑色層（緑色液
晶表示素子））、青色表示を行なうＢ液晶層ｂ（青色層
（青色液晶表示素子））の三つの液晶層（液晶表示素
子）をこの順で積層したものである。
ぞれ液晶組成物２１ｒ、２１ｇ、２１ｂを含む、赤色表
示を行なうＲ液晶層ｒ（赤色層（赤色液晶表示素
子））、緑色表示を行なうＧ液晶層ｇ（緑色層（緑色液
晶表示素子））、青色表示を行なうＢ液晶層ｂ（青色層
（青色液晶表示素子））の三つの液晶層（液晶表示素
子）をこの順で積層したものである。
【００３１】Ｒ、Ｇ及びＢの各液晶層ｒ、ｇ、ｂは、そ
れぞれ少なくとも一方（ここではいずれも）が透明な一
対の基板１１、１２間に液晶組成物２１ｒ、２１ｇ、２
１ｂを挟持したものである。
れぞれ少なくとも一方（ここではいずれも）が透明な一
対の基板１１、１２間に液晶組成物２１ｒ、２１ｇ、２
１ｂを挟持したものである。
【００３２】図１の各液晶層ｒ、ｇ、ｂにおいては、１
１、１２は透光性を有する透明基板であり、透明基板１
１、１２のそれぞれの表面に、それぞれ間隔をおいて平
行に並んだ複数の帯状に形成された透明電極１３、１４
が設けられている。これらの電極１３、１４は基板に垂
直な方向から見て互いに交差するように向かい合わされ
ている。電極上には絶縁性薄膜がコーティングされてい
ることが好ましい。ここでは電極１３、１４上にそれぞ
れ絶縁性薄膜１５がコーティングされている。また、絶
縁性薄膜１５の上には配向安定化膜１７が設けられてい
る。光を入射させる側とは反対側の基板の外面（裏面）
には、必要性に応じて、可視光吸収層が設けられる。こ
こでは赤色層ｒにおける基板１２の裏面に可視光吸収層
１６が設けられている。
１、１２は透光性を有する透明基板であり、透明基板１
１、１２のそれぞれの表面に、それぞれ間隔をおいて平
行に並んだ複数の帯状に形成された透明電極１３、１４
が設けられている。これらの電極１３、１４は基板に垂
直な方向から見て互いに交差するように向かい合わされ
ている。電極上には絶縁性薄膜がコーティングされてい
ることが好ましい。ここでは電極１３、１４上にそれぞ
れ絶縁性薄膜１５がコーティングされている。また、絶
縁性薄膜１５の上には配向安定化膜１７が設けられてい
る。光を入射させる側とは反対側の基板の外面（裏面）
には、必要性に応じて、可視光吸収層が設けられる。こ
こでは赤色層ｒにおける基板１２の裏面に可視光吸収層
１６が設けられている。
【００３３】１８、２０はそれぞれスペース保持部材と
してのスペーサ、柱状構造物であり、２１ｒ、２１ｇ、
２１ｂは、ここでは室温（略２５℃）でコレステリック
相を示すカイラルネマティック液晶組成物である。これ
らの材料やその組み合わせについては後述し、さらに以
下の実験例によって具体的に説明する。２４はシール材
であり、液晶組成物２１ｒ、２１ｇ、２１ｂを基板１
１、１２間に封入するためのものである。
してのスペーサ、柱状構造物であり、２１ｒ、２１ｇ、
２１ｂは、ここでは室温（略２５℃）でコレステリック
相を示すカイラルネマティック液晶組成物である。これ
らの材料やその組み合わせについては後述し、さらに以
下の実験例によって具体的に説明する。２４はシール材
であり、液晶組成物２１ｒ、２１ｇ、２１ｂを基板１
１、１２間に封入するためのものである。
【００３４】２５はパルス印加装置であり、各液晶層の
前記電極１３、１４間にパルス状の所定電圧を印加する
ためのものである。 （基板）基板１１、１２は、既述のとおり、いずれも透
光性を有しているが、基板１１、１２は、少なくとも画
像観察のために可視光を透過させるものを透光性を有す
るものとすればよい。透光性を有する基板としては、ガ
ラス基板を例示できる。ガラス基板以外に、例えばポリ
カーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリエチレンテ
レフタレート等のフレキシブル基板等も使用可能であ
る。 （電極）電極としては、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ
Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ：インジウム錫酸化物）に代表さ
れる透明導電性膜や、アルミニウム、シリコン等の金属
電極、或いはアモルファスシリコン、ＢＳＯ（Ｂｉｓｍ
ｕｔｈ ＳｉｌｉｃｏｎＯｘｉｄｅ）等の光導電性膜等
を用いることができる。
前記電極１３、１４間にパルス状の所定電圧を印加する
ためのものである。 （基板）基板１１、１２は、既述のとおり、いずれも透
光性を有しているが、基板１１、１２は、少なくとも画
像観察のために可視光を透過させるものを透光性を有す
るものとすればよい。透光性を有する基板としては、ガ
ラス基板を例示できる。ガラス基板以外に、例えばポリ
カーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリエチレンテ
レフタレート等のフレキシブル基板等も使用可能であ
る。 （電極）電極としては、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ
Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ：インジウム錫酸化物）に代表さ
れる透明導電性膜や、アルミニウム、シリコン等の金属
電極、或いはアモルファスシリコン、ＢＳＯ（Ｂｉｓｍ
ｕｔｈ ＳｉｌｉｃｏｎＯｘｉｄｅ）等の光導電性膜等
を用いることができる。
【００３５】図１に示す液晶表示素子Ａにおいては、既
述のとおり、透明基板１１、１２の表面にそれぞれ間隔
おいて平行に並んだ複数の帯状の透明電極１３、１４が
形成されている。両基板１１、１２は、透明電極１３、
１４の向きが互いに直角方向となるように対向させてあ
り、透明電極１３、１４が重なり合う領域が表示画素と
なる。本明細書においては、液晶によって光変調が行わ
れる領域、すなわち画像表示がなされる領域を表示領域
と呼ぶ。その周囲は光変調が行われない表示領域外とな
る。
述のとおり、透明基板１１、１２の表面にそれぞれ間隔
おいて平行に並んだ複数の帯状の透明電極１３、１４が
形成されている。両基板１１、１２は、透明電極１３、
１４の向きが互いに直角方向となるように対向させてあ
り、透明電極１３、１４が重なり合う領域が表示画素と
なる。本明細書においては、液晶によって光変調が行わ
れる領域、すなわち画像表示がなされる領域を表示領域
と呼ぶ。その周囲は光変調が行われない表示領域外とな
る。
【００３６】電極をこのように形成するには、例えば、
基板上にＩＴＯ膜をスパッタリング法等でマスク蒸着す
るか、ＩＴＯ膜を全面形成した後、フォトリソグラフィ
法でパターニングすればよい。さらに、各画素に対応す
るスイッチング素子として複数のＴＦＴを用いてもよ
い。 （絶縁性薄膜、配向安定化膜）絶縁性薄膜としては、酸
化シリコン等の無機材料からなる無機膜やポリイミド樹
脂、エポキシ樹脂等の有機材料からなる有機膜を例示で
きる。絶縁性薄膜は電極間の短絡を防止したり、ガスバ
リア層として液晶表示素子の信頼性を向上させる機能を
有する。既述のとおり、ここでは電極１３、１４上にそ
れぞれ絶縁性薄膜１５がコーティングされている。
基板上にＩＴＯ膜をスパッタリング法等でマスク蒸着す
るか、ＩＴＯ膜を全面形成した後、フォトリソグラフィ
法でパターニングすればよい。さらに、各画素に対応す
るスイッチング素子として複数のＴＦＴを用いてもよ
い。 （絶縁性薄膜、配向安定化膜）絶縁性薄膜としては、酸
化シリコン等の無機材料からなる無機膜やポリイミド樹
脂、エポキシ樹脂等の有機材料からなる有機膜を例示で
きる。絶縁性薄膜は電極間の短絡を防止したり、ガスバ
リア層として液晶表示素子の信頼性を向上させる機能を
有する。既述のとおり、ここでは電極１３、１４上にそ
れぞれ絶縁性薄膜１５がコーティングされている。
【００３７】また、電極上には、ポリイミド樹脂に代表
される配向安定化膜を必要に応じて形成してもよい。既
述のとおり、ここでは電極１３、１４上の絶縁性薄膜１
５の上に配向安定化膜１７が形成されている。
される配向安定化膜を必要に応じて形成してもよい。既
述のとおり、ここでは電極１３、１４上の絶縁性薄膜１
５の上に配向安定化膜１７が形成されている。
【００３８】さらに、絶縁性薄膜や配向安定化膜は柱状
構造物に用いる高分子樹脂と同じ材料を用いて形成する
こともできる。 （スペーサ）液晶表示素子は、一対の基板間に、該基板
間のギャップを均一に保持するためのスペーサが設けら
れていてもよい。このスぺーサとしては、樹脂製又は無
機酸化物製の球体を例示できる。本例の液晶表示素子Ａ
には、基板１１、１２間に球状スぺーサ１８を配置して
ある。
構造物に用いる高分子樹脂と同じ材料を用いて形成する
こともできる。 （スペーサ）液晶表示素子は、一対の基板間に、該基板
間のギャップを均一に保持するためのスペーサが設けら
れていてもよい。このスぺーサとしては、樹脂製又は無
機酸化物製の球体を例示できる。本例の液晶表示素子Ａ
には、基板１１、１２間に球状スぺーサ１８を配置して
ある。
【００３９】なお、本例のように球状スペーサ及び柱状
構造物をいずれも設ける構成は、正確かつ良好に基板間
距離を保つことができ、樹脂製基板などのフレキシブル
な基板を用いた場合や、表示領域の面積が大きい場合に
も正確に基板間距離を保つことができ、非常に好ましい
ものであるが、柱状構造物のみをスペース保持部材とし
て使用してもよい。 （液晶組成物）各液晶層に含まれるカイラルネマティッ
ク液晶組成物は、分子内にフッ素を含有する液晶性ピリ
ミジン化合物と、液晶性エステル化合物とを主成分とす
るネマティック液晶混合物５５重量％〜９０重量％を含
み、さらにカイラル材料を１０重量％〜４５重量％添加
したものであり、既述したように室温（略２５℃）でコ
レステリック相を示すものである。カイラルネマティッ
ク液晶組成物中に色素を添加してもよい。
構造物をいずれも設ける構成は、正確かつ良好に基板間
距離を保つことができ、樹脂製基板などのフレキシブル
な基板を用いた場合や、表示領域の面積が大きい場合に
も正確に基板間距離を保つことができ、非常に好ましい
ものであるが、柱状構造物のみをスペース保持部材とし
て使用してもよい。 （液晶組成物）各液晶層に含まれるカイラルネマティッ
ク液晶組成物は、分子内にフッ素を含有する液晶性ピリ
ミジン化合物と、液晶性エステル化合物とを主成分とす
るネマティック液晶混合物５５重量％〜９０重量％を含
み、さらにカイラル材料を１０重量％〜４５重量％添加
したものであり、既述したように室温（略２５℃）でコ
レステリック相を示すものである。カイラルネマティッ
ク液晶組成物中に色素を添加してもよい。
【００４０】ネマティック液晶混合物に、さらに液晶性
ビフェニル化合物、液晶性フェニルシクロへキシル化合
物、液晶性トラン化合物及び液晶性ターフェニル化合物
のうちの少なくとも一つを加えることも可能である。
ビフェニル化合物、液晶性フェニルシクロへキシル化合
物、液晶性トラン化合物及び液晶性ターフェニル化合物
のうちの少なくとも一つを加えることも可能である。
【００４１】この液晶組成物は所望の選択反射波長が得
られるように調製される。選択反射波長の調整は、例え
ば、カイラル材料の添加量を変化させることで行える。
一般的には、カイラル材料の添加量を増加させると、選
択反射波長が短波長側にシフトする。なお、選択反射波
長とは、それぞれの液晶層において、前記電極１３、１
４間にパルス電圧を印加して液晶がプレーナ状態となっ
たときの反射光スペクトルの可視光領域におけるピーク
波長をいう。
られるように調製される。選択反射波長の調整は、例え
ば、カイラル材料の添加量を変化させることで行える。
一般的には、カイラル材料の添加量を増加させると、選
択反射波長が短波長側にシフトする。なお、選択反射波
長とは、それぞれの液晶層において、前記電極１３、１
４間にパルス電圧を印加して液晶がプレーナ状態となっ
たときの反射光スペクトルの可視光領域におけるピーク
波長をいう。
【００４２】ネマティック液晶混合物に使用可能な分子
内にフッ素を含有する液晶性ピリミジン化合物の一般構
造式は（Ａ）で示され、その具体例としては化学構造式
（Ａ１）〜（Ａ２８）を挙げることができる。
内にフッ素を含有する液晶性ピリミジン化合物の一般構
造式は（Ａ）で示され、その具体例としては化学構造式
（Ａ１）〜（Ａ２８）を挙げることができる。
【００４３】
【化１】
【００４４】
【化２】
【００４５】
【化３】
【００４６】
【化４】
ネマティック液晶混合物に使用可能な液晶性エステル化
合物の一般構造式は（Ｂ）及び（Ｂ’）で示され、その
具体例として化学構造式（Ｂ１）〜（Ｂ９０）及び
（Ｂ’１）〜（Ｂ’４０）を挙げることができる。
合物の一般構造式は（Ｂ）及び（Ｂ’）で示され、その
具体例として化学構造式（Ｂ１）〜（Ｂ９０）及び
（Ｂ’１）〜（Ｂ’４０）を挙げることができる。
【００４７】
【化５】
【００４８】
【化６】
【００４９】
【化７】
【００５０】
【化８】
【００５１】
【化９】
【００５２】
【化１０】
【００５３】
【化１１】
【００５４】
【化１２】
【００５５】
【化１３】
【００５６】
【化１４】
【００５７】
【化１５】
【００５８】
【化１６】
【００５９】
【化１７】
【００６０】
【化１８】
添加されるカイラル材料としては、例えば、エステル化
合物、ピリミジン化合物、アゾキシ化合物、トラン化合
物等従来知られている各種のカイラル材料が使用可能で
ある。特に、以下の化学構造式（Ｃ１）〜（Ｃ６）に示
す化合物を使用することが好ましい。
合物、ピリミジン化合物、アゾキシ化合物、トラン化合
物等従来知られている各種のカイラル材料が使用可能で
ある。特に、以下の化学構造式（Ｃ１）〜（Ｃ６）に示
す化合物を使用することが好ましい。
【００６１】
【化１９】
カイラル材料の添加量は、ネマティック液晶混合物とカ
イラル材料との合計重量に対して１０重量％〜４５重量
％がよい。１０重量％より小さいと所望の選択反射波長
を得ることができない場合があり、４５重量％より大き
いと室温でコレステリック相を示さなくなったり、固化
したりする場合がある。
イラル材料との合計重量に対して１０重量％〜４５重量
％がよい。１０重量％より小さいと所望の選択反射波長
を得ることができない場合があり、４５重量％より大き
いと室温でコレステリック相を示さなくなったり、固化
したりする場合がある。
【００６２】添加される色素としては、例えば、アゾ化
合物、キノン化合物、アントラキノン化合物等からなる
色素、或いは二色性色素等、従来知られている各種の色
素が使用可能である。添加量は、例えば、液晶成分（ネ
マティック液晶混合物）とカイラル材料の合計重量に対
して３重量％以下が好ましい。３重量％より多すぎると
液晶の選択反射量が低くなり逆にコントラストが下がっ
てしまう。 （柱状構造物）柱状構造物に関しては、まず、構造面に
ついて説明する。柱状構造物としては、例えば、格子配
列等の所定のパターンに一定の間隔で配列された、円柱
状体、四角柱状体、楕円柱状体、台形柱状体、円錐柱状
体等の柱状構造物を挙げることができる。また、所定間
隔で配置されたストライプ状のものでもよい。柱状構造
物はランダムな配列ではなく、等間隔な配列、間隔が徐
々に変化する配列、所定の配置パターンが一定の周期で
繰り返される配列等、基板の間隙を適切に保持でき、且
つ、画像表示を妨げないように考慮された配列であるこ
とが好ましい。柱状構造物は適度な強度を保持しつつ液
晶表示素子として実用上満足できる特性を得るために、
液晶表示素子の表示領域に占める面積の割合が１％〜４
０％程度であればよい。
合物、キノン化合物、アントラキノン化合物等からなる
色素、或いは二色性色素等、従来知られている各種の色
素が使用可能である。添加量は、例えば、液晶成分（ネ
マティック液晶混合物）とカイラル材料の合計重量に対
して３重量％以下が好ましい。３重量％より多すぎると
液晶の選択反射量が低くなり逆にコントラストが下がっ
てしまう。 （柱状構造物）柱状構造物に関しては、まず、構造面に
ついて説明する。柱状構造物としては、例えば、格子配
列等の所定のパターンに一定の間隔で配列された、円柱
状体、四角柱状体、楕円柱状体、台形柱状体、円錐柱状
体等の柱状構造物を挙げることができる。また、所定間
隔で配置されたストライプ状のものでもよい。柱状構造
物はランダムな配列ではなく、等間隔な配列、間隔が徐
々に変化する配列、所定の配置パターンが一定の周期で
繰り返される配列等、基板の間隙を適切に保持でき、且
つ、画像表示を妨げないように考慮された配列であるこ
とが好ましい。柱状構造物は適度な強度を保持しつつ液
晶表示素子として実用上満足できる特性を得るために、
液晶表示素子の表示領域に占める面積の割合が１％〜４
０％程度であればよい。
【００６３】柱状構造物の材料としては、熱可塑性樹脂
材料、熱硬化性樹脂材料、光硬化性樹脂材料等の各種の
樹脂材料を用いることができる。
材料、熱硬化性樹脂材料、光硬化性樹脂材料等の各種の
樹脂材料を用いることができる。
【００６４】柱状構造物は、樹脂材料をスクリーン印刷
等によって直接配置する方法や、樹脂材料を塗布した
後、マスクを用いたフォトリソグラフィー工程によって
形成する方法など各種の手法で形成することができる。
等によって直接配置する方法や、樹脂材料を塗布した
後、マスクを用いたフォトリソグラフィー工程によって
形成する方法など各種の手法で形成することができる。
【００６５】液晶表示素子とするには、柱状構造物を挟
持した基板間に液晶組成物を真空注入法等によって注入
すればよい。或いは、基板を貼り合わせる際に、液晶組
成物を滴下しておき、基板の貼り合わせと同時に液晶組
成物を封入するようにしてもよい。
持した基板間に液晶組成物を真空注入法等によって注入
すればよい。或いは、基板を貼り合わせる際に、液晶組
成物を滴下しておき、基板の貼り合わせと同時に液晶組
成物を封入するようにしてもよい。
【００６６】さらに、基板間キャップ制御の精度向上の
ため、柱状構造物を形成するときに、柱状構造物の高さ
より小さいサイズのスペーサ材料、例えば、ガラスファ
イバ、ボール状のガラスやセラミックス粉、或いは有機
材料からなる球状粒子を基板間に配置し、加熱や加圧で
ギャップが変化しないようにすると、よりギャップ精度
を向上させることができ、それだけ電圧ムラ、表示ムラ
等を低減できる。 （第２の実施形態の構成）図２に本発明の第２実施形態
である反射型積層型液晶表示素子Ｂの断面構造を示す。
なお、図２（Ａ）は高電圧パルス印加時のプレーナ状態
を示すものであり、図２（Ｂ）は低電圧パルス印加時の
フォーカルコニック状態を示すものである。
ため、柱状構造物を形成するときに、柱状構造物の高さ
より小さいサイズのスペーサ材料、例えば、ガラスファ
イバ、ボール状のガラスやセラミックス粉、或いは有機
材料からなる球状粒子を基板間に配置し、加熱や加圧で
ギャップが変化しないようにすると、よりギャップ精度
を向上させることができ、それだけ電圧ムラ、表示ムラ
等を低減できる。 （第２の実施形態の構成）図２に本発明の第２実施形態
である反射型積層型液晶表示素子Ｂの断面構造を示す。
なお、図２（Ａ）は高電圧パルス印加時のプレーナ状態
を示すものであり、図２（Ｂ）は低電圧パルス印加時の
フォーカルコニック状態を示すものである。
【００６７】この液晶表示素子Ｂは、液晶表示素子表示
領域内に柱状構造物が設けられていないことを除いて、
図１に示した前記第１実施形態の液晶表示素子Ａと基本
的に同じものである。なお、図２において、図１の素子
と基本的に同じ構成、作用を有する箇所には同じ参照符
号を付してある。 （第３の実施形態の構成）図３に本発明の第３実施形態
である反射型積層型液晶表示素子Ｃの断面構造（高電圧
パルス印加時、プレーナ状態）の一部拡大図を示す。こ
の液晶表示素子Ｃは、図２に示した前記第２実施形態の
液晶表示素子Ｂに、基板１１、１２の間隙の中間部まで
延びた小柱状構造物２０’を形成したものである。図３
において、図２の素子と基本的に同じ構成、作用を有す
る箇所には同じ符号を付してある。なお、スペーサ１８
は図示を省略してある。 （第４実施形態の構成）図４に本発明の第４実施形態で
ある反射型液晶表示素子Ｄの断面構造を示す。なお、図
４（Ａ）は高電圧パルス印加時のプレーナ状態を示すも
のであり、図４（Ｂ）は低電圧パルス印加時のフォーカ
ルコニック状態を示すものである。
領域内に柱状構造物が設けられていないことを除いて、
図１に示した前記第１実施形態の液晶表示素子Ａと基本
的に同じものである。なお、図２において、図１の素子
と基本的に同じ構成、作用を有する箇所には同じ参照符
号を付してある。 （第３の実施形態の構成）図３に本発明の第３実施形態
である反射型積層型液晶表示素子Ｃの断面構造（高電圧
パルス印加時、プレーナ状態）の一部拡大図を示す。こ
の液晶表示素子Ｃは、図２に示した前記第２実施形態の
液晶表示素子Ｂに、基板１１、１２の間隙の中間部まで
延びた小柱状構造物２０’を形成したものである。図３
において、図２の素子と基本的に同じ構成、作用を有す
る箇所には同じ符号を付してある。なお、スペーサ１８
は図示を省略してある。 （第４実施形態の構成）図４に本発明の第４実施形態で
ある反射型液晶表示素子Ｄの断面構造を示す。なお、図
４（Ａ）は高電圧パルス印加時のプレーナ状態を示すも
のであり、図４（Ｂ）は低電圧パルス印加時のフォーカ
ルコニック状態を示すものである。
【００６８】この液晶表示素子Ｄは、図１に示した前記
液晶表示素子Ａにおける各液晶層を単層構成で使用した
もので、図１の各液晶層と実質的には同様の構造のもの
でありモノカラー又はモノクロの表示素子として用いる
ことができるもの（液晶の選択反射色と背面の可視光吸
収層の色による２色表示を行えるもの）である。なお、
図４において、図１の素子と基本的に同じ構成、作用を
有する箇所には同じ符号を付してある。
液晶表示素子Ａにおける各液晶層を単層構成で使用した
もので、図１の各液晶層と実質的には同様の構造のもの
でありモノカラー又はモノクロの表示素子として用いる
ことができるもの（液晶の選択反射色と背面の可視光吸
収層の色による２色表示を行えるもの）である。なお、
図４において、図１の素子と基本的に同じ構成、作用を
有する箇所には同じ符号を付してある。
【００６９】図４に示す液晶表示素子Ｄは、少なくとも
一方（ここではいずれも）が透明な一対の基板１１、１
２間に液晶組成物２１ｙと基板１１、１２間のスペース
を保持するスペース保持材１８、２０とを挟持したもの
である。
一方（ここではいずれも）が透明な一対の基板１１、１
２間に液晶組成物２１ｙと基板１１、１２間のスペース
を保持するスペース保持材１８、２０とを挟持したもの
である。
【００７０】液晶組成物２１ｙは、分子内にフッ素を含
有する液晶性ピリミジン化合物と、液晶性エステル化合
物とを主成分とするネマティック液晶混合物５５重量％
〜９０重量％を含み、さらにカイラル材料を１０重量％
〜４５重量％添加した、室温（略２５℃）でコレステリ
ック相を示すカイラルネマティック液晶組成物である。
有する液晶性ピリミジン化合物と、液晶性エステル化合
物とを主成分とするネマティック液晶混合物５５重量％
〜９０重量％を含み、さらにカイラル材料を１０重量％
〜４５重量％添加した、室温（略２５℃）でコレステリ
ック相を示すカイラルネマティック液晶組成物である。
【００７１】また、光を入射させる側とは反対側の基板
の外面（裏面）には、必要に応じて、可視光吸収層１６
が設けられる。 （第５実施形態の構成）図５に本発明の第５実施形態で
ある反射型液晶表示素子Ｅの断面構造を示す。なお、図
５（Ａ）は高電圧パルス印加時のプレーナ状態を示すも
のであり、図５（Ｂ）は低電圧パルス印加時のフォーカ
ルコニック状態を示すものである。
の外面（裏面）には、必要に応じて、可視光吸収層１６
が設けられる。 （第５実施形態の構成）図５に本発明の第５実施形態で
ある反射型液晶表示素子Ｅの断面構造を示す。なお、図
５（Ａ）は高電圧パルス印加時のプレーナ状態を示すも
のであり、図５（Ｂ）は低電圧パルス印加時のフォーカ
ルコニック状態を示すものである。
【００７２】この液晶表示素子Ｅは、液晶表示素子表示
領域内に柱状構造物が設けられていないことを除いて、
図４に示した前記第４実施形態の液晶表示素子Ｄと実質
的には同様の構造のものでありモノカラー又はモノクロ
の表示素子として用いることができるものである。な
お、図５において、図４の素子と基本的に同じ構成、作
用を有する箇所には同じ符号を付してある。
領域内に柱状構造物が設けられていないことを除いて、
図４に示した前記第４実施形態の液晶表示素子Ｄと実質
的には同様の構造のものでありモノカラー又はモノクロ
の表示素子として用いることができるものである。な
お、図５において、図４の素子と基本的に同じ構成、作
用を有する箇所には同じ符号を付してある。
【００７３】以上の構成からなる液晶表示素子Ａ〜Ｅに
おいては、パルス印加装置２５から電極１３、１４間に
パルス電圧を印加することで画像表示が行われる。すな
わち、液晶組成物２１ｒ、２１ｇ、２１ｂ、２１ｙとし
てコレステリック相を示すものを用いているので、比較
的高いパルス電圧を印加することで、液晶がプレーナ状
態（着色状態）となり（図１（Ａ）等参照）、液晶のヘ
リカルピッチと基板の法線方向の屈折率に基づいて決ま
る波長の光を選択的に反射する。
おいては、パルス印加装置２５から電極１３、１４間に
パルス電圧を印加することで画像表示が行われる。すな
わち、液晶組成物２１ｒ、２１ｇ、２１ｂ、２１ｙとし
てコレステリック相を示すものを用いているので、比較
的高いパルス電圧を印加することで、液晶がプレーナ状
態（着色状態）となり（図１（Ａ）等参照）、液晶のヘ
リカルピッチと基板の法線方向の屈折率に基づいて決ま
る波長の光を選択的に反射する。
【００７４】比較的低いパルス電圧を印加することで、
液晶がフォーカルコニック状態（弱い散乱状態）となり
透明状態となる（図１（Ｂ）等参照）。なお、図１から
図５に示すように、本例では、黒色の可視光吸収層１６
を設けてあるので、フォーカルコニック状態では黒色の
背景色表示となる。
液晶がフォーカルコニック状態（弱い散乱状態）となり
透明状態となる（図１（Ｂ）等参照）。なお、図１から
図５に示すように、本例では、黒色の可視光吸収層１６
を設けてあるので、フォーカルコニック状態では黒色の
背景色表示となる。
【００７５】以上説明した第１から第５の実施形態の液
晶表示素子Ａ〜Ｅによると、液晶組成物２１ｒ、２１
ｇ、２１ｂ、２１ｙは、液晶性エステル化合物及び分子
内にフッ素を含有する液晶性ピリミジン化合物を主成分
とするネマティック液晶混合物５５重量％〜９０重量％
と、１種類以上のカイラル材料１０重量％〜４５重量％
とを含有し、コレステリック相を示すカイラルネマティ
ック液晶組成物であるので、画像表示における色純度や
反射率等の特性が向上しており、コントラストが高く、
駆動電圧が低く済む。
晶表示素子Ａ〜Ｅによると、液晶組成物２１ｒ、２１
ｇ、２１ｂ、２１ｙは、液晶性エステル化合物及び分子
内にフッ素を含有する液晶性ピリミジン化合物を主成分
とするネマティック液晶混合物５５重量％〜９０重量％
と、１種類以上のカイラル材料１０重量％〜４５重量％
とを含有し、コレステリック相を示すカイラルネマティ
ック液晶組成物であるので、画像表示における色純度や
反射率等の特性が向上しており、コントラストが高く、
駆動電圧が低く済む。
【００７６】次に本発明に係る液晶表示素子の性能評価
実験を行ったので、比較実験とともに以下に説明する。
実験を行ったので、比較実験とともに以下に説明する。
【００７７】以下の各実験例、比較実験例において、Ｙ
値（視感反射率）の測定は、白色光源を有する分光測色
計ＣＭ−３７００ｄ（ミノルタ社製）を用いて行った。
消色時のＹ値が小さいほど透明で黒表示が良好であり、
着色時のＹ値が大きいほど白表示が良好である。コント
ラストは（白色表示状態でのＹ値／黒色表示状態でのＹ
値）で算出した。 （実験例１）前記化学構造式（Ａ４）、（Ａ９）、（Ａ
１６）、（Ａ１７）、（Ａ１９）で示される液晶性ピリ
ミジン化合物の混合物３７重量％と、前記化学構造式
（Ｂ４２）、（Ｂ４３）、（Ｂ４８）、（Ｂ４９）で示
される液晶性エステル化合物の混合物２８重量％（いず
れもネマティック液晶混合物全体の重量を１００重量％
としたときの値）とを含むネマティック液晶混合物ａ
（屈折率異方性Δｎ＝０.２０５、誘電率異方性Δε＝
１７. ２、等方相転移点ＴN-I ＝９７. ３℃）７９重量
部とカイラル材料Ｓ−８１１（メルク社製）２１重量部
とを混合して液晶組成物Ｊ１を調製した。同様に、７３
重量部のネマティック液晶混合物ａと２７重量部のカイ
ラル材料Ｓ−８１１とを混合して液晶組成物Ｊ２を、６
３重量部のネマティック液晶混合物ａと３７重量部のカ
イラル材料Ｓ−８１１とを混合して液晶組成物Ｊ３を調
製した。このカイラルネマティック液晶組成物は、室温
でコレステリック相を示し、液晶組成物Ｊ１は６８０ｎ
ｍ付近、Ｊ２は５６０ｎｍ付近、Ｊ３は４８０ｎｍ付近
の波長の光を選択反射するように調製されている。
値（視感反射率）の測定は、白色光源を有する分光測色
計ＣＭ−３７００ｄ（ミノルタ社製）を用いて行った。
消色時のＹ値が小さいほど透明で黒表示が良好であり、
着色時のＹ値が大きいほど白表示が良好である。コント
ラストは（白色表示状態でのＹ値／黒色表示状態でのＹ
値）で算出した。 （実験例１）前記化学構造式（Ａ４）、（Ａ９）、（Ａ
１６）、（Ａ１７）、（Ａ１９）で示される液晶性ピリ
ミジン化合物の混合物３７重量％と、前記化学構造式
（Ｂ４２）、（Ｂ４３）、（Ｂ４８）、（Ｂ４９）で示
される液晶性エステル化合物の混合物２８重量％（いず
れもネマティック液晶混合物全体の重量を１００重量％
としたときの値）とを含むネマティック液晶混合物ａ
（屈折率異方性Δｎ＝０.２０５、誘電率異方性Δε＝
１７. ２、等方相転移点ＴN-I ＝９７. ３℃）７９重量
部とカイラル材料Ｓ−８１１（メルク社製）２１重量部
とを混合して液晶組成物Ｊ１を調製した。同様に、７３
重量部のネマティック液晶混合物ａと２７重量部のカイ
ラル材料Ｓ−８１１とを混合して液晶組成物Ｊ２を、６
３重量部のネマティック液晶混合物ａと３７重量部のカ
イラル材料Ｓ−８１１とを混合して液晶組成物Ｊ３を調
製した。このカイラルネマティック液晶組成物は、室温
でコレステリック相を示し、液晶組成物Ｊ１は６８０ｎ
ｍ付近、Ｊ２は５６０ｎｍ付近、Ｊ３は４８０ｎｍ付近
の波長の光を選択反射するように調製されている。
【００７８】次に、透明電極を有するポリカーボネート
（ＰＣ）フィルム基板を６枚用意し、そのうち３枚の第
１のＰＣフィルム基板上に設けられた透明電極上に配向
膜材料ＡＬ４５５２（ＪＳＲ社製）を用いて配向安定化
膜を８００Åの厚みでそれぞれ形成し、その上に８μ
ｍ、６μｍ、５μｍ径のスペーサ（積水ファインケミカ
ル社製）をそれぞれ散布した。
（ＰＣ）フィルム基板を６枚用意し、そのうち３枚の第
１のＰＣフィルム基板上に設けられた透明電極上に配向
膜材料ＡＬ４５５２（ＪＳＲ社製）を用いて配向安定化
膜を８００Åの厚みでそれぞれ形成し、その上に８μ
ｍ、６μｍ、５μｍ径のスペーサ（積水ファインケミカ
ル社製）をそれぞれ散布した。
【００７９】また残りの３枚の第２のＰＣフィルム基板
上の透明電極上には、まず絶縁膜材料ＨＩＭ３０００
（日立化成社製）を用いて厚み２０００Åの絶縁膜をそ
れぞれ形成した後、その上に配向膜材料ＡＬ４５５２
（ＪＳＲ社製）を用いて配向安定化膜を８００Åの厚み
でそれぞれ形成した。
上の透明電極上には、まず絶縁膜材料ＨＩＭ３０００
（日立化成社製）を用いて厚み２０００Åの絶縁膜をそ
れぞれ形成した後、その上に配向膜材料ＡＬ４５５２
（ＪＳＲ社製）を用いて配向安定化膜を８００Åの厚み
でそれぞれ形成した。
【００８０】続いて、３枚の第１基板上の周縁部にシー
ル材ＸＮ２１Ｓ（三井化学社製）をスクリーン印刷して
液晶注入口を残して所定高さの壁をそれぞれ形成し、そ
れぞれの第１基板上に１枚ずつ第２基板を重ね合わせて
それぞれ硬化させた。このようにして一対の基板を３組
用意した。
ル材ＸＮ２１Ｓ（三井化学社製）をスクリーン印刷して
液晶注入口を残して所定高さの壁をそれぞれ形成し、そ
れぞれの第１基板上に１枚ずつ第２基板を重ね合わせて
それぞれ硬化させた。このようにして一対の基板を３組
用意した。
【００８１】その後、この３組の一対の基板に液晶注入
口から所定量のカイラルネマティック組成物Ｊ１、Ｊ
２、Ｊ３をそれぞれ真空注入装置を用いて注入した後、
封止材で該注入口を封止し、３種類の液晶セルｊ１、ｊ
２、ｊ３を得た。これらのセルを粘着シートを用いてセ
ルｊ１、ｊ２、ｊ３の順に積層し、これを積層型液晶表
示素子とした。また、この液晶表示素子の裏面（光を入
射させる側とは反対側の基板面：液晶セルｊ１の外面
（裏面））には黒色の光吸収膜を設けた。
口から所定量のカイラルネマティック組成物Ｊ１、Ｊ
２、Ｊ３をそれぞれ真空注入装置を用いて注入した後、
封止材で該注入口を封止し、３種類の液晶セルｊ１、ｊ
２、ｊ３を得た。これらのセルを粘着シートを用いてセ
ルｊ１、ｊ２、ｊ３の順に積層し、これを積層型液晶表
示素子とした。また、この液晶表示素子の裏面（光を入
射させる側とは反対側の基板面：液晶セルｊ１の外面
（裏面））には黒色の光吸収膜を設けた。
【００８２】上記の液晶表示素子の電極間に、電圧値を
変えながらパルス電圧を印加し、そのときのＹ値を測定
する作業を繰り返すことにより、液晶をほぼ完全にフォ
ーカルコニック状態（消色状態）にするのに最低限必要
な電圧と、液晶をほぼ完全にプレーナ状態（着色状態）
にするのに最低限必要な電圧とを調べた。その結果、各
セルに対して所定のパルス電圧（セルｊ１：４０Ｖ、５
ｍｓ、セルｊ２：３５Ｖ、５ｍｓ、セルｊ３：４０Ｖ、
５ｍｓ）を印加して各セルを駆動することにより、各セ
ルをフォーカルコニック状態（黒色表示状態）にするこ
とができた。このときの積層体のＹ値は５. ６であっ
た。また、各セルに対して所定のパルス電圧（セルｊ
１：６０Ｖ、５ｍｓ、セルｊ２：５０Ｖ、５ｍｓ、セル
ｊ３：５５Ｖ、５ｍｓ）を印加して各セルを駆動するこ
とにより、各セルをプレーナ状態（白色表示状態）にす
ることができた。このときの積層体のＹ値は４０. １で
あった。
変えながらパルス電圧を印加し、そのときのＹ値を測定
する作業を繰り返すことにより、液晶をほぼ完全にフォ
ーカルコニック状態（消色状態）にするのに最低限必要
な電圧と、液晶をほぼ完全にプレーナ状態（着色状態）
にするのに最低限必要な電圧とを調べた。その結果、各
セルに対して所定のパルス電圧（セルｊ１：４０Ｖ、５
ｍｓ、セルｊ２：３５Ｖ、５ｍｓ、セルｊ３：４０Ｖ、
５ｍｓ）を印加して各セルを駆動することにより、各セ
ルをフォーカルコニック状態（黒色表示状態）にするこ
とができた。このときの積層体のＹ値は５. ６であっ
た。また、各セルに対して所定のパルス電圧（セルｊ
１：６０Ｖ、５ｍｓ、セルｊ２：５０Ｖ、５ｍｓ、セル
ｊ３：５５Ｖ、５ｍｓ）を印加して各セルを駆動するこ
とにより、各セルをプレーナ状態（白色表示状態）にす
ることができた。このときの積層体のＹ値は４０. １で
あった。
【００８３】積層体（液晶表示素子）のコントラストは
７. ２で、白色・黒色表示特性共に良好で、特に白色表
示状態でのＹ値が大きいため、明るくコントラストの高
い素子となった。 （実験例２）前記化学構造式（Ａ１）、（Ａ４）、（Ａ
９）、（Ａ１１）、（Ａ１６）、（Ａ１７）、（Ａ２
０）で示される液晶性ピリミジン化合物の混合物４８重
量％と、前記化学構造式（Ｂ１１）、（Ｂ１２）、（Ｂ
１３）、（Ｂ１４）、（Ｂ１５）で示される液晶性エス
テル化合物の混合物３２重量％（いずれもネマティック
液晶混合物全体の重量を１００重量％としたときの値）
とを含むネマティック液晶混合物ｂ（屈折率異方性Δｎ
＝０. １９３、誘電率異方性Δε＝８. ６、等方相転移
点ＴN-I ＝１０３℃）７８重量部とカイラル材料Ｓ−８
１１（メルク社製）２２重量部とを混合して液晶組成物
Ｋ１を調製した。同様に、７３重量部のネマティック液
晶混合物ｂと２７重量部のカイラル材料Ｓ−８１１とを
混合して液晶組成物Ｋ２を、６３重量部のネマティック
液晶混合物ｂと３７重量部のカイラル材料Ｓ−８１１と
を混合して液晶組成物Ｋ３を調製した。このカイラルネ
マティック液晶組成物は、室温でコレステリック相を示
し、液晶組成物Ｋ１は６８０ｎｍ付近、Ｋ２は５６０ｎ
ｍ付近、Ｋ３は４８０ｎｍ付近の波長の光を選択反射す
るように調製されている。
７. ２で、白色・黒色表示特性共に良好で、特に白色表
示状態でのＹ値が大きいため、明るくコントラストの高
い素子となった。 （実験例２）前記化学構造式（Ａ１）、（Ａ４）、（Ａ
９）、（Ａ１１）、（Ａ１６）、（Ａ１７）、（Ａ２
０）で示される液晶性ピリミジン化合物の混合物４８重
量％と、前記化学構造式（Ｂ１１）、（Ｂ１２）、（Ｂ
１３）、（Ｂ１４）、（Ｂ１５）で示される液晶性エス
テル化合物の混合物３２重量％（いずれもネマティック
液晶混合物全体の重量を１００重量％としたときの値）
とを含むネマティック液晶混合物ｂ（屈折率異方性Δｎ
＝０. １９３、誘電率異方性Δε＝８. ６、等方相転移
点ＴN-I ＝１０３℃）７８重量部とカイラル材料Ｓ−８
１１（メルク社製）２２重量部とを混合して液晶組成物
Ｋ１を調製した。同様に、７３重量部のネマティック液
晶混合物ｂと２７重量部のカイラル材料Ｓ−８１１とを
混合して液晶組成物Ｋ２を、６３重量部のネマティック
液晶混合物ｂと３７重量部のカイラル材料Ｓ−８１１と
を混合して液晶組成物Ｋ３を調製した。このカイラルネ
マティック液晶組成物は、室温でコレステリック相を示
し、液晶組成物Ｋ１は６８０ｎｍ付近、Ｋ２は５６０ｎ
ｍ付近、Ｋ３は４８０ｎｍ付近の波長の光を選択反射す
るように調製されている。
【００８４】次に、透明電極を有するポリカーボネート
（ＰＣ）フィルム基板を６枚用意し、そのうち３枚の第
１のＰＣフィルム基板上に設けられた透明電極上に配向
膜材料ＡＬ４５５２（ＪＳＲ社製）を用いて配向安定化
膜を８００Åの厚みでそれぞれ形成し、その上に９μ
ｍ、７μｍ、５μｍ径のスペーサ（積水ファインケミカ
ル社製）をそれぞれ散布した。
（ＰＣ）フィルム基板を６枚用意し、そのうち３枚の第
１のＰＣフィルム基板上に設けられた透明電極上に配向
膜材料ＡＬ４５５２（ＪＳＲ社製）を用いて配向安定化
膜を８００Åの厚みでそれぞれ形成し、その上に９μ
ｍ、７μｍ、５μｍ径のスペーサ（積水ファインケミカ
ル社製）をそれぞれ散布した。
【００８５】また残りの３枚の第２のＰＣフィルム基板
上の透明電極上には、まず絶縁膜材料ＨＩＭ３０００
（日立化成社製）を用いて厚み２０００Åの絶縁膜をそ
れぞれ形成した後、その上に配向膜材料ＡＬ４５５２
（ＪＳＲ社製）を用いて配向安定化膜を８００Åの厚み
でそれぞれ形成した。
上の透明電極上には、まず絶縁膜材料ＨＩＭ３０００
（日立化成社製）を用いて厚み２０００Åの絶縁膜をそ
れぞれ形成した後、その上に配向膜材料ＡＬ４５５２
（ＪＳＲ社製）を用いて配向安定化膜を８００Åの厚み
でそれぞれ形成した。
【００８６】続いて、３枚の第１基板上の周縁部にシー
ル材ＸＮ２１Ｓ（三井化学社製）をスクリーン印刷して
液晶注入口を残して所定高さの壁をそれぞれ形成し、そ
れぞれの第１基板上に１枚ずつ第２基板を重ね合わせて
それぞれ硬化させた。このようにして一対の基板を３組
用意した。
ル材ＸＮ２１Ｓ（三井化学社製）をスクリーン印刷して
液晶注入口を残して所定高さの壁をそれぞれ形成し、そ
れぞれの第１基板上に１枚ずつ第２基板を重ね合わせて
それぞれ硬化させた。このようにして一対の基板を３組
用意した。
【００８７】その後、この３組の一対の基板に液晶注入
口から所定量のカイラルネマティック組成物Ｋ１、Ｋ
２、Ｋ３をそれぞれ真空注入装置を用いて注入した後、
封止材で該注入口を封止し、３種類の液晶セルｋ１、ｋ
２、ｋ３を得た。これらのセルを粘着シートを用いてセ
ルｋ１、ｋ２、ｋ３の順に積層し、これを積層型液晶表
示素子とした。また、この液晶表示素子の裏面（光を入
射させる側とは反対側の基板面：液晶セルｋ１の外面
（裏面））には黒色の光吸収膜を設けた。
口から所定量のカイラルネマティック組成物Ｋ１、Ｋ
２、Ｋ３をそれぞれ真空注入装置を用いて注入した後、
封止材で該注入口を封止し、３種類の液晶セルｋ１、ｋ
２、ｋ３を得た。これらのセルを粘着シートを用いてセ
ルｋ１、ｋ２、ｋ３の順に積層し、これを積層型液晶表
示素子とした。また、この液晶表示素子の裏面（光を入
射させる側とは反対側の基板面：液晶セルｋ１の外面
（裏面））には黒色の光吸収膜を設けた。
【００８８】上記の液晶表示素子の電極間に、電圧値を
変えながらパルス電圧を印加し、そのときのＹ値を測定
する作業を繰り返すことにより、液晶をほぼ完全にフォ
ーカルコニック状態（消色状態）にするのに最低限必要
な電圧と、液晶をほぼ完全にプレーナ状態（着色状態）
にするのに最低限必要な電圧とを調べた。その結果、各
セルに対して所定のパルス電圧（セルｋ１：４０Ｖ、５
ｍｓ、セルｋ２：３５Ｖ、５ｍｓ、セルｋ３：３５Ｖ、
５ｍｓ）を印加して各セルを駆動することにより、各セ
ルをフォーカルコニック状態（黒色表示状態）にするこ
とができた。このときの積層体のＹ値は５. ６であっ
た。また、各セルに対して所定のパルス電圧（セルｋ
１：６０Ｖ、５ｍｓ、セルｋ２：５５Ｖ、５ｍｓ、セル
ｋ３：５５Ｖ、５ｍｓ）を印加して各セルを駆動するこ
とにより、各セルをプレーナ状態（白色表示状態）にす
ることができた。このときの積層体のＹ値は４２. ４で
あった。
変えながらパルス電圧を印加し、そのときのＹ値を測定
する作業を繰り返すことにより、液晶をほぼ完全にフォ
ーカルコニック状態（消色状態）にするのに最低限必要
な電圧と、液晶をほぼ完全にプレーナ状態（着色状態）
にするのに最低限必要な電圧とを調べた。その結果、各
セルに対して所定のパルス電圧（セルｋ１：４０Ｖ、５
ｍｓ、セルｋ２：３５Ｖ、５ｍｓ、セルｋ３：３５Ｖ、
５ｍｓ）を印加して各セルを駆動することにより、各セ
ルをフォーカルコニック状態（黒色表示状態）にするこ
とができた。このときの積層体のＹ値は５. ６であっ
た。また、各セルに対して所定のパルス電圧（セルｋ
１：６０Ｖ、５ｍｓ、セルｋ２：５５Ｖ、５ｍｓ、セル
ｋ３：５５Ｖ、５ｍｓ）を印加して各セルを駆動するこ
とにより、各セルをプレーナ状態（白色表示状態）にす
ることができた。このときの積層体のＹ値は４２. ４で
あった。
【００８９】積層体（液晶表示素子）のコントラストは
７. ６で、白色・黒色表示特性共に良好で、特に白色表
示状態でのＹ値が大きいため、明るくコントラストの高
い素子となった。 （実験例３）前記化学構造式（Ａ１）、（Ａ６）、（Ａ
２４）、（Ａ２７）、（Ａ２８）で示される液晶性ピリ
ミジン化合物の混合物４９重量％と、前記化学構造式
（Ｂ１）、（Ｂ２）、（Ｂ６７）、（Ｂ７０）で示され
る液晶性エステル化合物の混合物２８重量％と、下記化
学構造式（Ｄ１）、（Ｄ２）で示される液晶性トラン化
合物の混合物２３重量％（いずれもネマティック液晶混
合物全体の重量を１００重量％としたときの値）とを含
むネマティック液晶混合物ｃ（屈折率異方性Δｎ＝０.
２１１、誘電率異方性Δε＝２１. ７、等方相転移点Ｔ
N-I ＝９８℃）８１重量部と、前記化学構造式（Ｃ２）
で示されるカイラル材料及び（Ｃ３）で示されるカイラ
ル材料の１：３混合物１９重量部とを混合し、選択反射
波長が６８０ｎｍを示すカイラルネマティック液晶組成
物Ｌ１を調製した。
７. ６で、白色・黒色表示特性共に良好で、特に白色表
示状態でのＹ値が大きいため、明るくコントラストの高
い素子となった。 （実験例３）前記化学構造式（Ａ１）、（Ａ６）、（Ａ
２４）、（Ａ２７）、（Ａ２８）で示される液晶性ピリ
ミジン化合物の混合物４９重量％と、前記化学構造式
（Ｂ１）、（Ｂ２）、（Ｂ６７）、（Ｂ７０）で示され
る液晶性エステル化合物の混合物２８重量％と、下記化
学構造式（Ｄ１）、（Ｄ２）で示される液晶性トラン化
合物の混合物２３重量％（いずれもネマティック液晶混
合物全体の重量を１００重量％としたときの値）とを含
むネマティック液晶混合物ｃ（屈折率異方性Δｎ＝０.
２１１、誘電率異方性Δε＝２１. ７、等方相転移点Ｔ
N-I ＝９８℃）８１重量部と、前記化学構造式（Ｃ２）
で示されるカイラル材料及び（Ｃ３）で示されるカイラ
ル材料の１：３混合物１９重量部とを混合し、選択反射
波長が６８０ｎｍを示すカイラルネマティック液晶組成
物Ｌ１を調製した。
【００９０】
【化２０】
また前記化学構造式（Ａ１）、（Ａ６）、（Ａ１２）、
（Ａ１６）、（Ａ１７）、（Ａ２０）で示される液晶性
ピリミジン化合物の混合物２５重量％と、前記化学構造
式（Ｂ３２）、（Ｂ３３）、（Ｂ' ２７）、（Ｂ' ２
８）で示される液晶性エステル化合物の混合物４２重量
％と、下記化学構造式（Ｄ３）、（Ｄ４）で示される液
晶性ターフェニル化合物の混合物１１重量％（いずれも
ネマティック液晶混合物全体の重量を１００重量％とし
たときの値）とを含むネマティック液晶混合物ｄ（屈折
率異方性Δｎ＝０. １８２、誘電率異方性Δε＝１５.
１、等方相転移点ＴN-I ＝１０２℃）８７重量部と、前
記化学構造式（Ｃ２）で示されるカイラル材料及び（Ｃ
３）で示されるカイラル材料の２：３混合物１３重量部
とを混合し、選択反射波長が５６０ｎｍを示すカイラル
ネマティック液晶組成物Ｍ１を調製した。
（Ａ１６）、（Ａ１７）、（Ａ２０）で示される液晶性
ピリミジン化合物の混合物２５重量％と、前記化学構造
式（Ｂ３２）、（Ｂ３３）、（Ｂ' ２７）、（Ｂ' ２
８）で示される液晶性エステル化合物の混合物４２重量
％と、下記化学構造式（Ｄ３）、（Ｄ４）で示される液
晶性ターフェニル化合物の混合物１１重量％（いずれも
ネマティック液晶混合物全体の重量を１００重量％とし
たときの値）とを含むネマティック液晶混合物ｄ（屈折
率異方性Δｎ＝０. １８２、誘電率異方性Δε＝１５.
１、等方相転移点ＴN-I ＝１０２℃）８７重量部と、前
記化学構造式（Ｃ２）で示されるカイラル材料及び（Ｃ
３）で示されるカイラル材料の２：３混合物１３重量部
とを混合し、選択反射波長が５６０ｎｍを示すカイラル
ネマティック液晶組成物Ｍ１を調製した。
【００９１】
【化２１】
さらに前記化学構造式（Ａ１）、（Ａ２）、（Ａ７）、
（Ａ２１）、（Ａ２４）、（Ａ２５）で示される液晶性
ピリミジン化合物の混合物２７重量％と、前記化学構造
式（Ｂ' １６）、（Ｂ' １７）、（Ｂ' ３４）、（Ｂ'
３５）で示される液晶性エステル化合物の混合物２１重
量％と、下記化学構造式（Ｄ５）、（Ｄ６）で示される
液晶性フェニルシクロヘキサン化合物の混合物１６重量
％と、下記化学構造式（Ｄ７）、（Ｄ８）で示される液
晶性ビフェニル化合物の混合物２０重量％（いずれもネ
マティック液晶混合物全体の重量を１００重量％とした
ときの値）とを含むネマティック液晶混合物ｅ（屈折率
異方性Δｎ＝０. １８８、誘電率異方性Δε＝２２.
５、等方相転移点ＴN-I ＝１０３℃）６５重量部と、前
記化学構造式（Ｃ６）で示されるカイラル材料３５重量
部とを混合し、選択反射波長が４８０ｎｍを示すカイラ
ルネマティック液晶組成物Ｎ１を調製した。
（Ａ２１）、（Ａ２４）、（Ａ２５）で示される液晶性
ピリミジン化合物の混合物２７重量％と、前記化学構造
式（Ｂ' １６）、（Ｂ' １７）、（Ｂ' ３４）、（Ｂ'
３５）で示される液晶性エステル化合物の混合物２１重
量％と、下記化学構造式（Ｄ５）、（Ｄ６）で示される
液晶性フェニルシクロヘキサン化合物の混合物１６重量
％と、下記化学構造式（Ｄ７）、（Ｄ８）で示される液
晶性ビフェニル化合物の混合物２０重量％（いずれもネ
マティック液晶混合物全体の重量を１００重量％とした
ときの値）とを含むネマティック液晶混合物ｅ（屈折率
異方性Δｎ＝０. １８８、誘電率異方性Δε＝２２.
５、等方相転移点ＴN-I ＝１０３℃）６５重量部と、前
記化学構造式（Ｃ６）で示されるカイラル材料３５重量
部とを混合し、選択反射波長が４８０ｎｍを示すカイラ
ルネマティック液晶組成物Ｎ１を調製した。
【００９２】
【化２２】
次に、透明電極を有するポリカーボネート（ＰＣ）フィ
ルム基板を６枚用意し、そのうち３枚の第１のＰＣフィ
ルム基板上に設けられた透明電極上に配向膜材料ＡＬ４
５５２（ＪＳＲ社製）を用いて配向安定化膜を８００Å
の厚みでそれぞれ形成し、その上に８μｍ、６μｍ、５
μｍ径のスペーサ（積水ファインケミカル社製）をそれ
ぞれ散布した。
ルム基板を６枚用意し、そのうち３枚の第１のＰＣフィ
ルム基板上に設けられた透明電極上に配向膜材料ＡＬ４
５５２（ＪＳＲ社製）を用いて配向安定化膜を８００Å
の厚みでそれぞれ形成し、その上に８μｍ、６μｍ、５
μｍ径のスペーサ（積水ファインケミカル社製）をそれ
ぞれ散布した。
【００９３】また残りの３枚の第２のＰＣフィルム基板
上の透明電極上には、まず絶縁膜材料ＨＩＭ３０００
（日立化成社製）を用いて厚み２０００Åの絶縁膜をそ
れぞれ形成した後、その上に配向膜材料ＡＬ４５５２
（ＪＳＲ社製）を用いて配向安定化膜を８００Åの厚み
でそれぞれ形成した。
上の透明電極上には、まず絶縁膜材料ＨＩＭ３０００
（日立化成社製）を用いて厚み２０００Åの絶縁膜をそ
れぞれ形成した後、その上に配向膜材料ＡＬ４５５２
（ＪＳＲ社製）を用いて配向安定化膜を８００Åの厚み
でそれぞれ形成した。
【００９４】続いて、３枚の第１基板上の周縁部にシー
ル材ＸＮ２１Ｓ（三井化学社製）をスクリーン印刷して
液晶注入口を残して所定高さの壁をそれぞれ形成し、そ
れぞれの第１基板上に１枚ずつ第２基板を重ね合わせて
それぞれ硬化させた。このようにして一対の基板を３組
用意した。
ル材ＸＮ２１Ｓ（三井化学社製）をスクリーン印刷して
液晶注入口を残して所定高さの壁をそれぞれ形成し、そ
れぞれの第１基板上に１枚ずつ第２基板を重ね合わせて
それぞれ硬化させた。このようにして一対の基板を３組
用意した。
【００９５】その後、この３組の一対の基板に液晶注入
口から所定量のカイラルネマティック組成物Ｌ１、Ｍ
１、Ｎ１をそれぞれ真空注入装置を用いて注入した後、
封止材で該注入口を封止し、３種類の液晶セルｌ１、ｍ
１、ｎ１を得た。これらのセルを粘着シートを用いてセ
ルｌ１、ｍ１、ｎ１の順に積層し、これを積層型液晶表
示素子とした。また、この液晶表示素子の裏面（光を入
射させる側とは反対側の基板面：液晶セルｌ１の外面
（裏面））には黒色の光吸収膜を設けた。
口から所定量のカイラルネマティック組成物Ｌ１、Ｍ
１、Ｎ１をそれぞれ真空注入装置を用いて注入した後、
封止材で該注入口を封止し、３種類の液晶セルｌ１、ｍ
１、ｎ１を得た。これらのセルを粘着シートを用いてセ
ルｌ１、ｍ１、ｎ１の順に積層し、これを積層型液晶表
示素子とした。また、この液晶表示素子の裏面（光を入
射させる側とは反対側の基板面：液晶セルｌ１の外面
（裏面））には黒色の光吸収膜を設けた。
【００９６】上記の液晶表示素子の電極間に、電圧値を
変えながらパルス電圧を印加し、そのときのＹ値を測定
する作業を繰り返すことにより、液晶をほぼ完全にフォ
ーカルコニック状態（消色状態）にするのに最低限必要
な電圧と、液晶をほぼ完全にプレーナ状態（着色状態）
にするのに最低限必要な電圧とを調べた。その結果、各
セルに対して所定のパルス電圧（セルｌ１：２５Ｖ、５
ｍｓ、セルｍ１：２５Ｖ、５ｍｓ、セルｎ１：２５Ｖ、
５ｍｓ）を印加して各セルを駆動することにより、各セ
ルをフォーカルコニック状態（黒色表示状態）にするこ
とができた。このときの積層体のＹ値は５. ４であっ
た。また、各セルに対して所定のパルス電圧（セルｌ
１：４０Ｖ、５ｍｓ、セルｍ１：４０Ｖ、５ｍｓ、セル
ｎ１：４０Ｖ、５ｍｓ）を印加して各セルを駆動するこ
とにより、各セルをプレーナ状態（白色表示状態）にす
ることができた。このときの積層体のＹ値は３９. ３で
あった。
変えながらパルス電圧を印加し、そのときのＹ値を測定
する作業を繰り返すことにより、液晶をほぼ完全にフォ
ーカルコニック状態（消色状態）にするのに最低限必要
な電圧と、液晶をほぼ完全にプレーナ状態（着色状態）
にするのに最低限必要な電圧とを調べた。その結果、各
セルに対して所定のパルス電圧（セルｌ１：２５Ｖ、５
ｍｓ、セルｍ１：２５Ｖ、５ｍｓ、セルｎ１：２５Ｖ、
５ｍｓ）を印加して各セルを駆動することにより、各セ
ルをフォーカルコニック状態（黒色表示状態）にするこ
とができた。このときの積層体のＹ値は５. ４であっ
た。また、各セルに対して所定のパルス電圧（セルｌ
１：４０Ｖ、５ｍｓ、セルｍ１：４０Ｖ、５ｍｓ、セル
ｎ１：４０Ｖ、５ｍｓ）を印加して各セルを駆動するこ
とにより、各セルをプレーナ状態（白色表示状態）にす
ることができた。このときの積層体のＹ値は３９. ３で
あった。
【００９７】積層体（液晶表示素子）のコントラストは
７. ２で、白色・黒色表示特性共に良好で、特に白色表
示状態でのＹ値が大きいため、明るくコントラストの高
い素子となった。 （比較実験例１）前記化学構造式（Ａ１）、（Ａ９）、
（Ａ１０）、（Ａ１１）、（Ａ１２）で示される液晶性
ピリミジン化合物の混合物７５重量％（ネマティック液
晶混合物全体の重量を１００重量％としたときの値）を
含み液晶性エステル化合物を含まないネマティック液晶
混合物ｆ（屈折率異方性Δｎ＝０. １９１、誘電率異方
性Δε＝４. ３、等方相転移点ＴN-I ＝９９. ４℃）７
７重量部と、カイラル材料Ｓ−８１１（メルク社製）２
３重量部とを混合して液晶組成物Ｏ１を調製した。同様
に、７２重量部のネマティック液晶混合物ｆと２８重量
部のカイラル材料Ｓ−８１１とを混合して液晶組成物Ｏ
２を、６２重量部のネマティック液晶混合物ｆと３８重
量部のカイラル材料Ｓ−８１１とを混合して液晶組成物
Ｏ３を調製した。このカイラルネマティック液晶組成物
は、室温でコレステリック相を示し、液晶組成物Ｏ１は
６８０ｎｍ付近、Ｏ２は５６０ｎｍ付近、Ｏ３は４８０
ｎｍ付近の波長の光を選択反射するように調製されてい
る。
７. ２で、白色・黒色表示特性共に良好で、特に白色表
示状態でのＹ値が大きいため、明るくコントラストの高
い素子となった。 （比較実験例１）前記化学構造式（Ａ１）、（Ａ９）、
（Ａ１０）、（Ａ１１）、（Ａ１２）で示される液晶性
ピリミジン化合物の混合物７５重量％（ネマティック液
晶混合物全体の重量を１００重量％としたときの値）を
含み液晶性エステル化合物を含まないネマティック液晶
混合物ｆ（屈折率異方性Δｎ＝０. １９１、誘電率異方
性Δε＝４. ３、等方相転移点ＴN-I ＝９９. ４℃）７
７重量部と、カイラル材料Ｓ−８１１（メルク社製）２
３重量部とを混合して液晶組成物Ｏ１を調製した。同様
に、７２重量部のネマティック液晶混合物ｆと２８重量
部のカイラル材料Ｓ−８１１とを混合して液晶組成物Ｏ
２を、６２重量部のネマティック液晶混合物ｆと３８重
量部のカイラル材料Ｓ−８１１とを混合して液晶組成物
Ｏ３を調製した。このカイラルネマティック液晶組成物
は、室温でコレステリック相を示し、液晶組成物Ｏ１は
６８０ｎｍ付近、Ｏ２は５６０ｎｍ付近、Ｏ３は４８０
ｎｍ付近の波長の光を選択反射するように調製されてい
る。
【００９８】次に、透明電極を有するポリカーボネート
（ＰＣ）フィルム基板を６枚用意し、そのうち３枚の第
１のＰＣフィルム基板上に設けられた透明電極上に配向
膜材料ＡＬ４５５２（ＪＳＲ社製）を用いて配向安定化
膜を８００Åの厚みでそれぞれ形成し、その上に９μ
ｍ、７μｍ、５μｍ径のスペーサ（積水ファインケミカ
ル社製）をそれぞれ散布した。
（ＰＣ）フィルム基板を６枚用意し、そのうち３枚の第
１のＰＣフィルム基板上に設けられた透明電極上に配向
膜材料ＡＬ４５５２（ＪＳＲ社製）を用いて配向安定化
膜を８００Åの厚みでそれぞれ形成し、その上に９μ
ｍ、７μｍ、５μｍ径のスペーサ（積水ファインケミカ
ル社製）をそれぞれ散布した。
【００９９】また残りの３枚の第２のＰＣフィルム基板
上の透明電極上には、まず絶縁膜材料ＨＩＭ３０００
（日立化成社製）を用いて厚み２０００Åの絶縁膜をそ
れぞれ形成した後、その上に配向膜材料ＡＬ４５５２
（ＪＳＲ社製）を用いて配向安定化膜を８００Åの厚み
でそれぞれ形成した。
上の透明電極上には、まず絶縁膜材料ＨＩＭ３０００
（日立化成社製）を用いて厚み２０００Åの絶縁膜をそ
れぞれ形成した後、その上に配向膜材料ＡＬ４５５２
（ＪＳＲ社製）を用いて配向安定化膜を８００Åの厚み
でそれぞれ形成した。
【０１００】続いて、３枚の第１基板上の周縁部にシー
ル材ＸＮ２１Ｓ（三井化学社製）をスクリーン印刷して
液晶注入口を残して所定高さの壁をそれぞえ形成し、そ
れぞれの第１基板上に１枚ずつ第２基板を重ね合わせて
それぞれ硬化させた。このようにして一対の基板を３組
用意した。
ル材ＸＮ２１Ｓ（三井化学社製）をスクリーン印刷して
液晶注入口を残して所定高さの壁をそれぞえ形成し、そ
れぞれの第１基板上に１枚ずつ第２基板を重ね合わせて
それぞれ硬化させた。このようにして一対の基板を３組
用意した。
【０１０１】その後、この３組の一対の基板に液晶注入
口から所定量のカイラルネマティック組成物Ｏ１、Ｏ
２、Ｏ３をそれぞれ真空注入装置を用いて注入した後、
封止材で該注入口を封止し、３種類の液晶セルｏ１、ｏ
２、ｏ３を得た。これらのセルを粘着シートを用いてセ
ルｏ１、ｏ２、ｏ３の順に積層し、これを積層型液晶表
示素子とした。また、この液晶表示素子の裏面（光を入
射させる側とは反対側の基板面、液晶セルｏ１の外面
（裏面））には黒色の光吸収膜を設けた。
口から所定量のカイラルネマティック組成物Ｏ１、Ｏ
２、Ｏ３をそれぞれ真空注入装置を用いて注入した後、
封止材で該注入口を封止し、３種類の液晶セルｏ１、ｏ
２、ｏ３を得た。これらのセルを粘着シートを用いてセ
ルｏ１、ｏ２、ｏ３の順に積層し、これを積層型液晶表
示素子とした。また、この液晶表示素子の裏面（光を入
射させる側とは反対側の基板面、液晶セルｏ１の外面
（裏面））には黒色の光吸収膜を設けた。
【０１０２】上記の液晶表示素子の電極間に、電圧値を
変えながらパルス電圧を印加し、そのときのＹ値を測定
する作業を繰り返すことにより、液晶をほぼ完全にフォ
ーカルコニック状態（消色状態）にするのに最低限必要
な電圧と、液晶をほぼ完全にプレーナ状態（着色状態）
にするのに最低限必要な電圧とを調べた。その結果、各
セルに対して所定のパルス電圧（セルｏ１：７０Ｖ、５
ｍｓ、セルｏ２：５５Ｖ、５ｍｓ、セルｏ３：６０Ｖ、
５ｍｓ）を印加して各セルを駆動することにより、各セ
ルをフォーカルコニック状態（黒色表示状態）にするこ
とができた。このときの積層体のＹ値は６. ３であっ
た。また、各セルに対して所定のパルス電圧（セルｏ
１：１１０Ｖ、５ｍｓ、セルｏ２：８０Ｖ、５ｍｓ、セ
ルｏ３：９０Ｖ、５ｍｓ）を印加して各セルを駆動する
ことにより、各セルをプレーナ状態（白色表示状態）に
することができた。このときの積層体のＹ値は４３. ２
であった。積層体のコントラストは６. ９であった。
変えながらパルス電圧を印加し、そのときのＹ値を測定
する作業を繰り返すことにより、液晶をほぼ完全にフォ
ーカルコニック状態（消色状態）にするのに最低限必要
な電圧と、液晶をほぼ完全にプレーナ状態（着色状態）
にするのに最低限必要な電圧とを調べた。その結果、各
セルに対して所定のパルス電圧（セルｏ１：７０Ｖ、５
ｍｓ、セルｏ２：５５Ｖ、５ｍｓ、セルｏ３：６０Ｖ、
５ｍｓ）を印加して各セルを駆動することにより、各セ
ルをフォーカルコニック状態（黒色表示状態）にするこ
とができた。このときの積層体のＹ値は６. ３であっ
た。また、各セルに対して所定のパルス電圧（セルｏ
１：１１０Ｖ、５ｍｓ、セルｏ２：８０Ｖ、５ｍｓ、セ
ルｏ３：９０Ｖ、５ｍｓ）を印加して各セルを駆動する
ことにより、各セルをプレーナ状態（白色表示状態）に
することができた。このときの積層体のＹ値は４３. ２
であった。積層体のコントラストは６. ９であった。
【０１０３】このように、本比較実験例の素子は白色表
示状態でのＹ値が大きく明るい表示ができたが、実験例
のものに比べて駆動電圧が大きく上昇し、また、各セル
間の駆動電圧値の差が大きかった。
示状態でのＹ値が大きく明るい表示ができたが、実験例
のものに比べて駆動電圧が大きく上昇し、また、各セル
間の駆動電圧値の差が大きかった。
【０１０４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によると、画
像表示における色純度や光反射率等の特性が向上してお
り、コントラストが高く、駆動電圧が低く済む液晶表示
素子を得るためのカイラルネマティック液晶組成物を提
供することができる。
像表示における色純度や光反射率等の特性が向上してお
り、コントラストが高く、駆動電圧が低く済む液晶表示
素子を得るためのカイラルネマティック液晶組成物を提
供することができる。
【０１０５】また本発明によると、画像表示における色
純度や光反射率等の特性が向上しており、コントラスト
が高く、駆動電圧が低く済む液晶表示素子を提供するこ
とができる。
純度や光反射率等の特性が向上しており、コントラスト
が高く、駆動電圧が低く済む液晶表示素子を提供するこ
とができる。
【図１】本発明の第１実施形態である液晶表示素子の断
面構造を示す概略図であり、図（Ａ）は高電圧パルスを
印加したときのプレーナ状態（Ｒ（赤色）Ｇ（緑色）Ｂ
（青色）着色状態）を示すものであり、図（Ｂ）は低電
圧パルスを印加したときのフォーカルコニック状態（透
明／黒色表示状態）を示すものである。
面構造を示す概略図であり、図（Ａ）は高電圧パルスを
印加したときのプレーナ状態（Ｒ（赤色）Ｇ（緑色）Ｂ
（青色）着色状態）を示すものであり、図（Ｂ）は低電
圧パルスを印加したときのフォーカルコニック状態（透
明／黒色表示状態）を示すものである。
【図２】本発明の第２実施形態である液晶表示素子の断
面構造を示す図であり、図（Ａ）は高電圧パルス印加時
のプレーナ状態を示すものであり、図（Ｂ）は低電圧パ
ルス印加時のフォーカルコニック状態を示すものであ
る。
面構造を示す図であり、図（Ａ）は高電圧パルス印加時
のプレーナ状態を示すものであり、図（Ｂ）は低電圧パ
ルス印加時のフォーカルコニック状態を示すものであ
る。
【図３】本発明の第３実施形態である液晶表示素子の断
面構造（高電圧パルス印加時、プレーナ状態）の一部拡
大図である。
面構造（高電圧パルス印加時、プレーナ状態）の一部拡
大図である。
【図４】本発明の第４実施形態である液晶表示素子の断
面構造を示す図であり、図（Ａ）は高電圧パルス印加時
のプレーナ状態を示すものであり、図（Ｂ）は低電圧パ
ルス印加時のフォーカルコニック状態を示すものであ
る。
面構造を示す図であり、図（Ａ）は高電圧パルス印加時
のプレーナ状態を示すものであり、図（Ｂ）は低電圧パ
ルス印加時のフォーカルコニック状態を示すものであ
る。
【図５】本発明の第５実施形態である液晶表示素子の断
面構造を示す図であり。図（Ａ）は高電圧パルス印加時
のプレーナ状態を示すものであり、図（Ｂ）は低電圧パ
ルス印加時のフォーカルコニック状態を示すものであ
る。
面構造を示す図であり。図（Ａ）は高電圧パルス印加時
のプレーナ状態を示すものであり、図（Ｂ）は低電圧パ
ルス印加時のフォーカルコニック状態を示すものであ
る。
１１、１２ 透明基板
１３、１４ 透明電極
１５ 絶縁性薄膜
１６ 光吸収層
１７ 配向安定化膜
１８ スペーサ
２０ 柱状構造物
２０’ 小柱状構造物
２１ｂ、２１ｇ、２１ｒ、２１ｙ 液晶組成物
２４ シール材
２５ パルス印加装置
ｂ 青色表示を行なうＢ液晶層
ｇ 緑色表示を行なうＧ液晶層
ｒ 赤色表示を行なうＲ液晶層
Ａ〜Ｃ 積層型液晶表示素子
Ｄ 液晶表示素子
Ｅ 液晶表示素子
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｃ０９Ｋ 19/46 Ｃ０９Ｋ 19/46
Ｇ０２Ｆ 1/13 ５００ Ｇ０２Ｆ 1/13 ５００
(72)発明者 本告 文絵
大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号
大阪国際ビル ミノルタ株式会社内
(72)発明者 植田 秀昭
大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号
大阪国際ビル ミノルタ株式会社内
Ｆターム(参考） 4H027 BA02 BD04 BD20 BD24 BE05
CB01 CC01 CC04 CC05 CD04
CG04 CL01 CL04 CM01 CP01
CP04 CP05 CW01 CW05 CX01
CX05 DE04 DF04
Claims (5)
- 【請求項１】液晶性エステル化合物及び分子内にフッ素
を含有する液晶性ピリミジン化合物を主成分とするネマ
ティック液晶混合物５５重量％〜９０重量％と、１種類
以上のカイラル材料１０重量％〜４５重量％とを少なく
とも含有し、コレステリック相を示すことを特徴とする
カイラルネマティック液晶組成物。 - 【請求項２】前記ネマティック液晶混合物において、液
晶性エステル化合物及び分子内にフッ素を含有する液晶
性ピリミジン化合物の合計含有量が前記ネマティック液
晶混合物全体の４５重量％以上である請求項１記載のカ
イラルネマティック液晶組成物。 - 【請求項３】前記ネマティック液晶混合物は、 さらに液
晶性ビフェニル化合物、液晶性フェニルシクロへキシル
化合物、液晶性トラン化合物及び液晶性ターフェニル化
合物のうちの少なくとも一つを含む請求項１又は２記載
のカイラルネマティック液晶組成物。 - 【請求項４】前記ネマティック液晶混合物に含まれる液
晶性エステル化合物は、Ｆ基、Ｃｌ基及びＣＮ基のうち
の少なくとも一つを含んでいる請求項１、２又は３記載
のカイラルネマティック液晶組成物。 - 【請求項５】一対の基板間に請求項１から４のいずれか
に記載のカイラルネマティック液晶組成物が挟持されて
いることを特徴とする液晶表示素子。
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|---|---|---|---|
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| US10/238,119 US6787201B2 (en) | 2001-09-26 | 2002-09-10 | Liquid crystal composition and liquid crystal light modulating apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP2001292978A JP2003096460A (ja) | 2001-09-26 | 2001-09-26 | 液晶組成物及び液晶表示素子 |
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|---|---|
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- 2002-09-10 US US10/238,119 patent/US6787201B2/en not_active Expired - Fee Related
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