CN1198167C - 液晶显示元件及液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及液晶显示元件及液晶显示装置。其目的在于，得到在进行白色和其他颜色的单色显示的情况下能够得得到良好的白色度而且对比度大的液晶显示元件，特别是得到能够进行良好的蓝色/白色显示，并且受视野角度影响小的液晶显示元件。这种液晶显示元件，在至少一方为透明的一对基板之间夹着在室温下有选择地反射可见光中的特定波长的手性向列型液晶组成物，在一对基板上形成取向稳定化膜，在与显示面相对的基板上设置蓝色光吸收层，手性向列型液晶组成物的选择性反射的峰值反射波长在570～600nm范围内，而且分光反射波形的半高宽为95～115nm，蓝色光吸收层的峰值反射波长在450～480nm范围内。

Description

液晶显示元件及液晶显示装置

技术领域

本发明涉及液晶显示元件及液晶显示装置，详细地说，涉及包含手性向列型液晶的单色的反射型液晶显示元件及具该元件的液晶显示装置。

背景技术

通常，液晶显示元件由具有透明电极的一对基板和夹在所述基板之间的液晶层构成。在该液晶层上施加驱动电压以控制液晶分子的排列，调节射入元件的外来光线，进行图像显示为目的。

作为液晶显示方式，向来有各种各样的方法。近年来，进行着在向列型液晶中添加手性高分子材料，以此在室温下显示出胆甾型液晶相的使用手性向列型液晶组成物的液晶显示元件的各种研究。

这样的液晶显示元件已知正在使用的有例如利用胆甾醇相的选择性反射的以消耗电力少为特征的、反射型液晶显示元件。这种液晶显示元件，利用有选择地施加例如高能量或低能量的脉冲电压的方法使液晶切换为平面状态(着色状态)和焦点圆锥曲线状态(透明状态)以进行显示。而且，由于在停止施加脉冲电压之后，仍然保持平面状态、焦点圆锥曲线状态或它们的混合状态(这样的平面状态和焦点圆锥曲线状态的保持性通常称为双稳定性或记忆性)，所以在停止施加电压之后显示也能够保持。

曾经有利用胆甾型液晶层与背景间的组合进行白色与另一颜色间的单色显示方法被提出(例如美国专利说明书第5493430号)。

但是在上述使用手性向列型液晶组成物的反射型液晶显示元件中，在进行白色和其他颜色间的单色显示的情况下，存在着白色显示困难、视角狭窄，以及颜色因观察角度而不同的问题。

因此，本发明的目的在于提供能够得到在进行白色和其他颜色间的显示时有良好的白色色度，对比度大的液晶显示元件。

还有，本发明的另一目的在于提供能够进行良好的蓝色/白色显示的液晶显示元件。

还有，本发明的又一目的在于提供受视野角度影响小的液晶显示元件。

发明内容

本发明人为了解决上述存在问题反复进行锐意研究，提出了这样的液晶显示元件的方案，即在至少一方为透明的一对基板之间夹着在室温下有选择地反射可见光中的特定波长的手性向列型液晶组成物的液晶显示元件，在与显示面相对的基板上设置蓝色光吸收层，所述手性向列型液晶组成物的选择性反射的峰值反射波长在570～600nm范围内，分光反射波形的半高宽为95～115nm，并且所述蓝色光吸收层的峰值反射波长在450～480nm范围内；发现在这种情况下能够实现最好的蓝色/白色显示，白色的色纯度也比较高。

也就是说，本发明的液晶显示元件是在至少一方为透明的一对基板之间夹着在室温下有选择地反射可见光中的特定波长的手性向列型液晶组成物的液晶显示元件，在与显示面相对的基板上设置蓝色光吸收层，所述手性向列型液晶组成物的选择性反射的峰值反射波长在570～600nm范围内，所述蓝色光吸收层的峰值反射波长在450～480nm范围内，使所述手性向列型液晶组成物构成的液晶层处于选择性反射状态时的分光反射波形的半高宽为95～115nm，所述液晶组成物的折射率各向异性为0.15～0.30，介电常数各向异性为10～40，为了使得液晶层在室温下显示胆甾型液晶相，所述液晶组成物包括有8～45重量％手性材料。

本发明的液晶显示元件利用对黄色光显示出选择性反射的手性向列型液晶组成物与蓝色光吸收层间的组合，能够很好地进行蓝色显示。而且作为手性向列型液晶，选择性反射的峰值反射波长在570～600nm范围内，使液晶组成物构成的液晶层处于选择性反射状态时的分光反射波形的半高宽为95～115nm，更理想的是在100～115nm，使用这样的显示出宽频带选择性反射特性的液晶组成物，由于与峰值反射波长在450～480nm范围内，更理想的是在460～470nm范围内的蓝色光吸收层组合，使白色显示的反射率增高，对比度高而显示出良好的白色显示特性。而且由于宽频带的选择性反射特性，受视野角度的影响也小。

在本发明的液晶显示元件中，一对基板也可以是塑料基板，利用塑料基板，可以制作重量轻、厚度薄的元件，而且不容易开裂。

为了防止乃至于抑制显示图像随着时间而变化的情况，上述一对基板上最好设置取向稳定化膜。在基板上设置的取向稳定化膜最好是使用可溶性聚酰亚胺树脂形成。使用可溶性聚酰亚胺对塑料基板也能够成膜。又，液晶与取向稳定化膜的相互作用加强，使液晶分子能够均匀取向，焦点圆锥曲线状态时的散乱减少，使作为元件的对比度得以提高。又由于不研磨可以减少视野角度的影响。

还有，上述取向稳定化膜还可以不进行研磨等取向处理。取向稳定化膜即使不实施研磨等取向处理也显示出良好的反射特性。又，取向稳定化膜可以利用研磨处理进一步提高反射率。但是如果对两面的取向稳定化膜都进行研磨处理，则在焦点圆锥曲线状态时的记忆性能可能消失，因此只要对任何一面进行取向处理即可。

又，上述取向稳定化膜的膜厚最好是10～150nm，如果小于10nm，则往往不能够充分控制取向，如果大于150nm则驱动电压上升，容易发生取向不稳。特别是取向稳定化膜的膜厚在30～100nm范围时涂布容易实施，成膜时能够不发生斑点，驱动电压也低，显示出良好的特性。

上述蓝色光吸收层使用颜料的分散膜可以提高耐气候性能，在长时期内能够保持良好的显示质量。又，峰值反射波长为450～480nm的蓝色光吸收层最好是峰值反射率为20～35％，在白色显示时的反射率高，白色的色纯度高。

但是，手性向列型液晶组成物具有可以通过改变手性材料添加量来控制选择性反射波长的优点。手性材料的添加量为向列型液晶混合物和手性材料的重量总和的8～45重量％时是良好的，如果手性材料的含有量少于8重量％，则往往不能够得到充分的反射波长和记忆性能，反之，如果超过45重量％，则往往在室温下不能够显示胆甾醇相或发生固化。

又，手性向列型液晶组成物可以利用两种以上的手性材料混合调整由温度引起的选择性反射波长的移位量，能够显示出稳定的温度特性。还有，利用添加染料的方法可以提高反射峰值波形的色纯度。添加的染料可以使用向来已知的各种染料，适于使用与液晶组成物相容性良好的染料。例如可以使用偶氮化合物、醌化合物、蒽醌化合物等或双色性染料等，这些染料也可以使用多种。添加量最好是例如在向列型液晶与手性材料的总重量的3重量％以下。添加量如果过多，则液晶的选择性反射量下降，对比度也下降。

又，也可以设置滤色镜取代在液晶组成物中添加染料，或与其同时使用，例如可以在液晶显示元件上设置滤色镜层。这滤色镜层使用的材料也可以是例如在无色透明物质中添加染料的材料，也可以是不添加染料而在本质上处于着色状态的材料。例如滤色镜层也可以是与染料起着同样作用的由特定的物质构成的薄膜。将构成液晶显示元件用的透明基板本身置换为上面所述的滤色镜层材料也可以得到同样的效果。

上述手性向列型液晶组成物中包含的向列型液晶混合物最好是折射率各向异性为0.17～0.23，介电常数各向异性为15～40。使用显示出这些数值的向列型液晶混合物，则可以得到驱动电压降低、反射率提高、对比度良好的液晶显示元件。使用这些向列型液晶混合物得到的手性向列型液晶组成物最好是折射率各向异性为0.15～0.30，介电常数各向异性为10～40。

又，通过如上所述调整液晶组成物的物性值，可以在60V以下进行驱动。驱动电压在60V以下，可以使用廉价的IC，能够廉价地制造液晶显示元件。还有，所谓驱动电压是指为使来自液晶组成物的反射率基本为最大时所需要的最小电压值。

还有，本发明的液晶显示装置的特征在于，具备上述液晶显示元件和对该液晶显示元件施加电压的脉冲电源装置，液晶显示元件能够达到上述各种优点。

附图概述

图1是本发明第1实施形态的液晶显示元件的剖面结构简图，图1(A)是表示包含液晶层的液晶组成物处于平面状态的情况，图1(B)是包含液晶层的液晶组成物处于焦点圆锥曲线状态的情况。

图2是本发明第2实施形态的液晶显示元件的剖面结构简图，表示包含液晶层的液晶组成物处于平面状态的情况。

图3是本发明第4实施形态的液晶显示元件的剖面结构简图，表示包含液晶层的液晶组成物处于平面状态的情况。

具体实施形态

下面参照附图对本发明的液晶显示元件和液晶显示装置的实施形态加以说明。

第1实施形态(参考图1)

下面参照图1对第1实施形态的结构和显示动作加以说明。

图1是本发明第1实施形态的液晶显示元件的剖面结构图，图1(A)表示液晶上施加高压脉冲时的平面状态(白色状态)，图1(B)表示液晶上施加低压脉冲时的焦点圆锥曲线状态(透明/蓝色显示状态)。该液晶显示元件具有记忆性能，在停止施加脉冲电压后仍能够保持平面状态、焦点圆锥曲线状态及它们的混合状态。

在作为本发明第1实施形态的液晶显示元件中，11、12是具有透光性能的透明基板，透明基板11、12各自的表面上设置形成相互平行的带状的多个透明电极13、14。这些电极13、14配置为从垂直于基板11、12的方向上观察时为相互交叉地相对。电极13、14上最好是涂覆绝缘性薄膜。本第1实施形态中，电极13、14上涂覆绝缘性薄膜15。还有，在绝缘性薄膜15上设置有使液晶取向稳定化的取向稳定化膜16。

使光线入射侧的相反侧的基板12外表面(背面)上设置蓝色的光吸收层17。蓝色光吸收层17的峰值反射波长设定在450～480nm的范围内。

一旦蓝色光吸收层17的峰值反射波长超出450～480nm的范围，就不能够得到良好的蓝色显示，而且不能够利用与有选择地反射搭配的黄色的手性向列型液晶组成物的组合对白色进行良好的显示。

20是用作空间支持部件的柱状构件，21是在室温下显示胆甾醇相的手性向列型液晶组成物，关于这些材料及其组合将通过下面的实验进行具体说明。24是密封材料，用于将液晶组成物21封入基板11、12之间。

25是脉冲电源，利用使上述电极13、14产生电压差的方法在液晶组成物上施加脉冲状的规定电压。

(基板)

基板11、12都有透光性，包括基板11、12，能够使用于本发明的液晶显示元件的一对基板，至少要求其中一块具有透光性。具有透光性的基板可以采用例如玻璃基板。除了玻璃基板外，还可以采用例如聚碳酸酯、聚醚砜、多芳基化树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯等可挠性树脂基板。

(电极)

电极13、14可以采用例如铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)等透明导电膜或铝、硅等金属电极或非晶态硅、BSO(铋硅氧化物)等光导电性膜等。

图1所示的液晶显示元件中，如上所述，在透明基板的表面形成相互平行的多条带状的透明电极13、14，电极13、14从垂直于基板11、12的方向上观察时是相互交叉地相对配置的。

为了这样形成电极13、14，例如可以在透明基板上用溅射法等方法进行掩模蒸镀，或者也可以在全面形成ITO膜之后用照相平板印刷方法形成图案。

(绝缘性薄膜)

包括图1所示的液晶显示元件，本发明的液晶显示元件也可以形成具有能够使液晶显示元件的可靠性提高的功能的绝缘性薄膜防止电极13、14之间短路，或作为气体阻挡层。在本实施形态中，如上所述，在电极13、14上涂覆绝缘性薄膜。

绝缘性薄膜15可以使用例如二氧化硅、氧化钛、氧化锆及其醇盐等组成的无机材料或聚酰亚胺树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂等有机薄膜。

可以使用这些材料，利用蒸镀法、旋转涂布法、辊筒涂布法等公知的方法形成。

绝缘性薄膜如果在上述材料上添加染料，则也可以作为滤色镜使用。还有，绝缘性薄膜也可以使用与柱状构件所使用的高分子树脂相同的材料形成。

(取向稳定化膜)

取向稳定化膜16可以使用例如聚酰亚胺树脂、聚酰胺亚胺树脂、聚醚亚胺树脂、聚乙烯醇缩丁醛、丙烯酸树脂等有机膜或二氧化硅、氧化铝等无机材料。使用这些材料形成的取向稳定化膜16未必一定要实施研磨等取向处理。又，取向稳定化膜16也可以兼用作为绝缘性薄膜15。

在对取向稳定化膜16进行研磨处理的情况下，可以只对一边轻轻地(例如研磨密度20以下)进行研磨以提高反射率。如果对设置在一对基板11、12上的两边的取向稳定化膜16进行研磨处理，液晶的记忆性能就容易丢失。还有研磨密度L可以用下式表示。

L＝N(1+2πrm/v)

其中N表示研磨次数；r表示研磨辊半径；m表示研磨辊转速；v表示基板对于研磨辊的相对移动速度。

(衬垫)

包括图1所示的液晶显示元件，本发明的液晶显示元件也可以在一对基板之间设置为保持基板之间的间隙均匀用的衬垫。在本实施形态的液晶显示元件中，在基板11、12之间插入衬垫18。

该衬垫18可以使用例如树脂制造的或者是无机氧化物制造的球体。又，也适合使用在表面上涂布热可塑性树脂的固定衬垫。特别是可以使用覆盖粘合性树脂的无机微粒作为空间保持构件，以此稳定地保持单元间隙，而且由于具有粘合性，衬垫不会流动，不会发生显示模糊的问题。

还有，可以象本第1实施形态那样既设置衬垫18又设置柱状构件20，但是也可以取代柱状构件20，只使用衬垫18作为空间保持构件。

(液晶组成物)

液晶层中包含的液晶组成物含有向列型液晶和手性高分子材料，选择性反射的峰值波长在570nm～600nm的范围内，使液晶组成物处于选择性状态时的分光反射波形的半高宽为95nm～115nm，显示出宽频带选择反射特性。还有，作为液晶组成物的折射率各向异性为0.15～0.30，介电常数各向异性为10～40，而且这种液晶组成物是添加8～45重量％手性材料的手性向列型液晶组成物。在这里，手性材料的添加量是以向列型液晶混合物与手性材料的总和为100重量％时的数值。

手性向列型液晶组成物的折射率各向异性最好是在0.15以上。如果折射率各向异性太低则反射光的色纯度变坏，反射率也变坏。

反之，如果过高则受视野角度影响增大。

介电常数各向异性如果太低则驱动电压变高，反之介电常数各向异性如果太高则元件的稳定性和可靠性变坏，图像缺陷和图像干扰容易发生。

(柱状构件)

包括图1所示的液晶显示元件，本发明的液晶显示元件为了使自己具有良好的支持性能，也可以用构件支持于一对基板之间。本第1实施形态的液晶显示元件在基板11、12之间设置有柱状构件20。

关于柱状构件20首先对其构造面进行说明。作为柱状构件，可以采用例如以一定的间隔配置成格子排列等规定的图案的圆柱状体、四方柱状体、椭圆柱状体、台形柱状体、圆锥柱状体等柱状构件。也可以是以一定的间隔配置的条状物。这种柱状构件不是随机配置的，最好是采用等间隔的排列、间隔缓慢变化的排列、规定的配置图案以一定的周期重复的排列等能够适当地保持基板的间隙，而且是考虑到不影响图像显示的排列。柱状构件如果在液晶显示元件的显示区域所占有的面积比例为1～40％，则能够在保持适当的强度的同时，能够得到满足液晶显示元件的实用要求的特性。

下面对聚酯树脂的柱状构件的制造方法加以说明。例如首先在形成规定图案的ITO电极的基板上用辊筒涂敷器或凹板印刷涂敷器等印刷机印刷聚酯树脂溶液，然后烘干，使其固化。

为了制作液晶显示元件，只要利用真空注入等方法在夹着柱状构件的基板之间注入液晶组成物即可。或者也可以在将基板贴合之际预先滴入液晶组成物，在贴合基板的同时封入液晶组成物。

还有，为了提高基板间的间隙控制精度，在形成柱状构件时，配置比柱状构件的膜厚小的尺寸的的衬垫材料、例如玻璃纤维、球状的玻璃或陶瓷粉末、或由有机材料组成的球状颗粒，使间隙不因加热、加压而变化，就能够更进一步提高间隙的精度，相应的降低电压的不均匀和显示的不均匀。

第2实施形态(参考图2)

图2表示本发明第2实施形态的液晶显示元件的剖面结构(在施加高压脉冲时、平面状态的情况)。该液晶显示元件除了在显示区域内不设置柱状构件外，实质上与图1所示的液晶显示元件相同，。还有，在图2中，对与图1所示的元件基本上相同结构、具有相同的作用的部件标以相同的参考符号。

第3实施形态

本发明的第3实施形态是在图1所示的液晶显示元件中以网板印刷方法形成柱状构件20。

利用网板印刷方法形成柱状构件20的方法以例如下面所述的方法进行。亦即将形成规定的图案的网板覆盖在至少一方的基板的形成电极的表面上，在该网板上装上印刷材料(形成柱状构件用的组成物、例如光固性树脂等)。然后使刮浆板以规定的压力、角度、速度移动。以此将印刷材料通过网板的图案复印在该基板上。接着，使复印的材料固化、干燥。

亦即首先在把树脂材料(例如聚酯树脂)配置于至少一方的基板上之后，使形成多个带状电极的面相对地将一对基板重合。对重合的一对基板从两侧加压同时加热，以使树脂材料软化之后，利用冷却方法使其再度固化，形成空单元。

要把该空单元做成液晶显示元件，只要利用例如真空注入方法在夹着柱状构件的基板之间注入液晶组成物即可。

第4实施形态(参考图3)

图3表示本发明第4实施形态的液晶显示元件的剖面结构(施加高压脉冲时，平面状态下)。该液晶显示元件处理不设置绝缘性薄膜15，而仅设置取向稳定化膜16外，实质上与图1所示的上述液晶显示元件结构相同。还有，在图3中，对与图1的元件具有相同结构、作用的部件标以相同的参考符号。

实验例的说明

由于进行了本发明的液晶显示元件的性能评价实验，因此与比较实验一起作具体说明。还有，本发明的液晶显示元件不限定于这些实验例。

在下述各实验例和比较例中，液晶显示元件在白色状态下的反射率的测定是利用反射型分光测色计CM-3700d(美能达株式会社制造)测定视觉反射率(Y值)。又，白色状态下的色度、选择性反射的峰值波长及分光反射波形的半高宽也使用反射型分光测色计CM-3700d测待定。显示出良好的显示特性的白色点的色度是(x、y)＝(0.31、0.32)，表示显示元件的色度越是接近该坐标，则白色特性越是良好。又，Y值越大越是明亮。又，对比度由(在高反射率状态的Y值/在低反射率状态的Y值)提供。在下面说明的各实验例及比较例中的液晶显示元件中，使液晶处于平面状态时为白色状态，使液晶处于焦点圆锥曲线状态时为蓝色状态。而且蓝色状态下的反射率也用上述分光测色计CM-3700d测定。

视野角特性使用目视方法和大冢电子制造的多分光测色计MC2530测定。又，手性向列型液晶组成物折射率的各向异性在25℃利用阿贝折光仪测定。

实验例1

在向列型液晶混合物A(介电常数各向异性△ε为32.4，折射率各向异性△n为0.230，向列型各向同性相变温度T_NI为103℃)中添加手性材料CB15(メルク株式会社制)加以混合，其比例为相对于液晶混合物与手性材料总重量的36.8重量％，调制成手性向列型液晶组成物。该手性向列型液晶组成物，其△n为0.21，△ε为23.7，显示出在585nm具有峰值波长的宽频带选择反射特性。

接着，在聚醚砜薄片基板上设置的ITO(铟锡氧化物)透明电极上用含有可溶性聚酰亚胺树脂的取向膜形成剂(JSR公司制4552)形成膜厚为800的取向稳定化膜，并且在其上散布6微米直径的衬垫(spacer)(积水精密化学株式会社制造)。又，在另一聚醚砜薄片基板上的ITO透明电极上也用上述取向膜形成剂(JSR公司制AL-4552)形成膜厚为800的取向稳定化膜。

接着，在第1基板上的周边部印刷密封材料XN21S(三井化学株式会社制)形成规定高度的壁。其后，将基板相互贴合，使密封材料固化。然后，用真空注入装置注入规定量的手性向列型液晶组成物。在该单元的背面(使光线入射侧的相反侧的基板表面)设置峰值反射波长为470nm的蓝色光吸收膜DIC579(大日本インキ制)，制作液晶显示元件。该蓝色光吸收膜是蓝色颜料的分散膜。

为了使液晶显示元件显示白色状态(平面状态)与蓝色状态(焦点圆锥曲线状态)，在上述液晶显示元件的电极之间施加规定的电压进行驱动时，45V时呈现白色状态，30V时呈现蓝色状态。显示白色时的视觉反射率Y值为23.3，色度(x、y)＝(0.34，0.31)，分光反射波形的半高宽为110nm，是白色度良好而且对比度高的元件。又，蓝色状态(焦点圆锥曲线状态)时峰值反射率为26.30％。显示特性随观察角度的变化程度小，视野角度特性良好。

实验例2

在向列型液晶混合物B(介电常数各向异性△ε为27.1，折射率各向异性△n为0.255，向列型各向同性相变温度T_NI为101℃)中添加手性材料CB15(メルク株式会社制)加以混合，其比例为相对于液晶混合物与手性材料总重量的34.1重量％，调制成手性向列型液晶组成物。该手性向列型液晶组成物，其Δn为0.23，△ε为19.3，显示出在590nm具有峰值波长的宽频带选择反射特性。

接着，在聚醚砜薄片基板上设置的ITO(铟锡氧化物)透明电极上用上述取向膜形成剂(JSR公司制4552)形成膜厚为1000的取向稳定化膜，并且在其上散布6微米直径的衬垫(积水精密化学株式会社制造)。又，在另一聚醚砜薄片基板上的ITO透明电极上也用上述取向膜形成剂(JSR公司制AL-4552)形成膜厚为1000的取向稳定化膜。

接着，在第1基板上的周边部印刷密封材料XN21S(三井化学株式会社制)形成规定高度的壁。其后，将基板相互贴合，使密封材料固化。然后，用真空注入装置注入规定量的手性向列型液晶组成物。在该单元的背面(使光线入射侧的相反侧的基板表面)设置峰值反射波长为470nm的蓝色光吸收膜DIC579(大日本インキ制)，制作液晶显示元件。

为了使液晶显示元件显示白色状态(平面状态)与蓝色状态(焦点圆锥曲线状态)，在上述液晶显示元件的电极之间施加规定的电压进行驱动时，60V时呈现白色状态，45V时呈现蓝色状态。显示白色时的视觉反射率Y值为25.6，色度(x、y)＝(0.31，0.32)，分光反射波形的半高宽为115nm，是白色度良好而且对比度高的元件。又，蓝色状态(焦点圆锥曲线状态)时峰值反射率为26.30％。显示特性随观察角度的变化程度小，视野角度特性良好。

实验例3

在向列型液晶混合物C(介电常数各向异性△ε为30.6，折射率各向异性△n为0.200，向列型各向同性相变温度T_NI为88.8℃)中添加手性材料CB15(メルク株式会社制)加以混合，其比例为相对于液晶混合物与手性材料总重量的32.7重量％，调制成手性向列型液晶组成物。该手性向列型液晶组成物，其△n为0.17，△ε为22.8，显示出在580nm具有峰值波长的宽频带选择反射特性。

接着，在聚醚砜薄片基板上设置的ITO(铟锡氧化物)透明电极上用上述取向膜形成剂(JSR公司制4552)形成膜厚为600的取向稳定化膜，并且在其上散布6微米直径的衬垫(积水精密化学株式会社制造)。又，在另一聚醚砜薄片基板上的ITO透明电极上也用上述取向膜形成剂(JSR公司制AL-4552)形成膜厚为600的取向稳定化膜。

接着，在第1基板上的周边部印刷密封材料XN21S(三井化学株式会社制)形成规定高度的壁。其后，将基板相互贴合，使密封材料固化。然后，用真空注入装置注入规定量的手性向列型液晶组成物。在该单元的背面(使光线入射侧的相反侧的基板表面)设置峰值反射波长为470nm的蓝色光吸收膜DIC579(大日本インキ制)，制作液晶显示元件。

为了使液晶显示元件显示白色状态(平面状态)与蓝色状态(焦点圆锥曲线状态)，在上述液晶显示元件的电极之间施加规定的电压进行驱动时，40V时呈现白色状态，25V时呈现蓝色状态。显示白色时的视觉反射率Y值为21.8，色度(x、y)＝(0.34，0.33)，分光反射波形的半高宽为95nm，是白色度良好而且对比度高的元件。又，蓝色状态(焦点圆锥曲线状态)时峰值反射率为26.30％。显示特性随观察角度的变化程度小，视野角度特性良好。

实验例4

在向列型液晶混合物D(介电常数各向异性△ε为31.5，折射率各向异性△n为0.220，向列型各向同性相变温度T_NI为102℃)中添加手性材料CB15(メルク株式会社制)加以混合，其比例为相对于液晶混合物与手性材料总重量的37.4重量％，调制成手性向列型液晶组成物。该手性向列型液晶组成物，其△n为0.20，△ε为23.4，显示出在575nm具有峰值波长的宽频带选择反射特性。

接着，在聚醚砜薄片基板上设置的ITO(铟锡氧化物)透明电极上用上述取向膜形成剂(JSR公司制4552)形成膜厚为500的取向稳定化膜，并且在其上散布6微米直径的衬垫(积水精密化学株式会社制造)。又，在另一聚醚砜薄片基板上的ITO透明电极上也用上述取向膜形成剂(JSR公司制AL-4552)形成膜厚为500的取向稳定化膜。

接着，在第1基板上的周边部印刷密封材料XN21S(三井化学株式会社制)形成规定高度的壁。其后，将基板相互贴合，使密封材料固化。然后，用真空注入装置注入规定量的手性向列型液晶组成物。在该单元的背面(使光线入射侧的相反侧的基板表面)设置峰值反射波长为470nm的蓝色光吸收膜DIC579(大日本インキ制)，制作液晶显示元件。

为了使液晶显示元件显示白色状态(平面状态)与蓝色状态(焦点圆锥曲线状态)，在上述液晶显示元件的电极之间施加规定的电压进行驱动时，45V时呈现白色状态，30V时呈现蓝色状态。显示白色时的视觉反射率Y值为23.1，色度(x、y)＝(0.32，0.33)，分光反射波形的半高宽为110nm，是白色度良好而且对比度高的元件。又，蓝色状态(焦点圆锥曲线状态)时峰值反射率为26.30％。显示特性随观察角度的变化程度小，视野角度特性良好。

实验例5

在向列型液晶混合物E(介电常数各向异性△ε为32.0，折射率各向异性△n为0.215，向列型各向同性相变温度T_NI为103℃)中添加手性材料CB15(メルク株式会社制)加以混合，其比例为相对于液晶混合物与手性材料总重量的36.8重量％，调制成手性向列型液晶组成物。该手性向列型液晶组成物，其△n为0.19，△ε为23.2，显示出在590nm具有峰值波长的宽频带选择反射特性。

接着，在聚醚砜薄片基板上设置的ITO(铟锡氧化物)透明电极上用上述取向膜形成剂(JSR公司制4552)形成膜厚为300的取向稳定化膜，并且在其上散布6微米直径的衬垫(积水精密化学株式会社制造)。又，在另一聚醚砜薄片基板上的ITO透明电极上也用上述取向膜形成剂(JSR公司制AL-4552)形成膜厚为300的取向稳定化膜。

接着，在第1基板上的周边部印刷密封材料XN21S(三井化学株式会社制)形成规定高度的壁。其后，将基板相互贴合，使密封材料固化。然后，用真空注入装置注入规定量的手性向列型液晶组成物。在该单元的背面(使光线入射侧的相反侧的基板表面)设置峰值反射波长为460nm的蓝色光吸收膜DIC221(大日本インキ制)，制作液晶显示元件。该蓝色光吸收膜是蓝色颜料的分散膜。

为了使液晶显示元件显示白色状态(平面状态)与蓝色状态(焦点圆锥曲线状态)，在上述液晶显示元件的电极之间施加规定的电压进行驱动时，45V时呈现白色状态，30V时呈现蓝色状态。显示白色时的视觉反射率Y值为23.3，色度(x、y)＝(0.34，0.32)，分光反射波形的半高宽为100nm，是白色度良好而且对比度高的元件。又，蓝色状态(焦点圆锥曲线状态)时峰值反射率为30.80％。显示特性随观察角度的变化程度小，视野角度特性良好。

实验例6

在向列型液晶混合物F(介电常数各向异性△ε为33.0，折射率各向异性△n为0.230，向列型各向同性相变温度T_NI为101℃)中添加手性材料CB15(メルク株式会社制)加以混合，其比例为相对于液晶混合物与手性材料总重量的35.8重量％，调制成手性向列型液晶组成物。该手性向列型液晶组成物，其△n为0.21，△ε为26.5，显示出在600nm具有峰值波长的宽频带选择反射特性。

接着，在聚碳酸酯薄片基板上设置的ITO(铟锡氧化物)透明电极上用上述取向膜形成剂(JSR公司制4552)形成膜厚为400的取向稳定化膜，并且在其上散布6微米直径的衬垫(积水精密化学株式会社制造)。又，在另一聚碳酸酯薄片基板上的ITO透明电极上也用上述取向膜形成剂(JSR公司制AL-4552)形成膜厚为400的取向稳定化膜。

接着，在第1基板上的周边部印刷密封材料XN21S(三井化学株式会社制)形成规定高度的壁。其后，将基板相互贴合，使密封材料固化。然后，用真空注入装置注入规定量的手性向列型液晶组成物。在该单元的背面(使光线入射侧的相反侧的基板表面)设置峰值反射波长为460nm的蓝色光吸收膜DIC221(大日本インキ制)，制作液晶显示元件。

为了使液晶显示元件显示白色状态(平面状态)与蓝色状态(焦点圆锥曲线状态)，在上述液晶显示元件的电极之间施加规定的电压进行驱动时，45V时呈现白色状态，30V时呈现蓝色状态。显示白色时的视觉反射率Y值为22.8，色度(x、y)＝(0.33，0.32)，分光反射波形的半高宽为105nm，是白色度良好而且对比度高的元件。又，蓝色状态(焦点圆锥曲线状态)时峰值反射率为30.80％。显示特性随观察角度的变化程度小，视野角度特性良好。

实验例7

在向列型液晶混合物G(介电常数各向异性△ε为36.5，折射率各向异性△n为0.255，向列型各向同性相变温度T_NI为105℃)中添加手性材料CB15(メルク株式会社制)和手性材料S-811(メルク株式会社制)以3∶2重量比混合的混合物，所添加的两种手性材料混合物的比例为相对于液晶混合物与手性材料总重量的35重量％，调制成手性向列型液晶组成物。该手性向列型液晶组成物，其△n为0.20，△ε为30.2，显示出在570nm具有峰值波长的宽频带选择反射特性。

接着，在聚醚砜薄片基板上设置的ITO(铟锡氧化物)透明电极上用上述取向膜形成剂(JSR公司制4552)形成膜厚为150的取向稳定化膜，并且在其上散布6微米直径的衬垫(积水精密化学株式会社制造)。又，在另一聚醚砜薄片基板上的ITO透明电极上也用上述取向膜形成剂(JSR公司制AL-4552)形成膜厚为150的取向稳定化膜。

接着，在第1基板上的周边部印刷密封材料XN21S(三井化学株式会社制)形成规定高度的壁。其后，将基板相互贴合，使密封材料固化。然后，用真空注入装置注入规定量的手性向列型液晶组成物。在该单元的背面(使光线入射侧的相反侧的基板表面)设置峰值反射波长为470nm的蓝色光吸收膜DIC579(大日本インキ制)，制作液晶显示元件。

为了使液晶显示元件显示白色状态(平面状态)与蓝色状态(焦点圆锥曲线状态)，在上述液晶显示元件的电极之间施加规定的电压进行驱动时，43V时呈现白色状态，28V时呈现蓝色状态。显示白色时的视觉反射率Y值为23.7，色度(x、y)＝(0.33，0.31)，分光反射波形的半高宽为108nm，是白色度良好而且对比度高的元件。又，蓝色状态(焦点圆锥曲线状态)时峰值反射率为26.30％。显示特性随观察角度的变化程度小，视野角度特性良好。

实验例8

在向列型液晶混合物H(介电常数各向异性△ε为20.8，折射率各向异性△n为0.182，向列型各向同性相变温度T_NI为105℃)中添加手性材料CB15(メルク株式会社制)后加以混合，添加的比例为相对于液晶混合物与手性材料总重量的36.8重量％，调制成手性向列型液晶组成物。该手性向列型液晶组成物，其△n为0.16，△ε为14.6，显示出在585nm具有峰值波长的宽频带选择反射特性。

接着，在玻璃基板上设置的ITO(铟锡氧化物)透明电极上用上述取向膜形成剂(JSR公司制4552)形成膜厚为1400的取向稳定化膜，并且在其上散布6微米直径的衬垫(积水精密化学株式会社制造)。又，在另一玻璃基板上的ITO透明电极上也用上述取向膜形成剂(JSR公司制AL-4552)形成膜厚为140的取向稳定化膜。

接着，在第1基板上的周边部印刷密封材料XN21S(三井化学株式会社制)形成规定高度的壁。其后，将基板相互贴合，使密封材料固化。然后，用真空注入装置注入规定量的手性向列型液晶组成物。在该单元的背面(使光线入射侧的相反侧的基板表面)设置峰值反射波长为470nm的蓝色光吸收膜DIC579(大日本インキ制)，制作液晶显示元件。

为了使液晶显示元件显示白色状态(平面状态)与蓝色状态(焦点圆锥曲线状态)，在上述液晶显示元件的电极之间施加规定的电压进行驱动时，55V时呈现白色状态，40V时呈现蓝色状态。显示白色时的视觉反射率Y值为21.8，色度(x、y)＝(0.34，0.32)，分光反射波形的半高宽为105nm，是白色度良好而且对比度高的元件。又，蓝色状态(焦点圆锥曲线状态)时峰值反射率为26.30％。显示特性随观察角度的变化程度小，视野角度特性良好。

实验例9

在向列型液晶混合物I(介电常数各向异性△ε为30.6，折射率各向异性△n为0.230，向列型各向同性相变温度T_NI为102℃)中添加手性材料CB15(メルク株式会社制)后加以混合，添加的比例为相对于液晶混合物与手性材料总重量的36.8重量％，调制成手性向列型液晶组成物。该手性向列型液晶组成物，其△n为0.20，△ε为24.2，显示出在595nm具有峰值波长的宽频带选择反射特性。

接着，在聚醚砜薄片基板上设置的ITO(铟锡氧化物)透明电极上用上述取向膜形成剂(JSR公司制4552)形成膜厚为500的取向稳定化膜，并对该基板进行轻微研磨。研磨的条件是，卷绕着粘胶纤维研磨布的辊筒转速为50rpm，研磨辊相对于形成取向稳定化膜的塑料基板的相对速度为140cm/分，研磨布包的压入量为0.3mm(研磨密度约为15)。在其上散布6微米直径的衬垫(积水精密化学株式会社制造)。又，在另一聚醚砜薄片基板上的ITO透明电极上也用上述取向膜形成剂(JSR公司制AL-4552)形成膜厚为500的取向稳定化膜。而且，对这些基板没有进行过研磨处理。

接着，在第1基板上的周边部印刷密封材料XN21S(三井化学株式会社制)形成规定高度的壁。其后，将基板相互贴合，使密封材料固化。然后，用真空注入装置注入规定量的手性向列型液晶组成物。在该单元的背面(使光线入射侧的相反侧的基板表面)设置峰值反射波长为470nm的蓝色光吸收膜DIC579(大日本インキ制)，制作液晶显示元件。

为了使液晶显示元件显示白色状态(平面状态)与蓝色状态(焦点圆锥曲线状态)，在上述液晶显示元件的电极之间施加规定的电压进行驱动时，45V时呈现白色状态，30V时呈现蓝色状态。显示白色时的视觉反射率Y值为24.2，色度(x、y)＝(0.34，0.33)，分光反射波形的半高宽为112nm，是白色度良好而且对比度高的元件。又，蓝色状态(焦点圆锥曲线状态)的峰值反射率为26.30％。显示特性随观察角度的变化程度小，视野角度特性良好。

比较例1

在向列型液晶混合物A(介电常数各向异性△ε为32.4，折射率各向异性△n为0.230，向列型各向同性相变温度T_NI为103℃)中添加手性材料CB15(メルク株式会社制)加以混合，其比例为相对于液晶混合物与手性材料总重量的37.7重量％，调制成手性向列型液晶组成物。该手性向列型液晶组成物，其△n为0.20，△ε为25.2，显示出在560nm具有峰值波长的宽频带选择反射特性。

接着，在聚醚砜薄片基板上设置的ITO(铟锡氧化物)透明电极上用所述取向膜形成剂(JSR公司制4552)形成膜厚为800的取向稳定化膜，并且在其上散布6微米直径的衬垫(积水精密化学株式会社制造)。又，在另一聚醚砜薄片基板上的ITO透明电极上也用上述取向膜形成剂(JSR公司制AL-4552)形成膜厚为800的取向稳定化膜。

接着，在第1基板上的周边部印刷密封材料XN21S(三井化学株式会社制)形成规定高度的壁。其后，将基板相互贴合，使密封材料固化。然后，用真空注入装置注入规定量的手性向列型液晶组成物。在该单元的背面(使光线入射侧的相反侧的基板表面)设置峰值反射波长为470nm的蓝色光吸收膜DIC579(大日本インキ制)，制作液晶显示元件。

为了使液晶显示元件显示白色状态(平面状态)与蓝色状态(焦点圆锥曲线状态)，在上述液晶显示元件的电极之间施加规定的电压进行驱动时，45V时呈现白色状态，30V时呈现蓝色状态。显示白色时的视觉反射率Y值为18.1，色度(x、y)＝(0.35，0.37)，分光反射波形的半高宽为110nm，是白色度不好而且对比度低的元件。又，蓝色状态(焦点圆锥曲线状态)时峰值反射率为26.30％。显示特性随观察角度的变化程度比实验例大，视野角度特性比实验例差。

比较例2

在向列型液晶混合物A(介电常数各向异性△ε为32.4，折射率各向异性△n为0.230，向列型各向同性相变温度T_NI为103℃)中添加手性材料CB15(メルク株式会社制)加以混合，其比例为相对于液晶混合物与手性材料总重量的36.8重量％，调制成手性向列型液晶组成物。该手性向列型液晶组成物，其△n为0.21，△ε为23.7，显示出在595nm具有峰值波长的宽频带选择反射特性。

接着，在聚醚砜薄片基板上设置的ITO(铟锡氧化物)透明电极上用所述取向膜形成剂(JSR公司制4552)形成膜厚为800的取向稳定化膜，并且在其上散布6微米直径的衬垫(积水精密化学株式会社制造)。又，在另一聚醚砜薄片基板上的ITO透明电极上也用上述取向膜形成剂(JSR公司制AL-4552)形成膜厚为800的取向稳定化膜。

 接着，在第1基板上的周边部印刷密封材料XN21S(三井化学株式会社制)形成规定高度的壁。其后，将基板相互贴合，使密封材料硬化。然后，用真空注入装置注入规定量的手性向列型液晶组成物。在该单元的背面(使光线入射侧的相反侧的基板表面)设置峰值反射波长为490nm的蓝色光吸收膜DIC2361(大日本インキ制)，制作液晶显示元件。

为了使液晶显示元件显示白色状态(平面状态)与蓝色状态(焦点圆锥曲线状态)，在上述液晶显示元件的电极之间施加规定的电压进行驱动时，45V时呈现白色状态，30V时呈现蓝色状态。显示白色时的视觉反射率Y值为17.9，色度(x、y)＝(0.35，0.35)，分光反射波形的半高宽为110nm，是白色度不好而且对比度低的元件。又，蓝色状态(焦点圆锥曲线状态)时峰值反射率为11.45％。显示特性随观察角度的变化程度比实验例大，视野角度特性比实验例差。

比较例3

在向列型液晶混合物A(介电常数各向异性△ε为32.4，折射率各向异性△n为0.230，向列型各向同性相变温度T_NI为103℃)中添加手性材料CB15(メルク株式会社制)加以混合，其比例为相对于液晶混合物与手性材料总重量的35.3重量％，调制成手性向列型液晶组成物。该手性向列型液晶组成物，其△n为0.21，△ε为24.4，显示出在620nm具有峰值波长的宽频带选择反射特性。

接着，在聚醚砜薄片基板上设置的ITO(铟锡氧化物)透明电极上用所述取向膜形成剂(JSR公司制4552)形成膜厚为800的取向稳定化膜，并且在其上散布6微米直径的衬垫(积水精密化学株式会社制造)。又，在另一聚醚砜薄片基板上的ITO透明电极上也用上述取向膜形成剂(JSR公司制AL-4552)形成膜厚为800的取向稳定化膜。

接着，在第1基板上的周边部印刷密封材料XN21S(三井化学株式会社制)形成规定高度的壁。其后，将基板相互贴合，使密封材料固化。然后，用真空注入装置注入规定量的手性向列型液晶组成物。在该单元的背面(使光线入射侧的相反侧的基板表面)设置峰值反射波长为490nm的蓝色光吸收膜DIC2361(大日本インキ制)，制作液晶显示元件。

为了使液晶显示元件显示白色状态(平面状态)与蓝色状态(焦点圆锥曲线状态)，在上述液晶显示元件的电极之间施加规定的电压进行驱动时，45V时呈现白色状态，30V时呈现蓝色状态。显示白色时的视觉反射率Y值为18.8，色度(x、y)＝(0.34，0.36)，分光反射波形的半高宽为110nm，是白色度不好而且对比度低的元件。又，蓝色状态(焦点圆锥曲线状态)时峰值反射率为11.45％。显示特性随观察角度的变化程度比较大，视野角度特性差到不适合实际应用的程度。

比较例4

在向列型液晶混合物J(介电常数各向异性△ε为30.2，折射率各向异性△n为0.126，向列型各向同性相变温度T_NI为90.7℃)中添加手性材料CB15(メルク株式会社制)加以混合，其比例为相对于液晶混合物与手性材料总重量的32.3重量％，调制成手性向列型液晶组成物。该手性向列型液晶组成物，其△n为0.10，△ε为22.4，显示出在605nm具有峰值波长。

接着，在聚醚砜薄片基板上设置的ITO(铟锡氧化物)透明电极上用所述取向膜形成剂(JSR公司制4552)形成膜厚为800的取向稳定化膜，并且在其上散布6微米直径的衬垫(积水精密化学株式会社制造)。又，在另一聚醚砜薄片基板上的ITO透明电极上也用上述取向膜形成剂(JSR公司制AL-4552)形成膜厚为800的取向稳定化膜。

接着，在第1基板上的周边部印刷密封材料XN21S(三井化学株式会社制)形成规定高度的壁。其后，将基板相互贴合，使密封材料固化。然后，用真空注入装置注入规定量的手性向列型液晶组成物。在该单元的背面(使光线入射侧的相反侧的基板表面)设置峰值反射波长为470nm的蓝色光吸收膜DIC579(大日本インキ制)，制作液晶显示元件。

为了使液晶显示元件显示白色状态(平面状态)与蓝色状态(焦点圆锥曲线状态)，在上述液晶显示元件的电极之间施加规定的电压进行驱动时，50V时呈现白色状态，35V时呈现蓝色状态。显示白色时的视觉反射率Y值为18.6，色度(x、y)＝(0.35，0.36)，分光反射波形的半高宽为86nm，是白色度低而且对比度低的元件。又，蓝色状态(焦点圆锥曲线状态)时峰值反射率为26.30％。显示特性随观察角度的变化程度比较大，视野角度特性差到不适合实际应用的程度。

其他实施形态

本发明的液晶显示元件及液晶显示装置不限定于上述实施形态，而可以在其要旨的范围内有各种变更。

特别是关于液晶单元的结构，也可以是由液晶组成物和高分子树脂组合物构成的形成网眼状复合膜的网络型。又，柱状高分子构件也可以是格子状的，也可以是上下基板不连接的结构。但是，在网络型的情况下容易导致驱动电压的上升。又，在格子状高分子构件的情况下元件的制作工艺变得复杂，对比度容易下降。而且，在高分子构件不将两块基板加以连接的情况下，液晶层的厚度容易变得不均匀。

Claims (19)

1.一种液晶显示元件，在至少一方为透明的一对基板之间夹着在室温下有选择地反射可见光中的特定波长的手性向列型液晶组成物，其特征在于，

在与显示面相对的基板上设置蓝色光吸收层，

所述手性向列型液晶组成物的选择性反射的峰值反射波长在570～600nm范围内，

所述蓝色光吸收层的峰值反射波长在450～480nm范围内，

使所述手性向列型液晶组成物构成的液晶层处于选择性反射状态时的分光反射波形的半高宽为95～115nm，

所述液晶组成物的折射率各向异性为0.15～0.30，介电常数各向异性为10～40，

为了使得液晶层在室温下显示胆甾型液晶相，所述液晶组成物包括有8～45重量％手性材料。

2.根据权利要求1所述的液晶显示元件，其特征在于，所述蓝色光吸收层的峰值反射率为20～35％。

3.根据权利要求1所述的液晶显示元件，其特征在于，所述手性向列型液晶组成物中包含的向列型液晶混合物的折射率各向异性为0.17～0.23，介电常数各向异性为15～40。

4.根据权利要求1所述的液晶显示元件，其特征在于，驱动电压为60V以下。

5.根据权利要求1所述的液晶显示元件，其特征在于，所述蓝色光吸收层的峰值反射波长在460～470nm范围内。

6.根据权利要求1所述的液晶显示元件，其特征在于，使所述手性向列型液晶组成物构成的液晶层处于选择性反射状态时的分光反射波形的半高宽为100～115nm。

7.根据权利要求1所述的液晶显示元件，其特征在于，所述一对基板上形成取向稳定化膜。

8.根据权利要求1所述的液晶显示元件，其特征在于，所述取向稳定化膜中至少一方由可溶性聚酰亚胺组成。

9.根据权利要求1所述的液晶显示元件，其特征在于，所述基板中只有一方进行研磨处理。

10.一种液晶显示装置，其特征在于，

具备在至少一方为透明的一对基板之间夹着在室温下有选择地反射可见光中的特定波长的手性向列型液晶组成物的液晶显示元件以及在该液晶显示元件上施加电压的脉冲电源，

所述液晶显示元件

(a)在与显示面相对的基板上设置蓝色光吸收层，

(b)所述手性向列型液晶组成物的选择性反射的峰值反射波长在570～600nm范围内，

(c)所述蓝色光吸收层的峰值反射波长在450～480nm范围内，

(d)使所述手性向列型液晶组成物构成的液晶层处于选择性反射状态时的分光反射波形的半高宽为95～115nm。

所述液晶组成物的折射率各向异性为0.15～0.30，介电常数各向异性为10～40，

为了使得液晶层在室温下显示胆甾型液晶相，所述液晶组成物包括有8～45重量％手性材料。

11.根据权利要求10所述的液晶显示装置，其特征在于，所述蓝色光吸收层的峰值反射率为20～35％。

12.根据权利要求10所述的液晶显示装置，其特征在于，所述手性向列型液晶组成物中包含的向列型液晶混合物的折射率各向异性为0.17～0.23，介电常数各向异性为15～40。

13.根据权利要求10所述的液晶显示装置，其特征在于，所述脉冲电源产生的对液晶显示元件的驱动电压为60V以下。

14.根据权利要求10所述的液晶显示装置，其特征在于，所述蓝色光吸收层的峰值反射波长在460～470nm范围内。

15.根据权利要求10所述的液晶显示装置，其特征在于，使由所述手性向列型液晶组成物构成的液晶层处于选择性反射状态时的分光反射波形的半高宽为100～115nm。

16.根据权利要求10所述的液晶显示装置，其特征在于，所述手性向列型液晶组成物的折射率各向异性为0.15～0.30，介电常数各向异性为10～40。

17.根据权利要求10所述的液晶显示装置，其特征在于，所述一对基板上形成取向稳定化膜。

18.根据权利要求10所述的液晶显示装置，其特征在于，所述取向稳定化膜中至少一方由可溶性聚酰亚胺组成。

19.根据权利要求10所述的液晶显示装置，其特征在于，所述基板中只有一方进行研磨处理。

Images