JP2000063839A

JP2000063839A - 液晶表示素子

Info

Publication number: JP2000063839A
Application number: JP10231923A
Authority: JP
Inventors: Masako Iwamatsu; 雅子岩松; Nobuyuki Kobayashi; 信幸小林; Hideaki Ueda; 秀昭植田
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1998-08-18
Filing date: 1998-08-18
Publication date: 2000-02-29
Anticipated expiration: 2018-08-18
Also published as: JP3740856B2; US6274208B1

Abstract

(57)【要約】【課題】双安定性に優れ、色純度、反射率等の特性が
良好でコントラストが高い反射型の液晶表示素子を得
る。【解決手段】ＩＴＯ電極１３，１４を形成した基板１
１，１２の間に、コレステリック相を示す液晶組成物２
１と柱状構造物２０とを挟持した反射型の液晶表示素
子。液晶組成物２１は、液晶性トラン化合物、液晶性エ
ステル化合物及び液晶性フェニルシクロヘキシル化合物
を含み、さらに少なくとも１種類のカイラル材を含むカ
イラルネマティック液晶組成物である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示素子、詳
しくは、室温でコレステリック相を示す液晶を使用した
双安定／反射型の液晶表示素子に関する。

【０００２】

【従来の技術と課題】近年、ネマティック液晶にカイラ
ル材を添加することにより、室温においてコレステリッ
ク相を示すようにしたカイラルネマティック液晶を用い
た反射型の液晶表示素子が種々研究されている。この素
子では高低のパルス電圧の印加によりプレーナ状態とフ
ォーカルコニック状態に切り換えて表示を行う。プレー
ナ及びフォーカルコニックの各状態はパルス電圧印加後
も維持され（これを双安定性あるいはメモリー性と呼
ぶ）、電圧無印加状態で表示が保たれる。

【０００３】しかしながら、今日までカイラルネマティ
ック液晶を使用した反射型の液晶表示素子では、反射率
が低く、プレーナ状態とフォーカルコニック状態とで十
分なコントラストを得ることができておらず、色純度
（刺激純度）等の特性を十分に満足したものは存在して
いなかった。また、この種の液晶表示素子では温度補償
範囲を拡大することも重要である。

【０００４】そこで、本発明の目的は、双安定性に優
れ、色純度、反射率等の特性が良好でコントラストが高
い反射型の液晶表示素子を提供することにある。さら
に、本発明の目的は、前記目的に加えて温度補償範囲を
拡大した反射型の液晶表示素子を提供することにある。

【０００５】

【発明の構成、作用及び効果】以上の目的を達成するた
め、本発明は、少なくとも一方が透明な一対の基板間
に、コレステリック相を示す液晶組成物とスペース保持
部材を挟着した液晶表示素子において、前記液晶組成物
として、液晶性トラン化合物、液晶性エステル化合物及
び液晶性フェニルシクロヘキシル化合物を含み、さらに
少なくとも１種類のカイラル材を含むカイラルネマティ
ック液晶組成物を用いるようにした。

【０００６】本発明においては、前記液晶組成物を用い
ることにより、色純度や反射率等の特性が向上し、コン
トラストの高い表示が可能になる。また、カイラル材と
して複数種類のものを組み合わせて添加することで、温
度補償範囲を広げることができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る液晶表示素子
の実施形態について添付図面を参照して説明する。

【０００８】（第１実施形態の構成と表示動作）図１に
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。（Ａ）は高電圧パルスを印加したときのプレーナ
状態（ＲＧＢ着色状態）を示し、（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。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される。

【０００９】図１において、１１，１２は透明基板で、
それぞれの表面には透明電極１３，１４がマトリクス状
に形成されている。電極１３上には絶縁性薄膜１５がコ
ーティングされていることが好ましい。また、基板１２
の裏面には、表示の必要性に応じて、可視光吸収層１６
が設けられる。２０はスペース保持部材としての柱状構
造物、２１は室温でコレステリック相を示す液晶組成物
であり、これらの材料やその組合わせについては以下に
説明を行い、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２１を基板１
１，１２間に封止するためのものである。２５はパルス
電源であり、前記電極１３，１４にパルス状の所定電圧
を印加する。

【００１０】以上の構成からなる液晶表示素子において
は、電源２５から電極１３，１４にパルス電圧を印加す
ることで表示が行われる。即ち、液晶組成物がコレステ
リック相を示すものを用いている場合、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となり、
コレステリックピッチと屈折率に基づいて決まる波長の
光を選択的に反射する。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となり、透明
状態となる。なお、図１に示したように、可視光吸収層
１６を設けると、フォーカルコニック状態では黒色を表
示することになる。

【００１１】本液晶表示素子ではマトリクス状の電極１
３，１４が交差する領域が表示画素となる。本明細書で
は、液晶によって光変調が行われる領域を表示領域と称
し、その周辺は光変調が行われない表示領域外となる。

【００１２】（基板）基板１１，１２は少なくとも一方
が透明であることが必要である。透明な基板としては、
ガラス以外に、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
等が使用可能である。

【００１３】（電極）電極１３，１４としては、ＩＴＯ
（Indium Tin Oxide）に代表される透明導電性膜、ア
ルミニウム、シリコン等の金属電極、あるいはアモルフ
ァスシリコン、ＢＳＯ（Bismuth Silicon Oxide）等
の光導電性膜が使用可能である。電極１３，１４をマト
リクス状に形成するには、例えば、基板１１，１２上に
ＩＴＯ膜をスパッタリング法等で形成した後、フォトリ
ソグラフィ法でパターニングすればよい。

【００１４】（絶縁膜、配向膜）絶縁性薄膜１５は酸化
シリコン等の無機膜あるいはポリイミド樹脂、エポキシ
樹脂等の有機膜であり、電極１３，１４間の短絡を防止
したり、ガスバリア層として液晶の信頼性を向上させる
機能を有する。また、電極１３，１４上には、ポリイミ
ド樹脂に代表される配向膜を必要に応じて配してもよ
い。さらに、柱状構造物２０に用いる高分子体と同じ材
料を絶縁膜や配向膜として使用してもよい。

【００１５】（スペーサ）図１には図示されないが、基
板１１，１２間にスペーサを挿入してもよい。このスペ
ーサは樹脂製又は無機酸化物製の球体であり、基板１
１，１２間のギャップを均一に保持する。また、柱状構
造物２０に代えて、球状スペーサのみをスペース保持部
材として使用してもよい。

【００１６】（液晶組成物）液晶組成物は、液晶性トラ
ン化合物、液晶性エステル化合物及び液晶性フェニルシ
クロヘキシル化合物を含み、さらにカイラル材を添加
し、室温でコレステリック相を示すようにしたカイラル
ネマティック液晶組成物である。色素を添加してもよ
い。さらに、液晶性シアノビフェニル化合物を含んでい
てもよい。

【００１７】液晶性エステル化合物は、ＣＮ基を有して
いることが好ましく、含有量は５０ｗｔ％以上であるこ
とが好ましい。液晶性トラン化合物は１０ｗｔ％以上含
有されていること、液晶性フェニルシクロヘキシル化合
物は５ｗｔ％以上含有されていることが好ましい。さら
に、液晶性シアノビフェニル化合物は１５ｗｔ％未満で
あることが好ましい。

【００１８】前記液晶組成物は所望の選択反射波長とな
るように調整される。選択反射波長の調整は、カイラル
材の添加量を変化させればよい。一般的には、カイラル
材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。また、選択反射波長とは、前記電極１３，
１４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。

【００１９】ここで、使用可能な液晶性トラン化合物の
一般構造式（Ａ）及び具体的構造式（Ａ₁）〜（Ａ₈₄）
を以下に示す。

【００２０】

【化１】

【００２１】

【化２】

【００２２】

【化３】

【００２３】

【化４】

【００２４】

【化５】

【００２５】

【化６】

【００２６】

【化７】

【００２７】

【化８】

【００２８】

【化９】

【００２９】

【化１０】

【００３０】次に、使用可能な液晶性エステル化合物の
一般構造式（Ｂ）及び具体的構造式（Ｂ₁）〜（Ｂ₈₄）
を以下に示す。

【００３１】

【化１１】

【００３２】

【化１２】

【００３３】

【化１３】

【００３４】

【化１４】

【００３５】

【化１５】

【００３６】

【化１６】

【００３７】

【化１７】

【００３８】

【化１８】

【００３９】

【化１９】

【００４０】

【化２０】

【００４１】次に、使用可能な液晶性フェニルシクロヘ
キシル化合物の一般構造式（Ｃ）及び具体的構造式（Ｃ
₁）〜（Ｃ₄₈）を以下に示す。

【００４２】

【化２１】

【００４３】

【化２２】

【００４４】

【化２３】

【００４５】

【化２４】

【００４６】

【化２５】

【００４７】

【化２６】

【００４８】添加されるカイラル材としては、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が使用可能で
ある。特に、以下の化学構造式（Ｄ₁）〜（Ｄ₆）に示す
化合物を使用することが好ましい。本実施形態におい
て、カイラル材として少なくとも１種類はエステル化合
物が使用される。しかも、温度補償範囲を広くするため
に、３種類のカイラル材を含むことが好ましい。添加量
は、液晶成分に対して５〜４０ｗｔ％がよい。５ｗｔ％
以下では所望の選択反射波長を実現できない場合を生
じ、４０ｗｔ％以上では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。

【００４９】

【化２７】

【００５０】添加される色素としては、アゾ化合物、キ
ノン化合物、アントラキノン化合物等あるいは２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、液晶成分とカイラル材の合計量に対して３ｗ
ｔ％以下が好ましい。

【００５１】（柱状構造物）柱状構造物２０に関して
は、まず、構造面について説明する。柱状構造物２０
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、楕円柱状体であ
る。所定間隔で配置されたストライプ状のものでもよ
い。この柱状構造物２０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１１，
１２の間隙を適切に保持でき、かつ、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２０は表示領域に占める面積割合いが１〜４０％で
あれば、十分な強度を保持しながら表示素子としての実
用上十分な特性が得られる。

【００５２】次に、材料について説明する。柱状構造物
２０は重合性単量体（モノマー）に重合開始剤を添加し
てなる重合性組成物を用いて形成される。重合性組成物
としては、例えば、光硬化性モノマー又はオリゴマーと
光重合開始剤とを混合した混合液などからなる市販の光
硬化性樹脂材料を用いることができる。光硬化性樹脂材
料に光照射して重合させ柱状構造物を形成すると、柱状
構造物を所定の形状、間隔で配置するのが容易になる。
柱状構造物を構成する材料として特に好適なものはアク
リル酸エステル化合物を主成分とするものである。アク
リル酸エステルは、２以上のアリル基を有するアクリレ
ート化合物又はメタクリレート化合物であって、アリル
基間の主鎖上には芳香環等の構造が含まれていてもよ
く、その他、主鎖上にはＣＯ、ＣＯ₂、ＣＨ₂、Ｏ等の２
価の基が含まれていてもよい。また、アクリレート化合
物はエポキシアクリレート化合物、ウレタンアクリレー
ト化合物等も含む。

【００５３】次に、柱状構造物２０の製作方法について
説明する。まず、ＩＴＯ電極を形成した基板と所定のパ
ターンが形成されたマスクとの間に、紫外線硬化性化合
物（柱状構造物組成物）を挟持するか、基板の電極面上
に紫外線硬化性化合物を塗布してマスクを被せ、これに
紫外線を照射する。次に、マスクを剥し、所定の溶剤で
未露光部分の化合物を洗浄し、乾燥、硬化させる。

【００５４】予め液晶材料と光硬化性樹脂材料とを混合
したものをガラス基板間に挟持したうえで、ガラス基板
にフォトマスクを載せて光照射を行って重合相分離を行
い、柱状構造物を形成することも可能である。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。

【００５５】（第２実施形態の構成）図２に本発明の第
２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）を示す。この液晶表示素子
は、図１に示した前記第１実施形態と基本的に同じもの
であり、表示領域内に柱状構造物を設けないようにした
ものである。図２において、図１と同じ部材には同じ符
号が付されている。

【００５６】（第３実施形態の構成）図３に本発明の第
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）を示す。この液晶表示素子
は、図２に示した前記第２実施形態のものに、基板１
１，１２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と同じ部材
には同じ符号が付されている。

【００５７】（第４実施形態の構成）本第４実施形態
は、図１に示した液晶表示素子において、柱状構造物を
スクリーン印刷法で形成したものである。スクリーン印
刷法は、所定のパターンが形成されたスクリーンを基板
の電極面上に被せ、該スクリーン上に印刷材料（柱状構
造物組成物）を載せる。そして、スキージを所定の圧
力、角度、速度で移動させる。これにて材料がスクリー
ンのパターンを介して基板上に転写される。次に、転写
された材料を加熱硬化、乾燥させる。

【００５８】スクリーン印刷法で柱状構造物を形成する
場合、樹脂材料は光硬化性樹脂に限られず、エポキシ樹
脂、アクリル樹脂等の熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂も使
用できる。熱可塑性樹脂としては、ポリ塩化ビニル樹
脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポ
リメタクリル酸エステル樹脂、ポリアクリル酸エステル
樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレ
ン樹脂、ポリプロピレン樹脂、フッ素樹脂、ポリウレタ
ン樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリビニールエー
テル樹脂、ポリビニールケトン樹脂、ポリエーテル樹
脂、ポリビニールピロリドン樹脂、飽和ポリエステル樹
脂、ポリカーボネート樹脂、塩素化ポリエーエル樹脂等
が挙げられる。樹脂材料は、樹脂を適当な溶剤に溶解す
るなどしてペースト状にして用いることが望ましい。

【００５９】樹脂材料を基板上に配置した後、スペーサ
を少なくとも一方の基板上に散布し、一対の基板を複数
の帯状電極の形成面を対向させて重ね合わせ空セルを形
成する。重ね合わせた一対の基板を両側から加圧しなが
ら加熱することにより樹脂材料を軟化させた後、冷却す
ることにより再びこれを固化させることができる。

【００６０】（実験例１）前記化学構造式（Ｂ₉），
（Ｂ₁₀），（Ｂ₁₁），（Ｂ₁₂），（Ｂ₁₄），（Ｂ₆₅），
（Ｂ₆₆），（Ｂ₆₇）で示される液晶性エステル化合物を
５８ｗｔ％と、前記化学構造式（Ａ₁），（Ａ₆），（Ａ
₃₄），（Ａ₃₅），（Ａ₃₇）で示される液晶性トラン化合
物を１８ｗｔ％と、前記化学構造式（Ｃ₁₆），（Ｃ₁₇）
で示される液晶性フェニルシクロヘキシル化合物を１０
ｗｔ％含むネマティック液晶混合物に、前記化学構造式
（Ｄ₄）で示されるカイラル材を１４．２ｗｔ％、前記
化学構造式（Ｄ₁）で示されるカイラル材を７．８ｗｔ
％混合し、さらに２色性色素ＳＩ−４２６（三井東圧社
製）を０．５ｗｔ％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を調製した。電
極を形成したガラス基板間にスペーサを挟んで間隙を１
０μｍに調整し、前記液晶組成物を挟持した。さらに、
光を入射させる側とは反対側の基板に黒色の光吸収層を
設け、図２に示す構成の液晶表示素子を作製した。

【００６１】このような液晶表示素子にあっては、電極
間に９０Ｖのパルス電圧を５ｍｓｅｃ印加すると、プレ
ーナ状態（赤色状態）を示し、Ｙ値は５．８１、反射率
は３８．６％、色純度は７３％を示した。さらに、４０
Ｖのパルス電圧を５ｍｓｅｃ印加すると、フォーカルコ
ニック状態（透明状態）を示し、Ｙ値は０．９５を示
し、コントラストは５．９９であった。

【００６２】なお、Ｙ値（視感反射率）、色純度（刺激
純度）の測定は、白色光源を有する分光側色計ＣＭ−３
７００ｄ（ミノルタ社製）を用いて行った。以下の実験
例、比較例でも同様である。

【００６３】（実験例２）前記化学構造式（Ｂ₉），
（Ｂ₁₀），（Ｂ₁₁），（Ｂ₁₂），（Ｂ₁₄），（Ｂ₆₅），
（Ｂ₆₆），（Ｂ₆₇）で示される液晶性エステル化合物を
５８ｗｔ％と、前記化学構造式（Ａ₁），（Ａ₆）で示さ
れる液晶性トラン化合物を６ｗｔ％と、前記化学構造式
（Ｃ₁₆），（Ｃ₁₇）で示される液晶性フェニルシクロヘ
キシル化合物を１０ｗｔ％含むネマティック液晶混合物
に、前記化学構造式（Ｄ₄）で示されるカイラル材を１
２．５ｗｔ％、前記化学構造式（Ｄ₁）で示されるカイ
ラル材を９．６ｗｔ％混合し、さらに２色性色素ＳＩ−
４２６（三井東圧社製）を０．５ｗｔ％混合し、選択反
射波長が６８０ｎｍを示す液晶組成物を調製した。電極
を形成したガラス基板間にスペーサを挟んで間隙を１０
μｍに調整し、前記液晶組成物を挟持した。さらに、光
を入射させる側とは反対側の基板に黒色の光吸収層を設
け、図２に示す構成の液晶表示素子を作製した。

【００６４】このような液晶表示素子にあっては、電極
間に８０Ｖのパルス電圧を５ｍｓｅｃ印加すると、プレ
ーナ状態（赤色状態）を示し、Ｙ値は４．３４、反射率
は３８．１％、色純度は５６．８％を示した。さらに、
４０Ｖのパルス電圧を５ｍｓｅｃ印加すると、フォーカ
ルコニック状態（透明状態）を示し、Ｙ値は１．２１を
示し、コントラストは３．８２であった。

【００６５】（比較例１）前記化学構造式（Ａ₁），
（Ａ₂），（Ａ₃），（Ａ₄），（Ａ₆），（Ａ₈）で示さ
れる液晶性トラン化合物を４６ｗｔ％と、以下の化学構
造式（Ｅ₁），（Ｅ₂），（Ｅ₃），（Ｅ₄），（Ｅ₅）で
示される液晶性ピリミジン化合物を２６ｗｔ％含むネマ
ティック液晶混合物に、前記化学構造式（Ｄ₄）で示さ
れるカイラル材を１４．０ｗｔ％、前記化学構造式（Ｄ
₁）で示されるカイラル材を５．１ｗｔ％混合し、さら
に２色性色素ＳＩ−４２６（三井東圧社製）を０．５ｗ
ｔ％混合し、選択反射波長が６８０ｎｍを示す液晶組成
物を調製した。電極を形成したガラス基板間にスペーサ
を挟んで間隙を１０μｍに調整し、前記液晶組成物を挟
持した。さらに、光を入射させる側とは反対側の基板に
黒色の光吸収層を設け、図２に示す構成の液晶表示素子
を作製した。

【００６６】

【化２８】

【００６７】このような液晶表示素子にあっては、電極
間に１００Ｖのパルス電圧を５ｍｓｅｃ印加すると、プ
レーナ状態（赤色状態）を示し、Ｙ値は６．９、反射率
は３９．１％、色純度は４８．９７％を示した。さら
に、７０Ｖのパルス電圧を５ｍｓｅｃ印加すると、フォ
ーカルコニック状態（透明状態）を示し、Ｙ値は３．３
６を示し、コントラストは２．０５であった。

【００６８】（実験例３）前記化学構造式（Ｂ₂₁），
（Ｂ₂₂），（Ｂ₂₃），（Ｂ₂₄），（Ｂ₂₅），（Ｂ₆₅），
（Ｂ₆₇）で示される液晶性エステル化合物を５８ｗｔ％
と、前記化学構造式（Ａ₁），（Ａ₂），（Ａ₆）で示さ
れる液晶性トラン化合物を６ｗｔ％と、前記化学構造式
（Ｃ₃），（Ｃ₁₆），（Ｃ₁₇）で示される液晶性フェニ
ルシクロヘキシル化合物を１０ｗｔ％含むネマティック
液晶混合物に、前記化学構造式（Ｄ₃）で示されるカイ
ラル材を１２．８ｗｔ％、前記化学構造式（Ｄ₁）で示
されるカイラル材を１１．５ｗｔ％混合し、選択反射波
長が５５０ｎｍを示すネマティック液晶組成物を調製し
た。電極を形成したガラス基板間にスペーサを挟んで間
隙を１０μｍに調整し、前記液晶組成物を挟持した。さ
らに、光を入射させる側とは反対側の基板に黒色の光吸
収層を設け、図２に示す構成の液晶表示素子を作製し
た。

【００６９】このような液晶表示素子にあっては、電極
間に９０Ｖのパルス電圧を５ｍｓｅｃ印加すると、プレ
ーナ状態（緑色状態）を示し、Ｙ値は２４．６２、反射
率は４１．５％、色純度は５４％を示した。さらに、５
０Ｖのパルス電圧を５ｍｓｅｃ印加すると、フォーカル
コニック状態（透明状態）を示し、Ｙ値は１．６２を示
し、コントラストは１５．２であった。

【００７０】（実験例４）前記化学構造式（Ｂ₂₁），
（Ｂ₂₂），（Ｂ₂₃），（Ｂ₂₄），（Ｂ₂₅），（Ｂ₆₅），
（Ｂ₆₆），（Ｂ₆₇）で示される液晶性エステル化合物を
５２ｗｔ％と、前記化学構造式（Ａ₁），（Ａ₆），（Ａ
₃₄）（Ａ₃₅），（Ａ₃₇）で示される液晶性トラン化合物
を１６ｗｔ％と、前記化学構造式（Ｃ₁₆），（Ｃ₁₇）で
示される液晶性フェニルシクロヘキシル化合物を１０ｗ
ｔ％と、以下の化学構造式（Ｆ₁），（Ｆ₂），（Ｆ₃）
で示される液晶性シアノビフェニル化合物を８ｗｔ％含
むネマティック液晶混合物に、前記化学構造式（Ｄ₂）
で示されるカイラル材を１５．２ｗｔ％、前記化学構造
式（Ｄ₅）で示されるカイラル材を１０．７ｗｔ％混合
し、選択反射波長が５５０ｎｍを示すカイラルネマティ
ック液晶組成物を調製した。電極を形成したガラス基板
間にスペーサを挟んで間隙を１０μｍに調整し、前記液
晶組成物を挟持した。さらに、光を入射させる側とは反
対側の基板に黒色の光吸収層を設け、図２に示す構成の
液晶表示素子を作製した。

【００７１】

【化２９】

【００７２】このような液晶表示素子にあっては、電極
間に９０Ｖのパルス電圧を５ｍｓｅｃ印加すると、プレ
ーナ状態（緑色状態）を示し、Ｙ値は２５．５３、反射
率は４１．８％、色純度は５１％を示した。さらに、５
０Ｖのパルス電圧を５ｍｓｅｃ印加すると、フォーカル
コニック状態（透明状態）を示し、Ｙ値は２．５９を示
し、コントラストは１０．３８であった。

【００７３】（実験例５）前記化学構造式（Ｂ₃₉），
（Ｂ₄₀），（Ｂ₄₁），（Ｂ₄₂），（Ｂ₅₀），（Ｂ₅₁），
（Ｂ₅₂），（Ｂ₅₃），（Ｂ₅₄），（Ｂ₅₅），（Ｂ₅₆）で
示される液晶性エステル化合物を５０ｗｔ％と、前記化
学構造式（Ａ₁），（Ａ₆），（Ａ₃₄），（Ａ ₃₅），（Ａ
₃₇）で示される液晶性トラン化合物を１５ｗｔ％と、前
記化学構造式（Ｃ₃），（Ｃ₁₆），（Ｃ₁₇）で示される
液晶性フェニルシクロヘキシル化合物を８ｗｔ％と、前
記化学構造式（Ｆ₁），（Ｆ₂），（Ｆ₃）で示される液
晶性シアノビフェニル化合物を１０ｗｔ％含むネマティ
ック液晶混合物に、前記化学構造式（Ｄ₃）で示される
カイラル材を１３．５ｗｔ％、前記化学構造式（Ｄ₁）
で示されるカイラル材を１４．２ｗｔ％混合し、選択反
射波長が５５０ｎｍを示すカイラルネマティック液晶組
成物を調製した。電極を形成したガラス基板間にスペー
サを挟んで間隙を１０μｍに調整し、前記液晶組成物を
挟持した。さらに、光を入射させる側とは反対側の基板
に黒色の光吸収層を設け、図２に示す構成の液晶表示素
子を作製した。

【００７４】このような液晶表示素子にあっては、電極
間に９０Ｖのパルス電圧を５ｍｓｅｃ印加すると、プレ
ーナ状態（緑色状態）を示し、Ｙ値は２６．１４、反射
率は４０．９％、色純度は５３％を示した。さらに、５
０Ｖのパルス電圧を５ｍｓｅｃ印加すると、フォーカル
コニック状態（透明状態）を示し、Ｙ値は２．０５を示
し、コントラストは１２．７５であった。

【００７５】（比較例２）前記化学構造式（Ａ₁），
（Ａ₂），（Ａ₃），（Ａ₆），（Ａ₇），（Ａ₈），（Ａ
₃₄），（Ａ₃₅），（Ａ₃₇）で示される液晶性トラン化合
物を４６ｗｔ％と、前記化学構造式（Ｅ₁）〜（Ｅ₅）及
び以下の化学構造式（Ｅ₆）で示される液晶性ピリミジ
ン化合物を２６ｗｔ％含むネマティック液晶混合物に、
前記化学構造式（Ｄ₃）で示されるカイラル材を１６．
５ｗｔ％、前記化学構造式（Ｄ₁）で示されるカイラル
材を１１．８ｗｔ％混合し、選択反射波長が５５０ｎｍ
を示すカイラルネマティック液晶組成物を調製した。電
極を形成したガラス基板間にスペーサを挟んで間隙を１
０μｍに調整し、前記液晶組成物を挟持した。さらに、
光を入射させる側とは反対側の基板に黒色の光吸収層を
設け、図２に示す構成の液晶表示素子を作製した。

【００７６】

【化３０】

【００７７】このような液晶表示素子にあっては、電極
間に１４０Ｖのパルス電圧を５ｍｓｅｃ印加すると、プ
レーナ状態（緑色状態）を示し、Ｙ値は２４．３、反射
率は４１．１％、色純度は４１．９％を示した。さら
に、９０Ｖのパルス電圧を５ｍｓｅｃ印加すると、フォ
ーカルコニック状態（透明状態）を示し、Ｙ値は５．４
６を示し、コントラストは４．４５であった。

【００７８】（実験例６）前記化学構造式（Ｂ₂₁），
（Ｂ₂₂），（Ｂ₂₃），（Ｂ₂₄），（Ｂ₃₈），（Ｂ₄₀），
（Ｂ₄₁），（Ｂ₄₂）で示される液晶性エステル化合物を
５８ｗｔ％と、前記化学構造式（Ａ₁），（Ａ₂），（Ａ
₆）で示される液晶性トラン化合物を６ｗｔ％と、前記
化学構造式（Ｃ₁₆），（Ｃ₁₇）で示される液晶性フェニ
ルシクロヘキシル化合物を１０ｗｔ％含むネマティック
液晶混合物に、前記化学構造式（Ｄ₃）で示されるカイ
ラル材を１２．３ｗｔ％、前記化学構造式（Ｄ₆）で示
されるカイラル材を７．８ｗｔ％、前記化学構造式（Ｄ
₁）で示されるカイラル材を１１．８％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
成物を調製した。電極を形成したガラス基板間にスペー
サを挟んで間隙を１０μｍに調整し、前記液晶組成物を
挟持した。さらに、光を入射させる側とは反対側の基板
に黒色の光吸収層を設け、図２に示す構成の液晶表示素
子を作製した。

【００７９】このような液晶表示素子にあっては、電極
間に９０Ｖのパルス電圧を５ｍｓｅｃ印加すると、プレ
ーナ状態（青色状態）を示し、Ｙ値は９．０９、反射率
は４０．４％、色純度は６９％を示した。さらに、５０
Ｖのパルス電圧を５ｍｓｅｃ印加すると、フォーカルコ
ニック状態（透明状態）を示し、Ｙ値は０．９７を示
し、コントラストは９．３７であった。

【００８０】（実験例７）前記化学構造式（Ｂ₉），
（Ｂ₁₀），（Ｂ₁₁），（Ｂ₂₃），（Ｂ₂₄），（Ｂ₂₅），
（Ｂ₆₅），（Ｂ₆₆），（Ｂ₆₇）で示される液晶性エステ
ル化合物を５８ｗｔ％と、前記化学構造式（Ａ₁），
（Ａ₂），（Ａ₃），（Ａ₆）で示される液晶性トラン化
合物を６ｗｔ％と、前記化学構造式（Ｃ₃），
（Ｃ₁₆），（Ｃ₁₇）で示される液晶性フェニルクロヘキ
シル化合物を１０ｗｔ％含むネマティック液晶混合物
に、前記化学構造式（Ｄ₃）で示されるカイラル材を１
３．５ｗｔ％、前記化学構造式（Ｄ₅）で示されるカイ
ラル材を４．８ｗｔ％、前記化学構造式（Ｄ₁）で示さ
れるカイラル材を１０．８ｗｔ％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を
調製した。電極を形成したガラス基板間にスペーサを挟
んで間隙を１０μｍに調整し、前記液晶組成物を挟持し
た。さらに、光を入射させる側とは反対側の基板に黒色
の光吸収層を設け、図２に示す構成の液晶表示素子を作
製した。

【００８１】このような液晶表示素子にあっては、電極
間に９０Ｖのパルス電圧を５ｍｓｅｃ印加すると、プレ
ーナ状態（青色状態）を示し、Ｙ値は８．４７、反射率
は３９％、色純度は６８．９を示した。さらに、５０Ｖ
のパルス電圧を５ｍｓｅｃ印加すると、フォーカルコニ
ック状態（透明状態）を示し、Ｙ値は１．５７を示し、
コントラストは５．３９であった。

【００８２】（比較例３）前記化学構造式（Ａ₁），
（Ａ₂），（Ａ₃），（Ａ₆），（Ａ₈），（Ａ₃₄），（Ａ
₃₅），（Ａ₃₇）で示される液晶性トラン化合物を４６ｗ
ｔ％と、前記化学構造式（Ｅ₃），（Ｅ₄），（Ｅ₅）及
び以下の化学構造式（Ｅ₇），（Ｅ₈）で示される液晶性
ピリミジン化合物を２６ｗｔ％含むネマティック液晶混
合物に、前記化学構造式（Ｄ₄）で示されるカイラル材
を２４．０ｗｔ％、前記化学構造式（Ｄ₃）で示される
カイラル材を１３．３ｗｔ％混合し、選択反射波長が５
５０ｎｍを示すカイラルネマティック液晶組成物を調製
した。電極を形成したガラス基板間にスペーサを挟んで
間隙を１０μｍに調整し、前記液晶組成物を挟持した。
さらに、光を入射させる側とは反対側の基板に黒色の光
吸収層を設け、図２に示す構成の液晶表示素子を作製し
た。

【００８３】

【化３１】

【００８４】このような液晶表示素子にあっては、電極
間に１８０Ｖのパルス電圧を５ｍｓｅｃ印加すると、プ
レーナ状態（緑色状態）を示し、Ｙ値は１１．２３、反
射率は４０．１％、色純度は５３．１を示した。さら
に、９０Ｖのパルス電圧を５ｍｓｅｃ印加すると、フォ
ーカルコニック状態（透明状態）を示し、Ｙ値は３．０
９を示し、コントラストは３．６３であった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る液晶表示素子の第１実施形態を示
す断面図、（Ａ）はプレーナ状態を示し、（Ｂ）はフォ
ーカルコニック状態を示す。

【図２】本発明に係る液晶表示素子の第２実施形態を示
す断面図。

【図３】本発明に係る液晶表示素子の第３実施形態を示
す断面図。

【符号の説明】

１１，１２…基板１３．１４…電極２０，２０’…柱状構造物２１…液晶組成物２５…電源

フロントページの続き (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） 2H088 GA03 GA17 JA16 MA02 MA20 4H027 BA02 BD17 BD20 BD24 CB01 CC01 CC02 CC03 CC04 CC08 CD07 CD08 CE01 CE04 CK01 CL01 CM01 CM02 CM04 CN01 CN04 CP01 CP04 CS01 CS04 CT08 CU01 CU04 CW01 DM07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一方が透明な一対の基板内
に、コレステリック相を示す液晶組成物とスペース保持
部材を挟持した液晶表示素子において、前記液晶組成物は、液晶性トラン化合物、液晶性エステ
ル化合物及び液晶性フェニルシクロヘキシル化合物を含
み、さらに少なくとも１種類のカイラル材を含む、ことを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２】液晶組成物中に液晶性エステル化合物を
５０ｗｔ％以上含むことを特徴とする請求項１記載の液
晶表示素子。
【請求項３】液晶性エステル化合物はＣＮ基を有して
いることを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子。
【請求項４】液晶組成物中に液晶性トラン化合物を１
０ｗｔ％以上含むことを特徴とする請求項１記載の液晶
表示素子。
【請求項５】液晶組成物中に液晶性フェニルシクロヘ
キシル化合物を５ｗｔ％以上含むことを特徴とする請求
項１記載の液晶表示素子。
【請求項６】液晶組成物は、さらに液晶性シアノビフ
ェニル化合物を１５ｗｔ％未満含むことを特徴とする請
求項１記載の液晶表示素子。
【請求項７】前記液晶組成物は複数種類のカイラル材
を含むことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項
３、請求項４、請求項５又は請求項６記載の液晶表示素
子。
【請求項８】カイラル材の少なくとも１種類はエステ
ル化合物であることを特徴とする請求項１、請求項２、
請求項３、請求項４、請求項５、請求項６又は請求項７
記載の液晶表示素子。
【請求項９】カイラル材は３種類のものを含むことを
特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、
請求項５、請求項６又は請求項７記載の液晶表示素子。