JP2002363564A - 液晶組成物及び反射型液晶表示素子 - Google Patents

液晶組成物及び反射型液晶表示素子

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JP2002363564A JP2001167511A JP2001167511A JP2002363564A JP 2002363564 A JP2002363564 A JP 2002363564A JP 2001167511 A JP2001167511 A JP 2001167511A JP 2001167511 A JP2001167511 A JP 2001167511A JP 2002363564 A JP2002363564 A JP 2002363564A
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nematic liquid
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Hideaki Ueda
秀昭 植田
Takeshi Kitahora
健 北洞
Fumie Mototsugu
文絵 本告
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 駆動電圧が低くて済み、汎用の安価なＩＣが
使用可能な液晶組成物及び反射型液晶表示素子を得る。 【解決手段】 ネマチック液晶混合物とカイラル材とか
らなり、室温でコレステリック相を示し特定波長の光を
選択反射するカイラルネマチック液晶組成物であって、
誘電率異方性が１２〜６０であるカイラル材を含有して
いる。あるいは、カイラル材を含有することにより誘電
率異方性が上昇したカイラルネマチック液晶組成物、あ
るいは、カイラル材の誘電率異方性がネマチック液晶混
合物の誘電率異方性より大きいカイラルネマチック液晶
組成物。このカイラルネマチック液晶組成物は、透明な
基板間に挟持されて液晶セルを構成し、フルカラーを表
示する３層積層構造の反射型液晶表示素子とされる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶組成物及び該
組成物を用いた反射型液晶表示素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、液晶表示素子は、透明電極を有
する一対の基板とこの基板間に挟持された液晶層とから
なる。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、素子に入射した外光を変調して目的と
する画像の表示を行う。
【０００３】液晶表示方式として従来から様々な方法が
提示されている。近年、ネマチ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チック液晶組成物を
用いた液晶表示素子が種々研究されている。
【０００４】かかる液晶表示素子は、例えば、コレステ
リック相の選択反射を利用した低消費電力を特徴とする
反射型の液晶表示素子として用いられることが知られて
いる。この反射型液晶表示素子では、例えば、エネルギ
ーの高い又は低いパルス電圧を選択的に印加することに
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）に切り換えて表示を行う。そし
て、パルス電圧の印加を停止した後もプレーナ状態、フ
ォーカルコニック状態又はそれらの混在した状態が保持
されることで（このようなプレーナ及びフォーカルコニ
ックの各状態の保持性を一般的に双安定性又はメモリー
性と称する）、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。
【０００５】また、この液晶表示素子のフルカラー表示
を実現する一つの方法として、赤色表示を行うＲ液晶
層、緑色表示を行うＧ液晶層、青色表示を行うＢ液晶層
の三層を積層した液晶表示素子とすることが考えられ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このカ
イラルネマチック液晶を用いた反射型の液晶表示素子に
おいては、駆動電圧が非常に高く、汎用の安価なＩＣが
使用できないという問題点があった。即ち、従来用いら
れているカイラル材はその誘電率異方性が１０以下の小
さい数値のものであり、ネマチック液晶にこのようなカ
イラル材を混合して室温でコレステリック相を示すカイ
ラルネマチック液晶組成物を調製すると、液晶組成物の
誘電率異方性が必要以上に小さくなり、駆動電圧を上昇
させていたのである。
【０００７】そこで、本発明の目的は、駆動電圧が低く
て済み、汎用の安価なＩＣが使用可能な液晶組成物及び
反射型液晶表示素子を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】本発明者
らは前記課題を解決するために鋭意研究を重ねたとこ
ろ、ネマチック液晶混合物に対して、比較的誘電率異方
性の高いカイラル材を添加することにより、カイラルネ
マチック液晶組成物の誘電率異方性を上昇させ得るこ
と、上昇しなくても低い電圧で駆動可能な誘電率異方性
に保つことができることを見出した。
【０００９】即ち、第１の発明に係る液晶組成物は、ネ
マチック液晶混合物とカイラル材とからなり、室温でコ
レステリック相を示し特定波長の光を選択反射するカイ
ラルネマチック液晶組成物であって、カイラル材を含有
することにより誘電率異方性がカイラル材含有前のネマ
チック液晶混合物より上昇したものである。
【００１０】また、第２の発明に係る液晶組成物は、ネ
マチック液晶混合物とカイラル材とからなり、室温でコ
レステリック相を示し特定波長の光を選択反射するカイ
ラルネマチック液晶組成物であって、誘電率異方性が１
２〜６０であるカイラル材を含有しているものである。
【００１１】また、第３の発明に係る液晶組成物は、ネ
マチック液晶混合物とカイラル材とからなり、室温でコ
レステリック相を示し特定波長の光を選択反射するカイ
ラルネマチック液晶組成物であって、カイラル材の誘電
率異方性がネマチック液晶混合物の誘電率異方性より大
きいものである。
【００１２】第１、第２及び第３の液晶組成物において
は、誘電率異方性が比較的大きいカイラル材をネマチッ
ク液晶混合物に添加することによりカイラルネマチック
液晶組成物の誘電率異方性を大きくして駆動電圧を低下
させたり、低い電圧で駆動できる程度の誘電率異方性に
保つことができる。駆動電圧が低くなると、安価なＩＣ
を使用できるため液晶表示素子自体の価格が安くなる。
【００１３】添加するカイラル材は誘電率異方性が１２
〜６０のものが良好であり、１２よりも小さすぎると駆
動電圧を下げる効果が低く、逆に６０よりも大きすぎる
とカイラル材の安定性が低くなり、液晶表示素子の信頼
性が悪くなったり、液晶層の周辺に配置された部材を溶
解するという問題が発生する。
【００１４】カイラルネマチック液晶組成物に含まれる
カイラル材の誘電率異方性がネマチック液晶混合物の誘
電率異方性より大きいと、カイラル材の添加によってネ
マチック液晶組成物の誘電率異方性が低下することがな
いので、カイラル材の添加による駆動電圧の低下を防ぐ
ことができる。
【００１５】ところで、カイラルネマチック液晶組成物
は、カイラル材の添加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。カイラ
ル材の含有量はネマチック液晶混合物及びカイラル材の
合計重量に対して８〜４５ｗｔ％が良好であり、カイラ
ル材の含有量が８ｗｔ％より少なすぎると十分なメモリ
ー性を得られないことがあり、逆に４５ｗｔ％よりも多
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。
【００１６】一方、カイラルネマチック液晶組成物はそ
の誘電率異方性が８〜４５のものが良好であり、８より
も小さすぎると駆動電圧が高くなり、逆に４５よりも大
きいと液晶表示素子の信頼性が悪くなる。
【００１７】また、カイラル材を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。さらに、色素を添加することにより反射ピーク波形
の色純度を向上させることができる。添加される色素と
しては、従来知られている各種色素を使用することがで
き、液晶組成物と相溶性の良好なものが好適に用いられ
る。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、あるいは二色性色素等が使用可能であり、
これらの色素を複数種類用いてもよい。添加量として
は、例えば、ネマチック液晶混合物とカイラル材との合
計量に対して３ｗｔ％以下が望ましい。添加量が多すぎ
ると液晶の選択反射量が低くなり、コントラストが下が
ってしまう。
【００１８】第４の発明に係る反射型液晶表示素子は、
少なくとも一方が透明な一対の基板間に、ネマチック液
晶混合物とカイラル材とからなる、室温でコレステリッ
ク相を示し特定波長の光を選択反射するカイラルネマチ
ック液晶組成物を挟持した反射型液晶表示素子におい
て、前記カイラルネマチック液晶組成物はカイラル材を
含有することにより誘電率異方性がカイラル材含有前の
ネマチック液晶混合物より上昇したものである。
【００１９】第５の発明に係る反射型液晶表示素子は、
少なくとも一方が透明な一対の基板間に、ネマチック液
晶混合物とカイラル材とからなる、室温でコレステリッ
ク相を示し特定波長の光を選択反射するカイラルネマチ
ック液晶組成物を挟持した反射型液晶表示素子におい
て、前記カイラルネマチック液晶組成物は誘電率異方性
が１２〜６０であるカイラル材を含有しているものであ
る。
【００２０】第６の発明に係る反射型液晶表示素子は、
少なくとも一方が透明な一対の基板間に、ネマチック液
晶混合物とカイラル材とからなる、室温でコレステリッ
ク相を示し特定波長の光を選択反射するカイラルネマチ
ック液晶組成物を挟持した反射型液晶表示素子におい
て、前記カイラルネマチック液晶組成物に含まれるカイ
ラル材の誘電率異方性がネマチック液晶混合物の誘電率
異方性より大きいものである。
【００２１】第４、第５及び第６の発明に係る反射型液
晶表示素子においては、使用されているカイラルネマチ
ック液晶組成物の誘電率異方性が比較的大きく、低い電
圧で駆動することができるため、安価な表示素子を得る
ことができる。
【００２２】また、樹脂基板を用いることにより薄型、
軽量化が図れ、落としても割れない等の利点を有する。
さらに、スペース材として接着性樹脂で被覆された無機
微粒子を用いることにより、基板間ギャップを安定に保
つことができ、しかも、接着性のためスペーサーが流動
して表示ムラが発生するような問題がない。
【００２３】さらに、一対の基板間に挟持された液晶層
の厚みを３〜１０μｍとすることにより良好な表示特性
を得ることができる。液晶層の厚みが３μｍより薄すぎ
ると反射率が低く良好な着色状態を得られない。逆に、
１０μｍよりも厚すぎると駆動電圧が高くなり、また、
黒表示が悪くなるためにコントラストが低下するという
問題が生じる。
【００２４】さらに、一対の基板間に複数の高分子構造
物を設け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上げることが
できる。また、素子としてもメモリー性が向上する。
【００２５】また、液晶組成物への色素添加に代えて、
あるいはそれと併用してカラーフィルターを設けてもよ
い。例えば、液晶表示素子にフィルター層を設けること
ができる。このフィルタ層に用いられる材料としては、
例えば、無色透明物質に色素を添加したものであっても
よいし、色素を添加せずとも本質的に着色状態にあるも
のであってもよい。例えば、フィルタ層が色素と同様の
働きをする特定の物質からなる薄膜であってもよい。液
晶表示素子を構成するための透明基板自体を以上のよう
なフィルタ層材料と置き換えても同様の効果が得られ
る。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る反射型液晶表
示素子の実施形態について添付図面を参照して説明し、
さらに、本発明に係る液晶組成物について具体的に説明
する。
【００２７】（第１実施形態、図１，２参照）図１，２
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
を示し、図１は液晶に高電圧パルスを印加したときのプ
レーナ状態（赤色Ｒ、緑色Ｇ、青色Ｂの着色状態）を示
し、図２は液晶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。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の印加を停止
した後も維持される。
【００２８】本第１実施形態である液晶表示素子は、そ
れぞれ液晶組成物２１ｒ，２１ｇ，２１ｂを含む、赤色
表示を行う液晶層ｒ（赤色層）、緑色表示を行う液晶層
ｇ（緑色層）、青色表示を行う液晶層ｂ（青色層）の三
つの液晶層をこの順で積層したものである。
【００２９】図１，２に示す液晶表示素子だけでなく、
本発明に係る液晶表示素子ではＲ，Ｇ及びＢの各液晶表
示素子において一対の基板を含むことができ、該一対の
基板にはそれぞれ電極を形成することができる。
【００３０】前記各液晶層ｒ，ｇ，ｂにおいて、１１，
１２は透光性を有する透明基板であり、透明基板１１，
１２のそれぞれの表面に、互いに平行な帯状に形成され
た複数の透明電極１３，１４が設けられている。これら
の電極１３，１４は基板１１，１２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１
３，１４上には絶縁性薄膜や配向安定化膜がコーティン
グされていることが好ましい。本第１実施形態では、電
極１３，１４上に絶縁性薄膜１５及び配向安定化膜１７
がコーティングされている。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
視光吸収層が設けられる。本第１実施形態では、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。
【００３１】２０はスペース保持部材としての柱状構造
物、２１ｒ，２１ｇ，２１ｂは室温でコレステリック相
を示すカイラルネマチック液晶組成物であり、これらの
材料やその組み合わせについては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を各基板１１，１２間に封入す
るためのものである。
【００３２】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。
【００３３】（基板）基板１１，１２は、いずれも透光
性を有しているが、基板１１，１２を含め、本発明に係
る液晶表示素子に用いることができる一対の基板は、少
なくとも一方が透光性を有していることが必要である。
透光性を有する基板としては、ガラス基板を例示でき
る。ガラス基板以外にも、例えば、ポリカーボネート、
ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリエチレン
テレフタレート等のフレキシブル樹脂基板を使用するこ
とができる。
【００３４】（電極）電極１３，１４としては、例え
ば、Indium Tin Oxide（ＩＴＯ：インジウム錫酸化
物）、Indium Zic Oxide（ＩＺＯ：インジウム亜鉛酸
化物）等の透明導電膜や、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）等の光導電性膜等を用い
ることができる。
【００３５】図１に示す液晶表示素子においては、既述
のとおり、透明基板１１，１２の表面に互いに平行な複
数の帯状の透明電極１３，１４が形成されており、これ
らの電極１３，１４は基板１１，１２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。
【００３６】電極１３，１４を、既述のように平行な複
数の帯状に形成するには、例えば、透明基板上に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。
【００３７】（絶縁性薄膜）図１，２に示す液晶表示素
子を含め、本発明に係る液晶表示素子は電極間の短絡を
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絶縁性薄膜が形成されていて
もよい。本第１実施形態では、既述のとおり、電極１
３，１４上に絶縁性薄膜１５がコーティングされてい
る。
【００３８】絶縁性薄膜１５としては、酸化シリコン、
酸化チタン、酸化ジルコニウムやそのアルコキシド等か
らなる無機材料やポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ウレ
タン樹脂等の有機膜を例示できる。
【００３９】これらの材料を用いて蒸着法、スピンコー
ト法、ロールコート法などの公知の方法によって形成す
ることができる。
【００４０】絶縁性薄膜は前記の材料に色素を添加すれ
ばカラーフィルタとしても機能する。さらに、絶縁性薄
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。
【００４１】（配向安定化膜）配向安定化膜１７として
は、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエー
テルイミド樹脂、ポリビニルブチラ−ル樹脂、アクリル
樹脂等の有機膜や、酸化シリコン、酸化アルミニウム等
の無機材料が例示される。これらの材料を用いて形成し
た配向安定化膜１７は、必ずしもラビング処理等を施す
必要はない。また、配向安定化膜１７を絶縁性薄膜１５
と兼用してもよい。
【００４２】配向安定化膜１７をラビング処理する場合
は、片方のみを軽く（例えば、ラビング密度２０以下
で）ラビング処理することで反射率を向上させることが
できる。一対の基板１１，１２に設けた両方の配向安定
化膜１７をラビング処理すると液晶のメモリー性が失わ
れやすくなる。なお、ラビング密度Ｌは、ラビング回数
をＮ、ラビングローラ半径をｒ、ラビングローラ回転数
をｍ、ラビングローラに対する基板の相対移動速度をｖ
としたとき、下記式で表される。Ｌ＝Ｎ（１＋２πｒｍ
／ｖ）
【００４３】（スペーサー）図１，２に示す液晶表示素
子を含め、本発明に係る液晶表示素子は、一対の基板間
に、基板間ギャップを均一に保持するためのスペーサー
が設けられていてもよい。本第１実施形態の液晶表示素
子には、基板１１，１２間にスぺーサー１８を挿入して
ある。
【００４４】このスぺーサー１８としては、樹脂製又は
無機酸化物製の球体を例示できる。また、表面に熱可塑
性の樹脂がコーティングしてある固着スペーサーも好適
に用いられる。スペース保持部材として、特に、接着性
樹脂で被覆した無機微粒子を用いることにより、セルギ
ャップを安定に保つことができ、しかも、接着性を有す
ることからスペーサーが流動することはなく、表示ムラ
が発生するような問題がない。
【００４５】なお、本第１実施形態のように、スペーサ
ー１８及び柱状構造物２０をいずれも設けてもよいが、
柱状構造物２０に代えて、スぺーサー１８のみをスペー
ス保持部材として使用してもよい。
【００４６】（液晶組成物）液晶層を構成する液晶組成
物は、ネマチック液晶混合物にカイラル材を８〜４５ｗ
ｔ％、より好ましくは１０〜４５ｗｔ％、さらに好まし
くは１５〜４０ｗｔ％添加したカイラルネマチック液晶
である。ここで、カイラル材の添加量はネマチック液晶
成分とカイラル材の合計量を１００ｗｔ％としたときの
値である。
【００４７】ネマチック液晶としては従来公知の各種の
ものを用いることができるが、誘電率異方性が５〜５０
であることが好ましい。特に、誘電率異方性が２０以上
であれば、使用可能なカイラル材の選択範囲が広くな
る。
【００４８】カイラルネマチック液晶組成物の誘電率異
方性（Δε）は８〜４５、より好ましくは１０〜４０、
さらに好ましくは１５〜３０であることが好ましい。誘
電率異方性が低すぎると駆動電圧が高くなってしまい、
逆に高すぎると素子としての安定性や信頼性が悪くな
り、画像欠陥、画像ノイズが発生しやすくなってしま
う。
【００４９】カイラルネマチック液晶組成物の誘電率異
方性（Δε）は、誘電率異方性（Δε）が１２〜６０と
比較的高いカイラル材をネマチック液晶混合物に添加す
ることにより、ネマチック液晶混合物の元の数値よりも
大きくなり、低電圧での駆動が可能になる。ネマチック
液晶混合物の元の誘電率異方性が充分に高ければ、カイ
ラル材を添加することで液晶組成物の誘電率異方性が多
少低下したとしても、その数値を８〜４５に保持すれ
ば、従来よりも低電圧での駆動が可能になる利点を発揮
する。
【００５０】カイラル材の誘電率異方性は１２〜６０が
良好であり、より好ましくは１５〜３０、さらに好まし
くは２０〜３０である。カイラル材の誘電率異方性が１
２よりも小さすぎると駆動電圧を下げる効果が低く、逆
に６０よりも大きすぎるとカイラル材の安定性が低くな
り、液晶表示素子の信頼性が悪くなったり、液晶層の周
辺に配置された部材を溶解するという問題が発生する。
【００５１】（柱状構造物）図１，２に示す液晶表示素
子を含め、本発明に係る液晶表示素子は、強い自己保持
性を付与するために、一対の基板間が構造物で支持され
ていてもよい。本第１実施形態である液晶表示素子に
は、基板１１，１２間に柱状構造物２０が設けられてい
る。
【００５２】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。この柱状構
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、
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。柱状構造物は液晶表示素子の表示領域
に占める面積の割合が１〜４０％であれば、適度な強度
を保持しながら液晶表示素子として実用上満足できる特
性が得られる。
【００５３】次に、ポリエステル樹脂を用いた柱状構造
物の製作方法について説明する。例えば、まず、所定の
パターンが形成されたＩＴＯ電極を形成した基板上にポ
リエステル樹脂溶液をロールコーターやグラビアコータ
ー等の印刷機を用いて印刷した後、乾燥、硬化させる。
【００５４】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。あるいは、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。
【００５５】さらに、基板間ギ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、柱状構造物の膜厚
より小さいサイズのスペーサー材料、例えば、ガラスフ
ァイバー、ボール状のガラスやセラミックス粉、あるい
は有機材料からなる球状粒子を配置し、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。
【００５６】（第２実施形態、図３，４参照）図３，４
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
を示す。図３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。この液晶表示素子は、
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１，２に示した第１実施形態の液晶表示素子と実
質上同じものである。なお、図３，４において、図１，
２に示した素子と基本的に同じ構成、作用を有する部材
には同じ参照符号を付してある。
【００５７】（第３実施形態）本発明に係る第３実施形
態は、図１，２に示した液晶表示素子において、柱状構
造物２０をスクリーン印刷法で形成したものである。
【００５８】スクリーン印刷法による柱状構造物２０の
形成方法は、例えば、次のようにして行う。即ち、所定
のパターンが形成されたスクリーンを少なくとも一方の
基板の電極等が形成された面上に被せ、該スクリーン上
に印刷材料（柱状構造物形成のための組成物、例えば、
光硬化性樹脂など）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。これによって、印刷
材料がスクリーンのパターンを介して該基板上に転写さ
れる。次に、転写された材料を硬化、乾燥させる。
【００５９】スクリーン印刷法で柱状構造物を形成する
場合、それに用いる樹脂材料としては、既述の光硬化性
樹脂に限らず、例えば、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、例えば、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、ポリビニルエーテル樹脂、ポリ
ビニルケトン樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリビニルピロ
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、塩素化ポリエーテル樹脂等を挙げることができ
る。なお、樹脂材料は、例えば、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。
【００６０】柱状構造物に用いる樹脂材料として熱硬化
性樹脂や熱可塑性樹脂材料を用い、一対の基板間にスペ
ーサーを設ける場合、例えば、次のようにして液晶表示
素子を作製することができる。
【００６１】まず、樹脂材料を少なくとも一方の基板上
に配置した後、スペーサー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等の形成面を対向
させて重ね合わせる。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って、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、空
セルを形成する。
【００６２】この空セルを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、例えば真空
注入法によって注入すればよい。
【００６３】なお、図１〜図４に示す各実施形態におい
て、基板の表裏に透明電極を形成し、二つの液晶層の間
にある基板の枚数を１枚にしてもよい。基板の枚数を減
らすことによって積層型表示素子全体のコントラストを
向上させることができる。
【００６４】（第４実施形態、図５参照）図５に本発明
に係る第４実施形態である液晶表示素子の断面構造を示
す。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。
【００６５】この液晶表示素子は、図１，２に示した液
晶表示素子における液晶層の一つを単層構成で使用した
もので、図１，２に示した各液晶層ｂ、ｇ、ｒのそれぞ
れと実質的には同じ構造であり、モノカラー又はモノク
ロの表示素子として用いられる。なお、図５において図
１，２に示した素子と基本的に同じ構成、作用を有する
部材には同じ参照符号を付してある。
【００６６】図５に示す液晶表示素子は、少なくとも一
方が透明な一対の基板１１、１２間に室温で可視光中の
特定波長の光を選択反射可能な液晶組成物２１ｙと基板
１１、１２間のスペースを保持するスペース保持部材１
８を挟持したものである。
【００６７】（第５実施形態、図６参照）図６に本発明
に係る第５実施形態である液晶表示素子の断面構造を示
す。図６（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６（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】この液晶表示素子は、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５に示した液
晶表示素子と実質的には同じ構造である。なお、図６に
おいて図４に示した素子と基本的に同じ構成、作用を有
する部材には同じ参照符号を付してある。
【００６９】（実験例の説明）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
に具体的に説明する。なお、本発明に係る液晶組成物や
反射型液晶表示素子はそれらの実験例に限定されるもの
ではない。
【００７０】以下に示す実験例や比較例において、液晶
表示素子の反射率の測定は反射型分光測色計ＣＭ−３７
００ｄ（ミノルタ社製）を用いて視感反射率（Ｙ値）を
測定することで行った。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値が大きいほど色表
示が良好である。また、コントラストは［高反射率状態
(着色)でのＹ値／低反射率状態(消色)でのＹ値］で与え
られる。以下に説明する各実験例における液晶表示素子
においては、液晶表示素子をプレーナ状態としたときに
高反射率状態となり、フォーカルコニック状態としたと
きに低反射率状態となる。
【００７１】誘電率異方性（Δε）は、インピーダンス
アナライザーを用いて垂直配向安定化膜付きの液晶セル
と配向安定化膜のない液晶セルを用い、静電容量と空セ
ルの静電容量を測定し、その比から求めた。これらの測
定はＨＰ社のインピーダンスアナライザー４１９２Ａを
用い、２５℃、１ｋＨｚで行った。また、カイラル材の
誘電率異方性（Δε）はΔεの測定しているネマチック
液晶混合物にカイラル材を混合し、混合量を種々に変化
させて外挿値として求めた。
【００７２】（カイラル材の具体例）ここで、以下の実
験例で用いたカイラル材Ｃ−１，Ｃ−２，Ｃ−３の化学
構造式を示しておく。
【００７３】
【化１】
【００７４】（実験例１）ネマチック液晶混合物Ａ（屈
折率異方性Δｎは０．１６、誘電率異方性Δεは１３．
０）に対して、カイラル材料Ｃ−１（誘電率異方性Δε
は１５．６）をネマチック液晶混合物とカイラル材料の
合計重量に対して３４ｗｔ％となるように添加して液晶
組成物ａ１を調製した。その屈折率異方性Δｎは０．１
５、誘電率異方性Δεは１３．９であった。液晶組成物
ａ１の選択反射のピーク波長が５９０ｎｍ付近となるよ
うに調整されている。
【００７５】まず、ポリカーボネートフィルム基板上に
設けられたＩＴＯ透明電極上に可溶性ポリイミドの塗布
液をフレキソ印刷で塗布した。次に、１４０℃のオーブ
ン中で１時間焼成し、厚み５００オングストロームのポ
リイミド系配向安定化膜を形成した。また、もう一つの
ポリカーボネートフィルム基板上のＩＴＯ透明電極上に
も同様に配向安定化膜を形成した。
【００７６】次に、一方の基板上の周縁部にシール材Ｘ
Ｎ２１(三井化学社製)をスクリーン印刷して所定の高さ
の壁を形成した。続いて、もう一方の基板に６μｍ径の
スペーサー（積水ファインケミカル社製）を散布した。
【００７７】その後、前記の基板を貼り合わせ、１００
℃で１時間加熱し、シール材を硬化させた。その後、真
空注入法により液晶組成物ａ１を注入した後、封止材で
注入口を封止し、液晶セル(液晶素子)Ａ１を作製した。
さらに、光を入射させる側とは反対側の基板に黒色の光
吸収層を設けた。
【００７８】このような液晶素子にあっては、電極間に
４５Ｖ／５msecのパルス電圧、２msec空けて、２５Ｖ／
２msecのパルス電圧、２msec空けて、２５Ｖ／２msecの
パルス電圧を印加すると、透明状態となり（フォーカル
コニック状態）、Ｙ値は１．４を示した。また、電極間
に４５Ｖ／５msecのパルス電圧、２msec空けて、４５Ｖ
／２msecのパルス電圧、２msec空けて、４５Ｖ／２msec
のパルス電圧を印加すると、着色状態となり（プレーナ
ー状態）、Ｙ値は２７．８を示した。駆動電圧が低く、
コントラストは１９．９であり、着色／黒表示特性共に
良好で、特に黒表示特性が良好なためコントラストの高
い素子となった。
【００７９】（実験例２）ネマチック液晶混合物Ｂ（屈
折率異方性Δｎは０．１７、誘電率異方性Δεは１５．
７）に対して、カイラル材料Ｃ−２（誘電率異方性Δε
は２３．５）をネマチック液晶混合物とカイラル材料の
合計重量に対して３２ｗｔ％となるように添加して液晶
組成物ｂ１を調製した。その屈折率異方性Δｎは０．１
６、誘電率異方性Δεは１８．２であった。液晶組成物
ｂ１の選択反射のピーク波長が５９０ｎｍ付近となるよ
うに調整されている。
【００８０】まず、ポリカーボネートフィルム基板上に
設けられたＩＴＯ透明電極上に可溶性ポリイミドの塗布
液をフレキソ印刷で塗布した。次に、１４０℃のオーブ
ン中で１時間焼成し、厚み５００オングストロームのポ
リイミド系配向安定化膜を形成した。また、もう一つの
ポリカーボネートフィルム基板上のＩＴＯ透明電極上に
も同様に配向安定化膜を形成した。
【００８１】次に、一方の基板上に６μｍ径の固着スペ
ーサー（積水ファインケミカル社製）を散布した後、乾
燥させてスペーサーを固着させた。続いて、基板の周縁
部にシール材ＸＮ２１(三井化学社製)をスクリーン印刷
して硬化させ、所定の高さの壁を形成した。
【００８２】その後、前記の基板上にシール材の高さと
面積から計算された量の液晶組成物ｂ１を塗布した後、
もう一方の基板を重ね合わせ、熱ローラーにより貼り合
わせて、８０℃で２時間加熱し、液晶セル(液晶素子)Ｂ
１を作製した。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た。
【００８３】このような液晶素子にあっては、電極間に
４０Ｖ／５msecのパルス電圧、２msec空けて、１８Ｖ／
２msecのパルス電圧、２msec空けて、２２Ｖ／２msecの
パルス電圧を印加すると、透明状態となり（フォーカル
コニック状態）、Ｙ値は１．５を示した。また、電極間
に４０Ｖ／５msecのパルス電圧、２msec空けて、４０Ｖ
／２msecのパルス電圧、２msec空けて、４０Ｖ／２msec
のパルス電圧を印加すると、着色状態となり（プレーナ
ー状態）、Ｙ値は２９．５を示した。駆動電圧が低く、
コントラストは１９．７であり、着色／黒表示特性共に
良好で、特に黒表示特性が良好なためコントラストの高
い素子となった。
【００８４】（実験例３）ネマチック液晶混合物Ｃ（屈
折率異方性Δｎは０．１９、誘電率異方性Δεは２３．
５）に対して、カイラル材料Ｃ−２（誘電率異方性Δε
は２３．５）をネマチック液晶混合物とカイラル材料の
合計重量に対して３２ｗｔ％となるように添加して液晶
組成物ｃ１を調製した。その屈折率異方性Δｎは０．１
７、誘電率異方性Δεは２３．５であった。液晶組成物
ｃ１の選択反射のピーク波長が５９０ｎｍ付近となるよ
うに調整されている。さらに、黄色色素（Kayaset Yell
owＧＮ：日本化薬社製）を０．６ｗｔ％添加した。
【００８５】まず、ポリエーテルサルフォンフィルム基
板上に設けられたＩＴＯ透明電極上に酸化ケイ素微粒子
を含有する有機ケイ素化合物を含む絶縁膜材料の塗布液
をフレキソ印刷で塗布した。その後、８０℃のオーブン
中で溶剤を乾燥させ、高圧水銀灯で紫外線を照射(３Ｊ)
し、さらに、１４０℃のオーブンで１時間焼成して厚み
１５００オングストロームの絶縁性薄膜を形成した。
【００８６】次に、可溶性ポリイミドの塗布液をフレキ
ソ印刷で塗布し、１４０℃のオーブン中で1時間焼成
し、厚み５００オングストロームのポリイミド系配向安
定化膜を得た。また、もう一つのポリエーテルサルフォ
ンフィルム基板上のＩＴＯ透明電極上にも同様に絶縁性
薄膜と配向安定化膜を形成した。
【００８７】次に、一方の基板上に６μｍ径の固着スペ
ーサー（積水ファインケミカル社製）を散布した後、乾
燥させてスペーサーを固着させた。続いて、基板の周縁
部にシール材ＸＮ２１(三井化学社製)をスクリーン印刷
して硬化させ、所定の高さの壁を形成した。
【００８８】その後、もう一方の基板上に、エポキシ樹
脂による樹脂柱を、高さ７μｍとなるようにスクリーン
印刷により形成して乾燥させた。
【００８９】その後、シール材を印刷した基板上にシー
ル材の高さと面積から計算された量の液晶組成物ｃ１を
塗布した後、両基板を重ね合わせ、熱ローラーにより貼
り合わせて、８０℃で２時間加熱し、液晶セル(液晶素
子)Ｃ１を作製した。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た。
【００９０】このような液晶素子にあっては、電極間に
３８Ｖ／５msecのパルス電圧、２msec空けて、１７Ｖ／
２msecのパルス電圧、２msec空けて、１７Ｖ／２msecの
パルス電圧を印加すると、透明状態となり（フォーカル
コニック状態）、Ｙ値は１．５を示した。また、電極間
に３８Ｖ／５msecのパルス電圧、２msec空けて、３８Ｖ
／２msecのパルス電圧、２msec空けて、３８Ｖ／２msec
のパルス電圧を印加すると、着色状態となり（プレーナ
ー状態）、Ｙ値は２８．９を示した。駆動電圧が低く、
コントラストは１９．３であり、着色／黒表示特性共に
良好で、特に黒表示特性が良好なためコントラストの高
い素子となった。
【００９１】（実験例４）ネマチック液晶混合物Ｄ（屈
折率異方性Δｎは０．１８、誘電率異方性Δεは２５．
１）に対して、カイラル材料Ｃ−３（Δε２７．２）を
ネマチック液晶混合物とカイラル材料の合計重量に対し
て３０ｗｔ％となるように添加して液晶組成物ｄ１を調
製した。その屈折率異方性Δｎは０．１７、誘電率異方
性Δεは２５．７であった。液晶組成物ｄ１の選択反射
のピーク波長が５９０ｎｍ付近となるように調整されて
いる。
【００９２】まず、ポリエーテルサルフォンフィルム基
板上に設けられたＩＴＯ透明電極上に可溶性ポリイミド
の塗布液をフレキソ印刷で塗布した。次に、１４０℃の
オーブン中で１時間焼成し、厚み５００オングストロー
ムのポリイミド系配向安定化膜を形成した。また、もう
一つのポリエーテルサルフォンフィルム基板上のＩＴＯ
透明電極上にも同様に配向安定化膜を形成した。
【００９３】次に、一方の基板上の周縁部にシール材Ｘ
Ｎ２１(三井化学社製)をスクリーン印刷して硬化させ、
所定の高さの壁を形成した。
【００９４】続いて、もう一方の基板を弱くラビングし
た。ラビング処理の条件としては、レーヨンのラビング
布を巻いたローラーの回転数を５０ｒｐｍ、配向安定化
膜の形成されたプラスチック基板に対するラビングロー
ラーの相対移動速度を１４０ｃｍ／分、ラビング布のパ
イルの押し込み量を０．３ｍｍとした（ラビング密度約
１７）。
【００９５】続いて、ラビング処理を施した基板に６μ
ｍ径の固着スペーサー（積水ファインケミカル社製）を
散布した後、乾燥させた。
【００９６】その後、シール材を印刷した基板上にシー
ル材の高さと面積から計算された量の液晶組成物ｄ１を
塗布した後、両基板を重ね合わせ、熱ローラーにより貼
り合わせ、８０℃で２時間加熱し、液晶セル(液晶素子)
Ｄ１を作製した。さらに、ラビング処理を施した配向安
定化膜のある基板の裏面に黒色の光吸収層を設けた。
【００９７】このような液晶素子にあっては、電極間に
３５Ｖ／５msecのパルス電圧、２msec空けて、１５Ｖ／
２msecのパルス電圧、２msec空けて、１５Ｖ／２msecの
パルス電圧を印加すると、透明状態となり（フォーカル
コニック状態）、Ｙ値は１．６を示した。また、電極間
に３５Ｖ／５msecのパルス電圧、２msec空けて、３５Ｖ
／２msecのパルス電圧、２msec空けて、３５Ｖ／２msec
のパルス電圧を印加すると、着色状態となり（プレーナ
ー状態）、Ｙ値は３３．２を示した。駆動電圧が低く、
コントラストは２０．８であり、着色／黒表示特性共に
良好で、特に着色表示特性が良好なためコントラストの
高い素子となった。
【００９８】（実験例５）ネマチック液晶混合物Ｅ（屈
折率異方性Δｎは０．２０、誘電率異方性Δεは２８．
３）に対して、カイラル材料Ｃ−３（誘電率異方性Δε
は２７．２）をネマチック液晶混合物とカイラル材料の
合計重量に対して３４ｗｔ％となるように添加して液晶
組成物ｅ１を調製した。その屈折率異方性Δｎは０．１
８、誘電率異方性Δεは２６．１であった。液晶組成物
ｅ１の選択反射のピーク波長が４８０ｎｍ付近となるよ
うに調整されている。
【００９９】まず、ポリエーテルサルフォンフィルム基
板上に設けられたＩＴＯ透明電極上に酸化チタン微粒子
を含有する有機ケイ素化合物を含む絶縁膜材料の塗布液
をフレキソ印刷で塗布した。その後、８０℃のオーブン
中で溶剤を乾燥させ、高圧水銀灯で紫外線を照射(３Ｊ)
し、さらに、１４０℃のオーブンで１時間焼成して厚み
２００ｎｍの絶縁性薄膜を形成した。
【０１００】次に、可溶性ポリイミドの塗布液をフレキ
ソ印刷で塗布し、１４０℃のオーブン中で６０分焼成
し、厚み５００オングストロームの可溶性ポリイミド配
向安定化膜を得た。また、もう一つのポリエーテルサル
フォンフィルム基板上のＩＴＯ透明電極上にも同様に絶
縁性薄膜と配向安定化膜を形成した。
【０１０１】次に、一方の基板上の周縁部にシール材Ｘ
Ｎ２１(三井化学社製)をスクリーン印刷して硬化させ、
所定の高さの壁を形成した。
【０１０２】続いて、もう一方の基板を弱くラビングし
た。ラビング処理の条件としては、レーヨンのラビング
布を巻いたローラーの回転数を７０ｒｐｍ、配向安定化
膜の形成されたプラスチック基板に対するラビングロー
ラーの相対移動速度を１８０ｃｍ／分、ラビング布のパ
イルの押し込み量を０．２ｍｍとした（ラビング密度約
１９）。
【０１０３】続いて、ラビング処理を施した基板に６μ
ｍ径の固着スペーサー（積水ファインケミカル社製）を
散布した。
【０１０４】その後、シール材を印刷した基板上にシー
ル材の高さと面積から計算された量の液晶組成物ｅ１を
塗布した後、両基板を熱ローラーにより貼り合わせ、８
０℃で２時間加熱し、液晶セル(液晶素子)Ｅ１を作製し
た。さらに、ラビング処理を施した配向安定化膜のある
基板の裏面に黒色の光吸収層を設けた。
【０１０５】このような液晶素子にあっては、電極間に
３０Ｖ／５msecのパルス電圧、２msec空けて、１３Ｖ／
２msecのパルス電圧、２msec空けて、１３Ｖ／２msecの
パルス電圧を印加すると、透明状態となり（フォーカル
コニック状態）、Ｙ値は１．５を示した。また、電極間
に３０Ｖ／５msecのパルス電圧、２msec空けて、３０Ｖ
／２msecのパルス電圧、２msec空けて、３０Ｖ／２msec
のパルス電圧を印加すると、着色状態となり（プレーナ
ー状態）、Ｙ値は３０．５を示した。駆動電圧が低く、
コントラストは２０．３であり、着色／黒表示特性共に
良好で、特に着色表示特性が良好なためコントラストの
高い素子となった。
【０１０６】（実験例６）ネマチック液晶混合物Ｆ（屈
折率異方性Δｎは０．２１、誘電率異方性Δεは２２．
５）に対して、カイラル材料Ｃ−２（誘電率異方性Δε
は２３．５）をネマチック液晶混合物とカイラル材料の
合計重量に対して２９ｗｔ％となるように添加し、液晶
組成物ｆ１を調製した。次に、ネマチック液晶混合物Ｆ
に対して、カイラル材料Ｃ−２をネマチック液晶混合物
とカイラル材料の合計重量に対して３２ｗｔ％となるよ
うに添加し、液晶組成物ｆ２を調製した。さらに、ネマ
チック液晶混合物Ｆに対して、カイラル材料Ｃ−２をネ
マチック液晶混合物とカイラル材料の合計重量に対して
３５．０ｗｔ％となるように添加し、液晶組成物ｆ３を
調製した。液晶組成物ｆ１の屈折率異方性Δｎは０．１
８、誘電率異方性Δεは２２．５であった。液晶組成物
ｆ１の選択反射のピーク波長が６８０ｎｍ付近となるよ
うに調整されている。液晶組成物ｆ２の屈折率異方性Δ
ｎは０．１７、誘電率異方性Δεは２２．８であった。
液晶組成物ｆ２の選択反射のピーク波長が５６０ｎｍ付
近となるように調整されている。液晶組成物ｆ３の屈折
率異方性Δｎは０．１７、誘電率異方性Δεは２２．９
であった。液晶組成物ｆ３の選択反射のピーク波長が４
８０ｎｍ付近となるように調整されている。
【０１０７】まず、ポリカーボネートフィルム基板上に
設けられたＩＴＯ透明電極上に可溶性ポリイミドをの塗
布液をフレキソ印刷で塗布した。その後、１４０℃のオ
ーブン中で１時間焼成し、厚み５００オングストローム
のポリイミド系配向安定化膜を形成した。また、もう一
つのポリカーボネートフィルム基板上のＩＴＯ透明電極
上にも同様に配向安定化膜を形成した。
【０１０８】次に、一方の基板上の周縁部にシール材Ｘ
Ｎ２１(三井化学社製)をスクリーン印刷して所定の高さ
の壁を形成した。続いて、もう一方の基板に９μｍ径の
スペーサー（積水ファインケミカル社製）を散布した。
【０１０９】その後、前記の基板を貼り合わせ、１００
℃で１時間加熱し、シール材を硬化させた。その後、真
空注入法により液晶組成物ｆ１を注入した後、封止材で
注入口を封止し、液晶セル(液晶素子)Ｆ１を作製した。
【０１１０】また、同様にして配向安定化膜を設け、洗
浄したＩＴＯ電極付きのポリカーボネートフィルム基板
を用いて、一方の基板上の周縁部にシール材ＸＮ２１
(三井化学社製)をスクリーン印刷して所定の高さの壁を
形成した。続いて、もう一方の基板に６μｍ径の固着ス
ペーサー（積水ファインケミカル社製）を散布し、固着
させた。
【０１１１】その後、前記の基板を貼り合わせ、１００
℃で１時間加熱し、シール材を硬化させた。その後、真
空注入法により液晶組成物ｆ２を注入した後、封止材で
注入口を封止し、液晶セル(液晶素子)Ｆ２を作製した。
【０１１２】また、同様にして配向安定化膜を設け、洗
浄したＩＴＯ電極付きのポリカーボネートフィルム基板
を用いて、一方の基板上の周縁部にシール材ＸＮ２１
(三井化学社製)をスクリーン印刷して所定の高さの壁を
形成した。続いて、もう一方の基板に６μｍ径の固着ス
ペーサー（積水ファインケミカル社製）を散布し、固着
させた。
【０１１３】その後、前記の基板を貼り合わせ、１００
℃で１時間加熱し、シール材を硬化させた。その後、真
空注入法により液晶組成物ｆ３を注入した後、封止材で
注入口を封止し、液晶セル(液晶素子)Ｆ３を作製した。
【０１１４】これら３種類の液晶セルＦ１，Ｆ２，Ｆ３
をこの順に積層し、積層体の裏面(光を入射させる側と
は反対側の基板（液晶セルＦ１の裏面）に黒色の光吸収
層を設けた。
【０１１５】このような液晶素子にあっては、液晶セル
Ｆ１は電極間に４５Ｖ／５msecのパルス電圧、２msec空
けて、２５Ｖ／２msecのパルス電圧、２msec空けて、２
５Ｖ／２msecのパルス電圧を印加すると、透明状態とな
り（フォーカルコニック状態）、電極間に４５Ｖ／５ms
ecのパルス電圧、２msec空けて、４５Ｖ／２msecのパル
ス電圧、２msec空けて、５０Ｖ／２msecのパルス電圧を
印加すると、着色状態（プレーナー状態）となった。ま
た、液晶セルＦ２，Ｆ３は電極間に３５Ｖ／５msecのパ
ルス電圧、２msec空けて、２０Ｖ／２msecのパルス電
圧、２msec空けて、２０Ｖ／２msecのパルス電圧を印加
すると、透明状態となり（フォーカルコニック状態）、
電極間に３５Ｖ／５msecのパルス電圧、２msec空けて、
３５Ｖ／２msecのパルス電圧、２msec空けて、３５Ｖ／
２msecのパルス電圧を印加すると、着色状態（プレーナ
ー状態）となった。すべての液晶セルを透明状態（フォ
ーカルコニック状態）にしたときのＹ値は１．７を示し
た。また、すべての液晶セルを着色状態（プレーナー状
態：白表示）にしたときのＹ値は３１．５を示した。駆
動電圧が低く、コントラストは１８．５であり、白／黒
表示特性共に良好で、特に白表示特性が良好なためコン
トラストの高い素子となった。
【０１１６】（比較例１）前記実験例１で用いたネマチ
ック液晶混合物Ａに対して、カイラル材料Ｓ−８１１
（誘電率異方性Δεは−１．０）をネマチック液晶混合
物とカイラル材料の合計重量に対して２８ｗｔ％となる
ように添加して液晶組成物ｇ１を調製した。その屈折率
異方性Δｎは０．１５、誘電率異方性Δεは９．１であ
った。液晶組成物ｇ１の選択反射のピーク波長が５９０
ｎｍ付近となるように調整されている。
【０１１７】まず、ポリカーボネートフィルム基板上に
設けられたＩＴＯ透明電極上に可溶性ポリイミドの塗布
液をフレキソ印刷で塗布した。次に、１４０℃のオーブ
ン中で１時間焼成し、厚み５００オングストロームのポ
リイミド系配向安定化膜を形成した。また、もう一つの
ポリカーボネートフィルム基板上のＩＴＯ透明電極上に
も同様に配向安定化膜を形成した。
【０１１８】次に、一方の基板上の周縁部にシール材Ｘ
Ｎ２１(三井化学社製)をスクリーン印刷して所定の高さ
の壁を形成した。続いて、もう一方の基板に６μｍ径の
スペーサー（積水ファインケミカル社製）を散布した。
【０１１９】その後、前記の基板を貼り合わせ、１００
℃で１時間加熱し、シール材を硬化させた。その後、真
空注入法により液晶組成物ｇ１を注入した後、封止材で
注入口を封止し、液晶セル(液晶素子)Ｇ１を作製した。
さらに、光を入射させる側とは反対側の基板に黒色の光
吸収層を設けた。
【０１２０】このような液晶素子にあっては、電極間に
７０Ｖ／５msecのパルス電圧、２msec空けて、４０Ｖ／
２msecのパルス電圧、２msec空けて、４０Ｖ／２msecの
パルス電圧を印加すると、透明状態となり（フォーカル
コニック状態）、Ｙ値は１．５を示した。また、電極間
に７０Ｖ／５msecのパルス電圧、２msec空けて、７０Ｖ
／２msecのパルス電圧、２msec空けて、７０Ｖ／２msec
のパルス電圧を印加すると、着色状態となり（プレーナ
ー状態）、Ｙ値は２６．０を示した。コントラストは１
７．３であり、コントラストが低く、駆動電圧の高い素
子となった。
【０１２１】（比較例２）前記実験例１で用いたネマチ
ック液晶混合物Ａに対して、カイラル材料ＣＢ−１５
（屈折率異方性Δεは１０．０）をネマチック液晶混合
物とカイラル材料の合計重量に対して３６ｗｔ％となる
ように添加して液晶組成物ｈ１を調製した。その屈折率
異方性Δｎは０．１５、誘電率異方性Δεは１１．９で
あった。液晶組成物ｈ１の選択反射のピーク波長が５９
０ｎｍ付近となるように調整されている。
【０１２２】まず、ポリカーボネートフィルム基板上に
設けられたＩＴＯ透明電極上に可溶性ポリイミドの塗布
液をフレキソ印刷で塗布した。次に、１４０℃のオーブ
ン中で１時間焼成し、厚み５００オングストロームのポ
リイミド系配向安定化膜を形成した。また、もう一つの
ポリカーボネートフィルム基板上のＩＴＯ透明電極上に
も同様に配向安定化膜を形成した。
【０１２３】次に、一方の基板上の周縁部にシール材Ｘ
Ｎ２１(三井化学社製)をスクリーン印刷して所定の高さ
の壁を形成した。続いて、もう一方の基板に６μｍ径の
スペーサー（積水ファインケミカル社製）を散布した。
【０１２４】その後、前記の基板を貼り合わせ、１００
℃で１時間加熱し、シール材を硬化させた。その後、真
空注入法により液晶組成物ｈ１を注入した後、封止材で
注入口を封止し、液晶セル(液晶素子)Ｈ１を作製した。
さらに、光を入射させる側とは反対側の基板に黒色の光
吸収層を設けた。
【０１２５】このような液晶素子にあっては、電極間に
５５Ｖ／５msecのパルス電圧、２msec空けて、３０Ｖ／
２msecのパルス電圧、２msec空けて、３０Ｖ／２msecの
パルス電圧を印加すると、透明状態となり（フォーカル
コニック状態）、Ｙ値は１．５を示した。また、電極間
に５５Ｖ／５msecのパルス電圧、２msec空けて、５５Ｖ
／２msecのパルス電圧、２msec空けて、５５Ｖ／２msec
のパルス電圧を印加すると、着色状態となり（プレーナ
ー状態）、Ｙ値は２６．５を示した。コントラストは１
７．７であり、であり、コントラストが低く、駆動電圧
の高い素子となった。
【０１２６】（他の実施形態）なお、本発明に係る液晶
組成物及び反射型液晶表示素子は前記実施形態に限定す
るものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更するこ
とができる。
【０１２７】特に、液晶セルの構成に関しては、液晶組
成物と高分子樹脂組成物とからなる網目状の複合膜を形
成するネットワーク型であってもよい。また、柱状の高
分子構造物は基板間の中間部までの背の低いものであっ
てもよい。
【図面の簡単な説明】
【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、高電圧パルスを印加したと
きのプレーナー状態を示す。
【図２】前記第１実施形成である液晶表示素子の断面構
造を示す概略図であり、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を示す。
【図３】本発明の第２実施形態である液晶表示素子の断
面構造を示す概略図であり、高電圧パルスを印加したと
きのプレーナー状態を示す。
【図４】前記第２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、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を示す。
【図５】本発明の第４実施形態である液晶表示素子の断
面構造を示す概略図であり、（Ａ）は高電圧パルスを印
加したときのプレーナー状態を示し、（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を示す。
【図６】本発明の第５実施形態である液晶表示素子の断
面構造を示す概略図であり、（Ａ）は高電圧パルスを印
加したときのプレーナー状態を示し、（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を示す。
【符号の説明】
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…スペーサー ２０…柱状構造物 ２１ｂ，２１ｇ，２１ｒ，２１ｙ…液晶組成物 ２４…シール材 ２５…パルス電源 ｂ…青色表示を行う液晶層 ｇ…緑色表示を行う液晶層 ｒ…赤色表示を行う液晶層
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｇ０２Ｆ 1/137 ５００ Ｇ０２Ｆ 1/137 ５００ (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 Ｆターム(参考） 2H088 GA02 GA08 GA13 GA17 2H089 HA04 HA32 LA03 MA01X 4H027 BA02 BD04 BD07 BD09 BD14 CD07

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ネマチック液晶混合物とカイラル材とか
    らなり、室温でコレステリック相を示し特定波長の光を
    選択反射するカイラルネマチック液晶組成物であって、
    カイラル材を含有することにより誘電率異方性がカイラ
    ル材含有前のネマチック液晶混合物より上昇したことを
    特徴とする液晶組成物。
  2. 【請求項２】 ネマチック液晶混合物とカイラル材とか
    らなり、室温でコレステリック相を示し特定波長の光を
    選択反射するカイラルネマチック液晶組成物であって、
    誘電率異方性が１２〜６０であるカイラル材を含有して
    いることを特徴とする液晶組成物。
  3. 【請求項３】 ネマチック液晶混合物とカイラル材とか
    らなり、室温でコレステリック相を示し特定波長の光を
    選択反射するカイラルネマチック液晶組成物であって、
    カイラル材の誘電率異方性がネマチック液晶混合物の誘
    電率異方性より大きいことを特徴とする液晶組成物。
  4. 【請求項４】 カイラル材の含有量が８〜４５ｗｔ％で
    あることを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３
    記載の液晶組成物。
  5. 【請求項５】 誘電率異方性が８〜４５であることを特
    徴とする請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４記
    載の液晶組成物。
  6. 【請求項６】 ネマチック液晶混合物の誘電率異方性が
    ２０以上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又は請求項５記載の液晶組成物。
  7. 【請求項７】 ２種以上のカイラル材を含有しているこ
    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又は請求項６記載の液晶組成物。
  8. 【請求項８】 さらに色素を含有していることを特徴と
    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記載の液晶組成物。
  9. 【請求項９】 少なくとも一方が透明な一対の基板間
    に、ネマチック液晶混合物とカイラル材とからなる、室
    温でコレステリック相を示し特定波長の光を選択反射す
    るカイラルネマチック液晶組成物を挟持した反射型液晶
    表示素子において、前記カイラルネマチック液晶組成物
    はカイラル材を含有することにより誘電率異方性がカイ
    ラル材含有前のネマチック液晶混合物より上昇したもの
    であることを特徴とする反射型液晶表示素子。
  10. 【請求項１０】 少なくとも一方が透明な一対の基板間
    に、ネマチック液晶混合物とカイラル材とからなる、室
    温でコレステリック相を示し特定波長の光を選択反射す
    るカイラルネマチック液晶組成物を挟持した反射型液晶
    表示素子において、前記カイラルネマチック液晶組成物
    は誘電率異方性が１２〜６０であるカイラル材を含有し
    ていることを特徴とする反射型液晶表示素子。
  11. 【請求項１１】 少なくとも一方が透明な一対の基板間
    に、ネマチック液晶混合物とカイラル材とからなる、室
    温でコレステリック相を示し特定波長の光を選択反射す
    るカイラルネマチック液晶組成物を挟持した反射型液晶
    表示素子において、前記カイラルネマチック液晶組成物
    に含まれるカイラル材の誘電率異方性がネマチック液晶
    混合物の誘電率異方性より大きいことを特徴とする反射
    型液晶表示素子。
  12. 【請求項１２】 前記カイラルネマチック液晶組成物の
    誘電率異方性が８〜４５であることを特徴とする請求項
    ９、請求項１０又は請求項１１記載の反射型液晶表示素
    子。
  13. 【請求項１３】 前記一対の基板のうち少なくとも一方
    が樹脂基板であることを特徴とする請求項９、請求項１
    ０、請求項１１又は請求項１２記載の反射型液晶表示素
    子。
  14. 【請求項１４】 前記カイラルネマチック液晶組成物が
    ２種以上のカイラル材を含有していることを特徴とする
    請求項９、請求項１０、請求項１１、請求項１２又は請
    求項１３記載の反射型液晶表示素子。
  15. 【請求項１５】 前記カイラルネマチック液晶組成物が
    色素を含有していることを特徴とする請求項９、請求項
    １０、請求項１１、請求項１２、請求項１３又は請求項
    １４記載の反射型液晶表示素子。
  16. 【請求項１６】 前記一対の基板間に挟持された液晶層
    の厚みが３〜１０ｎｍであることを特徴とする請求項
    ９、請求項１０、請求項１１、請求項１２、請求項１
    ３、請求項１４又は請求項１５記載の反射型液晶表示素
    子。
  17. 【請求項１７】 前記一対の基板間に、接着性樹脂で被
    覆された無機微粒子からなるスペース材が介在している
    ことを特徴とする請求項９、請求項１０、請求項１１、
    請求項１２、請求項１３、請求項１４、請求項１５又は
    請求項１６記載の反射型液晶表示素子。
  18. 【請求項１８】 前記一対の基板間に複数の高分子構造
    物が設けられていることを特徴とする請求項９、請求項
    １０、請求項１１、請求項１２、請求項１３、請求項１
    ４、請求項１５、請求項１６又は請求項１７記載の反射
    型液晶表示素子。
  19. 【請求項１９】 カラーフィルタを備えたことを特徴と
    する請求項９、請求項１０、請求項１１、請求項１２、
    請求項１３、請求項１４、請求項１５、請求項１６、請
    求項１７又は請求項１８記載の反射型液晶表示素子。
  20. 【請求項２０】 一対の基板間に挟持された液晶層が複
    数積層されてなる積層型液晶表示素子において、液晶層
    及び該液晶層を挟持する一対の基板によって構成される
    各液晶表示素子が、請求項９、請求項１０、請求項１
    １、請求項１２、請求項１３、請求項１４、請求項１
    ５、請求項１６、請求項１７、請求項１８又は請求項１
    ９記載の反射型液晶表示素子であることを特徴とする積
    層型液晶表示素子。
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