JP2003147363A

JP2003147363A - カイラルネマチック液晶組成物の調製方法及び液晶表示素子

Info

Publication number: JP2003147363A
Application number: JP2001352817A
Authority: JP
Inventors: Chiyoji Nozaki; 千代志野崎
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 2001-11-19
Filing date: 2001-11-19
Publication date: 2003-05-21

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】選択反射波長の異なる複数のカイラルネマチ
ック液晶組成物それぞれで屈折率異方性、誘電率異方性
などの物性をほぼ等しくしながら選択反射波長を異なら
せることができるカイラルネマチック液晶組成物の調製
方法、及び選択反射波長が異なるカイラルネマチック液
晶組成物を含む少なくとも二つの液晶層を有し、屈折率
異方性、誘電率異方性などの物性が前記カイラルネマチ
ック液晶組成物間でほぼ同じである液晶表示素子を提供
する。【解決手段】例えば、ネマチック液晶Ｎにカイラル材
料Ｃ１を添加するに際して、カイラル材料Ｃ１として、
光学活性部位を有し旋光方向が互いに逆方向の鏡像異性
体Ｓ、Ｒの混合物を含むものを用いる。該混合物のうち
一方の鏡像異性体Ｓと、他方の鏡像異性体Ｒとの混合比
率を液晶組成物ｇ１、ｒ１それぞれで異ならせることに
より、液晶組成物ｇ１、ｒ１の選択反射波長をそれぞれ
異ならせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はカイラルネマチック
液晶組成物の調製方法及び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。

【０００３】液晶表示方式は様々なものが提案されてい
る。

【０００４】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
イラルネマチック液晶組成物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。

【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。

【０００８】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液晶層及び青色表示を行うＢ液晶
層の少なくとも三つの液晶層を含む積層型液晶表示素子
を採用することができる。

【０００９】いずれにしても、カイラルネマチック液晶
組成物はネマチック液晶にカイラル材料が添加され調製
されるときに所望の選択反射波長が得られるように選択
反射波長が調節される。

【００１０】従来のカイラルネマチック液晶組成物の選
択反射波長の調節は、添加するカイラル材料の種類や添
加量を変えることで行っている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、カイラ
ルネマチック液晶組成物の選択反射波長がカイラル材料
の種類や添加量を変えることで調節された、選択反射波
長の異なる複数のカイラルネマチック液晶組成物におい
ては、カイラル材料の種類や添加量がカイラルネマチッ
ク液晶組成物それぞれで異なってしまい、これに伴って
屈折率異方性、誘電率異方性などの物性がカイラルネマ
チック液晶組成物それぞれで異なってしまうという問題
がある。

【００１２】例えば、積層型液晶表示素子に用いる複数
のカイラルネマチック液晶組成物は、積層型液晶表示素
子において各液晶層を同時駆動するという観点からは、
なるべく液晶組成物の屈折率異方性、誘電率異方性など
の物性が揃っている方が各液晶層を駆動するときの電圧
の印加の仕方等の駆動パラメータを簡素化でき、それだ
け有利である。

【００１３】そこで本発明は、選択反射波長の異なる複
数のカイラルネマチック液晶組成物を調製する方法であ
って、前記複数のカイラルネマチック液晶組成物それぞ
れで屈折率異方性、誘電率異方性などの物性をほぼ等し
くしながら選択反射波長を異ならせることができるカイ
ラルネマチック液晶組成物の調製方法を提供することを
課題とする。

【００１４】また本発明は、第１のカイラルネマチック
液晶組成物を含む第１液晶層と、該第１のカイラルネマ
チック液晶組成物とは選択反射波長が異なる第２のカイ
ラルネマチック液晶組成物を含む第２液晶層との少なく
とも二つの液晶層を有する液晶表示素子であって、屈折
率異方性、誘電率異方性などの物性が前記第１及び第２
のカイラルネマチック液晶組成物間でほぼ同じである液
晶表示素子を提供することを課題とする。

【００１５】

【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。

【００１６】すなわち、コレステリック液晶相の選択反
射を示すカイラルネマチック液晶において、選択反射波
長を調節するために添加するカイラル材料に関して、カ
イラル材料の分子構造由来の物性を考察し、同一化学構
造式で示される鏡像異性体の混合物のＲ体とＳ体の組成
バランスに着目し、検討した結果、カイラル材料のカイ
ラルネマチック液晶組成物に対する全添加量を増減させ
なくてもこの鏡像異性体混合物のＲ体とＳ体の混合比率
（さらに言えばＲ体とＳ体のうちいずれかが過剰な状態
の鏡像異性体混合物のＲ体又はＳ体の過剰量）を調節す
ることで、カイラルネマチック液晶組成物の螺旋ピッチ
を変化させることができ、ひいてはカイラルネマチック
液晶組成物の選択反射波長を調節できることが判明し、
複数のカイラルネマチック液晶組成物それぞれで屈折率
異方性、誘電率異方性などの物性をほぼ等しくしながら
選択反射波長を異ならせることができることがわかっ
た。

【００１７】なお、鏡像異性体は、二つの異性体が互い
に鏡像関係にあり、それぞれが同一の化学構造式で示さ
れるもので、Ｒ／Ｓ表示法に従ってＲ体又はＳ体のいず
れかが決定されるものである。また、鏡像異性体による
光の旋光性を右方向又は左方向のどちらか一方向に決定
する光学活性は、Ｒ体単体の場合、Ｓ体単体の場合又は
Ｒ体とＳ体の混合物でＲ体とＳ体のうちいずれかが過剰
な場合に現れる。

【００１８】また、主骨格が同一の類似化学構造を有す
る旋光方向が互いに逆方向の光学活性物質の混合物につ
いても、この光学活性物質混合物のうち一方の光学活性
物質と他方の光学活性物質との混合比率を調節すること
で、カイラルネマチック液晶組成物の螺旋ピッチ、すな
わち選択反射波長を調節できることが判明し、複数のカ
イラルネマチック液晶組成物それぞれで屈折率異方性、
誘電率異方性などの物性をほぼ等しくしながら選択反射
波長を異ならせることができることがわかった。

【００１９】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、次のカイラルネマチック液晶
組成物の調製方法及び液晶表示素子を提供する。（１）カイラルネマチック液晶組成物の調製方法（１−１）第１の調製方法ネマチック液晶にカイラル材料を添加することで、選択
反射波長の異なる複数のカイラルネマチック液晶組成物
を調製する方法であり、前記ネマチック液晶に前記カイ
ラル材料を添加するに際して、前記カイラル材料とし
て、光学活性部位を有し旋光方向が互いに逆方向の鏡像
異性体の混合物を含むものを用い、前記鏡像異性体混合
物のうち一方の鏡像異性体と、該一方の鏡像異性体とは
旋光方向が逆方向の他方の鏡像異性体との混合比率を前
記複数のカイラルネマチック液晶組成物それぞれで異な
らせることにより、前記複数のカイラルネマチック液晶
組成物の選択反射波長をそれぞれ異ならせるカイラルネ
マチック液晶組成物の調製方法。（１−２）第２の調製方法ネマチック液晶にカイラル材料を添加することで、選択
反射波長の異なる複数のカイラルネマチック液晶組成物
を調製する方法であり、前記ネマチック液晶に前記カイ
ラル材料を添加するに際して、前記カイラル材料とし
て、旋光方向が互いに逆方向の少なくとも２種類のカイ
ラル材料を含む複数種類のカイラル材料を使用し、前記
複数種類のカイラル材料全体の合計添加量を前記複数の
カイラルネマチック液晶組成物それぞれで等しくすると
ともに、前記旋光方向が互いに逆方向の少なくとも２種
類のカイラル材料のうち一方のカイラル材料と他方のカ
イラル材料との混合比率を前記複数のカイラルネマチッ
ク液晶組成物それぞれで異ならせることにより、前記複
数のカイラルネマチック液晶組成物の選択反射波長をそ
れぞれ異ならせるカイラルネマチック液晶組成物の調製
方法。（２）液晶表示素子（２−１）第１の液晶表示素子第１のカイラルネマチック液晶組成物を含む第１液晶層
と、該第１のカイラルネマチック液晶組成物とは選択反
射波長が異なる第２のカイラルネマチック液晶組成物を
含む第２液晶層との少なくとも二つの液晶層を有してお
り、前記第１及び第２のカイラルネマチック液晶組成物
は、いずれもネマチック液晶にカイラル材料を添加して
調製されたものであり、それぞれのカイラル材料が光学
活性部位を有し旋光方向が互いに逆方向の鏡像異性体の
混合物を含んでおり、該鏡像異性体混合物のうち一方の
鏡像異性体と他方の鏡像異性体との混合比率が前記第１
及び第２のカイラルネマチック液晶組成物間で異なる液
晶表示素子。（２−２）第２の液晶表示素子第１のカイラルネマチック液晶組成物を含む第１液晶層
と、該第１のカイラルネマチック液晶組成物とは選択反
射波長が異なる第２のカイラルネマチック液晶組成物を
含む第２液晶層との少なくとも二つの液晶層を有してお
り、前記第１及び第２のカイラルネマチック液晶組成物
は、いずれもネマチック液晶にカイラル材料を添加して
調製されたものであり、それぞれのカイラル材料が旋光
方向が互いに逆方向の少なくとも２種類のカイラル材料
を含む複数種類のカイラル材料からなり、該複数種類の
カイラル材料全体の合計添加量が前記第１及び第２のカ
イラルネマチック液晶組成物間で等しく、且つ、前記旋
光方向が互いに逆方向の少なくとも２種類のカイラル材
料のうち一方のカイラル材料と他方のカイラル材料との
混合比率が前記第１及び第２のカイラルネマチック液晶
組成物間で異なる液晶表示素子。

【００２０】本発明に係る第１及び第２のカイラルネマ
チック液晶組成物の調製方法によると、前記第１の調製
方法では、前記カイラル材料として、光学活性部位を有
し旋光方向が互いに逆方向の鏡像異性体の混合物を含む
ものを用い、前記鏡像異性体混合物のうち一方の鏡像異
性体と、該一方の鏡像異性体とは旋光方向が逆方向の他
方の鏡像異性体との混合比率を前記複数のカイラルネマ
チック液晶組成物それぞれで異ならせるので、また、前
記第２の調製方法では、前記カイラル材料として、旋光
方向が互いに逆方向の少なくとも２種類のカイラル材料
を含む複数種類のカイラル材料を使用し、前記複数種類
のカイラル材料全体の合計添加量を前記複数のカイラル
ネマチック液晶組成物それぞれで等しくするとともに、
前記旋光方向が互いに逆方向の少なくとも２種類のカイ
ラル材料のうち一方のカイラル材料と他方のカイラル材
料との混合比率を前記複数のカイラルネマチック液晶組
成物それぞれで異ならせるので、いずれにしても前記複
数のカイラルネマチック液晶組成物それぞれで螺旋ピッ
チ（すなわち選択反射波長）を調節でき、しかも前記複
数のカイラルネマチック液晶組成物それぞれで屈折率異
方性、誘電率異方性などの物性をほぼ等しくしたまま、
選択反射波長を異ならせることができる。

【００２１】本発明に係る第１及び第２の液晶表示素子
によると、前記第１の液晶表示素子では、前記第１及び
第２のカイラルネマチック液晶組成物がいずれもネマチ
ック液晶にカイラル材料を添加して調製されたものであ
り、それぞれのカイラル材料が光学活性部位を有し旋光
方向が互いに逆方向の鏡像異性体の混合物を含んでお
り、該鏡像異性体混合物のうち一方の鏡像異性体と他方
の鏡像異性体との混合比率が前記第１及び第２のカイラ
ルネマチック液晶組成物間で異なるので、また、前記第
２の液晶表示素子では、前記第１及び第２のカイラルネ
マチック液晶組成物がいずれもネマチック液晶にカイラ
ル材料を添加して調製されたものであり、それぞれのカ
イラル材料が旋光方向が互いに逆方向の少なくとも２種
類のカイラル材料を含む複数種類のカイラル材料からな
り、該複数種類のカイラル材料全体の合計添加量が前記
第１及び第２のカイラルネマチック液晶組成物間で等し
く、且つ、前記旋光方向が互いに逆方向の少なくとも２
種類のカイラル材料のうち一方のカイラル材料と他方の
カイラル材料との混合比率が前記第１及び第２のカイラ
ルネマチック液晶組成物間で異なるので、いずれにして
もカイラルネマチック液晶組成物それぞれで選択反射波
長が調節されており、しかも屈折率異方性、誘電率異方
性などの物性は前記第１及び第２のカイラルネマチック
液晶組成物間でほぼ同じとなっている。

【００２２】このように本発明の第１及び第２の液晶表
示素子では、前記第１及び第２のカイラルネマチック液
晶組成物の選択反射波長以外の物性は該第１及び第２の
カイラルネマチック液晶組成物間でほぼ同じにされてい
るため、前記第１及び第２の液晶層を駆動するための電
圧の印加の仕方等の駆動条件が該第１及び第２の液晶層
間で合わせ易くなる。

【００２３】本発明に係る第１及び第２の液晶表示素子
のそれぞれは、例えば次の第１及び第２の製造方法のう
ちいずれによっても製造することができる。すなわち、（３）液晶表示素子の製造方法（３−１）第１の製造方法第１のカイラルネマチック液晶組成物を含む第１液晶層
と、該第１のカイラルネマチック液晶組成物とは選択反
射波長が異なる第２のカイラルネマチック液晶組成物を
含む第２液晶層との少なくとも二つの液晶層を有する液
晶表示素子の製造方法であり、ネマチック液晶にカイラ
ル材料を添加することで、互いに選択反射波長の異なる
前記第１及び第２のカイラルネマチック液晶組成物を調
製する工程であって前記ネマチック液晶に前記カイラル
材料を添加するに際して、前記カイラル材料として、光
学活性部位を有し旋光方向が互いに逆方向の鏡像異性体
の混合物を含むものを用い、前記鏡像異性体混合物のう
ち一方の鏡像異性体と他方の鏡像異性体との混合比率を
前記第１及び第２のカイラルネマチック液晶組成物間で
異ならせることにより、該第１及び第２のカイラルネマ
チック液晶組成物の選択反射波長をそれぞれ異ならせる
カイラルネマチック液晶組成物調製工程と、前記カイラ
ルネマチック液晶組成物調製工程により調製された第１
及び第２のカイラルネマチック液晶組成物のうち第１の
カイラルネマチック液晶組成物を含む第１の液晶層及び
第２のカイラルネマチック液晶組成物を含む第２の液晶
層をそれぞれ形成する工程とを含む液晶表示素子の製造
方法。（３−１）第２の製造方法第１のカイラルネマチック液晶組成物を含む第１液晶層
と、該第１のカイラルネマチック液晶組成物とは選択反
射波長が異なる第２のカイラルネマチック液晶組成物を
含む第２液晶層との少なくとも二つの液晶層を有する液
晶表示素子の製造方法であり、ネマチック液晶にカイラ
ル材料を添加することで、互いに選択反射波長の異なる
前記第１及び第２のカイラルネマチック液晶組成物を調
製する工程であって前記ネマチック液晶に前記カイラル
材料を添加するに際して、前記カイラル材料として、旋
光方向が互いに逆方向の少なくとも２種類のカイラル材
料を含む複数種類のカイラル材料を使用し、前記複数種
類のカイラル材料全体の合計添加量を前記第１及び第２
のカイラルネマチック液晶組成物間で等しくするととも
に、前記旋光方向が互いに逆方向の少なくとも２種類の
カイラル材料のうち一方のカイラル材料と他方のカイラ
ル材料との混合比率を前記第１及び第２のカイラルネマ
チック液晶組成物間で異ならせることにより、前記第１
及び第２のカイラルネマチック液晶組成物の選択反射波
長をそれぞれ異ならせるカイラルネマチック液晶組成物
調製工程と、前記カイラルネマチック液晶組成物調製工
程により調製された第１及び第２のカイラルネマチック
液晶組成物のうち第１のカイラルネマチック液晶組成物
を含む第１の液晶層と、第２のカイラルネマチック液晶
組成物を含む第２の液晶層とをそれぞれ形成する工程と
を含む液晶表示素子の製造方法。

【００２４】本発明に係る第１のカイラルネマチック液
晶組成物の調製方法及び本発明に係る第１の液晶表示素
子並びに前記第１の液晶表示素子の製造方法のカイラル
ネマチック液晶組成物調製における前記カイラル材料全
体の合計添加量は、前記カイラルネマチック液晶組成物
それぞれで等しくすることが望ましい。こうすること
で、前記複数のカイラルネマチック液晶組成物の間で物
性差をさらに小さくするのに有利となる。

【００２５】本発明に係る第２のカイラルネマチック液
晶組成物の調製方法及び本発明に係る第２の液晶表示素
子並びに前記第２の液晶表示素子の製造方法のカイラル
ネマチック液晶組成物調製において用いることができる
前記旋光方向が互いに逆方向の少なくとも２種類のカイ
ラル材料としては、代表例として、鏡像異性体、及び光
学活性基を含むアルキル基の炭素数の差が２個以内、且
つ、分子側鎖又は主鎖に結合された光学活性基を含まな
いアルキル基の炭素数の差が３個以内の、主骨格の化学
式が同一の化合物を挙げることができる。

【００２６】本発明に係る第１及び第２のカイラルネマ
チック液晶組成物の調製方法において調製される複数の
カイラルネマチック液晶組成物の間での誘電率異方性の
差、或いは本発明に係る第１及び第２の液晶表示素子並
びに前記第１及び第２の液晶表示素子の製造方法により
得られる液晶表示素子における第１及び第２のカイラル
ネマチック液晶組成物間の誘電率異方性の差は小さいほ
どよいが、許容できる範囲として、それには限定されな
いが、０．３以内程度を例示できる。この場合、各カイ
ラルネマチック液晶組成物の駆動特性（例えば液晶への
電界印加立ち上がり時の応答性といった誘電率異方性に
かかわる駆動特性）を互いに近づけることができる。

【００２７】本発明に係る第１及び第２のカイラルネマ
チック液晶組成物の調製方法において調製される複数の
カイラルネマチック液晶組成物の間での屈折率異方性の
差、或いは本発明に係る第１及び第２の液晶表示素子並
びに前記第１及び第２の液晶表示素子の製造方法により
得られる液晶表示素子における第１及び第２のカイラル
ネマチック液晶組成物間の屈折率異方性の差は小さいほ
どよいが、許容できる範囲として、それには限定されな
いが、０．０２以内程度、より好適には０．００２以内
程度を例示できる。この場合、各カイラルネマチック液
晶組成物の光学的特性（例えば視角依存性や散乱といっ
た屈折率異方性にかかわる光学的特性）を互いに近づけ
ることができる。

【００２８】本発明に係る第１及び第２のカイラルネマ
チック液晶組成物の調製方法及び本発明に係る第１及び
第２の液晶表示素子並びに前記第１及び第２の液晶表示
素子の製造方法のカイラルネマチック液晶組成物調製に
おいて採用できるネマチック液晶は、カイラル材料を添
加して液晶分子の螺旋構造を形成させコレステリック液
晶相を発現し得るネマチック液晶であればいずれのもの
でもよい。高分子ネマチック液晶（主鎖型又は側鎖型の
高分子ネマチック液晶）を使用することもできる。

【００２９】本発明に係る第１及び第２の液晶表示素子
並びに前記第１及び第２の液晶表示素子の製造方法にお
いては、前記少なくとも二つの液晶層は三つ以上の液晶
層であってもよい。例えば、赤色、緑色、青色をそれぞ
れ表示する、少なくとも三つの液晶層を含んでいてもよ
い。

【００３０】本発明に係る第１及び第２の液晶表示素子
は、前記少なくとも二つの液晶層が積層されている積層
型液晶表示素子であってもよい。例えば、赤色、緑色、
青色をそれぞれ表示する、少なくとも三つの液晶層を積
層すると、フルカラー表示を行うことができる。

【００３１】このように本発明の第１及び第２の液晶表
示素子は前記少なくとも二つの液晶層が積層されている
積層型液晶表示素子であってもよいが、必ずしも積層型
液晶表示素子である必要はない。例えば、平面状に前記
少なくとも二つの液晶層を並べた液晶表示素子であって
もよい。

【００３２】前記第１及び第２の液晶表示素子の製造方
法は、前記少なくとも二つの液晶層を積層する工程をさ
らに含んでいてもよい。この場合、赤色、緑色、青色を
それぞれ表示する、少なくとも三つの液晶層を積層する
と、フルカラー表示を行うことができる液晶表示素子を
得ることができる。

【００３３】

【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。＜カイラルネマチック液晶組成物の調製方法＞カイラル
ネマチック液晶組成物の調製では、ネマチック液晶にカ
イラル材料を添加することで、選択反射波長の異なる複
数のカイラルネマチック液晶組成物を、例えば、次のよ
うにして調製することができる。（第１の調製方法例）・ネマチック液晶にカイラル材料を添加するに際して、
カイラル材料として、光学活性部位を有し旋光方向が互
いに逆方向の鏡像異性体の混合物を含むカイラル材料
（ここでは鏡像異性体混合物のカイラル材料、すなわち
Ｒ体のカイラル材料とＳ体のカイラル材料との混合物）
を使用する。・鏡像異性体混合物のうち一方の鏡像異性体（ここでは
Ｒ体（又はＳ体）のカイラル材料）と、該一方の鏡像異
性体とは旋光方向が逆方向の他方の鏡像異性体（ここで
はＳ体（又はＲ体）のカイラル材料）との混合比率を複
数のカイラルネマチック液晶組成物それぞれで異ならせ
る。このとき、カイラル材料全体の合計添加量を複数の
カイラルネマチック液晶組成物それぞれで等しくしても
よい。・かくして、選択反射波長の異なる複数のカイラルネマ
チック液晶組成物が調製される。（第２の調製方法例）・ネマチック液晶にカイラル材料を添加するに際して、
カイラル材料として、旋光方向が互いに逆方向の少なく
とも２種類のカイラル材料（ここでは鏡像異性体のカイ
ラル材料、すなわちＲ体のカイラル材料とＳ体のカイラ
ル材料）を含む複数種類のカイラル材料を使用する。・複数種類のカイラル材料全体の合計添加量を複数のカ
イラルネマチック液晶組成物それぞれで等しくするとと
もに、旋光方向が互いに逆方向の少なくとも２種類のカ
イラル材料のうち一方のカイラル材料と他方のカイラル
材料（ここではＲ体（又はＳ体）のカイラル材料とＳ体
（又はＲ体）のカイラル材料）との混合比率を複数のカ
イラルネマチック液晶組成物それぞれで異ならせる。・かくして、選択反射波長の異なる複数のカイラルネマ
チック液晶組成物が調製される。

【００３４】この第１及び第２の調製方法例により得ら
れる複数のカイラルネマチック液晶組成物は、いずれも
ネマチック液晶にカイラル材料を添加することにより、
室温でコレステリック相を示し、所定の波長の光を選択
反射するように調製されたものである。

【００３５】かかる複数のカイラルネマチック液晶組成
物は、いずれも母材となるネマチック液晶にカイラル材
料及び必要に応じて添加剤を添加し、混合することによ
り調製することができる。

【００３６】いずれにしても、予め旋光方向が互いに逆
方向の複数のカイラル材料を混合してからネマチック液
晶に添加してもよいし、ネマチック液晶に逐次複数のカ
イラル材料を添加してもよい。

【００３７】同じネマチック液晶を母材として使用し、
該ネマチック液晶に旋光方向が互いに異なる２種類のカ
イラル材料のうち一方を添加した液晶組成物と他方を前
記一方のものと等量添加した液晶混合物との２種類の液
晶組成物を予め調製しておき、これらの２種類の液晶組
成物を、カイラルネマチック液晶組成物ごとに比率を変
えて混合することで、複数のカイラルネマチック液晶組
成物を調製するようにしてもよい。

【００３８】図１（Ａ）〜図１（Ｃ）はそれぞれ赤色、
緑色、青色の光を選択反射できる三つのカイラルネマチ
ック液晶組成物（ｒ１、ｇ１、ｂ１）〜（ｒ３、ｇ３、
ｂ３）を調製した場合の、ネマチック液晶Ｎとカイラル
材料（Ｒ体のカイラル材料Ｒ、Ｒ₁、Ｒ₂、Ｓ体のカイ
ラル材料Ｓ、Ｓ₁、Ｓ₂）との混合割合の例を示す図で
ある。

【００３９】図１（Ａ）はネマチック液晶Ｎに添加する
カイラル材料として互いに旋光方向の異なる２種類のカ
イラル材料（カイラル材料Ｒとカイラル材料Ｓ）を用い
た二つのカイラルネマチック液晶組成物ｒ１（赤色
用）、ｇ１（緑色用）の調製例を示している。

【００４０】このカイラルネマチック液晶組成物ｒ１、
ｇ１の調製では、いずれもネマチック液晶Ｎにカイラル
材料Ｒとカイラル材料Ｓを添加し、カイラル材料Ｒとカ
イラル材料Ｓとの混合比率（ここではカイラル材料Ｒ、
Ｓのうちのカイラル材料Ｒの過剰量）を二つのカイラル
ネマチック液晶組成物ｒ１、ｇ１それぞれで異ならせて
いる。そして、カイラル材料Ｒ、Ｓ全体Ｃ１の合計添加
量は二つのカイラルネマチック液晶組成物ｒ１、ｇ１そ
れぞれで等しくしている。

【００４１】なお、青色の光を選択反射できるカイラル
ネマチック液晶組成物ｂ１の調製では、ネマチック液晶
Ｎにカイラル材料Ｒ、ＳのうちＲのみを添加している。
カイラルネマチック液晶組成物ｂ１におけるカイラル材
料Ｒの添加量も、カイラルネマチック液晶組成物ｒ１、
ｇ１におけるカイラル材料全体Ｃ１の合計添加量と等し
くしている。

【００４２】図１（Ｂ）はネマチック液晶Ｎに互いに旋
光方向の異なる２種類のカイラル材料Ｒ₁、Ｓ₁を添加
し、それに加えて他のカイラル材料Ｒ₂を添加した二つ
のカイラルネマチック液晶組成物ｒ２（赤色用）、ｇ２
（緑色用）の調製例を示している。

【００４３】このカイラルネマチック液晶組成物ｒ２、
ｇ２の調製では、いずれもネマチック液晶Ｎにカイラル
材料Ｒ₁、Ｓ₁を添加し、さらにカイラル材料Ｒ₂を添
加し、カイラル材料Ｒ₁とカイラル材料Ｓ₁との混合比
率（ここではカイラル材料Ｒ ₁、Ｓ₁のうちのカイラル
材料Ｒ₁の過剰量）を二つのカイラルネマチック液晶組
成物ｒ２、ｇ２それぞれで異ならせている。そして、複
数種類のカイラル材料Ｒ₁、Ｓ₁、Ｒ₂全体Ｃ２の合計
添加量は二つのカイラルネマチック液晶組成物ｒ２、ｇ
２それぞれで等しくしている。

【００４４】なお、青色の光を選択反射できるカイラル
ネマチック液晶組成物ｂ２の調製では、ネマチック液晶
Ｎにカイラル材料Ｒ₁、Ｓ₁のうちＲ₁のみを添加し、
それに加えて他のカイラル材料Ｒ₂を添加している。カ
イラルネマチック液晶組成物ｂ２におけるカイラル材料
Ｒ₁、Ｒ₂全体の合計添加量も、カイラルネマチック液
晶組成物ｒ２、ｇ２におけるカイラル材料全体Ｃ２の合
計添加量と等しくしている。

【００４５】また、図１（Ｃ）はネマチック液晶Ｎに添
加するカイラル材料として互いに旋光方向の異なる２種
類のカイラル材料を２組（カイラル材料Ｒ₁、Ｓ₁とカ
イラル材料Ｒ₂、Ｓ₂）用いた二つのカイラルネマチッ
ク液晶組成物ｒ３（赤色用）、ｇ３（緑色用）の調製例
を示している。

【００４６】このカイラルネマチック液晶組成物ｒ３、
ｇ３の調製では、いずれもネマチック液晶Ｎにカイラル
材料Ｒ₁、Ｓ₁とカイラル材料Ｒ₂、Ｓ₂との２組のカ
イラル材料を添加し、カイラル材料Ｒ₁とカイラル材料
Ｓ₁との混合比率（ここではカイラル材料Ｒ₁、Ｓ₁の
うちのカイラル材料Ｒ₁の過剰量）を二つのカイラルネ
マチック液晶組成物ｒ３、ｇ３それぞれで異ならせると
ともにカイラル材料Ｒ ₂とカイラル材料Ｓ₂との混合比
率（ここではカイラル材料Ｒ₂、Ｓ₂のうちのカイラル
材料Ｒ₂の過剰量）を二つのカイラルネマチック液晶組
成物ｒ３、ｇ３それぞれで異ならせている。そして、複
数種類のカイラル材料Ｒ₁、Ｓ₁、Ｒ₂、Ｓ₂全体Ｃ３
の合計添加量は二つのカイラルネマチック液晶組成物ｒ
３、ｇ３それぞれで等しくしている。

【００４７】なお、青色の光を選択反射できるカイラル
ネマチック液晶組成物ｂ３の調製では、ネマチック液晶
Ｎにカイラル材料Ｒ₁、Ｓ₁のうちＲ₁のみを、カイラ
ル材料Ｒ₂、Ｓ₂のうちＲ₂のみを添加している。カイ
ラルネマチック液晶組成物ｂ３におけるカイラル材料Ｒ
₁、Ｒ₂全体の合計添加量も、カイラルネマチック液晶
組成物ｒ３、ｇ３におけるカイラル材料全体Ｃ３の合計
添加量と等しくしている。

【００４８】図１（Ａ）〜図１（Ｃ）のいずれの場合
も、カイラル材料の全添加量はいずれのカイラルネマチ
ック液晶組成物でも同じに設定され、互いに旋光方向の
異なる２種類のカイラル材料ＲとＳ、Ｒ₁とＳ₁、Ｒ₂
とＳ₂の混合比率を二つのカイラルネマチック液晶組成
物（ｒ１とｇ１）〜（ｒ３とｇ３）それぞれで異ならせ
ることによって、該二つのカイラルネマチック液晶組成
物（ｒ１とｇ１）〜（ｒ３とｇ３）の選択反射波長をそ
れぞれ異ならせている。

【００４９】なお、複数のカイラルネマチック液晶組成
物の調製は、ここではカイラルネマチック液晶組成物
（ｒ１とｇ１）〜（ｒ３とｇ３）の調製であるが、カイ
ラルネマチック液晶組成物（ｇ１とｂ１）〜（ｇ３とｂ
３）及び（ｒ１とｂ１）〜（ｒ３とｂ３）並びに（ｒ１
とｇ１とｂ１）〜（ｒ３とｇ３とｂ３）を調製してもよ
い。

【００５０】前記調製方法例では、カイラル材料とし
て、光学活性部位を有し旋光方向が互いに逆方向の鏡像
異性体のカイラル材料を用い、Ｒ体のカイラル材料Ｒと
Ｓ体のカイラル材料Ｓとの混合比率を二つのカイラルネ
マチック液晶組成物ｒ１、ｇ１それぞれで異ならせるの
で、或いは、カイラル材料として、旋光方向が互いに逆
方向の鏡像異性体のカイラル材料を使用し、複数種類の
カイラル材料全体Ｃ２、Ｃ３の合計添加量を二つのカイ
ラルネマチック液晶組成物ｒ２〜ｒ３、ｇ２〜ｇ３それ
ぞれで等しくするとともに、Ｒ体のカイラル材料Ｒ₁と
Ｓ体のカイラル材料Ｓ₁及びＲ体のカイラル材料Ｒ₂と
Ｓ体のカイラル材料Ｓ₂の混合比率を二つのカイラルネ
マチック液晶組成物ｒ２〜ｒ３、ｇ２〜ｇ３それぞれで
異ならせるので、いずれにしても二つのカイラルネマチ
ック液晶組成物ｒ１とｇ１、ｒ２とｇ２、ｒ３とｇ３そ
れぞれで螺旋ピッチ（すなわち選択反射波長）を調節で
き、しかも二つのカイラルネマチック液晶組成物ｒ１と
ｇ１、ｒ２とｇ２、ｒ３とｇ３間で屈折率異方性、誘電
率異方性などの物性をほぼ等しくしたまま、選択反射波
長を異ならせることができる。

【００５１】なお、カイラルネマチック液晶組成物ｂ１
〜ｂ３におけるカイラル材料全体の合計添加量はカイラ
ルネマチック液晶組成物ｒ１〜ｒ３、ｇ１〜ｇ３におけ
るカイラル材料全体の合計添加量と等しいので、三つの
カイラルネマチック液晶組成物（ｒ１、ｇ１、ｂ１）〜
（ｒ３、ｇ３、ｂ３）は、屈折率異方性、誘電率異方性
などの物性がいずれもほぼ等しく、選択反射波長がそれ
ぞれ異なっている。＜ネマチック液晶＞ネマチック液晶としては、従来公知
の各種の材料を用いることができ、例えば、ベンジリデ
ンアニリン、アゾベンゼン、アゾキシベンゼン、シアノ
ビフェニル、シアノターフェニル、フェニルシクロヘキ
サン、ビフェニルシクロヘキサン、安息香酸エステル、
シクロヘキシルシクロヘキサン、シクロヘキシルカルボ
ン酸エステル、フェニルピリミジン、フェニルジオキサ
ン、シクロヘキシルエタン、シクロヘキセン、ジフルオ
ロフェニレン、トランなどの化学構造を有するネマチッ
ク液晶性化合物の１種又は２種以上の混合物を用いるこ
とができる。また、ネマチック相を形成する高分子液晶
であってもよい。＜カイラル材料＞カイラル材料としては、光学活性部位
を有する従来公知の各種の化合物を用いることができ、
例えば、光学活性基として２−メチルブチル、２−メチ
ルブトキシ、４−メチルヘキシル基などを有する化合物
を挙げることができる。前記のネマチック液晶性化合物
と類似骨格を有する化合物であってもよい。カイラル材
料は液晶性であってもよいし、液晶性でなくても構わな
い。

【００５２】光学活性部位を有し旋光方向が互いに逆方
向の鏡像異性体のカイラル材料として、Ｒ体及びＳ体の
両方を入手可能なカイラル材料を使用することが好まし
い。同一分子内に複数の光学活性部位を有した化合物で
あって、ネマチック液晶に添加した際に、旋光方向が互
いに逆になるような鏡像異性体が存在する化合物をカイ
ラル材料として使用してもよい。光学活性部位を有する
高分子化合物をカイラル材料として用いてもよい。

【００５３】前記第２の調製方法例においては、カイラ
ル材料として鏡像異性体のカイラル材料を用いたが、鏡
像異性体ではなく、類似化学構造を持つ旋光方向が逆の
一組の光学活性物質の混合物をカイラル材料として用い
てもよい。この場合、光学活性基を含むアルキル基の炭
素数の差が２以内、且つ、分子側鎖又は主鎖に結合され
た光学活性基を含まないアルキル基の炭素数の差が３以
内の、主骨格の化学式が同一の化合物であることが好ま
しい。

【００５４】なお、カイラル材料として、鏡像異性体や
構造類似化合物を用いることにより、複数のカイラルネ
マチック液晶組成物それぞれで物性をほぼ等しくするこ
とができる詳細な理由は明確ではないが、これら鏡像異
性体や構造類似化合物を用いると、いずれも混合される
二つのカイラル材料の化学構造がほぼ共通することにな
るために、該二つのカイラル材料間で旋光方向を互いに
打ち消しあってカイラルネマチック液晶組成物の螺旋ピ
ッチ（すなわち選択反射波長）を変更させる以外は、カ
イラルネマチック液晶組成物の屈折率異方性や誘電率異
方性などの物性への各カイラル材料の影響がほぼ同等に
なるためであると考えられる。＜他の添加剤＞カイラル材料として鏡像異性体の混合物
を用いる場合、基本的には該鏡像異性体混合物（例えば
一定量の鏡像異性体混合物）中のＲ体又はＳ体どちらか
一方の過剰量の具合でカイラルネマチック液晶組成物そ
れぞれで物性をほぼ等しくしたまま、螺旋ピッチ（すな
わち選択反射波長）を制御できるのであるが、螺旋ピッ
チに依存した応答性を調節するために各カイラルネマチ
ック液晶組成物で粘度や弾性率等を制御可能な添加剤を
用いてもよい。この添加剤としては、例えば、液晶性化
合物、前記したカイラル材料とは別のカイラル材料、液
晶類似骨格を有する低分子化合物、などの低分子化合物
を挙げることができる。また、液晶相に高分子化合物を
分散させたり、ポリマーマトリクス内に液晶相を存在さ
せたりするために、カイラルネマチック液晶組成物中に
高分子化合物を共存させてもよい。この際、カイラルネ
マチック液晶組成物に重合性モノマーを添加して液晶セ
ル（液晶表示素子）作製時に重合させたり、はじめから
高分子化合物を添加したりしてもよい。画像表示におけ
る不要な散乱等をカットするための色素を添加してもよ
い。これらの添加剤の添加割合はカイラルネマチック液
晶組成物それぞれで等しくすることが好ましい。＜液晶表示素子＞（液晶表示素子の１例）図２は反射型積層型液晶表示素
子の１例の断面構造を示す概略図である。

【００５５】図２に示す液晶表示素子は、それぞれ青
色、緑色、赤色の光を選択反射できる三つの液晶表示素
子（液晶層）１１１Ｂ、１１１Ｇ、１１１Ｒをこの順序
で素子観察側から順に積層した３層積層型のフルカラー
液晶表示素子である。

【００５６】各液晶層（１１１Ｂ、１１１Ｇ、１１１
Ｒ）は、いずれもそれぞれ間隔をおいて平行に並んだ複
数の帯状透明電極１１３、１１４が形成された一対の透
明基板１１２ａ、１１２ｂ間に、カイラルネマチック液
晶組成物（１１６ｂ、１１６ｇ、１１６ｒ）、スペーサ
１１７、シール壁１２０を挟持したものである。

【００５７】各液晶層１１１Ｂ、１１１Ｇ、１１１Ｒに
おいては、電極１１３、１１４はいずれも基板１１２
ａ、１１２ｂ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１１３、１１４上に絶縁
膜１１８が、また絶縁膜１１８の上には配向制御膜１１
９がそれぞれ設けられており、一対の透明基板１１２
ａ、１１２ｂ間には樹脂構造物１１５が設けられてる。
但し、これらの絶縁膜１１８、配向制御膜１１９、樹脂
構造物１１５は、いずれも必要に応じて設ければよく、
省略してもよい。

【００５８】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。ここでは赤色液晶層１１１Ｒの背面側（基板１１
２ｂの裏面）に黒色の可視光吸収層１２１が設けられて
いる。

【００５９】この積層型液晶表示素子は、次のいずれか
のものである。すなわち、（ａ）カイラルネマチック液
晶組成物１１６ｂ、１１６ｇ、１１６ｒがいずれもネマ
チック液晶にカイラル材料を添加して調製されたもので
あり、それぞれのカイラル材料が光学活性部位を有し旋
光方向が互いに逆方向の鏡像異性体の混合物を含んでお
り、該鏡像異性体混合物のうち一方の鏡像異性体と他方
の鏡像異性体との混合比率がカイラルネマチック液晶組
成物１１６ｂ、１１６ｇ、１１６ｒそれぞれで異なる積
層型液晶表示素子Ａ１。なお、前記カイラル材料全体の
合計添加量はカイラルネマチック液晶組成物１１６ｂ、
１１６ｇ、１１６ｒそれぞれで等しくてもよい。（ｂ）
カイラルネマチック液晶組成物１１６ｂ、１１６ｇ、１
１６ｒがいずれもネマチック液晶にカイラル材料を添加
して調製されたものであり、それぞれのカイラル材料が
旋光方向が互いに逆方向の少なくとも２種類のカイラル
材料を含む複数種類のカイラル材料からなり、該複数種
類のカイラル材料全体の合計添加量がカイラルネマチッ
ク液晶組成物１１６ｂ、１１６ｇ、１１６ｒそれぞれで
等しく、且つ、前記旋光方向が互いに逆方向の少なくと
も２種類のカイラル材料のうち一方のカイラル材料と他
方のカイラル材料との混合比率がカイラルネマチック液
晶組成物１１６ｂ、１１６ｇ、１１６ｒそれぞれで異な
る積層型液晶表示素子Ａ２。なお、前記少なくとも２種
類のカイラル材料は、ここでは鏡像異性体、又は光学活
性基を含むアルキル基の炭素数の差が２個以内、且つ、
分子側鎖又は主鎖に結合された光学活性基を含まないア
ルキル基の炭素数の差が３個以内の、主骨格の化学式が
同一の化合物である。

【００６０】図２に示す液晶表示素子Ａ１、Ａ２におい
ては、各液晶層１１１Ｂ、１１１Ｇ、１１１Ｒが、いず
れも駆動装置１２５により単純マトリクス方式で駆動さ
れる。

【００６１】図３は駆動装置１２５の主要部である駆動
回路の１例のブロック図及び該駆動回路に接続された液
晶層１１１Ｂ、１１１Ｇ、１１１Ｒを示す図である。

【００６２】図３に示す駆動回路は、全体の制御を行う
中央処理装置（ＣＰＵ）と、画像データに各種の処理を
施す画像処理装置と、画像データを記憶する画像メモリ
と、駆動ＩＣを制御するＬＣＤコントローラとを有して
いる。また、信号電極（ここでは例えば透明電極１１
４）に電圧を印加するための信号駆動ＩＣ（Ｒ）、ＩＣ
（Ｇ）、ＩＣ（Ｂ）と、走査電極（ここでは例えば透明
電極１１３）に電圧を印加するための走査駆動ＩＣを備
えている。

【００６３】図３に示すように、各液晶層１１１Ｂ、１
１１Ｇ、１１１Ｒの信号電極にはそれぞれ各液晶層１１
１Ｂ、１１１Ｇ、１１１Ｒ用の信号駆動ＩＣ（Ｒ）、Ｉ
Ｃ（Ｇ）、ＩＣ（Ｂ）が接続され、各液晶層１１１Ｂ、
１１１Ｇ、１１１Ｒの走査電極は電気的に液晶層１１１
Ｂ、１１１Ｇ、１１１Ｒの間で共通化され、各液晶層１
１１Ｂ、１１１Ｇ、１１１Ｒ兼用の走査駆動ＩＣが接続
されている。

【００６４】ＬＣＤコントローラはＣＰＵからの指示に
より、画像メモリを参照しながら各駆動ＩＣを駆動す
る。

【００６５】本駆動装置１２５においては、単純マトリ
クス方式の駆動によって表示動作が行われる。すなわ
ち、各液晶層１１１Ｂ、１１１Ｇ、１１１Ｒでは、走査
駆動ＩＣによって所定の走査電極に選択電圧を印加する
とともに他の走査電極に非選択電圧を印加し、これに同
期して、選択されている走査電極上の各画素に対応する
画像データに基づいて信号駆動ＩＣ（Ｒ）、ＩＣ
（Ｇ）、ＩＣ（Ｂ）によって信号電極に信号電圧をそれ
ぞれ印加することにより、選択された走査電極上の各画
素に対して書込みが行われる。これを順に他の走査電極
に対しても繰り返すことで、画面全体への書込みが行わ
れる。かくして、フルカラー画像表示が行われる。

【００６６】なお、走査駆動ＩＣを各液晶層１１１Ｂ、
１１１Ｇ、１１１Ｒごとに独立して設けても構わない
が、各液晶層１１１Ｂ、１１１Ｇ、１１１Ｒに使用され
るカイラルネマチック液晶組成物１１６ｂ、１１６ｇ、
１１６ｒそれぞれで物性が近ければ、図３に示すように
液晶層１１１Ｂ、１１１Ｇ、１１１Ｒの間で走査電極を
電気的に共通化できる。走査電極を電気的に共通化する
ことで、それだけ走査駆動ＩＣの数を少なくすることが
できる。なお、走査駆動ＩＣを各液晶層１１１Ｂ、１１
１Ｇ、１１１Ｒごとに独立して設け、信号電極を液晶層
１１１Ｂ、１１１Ｇ、１１１Ｒの間で電気的に共通化し
てもよい。

【００６７】図２に示す液晶表示素子Ａ１、Ａ２による
と、液晶表示素子Ａ１では、カイラルネマチック液晶組
成物１１６ｂ、１１６ｇ、１１６ｒがいずれもネマチッ
ク液晶にカイラル材料を添加して調製されたものであ
り、それぞれのカイラル材料が光学活性部位を有し旋光
方向が互いに逆方向の鏡像異性体の混合物を含んでお
り、該鏡像異性体混合物のうち一方の鏡像異性体と他方
の鏡像異性体との混合比率がカイラルネマチック液晶組
成物１１６ｂ、１１６ｇ、１１６ｒそれぞれで異なるの
で、また、液晶表示素子Ａ２では、カイラルネマチック
液晶組成物１１６ｂ、１１６ｇ、１１６ｒがいずれもネ
マチック液晶にカイラル材料を添加して調製されたもの
であり、それぞれのカイラル材料が旋光方向が互いに逆
方向の少なくとも２種類のカイラル材料を含む複数種類
のカイラル材料からなり、該複数種類のカイラル材料全
体の合計添加量がカイラルネマチック液晶組成物１１６
ｂ、１１６ｇ、１１６ｒそれぞれで等しく、且つ、前記
旋光方向が互いに逆方向の少なくとも２種類のカイラル
材料のうち一方のカイラル材料と他方のカイラル材料と
の混合比率がカイラルネマチック液晶組成物１１６ｂ、
１１６ｇ、１１６ｒそれぞれで異なるので、カイラルネ
マチック液晶組成物の選択反射波長の調節が可能とな
り、しかも屈折率異方性、誘電率異方性などの物性はカ
イラルネマチック液晶組成物それぞれでほぼ同じにでき
る。

【００６８】このように図２に示す液晶表示素子Ａ１、
Ａ２では、カイラルネマチック液晶組成物１１６ｂ、１
１６ｇ、１１６ｒの選択反射波長以外の物性はカイラル
ネマチック液晶組成物１１６ｂ、１１６ｇ、１１６ｒそ
れぞれでほぼ同じにできるため、液晶層１１１Ｂ、１１
１Ｇ、１１１Ｒを駆動するための電圧の印加の仕方等の
駆動条件が液晶層１１１Ｂ、１１１Ｇ、１１１Ｒの間で
合わせ易くなる。（液晶表示素子の他の例）図４は反射型積層型液晶表示
素子の他の例の断面構造を示す概略図である。

【００６９】図４に示す液晶表示素子は、それぞれ青
色、黄色の光を選択反射できる二つの液晶表示素子（液
晶層）１１１Ｂ、１１１Ｙを積層した２層積層型のモノ
クロ液晶表示素子である。

【００７０】各液晶層１１１Ｂ、１１１Ｙの素子構造は
図２に示す素子中の液晶層と同様のものであり、図４に
おいて、図２の液晶層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。

【００７１】各液晶層（１１１Ｂ、１１１Ｙ）は、いず
れもそれぞれ間隔をおいて平行に並んだ複数の帯状透明
電極１１３、１１４が形成された一対の透明基板１１２
ａ、１１２ｂ間に、カイラルネマチック液晶組成物（１
１６ｂ、１１６ｙ）、スペーサ１１７、シール壁１２０
を挟持したものである。

【００７２】各液晶層１１１Ｂ、１１１Ｙにおいては、
電極１１３、１１４はいずれも基板１１２ａ、１１２ｂ
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１１３、１１４上に絶縁膜１１８が、
また絶縁膜１８の上には配向制御膜１１９がそれぞれ設
けられており、一対の透明基板１１２ａ、１１２ｂ間に
は樹脂構造物１１５が設けられてる。

【００７３】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。ここでは黄色液晶層１１１Ｙの背面側（基板１１
２ｂの裏面）に黒色の可視光吸収層１２１が設けられて
いる。

【００７４】図４に示す液晶表示素子は、両液晶層１１
１Ｂ、１１１Ｙをともに選択反射状態にすることで白色
の表示を、両液晶層１１１Ｂ、１１１Ｙをともに透明状
態にすることで黒色の表示を行うことができる。

【００７５】この積層型液晶表示素子は、次のいずれか
のものである。すなわち、（ａ）カイラルネマチック液
晶組成物１１６ｂ、１１６ｙがいずれもネマチック液晶
にカイラル材料を添加して調製されたものであり、それ
ぞれのカイラル材料が光学活性部位を有し旋光方向が互
いに逆方向の鏡像異性体の混合物を含んでおり、該鏡像
異性体混合物のうち一方の鏡像異性体と他方の鏡像異性
体との混合比率がカイラルネマチック液晶組成物１１６
ｂと１１６ｙ間で異なる積層型液晶表示素子Ｂ１。
（ｂ）カイラルネマチック液晶組成物１１６ｂ、１１６
ｙがいずれもネマチック液晶にカイラル材料を添加して
調製されたものであり、それぞれのカイラル材料が旋光
方向が互いに逆方向の少なくとも２種類のカイラル材料
を含む複数種類のカイラル材料からなり、該複数種類の
カイラル材料全体の合計添加量がカイラルネマチック液
晶組成物１１６ｂと１１６ｙ間で等しく、且つ、前記旋
光方向が互いに逆方向の少なくとも２種類のカイラル材
料のうち一方のカイラル材料と他方のカイラル材料との
混合比率がカイラルネマチック液晶組成物１１６ｂと１
１６ｙ間で異なる積層型液晶表示素子Ｂ２。

【００７６】図４に示す液晶表示素子Ｂ１、Ｂ２におい
ては、各液晶層１１１Ｂ、１１１Ｙは、いずれも駆動装
置１２５’により単純マトリクス方式で駆動される。

【００７７】図５は駆動装置１２５’の主要部である駆
動回路の１例のブロック図及び該駆動回路に接続された
液晶層１１１Ｂ、１１１Ｙを示す図である。

【００７８】図５に示す駆動回路は、図３に示す駆動回
路と同様、全体の制御を行う中央処理装置（ＣＰＵ）
と、画像データに各種の処理を施す画像処理装置と、画
像データを記憶する画像メモリと、駆動ＩＣを制御する
ＬＣＤコントローラとを有している。また、信号電極
（ここでは例えば透明電極１１４）に電圧を印加するた
めの信号駆動ＩＣと、走査電極（ここでは例えば透明電
極１１３）に電圧を印加するための走査駆動ＩＣを備え
ている。

【００７９】図５に示すように、各液晶層１１１Ｂ、１
１１Ｙの信号電極及び走査電極はともに液晶層１１１
Ｂ、１１１Ｙ間で電気的に共通化され、各液晶層１１１
Ｂ、１１１Ｙ兼用の信号駆動ＩＣ及び走査駆動ＩＣが接
続されている。

【００８０】ＬＣＤコントローラはＣＰＵからの指示に
より、画像メモリを参照しながら各駆動ＩＣを駆動す
る。

【００８１】本駆動装置１２５’においては、単純マト
リクス方式の駆動によって表示動作が行われる。すなわ
ち、各液晶層１１１Ｂ、１１１Ｙでは、走査駆動ＩＣに
よって所定の走査電極に選択電圧を印加するとともに他
の走査電極に非選択電圧を印加し、これに同期して、選
択されている走査電極上の各画素に対応する画像データ
に基づいて信号駆動ＩＣによって信号電極に信号電圧を
印加することにより、選択された走査電極上の各画素に
対して書込みが行われる。これを順に他の走査電極に対
しても繰り返すことで、画面全体への書込みが行われ
る。かくして、モノクロ画像表示が行われる。

【００８２】図３に示すように、信号電極及び走査電極
のうちいずれか一方の電極のみを電気的に共通化するよ
うにしても構わないが、図４に示すようなモノクロ液晶
表示素子では各液晶層１１１Ｂ、１１１Ｙを同時に駆動
すればよいので走査電極及び信号電極ともに液晶層１１
１Ｂ、１１１Ｙ間で電気的に共通化ができる。走査電極
及び信号電極の両電極を電気的に共通化することで、そ
れだけ信号駆動ＩＣ及び走査駆動ＩＣの数を少なくする
ことができる。

【００８３】図４に示す液晶表示素子Ｂ１、Ｂ２による
と、図２に示す液晶表示素子Ａ１、Ａ２と同様の利点が
ある。

【００８４】なお、図２（及び図４）に示す複数の液晶
層１１１Ｂ、１１１Ｇ、１１１Ｒ（１１１Ｂ、１１１
Ｙ）を有する液晶表示素子Ａ１、Ａ２（Ｂ１、Ｂ２）は
積層型のものであるが、必ずしも積層型である必要はな
い。例えば、平面状に複数の液晶表示素子１１１Ｂ、１
１１Ｇ、１１１Ｒ（１１１Ｂ、１１１Ｙ）を並べたもの
であってもよい。＜実験例＞以下、本発明に係るカイラルネマチック液晶
組成物の調製方法の具体的な実験例について、比較実験
例とともに説明する。

【００８５】以下の実験例及び比較実験例においては、
ネマチック液晶として、ＮＩ点（等方相転移点）９８．
７℃、誘電率異方性Δε（パルス周期１ｋＨｚのパルス
電圧に対する２５℃でのΔε）２７．１、屈折率異方性
△ｎ（波長５８９ｎｍの光に対する２５℃での△ｎ）
０．１９９のネマチック液晶Ｘを用いた。

【００８６】カイラルネマチック液晶組成物の物性測定
については、次のようにして行った。すなわち、カイラ
ルネマチック液晶組成物の誘電率異方性△εは、セルギ
ャップが１０μｍの電極（１０ｍｍ×１０ｍｍのＩＴＯ
電極）付きガラスセルを使用し、液晶の分子軸方向の誘
電率ε//の測定には垂直配向膜をセル内側電極に形成し
たセルを用い、液晶の分子軸方向に直交する方向の誘電
率ε⊥の測定には水平配向膜をセル内側電極に形成した
セルを用い、それぞれのセルにパルス周期１ｋＨｚでパ
ルス振幅８０Ｖ（液晶をホメオトロピック状態にするた
めの電圧値）、０．４８Ｖ（予め指圧によりプレーナ状
態にセットした液晶層がプレーナ状態に維持される程度
の小さい電圧値）のパルス電圧を印加することでε//、
ε⊥を測定し、式Δε＝ε//−ε⊥にて算出した。

【００８７】選択反射波長及び光反射率は、前記水平配
向膜処理のセルを用い、指圧でプレーナ配列を形成させ
た後、分光側色計ＣＭ−３７００ｄ（ミノルタ社製）で
測定した。この場合、光反射率は部分拡散法による選択
反射波長ピークトップの値とした。

【００８８】屈折率異方性△ｎは、常法に従いアッベ屈
折計で常光線に対する屈折率ｎｏ、異常光線に対する屈
折率ｎｅを測定し、液晶の分子軸方向の屈折率ｎ//と液
晶の分子軸に直交する方向の屈折率ｎ⊥を求め、式Δｎ
＝ｎ//−ｎ⊥にて算出した。また、螺旋ピッチは選択反
射波長λ₀、ｎｏより、式λ₀／ｎｏにて算出した。

【００８９】なお、実験例及び比較実験例で用いたカイ
ラル材料の化学構造式は以下に示した通りであり、カイ
ラル材料Ｒ１０１１とＳ１０１１、カイラル材料Ｒ８１
１とＳ８１１、及びカイラル材料ＭＬＣ６２４７とＭＬ
Ｃ６２４８はいずれも鏡像異性体であり、互いに鏡像関
係にある。なお、各構造式において「＊」印は光学活性
部位を示している。

【００９０】

【化１】（実験例１）前記ネマチック液晶Ｘに、液晶組成物全体
に対して３３．４７重量％の添加量となるようにカイラ
ル材料ＭＬＣ６２４７（メルク社製）を添加し、よく攪
拌することにより、液晶組成物Ａを調製した。

【００９１】また、前記ネマチック液晶Ｘに、液晶組成
物全体に対して３３．４７重量％の添加量となるように
カイラル材料ＭＬＣ６２４８（メルク社製）を添加し、
よく攪拌することにより、液晶組成物Ｂを調製した。

【００９２】そして、前記液晶組成物Ａと液晶組成物Ｂ
とを、それぞれ１００：０、９１．８３：８．１７、８
４．３６：１５．６４の重量比で混合し、カイラルネマ
チック液晶組成物１、２、３を調製した。

【００９３】こうして得られたカイラルネマチック液晶
組成物１〜３を、ガラスセルに等方相で毛管現象により
注入し、既述の方法で屈折率異方性、誘電率異方性、螺
旋ピッチ、選択反射波長及び光反射率を測定した。

【００９４】その結果、カイラルネマチック液晶組成物
１の屈折率異方性△ｎは０．１５１４、誘電率異方性△
εは１７．１、螺旋ピッチは３０４．７ｎｍ、選択反射
波長は４８０ｎｍ、反射率は６９．９％であった。カイ
ラルネマチック液晶組成物２の△ｎは０．１５０８、△
εは１６．８、螺旋ピッチは３５５．６ｎｍ、選択反射
波長は５６０ｎｍ、反射率は７３．９％であった。カイ
ラルネマチック液晶組成物３の△ｎは０．１５０８、△
εは１６．９、螺旋ピッチは４３１．７ｎｍ、選択反射
波長は６８０ｎｍ、反射率は７４．０％であった。（実施例２）前記ネマチック液晶Ｘに、液晶組成物全体
に対して７．０重量％の添加量となるようにカイラル材
料Ｒ１０１１（メルク社製）及び１３．０重量％の添加
量となるようにカイラル材料Ｒ８１１（メルク社製）を
添加し、よく攪拌することにより、液晶組成物Ｃを調製
した。

【００９５】また、前記ネマチック液晶Ｘに、液晶組成
物全体に対して７．０重量％の添加量となるようにカイ
ラル材料Ｓ１０１１（メルク社製）及び１３．０重量％
の添加量となるようにカイラル材料Ｓ８１１（メルク社
製）を添加し、よく攪拌することにより、液晶組成物Ｄ
を調製した。

【００９６】そして、前記液晶組成物Ｃと液晶組成物Ｄ
とを、それぞれ１００：０、９１．８３：８．１７、８
４．３６：１５．６４の重量比で混合し、カイラルネマ
チック液晶組成物４、５、６を調製した。

【００９７】こうして得られたカイラルネマチック液晶
組成物４〜６を、ガラスセルに等方相で毛管現象により
注入し、既述の方法で屈折率異方性、誘電率異方性、螺
旋ピッチ、選択反射波長及び光反射率を測定した。

【００９８】その結果、カイラルネマチック液晶組成物
４の屈折率異方性△ｎは０．１７０１、誘電率異方性△
εは２２．３、螺旋ピッチは３００．７ｎｍ、選択反射
波長は４８０ｎｍ、反射率は６７．６％であった。カイ
ラルネマチック液晶組成物５の△ｎは０．１７０８、△
εは２２．２、螺旋ピッチは３５７ｎｍ、選択反射波長
は５７０ｎｍ、反射率は７０％であった。カイラルネマ
チック液晶組成物６の△ｎは０．１７０８、△εは２
２．２、螺旋ピッチは４１３．４ｎｍ、選択反射波長は
６６０ｎｍ、反射率は６６．２％であった。（比較例１）前記ネマチック液晶Ｘに対して、カイラル
材料ＭＬＣ６２４７（メルク社製）を液晶組成物全体に
対して、それぞれ３３．５０重量％、２７．３０重量
％、２３．４０重量％の割合となるように混合し、カイ
ラルネマチック液晶組成物７、８、９を調製した。

【００９９】こうして得られたカイラルネマチック液晶
組成物７〜９を、ガラスセルに等方相で毛管現象により
注入し、既述の方法で屈折率異方性、誘電率異方性、螺
旋ピッチ、選択反射波長及び光反射率を測定した。

【０１００】その結果、カイラルネマチック液晶組成物
７の屈折率異方性△ｎは０．１５１４、誘電率異方性△
εは１６．７、螺旋ピッチは３０４．８ｎｍ、選択反射
波長は４８０ｎｍ、反射率は７２％であった。カイラル
ネマチック液晶組成物８の△ｎは０．１５９、△εは１
９．９、螺旋ピッチは３６６．９ｎｍ、選択反射波長は
５８０ｎｍ、反射率は７３．２％であった。カイラルネ
マチック液晶組成物９の△ｎは０．１５８１、△εは２
１．７、螺旋ピッチは４２２．４ｎｍ、選択反射波長は
６７０ｎｍ、反射率は７２．８％であった。（比較例２）前記ネマチック液晶Ｘに対して、カイラル
材料Ｒ１０１１（メルク社製）及びカイラル材料Ｒ８１
１（メルク社製）を液晶組成物全体に対して、それぞれ
６．８重量％及び１３．２重量％、３．８重量％及び１
６．５４重量％、０．８０重量％及び１９．２重量％の
割合となるように混合し、カイラルネマチック液晶組成
物１０、１１、１２を調製した。

【０１０１】こうして得られたカイラルネマチック液晶
組成物１０〜１２を、ガラスセルに等方相で毛管現象に
より注入し、既述の方法で屈折率異方性、誘電率異方
性、螺旋ピッチ、選択反射波長及び光反射率を測定し
た。

【０１０２】その結果、カイラルネマチック液晶組成物
１０の屈折率異方性△ｎは０．１７０４、誘電率異方性
△εは２２．３、螺旋ピッチは２８８．２ｎｍ、選択反
射波長は４６０ｎｍ、反射率は７１．１％であった。カ
イラルネマチック液晶組成物１１の△ｎは０．１６９
９、△εは２２．６、螺旋ピッチは３５１ｎｍ、選択反
射波長は５６０ｎｍ、反射率は６６．６％であった。カ
イラルネマチック液晶組成物１２の△ｎは０．１７３
３、△εは２２．７、螺旋ピッチは４５１．１ｎｍ、選
択反射波長は７２０ｎｍ、反射率は６３．７９％であっ
た。

【０１０３】このように、実験例１、２のカイラルネマ
チック液晶組成物では螺旋ピッチがカイラルネマチック
液晶組成物それぞれで異なっているにもかかわらず、誘
電率異方性△ε、屈折率異方性△ｎはほぼ同等の値とな
った。すなわち、カイラルネマチック液晶組成物それぞ
れで△εや△ｎなどの物性値を殆ど異ならせることなく
螺旋ピッチを異ならせ、任意の選択反射波長に調節でき
ることがわかる。一方、比較例１、２のカイラルネマチ
ック液晶組成物ではカイラルネマチック液晶組成物それ
ぞれで螺旋ピッチが異なると共に誘電率異方性△ε又は
屈折率異方性△ｎ或いはその両方が異なっていた。

【０１０４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によると、選
択反射波長の異なる複数のカイラルネマチック液晶組成
物を調製する方法であって、前記複数のカイラルネマチ
ック液晶組成物それぞれで屈折率異方性、誘電率異方性
などの物性をほぼ等しくしながら選択反射波長を異なら
せることができるカイラルネマチック液晶組成物の調製
方法を提供することができる。

【０１０５】また本発明によると、第１のカイラルネマ
チック液晶組成物を含む第１液晶層と、該第１のカイラ
ルネマチック液晶組成物とは選択反射波長が異なる第２
のカイラルネマチック液晶組成物を含む第２液晶層との
少なくとも二つの液晶層を有する液晶表示素子であっ
て、屈折率異方性、誘電率異方性などの物性が前記第１
及び第２のカイラルネマチック液晶組成物間でほぼ同じ
である液晶表示素子を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図（Ａ）〜図（Ｃ）のそれぞれは、赤色、緑
色、青色の光を選択反射できる三つのカイラルネマチッ
ク液晶組成物を調製した場合の、ネマチック液晶とカイ
ラル材料との混合割合の例を示す図である。

【図２】反射型積層型液晶表示素子の１例の断面構造を
示す概略図であり、それぞれ青色、緑色、赤色の光を選
択反射できる三つの液晶表示素子（液晶層）をこの順序
で素子観察側から順に積層した３層積層型のフルカラー
液晶表示素子を示す図である。

【図３】図２に示す液晶表示素子を駆動する駆動装置の
主要部である駆動回路の１例のブロック図及び該駆動回
路に接続された液晶層を示す図である。

【図４】反射型積層型液晶表示素子の他の例の断面構造
を示す概略図であり、それぞれ青色、黄色の光を選択反
射できる二つの液晶表示素子（液晶層）をこの順序で素
子観察側から順に積層した２層積層型のモノクロ液晶表
示素子を示すものである。

【図５】図４に示す液晶表示素子を駆動する駆動装置の
主要部である駆動回路の１例のブロック図及び該駆動回
路に接続された液晶層を示す図である。

【符号の説明】

Ａ１、Ａ２３層積層型液晶表示素子Ｂ１、Ｂ２２層積層型液晶表示素子Ｃ１カイラル材料Ｒ、Ｓ全体Ｃ２カイラル材料Ｒ₁、Ｓ₁、Ｒ₂全体Ｃ３カイラル材料Ｒ₁、Ｓ₁、Ｒ₂、Ｓ₂全体Ｎネマチック液晶Ｒ、Ｒ₁、Ｒ₂ Ｒ体のカイラル材料Ｓ、Ｓ₁、Ｓ₂ Ｓ体のカイラル材料ｒ１、ｇ１、ｂ１カイラルネマチック液晶組成物ｒ２、ｇ２、ｂ２カイラルネマチック液晶組成物ｒ３、ｇ３、ｂ３カイラルネマチック液晶組成物１１１Ｂ青色の光を選択反射できる液晶表示素子（液
晶層）１１１Ｇ緑色の光を選択反射できる液晶表示素子（液
晶層）１１１Ｒ赤色の光を選択反射できる液晶表示素子（液
晶層）１１１Ｙ黄色の光を選択反射できる液晶表示素子（液
晶層）１１２ａ、１１２ｂ一対の透明基板１１３、１１４帯状透明電極１１５樹脂構造物１１６ｂ、１１６ｇ、１１６ｒ、１１６ｙカイラルネ
マチック液晶組成物１１７スペーサ１１８絶縁膜１１９配向制御膜１２０シール壁１２１黒色の可視光吸収層１２５駆動装置１２５’ 駆動装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ネマチック液晶にカイラル材料を添加する
ことで、選択反射波長の異なる複数のカイラルネマチッ
ク液晶組成物を調製する方法であり、前記ネマチック液晶に前記カイラル材料を添加するに際
して、前記カイラル材料として、光学活性部位を有し旋
光方向が互いに逆方向の鏡像異性体の混合物を含むもの
を用い、前記鏡像異性体混合物のうち一方の鏡像異性体
と、該一方の鏡像異性体とは旋光方向が逆方向の他方の
鏡像異性体との混合比率を前記複数のカイラルネマチッ
ク液晶組成物それぞれで異ならせることにより、前記複
数のカイラルネマチック液晶組成物の選択反射波長をそ
れぞれ異ならせることを特徴とするカイラルネマチック
液晶組成物の調製方法。
【請求項２】前記カイラル材料全体の合計添加量を前記
複数のカイラルネマチック液晶組成物それぞれで等しく
する請求項１記載のカイラルネマチック液晶組成物の調
製方法。
【請求項３】ネマチック液晶にカイラル材料を添加する
ことで、選択反射波長の異なる複数のカイラルネマチッ
ク液晶組成物を調製する方法であり、前記ネマチック液晶に前記カイラル材料を添加するに際
して、前記カイラル材料として、旋光方向が互いに逆方
向の少なくとも２種類のカイラル材料を含む複数種類の
カイラル材料を使用し、前記複数種類のカイラル材料全
体の合計添加量を前記複数のカイラルネマチック液晶組
成物それぞれで等しくするとともに、前記旋光方向が互
いに逆方向の少なくとも２種類のカイラル材料のうち一
方のカイラル材料と他方のカイラル材料との混合比率を
前記複数のカイラルネマチック液晶組成物それぞれで異
ならせることにより、前記複数のカイラルネマチック液
晶組成物の選択反射波長をそれぞれ異ならせることを特
徴とするカイラルネマチック液晶組成物の調製方法。
【請求項４】第１のカイラルネマチック液晶組成物を含
む第１液晶層と、該第１のカイラルネマチック液晶組成
物とは選択反射波長が異なる第２のカイラルネマチック
液晶組成物を含む第２液晶層との少なくとも二つの液晶
層を有しており、前記第１及び第２のカイラルネマチック液晶組成物は、
いずれもネマチック液晶にカイラル材料を添加して調製
されたものであり、それぞれのカイラル材料が光学活性
部位を有し旋光方向が互いに逆方向の鏡像異性体の混合
物を含んでおり、該鏡像異性体混合物のうち一方の鏡像
異性体と他方の鏡像異性体との混合比率が前記第１及び
第２のカイラルネマチック液晶組成物間で異なることを
特徴とする液晶表示素子。
【請求項５】第１のカイラルネマチック液晶組成物を含
む第１液晶層と、該第１のカイラルネマチック液晶組成
物とは選択反射波長が異なる第２のカイラルネマチック
液晶組成物を含む第２液晶層との少なくとも二つの液晶
層を有しており、前記第１及び第２のカイラルネマチック液晶組成物は、
いずれもネマチック液晶にカイラル材料を添加して調製
されたものであり、それぞれのカイラル材料が旋光方向
が互いに逆方向の少なくとも２種類のカイラル材料を含
む複数種類のカイラル材料からなり、該複数種類のカイ
ラル材料全体の合計添加量が前記第１及び第２のカイラ
ルネマチック液晶組成物間で等しく、且つ、前記旋光方
向が互いに逆方向の少なくとも２種類のカイラル材料の
うち一方のカイラル材料と他方のカイラル材料との混合
比率が前記第１及び第２のカイラルネマチック液晶組成
物間で異なることを特徴とする液晶表示素子。