(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方が透光性を有する一対の電極を備えた一対の基板と、当該一対の基板間に配された、コレステリック相を示す液晶組成物よりなる液晶層と、当該液晶層を電極から絶縁するための少なくとも１層の絶縁性薄膜との組み合わせを１セット以上有する液晶表示素子において、
当該絶縁性膜の静電容量が１０μＦ以下であり、
当該液晶層の層厚が２〜５μｍの範囲にあり、
当該液晶組成物の誘電率異方性が２０〜５０の範囲にあり、プレーナ状態時の比誘電率ε１が５〜１５であり、フォーカルコニック状態時の比誘電率ε２が１０〜２５であり、比抵抗が１０１０〜１０１３Ω・ｃｍであり、
当該液晶組成物をプレーナ状態およびフォーカルコニック状態にするための駆動電圧が実質的に直流バイアスを持たない交流パルスであり、
当該交流パルスのパルス印加時間が０．５〜５０ミリ秒の範囲にあり、書換え頻度が１秒当たり５回以下の範囲にあり、
ワイヤレス給電による駆動を可能とした、液晶表示素子。
【請求項２】
前記液晶組成物の等方相転移温度が８０℃以上である、請求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項３】
前記液晶組成物が、ネマティック液晶と、誘電率異方性が２０〜７０の範囲にあり、等方相転移温度が８０〜１３０℃の範囲にあるカイラル剤とを含んでいる、請求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項４】
前記カイラル剤が、誘電率異方性が２０〜７０の範囲にあるカイラル剤と、等方相転移温度が８０〜１３０℃の範囲にあるカイラル剤とを含んでいる、請求項３に記載の液晶表示素子。
【請求項５】
前記液晶組成物がネマティック液晶と、一分子内に不斉炭素を複数個有する１以上のカイラル剤とを含んでいる、請求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項６】
前記ネマティック液晶の誘電率異方性が２０〜５０の範囲にあり、等方相転移温度が８０〜１３０℃の範囲にある、請求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項７】
前記液晶組成物の粘度が、前記液晶表示素子の駆動時に、２０〜１２００ｍＰａ・ｓの範囲にある、請求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項８】
前記液晶組成物の屈折率異方性が０．１５〜０．２５の範囲にある、請求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項９】
前記液晶表示素子の駆動回路のＩＣの耐圧が３５Ｖ以下である、請求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項１０】
前記液晶表示素子の画面に直交する方向から見た場合に前記一対の電極が重なり合う部分の面積が約１００ｃｍ２以下である、請求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項１１】
駆動時の消費電力が約１０ｍＷ以下である、請求項１０に記載の液晶表示素子。
【請求項１２】
前記セットが２つ以上あり、多色表示が可能である、請求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項１３】
前記セットのそれぞれの反射光の混色により多色表示が可能である、請求項１２に記載の液晶表示素子。
【請求項１４】
前記２以上のセットのそれぞれを同一の駆動回路で駆動できるように、前記２以上のセットのそれぞれの液晶組成物の誘電率異方性、粘度および等方相転移温度を選択した、請求項１３に記載の液晶表示素子。
【請求項１５】
電子ペーパに用いられる、請求項１〜１４のいずれかに記載の液晶表示素子。
【請求項１６】
認識と通信との少なくともいずれか一方を非接触で行う装置に用いられる、請求項１〜１４のいずれかに記載の液晶表示素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコレステリック液晶を用いた液晶表示素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、各企業・大学で電子ペーパの開発が盛んに進められている。電子ペーパが期待されている応用市場としては、電子書籍を筆頭として、モバイル端末のサブディスプレイやＩＣカードの表示部など、多用な応用形態が提案されている。【０００３】
その電子ペーパの有力な方式の一つに、コレステリック液晶がある。コレステリック液晶は、半永久的な表示保持機能（メモリ性）や鮮やかなカラー表示、高コントラスト、高解像性といった優れた特徴を有している。【０００４】
コレステリック液晶は、カイラルネマティック液晶とも称されることがあり、ネマティック液晶にキラル性の添加剤（カイラル剤とも称される）を比較的多く（たとえば数十重量％程度）添加することにより、ネマティック液晶の分子を強くらせん状に捻った状態（コレステリック相ともいう）にし、入射光を干渉反射するようにした液晶として得ることができる。【０００５】
つぎに、コレステリック液晶を使用する液晶表示素子の表示・駆動原理を示す。コレステリック液晶は、その液晶分子の配向状態で表示の制御を行う。コレステリック液晶の配向状態には、図１のように、入射光１を反射するプレーナ状態２と、入射光１を透過するフォーカルコニック状態３があり、これらは無電界下でも安定して存在する。反射光４は人の目５に入る。【０００６】
プレーナ状態の時には、液晶分子のらせんピッチに応じた波長の光を反射する。反射が最大となる波長λは、液晶の平均屈折率ｎ、らせんピッチｐから、下記の式で示される。横軸に波長、縦軸に光の反射率を取った場合の反射率ピークの半値幅である反射帯域Δλは液晶の屈折率異方性Δｎに伴って大きくなる。すなわち、Δｎが大きいほど、表示が明るくなる。【０００７】
λ＝ｎ・ｐ
これに対しフォーカルコニック状態では、光がコレステリック液晶を透過するので、液晶層の後に光吸収層を設けることで光の反射を防止し、黒色を表示させることができる。【０００８】
図２−Ａ，Ｂに、コレステリック液晶を使用する液晶表示素子の駆動例を示す。コレステリック液晶に強い電界を与えると、液晶分子のらせん構造が完全にほどけ、全ての分子が電界の向きに従うホメオトロピック状態になる。この操作では、液晶の劣化を防止するため、図２−Ａの符号２１で示すように、交流が印加される。この電圧がプレーナ状態を得るための駆動電圧である。次に、ホメオトロピック状態から急激に電位をゼロ（図２−Ａでは符号２２で示してある）にすると、液晶のらせん軸が電極に垂直になり、らせんピッチに応じた光を選択的に反射するプレーナ状態になる。なお、本図では、すべての場合について矩形波を使用したが、波形はこれに限らず，さまざまな波形を組合わせてもよい。【０００９】
一方、コレステリック液晶に液晶分子のらせん構造が解けない程度の弱い電圧（この電圧がフォーカルコニック状態を得るための駆動電圧である。）を与えた（図２−Ｂでは符号２３で示してある）後に電圧を除去した場合（図２−Ｂでは符号２４で示してある）、または大きな電圧をかけ緩やかに電圧を下げていった場合は、液晶のらせん軸が電極に平行になり、入射光を透過するフォーカルコニック状態になる。また、中間的な強さの電圧を与え、急激に除去すると、プレーナ状態とフォーカルコニック状態が混在し、中間調の表示が可能となる。コレステリック液晶では、これらの現象を利用して情報の表示を行うのである。【００１０】
液晶の応答速度は、粘度が低いほど速くなり、また液晶の厚み（セルギャップ）が小さいほど速くなることが知られている。コレステリック液晶の場合も、粘度が低いほど、電圧をかけた時に素早くホメオトロピック状態に応答する。つまり、粘度が低いほど短いパルス幅（パルス印加時間）でプレーナ状態にできるようになり、その結果、駆動電圧を低下させることが可能となる。【００１１】
逆に、粘度が高いとホメオトロピック状態になるまでの時間が長くなる。そのため、プレーナ状態を実現するには電圧をかける時間を長くするか、電圧を高くすることが必要になる。更に、粘度が上がると十分なフォーカルコニック状態になり切れず、そのため透過率が低下し、散乱性が増す。【００１２】
このような事情から、低温時に液晶表示素子を駆動すると所望のコントラストが得られなくなることがある。液晶組成物の粘度は、低温になるほど上昇するのが一般的だが、この粘度の上昇を極力抑えることも駆動面・表示品位面で重要である。【００１３】
図３に、プレーナの初期状態からフォーカルコニック状態へ移行する場合についての電圧応答特性を実線で示してある。横軸は、駆動電圧を印加し、ついで印加を停止する一組の操作（たとえば図２−Ａ，Ｂの符号２１，２３の操作）における駆動電圧の絶対値を意味する。例えば駆動電圧が＋３２Ｖと−３２Ｖとの組み合わせである場合には３２Ｖを意味する。以下、駆動電圧の絶対値を単に駆動電圧と言う場合もある。初期のプレーナ状態ゾーン３１では液晶が光を反射する。この後、パルス電圧（すなわち駆動電圧）の絶対値を０Ｖから挙げていくと、遷移状態ゾーン３２を経て、フォーカルコニック状態ゾーン３３となり、更にこの値を上げると、遷移状態ゾーン３４を経てプレーナ状態ゾーン３１へ変化する。【００１４】
これに対し、フォーカルコニックの初期状態からプレーナ状態へ移行する場合については、図３の点線で示すように、初期状態のフォーカルコニックゾーン３５では液晶が光を透過し、その後、パルス電圧の絶対値を挙げていくと、遷移状態ゾーン３６を経てプレーナ状態ゾーン３１へ変化する。【００１５】
なお、コレステリック液晶の厚み（セルギャップ）は２μｍ以上あればある程度の明るさを呈するが、より厚いほどプレーナ状態での明るさが向上する。このため、一般的にはセルギャップは厚い方が好まれている。【００１６】
コレステリック液晶を用いた液晶表示素子は実用化上以下の課題があった。【００１７】
（１）液晶表示素子の駆動電圧
液晶表示素子の駆動電圧は、詳細にいえばプレーナ状態にするための駆動電圧、フォーカルコニック状態にするための駆動電圧および遷移状態にするための駆動電圧があるが、限定せずに述べる場合は、その内で最も大きな駆動電圧であるプレーナ状態にするための駆動電圧を指す。【００１８】
コレステリック液晶を使用する方式は、電子ペーパに使用される電気泳動方式など他方式に比べ、駆動電圧が高く、３５〜６０Ｖが一般的である。このため駆動回路の部品コストが高くなる。液晶表示素子用のＬＣＤドライバに汎用のＩＣを使ってこのコスト問題を克服するためには３５Ｖ以下の駆動電圧が必須となり、マージンを考えると、３２Ｖ以下に駆動電圧を低下させることが重要である。【００１９】
また、液晶表示素子の駆動電圧は、液晶組成物の粘度の温度依存性にも左右され、特に低温では駆動電圧の上昇が著しくなる。更には、既述のように低温時にはコントラストも低下する。これらの問題を解決するには動作温度範囲を拡大する必要がある。具体的には０〜５０℃の範囲で動作できることが重要である。【００２０】
（２）消費電力
近年のＲＦ−ＩＤ（Ｒａｄｉｏ−Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ：電波を使い、非接触で認識・通信を行う個体認識技術）の急速な普及に伴い、ＲＦ（無線）での液晶表示素子の駆動が可能となるような表示デバイスの要求も急速に増している。このＲＦ−ＩＤにコレステリック液晶を適用するためには、上記駆動電圧の低電圧化に加え、消費電力の低減も重要となる。このためには、液晶の抵抗値を高くしてリーク電流を極力防ぐのに加え、誘電率を調整して静電容量を適度に小さくすることも必要である。【００２１】
（３）表示保持温度
表示保持温度とは、長時間放置した後も液晶がプレーナ状態またはフォーカルコニック状態を維持できる温度を意味する。現状では、少なくとも数日以上経た後にもプレーナ状態またはフォーカルコニック状態を維持できる温度は、一般的に−１０〜６０℃程度であり、更なる表示保持温度の拡大が望まれている。たとえば、車載に適用するには、−２０〜９０℃ほどの広い範囲の表示保持温度が望まれている。【００２２】
これらの課題に対し、例えば特許文献１では、等方相転移温度７０〜１５０℃のネマティック液晶にカイラル剤を１０〜４５重量％添加した場合に、屈折率異方性Δｎが０．１０〜０．２２、誘電率異方性（Δε）が５〜３０となることが開示されている。しかしながら、Δεが５〜３０というのみで、粘度や液晶の厚み、カイラル剤の物性等の言及がなく、この条件のみでは、汎用のＩＣが利用できるほどの低電圧駆動または広い動作温度を実現できない。また、８０℃以上の広い表示保持温度も実現できない。【００２３】
また、特許文献２では、Δεが８〜４５のネマティック液晶混合物とカイラル剤とからなるカイラルネマティック液晶組成物（すなわちコレステリック液晶組成物）であって、カイラル剤を含有することにより、Δεがカイラル剤含有前のネマティック液晶組成物より上昇することが開示されている。しかしながら、この文献では等方相転移温度への言及がない。一般に、Δεが大きいカイラル剤は等方相転移温度（Ｔｃ）が低いことが多いため、カイラル剤の添加のみでは高い表示保持温度を実現できない筈である。また、この場合にも、低温時の駆動電圧上昇とコントラスト低下の問題が発生し、動作温度が限定される可能性が極めて高い。【００２４】
特許文献３では、反射率ピークの波長が４２０〜４９０ｎｍで、粘度が５０〜９０ｃＰ、Δεが１０〜３０、屈折率異方性が０．１５〜０．２０、かつ、等方相転移温度が７５〜１００℃であるカイラルネマティック液晶組成物が開示されている。この場合には、２種類以上のカイラル剤を含むことを特徴とするとの記述があるが、各カイラル剤の特徴についての言及がなく、この条件のみでは、上記課題に示すような低電圧駆動および広い動作温度と広い範囲の表示保持温度、特に８０℃以上の高い表示保持温度との両立を実現できる可能性は低いと考えられる。【００２５】
さらに、特許文献４には、それぞれ液晶組成物を含む、赤色表示を行うＲ液晶層、緑色表示を行うＧ液晶層および青色表示を行うＢ液晶層の三つの液晶層を含む液晶光変調素子であって、各液晶層がそれぞれ特定波長域の光を変調する液晶光変調素子において、Ｒ液晶層における液晶組成物が、Ｔｃが９０℃〜１５０℃であるネマティック液晶にカイラル剤を５〜２５重量％添加した、屈折率異方性Δｎが０．１６〜０．２０、Δεが７〜４０の、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であり、Ｇ液晶層における液晶組成物が、Ｔｃが９０℃〜１５０℃であるネマティック液晶にカイラル剤を１０〜３０重量％添加した、屈折率異方性Δｎが０．１３〜０．１８、Δεが８〜４０の、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であり、Ｂ液晶層における液晶組成物が、Ｔｃが９０℃〜１５０℃であるネマティック液晶にカイラル剤を１５〜４０重量％添加した、屈折率異方性Δｎが０．１３〜０．２０、Δεが８〜３５の、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であることを特徴とする液晶光変調素子が開示されているが、上記の物性だけでは、汎用性のある表示装置は実現できない。
【特許文献１】特開２０００−１２９２６１号公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】特開２００２−３６３５６４号公報（特許請求の範囲）
【特許文献３】特開２００３−２９５２２４号公報（特許請求の範囲）
【特許文献４】特開２００２−１２８６５号公報（特許請求の範囲）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
本発明は上記課題を解決し、液晶表示素子の駆動電圧の低下、動作温度範囲の拡大、消費電力の低減および広い範囲の表示保持温度を実現できる液晶表示素子を提供することを目的とする。本発明のさらに他の目的および利点は、以下の説明から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
本発明の一態様によれば、少なくとも一方が透光性を有する一対の電極を備えた一対の基板と、この一対の基板間に配された、コレステリック相を示す液晶組成物よりなる液晶層と、この液晶層を電極から絶縁するための少なくとも１層の絶縁性薄膜との組み合わせを１セット以上有する液晶表示素子において、絶縁性膜の静電容量が１０μＦ以下であり、液晶層の層厚が２〜５μｍの範囲にあり、液晶組成物の誘電率異方性が２０〜５０の範囲にある液晶表示素子が提供される。【００２８】
本発明態様により、半永久的な表示保持機能（メモリ性）や鮮やかなカラー表示、高コントラスト、高解像性といった特徴を有するコレステリック液晶を使用した液晶表示素子において、駆動電圧の低下、動作温度範囲の拡大、消費電力の低減および広い範囲の表示保持温度のいずれかを実現できる液晶表示素子が得られる。【００２９】
上記液晶組成物の等方相転移温度が８０℃以上であること、上記液晶組成物が、ネマティック液晶と、誘電率異方性が２０〜７０の範囲にあり、等方相転移温度が８０〜１３０℃の範囲にあるカイラル剤とを含んでいること、上記カイラル剤が、誘電率異方性が２０〜７０の範囲にあるカイラル剤と、等方相転移温度が８０〜１３０℃の範囲にあるカイラル剤とを含んでいること、上記液晶組成物がネマティック液晶と、一分子内に不斉炭素を複数個有する１以上のカイラル剤とを含んでいること、上記液晶組成物が上記カイラル剤を１５〜４０重量％含有していること、上記ネマティック液晶の誘電率異方性が２０〜５０の範囲にあり、等方相転移温度が８０〜１３０℃の範囲にあること、上記液晶組成物の粘度が、上記液晶表示素子の駆動時に、２０〜１２００ｍＰａ・ｓの範囲にあること、上記液晶組成物の比抵抗が１０10〜１０13Ω・ｃｍであり、そのプレーナ状態時の比誘電率ε１が５〜１５、フォーカルコニック状態時の比誘電率ε２が１０〜２５であること、上記液晶組成物をプレーナ状態およびフォーカルコニック状態にするための駆動電圧が実質的に直流バイアスを持たない交流パルスであること、上記交流パルスのパルス印加時間が０．５〜５０ミリ秒の範囲にあり、書換え頻度が１秒当たり５回以下の範囲にあること、上記液晶組成物の屈折率異方性が０．１５〜０．２５の範囲にあること、上記液晶組成物がプレーナ状態において可視光を反射すること、上記液晶表示素子の駆動回路のＩＣの耐圧が３５Ｖ以下であること、上記液晶表示素子の画面に直交する方向から見た場合に上記一対の電極が重なり合う部分の面積が１００ｃｍ2以下であること、ワイヤレス駆動が可能であること、上記セットが２つ以上あり、多色表示が可能であること、上記セットのそれぞれの反射光の混色により多色表示が可能であること、上記２以上のセットのそれぞれを同一の駆動回路で駆動できるように、上記２以上のセットのそれぞれの液晶組成物の誘電率異方性、粘度および等方相転移温度を選択したものであること、上記絶縁性膜が配向制御膜としても機能すること、が好ましい形態である。【００３０】
本発明に係る他の一態様によれば、上記態様の液晶表示素子を使用した電子ペーパが提供される。電子ペーパの具体的なものとしては電子書籍や認識と通信との少なくともいずれか一方を非接触で行う装置が好ましい。【００３１】
本発明態様により、駆動電圧の低下、動作温度範囲の拡大、消費電力の低減および広い範囲の表示保持温度といった上記の優れた特性を有する液晶表示素子を有効に利用することができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明により、半永久的な表示保持機能（メモリ性）や鮮やかなカラー表示、高コントラスト、高解像性といった特徴を有するコレステリック液晶を使用した液晶表示素子において、駆動電圧の低下、動作温度範囲の拡大、消費電力の低減および広い範囲の表示保持温度のいずれかを実現できる液晶表示素子が得られる。また、駆動電圧の低下、動作温度範囲の拡大、消費電力の低減および広い範囲の表示保持温度といった上記の優れた特性を有する液晶表示素子を有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】コレステリック液晶のプレーナ状態とフォーカルコニック状態３とを説明するための概念図である。
【図２−Ａ】プレーナ状態を得るための駆動電圧の印加の様子を示す図である。
【図２−Ｂ】フォーカルコニック状態を得るための駆動電圧の印加の様子を示す図である。
【図３】プレーナの初期状態からフォーカルコニック状態への移行またはフォーカルコニックの初期状態からプレーナ状態への移行時における光反射率の変化を示すグラフである。
【図４】本発明に係る液晶表示素子の１例の断面構造を示す模式図である。
【図５】例１において使用したカイラル剤の化学式である。
【図６】駆動電圧の温度依存性を示すグラフである。
【図７】駆動電圧のΔε・粘度依存性を示すグラフである。
【図８】コントラストの粘度依存性を示すグラフである。
【図９】ＳＴＮドライバの入力駆動電圧の様子を示す模式図である。
【図１０】本発明に係る駆動回路のブロック図である。
【図１１】駆動電圧における直流バイアスを説明する模式図である。
【図１２】多色表示装置の一例の模式的断面図である。
【図１３】ネマティック液晶の例を示す表である。
【図１４】ネマティック液晶の例を示す他の表である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下に、本発明の実施の形態を図、表、式、実施例等を使用して説明する。なお、これらの図、表、式、実施例等および説明は本発明を例示するものであり、本発明の範囲を制限するものではない。本発明の趣旨に合致する限り他の実施の形態も本発明の範疇に属し得ることは言うまでもない。図中、同一の符号は同一の要素を表す。【００３５】
本発明に係る液晶表示素子は、少なくとも一方が透光性を有する一対の電極を備えた一対の基板と、この一対の基板間に配された、コレステリック相を示す液晶組成物よりなる液晶層と、この液晶層を電極から絶縁するための少なくとも１層の絶縁性薄膜との組み合わせを１セット以上有し、液晶表示素子の動作時にこの絶縁性膜の静電容量が１０μＦ以下であり、液晶層の層厚が２〜５μｍの範囲にあり、液晶組成物の誘電率異方性が２０〜５０の範囲にある。これらの条件により、低い駆動電圧と低い消費電力と優れた品質の液晶表示素子を実現することができる。液晶組成物がプレーナ状態において可視光を反射するものであれば、肉眼で表示を見ることができる。なお、駆動電圧を３５Ｖ以下、好ましくは３２Ｖ以下に低下できれば、液晶表示素子の駆動回路のＩＣとして汎用のもの（たとえば耐圧３５Ｖのもの）を使用することができ、コスト的に有利である。【００３６】
液晶層の厚みを２〜５μｍの範囲にすると、駆動電圧のマージンが十分確保でき、明るい表示と低電圧駆動の両立が実現できることが判明した。液晶層の層厚が２μｍ未満では、プレーナ状態での明るさが不足すると共に駆動電圧のマージンが狭くなり（すなわち、フォーカルコニック状態にできる駆動電圧範囲が狭くなり）、温度変化の際等にこのマージンが変動することに伴う不安定表示の問題が目立つようになる。５μｍを超えると、駆動電圧のマージンが十分確保できるが、プレーナ状態への駆動電圧が高くなる問題が出てくる。液晶層の厚みは、４μｍ前後、例えば４±０．５μｍの範囲内に調整することが好ましい。ここで駆動電圧のマージンとは、たとえば図３の符号３３で示される電圧幅を意味する。【００３７】
絶縁性膜の静電容量を１０μＦ以下とすれば、駆動時の液晶表示素子の電荷の充放電量を適度に抑制し、消費電力を抑制できる。なおかつ、液晶の絶縁性を向上させ動作を安定させることが可能となる。絶縁性膜が二つある場合は、１０μＦ以下の条件は、両方の絶縁性膜の静電容量の和に対しての条件になる。絶縁性膜がないと，リーク電流が増大するためワイヤレス駆動が困難になったり，液晶の寿命が低下するなどの問題が生じる。なお、静電容量は絶縁性膜の誘電率、塗布した面積および厚さから計算で求めることができる。【００３８】
Δεについては、２０以上であれば、低い駆動電圧で使用可能なカイラル剤の選択範囲が広くなる。この範囲より低いと駆動電圧が高くなってしまい、この範囲より高い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。Δεとはダイレクタ方向（液晶分子の長軸の平均方向）の誘電率とそれに垂直な成分の誘電率の差であり、水平配向して液晶を注入したセルと、垂直配向して液晶を注入したセルの静電容量を測定することなどで求められる。【００３９】
液晶組成物のその他の物性としては、Ｔｃが重要である。液晶組成物の温度がＴｃを超えると、液晶がコレステリック相から等方相に転移してしまい、表示ができなくなる。従って、この温度は、高ければ高い方が広い表示保持温度を実現できるので好ましい。具体的には、８０℃以上であることが好ましい。上限については特に制限はない。一般的には１３０℃程度が材料的な上限のようである。Ｔｃはセルに注入してプレーナ状態にした液晶組成物を加熱し、反射率が急激に低下する温度を測定することで簡便に確認できる。【００４０】
本発明に係る液晶組成物については、コレステリック相を示す限り特に制限がなく、公知のものから選択することができるが、ネマティック液晶とカイラル剤とを含むものが一般的である。その場合に、カイラル剤のΔεが２０〜７０の範囲にあり、Ｔｃが８０〜１３０℃の範囲にあることが好ましい。カイラル剤は、同一組成物中に二種以上含まれていてもよい。その場合には、これらの範囲はそれらの混合物としてのΔεおよびＴｃに対して適用される。カイラル剤のΔεがこの範囲にあれば、液晶組成物のΔεを上記範囲に容易に制御することができる。Ｔｃについても同様である。【００４１】
さらに、液晶組成物用に物性が特化したカイラル剤を２種類以上使用すると、上記物性を実現し易いことが見出された。たとえば、液晶組成物が、Δεが２０〜７０の範囲にあるカイラル剤と、Ｔｃが８０〜１３０℃の範囲にあるカイラル剤とを含んでなる場合には、上記物性を容易に実現することができる。たとえば、カイラル剤Ａとカイラル剤Ｂとの混合物を考える場合、Δεが２０を上回り（例えば２５）、Ｔｃが８０℃を下回る（例えば７５℃）カイラル剤と、Δεが２０を下回り（例えば１５）、Ｔｃが８０℃を上回る（例えば９０℃）カイラル剤とを組み合わせれば、カイラル剤全体として、Δεを２０〜７０の範囲にし、Ｔｃを８０℃以上にすることができる場合がある。【００４２】
なお、使用するカイラル剤の内、少なくとも一つが、一分子内に不斉炭素を複数個有することが好ましい。一分子内に不斉炭素を複数有していることで、ヘリカルツイストパワー（ＨＴＰ、ネマティック液晶を捻る力）が高まり、少ないカイラル剤の添加でも可視光を反射させることができるようになる。そのため、粘度の上昇を抑制できるメリットがある。【００４３】
液晶組成物中におけるカイラル剤の含有量としては１５〜４０重量％が一般的である。この範囲より少ないと、可視光より長波長である赤外光を反射してしまい，この範囲より多いと、可視光より短波長である紫外光を反射してしまう場合がある。【００４４】
本発明に係るネマティック液晶については、特に制限はなく、公知のものから選択することができるが、Δεが２０〜５０の範囲にありＴｃが８０〜１３０℃の範囲にあることが好ましい。ネマティック液晶についても、同一組成物中に二種以上含まれていてもよい。その場合には、これらの範囲はそれらの混合物としてのΔεおよびＴｃに対して適用される。ネマティック液晶のΔεがこの範囲にあれば、液晶組成物のΔεを上記範囲に容易に制御することができる。Ｔｃについても同様である。【００４５】
本発明に係る液晶組成物の粘度については、すでに述べたように、低い方が低温時の駆動電圧上昇やコントラスト低下を抑制できる。この粘度は駆動時に（すなわち、０〜５０℃の間で）、２０〜１２００ｍＰａ・ｓの範囲にあることが好ましい。この範囲より大きいと、駆動電圧上昇やコントラスト低下が顕著になる。特に低温時にこれらの問題が起こりやすい。この範囲より小さいとメモリ性が低下することがある。粘度は市販の粘度計によって測定することができる。【００４６】
これらの条件により、動作温度範囲の拡大を図り、広い温度範囲での低電圧駆動をカバーできるようになる。【００４７】
消費電力については、液晶の比誘電率と比抵抗とを決められた範囲とすることで、さらに低減を実現することができる。比誘電率はあまり高くない方が、上記同様ワイヤレス駆動における低消費電力化に有効である。具体的には、液晶組成物のプレーナ状態時についてはその比誘電率ε１を５〜１５の範囲とし、フォーカルコニック状態時についてはその比誘電率ε２を１０〜２５の範囲とすることが好ましい。比誘電率がこれらの範囲より小さいと駆動電圧の上昇が大きくなる。比誘電率をこれらの上限より小さくできれば、電圧を印加・解放した時の電流量を抑制でき、消費電力を抑制できる。【００４８】
更に、液晶組成物の比抵抗を１０10〜１０13Ω・ｃｍと高い値を保持することで、液晶内のイオン性物質の流動などによる消費電力のロスを抑制でき、電圧安定性を向上でき、液晶の長寿命化に有効なだけでなく、微弱電波を電力源としたワイヤレスで安定した駆動が実現できるようになる。比誘電率や比抵抗の調整には、液晶組成物の構成要素である液晶やカイラル剤の材料選択が有効である。【００４９】
液晶組成物の屈折率異方性については、０．１５〜０．２５の範囲にあることが好ましい。この範囲より低いと表示が暗くなる問題が生じやすい。一般的に反射帯域Δλは液晶の屈折率異方性Δｎに伴って大きくなるので、大きい値の方が好ましいが、上記範囲を超えるとフォーカルコニック状態での散乱性が増して白濁するため、コントラストが低下し易い。液晶組成物の屈折率異方性は、ダイレクタに平行に入射した場合と垂直に入射した場合の屈折率の差であり，市販のアッベ屈折計などによって測定することができる。【００５０】
プレーナ状態およびフォーカルコニック状態にするための駆動電圧については、交流パルスであり、実質的に直流バイアスを持たないようにすることが好ましい。ここで、直流バイアスとは、図１１に示すように交流パルスの電位の絶対値の差（たとえば図１１中のＶ１−Ｖ２）を意味する。直流バイアスが存在すると、液晶の劣化により、液晶の信頼性が低下し、液晶の寿命が短くなるからである。【００５１】
また、プレーナ状態に移行する場合およびフォーカルコニック状態に移行する場合の電圧パルスのパルス印加時間が０．５〜５０ミリ秒の範囲にあり、書換え頻度が５Ｈｚ以下の範囲にあるようにして、液晶に与え続ける電界の印加時間を限定することで、高Δεの液晶で懸念される周辺部材との反応やイオン分解といった劣化を抑制でき、より消費電力も抑制できる。ここで、電圧パルスのパルス印加時間とは図２−Ａ，Ｂで言えば、符号２１および２３の期間を意味する。また、本発明における書換え頻度とは、１秒当たりに液晶表示素子を書換える回数を意味する。上記パルス印加時間が上記範囲より短いと所望の明るさやコントラストが得られなくなり、上記範囲より長いと消費電力が増大する。上記書換え頻度が上記範囲より大きいと消費電力が増大し、ワイヤレス駆動の場合に不利になる。【００５２】
消費電力は、さらに、液晶表示素子の画面に直交する方向から見た場合に一対の電極が重なり合う部分の面積を、例えば１００ｃｍ2以下に限定することでも低減が可能である。上記の条件を組合わせることで、大幅な消費電力の低減が可能となる。具体的には、消費電力を数ｍＷにして、液晶表示素子をバッテリーレスで安定したワイヤレス駆動をすることが可能となる。たとえば、駆動時の電圧パルスを、液晶表示素子と近接した電磁波のエネルギーにより生成させることが可能となり、電源を要さずに、液晶表示素子の表示を変更することが可能となる。従ってＲＦ−ＩＤ用途に好適に適用できる。【００５３】
本発明に係る液晶表示素子は、単色表示も多色表示も可能である。単色表示の場合は上記セットは一つでよい。多色表示は公知のどのような技術から選択することもできるが、上記セットが２つ以上ある場合には、それぞれのセットにより別々の色を実現させることにより多色表示が可能となる。【００５４】
多色表示の方法としてはどのような方法を採用してもよい。たとえば、図１２のように複数のセットを重ね合わせ、それぞれのセットの混色により多色表示する方法がある。セット毎の色は液晶の種類を選択し、適切な反射波長とすることで実現できる。【００５５】
この場合、いずれかのセットの液晶組成物中に吸収する色の異なる色素を添加して、そのセットで反射する波長領域を限定することもできる。たとえば赤色の光を反射する液晶組成物中に、青色と緑色を吸収する色素を混ぜて、赤色の純度を更に上げることができる。【００５６】
上記セットが複数ある場合に、色素を混ぜる液晶組成物を含むセットとしてどのセットを選択してもよいが、色素で吸収される波長領域が、表示面側から見て、色素を混ぜた液晶組成物を含むセットより、後ろにあるセットの液晶組成物の反射波長領域と重複するようになっていると、その反射波長を色素が吸収してしまうので注意を要する。【００５７】
色素添加の代わりにカラーフィルタを採用することもできる。このカラーフィルタ層の材料としては、無色透明物質に色素を添加した材料、色素を添加せずとも本来的に着色状態にある材料、色素と同様の働きをする特定の物質の薄膜を挙げることができる。カラーフィルタ層を配する代わりに、透明基板自体をフィルタ層材料と置き換えても同様の効果を得ることができる。【００５８】
この場合、上記２以上のセットのそれぞれを同一の駆動回路で駆動できるように、それぞれの液晶組成物のΔε、粘度およびＴｃを選択することが、コスト低減上好ましい。具体的には、それぞれの値を、それらの平均値の±１０％以内にする方法が簡便である。【００５９】
次に、本発明に係る液晶表示素子の構造を図４を用いて例示的に説明する。図４は、本発明に係る液晶表示素子の一例の断面構造を示す模式図である。この液晶表示素子はコレステリック相を示すコレステリック液晶組成物を使用しているためメモリ性を有しており、プレーナ状態およ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。【００６０】
図４において、液晶組成物よりなる液晶層４５を挟んで、透光性の基板４１，４２上にあるストライプ状の電極４３，４４が、基板に垂直な方向から見てストライプが互いに交差するように向かい合わされている。液晶層４５のギャップは（図示されていない）スペーサによって確保されている。スペーサの材料としては樹脂製又は無機酸化物製の球体を使用できる。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も好適に用いられる。【００６１】
電極上には、液晶層を電極から絶縁するための少なくとも絶縁性薄膜や、界面付近のプレーナ状態への配向またはフォーカルコニック状態への配向を促進するための配向制御膜（図示されていない）がコーティングされていることが好ましい。絶縁性薄膜はガスバリア性を有することも多く、その方が好ましい。場合によっては、絶縁性薄膜と配向制御膜とは片方の電極上にのみあってもよい。絶縁性薄膜が配向制御膜を兼ねていてもよい。配向制御膜は液晶層と接して配置される必要があるが、絶縁性薄膜は、配向制御膜の機能を兼ねる場合を除いて、電極と液晶層との間にあれば、どの層に接していてもよい。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４８が設けられる。液晶層４５の液晶組成物はシール材４６，４７によってシールされている。本液晶表示素子は、パルス電源４９によりパルス状の所定電圧を印加することで駆動される。【００６２】
本例の基板４１，４２はいずれも透光性を有しているが、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り、必ずしも、両方が透光性を有する必要はない。【００６３】
上記のようにして、本発明により、半永久的な表示保持機能（メモリ性）や鮮やかなカラー表示、高コントラスト、高解像性といった特徴を有するコレステリック液晶を使用した液晶表示素子において、駆動電圧の低下、動作温度範囲の拡大、消費電力の低減および広い範囲の表示保持温度のいずれかを実現でき、液晶表示素子の汎用性を大きく拡大できる。【００６４】
これらの効果により、たとえば、上記液晶表示素子は、電子ペーパ用途に好適に適用できる。特に、電子書籍の用途や、通信または通信と認識とを非接触で行う装置としてのＲＦ−ＩＤ用途に好適に適用できる。ここで、通信とは、本装置と近接した装置との間の情報交換のための通信を意味し、認識とは、この通信により近接した装置が本装置（従って本装置の携行者）を認識することを意味する。【００６５】
なお、以下に、本発明に係る部品の材料について説明する。【００６６】
本発明に係る基板としては、ガラス基板を例示できるが、ガラス基板以外にも、ＰＥＴやＰＣなどのフィルム基板を使用することができる。反表示側（光を入射させる側の反対側）の基板は不透明な基板でもよい。【００６７】
本発明に係る透光性を有する電極としては、たとえば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ＝インジウム錫酸化物）が代表的であるが、その他ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｃ  Ｏｘｉｄｅ＝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、または、アモルファスシリコン、ＢＳＯ（Ｂｉｓｍｕｔｈ  Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｏｘｉｄｅ＝ビスマスシリコン酸化物）等の光導電性膜等を用いることができる。反表示側の電極は、その表面を光吸収性にできるのであれば透光性である必要性はなく、通常の銅、アルミニウム等の金属や合金でもよい。【００６８】
本発明に係るネマティック液晶は、たとえば、図１３，１４のものやそれらの混合物のの中から選択することもできる。【００６９】
本発明に係るカイラル剤の例としては公知のどのようなものを使用してもよい。図５にその例を示す。その物性は例１に示されている。【００７０】
本発明に係る液晶組成物は、上記ネマティック液晶およびカイラル剤の他に色素を含んでいてもよい。この色素としては、従来知られている各種色素を使用することができ、液晶と相溶性の良好なものが好ましい。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、複数種用いてもよい。添加量は、液晶成分とカイラル剤の合計量を１００重量部とした場合に３重量部以下が好ましい。【００７１】
本発明に係る絶縁性薄膜としては、体積抵抗（Ω・ＣＭ）が少なくとも液晶より大きいことが必要で、酸化シリコン等の無機膜や、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂等の有機膜を例示できる。【００７２】
本発明に係る配向制御膜としては、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、ポリビニルブチラール樹脂、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。【００７３】
＜実施例＞
次に本発明の例を図面を参照して詳述する。以下の評価法を採用した。【００７４】
（液晶表示素子の反射率およびコントラスト）
以下に説明する各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。【００７５】
反射率は、反射型分光測器を用いて視感反射率（Ｙ値）として求めた。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。【００７６】
コントラストは（プレーナ状態でのＹ値／フォーカルコニックでのＹ値）で与えられる。【００７７】
（比抵抗と比誘電率）
表示エリアが１ｃｍ角のガラス製テスト用セルに液晶組成物を注入後、市販のＬＣＲメータにより測定・算出した。【００７８】
（駆動電圧）
液晶表示素子に、室温または所定温度で、パルス幅５０ミリ秒で図２−Ａのような矩形波の電圧を印加し、完全なプレーナ状態の得られる最小の電圧を求めた。【００７９】
（表示保持温度）
液晶表示素子を室温でプレーナ状態またはフォーカルコニック状態にした後、所定温度で約１００時間保持した後、元の状態が維持されているかどうかを観察し、プレーナ状態についてもフォーカルコニック状態についても元の状態が維持されている下限の温度と上限の温度とを５℃刻みで調べた。【００８０】
［例１］
まず、１２×１０ｃｍのサイズにカットしたポリカーボネート（ＰＣ）フィルム基板上に設けられた２枚のＩＴＯ透明電極を、エッチングにより０．２４ｍｍピッチのストライプ状にパターニングし、６４０×４８０ドットのＶＧＡ表示ができるようにした。液晶表示素子の画面に直交する方向から見た場合にこれら一対の電極が重なり合う部分の面積は１３５ｃｍ2であった。【００８１】
その後、両基板上の透明電極上にポリイミド系の配向制御膜材料をスピンコートにより約７００Å（換算値は約７０ｎｍ）の厚さで塗布した。次に、９０℃のオーブン中で１時間ベーク処理を行い、配向制御膜を形成した。この時、各配向制御膜の静電容量は、計算上約２．５μＦであり、合計約５μＦであった。この配向制御膜は、体積抵抗値が１０16Ω・ＣＭ程度であり、本発明に係る絶縁性薄膜に該当する。【００８２】
次に、一方の基板上の周縁部にエポキシ系のシール剤をディスペンサーにより塗布して所定の高さの壁を形成した。続いて、もう一方の基板の配向制御膜上に４μｍ径のスペーサ（積水ファインケミカル社製）を散布した。その後、上記の基板を貼り合わせ、１６０℃で１時間加熱し、シール剤を硬化させた。【００８３】
次に、市販のネマティック液晶Ａ（屈折率異方性Δｎは０．２４、Δεは６．５、粘度は室温で２８ｍＰａ・ｓ、Ｔｃは１０１℃）とネマティック液晶Ｂ（屈折率異方性Δｎは０．２０、Δεは３４．３、粘度は室温で７７ｍＰａ・ｓ、Ｔｃは８２℃）を重量比でほぼ１：１の割合で混合してなるネマティック液晶Ｃ（屈折率異方性Δｎは０．２２、Δεは２０．４、粘度は室温で５３ｍＰａ・ｓ、Ｔｃが９２℃）に対して、図５（図５中のＲは炭化水素基で不斉炭素が複数含まれている）の構造を有する市販のカイラル剤Ａ（Δεが２２でＴｃが６０℃）、カイラル剤Ｂ（Δεが２６でＴｃが１１８℃）を、ネマティック液晶組成物とカイラル剤の合計重量に対して２８重量％となるように添加し、反射のピーク波長が５６０ｎｍ付近となるように選択した液晶組成物Ｘを調製した。カイラル剤Ａとカイラル剤Ｂの混合物のΔεは２４、Ｔｃは８５℃であった。【００８４】
２８重量％の内訳は、カイラル剤Ａが２０重量％、カイラル剤Ｂが残りの８重量％とした。従って７２重量％がネマティック液晶Ｃである。カイラル剤Ａとカイラル剤Ｂとは常温では固体であった。液晶組成物Ｘの屈折率異方性ΔｎとΔεは、０〜５０℃の温度範囲でそれぞれ、０．２１と２２であった。Ｔｃは９２℃であった。粘度は常温で約１２０ｍＰａ・ｓ、５０℃で約３０ｍＰａ・ｓ、０℃で約６００ｍＰａ・ｓであった。そのため、少なくとも０〜５０℃という広い温度範囲で駆動が可能となり、コントラストも良好に保持できることが判明した。【００８５】
また、液晶組成物Ｘの比抵抗は、１．２２×１０11Ω・ｃｍであり、比誘電率はプレーナ状態で９．０、フォーカルコニック状態で２３．５であった。【００８６】
その後、真空注入法により液晶組成物Ｘを上記の基板間に注入した後、エポキシ系の封止剤で注入口を封止し、液晶セルを作製した。さらに、光を入射させる側（表示側）とは反対側の基板に黒色の光吸収層を設けた。【００８７】
このような液晶表示素子にあっては、室温で電極間に、直流バイアスを持たない２８Ｖ・パルス印加時間の実効値（実効時間）５０ミリ秒のリセット用パルス電圧と書換え用パルス電圧を１ライン毎に印加すると、選択された可視光を反射する状態（プレーナ状態）となり、直流バイアスを持たない１９Ｖ・実効時間５０ミリ秒のパルス電圧を印加すると、良好な透過状態（フォーカルコニック状態）となった。この駆動電圧は、０〜５０℃という広い温度範囲でほぼ不変であった。【００８８】
表示保持温度について、液晶セルを所定温度で恒温槽に１００時間放置し、放置後の状態を観察した結果、この作製した液晶においては、高温で９０℃、低温で−２０℃においても表示状態（プレーナ状態、フォーカルコニック状態）を保持することを確認した。【００８９】
次に、この液晶表示素子にＴＣＰ（ｔａｐｅ  ｃａｒｒｉｅｒ  ｐａｃｋａｇｅ）のＳＴＮ（ＳｕｐｅｒＴｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）用汎用ドライバ（ＥＰＳＯＮ社製Ｓ１Ｄ１７Ａ０３（１６０本出力）を１個とＳ１Ｄ１７Ａ０４（２４０本出力）を４個用いて、ＶＧＡ表示に対応できるようにした。この時、必要に応じて、ドライバに入力する電圧を安定化させるために、汎用オペアンプやツェナーダイオードにより安定化させてもよい。また、必要な場合には、画素データに応じて出力電圧を切替えるためのアナログスイッチをオペアンプの前段に使用してもよい。【００９０】
ＳＴＮドライバのコモン側（スキャン側）とセグメント側（データ側）には、図９のような出力となるように電圧を制御した。ＯＮセグメント線の出力電圧から選択コモン線の出力電圧を引くと、プレーナ状態に移行するための印加電圧の変化（＋３２Ｖと−３２Ｖと０Ｖの組み合わせ）が得られる。ＯＦＦセグメント線の出力電圧から選択コモン線の出力電圧を引くと、フォーカルコニック状態に移行するための印加電圧の変化（＋２４Ｖと−２４Ｖと０Ｖの組み合わせ）が得られる。ＯＮセグメント線の出力電圧から非選択コモン線の出力電圧を引くと、印加電圧の変化を、すでに表示されているプレーナ状態またはフォーカルコニック状態を変化させない程度にとどめることができる＋４Ｖと−４Ｖと０Ｖの組み合わせが得られる。ＯＦＦセグメント線の出力電圧から非選択コモン線の出力電圧を引く場合も同様に−４Ｖと＋４Ｖと０Ｖの組み合わせが得られる。【００９１】
その後、図１０に示すアンテナを搭載した高周波電源と制御回路、ドライバＩＣを装着し、電波出力が約１０ｍＷの近距離のワイヤレス通信を行ったところ、所定の電圧で電池を用いずに所望の表示を行うことができた。【００９２】
［例２］
ＩＣカードの表示部向けとして、サイズを約２×１ｃｍとし、３μｍ径のスペーサを用いた（それ以外は例１と同様）液晶表示素子を作成した。結果を図６に示す。図６の横軸は駆動時の温度、縦軸は駆動電圧を表す。▲印で表したデータを結ぶ線以上の駆動電圧は、完全にプレーナ状態にできる駆動電圧を、■印で表したデータを結ぶ線と、◆印で表したデータを結ぶ線との間の駆動電圧は、完全にフォーカルコニック状態にできる駆動電圧を意味する。【００９３】
図６より、このような液晶表示素子にあっては、０〜５０℃の温度範囲で、たとえば駆動電圧１４Ｖ・実効時間５０ミリ秒のパルス電圧を印加すると、選択した反射状態（プレーナ状態）となり、９〜１０Ｖ・実効時間５０ミリ秒のパルス電圧を印加すると、良好な透過状態（フォーカルコニック状態）となることが理解される。このため、汎用のＩＣを使用でき、コスト低減が図れる。【００９４】
この場合でも例１と同様、高温で９０℃、低温で−６０℃においても表示状態（プレーナ状態、フォーカルコニック状態）を保持することを確認した。【００９５】
次に、この液晶表示素子にアンテナを搭載した高周波電源と制御回路、ドライバＩＣを装着し、電波出力が約１０ｍＷの近距離のワイヤレス通信を行ったところ、所定の電圧で電池を用いずに所望の表示を行うことができた。この液晶表示素子（駆動回路を除く）の消費電力は１ｍW以下と極めて小さかった。【００９６】
また、セルギャップを３μｍと小さくしたが、明るさの低下は最小限に抑制できた。このように、セルギャップを小さくすることで１４Ｖでの駆動も可能となり、更に安価なＩＣを用いることもできるようになる。【００９７】
［例３］
下記の各試験では、液晶とカイラル剤の組成を種々変更した以外は、例１と同様にして液晶表示素子を作成した。【００９８】
図７に、本例の液晶組成物のΔεと粘度に対する駆動電圧の関係を示すグラフを示す。本発明のように、Δε≧２０，粘度≦１２００ｍＰａ・ｓとすることで、駆動電圧が３２Ｖ以内の条件が満たされていることが理解される。【００９９】
また、図８に、粘度とコントラストの関係を表すグラフを示す。低温時に粘度＞１２００ｍＰａ・ｓとなるとフォーカルコニック状態の透過率が下がり（すなわち、散乱が増し）、コントラストが急降下する事例を示している。【０１００】
この他、液晶の比抵抗が１０10未満となると、駆動時の消費電力が大きく増大してしまいワイヤレスでの駆動が不安定化した。さらに、表示の焼き付き現象などといった表示品質の劣化も観察された。【０１０１】
また、比誘電率εが、プレーナ状態では５〜１５の範囲、フォーカルコニック状態では１０〜２５の範囲を下回ると、Δεも低下するため、駆動電圧が上昇し、汎用のＩＣの使用が困難になる他、ワイヤレス駆動が困難になった。一方、比誘電率が上記範囲を上回ると、駆動時の液晶表示素子の電荷の充放電量が大きくなり、消費電力が増加するためワイヤレス駆動が不安定化した。【０１０２】
［例４］
次に、添加するカイラル剤の条件を変えて評価した事例を表１に示す。駆動電圧は室温下の値である。ネマティック液晶としては例１と同じものを使用し、従来カイラル剤としてはΔεがほぼ０（ゼロ）、Ｔｃが約５０℃のものを使用した。【０１０３】
カイラル剤Ａのみを用いて５６０ｎｍ付近に選択した反射のピーク波長となるよう調整した液晶組成物は、Ｔｃが低下し、表示保持温度の上限が７０℃付近まで低下してしまった。【０１０４】
更に、カイラル剤Ｂのみを用いて５６０ｎｍ付近に選択した反射のピーク波長となるよう調整した液晶組成物は、常温時では３２Ｖの駆動電圧であり、表示保持温度も−２０〜９５℃と、最左欄の従来カイラル剤に比し優れていたが、低温（１０℃以下）時の粘度が１２００ｍＰａ・ｓ以上に増加してしまい、低温での駆動電圧上昇とコントラスト低下が著しかった。【０１０５】
これに比し、例１の液晶表示素子（最右欄）では、適量のカイラル剤ＡとＢを併用することで、低い駆動電圧、広い動作温度、広い表示保持温度、低消費電力といった重要な項目をすべて満たすことが可能であることが判明した。【０１０６】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【０１０７】
本発明によれば、コレステリック液晶を用いた液晶表示素子の性能を改良することができる。
【図１】
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【図２−Ａ】
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【図２−Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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