(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも液晶物質と、該液晶物質をゲル化する化合物を含有してなり、該ゲル化する化合物がディスコティック液晶性を有し、かつ超構造物質からなることを特徴とする液晶組成物。
【請求項２】
前記超構造物質が少なくとも分子間相互作用部位を１つ有し、その相互作用の方向も多次元に形成しうる請求項１に記載の液晶組成物。
【請求項３】
前記超構造物質がその分子間相互作用部位にアミド基を少なくとも１つ有する化合物である請求項１又は２に記載の液晶組成物。
【請求項４】
一対の電極と、該一対の電極間に液晶組成物を備えた液晶素子において、該液晶組成物は少なくとも液晶物質と、該液晶物質をゲル化する化合物を含有してなり、該ゲル化する化合物がディスコティック液晶性を有し、かつ超構造物質からなることを特徴とする液晶素子。
【請求項５】
前記液晶物質およびゲル化する化合物のうち、相転移温度の低い物質が相転移温度の高い物質により配向を規制されることを特徴とする請求項４に記載の液晶素子。
【請求項６】
印加する電場によって光の選択的反射または透過を制御することを特徴とする請求項４に記載の液晶素子。
【請求項７】
請求項４乃至６のいずれかに記載の液晶素子を用いた液晶表示装置。
【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、それを用いた液晶素子および液晶表示装置に関し、特に液晶をゲル化することができ、該液晶組成物中のゲル化する化合物がディスコティック液晶性を有し、かつ超構造物質からなることを特徴とした液晶組成物、またそれを用いた液晶素子および液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
情報機器の発達に伴い、低消費電力の薄型表示素子への社会的なニーズが急速に大きくなっている。その中でそのようなニーズに応えられる表示素子の一つの形態として、液晶素子の活発な研究開発が行われており、特にネマティック相を示す低分子液晶、強誘電性液晶を用いた表示素子は商品化され、社会に広く普及している。
【０００３】
しかしながら、これらの液晶組成物は、温度範囲の拡大、電圧駆動特性、光学特性の向上を図るために、多くの成分を混合するなどの経験の蓄積が必要であり、また多成分の混合という複雑な工程も必要である。また、装置構成に関しても、カラー化のためにカラーフィルターを付加しなければならず、複雑な構成となる。
【０００４】
最近、数少ない成分系で液晶組成物中にさまざまな化合物を含有させた新しいタイプの液晶組成物が多数報告されている。
例えば、低分子液晶と非晶質を形成する低分子化合物を組成分とした液晶組成物では、低分子化合物が水素結合によりネットワークを形成し、そのドメイン中に低分子液晶を分散させる例（特開平８−２５４６８８号公報）、低分子で液晶をゲル化した例（特開平１１−５２３４１号公報、特開平１１−２１５５６号公報、特開平１１−２５６１６４号公報）、また、棒状の液晶とデンドリマーまたはディスコティック液晶を混合した例（特開平９−２４３９８４号公報）などがある。
【０００５】
また、カラーフィルターを付与せずにカラー化が可能な例としては、コレステリック液晶を用いた液晶素子が、Ｍａｒｔｉｎ  Ｓｃｈａｄｔらにより、“Ｌｉｑｕｉｄ−Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｅｖｉｃｅ  ａｎｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ”Ｖｏｌ．１４５５、２１４〜２２４頁（１９９１年）で発表されてから数多く研究され、またネマティック液晶にカイラル剤を添加した例などもある。これは、配向方向が螺旋構造をとるため選択的な反射が得られカラー化が可能になる。
また、ホログラフィックにより実現した例（特開平１１−２８０２号公報）などがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の特開平８−２５４６８８号公報では、非晶質の低分子化合物を用い、その含有量はネットワークを形成させるために１０重量％以上用いることが必要とされている。
【０００７】
また、特開平１１−５２３４１号公報、特開平１１−２１５５６号公報、特開平１１−２５６１６４号公報では、自己集積性分子（超構造物質）による液晶のゲル化に着目し、自己集積性分子の分子間に形成する水素結合により液晶の配向制御が可能となることが述べられているが、実際の構造を確認した報告はない。さらに、特開平９−２４３９８４号公報では、低電圧駆動が可能であることが述べられているが、コントラストに関する記載は一切ない。
【０００８】
また、コレステリック液晶や、カイラル剤を添加したネマティック液晶、ホログラフィックを用いたカラー化可能な液晶素子は、マルチカラー化にするには、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）層用の各コレステリック液晶層を作成し、３層を重ねた表示素子にしなければならないために、電気的な駆動でマルチカラーを制御できなくなり、物質的な制御に頼らざるを得ない。従って構成が複雑になるばかりではなく、光学的に利得が得られない。
【０００９】
本発明は、この様な従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、少なくとも液晶物質と該液晶物質をゲル化する化合物からなり、ゲル化する化合物がディスコティック液晶性を有し、本来流動性を示す液状の液晶分子の流動性を低下させた液晶組成物、さらにこれを用いたコントラストの向上、電圧、周波数などの電気的制御でカラー化を制御した液晶素子および液晶表示装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、少なくとも液晶物質と、該液晶物質をゲル化する化合物を含有してなり、該ゲル化する化合物がディスコティック液晶性を有し、かつ超構造物質からなることを特徴とする液晶組成物である。
【００１１】
前記超構造物質が、少なくとも分子間相互作用部位を１つ有し、その相互作用の方向も多次元に形成しうることを特徴とした液晶組成物である。
前記超構造物質の分子間相互作用部位が、アミド基を少なくとも１つ有する化合物であることを特徴とした液晶組成物である。
【００１２】
また、本発明は、一対の電極と、該一対の電極間に該液晶組成物を備えた液晶素子において、少なくとも液晶物質と、液晶をゲル化する化合物を含有してなり、ゲル化する化合物がディスコティック液晶性を有し、かつ超構造物質からなることを特徴とする液晶素子である。
【００１３】
前記液晶素子において、前記液晶物質およびゲル化剤のうち、相転移温度の低い物質が相転移温度の高い物質により配向を規制されることを特徴とした液晶素子である。
さらに、前記液晶素子において、印加する電場の周波数によって光の選択的反射または透過を制御することを特徴とした液晶素子である。
【００１４】
さらに、本発明は、上記の液晶素子を用いた液晶表示装置である。
【００１５】
本発明では、少なくとも液晶物質と、ディスコティック液晶性を示し且つ超構造を有する化合物を添加してゲル化させることにより、本来流動性を示す液状の液晶分子の流動性を低下させた液晶組成物、またこれを用いた液晶素子において、高コントラスト、電圧、周波数を変化させることによる光の選択的反射または透過が制御可能なことを特徴とした液晶素子である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明の液晶組成物は、少なくとも液晶物質と、該液晶物質をゲル化する化合物を含有し、該ゲル化する化合物がディスコティック液晶性を有し、かつ超構造物質からなることを特徴とする。
【００１７】
本発明における超構造物質とは、超分子構造を取るタイプの化合物、すなわち、分子間に働く弱い力の相互作用により、幾何学的な秩序を有する構造を持った集合体を形成（自己組織化、自己集積化）する物質であることを特徴とする。分子間に働く弱い力の相互作用とは、電子を共有することにより互いに堅く結びつく共有結合と異なり、非共有結合と呼ばれている水素結合、イオン結合、疎水結合、静電力、ｖａｎ  ｄｅｒ  Ｗａａｌｓ力、電荷移動相互作用などがあげられる。これらの結合力は、共有結合に比べ数十分の一だが、多数の結合点が存在するとかなり強固な集合体が形成される。この集合体は繊維状会合体を形成可能なため、少量の添加で液体をゲル化することが知られている。これは、繊維状会合体が網目状にからみ流動性を失い、その隙間に流体が取り込まれてゲル化するためである。
【００１８】
また、生物分野では、超分子が生物の構造形成（細胞など）をはじめ、さまざまな代謝過程（酵素反応など）や情報伝達（ＤＮＡの会合）などが、選択的に会合して非常に厳密に組織化された分子複合体や膜を形成することが知られており、その結果、構成要素単独の場合には見られないような機能、高度に位置選択的で立体選択的な反応が実現されている。また、必要に応じて構造を変化させて、自己修復・化学反応等を極めて効率的に行なうことができる性質、構造が可能である。このように、超構造をとることにより、共有結合からなる従来の高分子では得られない厳密な秩序構造、新しい機能が得られることが可能である。
【００１９】
従って、この超構造物質は、従来の高分子の３次元架橋構造、寒天、ゼラチンなどの天然高分子によるランダムな水素結合による網目鎖構造と違い、材料としての柔軟で精緻な機能が期待される。
【００２０】
そこで、以上のような超分子構造の概念に、この超構造物質自身が配向し、他の物質にその配向規制力を与えるという概念を付加することで、超構造物質が一定方向に配向しているところに、液晶物質がその配向規制を受けることが、また逆に、液晶が一定方向に配向しているところへ、超構造物質がその配向規制を受けることが、さらにその状態をゲル化により固定することが可能となる。
【００２１】
本発明の液晶組成物の構成内容としては、少なくとも液晶物質と超構造物質を含有することを特徴とする。
前記液晶物質は、種類、構造は特に限定されないが、低分子液晶であることが好ましい。さらに、この液晶組成物を表示素子として使用することを想定する温度範囲で、ネマティック相、スメクティック相を発現できる液晶物質であることが好ましい。そのために２種類以上の液晶物質を混合した混合液晶物質であってもよい。
【００２２】
その他、必要に応じて電解質、安定化剤等の添加物を添加しても良い。この添加物は、公知の物であればよく、液晶物質に溶解、又は相互作用を示せば使用可能であり、構造、種類は特に限定されるものではない。
【００２３】
また、これらの組成比は特に限定されないが、表示素子などに用いる時に、コントラスト、光学特性に影響を与える場合には最適な混合比にすることが好ましい。
【００２４】
本発明に関する液晶組成物中の超構造物質は、ディスコティック液晶性を有しかつゲル化能を有していれば特に限定されない。ディスコティック液晶とは、１つ乃至複数の芳香環などからなる板状のコア部の周囲に、長い側鎖を有する平板状分子であり、分子面がほぼ同一方向を向いているが、その位置関係が不規則なディスコティック・ネマティック相、分子が柱状に積み重なったディスコティック・カラムナー相などの分子配列が存在する。しかし、本発明ではディスコテイク液晶の中でもディスコティック・ネマティック相より、ディスコティック・カラムナー相であることがより好ましい。また、分子間相互作用の効果（ゲル化能の向上）を持たせるために、分子間相互作用部位として、水素結合性置換基、特にアミド基が含まれていることが好ましい。これ以外にも、カルバメート基、アミド基、ウレア基、カルボキシル基、アルコキシ基、水酸基及びリン酸基等があってもよく、これらの種類、数、構造位置は特に限定しない。また、ゲル化（自己組織化）のために、超構造物質からなる会合体がらせん構造を有してもよく、電場印加により会合体の構造が変化してもよい（電場応答してもよい）。
【００２５】
本発明で用いる超構造物質の１例として、下記の構造式（１）〜（３）に示すようなベンゼントリアミド化合物、ベンゼンジアミド化合物、ペリフェラルオリゴエチレンオキシドを側鎖に有したトリメシックアミド誘導体などが挙げられる。
【００２６】
【化１】
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【００２７】
【化２】
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【００２８】
【化３】
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【００２９】
式中において、Ｒ，Ｒ1 は水素原子または炭素数１〜２９の炭化水素基を示す。ｎは１以上の整数を示す。
【００３０】
さらに、本発明に用いられる超構造物質は、加熱等の外部エネルギーの授与に関わらず液晶に溶解しても良く、溶解、非溶解に関わらず、超構造物質が、表示素子として使用することを想定する温度範囲内で外観上の不具合を生じないくらいの結晶径として析出してもよい。また、液晶物質と超構造物質が複合して新たな超構造を形成して、複合体を形成しても良い。本発明の液晶組成物における超構造物質の含有率としては、特に限定しないが、上記件を考慮すると１〜５０重量％、好ましくは５〜３５重量％がよい。ゲル化の確認は、通常用いられている試験管倒立法で確認できる。
【００３１】
ゲル化させる方法としては、液晶物質と超構造物質とを加熱撹拌して均一溶液を作り、徐冷してゲル化させる方法、これらを溶媒に溶解させ、溶媒を揮発させることによりゲル化させる方法、液晶物質と超構造物質を混合し超音波等の外部刺激を与えて均一溶液を作った後にゲル化させる方法などが挙げられるが、特に限定しない。しかし好ましくは、液晶物質と超構造物質とを加熱撹拌して均一溶液を作り、徐冷してゲル化させる方法が第３物質の添加もなく、製造プロセス的にも簡便である。
【００３２】
本発明で必要な分析法は、熱可変赤外分光、示差走査型熱量測定（ＤＳＣ）、偏光顕微鏡、Ｘ線回折、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）等の一般的な方法である。たとえばＤＳＣ、偏光顕微鏡からは、相変化のピークの発生及び消滅する時の温度を、Ｘ線回折からは複合体形成による結晶回折の変化を、熱可変赤外分光からは温度変化により非共有結合性を有する置換基のピークが消滅、またはシフトすることを確認することで超構造を推定できる。また、ＳＥＭ、ＴＥＭからは超構造をとることで得られる厳密な秩序構造からなるネットワーク状態が観察できる。
【００３３】
超構造物質を徐冷して超構造を形成させる過程において、相転移温度の低い物質が相転移温度の高い物質により配向を規制されることがさらによい。例えばネマティック液晶のように一軸配向している状態で超構造を形成させると、超構造物質もその配向規制力を受けて配列し、また液晶物質が等方性溶液の中で超構造を形成させると、その超構造物質の構造により配向規制力を受けて配列するなどが挙げられる。これらは、材料の組み合わせ、超構造物質の添加量の制御によるもので制御可能である。また、これらはセルの配向処理にも影響することから、セル、超構造形成条件などを適切に組み合わせることにより違った特性を有する液晶素子が作成可能となる。
【００３４】
本発明の液晶素子の構成は、公知の物であれば良く特に限定しない。しかし、より好ましくは垂直配向処理をしたセル中に、前記液晶組成物からなる調光層を形成させることにより、超構造物質、液晶物質ともに垂直配向し、液晶を水平配向させた際に、ディスコティック液晶性を有する超構造物質からの配向規制力を受けて水平配向の安定性が増し、さらに液晶物質と超構造物質のダイレクタの向きが異なるため光散乱が強くなりコントラストも向上する。
【００３５】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明の液晶素子の詳細を説明するが、本発明は以下の例にのみ限定されるものではない。
【００３６】
合成例１
１，３，５−ベンゼントリカルボン酸０．７ｇ、ステアリルアミン２．５ｇをテトラヒドロフラン（以下、ＴＨＦと略す）７０ｍｌ中に溶かし、１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド塩酸塩（ＷＳＣ）３．６ｇ、１−ヒドロキシ−１Ｈ−ベンゾトリアゾール（ＨＯＢＴ）２．５２ｇを加え、氷冷下、トリエチルアミン５ｍｌを滴下、滴下終了後、２時間氷冷下で撹拌した後、室温で撹拌した。これをろ過し、クロロホルムに溶解させ、希塩酸、炭酸水素ナトリウム水溶液、水の順で洗浄後、無水硫酸ナトリウムで乾燥、再結晶の後に下記の構造式（４）に示す目的化合物（４）を４．０ｇ得た。
【００３７】
【化４】
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【００３８】
この化合物（４）を示差走査型熱量測定（ＤＳＣ、（株）マックサイエンス製、ＤＳＣ３１００）や、垂直配向処理したセル間隔５μｍのセル（（株）イー・エッチ・シー製）に加熱注入して作成した液晶素子を、サーモシステム（ＭＥＴＴＬＥＲ製、ＦＰ９０）と偏光顕微鏡（（株）ニコン製、ＯＰＴＯＰＨＴＯ−ＰＤＬ）による観察結果から、降温時に１８６〜７６℃の間でディスコティック・カラムナー相を示すテクスチャーが観察された。
【００３９】
合成例２
下記に示すフローシートにより目的化合物（５）を合成した。
【００４０】
【化５】
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【００４１】
フローシート
【００４２】
【化６】
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【００４３】
この化合物も合成例１と同様に、ＤＳＣ測定結果、サーモシステムと偏光顕微鏡による観察結果から、降温時に２４０〜−５０℃の間でディスコティック・カラムナー相を示すテクスチャーが観察された。
【００４４】
実施例１〜１２（ゲル化能）
液晶物質として５ＣＢ（Ａｌｄｒｉｃｈ社製）、ＴＬ−２１６（Ｍｅｒｃｋ社製）、ＤＦ０１ＸＸ（チッソ（株）製）に、上記化合物（４），（５）を、表１に示すように、所定の重量％になるようにそれぞれ混合し、クロロホルムに溶解させた後、超音波処理をして液晶混合物溶液を調製し、溶媒を留去することにより液晶組成物を得た。その後室温まで冷却し、この時の状態を試験管倒立法により、ゲル化していること確認した。その結果を表１に示す。表１に示すように、低い添加量でゲル化することがわかった。
【００４５】
比較例１〜６
一方、比較例として下記の構造式の化合物（６）で示される超構造を形成しない低分子化合物を用い、全く実施例１〜１２と同様にして得た液晶組成物の結果も合わせて表１に示した。これより、超構造を形成しない低分子化合物はゲル化せず、また、この液晶組成物をセルに注入して偏光顕微鏡観察をしてみたところ配向規制力を発生せずにランダムな方向に結晶化することがわかった。従って、超構造物質により、液晶組成物をゲル化させ、液晶物質への配向規制力を発生することが可能であることがわかった。
【００４６】
【化７】
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【００４７】
【表１】
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【００４８】
（注）
○：試験管倒立をしても液体の流出がない。
×：試験管倒立をすると液体の流出が見られる。
【００４９】
実施例１３〜２４
液晶素子の作成に当たり、図１に本発明の液晶セル（（株）イー・エッチ・シー社製）の断面図を示す。一対のガラス基板２２の間に超構造物質と液晶物質を含む液晶層２１を挟持する。液晶セルは、一対のガラス基板２２を接着剤層２３でセル間隔７μｍに密閉した構造で、ガラス基板２２上に順にＩＴＯ電極２４、液晶を配向するための配向膜２５が積層されている。本実施例では、配向膜２５は、水平配向膜として日立化成工業（株）製ＬＸ−１４００を使用した。
【００５０】
次いで、このセルと上記実施例１〜１３の液晶組成物をそれぞれ１９０℃に加熱しつつ、毛細管現象により注入し、室温まで徐冷することにより液晶素子を作成した。
また、比較例として使用した液晶だけをセルに注入した液晶素子をそれぞれ作成した。
【００５１】
（素子の形態評価）
作成した前記液晶素子を偏光顕微鏡（ニコン（株）製、ＯＰＴＩＰＨＯＴＯ−ＰＤＬ）、サーモシステム（ＭＥＴＴＬＥＲ社製、ＦＰ９０）により観察した。
【００５２】
その結果、例えば、実施例３では、ＴＬ−２１６が１軸配向している中に超構造物質が垂直配向をしているのに対し、実施例４においては、ＴＬ−２１６はランダムに配向して超構造物質は水平配向していることがわかった。この違いを比較するために、一度等方性溶液になるまで加熱し、降温過程での相転移過程を追跡した。その結果、実施例３では液晶物質が先に相転移し配向膜の規制力を受けて一軸配向し、その後相転移した超構造物質が液晶物質の配向規制力を受けて配向しており、実施例４では超構造物質が先に相転移して配向膜の規制力を受けて水平配向し、次に相転移した液晶物質が超構造物質の配向規制力を受けてランダムな配向をしていることがわかった。以上のことから、相転移温度の低い物質が相転移温度の高い物質により配向を規制されることがわかる。
【００５３】
（光学特性の評価）
次に本実施例及び比較例における前記液晶素子を図２に示した光透過特性を評価するための装置に設置した。該液晶素子３１の電極引き出し部に電圧印加手段３２として任意波形発生器（Ｔｅｋｔｒｏｎｉｘ社製、ＡＷＧ２００５型）を電圧増幅手段３３である電圧アンプ（ＮＦ社製、４０１０型高速アンプ）を通して結線した。光源３４として水銀ランプ（ウシオ電機（株）社製）を該液晶素子３１の一方に設け、該液晶素子３１を挟んで該光源３４の反対側にＮＤフィルタ群（不図示）及び光透過量の検出として光電子増倍管３５（浜松ホトニクス社製、Ｈ５７８４−０３型、専用高圧電源（不図示）により駆動）を設置した。これにより電圧印加による該液晶素子３１の光透過量が該光電子増倍管３５によって検出され、該検出信号は表示出力手段３６であるオシロスコープ（Ｔｅｋｔｒｏｎｉｘ社製、２４４５型）に入力、表示される。また、必要に応じて偏光子３７を該液晶素子３１の前後に装着した。
【００５４】
次に本実施例及び比較例で作製した液晶素子の光透過状態の変化を、上記の評価装置を用い以下の各工程により評価した。
（１）該液晶素子の初期状態は光散乱状態である。この時の透過光量をＴ１とする。
（２）該液晶素子に１０Ｖ／１ＫＨｚを印加した。その結果、該液晶素子中のＩＴＯがパターニングされた部分（以下、表示部）が透明化し、透過率が上昇した。この時の透過光量をＴ２とする。
（３）３秒未満経過後、（２）の電圧を除去した。その結果、前記表示部の光散乱性が増し、（１）の初期状態と同じ値を示した。この結果、ヒステリシスが生じないことがわかった。
【００５５】
また、透明状態と散乱状態のコントラストをＣＲとし、
ＣＲ＝Ｔ２／Ｔ１          （式１）
と定義し、実施例１３〜２４の液晶素子を、液晶物質のみの液晶素子のコントラストを１として比較してみたところ、すべてのセルにおいて２〜３倍の値を示した。
【００５６】
実施例２５〜２８
液晶組成物として、実施例５、６、１１、１２を用い、液晶素子の配向膜２５を垂直配向膜としてセチルトリメチルアンモニウムブロマイド（ＣＴＡＢ）をディッピング塗布したものを使用した以外はすべて実施例１３〜２４と同じである。
【００５７】
次いで、このセルと上記液晶組成物をそれぞれ１９０℃に加熱しつつ、毛細管現象により注入し、室温まで徐冷することにより液晶素子を作成した。
また、比較例として使用した液晶物質だけをセルに注入した液晶素子をそれぞれ作成した。
なお、実施例５、６、１１、１２の条件で作製したセルをそれぞれ実施例２５、２６、２７、２８とする。
【００５８】
（液晶素子の形態評価）
作成した前記液晶素子を実施例１３〜２４と同様に偏光顕微鏡（ニコン（株）製、０ＰＴＩＰＨＯＴＯ−ＰＤＬ）、サーモシステム（ＭＥＴＴＬＥＲ社製、ＦＰ９０）により観察した。
【００５９】
その結果、例えば、実施例２５では、ＤＦ０１ＸＸが垂直配向している中に超構造物質がランダムな配向をしているのに対し、実施例２６においては、ＤＦ０１ＸＸが水平に配向して超構造物質は垂直配向していることがわかった。この違いを比較するために、一度等方性溶液になるまで加熱し、降温過程での相転移過程を追跡した。その結果、実施例２５ではＤＦ０１ＸＸが先に相転移し配向膜の規制力を受けて垂直配向し、その後相転移した超構造物質が液晶物質の配向規制力を受けて配向しており、実施例２６では超構造物質が先に相転移して配向膜の規制力を受けて垂直配向し、次に相転移した液晶物質が超構造物質の配向規制力を受けて水平な配向をしていることがわかった。以上のことから、相転移温度の低い物質が相転移温度の高い物質により配向を規制されることがわかる。
【００６０】
（光学特性の評価）
次に本実施例及び比較例で作製した液晶素子の光透過状態の変化を、上記の評価装置を用い以下の各工程により評価した。
（１）該液晶素子の初期状態は光透過状態である。
（２）該液晶素子に１０Ｖ／２０ＫＨｚを印加した。その結果、該液晶素子中のＩＴＯがパターニングされた部分（以下、表示部）が散乱化した。これは偏光顕微鏡観察よりダイナミックスキャッタリング（ＤＳモード）であることがわかった。
【００６１】
（３）さらに該液晶素子に、電圧は１０Ｖのまま周波数を上げていくに従い、液晶組成物が淡桃色→淡緑色→淡青色に変化した。この状態はＤＳモードではなく、液晶組成物がある配向状態を維持していることが偏光を用いない顕微鏡観察よりわかった。さらに、同じ条件でＤＦ０１ＸＸのみを注入したセルで検討したところ、上記のような現象は現われなかった。
（４）また該液晶素子に、周波数を固定し、電圧を１０Ｖから上げていくに従い、液晶組成物が淡桃色→淡緑色→淡青色に変化した。しかし、周波数を変化させていく条件と比較してその変化は小さかった。さらに、同じ条件でＤＦ０１ＸＸのみを注入したセルで検討したところ、上記のような現象は現われなかった。
【００６２】
以上の結果から、ディスコティック液晶性を有する超構造物質と液晶が混合した際に、光の選択的反射及び透過現象を電圧、周波数などの電場により制御可能であることがわかった。この結果は、超構造物質の会合体が螺旋構造をしていて、電場の変化によりその螺旋ピッチに変化が起こったのか、またゲル化したことによる動的粘弾性に由来したものと考えられる。
【００６３】
実施例２９
図４に示した構成の基板を用いて液晶素子を作成した。図４中、４１は１００ｍｍ角のガラス板からなる基板であり、その表面にＩＴＯをパターニングしてなる画素部４２と引き出し部４３からなる電極を有している。該基板に実施例２５〜２８と同様に垂直配向処理を施し、同様に構成したもう１つの基板（不図示）のＩＴＯのない部分に加熱硬化樹脂を印刷塗布し、両基板を重ね合せて加圧接着し、マトリクスセルを作製した。該セルに実施例２６と同じ処方の液晶ゲルを実施例１３〜２４と同じ工程で作成し、本発明の液晶素子を得た。
【００６４】
上記液晶素子を用いて、図５に示した表示装置を構成した。当該液晶表示装置において、各画素に１０Ｖで、各種周波数の電圧を印加したところ、電圧印加した画素のみが変色を起こした。
【００６５】
実施例３０
本実施例では、上記実施例２９に記載されたところの本発明による液晶素子を使用した液晶表示装置のさらに他の一実施態様を示す。本実施例では実施例２９に記載の処方にて基板を作製して垂直配向処理を施し、一対のマトリクス基板を作製した。引き続き、実施例２６に記載の処方・方法にて液晶ゲルを挟持した基板（以下、素子）を作製した。本実施例ではさらに上記で作製された素子の片側面に、通常に用いられている液晶表示用アルミ反射板を密着固定させた。
【００６６】
該素子全体を実施例２９で用いた表示装置に設置し、実施例２９と同様の評価・観察を前記反射板と反対のＩＴＯ電極側から行なったところ、電圧印加した画素のみが変色を起こしそれ以外の画素では反射板からの反射表示が現れた。
【００６７】
【発明の効果】
以上記述したように、本発明の少なくとも液晶物質と、該液晶物質をゲル化する化合物を含有し、該ゲル化する化合物がディスコティック液晶性を有することを特徴とする液晶組成物、および一対の電極と、該一対の電極間に該液晶組成物を備えた液晶素子において、前記液晶物質およびゲル化剤が、降温過程でどちらかが先に相転移し、その後他方が相転移した際に、先に相転移した物質により配列を規制されることを特徴とした液晶素子であり、コントラストの向上、電圧、周波数などの電気的制御でカラー化を制御した液晶素子及びそれを用いた表示装置としての使用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液晶素子の一例を示す断面図である。
【図２】本発明による液晶素子の評価装置の模式図である。
【図３】本発明による液晶素子の模式図である。
【図４】本発明による液晶表示装置の模式図である。
【符号の説明】
２１  液晶層
２２  ガラス基板
２３  接着剤層
２４  ＩＴＯ電極
２５  配向処理膜
３１  液晶素子
３２  電圧印加手段
３３  電圧増幅手段
３４  光源
３５  光電子増倍管
３６  表示出力手段
３７  偏光子
４１  基板
４２  画素部
４３  引き出し部
５１  液晶素子
５２  電極引き出し部
５３  駆動用ドライバ
５４  駆動制御手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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