JP2003029301A - 反射型フルカラー液晶表示素子及び該素子を備えた表示装置 - Google Patents
反射型フルカラー液晶表示素子及び該素子を備えた表示装置Info
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Abstract
再現性の範囲が広く、白色のバランスが良好で、コント
ラストの高い反射型フルカラー液晶表示素子及び該素子
を備えた表示装置を得る。 【解決手段】 一対の基板間にカイラルネマチック液晶
組成物からなる液晶層を挟持した複数の液晶セルを積層
した反射型フルカラー液晶表示素子。上から順に、青色
を選択反射する液晶セルB、緑色を選択反射する液晶セ
ルG、赤色を選択反射する二つの液晶セルR2,R1が
積層されている。
Description
液晶表示素子、特に、光の三原色であるR,G,Bの光
を選択的に反射する液晶セルを積層した反射型フルカラ
ー液晶表示素子及び該素子を備えた表示装置に関する。
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、素子に入射される外光を変調して目的
とする画像の表示を行う。
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。
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。
を実現する一つの方法として、赤色表示を行う液晶セ
ル、緑色表示を行う液晶セル、青色表示を行う液晶セル
の3層を積層した液晶表示素子とすることが考えられ
る。
イラルネマチック液晶組成物を用いた反射型フルカラー
液晶表示素子においては、赤色を表示する液晶セルの反
射率が低いために色再現範囲が狭く、白色のバランスが
悪く、コントラストも低いという問題点があった。赤色
を選択反射するカイラルネマチック液晶組成物は、カイ
ラル材料の含有量が少なくねじれのピッチが長いため、
どうしても他の緑色や青色を選択反射する液晶組成物に
比べると液晶層の厚さが同じ場合、反射率が低くなって
しまう。
赤色表示を行う液晶層を厚くして反射率を改善する方法
が挙げられる。しかしながら、液晶層が厚くなるにつれ
てフォーカルコニック状態での透明度は低下し、黒色の
表示特性が低下するため、赤色表示を行う液晶層をあま
り厚くすることはできない。また、液晶層が厚くなると
駆動電圧が高くなって安価な汎用の駆動用ICが使用で
きないという問題点が発生する。
ック液晶組成物を用いて、色再現範囲が広く、白色のバ
ランスが良好で、コントラストの高い反射型フルカラー
液晶表示素子を提供することにある。
液晶組成物を用いて、黒色の表示特性を大きく低下させ
ることなく反射率を高くした反射型フルカラー液晶表示
素子を提供することにある。
チック液晶組成物を用いて、安価に製造可能で、駆動電
圧が低い反射型フルカラー液晶表示素子を提供すること
にある。
で、しかも構成が簡素でコスト低減が可能な表示装置を
提供することにある。
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、青色を選択反射する液晶セル及び緑色を選択反射す
る液晶セルをそれぞれ1層として、観察側から最も遠い
赤色を選択反射する液晶セルを2層積層することによ
り、赤色の反射率が向上し、従来の問題点を解決できる
ことを見出した。
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料からなる、室温で
コレステリック相を示し可視光中の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からなる液晶層
を挟持した複数の液晶セルをその厚さ方向に積層した反
射型フルカラー液晶表示素子において、上から順に、青
色を選択反射する液晶セル、緑色を選択反射する液晶セ
ル、赤色を選択反射する液晶セルが積層されており、青
色を選択反射する液晶セル及び緑色を選択反射する液晶
セルをそれぞれ1層にすると共に、赤色を選択反射する
液晶セルを2層としたものである。
子においては、赤色を選択反射する液晶セルを2層とす
ることにより、赤色の反射率が高くなって色再現範囲が
広くなり、白色のバランスが向上し、かつ、コントラス
トも向上する。また、駆動電圧が高くなることがなく、
汎用の駆動用ICを使用して安価に製造することが可能
となる。さらに、赤色を選択反射する液晶層を厚くする
必要はなく、黒色の表示が悪くなるおそれがない。
液晶表示素子においては、青色を選択反射する液晶セ
ル、緑色を選択反射する液晶セル、赤色を選択反射する
第1の液晶セル及び赤色を選択反射する第2の液晶セル
を構成するそれぞれの液晶層がほぼ同等の厚さであるこ
とが好ましい。これにて、製造時の工程を極力共通化で
き、安価に素子を製造することができる。また、全ての
液晶セルを同等の電圧で駆動することも可能になる。
を選択反射する液晶セル、赤色を選択反射する第1の液
晶セル及び赤色を選択反射する第2の液晶セルのそれぞ
れがほぼ同等の駆動電圧をすれば、全ての液晶セルに対
して共通の駆動用ICを使用することができ、一層のコ
ストダウンを図ることができる。
を選択反射する液晶セル、赤色を選択反射する第1の液
晶セル及び赤色を選択反射する第2の液晶セルのそれぞ
れの反射スペクトルのピーク反射波長が、それぞれ45
0〜490nm、550〜590nm、650〜690
nm、650〜690nmに調整することで、色再現性
がより広くなり、より良好な白色表示が可能となり、コ
ントラストもより向上する。
は3〜10μmであることが適当である。3μmよりも
薄いと反射率が低くなり良好な着色状態得られない。逆
に、10μmよりも厚いと駆動電圧が高くなり、黒色の
表示が劣化し、コントラストも低くなる。
を選択反射する第2の液晶セルとの間に位相差板を挟持
してもよく、これにて、赤色の反射率が大きく向上す
る。この場合、赤色を選択反射する第1の液晶セル及び
赤色を選択反射する第2の液晶セルを構成するカイラル
ネマチック液晶組成物を同じ成分とすれば、製造工程の
共通化が図れ、製造コストも安くなる。
色を選択反射する第2の液晶セルを構成するカイラルネ
マチック液晶組成物に含まれるカイラル材料を、旋光方
向が互いに逆向きとしてもよい。右旋光と左旋光の両方
の反射光を表示に利用できるため、反射率が大幅に向上
する。
は、カイラル材料の含有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
ラル材料の含有量は、ネマチック液晶混合物及びカイラ
ル材料の合計重量に対して、8〜45重量%が良好であ
り、カイラル材料の含有量が8重量%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45重
量%より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。
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。また、液晶組成物は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、アゾ色素、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
ラル材料との合計量に対して3重量%以下が好ましい。
添加量が多すぎると液晶の選択反射が低くなり、コント
ラストが下がってしまう。
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、液晶セルにフィルター層を設けることがで
きる。このフィルター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、フィルター層が色素と同様の
働きをする特定の物質からなる薄膜であってもよい。液
晶セルを構成するための透明基板自体を以上のようなフ
ィルター層材料と置き換えても同様の効果が得られる。
は、少なくとも一方が樹脂基板であることが好ましい。
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。また、基板自体の
厚みを薄くできるので、液晶セルを4層重ねた場合の色
ずれを解消することができる。
少なくとも一つが両面に電極を設けた樹脂基板とすれ
ば、基板の枚数を減らせることができ、コストの削減に
寄与する。
た無機微粒子からなるスペース材が介在していてもよ
い。基板間ギャップを安定に保つことができ、接着性の
ためにスペース材が流動して表示ムラが発生するような
問題がない。
物を設けることにより大面積の液晶表示素子が作製可能
となり、また、基板間のギャップ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。
ラー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。
の第1実施形態である反射型フルカラー液晶表示素子の
断面構造を示す。この液晶表示素子は、それぞれ液晶組
成物21r,22r,21g,21bを含む、赤色を選
択反射する液晶セルR1,R2、緑色を選択反射する液
晶セルG、青色を選択反射する液晶セルBを下からこの
順で積層したものである。各液晶セルは透明接着剤25
によって接着されている。また、液晶セルR1,R2の
間には位相差板26が挿入されている。
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13,14上には絶縁性薄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がコーティングされている。さ
らに、絶縁性薄膜15の上には液晶の配向を安定化させ
る配向安定化膜16が設けられている。
12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。ここでは液晶セルR1における基板12
の裏面に可視光吸収層17が設けられている。
造物、21r,22r,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
施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,22r,21g,21bを基板
11,12間に封入するためのものである。
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。
ば、Indium Tin Oxide(ITO:インジウム錫酸化
物)、Indium Zinc 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。
のとおり、透明基板11,12の表面に互いに互いに平
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。
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。
含め、本発明の液晶表示素子は電極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。
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。
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。
ばカラーフィルターとしても機能する。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。
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16は、必ずしもラビング等の配向処理
を施す必要はない。また、配向安定化膜16を絶縁性薄
膜15と兼用してもよい。
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。しかし、両方の配向安定化膜16をラビング処
理するとメモリー性が失われやすくなる。
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。
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、接着性をゆう
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。
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。
成物は、ネマチック液晶混合物とカイラル材料とを含
み、カイラル材料を8〜45重量%添加しているカイラ
ルネマチック液晶組成物である。ここで、カイラル材料
の添加量はネマチック液晶混合物とカイラル材料の合計
量を100重量%としたときの値である。カイラル材料
の添加量が8重量%より少なすぎると所望の選択反射波
長が得られなかったり、十分なメモリー性を得られない
ことがあり、45重量%より多すぎると室温でコレステ
リック相を示さなかったり、固化したりすることがあ
る。
組成物の物性値としては、屈折率異方性(Δn)が0.1
3〜0.22、誘電率異方性(Δε)が5〜40、粘度が
20〜200cPであることが好ましい。屈折率異方性
が低すぎると反射光の色純度が悪く、反射率も低下す
る。逆に、高すぎると視野角依存性が大きくなってしま
う。誘電率異方性が低すぎると駆動電圧が高くなってし
まう。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。粘度が低すぎると、表示状態のメモリー性が低
下する。逆に、高すぎると駆動電圧が高くなり、駆動さ
せるための時間も長くなる。
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実施形態の液晶表示素子には、基板1
1,12間に柱状構造物20が設けられている。
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。
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。
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。
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。
で形成することもできる。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。
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。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。
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セル
を作製することができる。
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。この空セルに対しては、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。
動方式によって、透明電極13,14に通電を行うこと
により、液晶がプレーナ状態、フォーカルコニック状
態、又はその混在状態をとる。
特定波長域の光を選択的に反射することで着色状態とし
て観測される。
視光領域の光をほとんど透過し透明状態として観測され
る。素子背面に黒色の光吸収層を配置しているため、フ
ォーカルコニック状態では黒色状態として観測される。
赤、緑、青の各液晶表示素子を駆動することにより、加
法混色によるフルカラー表示が達成される。これらの状
態は電圧の印加を停止した後も維持される(即ち、メモ
リー性を有する)。
1,R2に関しては、図1に示すように、液晶セルへの
入射光はまず上側の液晶セルR2により、赤色波長光の
右回りの円偏光成分もしくは左回りの円偏光成分のいず
れか一方が選択反射される。選択反射されなかったもう
一方の円偏光成分は液晶セルR2を透過し、位相差板2
6に到達する。
差板26を透過すると位相がずれ、逆回りの偏光又は楕
円偏光となる。楕円偏光又は逆回りになった光は、下側
の液晶セルR1に入射する。入射した光うちの赤色波長
光は、下側の液晶セルR1により選択反射される(この
ときの反射光量は位相差板26のリタデーションの大き
さに依存する)。
光は、再び位相差板26を透過し、楕円偏光又は逆回り
の円偏光となって、上側の素子R2を通過する(このと
きの透過光量は位相差板26のリタデーションの大きさ
に依存する)。
赤色波長光は、左右両方の円偏光成分が液晶セルR1,
R2により選択反射され得ることになり、原理上赤色波
長光が全てスイッチングされる。
る液晶セルB、緑色を選択反射する液晶セルGは、それ
ぞれ1層構成とされているので、例えば、これらを赤色
表示のための液晶セルと同様の2層構成とする場合に比
べてコントラストを低下させることもない。
く液晶表示素子の反射強度が高められる。また、観察側
から最も遠い位置にある赤色表示用の液晶セルからの反
射率が高いので、カラーバランスも良好に保つことがで
きる。
示用の液晶セルのみを2層構成とし、緑色表示用及び赤
色表示用の液晶セルを1層構成とする場合、青みが強く
なりすぎてカラーバランスが崩れてしまうことが判明し
ている。また、青色表示用及び赤色表示用の両方の液晶
セルを2層構成とした場合も、カラーバランス及びコン
トラストが低下することが判明している。
の第2実施形態である反射型フルカラー液晶表示素子の
断面構造を示す。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に示し
た各液晶セルR1,R1,G,Bと実質的に同じ構造の
ものである。なお、図2において、図1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。
の第3実施形態である反射型フルカラー液晶表示素子の
断面構造を示す。この液晶表示素子は、図1に示した液
晶表示素子において各液晶組成物21r,22r,21
g,21bを挟持する基板11,12を共用化したも
の、即ち、液晶セルBの下側基板と液晶セルGの上側基
板、液晶セルGの下側基板と液晶セルR2の上側基板、
液晶セルR2の下側基板と液晶セルR1の上側基板をそ
れぞれ共用化したものである。その他の構成は図1に示
した各液晶セルR1,R1,G,Bと実質的には同じ構
造を有している。なお、図3において、図1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。
において、液晶セルBの上側の基板11と液晶セルR1
の下側の基板12には、図1に示した基板11,12と
同様に片面のみに帯状の透明電極13,14を形成し、
絶縁性薄膜15、配向安定化膜16が設けてある。中間
に位置する共用基板12a,12bには、その上下面
に、帯状の透明電極13,14を互いに交差するように
形成し、絶縁性薄膜15、配向安定化膜16が設けてあ
る。
共用基板12bは、基板12b’,12b’の間に位相
差板26を熱圧着したものである。なお、共用基板12
bは熱圧着に代えて接着剤で貼り合わせたものであって
もよい。
の第4実施形態である反射型フルカラー液晶表示素子の
断面構造を示す。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、基板の一部
を共用化した図3に示した各液晶セルR1,R2,G,
Bと実質的に同じ構造のものである。なお、図4におい
て、図3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。
は、赤色表示用液晶セルR2として、液晶セルR1とは
逆回り円偏光を選択反射する液晶組成物を用いることに
より、位相差板を省略したこと以外は第1実施形態と同
様の構成を持つ積層型液晶表示素子(第5実施形態)の
構成を示している。
反射する二つの赤色表示用液晶セルR1,R2を用いる
ことにより、液晶セルR1,R2がそれぞれ逆の円偏光
を反射するので位相差板が不要で赤色の反射率を増大す
ることができる。
旋光方向の異なるカイラル材をネマチック液晶に添加す
ることで調製することができる。なお、旋光方向が逆の
二つの層を積層する場合、その積層順に特に制限はな
い。
第5実施形態を適用してもよい(図6〜8参照、図6は
第6実施形態、図7は第7実施形態、図8は第8実施形
態をそれぞれ示す)。
置として、最良の形態は、図9(A)に示すように、信
号電極用駆動IC51を各液晶セルに対して設けると共
に、走査電極用駆動IC52を各液晶セルに対して共通
化した形態である。即ち、各液晶セルの駆動電圧がほぼ
等しい場合、各液晶セルの走査電極を電気的に接続し、
一つの走査電極用駆動IC52によって駆動することが
できる。このようにすると、表示装置の構成を簡素化す
ることができ、駆動IC使用数が少なくて済み、コスト
ダウンを図ることができる。
極用駆動IC52Rのみを共用するようにしてもよい
(図9(B)参照)。特に、位相差板を使用する場合は
液晶セルR1,R2が全く同じ構成なのでこのような構
成を採用しやすい。青色表示用の液晶セルB及び緑色表
示用の液晶セルGに対しては、専用の走査電極用駆動I
C52B,52Gを設けてもよく、あるいは共用化して
もよい。
R2,52G,52Bを全ての液晶セルで独立に配置す
る形態も可能である(図9(C)参照)。
型フルカラー液晶表示素子に関して以下に説明する各実
施例の素子を作成し、その性能評価実験を行ったので、
比較例と共に具体的に説明する。なお、本発明に係る液
晶表示素子はそれらの実施例に限定されるものではな
い。
素子の反射率、Y値(視感反射率)及び色度の測定は、
反射型分光測色計CM−3700d(ミノルタ社製)を
用いて、液晶セルと開口部との距離を6mmとして測定
した。良好な表示特性を示す白色点の色度は(x、y)
=(0.31、0.33)であり、表示素子の示す色度
がこの座標に近いほど白色特性が良好であることを示
す。また、Y値が小さいほど透明であり、大きいほど明
るい。コントラストは(高反射率状態でのY値/低反射
率状態でのY値)で与えられる。以下に説明する各実施
例及び比較例における液晶表示素子においては、液晶を
プレーナ状態としたときに高反射率状態(着色)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
(透明)となる。
いて測定した。誘電率異方性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
定化膜の無い液晶セルを用い、各静電容量と空セルの静
電容量とを測定し、その比から算出した。この測定はH
P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。
折率異方性Δn:0.210、誘電率異方性Δε:3
8.7、ネマチックアイソトロピック相転移温度TNI:
119℃)に対して、液晶混合物とカイラル材料の合計
重量に対して、カイラル材料S−811(メルク社製)
を、それぞれ、21重量%添加した液晶組成物21r、
21重量%添加した液晶組成物22r、26重量%添加
した液晶組成物21g、36重量%添加した液晶組成物
21bを調製した。液晶組成物21r,22rは680
nm付近、液晶組成物21gは560nm付近、液晶組
成物21bは480nm付近に選択反射のピーク波長を
有している。
第1基板上に設けられた透明電極上に、HIM3000
(日立化成社製)からなる絶縁性薄膜を2000オング
ストロームの厚みに形成した後、可溶性ポリイミドから
なる配向安定化膜を800オングストロームの厚みに形
成した。続いて、ポリカーボネートフィルムからなる第
2基板上に設けられた透明電極上に、前記第1基板と同
様に絶縁性薄膜と配向安定化膜を形成した。
21S(三井化学社製)をスクリーン印刷して所定高さ
の壁を形成した。その後、第2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。
続いて、第1基板上に前記シール材の壁の高さと面積か
ら計算された量の液晶組成物21rを塗布し、貼り合わ
せ装置を用いて第1基板及び第2基板を貼り合わせ、1
50℃で1時間加熱し、液晶セルR1を得た。
r,21g,21bを基板間に挟持した液晶セルR2,
G,Bを得た。これらの液晶セルを下からR1,R2,
G,Bの順に積層し、液晶セルR1,R2の間には位相
差板を挿入し、各液晶セルを透明接着剤で固定した。さ
らに、光を入射させる側とは反対側の基板(セルR1の
下側基板の裏面)に黒色の光吸収層を設けた。こうして
図2に示す構成の積層型液晶表示素子を作製した。
晶セルの電極間に40V、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
(フォーカルコニック状態)となり、4層を透明状態と
した黒表示時の視感反射率Y値は3.5を示した。ま
た、各液晶セルの電極間に40V、5msecのパルス電
圧、2msec空けて、50V、2msecのパルス電圧、2ms
ec空けて、40V、2msecのパルス電圧を印加すると、
着色状態(プレーナー状態)となり、4層を着色状態と
した白表示時の視感反射率Y値は45.6であり、コン
トラストは13.0:1であった。また、白表示時の色
度は(x、y)=(0.31、0.34)、反射率は6
3.4%であり、白色度が良好でコントラストの高い液
晶表示素子であった。さらに、色再現範囲が広く表示ム
ラが少なく良好な表示特性を示した。
n:0.212、Δε:40.2、TNI:103℃)、
ネマチック液晶混合物C(Δn:0.210、Δε:3
8.7、TNI:119℃)、ネマチック液晶混合物D
(Δn:0.214、Δε:27.6、TNI:143
℃)の混合物に対して、全液晶混合物とカイラル材料の
合計重量に対して、カイラル材料S−811(メルク社
製)を22重量%添加した液晶組成物21r、カイラル
材料R−811(メルク社製)を22重量%添加した液
晶組成物22r、前記カイラル材料S−811を27重
量%添加した液晶組成物21g、前記カイラル材料S−
811を35重量%添加した液晶組成物21bを調製し
た。液晶組成物21r,22rは670nm付近、液晶
組成物21gは570nm付近、液晶組成物21bは4
70nm付近に選択反射のピーク波長を有している。
いに旋光方向が逆のカイラル材料である。従って、前記
液晶組成物21r及び22rは互いに逆の円偏光光を選
択反射する。
第1基板上に設けられた透明電極上に、HIM3000
(日立化成社製)からなる絶縁性薄膜を2000オング
ストロームの厚みに形成した後、可溶性ポリイミドから
なる配向安定化膜を500オングストロームの厚みに形
成した。続いて、ポリカーボネートフィルムからなる第
2基板上に設けられた透明電極上に、前記第1基板と同
様に絶縁性薄膜と配向安定化膜を形成した。
21S(三井化学社製)をスクリーン印刷して所定高さ
の壁を形成した。その後、第2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。
続いて、第1基板上に前記シール材の壁の高さと面積か
ら計算された量の液晶組成物21rを塗布し、貼り合わ
せ装置を用いて第1基板及び第2基板を貼り合わせ、1
50℃で1時間加熱し、液晶セルR1を得た。
r,21g,21bを基板間に挟持した液晶セルR2,
G,Bを得た。これらの液晶セルを下からR1,R2,
G,Bの順に積層し、各液晶セルを透明接着剤で固定し
た。さらに、光を入射させる側とは反対側の基板(セル
R1の下側基板の裏面)に黒色の光吸収層を設けた。こ
うして図6に示す構成の積層型液晶表示素子を作製し
た。
晶セルの電極間に38V、5msecのパルス電圧、2msec
空けて、23V、2msecのパルス電圧、2msec空けて、
23V、2msecのパルス電圧を印加すると、透明状態
(フォーカルコニック状態)となり、4層を透明状態と
した黒表示時の視感反射率Y値は3.6を示した。ま
た、各液晶セルの電極間に38V、5msecのパルス電
圧、2msec空けて、38V、2msecのパルス電圧、2ms
ec空けて、38V、2msecのパルス電圧を印加すると、
着色状態(プレーナー状態)となり、4層を着色状態と
した白表示時の視感反射率Y値は47.5であり、コン
トラストは13.2:1であった。また、白表示時の色
度は(x、y)=(0.31、0.34)、反射率は6
4.5%であり、白色度が良好でコントラストの高い液
晶表示素子であった。さらに、色再現範囲が広く表示ム
ラが少なく良好な表示特性を示した。
n:0.212、Δε:31、TNI:103℃)、ネマ
チック液晶混合物F(Δn:0.210、Δε:28.
7、TNI:119℃)、ネマチック液晶混合物G(Δ
n:0.214、Δε:27.6、TNI:143℃)の
混合物に対して、全液晶混合物とカイラル材料の合計重
量に対して、カイラル材料S−811(メルク社製)
を、それぞれ、23重量%添加した液晶組成物21r、
23重量%添加した液晶組成物22r、27重量%添加
した液晶組成物21g、37重量%添加した液晶組成物
21bを調製した。液晶組成物21r,22rは655
nm付近、液晶組成物21gは550nm付近、液晶組
成物21bは455nm付近に選択反射のピーク波長を
有している。
第1基板上に設けられた透明電極上に、HIM3000
(日立化成社製)からなる絶縁性薄膜を2000オング
ストロームの厚みに形成した後、可溶性ポリイミドから
なる配向安定化膜を800オングストロームの厚みに形
成した。続いて、ポリカーボネートフィルムからなる第
2基板上に設けられた透明電極上に、前記第1基板と同
様に絶縁性薄膜と配向安定化膜を形成した。
21S(三井化学社製)をスクリーン印刷して所定高さ
の壁を形成すると共に、該壁の内部にエポキシ樹脂をス
クリーン印刷して柱状構造物を形成した。その後、第2
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。続いて、第1基板上に前記シー
ル材の壁の高さと面積から計算された量の液晶組成物2
1rを塗布し、貼り合わせ装置を用いて第1基板及び第
2基板を貼り合わせ、150℃で1時間加熱し、液晶セ
ルR1を得た。
r,21g,21bを基板間に挟持した液晶セルR2,
G,Bを得た。これらの液晶セルを下からR1,R2,
G,Bの順に積層し、液晶セルR1,R2の間には位相
差板を挿入し、各液晶セルを透明接着剤で固定した。さ
らに、光を入射させる側とは反対側の基板(セルR1の
下側基板の裏面)に黒色の光吸収層を設けた。こうして
図2に示す構成の積層型液晶表示素子を作製した。
晶セルの電極間に42V、5msecのパルス電圧、2msec
空けて、28V、2msecのパルス電圧、2msec空けて、
28V、2msecのパルス電圧を印加すると、透明状態
(フォーカルコニック状態)となり、4層を透明状態と
した黒表示時の視感反射率Y値は3.4を示した。ま
た、各液晶セルの電極間に42V、5msecのパルス電
圧、2msec空けて、42V、2msecのパルス電圧、2ms
ec空けて、42V、2msecのパルス電圧を印加すると、
着色状態(プレーナー状態)となり、4層を着色状態と
した白表示時の視感反射率Y値は44.2であり、コン
トラストは13.0:1であった。また、白表示時の色
度は(x、y)=(0.31、0.35)、反射率は6
2.8%であり、白色度が良好でコントラストの高い液
晶表示素子であった。さらに、色再現範囲が広く表示ム
ラが少なく良好な表示特性を示した。
n:0.204、Δε:25.4、TNI:91.7℃)
に対して、液晶混合物とカイラル材料の合計重量に対し
て、カイラル材料R−811(メルク社製)を20重量
%添加した液晶組成物21r、カイラル材料S−811
(メルク社製)を20重量%添加した液晶組成物22
r、前記カイラル材料S−811を28重量%添加した
液晶組成物21g、前記カイラル材料S−811を39
重量%添加した液晶組成物21bを調製した。液晶組成
物21r,22rは660nm付近、液晶組成物21g
は580nm付近、液晶組成物21bは485nm付近
に選択反射のピーク波長を有している。
第1基板上に設けられた透明電極上に、HIM3000
(日立化成社製)からなる絶縁性薄膜を2000オング
ストロームの厚みに形成した後、可溶性ポリイミドから
なる配向安定化膜を500オングストロームの厚みに形
成した。続いて、ポリカーボネートフィルムからなる第
2基板上に設けられた透明電極上に、前記第1基板と同
様に絶縁性薄膜と配向安定化膜を形成した。
21S(三井化学社製)をスクリーン印刷して所定高さ
の壁を形成すると共に、該壁の内部にエポキシ樹脂をス
クリーン印刷して柱状構造物を形成した。その後、第2
基板上に5μm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。続いて、第1基板上に前記シー
ル材の壁の高さと面積から計算された量の液晶組成物2
1rを塗布し、貼り合わせ装置を用いて第1基板及び第
2基板を貼り合わせ、150℃で1時間加熱し、液晶セ
ルR1を得た。
r,21g,21bを基板間に挟持した液晶セルR2,
G,Bを得た。これらの液晶セルを下からR1,R2,
G,Bの順に積層し、各液晶セルを透明接着剤で固定し
た。さらに、光を入射させる側とは反対側の基板(セル
R1の下側基板の裏面)に黒色の光吸収層を設けた。こ
うして図6に示す構成の積層型液晶表示素子を作製し
た。
晶セルの電極間に45V、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
(フォーカルコニック状態)となり、4層を透明状態と
した黒表示時の視感反射率Y値は3.5を示した。ま
た、各液晶セルの電極間に45V、5msecのパルス電
圧、2msec空けて、45V、2msecのパルス電圧、2ms
ec空けて、45V、2msecのパルス電圧を印加すると、
着色状態(プレーナー状態)となり、4層を着色状態と
した白表示時の視感反射率Y値は45.9であり、コン
トラストは13.1:1であった。また、白表示時の色
度は(x、y)=(0.32、0.33)、反射率は6
4.3%であり、白色度が良好でコントラストの高い液
晶表示素子であった。さらに、色再現範囲が広く表示ム
ラが少なく良好な表示特性を示した。
n:0.213、Δε:26.8、TNI:101.5
℃)に対して、液晶混合物とカイラル材料の合計重量に
対して、カイラル材料R−811(メルク社製)を18
重量%とカイラル材料R−1011(メルク社製)を3
重量%添加して液晶組成物を調製した。さらに、この液
晶組成物に対して、赤色色素SI426(三井化学社
製)を0.8重量%混合して液晶組成物21rを調製し
た。液晶組成物21rは685nm付近に選択反射のピ
ーク波長を有している。
して、液晶混合物とカイラル材料の合計重量に対して、
カイラル材料S−811(メルク社製)を18重量%と
カイラル材料S−1011(メルク社製)を3重量%添
加して液晶組成物を調製した。さらに、この液晶組成物
に対して、前記赤色色素SI426を0.8重量%混合
して液晶組成物22rを調製した。液晶組成物22rは
685nm付近に選択反射のピーク波長を有している。
0.218、Δε:21.3、TNI:102℃)に対し
て、液晶混合物とカイラル材料の合計重量に対して、カ
イラル材料CB15(メルク社製)を34.8重量%添
加して液晶組成物を調製した。さらに、この液晶組成物
に対して、黄色色素YellowGN(日本化薬社製)
を0.6重量%混合して液晶組成物21gを調製した。
液晶組成物21gは585nm付近に選択反射のピーク
波長を有している。
0.177、Δε:19.0、TNI:103℃)に対し
て、液晶混合物とカイラル材料の合計重量に対して、前
記カイラル材料CB15を32重量%と前記カイラル材
料S−811を8重量%添加した液晶組成物21bを調
製した。この液晶組成物21bは470nm付近に選択
反射のピーク波長を有している。
第1基板上に設けられた透明電極上に、HIM3000
(日立化成社製)からなる絶縁性薄膜を2000オング
ストロームの厚みに形成した後、可溶性ポリイミドから
なる配向安定化膜を500オングストロームの厚みに形
成した。そして、配向安定化膜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
押込み量を0.2mmとした。
る第2基板上に設けられた透明電極上に、前記第1基板
と同様に絶縁性薄膜と配向安定化膜を形成した。この配
向安定化膜にはラビング処理を施さなかった。
21S(三井化学社製)をスクリーン印刷して所定高さ
の壁を形成すると共に、該壁の内部にエポキシ樹脂をス
クリーン印刷して柱状構造物を形成した。その後、第2
基板上に5μm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。続いて、第1基板上に前記シー
ル材の壁の高さと面積から計算された量の液晶組成物2
1rを塗布し、貼り合わせ装置を用いて第1基板及び第
2基板を貼り合わせ、150℃で1時間加熱し、液晶セ
ルR1を得た。
r,21g,21bを基板間に挟持した液晶セルR2,
G,Bを得た。これらの液晶セルを下からR1,R2,
G,Bの順に積層し、各液晶セルを透明接着剤で固定し
た。さらに、光を入射させる側とは反対側の基板(セル
R1の下側基板の裏面)に黒色の光吸収層を設けた。こ
うして図6に示す構成の積層型液晶表示素子を作製し
た。
晶セルの電極間に40V、5msecのパルス電圧、2msec
空けて、23V、2msecのパルス電圧、2msec空けて、
23V、2msecのパルス電圧を印加すると、透明状態
(フォーカルコニック状態)となり、4層を透明状態と
した黒表示時の視感反射率Y値は4.0を示した。ま
た、各液晶セルの電極間に40V、5msecのパルス電
圧、2msec空けて、40V、2msecのパルス電圧、2ms
ec空けて、40V、2msecのパルス電圧を印加すると、
着色状態(プレーナー状態)となり、4層を着色状態と
した白表示時の視感反射率Y値は54.7であり、コン
トラストは13.7:1であった。また、白表示時の色
度は(x、y)=(0.31、0.34)、反射率は7
0.4%であり、白色度が良好でコントラストの高い液
晶表示素子であった。さらに、色再現範囲が広く表示ム
ラが少なく良好な表示特性を示した。
n:0.195、Δε:22.5、TNI:107.5
℃)に対して、液晶混合物とカイラル材料の合計重量に
対して、カイラル材料R−811(メルク社製)を19
重量%とカイラル材料R−1011(メルク社製)を
3.5重量%添加して液晶組成物を調製した。さらに、
この液晶組成物に対して、赤色色素SI426(三井化
学社製)を0.6重量%混合して液晶組成物21rを調
製した。液晶組成物21rは670nm付近に選択反射
のピーク波長を有している。
して、液晶混合物とカイラル材料の合計重量に対して、
カイラル材料S−811(メルク社製)を19重量%と
カイラル材料S−1011(メルク社製)を3.5重量
%添加して液晶組成物を調製した。さらに、この液晶組
成物に対して、前記赤色色素SI426を0.6重量%
混合して液晶組成物22rを調製した。液晶組成物22
rは670nm付近に選択反射のピーク波長を有してい
る。
0.203、Δε:25.1、TNI:105℃)に対し
て、液晶混合物とカイラル材料の合計重量に対して、カ
イラル材料CB15(メルク社製)を34.2重量%添
加して液晶組成物を調製した。さらに、この液晶組成物
に対して、黄色色素YellowGN(日本化薬社製)
を0.4重量%混合して液晶組成物21gを調製した。
液晶組成物21gは565nm付近に選択反射のピーク
波長を有している。
0.196、Δε:23.2、TNI:101.6℃)に
対して、液晶混合物とカイラル材料の合計重量に対し
て、前記カイラル材料CB15を30重量%と前記カイ
ラル材料S−811を7.6重量%添加した液晶組成物
21bを調製した。この液晶組成物21bは480nm
付近に選択反射のピーク波長を有している。
らなる第1基板上に設けられた透明電極上に、HIM3
000(日立化成社製)からなる絶縁性薄膜を2000
オングストロームの厚みに形成した後、可溶性ポリイミ
ドからなる配向安定化膜を500オングストロームの厚
みに形成した。そして、配向安定化膜を弱くラビングし
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
イルの押込み量を0.2mmとした。
からなる第2基板上に設けられた透明電極上に、前記第
1基板と同様に絶縁性薄膜と配向安定化膜を形成した。
この配向安定化膜にはラビング処理を施さなかった。
21S(三井化学社製)をスクリーン印刷して所定高さ
の壁を形成すると共に、該壁の内部にエポキシ樹脂をス
クリーン印刷して柱状構造物を形成した。その後、第2
基板上に5μm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。続いて、第1基板上に前記シー
ル材の壁の高さと面積から計算された量の液晶組成物2
1rを塗布し、貼り合わせ装置を用いて第1基板及び第
2基板を貼り合わせ、150℃で1時間加熱し、液晶セ
ルR1を得た。
ないこと以外は前記工程と全く同様にして液晶組成物2
2r,21g,21bを基板間に挟持した液晶セルR
2,G,Bを得た。これらの液晶セルを下からR1,R
2,G,Bの順に積層し、各液晶セルを透明接着剤で固
定した。さらに、光を入射させる側とは反対側の基板
(セルR1の下側基板の裏面)に黒色の光吸収層を設け
た。こうして図6に示す構成の積層型液晶表示素子を作
製した。
晶セルの電極間に40V、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
(フォーカルコニック状態)となり、4層を透明状態と
した黒表示時の視感反射率Y値は3.7を示した。ま
た、各液晶セルの電極間に40V、5msecのパルス電
圧、2msec空けて、40V、2msecのパルス電圧、2ms
ec空けて、40V、2msecのパルス電圧を印加すると、
着色状態(プレーナー状態)となり、4層を着色状態と
した白表示時の視感反射率Y値は50.0であり、コン
トラストは13.5:1であった。また、白表示時の色
度は(x、y)=(0.31、0.33)、反射率は6
6.5%であり、白色度が良好でコントラストの高い液
晶表示素子であった。さらに、色再現範囲が広く表示ム
ラが少なく良好な表示特性を示した。
ック液晶混合物Aに対して、液晶混合物とカイラル材料
の合計重量に対して、カイラル材料S−811(メルク
社製)を、それぞれ、21重量%添加した液晶組成物2
1r、26重量%添加した液晶組成物21g、36重量
%添加した液晶組成物21bを調製した。液晶組成物2
1rは680nm付近、液晶組成物21gは560nm
付近、液晶組成物21bは480nm付近に選択反射の
ピーク波長を有している。
第1基板上に設けられた透明電極上に、HIM3000
(日立化成社製)からなる絶縁性薄膜を2000オング
ストロームの厚みに形成した後、可溶性ポリイミドから
なる配向安定化膜を800オングストロームの厚みに形
成した。続いて、ポリカーボネートフィルムからなる第
2基板上に設けられた透明電極上に、前記第1基板と同
様に絶縁性薄膜と配向安定化膜を形成した。
21S(三井化学社製)をスクリーン印刷して所定高さ
の壁を形成した。その後、第2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。
続いて、第1基板上に前記シール材の壁の高さと面積か
ら計算された量の液晶組成物21rを塗布し、貼り合わ
せ装置を用いて第1基板及び第2基板を貼り合わせ、1
50℃で1時間加熱し、液晶セルR1を得た。
g,21bを基板間に挟持した液晶セルG,Bを得た。
これらの液晶セルを下からR1,G,Bの順に積層し、
各液晶セルを透明接着剤で固定した。さらに、光を入射
させる側とは反対側の基板(セルR1の下側基板の裏
面)に黒色の光吸収層を設けた。
晶セルの電極間に40V、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
(フォーカルコニック状態)となり、3層を透明状態と
した黒表示時の視感反射率Y値は3.3を示した。ま
た、各液晶セルの電極間に40V、5msecのパルス電
圧、2msec空けて、50V、2msecのパルス電圧、2ms
ec空けて、40V、2msecのパルス電圧を印加すると、
着色状態(プレーナー状態)となり、3層を着色状態と
した白表示時の視感反射率Y値は35.3であり、コン
トラストは10.7:1であった。また、白表示時の色
度は(x、y)=(0.32、0.37)、反射率は4
6.7%であり、白色度及びコントラストが前記各実施
例のものより低い液晶表示素子であった。さらに、各実
施例のものに比べて赤色の表示が暗く、カラーバランス
が悪かった。各実施例のものに比べて色再現範囲も狭く
なった。
ック液晶混合物Aに対して、液晶混合物とカイラル材料
の合計重量に対して、カイラル材料S−811(メルク
社製)を、それぞれ、21重量%添加した液晶組成物2
1r、26重量%添加した液晶組成物21g、36重量
%添加した液晶組成物21bを調製した。液晶組成物2
1rは680nm付近、液晶組成物21gは560nm
付近、液晶組成物21bは480nm付近に選択反射の
ピーク波長を有している。
第1基板上に設けられた透明電極上に、HIM3000
(日立化成社製)からなる絶縁性薄膜を2000オング
ストロームの厚みに形成した後、可溶性ポリイミドから
なる配向安定化膜を800オングストロームの厚みに形
成した。続いて、ポリカーボネートフィルムからなる第
2基板上に設けられた透明電極上に、前記第1基板と同
様に絶縁性薄膜と配向安定化膜を形成した。
21S(三井化学社製)をスクリーン印刷して所定高さ
の壁を形成した。その後、第2基板上に9μm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。
続いて、第1基板上に前記シール材の壁の高さと面積か
ら計算された量の液晶組成物21rを塗布し、貼り合わ
せ装置を用いて第1基板及び第2基板を貼り合わせ、1
50℃で1時間加熱し、液晶セルR1を得た。
(積水ファインケミカル社製)を散布する以外は、前記
工程と全く同様にして液晶組成物21g,21bを基板
間に挟持した液晶セルG,Bを得た。これらの液晶セル
を下からR1,G,Bの順に積層し、各液晶セルを透明
接着剤で固定した。さらに、光を入射させる側とは反対
側の基板(セルR1の下側基板の裏面)に黒色の光吸収
層を設けた。
セルR1には電極間に65V、5msecのパルス電圧、2
msec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、透明状
態(フォーカルコニック状態)となり、液晶セルG,B
には電極間に40V、5msecのパルス電圧、2msec空け
て、25V、2msecのパルス電圧、2msec空けて、25
V、2msecのパルス電圧を印加すると、透明状態(フォ
ーカルコニック状態)となった。3層を透明状態とした
黒表示時の視感反射率Y値は3.6を示した。また、液
晶セルR1には電極間に65V、5msecのパルス電圧、
2msec空けて、65V、2msecのパルス電圧、2msec空
けて、65V、2msecのパルス電圧を印加すると、着色
状態(プレーナー状態)となり、液晶セルG,Bには電
極間に40V、5msecのパルス電圧、2msec空けて、4
0V、2msecのパルス電圧、2msec空けて、40V、2
msec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。3層を着色状態とした白表示時の視感
反射率Y値は41.5であり、コントラストは11.
5:1であった。また、白表示時の色度は(x、y)=
(0.31、0.35)、反射率は54.9%であり、
白色度は良好であるが、前記各実施例のものに比べて反
射率及びコントラストの低い液晶表示素子であった。さ
らに、液晶セルR1を液晶セルB,Gと同条件で駆動す
ると、液晶セルR1の持つ色再現範囲を十分実現させる
ことができず白色のカラーバランスが不良となった(即
ち、3層を同一の電圧では駆動することができなかっ
た)。
ック液晶混合物Aに対して、液晶混合物とカイラル材料
の合計重量に対して、カイラル材料S−811(メルク
社製)を、それぞれ、21重量%添加した液晶組成物2
1r、26重量%添加した液晶組成物21g、26重量
%添加した液晶組成物22g、36重量%添加した液晶
組成物21bを調製した。液晶組成物21rは680n
m付近、液晶組成物21g,22gは560nm付近、
液晶組成物21bは480nm付近に選択反射のピーク
波長を有している。
第1基板上に設けられた透明電極上に、HIM3000
(日立化成社製)からなる絶縁性薄膜を2000オング
ストロームの厚みに形成した後、可溶性ポリイミドから
なる配向安定化膜を800オングストロームの厚みに形
成した。続いて、ポリカーボネートフィルムからなる第
2基板上に設けられた透明電極上に、前記第1基板と同
様に絶縁性薄膜と配向安定化膜を形成した。
21S(三井化学社製)をスクリーン印刷して所定高さ
の壁を形成した。その後、第2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。
続いて、第1基板上に前記シール材の壁の高さと面積か
ら計算された量の液晶組成物21rを塗布し、貼り合わ
せ装置を用いて第1基板及び第2基板を貼り合わせ、1
50℃で1時間加熱し、液晶セルR1を得た。
g,22g,21bを基板間に挟持した液晶セルG1,
G2,Bを得た。これらの液晶セルを下からR1,G
1,G2,Bの順に積層し、液晶セルG1,G2の間に
は位相差板を挿入し、各液晶セルを透明接着剤で固定し
た。さらに、光を入射させる側とは反対側の基板(セル
R1の下側基板の裏面)に黒色の光吸収層を設けた。
晶セルの電極間に40V、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
(フォーカルコニック状態)となり、4層を透明状態と
した黒表示時の視感反射率Y値は3.6を示した。ま
た、各液晶セルの電極間に40V、5msecのパルス電
圧、2msec空けて、40V、2msecのパルス電圧、2ms
ec空けて、40V、2msecのパルス電圧を印加すると、
着色状態(プレーナー状態)となり、4層を着色状態と
した白表示時の視感反射率Y値は45.8であり、コン
トラストは12.7:1であった。また、白表示時の色
度は(x、y)=(0.34、0.35)、反射率は6
0.5%であり、コントラストは比較的高いが、前記各
実施例のものに比べて白色度が悪く、緑色が濃いために
カラーバランスの悪い液晶表示素子であった。各実施例
のものに比べて色再現範囲も狭くなった。
型フルカラー液晶表示素子は前記実施形態、実施例に限
定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更で
きることは勿論である。
す断面図。
す断面図。
す断面図。
す断面図。
す断面図。
す断面図。
す断面図。
す断面図。
る表示装置を示す概略斜視図。
Claims (7)
- 【請求項1】 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料からなる、室
温でコレステリック相を示し可視光中の特定波長の光を
選択反射するカイラルネマチック液晶組成物からなる液
晶層を挟持した複数の液晶セルをその厚さ方向に積層し
た反射型フルカラー液晶表示素子において、 上から順に、青色を選択反射する液晶セル、緑色を選択
反射する液晶セル、赤色を選択反射する液晶セルが積層
されており、 前記青色を選択反射する液晶セル及び前記緑色を選択反
射する液晶セルがそれぞれ1層であり、前記赤色を選択
反射する液晶セルが2層であること、 を特徴とする反射型フルカラー液晶表示素子。 - 【請求項2】 青色を選択反射する液晶セル、緑色を選
択反射する液晶セル、赤色を選択反射する第1の液晶セ
ル及び赤色を選択反射する第2の液晶セルを構成するそ
れぞれの液晶層がほぼ同等の厚さであることを特徴とす
る請求項1記載の反射型フルカラー液晶表示素子。 - 【請求項3】 青色を選択反射する液晶セル、緑色を選
択反射する液晶セル、赤色を選択反射する第1の液晶セ
ル及び赤色を選択反射する第2の液晶セルのそれぞれが
ほぼ同等の駆動電圧であることを特徴とする請求項1又
は請求項2記載の反射型フルカラー液晶表示素子。 - 【請求項4】 赤色を選択反射する第1の液晶セルと赤
色を選択反射する第2の液晶セルとの間に位相差板が挟
持されていることを特徴とする請求項1、請求項2又は
請求項3記載の反射型フルカラー液晶表示素子。 - 【請求項5】 赤色を選択反射する第1の液晶セル及び
赤色を選択反射する第2の液晶セルを構成するカイラル
ネマチック液晶組成物が同じ成分であることを特徴とす
る請求項4記載の反射型フルカラー液晶表示素子。 - 【請求項6】 赤色を選択反射する第1の液晶セル及び
赤色を選択反射する第2の液晶セルを構成するカイラル
ネマチック液晶組成物に含まれるカイラル材料は、旋光
方向が互いに逆向き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記載の反射型フルカラー液晶表示
素子。 - 【請求項7】 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と、該液
晶表示素子を駆動するための駆動回路とを備えたことを
特徴とする表示装置。
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- 2001-07-13 JP JP2001214467A patent/JP4655425B2/ja not_active Expired - Fee Related
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