JP2000193954A - 高性能反射型液晶ディスプレイおよびその製造方法 - Google Patents
高性能反射型液晶ディスプレイおよびその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 反射率の高い、低電圧駆動、低消費電力の、
高性能反射型液晶ディスプレイを提供する。 【解決手段】 光反射媒体が、コレステリック液晶材料
とポリマー材料とを含む、あるいはホログラムポリマー
分散液晶材料６６を含む第１層と、第１層とは分離して
いる、コレステリック液晶材料を含む第２層とを含むこ
とにより、２つ以上の固有ピーク波長の光を反射し、メ
モリー効果を持ち、反射率の高い、高性能反射型液晶デ
ィスプレイが可能となる。
高性能反射型液晶ディスプレイを提供する。 【解決手段】 光反射媒体が、コレステリック液晶材料
とポリマー材料とを含む、あるいはホログラムポリマー
分散液晶材料６６を含む第１層と、第１層とは分離して
いる、コレステリック液晶材料を含む第２層とを含むこ
とにより、２つ以上の固有ピーク波長の光を反射し、メ
モリー効果を持ち、反射率の高い、高性能反射型液晶デ
ィスプレイが可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】最新の反射型液晶ディスプレ
イ（ＬＣＤ）は、透過型又は放射型フラットパネルディ
スプレイ（ＦＰＤ）に比べて、消費電力が小さく、軽量
薄形で、例えば室内や屋外など、様々な場所で用いるこ
とが可能である。このような特長を備えた反射型ＬＣＤ
は、明るい場所での軽便性や視認性が要求される、例え
ばパーソナルドキュメントリーダー（ＰＤＲ）、パーソ
ナルインフォメーションツール（ＰＩＴ）、携帯型の地
図やマニュアルなど、様々な用途に適している。
イ（ＬＣＤ）は、透過型又は放射型フラットパネルディ
スプレイ（ＦＰＤ）に比べて、消費電力が小さく、軽量
薄形で、例えば室内や屋外など、様々な場所で用いるこ
とが可能である。このような特長を備えた反射型ＬＣＤ
は、明るい場所での軽便性や視認性が要求される、例え
ばパーソナルドキュメントリーダー（ＰＤＲ）、パーソ
ナルインフォメーションツール（ＰＩＴ）、携帯型の地
図やマニュアルなど、様々な用途に適している。
【０００２】
【従来の技術】反射型ＬＣＤは、その反射性により背面
光を必要としないため、消費電力が半分で済む。ポリマ
ーで安定化したコレステリック組織（ＰＳＣＴ）液晶デ
ィスプレイでは、反射型ＬＣＤの消費電力を更に小さく
することができる。このポリマー安定化コレステリック
組織（texture）液晶ディスプレイは、安定化するため
のポリマー網目構造を含む、コレステリック液晶媒体を
用いたものである。
光を必要としないため、消費電力が半分で済む。ポリマ
ーで安定化したコレステリック組織（ＰＳＣＴ）液晶デ
ィスプレイでは、反射型ＬＣＤの消費電力を更に小さく
することができる。このポリマー安定化コレステリック
組織（texture）液晶ディスプレイは、安定化するため
のポリマー網目構造を含む、コレステリック液晶媒体を
用いたものである。
【０００３】このようなポリマー安定化コレステリック
組織液晶ディスプレイ１０の働きを、図１（ａ）〜図１
（ｃ）に示す。これについては、Ｇ．Ｐ．クロウフォー
ド（Ｃｒａｗｆｏｒｄ）等による、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎ
ｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ＩＳ＆ Ｔ／ＳＩＤ １９９５
Ｃｏｌｏｒ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ：
Ｃｏｌｏｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，５２〜５８ページ，“画
像表示用反射型カラーディスプレイ”に述べられてお
り、その内容は全て本件に引用して援用する。このディ
スプレイ１０は、一対の透明基板１２と、一対の透明電
極１４と、電極１４に挟まれたポリマー安定化コレステ
リック液晶媒体１６とを含むものである。ポリマー網目
構造１８は液晶材料２０を安定化する。
組織液晶ディスプレイ１０の働きを、図１（ａ）〜図１
（ｃ）に示す。これについては、Ｇ．Ｐ．クロウフォー
ド（Ｃｒａｗｆｏｒｄ）等による、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎ
ｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ＩＳ＆ Ｔ／ＳＩＤ １９９５
Ｃｏｌｏｒ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ：
Ｃｏｌｏｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，５２〜５８ページ，“画
像表示用反射型カラーディスプレイ”に述べられてお
り、その内容は全て本件に引用して援用する。このディ
スプレイ１０は、一対の透明基板１２と、一対の透明電
極１４と、電極１４に挟まれたポリマー安定化コレステ
リック液晶媒体１６とを含むものである。ポリマー網目
構造１８は液晶材料２０を安定化する。
【０００４】図１（ａ）に示すように、電圧がオフの状
態では、平面組織は安定で、コレステリック液晶材料２
０のらせん軸は、自然光又は人工光が照射される基板１
２の表面２２に対してほぼ垂直である。平面組織は、ブ
ラッグ（Ｂｒａｇｇ）波長λ Ｂ＝ｎＰを中心とする入射
光を選択的に反射する。このとき、ｎは液晶材料２０の
平均屈折率であり、Ｐは液晶材料２０のらせん構造のピ
ッチ長さである。ピッチＰは、液晶材料２０にキラル剤
を加えることにより、選択的に変えることができる。コ
レステリック液晶材料２０のピッチに影響するキラル剤
は、ブラッグ波長λＢにも影響を及ぼす。
態では、平面組織は安定で、コレステリック液晶材料２
０のらせん軸は、自然光又は人工光が照射される基板１
２の表面２２に対してほぼ垂直である。平面組織は、ブ
ラッグ（Ｂｒａｇｇ）波長λ Ｂ＝ｎＰを中心とする入射
光を選択的に反射する。このとき、ｎは液晶材料２０の
平均屈折率であり、Ｐは液晶材料２０のらせん構造のピ
ッチ長さである。ピッチＰは、液晶材料２０にキラル剤
を加えることにより、選択的に変えることができる。コ
レステリック液晶材料２０のピッチに影響するキラル剤
は、ブラッグ波長λＢにも影響を及ぼす。
【０００５】図１（ｂ）に示すように、電源２４により
電極１４の間に低い電圧を印加すると、コレステリック
液晶材料２０の平面組織は、焦円錐組織に変わり、液晶
のらせん軸の配向はバラバラとなる。この状態では、セ
ルはほぼ光を透過する。次に印加電圧を除くと、ポリマ
ー網目構造１８の安定効果により、焦円錐組織は固定さ
れたまま残る。図１（ｃ）に示すように、ディスプレイ
に、より強い電界を印加すると、コレステリック液晶材
料２０は、完全に整列し、全く透明となる。
電極１４の間に低い電圧を印加すると、コレステリック
液晶材料２０の平面組織は、焦円錐組織に変わり、液晶
のらせん軸の配向はバラバラとなる。この状態では、セ
ルはほぼ光を透過する。次に印加電圧を除くと、ポリマ
ー網目構造１８の安定効果により、焦円錐組織は固定さ
れたまま残る。図１（ｃ）に示すように、ディスプレイ
に、より強い電界を印加すると、コレステリック液晶材
料２０は、完全に整列し、全く透明となる。
【０００６】印加電界を除いた場合のポリマー安定化コ
レステリック液晶媒体１６の反応は、電界を除く速度に
よって変わる。コレステリック液晶材料２０は、電界を
素早く除くと、図１（ａ）に示す平面組織に戻り、電界
をゆっくりと除くと、図１（ｂ）に示す焦円錐組織に戻
る。ポリマー安定化コレステリック組織ＬＣＤの、この
双安定メモリー性能は、ディスプレイが表示画面を変え
るための僅かな時間のみ電力を必要とし、表示している
間は電力を消費しないことから、多くの用途においてデ
ィスプレイの消費電力を有意に小さくすることができ
る。
レステリック液晶媒体１６の反応は、電界を除く速度に
よって変わる。コレステリック液晶材料２０は、電界を
素早く除くと、図１（ａ）に示す平面組織に戻り、電界
をゆっくりと除くと、図１（ｂ）に示す焦円錐組織に戻
る。ポリマー安定化コレステリック組織ＬＣＤの、この
双安定メモリー性能は、ディスプレイが表示画面を変え
るための僅かな時間のみ電力を必要とし、表示している
間は電力を消費しないことから、多くの用途においてデ
ィスプレイの消費電力を有意に小さくすることができ
る。
【０００７】図２（ａ）〜図２（ｄ）は、別のタイプの
既知の反射型カラーディスプレイ装置である、ホログラ
ム構造ポリマー分散液晶（ＨＰＤＬＣ）ディスプレイ３
０を示したものである。このディスプレイもまた、参照
のクロウフォードの文献に述べられている。ＨＰＤＬＣ
ディスプレイは、液晶材料と光硬化性ポリマー材料との
混合物に光学的干渉法を用いて形成する。この方法で
は、ポリマーを多く含む多数の平面３５で隔てられた、
ポリマーマトリックス中の予め決められた位置に、液晶
を満たした小滴が並ぶ、干渉縞の平面３３を形成する。
この結果、液晶小滴が密集した部分が、平面構造に対し
て垂直方向に、空間的に調整されて並ぶ。図２（ａ）に
示すように、ホログラム構造ポリマー分散液晶材料３２
は、一対の透明電極３４と一対の透明基板３６の間に挟
まれている。より詳細には、液晶を多く含む平面３３に
は、それぞれポリマー３９の網目構造中に多数の液晶小
滴３８が分散している。一方、ポリマーを多く含む平面
３５は、本質的にポリマー３９の網目構造のみでできて
いる。図２（ａ）及び図２（ｂ）に示す、電界がオフの
状態では、ポリマー３９中に分散した液晶小滴３８中の
液晶分子は、液晶小滴３８の中では配向はランダムで、
整列していない。このため、小滴３８の有効屈折率は、
ポリマーマトリックス３９の屈折率ｎｐより有意に大き
い。液晶小滴３８の異常屈折率ｎｅと、常屈折率ｎ０の
方向を示した。このように、ＨＰＤＬＣディスプレイ３
０は、ブラッグ波長λＢの光を反射する。このＨＰＤＬ
Ｃディスプレイ３０の、周囲の照明条件下における反射
率は、図１（ａ）〜図１（ｃ）に示されたポリマー安定
化コレステリック組織ディスプレイ１０より大きい。
既知の反射型カラーディスプレイ装置である、ホログラ
ム構造ポリマー分散液晶（ＨＰＤＬＣ）ディスプレイ３
０を示したものである。このディスプレイもまた、参照
のクロウフォードの文献に述べられている。ＨＰＤＬＣ
ディスプレイは、液晶材料と光硬化性ポリマー材料との
混合物に光学的干渉法を用いて形成する。この方法で
は、ポリマーを多く含む多数の平面３５で隔てられた、
ポリマーマトリックス中の予め決められた位置に、液晶
を満たした小滴が並ぶ、干渉縞の平面３３を形成する。
この結果、液晶小滴が密集した部分が、平面構造に対し
て垂直方向に、空間的に調整されて並ぶ。図２（ａ）に
示すように、ホログラム構造ポリマー分散液晶材料３２
は、一対の透明電極３４と一対の透明基板３６の間に挟
まれている。より詳細には、液晶を多く含む平面３３に
は、それぞれポリマー３９の網目構造中に多数の液晶小
滴３８が分散している。一方、ポリマーを多く含む平面
３５は、本質的にポリマー３９の網目構造のみでできて
いる。図２（ａ）及び図２（ｂ）に示す、電界がオフの
状態では、ポリマー３９中に分散した液晶小滴３８中の
液晶分子は、液晶小滴３８の中では配向はランダムで、
整列していない。このため、小滴３８の有効屈折率は、
ポリマーマトリックス３９の屈折率ｎｐより有意に大き
い。液晶小滴３８の異常屈折率ｎｅと、常屈折率ｎ０の
方向を示した。このように、ＨＰＤＬＣディスプレイ３
０は、ブラッグ波長λＢの光を反射する。このＨＰＤＬ
Ｃディスプレイ３０の、周囲の照明条件下における反射
率は、図１（ａ）〜図１（ｃ）に示されたポリマー安定
化コレステリック組織ディスプレイ１０より大きい。
【０００８】図２（ｃ）及び図２（ｄ）に示すように、
液晶ディスプレイ３０の全面に電圧を印加すると、液晶
分子は、液晶小滴３８中で整列する。この結果、液晶小
滴３８の屈折率は、光の伝搬方向に沿ってポリマーマト
リックス３９の屈折率にほぼ等しくなる。ここに示すよ
うに、ｎｅは入射及び反射光の方向に対して平行であ
り、ｎ０は垂直である。液晶小滴３８中の液晶材料のｎ
０がポリマーマトリックス３９の屈折率ｎｐとほぼ等し
いと、周期的な屈折率の変化は無くなる。この状態で
は、ＨＰＤＬＣディスプレイ３０は、本質的に光透過性
であり、ディスプレイに入射する光を反射又は分散しな
い。
液晶ディスプレイ３０の全面に電圧を印加すると、液晶
分子は、液晶小滴３８中で整列する。この結果、液晶小
滴３８の屈折率は、光の伝搬方向に沿ってポリマーマト
リックス３９の屈折率にほぼ等しくなる。ここに示すよ
うに、ｎｅは入射及び反射光の方向に対して平行であ
り、ｎ０は垂直である。液晶小滴３８中の液晶材料のｎ
０がポリマーマトリックス３９の屈折率ｎｐとほぼ等し
いと、周期的な屈折率の変化は無くなる。この状態で
は、ＨＰＤＬＣディスプレイ３０は、本質的に光透過性
であり、ディスプレイに入射する光を反射又は分散しな
い。
【０００９】液晶小滴３８の有効屈折率を、印加電圧に
よって変え、反射光強度を電気的に制御することができ
る。更に、ＨＰＤＬＣディスプレイ３０の分光反射率
は、構成体により選択的に調整できる。現在までのとこ
ろ、このＨＰＤＬＣディスプレイ３０は、その高いピー
ク反射性能により、特に有望な反射技術と考えられる。
高性能の反射型カラーＬＣＤのための主な目標の１つ
は、高レベルの色選択性と反射輝度を保ちつつ、高い分
光反射率を得ることである。反射型カラーディスプレイ
は、様々な採光条件下における周囲の照明度でも十分使
用に耐え、かつ、良好な色選択性を備えている必要があ
る。
よって変え、反射光強度を電気的に制御することができ
る。更に、ＨＰＤＬＣディスプレイ３０の分光反射率
は、構成体により選択的に調整できる。現在までのとこ
ろ、このＨＰＤＬＣディスプレイ３０は、その高いピー
ク反射性能により、特に有望な反射技術と考えられる。
高性能の反射型カラーＬＣＤのための主な目標の１つ
は、高レベルの色選択性と反射輝度を保ちつつ、高い分
光反射率を得ることである。反射型カラーディスプレイ
は、様々な採光条件下における周囲の照明度でも十分使
用に耐え、かつ、良好な色選択性を備えている必要があ
る。
【００１０】透過型アクティブマトリックスカラーＬＣ
Ｄは、色を合成するために、線形偏光子、吸収カラーフ
ィルタ、空間的にパターン化したカラーフィルタモザイ
クを備えている。これらを用いる装置により、これらの
素子は光透過に有意に影響を及ぼす。例えば、透過型ね
じれネマチック（ＴＮ）ＬＣＤに用いる、２つの高性能
偏光子は、可視スペクトル全体の約４０％の光しか透過
しない。これは、ディスプレイの反射率の絶対最大値
を、ディスプレイ中で他の光の損失が生じる前の約４０
％に抑えてしまう。他の光強度損失としては、例えば分
光フィルタが挙げられる。カラーフィルタ吸収と、薄膜
トランジスタ（ＴＦＴ）ドライバアレイ基板の開口部
は、更にディスプレイの効率を下げる。現在最良のカラ
ーＴＦＴ−ＬＣＤの透過は１０％より少ないが、良好な
カラー反射型ディスプレイに必要な高い反射率は得られ
ない。
Ｄは、色を合成するために、線形偏光子、吸収カラーフ
ィルタ、空間的にパターン化したカラーフィルタモザイ
クを備えている。これらを用いる装置により、これらの
素子は光透過に有意に影響を及ぼす。例えば、透過型ね
じれネマチック（ＴＮ）ＬＣＤに用いる、２つの高性能
偏光子は、可視スペクトル全体の約４０％の光しか透過
しない。これは、ディスプレイの反射率の絶対最大値
を、ディスプレイ中で他の光の損失が生じる前の約４０
％に抑えてしまう。他の光強度損失としては、例えば分
光フィルタが挙げられる。カラーフィルタ吸収と、薄膜
トランジスタ（ＴＦＴ）ドライバアレイ基板の開口部
は、更にディスプレイの効率を下げる。現在最良のカラ
ーＴＦＴ−ＬＣＤの透過は１０％より少ないが、良好な
カラー反射型ディスプレイに必要な高い反射率は得られ
ない。
【００１１】前述のポリマー安定化コレステリック組織
（ＰＳＣＴ）液晶ディスプレイでは、ブラッグ波長の５
０％以上を反射することができる。
（ＰＳＣＴ）液晶ディスプレイでは、ブラッグ波長の５
０％以上を反射することができる。
【００１２】前述のホログラム構造ポリマー分散液晶
（ＨＰＤＬＣ）ディスプレイでは、より高いブラッグ反
射が得られ、理論的には、ブラッグ波長で１００％反射
できる。しかしこの装置は、ディスプレイの消費電力を
有意に小さくできる、前述のメモリー効果を持たない。
（ＨＰＤＬＣ）ディスプレイでは、より高いブラッグ反
射が得られ、理論的には、ブラッグ波長で１００％反射
できる。しかしこの装置は、ディスプレイの消費電力を
有意に小さくできる、前述のメモリー効果を持たない。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ホログラム
構造ポリマー分散液晶ディスプレイと、ポリマー安定化
コレステリック組織ディスプレイの長所を、１つの装置
で兼ね備えたディスプレイを提供するものである。
構造ポリマー分散液晶ディスプレイと、ポリマー安定化
コレステリック組織ディスプレイの長所を、１つの装置
で兼ね備えたディスプレイを提供するものである。
【００１４】本発明はまた、低電圧駆動モードを持つ、
ホログラム的に形成されたディスプレイを提供するもの
である。
ホログラム的に形成されたディスプレイを提供するもの
である。
【００１５】高性能反射型ディスプレイのための主な目
標の１つは、高い反射率を得ることである。本発明によ
り提供されるホログラムポリマー分散コレステリック組
織ディスプレイは、一組のコレステリック液晶／ポリマ
ー層で、１つ以上の固有色を現せる、２つ以上の異なる
固有ピーク波長を反射することができる。固有色は、例
えば、赤、緑、又は青である。これらの各固有色は、一
定の波長範囲に複数の固有ピーク波長を持つことができ
る。
標の１つは、高い反射率を得ることである。本発明によ
り提供されるホログラムポリマー分散コレステリック組
織ディスプレイは、一組のコレステリック液晶／ポリマ
ー層で、１つ以上の固有色を現せる、２つ以上の異なる
固有ピーク波長を反射することができる。固有色は、例
えば、赤、緑、又は青である。これらの各固有色は、一
定の波長範囲に複数の固有ピーク波長を持つことができ
る。
【００１６】更に、本発明によるホログラムポリマー分
散コレステリック組織ディスプレイは、メモリー効果を
持ち、消費電力が小さい。
散コレステリック組織ディスプレイは、メモリー効果を
持ち、消費電力が小さい。
【００１７】
【課題を解決するための手段】ホログラムポリマー分散
コレステリック組織ディスプレイの第１反射固有ピーク
波長は、コレステリック液晶材料から得られる。この第
１固有ピーク波長は、適当なキラル剤をネマチック液晶
材料に加え、コレステリック液晶混合物とすることによ
り選択できる。
コレステリック組織ディスプレイの第１反射固有ピーク
波長は、コレステリック液晶材料から得られる。この第
１固有ピーク波長は、適当なキラル剤をネマチック液晶
材料に加え、コレステリック液晶混合物とすることによ
り選択できる。
【００１８】ディスプレイの第２反射固有ピーク波長
は、ホログラム的に形成され、周期的に交互に並んだ、
ポリマーを多く含む層と液晶を多く含む層との多層構造
より得られる。液晶を多く含む層は、コレステリック液
晶材料を含む。この第２固有ピーク波長は、ホログラム
ポリマー分散コレステリック組織ディスプレイのポリマ
ー成分の光硬化に用いる、干渉レーザービームの波長及
び／又は入射角によって変えることができる。
は、ホログラム的に形成され、周期的に交互に並んだ、
ポリマーを多く含む層と液晶を多く含む層との多層構造
より得られる。液晶を多く含む層は、コレステリック液
晶材料を含む。この第２固有ピーク波長は、ホログラム
ポリマー分散コレステリック組織ディスプレイのポリマ
ー成分の光硬化に用いる、干渉レーザービームの波長及
び／又は入射角によって変えることができる。
【００１９】２つの固有ピーク波長を選択的に混合し、
多色反射型ディスプレイとすることができる。このディ
スプレイはまた、複数の反射色を引き立たせ、又は補完
するため、選択的に着色した背景を用いることもでき
る。
多色反射型ディスプレイとすることができる。このディ
スプレイはまた、複数の反射色を引き立たせ、又は補完
するため、選択的に着色した背景を用いることもでき
る。
【００２０】本発明の他の実施の形態では、ホログラム
ポリマー分散コレステリック組織ディスプレイは、１つ
のセルから２つ以上の固有ピーク波長を反射できるよ
う、異なる固有ピーク波長をそれぞれ反射する、２つ以
上の層を含むことができる。ホログラムポリマー分散コ
レステリック組織ディスプレイの一例では、異なる固有
ピーク波長をそれぞれ反射する、２つのホログラム構造
ポリマー分散液晶層と、第３の固有ピーク波長を反射す
る１つのコレステリック液晶層とを含む。このホログラ
ムポリマー分散コレステリック組織ディスプレイの各層
は、同時に１つ、２つ、又は３つの固有ピーク波長（及
び２つ以上の固有色）を選択的に反射するよう、各々選
択的に電力を与えることができる。
ポリマー分散コレステリック組織ディスプレイは、１つ
のセルから２つ以上の固有ピーク波長を反射できるよ
う、異なる固有ピーク波長をそれぞれ反射する、２つ以
上の層を含むことができる。ホログラムポリマー分散コ
レステリック組織ディスプレイの一例では、異なる固有
ピーク波長をそれぞれ反射する、２つのホログラム構造
ポリマー分散液晶層と、第３の固有ピーク波長を反射す
る１つのコレステリック液晶層とを含む。このホログラ
ムポリマー分散コレステリック組織ディスプレイの各層
は、同時に１つ、２つ、又は３つの固有ピーク波長（及
び２つ以上の固有色）を選択的に反射するよう、各々選
択的に電力を与えることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】本発明は、反射型ホログラムポリ
マー分散コレステリック液晶（ＨＰＤＣＬＣ）ディスプ
レイを提供するものである。このディスプレイは、アク
ティブマトリックス型又はパッシブマトリックス型アド
レス化反射型ディスプレイのいずれでも良い。ＨＰＤＣ
ＬＣディスプレイは、複数の固有反射ピーク波長又は
色、メモリー効果、高い反射効率が可能である。
マー分散コレステリック液晶（ＨＰＤＣＬＣ）ディスプ
レイを提供するものである。このディスプレイは、アク
ティブマトリックス型又はパッシブマトリックス型アド
レス化反射型ディスプレイのいずれでも良い。ＨＰＤＣ
ＬＣディスプレイは、複数の固有反射ピーク波長又は
色、メモリー効果、高い反射効率が可能である。
【００２２】図３（ａ）〜図３（ｆ）に、本発明による
ホログラムポリマー分散コレステリック組織液晶（ＨＰ
ＤＣＬＣ）ディスプレイ４０の一例を示す。ここに示す
ように、このディスプレイ４０は、向かい合った一対の
透明基板４２と、一対の透明電極４４と、光反射媒体と
を含むものである。図３（ａ）〜図３（ｆ）に示すよう
に、光反射媒体はホログラムポリマー分散コレステリッ
ク液晶材料４６である。電極４４とホログラムポリマー
分散コレステリック液晶材料４６は、サンドイッチ構造
となっている。電源４７は電極４４に電気的に接続し、
後に詳細に述べるように、ホログラムポリマー分散コレ
ステリック液晶材料４６に選択的に電界Ｅを印加して、
ＨＰＤＣＬＣディスプレイ４０の反射特性を変える。
ホログラムポリマー分散コレステリック組織液晶（ＨＰ
ＤＣＬＣ）ディスプレイ４０の一例を示す。ここに示す
ように、このディスプレイ４０は、向かい合った一対の
透明基板４２と、一対の透明電極４４と、光反射媒体と
を含むものである。図３（ａ）〜図３（ｆ）に示すよう
に、光反射媒体はホログラムポリマー分散コレステリッ
ク液晶材料４６である。電極４４とホログラムポリマー
分散コレステリック液晶材料４６は、サンドイッチ構造
となっている。電源４７は電極４４に電気的に接続し、
後に詳細に述べるように、ホログラムポリマー分散コレ
ステリック液晶材料４６に選択的に電界Ｅを印加して、
ＨＰＤＣＬＣディスプレイ４０の反射特性を変える。
【００２３】基板４２は、ガラスなどの適当な光透過性
の素材で形成することができる。電極４４は一般的に、
酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）などの適当な透明で伝導
性の素材を被覆したガラス板である。必要に応じて、他
の適当な素材を用いて電極を形成することもできる。
の素材で形成することができる。電極４４は一般的に、
酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）などの適当な透明で伝導
性の素材を被覆したガラス板である。必要に応じて、他
の適当な素材を用いて電極を形成することもできる。
【００２４】ホログラムポリマー分散コレステリック液
晶材料４６は、ポリマーを多く含む部分又は層４８と、
液晶を多く含む部分又は層５０とが交互に重なった、ホ
ログラム多層構造から成るものである。後に述べるよう
に、ホログラム構造は、コレステリック液晶と光重合性
材料との混合物に、干渉レーザービームの光を照射して
形成する。干渉レーザービームを基板４２に照射し、ホ
ログラムポリマー分散コレステリック液晶材料４６中に
干渉縞を生じさせる。
晶材料４６は、ポリマーを多く含む部分又は層４８と、
液晶を多く含む部分又は層５０とが交互に重なった、ホ
ログラム多層構造から成るものである。後に述べるよう
に、ホログラム構造は、コレステリック液晶と光重合性
材料との混合物に、干渉レーザービームの光を照射して
形成する。干渉レーザービームを基板４２に照射し、ホ
ログラムポリマー分散コレステリック液晶材料４６中に
干渉縞を生じさせる。
【００２５】ホログラムポリマー分散コレステリック液
晶（ＨＰＤＣＬＣ）層は、液晶材料と、モノマーと、開
始剤系と、共開始剤との混合物を用いて調製する。混合
物の一例は、ＢＬ０３８（メルク（Ｍｅｒｃｋ）製、ニ
ューヨーク州ホーソーン、ＥＭインダストリーズ社（Ｅ
Ｍ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．）より入手可）な
どの液晶材料を約３０〜４０重量％と、ＤＰＨＰＡ（ジ
ペンタエリトリトールヒドロキシペンタアクリレート）
などのモノマーを約４０〜６０重量％と、約０．２〜
０．５重量％のＲＢ（ローズベンガル染料）などの染料
を含む開始剤系と、ＮＶＰ（Ｎ−ビニルピロリドン（Ｎ
−ビニルピロリジノン））などの、染料と共開始剤のた
めの重合可能な溶媒を約１〜１０重量％と、ＮＰＧ（Ｎ
−フェニルグリシン）などの共開始剤を約１〜１５重量
％とを含むものである。ＤＰＨＰＡモノマー、開始剤
系、ＮＶＰ、ＮＰＧは、ミズーリ州セントルイス、シグ
マ−アルドリッチ（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）より
入手でき、Ｄａｒｏｃｕｒ １１７３などの他の共開始
剤は、ニューヨーク州ホーソーン、チバ−ガイギー社
（Ｃｉｂａ−Ｇｅｉｇｙ Ｃｏｒｐ．）より入手でき
る。
晶（ＨＰＤＣＬＣ）層は、液晶材料と、モノマーと、開
始剤系と、共開始剤との混合物を用いて調製する。混合
物の一例は、ＢＬ０３８（メルク（Ｍｅｒｃｋ）製、ニ
ューヨーク州ホーソーン、ＥＭインダストリーズ社（Ｅ
Ｍ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．）より入手可）な
どの液晶材料を約３０〜４０重量％と、ＤＰＨＰＡ（ジ
ペンタエリトリトールヒドロキシペンタアクリレート）
などのモノマーを約４０〜６０重量％と、約０．２〜
０．５重量％のＲＢ（ローズベンガル染料）などの染料
を含む開始剤系と、ＮＶＰ（Ｎ−ビニルピロリドン（Ｎ
−ビニルピロリジノン））などの、染料と共開始剤のた
めの重合可能な溶媒を約１〜１０重量％と、ＮＰＧ（Ｎ
−フェニルグリシン）などの共開始剤を約１〜１５重量
％とを含むものである。ＤＰＨＰＡモノマー、開始剤
系、ＮＶＰ、ＮＰＧは、ミズーリ州セントルイス、シグ
マ−アルドリッチ（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）より
入手でき、Ｄａｒｏｃｕｒ １１７３などの他の共開始
剤は、ニューヨーク州ホーソーン、チバ−ガイギー社
（Ｃｉｂａ−Ｇｅｉｇｙ Ｃｏｒｐ．）より入手でき
る。
【００２６】更に必要に応じて、液晶／ポリマー界面の
表面エネルギーを小さくするため、この混合物に界面活
性剤を加えることもできる。表面エネルギーを小さくす
ることにより、ディスプレイのスイッチング電圧を小さ
くする。この目的に適した界面活性剤は、約１〜１０重
量％の、Ｓ２７０界面活性剤（ペンシルバニア州ウェス
トチェスター、ケムサービス社（Ｃｈｅｍ Ｓｅｒｖｉ
ｃｅ，Ｉｎｃ．）より入手可）である。
表面エネルギーを小さくするため、この混合物に界面活
性剤を加えることもできる。表面エネルギーを小さくす
ることにより、ディスプレイのスイッチング電圧を小さ
くする。この目的に適した界面活性剤は、約１〜１０重
量％の、Ｓ２７０界面活性剤（ペンシルバニア州ウェス
トチェスター、ケムサービス社（Ｃｈｅｍ Ｓｅｒｖｉ
ｃｅ，Ｉｎｃ．）より入手可）である。
【００２７】前述の混合物の一例、また他の適当な混合
物は、予め組み立てておいたセルの中に注入し、又は、
一定のセル間隔を保つためにスペーサボール又は棒（ニ
ューヨーク州ホーソーン、ＥＭインダストリーズ社より
入手可）などのスペーサを用いたＩＴＯ被覆ガラス板の
間に、混合物を真空注入するなどして、ＩＴＯ被覆ガラ
ス板などの基板の間に入れる。
物は、予め組み立てておいたセルの中に注入し、又は、
一定のセル間隔を保つためにスペーサボール又は棒（ニ
ューヨーク州ホーソーン、ＥＭインダストリーズ社より
入手可）などのスペーサを用いたＩＴＯ被覆ガラス板の
間に、混合物を真空注入するなどして、ＩＴＯ被覆ガラ
ス板などの基板の間に入れる。
【００２８】混合物中のモノマーを光硬化し、ポリマー
を多く含む層又はポリマー層４８と、コレステリック液
晶を多く含む層又はコレステリック液晶層５０が、周期
的に交互に並んだ多層構造を形成することにより、ホロ
グラムポリマー分散コレステリック液晶材料４６中で、
ブラッグ波長λＢＨに対応する第１固有ピーク波長を発
生させる。この第１固有ピーク波長は、この技術で良く
知られているように、モノマーを光硬化し、ホログラム
多層構造を生成するために用いる、２つの干渉するレー
ザービームの波長及び／又は入射角を選ぶことにより調
整できる。例えば、ポリマーを充填したセルに、約５１
４．５ｎｍの波長、特定の角度でサンプルを照射するよ
う設定した、アルゴンイオンレーザーからの拡張ビーム
を照射し、約５８０ｎｍで効果的な干渉パターンを生じ
させる。アルゴンイオンレーザーは、カリフォルニア州
サンタクララ、コヒーレントレーザーグループ（Ｃｏｈ
ｅｒｅｎｔ Ｌａｓｅｒ Ｇｒｏｕｐ）より入手可能で
ある。所望の反射色のホログラム構造が得られるよう、
露光装置の全体配置を調整することができる。
を多く含む層又はポリマー層４８と、コレステリック液
晶を多く含む層又はコレステリック液晶層５０が、周期
的に交互に並んだ多層構造を形成することにより、ホロ
グラムポリマー分散コレステリック液晶材料４６中で、
ブラッグ波長λＢＨに対応する第１固有ピーク波長を発
生させる。この第１固有ピーク波長は、この技術で良く
知られているように、モノマーを光硬化し、ホログラム
多層構造を生成するために用いる、２つの干渉するレー
ザービームの波長及び／又は入射角を選ぶことにより調
整できる。例えば、ポリマーを充填したセルに、約５１
４．５ｎｍの波長、特定の角度でサンプルを照射するよ
う設定した、アルゴンイオンレーザーからの拡張ビーム
を照射し、約５８０ｎｍで効果的な干渉パターンを生じ
させる。アルゴンイオンレーザーは、カリフォルニア州
サンタクララ、コヒーレントレーザーグループ（Ｃｏｈ
ｅｒｅｎｔ Ｌａｓｅｒ Ｇｒｏｕｐ）より入手可能で
ある。所望の反射色のホログラム構造が得られるよう、
露光装置の全体配置を調整することができる。
【００２９】ＨＰＤＣＬＣディスプレイ４０の第２固有
ピーク波長を生じるコレステリック液晶材料は、ネマチ
ック液晶をキラル剤でドープして調製することができ
る。キラル剤により、所望のピッチのコレステリック液
晶材料が得られる。ピッチ長さは、光がコレステリック
液晶成分で反射されるブラッグ波長λＢＣを決定する。
ブラッグ波長λＢＣは、次の通りである。
ピーク波長を生じるコレステリック液晶材料は、ネマチ
ック液晶をキラル剤でドープして調製することができ
る。キラル剤により、所望のピッチのコレステリック液
晶材料が得られる。ピッチ長さは、光がコレステリック
液晶成分で反射されるブラッグ波長λＢＣを決定する。
ブラッグ波長λＢＣは、次の通りである。
【００３０】
【数１】λＢＣ＝ｎＰ このとき、λＢＣはコレステリック液晶材料のブラッグ
波長であり、ｎは平均屈折率であり、Ｐはピッチ長さで
ある。
波長であり、ｎは平均屈折率であり、Ｐはピッチ長さで
ある。
【００３１】従って、ピッチ長さＰの変化は、ブラッグ
波長λＢＣに影響し、またコレステリック液晶からの反
射光の第２固有ピーク波長に影響する。
波長λＢＣに影響し、またコレステリック液晶からの反
射光の第２固有ピーク波長に影響する。
【００３２】コレステリック液晶混合物を調製するため
にネマチック液晶に混合するキラル剤の、組成と濃度を
調整することにより、第２固有ピーク波長を変えること
ができる。本発明で用いるネマチック液晶の例として
は、ＢＬ０３７、ＢＬ０３８、ＢＬ０８７などが挙げら
れ、キラル剤の例としては、ＺＬＩ−８１１、ＣＢ−１
５、ＺＬＩ−４５７１、ＭＬＣ−６２４７などが挙げら
れる。これらのネマチック液晶及びキラル剤は、ニュー
ヨーク州ホーソーン、ＥＭインダストリーズ社より入手
可能である。また、コレステリック液晶を直接購入して
もよい。例えば、ＥＭインダストリーズ社から、緑色の
ＢＬ０８８、青色のＢＬ０９０、黄緑色のＢＬ０９４が
入手できる。
にネマチック液晶に混合するキラル剤の、組成と濃度を
調整することにより、第２固有ピーク波長を変えること
ができる。本発明で用いるネマチック液晶の例として
は、ＢＬ０３７、ＢＬ０３８、ＢＬ０８７などが挙げら
れ、キラル剤の例としては、ＺＬＩ−８１１、ＣＢ−１
５、ＺＬＩ−４５７１、ＭＬＣ−６２４７などが挙げら
れる。これらのネマチック液晶及びキラル剤は、ニュー
ヨーク州ホーソーン、ＥＭインダストリーズ社より入手
可能である。また、コレステリック液晶を直接購入して
もよい。例えば、ＥＭインダストリーズ社から、緑色の
ＢＬ０８８、青色のＢＬ０９０、黄緑色のＢＬ０９４が
入手できる。
【００３３】２つの異なる特定のブラッグ波長λＢＨ及
びλＢＣの、ホログラム構造で反射された第１固有ピー
ク波長と、コレステリック液晶材料で反射された第２固
有ピーク波長とを混合することにより、１つのセル５３
で複数の色を生ずることができる。ＨＰＤＣＬＣディス
プレイ４０の背景色を選ぶことにより、更なる色表示が
可能である。背景色は、２つの反射色を際立たせ、ある
いはその一方を強調するよう、セル５３の見る側の反対
側５４に置く。背景色はどのような色でも良く、また黒
でも良い。後に述べるように、ＨＰＤＣＬＣディスプレ
イ４０が透過状態にあるときには黒い背景が生じる。
びλＢＣの、ホログラム構造で反射された第１固有ピー
ク波長と、コレステリック液晶材料で反射された第２固
有ピーク波長とを混合することにより、１つのセル５３
で複数の色を生ずることができる。ＨＰＤＣＬＣディス
プレイ４０の背景色を選ぶことにより、更なる色表示が
可能である。背景色は、２つの反射色を際立たせ、ある
いはその一方を強調するよう、セル５３の見る側の反対
側５４に置く。背景色はどのような色でも良く、また黒
でも良い。後に述べるように、ＨＰＤＣＬＣディスプレ
イ４０が透過状態にあるときには黒い背景が生じる。
【００３４】図３（ａ）〜図３（ｆ）に、ＨＰＤＣＬＣ
ディスプレイ４０の、異なる作動状態におけるコレステ
リック液晶層５０中の液晶配置（組織）を示す。図３
（ａ）と図３（ｂ）は、電極４４に電圧を印加していな
い、オフ状態のＨＰＤＣＬＣディスプレイ４０を示して
いる。オフ状態では、コレステリック液晶層５０中のコ
レステリック液晶材料５６は、平面組織に整列し、らせ
ん軸は光が当たる表面５２に対してほぼ垂直である。異
常屈折率ｎｅは、コレステリック液晶材料のらせん軸に
対して垂直方向、表面５２に対して平行に伸びている。
常屈折率ｎ０は、ポリマーの屈折率ｎｐにほぼ等しい。
これはコレステリック液晶の安定配置である。オフ状態
では、表面５２に当たる、ｎ０ の方向に対してほぼ平
行でｎｅに対してはほぼ垂直である入射光Ｉは、基板４
２で一部反射し、また一部は矢印Ｔが示すようにディス
プレイを透過する。矢印Ｒ１ 及びＲ２ は、空間的に
調整されたポリマー層４８とコレステリック液晶層５０
とで形成されたホログラム構造と、コレステリック液晶
層５０とからそれぞれ反射された、２つの異なる固有波
長 （少なくとも１つの固有色）の光を示す。例えば、
Ｒ１が黄色光でＲ２が青色光を示すこともできる。Ｒ
１ 、Ｒ２はまた、例えば、赤、緑、青などの同じ固有
色で、２つの異なる固有ピーク波長を持つ光でも良い。
２つの反射する固有ピーク波長は、それぞれホログラム
構造とコレステリック液晶層５０のブラッグ波長λＢＨ
とλＢＣに相当する。
ディスプレイ４０の、異なる作動状態におけるコレステ
リック液晶層５０中の液晶配置（組織）を示す。図３
（ａ）と図３（ｂ）は、電極４４に電圧を印加していな
い、オフ状態のＨＰＤＣＬＣディスプレイ４０を示して
いる。オフ状態では、コレステリック液晶層５０中のコ
レステリック液晶材料５６は、平面組織に整列し、らせ
ん軸は光が当たる表面５２に対してほぼ垂直である。異
常屈折率ｎｅは、コレステリック液晶材料のらせん軸に
対して垂直方向、表面５２に対して平行に伸びている。
常屈折率ｎ０は、ポリマーの屈折率ｎｐにほぼ等しい。
これはコレステリック液晶の安定配置である。オフ状態
では、表面５２に当たる、ｎ０ の方向に対してほぼ平
行でｎｅに対してはほぼ垂直である入射光Ｉは、基板４
２で一部反射し、また一部は矢印Ｔが示すようにディス
プレイを透過する。矢印Ｒ１ 及びＲ２ は、空間的に
調整されたポリマー層４８とコレステリック液晶層５０
とで形成されたホログラム構造と、コレステリック液晶
層５０とからそれぞれ反射された、２つの異なる固有波
長 （少なくとも１つの固有色）の光を示す。例えば、
Ｒ１が黄色光でＲ２が青色光を示すこともできる。Ｒ
１ 、Ｒ２はまた、例えば、赤、緑、青などの同じ固有
色で、２つの異なる固有ピーク波長を持つ光でも良い。
２つの反射する固有ピーク波長は、それぞれホログラム
構造とコレステリック液晶層５０のブラッグ波長λＢＨ
とλＢＣに相当する。
【００３５】コレステリック液晶を青色反射に、ホログ
ラム構造を黄色反射に設定した場合の、波長に対する反
射率を、図４に示す。示された黄色のピークは約５８０
ｎｍで、青色ピークは約４６０ｎｍである。青色ピーク
のバンド幅は黄色ピークより広いため、黄色反射と組み
合わせて所望の白色とするには、ピーク反射率を調整す
る。
ラム構造を黄色反射に設定した場合の、波長に対する反
射率を、図４に示す。示された黄色のピークは約５８０
ｎｍで、青色ピークは約４６０ｎｍである。青色ピーク
のバンド幅は黄色ピークより広いため、黄色反射と組み
合わせて所望の白色とするには、ピーク反射率を調整す
る。
【００３６】図５は、青色及び黄色反射に設定したＨＰ
ＤＣＬＣディスプレイ４０の、対応する色の組み合わせ
を示す色度図である。
ＤＣＬＣディスプレイ４０の、対応する色の組み合わせ
を示す色度図である。
【００３７】周知のように、コレステリック液晶とホロ
グラム構造の分光反射率はそれぞれ、ピーク高さ、位
置、バンド幅に関して選択的に調整することができる。
先に説明したように、コレステリック液晶では、キラル
剤を選択的に加えてらせん構造のピッチ長さを変え、こ
れによりコレステリック液晶で反射される固有ピーク波
長と色を変えることができる。反射光強度は印加電圧に
よって変わる。
グラム構造の分光反射率はそれぞれ、ピーク高さ、位
置、バンド幅に関して選択的に調整することができる。
先に説明したように、コレステリック液晶では、キラル
剤を選択的に加えてらせん構造のピッチ長さを変え、こ
れによりコレステリック液晶で反射される固有ピーク波
長と色を変えることができる。反射光強度は印加電圧に
よって変わる。
【００３８】ホログラム構造は、液晶とポリマー層が交
互に重なった塊りを含むよう形成することができる。層
の塊りはそれぞれ、異なる固有ピーク波長の光を反射す
る。このホログラム構造は、それぞれ独自のバンド幅を
持つ別々の反射率ピークで示されるような、特定の色
の、複数の位置の近い固有ピーク波長を反射することが
できる。
互に重なった塊りを含むよう形成することができる。層
の塊りはそれぞれ、異なる固有ピーク波長の光を反射す
る。このホログラム構造は、それぞれ独自のバンド幅を
持つ別々の反射率ピークで示されるような、特定の色
の、複数の位置の近い固有ピーク波長を反射することが
できる。
【００３９】図３（ｃ）及び図３（ｄ）に、電極４４全
体に中程度の電圧を印加したときのＨＰＤＣＬＣディス
プレイ４０を示す。図３（ｄ）に示すように、コレステ
リック液晶層５０中のコレステリック液晶材料は、回転
し、焦円錐組織に変化して、コレステリック液晶のらせ
ん軸は、部分的に印加電界Ｅに対してほぼ垂直に整列す
る。ここに示すように、コレステリック液晶層の常反射
率ｎ０と異常反射率ｎ ｅは、いずれも基板と印加電界Ｅ
の方向との間で、おおよそ中間的な角度をとる。この状
態では、ホログラム構造は対応するブラッグ波長λＢＨ
の光を反射し、コレステリック液晶層５０はほぼ全ての
光を透過する。ＨＰＤＣＬＣディスプレイ４０は、この
焦円錐状態では多少曇った状態を示す。
体に中程度の電圧を印加したときのＨＰＤＣＬＣディス
プレイ４０を示す。図３（ｄ）に示すように、コレステ
リック液晶層５０中のコレステリック液晶材料は、回転
し、焦円錐組織に変化して、コレステリック液晶のらせ
ん軸は、部分的に印加電界Ｅに対してほぼ垂直に整列す
る。ここに示すように、コレステリック液晶層の常反射
率ｎ０と異常反射率ｎ ｅは、いずれも基板と印加電界Ｅ
の方向との間で、おおよそ中間的な角度をとる。この状
態では、ホログラム構造は対応するブラッグ波長λＢＨ
の光を反射し、コレステリック液晶層５０はほぼ全ての
光を透過する。ＨＰＤＣＬＣディスプレイ４０は、この
焦円錐状態では多少曇った状態を示す。
【００４０】図３（ｅ）及び３（ｆ）に、電極４４全体
に中程度より高い電圧を印加したときのＨＰＤＣＬＣデ
ィスプレイ４０を示す。図３（ｆ）に示すように、コレ
ステリック液晶層５０中のコレステリック液晶材料は、
ホメオトロピック状態に変化し、コレステリック液晶の
らせん軸は基板に対してほぼ平行となり、液晶分子自体
は互いに平行、かつ印加電界Ｅの方向に対して平行とな
る。この状態では、コレステリック液晶分子の配向ベク
トルは分子とほぼ同じ長さであり、分子はほとんどねじ
れていない。コレステリック液晶の常屈折率ｎ０は、印
加電界Ｅに対してほぼ垂直である。この状態では、セル
は入射光に対してほぼ透明である。通常、ＨＰＤＣＬＣ
ディスプレイ４０の色は、ディスプレイのバックグラウ
ンドの色である。
に中程度より高い電圧を印加したときのＨＰＤＣＬＣデ
ィスプレイ４０を示す。図３（ｆ）に示すように、コレ
ステリック液晶層５０中のコレステリック液晶材料は、
ホメオトロピック状態に変化し、コレステリック液晶の
らせん軸は基板に対してほぼ平行となり、液晶分子自体
は互いに平行、かつ印加電界Ｅの方向に対して平行とな
る。この状態では、コレステリック液晶分子の配向ベク
トルは分子とほぼ同じ長さであり、分子はほとんどねじ
れていない。コレステリック液晶の常屈折率ｎ０は、印
加電界Ｅに対してほぼ垂直である。この状態では、セル
は入射光に対してほぼ透明である。通常、ＨＰＤＣＬＣ
ディスプレイ４０の色は、ディスプレイのバックグラウ
ンドの色である。
【００４１】次にＨＰＤＣＬＣディスプレイ４０から高
い印加電圧を除くと、ホメオトロピック組織は、電圧を
下げる速度に応じて、図３（ｄ）に示す焦円錐組織、又
は図３（ｂ）に示す平面組織のいずれかに戻る。特に電
圧を素早く下げると、ホメオトロピック組織は図３
（ｂ）の平面組織に戻り、ＨＰＤＣＬＣディスプレイ４
０のセルは、両方の固有ピーク波長の光を反射する。し
かし電圧をゆっくりと下げた場合、ホメオトロピック組
織は図３（ｄ）の焦円錐組織に戻り、ＨＰＤＣＬＣディ
スプレイ４０のセルは、一方の固有ピーク波長の光を反
射する。詳しく述べるならば、反射光の固有ピーク波長
は、ホログラム構造で反射される固有ピーク波長であ
る。ポリマーを多く含む層４８は、コレステリック混合
物の焦円錐組織を安定化する力として作用し、平面状態
と焦円錐状態との間に多くの安定状態をもたらす。
い印加電圧を除くと、ホメオトロピック組織は、電圧を
下げる速度に応じて、図３（ｄ）に示す焦円錐組織、又
は図３（ｂ）に示す平面組織のいずれかに戻る。特に電
圧を素早く下げると、ホメオトロピック組織は図３
（ｂ）の平面組織に戻り、ＨＰＤＣＬＣディスプレイ４
０のセルは、両方の固有ピーク波長の光を反射する。し
かし電圧をゆっくりと下げた場合、ホメオトロピック組
織は図３（ｄ）の焦円錐組織に戻り、ＨＰＤＣＬＣディ
スプレイ４０のセルは、一方の固有ピーク波長の光を反
射する。詳しく述べるならば、反射光の固有ピーク波長
は、ホログラム構造で反射される固有ピーク波長であ
る。ポリマーを多く含む層４８は、コレステリック混合
物の焦円錐組織を安定化する力として作用し、平面状態
と焦円錐状態との間に多くの安定状態をもたらす。
【００４２】この双安定メモリー性能により、ＨＰＤＣ
ＬＣディスプレイ４０は、表示画像を変えるための僅か
な時間だけ電力を必要とし、表示には電力を消費しない
ため、多くの用途において消費電力を更に一桁小さくす
ることができる。
ＬＣディスプレイ４０は、表示画像を変えるための僅か
な時間だけ電力を必要とし、表示には電力を消費しない
ため、多くの用途において消費電力を更に一桁小さくす
ることができる。
【００４３】図６（ａ）〜図６（ｆ）に、本発明による
ＨＰＤＣＬＣディスプレイ６０のセル６１の第２の実施
の形態を示す。ＨＰＤＣＬＣディスプレイ６０は、一対
の基板６２と、一対の電極６４と、この場合にはホログ
ラムポリマー分散コレステリック液晶材料６６である光
反射媒体と、電極６４に選択的に電圧を印加する電源７
４とを含むものである。このディスプレイでは、コレス
テリック液晶は、ポリマー層７１と交互に並んだコレス
テリック液晶層７０中の小滴に封入されている。図６
（ａ）及び図６（ｂ）に、電極６４に電圧を印加してい
ない、オフ状態のＨＰＤＣＬＣディスプレイ６０を示
す。オフ状態では、コレステリック液晶層７０中の液晶
材料は平面状態であり、らせん軸は光が入射する表面７
２に対してほぼ垂直である。この配列では、異常屈折率
ｎｅは表面７２に対して平行に、常屈折率ｎ０は表面７
２に対して垂直に伸びている。オフ状態では、表面７２
に当たる入射光Ｉは一部反射され、また一部は矢印Ｔで
示されるようにディスプレイを透過する。矢印Ｒ１及び
Ｒ２は、ホログラム構造とコレステリック液晶層７０と
でそれぞれ反射された、２つの異なるブラッグ波長λ
ＢＨ及びλＢＣと、１つ以上の結合した固有色の光を表
す。例えば、Ｒ１が黄色光を、Ｒ２が青色光を示すこと
もできる。
ＨＰＤＣＬＣディスプレイ６０のセル６１の第２の実施
の形態を示す。ＨＰＤＣＬＣディスプレイ６０は、一対
の基板６２と、一対の電極６４と、この場合にはホログ
ラムポリマー分散コレステリック液晶材料６６である光
反射媒体と、電極６４に選択的に電圧を印加する電源７
４とを含むものである。このディスプレイでは、コレス
テリック液晶は、ポリマー層７１と交互に並んだコレス
テリック液晶層７０中の小滴に封入されている。図６
（ａ）及び図６（ｂ）に、電極６４に電圧を印加してい
ない、オフ状態のＨＰＤＣＬＣディスプレイ６０を示
す。オフ状態では、コレステリック液晶層７０中の液晶
材料は平面状態であり、らせん軸は光が入射する表面７
２に対してほぼ垂直である。この配列では、異常屈折率
ｎｅは表面７２に対して平行に、常屈折率ｎ０は表面７
２に対して垂直に伸びている。オフ状態では、表面７２
に当たる入射光Ｉは一部反射され、また一部は矢印Ｔで
示されるようにディスプレイを透過する。矢印Ｒ１及び
Ｒ２は、ホログラム構造とコレステリック液晶層７０と
でそれぞれ反射された、２つの異なるブラッグ波長λ
ＢＨ及びλＢＣと、１つ以上の結合した固有色の光を表
す。例えば、Ｒ１が黄色光を、Ｒ２が青色光を示すこと
もできる。
【００４４】図６（ｃ）及び図６（ｄ）に、電源７４よ
り電極６４全体に中程度の電圧を印加した場合の、ＨＰ
ＤＣＬＣディスプレイ６０を示す。図６（ｄ）に示すよ
うに、コレステリック液晶層７０中のコレステリック液
晶材料は、焦円錐組織に変化し、コレステリック液晶の
らせん軸は、部分的に印加電界Ｅに対してほぼ垂直に整
列する。ここに示すように、コレステリック液晶層の常
屈折率ｎ０と異常屈折率ｎｅは、いずれも基板と印加電
界Ｅの方向との間で、おおよそ中間的な角度をとる。こ
の状態では、ホログラム構造は対応するブラッグ波長λ
ＢＨの光Ｒ１を反射し、コレステリック液晶層７０は対
応するブラッグ波長λＢＣの光をほぼ全て透過する。Ｈ
ＰＤＣＬＣディスプレイ６０は、この状態では多少曇っ
た状態を示す。
り電極６４全体に中程度の電圧を印加した場合の、ＨＰ
ＤＣＬＣディスプレイ６０を示す。図６（ｄ）に示すよ
うに、コレステリック液晶層７０中のコレステリック液
晶材料は、焦円錐組織に変化し、コレステリック液晶の
らせん軸は、部分的に印加電界Ｅに対してほぼ垂直に整
列する。ここに示すように、コレステリック液晶層の常
屈折率ｎ０と異常屈折率ｎｅは、いずれも基板と印加電
界Ｅの方向との間で、おおよそ中間的な角度をとる。こ
の状態では、ホログラム構造は対応するブラッグ波長λ
ＢＨの光Ｒ１を反射し、コレステリック液晶層７０は対
応するブラッグ波長λＢＣの光をほぼ全て透過する。Ｈ
ＰＤＣＬＣディスプレイ６０は、この状態では多少曇っ
た状態を示す。
【００４５】図６（ｅ）及び図６（ｆ）に、電源７４よ
り電極６４全体に、中程度より高い電圧を印加した場合
の、ＨＰＤＣＬＣディスプレイ６０を示す。図６（ｆ）
に示すように、コレステリック液晶層７０中のコレステ
リック液晶材料は、ホメオトロピック状態に変化し、コ
レステリック液晶のらせん軸は実質的に印加電界Ｅの方
向に対してほぼ垂直に整列する。コレステリック液晶分
子の配向ベクトルは分子とほぼ同じ長さであり、分子は
ほとんどねじれていない。コレステリック液晶の常屈折
率ｎ０は、印加電界Ｅの方向に対してほぼ垂直である。
この状態では、セルは入射光に対してほぼ透明である。
り電極６４全体に、中程度より高い電圧を印加した場合
の、ＨＰＤＣＬＣディスプレイ６０を示す。図６（ｆ）
に示すように、コレステリック液晶層７０中のコレステ
リック液晶材料は、ホメオトロピック状態に変化し、コ
レステリック液晶のらせん軸は実質的に印加電界Ｅの方
向に対してほぼ垂直に整列する。コレステリック液晶分
子の配向ベクトルは分子とほぼ同じ長さであり、分子は
ほとんどねじれていない。コレステリック液晶の常屈折
率ｎ０は、印加電界Ｅの方向に対してほぼ垂直である。
この状態では、セルは入射光に対してほぼ透明である。
【００４６】ＨＰＤＣＬＣディスプレイ６０において、
高い印加電圧を低い印加電圧に下げた場合の、コレステ
リック液晶層７０中のコレステリック液晶材料の挙動
は、前述のＨＰＤＣＬＣディスプレイ４０と同じであ
る。つまり、図６（ｆ）に示すホメオトロピック組織
は、電圧を下げる速度に応じて、図６（ｄ）に示す焦円
錐組織、又は図６（ｂ）に示す平面組織のいずれかに戻
る。電圧を素早く下げると、ホメオトロピック組織は図
６（ｂ）の平面組織に戻り、ＨＰＤＣＬＣディスプレイ
６０のセル６１は、両方の固有ピーク波長の光Ｒ１及び
Ｒ２を反射する。電圧をゆっくりと下げた場合、ホメオ
トロピック組織は図６（ｄ）の焦円錐組織に戻り、ＨＰ
ＤＣＬＣディスプレイ６０のセル６１は、ホログラム構
造に対応する固有ピーク波長の光Ｒ１を反射する。
高い印加電圧を低い印加電圧に下げた場合の、コレステ
リック液晶層７０中のコレステリック液晶材料の挙動
は、前述のＨＰＤＣＬＣディスプレイ４０と同じであ
る。つまり、図６（ｆ）に示すホメオトロピック組織
は、電圧を下げる速度に応じて、図６（ｄ）に示す焦円
錐組織、又は図６（ｂ）に示す平面組織のいずれかに戻
る。電圧を素早く下げると、ホメオトロピック組織は図
６（ｂ）の平面組織に戻り、ＨＰＤＣＬＣディスプレイ
６０のセル６１は、両方の固有ピーク波長の光Ｒ１及び
Ｒ２を反射する。電圧をゆっくりと下げた場合、ホメオ
トロピック組織は図６（ｄ）の焦円錐組織に戻り、ＨＰ
ＤＣＬＣディスプレイ６０のセル６１は、ホログラム構
造に対応する固有ピーク波長の光Ｒ１を反射する。
【００４７】図７に、本発明によるＨＰＤＣＬＣディス
プレイ８０の実施の形態の第３例を示す。このＨＰＤＣ
ＬＣディスプレイ８０は、一対の基板８２と、一対の電
極８４と、光反射媒体とを含むものである。このとき光
反射媒体には、ホログラム構造をしたポリマー分散液晶
層８８とは別に形成された、コレステリック液晶層８６
が含まれる。図示したセルはオフ状態を示し、このとき
コレステリック液晶層８６は平面組織で、矢印Ｒ１及び
Ｒ２で示されるように、（１つ以上の固有色の）第１及
び第２固有ピーク波長は、異なる層で反射される。ＨＰ
ＤＣＬＣディスプレイ８０は、コレステリック液晶層８
６とホログラム構造ポリマー分散液晶層８８に選択的に
電圧を印加する、１つの電源９０を備えている。
プレイ８０の実施の形態の第３例を示す。このＨＰＤＣ
ＬＣディスプレイ８０は、一対の基板８２と、一対の電
極８４と、光反射媒体とを含むものである。このとき光
反射媒体には、ホログラム構造をしたポリマー分散液晶
層８８とは別に形成された、コレステリック液晶層８６
が含まれる。図示したセルはオフ状態を示し、このとき
コレステリック液晶層８６は平面組織で、矢印Ｒ１及び
Ｒ２で示されるように、（１つ以上の固有色の）第１及
び第２固有ピーク波長は、異なる層で反射される。ＨＰ
ＤＣＬＣディスプレイ８０は、コレステリック液晶層８
６とホログラム構造ポリマー分散液晶層８８に選択的に
電圧を印加する、１つの電源９０を備えている。
【００４８】図８に、本発明によるＨＰＤＣＬＣディス
プレイ１８０の、実施の形態の第４例を示す。図８で
は、光反射媒体は、電極８４によりホログラム構造ポリ
マー分散液晶層８８と隔てられた、コレステリック液晶
層８６と、２つの電源９０及び９１とを含むものであ
る。電源９０及び９１はそれぞれ、コレステリック液晶
層８６と、ホログラム構造ポリマー分散液晶層８８とに
選択的に電圧を印加し、これらの層に、対応するブラッ
グ波長λＢＣ及びλＢＨの光を選択的に反射又は透過さ
せる。
プレイ１８０の、実施の形態の第４例を示す。図８で
は、光反射媒体は、電極８４によりホログラム構造ポリ
マー分散液晶層８８と隔てられた、コレステリック液晶
層８６と、２つの電源９０及び９１とを含むものであ
る。電源９０及び９１はそれぞれ、コレステリック液晶
層８６と、ホログラム構造ポリマー分散液晶層８８とに
選択的に電圧を印加し、これらの層に、対応するブラッ
グ波長λＢＣ及びλＢＨの光を選択的に反射又は透過さ
せる。
【００４９】図９及び１０は各々、本発明によるＨＰＤ
ＣＬＣディスプレイの、実施の形態の第５及び第６の例
を示すものである。図９及び１０に示すように、多色デ
ィスプレイは、２つ以上のコレステリック液晶層及び／
又は２つ以上のホログラム構造ポリマー分散液晶層を持
つ、光反射媒体を含む。この光反射構造体の各層は、異
なる固有ピーク波長の光を反射する。異なる固有ピーク
波長は、それぞれ異なる固有色を示すものである。
ＣＬＣディスプレイの、実施の形態の第５及び第６の例
を示すものである。図９及び１０に示すように、多色デ
ィスプレイは、２つ以上のコレステリック液晶層及び／
又は２つ以上のホログラム構造ポリマー分散液晶層を持
つ、光反射媒体を含む。この光反射構造体の各層は、異
なる固有ピーク波長の光を反射する。異なる固有ピーク
波長は、それぞれ異なる固有色を示すものである。
【００５０】特に図９は、独立した３層を持つ光反射媒
体を含むセル１１１から成る、ＨＰＤＣＬＣディスプレ
イ１１０の、実施の形態の第５例を示すものである。Ｈ
ＰＤＣＬＣディスプレイ１１０は、第１ホログラム構造
ポリマー分散液晶層１１４と第２ホログラム構造ポリマ
ー分散液晶層１１６との間に形成された、コレステリッ
ク液晶層１１２を含む。層１１２、１１４、１１６は、
一対の基板１１８及び一対の電極１２０の間に置かれ、
それぞれは完全に独立している。
体を含むセル１１１から成る、ＨＰＤＣＬＣディスプレ
イ１１０の、実施の形態の第５例を示すものである。Ｈ
ＰＤＣＬＣディスプレイ１１０は、第１ホログラム構造
ポリマー分散液晶層１１４と第２ホログラム構造ポリマ
ー分散液晶層１１６との間に形成された、コレステリッ
ク液晶層１１２を含む。層１１２、１１４、１１６は、
一対の基板１１８及び一対の電極１２０の間に置かれ、
それぞれは完全に独立している。
【００５１】図９は、コレステリック液晶層１１２が平
面組織である、オフ状態のセルを示している。オフ状態
では、第１ホログラム構造ポリマー分散液晶層１１４
は、第１固有ピーク波長Ｒ１を反射し、コレステリック
液晶層１１２は、第２固有ピーク波長Ｒ２を反射し、第
２ホログラム構造ポリマー分散液晶層１１６は、第３固
有ピーク波長Ｒ３ を反射する。例えば、第１ホログラ
ム構造ポリマー分散液晶層１１４が青色光を、コレステ
リック液晶層１１２が緑色光を、第２ホログラム構造ポ
リマー分散液晶層１１６が赤色光を反射する。このよう
に、ＨＰＤＣＬＣディスプレイ１１０のセル１１１は、
３つの反射する固有色Ｒ１ 、Ｒ２ 、Ｒ ３ を選択的
に混合することにより、全ての色を発色できる。３つの
固有ピーク波長は、必要に応じて３色より少ない固有色
（つまり１色又は２色の固有色）を示せることは理解さ
れよう。
面組織である、オフ状態のセルを示している。オフ状態
では、第１ホログラム構造ポリマー分散液晶層１１４
は、第１固有ピーク波長Ｒ１を反射し、コレステリック
液晶層１１２は、第２固有ピーク波長Ｒ２を反射し、第
２ホログラム構造ポリマー分散液晶層１１６は、第３固
有ピーク波長Ｒ３ を反射する。例えば、第１ホログラ
ム構造ポリマー分散液晶層１１４が青色光を、コレステ
リック液晶層１１２が緑色光を、第２ホログラム構造ポ
リマー分散液晶層１１６が赤色光を反射する。このよう
に、ＨＰＤＣＬＣディスプレイ１１０のセル１１１は、
３つの反射する固有色Ｒ１ 、Ｒ２ 、Ｒ ３ を選択的
に混合することにより、全ての色を発色できる。３つの
固有ピーク波長は、必要に応じて３色より少ない固有色
（つまり１色又は２色の固有色）を示せることは理解さ
れよう。
【００５２】１つの電源１２２によりセルに中程度の電
圧を印加すると、第１ホログラム構造ポリマー分散液晶
層１１４は第１固有ピーク波長又は固有色Ｒ１を反射
し、第２ホログラム構造ポリマー分散液晶層１１６は第
３色Ｒ３を反射し、コレステリック液晶層１１２は入射
光Ｉの全ての波長を透過する。図１０に、本発明による
ＨＰＤＣＬＣディスプレイ２１０の、実施の形態の第６
例を示す。このＨＰＤＣＬＣディスプレイ２１０は、３
つの独立した電源１２２、１２４、１２６を備えてい
る。第１の電源１２２は第１ホログラム構造ポリマー分
散液晶層１１４に、第２の電源１２４はコレステリック
液晶層１１２に、第３の電源１２６は第２ホログラム構
造ポリマー分散液晶層１１６に繋がっている。ＨＰＤＣ
ＬＣディスプレイ２１０には、４つの電極１２０があ
り、第１ホログラム構造ポリマー分散液晶層１１４と、
コレステリック液晶層１１２と、第２ホログラム構造ポ
リマー分散液晶層１１６とはそれぞれ、一対の電極１２
０の間にある。ＨＰＤＣＬＣディスプレイ２１０が、１
つ、２つ又は３つの固有ピーク波長を、あらゆる可能な
組み合わせで選択的に反射できるよう、電源１２２、１
２４、１２６は、決められた電圧を選択的に、第１ホロ
グラム構造ポリマー分散液晶層１１４と、コレステリッ
ク液晶層１１２と、第２ホログラム構造ポリマー分散液
晶層１１６とに印加する。異なる固有ピーク波長は、異
なる固有色を表す。あるいは、ＨＰＤＣＬＣディスプレ
イ１１０及び２１０に、２つ以上のコレステリック液晶
層１１２を備えることもできる。例えば、ＨＰＤＣＬＣ
ディスプレイ１１０及び２１０で、２つのコレステリッ
ク液晶層１１２と１つのホログラム構造ポリマー分散液
晶層を用いる。
圧を印加すると、第１ホログラム構造ポリマー分散液晶
層１１４は第１固有ピーク波長又は固有色Ｒ１を反射
し、第２ホログラム構造ポリマー分散液晶層１１６は第
３色Ｒ３を反射し、コレステリック液晶層１１２は入射
光Ｉの全ての波長を透過する。図１０に、本発明による
ＨＰＤＣＬＣディスプレイ２１０の、実施の形態の第６
例を示す。このＨＰＤＣＬＣディスプレイ２１０は、３
つの独立した電源１２２、１２４、１２６を備えてい
る。第１の電源１２２は第１ホログラム構造ポリマー分
散液晶層１１４に、第２の電源１２４はコレステリック
液晶層１１２に、第３の電源１２６は第２ホログラム構
造ポリマー分散液晶層１１６に繋がっている。ＨＰＤＣ
ＬＣディスプレイ２１０には、４つの電極１２０があ
り、第１ホログラム構造ポリマー分散液晶層１１４と、
コレステリック液晶層１１２と、第２ホログラム構造ポ
リマー分散液晶層１１６とはそれぞれ、一対の電極１２
０の間にある。ＨＰＤＣＬＣディスプレイ２１０が、１
つ、２つ又は３つの固有ピーク波長を、あらゆる可能な
組み合わせで選択的に反射できるよう、電源１２２、１
２４、１２６は、決められた電圧を選択的に、第１ホロ
グラム構造ポリマー分散液晶層１１４と、コレステリッ
ク液晶層１１２と、第２ホログラム構造ポリマー分散液
晶層１１６とに印加する。異なる固有ピーク波長は、異
なる固有色を表す。あるいは、ＨＰＤＣＬＣディスプレ
イ１１０及び２１０に、２つ以上のコレステリック液晶
層１１２を備えることもできる。例えば、ＨＰＤＣＬＣ
ディスプレイ１１０及び２１０で、２つのコレステリッ
ク液晶層１１２と１つのホログラム構造ポリマー分散液
晶層を用いる。
【００５３】このように、本発明は、コレステリック液
晶とホログラム構造ポリマー分散液晶構造の、両方の固
有の反射力を利用した、ホログラムポリマー分散コレス
テリック液晶ディスプレイを提供するものである。これ
には重要な利点がある。まず、ＨＰＤＣＬＣディスプレ
イは、コレステリック又はホログラム構造ポリマー分散
液晶ディスプレイ単独より、高い反射率が得られる。ま
た本発明によるＨＰＤＣＬＣディスプレイは、従来のホ
ログラム構造ポリマー分散液晶ディスプレイには不可能
であった、メモリー効果を示す。先に述べたように、こ
のメモリー効果により、表示画面を変えるための僅かな
時間のみ電力を通常必要とするため、消費電力を有意に
小さくできる。更に本発明によるＨＰＤＣＬＣディスプ
レイは、１つのセルで２つ以上の固有ピーク波長（及び
１つ以上の固有色）を反射できる。更にまた、本発明に
よるＨＰＤＣＬＣディスプレイは、ランダムな配向の小
滴を用いるホログラム構造ポリマー分散液晶より大きな
有効差ｎｅ−ｎ０を持つため、ホログラム構造ポリマー
分散液晶ディスプレイより高い反射率が可能である。
晶とホログラム構造ポリマー分散液晶構造の、両方の固
有の反射力を利用した、ホログラムポリマー分散コレス
テリック液晶ディスプレイを提供するものである。これ
には重要な利点がある。まず、ＨＰＤＣＬＣディスプレ
イは、コレステリック又はホログラム構造ポリマー分散
液晶ディスプレイ単独より、高い反射率が得られる。ま
た本発明によるＨＰＤＣＬＣディスプレイは、従来のホ
ログラム構造ポリマー分散液晶ディスプレイには不可能
であった、メモリー効果を示す。先に述べたように、こ
のメモリー効果により、表示画面を変えるための僅かな
時間のみ電力を通常必要とするため、消費電力を有意に
小さくできる。更に本発明によるＨＰＤＣＬＣディスプ
レイは、１つのセルで２つ以上の固有ピーク波長（及び
１つ以上の固有色）を反射できる。更にまた、本発明に
よるＨＰＤＣＬＣディスプレイは、ランダムな配向の小
滴を用いるホログラム構造ポリマー分散液晶より大きな
有効差ｎｅ−ｎ０を持つため、ホログラム構造ポリマー
分散液晶ディスプレイより高い反射率が可能である。
【００５４】本発明のその他の長所は、ＨＰＤＣＬＣ層
の反射方向によってディスプレイ装置の表面のぎらつき
が防げることである。これは２つの干渉レーザービーム
を適当な角度に置き、ディスプレイ表面から干渉縞層を
外すことにより可能となる。この特徴によって、ＨＰＤ
ＣＬＣディスプレイは、多くの反射型ディスプレイでは
避けるのが困難であった、画面のぎらつきを防ぐだけで
なく、広い帯域の表面反射を防ぐことにより、多くの反
射型ディスプレイでは保つのが困難であった、色彩度の
維持も可能とした。
の反射方向によってディスプレイ装置の表面のぎらつき
が防げることである。これは２つの干渉レーザービーム
を適当な角度に置き、ディスプレイ表面から干渉縞層を
外すことにより可能となる。この特徴によって、ＨＰＤ
ＣＬＣディスプレイは、多くの反射型ディスプレイでは
避けるのが困難であった、画面のぎらつきを防ぐだけで
なく、広い帯域の表面反射を防ぐことにより、多くの反
射型ディスプレイでは保つのが困難であった、色彩度の
維持も可能とした。
【図１】 既知のポリマー安定化コレステリック組織
（ＰＳＣＴ）液晶ディスプレイの電圧オフまたは印加度
合いにおける液晶材料の組織を説明する図である。な
お、図１（ａ）は、 電界がオフの状態での、液晶材料
が平面組織である、既知のポリマー安定化コレステリッ
ク組織（ＰＳＣＴ）液晶反射型ディスプレイを示す図解
図である。図１（ｂ）は、中程度の電圧を印加した状態
での、液晶材料が焦円錐組織である、図１（ａ）のＰＳ
ＣＴ液晶ディスプレイを示す図解図である。図１（ｃ）
は、高い電圧を印加した状態での、図１（ａ）のＰＳＣ
Ｔ液晶ディスプレイを示す図解図である。
（ＰＳＣＴ）液晶ディスプレイの電圧オフまたは印加度
合いにおける液晶材料の組織を説明する図である。な
お、図１（ａ）は、 電界がオフの状態での、液晶材料
が平面組織である、既知のポリマー安定化コレステリッ
ク組織（ＰＳＣＴ）液晶反射型ディスプレイを示す図解
図である。図１（ｂ）は、中程度の電圧を印加した状態
での、液晶材料が焦円錐組織である、図１（ａ）のＰＳ
ＣＴ液晶ディスプレイを示す図解図である。図１（ｃ）
は、高い電圧を印加した状態での、図１（ａ）のＰＳＣ
Ｔ液晶ディスプレイを示す図解図である。
【図２】 既知のホログラム構造ポリマー分散液晶（Ｈ
ＰＤＬＣ）反射型ディスプレイのオン／オフ時のディス
プレイおよび液晶小滴の配向を説明する図である。な
お、図２（ａ）は、電界がオフの状態での、既知のホロ
グラム構造ポリマー分散液晶（ＨＰＤＬＣ）反射型ディ
スプレイを示す図解図である。図２（ｂ）は、電界がオ
フの状態での液晶小滴の配向を示す、図２（ａ）のディ
スプレイのＨＰＤＬＣ材料の部分拡大図である。図２
（ｃ）は、電界がオンの状態での、図２（ａ）のＨＰＤ
ＬＣ反射型ディスプレイを示す図解図である。図２
（ｄ）は、電界がオンの状態での液晶小滴の配向を示
す、図２（ｃ）のディスプレイのＨＰＤＬＣ材料の部分
拡大図である。
ＰＤＬＣ）反射型ディスプレイのオン／オフ時のディス
プレイおよび液晶小滴の配向を説明する図である。な
お、図２（ａ）は、電界がオフの状態での、既知のホロ
グラム構造ポリマー分散液晶（ＨＰＤＬＣ）反射型ディ
スプレイを示す図解図である。図２（ｂ）は、電界がオ
フの状態での液晶小滴の配向を示す、図２（ａ）のディ
スプレイのＨＰＤＬＣ材料の部分拡大図である。図２
（ｃ）は、電界がオンの状態での、図２（ａ）のＨＰＤ
ＬＣ反射型ディスプレイを示す図解図である。図２
（ｄ）は、電界がオンの状態での液晶小滴の配向を示
す、図２（ｃ）のディスプレイのＨＰＤＬＣ材料の部分
拡大図である。
【図３】 ホログラムポリマー分散コレステリック組織
液晶（ＨＰＤＣＬＣ）反射型ディスプレイの電圧印加オ
ン／オフ時のディスプレイおよび液晶材料の配向を説明
する図である。なお、図３（ａ）は、電界がオフの状態
での、液晶材料が平面組織である、本発明によるホログ
ラムポリマー分散コレステリック組織液晶（ＨＰＤＣＬ
Ｃ）反射型ディスプレイの、実施の形態の一例を示す図
解図である。図３（ｂ）は、電界がオフの状態での液晶
材料の配向を示す、図３（ａ）のディスプレイのＨＰＤ
ＣＬＣ材料の部分拡大図である。図３（ｃ）は、中程度
の電圧を印加した状態での、液晶材料が焦円錐組織であ
る、図３（ａ）のＨＰＤＣＬＣ反射型ディスプレイを示
す図解図である。図３（ｄ）は、中程度の電圧を印加し
た状態での液晶材料の配向を示す、図３（ｃ）のディス
プレイのＨＰＤＣＬＣ材料の部分拡大図である。図３
（ｅ）は、高い電圧を印加した状態での、液晶材料がホ
メオトロピック組織である、図３（ａ）のＨＰＤＣＬＣ
反射型ディスプレイを示す図解図である。図３（ｆ）
は、高い電圧を印加した状態での液晶材料の配向を示
す、図３（ｅ）のディスプレイのＨＰＤＣＬＣ材料の部
分拡大図である。
液晶（ＨＰＤＣＬＣ）反射型ディスプレイの電圧印加オ
ン／オフ時のディスプレイおよび液晶材料の配向を説明
する図である。なお、図３（ａ）は、電界がオフの状態
での、液晶材料が平面組織である、本発明によるホログ
ラムポリマー分散コレステリック組織液晶（ＨＰＤＣＬ
Ｃ）反射型ディスプレイの、実施の形態の一例を示す図
解図である。図３（ｂ）は、電界がオフの状態での液晶
材料の配向を示す、図３（ａ）のディスプレイのＨＰＤ
ＣＬＣ材料の部分拡大図である。図３（ｃ）は、中程度
の電圧を印加した状態での、液晶材料が焦円錐組織であ
る、図３（ａ）のＨＰＤＣＬＣ反射型ディスプレイを示
す図解図である。図３（ｄ）は、中程度の電圧を印加し
た状態での液晶材料の配向を示す、図３（ｃ）のディス
プレイのＨＰＤＣＬＣ材料の部分拡大図である。図３
（ｅ）は、高い電圧を印加した状態での、液晶材料がホ
メオトロピック組織である、図３（ａ）のＨＰＤＣＬＣ
反射型ディスプレイを示す図解図である。図３（ｆ）
は、高い電圧を印加した状態での液晶材料の配向を示
す、図３（ｅ）のディスプレイのＨＰＤＣＬＣ材料の部
分拡大図である。
【図４】 コレステリック液晶材料を青色反射に、ホロ
グラム層を黄色反射に設定した、図３（ａ）〜３（ｃ）
に示す、ＨＰＤＣＬＣ反射型ディスプレイの波長に対す
る反射率をプロットした図である。
グラム層を黄色反射に設定した、図３（ａ）〜３（ｃ）
に示す、ＨＰＤＣＬＣ反射型ディスプレイの波長に対す
る反射率をプロットした図である。
【図５】 コレステリック液晶材料を青色反射に、ホロ
グラム層を黄色反射に設定した、図３（ａ）〜３（ｅ）
に示す、本発明のＨＰＤＣＬＣ反射型ディスプレイの実
施の形態の一例における、色の組み合わせを示す色度図
である。
グラム層を黄色反射に設定した、図３（ａ）〜３（ｅ）
に示す、本発明のＨＰＤＣＬＣ反射型ディスプレイの実
施の形態の一例における、色の組み合わせを示す色度図
である。
【図６】 ＨＰＤＣＬＣ反射型ディスプレイの実施の形
態の第２例の電圧印加のオン／オフ時のディスプレイお
よび液晶固定の配向を説明する図である。なお、図６
（ａ）は、電界がオフの状態での、液晶小滴が平面組織
である、本発明によるＨＰＤＣＬＣ反射型ディスプレイ
の実施の形態の第２例を示す図解図である。図６（ｂ）
は、電場がオフの状態での液晶小滴の配向を示す、図６
（ａ）のディスプレイのＨＰＤＣＬＣ材料の部分拡大図
である。図６（ｃ）は、中程度の電圧を印加した状態で
の、液晶小滴が焦円錐組織である、図６（ａ）のＨＰＤ
ＣＬＣ反射型ディスプレイを示す図解図である。図６
（ｄ）は、中程度の電圧を印加した状態での液晶小滴の
配向を示す、図６（ｃ）のディスプレイのＨＰＤＣＬＣ
材料の部分拡大図である。図６（ｅ）は、高い電圧を印
加した状態での、液晶小滴がホメオトロピック組織であ
る、図６（ａ）のＨＰＤＣＬＣ反射型ディスプレイを示
す図解図である。図６（ｆ）は、高い電圧を印加した状
態での液晶小滴の配向を示す、図６（ｅ）のディスプレ
イのＨＰＤＣＬＣ材料の部分拡大図である。
態の第２例の電圧印加のオン／オフ時のディスプレイお
よび液晶固定の配向を説明する図である。なお、図６
（ａ）は、電界がオフの状態での、液晶小滴が平面組織
である、本発明によるＨＰＤＣＬＣ反射型ディスプレイ
の実施の形態の第２例を示す図解図である。図６（ｂ）
は、電場がオフの状態での液晶小滴の配向を示す、図６
（ａ）のディスプレイのＨＰＤＣＬＣ材料の部分拡大図
である。図６（ｃ）は、中程度の電圧を印加した状態で
の、液晶小滴が焦円錐組織である、図６（ａ）のＨＰＤ
ＣＬＣ反射型ディスプレイを示す図解図である。図６
（ｄ）は、中程度の電圧を印加した状態での液晶小滴の
配向を示す、図６（ｃ）のディスプレイのＨＰＤＣＬＣ
材料の部分拡大図である。図６（ｅ）は、高い電圧を印
加した状態での、液晶小滴がホメオトロピック組織であ
る、図６（ａ）のＨＰＤＣＬＣ反射型ディスプレイを示
す図解図である。図６（ｆ）は、高い電圧を印加した状
態での液晶小滴の配向を示す、図６（ｅ）のディスプレ
イのＨＰＤＣＬＣ材料の部分拡大図である。
【図７】 電界がオフの状態での、本発明によるＨＰＤ
ＣＬＣ反射型ディスプレイの実施の形態の第３例を示す
図解図である。
ＣＬＣ反射型ディスプレイの実施の形態の第３例を示す
図解図である。
【図８】 電界がオフの状態での、本発明によるＨＰＤ
ＣＬＣ反射型ディスプレイの実施の形態の第４例を示す
図解図である。
ＣＬＣ反射型ディスプレイの実施の形態の第４例を示す
図解図である。
【図９】 電界がオフの状態での、本発明によるＨＰＤ
ＣＬＣ反射型ディスプレイの実施の形態の第５例を示す
図解図である。
ＣＬＣ反射型ディスプレイの実施の形態の第５例を示す
図解図である。
【図１０】 電界がオフの状態での、本発明によるＨＰ
ＤＣＬＣ反射型ディスプレイの実施の形態の第６例を示
す図解図である。
ＤＣＬＣ反射型ディスプレイの実施の形態の第６例を示
す図解図である。
１０ ポリマー安定化コレステリック液晶ディスプレ
イ、１２ 基板、１４電極、１６ ポリマー安定化コレ
ステリック液晶媒体、１８ ポリマー網目構造、２０
液晶材料、２２ 表面、２４ 電源、３０ ホログラム
構造ポリマー分散液晶（ＨＰＤＬＣ）ディスプレイ、３
２ ホログラム構造ポリマー分散液晶材料、３３ 液晶
を多く含む平面、３４ 電極、３５ ポリマーを多く含
む平面、３６ 基板、３８ 液晶小滴、３９ ポリマ
ー、４０ ホログラムポリマー分散コレステリック液晶
（ＨＰＤＣＬＣ）ディスプレイ、４２ 基板、４４ 電
極、４６ ホログラムポリマー分散コレステリック液晶
材料、４７ 電源、４８ ポリマーを多く含む部分又は
層、５０ 液晶を多く含む部分又は層、５２ 表面、５
３ セル、５４ 見る側の反対側、５６ コレステリッ
ク液晶材料、６０ ホログラムポリマー分散コレステリ
ック液晶（ＨＰＤＣＬＣ）ディスプレイ、６１セル、６
２基板、６４ 電極、６６ ホログラムポリマー分散コ
レステリック液晶材料、７０ 液晶層、７１ ポリマー
層、７２ 表面、７４ 電源、８０ホログラムポリマー
分散コレステリック液晶（ＨＰＤＣＬＣ）ディスプレ
イ、８２ 基板、８４ 電極、８６ コレステリック液
晶層、８８ ホログラム構造ポリマー分散液晶層、９
０，９１ 電源、１１０ ホログラムポリマー分散コレ
ステリック液晶（ＨＰＤＣＬＣ）ディスプレイ、１１１
セル、１１２ コレステリック液晶層、１１４ 第１
ホログラム構造ポリマー分散液晶層、１１６ 第２ホロ
グラム構造ポリマー分散液晶層、１１８ 基板、１２０
電極、１２２，１２４，１２６ 電源、１８０，２１
０ ホログラムポリマー分散コレステリック液晶 （Ｈ
ＰＤＣＬＣ）ディスプレイ。
イ、１２ 基板、１４電極、１６ ポリマー安定化コレ
ステリック液晶媒体、１８ ポリマー網目構造、２０
液晶材料、２２ 表面、２４ 電源、３０ ホログラム
構造ポリマー分散液晶（ＨＰＤＬＣ）ディスプレイ、３
２ ホログラム構造ポリマー分散液晶材料、３３ 液晶
を多く含む平面、３４ 電極、３５ ポリマーを多く含
む平面、３６ 基板、３８ 液晶小滴、３９ ポリマ
ー、４０ ホログラムポリマー分散コレステリック液晶
（ＨＰＤＣＬＣ）ディスプレイ、４２ 基板、４４ 電
極、４６ ホログラムポリマー分散コレステリック液晶
材料、４７ 電源、４８ ポリマーを多く含む部分又は
層、５０ 液晶を多く含む部分又は層、５２ 表面、５
３ セル、５４ 見る側の反対側、５６ コレステリッ
ク液晶材料、６０ ホログラムポリマー分散コレステリ
ック液晶（ＨＰＤＣＬＣ）ディスプレイ、６１セル、６
２基板、６４ 電極、６６ ホログラムポリマー分散コ
レステリック液晶材料、７０ 液晶層、７１ ポリマー
層、７２ 表面、７４ 電源、８０ホログラムポリマー
分散コレステリック液晶（ＨＰＤＣＬＣ）ディスプレ
イ、８２ 基板、８４ 電極、８６ コレステリック液
晶層、８８ ホログラム構造ポリマー分散液晶層、９
０，９１ 電源、１１０ ホログラムポリマー分散コレ
ステリック液晶（ＨＰＤＣＬＣ）ディスプレイ、１１１
セル、１１２ コレステリック液晶層、１１４ 第１
ホログラム構造ポリマー分散液晶層、１１６ 第２ホロ
グラム構造ポリマー分散液晶層、１１８ 基板、１２０
電極、１２２，１２４，１２６ 電源、１８０，２１
０ ホログラムポリマー分散コレステリック液晶 （Ｈ
ＰＤＣＬＣ）ディスプレイ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 トーマス ジー フィスク アメリカ合衆国 カリフォルニア州 キャ ンベル アカプルコ ドライブ 4713 (72)発明者 ルイス ディ シルバースタイン アメリカ合衆国 アリゾナ州 スコッツデ ール イースト ユッカ ストリート 9695
Claims (3)
- 【請求項１】 反射型ディスプレイであって、 前記ディスプレイは、 第１基板と、 第２基板と、 前記第１基板と第２基板との間に形成された光反射媒体
と、を含み、 前記光反射媒体がコレステリック液晶材料とポリマー材
料とを含み、 このとき前記光反射媒体が、２つ以上の固有ピーク波長
の光を反射することを特徴とする反射型ディスプレイ。 - 【請求項２】 反射型ディスプレイであって、 前記ディスプレイは、 第１基板と、 第２基板と、 前記第１基板と第２基板との間に形成された、第１ホロ
グラムポリマー分散液晶材料を含む第１層と、 前記第１基板と第２基板との間に形成され、前記第１層
とは分離している、第１コレステリック液晶材料を含む
第２層と、を含み、 このとき前記第１層が第１固有ピーク波長の光を反射
し、前記第２層が第２固有ピーク波長の光を反射するこ
とを特徴とする反射型ディスプレイ。 - 【請求項３】 反射型ディスプレイの製造法であって、 ａ）第１基板を供給する工程と、 ｂ）第２基板を供給する工程と、 ｃ）前記第１基板と前記第２基板との間に、コレステリ
ック液晶材料とポリマー材料とを含む光反射媒体を形成
する工程と、を含み、 このとき光反射媒体が少なくとも２つの固有ピーク波長
の光を反射することを特徴とする反射型ディスプレイの
製造法。
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|---|---|---|---|
| US09/221,599 US6317189B1 (en) | 1998-12-29 | 1998-12-29 | High-efficiency reflective liquid crystal display |
| US09/221599 | 1998-12-29 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000193954A true JP2000193954A (ja) | 2000-07-14 |
| JP4773598B2 JP4773598B2 (ja) | 2011-09-14 |
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|---|---|---|---|
| JP36915299A Expired - Fee Related JP4773598B2 (ja) | 1998-12-29 | 1999-12-27 | 高性能反射型液晶ディスプレイおよびその製造方法 |
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