JP2001066627A - コレステリック液晶表示装置 - Google Patents
コレステリック液晶表示装置Info
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Abstract
の色づきのない白色表示を得る。 【解決手段】 青色、黄色、緑色、赤色のコレステリッ
ク液晶層31,34,32,33を、この順序で観察側
から順に積層する。青色コレステリック液晶層31と緑
色コレステリック液晶層32との間に黄色コレステリッ
ク液晶層34を設け、白色表示時、すべての液晶層を反
射状態にすることによって、白色表示時の反射スペクト
ルは、青色の波長域と黄色の波長域に同程度のピークを
有するものとなる。青色コレステリック液晶層31と黄
色コレステリック液晶層34を、同一の螺旋ねじれ方向
とし、緑色コレステリック液晶層32と赤色コレステリ
ック液晶層33を、これと逆の螺旋ねじれ方向とする。
また、青色セル51と黄色セル54の間に黄色フィルタ
71を設け、緑色セル52と赤色セル53の間に赤色フ
ィルタ72を設ける。
Description
の表示パネルなどとして用いられる、コレステリック液
晶の選択反射を利用した表示装置に関する。
る螺旋構造を有し、螺旋ピッチが光学波長オーダーの場
合には特定波長付近の可視光を選択的に反射する。この
現象は、コレステリック液晶の選択反射として知られて
いる。選択反射の反射率は、電気、磁気、光、熱、応力
などにより螺旋軸の方向を制御し、または螺旋構造その
ものを破壊/生成することによって、変化させることが
できる。これによって反射光をオンオフ制御するのが、
コレステリック液晶表示素子である。
明として利用して表示を行う反射型表示素子であるの
で、照明用の電力を必要とせず、低消費電力である。し
かも、無電源で表示を保持できるメモリ性を有するこ
と、そのため駆動に薄膜トランジスタなどの高価なアク
ティブマトリクス基板を必要としないこと、樹脂基板な
どのフレキシブル基板を利用できること、反射率が高く
鮮明な表示が可能であること、などの特長を有する。
反射する3つのコレステリック液晶層を積層することに
よって、多色表示のコレステリック液晶表示装置を得る
ことができる。このコレステリック液晶表示装置では、
青色、緑色、赤色のコレステリック液晶層のうちの1つ
を反射状態にし、他の2つを無色状態にすることによっ
て、青色、緑色または赤色の表示が得られる。また、青
色、緑色、赤色のコレステリック液晶層のうちの2つを
反射状態にし、他の1つを無色状態にすることによっ
て、シアン、マゼンタまたは黄色の表示が得られる。さ
らに、青色、緑色、赤色のコレステリック液晶層のすべ
てを反射状態にすることによって、白色表示が得られ、
逆にすべてを無色状態にすれば、観察側と反対側の光吸
収層によって、黒色表示が得られる。
レステリック液晶層を積層した従来のコレステリック液
晶表示装置の一例を示し、青色セル51、緑色セル5
2、赤色セル53の3つのコレステリック液晶セルを積
層したものである。
3は、それぞれ、電極2を形成した一対の基板1間に、
青色コレステリック液晶層31、緑色コレステリック液
晶層32、赤色コレステリック液晶層33を挟持したも
ので、これら青色セル51、緑色セル52、赤色セル5
3を接着層6で接着し、表示装置裏面に光吸収層4を形
成して、コレステリック液晶表示装置を構成する。
装置では、基板1、電極2、接着層6またはコレステリ
ック液晶層31〜33の光吸収または反射による損失
が、表示特性に少なからず影響を与える。
電極2として用いる酸化インジウム錫の光吸収が短波長
ほど大きいことに着目して、選択反射波長域が短波長側
のコレステリック液晶層ほど観察側(外光入射側)とな
るように、図5のように観察側から順に青色、緑色、赤
色のコレステリック液晶層31,32,33を積層する
ことが示されている。
察側から順に青色、緑色、赤色のコレステリック液晶層
を積層し、青色と緑色のコレステリック液晶層の間に黄
色のカラーフィルタを設け、緑色と赤色のコレステリッ
ク液晶層の間に赤色のカラーフィルタを設けることによ
って、視角による表示色相の変化を抑制して視野角を広
げることが示されている。
テリック液晶表示装置は、図5に示すように観察側から
順に青色、緑色、赤色のコレステリック液晶層31,3
2,33を積層することが好ましいとされていた。
うに観察側から順に青色、緑色、赤色のコレステリック
液晶層31,32,33を積層したコレステリック液晶
表示装置では、観察側と反対側のコレステリック液晶層
ほど大きな光損失を受けるため、青色、緑色、赤色のコ
レステリック液晶層31,32,33の反射スペクトル
は、図6に青色101、緑色102、赤色103として
示すように、青色、緑色、赤色のコレステリック液晶層
31,32,33の順に反射率が低くなる。そのため、
白色表示時の反射スペクトルは、白色109として示す
ように、青色の波長域で反射率が高くなり、緑色から赤
色にかけての波長域で反射率が低くなって、結果的に白
色表示が青味を帯びてしまう。
ク液晶表示装置において、青味の色づきのない白色表示
が得られるようにしたものである。
青色、黄色、緑色、赤色を選択反射するコレステリック
液晶層を、この順序で観察側から順に積層する。
ック液晶表示装置では、白色表示時、青色、黄色、緑
色、赤色のコレステリック液晶層のすべてを反射状態に
することによって、白色表示時の反射スペクトルは、青
色、黄色、緑色、赤色のコレステリック液晶層の反射ス
ペクトルが合成された、青色の波長域と黄色の波長域に
同程度のピークを有するものとなって、青味の色づきの
ない白色表示が得られる。
ク液晶表示装置の一例を示す。
の面)に黄色フィルタ71を設け、赤色セル53の上面
に赤色フィルタ72を設け、下面に光吸収層4を設け
て、青色セル51、黄色セル54、緑色セル52、赤色
セル53を、この順序で観察側から順に積層し、接着層
6で接着する。
2、赤色セル53は、それぞれ、電極2を形成した一対
の基板1間に、青色コレステリック液晶層31、黄色コ
レステリック液晶層34、緑色コレステリック液晶層3
2、赤色コレステリック液晶層33を挟持したものであ
る。
400〜500nm、500〜600nm、600〜7
00nmの波長域に主たる波長成分を有する色光を指
し、黄色とは、緑色と赤色の中間に位置し、550〜6
00nmの波長域にピークを有する色光を指す。このよ
うな波長域のため、黄色コレステリック液晶層34が実
質的に橙色味や緑色味を帯びる場合もあるが、このよう
な場合も、この発明のコレステリック液晶表示装置に含
める。
では、青色、緑色または赤色の表示時には、青色、緑色
または赤色のコレステリック液晶層31,32または3
3のみを反射状態にし、シアン表示時には、青色および
緑色のコレステリック液晶層31および32を反射状態
にし、マゼンタ表示時には、青色および赤色のコレステ
リック液晶層31および33を反射状態にする。黄色表
示時には、(1)黄色コレステリック液晶層34のみ
を、または(2)緑色および赤色のコレステリック液晶
層32および33を、あるいは(3)黄色、緑色および
赤色のコレステリック液晶層34,32および33を、
反射状態にするが、高反射率を得る上では(3)が望ま
しい。
色、赤色のコレステリック液晶層31,34,32,3
3のすべてを反射状態にする。また、すべてのコレステ
リック液晶層を無色状態にすれば、光吸収層4によっ
て、黒色表示が得られる。
ど大きな光損失を受けるため、青色、黄色、緑色、赤色
のコレステリック液晶層31,34,32,33の反射
スペクトルは、図2および図3に青色101、黄色10
4、緑色102、赤色103として示すように、青色、
黄色、緑色、赤色のコレステリック液晶層31,34,
32,33の順に反射率が低くなる。
色、赤色のコレステリック液晶層31,34,32,3
3のすべてが反射状態にされるので、白色表示時の反射
スペクトルは、図3に白色109として示すように、青
色、黄色、緑色、赤色のコレステリック液晶層31,3
4,32,33の反射スペクトルが合成された、青色の
波長域と黄色の波長域に同程度のピークを有するものと
なり、青色と黄色は補色関係にあって、その混色は白色
となるので、青味の色づきのない白色表示が得られる。
赤色フィルタ72を設けることによって、表示彩度が向
上するとともに、視角による表示色相の変化を抑制して
視野角を広げることができる。
を図2に黄色フィルタ105として示すように、500
nm付近にカットオフ波長を有し、それより短波長の青
色の色光を吸収し、長波長の緑色および赤色の色光を透
過するカラーフィルタである。赤色フィルタ72は、そ
の透過スペクトルを図2に赤色フィルタ106として示
すように、600nm付近にカットオフ波長を有し、そ
れより短波長の青色および緑色の色光を吸収し、長波長
の赤色の色光を透過するカラーフィルタである。
じれ方向は、すべて同一でもよいが、青色コレステリッ
ク液晶層31と黄色コレステリック液晶層34を、同一
の螺旋ねじれ方向とし、緑色コレステリック液晶層32
と赤色コレステリック液晶層33を、これと逆の螺旋ね
じれ方向とすると、さらに好適である。
れ方向と同一方向の円偏光成分のみを反射する円偏光2
色性を有し、反射スペクトルが重なり合う波長帯では、
円偏光の回転方向が互いに異なる方が、回転方向が同一
である場合より、高反射率になるからである。
テリック液晶としては、例えば、コレステリル・クロラ
イドやコレステリル・ノナノエートなどのコレステロー
ル誘導体などの液晶性不斉炭素化合物や、ベンジリデン
アニリン、アゾベンゼン、アゾキシベンゼン、シアノビ
フェニル、シアノターフェニル、フェニルシクロヘキサ
ン、フェニルベンゾエート、シクロヘキシルシクロヘキ
サン、シクロヘキシルカルボン酸エステル、フェニルピ
リミジン、フェニルジオキサン、シクロヘキシルシクロ
ヘキサンエステル、シクロヘキシルエタン、シクロヘキ
セン、トランなどの化学構造を含む公知のネマチック液
晶性化合物に、2−メチル−n−ブチルシアノビフェニ
ルなどのカイラル剤と呼ばれる不斉炭素化合物を添加し
た組成物を、用いることができる。これらの化合物は、
低分子化合物でも高分子化合物でもよい。
以外の成分を含んでもよく、例えば、コレステリック液
晶内に高分子や無機化合物をゲル状、マトリクス状、微
粒子状に分散させたものや、逆に高分子マトリクス中に
コレステリック液晶を液滴状に分散させたものや、液晶
をマイクロカプセル状にしたものでもよい。
ラスなどのガラスや、ポリエステル、ポリカーボネー
ト、ポリエーテルスルフォンなどの樹脂などの透光性絶
縁材料を用いる。
アルミニウム添加酸化亜鉛などの透光性を有する導電材
料を用いる。これらの材料を、スパッタリング法、蒸着
法、ゾルゲル法などによって基板1上に薄膜状に成膜
し、フォトエッチング法などによって所望の形状に加工
して、電極2を形成する。
00〜700nm)を吸収する黒色の色材、例えば、カ
ーボンブラックやアニリンブラックなどの黒色顔料や黒
色染料を含む塗料や、酸化クロムなどの無機材料を用い
る。光吸収層4は、赤色コレステリック液晶層33より
下層にあればよく、赤色コレステリック液晶層33の下
側の電極2や基板1と兼ねてもよい。
脂などの紫外線硬化型または熱硬化型の接着剤や、ポリ
エステルやポリエチレン−ポリビニルアルコール共重合
体などのホットメルト接着剤や、ポリ酢酸ビニルなどの
粘着剤など、公知の光学用の接着剤または粘着剤を用い
ることができる。ただし、接着層6は透光性を有する必
要がある。接着層6には、セル同士を接着するだけでな
く、基板1の表面反射を低減してコントラストを高める
作用がある。
は、顔料や染料を含む着色塗料を基板1上に塗布し、ま
たは基板1上にアクリル樹脂やゼラチン膜を設けて染料
で染色するなど、公知の方法によって形成することがで
きる。
液晶層31と黄色コレステリック液晶層34との間にあ
ればよく、黄色セル54の上面ではなく青色セル51の
下面に形成し、または青色セル51と黄色セル54との
間の接着層6と兼ね、あるいは青色コレステリック液晶
層31の直下や黄色コレステリック液晶層34の直上の
電極2や基板1と兼ねてもよい。赤色フィルタ72につ
いても、同様である。
作製方法の一例を示す。まず、電極を形成した一方の基
板の端部に接着剤を塗布し、同様に電極を形成した他方
の基板をスペーサを介して一定間隔で接着する。
色、黄色、緑色、赤色のコレステリック液晶を注入し、
基板端部を封止して、青色セル51、黄色セル54、緑
色セル52、赤色セル53を作製する。コレステリック
液晶層31,34,32,33の厚みは、2〜20μm
程度にする。
71を、赤色セル53の上面に赤色フィルタ72を、下
面に光吸収層4を、それぞれ形成する。最後に、青色セ
ル51、黄色フィルタ71が形成された黄色セル54、
緑色セル52、赤色フィルタ72および光吸収層4が形
成された赤色セル53を、接着層6で接着する。
良好にするために、電極2とコレステリック液晶層3
1,34,32,33との界面に配向膜を設けてもよ
い。配向膜としては、ポリイミドやポリビニルアルコー
ルなどの樹脂、アルキルアンモニウム化合物やアルキル
シラン化合物などの低分子表面改質剤、SiOなどの無
機薄膜などを用いることができる。配向膜は、特に垂直
配向性のものが好ましい。
晶表示装置を駆動し、その表示を書き換える場合である
が、この発明は、電気以外の磁気、光、熱、応力などの
外部刺激によってコレステリック液晶表示装置を駆動
し、その表示を書き換える場合にも、同様に適用するこ
とができ、同様の効果が得られる。
して上述した例のコレステリック液晶表示装置を実際に
作製した。
テリック液晶として、メルク社製カイラル剤のS−81
1とS−1011とを4:1の重量比で混合した混合カ
イラル剤を、メルク社製ネマチック液晶E44に、青色
コレステリック液晶については22.7wt%、黄色コ
レステリック液晶については18.2wt%、それぞれ
添加して、それぞれ左ねじれのコレステリック液晶を調
製した。
テリック液晶として、メルク社製カイラル剤のR−81
1とR−1011とを4:1の重量比で混合した混合カ
イラル剤を、メルク社製ネマチック液晶E44に、緑色
コレステリック液晶については19.4wt%、赤色コ
レステリック液晶については16.2wt%、それぞれ
添加して、それぞれ右ねじれのコレステリック液晶を調
製した。
0μmの一対のガラス基板上に、垂直配向ポリイミドS
E7511L(日産化学社製)からなる配向膜を形成
し、一対のガラス基板を対向させて、それぞれセルギャ
ップが5μmの4個のセルを作製し、それぞれのセルに
上記の青色(左ねじれ)、黄色(左ねじれ)、緑色(右
ねじれ)、赤色(右ねじれ)のコレステリック液晶を注
入して、それぞれのセルを封止し、青色セル51、黄色
セル54、緑色セル52、赤色セル53を得た。
aset Yellow K−CL(日本化薬社製)を
1wt%溶解した溶液を、黄色セル54の上面に塗布
し、乾燥させて、黄色フィルタ71を形成するととも
に、アクリル樹脂溶液に赤色染料PCred3P(日本
化薬社製)を0.5wt%溶解した溶液を、赤色セル5
3の上面に塗布し、乾燥させて、赤色フィルタ72を形
成した。さらに、黒色樹脂溶液BKR105(日本化薬
社製)を、赤色セル53の下面に塗布し、乾燥させて、
光吸収層4を形成した。
ィルタ71が形成された黄色セル54、緑色セル52、
赤色フィルタ72および光吸収層4が形成された赤色セ
ル53を、紫外線硬化接着剤によって接着して、コレス
テリック液晶表示装置を得た。
2,33は、50Vの交流パルスを100m秒、印加す
ることによって、着色状態となり、30Vの交流パルス
を100m秒、印加することによって、無色状態となっ
た。
との比較のために、図5に示したように、青色セル5
1、緑色セル52、赤色セル53を、この順序で観察側
から順に積層した従来のコレステリック液晶表示装置を
作製した。ただし、青色セル51と緑色セル52との間
に黄色フィルタを設けた。青色セル、緑色セル、赤色セ
ルは、実施例のそれと全く同じに作製し、黄色フィルタ
も、実施例のそれと全く同じに作製した。
度計CM2002(ミノルタ社製)を用いて、白色表示
時のL*a*b*色度座標を測定した。その結果を図4
に示す。
青味を帯びるのに対して、実施例の色度座標は、原点に
近く、着色が解消されることを、確認できた。原点から
の距離で定義される彩度C*=((a*)2+(b*)
2)1/2は、比較例では10.0、実施例では2.3
であり、実施例では比較例の約1/4に低減することが
認められた。
味のない白色表示が得られ、表示品位の高いカラー表示
が可能となる。
を示す図である。
レステリック液晶層の反射スペクトルと黄色フィルタお
よび赤色フィルタの透過スペクトルを示す図である。
レステリック液晶層および白色表示時の反射スペクトル
を示す図である。
図である。
す図である。
テリック液晶層および白色表示時の反射スペクトルを示
す図である。
Claims (3)
- 【請求項1】それぞれ青色、黄色、緑色、赤色を選択反
射するコレステリック液晶層が、この順序で観察側から
順に積層されたコレステリック液晶表示装置。 - 【請求項2】請求項1のコレステリック液晶表示装置に
おいて、 前記青色コレステリック液晶層と前記黄色コレステリッ
ク液晶層が、同一の螺旋ねじれ方向を有し、前記緑色コ
レステリック液晶層と前記赤色コレステリック液晶層
が、これと逆の螺旋ねじれ方向を有するコレステリック
液晶表示装置。 - 【請求項3】請求項1または2のコレステリック液晶表
示装置において、 前記青色コレステリック液晶層と前記黄色コレステリッ
ク液晶層との間に黄色フィルタが設けられ、前記緑色コ
レステリック液晶層と前記赤色コレステリック液晶層と
の間に赤色フィルタが設けられたコレステリック液晶表
示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24438599A JP3700756B2 (ja) | 1999-08-31 | 1999-08-31 | コレステリック液晶表示装置 |
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JP3700756B2 JP3700756B2 (ja) | 2005-09-28 |
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-
1999
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