JP2001201762A - 表示素子、書き込み方法および書き込み装置 - Google Patents
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Abstract
の表示層を一画素内に積層し、その複数の表示層の外部
から電圧を印加することによって複数の表示層の表示状
態を制御する表示素子において、一画素内で、ホワイ
ト、ブラック、ブルー、グリーン、レッド、シアン、マ
ゼンタおよびイエローの8色を表示できるようにする。 【解決手段】 一対の基板間に、それぞれブルー、グリ
ーン、レッドの色光を選択反射するコレステリック液晶
からなる表示層8A,8B,8Cを積層形成し、非表示
面側の基板の裏面に光吸収層を形成する。表示層8A,
8B,8Cの配向変化のしきい値電圧を互いに変えるだ
けでなく、しきい値電圧が最も高い表示層8Aのプレー
ナー状態からフォーカルコニック状態への変化のしきい
値電圧Vpf90(A)を、しきい値電圧が最も低い表
示層8Cのフォーカルコニック状態からホメオトロピッ
ク状態への変化のしきい値電圧Vfh90(C)より高
くする。
Description
な表示素子と、これに画像を書き込む方法および装置に
関する。
ような専用の光源を必要とせず、消費電力が少ないとと
もに、薄型軽量に構成できることから、小型情報機器や
携帯情報端末などの表示素子として好適である。
ものとして、それぞれ内面に電極を形成した一対の基板
間に、それぞれブルー、グリーンおよびレッドの色光を
選択反射するコレステリック液晶からなる表示層を形成
した3つの液晶セルを積層配置し、表示面側(外光入射
側)と反対側の液晶セルの裏面に光吸収層を形成したも
のが考えられている。
素子では、各セルのコレステリック液晶の、プレーナー
による選択反射状態とフォーカルコニックによる透過状
態とを別個にスイッチングすることによって、一画素内
で、ホワイト、ブラック、ブルー、グリーン、レッド、
シアン、イエローおよびマゼンタの8色を表示すること
ができるとともに、カラーフィルタを用いないので、光
のロスが少なく、コントラストの高い表示を得ることが
できる。
液晶表示素子は、各色の表示層の間に基板および電極を
有し、各色の表示層の間の間隔が大きくなるため、視差
が大きくなるとともに、駆動電極および駆動回路が3色
分必要となるため、表示素子および表示装置の製造コス
トが高くなる欠点がある。
願平8−353684号、整理番号FN96−0063
4:以下では第1の従来例と称する)および特開平11
−149088号(特願平9−317049号、整理番
号FN97−00892:以下では第2の従来例と称す
る)では、多色表示が可能なコレステリック液晶表示素
子として、それぞれ内面に電極を形成した一対の基板間
に、それぞれブルー、グリーンおよびレッドの色光を選
択反射するコレステリック液晶からなる3層の表示層を
積層形成し、3層の表示層の外部から書き込み信号を印
加することによって画像を書き込み表示するものが提案
されている。
表示素子31は、内面に書き込み電極34を形成した基
板32と、内面に書き込み電極35を形成した基板33
との間に、それぞれ高分子マトリックス42中に互いに
異なる色光を選択反射するコレステリック液晶41A,
41B,41Cをドロップレット分散させたPDLC
(Polymer Dispersed Liquid
Crystal)構造の3層の表示層38A,38
B,38Cを積層形成し、非表示面側の基板33の裏面
に光吸収層39を形成したものである。各コレステリッ
ク液晶41A,41B,41Cの配向変化のしきい値電
圧は、後述のように設定する。書き込み電極34,35
は、書き込み装置(駆動回路)50に接続する。
表示素子31は、基板32,33間に、互いに異なる色
光を選択反射するコレステリック液晶41A,41B,
41Cからなる3層の表示層38A,38B,38C
を、表示層38A,38B,38Cには、それぞれスペ
ーサー37A,37B,37Cを挿入し、表示層38
A,38B間には分離基板36Aを介し、表示層38
B,38C間には分離基板36Bを介して積層形成し、
非表示面側の基板33の裏面に光吸収層39を形成した
ものである。各コレステリック液晶41A,41B,4
1Cの配向変化のしきい値電圧は、後述のように設定す
る。書き込み装置50は、表示素子31とは別体に形成
し、表示素子31を挟持する書き込み電極54,55
と、電極54,55間に書き込み信号を印加する駆動回
路51とによって構成する。
晶は、図26(A)に示すように、螺旋軸がセル表面に
垂直になり、入射光に対して選択反射現象を起こすプレ
ーナー、同図(B)に示すように、螺旋軸がほぼセル表
面に平行になり、入射光を少し前方散乱させながら透過
させるフォーカルコニック、および同図(C)に示すよ
うに、螺旋構造がほどけて液晶ダイレクタが電界方向を
向き、入射光をほぼ完全に透過させるホメオトロピッ
ク、の3つの状態を示す。
フォーカルコニック状態は、無電場で双安定に存在する
ことができる。したがって、コレステリック液晶の配向
状態は、電場に対して一義的に決まらず、プレーナーが
初期状態の場合には、印加電圧の増加に伴って、プレー
ナー、フォーカルコニック、ホメオトロピックの順に変
化し、フォーカルコニックが初期状態の場合には、印加
電圧の増加に伴って、フォーカルコニック、ホメオトロ
ピックの順に変化する。一方、電場を急激にゼロにした
場合には、プレーナーとフォーカルコニックはそのまま
の状態を維持し、ホメオトロピックはプレーナーに変化
する。
コレステリック液晶層は、図27に示すような電気光学
応答を示し、印加パルス電圧がVfh90以上のときに
は、ホメオトロピックからプレーナーに変化した選択反
射状態となり、印加パルス電圧がVpf10とVfh1
0の間のときには、フォーカルコニックによる透過状態
となり、印加パルス電圧がVpf90以下のときには、
パルス信号印加前の状態を継続した状態、すなわちプレ
ーナーによる選択反射状態またはフォーカルコニックに
よる透過状態となる。
り、最大反射率を100、最小反射率を0として、反射
率を正規化している。また、反射率の変化には遷移領域
が存在するため、正規化反射率が90以上の場合を選択
反射状態、正規化反射率が10以下の場合を透過状態と
定義し、プレーナー状態とフォーカルコニック状態の変
化のしきい値電圧を、遷移領域の前後に対して、それぞ
れVpf90,Vpf10とし、フォーカルコニック状
態とホメオトロピック状態の変化のしきい値電圧を、遷
移領域の前後に対して、それぞれVfh10,Vfh9
0とする。
素子31では、これらしきい値電圧を表示層38A,3
8B,38Cの間で互いに変える。具体的には、表示層
38Aの各しきい値電圧をVpf90(A),Vpf1
0(A),Vfh10(A),Vfh90(A)、表示
層38Bの各しきい値電圧をVpf90(B),Vpf
10(B),Vfh10(B),Vfh90(B)、表
示層38Cの各しきい値電圧をVpf90(C),Vp
f10(C),Vfh10(C),Vfh90(C)と
すると、図30に示すように、以下の式(1)のように
設定する。
図29の例に限らない。すなわち、表示層の積層順序の
如何にかかわらず、3層の表示層をしきい値電圧Vpf
90,Vpf10,Vfh10,Vfh90が高い順に
38A,38B,38Cとするとき、 Vpf10(A)<Vfh10(C) …(1a) とするとともに、両者間に他のしきい値電圧が存在しな
いようにする。
1に示すような、リフレッシュ期間Trおよびセレクト
期間Tsと、その後の無電圧の表示期間Tdとによって
構成され、そのリフレッシュ期間Trでの電圧Vrおよ
びセレクト期間Tsでの電圧Vsが、Vr>Vsの関係
をもって、入力画像データに基づいて、図30に示すよ
うな各しきい値電圧を境界とする7段階の電圧Va〜V
gから選定された電圧となる書き込み信号を、書き込み
電極34,35間または54,55間に印加する。
rとセレクト電圧Vsとの組み合わせによる、表示層3
8A,38B,38Cの配向状態を示したもので、
「p」はプレーナーによる選択反射状態、「f」はフォ
ーカルコニックによる透過状態、「?」は書き込み信号
の印加前の状態に依存する未確定状態、をそれぞれ表
し、左から表示層38C,38B,38Aの順に示して
いる。
子31によれば、(1)表示層38A,38B,38C
の全てがプレーナーの状態、(2)表示層38A,38
B,38Cの全てがフォーカルコニックの状態、(3)
表示層38Aがプレーナーで、表示層38B,38Cが
フォーカルコニックの状態、(4)表示層38Bがプレ
ーナーで、表示層38A,38Cがフォーカルコニック
の状態、(5)表示層38Cがプレーナーで、表示層3
8A,38Bがフォーカルコニックの状態、(6)表示
層38A,38Bがプレーナーで、表示層38Cがフォ
ーカルコニックの状態、(7)表示層38B,38Cが
プレーナーで、表示層38Aがフォーカルコニックの状
態、の7種類の配向状態が得られる。
ーの色光、表示層38Bをグリーンの色光、表示層38
Cをレッドの色光、をそれぞれ選択反射するものとした
場合、図32に示すように、(1)Vr=Vg,Vs=
Vaの書き込み信号によって、ホワイトが表示される状
態、(2)例えば、Vr=Vd,Vs=Vaの書き込み
信号によって、ブラックが表示される状態、(3)Vr
=Vg,Vs=Vcの書き込み信号によって、ブルーが
表示される状態、(4)Vr=Vf,Vs=Vbの書き
込み信号によって、グリーンが表示される状態、(5)
例えば、Vr=Ve,Vs=Vaの書き込み信号によっ
て、レッドが表示される状態、(6)Vr=Vg,Vs
=Vbの書き込み信号によって、シアンが表示される状
態、(7)例えば、Vr=Vf,Vs=Vaの書き込み
信号によって、イエローが表示される状態、の7つの表
示状態を取り得るようになり、一画素内で、ホワイト、
ブラック、ブルー、グリーンおよびレッドの5色と、シ
アンおよびイエローの2色との、合計7色を表示するこ
とができる。
38Bをグリーンの色光を選択反射するものとして、シ
アン、イエローおよびマゼンタの3色中の2色として、
シアンおよびイエローを表示する場合であるが、しきい
値電圧が中間の表示層38Bをブルーの色光を選択反射
するものとする場合には、シアン、イエローおよびマゼ
ンタの3色中の2色として、シアンおよびマゼンタを表
示することができ、しきい値電圧が中間の表示層38B
をレッドの色光を選択反射するものとする場合には、シ
アン、イエローおよびマゼンタの3色中の2色として、
イエローおよびマゼンタを表示することができる。
図29の例の薄い分離基板36A,36Bを別として、
表示層38A,38B,38Cの間に基板および電極を
設けず、表示層38A,38B,38Cの間の間隔がゼ
ロまたは僅少になるので、視差が小さくなるとともに、
書き込み電極および駆動回路を表示層38A,38B,
38Cにつき共通とするので、表示素子および表示装置
の製造コストが低下する。
た従来例の表示素子31では、リフレッシュ電圧Vrと
セレクト電圧Vsとによって取り得る、表示層38A,
38B,38Cのコレステリック液晶41A,41B,
41Cの配向状態の組み合わせが7種類であり、ホワイ
ト、ブラック、ブルー、グリーンおよびレッドの5色
と、シアン、イエローおよびマゼンタの3色中の、コレ
ステリック液晶41A,41B,41Cのしきい値電圧
の大小と選択反射色との関係によって決まる2色との、
合計7色しか表示することができず、色再現域(色再現
範囲)が狭いという欠点がある。
表示する3層以上の複数の表示層を一画素内に積層し、
その複数の表示層の外部から電圧を印加することによっ
て複数の表示層の表示状態を制御する表示素子におい
て、一画素内で、ホワイト、ブラック、ブルー、グリー
ン、レッド、シアン、マゼンタおよびイエローの8色を
表示することができ、色再現域を拡大することができる
ようにしたものである。
いに異なるピーク波長の光を選択反射するコレステリッ
ク液晶によって構成された3層以上の複数の表示層が、
一画素内に積層されるとともに、その複数の表示層の外
部から印加される電圧に対して、その複数の表示層を構
成するコレステリック液晶の配向変化のしきい値電圧が
互いに異なる表示素子において、前記複数の表示層中の
3層の表示層のうち、しきい値電圧が最も高い表示層の
プレーナー状態からフォーカルコニック状態への変化の
しきい値電圧を、しきい値電圧が最も低い表示層のフォ
ーカルコニック状態からホメオトロピック状態への変化
のしきい値電圧より高くする。
に二色性色素が添加されることによって、またはコレス
テリック液晶それ自体の二色性によって、互いに異なる
ピーク波長の光を選択吸収するコレステリック液晶によ
って構成された3層以上の複数の表示層が、一画素内に
積層されるとともに、その複数の表示層の外部から印加
される電圧に対して、その複数の表示層を構成するコレ
ステリック液晶の配向変化のしきい値電圧が互いに異な
る表示素子において、前記複数の表示層中の3層の表示
層のうち、しきい値電圧が最も高い表示層のプレーナー
状態からフォーカルコニック状態への変化のしきい値電
圧を、しきい値電圧が最も低い表示層のフォーカルコニ
ック状態からホメオトロピック状態への変化のしきい値
電圧より高くする。
表示素子に画像を書き込む方法として、前記複数の表示
層の外部から、少なくとも、リフレッシュ期間およびセ
レクト期間と、その後の無電圧の表示期間とによって構
成され、そのリフレッシュ期間での電圧Vrおよびセレ
クト期間での電圧Vsが、Vr>Vsの関係を有する書
き込み信号を印加する。
の表示素子では、積層された複数の表示層の外部から印
加される電圧に対して、3層の表示層A,B,C中のし
きい値電圧が最も高い表示層Aのプレーナー状態からフ
ォーカルコニック状態への変化のしきい値電圧Vpf9
0(A)が、しきい値電圧が最も低い表示層Cのフォー
カルコニック状態からホメオトロピック状態への変化の
しきい値電圧Vfh90(C)より高い。
f90(A),Vfh90(C)の間の電圧を、積層さ
れた複数の表示層の全体に印加することによって、図3
0に示したようにしきい値電圧が設定される従来例の表
示素子では得られない、3層の表示層A,B,C中のし
きい値電圧が最も高い表示層Aおよびしきい値電圧が最
も低い表示層Cがプレーナー状態となり、しきい値電圧
が中間の表示層Bがフォーカルコニック状態となる配向
状態も得られるようになり、一画素内で、ホワイト、ブ
ラック、ブルー、グリーン、レッド、シアン、マゼンタ
およびイエローの8色を表示することができ、色再現域
を拡大することができる。
態として、コレステリック液晶の選択反射によって表示
を行う場合の具体例を示す。
1の例を示す。
極4を形成した基板2と、内面に書き込み電極5を形成
した基板3との間に、互いに異なる色光を選択反射する
コレステリック液晶(カイラルネマチック液晶またはカ
イラルスメクチック液晶を含む)11A,11B,11
Cからなる3層の表示層8A,8B,8Cを、表示層8
A,8B,8Cには、それぞれスペーサー7A,7B,
7Cを挿入し、表示層8A,8B間には分離基板6Aを
介し、表示層8B,8C間には分離基板6Bを介して積
層形成し、非表示面側の基板3の裏面に光吸収層9を形
成したものとする。書き込み電極4,5は、書き込み装
置20に接続する。
ポリエステル(ポリエチレンテレフタレート)、ポリエ
ーテルスルホン、ポリカーボネートなどの高分子フィル
ムにより形成し、少なくとも表示面側の基板2は、光透
過性を有する材料により形成する。必要に応じて、基板
2,3の表面に、耐摩耗層、表示素子1内へのガスの混
入を防止するバリア層などの公知の機能性膜を形成して
もよい。
り形成し、少なくとも表示面側の書き込み電極4は、光
透過性を有する材料により形成する。必要に応じて、書
き込み電極4,5の表面に、液晶配向膜、絶縁膜などの
公知の機能性膜を形成してもよい。
としては、(1)書き込み電極4,5の一方を各画素に
共通の電極とし、他方を各画素に個別の電極とするセグ
メント駆動方式、(2)書き込み電極4,5を互いに直
交する方向に、それぞれストライプ状に形成して、両者
の交点位置を一つの画素とする単純マトリックス駆動方
式、(3)書き込み電極4,5の一方を各画素に共通の
電極とし、他方を互いに直交するストライプ状の走査電
極および信号電極からなるものとして、これにTFTや
MIMなどの能動素子を設けるアクティブマトリックス
駆動方式、などのいずれでもよい。図2以下の各例につ
いても、同様である。
の高分子フィルムを用いることができ、光透過性を有す
る材料により形成する。その厚みは数μm〜数10μm
で、可とう性を有することが望ましい。また、表示層8
A,8B,8Cへの分圧比を大きくするため、できるだ
け誘電率の大きいことが望ましい。また、必要に応じ
て、その表面に、液晶配向膜などの公知の機能性膜を形
成してもよい。
プラスチックなどからなるボール型またはシリンダー型
のものを用いることができ、それぞれ表示層8A,8
B,8Cの厚みを数μm〜数10μmに制御する。特
に、基板2,3に可とう性を有する材料を用いる場合に
は、基板2,3の変形によって表示層8A,8B,8C
の厚みが大きく変化しないように、周囲に接着成分が塗
布されたスペーサー7A,7B,7Cを用いて各基板間
を接着し、またはスペーサー7A,7B,7Cの移動を
防止することが望ましい。
りに、基板2,3および分離基板6A,6Bの表面に表
示層8A,8B,8Cの厚みを制御し得る突起物などを
形成してもよい。
透過した入射光を吸収するものであれば、特に限定され
るものではない。また、非表示面側の基板3の裏面に光
吸収層9を形成する代わりに、基板3または書き込み電
極5に光吸収性を持たせて光吸収層9を省略することも
できる。
Cは、それぞれ正の誘電異方性を有し、互いに異なるピ
ーク波長の光を選択反射するものとする。ただし、表示
層8A,8B,8Cは、コレステリック液晶と高分子の
複合体や、コレステリック液晶と色素の混合材料などに
よって構成することもできる。
Cとしては、ステロイド系コレステロール誘導体、ある
いは不斉炭素を有するシッフ塩基系、アゾ系、エステル
系、ビフェニル系などのカイラル物質、あるいはこれら
のカイラル物質を、シッフ塩基系、アゾ系、アゾキシ
系、エタン系、ビフェニル系、ターフェニル系、シクロ
ヘキシルカルボン酸エステル系、フェニルシクロヘキサ
ン系、安息香酸エステル系、ピリミジン系、ジオキサン
系、トラン系、シクロヘキシルシクロヘキサンエステル
系、アルケニル系などのネマチック液晶、またはこれら
の混合物に添加した材料を用いることができる。
異方性を有するのであれば、負の誘電異方性を有するネ
マチック液晶を用いることもできる。
は、例えば、コレステリック液晶11A,11B,11
Cの螺旋ピッチによって制御する。コレステリック液晶
11A,11B,11Cの螺旋ピッチは、それぞれのカ
イラル物質の化学構造や、カイラル物質のネマチック液
晶に対する添加割合によって調整することができる。
Cの配向変化のしきい値電圧の関係については、後述す
る。
子1の書き込み電極4,5間に書き込み信号を印加する
電圧印加部21と、入力画像データに基づいて、その書
き込み信号を制御する制御部22とによって構成する。
書き込み信号の態様については、後述する。
2の例を示す。
それぞれコレステリック液晶11A,11B,11Cが
高分子マトリックス12中にドロップレット分散された
PDLC構造とする。PDLC構造とすることによっ
て、表示層8A,8B,8Cを構成するコレステリック
液晶11A,11B,11Cが互いに混ざり合うことが
無くなり、分離基板6A,6Bを省略することができ
る。その他の点は、図1の例と同じである。
S(PolymerizationInduced P
hase Separation)法、TIPS(Th
ermally Induced Phase Sep
aration)法、SIPS(Solvent In
duced Phase Separation)法な
ど、公知の方法によって形成することができ、表示層8
A,8B,8Cを、それぞれ印刷法などによって順番に
形成する。
3の例を示す。
B,8Cを構成するコレステリック液晶11A,11
B,11Cを、それぞれ高分子膜に閉じ込められたマイ
クロカプセル13にしておき、必要に応じて溶媒やバイ
ンダ14と混合した後、表示層8A,8B,8Cを、そ
れぞれ印刷法などによって順番に形成する。その他の点
は、図1の例と同じである。
ルベーション)法、界面重合法、液中乾燥法、in−s
itu重合法など、公知の方法によって形成することが
できるが、できるだけその径を揃えておくことが望まし
い。
4の例を示す。
み電極4,5を持たないものとするとともに、書き込み
装置20を、表示素子1とは別体の、表示素子1を挟持
する書き込み電極24,25、電圧印加部21および制
御部22を有するものとする。これによって、表示素子
1の外部から表示層8A,8B,8Cに書き込み信号を
印加することができ、表示素子1を紙ライクなものとす
ることができる。
くするため、基板2,3および光吸収層9は、分離基板
6A,6Bと同様に、できるだけ誘電率の大きいことが
望ましい。
様のPDLC構造とし、または図3の例と同様のマイク
ロカプセル構造としてもよい。
5の例を示す。
に書き込み電極4,5が形成された基板2,3間に、表
示層8A,8B,8C、光吸収層9および光導電層15
を積層形成したものとし、書き込み装置20は、電圧印
加部21および制御部22のほかに、表示素子1の基板
3および書き込み電極5を介して光導電層15に書き込
み光28を照射する光照射部27を有するものとし、書
き込み光28と電圧印加部21から書き込み電極4,5
間に印加する書き込み信号とを組み合わせて、表示層8
A,8B,8Cに印加される電場を制御する。
き込み電極5も、光透過性を有する材料により形成す
る。また、表示層8A,8B,8Cへの分圧比を大きく
するため、光吸収層9も、できるだけ誘電率の大きいこ
とが望ましい。
インピーダンスが変化するものであればよく、電荷発生
物質を、蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング
法、CVD法などによって成膜したもの、電荷発生物質
を樹脂バインダーに分散させ、バーコート法、スピンコ
ート法、ロールコート法、ディップ法、キャスティング
法などによって塗布したもの、または、これらの電荷発
生層に電荷輸送層を積層したもの、などを用いることが
できる。
28を表示素子1の非表示面側に照射できるものであれ
ばよく、レーザービームスキャナー、LEDアレイ、プ
ラズマディスプレイ、ELディスプレイなどの自発光素
子や、液晶シャッターなどの調光素子と、蛍光管、キセ
ノンランプ、ハロゲンランプ、水銀ランプなどの光源と
を組み合わせたもの、などを用いることができる。
様のPDLC構造とし、または図3の例と同様のマイク
ロカプセル構造としてもよい。
て、コレステリック液晶に添加した二色性色素の選択吸
収によって表示を行う場合の具体例を示す。
1の例を示す。
コレステリック液晶11A,11B,11Cに、互いに
異なる色光を選択吸収する二色性色素17A,17B,
17Cを添加したものとするとともに、非表示面側の基
板3の裏面に、光吸収層に代えて光散乱層18を形成す
る。
液晶11A,11B,11Cは、それぞれ正の誘電異方
性を有するものとする。ただし、二色性色素17A,1
7B,17Cの選択吸収によって表示を行うので、コレ
ステリック液晶11A,11B,11Cの選択反射波長
域は、二色性色素17A,17B,17Cの選択吸収波
長域と異なることが望ましく、例えば、赤外域とするこ
とが好ましい。
Cの配向変化のしきい値電圧の関係については、後述す
る。
は、それぞれ分子長軸方向の光吸収率が分子短軸方向の
光吸収率より大きい正の二色性色素を用いる。具体的
に、二色性色素17A,17B,17Cとしては、アゾ
系、アントラキノン系などの色素を用いることができ
る。
を透過した入射光を散乱反射するものであれば、特に限
定されるものではない。また、非表示面側の基板3の裏
面に光散乱層18を形成する代わりに、基板3または書
き込み電極5に光散乱性を持たせて光散乱層18を省略
することもできる。
と同じである。表示層8A,8B,8Cは、図2の例と
同様のPDLC構造とし、または図3の例と同様のマイ
クロカプセル構造としてもよい。その場合、二色性色素
は、ドロップレット分散されるコレステリック液晶に添
加し、またはコレステリック液晶に添加してマイクロカ
プセル内に含ませる。
2の例を示す。
4の例のような外部書き込み方式を組み合わせた場合で
ある。すなわち、この例では、表示層8A,8B,8C
を、コレステリック液晶11A,11B,11Cに、互
いに異なる色光を選択吸収する二色性色素17A,17
B,17Cを添加したものとし、非表示面側の基板3の
裏面に光散乱層18を形成するとともに、表示素子1と
は別体の書き込み装置20に書き込み電極24,25を
設けて、表示素子1の外部から表示層8A,8B,8C
に書き込み信号を印加する。
くするため、基板2,3および光散乱層18は、分離基
板6A,6Bと同様に、できるだけ誘電率の大きいこと
が望ましい。
やマイクロカプセル構造などとしてもよい。
3の例を示す。
5の例のような光併用書き込み方式を組み合わせた場合
である。すなわち、この例では、表示素子1は、それぞ
れ内面に書き込み電極4,5が形成された基板2,3間
に、コレステリック液晶11A,11B,11Cに互い
に異なる色光を選択吸収する二色性色素17A,17
B,17Cを添加した表示層8A,8B,8C、光散乱
層18および光導電層15を積層形成したものとし、書
き込み装置20は、光導電層15に書き込み光28を照
射する光照射部27を有するものとする。
き込み電極5も、光透過性を有する材料により形成す
る。また、表示層8A,8B,8Cへの分圧比を大きく
するため、光散乱層18も、できるだけ誘電率の大きい
ことが望ましい。
やマイクロカプセル構造などとしてもよい。
上述したように、正の誘電異方性を有するコレステリッ
ク液晶は、同図(A)に示すプレーナー、同図(B)に
示すフォーカルコニック、および同図(C)に示すホメ
オトロピック、の3つの状態を示し、パルス信号を印加
した直後のコレステリック液晶層は、図27に示すよう
な電気光学応答を示し、印加パルス電圧がVfh90以
上のときには、ホメオトロピックからプレーナーに変化
した選択反射状態となり、印加パルス電圧がVpf10
とVfh10の間のときには、フォーカルコニックによ
る透過状態となり、印加パルス電圧がVpf90以下の
ときには、パルス信号印加前の状態を継続した状態、す
なわちプレーナーによる選択反射状態またはフォーカル
コニックによる透過状態となる。
90以上の場合を選択反射状態、正規化反射率が10以
下の場合を透過状態と定義し、プレーナー状態とフォー
カルコニック状態の変化のしきい値電圧を、遷移領域の
前後に対して、それぞれVpf90,Vpf10とし、
フォーカルコニック状態とホメオトロピック状態の変化
のしきい値電圧を、遷移領域の前後に対して、それぞれ
Vfh10,Vfh90とする。
等価回路を示す。図中、CoおよびRoは、書き込み電
極4,5間の表示層8A,8B,8C以外の構成要素の
等価静電容量および等価抵抗値、すなわち書き込み電極
4,5および分離基板6A,6Bの静電容量および抵抗
値の直列和を示し、Vxoは、書き込み装置20から表
示素子1の書き込み電極4,5間に電圧Vが印加された
場合に、これら表示層8A,8B,8C以外の構成要素
で発生する電圧降下を示す。
は、それぞれ表示層8A,8B,8Cの静電容量および
抵抗値を示し、Vxa,Vxb,Vxcは、表示素子1
の書き込み電極4,5間に電圧Vが印加された場合に、
表示層8A,8B,8Cのそれぞれに実際に印加される
電圧を示す。通常、表示層8A,8B,8Cの抵抗値R
a,Rb,Rcは十分に大きく、また、静電容量Ca,
Cb,Ccは、液晶が誘電異方性を有することから、液
晶の配向状態に依存して変化する。
た場合、各表示層8A,8B,8Cに実際に印加される
電圧Vxa,Vxb,Vxcは、以下のようになる。
子に電圧Vが印加された場合、各表示層8A,8B,8
Cには、それぞれ上記のような静電容量分圧による電圧
が印加され、それぞれ、その電圧に応じて各表示層8
A,8B,8Cのコレステリック液晶11A,11B,
11Cの配向状態が変化する。
も同様で、図2または図3の例の表示素子では、書き込
み電極4,5間の表示層8A,8B,8C以外の構成要
素の等価静電容量Coおよび等価抵抗値Roとして、分
離基板6A,6Bの静電容量および抵抗値が含まれず、
図4または図7の例の表示素子では、書き込み電極2
4,25間の表示層8A,8B,8C以外の構成要素の
等価静電容量Coおよび等価抵抗値Roとして、基板
2,3と光吸収層9または光散乱層18の静電容量およ
び抵抗値が含まれ、図5または図8の例の表示素子で
は、書き込み電極4,5間の表示層8A,8B,8C以
外の構成要素の等価静電容量Coおよび等価抵抗値Ro
として、光吸収層9または光散乱層18と光導電層15
の静電容量および抵抗値が含まれる点が、図1または図
6の例の表示素子と異なるだけである。
書き込み装置20から印加される電圧Vの各表示層8
A,8B,8Cへの分配比と、各表示層8A,8B,8
Cに実際に印加される電圧Vxa,Vxb,Vxcに対
する各表示層8A,8B,8Cの電気光学応答との、2
つを制御することによって、書き込み装置20から印加
される電圧Vに対する各表示層8A,8B,8Cの電気
光学応答を、所望の構成にすることができる。
B,8Cへの分配比は、各表示層8A,8B,8Cを構
成するコレステリック液晶11A,11B,11Cの誘
電率などによって、後者の、各表示層8A,8B,8C
の電気光学応答は、各表示層8A,8B,8Cを構成す
るコレステリック液晶11A,11B,11Cの誘電異
方性、弾性率および螺旋ピッチ、さらに高分子を添加し
た場合には、高分子の構造や相分離プロセスなどに影響
を受ける高分子と液晶の界面におけるアンカリング効果
の程度などによって、制御することができる。
は、書き込み光28の光量が少ない場合には、光導電層
15の抵抗値が大きくなって、表示層8A,8B,8C
全体に実際に印加される電圧(V−Vxo)が減少し、
書き込み光28の光量が多い場合には、光導電層15の
抵抗値が小さくなって、表示層8A,8B,8C全体に
実際に印加される電圧(V−Vxo)が増加するので、
書き込み光28の光量を制御することによって、書き込
み装置20から表示素子1の書き込み電極4,5間に電
圧Vが印加された場合に、表示層8A,8B,8C全体
に実際に印加される電圧(V−Vxo)を制御すること
ができる。
第1の例)この発明の表示素子1の、書き込み装置20
から印加される電圧Vに対する各表示層8A,8B,8
Cの電気光学応答は、第1の例として、図10に示すよ
うに設定する。
しきい値電圧をVpf90(A),Vpf10(A),
Vfh10(A),Vfh90(A)、表示層8Bの図
27に示した各しきい値電圧をVpf90(B),Vp
f10(B),Vfh10(B),Vfh90(B)、
表示層8Cの図27に示した各しきい値電圧をVpf9
0(C),Vpf10(C),Vfh10(C),Vf
h90(C)とすると、以下の式(6)のように設定す
る。
例に限らない。すなわち、表示層の積層順序の如何にか
かわらず、3層の表示層をしきい値電圧Vpf90,V
pf10,Vfh10,Vfh90が高い順に8A,8
B,8Cとするとき、 Vfh90(C)<Vpf90(A) …(6a) とするとともに、両者間に他のしきい値電圧が存在しな
いようにする。
a,Vb,Vc,Vd,Ve,Vf,Vgを、 Va:Vpf90(C)以下の電圧、 Vb:Vpf10(C)とVpf90(B)の間の電
圧、 Vc:Vpf10(B)とVfh10(C)の間の電
圧、 Vd:Vfh90(C)とVpf90(A)の間の電
圧、 Ve:Vpf10(A)とVfh10(B)の間の電
圧、 Vf:Vfh90(B)とVfh10(A)の間の電
圧、 Vg:Vfh90(A)以上の電圧、 とする。
1に示すような、リフレッシュ期間Trおよびセレクト
期間Tsと、その後の無電圧の表示期間Tdとによって
構成され、そのリフレッシュ期間Trでの電圧Vrおよ
びセレクト期間Tsでの電圧Vsが、Vr>Vsの関係
をもって、入力画像データに基づいて上記の7段階の電
圧Va〜Vgから選定された電圧となる書き込み信号
を、書き込み電極4,5間または24,25間に印加す
る。
rとセレクト電圧Vsとの組み合わせによる、表示層8
A,8B,8Cの配向状態を示したもので、「p」はプ
レーナー状態、「f」はフォーカルコニック状態、
「?」は書き込み信号の印加前の状態に依存する未確定
状態、をそれぞれ表し、左から表示層8C,8B,8A
の順に示している。
素子、および電気光学応答と書き込み方法についての第
1の例によれば、(1)表示層8A,8B,8Cの全て
がプレーナーの状態、(2)表示層8A,8B,8Cの
全てがフォーカルコニックの状態、(3)表示層8Aが
プレーナーで、表示層8B,8Cがフォーカルコニック
の状態、(4)表示層8Bがプレーナーで、表示層8
A,8Cがフォーカルコニックの状態、(5)表示層8
Cがプレーナーで、表示層8A,8Bがフォーカルコニ
ックの状態、(6)表示層8A,8Bがプレーナーで、
表示層8Cがフォーカルコニックの状態、(7)表示層
8A,8Cがプレーナーで、表示層8Bがフォーカルコ
ニックの状態、(8)表示層8B,8Cがプレーナー
で、表示層8Aがフォーカルコニックの状態、の8種類
の配向状態が得られる。
の実施形態の表示素子では、例えば、表示層8Aをブル
ーの色光、表示層8Bをグリーンの色光、表示層8Cを
レッドの色光、をそれぞれ選択反射するものとした場
合、図13に示すように(同図中の「T」は、対応する
表示層がフォーカルコニックによる透過状態であること
を示す)、(1)Vr=Vg,Vs=Vaの書き込み信
号によって、ブルー、グリーン、レッドの色光の加法混
色によるホワイト(W)が表示される状態、(2)例え
ば、Vr=Ve,Vs=Vcの書き込み信号によって、
ブラック(Bk)が表示される状態、(3)Vr=V
g,Vs=Vcの書き込み信号によって、ブルー(B)
が表示される状態、(4)Vr=Vf,Vs=Vbの書
き込み信号によって、グリーン(G)が表示される状
態、(5)例えば、Vr=Ve,Vs=Vaの書き込み
信号によって、レッド(R)が表示される状態、(6)
Vr=Vg,Vs=Vbの書き込み信号によって、ブル
ー、グリーンの色光の加法混色によるシアン(C)が表
示される状態、(7)Vr=Vg,Vs=Vdの書き込
み信号によって、ブルー、レッドの色光の加法混色によ
るマゼンタ(M)が表示される状態、(8)例えば、V
r=Vf,Vs=Vaの書き込み信号によって、グリー
ン、レッドの色光の加法混色によるイエロー(Y)が表
示される状態、の8つの表示状態を取り得るようにな
り、一画素内で、ホワイト、ブラック、ブルー、グリー
ン、レッド、シアン、マゼンタおよびイエローの8色を
表示することができる。
階調を行うことによって、フルカラー表示を行うことが
できる。
大小と選択反射色との関係も、上記の例に限らず、任意
に構成することができる。
形態の表示素子では、二色性色素17A,17B,17
Cとして、それぞれ分子長軸方向の光吸収率が分子短軸
方向の光吸収率より大きい正の二色性色素を用いること
によって、表示層がプレーナーの状態において、入射光
の吸収を生じ、フォーカルコニックの状態では、入射光
が当該表示層をほとんど透過する。
は、例えば、表示層8Aに二色性色素17Aとしてレッ
ドの色光を選択吸収するシアンの二色性色素、表示層8
Bに二色性色素17Bとしてグリーンの色光を選択吸収
するマゼンタの二色性色素、表示層8Cに二色性色素1
7Cとしてブルーの色光を選択吸収するイエローの二色
性色素、をそれぞれ添加した場合、図14に示すように
(同図中の「T」は、対応する表示層がフォーカルコニ
ックによる透過状態であることを示す)、(1)Vr=
Vg,Vs=Vaの書き込み信号によって、シアン、マ
ゼンタ、イエローの色光の減法混色によるブラック(B
k)が表示される状態、(2)例えば、Vr=Ve,V
s=Vcの書き込み信号によって、ホワイト(W)が表
示される状態、(3)Vr=Vg,Vs=Vcの書き込
み信号によって、シアン(C)が表示される状態、
(4)Vr=Vf,Vs=Vbの書き込み信号によっ
て、マゼンタ(M)が表示される状態、(5)例えば、
Vr=Ve,Vs=Vaの書き込み信号によって、イエ
ロー(Y)が表示される状態、(6)Vr=Vg,Vs
=Vbの書き込み信号によって、シアン、マゼンタの色
光の減法混色によるブルー(B)が表示される状態、
(7)Vr=Vg,Vs=Vdの書き込み信号によっ
て、シアン、イエローの色光の減法混色によるグリーン
(G)が表示される状態、(8)例えば、Vr=Vf,
Vs=Vaの書き込み信号によって、マゼンタ、イエロ
ーの色光の減法混色によるレッド(R)が表示される状
態、の8つの表示状態を取り得るようになり、一画素内
で、ホワイト、ブラック、ブルー、グリーン、レッド、
シアン、マゼンタおよびイエローの8色を表示すること
ができる。
階調を行うことによって、フルカラー表示を行うことが
できる。
大小と選択吸収色との関係も、上記の例に限らず、任意
に構成することができる。
第2の例)この発明の表示素子1の、書き込み装置20
から印加される電圧Vに対する各表示層8A,8B,8
Cの電気光学応答は、第2の例として、図15に示すよ
うに、以下の式(7)のように設定する。
わらず、3層の表示層をしきい値電圧Vpf90,Vp
f10,Vfh10,Vfh90が高い順に8A,8
B,8Cとするとき、 Vfh90(C)<Vpf90(B)<Vpf10(B)<Vpf90(A) …(7a) とする。式(6a)の関係にするが、Vfh90(C)
とVpf90(A)の間にVpf90(B),Vpf1
0(B)を存在させる。
a,Vb,Vc,Vd,Ve,Vf,Vgを、 Va:Vpf90(C)以下の電圧、 Vb:Vpf10(C)とVfh10(C)の間の電
圧、 Vc:Vfh90(C)とVpf90(B)の間の電
圧、 Vd:Vpf10(B)とVpf90(A)の間の電
圧、 Ve:Vpf10(A)とVfh10(B)の間の電
圧、 Vf:Vfh90(B)とVfh10(A)の間の電
圧、 Vg:Vfh90(A)以上の電圧、 とする。
6に示すような、プリセット期間Tp、リフレッシュ期
間Trおよびセレクト期間Tsと、その後の無電圧の表
示期間Tdとによって構成され、そのプリセット期間T
pでの電圧Vpが上記の電圧Vgとされ、リフレッシュ
期間Trでの電圧Vrおよびセレクト期間Tsでの電圧
Vsが、Vr>Vsの関係をもって、入力画像データに
基づいて上記の7段階の電圧Va〜Vgから選定された
電圧となる書き込み信号を、書き込み電極4,5間また
は24,25間に印加する。
rとセレクト電圧Vsとの組み合わせによる、表示層8
A,8B,8Cの配向状態を示したもので、「p」はプ
レーナー状態、「f」はフォーカルコニック状態、をそ
れぞれ表し、左から表示層8C,8B,8Aの順に示し
ている。
素子、および電気光学応答と書き込み方法についての第
2の例によれば、第1の例と同様に、8種類の配向状態
が得られる。
の実施形態の表示素子では、例えば、表示層8Aをブル
ーの色光、表示層8Bをグリーンの色光、表示層8Cを
レッドの色光、をそれぞれ選択反射するものとした場
合、図13に示すように、(1)例えば、Vp=Vg,
Vr=Vg,Vs=Vaの書き込み信号によって、ブル
ー、グリーン、レッドの色光の加法混色によるホワイト
(W)が表示される状態、(2)Vp=Vg,Vr=V
e,Vs=Vbの書き込み信号によって、ブラック(B
k)が表示される状態、(3)Vp=Vg,Vr=V
d,Vs=Vbの書き込み信号によって、ブルー(B)
が表示される状態、(4)Vp=Vg,Vr=Vf,V
s=Vbの書き込み信号によって、グリーン(G)が表
示される状態、(5)例えば、Vp=Vg,Vr=V
e,Vs=Vaの書き込み信号によって、レッド(R)
が表示される状態、(6)例えば、Vp=Vg,Vr=
Vg,Vs=Vbの書き込み信号によって、ブルー、グ
リーンの色光の加法混色によるシアン(C)が表示され
る状態、(7)例えば、Vp=Vg,Vr=Vg,Vs
=Vdの書き込み信号によって、ブルー、レッドの色光
の加法混色によるマゼンタ(M)が表示される状態、
(8)例えば、Vp=Vg,Vr=Vf,Vs=Vaの
書き込み信号によって、グリーン、レッドの色光の加法
混色によるイエロー(Y)が表示される状態、の8つの
表示状態を取り得るようになり、一画素内で、ホワイ
ト、ブラック、ブルー、グリーン、レッド、シアン、マ
ゼンタおよびイエローの8色を表示することができる。
形態の表示素子では、例えば、表示層8Aに二色性色素
17Aとしてレッドの色光を選択吸収するシアンの二色
性色素、表示層8Bに二色性色素17Bとしてグリーン
の色光を選択吸収するマゼンタの二色性色素、表示層8
Cに二色性色素17Cとしてブルーの色光を選択吸収す
るイエローの二色性色素、をそれぞれ添加した場合、図
14に示すように、(1)例えば、Vp=Vg,Vr=
Vg,Vs=Vaの書き込み信号によって、シアン、マ
ゼンタ、イエローの色光の減法混色によるブラック(B
k)が表示される状態、(2)Vp=Vg,Vr=V
e,Vs=Vbの書き込み信号によって、ホワイト
(W)が表示される状態、(3)Vp=Vg,Vr=V
d,Vs=Vbの書き込み信号によって、シアン(C)
が表示される状態、(4)Vp=Vg,Vr=Vf,V
s=Vbの書き込み信号によって、マゼンタ(M)が表
示される状態、(5)例えば、Vp=Vg,Vr=V
e,Vs=Vaの書き込み信号によって、イエロー
(Y)が表示される状態、(6)例えば、Vp=Vg,
Vr=Vg,Vs=Vbの書き込み信号によって、シア
ン、マゼンタの色光の減法混色によるブルー(B)が表
示される状態、(7)例えば、Vp=Vg,Vr=V
g,Vs=Vdの書き込み信号によって、シアン、イエ
ローの色光の減法混色によるグリーン(G)が表示され
る状態、(8)例えば、Vp=Vg,Vr=Vf,Vs
=Vaの書き込み信号によって、マゼンタ、イエローの
色光の減法混色によるレッド(R)が表示される状態、
の8つの表示状態を取り得るようになり、一画素内で、
ホワイト、ブラック、ブルー、グリーン、レッド、シア
ン、マゼンタおよびイエローの8色を表示することがで
きる。
うことによって、フルカラー表示を行うことができるこ
と、および、表示層8A,8B,8Cのしきい値電圧の
大小と第1の実施形態の場合の選択反射色または第2の
実施形態の場合の選択吸収色との関係も、上記の例に限
らず、任意に構成できることも、第1の例と同じであ
る。
第3の例)この発明の表示素子1の、書き込み装置20
から印加される電圧Vに対する各表示層8A,8B,8
Cの電気光学応答は、第3の例として、図18に示すよ
うに、以下の式(8)のように設定する。
わらず、3層の表示層をしきい値電圧Vpf90,Vp
f10,Vfh10,Vfh90が高い順に8A,8
B,8Cとするとき、 Vfh90(C)<Vpf90(B)<Vpf10(B)<Vfh10(B) <Vfh90(B)<Vpf90(A) …(8a) とする。式(6a)の関係にするが、Vfh90(C)
とVpf90(A)の間にVpf90(B),Vpf1
0(B),Vfh10(B),Vfh90(B)を存在
させる。
a,Vb,Vc,Vd,Ve,Vf,Vgを、 Va:Vpf90(C)以下の電圧、 Vb:Vpf10(C)とVfh10(C)の間の電
圧、 Vc:Vfh90(C)とVpf90(B)の間の電
圧、 Vd:Vpf10(B)とVfh10(B)の間の電
圧、 Ve:Vfh90(B)とVpf90(A)の間の電
圧、 Vf:Vpf10(A)とVfh10(A)の間の電
圧、 Vg:Vfh90(A)以上の電圧、 とする。
9に示すような、第1プリセット期間Tp1、第2プリ
セット期間Tp2、リフレッシュ期間Trおよびセレク
ト期間Tsと、その後の無電圧の表示期間Tdとによっ
て構成され、その第1プリセット期間Tp1での電圧V
p1が上記の電圧Vgとされ、第2プリセット期間Tp
2での電圧Vp2が上記の電圧VfまたはVeとされ、
リフレッシュ期間Trでの電圧Vrおよびセレクト期間
Tsでの電圧Vsが、Vr>Vsの関係をもって、入力
画像データに基づいて上記の7段階の電圧Va〜Vgか
ら選定された電圧となる書き込み信号を、書き込み電極
4,5間または24,25間に印加する。
1はVp2=Veとした場合の、それぞれ、リフレッシ
ュ電圧Vrとセレクト電圧Vsとの組み合わせによる、
表示層8A,8B,8Cの配向状態を示したもので、
「p」はプレーナー状態、「f」はフォーカルコニック
状態、をそれぞれ表し、左から表示層8C,8B,8A
の順に示している。
素子、および電気光学応答と書き込み方法についての第
3の例によれば、第1および第2の例と同様に、8種類
の配向状態が得られる。
の実施形態の表示素子では、例えば、表示層8Aをブル
ーの色光、表示層8Bをグリーンの色光、表示層8Cを
レッドの色光、をそれぞれ選択反射するものとした場
合、図13に示すように、(1)例えば、Vp1=V
g,Vp2=Vf,Vr=Vg,Vs=Vaの書き込み
信号によって、ブルー、グリーン、レッドの色光の加法
混色によるホワイト(W)が表示される状態、(2)V
p1=Vg,Vp2=Vf,Vr=Vd,Vs=Vbの
書き込み信号によって、ブラック(Bk)が表示される
状態、(3)Vp1=Vg,Vp2=Ve,Vr=V
d,Vs=Vbの書き込み信号によって、ブルー(B)
が表示される状態、(4)例えば、Vp1=Vg,Vp
2=Vf,Vr=Vf,Vs=Vbの書き込み信号によ
って、グリーン(G)が表示される状態、(5)例え
ば、Vp1=Vg,Vp2=Vf,Vr=Vd,Vs=
Vaの書き込み信号によって、レッド(R)が表示され
る状態、(6)例えば、Vp1=Vg,Vp2=Vf,
Vr=Vg,Vs=Vbの書き込み信号によって、ブル
ー、グリーンの色光の加法混色によるシアン(C)が表
示される状態、(7)例えば、Vp1=Vg,Vp2=
Vf,Vr=Vg,Vs=Vdの書き込み信号によっ
て、ブルー、レッドの色光の加法混色によるマゼンタ
(M)が表示される状態、(8)例えば、Vp1=V
g,Vp2=Vf,Vr=Vf,Vs=Vaの書き込み
信号によって、グリーン、レッドの色光の加法混色によ
るイエロー(Y)が表示される状態、の8つの表示状態
を取り得るようになり、一画素内で、ホワイト、ブラッ
ク、ブルー、グリーン、レッド、シアン、マゼンタおよ
びイエローの8色を表示することができる。
形態の表示素子では、例えば、表示層8Aに二色性色素
17Aとしてレッドの色光を選択吸収するシアンの二色
性色素、表示層8Bに二色性色素17Bとしてグリーン
の色光を選択吸収するマゼンタの二色性色素、表示層8
Cに二色性色素17Cとしてブルーの色光を選択吸収す
るイエローの二色性色素、をそれぞれ添加した場合、図
14に示すように、(1)例えば、Vp1=Vg,Vp
2=Vf,Vr=Vg,Vs=Vaの書き込み信号によ
って、シアン、マゼンタ、イエローの色光の減法混色に
よるブラック(Bk)が表示される状態、(2)Vp1
=Vg,Vp2=Vf,Vr=Vd,Vs=Vbの書き
込み信号によって、ホワイト(W)が表示される状態、
(3)Vp1=Vg,Vp2=Ve,Vr=Vd,Vs
=Vbの書き込み信号によって、シアン(C)が表示さ
れる状態、(4)例えば、Vp1=Vg,Vp2=V
f,Vr=Vf,Vs=Vbの書き込み信号によって、
マゼンタ(M)が表示される状態、(5)例えば、Vp
1=Vg,Vp2=Vf,Vr=Vd,Vs=Vaの書
き込み信号によって、イエロー(Y)が表示される状
態、(6)例えば、Vp1=Vg,Vp2=Vf,Vr
=Vg,Vs=Vbの書き込み信号によって、シアン、
マゼンタの色光の減法混色によるブルー(B)が表示さ
れる状態、(7)例えば、Vp1=Vg,Vp2=V
f,Vr=Vg,Vs=Vdの書き込み信号によって、
シアン、イエローの色光の減法混色によるグリーン
(G)が表示される状態、(8)例えば、Vp1=V
g,Vp2=Vf,Vr=Vf,Vs=Vaの書き込み
信号によって、マゼンタ、イエローの色光の減法混色に
よるレッド(R)が表示される状態、の8つの表示状態
を取り得るようになり、一画素内で、ホワイト、ブラッ
ク、ブルー、グリーン、レッド、シアン、マゼンタおよ
びイエローの8色を表示することができる。
うことによって、フルカラー表示を行うことができるこ
と、および、表示層8A,8B,8Cのしきい値電圧の
大小と第1の実施形態の場合の選択反射色または第2の
実施形態の場合の選択吸収色との関係も、上記の例に限
らず、任意に構成できることも、第1および第2の例と
同じである。
は、基板2,3間に表示層としては3層の表示層8A,
8B,8Cのみを積層形成する場合であるが、4層以上
の表示層を積層形成してもよい。
リック液晶の選択反射によって表示を行う場合、それぞ
れブルー、グリーン、レッドの色光を選択反射する表示
層を、それぞれ、螺旋ねじれ方向が右方向のコレステリ
ック液晶からなる表示層と螺旋ねじれ方向が左方向のコ
レステリック液晶からなる表示層とによって構成しても
よい。この場合には、一対の基板間に合計6層の表示層
が積層されることになるが、同じ色光を選択反射する2
層の表示層は、書き込み装置から印加される電圧に対し
て同じ電気光学応答を示すようにする。これによれば、
より反射率の高い表示を行うことができる。
グリーン、レッドの色光を選択反射する表示層に加え
て、イエローの色光などを選択反射する表示層を積層形
成してもよい。
ように選択吸収によって表示を行う場合、上述したよう
にコレステリック液晶11A,11B,11Cに二色性
色素17A,17B,17Cを添加する代わりに、コレ
ステリック液晶11A,11B,11Cそれ自体として
互いに異なる色光を選択吸収する二色性を有するものを
用いることもできる。
気光学応答についての上述した各例は、正規化反射率が
90以上の場合を選択反射状態、正規化反射率が10以
下の場合を透過状態と定義する場合であるが、原理的に
は、正規化反射率が50を超えるある値以上の場合を選
択反射状態、正規化反射率が50に満たないある値以下
の場合を透過状態と定義すればよい。ただし、選択反射
状態および透過状態を狭く定義する方が、表示特性上は
好ましい。
価することができないため、実験例1では、ブルーの表
示層からなる表示セル、グリーンの表示層からなる表示
セル、およびレッドの表示層からなる表示セルを作製し
て、各表示層が積層された場合と電気的に等価になるよ
うに、各表示セルを直列に接続した状態で書き込みを行
い、表示特性を測定した。
液晶として、ネマチック液晶(メルク社製MLC203
7)を73.0wt%、カイラル剤1(メルク社製CB
15)を22.5wt%、カイラル剤2(メルク社製R
1011)を4.5wt%の割合で混合した。
ク液晶として、ネマチック液晶(メルク社製MLC20
38)を78.0wt%、カイラル剤1(メルク社製C
B15)を18.3wt%、カイラル剤2(メルク社製
R1011)を3.7wt%の割合で混合した。
液晶として、ネマチック液晶(メルク社製ZLI380
6)を78.4wt%、カイラル剤1(メルク社製CB
15)を18.0wt%、カイラル剤2(メルク社製R
1011)を3.6wt%の割合で混合した。
体(ノーランド社製NOA65)を15.0wt%添加
した材料を、それぞれ1.1mm厚の一対のITO透明
電極付きガラス基板(コーニング社製7059)を5μ
mのギャップで対向させた空セル(EHC社製)に毛管
注入した。50mW/cm2(365nm)のUV光を
30秒照射し、一方のガラス基板の裏面にブラック樹脂
の光吸収層を形成して、ブルー表示セルを得た。
ッド表示セルを作成した。
表示セルを直列に接続し、任意波形発生器(バイオメー
ション社製)と高圧電源(トレック社製)からなる書き
込み装置を用いて、1kHzのリフレッシュ信号を20
0m秒、1kHzのセレクト信号を200m秒、印加し
た。各表示セルの表示状態を、積分球型分光測色計(ミ
ノルタ社製)を用いて測定した。
印加した後、任意のセレクト電圧を印加した場合の、そ
れぞれの表示層の正規化反射率の変化を示す。
3に示す書き込み電圧が表示層全体に印加されるよう
に、書き込み信号を制御することによって、この発明の
書き込み方法を行うことが可能であることを確認した。
じコレステリック液晶を用いて、3層積層構造の表示素
子を作製し、表示特性を測定した。
基板(コーニング社製7059)上に、5μm径の球状
スペーサ(積水ファインケミカル社製ミクロパールSP
−205)を湿式散布し、ブルーのコレステリック液晶
に高分子前駆体(ノーランド社製NOA65)を15.
0wt%添加した材料を滴下して、片面に5μm径の球
状スペーサ(積水ファインケミカル社製ミクロパールS
P−205)を湿式散布し、プラスチックフレームで支
持された4.5μm厚のPETフィルム(東レ社製ルミ
ラー)を、スペーサの非散布面が接触するように密着さ
せた。
ック液晶に高分子前駆体(ノーランド社製NOA65)
を15.0wt%添加した材料を滴下して、片面に5μ
m径の球状スペーサ(積水ファインケミカル社製ミクロ
パールSP−205)を湿式散布し、プラスチックフレ
ームで支持された4.5μm厚のPETフィルム(東レ
社製ルミラー)を、スペーサの非散布面が接触するよう
に密着させた。
ク液晶に高分子前駆体(ノーランド社製NOA65)を
15.0wt%添加した材料を滴下して、1.1mm厚
のITO透明電極付きガラス基板(コーニング社製70
59)を、電極面が液晶と接するように密着させた。
を30秒照射し、レッド表示層側のガラス基板の裏面に
ブラック樹脂の光吸収層を形成して、3色の表示層が積
層配置された表示素子を得た。
イオメーション社製)と高圧電源(トレック社製)から
なる書き込み装置を用いて、1kHzのリフレッシュ信
号を200m秒、1kHzのセレクト信号を200m
秒、印加した。表示素子の表示状態を、積分球型分光測
色計(ミノルタ社製)を用いて測定した。
に示した書き込み電圧が表示層全体に印加されるよう
に、書き込み信号を制御した場合の、反射スペクトル分
布を図24に、a*b*表色系における色再現域を図2
5に、それぞれ示す。実験例2の表示素子において、一
画素内で、ホワイト、ブラック、ブルー、グリーン、レ
ッド、シアン、マゼンタおよびイエローの8色を表示で
きることを確認した。
じコレステリック液晶を用いて、PDLC構造の表示素
子を作製した。
0wt%水溶液に、各コレステリック液晶を、それぞれ
1:2.5の割合で混合し、ホモジナイザー(オムニ社
製)を用いて15000rpmで3分間攪拌して、それ
ぞれブルー、グリーンおよびレッドのエマルジョンを作
製した。
125μm厚のITO透明電極付きPETフィルム(東
レ社製ハイビーム)上に、ドクターブレード(ガードナ
ー社製)を用いて塗布し、乾燥させて、約10μm厚の
PDLC構造のブルー表示層を形成した。
のブルー表示層上に、同様の方法でグリーンおよびレッ
ドの表示層を順次塗布形成し、レッド表示層上に、12
5μm厚のITO透明電極付きPETフィルム(東レ社
製ハイビーム)を、ラミネータを用いて密着させた。
ック樹脂の光吸収層を形成して、3色のPDLC構造の
表示層が積層配置された表示素子を得た。
じコレステリック液晶を用いて、マイクロカプセル構造
の表示素子を作製した。
径3.3μmのSPG膜乳化装置(伊勢化学工業社製)
を用いて、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムの
0.25wt%水溶液中に分散させ、それぞれブルー、
グリーンおよびレッドのエマルジョンを作製した。
ルマリンプレポリマー(三和ケミカル社製MX−03
5)を、それぞれコレステリック液晶に対して2:1の
割合で混合し、10wt%の酢酸水溶液を滴下してpH
を4.5に調整した。
マリンプレポリマーをin−situ重合させて、約1
0μm径のブルー、グリーンおよびレッドのマイクロカ
プセルを得た。
液のバインダに分散させて、125μm厚のPETフィ
ルム(東レ社製ルミラー)上に、ドクターブレード(ガ
ードナー社製)を用いて塗布し、乾燥させて、約15μ
m厚のブルー表示層を形成した。
のブルー表示層上に、同様の方法でグリーンおよびレッ
ドの表示層を順次塗布形成し、レッド表示層上に、12
5μm厚のPETフィルム(東レ社製ルミラー)を、ラ
ミネータを用いて密着させた。
ック樹脂の光吸収層を形成して、3色のマイクロカプセ
ル構造の表示層が積層配置された表示素子を得た。
表示面側の基板上に光導電層を有する表示素子を作製し
た。
基板(コーニング社製7059)上に、電荷発生層とし
て、クロロガリウムフタロシアニン2.1wt%を、塩
ビ/酢ビ共重合体樹脂1.8wt%、酢酸n−ブチル3
1.7wt%、キシレン64.4wt%に分散させた溶
液を、0.25μm厚にディップコート塗布した。
3,3’−ジメチル−N,N,N’,N’−テトラキス
(4−メチルフェニル)−1,1’−ビフェニル−4,
4’−ジアミン7.2wt%、ポリ(4,4’−シクロ
ヘキシリデンジフェニレンカーボネート)10.8wt
%、モノクロロベンゼン82wt%を混合した溶液を、
3μm厚にディップコート塗布した。
からなる光導電層上に、ブラック樹脂の光吸収層を形成
した。
2と同様の方法で、光吸収層上に3色の表示層が積層配
置された表示素子を得た。
表示層に二色性色素を添加した表示素子を作製した。
験例2で用いたブルーのコレステリック液晶に、レッド
の色光を吸収する二色性色素(三井東圧化学社製SI4
97)を0.5wt%添加した。
実験例2で用いたレッドのコレステリック液晶に、グリ
ーンの色光を吸収する二色性色素(三井東圧化学社製M
618)を0.5wt%添加した。
実験例2で用いたグリーンのコレステリック液晶に、ブ
ルーの色光を吸収する二色性色素(三井東圧化学社製S
I486)を0.5wt%添加した。
の各混合材料を用いて、実験例2と同様の方法で3色の
表示層を積層形成し、非表示面側の基板の裏面に、ホワ
イト樹脂の光散乱層を形成して、二色性色素を添加した
コレステリック液晶からなる3色の表示層が積層配置さ
れた表示素子を得た。
いに異なる色光を表示する3層以上の複数の表示層を一
画素内に積層し、その複数の表示層の外部から電圧を印
加することによって複数の表示層の表示状態を制御する
表示素子において、一画素内で、ホワイト、ブラック、
ブルー、グリーン、レッド、シアン、マゼンタおよびイ
エローの8色を表示することができ、色再現域を拡大す
ることができる。
る。
例を示す図である。
る書き込み信号を示す図である。
状態を示す図である。
図である。
図である。
例を示す図である。
る書き込み信号を示す図である。
状態を示す図である。
例を示す図である。
る書き込み信号を示す図である。
状態を示す図である。
状態を示す図である。
反射率変化を示す図である。
書き込み信号の例を示す図である。
図である。
る。
の配向変化を示す図である。
の電気光学応答を示す図である。
を示す図である。
を示す図である。
ある。
す図である。
を示す図である。
Claims (5)
- 【請求項1】互いに異なるピーク波長の光を選択反射す
るコレステリック液晶によって構成された3層以上の複
数の表示層が、一画素内に積層されるとともに、その複
数の表示層の外部から印加される電圧に対して、その複
数の表示層を構成するコレステリック液晶の配向変化の
しきい値電圧が互いに異なる表示素子において、 前記複数の表示層中の3層の表示層のうち、しきい値電
圧が最も高い表示層のプレーナー状態からフォーカルコ
ニック状態への変化のしきい値電圧が、しきい値電圧が
最も低い表示層のフォーカルコニック状態からホメオト
ロピック状態への変化のしきい値電圧より高いことを特
徴とする表示素子。 - 【請求項2】コレステリック液晶に二色性色素が添加さ
れることによって、またはコレステリック液晶それ自体
の二色性によって、互いに異なるピーク波長の光を選択
吸収するコレステリック液晶によって構成された3層以
上の複数の表示層が、一画素内に積層されるとともに、
その複数の表示層の外部から印加される電圧に対して、
その複数の表示層を構成するコレステリック液晶の配向
変化のしきい値電圧が互いに異なる表示素子において、 前記複数の表示層中の3層の表示層のうち、しきい値電
圧が最も高い表示層のプレーナー状態からフォーカルコ
ニック状態への変化のしきい値電圧が、しきい値電圧が
最も低い表示層のフォーカルコニック状態からホメオト
ロピック状態への変化のしきい値電圧より高いことを特
徴とする表示素子。 - 【請求項3】請求項1または2の表示素子に画像を書き
込む方法において、 前記複数の表示層の外部から、少なくとも、リフレッシ
ュ期間およびセレクト期間と、その後の無電圧の表示期
間とによって構成され、そのリフレッシュ期間での電圧
Vrおよびセレクト期間での電圧Vsが、Vr>Vsの
関係を有する書き込み信号を印加することを特徴とする
書き込み方法。 - 【請求項4】請求項1または2の表示素子に画像を書き
込む装置において、 前記複数の表示層の外部から、少なくとも、リフレッシ
ュ期間およびセレクト期間と、その後の無電圧の表示期
間とによって構成され、そのリフレッシュ期間での電圧
Vrおよびセレクト期間での電圧Vsが、Vr>Vsの
関係を有する書き込み信号を印加することを特徴とする
書き込み装置。 - 【請求項5】請求項1または2の表示素子と、これに画
像を書き込む書き込み装置部とを備え、 その書き込み装置部は、前記表示素子の前記複数の表示
層の外部から、少なくとも、リフレッシュ期間およびセ
レクト期間と、その後の無電圧の表示期間とによって構
成され、そのリフレッシュ期間での電圧Vrおよびセレ
クト期間での電圧Vsが、Vr>Vsの関係を有する書
き込み信号を印加する表示装置。
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