JP2003315841A - 表示素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 特に原色表示及び白表示が明るく、色再現範
囲の広い表示素子を提供することができる。 【解決手段】 複数の絵素を有してなり、一絵素が、少
なくとも、互いに異なる色相を呈する３種類の着色層を
光学的並列に配置した着色層並列体を２層積層してな
り、面積比で一絵素における略２／３の領域が同時に同
色表示可能であることを特徴とする表示素子である。着
色層並列体の全面積に対する、３種類の各着色層の占有
面積が、各々略１／３である態様、着色層が可逆的に消
色及び着色可能である態様、加法混合３原色の組み合わ
せにより表示する態様等が好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、カラー情報の表示
等に好適で、特に液晶表示素子、エレクトロクロミック
表示素子に有用な表示素子に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来より、液晶表示装置は、軽量、薄
型、低消費電力という優れた特徴を有することから、携
帯用テレビ、カーナビゲーション、ビデオカメラ、ノー
ト型パソコン、及び、モニター等に広く利用されてい
る。特に、現在広く利用されているツイスティッドネマ
ティック型液晶表示装置（ＴＮＬＣＤ）は、ＴＦＴ等の
アクティブ素子を組み込むことにより、ＣＲＴ並の表示
品位を実現している。しかし、このＴＮＬＣＤは、バッ
クライトを必要とする表示装置であり、該バックライト
は消費電力が大きいことから、低消費電力が極めて重要
とされる携帯用端末の表示装置等としては充分満足のい
くものではなかった。 【０００３】そこで、前記バックライトを用いない種々
の反射型液晶表示パネルが開発されてきた。しかし、従
来の反射型液晶表示パネルでは、コスト、明るさ、及
び、色再現範囲等に基本的、原理的な問題があった。こ
れを解決すべく、明るさや色再現範囲を解決した液晶表
示素子も各種提案されているものの、原色輝度が充分で
ないため原色表示が暗かったり、白表示が暗かったり、
コスト高になる等の問題があった。 【０００４】 【発明が解決するための課題】本発明は、前記従来にお
ける諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題
とする。即ち、本発明は、特に原色表示及び白表示が明
るく、色再現範囲の広い表示素子を提供することを目的
とする。 【０００５】 【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の手段としては、以下の通りである。即ち、 ＜１＞ 複数の絵素を有してなり、一絵素が、少なくと
も、互いに異なる色相を呈する３種類の着色層を光学的
並列に配置した着色層並列体を２層積層してなり、面積
比で一絵素における略２／３の領域が同時に同色表示可
能であることを特徴とする表示素子である。 【０００６】また本発明においては、以下の態様等が好
ましい。 ＜２＞ 着色層並列体の全面積に対する、３種類の各着
色層の占有面積が、各々略１／３である前記＜１＞に記
載の表示素子である。 ＜３＞ 着色層が可逆的に消色及び着色可能である前記
＜１＞又は＜２＞に記載の表示素子である。 ＜４＞ 加法混合３原色の組み合わせにより表示する前
記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の表示素子であ
る。 ＜５＞ ２層積層された着色層並列体における上層及び
下層の着色層が、互いにずれることなく同位置に重ね合
わされた前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の表示
素子である。 ＜６＞ ２層積層された着色層並列体における上層及び
下層の着色層が、互いにずれて重ね合わされた前記＜１
＞から＜４＞のいずれかに記載の表示素子である。 ＜７＞ ゲスト−ホスト型液晶表示素子に用いられる前
記＜１＞から＜６＞のいずれかに記載の表示素子であ
る。 ＜８＞ エレクトロクロミック表示素子に用いられる前
記＜１＞から＜６＞のいずれかに記載の表示素子であ
る。 【０００７】 【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の表示素子は複数の絵素を有してなる。 【０００８】［絵素］前記絵素においては、一絵素が、
少なくとも、所定の着色層並列体を２層積層してなり、
必要に応じてその他の構成を有する。また本発明の表示
素子においては、面積比で一絵素における略２／３の領
域が同時に同色表示可能である。したがって、同色表示
に充分な明るさを確保可能である。特に、本発明の表示
素子がカラー画像表示素子であって、２層の着色層並列
体が、共に３原色（例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、及び、
青（Ｂ）等）を夫々呈し得る３種類の着色層を光学的並
列に配置してなる場合、積層された２層の各着色層並列
体において、表示したい原色（例えば赤（Ｒ））を呈す
る着色層については光を吸収状態とすることにより、面
積比で一絵素における略２／３の領域を同時に原色（赤
（Ｒ））表示可能である。このため、原色（赤（Ｒ））
表示に充分な明るさを確保することができる。またこの
場合、総ての着色層を光透過状態とすることにより、白
表示に充分な明るさを確保することもできる。尚、前記
着色層並列体を３層積層した構成の絵素とする場合に
は、コスト面・製造性において不利となる。尚、略２／
３とは、２／３±１／９の範囲内にあることを指す。 【０００９】−着色層並列体− 前記着色層並列体としては、互いに異なる色相を呈する
３種類の着色層を光学的並列に配置したものであれば特
に制限はないが、特に、着色層並列体の全面積に対す
る、３種類の各着色層の占有面積が各々略１／３である
態様が好ましい。本発明の表示素子においては、着色層
並列体の全面積に対する、３種類の各着色層の占有面積
を略１／３とすることにより、特に３種類の原色による
カラー画像を表示する際に、どの原色表示においても略
均等に充分な明るさが確保された表示素子が提供され
る。尚、略１／３とは、１／３±１／９の範囲内にある
ことを指す。 【００１０】−−着色層−− 前記着色層としては、３種類の色相を呈し得る層であれ
ば特に制限はないが、表示素子としての観点から、可逆
的に消色及び着色可能であるのが特に好ましい。 【００１１】前記着色層は、例えば、電界、熱、及び磁
界等の刺激により、可逆的に消色及び着色可能であるの
が好ましく、該刺激の強度に対応する各着色層の着色・
消色の割合が揃っているのが好ましい。前記着色層とし
ては、例えば、２色性色素をゲストとし、ホストである
液晶に混入させて作製したゲスト−ホスト型液晶層のほ
か、電気化学的な酸化還元反応により可逆的に発色・消
色するエレクトロクロミック色素、電解質等により作製
したエレクトロクロミック着色層等が挙げられる。これ
らの中でも、より表示素子の低消費電力化が可能である
点で前者が特に好ましい。 【００１２】＜ゲスト−ホスト型液晶層＞前記ゲスト−
ホスト型液晶層は、２色性色素、ホストである液晶のほ
か、必要に応じてその他の成分を含有する。 【００１３】＜＜２色性色素＞＞前記２色性色素として
は、特に制限はなく、どのような発色団を有する色素で
あってもよいが、例えば、アゾ色素、アントラキノン色
素、ペリレン色素、メロシアニン色素、アゾメチン色
素、フタロペリレン色素、インジゴ色素、アズレン色
素、ジオキサジン色素、及び、ポリチオフェン色素、等
が挙げられる。具体的には、「Ｄｉｃｈｒｏｉｃ Ｄｙ
ｅｓ ｆｏｒ Ｌｉｑｕｉｄ ＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐ
ｌａｙ」（Ａ． Ｖ． Ｉｖａｓｈｃｅｎｋｏ著、ＣＲ
Ｃ社、１９９４年）に記載されている色素などが挙げら
れる。これらは、１種単独で使用してもよく、２種以上
を併用してもよい。これらの中でも、アゾ色素、アント
ラキノン色素、及び、ペリレン色素等が好ましく、特
に、アゾ色素、及び、アントラキノン色素等が好まし
い。該２色性色素としては、例えば、液晶デバイス・ハ
ンドブック（日本学術振興会第１４２委員会編：１９８
９）ｐ１９２〜ｐ１９６、ｐ７２４〜ｐ７３０に記載の
２色性色素の中から選択される。これらは、１種単独で
使用してもよく、２種以上を併用してもよい。 【００１４】前記２色性色素のうち、ゲスト−ホスト型
液晶層に用いられる２色性色素の報告例として、例え
ば、以下に示すアゾ色素、アントラキノン色素、及び、
ペリレン色素等が挙げられる。 【００１５】前記アゾ色素としては、例えば、特開昭５
３−２６７８３号、特開昭５３−７５１８０号、特開昭
５４−６８７８０号、特開昭５５−５２３７５号、特開
昭５８−７９０７７号、特開昭５９−２４７８３号、特
開昭６０−１８４５６４号、特開昭６１−１２３６６７
号、特開昭６２−２５２４６１号、特開平５−５９２９
２号、特開平５−５９２９３号、特開平５−５９２９４
号、特開平６−１５７９２７号、特開平６−２５６６７
４号、特開平７−２２４２８１号、特開平８−１４３８
６５号、特開平９−１４３４７１号、特開平１０−９５
９８０号、及び、特開平１１−１７２２５２号の各公報
に記載のアゾ色素等が挙げられる。これらは、１種単独
で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。 【００１６】前記アントラキノン色素としては、例え
ば、特開昭５６−３８３７６号、特開昭５７−９６０７
５号、特開昭５７−１９００４８号、特開昭５７−１９
８７７７号、特開昭５７−１９８７７８号、特開昭５７
−２０５４４８号、特開昭５８−１８５６７８号、特開
昭６２−６４８８７号、特開昭６２−６４８８８号、特
開平２−６７３９４号、特開平２−６９５９１号、特開
平２−１７８３９０号、特開平７−７６６５９号、特開
平７−２４７４８０号、特開平７−２５２４２３号、及
び、特開平８−６７８２２号の各公報に記載のアントラ
キノン色素等が挙げられる。これらは、１種単独で使用
してもよく、２種以上を併用してもよい。 【００１７】前記ペリレン色素としては、例えば、特開
昭６２−１２９３８０号公報に記載のペリレン色素等が
挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよく、２
種以上を併用してもよい。 【００１８】前記２色性色素のオーダーパラメーターと
しては、０．６５〜０．９５が好ましく、０．７５〜
０．９５がより好ましく、該オーダーパラメーターが高
い程好ましい。前記オーダーパラメーターが前記数値範
囲内の２色性色素を用いることにより、充分なコントラ
スト及び明るさが両立されたカラー画像表示素子が提供
される。 【００１９】ここで、前記オーダーパラメーターは、熱
的に揺らぎを受ける分子の分子長軸が、ダイレクターに
対して時間平均でずれ角θ傾いているとき、下記数式
（１）で定義される。 オーダーパラメーター（Ｓ）＝（３ｃｏｓ２θ−１）／２・・・数式（１） 【００２０】前記数式（１）において、オーダーパラメ
ーター（Ｓ）＝０．０の場合、分子は全く秩序が無い状
態であることを示し、オーダーパラメーター（Ｓ）＝
１．０の場合、分子は分子長軸がダイレクターの方向に
一致して配列している状態にあることを示す。 【００２１】本発明の表示素子により、カラー画像表示
を行うには、加法混合３原色（赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、及
び、青（Ｂ））の組み合わせで表示する方法と、減法混
合３原色（イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、及び、シ
アン（Ｃ））の組み合わせで表示する方法とが挙げられ
るが、本発明においては、前記着色層並列体における３
種類の着色層に、前記加法混合３原色（赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）、及び、青（Ｂ））の色素を各々含有させ、積層
する２層の着色層並列体において、上側の着色層と下側
の着色層とが３原色のうちの異なる原色を含むように積
層されて一絵素を形成している態様が特に好ましい。こ
のような態様とすることにより、特に加法混合３原色に
よりカラー画像を表示する表示素子において、各原色表
示及び白表示の際に充分な明るさが確保される。尚、前
記加法混合３原色は、対応する減法混合３原色の２色を
混合して調製される。減法混合３原色の２色性色素の具
体例としては、液晶デバイス・ハンドブック（日本学術
振興会第１４２委員会編：１９８９）ｐ４８９に記載の
色素が挙げられ、また、光学活性中心をもつ液晶等の光
学活性物質を添加してもよい。前記着色層の各原色とし
ては、彩度が高く、同割合で３原色を混色させた場合に
無彩色となるのが好ましい。 【００２２】前記２色性色素の、前記液晶層における含
有量としては、特に制限はないが、前記ホスト液晶に対
し、０．１〜１５質量％が好ましく、０．５〜６質量％
がより好ましい。 【００２３】＜＜液晶＞＞前記液晶としては、前記２色
性色素と共存し得るものであれば特に制限はないが、例
えば、ネマチック相やスメクチック相を示す液晶化合物
等が挙げられる。具体的には、アゾメチン化合物、シア
ノビフェニル化合物、シアノフェニルエステル、フッ素
置換フェニルエステル、シクロヘキサンカルボン酸フェ
ニルエステル、フッ素置換シクロヘキサンカルボン酸フ
ェニルエステル、シアノフェニルシクロヘキサン、フッ
素置換フェニルシクロヘキサン、シアノ置換フェニルピ
リミジン、フッ素置換フェニルピリミジン、アルコキシ
置換フェニルピリミジン、フッ素置換アルコキシ置換フ
ェニルピリミジン、フェニルジオキサン、トラン系化合
物、フッ素置換トラン系化合物、及び、アルケニルシク
ロヘキシルベンゾニトリル等が挙げられる。また、液晶
デバイス・ハンドブック（日本学術振興会第１４２委員
会編：１９８９）ｐ１１６〜ｐ１９２記載のＰ型或いは
Ｎ型の誘電異方性をもつシアノ基、フッ素原子、及び、
クロル原子等を有し、ビフェニル、フェニルシクロヘキ
サン等を骨格とする各種のネマチック液晶、スメクチッ
ク液晶のほか、同ハンドブックｐ６４１〜ｐ６５３記載
のポリアクリレート乃至ポリシロキサン等を主鎖とする
側鎖型高分子液晶等が挙げられる。この場合、側鎖に２
色性色素を有していてもよい。 【００２４】前記液晶の動作モードとしては、特にネマ
チック−コレステリック相転移が好ましいが、特にこれ
に限定されるものではなく、基本的に液晶分子の配向に
従って前記２色性色素の配向方向が制御可能であれば、
どのような動作モードの液晶を用いても構わない。例え
ば、反射型液晶ディスプレイ、透過型液晶ディスプレ
イ、及び、半透過型液晶ディスプレイ、などが挙げら
れ、より具体的には、「液晶デバイスハンドブック」
（日本学術振興会第１４２委員会編、日刊工業新聞社、
１９８９年）の第３０９頁に記載のゲストホスト方式に
記載された、「ホモジニアス配向」、「ホメオトロピッ
ク配向」、Ｗｈｉｔｅ−Ｔａｙｌｏｒ型（相転移型）と
して、「フォーカルコニック配向」及び「ホメオトロピ
ック配向」、「Ｓｕｐｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａ
ｔｉｃ（ＳＴＮ）方式」との組合せ、「強誘電性液晶
（ＦＬＣ）」との組合せ、などが挙げられる。また、
「反射型カラーＬＣＤ総合技術」（内田龍男監修、シー
エムシー社、１９９９年）の第２−１章（ＧＨモード反
射型カラーＬＣＤ）、第１５〜１６頁に記載された、Ｈ
ｅｉｌｍｅｉｅｒ型ＧＨモード、λ／４板型ＧＨモー
ド、２層型ＧＨモード、相転移型ＧＨモード、及び、高
分子分散液晶（ＰＤＬＣ）型ＧＨモード、などが挙げら
れる。これらの中でも、特に、充分なコントラストを実
現可能な点で、λ／４板型ＧＨモードで、初期配向をホ
メオトロピック配向とした液晶ディスプレイが好まし
い。 【００２５】＜＜液晶層に含まれるその他の成分＞＞前
記液晶層においては、例えば、液晶相の温度範囲を所望
の範囲内に設定する等、前記ホスト液晶の物性を、所望
の範囲に設定することを目的として、液晶性を示さない
化合物を、その他の成分として含有させてもよい。ま
た、カイラル化合物、紫外線吸収剤、及び、酸化防止剤
等の化合物を、その他の化合物として含有させてもよ
い。このようなその他の成分としては、例えば、「液晶
デバイスハンドブック」（日本学術振興会第１４２委員
会編、日刊工業新聞社、１９８９年）の第１９９〜２０
２頁に記載のＴＮ、ＳＴＮ用カイラル剤等が挙げられ
る。 【００２６】＜エレクトロクロミック着色層＞前記エレ
クトロクロミック着色層としては特に制限はなく、通常
公知のエレクトロクロミック色素、電解質等を用いるこ
とができる。 【００２７】＜＜エレクトロクロミック色素＞＞前記エ
レクトロクロミック色素としては、電気化学的な酸化反
応及び還元反応の少なくとも一方により発色又は消色す
る作用を示す限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選
択することができ、例えば、有機化合物、金属錯体など
が好適に挙げられる。これらは、１種単独で使用しても
よいし、２種以上を併用してもよい。 【００２８】前記金属錯体としては、例えば、プルシア
ンブルー、金属−ビピリジル錯体、金属フェナントロリ
ン錯体、金属−フタロシアニン錯体、メタフェリシアニ
ド、これらの誘導体などが挙げられる。 【００２９】前記有機材料としては、例えば、（１）ピ
リジン化合物類、（２）導電性高分子類、（３）スチリ
ル化合物類、（４）ドナー／アクセプター型化合物類、
（５）その他有機色素類、などが挙げられる。 【００３０】前記（１）ピリジン化合物類としては、例
えば、ビオローゲン、ヘプチルビオローゲン（ジヘプチ
ルビオローゲンジブロミド等）、メチレンビスピリジニ
ウム、フェナントロリン、アゾビピリジニウム、２，２
−ビピリジニウム錯体、キノリン・イソキノリン、など
が挙げられる。 【００３１】前記（２）導電性高分子類としては、例え
ば、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポ
リフェニレンジアミン、ポリアミノフェノール、ポリビ
ニルカルバゾール、高分子ビオローゲンポリイオンコン
プレックス、ＴＴＦ、これらの誘導体などが挙げられ
る。 【００３２】前記（３）スチリル化合物類としては、例
えば、２−［２−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］
エテニル］−３，３−ジメチルインドリノ［２，１−
ｂ］オキサゾリジン、２−［４−［４−（ジメチルアミ
ノ）フェニル］−１，３−ブタジエニル］−３，３−ジ
メチルインドリノ［２，１−ｂ］オキサゾリジン、２−
［２−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル］
−３，３−ジメチル−５−メチルスルホニルインドリノ
［２，１−ｂ］オキサゾリジン、２−［４−［４−（ジ
メチルアミノ）フェニル］−１，３−ブタジエニル］−
３，３−ジメチル−５−スルホニルインドリノ［２，１
−ｂ］オキサゾリジン、３，３−ジメチル−２−［２−
（９−エチル−３−カルバゾリル）エテニル］インドリ
ノ［２，１−ｂ］オキサゾリジン、２−［２−［４−
（アセチルアミノ）フェニル］エテニル］−３，３−ジ
メチルインドリノ［２，１−ｂ］オキサゾリジン、など
が挙げられる。 【００３３】前記（４）ドナー／アクセプター型化合物
類としては、例えば、テトラシアノキノジメタン、テト
ラチアフルバレン、などが挙げられる。 【００３４】前記（５）その他有機色素類としては、例
えば、カルバゾール、メトキシビフェニル、アントラキ
ノン、キノン、ジフェニルアミン、アミノフェノール、
Ｔris−アミノフェニルアミン、フェニルアセチレン、
シクロペンチル化合物、ベンゾジチオリウム化合物、ス
クアリウム塩、シアニン、希土類フタロシアニン錯体、
ルテニウムジフタロシアニン、メロシアニン、フェナン
トロリン錯体、ピラゾリン、酸化還元指示薬、ｐＨ指示
薬、これらの誘導体、などが挙げられる。 【００３５】これらの中でも、ビオローゲン、ヘプチル
ビオローゲン（ジヘプチルビオローゲンジブロミド等）
などのビオローゲン系色素が好適である。 【００３６】前記エレクトロクロミック色素を２種以上
併用する場合の組合せとしては、特に制限はなく、目的
に応じて適宜選択することができるが、例えば、ビオロ
ーゲンとポリアニリンとの組合せ、ポリピロールとポリ
メチルチオフェンとの組合せ、ポリアニリンとプルシア
ンブルーとの組合せ、などが挙げられる。 【００３７】＜＜電解質＞＞前記電解質としては、例え
ば、ヨウ素、臭素、ＬｉＩ、ＮａＩ、ＫＩ、ＣｓＩ、Ｃ
ａＩ₂、ＬｉＢｒ、ＮａＢｒ、ＫＢｒ、ＣｓＢｒ、Ｃａ
Ｂｒ₂等の金属ハロゲン化物、ヨウ化テトラエチルアン
モニウム、ヨウ化テトラプロピルアンモニウム、ヨウ化
テトラブチルアンモニウム、臭化テトラメチルアンモニ
ウム、臭化テトラエチルアンモニウム、臭化テトラブチ
ルアンモニウム等のアンモニウム化合物のハロゲン化
塩、メチルビオロゲンクロリド、ヘキシルビオロゲンブ
ロミド等のアルキルビオロゲン、ハイドロキノン、ナフ
トハイドロキノン等のポリヒドロキシベンゼン、フェロ
セン、フェロシアン酸塩等の鉄錯体等の少なくとも１種
を用いることができるが、これらに限定されるものでは
ない。 【００３８】前記着色層は、着色層並列体において、他
色との混合を防止するため、隣接する着色層との境界部
に隔壁状に境界領域を設けてもよく、境界領域は、所謂
ブラックマスク等の着色層周辺部のカバーを兼ねさせて
もよい。これら境界領域乃至は着色層周辺部のカバー
は、無彩色であることが好ましく、基板上に設けてもよ
い。 【００３９】前記着色層の厚みとしては、１μｍ〜１０
０μｍが好ましく、１μｍ〜５０μｍがより好ましい。 【００４０】−その他の構成・部材− 前記絵素におけるその他の構成・部材としては、例え
ば、前記着色層を保護乃至把持等する一対の基板等の透
明乃至不透明層、有機層間絶縁膜、金属反射板、位相差
板、配向膜、光拡散板、反射防止層、バックライト、等
が挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよく、
２種以上を併用してもよい。 【００４１】前記透明乃至不透明層が、着色層を挟んで
対向する電極対を形成する場合には、本発明の表示素子
を電気光学素子として用いることができる。特に、着色
層が、２色性色素をゲストとしホストである液晶に混入
させて作製したゲスト−ホスト型液晶層、電気化学的な
酸化還元反応により可逆的に発色・消色するエレクトロ
クロミック色素、電解質等により作製した着色層である
場合、一対の電極基板間に着色層を設け、該着色層に電
圧を印加し制御することによって着色層を可逆的に着色
・消色可能であり、好ましい。 【００４２】前記透明乃至不透明層としては、特に制限
はなく、着色層の保護或いは平坦化を目的とした、比較
的機械的強度の低いものであってもよいが、一対の透明
乃至不透明層のうち少なくとも一方は、基板乃至基紙と
しての機能を有するのが好ましい。前記透明乃至不透明
層が、電極基板である場合、通常、ガラス、プラスチッ
ク、紙、及び、金属等からなる基板上に、電極層を形成
した電極基板等が挙げられる。前記プラスチック基板の
材質としては、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネー
ト樹脂、及び、エポキシ樹脂等が挙げられる。これらの
基板としては、例えば、「液晶デバイスハンドブック」
（日本学術振興会第１４２委員会編、日刊工業新聞社、
１９８９年）の第２１８〜２３１頁に記載の基板等を用
いることができる。前記電極層としては、透明電極層が
好ましい。該電極層は、例えば、酸化インジウム、酸化
インジウムスズ（ＩＴＯ）、及び、酸化スズ等から形成
することができる。前記透明電極層としては、例えば、
「液晶デバイスハンドブック」（日本学術振興会第１４
２委員会編、日刊工業新聞社、１９８９年）の第２３２
〜２３９頁に記載の電極層等が用いられる。尚、積層さ
れた２層の着色層並列体間の透明乃至不透明層は省略す
ることもできる。 【００４３】本発明の表示素子は、前記拡散板、バック
ライト等を設けて透過型表示としてもよく、前記反射層
を設けて反射型表示としてもよい。また、半透過性の反
射層を設けて透過、反射を兼用できる構成としてもよ
い。 【００４４】このようにして構成した表示素子に、電
界、熱或いは磁界を作用させることにより、色再現範囲
の広いカラー表示を行なうことができる。 【００４５】例えば通常のネマチック液晶を用いて電気
光学素子とする場合、例えば、透明層や基板で着色層を
挟み、更に着色層並列体間に中間透明層を設け、これら
に透明電極を設け、各着色層を公知のスタティク駆動或
いはＴＦＴ等によるアクティブ駆動等により選択的に駆
動することにより加法混色を行ない、カラー表示を実現
することができる。 【００４６】前記反射層としては、例えば、白色金属等
の基板表面に凹凸を設けた反射層等が挙げられる。該反
射層は電極を兼ねてもよい。このように、凹凸を設けた
反射層を用いることにより、鏡面反射を低下させ、内部
全反射による光の損失を抑制して白度を高めることがで
きるほか、二重映り等の視差の問題を解消することがで
きる。前記電極を兼ねる反射層は、凹凸を有するプレス
金型或いはロールを圧着する方法、凹凸を有する金型中
で重合させる方法、光重合性高分子材料に光強度分布の
異なる光を照射する方法等の各種方法により凹凸を設け
た反射層の基材に、アルミ、銀、ニッケル等の白色金属
の薄膜を、蒸着、スパッター等の方法により形成するこ
とができる。 【００４７】また、凹凸を有する金属を用いて、基板、
反射層の基材を兼ねてもよい。反射層を兼ねた電極は、
領域毎に切り離された電気的に独立した形態としてもよ
い。このような反射層を兼ねた電極のＴＦＴ等のアクテ
ィブ素子上への具体的な形成法としては、例えば特開平
５−２８１５３３号公報に記載の方法等が適用できる。
また凹凸を設けた反射板の替わりに鏡面反射板を用い、
着色層及び基板の間に前方散乱板等による光拡散層を設
けることでも同様の効果が得られる。 【００４８】前記絵素の大きさとしては、特に制限はな
く、通常の大きさ（０．３５ｍｍ×０．３５ｍｍ程度）
が好ましい。また絵素形状としては、特に制限はない
が、通常公知の形状、例えば、正方形等が挙げられる。
絵素数としては、表示素子の用途により異なり、通常表
示素子の絵素数として知られている範囲であれば特に制
限はない。 【００４９】［本発明の表示素子の実施形態・用途・製
造方法等］ −本発明の表示素子の好ましい実施形態− 本発明の表示素子がカラー画像表示素子である場合、本
発明の表示素子の実施形態としては、例えば、２層の着
色層並列体が共に加法混合３原色（赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）、及び、青（Ｂ））を夫々表示し得る３種類の色
素を含む着色層を光学的並列に配置してなる態様等が挙
げられる。このとき、前記着色層並列体においては、着
色層並列体の全面積に対する、前記３種類の各着色層の
占有面積が各々略１／３である態様が好ましい。このよ
うな態様であれば、一絵素における略２／３の領域が同
時に同じ原色を表示可能であり、かつ、どの原色表示に
おいても略均等に充分な明るさが確保される。 【００５０】本発明の表示素子が前記態様、即ち、着色
層並列体の全面積に対する、３種類の各着色層の占有面
積が各々略１／３であって、一絵素における略２／３の
領域が同時に同じ色相を表示可能な態様である場合の具
体的構成としては、例えば、以下の第一の構成及び第二
の構成が挙げられる。 【００５１】前記第一の構成による絵素の概略断面図を
図１に示す。図１に示すように、絵素１００は、２層積
層された着色層並列体１０，２０における上層（１層）
及び下層（２層）の着色層が、互いにずれることなく同
位置に重ね合わされた構成である。上層（１層）の着色
層並列体１０における着色層は、各々、加法混合３原色
の赤（Ｒ）着色層、緑（Ｇ）着色層、及び青（Ｂ）着色
層であり、下層（２層）の着色層並列体２０における着
色層は、各々、緑（Ｇ）着色層、青（Ｂ）着色層、及
び、赤（Ｒ）着色層である。絵素１００においては、各
着色層並列体の全面積に対する、３種類の各着色層の占
有面積が各々略１／３であって、かつ、一絵素における
略２／３の領域が同時に同色を表示可能である。例え
ば、赤（Ｒ）表示をしたい場合には、上層（１層）の着
色層並列体における赤（Ｒ）層（領域１における赤
（Ｒ）層）、下(２層)の着色層並列体における赤（Ｒ）
層（領域３における赤（Ｒ）層）を吸収状態にし、領域
２における緑（Ｇ）着色層、及び、青（Ｂ）着色層を双
方吸収状態にし、残りの着色層を透過状態とすることに
より、一絵素における略２／３の領域（領域１及び領域
３）を同時に赤色表示可能である。尚、このとき残りの
略１／３の領域（領域２）は黒色表示となる。 【００５２】前記第一の構成の場合、着色層並列体にお
いて各着色層を把持する電極基板（不図示）としては、
着色層を把持可能であれば特に制限はなく、例えば、一
枚の電極基板を対にして着色層並列体全体を把持する態
様、着色層毎に電圧を印加・制御可能であるよう着色層
毎に一対の電極基板で把持する態様、などが挙げられる
が、着色層毎に電圧を印加・制御可能である点で、後者
が特に好ましい。また、積層された２層の着色層並列体
間には、電極基板を設けてもよい。 【００５３】前記第二の構成による絵素の概略断面図を
図２に示す。図２に示すように、絵素２００は、２層積
層された着色層並列体１０’，２０’における上層（１
層）及び下層（２層）の着色層が、互いにずれて重ね合
わされた構成である。上層（１層）の着色層並列体１
０’における着色層は、各々、緑（Ｇ）着色層、青
（Ｂ）着色層、赤（Ｒ）着色層、及び、緑（Ｇ）着色層
であり、下層（２層）の着色層並列体２０’における着
色層は、各々、赤（Ｒ）着色層、緑（Ｇ）着色層、及
び、青（Ｂ）着色層である。絵素２００においては、着
色層並列体１０’，２０’における上層（１層）及び下
層（２層）の着色層が、このように互いにずれて重ね合
わされた構成であっても、各着色層並列体の全面積に対
する、３種類の各着色層の占有面積が各々略１／３であ
って、かつ、一絵素における略２／３の領域が同時に同
じ原色を表示可能である。例えば、赤（Ｒ）表示をした
い場合には、上層（１層）の着色層並列体における赤
（Ｒ）層（領域４及び５における赤（Ｒ）層）、下(２
層)の着色層並列体における赤（Ｒ）層（領域１及び２
における赤（Ｒ）層）を吸収状態にし、領域１〜２、及
び、領域４〜５における緑（Ｇ）着色層及び青（Ｂ）着
色層を双方透過収状態にし、残りの着色層を総て吸収状
態とすることにより、一絵素における略２／３の領域を
同時に赤色表示可能である。尚、このとき残りの略１／
３の領域は黒色表示となる。 【００５４】前記第二の構成の場合、着色層並列体にお
いて各着色層を把持する電極基板としては、着色層を把
持可能であれば特に制限はなく、例えば、一枚の電極基
板を対にして着色層並列体全体を把持する態様、着色層
毎に電圧を印加・制御可能であるよう着色層毎に一対の
電極基板で把持する態様、領域毎に電圧を印加・制御可
能であるよう領域毎に一対の電極基板で把持する態様、
などが挙げられるが、前述のように領域毎に色相を制御
可能である点で、領域毎に一対の電極基板で把持する態
様が最も好ましい。 【００５５】−本発明の表示素子の用途− 本発明の表示素子の用途としては、特に、カラー画像表
示素子として用いられるのが好ましい。この場合、特に
ゲスト−ホスト型液晶表示素子、エレクトロクロミック
表示素子等として使用されるのが好ましく、特に消費電
力化が可能である点で、反射型のゲスト−ホスト型液晶
表示素子として使用されるのが最も好ましい。 【００５６】−本発明の表示素子の製造方法− 本発明の表示素子の製造方法としては、以下の方法等が
挙げられる。例えば、積層される着色層並列体のうち、
下側の着色層並列体の形成方法としては、適宜光学活性
物質を含む原色のゲストホスト液晶組成物を、コアセル
ベーション法等の公知の方法でマイクロカプセル化し、
これを高分子バインダーと混合して調製した原色インキ
を、印刷法により、基板等の上に３原色の着色層の繰返
しを有するように形成する方法、レジストにより不要部
分を順次カバーし、各々の原色インキを順次塗布する方
法等のように、公知の液晶用カラーフィルターの製造法
のうち、印刷法或いは顔料分散法として知られている方
法を、顔料の代わりにゲストホスト液晶を含むマイクロ
カプセルを使用し、基板上に３原色の繰返し単位をもつ
ように形成する方法等が挙げられる。 【００５７】前記ゲストホスト液晶のカプセル化及び印
刷は、各々公知の各種の方法が挙げられる。具体的に
は、特表昭６２−５０２７８０号公報、特開平６−３４
９４９号公報に記載の方法等が挙げられる。また前記特
開平６−３４９４９号公報に、電着コーティング法とし
て記載されている方法により、ゲストホスト液晶及び高
分子マトリクス、又は、カプセル化ゲストホスト液晶及
び高分子マトリクスを電着コーティングし、３原色の繰
返し単位をもつように形成する方法等が挙げられる。 【００５８】前述のように、積層される下側の着色層並
列体を形成した後、その上に透明層を設けて中間透明層
を形成してもよい。また、基板及び中間透明層の間に、
予めストライプ状等の隔壁を設け、３原色の繰返し単位
をもつように原色のゲストホスト液晶を挟持させてもよ
い。原色の繰返しパターンとしては、ストライプ状、モ
ザイク状等が挙げられる。 【００５９】例えば、積層される上側の着色層並列体
は、前述したのと同様の方法により下側の着色層並列体
の上に形成することができる。更にその上に透明層を形
成してもよい。 【００６０】また、各々の着色層を予め透明層上に形成
し、これらを互いに貼り合わせて本発明の液晶素子を形
成してもよい。 【００６１】 【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明するが、
本発明は下記実施例に何ら限定されるものではない。 【００６２】（実施例１）２枚の透明電極基板に、接着
性レジストを塗布した後、紫外線を照射し、ストライプ
状の壁を形成し、両面に透明電極が敷設された中間基板
と貼り合わせて焼成し、加法混合３原色の緑、赤、青の
各２色性色素を含む液晶組成物を注入することによっ
て、図３に概略的に断面図を示した構成からなる絵素を
複数有する液晶表示素子を作製した。図３において、絵
素は、透明電極基板４１上に、加法混合３原色の緑
（Ｇ）着色層３１ａ、青（Ｂ）着色層３１ｂ、及び、赤
（Ｒ）着色層３１ｃの３種類からなる着色層並列体、両
面に透明電極を敷設した透明電極基板５１、加法混合３
原色の赤（Ｒ）着色層２１ａ、緑（Ｇ）着色層２１ｂ、
及び、青（Ｂ）着色層２１ｃの３種類からなる着色層並
列体、及び、透明電極基板１１を順次積層してなる。着
色層２１ａ〜２１ｃ及び着色層３１ａ〜３１ｃは、各々
加法混合３原色（緑（Ｇ）、青（Ｂ）及び赤（Ｒ））の
２色性色素及び液晶を含む、加法混合３原色のゲストホ
スト液晶層（原色領域層）であり、着色層２１ａ〜２１
ｃは、各々の原色に対応する着色層である。着色層３１
ａ〜３１ｃは、着色層２１ａ〜２１ｃの原色領域層と対
をなす原色ゲストホスト液晶を有する着色層であり、各
対、即ち、着色層２１ａ及び着色層３１ａ、着色層２１
ｂ及び着色層３１ｂ、着色層２１ｃ及び着色層３１ｃ
は、加法混合３原色のうち異なる２色の色相を呈する。
これらの着色層２１ａ〜２１ｃ及び着色層３１ａ〜３１
ｃが機能領域である。 【００６３】（実施例２）実施例１において、透明電極
基板４１を、透明基板４１’上に反射電極層（白色金
属；表面凹凸形状）８１を設けた部材に代えたほかは、
実施例１と同様にして、図４に概略的に断面図を示した
構成からなる絵素を複数有する液晶表示素子を作製し
た。 【００６４】（実施例３）実施例１において、加法混合
３原色の赤（Ｒ）着色層２１ａ、緑（Ｇ）着色層２１
ｂ、及び、青（Ｂ）着色層２１ｃの３種類からなる着色
層並列体を、図５に示すように、下層の着色層３１ａ〜
３１ｃとは互いに着色領域が面内で半分ずれるように積
層させたほかは、実施例１と同様にして、図５に概略的
に断面図を示した構成からなる絵素を複数有する液晶表
示素子を作製した。 【００６５】（比較例１）内田ら；Ｐｒｏｃ．ＳＩＤ，
２２（１９８１）４、及び、特表昭６２−５０２７８０
号公報等に記載の減法混合３原色のゲストホスト液晶を
用い、３原色の着色層を光学的直列に積層した液晶セ
ル、即ち、図６に、概略的に断面図を示した構成からな
る絵素を複数有する液晶表示素子を作製した。図６にお
いて、絵素は、透明電極基板（ＩＴＯ電極）４１上に、
減法混合３原色のシアン（Ｃ）着色層６１ｃ、透明電極
基板１３、マゼンタ（Ｍ）着色層６１ｂ、透明電極基板
１２、イエロー（Ｙ）着色層６１ａ、及び、透明電極基
板１１を順次積層してなる。着色層６１ａ〜６１ｃは、
各々加法混合原色のゲストホスト液晶を含む液晶層であ
る。 【００６６】次に、得られた液晶表示素子を表示させた
ところ、白表示・原色表示共に良好な明るさを有し、色
立体上の色再現範囲も広かったものの、斜め方向から見
た場合の視差が大きいため問題があり、またゲストホス
ト液晶素子がマルチプレックス駆動適性に欠けるため、
ＴＦＴ等のアクティブ駆動又はスタティク駆動等のコス
トの高い駆動系を３層分必要とする等、著しく高コスト
となった。 【００６７】（比較例２）特開平８−２８６２１５号公
報に記載の３原色のゲストホスト層及びその補色にあた
るゲストホスト層を積層することにより、図７に概略断
面的に示す構成からなる絵素を複数有する液晶表示素子
を作製した。図７において、絵素は、透明電極基板４１
上に、加法混合３原色の緑（Ｇ）着色層３１ａ、青
（Ｂ）着色層３１ｂ、及び、赤（Ｒ）着色層３１ｃの３
種類からなる着色層並列体、緑（Ｇ）着色層３１ａの補
色層７１ａ、青（Ｂ）着色層３１ｂの補色層７１ｂ、及
び、赤（Ｒ）着色層３１ｃの補色層７１ｃの３種類から
なる着色層並列体、及び、透明電極基板１１を有する。 【００６８】次に、得られた液晶表示素子を表示させた
ところ、黒、暗い色相から明るい色相、及び、白に至る
色立体の比較的大きい色再現範囲が実現されたものの、
各原色表示は暗い表示であった。これは、原色輝度が絵
素の領域に対し、面積的に１／３になってしまうため暗
い原色表示となってしまうと考えられる。 【００６９】 【発明の効果】本発明によれば、特に原色表示及び白表
示が明るく、色再現範囲の広い表示素子を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】図１は、本発明の表示素子における絵素１００
の第一の構成を示す概略断面図である。 【図２】図２は、本発明の表示素子における絵素２００
の第二の構成を示す概略断面図である。 【図３】図３は、実施例１において作製した表示素子に
おける絵素の概略断面図である。 【図４】図４は、実施例２において作製した表示素子に
おける絵素の概略断面図である。 【図５】図５は、実施例３において作製した表示素子に
おける絵素の概略断面図である。 【図６】図６は、比較例１において作製した表示素子に
おける絵素の概略断面図である。 【図７】図７は、比較例２において作製した表示素子に
おける絵素の概略断面図である。 【符号の説明】 １０ 着色層並列体 １０’ 着色層並列体 １１ 透明電極基板 １２ 透明電極基板 １３ 透明電極基板 ２０ 着色層並列体 ２０’ 着色層並列体 ２１ａ 赤（Ｒ）着色層 ２１ｂ 緑（Ｇ）着色層 ２１ｃ 青（Ｂ）着色層 ３１ａ 緑（Ｇ）着色層 ３１ｂ 青（Ｂ）着色層 ３１ｃ 赤（Ｒ）着色層 ４１ 透明電極基板 ４１’ 透明基板 ５１ 透明電極基板 ６１ａ イエロー（Ｙ）着色層 ６１ｂ マゼンタ（Ｍ）着色層 ６１ｃ シアン（Ｃ）着色層 ７１ａ 緑（Ｇ）着色層３１ａの補色層 ７１ｂ 青（Ｂ）着色層３１ｂの補色層 ７１ｃ 赤（Ｒ）着色層３１ｃの補色層 ８１ 反射電極層 １００ 絵素 ２００ 絵素

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H088 HA12 JA06 KA30 MA06 MA20 2H089 HA23 QA16 RA06 TA12 TA17 2K001 AA02 BB00 EA07 5C094 AA06 AA08 AA10 AA48 BA47 BA52 CA19 CA20 CA24 EA04 EA05 EA06 ED03 FB01 JA01

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 複数の絵素を有してなり、一絵素が、少
   なくとも、互いに異なる色相を呈する３種類の着色層を
   光学的並列に配置した着色層並列体を２層積層してな
   り、面積比で一絵素における略２／３の領域が同時に同
   色表示可能であることを特徴とする表示素子。