JP3369076B2 - 反射型液晶表示素子およびその駆動方法、駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、反射型液晶表示
素子およびその駆動方法、駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】反射型液晶表示素子は、バックライトの
ような専用の光源を必要とせず、消費電力が小さいとと
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装置として注目されている。

【０００３】多色表示が可能な反射型液晶表示素子とし
ては、ＴＮ（捩じれネマチック）液晶セルに対して、偏
光板および反射板を組み合わせ、さらにカラーフィルタ
を組み合わせた方式のものが知られている。しかしなが
ら、この方式の反射型液晶表示素子は、偏光板およびカ
ラーフィルタによって入射光の半分以上が失われるた
め、バックライトによる光量の増幅ができない反射型液
晶表示素子としては、十分なコントラストが得られない
欠点がある。

【０００４】そこで、偏光板やカラーフィルタを用いる
ことなく多色表示を可能にした反射型液晶表示素子が、
いくつか提案されている。

【０００５】例えば、特開平３−２０９４２５号には、
図１０に示すように、透明基板１５ａの一面に透明電極
１９ａを、透明基板１５ｂの一面および他面に透明電極
２０ａおよび１９ｂを、透明基板１５ｃの一面および他
面に透明電極２０ｂおよび１９ｃを、透明基板１５ｄの
一面に透明電極２０ｃを、それぞれ形成し、透明電極１
９ａ，２０ａ間、１９ｂ，２０ｂ間、および１９ｃ，２
０ｃ間に、それぞれ表示層１８ａ，１８ｂおよび１８ｃ
として、それぞれコレステリック液晶を高分子中に分散
させた、それぞれレッド、グリーンおよびブルーの色光
を選択反射する選択反射層を形成し、表示層１８ａ，１
８ｂおよび１８ｃを、それぞれ駆動回路２１ａ，２１ｂ
および２１ｃによって別個に駆動して、電界印加時の選
択反射状態と電界無印加時の透過状態とをスイッチング
することにより、加法混色の原理によって任意の色を表
示するものが示されている。

【０００６】また、特開平４−１７８６２３号には、図
１０の表示層１８ａ，１８ｂおよび１８ｃとして、それ
ぞれ屈折率の異なる２種の層が交互に積層され、少なく
とも一方の層は電界により屈折率が変化する、それぞれ
レッド、グリーンおよびブルーの色光を反射する干渉フ
ィルタを形成し、その表示層１８ａ，１８ｂおよび１８
ｃを、それぞれ駆動回路２１ａ，２１ｂおよび２１ｃに
よって別個に駆動して、加法混色の原理により任意の色
を表示するものが示されている。

【０００７】さらに、図１０の表示層１８ａ，１８ｂお
よび１８ｃとして、それぞれイエロー、マゼンタおよび
シアンの二色性色素を含有させたＨｅｉｌｍｅｉｅｒ型
ゲストホストセルまたはＷｈｉｔｅ−Ｔａｙｌｏｒ型ゲ
ストホストセルを用いることによって、減法混色の原理
により多色表示を実現できることが知られている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな、偏光板やカラーフィルタを用いることなく多色表
示を可能にした従来の反射型液晶表示素子は、それぞれ
の表示層に対してパターニングされた駆動電極や駆動回
路を必要とするため、プロセスの増加や歩留まりの悪化
により、製造コストが高くなる欠点がある。

【０００９】また、それぞれの表示層の間にパターニン
グされた駆動電極を形成するための分厚い透明基板を必
要とするため、それぞれの表示層の間の間隔が広くなっ
て、斜めから観察した時の視差が大きくなる欠点があ
る。さらに、それぞれの駆動電極にＴＦＴやＭＩＭなど
の不透明な能動素子を設ける場合には、斜めから入射し
た光に対する開口率が低下して、表示が暗くなる欠点が
ある。

【００１０】そこで、この発明は、多色表示が可能な反
射型液晶表示素子において、製造コストを低減でき、視
差を小さくすることができるとともに、明るい表示を実
現できるようにしたものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明では、それぞれ
電極を有し、少なくとも一方が透明の一対の基板間に、
互いに異なる波長の光を吸収する二色性色素がコレステ
リック液晶に添加された３つ以上の表示層を、そのうち
の２つ以上の表示層と他の表示層との間にグランド電極
を介在させた状態で積層し、かつ、前記グランド電極を
介さない複数の表示層の間で、それぞれのコレステリッ
ク液晶の相変化しきい電界強度を異なる値にする。

【００１２】この場合、それぞれの表示層は、高分子を
含むものとすることができる。

【００１３】

【作用】ゲストホストセルは、光吸収能に異方性を有す
る色素、すなわち二色性色素を液晶に添加し、電界の印
加による液晶分子の再配向によって二色性色素の配向方
向を変化させて、着色状態と無着色状態とをスイッチン
グすることにより、表示を行う。そして、偏光板を使用
しないゲストホストセルとして、螺旋構造を有するコレ
ステリック液晶（カイラルネマチック液晶を含む）の相
転移を利用したＷｈｉｔｅ−Ｔａｙｌｏｒ型ゲストホス
トセルがある。

【００１４】正の誘電異方性を持つコレステリック液晶
は、印加電界の増加に伴って、図７（Ａ）のように螺旋
軸がセル表面に垂直になるプレーナー相、同図（Ｂ）の
ように螺旋軸がほぼセル表面に平行になるフォーカルコ
ニック相、および同図（Ｃ）の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くホメオトロピック
相、の３つの状態を示す。図７で、参照符号５はコレス
テリック液晶を、参照符号３，４はセルの一対の電極
を、参照符号１１は駆動回路を、それぞれ示す。

【００１５】このような正の誘電異方性を持つコレステ
リック液晶に、色素分子の長軸方向に高い吸収係数を持
つｐ型の二色性色素を添加すると、液晶分子に沿った二
色性色素の再配向によって、図８に示すように、プレー
ナー相、フォーカルコニック相、ホメオトロピック相の
順に吸光度が減少し、着色状態を変化させることが可能
になる。

【００１６】上記のように、正の誘電異方性を持つコレ
ステリック液晶は、印加される電界強度によって３つの
相構造を示すが、その相変化の様子は、電界強度に対し
て一義的ではなく、無電界では、プレーナー相またはフ
ォーカルコニック相のいずれかの状態を示し、特に高分
子を添加したコレステリック液晶においては、高分子界
面との干渉により、そのメモリ効果がより安定になる。
さらに、急激に電界がゼロになるような信号を印加した
場合には、ホメオトロピック相がプレーナー相に転移す
ることから、パルス信号を印加した直後のＷｈｉｔｅ−
Ｔａｙｌｏｒ型ゲストホストセルの吸光度は、パルス信
号の電界強度に対して図９のような変化を示す。

【００１７】したがって、プレーナー相とフォーカルコ
ニック相の変化のしきい電界強度をＥｔｈ１、フォーカ
ルコニック相とホメオトロピック相の変化のしきい電界
強度をＥｔｈ２とすると、電界除去後は、除去前の電界
がＥｔｈ２以上のときにはプレーナー相による高い光吸
収状態となり、Ｅｔｈ１とＥｔｈ２の間のときにはフォ
ーカルコニック相による低い光吸収状態となり、Ｅｔｈ
１以下のときには電界印加前の状態を継続した状態、す
なわちプレーナー相による高い光吸収状態またはフォー
カルコニック相による低い光吸収状態となる。

【００１８】この発明では、この二色性色素が添加され
たコレステリック液晶の双安定現象を利用して、それぞ
れＷｈｉｔｅ−Ｔａｙｌｏｒ型ゲストホスト液晶からな
る３つ以上の表示層につき、（Ａ）吸光度の高いプレー
ナー相による着色状態と、（Ｂ）吸光度の低いフォーカ
ルコニック相による透過状態とを、スイッチングすると
ともに、その３つ以上の表示層は、互いに異なる波長の
光を吸収する二色性色素をコレステリック液晶に添加
し、かつそのうちの２つ以上の表示層と他の表示層との
間にグランド電極を介在させた状態で積層するととも
に、そのグランド電極を介さない複数の表示層の間で、
それぞれのコレステリック液晶の上記２つの相変化しき
い電界強度Ｅｔｈ１，Ｅｔｈ２を互いに異なる値にす
る。

【００１９】したがって、例えば、それぞれイエロー、
マゼンタおよびシアンを発色する３層のゲストホスト表
示層を積層する場合には、そのうちの２層のゲストホス
ト表示層を挟む一方の基板上の電極とグランド電極との
間に、リフレッシュ期間およびセレクト期間と、その後
の無電界の表示期間とによって構成され、そのリフレッ
シュ期間およびセレクト期間での電界強度ＥｒおよびＥ
ｓが、Ｅｒ＞Ｅｓの関係をもって、その２層のゲストホ
スト表示層のコレステリック液晶の相変化しきい電界強
度を境界とする５段階の電界強度から選定された電界強
度となる駆動信号を印加し、残りの１層のゲストホスト
表示層を挟む他方の基板上の電極とグランド電極との間
に、同様にリフレッシュ期間およびセレクト期間と無電
界の表示期間とによって構成され、そのリフレッシュ期
間およびセレクト期間での電界強度ＥｒおよびＥｓが、
Ｅｒ＞Ｅｓの関係をもって、その１層のゲストホスト表
示層のコレステリック液晶の相変化しきい電界強度を境
界とする３段階の電界強度から選定された電界強度とな
る駆動信号を印加することによって、（１）３層のゲス
トホスト表示層が全てプレーナー相の状態、（２）３層
のゲストホスト表示層が全てフォーカルコニック相の状
態、（３）３層のゲストホスト表示層のうちの、いずれ
か１層がプレーナー相、残りの２層がフォーカルコニッ
ク相の状態、（４）３層のゲストホスト表示層のうち
の、いずれか２層がプレーナー相、残りの１層がフォー
カルコニック相の状態、の相変化状態が得られる。

【００２０】したがって、（１）３層のゲストホスト表
示層が全て着色状態となって、ブラックが表示される状
態、（２）３層のゲストホスト表示層が全て透過状態と
なって、３層のゲストホスト表示層を透過した光が外光
の入射側と反対側に設けられた反射層で散乱して、ホワ
イトが表示される状態、（３）３層のゲストホスト表示
層のうちの、いずれか１層のみが着色状態となって、イ
エロー、マゼンタまたはシアンが表示される状態、
（４）３層のゲストホスト表示層のうちの、いずれか２
層が着色状態となって、レッド、グリーンまたはブルー
が表示される状態、とを取り得るようになり、一画素内
で、ブラック、ホワイト、イエロー、マゼンタ、シア
ン、レッド、グリーンおよびブルーの、合計８色を表示
することができる。

【００２１】したがって、この発明によれば、積層する
３層の表示層のそれぞれに対してパターニングされた駆
動電極や駆動回路を設けることなく、上下の基板上の駆
動電極と３層の表示層内のグランド電極とによって、減
法混色法による８色にわたる多色表示を行うことがで
き、プロセスの低減や歩留まりの向上により、製造コス
トを低減することができる。

【００２２】さらに、３層の表示層内の２層と他の１層
との間に、べた状のグランド電極を形成するための薄い
透明基板を設けるだけで、それぞれの表示層の間にパタ
ーニングされた駆動電極を形成するための分厚い透明基
板や不透明な能動素子を設ける必要がないため、それぞ
れの表示層の間の間隔を狭くすることができるととも
に、開口率を大きくすることができ、視差を小さくする
ことができるとともに、明るい表示を実現することがで
きる。

【００２３】

【発明の実施の形態】図１に、この発明の反射型液晶表
示素子の一実施形態を示す。この実施形態では、基板
１，２の一面に、それぞれ電極３，４を形成し、電極
３，４間に、それぞれイエロー、マゼンタ、シアンを発
色するＷｈｉｔｅ−Ｔａｙｌｏｒ型ゲストホスト液晶か
らなる表示層５Ｙ，５Ｍ，５Ｃを、表示層５Ｙ，５Ｍ，
５Ｃには、それぞれスペーサ１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃを
挿入し、表示層５Ｙ，５Ｍ間には、分離基板６を介し、
表示層５Ｍ，５Ｃ間には、両面にべた状のグランド電極
８，９を有する分離基板７を介して、積層し、電極３，
４およびグランド電極８，９を駆動回路１１に接続す
る。

【００２４】基板１，２は、ガラスやシリコンなどの絶
縁性を有する材料により形成し、少なくとも表示面側の
基板１は、ガラスなどの光透過性を併せ持つ材料により
形成する。

【００２５】電極３は、ＩＴＯやＳｎＯ₂などの導電性
および光透過性を有する材料によって、表示面側の基板
１上に蒸着法やスパッタ法などにより形成する。電極４
は、アルミニウムや銀などの光反射性を有する材料によ
ることが好ましく、非表示面側の基板２上に蒸着法やス
パッタ法などにより形成し、表面を荒らして散乱特性を
持たせる。

【００２６】電極４を光透過性を有する材料により形成
する場合には、電極４上または基板２と電極４の間に導
電性および光反射性を有する材料の層を形成する。基板
２が光透過性を有する場合には、基板２の裏面に光反射
性を有する材料の層を形成してもよい。

【００２７】分離基板６，７は、ポリエチレン、ポリス
チレン、ポリエチレンテレフタレートなどの絶縁性およ
び光透過性を有する高分子フィルムにより形成し、分離
基板６は数μｍの膜厚、分離基板７はグランド電極８，
９を形成しうる数１０μｍの膜厚とすることが望まし
い。グランド電極８，９は、ＩＴＯやＳｎＯ₂などの導
電性および光透過性を有する材料により形成する。

【００２８】スペーサ１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃは、ガラ
スまたはプラスチックからなるものとし、これによって
表示層５Ｙ，５Ｍ，５Ｃの膜厚を数μｍ〜１０μｍ程度
に制御する。

【００２９】表示層５Ｙ，５Ｍ，５Ｃを構成するゲスト
ホスト液晶は、それぞれ、ネマチック液晶にカイラル剤
を添加することにより得られるコレステリック液晶に、
二色性色素を微量添加して形成する。ネマチック液晶
は、正の誘電異方性を持つものであれば、ビフェニル
系、ターフェニル系、シッフ塩基系など、特に限定され
ない。

【００３０】コレステリック液晶の螺旋ピッチは、カイ
ラル剤の添加量によって調整し、螺旋構造による選択反
射の中心波長が、可視域以外になることが望ましい。ま
た、螺旋ピッチの温度依存性を補償するために一般に行
われるように、捩じれ方向が異なる、または逆の温度依
存性を示す複数種のカイラル剤を添加するとよい。

【００３１】表示層５Ｙ，５Ｍ，５Ｃの二色性色素とし
ては、それぞれイエロー、マゼンタ、シアンの補色であ
るブルー、グリーン、レッドのスペクトルを吸収する、
アゾ系、アントラキノン系などの色素で、色素分子の長
軸方向に高い吸収係数を有するものを用いる。

【００３２】各色の表示層５Ｙ，５Ｍ，５Ｃとしては、
上述したゲストホスト液晶のみからなる構造のほかに、
ゲストホスト液晶の連続層中に網目状の高分子を含むＰ
ＮＬＣ（Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｌｉｑｕｉ
ｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）構造や、高分子の骨格中にゲスト
ホスト液晶がドロップレット状に分散したＰＤＬＣ（Ｐ
ｏｌｙｍｅｒ Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃ
ｒｙｓｔａｌ）構造を用いることもできる。

【００３３】ＰＮＬＣ構造やＰＤＬＣ構造は、エマルジ
ョン法、ＰＩＰＳ（Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ Ｉ
ｎｄｕｃｅｄ Ｐｈａｓｅ Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ）
法、ＴＩＰＳ（Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ Ｉｎｄｕｃｅｄ
Ｐｈａｓｅ Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ）法、ＳＩＰＳ（Ｓ
ｏｌｖｅｎｔ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｐｈａｓｅ Ｓｅｐａ
ｒａｔｉｏｎ）法などの、高分子と液晶を相分離させる
方法によって形成することができる。

【００３４】ＰＮＬＣ構造やＰＤＬＣ構造を用いること
によって、液晶と高分子の界面にアンカリング効果を生
じ、無電界でのプレーナー相またはフォーカルコニック
相の保持状態がより安定になる。また、ＰＤＬＣ構造を
用いる場合には、各色の表示層５Ｙ，５Ｍ，５Ｃを直
接、積層形成することができる。

【００３５】図６は、その場合の実施形態を示し、表示
層５Ｙ，５Ｍ，５Ｃは、それぞれ高分子骨格中にＷｈｉ
ｔｅ−Ｔａｙｌｏｒ型ゲストホスト液晶をドロップレッ
ト状に分散させたもので、表示層５Ｙ，５Ｍ，５Ｃには
スペーサを挿入することなく、かつ表示層５Ｙ，５Ｍ間
および５Ｍ，５Ｃ間には分離基板を介することなく、表
示層５Ｍ，５Ｃ間に一層のグランド電極８を挟むだけ
で、表示層５Ｙ，５Ｍ，５Ｃを積層形成する。

【００３６】図１または図６の、電極３とグランド電極
８との間の２つの表示層５Ｙ，５Ｍを形成するＷｈｉｔ
ｅ−Ｔａｙｌｏｒ型ゲストホスト液晶の相変化しきい電
界強度は、互いに異なる値にする。

【００３７】その方法としては、各層のコレステリック
液晶の螺旋ピッチを異なる大きさにする方法、各層のコ
レステリック液晶に誘電異方性または弾性率の異なるネ
マチック液晶を用いる方法、ＰＮＬＣ構造またはＰＤＬ
Ｃ構造を用いる場合には、各層に界面でのアンカリング
効果の異なる高分子を用いる方法、高分子中に分散させ
る液晶ドロップレットを各層で異なる大きさにする方
法、などが考えられる。ただし、特にこれらに限定され
るものではない。

【００３８】電極４とグランド電極９または８との間の
他の一つの表示層５Ｃを形成するＷｈｉｔｅ−Ｔａｙｌ
ｏｒ型ゲストホスト液晶の相変化しきい電界強度は、上
記の２つの表示層５Ｙ，５Ｍのそれに対して任意に設定
することができる。

【００３９】したがって、表示層５Ｙ，５Ｍのうちの、
相変化しきい電界強度が大きい層をＨ層、小さい層をＭ
層とし、表示層５ＣをＬ層とした場合、Ｈ層およびＭ層
の吸光度は、電極３，８間に印加されるパルス電界の強
度に対して、図２（Ａ）に示すように変化し、Ｌ層の吸
光度は、電極４，９または４，８間に印加されるパルス
電界の強度に対して、同図（Ｂ）に示すように変化す
る。

【００４０】ここで、電界強度Ｅａと電界強度Ｅｂとの
境界、および電界強度Ｅｂと電界強度Ｅｃとの境界が、
それぞれＭ層およびＨ層の、プレーナー相とフォーカル
コニック相の変化のしきい電界強度Ｅｔｈ１であり、電
界強度Ｅｃと電界強度Ｅｄとの境界、および電界強度Ｅ
ｄと電界強度Ｅｅとの境界が、それぞれＭ層およびＨ層
の、フォーカルコニック相とホメオトロピック相の変化
のしきい電界強度Ｅｔｈ２であり、電界強度Ｅｆと電界
強度Ｅｇとの境界、および電界強度Ｅｇと電界強度Ｅｈ
との境界が、Ｌ層の、それぞれプレーナー相とフォーカ
ルコニック相の変化のしきい電界強度Ｅｔｈ１、および
フォーカルコニック相とホメオトロピック相の変化のし
きい電界強度Ｅｔｈ２である。

【００４１】そして、駆動回路１１によって、電極３，
８間には、一方の駆動信号として、図３に示すように、
それぞれ交流パルスのリフレッシュ期間およびセレクト
期間と、その後の無電界の表示期間とによって構成さ
れ、そのリフレッシュ期間およびセレクト期間での電界
強度ＥｒおよびＥｓが、Ｅｒ＞Ｅｓの関係をもって、入
力データに基づいて、図２（Ａ）の５段階の電界強度Ｅ
ａ〜Ｅｅから選定された電界強度となる信号を印加し、
電極４，９または４，８間には、他方の駆動信号とし
て、同様にリフレッシュ期間およびセレクト期間と無電
界の表示期間とによって構成され、そのリフレッシュ期
間およびセレクト期間での電界強度ＥｒおよびＥｓが、
Ｅｒ＞Ｅｓの関係をもって、入力データに基づいて、図
２（Ｂ）の３段階の電界強度Ｅｆ〜Ｅｈから選定された
電界強度となる信号を印加する。

【００４２】図４（Ａ）は、この場合のリフレッシュ電
界Ｅｒ（ａ）とセレクト電界Ｅｓ（ａ）の組み合わせに
よる、Ｈ層およびＭ層の相変化の様子を示し、同図
（Ｂ）は、リフレッシュ電界Ｅｒ（ｂ）とセレクト電界
Ｅｓ（ｂ）の組み合わせによる、Ｌ層の相変化の様子を
示したもので、「ｐ」はプレーナー相による着色状態、
「ｆ」はフォーカルコニック相による消色状態（透過状
態）、「？」は駆動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、同図（Ａ）においては、Ｈ層
およびＭ層の順に示している。

【００４３】これから明らかなように、上記の表示素子
および駆動方法によれば、（１）Ｈ層、Ｍ層およびＬ層
の３層全てがプレーナー相の状態、（２）Ｈ層、Ｍ層お
よびＬ層の３層全てがフォーカルコニック相の状態、
（３）Ｈ層がプレーナー相で、Ｍ層およびＬ層がフォー
カルコニック相の状態、（４）Ｍ層がプレーナー相で、
Ｈ層およびＬ層がフォーカルコニック相の状態、（５）
Ｌ層がプレーナー相で、Ｈ層およびＭ層がフォーカルコ
ニック相の状態、（６）Ｈ層およびＭ層がプレーナー相
で、Ｌ層がフォーカルコニック相の状態、（７）Ｍ層お
よびＬ層がプレーナー相で、Ｈ層がフォーカルコニック
相の状態、（８）Ｈ層およびＬ層がプレーナー相で、Ｍ
層がフォーカルコニック相の状態、の８種類の相変化状
態が得られる。

【００４４】したがって、例えば、イエローを発色する
表示層５ＹをＨ層とし、マゼンタを発色する表示層５Ｍ
をＭ層とし、シアンを発色する表示層５ＣをＬ層とした
場合には、図５に示すように（同図中の「Ｔ」は、対応
する層がフォーカルコニック相による透過状態であるこ
とを示す）、（１）Ｅｒ（ａ）＝Ｅｅ，Ｅｓ（ａ）＝Ｅ
ａ，Ｅｒ（ｂ）＝Ｅｈ，Ｅｓ（ｂ）＝Ｅｆの駆動信号に
よって、ブラック（Ｂｋ）が表示される状態、（２）例
えば、Ｅｒ（ａ）＝Ｅｅ，Ｅｓ（ａ）＝Ｅｃ，Ｅｒ
（ｂ）＝Ｅｈ，Ｅｓ（ｂ）＝Ｅｇの駆動信号によって、
ホワイト（Ｗ）が表示される状態、（３）例えば、Ｅｒ
（ａ）＝Ｅｅ，Ｅｓ（ａ）＝Ｅｄ，Ｅｒ（ｂ）＝Ｅｈ，
Ｅｓ（ｂ）＝Ｅｇの駆動信号によって、イエロー（Ｙ）
が表示される状態、（４）例えば、Ｅｒ（ａ）＝Ｅｅ，
Ｅｓ（ａ）＝Ｅｂ，Ｅｒ（ｂ）＝Ｅｈ，Ｅｓ（ｂ）＝Ｅ
ｇの駆動信号によって、マゼンタ（Ｍ）が表示される状
態、（５）例えば、Ｅｒ（ａ）＝Ｅｅ，Ｅｓ（ａ）＝Ｅ
ｃ，Ｅｒ（ｂ）＝Ｅｈ，Ｅｓ（ｂ）＝Ｅｆの駆動信号に
よって、シアン（Ｃ）が表示される状態、（６）例え
ば、Ｅｒ（ａ）＝Ｅｅ，Ｅｓ（ａ）＝Ｅａ，Ｅｒ（ｂ）
＝Ｅｈ，Ｅｓ（ｂ）＝Ｅｇの駆動信号によって、レッド
（Ｒ）が表示される状態、（７）Ｅｒ（ａ）＝Ｅｅ，Ｅ
ｓ（ａ）＝Ｅｂ，Ｅｒ（ｂ）＝Ｅｈ，Ｅｓ（ｂ）＝Ｅｆ
の駆動信号によって、ブルー（Ｂ）が表示される状態、
（８）例えば、Ｅｒ（ａ）＝Ｅｅ，Ｅｓ（ａ）＝Ｅｄ，
Ｅｒ（ｂ）＝Ｅｈ，Ｅｓ（ｂ）＝Ｅｆの駆動信号によっ
て、グリーン（Ｇ）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、ブラック、ホワ
イト、イエロー、マゼンタ、シアン、レッド、ブルーお
よびグリーンの、合計８色を表示することができる。

【００４５】さらに、少なくともブラック、ホワイト、
イエロー、マゼンタおよびシアンの５色を用いて、ディ
ザ法などの面積階調手法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。

【００４６】上記の例は、電極３とグランド電極８に挟
まれた、イエローを発色する表示層５Ｙとマゼンタを発
色する表示層５Ｍとの間では、表示層５Ｙの方の相変化
しきい電界強度を大きくする場合であるが、逆に表示層
５Ｍの方の相変化しきい電界強度を大きくしてもよい。

【００４７】また、それぞれイエロー、マゼンタ、シア
ンを発色する表示層５Ｙ，５Ｍ，５Ｃの積層順序も、図
１または図６に示した積層順序に限らず、任意の積層順
序にすることができる。

【００４８】（実施例１）以下の方法によって、図１の
実施形態の反射型液晶表示素子を製造した。

【００４９】表示層５Ｙを形成するイエローのゲストホ
スト液晶として、正の誘電異方性のネマチック液晶ＺＬ
Ｉ−１８４０（メルク社製）８４ｗｔ％と右旋性のカイ
ラル剤ＣＢ１５（メルク社製）１６ｗｔ％との均一溶液
に、アゾ系のｐ型二色性色素ＳＩ−４８６（三井東圧化
学製）１ｗｔ％を添加した。

【００５０】表示層５Ｍを形成するマゼンタのゲストホ
スト液晶として、上記のネマティック液晶ＺＬＩ−１８
４０（メルク社製）８９ｗｔ％と上記のカイラル剤ＣＢ
１５（メルク社製）１１ｗｔ％との均一溶液に、アゾ系
のｐ型二色性色素Ｍ−６１８（三井東圧化学製）１ｗｔ
％を添加した。

【００５１】表示層５Ｃを形成するシアンのゲストホス
ト液晶として、上記のネマティック液晶ＺＬＩ−１８４
０（メルク社製）９２ｗｔ％と上記のカイラル剤ＣＢ１
５（メルク社製）８ｗｔ％との均一溶液に、アントラキ
ノン系のｐ型二色性色素ＳＩ−４９７（三井東圧化学
製）１ｗｔ％を添加した。

【００５２】電極４としてアルミニウムの反射電極をス
パッタ成膜した、基板２を構成する第１の透明ガラス基
板７０５９（コーニング社製）上に、５μｍの接着剤付
きスペーサを混入したシアンのゲストホスト液晶を滴下
し、熱と圧力を加えながら、グランド電極８，９として
両面にＩＴＯ透明電極がスパッタ蒸着された、分離基板
７を形成する２５μｍ厚の第１のＰＥＴフィルム（東レ
製）をラミネートして、シアンの表示層５Ｃを形成し
た。

【００５３】次に、第１のＰＥＴフィルム上に、５μｍ
の接着剤付きスペーサを混入したマゼンタのゲストホス
ト液晶を滴下し、熱と圧力を加えながら、分離基板６を
形成する２．５μｍ厚の第２のＰＥＴフィルムをラミネ
ートして、マゼンタの表示層５Ｍを形成した。

【００５４】さらに、第２のＰＥＴフィルム上に、５μ
ｍの接着剤付きスペーサを混入したイエローのゲストホ
スト液晶を滴下し、熱と圧力を加えながら、電極３とし
てＩＴＯ透明電極が蒸着された、基板１を構成する第２
の透明ガラス基板をラミネートして、イエローの表示層
５Ｙを形成し、表示素子のセルを完成した。

【００５５】（実施例２）実施例１において、それぞれ
の色のゲストホスト液晶に、チオール系高分子前駆体Ｎ
ＯＡ６５（ノーランド社製）１５ｗｔ％を添加して、そ
れぞれの色のゲストホスト液晶を積層形成後、４ｍＷ／
ｃｍ²の強度の紫外光を１０分間、照射して、それぞれ
ＰＮＬＣ構造の表示層５Ｃ，５Ｍ，５Ｙを形成した。

【００５６】（実施例３）以下の方法によって、図６の
実施形態の反射型液晶表示素子を製造した。

【００５７】実施例１で用いた、それぞれの色のゲスト
ホスト液晶を、ＰＶＡ（和光純薬工業製）の１０％水溶
液に重量比５対２の割合で混合し、７０００ｒｐｍのホ
モジナイザーで攪拌して、それぞれの色のエマルジョン
を作製した。

【００５８】電極４としてアルミニウムの反射電極をス
パッタ成膜した、基板２を構成する第１の透明ガラス基
板７０５９（コーニング社製）上に、水で２倍に希釈し
たシアンのエマルジョンをドクターブレードで塗布し、
乾燥させて、５μｍ厚のＰＤＬＣ構造のシアンの表示層
５Ｃを形成した。

【００５９】次に、得られたシアンの表示層５Ｃ上に、
グランド電極８としてＩＴＯ透明電極をスパッタ蒸着し
た。次に、そのＩＴＯ透明電極からなるグランド電極８
上に、水で２倍に希釈したマゼンタのエマルジョンをド
クターブレードで塗布し、乾燥させて、５μｍ厚のＰＤ
ＬＣ構造のマゼンタの表示層５Ｍを積層形成した。

【００６０】さらに、電極３としてＩＴＯ透明電極が蒸
着された、基板１を構成する第２の透明ガラス基板上
に、水で２倍に希釈したイエローのエマルジョンをドク
ターブレードで塗布し、乾燥させて、５μｍ厚のＰＤＬ
Ｃ構造のイエローの表示層５Ｙを形成した。

【００６１】そして、第１の透明ガラス基板上のマゼン
タの表示層５Ｍと、第２の透明ガラス基板上のイエロー
の表示層５Ｙとを圧着させて、表示素子のセルを完成し
た。

【００６２】

【発明の効果】上述したように、この発明によれば、積
層する３層の表示層のそれぞれに対してパターニングさ
れた駆動電極や駆動回路を設けることなく、上下の基板
上の駆動電極と３層の表示層内のグランド電極とによっ
て、減法混色法による８色にわたる多色表示を行うこと
ができ、プロセスの低減や歩留まりの向上により、製造
コストを低減することができる。

【００６３】さらに、３層の表示層内の２層と他の１層
との間に、べた状のグランド電極を形成するための薄い
透明基板を設けるだけで、それぞれの表示層の間にパタ
ーニングされた駆動電極を形成するための分厚い透明基
板や不透明な能動素子を設ける必要がないため、それぞ
れの表示層の間の間隔を狭くすることができるととも
に、開口率を大きくすることができ、視差を小さくする
ことができるとともに、明るい表示を実現することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の反射型液晶表示素子の一実施形態を
示す図である。

【図２】各表示層のコレステリック液晶の相変化しきい
電界強度の関係の一例を示す図である。

【図３】一対の電極間に印加する駆動信号の態様の一例
を示す図である。

【図４】リフレッシュ電界とセレクト電界の組み合わせ
による各表示層の相変化の様子の一例を示す図である。

【図５】各色の表示状態の一例を示す図である。

【図６】この発明の反射型液晶表示素子の他の実施形態
を示す図である。

【図７】正の誘電異方性を有するコレステリック液晶の
相変化を示す図である。

【図８】正の誘電異方性を有するＷｈｉｔｅ−Ｔａｙｌ
ｏｒ型ゲストホスト液晶の一定電界印加時のスイッチン
グ挙動を示す図である。

【図９】正の誘電異方性を有するＷｈｉｔｅ−Ｔａｙｌ
ｏｒ型ゲストホスト液晶のパルス電界印加時のスイッチ
ング挙動を示す図である。

【図１０】多色表示が可能な従来の反射型液晶表示素子
の例を示す図である。

【符号の説明】

１，２ 基板 ３，４ 電極 ５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ 表示層 ６，７ 分離基板 ８，９ グランド電極 １０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ スペーサ １１ 駆動回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/1347 G02F 1/133 G02F 1/137

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】それぞれ電極を有し、少なくとも一方が透
   明の一対の基板間に、互いに異なる波長の光を吸収する
   二色性色素がコレステリック液晶に添加された３つ以上
   の表示層が、そのうちの２つ以上の表示層と他の表示層
   との間にグランド電極が介在した状態で積層され、か
   つ、前記グランド電極を介さない複数の表示層の間で、
   それぞれのコレステリック液晶の相変化しきい電界強度
   が異なることを特徴とする反射型液晶表示素子。
2. 【請求項２】請求項１の反射型液晶表示素子において、 前記それぞれの表示層が、高分子を含むことを特徴とす
   る反射型液晶表示素子。
3. 【請求項３】請求項１または２の反射型液晶表示素子を
   駆動する方法において、 前記複数の表示層を挟む一方の基板上の電極と前記グラ
   ンド電極との間に、リフレッシュ期間およびセレクト期
   間と、その後の無電界の表示期間とによって構成され、
   そのリフレッシュ期間およびセレクト期間での電界強度
   ＥｒおよびＥｓが、Ｅｒ＞Ｅｓの関係をもって、前記複
   数の表示層のコレステリック液晶の相変化しきい電界強
   度を境界とする複数段階の電界強度から選定された電界
   強度となる駆動信号を印加し、 前記他の表示層を挟む他方の基板上の電極と前記グラン
   ド電極との間に、リフレッシュ期間およびセレクト期間
   と、その後の無電界の表示期間とによって構成され、そ
   のリフレッシュ期間およびセレクト期間での電界強度Ｅ
   ｒおよびＥｓが、Ｅｒ＞Ｅｓの関係をもって、前記他の
   表示層のコレステリック液晶の相変化しきい電界強度を
   境界とする複数段階の電界強度から選定された電界強度
   となる駆動信号を印加することを特徴とする表示素子駆
   動方法。
4. 【請求項４】請求項１または２の反射型液晶表示素子を
   駆動する装置において、 前記複数の表示層を挟む一方の基板上の電極と前記グラ
   ンド電極との間に、リフレッシュ期間およびセレクト期
   間と、その後の無電界の表示期間とによって構成され、
   そのリフレッシュ期間およびセレクト期間での電界強度
   ＥｒおよびＥｓが、Ｅｒ＞Ｅｓの関係をもって、前記複
   数の表示層のコレステリック液晶の相変化しきい電界強
   度を境界とする複数段階の電界強度から選定された電界
   強度となる駆動信号を印加し、 前記他の表示層を挟む他方の基板上の電極と前記グラン
   ド電極との間に、リフレッシュ期間およびセレクト期間
   と、その後の無電界の表示期間とによって構成され、そ
   のリフレッシュ期間およびセレクト期間での電界強度Ｅ
   ｒおよびＥｓが、Ｅｒ＞Ｅｓの関係をもって、前記他の
   表示層のコレステリック液晶の相変化しきい電界強度を
   境界とする複数段階の電界強度から選定された電界強度
   となる駆動信号を印加することを特徴とする表示素子駆
   動装置。