JP3879195B2

JP3879195B2 - Liquid crystal device and method for manufacturing liquid crystal device

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Publication number: JP3879195B2
Application number: JP23986497A
Authority: JP
Inventors: 兼充久保田; 智子小山; 睦木村
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1996-09-05
Filing date: 1997-09-04
Publication date: 2007-02-07
Anticipated expiration: 2017-09-04
Also published as: JPH10228015A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶とフィルムの複合多層膜を用いた液晶装置の構造及びその製造方法に関するものである。また、この液晶装置により反射／透過を制御する表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、反射型液晶表示装置は、微少電力で動作する表示装置として、ウォッチ、電卓、セルラー、小型携帯機器、各種家庭電器製品等の情報伝達媒体として大きな発展、普及を遂げてきた。表示モードもＴＮ（ツイスティド・ネマチック）型、ＳＴＮ（スーパーツイスティド・ネマチック）型、強誘電型等、多種発明されてきた。しかし、これらは全て偏光板を使用するものであり、現実的には、液晶素子への入射光の約６０％は該偏光板により、吸収されてしまうため暗い画面となり、理想的な反射型表示、例えば白色背景に黒表示といった見易さからは遠いものであった。
【０００３】
特に反射型カラー液晶表示装置では、偏光板とカラーフィルター双方による光吸収のため、最大でも表示装置に入射する入射外光の１０％以下の光を反射して表示することになり、非常に暗く、印刷物表示のような、明るい鮮やかなカラー表示には、遠く及ばないものであった。
【０００４】
最近、上述した欠点を解決し、偏光板を使わず明るいカラーディスプレイを実現する方法として、従来例１（特開平６−２９４９５２号公報）が提案され、注目されている。この提案では、液晶材料と光硬化性樹脂からなる高分子材料とを混合したものを、一対の基板間に挿入し、上、下２方向よりレーザー光を照射し、該２本のレーザー光の干渉パターンにより、液晶と高分子材料の混合層中に光の強弱縞を得る。そして、この強弱縞パターンに応じ、層状に高分子光硬化樹脂を光硬化させ、高分子光硬化性樹脂層／液晶層／高分子光硬化性樹脂層／液晶層／・・・の多層膜を実現し、複合多層膜干渉反射の原理に従い、特定波長域の光を干渉反射させる。そして上記一対の基板内面の電極により多層膜に電圧を印加すると液晶層に於いては、液晶分子の分子軸方向が変わり、それに伴い、液晶層の屈折率も変化する。従って、上記干渉反射の条件から外れ、反射光強度も変わる。このようにして電圧による光変調が可能となり、表示装置として機能する。
【０００５】
上述した表示装置では、偏光板を全く用いないため、明るい色を出す事ができるとともに、照射レーザー光の波長、又は照射角度を変える事により、干渉ピッチを自由に選択でき、光の干渉ピッチを自由に選択できるため、任意の色の表示色を実現でき、特に反射型カラー表示装置としては、従来のＴＮ型、ＳＴＮ型の反射型カラー表示装置に比べ優れたものであった。
【０００６】
しかし、上述した表示装置の欠点として、例えば従来例２（ＡＳＩＡＤＩＳＰＬＡＹ ’９５Ｐ６０３〜６０６）に示されるように、２本のレーザー光の干渉により、光硬化性樹脂の層を作るため、その干渉ピッチは極めて精度の高いものとなり、干渉反射光の波長幅が非常に狭く、従って色は鮮やかであるが、反射型表示としては明るさに欠けるものであった。通常、反射型表示の背景色としては、白色が最も望ましく、このためには可視光の広い波長域にわたって、干渉反射の条件を充たすようにする必要があるが、上記従来例１、２では、その構造から、層の上下で干渉ピッチを連続的に変える事は、極めて困難で、明るい白色表示を得る事に問題があった。第２の問題としては、光硬化樹脂と液晶層との境界面は、干渉反射の強度を上げるためにフラット（平面的）が望ましいが、従来例２に示されるように細かい凹凸を持った形で接している。従って、全ての入射光が干渉反射をおこすという事ではなく、一部の光が透過してしまい、より明るい反射型表示装置を実現する上で問題となっていた。
【０００７】
次にもう一つの従来例として従来例３（特開平４−１７８６２３号公報）が、やはり偏光板を使わず、干渉反射を利用した明るい反射型カラー表示装置の例として挙げられる。本従来例に於いては、液晶層とＳｉＯ₂層を重ね合わせ、各層の厚みと屈折率とを、干渉反射の条件に適合するように設定し、特定波長の選択反射を生じさせる。ここに上下電極間に電圧を印加すると、前述と同様に液晶層の屈折率が変わり、上記干渉反射条件から離脱して、反射光強度が変わるため、表示機能が具現化できるものである。本従来例の問題点は、まず、干渉反射をおこさせる層がＳｉＯ₂膜／液晶層／ＳｉＯ₂膜のわずか３層からなり、これでは充分な干渉反射光強度が得られず、ほとんどの入射光が透過して、下部の光吸収層に吸収されてしまうため、充分な明るさをもった反射型表示装置は実現できない。反射光強度を上げるには、ＳｉＯ₂膜／液晶層／ＳｉＯ₂膜膜／液晶層／ＳｉＯ₂膜・・・と少なくとも１０層以上の複合多層膜が好ましいが、本従来例では、その複合多層膜の形成は極めて困難である。つまり液晶層の上に、直接ＳｉＯ₂膜を形成する事ができず、本従来例にも図示されている通り、一旦スペーサー層を全面に形成し、その上にＳ_iＯ₂膜を形成した後、該スペーサーを周辺部のみを残して、それ以外の部分をエッチング除去し、その除去された空泡部に液晶を注入し、液晶層を形成している。これらは液晶層の上に、直接Ｓ_iＯ₂膜を形成する事ができない理由から生ずる困難さで、この構造で１０層以上の複合多層膜を製造する事は現実的でない事は明らかである。更に本従来例では、オーバーエッチング除去された空泡部に液晶を注入しているため、液晶分子軸方向を揃えるための配向処理ができず、注入された液晶の分子軸方向は、バラバラのドメイン状になっていると考えられる。通常、干渉反射光の強度を上げるためには、液晶層の厚みと屈折率を精度よくコントロールする事が重要であり、本従来例では上述した様に、屈折率の精密なコントロールが困難で、充分な干渉反射光の強度が得られず、均一で明るい反射型の表示装置の実現には問題があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、従来の技術においては、反射型液晶表示装置として、可視光波長域の広い波長帯で干渉反射の条件を充たすことが困難な事、そして、全ての入射光が干渉反射をおこすという事ではなく、一部の光が透過してしまい、より明るい反射型表示装置を実現する上で問題があり、また、屈折率の精密なコントロールが困難で、充分な干渉反射光の強度が得られず、均一で明るい反射型の表示装置の実現には問題があった。
【０００９】
本発明は上述の課題を解決するためになされたもので、反射光強度の高い均一で明るい表示装置、更には背景が白色で黒色表示となるモノクロ表示、またはコントラストの高いカラー表示が可能なより見易い表示装置を実現するとともに、その実現のために必要な１０層以上の複合多層膜を、より簡便に精度よく製造できる方法を提供する事を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る液晶装置は、第１の電極と、第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極との間に配置されたフィルムと液晶層とを交互に積層した第１の複合多層膜と、前記第１の複合多層膜を透過した光を吸収し、異なった色調を有する光吸収手段と、を含み、前記光吸収手段は少なくとも第一の色に対応する光吸収部と、該第一の色とは異なる第二の色に対応する光吸収部とからなり、前記第１の複合多層膜に電圧が印加されることにより、前記第１の複合多層膜における光反射率が制御されることを特徴とする。
上記の液晶装置において、さらに前記光吸収手段を透過した光を反射する反射層を含むようにしてもよい。
本発明に係る他の液晶装置は、第１の電極と、第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極との間に配置されたフィルムと液晶層とを交互に積層した第１の複合多層膜と、前記第１の複合多層膜を透過した光が入射するカラーフィルタと、を含み、前記第１の複合多層膜に電圧が印加されることにより、前記第１の複合多層膜における光反射率が制御されることを特徴とする。
上記の液晶装置において、前記カラーフィルタを透過した光を反射する反射層をさらに含むようにしてもよい。
上記の液晶装置において、前記第１の電極は第１の基板に設けられ、前記第２の電極は第２の基板に設けられており、前記第１の基板には、光散乱手段が設けられているようにしてもよい。
上記の液晶装置において、前記第１の電極は第１の基板に設けられ、前記第２の電極は第２の基板に設けられており、前記カラーフィルタは前記第２の基板の内面に設けられていてもよい。
上記の液晶装置において、前記第１の電極は第１の基板に設けられ、前記第２の電極は第２の基板に設けられており、前記カラーフィルタは前記第２の基板の内面に設けられており、前記第２の電極は反射電極として機能するようにしてもよい。
上記の液晶装置において、前記光吸収手段は、前記第１の複合多層膜を透過する任意の波長帯域もしくは可視光領域の波長帯域の光を吸収するようにしてもよい。
上記の液晶装置において、さらに第３の電極と、第４の電極と、前記第３の電極と前記第４の電極との間に配置されたフィルムと液晶層とを交互に積層した第２の複合多層膜と、を含んでいるようにしてもよい。
上記の液晶装置において、前記第２の複合多層膜は、前記第３の電極及び前記第４の電極を介して電圧が印加されることにより、前記第２の複合多層膜における光反射率が制御されるようにしてもよい。
本発明に係る液晶装置の製造方法は、上記の液晶装置に製造方法であって、前記フィルムの少なくとも一面に前記液晶層を構成する液晶材料を塗布し、前記液晶材料が塗布されたフィルムを、複数層ローラーで重ね合わせることにより、前記第１の複合多層膜を形成するようにしてもよい。
上記の液晶装置の製造方法において、前記ローラーで重ね合わせる際に、定められた温度に加熱して、前記液晶層の粘度を下げるようにしてもよい。
上記の液晶装置の製造方法において、前記フィルムに予め一軸延伸処理を施し、液晶分子を配向させる配向機能を持たせておいてもよい。
上記の液晶装置の製造方法であって、前記フィルムの上に前記液晶層を構成する液晶材料を塗布し、前記液晶材料が塗布されたフィルムを、ローラーで複数層重ね合わせ、一体化させた後、更に圧延ローラーで延伸処理を施し、フィルムの厚みと液晶層の厚みとを、所定の値に合わせ込むことにより前記第１の複合多層膜を形成するようにしてもよい。
上記の液晶装置において、前記フィルムに導電性を付与させるようにしてもよい。
上記の液晶装置において、前記第１の複合多層膜は、前記液晶層と前記フィルムを少なくとも１０層以上積層して構成するようにしてもよい。
上記の液晶装置において、前記第１の複合多層膜は、前記液晶層と前記フィルムを少なくとも２１層以上積層して構成するようにしてもよい。
上記の液晶装置において、電圧無印加時に、前記第１の複合多層膜が、入射する可視光領域の少なくとも一部の波長の光を反射するように、前記液晶層及び前記フィルムの層厚を設定してもよい。
上記の液晶装置において、電圧印加時に、前記第１の複合多層膜が、入射する可視光領域の少なくとも一部の波長の光を反射するように、前記液晶層及び前記フィルムの層厚を設定してもよい。
上記の液晶装置において、前記光吸収手段は黒の光吸収部を有し、前記第１の複合多層膜を透過した光は前記光吸収部で吸収されるようにしてもよい。
上記の液晶装置において、前記カラーフィルタは黒の光吸収部を有し、前記第１の複合多層膜を透過した光は前記光吸本発明に係る表示装置は、第１に、一対の基板間にフィルムと液晶層とを交互に複数回積層した複合多層膜を挟持し、前記複合多層膜に電圧を印加して該複合多層膜における光反射率を制御することを特徴とする。
【００１１】
第２に、一方の前記基板の外側に光散乱手段を配置し、他方の前記基板の外側に光吸収手段を具備したことを特徴とする。
【００１２】
第３に、前記液晶層はネマチック液晶、もしくはスメクチック液晶、もしくはネマチック液晶、もしくはネマチック型高分子液晶、もしくはスメクチック型高分子液晶、もしくはそれらの混合物からなることを特徴とする。
【００１３】
第４に、前記液晶層はディスコティック液晶、もしくはディスコティック液晶とネマチック液晶との混合物からなることを特徴とする。
【００１４】
第５に、前記液晶層はネマチック液晶分子からなり、且つ該液晶分子の長軸は、電圧無印加時に前記基板又は前記フィルムに対しほぼ水平方向に配列させてなることを特徴とする。
【００１５】
第６に、前記液晶層はネマチック液晶分子からなり、且つ該液晶分子の長軸は、電圧無印加時に前記基板又は前記フィルムに対しほぼ垂直方向に配列させてなることを特徴とする。
【００１６】
第７に、前記光吸収手段は、前記複合多層膜を透過する任意の波長帯域もしくは可視光領域の波長帯域の光を吸収することを特徴とする。
【００１７】
第８に、内面に電極を有する一対の基板間にフィルムと液晶層とを交互に複数回積層した複合多層膜を挟持し、該複合多層膜の中間部に、両面に電極を有する中間基板を一層もしくは複数層介在させ、一方の前記基板の外側に光散乱手段、他方の前記基板の外側に光吸収手段を配置してなることを特徴とする。
【００１８】
第９に、電圧無印加時に、前記複合多層膜が、入射する可視光領域の少なくとも一部の波長の光を反射するように、前記液晶層及び前記フィルムの層厚を設定したことを特徴とする。
【００１９】
第１０に、電圧印加時に、前記複合多層膜が、入射する可視光領域の少なくとも一部の波長の光を反射するように、前記液晶層及び前記フィルムの層厚を設定したことをを特徴とする。
【００２０】
第１１に、前記液晶層の液晶分子の長軸及び短軸方向の屈折率のうち、少なくとも一つの屈折率を前記フィルムの屈折率と略一致させたことを特徴とする。
【００２１】
第１２に、それぞれの複合多層膜内では前記フィルムの層厚と前記液晶層の層厚をそれぞれ同一にし且つ異なる複合多層膜間では前記液晶層及び前記フィルムの層厚を互いに異ならせた複数の前記複合多層膜を積層し、入射光の複数の波長を反射するようにしたことを特徴とする。
【００２２】
第１３に、それぞれの複合多層膜内では前記フィルムの層厚と前記液晶層の層厚をそれぞれ同一にし且つ異なる複合多層膜間では前記液晶層及び前記フィルムの層厚を互いに異ならせた複数の前記複合多層膜を積層し、前記複数の複合多層膜を赤色光、緑色光、青色光を反射するように、前記液晶層及び前記フィルムの層厚が設定されてなることを特徴とする。
【００２３】
第１４に、前記各複合多層膜毎に独立に電圧印加する電極を配置したことを特徴とする。
【００２４】
第１５に、前記液晶層はネマチック液晶分子からなり、該ネマチック液晶分子の略長軸方向、もしくは該長軸方向と略直交する方向の偏光成分の光を、反射するように設定された複合多層膜を、少なくとも含むことを特徴とする。
【００２５】
第１６に、前記フィルムは光学的に略一軸性を持ったフィルム、又は延伸させたフィルムであることを特徴とする。
【００２６】
第１７に、前記複合多層膜を２つのブロックに分割し、第１のブロックの液晶層の液晶分子長軸方向と第２のブロックの液晶層の液晶分子長軸方向とをほぼ直交させ、前記第１及び第２のブロックを積層した複合多層膜を、少なくとも有したことを特徴とする。
【００２７】
第１８に、前記第１及び第２のブロックに独立に電圧印加する電極を配置したことを特徴とする。
【００２８】
第１９に、前記フィルム面の少なくとも一面に前記液晶層の材料を塗布し、前記液晶材料が塗布されたフィルムを、複数層ローラーで重ね合わせ、一体化させて前記複合多層膜を形成したことを特徴とする。
【００２９】
第２０に、前記ローラーで重ね合わせる際に、定められた温度に加熱して、前記液晶層の粘度を下げた状態で、一体化させたことを特徴とする。
【００３０】
第２１に、前記フィルムに予め一軸延伸処理を施し、液晶分子を配向させる配向機能を持たせておいたことを特徴とする。
【００３１】
第２２に、前記フィルム面上に前記液晶層の材料を塗布し、前記液晶材料が塗布されたフィルムを、複数層ローラーで重ね合わせ、一体化させた後、更に圧延ローラーで延伸処理を施し、フィルムの厚みと液晶層の厚みとを、所定の値に合わせ込むことにより前記複合多層膜を形成したことを特徴とする。
【００３２】
第２３に、前記フィルムに導電性を付与させたことを特徴とする。
【００３３】
第２４に、前記複合多層膜は、前記液晶層と前記フィルムを少なくとも１０層以上積層して構成することを特徴とする。
【００３４】
第２５に、前記複合多層膜は、前記液晶層と前記フィルムを少なくとも２１層以上積層して構成することを特徴とする。
【００３５】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施例を添付の図面を参照して説明する。
【００３６】
（第１の実施例）
図１は、本発明に係わる表示装置の基本構造及びその表示原理を示す図、すなわち、反射／透過を制御する光変調素子の基本構造を示す図である。１及び２は、透明プラスチック板、もしくは透明プラスチックフィルム、もしくは透明ガラス板からなる上、下基板、３および４は、該上、下基板上１、２にそれぞれ形成された透明電極層で、酸化インジウム、酸化スズ、又はそれらの混合物からなる。８、９、１０、１１は液晶層、５、６、７はプラスチックフィルム（以下、単にフィルムと呼ぶ）で、該液晶層８、９、１０、１１と該フィルム５、６、７は交互に重なり合って複合多層膜１８を構成している。１２は上下の基板１、２を接着固定する周辺シール部で、以上より本発明の表示装置は基本的に構成されている。本実施の形態に於いては、液晶層８、９、１０、１１は誘電異方性が正のネマチック液晶を用い、その液晶分子長軸はフィルム５、６、７の面にほぼ水平に配向させてある。
【００３７】
図２（ａ）、図２（ｂ）は、本発明の表示原理を示す図で、フィルム５、６、７、液晶層８、９、１０、１１を抜き出して図示している。従って、図１の各フィルム、各液晶層に図番を対応させてある。図２（ａ）は図１の１３の領域すなわち上下の電極３、４間に電圧が印加されていない領域（詳しくは液晶のしきい値電圧以下の電圧印加状態の領域を示すと考えてもよい。以下、各実施の形態および各実施例における電圧無印加の状態とは同様の状態であると考えてもよい。）の状態を示す図である。ここでは、液晶分子はフィルム面に対し、ほぼ水平に配向した状態であり、液晶層の液晶分子長軸方向の屈折率はｎ_LC1である。図２（（ｂ）は、図１の１４の領域、すなわち上下の電極３、４間に電圧の印加されている領域（詳しくは液晶の飽和電圧の印加状態の領域を示すと考えてよい。以下、各実施の形態および各実施例における電圧印加の状態とは同様の状態であると考えてもよい。）の状態を示す図である。ここでは液晶分子はフィルム面に対し略垂直に配向した状態で、液晶層の屈折率は液晶分子短軸方向の屈折率ｎ_LC2である。ネマチック液晶の一般的性質より、電圧印加の有無により液晶層の屈折率は変化し、
ｎ_LC1＞ｎ_LC2・・・（１）
である。そこで、
ｎ_LC2≒ｎ_F （ｎ_F はフィルムの屈折率）・・・（２）
（２）式を充たすような液晶材料及びフィルム材を選定し、上記液晶層８、９、１０、１１およびフィルム５、６、７に使用すると図１、図２（ｂ）に示すように電圧印加領域１４では、上記液晶層とフィルムとの境界では屈折率差がなく、入射光１６はそのまま透過する。
【００３８】
実際には、上述した様に、液晶分子は上記液晶層の層内全てで、フィルム面に対して垂直に配列する事はなく、フィルム面に近接した液晶分子はフィルム面に水平な方向成分を持つ配列を取る。従って、この時の各液晶層の平均的な屈折率はｎ_LC2とはならず、それよりも大きな屈折率《ｎ_LC2》（《ｎ_LC2》＞ｎ_LC2）となる。この場合にはフィルムの屈折率ｎ_F を《ｎ_LC2》とした場合、すなわち
《ｎ_LC2》＝ｎ_F ・・・（２）’
の場合に入射光１６を最も強く透過する。
【００３９】
更に好ましくは、フィルムには若干の複屈折性（Ｘ軸方向の屈折率をｎ_F1、Ｙ軸方向の屈折率をｎ_F2とする。なおここでＸ軸方向とはフィルムに隣接する上記液晶分子の長軸方向であり、Ｙ軸方向とは同短軸方向である。）を持たせ
《ｎ_LC2》＝ｎ_F1・・・（２）’’
ｎ_LC2＝ｎ_F2・・・（２）’’’
とすれば、入射光１６は、表面、裏面による反射損失を除き殆ど全て透過する。
【００４０】
次に電圧無印加領域１３に於いては、文献１（応用光学II、鶴田匡夫著、４−３−３（II）参照）に示すように、次式（３）、（４）
ｎ_LC1・ｄ_LC＝（１／４＋ｍ／２）λ₀（ｄ_LCは液晶層８、９、１０、１１の厚み、λ₀ は入射光１５、１６の波長、ｍは０又は任意の整数）・・・（３）
ｎ_F・ｄ_F＝（１／４＋ｋ／２）λ₀ （ｄ_Fはフィルム５、６、７の厚み、ｋは０又は任意の整数）・・・（４）
を充たすように、液晶層８、９、１０、１１の厚みと、フィルム５、６、７の厚みを設定すれば、図１、図２（ａ）に示すように、波長λ₀の入射光１５を最も強く干渉反射する。
【００４１】
又、反射光１７の強度は、上記液晶層及びフィルムの枚数の多い程、言い換えれば上記複合多層膜の層数の多い程、反射光１７の強度は増す。本実施の形態の図面ではフィルムと液晶層との合計で７層しか描かれていないが、好ましくは１０層以上が良い。
【００４２】
以上の様に、正の誘電異方性を持つネマチック液晶材料とフィルム材料とを（（２）式、（２）’式または（２）’’式および（２）’’’式を充たす様にそれぞれ選定し、（３）式、（４）式を充たす様に液晶層の厚みとフィルムの厚みとを合わせ込み、上記液晶層とフィルムを交互に好ましくは１０層以上積み重ねれば、電圧印加時には入射光が透過し、電圧無印加時には入射光が反射する光変調素子が出来、表示装置として機能する事が判る。そして、上記表示装置では、光を吸収する偏光板を使用せず、光を有効に利用した明るい表示装置となる事も明らかである。更にフィルムと液晶層との境界面がフラットであるため、従来例１に比べ、その干渉反射強度も明るさで優れている事も判る。
【００４３】
上述した第１の実施例では、液晶層としてネマチック液晶材料を用いたが、複屈折性を有し、電界で液晶分子方向が変わり、それにより屈折率が変化する条件を備えた材料ならば何でも良く、ネマチック液晶の他、スメクチック液晶、カイラルスメクチック液晶、ネマチック液晶分子又はスメクチック液晶分子をポリマー鎖に結合させた高分子液晶、更には上記液晶と高分子液晶の混合物などの材料も液晶層として使用できる。
【００４４】
特に文献２（液晶、基礎編、岡野光治・小林駿介共著、培風館、１．３参照）に示されるディスコティック液晶を用いれば、光学的に負の一軸性を持った複屈折性を有している事から、フィルム層に略水平に配向させた時、入射光に対する屈折率が全ての偏光方向で一様となり、より強い多層膜干渉反射が得られる。この場合、上記ディスコティック液晶そのものだけを電界で分子方向制御してもよいが、特にネマチック液晶とディスコティック液晶とを混合した液晶を用いれば、粘度も下がり、より容易に電界に従って分子軸の向きを変える事ができる。
【００４５】
尚、本実施例を反射型表示装置として用いる場合、下基板２の外側に光吸収層を配置してもよく、電圧無印加領域で波長λ₀光の表示、電圧印加領域で透過光が吸収されて黒色表示となる、偏光板が不要でコントラストの高い表示装置が実現できる。
【００４６】
（第２の実施例）
次に本発明に係わる表示装置の第２の実施例を図３により説明する。３１、３２は各々上、下基板であり互に対向する面上に透明電極膜３３、３４をそれぞれ有する。２３、２４、２５、２６は各々液晶層で、２７、２８、２９は各々フィルムで、各液晶層と各フィルムは図示する様に、交互に重なり合った構造をとり、全体として複合多層膜３０を形成している。３５はエポキシ樹脂等からなり上下基板を固着する周辺シール部である。本実施の形態では、誘電異方性が正のネマチック液晶材料を上記液晶層２３、２４、２５、２６に使用し、各フィルム面に対しほぼ水平配向をさせている。
【００４７】
上記ネマチック液晶材料の複屈折率をｎ_LC1’ （液晶分子の長軸方向）、ｎ_LC2’（液晶分子の短軸方向）とし、ｎ_LC1’＞ｎ_LC2’となるように設定する。一方、フィルム２７、２８、２９は一軸性の複屈折性を有するフィルムであり、その屈折率はＸ軸方向の屈折率をｎ_F1’、Ｙ軸方向の屈折率をｎ_F2’とし、ｎ_F1’＞ｎ_F2’となるように設定する。一般的にフィルムを延伸処理した場合、多くのフィルム材は延伸方向の光軸屈折率が大きく、延伸方向と直交する方向の光軸屈折率が小さくなる一軸性の複屈折性を示す事が知られている。この場合、延伸方向が上記Ｘ軸であり、該Ｘ軸と直交する方向がＹ軸となる。そして、上記ネマチック液晶分子は各フィルム２７、２８、２９の各面に対し水平にかつその分子長軸方向を上記フィルムのＸ軸方位に配列させてある。
【００４８】
さらに本実施の形態では、電圧無印加領域４０で波長λ₀の入射光３６が透過するように条件を設定してある。すなわち、波長λ₀に対して、
ｎ_LC2’・ｄ_LC’≒（１／４＋ｍ／２）λ₀・・・（６）
ｎ_F1’・ｄ_F’≒（１／４＋ｋ／２）λ₀・・・（６）’
（ｄ_LC’及びｄ_F’はそれぞれ液晶層２３、２４、２５、２６及びフィルム２７、２８、２９の厚み、ｋ，ｍは０又は任意の整数）
の条件を充たす様に、各液晶層の厚み（ｄ_LC’）と各フィルムの厚み（ｄ_F’）を設定すれば、電圧無印加領域４０では波長λ₀の入射光３６は透過し、電圧印加領域３９では波長λ₀の入射光３７は反射し、反射光３８となる。
【００４９】
前述した様に、本実施例に於いても反射光強度を上げて、明るい表示装置を得るためには、複合多層膜３０の液晶層及びフィルムの層数を少なくとも１０層以上にする事が好ましい。以上の様に、本実施の形態では電圧印加時に入射光を反射し、電圧無印加時に入射光を透過する表示装置で、第１の実施の形態とは、逆転したパターン表示が可能となる。
【００５０】
尚、本実施例を反射型表示装置としても用いる場合、下基板３２の外側に光吸収層を配置してもよく、電圧無印加領域は透過光が吸収されて黒色表示となり、電圧印加領域では波長λ₀光の表示となり、偏光板が不要でコントラストの高い表示装置が実現できる。
【００５１】
（第３の実施例）
図４は本発明の第３の実施例で、４１、４２はそれぞれ上、下基板、４３、４４はそれぞれ該上、下基板４１、４２の互いに対向する面上にそれぞれ形成された透明電極、４５はエポキシ樹脂等からなり上下基板を固着する周辺シール部である。４６、４７、４８、４９は液晶層で、フィルム５０、５１、５２とそれぞれ交互に積層され、複合多層膜５７を形成している。本実施例に於いては、液晶層４６、４７、４８、４９にはネマチック液晶材料を用い、該ネマチック液晶材の分子配列は、電圧無印加時に於いて、上、下基板４１、４２、及びフィルム５０、５１、５２の各面に対して液晶分子の長軸を略垂直（ホメオトロピック配列）に配向させておく。そして、上記ネマチック液晶として誘電異方性が負の液晶材を選択すれば、上記上下電極４３、４４間にほぼ飽和電圧が印加された電圧印加領域５４では、上記液晶分子は上、下基板４１、４２及びフィルム５０、５１、５２の各面にほぼ水平に配向する。上記ネマチック液晶材のその分子長軸方向の屈折率をｎ_LC1’’、その分子短軸方向の屈折率をｎ_LC2’’（ｎ_LC1’’＞ｎ_LC2’’）となるように設定し、入射光５５、５６の波長λ₀に対して
ｎ_LC2’’≒ｎ_F1’’≒ｎ_F2’’・・・（７）
（ｎ_F1’’、ｎ_F2’’はそれぞれフィルム５０、５１、５２のＸ軸及びＹ軸方向の屈折率）
（７）式を充たすように上記液晶層４６、４７、４８、４９と上記フィルム５０、５１、５２の材料を選択すれば、電圧無印加領域（詳しくは液晶のしきい値電圧以下の電圧印加状態の領域）５３に於いては、上記フィルムと液晶層の境界面に於いては屈折率の差が殆どなく、波長λ₀の入射光５５はほぼ透過する。
【００５２】
ここでも前述したように入射光５５に対する液晶層４６、４７、４８、４９の各層の層内にわたる平均屈折率《ｎ_LC2’’ 》とフィルムの屈折率とを一致させる事が、最も強い透過光を得るために有効である。
【００５３】
更に入射光波長λ₀に対して、下記（８）、（８）’式を充たす様、液晶層厚、フィルム厚を設定すれば、
ｎ_LC1’’・ｄ_LC’’≒（１／４＋ｍ／２）λ₀・・・（８）
ｎ_F1’’・ｄ_F’’≒（１／４＋ｋ／２）λ₀ ・・・（８）’
（ｄ_LC’’及びｄ_F’’はそれぞれ液晶層４６、４７、４８、４９及びフィルム５０、５１、５２の厚み、ｋ，ｍは０又は任意の整数）、
電圧印加領域５４にて波長λ₀の入射光５６は、複合多層膜５７により強く干渉反射される。以上の様に、電圧印加の有無により、入射光の反射／透過のスイッチングが可能となり、表示装置として機能する事が判る。
【００５４】
尚、本実施例を反射型表示装置として用いる場合、下基板４２の外側に光吸収層を設けてもよい。そうすると、電圧無印加領域では透過光が吸収されて黒色表示となり、電圧印加領域では波長λ₀の光の表示となり、偏光板が不要でコントラストの高い表示装置を実現できる。
【００５５】
以上、３つの実施例を示したが、表示装置としては干渉反射波長（λ₀）の波長帯域を広げた明るい表示装置が望ましい。
【００５６】
最も望ましい白色反射光を得るためには、赤、緑、青色等各色の波長域で、前記干渉反射条件を充たす各複合多層膜を用意し、それらを重ね合わせた多重複合多層膜を使用すれば良い。又、前記液晶層、フィルムの各々厚みを連続的に変え、好ましくは１００層以上とした複合多層膜を使用しても、明るい表示装置の実現は可能となる。更に、上記実施の形態に用いたネマチック液晶の代わりに、特にディスコティック液晶を用いれば、フィルムにほぼ水平に配向した状態で、ほぼ均一な光の屈折率（入射光の各偏光に対して屈折率がほぼ均一）をもつため、より光反射率が高く明るい表示装置となる。又、前述した（２）、（２）’、（５）、（５）’、（７）式では波長λ₀に対して、液晶層の一方の屈折率とフィルムの屈折率とを一致させ、入射光が透過するようにさせたが、可視光波長域で全て上述した各式を充たす様な屈折率を実現する事が好ましいが、そのためには、フィルム材料の屈折率の波長分散と液晶材料の屈折率の波長分散とをできるだけ合わせる事も、各材料の選定にあたっては重要である。しかし、一般的には液晶とフィルムの波長分散を一致させる事は困難で、その場合、フィルム材を固定し、干渉反射波長毎に（２）、（２）’、（５）、（５）’、（７）式を充たす様に液晶材の屈折率を成分調合比により調整する方法が現実的である。
【００５７】
（第４の実施例）
次に、本発明に係わる明るい反射型表示装置の第４の実施例を図５を用いて説明する。１４８、１４９、１５０、１５１は液晶層、１４５、１４６、１４７はフィルム層で、それらは交互に重なり合って複合多層膜１５９を形成している。上記液晶層１４８、１４９、１５０、１５１とフィルム１４５、１４６、１４７の各層の屈折率と厚みは前述した第１の実施例に示した様に、式（１）、（２）、（２）’、（３）、（４）をほぼ充たす様に設定された複合多層膜１５９である。１５２は上基板１４２の上部に形成された光散乱層又は光散乱板からなる光散乱部である。１５３は下基板１４１の下部に形成された光吸収層又は光吸収板からなる光吸収部である。本実施の形態の動作は、まず電圧無印加領域１５４に入射した光１５６は第１の実施の形態に示した様に干渉反射され、該反射光は光散乱部１５２で散乱光１５８となり、外部に放出される。従って鏡面のような反射光ではなく、紙面による反射光のような見易い散乱反射光となる。一方、電圧印加領域１５５では、入射した光１５７は前述の第１の実施の形態に示した様に、そのまま透過し、光吸収部１５３迄到達して吸収される。従って、電圧印加領域１５５では光吸収部１５３の色が観察される。
【００５８】
本実施例では、各液晶層１４８、１４９、１５０、１５１の厚みは全て等しく、更に各フィルム１４５、１４６、１４７の厚みも全て等しく設定してあるため、限られた波長λ₀の光でしか透過／反射の電圧制御ができなかったが、可視光波長域全ての波長域で、上記干渉反射条件を充たすためには、上記広い可視光波長域を構成する個々の狭い波長域（λ₀、λ₁、λ₂、・・・、λ_n）毎に、各々干渉反射条件を充たすよう上記した実施例の複合多層膜を設け、干渉反射する波長の異なるｎ個の複合多層膜を積層して、各液晶層とフィルムの厚みの組み合わせを光の進行方向に沿って変え、トータルの層数を増やせばよい。つまり、前述した様に、赤、緑、青色等の各色の波長域で、前記干渉反射条件を充たす各複合多層膜を用意して、それらを重ね合わせた多重複合多層膜を複合多層膜１５９として使用すれば、白色背景に黒表示を表示する（又は黒色背景に白色表示すること）事も可能である。この場合、勿論、光吸収部１５３は黒色にしておく事が必要である。
【００５９】
以上第４の実施例によれば、可視光の各波長域に対応した干渉反射の条件を充たす複数の複合多層膜により、従来例のように偏光板による光吸収がなく、又、従来例１、２と違い液晶層とフィルム層の境界面はフラットのため、干渉反射強度の高い、明るい白／黒表示外観をもった反射型表示装置が提供できる。更に上述した干渉ピッチの異なる複数の複合多層膜を重ねた多重複合多層膜も、前述した方法により、容易に得られる。
【００６０】
（第５の実施例）
図６は、第５の実施例で、白色の背景地上に黒、赤、青等、多数の色の文字、図形等を表示させる例である。
【００６１】
６１、６２は内面に透明電極を有する上、下基板、６３は前述した様に液晶層とフィルム層とを交互に積み重ねた複合多層膜であり、第４の実施例にて説明したように、液晶層及びフィルムの厚みの組み合わせは複合多層膜６３の上下方向で異ならせ、可視光領域全体の波長光に対して干渉反射条件を充たす様に設定されている。また、複合多層膜６３は第１の実施例で述べた式（１）、（２）、（（２）’、（３）、（４）をほぼ満たす。図６に於いては、紙面の制約から液晶層とフィルム層とを合わせて７層しか描かれていないが、可視光波長域全てで充分な干渉反射を行うためには、可視光領域内の複数の波長を干渉反射する複合多層膜を反射すべき波長毎に設け、これを積層することになるので、液晶層とフィルム層とを合わせた全層数を少なくとも１００層以上とすることが好ましい。６４、６５、６６は光吸収部でそれぞれ黒、赤、緑色の色違いの光吸収層又は光吸収板からなる。６４、６５、６６を黒、赤、緑色のフィルタとし、その下に光反射層６８を形成してもよい。６７は光散乱部である。本実施例では、電圧無印加領域に於いては、上記複合多層膜６３は可視光波長域の光を干渉反射し、ほぼ白色Ｗを呈する。一方、電圧印加領域に於いては、入射光はそのまま透過し、下部に配された異なった色調をもつ光吸収部（フィルタ部）６４、６５、６６で吸収され、このフィルタ部を透過し、反射層６８により反射された波長帯域が、異なった色の表示として現れる（図中では赤色光と緑色光が反射されている）。なお、黒の光吸収部６４は多層膜層を透過した光を吸収するため、この部分においては電圧印加時には黒表示となる。従って同一表示面上で白色地の背景に、黒色、赤色、緑色等を表示し図形／文字表現する事が可能である。更に前記光吸収部６４、６５、６６を画素毎に赤、青、緑の光吸収部に置き換えれば、フルカラーの反射型表示装置にもなる事は明白である。
【００６２】
尚、光吸収部を赤、青、緑のカラーフィルタとして下基板の内面に配置しても構わない。この場合、反射層は下基板６２の電極を反射電極としてもよく、また反射層を下基板の外側に配置しても構わない。
【００６３】
（第６の実施例）
図７は、本発明の第６の実施例で、７１、７２は内面に透明電極を有する上、下基板、７４は光吸収部、７３は光散乱部である。８０、８１は、それぞれ液晶層とフィルム層とが交互に積層してなる複合多層膜で、前述した様に、電圧無印加時に於いて所望の波長域で干渉反射条件を充たす様に、各層の屈折率及び膜厚が設定されている。７７はフィルム層で、上記複合多層膜８０、８１を構成するフィルムと同じ材質、厚みでも、違う材質、厚みでも構わない。上記フィルム層７７の上、下面にはそれぞれ透明電極層７８、７９が形成されている。これにより、上下２つの複合多層膜８０と８１とを別々に電圧印加できるため、駆動電圧が約半分に低減できる。上述した例では、透明電極層を有するフィルム層７７を中間部に１層挟んだが、複数層挟めば、更に駆動電圧が低減でき、耐圧の低い半導体ＩＣドライバーによる表示駆動も可能となる事は明らかである。図中、電極７５と７８に接続された構成、電極７６と７９に接続された構成は駆動回路を示す（後述の実施例でも同様）。この２つの駆動回路は２つの複合多層膜を別々に駆動してもよい。別々に駆動すれば、反射強度が２段階に制御できる。また、別々に駆動される複合多層膜をより多く設けてもよく、この場合には反射強度がより多レベルとなり階調表示が可能となる。本実施例のように、複合多層膜の間に電極を有する中間フィルムを介在する構成は、前述の全ての実施例と組み合わせることができる。
【００６４】
このように、本発明では、フィルム層を表示機能材の一つとして用いるため、容易に中間部に電極層が挿入でき、低電圧駆動が可能になるとともに、以下の実施の形態に示すように、反射型カラー表示装置も容易に実現できる。
【００６５】
（第７の実施例）
図８は、本発明による第７の実施例で、明るい反射型カラー表示装置の具体例である。９１、９２は上、下基板で互に対向する面上に透明電極膜１０８、１０９をそれぞれ有している。９３は黒色の光吸収部、９４は光散乱部である。９５は複合多層膜で、前述した様に液晶層とフィルム層との複合多層膜からなる。又、該液晶層及び該フィルム層の各々の屈折率と層厚は、前述した方法に従い、電圧無印加時に赤色光を選択的に干渉反射し、電圧印加時には透過するように設定されている。図８に於いては、該複合多層膜９５は３層構造のものとして図示されているが、実際は、１０層以上の複合多層膜９５が良好な干渉反射を得るために好ましい。同様に、複合多層膜９６、９７は各々緑色、青色を電圧無印加時に選択的に干渉反射するように、そして電圧印加時には透過するように、各々の液晶層とフィルム層の屈折率及び層厚が設定されている。９８、９９は各々上下面に透明電極１００と１０１及び１０２と１０３を有する中間フィルム基板である。本実施の形態に於いては、上述した通り、赤色光選択反射層９５、緑色光選択反射層９６、青色光選択反射層９７の３つの複合多層膜からなる多重複合多層膜を有し、中間フィルム基板９８、９９を各色の複合多層膜間に挿入する事により、各々の複合多層膜９５、９６、９７を独立して電圧を印加する事が可能になり、赤色、緑色、青色を自由に表示制御できる。図８に示す様に、表示領域１１０では、赤色光選択反射層９５、緑色光選択反射層９６、は電圧が印加されていないため、それぞれ色光を干渉反射し、青色光選択反射層９７には電圧が印加されていることにより、青色光はそのまま透過し、下部の黒色光吸収部９３で吸収される。よって、赤色、緑色光が反射し、反射光１０６は黄色となる事を示している。一方、表示領域１１１では、赤色光選択反射層９５、緑色光選択反射層９６は共に電圧印加され、それぞれ、赤及び緑色光が透過し、黒色光吸収部９３で光吸収され、青色光選択反射層９７では電圧無印加で青色光が干渉反射される。よって表示領域１１１では青色を呈する。
【００６６】
上述した様に、本実施例に於いては、赤色光を選択反射する赤色複合多層膜９５、緑色光を選択反射する緑色複合多層膜９６、青色を選択反射する青色複合多層膜９７を各々積層し、各々の複合多層膜を挟んで、透明電極層９８、９９を配するため、各色毎独立に光透過率／反射率を制御できる。本実施の形態にて白色表示する場合は、３つの複合多層膜９５、９６、９７を共に電圧印加しない場合であり、赤、青、緑色光が共に反射して白色表示となる。また、黒色表示の場合は、３つの複合反射膜９５、９６、９７に電圧印加した状態であり、この場合入射光は透過して光吸収部９３に吸収されて黒色表示となる。従って、白色地に黒は勿論、白色地に赤、青、緑色又はそれらの混合色が自由に表現できる明るいフルカラー反射型表示装置が可能となる。上述した例では、赤、緑、青色に対応した複合多層膜を用いたが、勿論、色の組み合わせは、シアン、マゼンダ、イエロー等自由に選択できる。
【００６７】
（第８の実施例）
図９は本発明の第８の実施例で、１１２、１２６は内面に透明電極を有する上、下基板、１１３は黒色の光吸収部、１１４は光散乱部、１１５は複合多層膜でネマチック液晶層１２３とフィルム層１２４とが交互に積層された構造から構成される。ここでは液晶層１２３は、電圧無印加時に於いて、液晶分子の長軸方向を揃え、しかもフィルム層１２４の面にほぼ水平に分子軸が揃った（ホモジニヤス配向）液晶層を使用している。上述した、液晶分子の長軸を揃え、基板面に水平に配向させる方法としては、既存の液晶表示装置の製造方法として一般的なポリイミド樹脂とラビング工程の組み合わせでも、簡単に達成できるが、本実施の形態では後述する様にフィルム層１２４を延伸した膜にすれば、その面上の液晶分子は長軸を延伸方向に揃えて並ぶ性質があり、特別な配向処理をしなくとも、上記配向をもった液晶層を実現できる。上記ネマチック液晶層では、液晶分子の長軸方向と短軸方向とでは屈折率が異なる。今、電圧無印加領域１１７に於いて、液晶分子の長軸が紙面に平行に向くように配向させた場合、紙面に平行の入射偏光成分と、紙面に垂直の入射偏光成分とでは、液晶層の屈折率が異なってくる。本実施の形態では、液晶分子長軸方向の屈折率（ｎ_LC1）とフィルムの屈折率（（ｎ_F）とが一致する様に液晶材料とフィルム材料を選定する。そのため、電圧無印加時においては、入射光１１８のうち、紙面に平行な偏光成分１１９は複合多層膜１１５を透過し下部の黒色光吸収部１１３にて吸収される。一方、紙面に垂直な偏光成分１２０に対しては、液晶層１２３の屈折率はｎ_LC2（ｎ_LC1＞ｎ_LC2）となり、フィルム層の屈折率（ｎ_F）とは異なる。ここで、フィルム層の厚み（ｄ_F）と液晶層の厚み（ｄ_LC）とを
ｎ_F・ｄ_F≒（１／４＋ｋ／２）λ・・・・・（９）
ｎ_LC2・ｄ_LC≒（１／４＋ｍ／２）λ・・・・（９）’
（λは入射光の波長、ｋ，ｍは０又は任意の整数）
（９）、（９）’式を充たす様に設定すれば、波長λの光に対する干渉反射の条件を充たし、反射光１２７として反射する。一方、電圧印加領域１１６に於いては、液晶層１２３の液晶分子はフィルム層１２４の面に対して略垂直に配向し、入射光１２５から見た液晶層１２４の屈折率は、全ての入射偏光面に対して（ｎ_LC3）となる。ネマチック液晶の一般的な性質から、
ｎ_LC3≒ｎ_LC2・・・（１０）
が成り立ち、上記（９）式に従い、波長λの入射光１２５は全て反射し、反射光１２１、１２２となる。
【００６８】
上述した干渉反射の条件は、波長λの光に対して作用するが、前述した様に、液晶層厚とフィルム層厚の組み合わせを変えた複数の複合多層膜を重ねた多重複合多層膜を複合多層膜１１５の代わりに用いれば、可視光波長域全てをカバーする干渉反射波長巾の広い白色背景の明るい表示装置が実現できる。
【００６９】
（第９の実施例）
図１０は、本発明の第９の実施例で、１３０、１３１はそれぞれ内面に透明電極を有する上、下基板、１３２は黒色の光吸収部、１３５は光散乱部である。１３３は複合多層膜で、正の誘電異方性を持つネマチック液晶層（以下、本実施の形態においては、単にネマチック液晶層と呼ぶ）１４３とフィルム１４２を交互に積み重ねた構造を有する。１３４も複合多層膜で、やはりネマチック液晶層１４４とフィルム１４５の積層構造から成る。
【００７０】
本実施の形態に於いては、電圧無印加時には、液晶層１４３の液晶分子の長軸方向は各フィルム１４２の面にほぼ水平、且つ紙面にほぼ平行になるようにホモジニヤス配向させてある。一方、液晶層１４４では、やはり電圧無印加時に於いては、液晶分子の長軸方向は各フィルム１４５の面に対しては、ほぼ水平方向であるが、紙面に対してはほぼ垂直の方向、つまり上記１４３の液晶層の液晶分子長軸とは略直交する方向にホモジニヤス配向させてある。
【００７１】
上記ネマチック液晶層は複屈折性を有するが、今、液晶分子の長軸に平行な偏光に対する屈折率をｎ_LC1、そして該長軸に垂直な偏光に対する屈折率をｎ_LC2とする。
【００７２】
更にフィルム１４２、１４５の屈折率は、Ｘ軸方向の屈折率をｎ_F1、Ｙ軸方向の屈折率をｎ_F2（ｎ_F1≧ｎ_F2）とおく。ここで、Ｘ軸方向は隣接する上記ホモジニヤス配向を取る液晶分子の長軸方向と略一致させてある。そこで
ｎ_F2≒ｎ_LC2・・・（１１）
ｎ_LC2≦ｎ_F1＜ｎ_LC1 ・・・（１１）’
となるようにフィルムの屈折率ｎ_F1、ｎ_F2を設定すれば入射光１４１は複合多層膜１３３、１３４を透過する。
【００７３】
なお、前述した様に、電圧印加時に液晶分子は上記液晶層の層内全てでフィルム面に対して垂直に配列する事はなく、フィルム面に近接した液晶分子は、フィルム面に水平な方向成分を持つ配列を取る。従って、この時の各液晶層の平均的な屈折率はｎ_LC2 とはならず、ｎ_LC2 よりも大きく、ｎ_LC1 よりも小さな値となる。従ってフィルムのＸ軸方向の屈折率ｎ_F1は、入射光１４１に対する液晶層の電圧印加時に於けるＸ軸方向の平均的な屈折率《ｎ_LC2 》と等しくした時に入射光１４１は最も強く透過する。
【００７４】
次に電圧無印加時の反射条件として、
ｎ_LC1・ｄ_LC≒（１／４＋ｍ／２）λ・・・（１２）
ｎ_F1・ｄ_F≒（１／４＋ｋ／２）λ・・・（１２）’
（ｄ_LCは液晶層１４３、１４４の厚み、ｄ_Fはフィルム層１４２、１４５の厚み、λは入射光１３８、１４１の波長とする、ｋ，ｍは０又は任意の整数）
（１１）、（１１）’、（１２）、（１２）’式を充たす様に液晶層１４３、１４４の屈折率と厚み、及びフィルム層１４２、１４５の屈折率と厚みを設定すれば、前述した説明に従い、図１０に示す通り、電圧無印加領域１３６に於いては、波長λの入射光１３８は、紙面に平行な偏光成分は複合多層膜１３３で反射（反射光１３９）される。そして、入射光１３８の紙面に垂直な偏光成分は、複合多層膜１３３では（１１）式を充たす為透過し、複合多層膜１３４に到達し、そこで（１２）、（１２）’式より、干渉反射を受け反射され、反射光１４０となる。従って、波長λの入射光１３８は電圧無印加領域１３６では全て反射される。ここでも前述した通り、複合多層膜１３３、１３４の層数を増やし、尚且つ各層厚の組み合わせの異なる複数の複合多層膜を重ね合わせた多重複合多層膜とすれば、反射光波長域を拡大し、白色反射光を得る事が可能である。
【００７５】
一方、電圧印加領域１３７に於いては、液晶層１４３、１４４を構成する液晶分子が正の誘電異方性を持つネマチック液晶材であるため、フィルム１４２、１４５の各面に対し、略垂直に該液晶分子の長軸を揃える。従って全ての偏光に対し、（１１）、（１１）’式を充たし、入射光１４１は複合多層膜１３３及び１３４を透過し、下部の黒色光吸収部１３２にて光吸収される。勿論、この透過率を上げるためには、全ての可視光波長域に対しても（１１）、（１１）’式を充たすよう、液晶層とフィルム層の屈折率を合わせ込む配慮が重要である。
【００７６】
以上の様に、本実施例に於いては、入射する光の全ての偏光に対して、ほとんどを散乱反射する白色地に、ほぼ完璧な黒色表示（黒色地に白色表示も可能）を表現でき、まさに紙に黒色表示を描いたような明るい反射型表示装置が可能になる。
【００７７】
又、第９の実施例で示した紙面に垂直と並行の２つの偏光軸に対してそれぞれ干渉反射条件を充たす２つの複合多層膜をペアにした二重複合多層膜を、前述した第１乃至第７の実施の形態に示した各複合多層膜の代わりに用いれば、よりコントラストの高い表示装置が実現できることは容易に理解できる。
【００７８】
図１０に於いては、第６の実施の形態と同様に複合多層膜１３３と１３４の中間に、上、下電極層１３７、１３８を有するフィルム１３６を中間電極層として挿入してあるが、これにより、より低い電圧で表示動作をさせる事が可能になる。
【００７９】
以上、９つの実施例により本発明を説明してきたが、本発明に用いたフィルム材料は、略透明で薄膜化できるフィルム材料ならば、何でも良い。例えば、ポリエチレンナフサレート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、セルロース系樹脂、ポリエーテルサルホン系樹脂等、種々の屈折率を持った樹脂から選択できる。液晶材料は、前述した様に、ネマチック液晶、スメクチック液晶、さらにはこれらの液晶分子を含む高分子液晶、さらにはこれらの液晶の混合物等、電界印加により液晶分子軸の方向が変えられ、それにより液晶層の屈折率が変化すれば、何でも良いが、前述した通り、特にディスコティック液晶は層面に平行に配向した状態で干渉反射能力が高く、より好ましい（ディスコティック液晶と前述の液晶と混合してもよい）。
【００８０】
更に、前述した９つの実施例に於いては、そこで用いた液晶層を構成する液晶分子は上、下基板間の電圧印加の有無により、該分子長軸は水平／垂直とほぼ９０°の軸方向の変位で説明した。液晶層の電圧印加の有無による屈折率差の絶対値が大きい程、干渉反射の能力は高く、複合多層膜の層数が少なくとも、その表示性能は高い。しかし、実際には、液晶分子全体の電圧印加有無による９０°の分子軸変位は理想的で、印加電圧にもよるが、平均的に８０°あるいはそれ以下の変位のケースの方が多いと推測される。しかし、本発明の主旨は、前記複合多層膜を構成する液晶層の屈折率が電圧印加によって変化すれば、分子軸変位が８０°あるいはそれ以下であっても、複合多層膜の層数を増やす事により干渉反射光強度を補えるため、各実施の形態に示した表示性能が得られる事は明らかである。
【００８１】
また、表示駆動の電圧については、前述した様に、複合多層膜の中間部に電極を有する複数の基板を挿入し、結果的に分割された複合多層膜にそれぞれ電圧を印加すれば、より低い電圧で表示駆動させる事は可能であるが、もう一つの方法として、フィルム層に多少なりとも導電性を付与させる事が、より低い電圧での表示駆動という目的を達成する上で有効な手段となる。
【００８２】
つまり、通常の導電性のないフィルムを用いた場合、液晶層全体に印加される電圧（Ｖ）は、ほぼ下記（１３）式の通りとなる。
【００８３】
Ｖ≒｛ε_F ／（ε_LC＋ε_F ）｝・Ｖ₀・・・（１３）
ε_F：フィルムの誘電率
ε_LC：液晶層の誘電率
Ｖ₀：上、下電極間に印加される電圧
通常、液晶層の誘電率（ε_LC）は１０〜１５、フィルム層の誘電率は３〜４である。従って液晶層全体に印加される電圧（Ｖ）は、０．２Ｖ₀前後となり、Ｖ₀の１／５前後に低減してしまう。よって、上述した様に、フィルム層に多少の導電性を付与させる事により、Ｖ≒Ｖ₀とする事ができ、上下電極間に印加する電圧が殆どそのまま液晶層に印加される。上記フィルムに導電性を付与する方法としては、ポリアセチレン系、ポリパラフェニレン系といった導電性を持つプラスチックを前記フィルムに混入させる事により、上記効果を実現できる。
【００８４】
以上、本発明の構成について、種々の実施例を挙げてきたが、各実施例において説明された内容は、他の実施例において適宜組み合わせて実施できることは言うまでもない。次に、以上の実施例による表示装置の具体的な製造方法、特に前記複合多層膜の製造方法について説明する。
【００８５】
（第１０の実施例）
図１１は、上記複合多層膜の製造方法の実施例で、１１０１は液晶材料で壺１１０８内に保持されている。１１０２は第１のローラーで、矢印１１０９の方向に回転し、液晶材１１０１を第１のローラー面上に一様にコートしながら回転方向に巻き上げる。１１０３は、コートされた液晶層の厚みを一定に保つ為に設けられた第２のローラーで、必要に応じ取り付ける。１１０５は前記複合多層膜を構成する材料となるプラスチックフィルム（以下、単にフィルムと呼ぶ）材で、第１のローラー１１０２と第３のローラー１１０４の接点部で液晶材１１０１が上記フィルム１１０５の面上に均一に塗布される。液晶層の膜厚の制御は、第１のローラー１１０２と第３のローラー１１０４の間隙調整で可能である。その他やはり上記膜厚の制御法として、液晶材の精密な粘度コントロールによっても可能で、その為に、液晶層の温度管理、又は液晶材料と溶媒の混合系による粘度管理によっても液晶層の精密な厚みの管理は可能となる。勿論、溶媒系との組み合わせでは、液晶層をコーティングした後、溶媒除去の工程が必要である。
【００８６】
次に同様な方法で、やはり液晶層が面上にコートされたフィルム１１１０と前述のフィルム１１０５とが、第４のローラー１１０６と第五のローラー１１０７の間で重なり合わされ、複合４層膜が形成される。同様の事を繰り返す事により、１０層以上の複合多層膜が容易に製造できる事は明らかである。
【００８７】
以上は、基本的な製造方法の例であるが、勿論、液晶層厚の均一化、更にはフィルム同志の貼り合わせの際に気泡を抱き込まないように、更にローラー数を増やしたり、均一熱源により加熱し液晶の粘度を下げて塗布しローラーで張り合わせるといった工夫をすれば、更に目的に合った複合多層膜が得られるが、既存の精度の高い多層膜製造工程が参考になる事は容易に理解できる。
【００８８】
又、前述した実施例に於ける複合多層膜を構成する各フィルム及び液晶層に要求される各膜厚は、可視光波長の４分の１、つまり０．１μｍから０．２μｍ程度の極薄の厚みが必要になる。このためには図１１に示した様な０．２μｍ以下の厚みのフィルムを使用し、液晶層をコートする際、高い温度で粘度を下げたり、溶媒に溶かして低粘性にした状態で塗布し、極薄膜液晶層を得る事も可能であるが、図１２に示す方法を用いれば、更に容易に上記複合多層膜が得られる。
【００８９】
（第１１の実施例）
図１２は、上記複合多層膜の製造方法の他の実施例で、１２０１は図１１の方法で作成された比較的厚い（例えばフィルム、液晶層単層の厚みが１μｍ以上）複合多層膜、上記複合多層膜は１段目の圧延ローラー１２０２、及び１２０３で延伸される。更に延伸された複合多層膜１２０６は２段目の圧延ローラー１２０４と１２０５とにより延伸される。このように延伸処理を多数回行う事により、当初の複合多層膜１２０１は徐々に液晶層、フィルムの厚みを減じ、所望の薄層を得る事が容易に可能となる。このようにして作成した複合多層膜を所定のサイズに切断し、図１に示す様に上、下基板１、２間に液晶材料とともに挟み込み、周辺部をエポキシ系接着剤等でシールすれば、図１に示す様な複合多層膜を有する表示装置が比較的容易に完成する。
【００９０】
以上本発明の各実施例に於いては、プラスチックフィルム（以下、単にフィルムと呼ぶ）上に液晶層をコーティング塗布したものを複合多層膜の単位複合膜とし、それを１０層以上ローラー等で重ねあわせる事により、極めて容易に上記複合多層膜を実現し、そしてフィルムと液晶層の界面がフラットで、干渉反射光強度の高い反射型表示装置が提供できる。
【００９１】
又、フィルムの厚みは自由に選択でき、更に液晶層の厚みもロールコート法ならびに、その際の温度又は溶剤等による液晶粘度のコントロールにより、比較的容易に精度よく管理できるため、干渉反射の波長域も簡単に設定できる。更に上記、フィルム層、液晶層の厚みの管理された複合多層膜は、層単位で厚みを変化させる事も容易で、広い波長帯域に於いて干渉反射条件を充たす事が可能になり、任意の色、そして白色の背景色を持った明るい反射型表示装置が容易に実現できる。
【００９２】
又、上記複合多層膜が可視光波長域で干渉反射条件を充たすためには、フィルム、液晶層の各膜厚とも０．２μｍ以下の極めて薄い膜厚が要求されるが、製造方法として、比較的厚い（１μｍ以上）フィルムを用い、その上にロールコート法等により液晶材料をコーティング塗布した後、該液晶材料がコーティング塗布されたフィルムを多層、ローラー等で重ね合わせ、比較的厚い複合多層膜を形成した後に、該複合多層膜を圧延ローラーで多段回、延伸処理を施せば、極めて容易に所望の厚みを有する複合多層膜が実現できるとともに、精密な膜厚コントロールが可能になる。更にこの延伸処理は、フィルム高分子ポリマーの分子軸方向を揃え、それがこのフィルムの上にコーティングされた液晶層の液晶分子の配向方向を揃える効果もあり、液晶分子長軸の揃った屈折率の均一な液晶層が得られるため、干渉反射光の波長を、精密にそして容易に制御でき、均一で明るい反射型表示装置が得られる。勿論、あらかじめ、フィルム上にポリイミド等の配向材を塗布そして乾燥し、従来の液晶表示体製造で、一般的な回転ブラシラビング法によっても、液晶分子を所望の方向に均一に配向させる事は可能である。
【００９３】
更に、上記複合多層膜の一方のベース材料としてフィルムを用いているため、透明電極も容易にフィルム上に形成でき、該複合多層膜の中間部に電極層を持つフィルムを挿入すれば、より低電圧の駆動が可能になる。又、赤、緑、青色等の選択干渉反射を示す各複合多層膜のブロックの上下に、それぞれ該電極層を持つフィルムを挟み、上記各ブロックを重ねて一体化すれば、各々独立に表示駆動ができ、反射型のフルカラー表示装置が実現できる。
【００９４】
次に、複合多層膜としてにおける液晶層とフィルムの積層数と反射率との関係等を、以下の実施例により説明する。
【００９５】
（第１２の実施例）
図１３は４５０ｎｍの入射光の波長を干渉反射する複合多層膜の例である。図１３（ａ）は複合多層膜の積層を模式化した図であり、図１３（ｂ）は積層数を変えて４５０ｎｍ付近での干渉反射率を測定した結果の図である。液晶（液晶分子の長軸方向の屈折率ｎ₁ ＝１．７、短軸方向の屈折率ｎ₂ ＝１．５）を用い、フィルムとしてポリエチレン樹脂（屈折率ｎ_F＝１．５）を、図１３（ａ）に示されるように基板間に積層した。電圧無印加時の液晶分子の配向は基板にほぼ水平方向とし、配向方向を紙面に垂直方向に設定した液晶層と平行方向に設定した液晶層とをほぼ同数になるように設けた。また、液晶層とフィルム層の厚みは、４５０ｎｍの波長に対して（３）（４）式を満たすように設定した。図１３（ｂ）は横軸が波長、縦軸が反射率であり、Ａは液晶層とフィルム層を合計した複合多層膜が２１層（奇数になるのは、複合多層膜の両側に液晶層が配置されるため、液晶層とフィルムの組み合わせに対して液晶層が１層多くなることによる。又上記層数は前記紙面に垂直方向に配向した液晶層を有する複合多層膜及び水平方向に配向した液晶層を有する複合多層膜の各々の層数であり、全層数はその２倍となる。）、Ｂは同じく４１層、Ｃは６１層、Ｄは８１層、Ｅは１０１層の場合の反射率を示す。電圧無印加の時、液晶層の液晶分子はフィルム面に対して平行方向に配向し、屈折率がｎ1＝１．７となりフィルムの屈折率１．５と異なるので、４５０ｎｍの波長を選択的に干渉反射する。図から明かなように、複合多層膜は２１層以上あれば好ましく、さらに４１層以上、さらには６１層以上あればより好ましい事が判る。
【００９６】
（第１３の実施例）
図１４は４５０ｎｍ、５５０ｎｍ、６５０ｎｍ、７５０ｎｍの入射光の波長をそれぞれ干渉反射する複合多層膜を更に積層した例である。図１４（ａ）は４つの波長に対応する複合多層膜の積層を模式化した図であり、図１４（ｂ）は積層数を変えて各波長付近での干渉反射率を測定した結果の図である。液晶（液晶分子の長軸方向の屈折率ｎ₁ ＝１．７、短軸方向の屈折率ｎ₂ ＝１．５）を用い、フィルムとしてポリエチレン樹脂（屈折率ｎ_F＝１．５）を、図１４（ａ）に示されるように基板間に積層した。電圧無印加時の液晶分子の配向は基板にほぼ水平方向とし、配向方向を紙面に垂直方向に設定した液晶層と平行方向に設定した液晶層とをほぼ同数になるように設けた。また、４つの波長に対応する複合多層膜は、液晶層とフィルム層の厚みを４５０ｎｍの波長、５５０ｎｍの波長、６５０ｎｍの波長、７５０ｎｍの波長に対してそれぞれ（３）（４）式を満たすように設定した。図１４（ｂ）は横軸が波長、縦軸が反射率である。各波長に対応する４つの複合多層膜は、上記紙面に垂直方向に配向を設定した液晶層を含む複合多層膜と同じく水平方向に配向を設定した液晶層を含む複合多層膜とをそれぞれ有し、図のＡ〜Ｅは、各波長を干渉反射する各複合多層膜において、上記紙面に垂直方向に配向を設定した液晶層を含む複合多層膜及び同じく水平方向に配向を設定した液晶層を含む複合多層膜の各々の層数を示す。従って、総層数はＡ〜Ｅの層数のほぼ８倍となる。Ａは各波長を干渉反射する液晶層とフィルム層を合計した複合多層膜が２１層（奇数になるのは、複合多層膜の両側に液晶層が配置されるため、液晶層とフィルムの組み合わせに対して液晶層が１層多くなることによる。）、Ｂは同じく４１層、Ｃは６１層、Ｄは８１層、Ｅは１０１層の場合の反射率を示す。電圧無印加の時、液晶層の液晶分子はほぼ水平方向に配向し、屈折率がｎ₁ ＝１．７となりフィルムの屈折率１．５と異なるので、各波長を選択的に干渉反射する。図から明かなように、各波長を干渉反射する各複合多層膜において、上記紙面に垂直方向に配向を設定した液晶層を含む複合多層膜及び同じく水平方向に配向を設定した液晶層を含む複合多層膜の各々の層数は２１層以上あることが好ましく、さらに４１層以上、さらには６１層以上あればより好ましい事が判る。
【００９７】
（第１４の実施例）
次に、第１４乃至第２１の実施例として、複合多層膜のフィルムと液晶層の屈折率及びこれらの層数と反射率との関係を種々の構造の表示装置について調べた。
【００９８】
図１５Ａ乃至図１５Ｃおよび図１６Ａ、Ｂは、第１４の実施例乃至第２１の実施例の表示装置における印加電圧と液晶分子の配向状態との一般的な関係を説明するための図であって、図１５Ａ、Ｂ、Ｃ、図１６Ａ、Ｂは、それぞれ液晶層に０．５Ｖ、１．０Ｖ、１．５Ｖ、２．０Ｖ、２．５Ｖを印加したときの液晶の配向状態を模式的に示している。第１４の実施例乃至第２１の実施例においては、液晶層に使用する液晶を誘電率異方性が正のネマチック液晶とし、電圧無印加時に液晶がフィルムまたは基板に対し水平に配向（ホモジニヤス配向）するような構造であるとして、表示素子の反射率のシミュレーションを行った。このような構造の表示素子においては、図１５Ａ〜Ｃ、図１６Ａ、Ｂに示すように、印加電圧を高くしていくと、液晶は次第に傾いてくるが、この傾きはセルの厚さ方向で一様ではなく、フィルムまたは基板に近い部分では傾きは小さく、セルの中央部においては傾きは大きくなる。従って、図１７に示すように、液晶はセル内において、その厚さ方向に、印加電圧に応じた屈折率分布を持つようになる。第１４乃至第２１の実施例においては、液晶層はこのような屈折率分布を持っているとして反射率をシミュレーションした。なお、図１７の屈折率分布は、セル厚０．１μｍのものについてのものである。
【００９９】
図１８は、本発明の第１４の実施例の表示装置の構造を説明するための図である。
【０１００】
この第１４の実施例の表示装置においては、図１８Ａに示すように、波長４５０ｎｍ、５５０ｎｍ、６５０ｎｍ、７５０ｎｍの入射光をそれぞれ干渉反射する４つの複合多層膜を積層している。
【０１０１】
各波長の光を干渉反射する複合多層膜は、図１８Ｂに示すように、それぞれＰ波用の複合多層膜２００とＳ波用の複合多層膜３００とを備えている。Ｐ波用の複合多層膜２００においては、フィルム２０１と液晶層２１１とを交互に積層し、各液晶層２１１においては、電圧無印加時の液晶分子の長軸の配向方向は、フィルム２０１にほぼ水平であってしかも紙面に並行であるとした。Ｓ波用の複合多層膜３００においては、フィルム３０１と液晶層３１１とを交互に積層し、各液晶層３１１においては、電圧無印加時の液晶分子の長軸の配向方向は、フィルム３０１にほぼ水平であってしかも紙面に垂直であるとした。各波長の光を干渉反射する複合多層膜内においては、Ｐ波用の複合多層膜２００のフィルム２０１と液晶層２１１の層数とＳ波用の複合多層膜３００のフィルム３０１と液晶層３１１の層数とは同じとした。また、各波長の光を干渉反射する複合多層膜間においても、Ｐ波用の複合多層膜２００のフィルム２０１と液晶層２１１の層数とＳ波用の複合多層膜２００のフィルム３０１と液晶層３１１の層数とは同じとした。なお、この各波長の光を干渉反射する複合多層膜の構造は、第１５乃至第２０の実施例おいても、同様である。
【０１０２】
第１４の実施例においては、液晶分子の長軸方向の屈折率をｎ_LC1 ＝１．７、同じく短軸方向の屈折率をｎ_LC2 ＝１．５とし、フィルムのＸ軸方向の屈折率をｎ_F1＝１．７、Ｙ軸方向の屈折率をｎ_F2＝１．５とした。（ここでＸ軸方向は該フィルムに隣接する上記液晶分子の長軸方向であり、Ｙ軸方向は同じく短軸方向である。）４つの波長の光をそれぞれ干渉反射する複合多層膜は、液晶層とフィルムの厚みを４５０ｎｍの波長、５５０ｎｍの波長、６５０ｎｍの波長、７５０ｎｍの波長に対してそれぞれ（３）、（４）式を満たすように設定した。
【０１０３】
電圧を印加した場合のセル内の厚さ方向の屈折率分布は、図１９Ａのようになり、液晶層はこのような屈折率分布を持つとして表示装置の反射率を求め、印加電圧０．５Ｖ、１．０Ｖ、１．５Ｖ、２．０Ｖおよび２．５Ｖの場合について、それぞれ図１９Ｂ、図２０Ａ、図２０Ｂ、図２１Ａ、図２１Ｂに示した。
【０１０４】
これらの図においては、横軸が波長、縦軸が反射率である。これらの各図においては、各波長の光を干渉反射する各複合多層膜の層数がそれぞれ２１×２（Ａ）、４１×２（Ｂ）、６１×２（Ｃ）、８１×２（Ｄ）および１０１×２（Ｅ）の場合について反射率をそれぞれ求めている。ここで、例えばＡの場合については、２１×２とは、各波長の光を干渉反射する各複合多層膜内において、Ｐ波用の複合多層膜の層数が２１であり、Ｓ波用の複合多層膜の層数が２１であることを示している。従って、本実施例のＡの場合では、全層数は２１×２×４＝１６８となる。Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの場合も同様である。
【０１０５】
なお、例えばＡの場合については、Ｐ波用またはＳ波用の複合多層膜の層数が２１であるとは、Ｐ波用、Ｓ波用それぞれについて、液晶層が１１層、フィルムが１０層であることを示す。このように、液晶層とフィルムを合計した複合多層膜が２１層（奇数）になるのは、複合多層膜の両端には液晶層が配置されるため、液晶層とフィルムの組み合わせに対して液晶層が１層多くなることによる。Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの場合も同様である。
【０１０６】
電圧無印加の時、液晶層の液晶分子はほぼ水平方向に配向し、Ｘ軸方向では液晶層の屈折率（ｎ₁ ）及びフィルムの屈折率（ｎ_F1）ともｎ₁ ＝ｎ_F1＝１．７となり透過状態となる。同様にＹ軸方向でも液晶層の屈折率（ｎ₂ ）及びフィルムの屈折率（ｎ_F2）ともｎ₂ ＝ｎ_F2＝１．５となり透過状態となり、全ての入射光（Ｐ波、Ｓ波）は複合多層膜を透過する。電圧を印加していくと、図１９Ａに示したように、屈折率が１．７よりも小さくなっていくので、各波長の光を選択的に干渉反射するようになる。
【０１０７】
層数を増加させると、反射率が増加するが、反射率は普通の紙で約７０％、上質紙で約８０％程度であることを考慮すれば、各波長の光を干渉反射する各複合多層膜内において、Ｐ波用またはＳ波用の複合多層膜の層数が２１あれば、実用上十分な反射率が得られることがわかる。
【０１０８】
（第１５の実施例）
図２２は、本発明の第１５の実施例の表示装置の構造を説明するための図である。この第１５の実施例の表示装置においては、波長４５０ｎｍ、５００ｎｍ、５５０ｎｍ、６００ｎｍ、６５０ｎｍ、７００ｎｍ、７５０ｎｍの入射光をそれぞれ干渉反射する７つの複合多層膜を積層している。この７つの複合多層膜のそれぞれの構造は、図１８Ｂを参照して説明した第１４の実施例の場合と同様である。
【０１０９】
本実施例においては、液晶分子の長軸方向の屈折率ｎ₁ ＝１．８、短軸方向の屈折率ｎ₂ ＝１．５２とし、フィルムの屈折率をｎ_F1＝１．８、ｎ_F2＝１．５２とした。この場合、液晶分子の配向方向とフィルムの配置との関係は第１４の実施例の場合と同様である。７つの波長の光をそれぞれ干渉反射する複合多層膜は、液晶層とフィルムの厚みを４５０ｎｍの波長、５００ｎｍの波長、５５０ｎｍの波長、６００ｎｍ、６５０ｎｍの波長、７００ｎｍの波長、７５０ｎｍの波長に対してそれぞれ（６）、（６）’式を満たすように設定した。
【０１１０】
電圧を印加した場合のセル内の厚さ方向の屈折率分布は、図２３Ａのようになり、液晶層はこのような屈折率分布を持つとして表示装置の反射率を求め、印加電圧０．５Ｖ、１．０Ｖ、１．５Ｖ、２．０Ｖおよび２．５Ｖの場合について、それぞれ図２３Ｂ、図２４Ａ、図２４Ｂ、図２５Ａ、図２５Ｂに示した。
【０１１１】
これらの図においては、横軸が波長、縦軸が反射率である。これらの各図においては、各波長の光を干渉反射する各複合多層膜の層数がそれぞれ１１×２（Ｆ）、２１×２（Ａ）、３１×２（Ｇ）および４１×２（Ｂ）の場合について反射率をそれぞれ求めている。ここで、各場合の層数の内容については、第１４の実施例の場合と同様である。
【０１１２】
電圧無印加の時、液晶層の液晶分子はほぼ水平方向に配向し、液晶層の屈折率（ｎ₁ 、ｎ₂ ）とフィルムの屈折率（ｎ_F1、ｎ_F2）との関係は、ｎ₁ ＝ｎ_F1＝１．８、ｎ₂ ＝ｎ_F2＝１．５２となりＰ波、Ｓ波とも屈折率の差がなく透過状態となる。電圧を印加していくと、図２３Ａに示したように、屈折率が１．８よりも小さくなっていくので、各波長を選択的に干渉反射するようになる。
【０１１３】
本実施例では、液晶の屈折率が長軸方向で１．８、短軸方向で１．５２であり、第１４の実施例よりも複屈折率性が高いので、少ない層数で高い反射率が得られている。各波長の光を干渉反射する各複合多層膜内において、Ｐ波用またはＳ波用の複合多層膜の層数が１１の場合でも、実用上十分な反射率が得られており、２１層の場合には、８０％以上と上質紙以上の反射率が得られていることがわかる。
【０１１４】
（第１６の実施例）
図２６は、本発明の第１６の実施例の表示装置の構造を説明するための図である。この第１６の実施例の表示装置においては、波長４００ｎｍ、４５０ｎｍ、５００ｎｍ、５５０ｎｍ、６００ｎｍ、６５０ｎｍ、７００ｎｍ、７５０ｎｍ、８００ｎｍの入射光をそれぞれ干渉反射する９つの複合多層膜を積層している。この９つの複合多層膜のそれぞれの構造は、図１８Ｂを参照して説明した第１４の実施例の場合と同様である。
【０１１５】
本実施例においては、液晶分子の長軸方向の屈折率ｎ₁ ＝１．８、短軸方向の屈折率ｎ₂ ＝１．５２とし、フィルムの屈折率をｎ_F1＝１．８、ｎ_F2＝１．５２とした。ここで液晶分子の配列方向とフィルムの配置との関係は第１４の実施例の場合と同様である。９つの波長の光をそれぞれ干渉反射する複合多層膜は、液晶層とフィルムの厚みを４００ｎｍ、４５０ｎｍの波長、５００ｎｍの波長、５５０ｎｍの波長、６００ｎｍ、６５０ｎｍの波長、７００ｎｍの波長、７５０ｎｍの波長、８００ｎｍの波長に対してそれぞれ（３）、（４）式を満たすように設定した。
【０１１６】
電圧を印加した場合のセル内の厚さ方向の屈折率分布は、図２７Ａのようになり、液晶層はこのような屈折率分布を持つとして表示装置の反射率を求め、印加電圧０．５Ｖ、１．０Ｖ、１．５Ｖ、２．０Ｖおよび２．５Ｖの場合について、それぞれ図２７Ｂ、図２８Ａ、図２８Ｂ、図２９Ａ、図２９Ｂに示した。
【０１１７】
これらの図においては、横軸が波長、縦軸が反射率である。これらの各図においては、各波長の光を干渉反射する各複合多層膜の層数がそれぞれ５×２（Ｈ）、１１×２（Ｆ）、１５×２（Ｉ）および２１×２（Ａ）の場合について反射率をそれぞれ求めている。ここで、各場合の層数の内容については、第１４の実施例の場合と同様である。
【０１１８】
電圧無印加の時、液晶層の屈折率（ｎ₁ 、ｎ₂ ）とフィルムの屈折率（ｎ_F1、ｎ_F2）との関係はｎ₁ ＝ｎ_F1＝１．８、ｎ₂ ＝ｎ_F2＝１．５２となりＰ波、Ｓ波とも屈折率の差がなく透過状態となる。電圧を印加していくと、図２７Ａに示したように、屈折率が１．８よりも小さくなっていくので、各波長を選択的に干渉反射するようになる。
【０１１９】
（第１７の実施例）
図３０は、本発明の第１７の実施例の表示装置の構造を説明するための図である。この第１７の実施例の表示装置においては、波長４５０ｎｍ、５５０ｎｍ、６５０ｎｍ、７５０ｎｍの入射光をそれぞれ干渉反射する４つの複合多層膜を積層している。この４つの複合多層膜のそれぞれの構造は、図１８Ｂを参照して説明した第１４の実施例の場合と同様である。
【０１２０】
本実施例においては、液晶分子の長軸方向の屈折率ｎ₁ ＝１．８、短軸方向の屈折率ｎ₂ ＝１．５２とし、フィルムの屈折率をｎ_F1＝１．８、ｎ_F2＝１．５２とした。この場合、液晶分子の配向方向とフィルムの配置との関係は第１４の実施例の場合と同様である。４つの波長の光をそれぞれ干渉反射する複合多層膜は、液晶層とフィルムの厚みを４５０ｎｍの波長、５５０ｎｍの波長、６５０ｎｍの波長、７５０ｎｍの波長に対してそれぞれ（３）、（４）式を満たすように設定した。
【０１２１】
電圧を印加した場合のセル内の厚さ方向の屈折率分布は、図３１Ａのようになり、液晶層はこのような屈折率分布を持つとして表示装置の反射率を求め、印加電圧０．５Ｖ、１．０Ｖ、１．５Ｖ、２．０Ｖおよび２．５Ｖの場合について、それぞれ図３１Ｂ、図３２Ａ、図３２Ｂ、図３３Ａ、図３３Ｂに示した。
【０１２２】
これらの図においては、横軸が波長、縦軸が反射率である。これらの各図においては、各波長の光を干渉反射する各複合多層膜の層数がそれぞれ５×２（Ｈ）、１１×２（Ｆ）、１５×２（Ｉ）および２１×２（Ａ）の場合について反射率をそれぞれ求めている。ここで、各場合の層数の内容については、第１４の実施例の場合と同様である。
【０１２３】
電圧無印加の時、液晶層の屈折率（ｎ₁ 、ｎ₂ ）とフィルムの屈折率（ｎ_F1、ｎ_F2）との関係は、ｎ₁ ＝ｎ_F1＝１．８、ｎ₂ ＝ｎ_F2＝１．５２となりＰ波、Ｓ波とも屈折率の差がなく透過状態となる。電圧を印加していくと、図３１Ａに示したように、屈折率が１．８よりも小さくなっていくので、各波長を選択的に干渉反射するようになる。
【０１２４】
（第１８の実施例）
図３４は、本発明の第１８の実施例の表示装置の構造を説明するための図である。この第１８の実施例の表示装置においては、波長４５０ｎｍ、５００ｎｍ、５５０ｎｍ、６００ｎｍ、６５０ｎｍ、７００ｎｍ、７５０ｎｍの入射光をそれぞれ干渉反射する７つの複合多層膜を積層している。この７つの複合多層膜のそれぞれの構造は、図１８Ｂを参照して説明した第１４の実施例の場合と同様である。
【０１２５】
本実施例においては、液晶分子の長軸方向の屈折率ｎ₁ ＝１．８、短軸方向の屈折率ｎ₂ ＝１．５２とし、フィルムの屈折率をｎ_F1＝ｎ_F2＝１．５２とした。７つの波長の光をそれぞれ干渉反射する複合多層膜は、液晶層とフィルムの厚みを４５０ｎｍの波長、５００ｎｍの波長、５５０ｎｍの波長、６００ｎｍ、６５０ｎｍの波長、７００ｎｍの波長、７５０ｎｍの波長に対してそれぞれ（３）、（４）式を満たすように設定した。本実施例のように屈折率が１．５程度のフィルムは種類が多く、例えば、ポリエチレン、ポリエステル、ポリカーボネート等が好ましく用いれられる。
【０１２６】
電圧を印加した場合のセル内の厚さ方向の屈折率分布は、図３５Ａのようになり、液晶層はこのような屈折率分布を持つとして表示装置の反射率を求め、印加電圧０．５Ｖ、１．０Ｖ、１．５Ｖ、２．０Ｖおよび２．５Ｖの場合について、それぞれ図３５Ｂ、図３６Ａ、図３６Ｂ、図３７Ａ、図３７Ｂに示した。
【０１２７】
これらの図においては、横軸が波長、縦軸が反射率である。これらの各図においては、各波長の光を干渉反射する各複合多層膜の層数がそれぞれ１１×２（Ｆ）、２１×２（Ａ）、３１×２（Ｇ）、４１×２（Ｂ）および５１×２（Ｊ）の場合について反射率をそれぞれ求めている。ここで、各場合の層数の内容については、第１４の実施例の場合と同様である。
【０１２８】
電圧無印加の時、液晶層の液晶分子はほぼ水平方向に配向し、屈折率がｎ₁ ＝１．８となるが、フィルムの屈折率は１．５２であるので、各波長で干渉反射される。電圧を印加していくと、図３５Ａに示したように、屈折率が１．８よりも小さくなっていくので、各波長の干渉反射の程度が次第減少し、透過率が上昇してくるが、電圧を２．０Ｖ、２．５Ｖとかけていっても、反射率は０にはならない。これは、図３５Ａに示すように、電圧を印加した場合の液晶の屈折率は、液晶の短軸方向の屈折率に等しくはならないからである。
【０１２９】
（第１９の実施例）
図３８は、本発明の第１９の実施例の表示装置の構造を説明するための図である。この第１９の実施例の表示装置においては、波長４５０ｎｍ、５００ｎｍ、５５０ｎｍ、６００ｎｍ、６５０ｎｍ、７００ｎｍ、７５０ｎｍの入射光をそれぞれ干渉反射する７つの複合多層膜を積層している。この７つの複合多層膜のそれぞれの構造は、図１８Ｂを参照して説明した第１４の実施例の場合と同様である。
【０１３０】
本実施例においては、液晶分子の長軸方向の屈折率ｎ₁ ＝１．８、短軸方向の屈折率ｎ₂ ＝１．５２とし、フィルムの屈折率をｎ_F1＝ｎ_F2＝１．５８とした。７つの波長の光をそれぞれ干渉反射する複合多層膜は、液晶層とフィルムの厚みを４５０ｎｍの波長、５００ｎｍの波長、５５０ｎｍの波長、６００ｎｍ、６５０ｎｍの波長、７００ｎｍの波長、７５０ｎｍの波長に対してそれぞれ（３）、（４）式を満たすように設定した。
【０１３１】
電圧を印加した場合のセル内の厚さ方向の屈折率分布は、図３９Ａのようになり、液晶層はこのような屈折率分布を持つとして表示装置の反射率を求め、印加電圧０．５Ｖ、１．０Ｖ、１．５Ｖ、２．０Ｖおよび２．５Ｖの場合について、それぞれ図３９Ｂ、図４０Ａ、図４０Ｂ、図４１Ａ、図４２Ｂに示した。
【０１３２】
これらの図においては、横軸が波長、縦軸が反射率である。これらの各図においては、各波長を干渉する各複合多層膜の層数がそれぞれ１１×２（Ｆ）、２１×２（Ａ）、３１×２（Ｇ）、４１×２（Ｂ）および５１×２（Ｊ）の場合について反射率をそれぞれ求めている。ここで、各場合の層数の内容については、第１４の実施例の場合と同様である。
【０１３３】
電圧無印加の時、液晶層の液晶分子はほぼ水平方向に配向し、屈折率がｎ₁ ＝１．８となるが、フィルムの屈折率は１．５８であるので、各波長で干渉反射される。電圧を印加していくと、図３９Ａに示したように、屈折率が１．８よりも小さくなっていくので、各波長の干渉反射の程度が次第減少し、透過率が上昇する。そして、電圧を２．５Ｖと印加した場合に、反射率はほぼ０となる。図３９Ａに示すように、電圧を２．５Ｖ印加した場合には、液晶層の平均的な屈折率はフィルムの屈折率の１．５８にほぼ等しくなるからである。
【０１３４】
（第２０の実施例）
図４２は、本発明の第２０の実施例の表示装置の構造を説明するための図である。この第２０の実施例の表示装置においては、波長４５０ｎｍ、５００ｎｍ、５５０ｎｍ、６００ｎｍ、６５０ｎｍ、７００ｎｍ、７５０ｎｍの入射光をそれぞれ干渉反射する７つの複合多層膜を積層している。この７つの複合多層膜のそれぞれの構造は、図１８Ｂを参照して説明した第２０の実施例の場合と同様である。
【０１３５】
本実施例においては、液晶分子の長軸方向の屈折率ｎ₁ ＝１．８、短軸方向の屈折率ｎ₂ ＝１．５２とし、フィルムの屈折率をｎ_F1＝ｎ_F2＝１．６とした。７つの波長の光をそれぞれ干渉反射する複合多層膜は、液晶層とフィルムの厚みを４５０ｎｍの波長、５００ｎｍの波長、５５０ｎｍの波長、６００ｎｍ、６５０ｎｍの波長、７００ｎｍの波長、７５０ｎｍの波長に対してそれぞれ（３）、（（４）式を満たすように設定した。
【０１３６】
電圧を印加した場合のセル内の厚さ方向の屈折率分布は、図４３Ａのようになり、液晶層はこのような屈折率分布を持つとして表示装置の反射率を求め、印加電圧０．５Ｖ、１．０Ｖ、１．５Ｖ、２．０Ｖおよび２．５Ｖの場合について、それぞれ図４３Ｂ、図４４Ａ、図４４Ｂ、図４５Ａ、図４５Ｂに示した。
【０１３７】
これらの図においては、横軸が波長、縦軸が反射率である。これらの各図においては、各波長を干渉反射する各複合多層膜の層数がそれぞれ１１×２（Ｆ）、２１×２（Ａ）、３１×２（Ｇ）、４１×２（Ｂ）および５１×２（Ｊ）の場合について反射率をそれぞれ求めている。ここで、各場合の層数の内容については、第１４の実施例の場合と同様である。
【０１３８】
電圧無印加の時、液晶層の液晶分子はほぼ水平方向に配向し、屈折率がｎ₁ ＝１．８となるが、フィルムの屈折率は１．６であるので、各波長で干渉反射される。電圧を印加していくと、図４３Ａに示したように、屈折率が１．８よりも小さくなっていくので、各波長の干渉反射の程度が次第減少し、透過率が上昇する。そして、印加電圧を２．０Ｖとした場合に、反射率はほぼ０となり、印加電圧をさらに増加させて、２．５Ｖとすると、反射率は逆に増加する。図４３Ａに示すように、電圧を２．０Ｖ印加した場合には、液晶層の平均的な屈折率はフィルムの屈折率の１．６にほぼ等しくなるから反射率がほぼ０となり、電圧を２．５Ｖ印加した場合には、液晶層の平均的な屈折率はフィルムの屈折率１．６よりも小さくなるからまた反射率が増加している。なお、本実施例では、第１９の実例の場合よりもフィルムの屈折率を液晶の長軸方向の屈折率に近づけているので、駆動電圧を下げることができる。
【０１３９】
このように、フィルムの屈折率を印加電圧によってきまる液晶の平均的な屈折率にほぼ等しくすれば、その印加電圧での反射率を小さくすることができる。
【０１４０】
（第２１の実施例）
図４６は、本発明の第２１の実施例の表示装置の構造を説明するための図である。この第２１の実施例の表示装置においては、液晶層およびフィルムからなる複合多層膜を、隣接する液晶層およびフィルムの間では、（３）、（４）式をほぼ成立させながら、干渉反射する波長を４５０ｎｍから７５０ｎｍまで連続的変化させて表示装置を構成した。なお、各波長の光を干渉反射する複合多層膜は、それぞれＰ波用の複合多層膜とＳ波用の複合多層膜を備えており、Ｐ波用の複合多層膜の液晶層においては、電圧無印加時の液晶分子の長軸の配向方向は、フィルムにほぼ水平であってしかも紙面に並行であるとし、Ｓ波用の複合多層膜の液晶層においては、電圧無印加時の液晶分子の長軸の配向方向は、フィルムにほぼ水平であってしかも紙面に垂直であるとした。各波長の光を干渉反射する複合多層膜内においては、Ｐ波用の複合多層膜のフィルムと液晶層の層数とＳ波用の複合多層膜のフィルムと液晶層の層数とは同じとした。
【０１４１】
本実施例においては、液晶分子の長軸方向の屈折率ｎ₁ 、短軸方向の屈折率ｎ₂ をそれぞれ、ｎ₁ ／ｎ₂ ＝１．６／１．５、１．５５／１．４、１．７／１．５、１．１５／１．３、とし、それぞれの表示装置の電圧印加時の反射率分布を図４７Ａ、４７Ｂ、４８Ａ、４８Ｂにそれぞれ示した。なお、フィルムはいづれも複屈折性を有するフィルムを用い、Ｘ軸方向の屈折率は隣接する液晶分子の長軸方向の屈折率と等しくし、Ｙ軸方向の屈折率はやはり隣接する液晶分子の短軸方向の屈折率と等しくなるように設定している。これらの図においては、横軸が波長、縦軸が反射率である。これらの各図においては、４５０ｎｍから７５０ｎｍまでの光を干渉反射する複合多層膜における液晶層とフィルムの全層数がそれぞれ５１×２（ａ）、１０１×２（ｂ）、１５１×２（ｃ）、２０１×２（ｄ）、２５１×２（ｅ）、３０１×２（ｆ）、３５１×２（ｇ）、４０１×２（ｈ）、４５１×２（ｉ）および５０１×２（ｊ）の各場合について反射率をそれぞれ求めている。ここで、例えばａの場合、５１×２とは、Ｐ波用の複合多層膜の層数が５１であり、Ｓ波用の複合多層膜の層数が５１であることを示している。従って、本実施例の場合では、全層数は５１×２＝１０２となる。ｂ乃至ｊの場合も同様である。
【０１４２】
液晶の複屈折率性（＝長軸方向の屈折率（ｎ₁ 、ｎ_CL1）／短軸方向の屈折率（ｎ₂ 、ｎ_CL2 ））が大きい程、また、層数が多い程、反射率が高くなっている。
【０１４３】
図４９には、この複屈折率性をパラメータとして、全層数と反射率との関係を示している。これによれば、複屈折性が１．１以上で、全層数が１００以上あれば、従来のＴＮ液晶の反射率よりも高い反射率が得られることがわかる。
【０１４４】
なお、上記第１４乃至第２１の実施例においては、電圧無印加時に液晶がフィルムまたは基板に対し水平に配向（ホモジニヤス配向）するような構造であるとしてシミュレーションを行ったが、電圧無印加時に液晶がフィルムまたは基板に対しほぼ垂直に配向（ホメオトロピック配向）するような構造であっても、その原理は同じである。ただ、この場合には、フィルムの屈折率が液晶の長軸方向の屈折率に近い場合には、電圧無印加で光反射、電圧印加で光透過となり、フィルムの屈折率が液晶の短軸方向の屈折率に近い場合には、電圧無印加で光透過、電圧印加で光反射となる。
【０１４５】
【発明の効果】
以上、説明した様に、本発明にかかわる表示装置に於いては、偏光板を使わず、明るい表示装置が可能となり、特に反射型表示装置として従来の液晶表示装置では得られなかった明るい白／黒表示、更には、明るい反射型カラー表示装置が可能となる。又、液晶をコーティングしたフィルム層を多層重ね合わせ、更にそれを延伸処理する事も可能で、それにより所望の厚みを持った複合多層膜を容易に作成でき、比較的容易に上記明るい反射型表示装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る表示装置の第１の実施例を説明するための図である。
【図２】本発明に係る表示原理を説明するための図である。
【図３】本発明に係る表示装置の第２の実施例を説明するための図である。
【図４】本発明に係る表示装置の第３の実施例を説明するための図である。
【図５】本発明に係る表示装置の第４の実施例を説明するための図である。
【図６】本発明に係る表示装置の第５の実施例を説明するための図である。
【図７】本発明に係る表示装置の第６の実施例を説明するための図である。
【図８】本発明に係る表示装置の第７の実施例を説明するための図である。
【図９】本発明に係る表示装置の第８の実施例を説明するための図である。
【図１０】本発明に係る表示装置の第９の実施例を説明するための図である。
【図１１】本発明に係る表示装置に使用する複合多層膜の製造方法を説明するための図である。
【図１２】本発明に係る表示装置に使用する複合多層膜の他の製造方法を説明するための図である。
【図１３】本発明に係る表示装置の第１４の実施例における複合多層膜の層数と干渉反射率の関係を説明するための図である。
【図１４】本発明に係る表示装置の第１５の実施例における複合多層膜の層数と干渉反射率の関係を説明するための図である。
【図１５】本発明に係る表示装置の第１４の実施例乃至第２１の実施例における印加電圧と液晶分子の配向状態との関係を説明するための図である。
【図１６】本発明に係る表示装置の第１４の実施例乃至第２１の実施例における印加電圧と液晶分子の配向状態との関係を説明するための図である。
【図１７】本発明に係る表示装置の第１４の実施例乃至第２１の実施例におけるセル厚方向と液晶の屈折率との関係を印加電圧をパラメータとして説明するための図である。
【図１８】本発明の第１４の実施例の表示装置の構造を説明するための図である。
【図１９】本発明の第１４の実施例の表示装置を説明するための図であり、図１９Ａは、第１４の実施例の表示装置におけるセル厚方向と液晶の屈折率との関係を印加電圧をパラメータとして説明するための図であり、図１９Ｂは、第１４の実施例の表示装置における複合多層膜の層数と干渉反射率の関係を説明するための図である。
【図２０】本発明の第１４の実施例の表示装置における複合多層膜の層数と干渉反射率の関係を説明するための図である。
【図２１】本発明の第１４の実施例の表示装置における複合多層膜の層数と干渉反射率の関係を説明するための図である。
【図２２】本発明の第１５の実施例の表示装置の構造を説明するための図である。
【図２３】本発明の第１５の実施例の表示装置を説明するための図であり、図２３Ａは、第１５の実施例の表示装置におけるセル厚方向と液晶の屈折率との関係を印加電圧をパラメータとして説明するための図であり、図２３Ｂは、第１５の実施例の表示装置における複合多層膜の層数と干渉反射率の関係を説明するための図である。
【図２４】本発明の第１５の実施例の表示装置における複合多層膜の層数と干渉反射率の関係を説明するための図である。
【図２５】本発明の第１５の実施例の表示装置における複合多層膜の層数と干渉反射率の関係を説明するための図である。
【図２６】本発明の第１６の実施例の表示装置の構造を説明するための図である。
【図２７】本発明の第１６の実施例の表示装置を説明するための図であり、図２７Ａは、第１６の実施例の表示装置におけるセル厚方向と液晶の屈折率との関係を印加電圧をパラメータとして説明するための図であり、図２７Ｂは、第１６の実施例の表示装置における複合多層膜の層数と干渉反射率の関係を説明するための図である。
【図２８】本発明の第１６の実施例の表示装置における複合多層膜の層数と干渉反射率の関係を説明するための図である。
【図２９】本発明の第１６の実施例の表示装置における複合多層膜の層数と干渉反射率の関係を説明するための図である。
【図３０】本発明の第１７の実施例の表示装置の構造を説明するための図である。
【図３１】本発明の第１７の実施例の表示装置を説明するための図であり、図３１Ａは、第１７の実施例の表示装置におけるセル厚方向と液晶の屈折率との関係を印加電圧をパラメータとして説明するための図であり、図３１Ｂは、第１７の実施例の表示装置における複合多層膜の層数と干渉反射率の関係を説明するための図である。
【図３２】本発明の第１７の実施例の表示装置における複合多層膜の層数と干渉反射率の関係を説明するための図である。
【図３３】本発明の第１７の実施例の表示装置における複合多層膜の層数と干渉反射率の関係を説明するための図である。
【図３４】本発明の第１８の実施例の表示装置の構造を説明するための図である。
【図３５】本発明の第１８の実施例の表示装置を説明するための図であり、図３５Ａは、第１８の実施例の表示装置におけるセル厚方向と液晶の屈折率との関係を印加電圧をパラメータとして説明するための図であり、図３５Ｂは、第１８の実施例の表示装置における複合多層膜の層数と干渉反射率の関係を説明するための図である。
【図３６】本発明の第１８の実施例の表示装置における複合多層膜の層数と干渉反射率の関係を説明するための図である。
【図３７】本発明の第１８の実施例の表示装置における複合多層膜の層数と干渉反射率の関係を説明するための図である。
【図３８】本発明の第１９の実施例の表示装置の構造を説明するための図である。
【図３９】本発明の第１９の実施例の表示装置を説明するための図であり、図３９Ａは、第１９の実施例の表示装置におけるセル厚方向と液晶の屈折率との関係を印加電圧をパラメータとして説明するための図であり、図３９Ｂは、第１９の実施例の表示装置における複合多層膜の層数と干渉反射率の関係を説明するための図である。
【図４０】本発明の第１９の実施例の表示装置における複合多層膜の層数と干渉反射率の関係を説明するための図である。
【図４１】本発明の第１９の実施例の表示装置における複合多層膜の層数と干渉反射率の関係を説明するための図である。
【図４２】本発明の第１９の実施例の表示装置の構造を説明するための図である。
【図４３】本発明の第２０の実施例の表示装置を説明するための図であり、図４３Ａは、第２０の実施例の表示装置におけるセル厚方向と液晶の屈折率との関係を印加電圧をパラメータとして説明するための図であり、図４３Ｂは、第２０の実施例の表示装置における複合多層膜の層数と干渉反射率の関係を説明するための図である。
【図４４】本発明の第２０の実施例の表示装置における複合多層膜の層数と干渉反射率の関係を説明するための図である。
【図４５】本発明の第２０の実施例の表示装置における複合多層膜の層数と干渉反射率の関係を説明するための図である。
【図４６】本発明の第２１の実施例の表示装置の構造を説明するための図である。
【図４７】本発明の第２１の実施例の表示装置における複合多層膜の層数と干渉反射率の関係を説明するための図である。
【図４８】本発明の第２１の実施例の表示装置における複合多層膜の層数と干渉反射率の関係を説明するための図である。
【図４９】本発明の第２１の実施例の表示装置における複合多層膜の全層数と干渉反射率の関係を説明するための図である。
【符号の説明】
１上基板
２下基板
５、６、７プラスチックフィルム
８、９、１０、１１液晶層
１３電圧無印加領域
１４電圧印加領域
１５、１６入射光
１７干渉反射光[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a structure of a liquid crystal device using a composite multilayer film of a liquid crystal and a film and a manufacturing method thereof. The present invention also relates to a display device that controls reflection / transmission by the liquid crystal device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, the reflection type liquid crystal display device has been greatly developed and spread as an information transmission medium such as a watch, a calculator, a cellular phone, a small portable device, and various home appliances as a display device that operates with minute electric power. Various display modes such as TN (twisted nematic) type, STN (super twisted nematic) type, and ferroelectric type have been invented. However, these all use a polarizing plate. In reality, about 60% of the incident light to the liquid crystal element is absorbed by the polarizing plate, resulting in a dark screen and an ideal reflective display. For example, it was far from being easy to see black display on a white background.
[0003]
In particular, in a reflection type color liquid crystal display device, light is absorbed by both the polarizing plate and the color filter, so that at most, 10% or less of incident light incident on the display device is reflected and displayed, which is very dark. However, it has been far from a bright and vivid color display such as a printed product display.
[0004]
Recently, as a method for solving the above-described drawbacks and realizing a bright color display without using a polarizing plate, Conventional Example 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 6-294952) has been proposed and attracted attention. In this proposal, a mixture of a liquid crystal material and a polymer material made of a photocurable resin is inserted between a pair of substrates, irradiated with laser light from two directions, upper and lower, By the interference pattern, light intensity stripes are obtained in the mixed layer of the liquid crystal and the polymer material. And according to this strong and weak stripe pattern, the polymer photo-curing resin is photo-cured in layers, and a multilayer film of polymer photo-curing resin layer / liquid crystal layer / polymer photo-curing resin layer / liquid crystal layer /. Realizing and interference-reflecting light in a specific wavelength range in accordance with the principle of complex multilayer interference reflection. When a voltage is applied to the multilayer film by the electrodes on the inner surfaces of the pair of substrates, the molecular axis direction of the liquid crystal molecules changes in the liquid crystal layer, and accordingly, the refractive index of the liquid crystal layer also changes. Accordingly, the reflected light intensity changes from the interference reflection condition. In this way, light modulation by voltage becomes possible and functions as a display device.
[0005]
In the display device described above, since no polarizing plate is used, a bright color can be produced, and the interference pitch can be freely selected by changing the wavelength of the irradiation laser light or the irradiation angle. Since it can be freely selected, an arbitrary display color can be realized. In particular, the reflective color display device is superior to the conventional TN type and STN type reflective color display devices.
[0006]
However, as a drawback of the above-described display device, for example, as shown in Conventional Example 2 (ASIA DISPLAY '95 P603-606), a layer of a photocurable resin is formed by interference of two laser beams. The pitch is extremely accurate, and the wavelength width of the interference reflected light is very narrow. Therefore, the color is vivid, but the reflection type display lacks brightness. Normally, white is the most desirable background color for reflective display, and for this purpose, it is necessary to satisfy the conditions of interference reflection over a wide wavelength range of visible light. Due to this structure, it is extremely difficult to continuously change the interference pitch above and below the layer, and there is a problem in obtaining a bright white display. As a second problem, the interface between the photo-curing resin and the liquid crystal layer is desirably flat (planar) in order to increase the intensity of interference reflection, but has a shape with fine irregularities as shown in Conventional Example 2. It touches with. Therefore, not all incident light causes interference reflection, but part of the light is transmitted, which is a problem in realizing a brighter reflective display device.
[0007]
Next, as another conventional example, Conventional Example 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 4-178623) is an example of a bright reflective color display device that uses interference reflection without using a polarizing plate. In this conventional example, the liquid crystal layer and SiO₂The layers are overlapped, and the thickness and refractive index of each layer are set so as to meet the interference reflection conditions, thereby causing selective reflection of a specific wavelength. When a voltage is applied between the upper and lower electrodes here, the refractive index of the liquid crystal layer changes in the same manner as described above, and the display function can be realized because the reflected light intensity changes due to departure from the interference reflection conditions. The problem with this conventional example is that the layer causing interference reflection is SiO 2 first.₂Film / Liquid crystal layer / SiO₂It consists of only three layers of film, which does not provide sufficient interference reflected light intensity, and most of the incident light is transmitted and absorbed by the lower light absorption layer. A type display device cannot be realized. To increase the reflected light intensity, SiO₂Film / Liquid crystal layer / SiO₂Film / Liquid Crystal Layer / SiO₂A composite multilayer film having at least 10 layers is preferable, but in this conventional example, formation of the composite multilayer film is extremely difficult. In other words, directly on the liquid crystal layer, SiO₂A film cannot be formed, and as shown in this conventional example, a spacer layer is once formed on the entire surface, and S is formed thereon._iO₂After the film is formed, the spacer is left only in the peripheral portion, and the other portions are removed by etching, and liquid crystal is injected into the removed bubble portion to form a liquid crystal layer. These are S directly on the liquid crystal layer._iO₂Obviously, it is not practical to produce a composite multilayer film of 10 or more layers with this structure due to the difficulty that arises because the film cannot be formed. Furthermore, in this conventional example, since the liquid crystal is injected into the voids removed by over-etching, the alignment process for aligning the liquid crystal molecular axis direction cannot be performed. It is thought that it is in a shape. Usually, in order to increase the intensity of interference reflected light, it is important to control the thickness and refractive index of the liquid crystal layer with high accuracy. In this conventional example, as described above, it is difficult to precisely control the refractive index. There has been a problem in realizing a uniform and bright reflective display device because sufficient intensity of interference reflected light cannot be obtained.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the conventional technology, it is difficult for the reflective liquid crystal display device to satisfy interference reflection conditions in a wide wavelength band of visible light, and all incident light causes interference reflection. However, part of the light is transmitted, which causes problems in realizing a brighter reflective display device. Also, precise control of the refractive index is difficult, and sufficient interference reflected light intensity is obtained. There was a problem in realizing a uniform and bright reflective display device.
[0009]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and is capable of providing a uniform and bright display device with high reflected light intensity, a monochrome display with a white background and black display, or a color display with high contrast. An object of the present invention is to provide an easy-to-view display device and to provide a method that can more easily and accurately manufacture a composite multilayer film of 10 or more layers necessary for the realization.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve the above problems, a liquid crystal device according to the present invention includes a first electrode, a second electrode, a film and a liquid crystal layer disposed between the first electrode and the second electrode. A first composite multilayer film alternately stacked, and a light absorbing means that absorbs light transmitted through the first composite multilayer film and has a different color tone,The light absorbing means comprises at least a light absorbing portion corresponding to the first color and a light absorbing portion corresponding to a second color different from the first color,The light reflectance of the first composite multilayer film is controlled by applying a voltage to the first composite multilayer film.
  The liquid crystal device may further include a reflective layer that reflects light transmitted through the light absorbing means.
  In another liquid crystal device according to the present invention, a first electrode, a second electrode, a film disposed between the first electrode and the second electrode, and a liquid crystal layer are alternately stacked. A first composite multilayer film; and a color filter on which light transmitted through the first composite multilayer film is incident, and a voltage is applied to the first composite multilayer film, whereby the first composite multilayer film The light reflectance in the multilayer film is controlled.
  The liquid crystal device may further include a reflective layer that reflects light transmitted through the color filter.
  In the above liquid crystal device, the first electrode is provided on a first substrate, the second electrode is provided on a second substrate, and the first substrate is provided with light scattering means. You may be allowed to.
  In the above liquid crystal device, the first electrode is provided on a first substrate, the second electrode is provided on a second substrate, and the color filter is provided on an inner surface of the second substrate. It may be.
  In the above liquid crystal device, the first electrode is provided on a first substrate, the second electrode is provided on a second substrate, and the color filter is provided on an inner surface of the second substrate. The second electrode may function as a reflective electrode.
  In the above-described liquid crystal device, the light absorbing means may absorb light in an arbitrary wavelength band that passes through the first composite multilayer film or a wavelength band in the visible light region.
  In the above-described liquid crystal device, a second electrode in which a third electrode, a fourth electrode, a film disposed between the third electrode and the fourth electrode, and a liquid crystal layer are alternately stacked. And a composite multilayer film.
  In the above-described liquid crystal device, the second composite multilayer film is controlled in light reflectivity in the second composite multilayer film by applying a voltage through the third electrode and the fourth electrode. You may be made to do.
  A manufacturing method of a liquid crystal device according to the present invention is a manufacturing method for the above liquid crystal device, wherein a liquid crystal material constituting the liquid crystal layer is applied to at least one surface of the film, and the film on which the liquid crystal material is applied, The first composite multilayer film may be formed by overlapping with a multi-layer roller.
  In the manufacturing method of the liquid crystal device described above, when overlapping with the roller, the liquid crystal layer may be reduced in viscosity by heating to a predetermined temperature.
  In the above method for manufacturing a liquid crystal device, the film may be previously subjected to a uniaxial stretching treatment to have an alignment function for aligning liquid crystal molecules.
  A method for manufacturing the above liquid crystal device, wherein a liquid crystal material constituting the liquid crystal layer is applied onto the film, and the film coated with the liquid crystal material is overlapped and integrated with a roller. Further, the first composite multilayer film may be formed by performing a stretching process with a rolling roller and adjusting the thickness of the film and the thickness of the liquid crystal layer to predetermined values.
  In the above liquid crystal device, conductivity may be imparted to the film.
  In the liquid crystal device, the first composite multilayer film may be configured by laminating at least 10 layers of the liquid crystal layer and the film.
  In the above liquid crystal device, the first composite multilayer film may be configured by laminating at least 21 layers of the liquid crystal layer and the film.
  In the liquid crystal device described above, the thickness of the liquid crystal layer and the film is set so that the first composite multilayer film reflects light having a wavelength of at least part of the incident visible light region when no voltage is applied. May be.
  In the liquid crystal device, the thickness of the liquid crystal layer and the film is set so that the first composite multilayer film reflects light having a wavelength of at least part of the incident visible light region when a voltage is applied. May be.
  In the above liquid crystal device, the light absorbing means may have a black light absorbing portion, and the light transmitted through the first composite multilayer film may be absorbed by the light absorbing portion.
  In the above liquid crystal device, the color filter has a black light absorbing portion, and the light transmitted through the first composite multilayer film absorbs the light. The display device according to the present invention is firstly arranged between a pair of substrates. A composite multilayer film in which a film and a liquid crystal layer are alternately laminated a plurality of times is sandwiched, and a voltage is applied to the composite multilayer film to control light reflectance in the composite multilayer film.
[0011]
Second, the light scattering means is disposed outside one of the substrates, and the light absorbing means is provided outside the other substrate.
[0012]
Third, the liquid crystal layer is made of nematic liquid crystal, smectic liquid crystal, nematic liquid crystal, nematic polymer liquid crystal, smectic polymer liquid crystal, or a mixture thereof.
[0013]
Fourth, the liquid crystal layer is made of a discotic liquid crystal or a mixture of a discotic liquid crystal and a nematic liquid crystal.
[0014]
Fifth, the liquid crystal layer is made of nematic liquid crystal molecules, and the major axis of the liquid crystal molecules is arranged in a substantially horizontal direction with respect to the substrate or the film when no voltage is applied.
[0015]
Sixth, the liquid crystal layer is made of nematic liquid crystal molecules, and the major axis of the liquid crystal molecules is arranged in a direction substantially perpendicular to the substrate or the film when no voltage is applied.
[0016]
Seventhly, the light absorbing means absorbs light in an arbitrary wavelength band that passes through the composite multilayer film or a wavelength band in a visible light region.
[0017]
Eighth, a composite multilayer film in which a film and a liquid crystal layer are alternately laminated a plurality of times is sandwiched between a pair of substrates having electrodes on the inner surface, and an intermediate substrate having electrodes on both sides is sandwiched between the composite multilayer films. One or more layers are interposed, and light scattering means is disposed outside one of the substrates, and light absorbing means is disposed outside the other substrate.
[0018]
Ninth, the layer thickness of the liquid crystal layer and the film is set so that the composite multilayer film reflects light having a wavelength of at least a part of the incident visible light region when no voltage is applied. To do.
[0019]
Tenth, the layer thickness of the liquid crystal layer and the film is set so that the composite multilayer film reflects light having a wavelength of at least a part of the incident visible light region when a voltage is applied. To do.
[0020]
The eleventh aspect is characterized in that at least one of the refractive indexes in the major axis and minor axis directions of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer is substantially matched with the refractive index of the film.
[0021]
Twelfth, a plurality of film thicknesses of the film and the liquid crystal layer are the same in each composite multilayer film, and the liquid crystal layer and the film are different in thickness between different composite multilayer films. The composite multilayer film is laminated so as to reflect a plurality of wavelengths of incident light.
[0022]
13thly, in each composite multilayer film, the film thickness and the liquid crystal layer layer thickness are the same, and between different composite multilayer films, the liquid crystal layer and the film layer thickness are different from each other. The composite multilayer film is laminated, and the thickness of the liquid crystal layer and the film is set so that the plurality of composite multilayer films reflect red light, green light, and blue light.
[0023]
14thly, the electrode which applies a voltage independently is arrange | positioned for every said composite multilayer film, It is characterized by the above-mentioned.
[0024]
Fifteenth, the liquid crystal layer is composed of nematic liquid crystal molecules, and is a composite multi-layer set so as to reflect light of a polarization component in a substantially major axis direction of the nematic liquid crystal molecules or in a direction substantially orthogonal to the major axis direction. It includes at least a film.
[0025]
Sixteenth, the film is characterized by being an optically uniaxial film or a stretched film.
[0026]
Seventeenth, the composite multilayer film is divided into two blocks, the liquid crystal molecule major axis direction of the liquid crystal layer of the first block and the liquid crystal molecule major axis direction of the liquid crystal layer of the second block are substantially orthogonal, It has at least a composite multilayer film in which the first and second blocks are laminated.
[0027]
Eighteenth, an electrode for applying a voltage independently to each of the first and second blocks is arranged.
[0028]
Nineteenth, the material of the liquid crystal layer is applied to at least one surface of the film surface, and the film coated with the liquid crystal material is overlapped and integrated with a plurality of layer rollers to form the composite multilayer film. Features.
[0029]
20th, it is characterized by being integrated in a state where the viscosity of the liquid crystal layer is lowered by heating to a predetermined temperature when overlapping with the roller.
[0030]
Twenty-first, the film is preliminarily uniaxially stretched to give an alignment function for aligning liquid crystal molecules.
[0031]
Twenty-second, the material of the liquid crystal layer is applied on the film surface, the film coated with the liquid crystal material is overlapped and integrated with a plurality of layer rollers, and further subjected to stretching treatment with a rolling roller, The composite multilayer film is formed by adjusting the thickness of the film and the thickness of the liquid crystal layer to a predetermined value.
[0032]
Twenty-third, the film is imparted with conductivity.
[0033]
Twenty-fourth, the composite multilayer film is formed by laminating at least 10 layers of the liquid crystal layer and the film.
[0034]
25th, the composite multilayer film is formed by laminating at least 21 layers of the liquid crystal layer and the film.
[0035]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings.
[0036]
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a basic structure of a display device according to the present invention and its display principle, that is, a diagram showing a basic structure of a light modulation element for controlling reflection / transmission. Reference numerals 1 and 2 are transparent plastic plates, transparent plastic films, or transparent glass plates, upper and lower substrates, and 3 and 4 are transparent electrode layers formed on the upper and lower substrates 1 and 2, respectively. It consists of indium, tin oxide, or a mixture thereof. 8, 9, 10, and 11 are liquid crystal layers, 5, 6, and 7 are plastic films (hereinafter simply referred to as films). The liquid crystal layers 8, 9, 10, and 11 and the films 5, 6, and 7 are alternately arranged. The composite multilayer film 18 is configured to overlap. Reference numeral 12 denotes a peripheral seal portion for bonding and fixing the upper and lower substrates 1 and 2, and the display device of the present invention is basically configured as described above. In the present embodiment, the liquid crystal layers 8, 9, 10 and 11 use nematic liquid crystals having positive dielectric anisotropy, and the major axis of the liquid crystal molecules is oriented almost horizontally on the surfaces of the films 5, 6 and 7. I'm allowed.
[0037]
2 (a) and 2 (b) are diagrams showing the display principle of the present invention, in which films 5, 6, and 7 and liquid crystal layers 8, 9, 10, and 11 are extracted and shown. Therefore, the film number and the liquid crystal layer in FIG. FIG. 2A shows a region 13 in FIG. 1, that is, a region where no voltage is applied between the upper and lower electrodes 3 and 4 (more specifically, a region where a voltage is applied below the threshold voltage of the liquid crystal). In the following, the state in which no voltage is applied in each embodiment and each example may be considered to be the same state. Here, the liquid crystal molecules are aligned almost horizontally with respect to the film surface, and the refractive index of the liquid crystal layer in the major axis direction of the liquid crystal molecules is n._LC1It is. FIG. 2 (b) may be considered to indicate the region 14 in FIG. 1, that is, a region where a voltage is applied between the upper and lower electrodes 3 and 4 (specifically, a region where the saturation voltage of the liquid crystal is applied). Hereinafter, the state of voltage application in each embodiment and each example may be considered to be the same state.) Here, the liquid crystal molecules are aligned substantially perpendicular to the film surface. In this state, the refractive index of the liquid crystal layer is the refractive index n of the liquid crystal molecule short axis direction._LC2It is. Due to the general nature of nematic liquid crystals, the refractive index of the liquid crystal layer changes depending on the presence or absence of voltage application,
n_LC1> N_LC2... (1)
It is. Therefore,
n_LC2≒ n_F (N_F Is the refractive index of the film) (2)
When a liquid crystal material and a film material satisfying the formula (2) are selected and used for the liquid crystal layers 8, 9, 10, 11 and the films 5, 6, 7, the voltage as shown in FIG. 1 and FIG. In the application region 14, there is no difference in refractive index at the boundary between the liquid crystal layer and the film, and the incident light 16 is transmitted as it is.
[0038]
Actually, as described above, the liquid crystal molecules are not aligned perpendicularly to the film surface in all layers of the liquid crystal layer, and the liquid crystal molecules close to the film surface have a direction component parallel to the film surface. Take an array with. Therefore, the average refractive index of each liquid crystal layer at this time is n_LC2And a larger refractive index << n_LC2》 (<< n_LC2>>>_LC2) In this case, the refractive index n of the film_F << n_LC2That is,
<< n_LC2>> = n_F ... (2) '
In this case, the incident light 16 is transmitted most strongly.
[0039]
More preferably, the film has a slight birefringence (the refractive index in the X-axis direction is n_F1, The refractive index in the Y-axis direction is n_F2And Here, the X-axis direction is the major axis direction of the liquid crystal molecules adjacent to the film, and the Y-axis direction is the minor axis direction. )
<< n_LC2>>= N_F1... (2) "
n_LC2= N_F2(2) ""
Then, almost all of the incident light 16 is transmitted except for reflection loss due to the front and back surfaces.
[0040]
Next, in the no-voltage application region 13, as shown in Document 1 (Applied Optics II, Tetsuo Tsuruta, 4-3-3 (II)), the following equations (3), (4)
n_LC1・ D_LC= (1/4 + m / 2) λ₀(D_LCIs the thickness of the liquid crystal layers 8, 9, 10, 11, λ₀ Is the wavelength of incident light 15, 16 and m is 0 or any integer) (3)
n_F・ D_F= (1/4 + k / 2) λ₀ (D_FIs the thickness of the films 5, 6, 7 and k is 0 or any integer) (4)
If the thickness of the liquid crystal layers 8, 9, 10, and 11 and the thickness of the films 5, 6, and 7 are set so as to satisfy the above, the wavelength λ as shown in FIG. 1 and FIG.₀The incident light 15 is most strongly reflected by interference.
[0041]
The intensity of the reflected light 17 increases as the number of liquid crystal layers and films increases, in other words, as the number of layers in the composite multilayer film increases. In the drawings of the present embodiment, only seven layers are drawn in total including the film and the liquid crystal layer, but preferably 10 layers or more.
[0042]
As described above, a nematic liquid crystal material having a positive dielectric anisotropy and a film material satisfy the expressions (2), (2) ′, or (2) ″ and (2) ′ ″. If the thickness of the liquid crystal layer and the thickness of the film are combined so that the formulas (3) and (4) are satisfied, and the liquid crystal layer and the film are alternately stacked, preferably 10 layers or more, voltage is applied. It can be seen that a light modulation element that transmits incident light sometimes and reflects incident light when no voltage is applied can function as a display device, and the display device does not use a polarizing plate that absorbs light. It is also clear that the bright display device effectively utilizes the light and the interface between the film and the liquid crystal layer is flat, so that the interference reflection intensity is superior in brightness compared to the conventional example 1. I understand.
[0043]
In the first embodiment described above, a nematic liquid crystal material is used as the liquid crystal layer. However, any material having a condition of changing the refractive index by changing the direction of liquid crystal molecules by an electric field due to birefringence can be used. In addition to nematic liquid crystals, smectic liquid crystals, chiral smectic liquid crystals, nematic liquid crystal molecules or polymer liquid crystals in which smectic liquid crystal molecules are bonded to polymer chains, and materials such as the above liquid crystal and polymer liquid crystal mixtures are also used as the liquid crystal layer. it can.
[0044]
In particular, if the discotic liquid crystal shown in Reference 2 (Liquid Crystal, Fundamentals, Koji Okano and Keisuke Kobayashi, Bafukan, 1.3) is used, it has birefringence with optically negative uniaxiality. Therefore, when the film layer is oriented substantially horizontally, the refractive index with respect to incident light becomes uniform in all polarization directions, and a stronger multilayer interference reflection is obtained. In this case, the molecular direction of only the discotic liquid crystal itself may be controlled by an electric field. However, when a liquid crystal mixed with a nematic liquid crystal and a discotic liquid crystal is used, the viscosity decreases, and the orientation of the molecular axis according to the electric field more easily. Can be changed.
[0045]
When this embodiment is used as a reflective display device, a light absorption layer may be disposed outside the lower substrate 2, and the wavelength λ₀It is possible to realize a display device with high contrast that does not require a polarizing plate and transmits black light by absorbing transmitted light in a light display and voltage application region.
[0046]
(Second embodiment)
Next, a second embodiment of the display device according to the present invention will be described with reference to FIG. 31 and 32 are upper and lower substrates, respectively, and have transparent electrode films 33 and 34 on opposite surfaces. Reference numerals 23, 24, 25, and 26 are liquid crystal layers, 27, 28, and 29 are films, and each liquid crystal layer and each film are alternately overlapped as shown in FIG. Forming. Reference numeral 35 denotes a peripheral seal portion made of an epoxy resin or the like for fixing the upper and lower substrates. In the present embodiment, a nematic liquid crystal material having a positive dielectric anisotropy is used for the liquid crystal layers 23, 24, 25, and 26, and the films are substantially horizontally aligned.
[0047]
The birefringence of the nematic liquid crystal material is n_LC1′ (Long axis direction of liquid crystal molecules), n_LC2’(The minor axis direction of the liquid crystal molecule) and n_LC1’> N_LC2’Set to be. On the other hand, the films 27, 28, and 29 are uniaxial birefringent films, and the refractive index thereof is the refractive index in the X axis direction n._F1′, The refractive index in the Y-axis direction is n_F2’And n_F1'> N_F2Set to be '. In general, when a film is stretched, many film materials exhibit a uniaxial birefringence with a large optical axis refractive index in the stretching direction and a small optical axis refractive index in the direction perpendicular to the stretching direction. It has been. In this case, the extending direction is the X axis, and the direction orthogonal to the X axis is the Y axis. The nematic liquid crystal molecules are aligned horizontally with respect to the surfaces of the films 27, 28, and 29, and the molecular major axis direction is aligned in the X-axis direction of the film.
[0048]
Further, in the present embodiment, the wavelength λ is applied in the voltage non-application region 40.₀The conditions are set so that the incident light 36 is transmitted. That is, the wavelength λ₀Against
n_LC2’・ D_LC′ ≒ (1/4 + m / 2) λ₀... (6)
n_F1′ ・ D_F’≒ (1/4 + k / 2) λ₀... (6) '
(D_LC'And d_F’Are the thicknesses of the liquid crystal layers 23, 24, 25, and 26 and the films 27, 28, and 29, respectively, and k and m are 0 or any integer)
The thickness of each liquid crystal layer (d_LC′) And the thickness of each film (d_F’) In the no-voltage application region 40, the wavelength λ₀Incident light 36 is transmitted, and the wavelength λ is applied in the voltage application region 39.₀Incident light 37 is reflected and becomes reflected light 38.
[0049]
As described above, in this embodiment, in order to increase the reflected light intensity and obtain a bright display device, it is preferable that the number of liquid crystal layers and films of the composite multilayer film 30 be at least 10 or more. . As described above, this embodiment is a display device that reflects incident light when a voltage is applied and transmits incident light when no voltage is applied, and can display a pattern that is reversed from that of the first embodiment.
[0050]
When this embodiment is also used as a reflection type display device, a light absorption layer may be arranged outside the lower substrate 32. In the voltage non-application area, transmitted light is absorbed and black display is obtained. Wavelength λ₀Display of light is achieved, and a display device with high contrast can be realized without a polarizing plate.
[0051]
(Third embodiment)
FIG. 4 shows a third embodiment of the present invention, in which 41 and 42 are upper and lower substrates, respectively, and 43 and 44 are transparent electrodes respectively formed on the surfaces of the upper and lower substrates 41 and 42 facing each other. Reference numeral 45 denotes a peripheral seal portion made of an epoxy resin or the like for fixing the upper and lower substrates. Reference numerals 46, 47, 48, and 49 are liquid crystal layers, which are alternately laminated with the films 50, 51, and 52 to form a composite multilayer film 57. In this embodiment, a nematic liquid crystal material is used for the liquid crystal layers 46, 47, 48, and 49. The molecular arrangement of the nematic liquid crystal material is such that when no voltage is applied, the upper and lower substrates 41, 42, and The major axes of the liquid crystal molecules are aligned substantially perpendicularly (homeotropic alignment) with respect to the respective surfaces of the films 50, 51 and 52. If a liquid crystal material having a negative dielectric anisotropy is selected as the nematic liquid crystal, in the voltage application region 54 where a substantially saturated voltage is applied between the upper and lower electrodes 43, 44, the liquid crystal molecules are located on the upper and lower substrates 41. , 42 and the surfaces of the films 50, 51, 52 are oriented almost horizontally. The refractive index in the molecular major axis direction of the nematic liquid crystal material is n_LC1‘’, The refractive index of the molecular minor axis direction is n_LC2‘’(N_LC1‘’> N_LC2‘’) And the wavelength λ of the incident light 55, 56₀Against
n_LC2‘’≒ n_F1‘’ ≒ n_F2"" ... (7)
(N_F1‘’, N_F2″ Represents the refractive indexes of the films 50, 51 and 52 in the X-axis and Y-axis directions)
If the materials of the liquid crystal layers 46, 47, 48, 49 and the films 50, 51, 52 are selected so as to satisfy the formula (7), a voltage non-application region (specifically, voltage application below the threshold voltage of the liquid crystal) In the state region 53, there is almost no difference in refractive index at the interface between the film and the liquid crystal layer, and the wavelength λ₀Incident light 55 is substantially transmitted.
[0052]
Again, as described above, the average refractive index << n over the layers of the liquid crystal layers 46, 47, 48, and 49 with respect to the incident light 55_LC2It is effective in order to obtain the strongest transmitted light by matching ″ >> and the refractive index of the film.
[0053]
Furthermore, incident light wavelength λ₀On the other hand, if the liquid crystal layer thickness and the film thickness are set so as to satisfy the following formulas (8) and (8) ':
n_LC1‘’・ D_LC″ ″ ≈ (1/4 + m / 2) λ₀... (8)
n_F1’’ D_F‘’≒ (1/4 + k / 2) λ₀ ... (8) '
(D_LC‘’ And d_F‘’Are the thicknesses of the liquid crystal layers 46, 47, 48, 49 and the films 50, 51, 52, respectively, k and m are 0 or any integer),
Wavelength λ in voltage application region 54₀Incident light 56 is strongly interfered and reflected by the composite multilayer film 57. As described above, it can be seen that the reflection / transmission of incident light can be switched depending on the presence or absence of voltage application, and it functions as a display device.
[0054]
When this embodiment is used as a reflective display device, a light absorption layer may be provided outside the lower substrate 42. Then, the transmitted light is absorbed in the no-voltage application region, resulting in black display, and in the voltage application region, the wavelength λ₀Therefore, a display device with high contrast can be realized without using a polarizing plate.
[0055]
As described above, the three embodiments have been described. As a display device, the interference reflection wavelength (λ₀A bright display device with a wide wavelength band is desirable.
[0056]
In order to obtain the most desirable white reflected light, each composite multilayer film satisfying the interference reflection condition is prepared in the wavelength range of each color such as red, green, and blue, and a multi-composite multilayer film obtained by superimposing them is used. good. Also, a bright display device can be realized by using a composite multilayer film in which the thickness of each of the liquid crystal layer and the film is continuously changed, preferably 100 layers or more. In addition, if a discotic liquid crystal is used in place of the nematic liquid crystal used in the above embodiment, the refractive index of light is substantially uniform (refracted with respect to each polarization of incident light) in a state of being oriented almost horizontally on the film. Therefore, a bright display device with higher light reflectivity is obtained. In the above-described equations (2), (2) ', (5), (5)', and (7), the wavelength λ₀In contrast, the refractive index of one of the liquid crystal layers and the refractive index of the film are matched so that incident light is transmitted, but a refractive index that satisfies all the above-mentioned formulas in the visible light wavelength range is realized. In order to do so, it is also important in selecting each material that the wavelength dispersion of the refractive index of the film material and the wavelength dispersion of the refractive index of the liquid crystal material are matched as much as possible. However, in general, it is difficult to make the wavelength dispersion of the liquid crystal and the film coincide with each other. In this case, the film material is fixed, and (2), (2) ′, (5), (5) for each interference reflection wavelength. It is realistic to adjust the refractive index of the liquid crystal material by the component blending ratio so as to satisfy the formula (7).
[0057]
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the bright reflective display device according to the present invention will be described with reference to FIG. Reference numerals 148, 149, 150, and 151 denote liquid crystal layers, and reference numerals 145, 146, and 147 denote film layers, which are alternately overlapped to form a composite multilayer film 159. The refractive index and thickness of each of the liquid crystal layers 148, 149, 150, 151 and the films 145, 146, 147 are expressed by the equations (1), (2), (2) as shown in the first embodiment. The composite multilayer film 159 is set so as to substantially satisfy ', (3), and (4). Reference numeral 152 denotes a light scattering portion made of a light scattering layer or a light scattering plate formed on the upper substrate 142. Reference numeral 153 denotes a light absorption portion formed of a light absorption layer or a light absorption plate formed below the lower substrate 141. In the operation of this embodiment, first, the light 156 incident on the no-voltage application region 154 is interference-reflected as shown in the first embodiment, and the reflected light becomes scattered light 158 by the light scattering portion 152, and is externally reflected. To be released. Therefore, it is not reflected light such as a mirror surface, but is easily scattered and reflected light such as reflected light from the paper surface. On the other hand, in the voltage application region 155, the incident light 157 is transmitted as it is, as shown in the first embodiment, and reaches the light absorption unit 153 to be absorbed. Therefore, the color of the light absorption part 153 is observed in the voltage application region 155.
[0058]
In this embodiment, the thicknesses of the liquid crystal layers 148, 149, 150, 151 are all equal, and the thicknesses of the films 145, 146, 147 are all set equal.₀However, in order to satisfy the interference reflection conditions in all the visible light wavelength ranges, the individual narrow wavelength ranges constituting the wide visible wavelength range can be controlled. (Λ₀, Λ₁, Λ₂, ..., λ_n), The composite multilayer film of the above-described embodiment is provided so as to satisfy each interference reflection condition, n composite multilayer films having different wavelengths for interference reflection are laminated, and the combination of the thickness of each liquid crystal layer and the film is light The total number of layers may be increased by changing along the traveling direction. That is, as described above, each composite multilayer film satisfying the interference reflection condition is prepared in the wavelength range of each color such as red, green, and blue, and the composite multilayer film obtained by superimposing the composite multilayer films is used as the composite multilayer film 159. If used, it is also possible to display a black display on a white background (or display a white display on a black background). In this case, of course, the light absorbing portion 153 needs to be black.
[0059]
As described above, according to the fourth embodiment, the plurality of composite multilayer films satisfying the interference reflection conditions corresponding to the respective wavelength ranges of visible light cause no light absorption by the polarizing plate as in the conventional example. Unlike FIG. 2, since the interface between the liquid crystal layer and the film layer is flat, it is possible to provide a reflective display device having high interference reflection strength and a bright white / black display appearance. Furthermore, a multiple composite multilayer film in which a plurality of composite multilayer films having different interference pitches are stacked can be easily obtained by the above-described method.
[0060]
(Fifth embodiment)
FIG. 6 shows an example in which characters, figures, and the like of many colors such as black, red, and blue are displayed on a white background.
[0061]
61 and 62 have transparent electrodes on the inner surface, the lower substrate, 63 is a composite multilayer film in which liquid crystal layers and film layers are alternately stacked as described above, and as described in the fourth embodiment, The combination of the thicknesses of the liquid crystal layer and the film is set differently in the vertical direction of the composite multilayer film 63 so as to satisfy the interference reflection condition for the wavelength light in the entire visible light region. Further, the composite multilayer film 63 substantially satisfies the expressions (1), (2), ((2) ′, (3), (4) described in the first embodiment. Although only seven layers are drawn, including the liquid crystal layer and the film layer due to restrictions, in order to perform sufficient interference reflection in the entire visible light wavelength region, a composite multilayer that interferes and reflects multiple wavelengths in the visible light region. Since the film is provided for each wavelength to be reflected and laminated, it is preferable that the total number of the liquid crystal layer and the film layer is at least 100. 64, 65, and 66 are light absorptions. The light absorbing layer or the light absorbing plate of different colors of black, red, and green may be used for each part, and 64, 65, and 66 may be black, red, and green filters, and the light reflecting layer 68 may be formed thereunder. In the present embodiment, in the non-voltage application region, the above-mentioned composite multilayer is shown. 63 reflects and reflects light in the visible light wavelength region and exhibits almost white W. On the other hand, in the voltage application region, the incident light is transmitted as it is, and is a light absorbing portion (different color tone) disposed below. The wavelength bands absorbed by the filter portions 64, 65, and 66, transmitted through the filter portion, and reflected by the reflective layer 68 appear as different color displays (red light and green light are reflected in the figure). Since the black light absorbing portion 64 absorbs the light transmitted through the multilayer film layer, this portion displays black when a voltage is applied, so that black, It is possible to display graphics / characters by displaying red, green, etc. Further, if the light absorbing portions 64, 65, 66 are replaced with red, blue, green light absorbing portions for each pixel, full color reflective display. It is clear that it can be a device.
[0062]
The light absorbing portion may be arranged on the inner surface of the lower substrate as a red, blue, or green color filter. In this case, the reflective layer may use the electrode of the lower substrate 62 as a reflective electrode, and the reflective layer may be disposed outside the lower substrate.
[0063]
(Sixth embodiment)
FIG. 7 shows a sixth embodiment of the present invention, in which 71 and 72 have transparent electrodes on the inner surface, a lower substrate, 74 a light absorbing portion, and 73 a light scattering portion. Reference numerals 80 and 81 are composite multilayer films in which liquid crystal layers and film layers are alternately laminated. As described above, when no voltage is applied, interference reflection conditions are satisfied in a desired wavelength region. A refractive index and a film thickness are set. Reference numeral 77 denotes a film layer, which may be the same material and thickness as the film forming the composite multilayer films 80 and 81, or a different material and thickness. Transparent electrode layers 78 and 79 are formed on the upper and lower surfaces of the film layer 77, respectively. As a result, voltages can be applied to the upper and lower composite multilayer films 80 and 81 separately, so that the drive voltage can be reduced to about half. In the above-described example, the film layer 77 having the transparent electrode layer is sandwiched by one layer in the middle part. However, if a plurality of layers are sandwiched, it is clear that the driving voltage can be further reduced and display driving by a semiconductor IC driver having a low withstand voltage is possible. It is. In the drawing, the configuration connected to the electrodes 75 and 78, and the configuration connected to the electrodes 76 and 79 indicate drive circuits (the same applies to the embodiments described later). The two drive circuits may drive the two composite multilayer films separately. If driven separately, the reflection intensity can be controlled in two stages. In addition, more composite multilayer films that are driven separately may be provided. In this case, the reflection intensity becomes higher and gradation display becomes possible. A configuration in which an intermediate film having an electrode is interposed between composite multilayer films as in this embodiment can be combined with all the above-described embodiments.
[0064]
As described above, in the present invention, since the film layer is used as one of the display function materials, the electrode layer can be easily inserted into the intermediate portion, and low voltage driving is possible, as shown in the following embodiments. Also, a reflective color display device can be easily realized.
[0065]
(Seventh embodiment)
FIG. 8 is a specific example of a bright reflective color display device according to the seventh embodiment of the present invention. Reference numerals 91 and 92 respectively have transparent electrode films 108 and 109 on the upper and lower substrates facing each other. 93 is a black light absorbing portion, and 94 is a light scattering portion. A composite multilayer film 95 is composed of a composite multilayer film of a liquid crystal layer and a film layer as described above. The refractive index and the layer thickness of each of the liquid crystal layer and the film layer are set so as to selectively interfere and reflect red light when no voltage is applied and transmit when a voltage is applied, according to the method described above. In FIG. 8, the composite multilayer film 95 is shown as having a three-layer structure, but in reality, a composite multilayer film 95 of ten or more layers is preferable in order to obtain good interference reflection. Similarly, the refractive index and the layer thickness of each of the liquid crystal layer and the film layer are such that the composite multilayer films 96 and 97 selectively reflect and reflect green and blue when no voltage is applied and transmit when the voltage is applied. Is set. Reference numerals 98 and 99 denote intermediate film substrates having transparent electrodes 100 and 101 and 102 and 103 on the upper and lower surfaces, respectively. In the present embodiment, as described above, a multiple composite multilayer film including three composite multilayer films of the red light selective reflection layer 95, the green light selective reflection layer 96, and the blue light selective reflection layer 97 is provided. By inserting the film substrates 98 and 99 between the composite multilayer films of the respective colors, it becomes possible to independently apply a voltage to each of the composite multilayer films 95, 96 and 97, and the red, green and blue colors can be freely set. Display control is possible. As shown in FIG. 8, in the display area 110, the red light selective reflection layer 95 and the green light selective reflection layer 96 are not applied with voltages, and thus each color light is interfered and reflected. When the voltage is applied, the blue light is transmitted as it is and is absorbed by the lower black light absorbing portion 93. Therefore, red and green light are reflected, and the reflected light 106 is yellow. On the other hand, in the display area 111, both the red light selective reflection layer 95 and the green light selective reflection layer 96 are applied with voltages, respectively, red and green light are transmitted, are absorbed by the black light absorber 93, and are selectively reflected by blue light. In the layer 97, blue light is interfered and reflected when no voltage is applied. Therefore, the display area 111 is blue.
[0066]
As described above, in this embodiment, the red composite multilayer film 95 that selectively reflects red light, the green composite multilayer film 96 that selectively reflects green light, and the blue composite multilayer film 97 that selectively reflects blue light are laminated. In addition, since the transparent electrode layers 98 and 99 are arranged with each composite multilayer film interposed therebetween, the light transmittance / reflectance can be controlled independently for each color. In the present embodiment, white display is a case where no voltage is applied to the three composite multilayer films 95, 96, and 97, and red, blue, and green light are reflected together to display white. Further, in the case of black display, a voltage is applied to the three composite reflection films 95, 96, and 97. In this case, incident light is transmitted and absorbed by the light absorbing portion 93, resulting in black display. Therefore, a bright full-color reflective display device that can freely express red, blue, green, or a mixed color thereof on a white background as well as black on a white background is possible. In the above-described example, the composite multilayer film corresponding to red, green, and blue is used. Of course, the combination of colors can be freely selected such as cyan, magenta, and yellow.
[0067]
(Eighth embodiment)
FIG. 9 shows an eighth embodiment of the present invention, wherein 112 and 126 have transparent electrodes on the inner surface, a lower substrate, 113 a black light absorbing portion, 114 a light scattering portion, and 115 a composite multilayer film which is a nematic liquid crystal. It is comprised from the structure where the layer 123 and the film layer 124 were laminated | stacked alternately. Here, the liquid crystal layer 123 is a liquid crystal layer in which the major axis directions of the liquid crystal molecules are aligned and the molecular axes are aligned substantially horizontally (homogeneous alignment) on the surface of the film layer 124 when no voltage is applied. As a method for aligning the long axes of the liquid crystal molecules and aligning them horizontally on the substrate surface as described above, it can be easily achieved by a combination of a conventional polyimide resin and a rubbing process as a manufacturing method of an existing liquid crystal display device. In the embodiment, if the film layer 124 is formed into a stretched film as will be described later, the liquid crystal molecules on the surface have the property that the major axis is aligned in the stretch direction, and the above-described alignment is performed without any special alignment treatment. A liquid crystal layer with a can be realized. In the nematic liquid crystal layer, the refractive index differs between the major axis direction and the minor axis direction of the liquid crystal molecules. Now, in the no-voltage application region 117, when the major axis of the liquid crystal molecules is oriented so as to be parallel to the paper surface, the liquid crystal layer is divided into an incident polarization component parallel to the paper surface and an incident polarization component perpendicular to the paper surface. The refractive index of is different. In this embodiment, the refractive index (n_LC1) And the refractive index of the film ((n_F) Is selected so that the liquid crystal material and the film material match. Therefore, when no voltage is applied, the polarization component 119 parallel to the paper surface of the incident light 118 passes through the composite multilayer film 115 and is absorbed by the lower black light absorbing portion 113. On the other hand, for the polarization component 120 perpendicular to the paper surface, the refractive index of the liquid crystal layer 123 is n._LC2(N_LC1> N_LC2) And the refractive index of the film layer (n_F) Is different. Where the thickness of the film layer (d_F) And the thickness of the liquid crystal layer (d_LCAnd
n_F・ D_F≒ (1/4 + k / 2) λ (9)
n_LC2・ D_LC≈ (1/4 + m / 2) λ (9) '
(Λ is the wavelength of the incident light, k and m are 0 or any integer)
If it is set so as to satisfy the expressions (9) and (9) ′, the condition of interference reflection with respect to the light of wavelength λ is satisfied and the reflected light 127 is reflected. On the other hand, in the voltage application region 116, the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 123 are aligned substantially perpendicular to the surface of the film layer 124, and the refractive index of the liquid crystal layer 124 as viewed from the incident light 125 is equal to all incident polarized light. (N_LC3) Due to the general nature of nematic liquid crystals,
n_LC3≒ n_LC2... (10)
Thus, according to the above equation (9), all the incident light 125 of wavelength λ is reflected and becomes reflected light 121 and 122.
[0068]
The interference reflection condition described above works for light of wavelength λ. As described above, a composite composite multilayer film in which a plurality of composite multilayer films with different combinations of liquid crystal layer thickness and film layer thickness are stacked is combined. When used in place of the multilayer film 115, a bright display device with a white background having a wide interference reflection wavelength range covering the entire visible light wavelength range can be realized.
[0069]
(Ninth embodiment)
FIG. 10 shows a ninth embodiment of the present invention, in which 130 and 131 each have a transparent electrode on the inner surface, a lower substrate, 132 a black light absorbing portion, and 135 a light scattering portion. Reference numeral 133 denotes a composite multilayer film having a structure in which nematic liquid crystal layers (hereinafter simply referred to as nematic liquid crystal layers) 143 and films 142 having positive dielectric anisotropy are alternately stacked. Reference numeral 134 denotes a composite multilayer film, which also has a laminated structure of a nematic liquid crystal layer 144 and a film 145.
[0070]
In this embodiment, when no voltage is applied, the major axis direction of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 143 is homogeneously aligned so that it is substantially horizontal to the surface of each film 142 and substantially parallel to the paper surface. On the other hand, in the liquid crystal layer 144, when no voltage is applied, the major axis direction of the liquid crystal molecules is substantially horizontal with respect to the surface of each film 145, but is substantially perpendicular to the paper surface. That is, the liquid crystal layer 143 is homogeneously oriented in a direction substantially perpendicular to the major axis of the liquid crystal molecules.
[0071]
The nematic liquid crystal layer has birefringence, but now the refractive index for polarized light parallel to the long axis of the liquid crystal molecules is n._LC1, And the refractive index for polarized light perpendicular to the long axis is n_LC2And
[0072]
Further, the refractive indexes of the films 142 and 145 are set to n in the X-axis direction._F1, The refractive index in the Y-axis direction is n_F2(N_F1≧ n_F2)far. Here, the X-axis direction is substantially coincident with the long-axis direction of the liquid crystal molecules having the above-mentioned homogenous alignment. Therefore
n_F2≒ n_LC2(11)
n_LC2≦ n_F1<N_LC1 ... (11) '
The refractive index n of the film so that_F1, N_F2Is set, the incident light 141 passes through the composite multilayer films 133 and 134.
[0073]
As described above, the liquid crystal molecules are not aligned perpendicularly to the film surface in the entire liquid crystal layer when a voltage is applied, and the liquid crystal molecules close to the film surface have a directional component that is horizontal to the film surface. Take an array with Therefore, the average refractive index of each liquid crystal layer at this time is n_LC2 N_LC2 Larger than n_LC1 It becomes a smaller value. Therefore, the refractive index n in the X-axis direction of the film_F1Is the average refractive index << n in the X-axis direction when the voltage of the liquid crystal layer is applied to the incident light 141 << n_LC2 }, The incident light 141 is transmitted most strongly.
[0074]
Next, as a reflection condition when no voltage is applied,
n_LC1・ D_LC≒ (1/4 + m / 2) λ (12)
n_F1・ D_F≒ (1/4 + k / 2) λ (12) '
(D_LCIs the thickness of the liquid crystal layers 143 and 144, d_FIs the thickness of the film layers 142 and 145, λ is the wavelength of the incident light 138 and 141, k and m are 0 or any integer)
If the refractive index and thickness of the liquid crystal layers 143 and 144 and the refractive index and thickness of the film layers 142 and 145 are set so as to satisfy the expressions (11), (11) ′, (12), and (12) ′, As shown in FIG. 10, in the no-voltage application region 136, the incident light 138 having the wavelength λ is reflected by the composite multilayer film 133 (reflected light 139) in the polarization component parallel to the paper surface. Then, the polarization component perpendicular to the paper surface of the incident light 138 passes through the composite multilayer film 133 to satisfy the expression (11), and reaches the composite multilayer film 134, where the interference is obtained from the expressions (12) and (12) ′. The reflected light is reflected and becomes reflected light 140. Therefore, all the incident light 138 having the wavelength λ is reflected in the voltage non-application region 136. As described above, if the number of layers of the composite multilayer films 133 and 134 is increased and a multiple composite multilayer film in which a plurality of composite multilayer films having different combinations of layer thicknesses are overlapped is formed, the reflected light wavelength range is expanded. It is possible to obtain white reflected light.
[0075]
On the other hand, in the voltage application region 137, the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layers 143 and 144 are nematic liquid crystal materials having positive dielectric anisotropy, and therefore are substantially perpendicular to the surfaces of the films 142 and 145. The major axes of the liquid crystal molecules are aligned. Therefore, the expressions (11) and (11) ′ are satisfied for all polarized light, and the incident light 141 is transmitted through the composite multilayer films 133 and 134 and is absorbed by the lower black light absorbing portion 132. Of course, in order to increase the transmittance, it is important to consider the refractive index of the liquid crystal layer and the film layer so as to satisfy the expressions (11) and (11) ′ for all visible light wavelength regions. .
[0076]
As described above, in this embodiment, almost perfect black display (white display is also possible on a black background) can be expressed on a white background that scatters and reflects most of all polarized light of incident light. Thus, a bright reflection type display device in which a black display is drawn on paper can be realized.
[0077]
Further, the double composite multilayer film in which the two composite multilayer films each satisfying the interference reflection condition with respect to the two polarization axes perpendicular to and parallel to the paper surface shown in the ninth embodiment are paired. It can be easily understood that a display device with higher contrast can be realized by using instead of each composite multilayer film shown in the seventh embodiment.
[0078]
In FIG. 10, a film 136 having upper and lower electrode layers 137 and 138 is inserted as an intermediate electrode layer between the composite multilayer films 133 and 134 as in the sixth embodiment. As a result, it is possible to perform a display operation at a lower voltage.
[0079]
As described above, the present invention has been described with respect to nine embodiments. However, the film material used in the present invention may be anything as long as it is substantially transparent and can be thinned. For example, it can be selected from resins having various refractive indexes such as polyethylene naphthalate resin, polyester resin, polycarbonate resin, cellulose resin, and polyethersulfone resin. As described above, the liquid crystal material is a nematic liquid crystal, a smectic liquid crystal, a polymer liquid crystal containing these liquid crystal molecules, or a mixture of these liquid crystals. As long as the refractive index of the liquid crystal layer changes, anything may be used. May be).
[0080]
Further, in the above-mentioned nine embodiments, the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer used therefor are such that the molecular long axis is an axis that is approximately 90 ° horizontal / vertical depending on whether voltage is applied between the upper and lower substrates. Described in the direction displacement. The larger the absolute value of the difference in refractive index depending on whether or not a voltage is applied to the liquid crystal layer, the higher the interference reflection capability and the higher the display performance of the composite multilayer film. However, in reality, the 90 ° molecular axis displacement depending on whether or not voltage is applied to the entire liquid crystal molecules is ideal, and depending on the applied voltage, it is estimated that there are more cases where the average displacement is 80 ° or less on average. Is done. However, the gist of the present invention is that if the refractive index of the liquid crystal layer constituting the composite multilayer film is changed by voltage application, the number of layers of the composite multilayer film is increased even if the molecular axis displacement is 80 ° or less. Since the interference reflected light intensity can be supplemented by this, it is obvious that the display performance shown in each embodiment can be obtained.
[0081]
Further, as described above, the display drive voltage is lower when a plurality of substrates having electrodes are inserted in the intermediate portion of the composite multilayer film, and as a result, a voltage is applied to each of the divided composite multilayer films. Although it is possible to drive the display with voltage, as another method, imparting conductivity to the film layer to some extent is an effective means for achieving the purpose of display driving with a lower voltage. Become.
[0082]
That is, when a normal non-conductive film is used, the voltage (V) applied to the entire liquid crystal layer is substantially as shown in the following formula (13).
[0083]
V ≒ {ε_F / (Ε_LC+ Ε_F )} ・ V₀... (13)
ε_F: Dielectric constant of film
ε_LC: Dielectric constant of liquid crystal layer
V₀: Voltage applied between upper and lower electrodes
Usually, the dielectric constant of the liquid crystal layer (ε_LC) Is 10-15, and the dielectric constant of the film layer is 3-4. Therefore, the voltage (V) applied to the entire liquid crystal layer is 0.2V.₀Before and after, V₀It will be reduced to about 1/5 of. Therefore, as described above, by adding some conductivity to the film layer, V≈V₀The voltage applied between the upper and lower electrodes is almost directly applied to the liquid crystal layer. As a method for imparting conductivity to the film, the above effect can be realized by mixing a plastic having conductivity such as polyacetylene or polyparaphenylene into the film.
[0084]
As mentioned above, although various Example was mentioned about the structure of this invention, it cannot be overemphasized that the content demonstrated in each Example can be implemented combining suitably in another Example. Next, a specific method for manufacturing the display device according to the above embodiment, particularly a method for manufacturing the composite multilayer film will be described.
[0085]
(Tenth embodiment)
FIG. 11 shows an embodiment of the method for manufacturing the composite multilayer film, in which 1101 is a liquid crystal material held in the bag 1108. Reference numeral 1102 denotes a first roller which rotates in the direction of an arrow 1109 and winds up the liquid crystal material 1101 in the rotation direction while uniformly coating the first roller surface. Reference numeral 1103 denotes a second roller provided to keep the thickness of the coated liquid crystal layer constant, and is attached as necessary. Reference numeral 1105 denotes a plastic film (hereinafter simply referred to as a film) material which is a material constituting the composite multilayer film. The liquid crystal material 1101 is on the surface of the film 1105 at the contact portion between the first roller 1102 and the third roller 1104. Uniformly applied. The film thickness of the liquid crystal layer can be controlled by adjusting the gap between the first roller 1102 and the third roller 1104. In addition, as a method for controlling the film thickness, precise viscosity control of the liquid crystal material is also possible. For this reason, precise control of the liquid crystal layer is also possible by controlling the temperature of the liquid crystal layer or by controlling the viscosity of the liquid crystal material and solvent. The thickness can be managed. Of course, in combination with the solvent system, a step of removing the solvent is required after coating the liquid crystal layer.
[0086]
Next, in the same manner, the film 1110 on which the liquid crystal layer is coated on the surface and the aforementioned film 1105 are overlapped between the fourth roller 1106 and the fifth roller 1107 to form a composite four-layer film. Is done. It is obvious that a composite multilayer film of 10 layers or more can be easily manufactured by repeating the same thing.
[0087]
The above is an example of a basic manufacturing method. Of course, the liquid crystal layer thickness is made uniform, and further, the number of rollers is increased or a uniform heat source so as not to entrap bubbles when the films are bonded together. If you devise a method such as heating by lowering the viscosity of the liquid crystal and applying and pasting with a roller, you can obtain a composite multilayer film that suits your purpose, but it is easy to refer to the existing highly accurate multilayer manufacturing process Can understand.
[0088]
In addition, each film thickness required for each film and liquid crystal layer constituting the composite multilayer film in the above-described embodiment is one-fourth of the visible light wavelength, that is, an extremely thin film of about 0.1 μm to 0.2 μm. Thickness is required. For this purpose, a film having a thickness of 0.2 μm or less as shown in FIG. 11 is used, and when the liquid crystal layer is coated, it is applied in a state where the viscosity is lowered at a high temperature or dissolved in a solvent so as to have a low viscosity. Although an ultrathin liquid crystal layer can be obtained, the composite multilayer film can be obtained more easily by using the method shown in FIG.
[0089]
(Eleventh embodiment)
FIG. 12 shows another embodiment of the method for producing the composite multilayer film, wherein 1201 is a relatively thick composite multilayer film prepared by the method of FIG. 11 (for example, a film, the thickness of a single liquid crystal layer is 1 μm or more), The composite multilayer film is stretched by first-stage rolling rollers 1202 and 1203. Further, the stretched composite multilayer film 1206 is stretched by the second-stage rolling rollers 1204 and 1205. By performing the stretching process a number of times in this manner, the initial composite multilayer film 1201 can be gradually reduced in thickness of the liquid crystal layer and film to easily obtain a desired thin layer. If the composite multilayer film created in this way is cut into a predetermined size, as shown in FIG. 1, the upper and lower substrates 1 and 2 are sandwiched together with a liquid crystal material, and the periphery is sealed with an epoxy-based adhesive or the like, A display device having a composite multilayer film as shown in FIG. 1 is completed relatively easily.
[0090]
As described above, in each of the embodiments of the present invention, a unit film of a composite multilayer film is formed by coating a liquid crystal layer on a plastic film (hereinafter simply referred to as a film), which is laminated with 10 or more layers by a roller or the like. By combining them, the composite multilayer film can be realized very easily, and a reflective display device having a flat interface between the film and the liquid crystal layer and high interference reflected light intensity can be provided.
[0091]
In addition, the thickness of the film can be freely selected, and the thickness of the liquid crystal layer can be controlled relatively easily and accurately by the roll coating method and the viscosity of the liquid crystal by temperature or solvent at that time. The range can also be set easily. Furthermore, the above-described composite multilayer film in which the thickness of the film layer and the liquid crystal layer is controlled can be easily changed in units of layers, and the interference reflection condition can be satisfied in a wide wavelength band. A bright reflective display device having a color and a white background color can be easily realized.
[0092]
In addition, in order for the composite multilayer film to satisfy interference reflection conditions in the visible light wavelength range, the film and the liquid crystal layer both require a very thin film thickness of 0.2 μm or less. A relatively thick composite multilayer film using a thick film (1 μm or more) coated with a liquid crystal material by a roll coating method or the like, and then overlaying the film coated with the liquid crystal material with a multilayer, a roller, etc. After forming the composite multilayer film, the composite multilayer film is subjected to a multi-stage rotation and stretching process with a rolling roller, whereby a composite multilayer film having a desired thickness can be realized very easily and precise film thickness control can be performed. In addition, this stretching treatment has the effect of aligning the molecular axis direction of the film polymer and aligning the alignment direction of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer coated on the film. Therefore, the wavelength of the interference reflected light can be precisely and easily controlled, and a uniform and bright reflective display device can be obtained. Of course, it is possible to align the liquid crystal molecules uniformly in the desired direction by applying a general rotating brush rubbing method in the manufacture of conventional liquid crystal displays by applying and drying an alignment material such as polyimide on the film in advance. It is.
[0093]
Furthermore, since a film is used as one of the base materials of the composite multilayer film, a transparent electrode can be easily formed on the film, and if a film having an electrode layer is inserted in the middle part of the composite multilayer film, the film becomes lower. The voltage can be driven. In addition, if a film having the electrode layer is sandwiched between the upper and lower sides of each composite multilayer film block showing selective interference reflection such as red, green, blue, etc., and the blocks are stacked and integrated, the display is driven independently. Thus, a reflection type full-color display device can be realized.
[0094]
Next, the relationship between the number of liquid crystal layers and films laminated as a composite multilayer film and the reflectance will be described with reference to the following examples.
[0095]
(Twelfth embodiment)
FIG. 13 shows an example of a composite multilayer film that interferes and reflects the wavelength of incident light of 450 nm. FIG. 13 (a) is a diagram schematically showing the lamination of the composite multilayer film, and FIG. 13 (b) is a diagram showing the result of measuring the interference reflectance near 450 nm by changing the number of laminations. Liquid crystal (refractive index n of liquid crystal molecules in the major axis direction₁ = 1.7, refractive index n in the minor axis direction₂ = 1.5) and polyethylene resin (refractive index n) as a film_F= 1.5) was laminated between the substrates as shown in FIG. The alignment of the liquid crystal molecules when no voltage was applied was substantially horizontal with respect to the substrate, and the liquid crystal layer with the alignment direction set in the direction perpendicular to the paper surface and the number of liquid crystal layers set in the parallel direction were provided approximately in the same number. The thicknesses of the liquid crystal layer and the film layer were set so as to satisfy the expressions (3) and (4) with respect to a wavelength of 450 nm. In FIG. 13B, the horizontal axis indicates the wavelength and the vertical axis indicates the reflectance, and A indicates that the composite multilayer film including the liquid crystal layer and the film layer is 21 layers (the odd number is the liquid crystal layer on both sides of the composite multilayer film) Therefore, the number of the liquid crystal layers is increased by one for the combination of the liquid crystal layer and the film, and the number of the layers is a composite multilayer film having a liquid crystal layer oriented in the direction perpendicular to the paper surface and the orientation in the horizontal direction. The total number of layers is two times that of the composite multilayer film having the liquid crystal layer.), B is 41 layers, C is 61 layers, D is 81 layers, and E is 101 layers The reflectance is shown. When no voltage is applied, the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer are aligned in the direction parallel to the film surface, and the refractive index is n1 = 1.7, which is different from the refractive index of the film of 1.5. Interference reflection. As can be seen from the figure, the composite multilayer film is preferably 21 layers or more, more preferably 41 layers or more, and even more preferably 61 layers or more.
[0096]
(Thirteenth embodiment)
FIG. 14 shows an example in which a composite multilayer film that further reflects and reflects incident wavelengths of 450 nm, 550 nm, 650 nm, and 750 nm is further laminated. FIG. 14A is a diagram schematically illustrating the stacking of composite multilayer films corresponding to four wavelengths, and FIG. 14B is a diagram of the result of measuring the interference reflectance near each wavelength by changing the number of stacks. It is. Liquid crystal (refractive index n of liquid crystal molecules in the major axis direction₁ = 1.7, refractive index n in the minor axis direction₂ = 1.5) and polyethylene resin (refractive index n) as a film_F= 1.5) was laminated between the substrates as shown in FIG. The alignment of the liquid crystal molecules when no voltage was applied was substantially horizontal with respect to the substrate, and the liquid crystal layer with the alignment direction set in the direction perpendicular to the paper surface and the number of liquid crystal layers set in the parallel direction were provided approximately in the same number. The composite multilayer film corresponding to the four wavelengths satisfies the expressions (3) and (4) with respect to the thickness of the liquid crystal layer and the film layer for the wavelength of 450 nm, the wavelength of 550 nm, the wavelength of 650 nm, and the wavelength of 750 nm, respectively. Set to. In FIG. 14B, the horizontal axis represents wavelength and the vertical axis represents reflectance. Each of the four composite multilayer films corresponding to each wavelength has a composite multilayer film including a liquid crystal layer whose orientation is set in the direction perpendicular to the paper surface and a composite multilayer film including a liquid crystal layer whose orientation is set in the horizontal direction. A to E in the figure include, in each composite multilayer film that interferes and reflects each wavelength, a composite multilayer film including a liquid crystal layer whose orientation is set in the direction perpendicular to the paper surface and a liquid crystal layer that is also set in the horizontal direction. The number of each layer of the composite multilayer film is shown. Therefore, the total number of layers is approximately eight times the number of layers A to E. A is 21 layers of the composite multilayer film including the liquid crystal layer and the film layer for interference reflection of each wavelength (the odd number is because the liquid crystal layer is arranged on both sides of the composite multilayer film, so the combination of the liquid crystal layer and the film On the other hand, the liquid crystal layer is increased by one layer.), B is the same 41 layer, C is the 61 layer, D is the 81 layer, and E is the 101 layer. When no voltage is applied, the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer are aligned substantially in the horizontal direction and the refractive index is n.₁ = 1.7 and the refractive index of the film is different from 1.5, so that each wavelength is selectively interference-reflected. As is apparent from the figure, in each composite multilayer film that interferes and reflects each wavelength, a composite multilayer film including a liquid crystal layer whose orientation is set in the vertical direction to the paper surface and a composite that includes a liquid crystal layer that is also set in the horizontal direction. It is understood that the number of layers in each multilayer film is preferably 21 or more, more preferably 41 or more, and even more preferably 61 or more.
[0097]
(Fourteenth embodiment)
Next, as the fourteenth to twenty-first embodiments, the refractive indexes of the composite multilayer film and the liquid crystal layer and the relationship between the number of layers and the reflectance were examined for display devices having various structures.
[0098]
15A to 15C and FIGS. 16A and 16B are diagrams for explaining a general relationship between the applied voltage and the alignment state of liquid crystal molecules in the display devices of the fourteenth to twenty-first embodiments. 15A, B, C, and FIGS. 16A, B schematically show the alignment state of the liquid crystal when 0.5 V, 1.0 V, 1.5 V, 2.0 V, and 2.5 V are applied to the liquid crystal layer, respectively. Show. In the fourteenth to twenty-first embodiments, the liquid crystal used in the liquid crystal layer is a nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy, and the liquid crystal is aligned horizontally with respect to the film or substrate when no voltage is applied (homogeneous alignment). ) The reflectance of the display element was simulated. In the display element having such a structure, as shown in FIGS. 15A to 15C and FIGS. 16A and 16B, as the applied voltage is increased, the liquid crystal is gradually inclined. This inclination is in the cell thickness direction. It is not uniform, and the inclination is small in the portion close to the film or the substrate, and the inclination is large in the central portion of the cell. Accordingly, as shown in FIG. 17, the liquid crystal has a refractive index distribution corresponding to the applied voltage in the thickness direction in the cell. In the fourteenth to twenty-first embodiments, the reflectance was simulated assuming that the liquid crystal layer has such a refractive index distribution. Note that the refractive index distribution in FIG. 17 is for a cell thickness of 0.1 μm.
[0099]
FIG. 18 is a diagram for explaining the structure of a display device according to a fourteenth embodiment of the present invention.
[0100]
In the display device according to the fourteenth embodiment, as shown in FIG. 18A, four composite multilayer films that respectively reflect and reflect incident light having wavelengths of 450 nm, 550 nm, 650 nm, and 750 nm are laminated.
[0101]
As shown in FIG. 18B, the composite multilayer film that interference-reflects light of each wavelength includes a composite multilayer film 200 for P wave and a composite multilayer film 300 for S wave. In the composite multilayer film 200 for P wave, the film 201 and the liquid crystal layer 211 are alternately laminated. In each liquid crystal layer 211, the orientation direction of the major axis of the liquid crystal molecules when no voltage is applied is almost the same as that of the film 201. It was assumed to be horizontal and parallel to the paper. In the composite multilayer film 300 for S wave, the film 301 and the liquid crystal layer 311 are alternately laminated. In each liquid crystal layer 311, the orientation direction of the major axis of the liquid crystal molecules when no voltage is applied is almost the same as the film 301. It was assumed to be horizontal and perpendicular to the paper. In the composite multilayer film for interference-reflecting light of each wavelength, the number of layers of the film 201 and the liquid crystal layer 211 for the P-wave composite multilayer film 200, the film 301 of the composite multilayer film 300 for the S wave, and the liquid crystal layer 311 The number of layers was the same. Also, between the composite multilayer films that interfere and reflect light of each wavelength, the number of layers of the film 201 and the liquid crystal layer 211 for the P-wave composite multilayer film 200 and the film 301 and the liquid crystal layer of the S-wave composite multilayer film 200 The number of layers 311 was the same. The structure of the composite multilayer film that interference-reflects light of each wavelength is the same in the fifteenth to twentieth embodiments.
[0102]
In the fourteenth embodiment, the refractive index in the major axis direction of the liquid crystal molecules is n_LC1 = 1.7, the refractive index in the minor axis direction is n_LC2 = 1.5, and the refractive index in the X-axis direction of the film is n_F1= 1.7, the refractive index in the Y-axis direction is n_F2= 1.5. (Here, the X-axis direction is the major axis direction of the liquid crystal molecules adjacent to the film, and the Y-axis direction is also the minor axis direction.) The composite multilayer film that interferes and reflects light of four wavelengths is a liquid crystal. The thickness of the layer and the film was set so as to satisfy the expressions (3) and (4) with respect to the wavelength of 450 nm, the wavelength of 550 nm, the wavelength of 650 nm, and the wavelength of 750 nm, respectively.
[0103]
The refractive index distribution in the thickness direction in the cell when a voltage is applied is as shown in FIG. 19A. The reflectance of the display device is obtained assuming that the liquid crystal layer has such a refractive index distribution, and the applied voltage is 0.5 V. , 1.0V, 1.5V, 2.0V, and 2.5V are shown in FIGS. 19B, 20A, 20B, 21A, and 21B, respectively.
[0104]
In these figures, the horizontal axis represents wavelength and the vertical axis represents reflectance. In each of these drawings, the number of layers of each composite multilayer film that interferes and reflects light of each wavelength is 21 × 2 (A), 41 × 2 (B), 61 × 2 (C), 81 × 2 (D ) And 101 × 2 (E), the reflectance is obtained respectively. For example, in the case of A, 21 × 2 means that the number of layers of the composite multilayer film for P wave is 21 in each composite multilayer film that interference-reflects the light of each wavelength, and for S wave It shows that the number of layers of the composite multilayer film is 21. Therefore, in the case of A of this embodiment, the total number of layers is 21 × 2 × 4 = 168. The same applies to B, C, D, and E.
[0105]
For example, in the case of A, the number of layers of the composite multilayer film for P wave or S wave is 21 means that for each of P wave and S wave, there are 11 liquid crystal layers and 10 films. Indicates that In this way, the total number of the composite multilayer film including the liquid crystal layer and the film becomes 21 (odd number) because the liquid crystal layer is disposed at both ends of the composite multilayer film. This is because one layer is added. The same applies to B, C, D, and E.
[0106]
When no voltage is applied, the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer are aligned substantially in the horizontal direction, and the refractive index of the liquid crystal layer (n₁ ) And the refractive index of the film (n_F1N)₁ = N_F1= 1.7 and the transmission state is obtained. Similarly, the refractive index of the liquid crystal layer (n₂ ) And the refractive index of the film (n_F2N)₂ = N_F2= 1.5 and a transmission state is established, and all incident light (P wave, S wave) is transmitted through the composite multilayer film. When a voltage is applied, the refractive index becomes smaller than 1.7 as shown in FIG. 19A, so that light of each wavelength is selectively interfered and reflected.
[0107]
Increasing the number of layers increases the reflectivity, but considering that the reflectivity is about 70% for plain paper and about 80% for fine paper, each composite that interferes and reflects light of each wavelength. It can be seen that if the number of layers of the composite multilayer film for P wave or S wave is 21 in the multilayer film, a practically sufficient reflectance can be obtained.
[0108]
(15th Example)
FIG. 22 is a diagram for explaining the structure of the display device according to the fifteenth embodiment of the present invention. In the display device according to the fifteenth embodiment, seven composite multilayer films that respectively reflect and reflect incident light having wavelengths of 450 nm, 500 nm, 550 nm, 600 nm, 650 nm, 700 nm, and 750 nm are laminated. The structures of the seven composite multilayer films are the same as those in the fourteenth embodiment described with reference to FIG. 18B.
[0109]
In this embodiment, the refractive index n of the liquid crystal molecules in the major axis direction₁ = 1.8, refractive index n in the minor axis direction₂ = 1.52 and the refractive index of the film is n_F1= 1.8, n_F2= 1.52. In this case, the relationship between the alignment direction of the liquid crystal molecules and the arrangement of the film is the same as in the fourteenth embodiment. The composite multilayer film that interference-reflects light of seven wavelengths respectively has a liquid crystal layer and film thicknesses of 450 nm, 500 nm, 550 nm, 600 nm, 650 nm, 700 nm, and 750 nm. Each was set so as to satisfy the expressions (6) and (6) ′.
[0110]
The refractive index distribution in the thickness direction in the cell when a voltage is applied is as shown in FIG. 23A, and the reflectance of the display device is obtained assuming that the liquid crystal layer has such a refractive index distribution. , 1.0V, 1.5V, 2.0V, and 2.5V are shown in FIGS. 23B, 24A, 24B, 25A, and 25B, respectively.
[0111]
In these figures, the horizontal axis represents wavelength and the vertical axis represents reflectance. In each of these drawings, the number of layers of each composite multilayer film that interferes and reflects light of each wavelength is 11 × 2 (F), 21 × 2 (A), 31 × 2 (G), and 41 × 2 (B ), The reflectance is obtained for each case. Here, the contents of the number of layers in each case are the same as in the case of the fourteenth embodiment.
[0112]
When no voltage is applied, the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer are aligned substantially in the horizontal direction, and the refractive index of the liquid crystal layer (n₁ , N₂ ) And the refractive index of the film (n_F1, N_F2) Is n₁ = N_F1= 1.8, n₂ = N_F2= 1.52, and there is no difference in refractive index between the P wave and the S wave, and the light is transmitted. When a voltage is applied, the refractive index becomes smaller than 1.8 as shown in FIG. 23A, so that each wavelength is selectively interference-reflected.
[0113]
In this example, the refractive index of the liquid crystal is 1.8 in the major axis direction and 1.52 in the minor axis direction, and the birefringence is higher than that of the fourteenth example. Is obtained. In each composite multilayer film that interference-reflects light of each wavelength, even when the number of layers of the composite multilayer film for P-wave or S-wave is 11, a practically sufficient reflectance is obtained, and 21 layers In this case, it can be seen that a reflectance of 80% or more, which is higher than that of fine paper, is obtained.
[0114]
(Sixteenth embodiment)
FIG. 26 is a diagram for explaining the structure of a display device according to a sixteenth embodiment of the present invention. In the display device according to the sixteenth embodiment, nine composite multilayer films for interfering and reflecting incident light with wavelengths of 400 nm, 450 nm, 500 nm, 550 nm, 600 nm, 650 nm, 700 nm, 750 nm, and 800 nm are laminated. The structures of the nine composite multilayer films are the same as those in the fourteenth embodiment described with reference to FIG. 18B.
[0115]
In this embodiment, the refractive index n of the liquid crystal molecules in the major axis direction₁ = 1.8, refractive index n in the minor axis direction₂ = 1.52 and the refractive index of the film is n_F1= 1.8, n_F2= 1.52. Here, the relationship between the arrangement direction of the liquid crystal molecules and the arrangement of the film is the same as in the fourteenth embodiment. The composite multilayer film that interference-reflects light of nine wavelengths respectively has a liquid crystal layer and a film thickness of 400 nm, 450 nm, 500 nm, 550 nm, 600 nm, 650 nm, 700 nm, 750 nm, The wavelength was set to satisfy the expressions (3) and (4) for the wavelength of 800 nm.
[0116]
The refractive index distribution in the thickness direction in the cell when a voltage is applied is as shown in FIG. 27A. The reflectance of the display device is obtained assuming that the liquid crystal layer has such a refractive index distribution, and the applied voltage is 0.5 V. , 1.0V, 1.5V, 2.0V, and 2.5V are shown in FIGS. 27B, 28A, 28B, 29A, and 29B, respectively.
[0117]
In these figures, the horizontal axis represents wavelength and the vertical axis represents reflectance. In each of these figures, the number of layers of each composite multilayer film that interference-reflects light of each wavelength is 5 × 2 (H), 11 × 2 (F), 15 × 2 (I), and 21 × 2 (A ), The reflectance is obtained for each case. Here, the contents of the number of layers in each case are the same as in the case of the fourteenth embodiment.
[0118]
When no voltage is applied, the refractive index of the liquid crystal layer (n₁ , N₂ ) And the refractive index of the film (n_F1, N_F2) Is n₁ = N_F1= 1.8, n₂ = N_F2= 1.52, and there is no difference in refractive index between the P wave and the S wave, and the light is transmitted. When a voltage is applied, the refractive index becomes smaller than 1.8 as shown in FIG. 27A, so that each wavelength is selectively interference-reflected.
[0119]
(Seventeenth embodiment)
FIG. 30 is a diagram for explaining the structure of a display device according to a seventeenth embodiment of the present invention. In the display device of the seventeenth embodiment, four composite multilayer films that respectively reflect and reflect incident light having wavelengths of 450 nm, 550 nm, 650 nm, and 750 nm are laminated. The structures of the four composite multilayer films are the same as those in the fourteenth embodiment described with reference to FIG. 18B.
[0120]
In this embodiment, the refractive index n of the liquid crystal molecules in the major axis direction₁ = 1.8, refractive index n in the minor axis direction₂ = 1.52 and the refractive index of the film is n_F1= 1.8, n_F2= 1.52. In this case, the relationship between the alignment direction of the liquid crystal molecules and the arrangement of the film is the same as in the fourteenth embodiment. The composite multilayer film that interference-reflects four wavelengths of light has the following formulas (3) and (4) for the liquid crystal layer and film thicknesses of 450 nm, 550 nm, 650 nm, and 750 nm, respectively. Set to meet.
[0121]
The refractive index distribution in the thickness direction in the cell when a voltage is applied is as shown in FIG. 31A. The reflectance of the display device is obtained assuming that the liquid crystal layer has such a refractive index distribution, and the applied voltage is 0.5 V. , 1.0V, 1.5V, 2.0V, and 2.5V are shown in FIGS. 31B, 32A, 32B, 33A, and 33B, respectively.
[0122]
In these figures, the horizontal axis represents wavelength and the vertical axis represents reflectance. In each of these figures, the number of layers of each composite multilayer film that interference-reflects light of each wavelength is 5 × 2 (H), 11 × 2 (F), 15 × 2 (I), and 21 × 2 (A ), The reflectance is obtained for each case. Here, the contents of the number of layers in each case are the same as in the case of the fourteenth embodiment.
[0123]
When no voltage is applied, the refractive index of the liquid crystal layer (n₁ , N₂ ) And the refractive index of the film (n_F1, N_F2) Is n₁ = N_F1= 1.8, n₂ = N_F2= 1.52, and there is no difference in refractive index between the P wave and the S wave, and the light is transmitted. When a voltage is applied, the refractive index becomes smaller than 1.8 as shown in FIG. 31A, so that each wavelength is selectively interference-reflected.
[0124]
(Eighteenth embodiment)
FIG. 34 is a diagram for explaining the structure of a display device according to an eighteenth embodiment of the present invention. In the display device according to the eighteenth embodiment, seven composite multilayer films that respectively reflect and reflect incident light having wavelengths of 450 nm, 500 nm, 550 nm, 600 nm, 650 nm, 700 nm, and 750 nm are laminated. The structures of the seven composite multilayer films are the same as those in the fourteenth embodiment described with reference to FIG. 18B.
[0125]
In this embodiment, the refractive index n of the liquid crystal molecules in the major axis direction₁ = 1.8, refractive index n in the minor axis direction₂ = 1.52 and the refractive index of the film is n_F1= N_F2= 1.52. The composite multilayer film that interference-reflects light of seven wavelengths respectively has a liquid crystal layer and film thicknesses of 450 nm, 500 nm, 550 nm, 600 nm, 650 nm, 700 nm, and 750 nm. Each was set so as to satisfy the expressions (3) and (4). There are many types of films having a refractive index of about 1.5 as in this embodiment, and for example, polyethylene, polyester, polycarbonate, and the like are preferably used.
[0126]
The refractive index distribution in the thickness direction in the cell when a voltage is applied is as shown in FIG. 35A, and the reflectance of the display device is obtained assuming that the liquid crystal layer has such a refractive index distribution. , 1.0V, 1.5V, 2.0V, and 2.5V are shown in FIGS. 35B, 36A, 36B, 37A, and 37B, respectively.
[0127]
In these figures, the horizontal axis represents wavelength and the vertical axis represents reflectance. In each of these drawings, the number of layers of each composite multilayer film that interference-reflects light of each wavelength is 11 × 2 (F), 21 × 2 (A), 31 × 2 (G), and 41 × 2 (B ) And 51 × 2 (J), the reflectance is obtained. Here, the contents of the number of layers in each case are the same as in the case of the fourteenth embodiment.
[0128]
When no voltage is applied, the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer are aligned substantially in the horizontal direction and the refractive index is n.₁ = 1.8, but since the refractive index of the film is 1.52, interference reflection occurs at each wavelength. As voltage is applied, the refractive index becomes smaller than 1.8 as shown in FIG. 35A, so the degree of interference reflection at each wavelength gradually decreases and the transmittance increases. Even if the voltage is applied to 2.0 V and 2.5 V, the reflectance does not become zero. This is because, as shown in FIG. 35A, the refractive index of the liquid crystal when a voltage is applied cannot be equal to the refractive index in the minor axis direction of the liquid crystal.
[0129]
(Nineteenth embodiment)
FIG. 38 is a diagram for explaining the structure of a display device according to the nineteenth embodiment of the present invention. In the display device according to the nineteenth embodiment, seven composite multilayer films that respectively reflect and reflect incident light having wavelengths of 450 nm, 500 nm, 550 nm, 600 nm, 650 nm, 700 nm, and 750 nm are laminated. The structures of the seven composite multilayer films are the same as those in the fourteenth embodiment described with reference to FIG. 18B.
[0130]
In this embodiment, the refractive index n of the liquid crystal molecules in the major axis direction₁ = 1.8, refractive index n in the minor axis direction₂ = 1.52 and the refractive index of the film is n_F1= N_F2= 1.58. The composite multilayer film that interference-reflects light of seven wavelengths respectively has a liquid crystal layer and film thicknesses of 450 nm, 500 nm, 550 nm, 600 nm, 650 nm, 700 nm, and 750 nm. Each was set so as to satisfy the expressions (3) and (4).
[0131]
The refractive index distribution in the thickness direction in the cell when a voltage is applied is as shown in FIG. 39A, and the reflectance of the display device is obtained assuming that the liquid crystal layer has such a refractive index distribution. , 1.0V, 1.5V, 2.0V, and 2.5V are shown in FIGS. 39B, 40A, 40B, 41A, and 42B, respectively.
[0132]
In these figures, the horizontal axis represents wavelength and the vertical axis represents reflectance. In each of these drawings, the number of layers of each composite multilayer film that interferes with each wavelength is 11 × 2 (F), 21 × 2 (A), 31 × 2 (G), 41 × 2 (B), and 51, respectively. The reflectance is obtained for each case of × 2 (J). Here, the contents of the number of layers in each case are the same as in the case of the fourteenth embodiment.
[0133]
When no voltage is applied, the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer are aligned substantially in the horizontal direction and the refractive index is n.₁ However, since the refractive index of the film is 1.58, interference reflection is performed at each wavelength. When a voltage is applied, the refractive index becomes smaller than 1.8 as shown in FIG. 39A, so the degree of interference reflection at each wavelength gradually decreases and the transmittance increases. And when a voltage is applied with 2.5V, a reflectance will be substantially zero. This is because, as shown in FIG. 39A, when a voltage of 2.5 V is applied, the average refractive index of the liquid crystal layer becomes substantially equal to 1.58 of the refractive index of the film.
[0134]
(20th embodiment)
FIG. 42 is a diagram for explaining the structure of the display device according to the twentieth embodiment of the present invention. In the display device according to the twentieth embodiment, seven composite multilayer films for interfering and reflecting incident light having wavelengths of 450 nm, 500 nm, 550 nm, 600 nm, 650 nm, 700 nm, and 750 nm are laminated. The structures of the seven composite multilayer films are the same as those in the twentieth embodiment described with reference to FIG. 18B.
[0135]
In this embodiment, the refractive index n of the liquid crystal molecules in the major axis direction₁ = 1.8, refractive index n in the minor axis direction₂ = 1.52 and the refractive index of the film is n_F1= N_F2= 1.6. The composite multilayer film that interference-reflects light of seven wavelengths respectively has a liquid crystal layer and film thicknesses of 450 nm, 500 nm, 550 nm, 600 nm, 650 nm, 700 nm, and 750 nm. Each was set so as to satisfy the expressions (3) and ((4)).
[0136]
The refractive index distribution in the thickness direction in the cell when a voltage is applied is as shown in FIG. 43A, and the reflectance of the display device is obtained assuming that the liquid crystal layer has such a refractive index distribution. , 1.0V, 1.5V, 2.0V, and 2.5V are shown in FIGS. 43B, 44A, 44B, 45A, and 45B, respectively.
[0137]
In these figures, the horizontal axis represents wavelength and the vertical axis represents reflectance. In each of these figures, the number of layers of each composite multilayer film that reflects and reflects each wavelength is 11 × 2 (F), 21 × 2 (A), 31 × 2 (G), 41 × 2 (B), and The reflectance is obtained for each case of 51 × 2 (J). Here, the contents of the number of layers in each case are the same as in the case of the fourteenth embodiment.
[0138]
When no voltage is applied, the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer are aligned substantially in the horizontal direction and the refractive index is n.₁ However, since the refractive index of the film is 1.6, interference reflection is performed at each wavelength. As voltage is applied, the refractive index becomes smaller than 1.8 as shown in FIG. 43A, so the degree of interference reflection at each wavelength gradually decreases and the transmittance increases. When the applied voltage is 2.0 V, the reflectance is almost 0, and when the applied voltage is further increased to 2.5 V, the reflectance increases conversely. As shown in FIG. 43A, when a voltage of 2.0 V is applied, the average refractive index of the liquid crystal layer is almost equal to 1.6 of the refractive index of the film, so that the reflectance is almost 0, and the voltage is 2 When .5 V is applied, the average refractive index of the liquid crystal layer is smaller than the refractive index 1.6 of the film, and the reflectance is also increased. In this example, the refractive index of the film is made closer to the refractive index in the major axis direction of the liquid crystal than in the case of the nineteenth example, so that the driving voltage can be lowered.
[0139]
Thus, if the refractive index of the film is substantially equal to the average refractive index of the liquid crystal determined by the applied voltage, the reflectance at the applied voltage can be reduced.
[0140]
(Twenty-first embodiment)
FIG. 46 is a diagram for explaining the structure of the display device according to the twenty-first embodiment of the present invention. In the display device of the twenty-first embodiment, the composite multilayer film composed of the liquid crystal layer and the film is interference-reflected between the adjacent liquid crystal layers and films while substantially satisfying the expressions (3) and (4). The display device was configured by continuously changing the wavelength from 450 nm to 750 nm. Each of the composite multilayer films that interference-reflect light of each wavelength includes a P-wave composite multilayer film and an S-wave composite multilayer film. In the liquid crystal layer of the P-wave composite multilayer film, The orientation direction of the long axis of the liquid crystal molecules when no voltage is applied is substantially horizontal to the film and parallel to the paper surface. In the liquid crystal layer of the composite multilayer film for S wave, the liquid crystal molecules when no voltage is applied The orientation direction of the long axis was assumed to be almost horizontal to the film and perpendicular to the paper surface. Within the composite multilayer film that interference-reflects light of each wavelength, the number of P-wave composite multilayer films and the number of liquid crystal layers and the number of S-wave composite multilayer films and the number of liquid crystal layers are the same. did.
[0141]
In this embodiment, the refractive index n of the liquid crystal molecules in the major axis direction₁ , Refractive index n in the minor axis direction₂ N₁ / N₂ = 1.6 / 1.5, 1.55 / 1.4, 1.7 / 1.5, 1.15 / 1.3, and the reflectance distribution at the time of voltage application of each display device is shown in FIG. 47A. 47B, 48A, and 48B, respectively. In addition, all films are films having birefringence, the refractive index in the X-axis direction is equal to the refractive index in the major axis direction of the adjacent liquid crystal molecules, and the refractive index in the Y-axis direction is also the same as that of the adjacent liquid crystal molecules. It is set to be equal to the refractive index in the minor axis direction. In these figures, the horizontal axis represents wavelength and the vertical axis represents reflectance. In each of these figures, the total number of liquid crystal layers and films in the composite multilayer film that interferes and reflects light from 450 nm to 750 nm is 51 × 2 (a), 101 × 2 (b), and 151 × 2 (c), respectively. ), 201 × 2 (d), 251 × 2 (e), 301 × 2 (f), 351 × 2 (g), 401 × 2 (h), 451 × 2 (i) and 501 × 2 (j) In each case, the reflectance is obtained. Here, for example, in the case of a, 51 × 2 indicates that the number of layers of the composite multilayer film for P wave is 51 and the number of layers of the composite multilayer film for S wave is 51. Therefore, in this embodiment, the total number of layers is 51 × 2 = 102. The same applies to b to j.
[0142]
Birefringence of liquid crystal (= major axis refractive index (n₁ , N_CL1) / Refractive index in the minor axis direction (n₂ , N_CL2 The greater the)) and the greater the number of layers, the higher the reflectivity.
[0143]
FIG. 49 shows the relationship between the total number of layers and the reflectance, using this birefringence property as a parameter. According to this, it can be seen that when the birefringence is 1.1 or more and the total number of layers is 100 or more, a reflectance higher than that of the conventional TN liquid crystal can be obtained.
[0144]
In the fourteenth to twenty-first embodiments, the simulation was performed on the assumption that the liquid crystal was oriented horizontally (homogeneous orientation) with respect to the film or substrate when no voltage was applied. Even if the structure is oriented almost perpendicularly to the film or substrate (homeotropic orientation), the principle is the same. However, in this case, when the refractive index of the film is close to the refractive index in the major axis direction of the liquid crystal, light is reflected when no voltage is applied, and light is transmitted when the voltage is applied. The refractive index of the film is in the minor axis direction of the liquid crystal. When the refractive index is close to the refractive index, light is transmitted when no voltage is applied and light is reflected when a voltage is applied.
[0145]
【The invention's effect】
As described above, in the display device according to the present invention, a bright display device is possible without using a polarizing plate, and in particular, a bright white / Black display and further a bright reflective color display device are possible. In addition, it is possible to superimpose film layers coated with liquid crystal in multiple layers, and then to stretch them, so that a composite multilayer film with a desired thickness can be easily created, and the bright reflective display can be made relatively easily. A device is obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for explaining a first embodiment of a display device according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining a display principle according to the present invention.
FIG. 3 is a diagram for explaining a second embodiment of the display device according to the present invention.
FIG. 4 is a diagram for explaining a third embodiment of the display device according to the present invention.
FIG. 5 is a diagram for explaining a fourth embodiment of the display device according to the present invention.
FIG. 6 is a diagram for explaining a fifth embodiment of the display device according to the present invention.
FIG. 7 is a diagram for explaining a sixth embodiment of the display device according to the present invention.
FIG. 8 is a diagram for explaining a seventh embodiment of the display device according to the present invention.
FIG. 9 is a diagram for explaining an eighth embodiment of the display device according to the present invention;
FIG. 10 is a diagram for explaining a ninth embodiment of a display device according to the present invention;
FIG. 11 is a view for explaining a method for producing a composite multilayer film used in the display device according to the present invention.
FIG. 12 is a diagram for explaining another method for manufacturing the composite multilayer film used in the display device according to the present invention.
FIG. 13 is a diagram for explaining the relationship between the number of layers of a composite multilayer film and interference reflectance in a fourteenth embodiment of a display device according to the present invention.
FIG. 14 is a diagram for explaining the relationship between the number of layers of a composite multilayer film and interference reflectance in a fifteenth embodiment of a display device according to the present invention.
FIG. 15 is a diagram for explaining the relationship between the applied voltage and the alignment state of liquid crystal molecules in the fourteenth through twenty-first embodiments of the display device according to the present invention.
FIG. 16 is a diagram for explaining the relationship between the applied voltage and the alignment state of liquid crystal molecules in the fourteenth through twenty-first embodiments of the display device according to the present invention.
FIG. 17 is a diagram for explaining the relationship between the cell thickness direction and the refractive index of the liquid crystal in the fourteenth through twenty-first embodiments of the display device according to the present invention using the applied voltage as a parameter.
FIG. 18 is a diagram for explaining the structure of a display device according to a fourteenth embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a diagram for explaining a display device according to a fourteenth embodiment of the present invention. FIG. 19A applies the relationship between the cell thickness direction and the refractive index of the liquid crystal in the display device according to the fourteenth embodiment. FIG. 19B is a diagram for explaining the relationship between the number of layers of the composite multilayer film and the interference reflectance in the display device according to the fourteenth embodiment.
FIG. 20 is a diagram for explaining the relationship between the number of layers of a composite multilayer film and interference reflectance in a display device according to a fourteenth embodiment of the present invention.
FIG. 21 is a diagram for explaining the relationship between the number of layers of a composite multilayer film and interference reflectance in a display device according to a fourteenth embodiment of the present invention.
FIG. 22 is a diagram for explaining the structure of a display device according to a fifteenth embodiment of the present invention.
FIG. 23 is a diagram for explaining a display device according to a fifteenth embodiment of the present invention. FIG. 23A applies the relationship between the cell thickness direction and the refractive index of liquid crystal in the display device according to the fifteenth embodiment. FIG. 23B is a diagram for explaining the relationship between the number of layers of the composite multilayer film and the interference reflectance in the display device of the fifteenth example.
FIG. 24 is a diagram for explaining the relationship between the number of layers of a composite multilayer film and interference reflectance in a display device according to a fifteenth embodiment of the present invention.
FIG. 25 is a diagram for explaining the relationship between the number of layers of a composite multilayer film and interference reflectance in a display device according to a fifteenth embodiment of the present invention.
FIG. 26 is a diagram for explaining the structure of a display device according to a sixteenth embodiment of the present invention.
FIG. 27 is a diagram for explaining a display device according to a sixteenth embodiment of the present invention. FIG. 27A applies the relationship between the cell thickness direction and the refractive index of liquid crystal in the display device according to the sixteenth embodiment. FIG. 27B is a diagram for explaining the relationship between the number of layers of the composite multilayer film and the interference reflectance in the display device according to the sixteenth embodiment.
FIG. 28 is a diagram for explaining the relationship between the number of layers of a composite multilayer film and interference reflectance in a display device according to a sixteenth embodiment of the present invention.
FIG. 29 is a diagram for explaining the relationship between the number of layers of a composite multilayer film and interference reflectance in a display device according to a sixteenth embodiment of the present invention.
FIG. 30 is a diagram for explaining the structure of a display device according to a seventeenth embodiment of the present invention.
FIG. 31 is a diagram for explaining a display device according to a seventeenth embodiment of the present invention. FIG. 31A applies the relationship between the cell thickness direction and the refractive index of liquid crystal in the display device according to the seventeenth embodiment. FIG. 31B is a diagram for explaining the relationship between the number of layers of the composite multilayer film and the interference reflectance in the display device according to the seventeenth embodiment.
FIG. 32 is a diagram for explaining the relationship between the number of layers of the composite multilayer film and the interference reflectance in the display device according to the seventeenth embodiment of the present invention.
FIG. 33 is a diagram for explaining the relationship between the number of layers of a composite multilayer film and interference reflectance in a display device according to a seventeenth embodiment of the present invention.
FIG. 34 is a view for explaining the structure of a display device according to an eighteenth embodiment of the present invention.
FIG. 35 is a diagram for explaining a display device according to an eighteenth embodiment of the present invention. FIG. 35A applies the relationship between the cell thickness direction and the refractive index of liquid crystal in the display device according to the eighteenth embodiment. FIG. 35B is a diagram for explaining the relationship between the number of layers of the composite multilayer film and the interference reflectance in the display device according to the eighteenth embodiment.
FIG. 36 is a diagram for explaining the relationship between the number of layers of a composite multilayer film and interference reflectance in a display device according to an eighteenth embodiment of the present invention.
FIG. 37 is a diagram for explaining the relationship between the number of layers of a composite multilayer film and interference reflectance in a display device according to an eighteenth embodiment of the present invention.
FIG. 38 is a diagram for explaining the structure of a display device according to a nineteenth embodiment of the present invention.
FIG. 39 is a diagram for explaining a display device according to a nineteenth embodiment of the present invention. FIG. 39A applies the relationship between the cell thickness direction and the refractive index of liquid crystal in the display device according to the nineteenth embodiment. FIG. 39B is a diagram for explaining the relationship between the number of layers of the composite multilayer film and the interference reflectance in the display device of the nineteenth example.
FIG. 40 is a diagram for explaining the relationship between the number of layers of the composite multilayer film and the interference reflectance in the display device according to the nineteenth embodiment of the present invention.
FIG. 41 is a diagram for explaining the relationship between the number of layers of a composite multilayer film and interference reflectance in a display device according to a nineteenth embodiment of the present invention.
FIG. 42 is a diagram for explaining the structure of a display device according to a nineteenth embodiment of the present invention.
43 is a diagram for explaining a display device according to a twentieth embodiment of the present invention, in which FIG. 43A applies the relationship between the cell thickness direction and the refractive index of the liquid crystal in the display device according to the twentieth embodiment; FIG. 43B is a diagram for explaining the relationship between the number of layers of the composite multilayer film and the interference reflectance in the display device of the twentieth example.
FIG. 44 is a diagram for explaining the relationship between the number of layers of the composite multilayer film and the interference reflectance in the display device according to the twentieth embodiment of the present invention.
FIG. 45 is a diagram for explaining the relationship between the number of layers of the composite multilayer film and the interference reflectance in the display device according to the twentieth embodiment of the present invention.
FIG. 46 is a diagram for explaining the structure of a display device according to a twenty-first embodiment of the present invention.
FIG. 47 is a diagram for explaining the relationship between the number of layers of the composite multilayer film and the interference reflectance in the display device according to the twenty-first embodiment of the present invention.
FIG. 48 is a diagram for explaining the relationship between the number of layers of the composite multilayer film and the interference reflectance in the display device according to the twenty-first embodiment of the present invention.
FIG. 49 is a diagram for explaining the relationship between the total number of layers of the composite multilayer film and the interference reflectance in the display device according to the twenty-first embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Upper substrate
2 Lower substrate
5, 6, 7 Plastic film
8, 9, 10, 11 Liquid crystal layer
13 No voltage application area
14 Voltage application area
15, 16 Incident light
17 Interference reflected light

Claims

A first electrode;
A second electrode;
A first composite multilayer film in which films disposed between the first electrode and the second electrode and a liquid crystal layer are alternately stacked;
Light absorbing means that absorbs light transmitted through the first composite multilayer film and has a different color tone, and
The light absorbing means comprises at least a light absorbing portion corresponding to the first color and a light absorbing portion corresponding to a second color different from the first color,
The light reflectance of the first composite multilayer film is controlled by applying a voltage to the first composite multilayer film;
A liquid crystal device characterized by the above.

The liquid crystal device according to claim 1,
And further including a reflective layer for reflecting the light transmitted through the light absorbing means,
A liquid crystal device characterized by the above.

A first electrode;
A second electrode;
A first composite multilayer film in which films disposed between the first electrode and the second electrode and a liquid crystal layer are alternately stacked;
A color filter on which light transmitted through the first composite multilayer film is incident,
The light reflectance of the first composite multilayer film is controlled by applying a voltage to the first composite multilayer film;
A liquid crystal device characterized by the above.

The liquid crystal device according to claim 3.
A reflection layer that reflects the light transmitted through the color filter;
A liquid crystal device characterized by the above.

The liquid crystal device according to claim 1,
The first electrode is provided on a first substrate;
The second electrode is provided on a second substrate;
The first substrate is provided with light scattering means;
A liquid crystal device characterized by the above.

The liquid crystal device according to claim 3 or 4,
The first electrode is provided on a first substrate;
The second electrode is provided on a second substrate;
The color filter is provided on an inner surface of the second substrate;
A liquid crystal device characterized by the above.

The liquid crystal device according to claim 3.
The first electrode is provided on a first substrate;
The second electrode is provided on a second substrate;
The color filter is provided on an inner surface of the second substrate;
The second electrode functions as a reflective electrode;
A liquid crystal device characterized by the above.

The liquid crystal device according to claim 1 or 2,
The liquid crystal device according to claim 1, wherein the light absorbing means absorbs light in an arbitrary wavelength band or a visible light wavelength band that passes through the first composite multilayer film.

The liquid crystal device according to claim 1,
A third electrode;
A fourth electrode;
Including a second composite multilayer film in which a film and a liquid crystal layer are alternately stacked between the third electrode and the fourth electrode,
A liquid crystal device characterized by the above.

The liquid crystal device according to claim 9.
In the second composite multilayer film, a light reflectance in the second composite multilayer film is controlled by applying a voltage through the third electrode and the fourth electrode.
A liquid crystal device characterized by the above.

A method for manufacturing the liquid crystal device according to claim 1,
Applying a liquid crystal material constituting the liquid crystal layer on at least one surface of the film,
By overlapping the film coated with the liquid crystal material with a multi-layer roller,
Forming the first composite multilayer film;
A method of manufacturing a liquid crystal device.

In the manufacturing method of the liquid crystal device according to claim 11,
When overlapping with the roller, heating to a predetermined temperature to reduce the viscosity of the liquid crystal layer,
A method of manufacturing a liquid crystal device.

In the manufacturing method of the liquid crystal device according to claim 11 or 12,
The film was previously subjected to uniaxial stretching treatment, and had an alignment function for aligning liquid crystal molecules,
A method of manufacturing a liquid crystal device.

A method of manufacturing a liquid crystal device according to claim 1,
The liquid crystal material constituting the liquid crystal layer is applied onto the film, the film coated with the liquid crystal material is overlapped and integrated with a roller, and then stretched with a rolling roller. Forming the first composite multilayer film by adjusting the thickness of the liquid crystal layer and the thickness of the liquid crystal layer to a predetermined value;
A method for manufacturing a liquid crystal device.

The liquid crystal device according to claim 1,
A liquid crystal device, wherein conductivity is imparted to the film.

The liquid crystal device according to claim 1,
The first composite multilayer film is formed by laminating at least 10 layers of the liquid crystal layer and the film;
A liquid crystal device characterized by the above.

The liquid crystal device according to claim 1,
The first composite multilayer film is formed by laminating at least 21 layers of the liquid crystal layer and the film;
A liquid crystal device characterized by the above.

The liquid crystal device according to claim 1,
The layer thickness of the liquid crystal layer and the film is set so that the first composite multilayer film reflects light of at least part of the wavelength of the incident visible light region when no voltage is applied,
A liquid crystal device characterized by the above.

The liquid crystal device according to claim 1,
Setting the layer thickness of the liquid crystal layer and the film so that the first composite multilayer film reflects light having a wavelength of at least part of the incident visible light region when a voltage is applied;
A liquid crystal device characterized by the above.

The liquid crystal device according to claim 1 or 2,
The light absorbing means has a black light absorbing portion;
The light transmitted through the first composite multilayer film is absorbed by the light absorbing portion;
A liquid crystal device characterized by the above.

The liquid crystal device according to claim 3 or 4,
The color filter has a black light absorbing portion,
The light transmitted through the first composite multilayer film is absorbed by the light absorbing portion;
A liquid crystal device characterized by the above.