JP4655425B2 - 反射型フルカラー液晶表示素子及び該素子を備えた表示装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、反射型フルカラー液晶表示素子、特に、光の三原色であるＲ，Ｇ，Ｂの光を選択的に反射する液晶セルを積層した反射型フルカラー液晶表示素子及び該素子を備えた表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、液晶表示素子は、透明電極を有する一対の基板とこの基板間に挟持された液晶層とからなる。この液晶層に駆動電圧を印加することで液晶分子の配列を制御し、素子に入射される外光を変調して目的とする画像の表示を行う。
【０００３】
液晶表示方式として従来から様々な方法が提示されている。近年、ネマチック液晶にカイラル材料を添加することにより、室温においてコレステリック液晶相を示すようにしたカイラルネマチック液晶組成物を用いた液晶表示素子が種々研究されている。
【０００４】
かかる液晶表示素子は、例えば、コレステリック相の選択反射を利用した低消費電力を特徴とする反射型の液晶表示素子として用いられることが知られている。この反射型液晶表示素子では、例えば、エネルギーの高い又は低いパルス電圧を選択的に印加することにより、液晶をプレーナ状態（着色状態）とフォーカルコニック状態（透明状態）に切り換えて表示を行う。そして、パルス電圧の印加を停止した後もプレーナ状態、フォーカルコニック状態又はそれらの混在した状態が保持されることで（このようなプレーナ及びフォーカルコニックの各状態の保持性を一般的に双安定性又はメモリー性と称する）、電圧の印加を停止した後も表示が保たれるようにすることが可能である。
【０００５】
また、この液晶表示素子のフルカラー表示を実現する一つの方法として、赤色表示を行う液晶セル、緑色表示を行う液晶セル、青色表示を行う液晶セルの３層を積層した液晶表示素子とすることが考えられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このカイラルネマチック液晶組成物を用いた反射型フルカラー液晶表示素子においては、赤色を表示する液晶セルの反射率が低いために色再現範囲が狭く、白色のバランスが悪く、コントラストも低いという問題点があった。赤色を選択反射するカイラルネマチック液晶組成物は、カイラル材料の含有量が少なくねじれのピッチが長いため、どうしても他の緑色や青色を選択反射する液晶組成物に比べると液晶層の厚さが同じ場合、反射率が低くなってしまう。
【０００７】
この欠点を補うための一つの方法として、赤色表示を行う液晶層を厚くして反射率を改善する方法が挙げられる。しかしながら、液晶層が厚くなるにつれてフォーカルコニック状態での透明度は低下し、黒色の表示特性が低下するため、赤色表示を行う液晶層をあまり厚くすることはできない。また、液晶層が厚くなると駆動電圧が高くなって安価な汎用の駆動用ＩＣが使用できないという問題点が発生する。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、カイラルネマチック液晶組成物を用いて、色再現範囲が広く、白色のバランスが良好で、コントラストの高い反射型フルカラー液晶表示素子を提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、カイラルネマチック液晶組成物を用いて、黒色の表示特性を大きく低下させることなく反射率を高くした反射型フルカラー液晶表示素子を提供することにある。
【００１０】
本発明のさらに他の目的は、カイラルネマチック液晶組成物を用いて、安価に製造可能で、駆動電圧が低い反射型フルカラー液晶表示素子を提供することにある。
【００１１】
本発明のその他の目的は、表示特性が良好で、しかも構成が簡素でコスト低減が可能な表示装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
本発明者らは前記課題を解決するために鋭意研究を重ねたところ、青色を選択反射する液晶セル及び緑色を選択反射する液晶セルをそれぞれ１層として、観察側から最も遠い赤色を選択反射する液晶セルを２層積層することにより、赤色の反射率が向上し、従来の問題点を解決できることを見出した。
【００１３】
即ち、本発明に係る反射型フルカラー液晶表示素子は、少なくとも観察側が透明な一対の基板間に、ネマチック液晶混合物とカイラル材料からなる、室温でコレステリック相を示し可視光中の特定波長の光を選択反射するカイラルネマチック液晶組成物からなる液晶層を挟持した複数の液晶セルをその厚さ方向に積層した反射型フルカラー液晶表示素子において、上から順に、青色を選択反射する液晶セル、緑色を選択反射する液晶セル、赤色を選択反射する液晶セルが積層されており、青色を選択反射する液晶セル及び緑色を選択反射する液晶セルをそれぞれ１層にすると共に、赤色を選択反射する液晶セルを２層としたものである。
【００１４】
本発明に係る反射型フルカラー液晶表示素子においては、赤色を選択反射する液晶セルを２層とすることにより、赤色の反射率が高くなって色再現範囲が広くなり、白色のバランスが向上し、かつ、コントラストも向上する。また、駆動電圧が高くなることがなく、汎用の駆動用ＩＣを使用して安価に製造することが可能となる。さらに、赤色を選択反射する液晶層を厚くする必要はなく、黒色の表示が悪くなるおそれがない。
【００１５】
ところで、本発明に係る反射型フルカラー液晶表示素子においては、青色を選択反射する液晶セル、緑色を選択反射する液晶セル、赤色を選択反射する第１の液晶セル及び赤色を選択反射する第２の液晶セルを構成するそれぞれの液晶層がほぼ同等の厚さであることが好ましい。これにて、製造時の工程を極力共通化でき、安価に素子を製造することができる。また、全ての液晶セルを同等の電圧で駆動することも可能になる。
【００１６】
特に、青色を選択反射する液晶セル、緑色を選択反射する液晶セル、赤色を選択反射する第１の液晶セル及び赤色を選択反射する第２の液晶セルのそれぞれがほぼ同等の駆動電圧をすれば、全ての液晶セルに対して共通の駆動用ＩＣを使用することができ、一層のコストダウンを図ることができる。
【００１７】
また、青色を選択反射する液晶セル、緑色を選択反射する液晶セル、赤色を選択反射する第１の液晶セル及び赤色を選択反射する第２の液晶セルのそれぞれの反射スペクトルのピーク反射波長が、それぞれ４５０〜４９０ｎｍ、５５０〜５９０ｎｍ、６５０〜６９０ｎｍ、６５０〜６９０ｎｍに調整することで、色再現性がより広くなり、より良好な白色表示が可能となり、コントラストもより向上する。
【００１８】
好ましい表示を得るために、液晶層の厚みは３〜１０μｍであることが適当である。３μｍよりも薄いと反射率が低くなり良好な着色状態得られない。逆に、１０μｍよりも厚いと駆動電圧が高くなり、黒色の表示が劣化し、コントラストも低くなる。
【００１９】
赤色を選択反射する第１の液晶セルと赤色を選択反射する第２の液晶セルとの間に位相差板を挟持してもよく、これにて、赤色の反射率が大きく向上する。この場合、赤色を選択反射する第１の液晶セル及び赤色を選択反射する第２の液晶セルを構成するカイラルネマチック液晶組成物を同じ成分とすれば、製造工程の共通化が図れ、製造コストも安くなる。
【００２０】
赤色を選択反射する第１の液晶セル及び赤色を選択反射する第２の液晶セルを構成するカイラルネマチック液晶組成物に含まれるカイラル材料を、旋光方向が互いに逆向きとしてもよい。右旋光と左旋光の両方の反射光を表示に利用できるため、反射率が大幅に向上する。
【００２１】
ところで、カイラルネマチック液晶組成物は、カイラル材料の含有量を変えることにより、選択反射波長を制御することができるという利点がある。カイラル材料の含有量は、ネマチック液晶混合物及びカイラル材料の合計重量に対して、８〜４５重量％が良好であり、カイラル材料の含有量が８重量％より少なすぎると十分なメモリー性を得られないことがあり、逆に４５重量％より多すぎると室温でコレステリック相を示さなくなったり、固化したりすることがある。
【００２２】
さらに、２種以上のカイラル材料を混合することによって、温度による選択反射波長のシフト量を調整することができ、安定した温度特性を示すことが可能となる。また、液晶組成物は色素を添加することにより反射ピーク波形の色純度を向上させることができる。添加される色素としては、従来知られている各種色素を使用することができ、液晶組成物と相溶性の良好なものが好適に用いられる。例えば、アゾ色素、キノン化合物、アントラキノン化合物等、あるいは二色性色素等が使用可能であり、これらの色素を複数種用いてもよい。添加量としては、例えば、ネマチック液晶混合物とカイラル材料との合計量に対して３重量％以下が好ましい。添加量が多すぎると液晶の選択反射が低くなり、コントラストが下がってしまう。
【００２３】
また、液晶組成物への色素添加に代えて、あるいはそれと併用してカラーフィルターを設けてもよい。例えば、液晶セルにフィルター層を設けることができる。このフィルター層に用いられる材料としては、例えば、無色透明物質に色素を添加したものであってもよいし、色素を添加せずとも本質的に着色状態にあるものであってもよい。例えば、フィルター層が色素と同様の働きをする特定の物質からなる薄膜であってもよい。液晶セルを構成するための透明基板自体を以上のようなフィルター層材料と置き換えても同様の効果が得られる。
【００２４】
液晶組成物を挟持する一対の基板に関しては、少なくとも一方が樹脂基板であることが好ましい。樹脂基板を用いることにより、薄型、軽量化が図れ、落としても割れない等の利点を有する。また、基板自体の厚みを薄くできるので、液晶セルを４層重ねた場合の色ずれを解消することができる。
【００２５】
さらに、各液晶セルを構成する基板のうち少なくとも一つが両面に電極を設けた樹脂基板とすれば、基板の枚数を減らせることができ、コストの削減に寄与する。
【００２６】
一対の基板間には、接着性樹脂で被覆された無機微粒子からなるスペース材が介在していてもよい。基板間ギャップを安定に保つことができ、接着性のためにスペース材が流動して表示ムラが発生するような問題がない。
【００２７】
さらに、一対の基板間に複数の高分子構造物を設けることにより大面積の液晶表示素子が作製可能となり、また、基板間のギャップの精度や強度を上げることができる。また、素子としてもメモリー性が向上する。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る反射型フルカラー液晶表示素子の実施形態について添付図面を参照して説明する。
【００２９】
（第１実施形態、図１参照）
図１に本発明の第１実施形態である反射型フルカラー液晶表示素子の断面構造を示す。この液晶表示素子は、それぞれ液晶組成物２１ｒ，２２ｒ，２１ｇ，２１ｂを含む、赤色を選択反射する液晶セルＲ１，Ｒ２、緑色を選択反射する液晶セルＧ、青色を選択反射する液晶セルＢを下からこの順で積層したものである。
各液晶セルは透明接着剤２５によって接着されている。また、液晶セルＲ１，Ｒ２の間には位相差板２６が挿入されている。
【００３０】
各液晶セルＲ１，Ｒ１，Ｇ，Ｂにおいて、１１、１２は透光性を有する透明基板であり、透明基板１１、１２のそれぞれの表面に、互いに平行な帯状に形成された複数の透明電極１３、１４が設けられている。これらの電極１３、１４は基板１１，１２に垂直な方向から見て互いに交差するように向かい合わされている。電極１３，１４上には絶縁性薄膜がコーティングされていることが好ましい。本第１実施形態では、電極１３，１４上に絶縁性薄膜１５がコーティングされている。さらに、絶縁性薄膜１５の上には液晶の配向を安定化させる配向安定化膜１６が設けられている。
【００３１】
光を入射させる側とは反対側の基板の基板１２の外面（裏面）には、必要に応じて、可視光吸収層が設けられる。ここでは液晶セルＲ１における基板１２の裏面に可視光吸収層１７が設けられている。
【００３２】
２０はスペーサー保持部材としての柱状構造物、２１ｒ，２２ｒ，２１ｇ，２１ｂは室温でコレステリック相を示すカイラルネマチック液晶組成物であり、これらの材料やその組み合わせについては以下の実施例によって具体的に説明する。２４はシール材であり、液晶組成物２１ｒ，２２ｒ，２１ｇ，２１ｂを基板１１，１２間に封入するためのものである。
【００３３】
（基板）
基板１１，１２は、いずれも透光性を有しているが、基板１１，１２を含め、本発明に係る液晶表示素子に用いることができる一対の基板は、少なくとも一方が透光性を有していることが必要である。透光性を有する基板としては、ガラス基板を例示できる。ガラス基板以外にも、例えば、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリエチレンテレフタレート等のフレキシブル樹脂基板を使用することができる。
【００３４】
（電極）
電極１３，１４としては、例えば、Indium Tin Oxide（ＩＴＯ：インジウム錫酸化物）、Indium Zinc Oxide（ＩＺＯ：インジウム亜鉛酸化物）等の透明導電膜や、アルミニウム、シリコン等の金属電極、あるいは、アモルファスシリコン、ＢＳＯ（Bismuth Silicon Oxide）等の光導電性膜等を用いることができる。
【００３５】
図１に示す液晶表示素子においては、既述のとおり、透明基板１１，１２の表面に互いに互いに平行な複数の帯状の透明電極１３，１４が形成されており、これらの電極１３，１４は基板１１，１２に垂直な方向から見て互いに交差するように向かい合わされている。
【００３６】
電極１３，１４をこのように形成するには、例えば、透明基板上にＩＴＯ膜をスパッタリング法等でマスク蒸着するか、ＩＴＯ膜を全面形成した後、フォトリソグラフィ法でパターニングすればよい。
【００３７】
（絶縁性薄膜）
図１に示す液晶表示素子を含め、本発明の液晶表示素子は電極１３，１４間の短絡を防止したり、ガスバリア層として液晶表示素子の信頼性を向上させる機能を有する絶縁性薄膜が形成されていてもよい。本第１実施形態では、既述のとおり、電極１３，１４上に絶縁性薄膜１５がコーティングされている。
【００３８】
絶縁性薄膜１５としては、酸化シリコン、酸化チタン、酸化ジルコニウムやそのアルコキシド等からなる無機材料やポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂等の有機膜を例示できる。
【００３９】
これらの材料を用いて蒸着法、スピンコート法、ロールコート法などの公知の方法によって形成することができる。
【００４０】
絶縁性薄膜は前記の材料に色素を添加すればカラーフィルターとしても機能する。さらに、絶縁性薄膜は柱状構造物に用いる高分子樹脂と同じ材料を用いて形成することもできる。
【００４１】
（配向安定化膜）
配向安定化膜１６としては、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリビニルブチラ−ル樹脂、アクリル樹脂等の有機膜や、酸化シリコン、酸化アルミニウム等の無機材料が例示される。これらの材料を用いて形成した配向安定化膜１６は、必ずしもラビング等の配向処理を施す必要はない。また、配向安定化膜１６を絶縁性薄膜１５と兼用してもよい。
【００４２】
配向安定化膜１６をラビング処理する場合は、片方のみを軽く（例えば、ラビング密度２０以下で）ラビング処理することで反射率を向上させることができる。しかし、両方の配向安定化膜１６をラビング処理するとメモリー性が失われやすくなる。
【００４３】
（スペーサー）
図１に示す液晶表示素子を含め、本発明に係る液晶表示素子は、一対の基板間に、基板間ギャップを均一に保持するためのスペーサーが設けられていてもよい。本第１実施形態の液晶表示素子には、基板１１，１２間にスぺーサー１８を挿入してある。
【００４４】
このスぺーサー１８としては、樹脂製又は無機酸化物製の球体を例示できる。
また、表面に熱可塑性の樹脂がコーティングしてある固着スペーサーも好適に用いられる。スペース保持部材として、特に、接着性樹脂で被覆した無機微粒子を用いることにより、セルギャップを安定に保つことができ、しかも、接着性をゆうすることからスペーサーが流動することはなく、表示ムラが発生するような問題がない。
【００４５】
なお、本第１実施形態のように、スペーサー１８及び柱状構造物２０をいずれも設けてもよいが、柱状構造物２０に代えて、スぺーサー１８のみをスペース保持部材として使用してもよい。
【００４６】
（液晶組成物）
液晶セルを構成する液晶組成物は、ネマチック液晶混合物とカイラル材料とを含み、カイラル材料を８〜４５重量％添加しているカイラルネマチック液晶組成物である。ここで、カイラル材料の添加量はネマチック液晶混合物とカイラル材料の合計量を１００重量％としたときの値である。カイラル材料の添加量が８重量％より少なすぎると所望の選択反射波長が得られなかったり、十分なメモリー性を得られないことがあり、４５重量％より多すぎると室温でコレステリック相を示さなかったり、固化したりすることがある。
【００４７】
ここで用いられるカイラルネマチック液晶組成物の物性値としては、屈折率異方性(Δｎ)が０．１３〜０．２２、誘電率異方性(Δε)が５〜４０、粘度が２０〜２００ｃＰであることが好ましい。屈折率異方性が低すぎると反射光の色純度が悪く、反射率も低下する。逆に、高すぎると視野角依存性が大きくなってしまう。誘電率異方性が低すぎると駆動電圧が高くなってしまう。逆に、高すぎると素子としての安定性や信頼性が悪くなり、画像欠陥、画像ノイズが発生しやすくなってしまう。粘度が低すぎると、表示状態のメモリー性が低下する。逆に、高すぎると駆動電圧が高くなり、駆動させるための時間も長くなる。
【００４８】
（柱状構造物）
図１に示す液晶表示素子を含め、本発明に係る液晶表示素子は、強い自己保持性を付与するために、一対の基板間が構造物で支持されていてもよい。本第１実施形態の液晶表示素子には、基板１１，１２間に柱状構造物２０が設けられている。
【００４９】
柱状構造物２０に関しては、まず、構造面について説明する。柱状構造物としては、例えば、格子配列等の所定のパターンに一定の間隔で配列された、円柱状体、四角柱状体、楕円柱状体、台形柱状体、円錐柱状体等の柱状構造物を挙げることができる。また、所定間隔で配置されたストライプ状のものでもよい。この柱状構造物はランダムな配列ではなく、等間隔な配列、間隔が徐々に変化する配列、所定の配置パターンが一定の周期で繰り返される配列等、基板の間隙を適切に保持でき、かつ、画像表示を妨げないように考慮された配列であることが好ましい。柱状構造物は液晶表示素子の表示領域に占める面積の割合が１〜４０％であれば、適度な強度を保持しながら液晶表示素子として実用上満足できる特性が得られる。
【００５０】
次に、ポリエステル樹脂を用いた柱状構造物の製作方法について説明する。例えば、まず、所定のパターンが形成されたＩＴＯ電極を形成した基板上にポリエステル樹脂溶液をロールコーターやグラビアコーター等の印刷機を用いて印刷した後、乾燥、硬化させる。
【００５１】
液晶セルとするには、柱状構造物を挟持した基板間に液晶組成物を真空注入法等によって注入すればよい。あるいは、基板を貼り合わせる際に、液晶組成物を滴下しておき、基板の貼り合わせと同時に液晶組成物を封入するようにしてもよい。
【００５２】
さらに、基板間ギャップ制御の精度向上のため、柱状構造物を形成するときに、柱状構造物の膜厚より小さいサイズのスペーサー材料、例えば、ガラスファイバー、ボール状のガラスやセラミックス粉、あるいは有機材料からなる球状粒子を配置し、加熱や加圧でギャップが変化しないようにすると、よりギャップ精度を向上させることができ、それだけ電圧ムラ、表示ムラ等を低減できる。
【００５３】
また、柱状構造物２０はスクリーン印刷法で形成することもできる。スクリーン印刷法による柱状構造物２０の形成方法は、例えば、次のようにして行う。即ち、所定のパターンが形成されたスクリーンを少なくとも一方の基板の電極等が形成された面上に被せ、該スクリーン上に印刷材料（柱状構造物形成のための組成物、例えば光硬化性樹脂など）を載せる。そして、スキージを所定の圧力、角度、速度で移動させる。これによって、印刷材料がスクリーンのパターンを介して該基板上に転写される。次に、転写された材料を硬化、乾燥させる。
【００５４】
スクリーン印刷法で柱状構造物を形成する場合、それに用いる樹脂材料としては、既述の光硬化性樹脂に限らず、例えばエポキシ樹脂、アクリル樹脂等の熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂も使用できる。なお、樹脂材料は、例えば、樹脂を適当な溶剤に溶解するなどして、ペースト状にして用いることが望ましい。
【００５５】
柱状構造物に用いる樹脂材料として熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂材料を用い、一対の基板間にスペーサーを設ける場合、例えば、次のようにして液晶セルを作製することができる。
【００５６】
即ち、まず、樹脂材料を少なくとも一方の基板上に配置した後、スペーサーを少なくとも一方の基板上に散布し、一対の基板を複数の帯状電極等の形成面を対向させて重ね合わせる。重ね合わせた一対の基板を両側から加圧しながら加熱することによって、樹脂材料を軟化させた後、冷却することにより再びこれを固化させ、空セルを形成する。この空セルに対しては、基板間に液晶組成物を、例えば、真空注入法によって注入すればよい。
【００５７】
（素子の動作）
いわゆる単純マトリクス駆動方式によって、透明電極１３，１４に通電を行うことにより、液晶がプレーナ状態、フォーカルコニック状態、又はその混在状態をとる。
【００５８】
プレーナ状態にある液晶は、可視光領域の特定波長域の光を選択的に反射することで着色状態として観測される。
【００５９】
フォーカルコニック状態にある液晶は、可視光領域の光をほとんど透過し透明状態として観測される。素子背面に黒色の光吸収層を配置しているため、フォーカルコニック状態では黒色状態として観測される。赤、緑、青の各液晶表示素子を駆動することにより、加法混色によるフルカラー表示が達成される。これらの状態は電圧の印加を停止した後も維持される（即ち、メモリー性を有する）。
【００６０】
ところで、赤色を選択反射する液晶セルＲ１，Ｒ２に関しては、図１に示すように、液晶セルへの入射光はまず上側の液晶セルＲ２により、赤色波長光の右回りの円偏光成分もしくは左回りの円偏光成分のいずれか一方が選択反射される。選択反射されなかったもう一方の円偏光成分は液晶セルＲ２を透過し、位相差板２６に到達する。
【００６１】
そして、位相差板２６に到達した光は位相差板２６を透過すると位相がずれ、逆回りの偏光又は楕円偏光となる。楕円偏光又は逆回りになった光は、下側の液晶セルＲ１に入射する。入射した光うちの赤色波長光は、下側の液晶セルＲ１により選択反射される（このときの反射光量は位相差板２６のリタデーションの大きさに依存する）。
【００６２】
下側の液晶セルＲ１により選択反射された光は、再び位相差板２６を透過し、楕円偏光又は逆回りの円偏光となって、上側の素子Ｒ２を通過する（このときの透過光量は位相差板２６のリタデーションの大きさに依存する）。
【００６３】
こうして、液晶表示素子への入射光のうち赤色波長光は、左右両方の円偏光成分が液晶セルＲ１，Ｒ２により選択反射され得ることになり、原理上赤色波長光が全てスイッチングされる。
【００６４】
一方、観察側に位置する青色を選択反射する液晶セルＢ、緑色を選択反射する液晶セルＧは、それぞれ１層構成とされているので、例えば、これらを赤色表示のための液晶セルと同様の２層構成とする場合に比べてコントラストを低下させることもない。
【００６５】
従って、コントラストを低下させることなく液晶表示素子の反射強度が高められる。また、観察側から最も遠い位置にある赤色表示用の液晶セルからの反射率が高いので、カラーバランスも良好に保つことができる。
【００６６】
なお、本発明者らの検討によれば、青色表示用の液晶セルのみを２層構成とし、緑色表示用及び赤色表示用の液晶セルを１層構成とする場合、青みが強くなりすぎてカラーバランスが崩れてしまうことが判明している。また、青色表示用及び赤色表示用の両方の液晶セルを２層構成とした場合も、カラーバランス及びコントラストが低下することが判明している。
【００６７】
（第２実施形態、図２参照）
図２に本発明の第２実施形態である反射型フルカラー液晶表示素子の断面構造を示す。この液晶表示素子は、表示領域内に柱状構造物が設けられていないことを除いて、図１に示した各液晶セルＲ１，Ｒ１，Ｇ，Ｂと実質的に同じ構造のものである。なお、図２において、図１に示した素子と基本的に同じ構成、作用を有する部材には同じ参照符号を付してある。
【００６８】
（第３実施形態、図３参照）
図３に本発明の第３実施形態である反射型フルカラー液晶表示素子の断面構造を示す。この液晶表示素子は、図１に示した液晶表示素子において各液晶組成物２１ｒ，２２ｒ，２１ｇ，２１ｂを挟持する基板１１，１２を共用化したもの、即ち、液晶セルＢの下側基板と液晶セルＧの上側基板、液晶セルＧの下側基板と液晶セルＲ２の上側基板、液晶セルＲ２の下側基板と液晶セルＲ１の上側基板をそれぞれ共用化したものである。その他の構成は図１に示した各液晶セルＲ１，Ｒ１，Ｇ，Ｂと実質的には同じ構造を有している。なお、図３において、図１に示した素子と基本的に同じ構成、作用を有する部材には同じ参照符号を付してある。
【００６９】
図３に示す各液晶セルＲ１，Ｒ２，Ｇ，Ｂにおいて、液晶セルＢの上側の基板１１と液晶セルＲ１の下側の基板１２には、図１に示した基板１１，１２と同様に片面のみに帯状の透明電極１３，１４を形成し、絶縁性薄膜１５、配向安定化膜１６が設けてある。中間に位置する共用基板１２ａ，１２ｂには、その上下面に、帯状の透明電極１３，１４を互いに交差するように形成し、絶縁性薄膜１５、配向安定化膜１６が設けてある。
【００７０】
また、液晶セルＲ１，Ｒ２の間に位置する共用基板１２ｂは、基板１２ｂ’，１２ｂ’の間に位相差板２６を熱圧着したものである。なお、共用基板１２ｂは熱圧着に代えて接着剤で貼り合わせたものであってもよい。
【００７１】
（第４実施形態、図４参照）
図４に本発明の第４実施形態である反射型フルカラー液晶表示素子の断面構造を示す。この液晶表示素子は、表示領域内に柱状構造物が設けられていないことを除いて、基板の一部を共用化した図３に示した各液晶セルＲ１，Ｒ２，Ｇ，Ｂと実質的に同じ構造のものである。なお、図４において、図３に示した素子と基本的に同じ構成、作用を有する部材には同じ参照符号を付してある。
【００７２】
（第５〜８実施形態、図５〜８参照）
図５は、赤色表示用液晶セルＲ２として、液晶セルＲ１とは逆回り円偏光を選択反射する液晶組成物を用いることにより、位相差板を省略したこと以外は第１実施形態と同様の構成を持つ積層型液晶表示素子（第５実施形態）の構成を示している。
【００７３】
このように、互いに逆回りの円偏光を選択反射する二つの赤色表示用液晶セルＲ１，Ｒ２を用いることにより、液晶セルＲ１，Ｒ２がそれぞれ逆の円偏光を反射するので位相差板が不要で赤色の反射率を増大することができる。
【００７４】
このような液晶組成物は、例えば、互いに旋光方向の異なるカイラル材をネマチック液晶に添加することで調製することができる。なお、旋光方向が逆の二つの層を積層する場合、その積層順に特に制限はない。
【００７５】
また、図２〜４に示した各実施形態に、本第５実施形態を適用してもよい（図６〜８参照、図６は第６実施形態、図７は第７実施形態、図８は第８実施形態をそれぞれ示す）。
【００７６】
（表示装置の実施形態、図９参照）
表示装置として、最良の形態は、図９（Ａ）に示すように、信号電極用駆動ＩＣ５１を各液晶セルに対して設けると共に、走査電極用駆動ＩＣ５２を各液晶セルに対して共通化した形態である。即ち、各液晶セルの駆動電圧がほぼ等しい場合、各液晶セルの走査電極を電気的に接続し、一つの走査電極用駆動ＩＣ５２によって駆動することができる。このようにすると、表示装置の構成を簡素化することができ、駆動ＩＣ使用数が少なくて済み、コストダウンを図ることができる。
【００７７】
赤色表示用の液晶セルＲ１，Ｒ２の走査電極用駆動ＩＣ５２Ｒのみを共用するようにしてもよい（図９（Ｂ）参照）。特に、位相差板を使用する場合は液晶セルＲ１，Ｒ２が全く同じ構成なのでこのような構成を採用しやすい。青色表示用の液晶セルＢ及び緑色表示用の液晶セルＧに対しては、専用の走査電極用駆動ＩＣ５２Ｂ，５２Ｇを設けてもよく、あるいは共用化してもよい。
【００７８】
勿論、走査電極用駆動ＩＣ５２Ｒ１，５２Ｒ２，５２Ｇ，５２Ｂを全ての液晶セルで独立に配置する形態も可能である（図９（Ｃ）参照）。
【００７９】
（実施例の説明）
次に、本発明に係る反射型フルカラー液晶表示素子に関して以下に説明する各実施例の素子を作成し、その性能評価実験を行ったので、比較例と共に具体的に説明する。なお、本発明に係る液晶表示素子はそれらの実施例に限定されるものではない。
【００８０】
以下の実施例や比較例において、液晶表示素子の反射率、Ｙ値（視感反射率）及び色度の測定は、反射型分光測色計ＣＭ−３７００ｄ（ミノルタ社製）を用いて、液晶セルと開口部との距離を６ｍｍとして測定した。良好な表示特性を示す白色点の色度は（ｘ、ｙ）＝（０．３１、０．３３）であり、表示素子の示す色度がこの座標に近いほど白色特性が良好であることを示す。また、Ｙ値が小さいほど透明であり、大きいほど明るい。コントラストは（高反射率状態でのＹ値／低反射率状態でのＹ値）で与えられる。以下に説明する各実施例及び比較例における液晶表示素子においては、液晶をプレーナ状態としたときに高反射率状態（着色）となり、フォーカルコニック状態としたときに低反射率状態（透明）となる。
【００８１】
さらに、屈折率異方性はアッベ屈折計を用いて測定した。誘電率異方性はインピーダンスアナライザーを用いて垂直配向安定化膜付きの液晶セルと配向安定化膜の無い液晶セルを用い、各静電容量と空セルの静電容量とを測定し、その比から算出した。この測定はＨＰ社のインピーダンスアナライザー４１９２Ａを用い、２５℃、１ｋＨｚで行った。
【００８２】
（実施例１）
ネマチック液晶混合物Ａ（屈折率異方性Δｎ：０．２１０、誘電率異方性Δε：３８．７、ネマチックアイソトロピック相転移温度ＴNI：１１９℃）に対して、液晶混合物とカイラル材料の合計重量に対して、カイラル材料Ｓ−８１１（メルク社製）を、それぞれ、２１重量％添加した液晶組成物２１ｒ、２１重量％添加した液晶組成物２２ｒ、２６重量％添加した液晶組成物２１ｇ、３６重量％添加した液晶組成物２１ｂを調製した。液晶組成物２１ｒ，２２ｒは６８０ｎｍ付近、液晶組成物２１ｇは５６０ｎｍ付近、液晶組成物２１ｂは４８０ｎｍ付近に選択反射のピーク波長を有している。
【００８３】
次に、ポリカーボネートフィルムからなる第１基板上に設けられた透明電極上に、ＨＩＭ３０００（日立化成社製）からなる絶縁性薄膜を２０００オングストロームの厚みに形成した後、可溶性ポリイミドからなる配向安定化膜を８００オングストロームの厚みに形成した。続いて、ポリカーボネートフィルムからなる第２基板上に設けられた透明電極上に、前記第１基板と同様に絶縁性薄膜と配向安定化膜を形成した。
【００８４】
次に、第１基板上の周辺部にシール材ＸＮ２１Ｓ（三井化学社製）をスクリーン印刷して所定高さの壁を形成した。その後、第２基板上に６μｍ径の固着スペーサー（積水ファインケミカル社製）を散布した。続いて、第１基板上に前記シール材の壁の高さと面積から計算された量の液晶組成物２１ｒを塗布し、貼り合わせ装置を用いて第１基板及び第２基板を貼り合わせ、１５０℃で１時間加熱し、液晶セルＲ１を得た。
【００８５】
前記工程と全く同様にして液晶組成物２２ｒ，２１ｇ，２１ｂを基板間に挟持した液晶セルＲ２，Ｇ，Ｂを得た。これらの液晶セルを下からＲ１，Ｒ２，Ｇ，Ｂの順に積層し、液晶セルＲ１，Ｒ２の間には位相差板を挿入し、各液晶セルを透明接着剤で固定した。さらに、光を入射させる側とは反対側の基板（セルＲ１の下側基板の裏面）に黒色の光吸収層を設けた。こうして図２に示す構成の積層型液晶表示素子を作製した。
【００８６】
このような液晶表示素子にあっては、各液晶セルの電極間に４０Ｖ、５msecのパルス電圧、２msec空けて、２５Ｖ、２msecのパルス電圧、２msec空けて、２５Ｖ、２msecのパルス電圧を印加すると、透明状態（フォーカルコニック状態）となり、４層を透明状態とした黒表示時の視感反射率Ｙ値は３．５を示した。また、各液晶セルの電極間に４０Ｖ、５msecのパルス電圧、２msec空けて、５０Ｖ、２msecのパルス電圧、２msec空けて、４０Ｖ、２msecのパルス電圧を印加すると、着色状態（プレーナー状態）となり、４層を着色状態とした白表示時の視感反射率Ｙ値は４５．６であり、コントラストは１３．０：１であった。また、白表示時の色度は（ｘ、ｙ）＝（０．３１、０．３４）、反射率は６３．４％であり、白色度が良好でコントラストの高い液晶表示素子であった。さらに、色再現範囲が広く表示ムラが少なく良好な表示特性を示した。
【００８７】
（実施例２）
ネマチック液晶混合物Ｂ（Δｎ：０．２１２、Δε：４０．２、ＴNI：１０３℃）、ネマチック液晶混合物Ｃ（Δｎ：０．２１０、Δε：３８．７、ＴNI：１１９℃）、ネマチック液晶混合物Ｄ（Δｎ：０．２１４、Δε：２７．６、ＴNI：１４３℃）の混合物に対して、全液晶混合物とカイラル材料の合計重量に対して、カイラル材料Ｓ−８１１（メルク社製）を２２重量％添加した液晶組成物２１ｒ、カイラル材料Ｒ−８１１（メルク社製）を２２重量％添加した液晶組成物２２ｒ、前記カイラル材料Ｓ−８１１を２７重量％添加した液晶組成物２１ｇ、前記カイラル材料Ｓ−８１１を３５重量％添加した液晶組成物２１ｂを調製した。液晶組成物２１ｒ，２２ｒは６７０ｎｍ付近、液晶組成物２１ｇは５７０ｎｍ付近、液晶組成物２１ｂは４７０ｎｍ付近に選択反射のピーク波長を有している。
【００８８】
なお、前記Ｓ−８１１及びＲ−８１１は互いに旋光方向が逆のカイラル材料である。従って、前記液晶組成物２１ｒ及び２２ｒは互いに逆の円偏光光を選択反射する。
【００８９】
次に、ポリカーボネートフィルムからなる第１基板上に設けられた透明電極上に、ＨＩＭ３０００（日立化成社製）からなる絶縁性薄膜を２０００オングストロームの厚みに形成した後、可溶性ポリイミドからなる配向安定化膜を５００オングストロームの厚みに形成した。続いて、ポリカーボネートフィルムからなる第２基板上に設けられた透明電極上に、前記第１基板と同様に絶縁性薄膜と配向安定化膜を形成した。
【００９０】
次に、第１基板上の周辺部にシール材ＸＮ２１Ｓ（三井化学社製）をスクリーン印刷して所定高さの壁を形成した。その後、第２基板上に６μｍ径の固着スペーサー（積水ファインケミカル社製）を散布した。続いて、第１基板上に前記シール材の壁の高さと面積から計算された量の液晶組成物２１ｒを塗布し、貼り合わせ装置を用いて第１基板及び第２基板を貼り合わせ、１５０℃で１時間加熱し、液晶セルＲ１を得た。
【００９１】
前記工程と全く同様にして液晶組成物２２ｒ，２１ｇ，２１ｂを基板間に挟持した液晶セルＲ２，Ｇ，Ｂを得た。これらの液晶セルを下からＲ１，Ｒ２，Ｇ，Ｂの順に積層し、各液晶セルを透明接着剤で固定した。さらに、光を入射させる側とは反対側の基板（セルＲ１の下側基板の裏面）に黒色の光吸収層を設けた。
こうして図６に示す構成の積層型液晶表示素子を作製した。
【００９２】
このような液晶表示素子にあっては、各液晶セルの電極間に３８Ｖ、５msecのパルス電圧、２msec空けて、２３Ｖ、２msecのパルス電圧、２msec空けて、２３Ｖ、２msecのパルス電圧を印加すると、透明状態（フォーカルコニック状態）となり、４層を透明状態とした黒表示時の視感反射率Ｙ値は３．６を示した。また、各液晶セルの電極間に３８Ｖ、５msecのパルス電圧、２msec空けて、３８Ｖ、２msecのパルス電圧、２msec空けて、３８Ｖ、２msecのパルス電圧を印加すると、着色状態（プレーナー状態）となり、４層を着色状態とした白表示時の視感反射率Ｙ値は４７．５であり、コントラストは１３．２：１であった。また、白表示時の色度は（ｘ、ｙ）＝（０．３１、０．３４）、反射率は６４．５％であり、白色度が良好でコントラストの高い液晶表示素子であった。さらに、色再現範囲が広く表示ムラが少なく良好な表示特性を示した。
【００９３】
（実施例３）
ネマチック液晶混合物Ｅ（Δｎ：０．２１２、Δε：３１、ＴNI：１０３℃）、ネマチック液晶混合物Ｆ（Δｎ：０．２１０、Δε：２８．７、ＴNI：１１９℃）、ネマチック液晶混合物Ｇ（Δｎ：０．２１４、Δε：２７．６、ＴNI：１４３℃）の混合物に対して、全液晶混合物とカイラル材料の合計重量に対して、カイラル材料Ｓ−８１１（メルク社製）を、それぞれ、２３重量％添加した液晶組成物２１ｒ、２３重量％添加した液晶組成物２２ｒ、２７重量％添加した液晶組成物２１ｇ、３７重量％添加した液晶組成物２１ｂを調製した。液晶組成物２１ｒ，２２ｒは６５５ｎｍ付近、液晶組成物２１ｇは５５０ｎｍ付近、液晶組成物２１ｂは４５５ｎｍ付近に選択反射のピーク波長を有している。
【００９４】
次に、ポリカーボネートフィルムからなる第１基板上に設けられた透明電極上に、ＨＩＭ３０００（日立化成社製）からなる絶縁性薄膜を２０００オングストロームの厚みに形成した後、可溶性ポリイミドからなる配向安定化膜を８００オングストロームの厚みに形成した。続いて、ポリカーボネートフィルムからなる第２基板上に設けられた透明電極上に、前記第１基板と同様に絶縁性薄膜と配向安定化膜を形成した。
【００９５】
次に、第１基板上の周辺部にシール材ＸＮ２１Ｓ（三井化学社製）をスクリーン印刷して所定高さの壁を形成すると共に、該壁の内部にエポキシ樹脂をスクリーン印刷して柱状構造物を形成した。その後、第２基板上に６μｍ径の固着スペーサー（積水ファインケミカル社製）を散布した。続いて、第１基板上に前記シール材の壁の高さと面積から計算された量の液晶組成物２１ｒを塗布し、貼り合わせ装置を用いて第１基板及び第２基板を貼り合わせ、１５０℃で１時間加熱し、液晶セルＲ１を得た。
【００９６】
前記工程と全く同様にして液晶組成物２２ｒ，２１ｇ，２１ｂを基板間に挟持した液晶セルＲ２，Ｇ，Ｂを得た。これらの液晶セルを下からＲ１，Ｒ２，Ｇ，Ｂの順に積層し、液晶セルＲ１，Ｒ２の間には位相差板を挿入し、各液晶セルを透明接着剤で固定した。さらに、光を入射させる側とは反対側の基板（セルＲ１の下側基板の裏面）に黒色の光吸収層を設けた。こうして図２に示す構成の積層型液晶表示素子を作製した。
【００９７】
このような液晶表示素子にあっては、各液晶セルの電極間に４２Ｖ、５msecのパルス電圧、２msec空けて、２８Ｖ、２msecのパルス電圧、２msec空けて、２８Ｖ、２msecのパルス電圧を印加すると、透明状態（フォーカルコニック状態）となり、４層を透明状態とした黒表示時の視感反射率Ｙ値は３．４を示した。また、各液晶セルの電極間に４２Ｖ、５msecのパルス電圧、２msec空けて、４２Ｖ、２msecのパルス電圧、２msec空けて、４２Ｖ、２msecのパルス電圧を印加すると、着色状態（プレーナー状態）となり、４層を着色状態とした白表示時の視感反射率Ｙ値は４４．２であり、コントラストは１３．０：１であった。また、白表示時の色度は（ｘ、ｙ）＝（０．３１、０．３５）、反射率は６２．８％であり、白色度が良好でコントラストの高い液晶表示素子であった。さらに、色再現範囲が広く表示ムラが少なく良好な表示特性を示した。
【００９８】
（実施例４）
ネマチック液晶混合物Ｈ（Δｎ：０．２０４、Δε：２５．４、ＴNI：９１．７℃）に対して、液晶混合物とカイラル材料の合計重量に対して、カイラル材料Ｒ−８１１（メルク社製）を２０重量％添加した液晶組成物２１ｒ、カイラル材料Ｓ−８１１（メルク社製）を２０重量％添加した液晶組成物２２ｒ、前記カイラル材料Ｓ−８１１を２８重量％添加した液晶組成物２１ｇ、前記カイラル材料Ｓ−８１１を３９重量％添加した液晶組成物２１ｂを調製した。液晶組成物２１ｒ，２２ｒは６６０ｎｍ付近、液晶組成物２１ｇは５８０ｎｍ付近、液晶組成物２１ｂは４８５ｎｍ付近に選択反射のピーク波長を有している。
【００９９】
次に、ポリカーボネートフィルムからなる第１基板上に設けられた透明電極上に、ＨＩＭ３０００（日立化成社製）からなる絶縁性薄膜を２０００オングストロームの厚みに形成した後、可溶性ポリイミドからなる配向安定化膜を５００オングストロームの厚みに形成した。続いて、ポリカーボネートフィルムからなる第２基板上に設けられた透明電極上に、前記第１基板と同様に絶縁性薄膜と配向安定化膜を形成した。
【０１００】
次に、第１基板上の周辺部にシール材ＸＮ２１Ｓ（三井化学社製）をスクリーン印刷して所定高さの壁を形成すると共に、該壁の内部にエポキシ樹脂をスクリーン印刷して柱状構造物を形成した。その後、第２基板上に５μｍ径の固着スペーサー（積水ファインケミカル社製）を散布した。続いて、第１基板上に前記シール材の壁の高さと面積から計算された量の液晶組成物２１ｒを塗布し、貼り合わせ装置を用いて第１基板及び第２基板を貼り合わせ、１５０℃で１時間加熱し、液晶セルＲ１を得た。
【０１０１】
前記工程と全く同様にして液晶組成物２２ｒ，２１ｇ，２１ｂを基板間に挟持した液晶セルＲ２，Ｇ，Ｂを得た。これらの液晶セルを下からＲ１，Ｒ２，Ｇ，Ｂの順に積層し、各液晶セルを透明接着剤で固定した。さらに、光を入射させる側とは反対側の基板（セルＲ１の下側基板の裏面）に黒色の光吸収層を設けた。
こうして図６に示す構成の積層型液晶表示素子を作製した。
【０１０２】
このような液晶表示素子にあっては、各液晶セルの電極間に４５Ｖ、５msecのパルス電圧、２msec空けて、３０Ｖ、２msecのパルス電圧、２msec空けて、３０Ｖ、２msecのパルス電圧を印加すると、透明状態（フォーカルコニック状態）となり、４層を透明状態とした黒表示時の視感反射率Ｙ値は３．５を示した。また、各液晶セルの電極間に４５Ｖ、５msecのパルス電圧、２msec空けて、４５Ｖ、２msecのパルス電圧、２msec空けて、４５Ｖ、２msecのパルス電圧を印加すると、着色状態（プレーナー状態）となり、４層を着色状態とした白表示時の視感反射率Ｙ値は４５．９であり、コントラストは１３．１：１であった。また、白表示時の色度は（ｘ、ｙ）＝（０．３２、０．３３）、反射率は６４．３％であり、白色度が良好でコントラストの高い液晶表示素子であった。さらに、色再現範囲が広く表示ムラが少なく良好な表示特性を示した。
【０１０３】
（実施例５）
ネマチック液晶混合物Ｉ（Δｎ：０．２１３、Δε：２６．８、ＴNI：１０１．５℃）に対して、液晶混合物とカイラル材料の合計重量に対して、カイラル材料Ｒ−８１１（メルク社製）を１８重量％とカイラル材料Ｒ−１０１１（メルク社製）を３重量％添加して液晶組成物を調製した。さらに、この液晶組成物に対して、赤色色素ＳＩ４２６（三井化学社製）を０．８重量％混合して液晶組成物２１ｒを調製した。液晶組成物２１ｒは６８５ｎｍ付近に選択反射のピーク波長を有している。
【０１０４】
さらに、前記ネマチック液晶混合物Ｉに対して、液晶混合物とカイラル材料の合計重量に対して、カイラル材料Ｓ−８１１（メルク社製）を１８重量％とカイラル材料Ｓ−１０１１（メルク社製）を３重量％添加して液晶組成物を調製した。さらに、この液晶組成物に対して、前記赤色色素ＳＩ４２６を０．８重量％混合して液晶組成物２２ｒを調製した。液晶組成物２２ｒは６８５ｎｍ付近に選択反射のピーク波長を有している。
【０１０５】
さらに、ネマチック液晶混合物Ｊ（Δｎ：０．２１８、Δε：２１．３、ＴNI：１０２℃）に対して、液晶混合物とカイラル材料の合計重量に対して、カイラル材料ＣＢ１５（メルク社製）を３４．８重量％添加して液晶組成物を調製した。さらに、この液晶組成物に対して、黄色色素ＹｅｌｌｏｗＧＮ（日本化薬社製）を０．６重量％混合して液晶組成物２１ｇを調製した。液晶組成物２１ｇは５８５ｎｍ付近に選択反射のピーク波長を有している。
【０１０６】
さらに、ネマチック液晶混合物Ｋ（Δｎ：０．１７７、Δε：１９．０、ＴNI：１０３℃）に対して、液晶混合物とカイラル材料の合計重量に対して、前記カイラル材料ＣＢ１５を３２重量％と前記カイラル材料Ｓ−８１１を８重量％添加した液晶組成物２１ｂを調製した。この液晶組成物２１ｂは４７０ｎｍ付近に選択反射のピーク波長を有している。
【０１０７】
次に、ポリカーボネートフィルムからなる第１基板上に設けられた透明電極上に、ＨＩＭ３０００（日立化成社製）からなる絶縁性薄膜を２０００オングストロームの厚みに形成した後、可溶性ポリイミドからなる配向安定化膜を５００オングストロームの厚みに形成した。そして、配向安定化膜を弱くラビングした。
ラビング処理の条件としては、レーヨンのラビング布を巻いたローラーの回転数を７０ｒｐｍ、配向安定化膜の形成されたプラスチック基板に対するラビングローラーの相対移動速度を１８０ｃｍ／分、ラビング布のパイルの押込み量を０．２ｍｍとした。
【０１０８】
続いて、ポリカーボネートフィルムからなる第２基板上に設けられた透明電極上に、前記第１基板と同様に絶縁性薄膜と配向安定化膜を形成した。この配向安定化膜にはラビング処理を施さなかった。
【０１０９】
次に、第１基板上の周辺部にシール材ＸＮ２１Ｓ（三井化学社製）をスクリーン印刷して所定高さの壁を形成すると共に、該壁の内部にエポキシ樹脂をスクリーン印刷して柱状構造物を形成した。その後、第２基板上に５μｍ径の固着スペーサー（積水ファインケミカル社製）を散布した。続いて、第１基板上に前記シール材の壁の高さと面積から計算された量の液晶組成物２１ｒを塗布し、貼り合わせ装置を用いて第１基板及び第２基板を貼り合わせ、１５０℃で１時間加熱し、液晶セルＲ１を得た。
【０１１０】
前記工程と全く同様にして液晶組成物２２ｒ，２１ｇ，２１ｂを基板間に挟持した液晶セルＲ２，Ｇ，Ｂを得た。これらの液晶セルを下からＲ１，Ｒ２，Ｇ，Ｂの順に積層し、各液晶セルを透明接着剤で固定した。さらに、光を入射させる側とは反対側の基板（セルＲ１の下側基板の裏面）に黒色の光吸収層を設けた。
こうして図６に示す構成の積層型液晶表示素子を作製した。
【０１１１】
このような液晶表示素子にあっては、各液晶セルの電極間に４０Ｖ、５msecのパルス電圧、２msec空けて、２３Ｖ、２msecのパルス電圧、２msec空けて、２３Ｖ、２msecのパルス電圧を印加すると、透明状態（フォーカルコニック状態）となり、４層を透明状態とした黒表示時の視感反射率Ｙ値は４．０を示した。また、各液晶セルの電極間に４０Ｖ、５msecのパルス電圧、２msec空けて、４０Ｖ、２msecのパルス電圧、２msec空けて、４０Ｖ、２msecのパルス電圧を印加すると、着色状態（プレーナー状態）となり、４層を着色状態とした白表示時の視感反射率Ｙ値は５４．７であり、コントラストは１３．７：１であった。また、白表示時の色度は（ｘ、ｙ）＝（０．３１、０．３４）、反射率は７０．４％であり、白色度が良好でコントラストの高い液晶表示素子であった。さらに、色再現範囲が広く表示ムラが少なく良好な表示特性を示した。
【０１１２】
（実施例６）
ネマチック液晶混合物Ｌ（Δｎ：０．１９５、Δε：２２．５、ＴNI：１０７．５℃）に対して、液晶混合物とカイラル材料の合計重量に対して、カイラル材料Ｒ−８１１（メルク社製）を１９重量％とカイラル材料Ｒ−１０１１（メルク社製）を３．５重量％添加して液晶組成物を調製した。さらに、この液晶組成物に対して、赤色色素ＳＩ４２６（三井化学社製）を０．６重量％混合して液晶組成物２１ｒを調製した。液晶組成物２１ｒは６７０ｎｍ付近に選択反射のピーク波長を有している。
【０１１３】
さらに、前記ネマチック液晶混合物Ｌに対して、液晶混合物とカイラル材料の合計重量に対して、カイラル材料Ｓ−８１１（メルク社製）を１９重量％とカイラル材料Ｓ−１０１１（メルク社製）を３．５重量％添加して液晶組成物を調製した。さらに、この液晶組成物に対して、前記赤色色素ＳＩ４２６を０．６重量％混合して液晶組成物２２ｒを調製した。液晶組成物２２ｒは６７０ｎｍ付近に選択反射のピーク波長を有している。
【０１１４】
さらに、ネマチック液晶混合物Ｍ（Δｎ：０．２０３、Δε：２５．１、ＴNI：１０５℃）に対して、液晶混合物とカイラル材料の合計重量に対して、カイラル材料ＣＢ１５（メルク社製）を３４．２重量％添加して液晶組成物を調製した。さらに、この液晶組成物に対して、黄色色素ＹｅｌｌｏｗＧＮ（日本化薬社製）を０．４重量％混合して液晶組成物２１ｇを調製した。液晶組成物２１ｇは５６５ｎｍ付近に選択反射のピーク波長を有している。
【０１１５】
さらに、ネマチック液晶混合物Ｎ（Δｎ：０．１９６、Δε：２３．２、ＴNI：１０１．６℃）に対して、液晶混合物とカイラル材料の合計重量に対して、前記カイラル材料ＣＢ１５を３０重量％と前記カイラル材料Ｓ−８１１を７．６重量％添加した液晶組成物２１ｂを調製した。この液晶組成物２１ｂは４８０ｎｍ付近に選択反射のピーク波長を有している。
【０１１６】
次に、ポリエーテルサルフォンフィルムからなる第１基板上に設けられた透明電極上に、ＨＩＭ３０００（日立化成社製）からなる絶縁性薄膜を２０００オングストロームの厚みに形成した後、可溶性ポリイミドからなる配向安定化膜を５００オングストロームの厚みに形成した。そして、配向安定化膜を弱くラビングした。ラビング処理の条件としては、レーヨンのラビング布を巻いたローラーの回転数を７０ｒｐｍ、配向安定化膜の形成されたプラスチック基板に対するラビングローラーの相対移動速度を１８０ｃｍ／分、ラビング布のパイルの押込み量を０．２ｍｍとした。
【０１１７】
続いて、ポリエーテルサルフォンフィルムからなる第２基板上に設けられた透明電極上に、前記第１基板と同様に絶縁性薄膜と配向安定化膜を形成した。この配向安定化膜にはラビング処理を施さなかった。
【０１１８】
次に、第１基板上の周辺部にシール材ＸＮ２１Ｓ（三井化学社製）をスクリーン印刷して所定高さの壁を形成すると共に、該壁の内部にエポキシ樹脂をスクリーン印刷して柱状構造物を形成した。その後、第２基板上に５μｍ径の固着スペーサー（積水ファインケミカル社製）を散布した。続いて、第１基板上に前記シール材の壁の高さと面積から計算された量の液晶組成物２１ｒを塗布し、貼り合わせ装置を用いて第１基板及び第２基板を貼り合わせ、１５０℃で１時間加熱し、液晶セルＲ１を得た。
【０１１９】
第１基板の配向安定化膜をラビング処理しないこと以外は前記工程と全く同様にして液晶組成物２２ｒ，２１ｇ，２１ｂを基板間に挟持した液晶セルＲ２，Ｇ，Ｂを得た。これらの液晶セルを下からＲ１，Ｒ２，Ｇ，Ｂの順に積層し、各液晶セルを透明接着剤で固定した。さらに、光を入射させる側とは反対側の基板（セルＲ１の下側基板の裏面）に黒色の光吸収層を設けた。こうして図６に示す構成の積層型液晶表示素子を作製した。
【０１２０】
このような液晶表示素子にあっては、各液晶セルの電極間に４０Ｖ、５msecのパルス電圧、２msec空けて、２５Ｖ、２msecのパルス電圧、２msec空けて、２５Ｖ、２msecのパルス電圧を印加すると、透明状態（フォーカルコニック状態）となり、４層を透明状態とした黒表示時の視感反射率Ｙ値は３．７を示した。また、各液晶セルの電極間に４０Ｖ、５msecのパルス電圧、２msec空けて、４０Ｖ、２msecのパルス電圧、２msec空けて、４０Ｖ、２msecのパルス電圧を印加すると、着色状態（プレーナー状態）となり、４層を着色状態とした白表示時の視感反射率Ｙ値は５０．０であり、コントラストは１３．５：１であった。また、白表示時の色度は（ｘ、ｙ）＝（０．３１、０．３３）、反射率は６６．５％であり、白色度が良好でコントラストの高い液晶表示素子であった。さらに、色再現範囲が広く表示ムラが少なく良好な表示特性を示した。
【０１２１】
（比較例１）
前記実施例１で用いたネマチック液晶混合物Ａに対して、液晶混合物とカイラル材料の合計重量に対して、カイラル材料Ｓ−８１１（メルク社製）を、それぞれ、２１重量％添加した液晶組成物２１ｒ、２６重量％添加した液晶組成物２１ｇ、３６重量％添加した液晶組成物２１ｂを調製した。液晶組成物２１ｒは６８０ｎｍ付近、液晶組成物２１ｇは５６０ｎｍ付近、液晶組成物２１ｂは４８０ｎｍ付近に選択反射のピーク波長を有している。
【０１２２】
次に、ポリカーボネートフィルムからなる第１基板上に設けられた透明電極上に、ＨＩＭ３０００（日立化成社製）からなる絶縁性薄膜を２０００オングストロームの厚みに形成した後、可溶性ポリイミドからなる配向安定化膜を８００オングストロームの厚みに形成した。続いて、ポリカーボネートフィルムからなる第２基板上に設けられた透明電極上に、前記第１基板と同様に絶縁性薄膜と配向安定化膜を形成した。
【０１２３】
次に、第１基板上の周辺部にシール材ＸＮ２１Ｓ（三井化学社製）をスクリーン印刷して所定高さの壁を形成した。その後、第２基板上に６μｍ径の固着スペーサー（積水ファインケミカル社製）を散布した。続いて、第１基板上に前記シール材の壁の高さと面積から計算された量の液晶組成物２１ｒを塗布し、貼り合わせ装置を用いて第１基板及び第２基板を貼り合わせ、１５０℃で１時間加熱し、液晶セルＲ１を得た。
【０１２４】
前記工程と全く同様にして液晶組成物２１ｇ，２１ｂを基板間に挟持した液晶セルＧ，Ｂを得た。これらの液晶セルを下からＲ１，Ｇ，Ｂの順に積層し、各液晶セルを透明接着剤で固定した。さらに、光を入射させる側とは反対側の基板（セルＲ１の下側基板の裏面）に黒色の光吸収層を設けた。
【０１２５】
このような液晶表示素子にあっては、各液晶セルの電極間に４０Ｖ、５msecのパルス電圧、２msec空けて、２５Ｖ、２msecのパルス電圧、２msec空けて、２５Ｖ、２msecのパルス電圧を印加すると、透明状態（フォーカルコニック状態）となり、３層を透明状態とした黒表示時の視感反射率Ｙ値は３．３を示した。また、各液晶セルの電極間に４０Ｖ、５msecのパルス電圧、２msec空けて、５０Ｖ、２msecのパルス電圧、２msec空けて、４０Ｖ、２msecのパルス電圧を印加すると、着色状態（プレーナー状態）となり、３層を着色状態とした白表示時の視感反射率Ｙ値は３５．３であり、コントラストは１０．７：１であった。また、白表示時の色度は（ｘ、ｙ）＝（０．３２、０．３７）、反射率は４６．７％であり、白色度及びコントラストが前記各実施例のものより低い液晶表示素子であった。さらに、各実施例のものに比べて赤色の表示が暗く、カラーバランスが悪かった。各実施例のものに比べて色再現範囲も狭くなった。
【０１２６】
（比較例２）
前記実施例１で用いたネマチック液晶混合物Ａに対して、液晶混合物とカイラル材料の合計重量に対して、カイラル材料Ｓ−８１１（メルク社製）を、それぞれ、２１重量％添加した液晶組成物２１ｒ、２６重量％添加した液晶組成物２１ｇ、３６重量％添加した液晶組成物２１ｂを調製した。液晶組成物２１ｒは６８０ｎｍ付近、液晶組成物２１ｇは５６０ｎｍ付近、液晶組成物２１ｂは４８０ｎｍ付近に選択反射のピーク波長を有している。
【０１２７】
次に、ポリカーボネートフィルムからなる第１基板上に設けられた透明電極上に、ＨＩＭ３０００（日立化成社製）からなる絶縁性薄膜を２０００オングストロームの厚みに形成した後、可溶性ポリイミドからなる配向安定化膜を８００オングストロームの厚みに形成した。続いて、ポリカーボネートフィルムからなる第２基板上に設けられた透明電極上に、前記第１基板と同様に絶縁性薄膜と配向安定化膜を形成した。
【０１２８】
次に、第１基板上の周辺部にシール材ＸＮ２１Ｓ（三井化学社製）をスクリーン印刷して所定高さの壁を形成した。その後、第２基板上に９μｍ径の固着スペーサー（積水ファインケミカル社製）を散布した。続いて、第１基板上に前記シール材の壁の高さと面積から計算された量の液晶組成物２１ｒを塗布し、貼り合わせ装置を用いて第１基板及び第２基板を貼り合わせ、１５０℃で１時間加熱し、液晶セルＲ１を得た。
【０１２９】
第２基板上に６μｍ径の固着スペーサー（積水ファインケミカル社製）を散布する以外は、前記工程と全く同様にして液晶組成物２１ｇ，２１ｂを基板間に挟持した液晶セルＧ，Ｂを得た。これらの液晶セルを下からＲ１，Ｇ，Ｂの順に積層し、各液晶セルを透明接着剤で固定した。さらに、光を入射させる側とは反対側の基板（セルＲ１の下側基板の裏面）に黒色の光吸収層を設けた。
【０１３０】
このような液晶表示素子にあっては、液晶セルＲ１には電極間に６５Ｖ、５msecのパルス電圧、２msec空けて、３５Ｖ、２msecのパルス電圧、２msec空けて、３５Ｖ、２msecのパルス電圧を印加すると、透明状態（フォーカルコニック状態）となり、液晶セルＧ，Ｂには電極間に４０Ｖ、５msecのパルス電圧、２msec空けて、２５Ｖ、２msecのパルス電圧、２msec空けて、２５Ｖ、２msecのパルス電圧を印加すると、透明状態（フォーカルコニック状態）となった。３層を透明状態とした黒表示時の視感反射率Ｙ値は３．６を示した。また、液晶セルＲ１には電極間に６５Ｖ、５msecのパルス電圧、２msec空けて、６５Ｖ、２msecのパルス電圧、２msec空けて、６５Ｖ、２msecのパルス電圧を印加すると、着色状態（プレーナー状態）となり、液晶セルＧ，Ｂには電極間に４０Ｖ、５msecのパルス電圧、２msec空けて、４０Ｖ、２msecのパルス電圧、２msec空けて、４０Ｖ、２msecのパルス電圧を印加すると、着色状態（プレーナー状態）となった。３層を着色状態とした白表示時の視感反射率Ｙ値は４１．５であり、コントラストは１１．５：１であった。また、白表示時の色度は（ｘ、ｙ）＝（０．３１、０．３５）、反射率は５４．９％であり、白色度は良好であるが、前記各実施例のものに比べて反射率及びコントラストの低い液晶表示素子であった。さらに、液晶セルＲ１を液晶セルＢ，Ｇと同条件で駆動すると、液晶セルＲ１の持つ色再現範囲を十分実現させることができず白色のカラーバランスが不良となった（即ち、３層を同一の電圧では駆動することができなかった）。
【０１３１】
（比較例３）
前記実施例１で用いたネマチック液晶混合物Ａに対して、液晶混合物とカイラル材料の合計重量に対して、カイラル材料Ｓ−８１１（メルク社製）を、それぞれ、２１重量％添加した液晶組成物２１ｒ、２６重量％添加した液晶組成物２１ｇ、２６重量％添加した液晶組成物２２ｇ、３６重量％添加した液晶組成物２１ｂを調製した。液晶組成物２１ｒは６８０ｎｍ付近、液晶組成物２１ｇ，２２ｇは５６０ｎｍ付近、液晶組成物２１ｂは４８０ｎｍ付近に選択反射のピーク波長を有している。
【０１３２】
次に、ポリカーボネートフィルムからなる第１基板上に設けられた透明電極上に、ＨＩＭ３０００（日立化成社製）からなる絶縁性薄膜を２０００オングストロームの厚みに形成した後、可溶性ポリイミドからなる配向安定化膜を８００オングストロームの厚みに形成した。続いて、ポリカーボネートフィルムからなる第２基板上に設けられた透明電極上に、前記第１基板と同様に絶縁性薄膜と配向安定化膜を形成した。
【０１３３】
次に、第１基板上の周辺部にシール材ＸＮ２１Ｓ（三井化学社製）をスクリーン印刷して所定高さの壁を形成した。その後、第２基板上に６μｍ径の固着スペーサー（積水ファインケミカル社製）を散布した。続いて、第１基板上に前記シール材の壁の高さと面積から計算された量の液晶組成物２１ｒを塗布し、貼り合わせ装置を用いて第１基板及び第２基板を貼り合わせ、１５０℃で１時間加熱し、液晶セルＲ１を得た。
【０１３４】
前記工程と全く同様にして液晶組成物２１ｇ，２２ｇ，２１ｂを基板間に挟持した液晶セルＧ１，Ｇ２，Ｂを得た。これらの液晶セルを下からＲ１，Ｇ１，Ｇ２，Ｂの順に積層し、液晶セルＧ１，Ｇ２の間には位相差板を挿入し、各液晶セルを透明接着剤で固定した。さらに、光を入射させる側とは反対側の基板（セルＲ１の下側基板の裏面）に黒色の光吸収層を設けた。
【０１３５】
このような液晶表示素子にあっては、各液晶セルの電極間に４０Ｖ、５msecのパルス電圧、２msec空けて、２５Ｖ、２msecのパルス電圧、２msec空けて、２５Ｖ、２msecのパルス電圧を印加すると、透明状態（フォーカルコニック状態）となり、４層を透明状態とした黒表示時の視感反射率Ｙ値は３．６を示した。また、各液晶セルの電極間に４０Ｖ、５msecのパルス電圧、２msec空けて、４０Ｖ、２msecのパルス電圧、２msec空けて、４０Ｖ、２msecのパルス電圧を印加すると、着色状態（プレーナー状態）となり、４層を着色状態とした白表示時の視感反射率Ｙ値は４５．８であり、コントラストは１２．７：１であった。また、白表示時の色度は（ｘ、ｙ）＝（０．３４、０．３５）、反射率は６０．５％であり、コントラストは比較的高いが、前記各実施例のものに比べて白色度が悪く、緑色が濃いためにカラーバランスの悪い液晶表示素子であった。各実施例のものに比べて色再現範囲も狭くなった。
【０１３６】
（他の実施形態）
なお、本発明に係る反射型フルカラー液晶表示素子は前記実施形態、実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更できることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態である液晶表示素子を示す断面図。
【図２】本発明の第２実施形態である液晶表示素子を示す断面図。
【図３】本発明の第３実施形態である液晶表示素子を示す断面図。
【図４】本発明の第４実施形態である液晶表示素子を示す断面図。
【図５】本発明の第５実施形態である液晶表示素子を示す断面図。
【図６】本発明の第６実施形態である液晶表示素子を示す断面図。
【図７】本発明の第７実施形態である液晶表示素子を示す断面図。
【図８】本発明の第８実施形態である液晶表示素子を示す断面図。
【図９】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はそれぞれ本発明に係る表示装置を示す概略斜視図。
【符号の説明】
１１，１２，１２ａ…透明基板
１３，１４…透明電極
１５…絶縁性薄膜
１６…配向安定化膜
１７…光吸収層
１８…スペーサー
２０…柱状構造物
２１ｂ，２１ｇ，２１ｒ，２２ｒ…液晶組成物
２４…シール材
２６…位相差板
Ｂ…青色表示を行う液晶セル
Ｇ…緑色表示を行う液晶セル
Ｒ１，Ｒ２…赤色表示を行う液晶セル
５１，５２…駆動ＩＣ
【発明の属する技術分野】
本発明は、反射型フルカラー液晶表示素子、特に、光の三原色であるＲ，Ｇ，Ｂの光を選択的に反射する液晶セルを積層した反射型フルカラー液晶表示素子及び該素子を備えた表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、液晶表示素子は、透明電極を有する一対の基板とこの基板間に挟持された液晶層とからなる。この液晶層に駆動電圧を印加することで液晶分子の配列を制御し、素子に入射される外光を変調して目的とする画像の表示を行う。
【０００３】
液晶表示方式として従来から様々な方法が提示されている。近年、ネマチック液晶にカイラル材料を添加することにより、室温においてコレステリック液晶相を示すようにしたカイラルネマチック液晶組成物を用いた液晶表示素子が種々研究されている。
【０００４】
かかる液晶表示素子は、例えば、コレステリック相の選択反射を利用した低消費電力を特徴とする反射型の液晶表示素子として用いられることが知られている。この反射型液晶表示素子では、例えば、エネルギーの高い又は低いパルス電圧を選択的に印加することにより、液晶をプレーナ状態（着色状態）とフォーカルコニック状態（透明状態）に切り換えて表示を行う。そして、パルス電圧の印加を停止した後もプレーナ状態、フォーカルコニック状態又はそれらの混在した状態が保持されることで（このようなプレーナ及びフォーカルコニックの各状態の保持性を一般的に双安定性又はメモリー性と称する）、電圧の印加を停止した後も表示が保たれるようにすることが可能である。
【０００５】
また、この液晶表示素子のフルカラー表示を実現する一つの方法として、赤色表示を行う液晶セル、緑色表示を行う液晶セル、青色表示を行う液晶セルの３層を積層した液晶表示素子とすることが考えられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このカイラルネマチック液晶組成物を用いた反射型フルカラー液晶表示素子においては、赤色を表示する液晶セルの反射率が低いために色再現範囲が狭く、白色のバランスが悪く、コントラストも低いという問題点があった。赤色を選択反射するカイラルネマチック液晶組成物は、カイラル材料の含有量が少なくねじれのピッチが長いため、どうしても他の緑色や青色を選択反射する液晶組成物に比べると液晶層の厚さが同じ場合、反射率が低くなってしまう。
【０００７】
この欠点を補うための一つの方法として、赤色表示を行う液晶層を厚くして反射率を改善する方法が挙げられる。しかしながら、液晶層が厚くなるにつれてフォーカルコニック状態での透明度は低下し、黒色の表示特性が低下するため、赤色表示を行う液晶層をあまり厚くすることはできない。また、液晶層が厚くなると駆動電圧が高くなって安価な汎用の駆動用ＩＣが使用できないという問題点が発生する。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、カイラルネマチック液晶組成物を用いて、色再現範囲が広く、白色のバランスが良好で、コントラストの高い反射型フルカラー液晶表示素子を提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、カイラルネマチック液晶組成物を用いて、黒色の表示特性を大きく低下させることなく反射率を高くした反射型フルカラー液晶表示素子を提供することにある。
【００１０】
本発明のさらに他の目的は、カイラルネマチック液晶組成物を用いて、安価に製造可能で、駆動電圧が低い反射型フルカラー液晶表示素子を提供することにある。
【００１１】
本発明のその他の目的は、表示特性が良好で、しかも構成が簡素でコスト低減が可能な表示装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
本発明者らは前記課題を解決するために鋭意研究を重ねたところ、青色を選択反射する液晶セル及び緑色を選択反射する液晶セルをそれぞれ１層として、観察側から最も遠い赤色を選択反射する液晶セルを２層積層することにより、赤色の反射率が向上し、従来の問題点を解決できることを見出した。
【００１３】
即ち、本発明に係る反射型フルカラー液晶表示素子は、少なくとも観察側が透明な一対の基板間に、ネマチック液晶混合物とカイラル材料からなる、室温でコレステリック相を示し可視光中の特定波長の光を選択反射するカイラルネマチック液晶組成物からなる液晶層を挟持した複数の液晶セルをその厚さ方向に積層した反射型フルカラー液晶表示素子において、上から順に、青色を選択反射する液晶セル、緑色を選択反射する液晶セル、赤色を選択反射する液晶セルが積層されており、青色を選択反射する液晶セル及び緑色を選択反射する液晶セルをそれぞれ１層にすると共に、赤色を選択反射する液晶セルを２層としたものである。
【００１４】
本発明に係る反射型フルカラー液晶表示素子においては、赤色を選択反射する液晶セルを２層とすることにより、赤色の反射率が高くなって色再現範囲が広くなり、白色のバランスが向上し、かつ、コントラストも向上する。また、駆動電圧が高くなることがなく、汎用の駆動用ＩＣを使用して安価に製造することが可能となる。さらに、赤色を選択反射する液晶層を厚くする必要はなく、黒色の表示が悪くなるおそれがない。
【００１５】
ところで、本発明に係る反射型フルカラー液晶表示素子においては、青色を選択反射する液晶セル、緑色を選択反射する液晶セル、赤色を選択反射する第１の液晶セル及び赤色を選択反射する第２の液晶セルを構成するそれぞれの液晶層がほぼ同等の厚さであることが好ましい。これにて、製造時の工程を極力共通化でき、安価に素子を製造することができる。また、全ての液晶セルを同等の電圧で駆動することも可能になる。
【００１６】
特に、青色を選択反射する液晶セル、緑色を選択反射する液晶セル、赤色を選択反射する第１の液晶セル及び赤色を選択反射する第２の液晶セルのそれぞれがほぼ同等の駆動電圧をすれば、全ての液晶セルに対して共通の駆動用ＩＣを使用することができ、一層のコストダウンを図ることができる。
【００１７】
また、青色を選択反射する液晶セル、緑色を選択反射する液晶セル、赤色を選択反射する第１の液晶セル及び赤色を選択反射する第２の液晶セルのそれぞれの反射スペクトルのピーク反射波長が、それぞれ４５０〜４９０ｎｍ、５５０〜５９０ｎｍ、６５０〜６９０ｎｍ、６５０〜６９０ｎｍに調整することで、色再現性がより広くなり、より良好な白色表示が可能となり、コントラストもより向上する。
【００１８】
好ましい表示を得るために、液晶層の厚みは３〜１０μｍであることが適当である。３μｍよりも薄いと反射率が低くなり良好な着色状態得られない。逆に、１０μｍよりも厚いと駆動電圧が高くなり、黒色の表示が劣化し、コントラストも低くなる。
【００１９】
赤色を選択反射する第１の液晶セルと赤色を選択反射する第２の液晶セルとの間に位相差板を挟持してもよく、これにて、赤色の反射率が大きく向上する。この場合、赤色を選択反射する第１の液晶セル及び赤色を選択反射する第２の液晶セルを構成するカイラルネマチック液晶組成物を同じ成分とすれば、製造工程の共通化が図れ、製造コストも安くなる。
【００２０】
赤色を選択反射する第１の液晶セル及び赤色を選択反射する第２の液晶セルを構成するカイラルネマチック液晶組成物に含まれるカイラル材料を、旋光方向が互いに逆向きとしてもよい。右旋光と左旋光の両方の反射光を表示に利用できるため、反射率が大幅に向上する。
【００２１】
ところで、カイラルネマチック液晶組成物は、カイラル材料の含有量を変えることにより、選択反射波長を制御することができるという利点がある。カイラル材料の含有量は、ネマチック液晶混合物及びカイラル材料の合計重量に対して、８〜４５重量％が良好であり、カイラル材料の含有量が８重量％より少なすぎると十分なメモリー性を得られないことがあり、逆に４５重量％より多すぎると室温でコレステリック相を示さなくなったり、固化したりすることがある。
【００２２】
さらに、２種以上のカイラル材料を混合することによって、温度による選択反射波長のシフト量を調整することができ、安定した温度特性を示すことが可能となる。また、液晶組成物は色素を添加することにより反射ピーク波形の色純度を向上させることができる。添加される色素としては、従来知られている各種色素を使用することができ、液晶組成物と相溶性の良好なものが好適に用いられる。例えば、アゾ色素、キノン化合物、アントラキノン化合物等、あるいは二色性色素等が使用可能であり、これらの色素を複数種用いてもよい。添加量としては、例えば、ネマチック液晶混合物とカイラル材料との合計量に対して３重量％以下が好ましい。添加量が多すぎると液晶の選択反射が低くなり、コントラストが下がってしまう。
【００２３】
また、液晶組成物への色素添加に代えて、あるいはそれと併用してカラーフィルターを設けてもよい。例えば、液晶セルにフィルター層を設けることができる。このフィルター層に用いられる材料としては、例えば、無色透明物質に色素を添加したものであってもよいし、色素を添加せずとも本質的に着色状態にあるものであってもよい。例えば、フィルター層が色素と同様の働きをする特定の物質からなる薄膜であってもよい。液晶セルを構成するための透明基板自体を以上のようなフィルター層材料と置き換えても同様の効果が得られる。
【００２４】
液晶組成物を挟持する一対の基板に関しては、少なくとも一方が樹脂基板であることが好ましい。樹脂基板を用いることにより、薄型、軽量化が図れ、落としても割れない等の利点を有する。また、基板自体の厚みを薄くできるので、液晶セルを４層重ねた場合の色ずれを解消することができる。
【００２５】
さらに、各液晶セルを構成する基板のうち少なくとも一つが両面に電極を設けた樹脂基板とすれば、基板の枚数を減らせることができ、コストの削減に寄与する。
【００２６】
一対の基板間には、接着性樹脂で被覆された無機微粒子からなるスペース材が介在していてもよい。基板間ギャップを安定に保つことができ、接着性のためにスペース材が流動して表示ムラが発生するような問題がない。
【００２７】
さらに、一対の基板間に複数の高分子構造物を設けることにより大面積の液晶表示素子が作製可能となり、また、基板間のギャップの精度や強度を上げることができる。また、素子としてもメモリー性が向上する。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る反射型フルカラー液晶表示素子の実施形態について添付図面を参照して説明する。
【００２９】
（第１実施形態、図１参照）
図１に本発明の第１実施形態である反射型フルカラー液晶表示素子の断面構造を示す。この液晶表示素子は、それぞれ液晶組成物２１ｒ，２２ｒ，２１ｇ，２１ｂを含む、赤色を選択反射する液晶セルＲ１，Ｒ２、緑色を選択反射する液晶セルＧ、青色を選択反射する液晶セルＢを下からこの順で積層したものである。
各液晶セルは透明接着剤２５によって接着されている。また、液晶セルＲ１，Ｒ２の間には位相差板２６が挿入されている。
【００３０】
各液晶セルＲ１，Ｒ１，Ｇ，Ｂにおいて、１１、１２は透光性を有する透明基板であり、透明基板１１、１２のそれぞれの表面に、互いに平行な帯状に形成された複数の透明電極１３、１４が設けられている。これらの電極１３、１４は基板１１，１２に垂直な方向から見て互いに交差するように向かい合わされている。電極１３，１４上には絶縁性薄膜がコーティングされていることが好ましい。本第１実施形態では、電極１３，１４上に絶縁性薄膜１５がコーティングされている。さらに、絶縁性薄膜１５の上には液晶の配向を安定化させる配向安定化膜１６が設けられている。
【００３１】
光を入射させる側とは反対側の基板の基板１２の外面（裏面）には、必要に応じて、可視光吸収層が設けられる。ここでは液晶セルＲ１における基板１２の裏面に可視光吸収層１７が設けられている。
【００３２】
２０はスペーサー保持部材としての柱状構造物、２１ｒ，２２ｒ，２１ｇ，２１ｂは室温でコレステリック相を示すカイラルネマチック液晶組成物であり、これらの材料やその組み合わせについては以下の実施例によって具体的に説明する。２４はシール材であり、液晶組成物２１ｒ，２２ｒ，２１ｇ，２１ｂを基板１１，１２間に封入するためのものである。
【００３３】
（基板）
基板１１，１２は、いずれも透光性を有しているが、基板１１，１２を含め、本発明に係る液晶表示素子に用いることができる一対の基板は、少なくとも一方が透光性を有していることが必要である。透光性を有する基板としては、ガラス基板を例示できる。ガラス基板以外にも、例えば、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリエチレンテレフタレート等のフレキシブル樹脂基板を使用することができる。
【００３４】
（電極）
電極１３，１４としては、例えば、Indium Tin Oxide（ＩＴＯ：インジウム錫酸化物）、Indium Zinc Oxide（ＩＺＯ：インジウム亜鉛酸化物）等の透明導電膜や、アルミニウム、シリコン等の金属電極、あるいは、アモルファスシリコン、ＢＳＯ（Bismuth Silicon Oxide）等の光導電性膜等を用いることができる。
【００３５】
図１に示す液晶表示素子においては、既述のとおり、透明基板１１，１２の表面に互いに互いに平行な複数の帯状の透明電極１３，１４が形成されており、これらの電極１３，１４は基板１１，１２に垂直な方向から見て互いに交差するように向かい合わされている。
【００３６】
電極１３，１４をこのように形成するには、例えば、透明基板上にＩＴＯ膜をスパッタリング法等でマスク蒸着するか、ＩＴＯ膜を全面形成した後、フォトリソグラフィ法でパターニングすればよい。
【００３７】
（絶縁性薄膜）
図１に示す液晶表示素子を含め、本発明の液晶表示素子は電極１３，１４間の短絡を防止したり、ガスバリア層として液晶表示素子の信頼性を向上させる機能を有する絶縁性薄膜が形成されていてもよい。本第１実施形態では、既述のとおり、電極１３，１４上に絶縁性薄膜１５がコーティングされている。
【００３８】
絶縁性薄膜１５としては、酸化シリコン、酸化チタン、酸化ジルコニウムやそのアルコキシド等からなる無機材料やポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂等の有機膜を例示できる。
【００３９】
これらの材料を用いて蒸着法、スピンコート法、ロールコート法などの公知の方法によって形成することができる。
【００４０】
絶縁性薄膜は前記の材料に色素を添加すればカラーフィルターとしても機能する。さらに、絶縁性薄膜は柱状構造物に用いる高分子樹脂と同じ材料を用いて形成することもできる。
【００４１】
（配向安定化膜）
配向安定化膜１６としては、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリビニルブチラ−ル樹脂、アクリル樹脂等の有機膜や、酸化シリコン、酸化アルミニウム等の無機材料が例示される。これらの材料を用いて形成した配向安定化膜１６は、必ずしもラビング等の配向処理を施す必要はない。また、配向安定化膜１６を絶縁性薄膜１５と兼用してもよい。
【００４２】
配向安定化膜１６をラビング処理する場合は、片方のみを軽く（例えば、ラビング密度２０以下で）ラビング処理することで反射率を向上させることができる。しかし、両方の配向安定化膜１６をラビング処理するとメモリー性が失われやすくなる。
【００４３】
（スペーサー）
図１に示す液晶表示素子を含め、本発明に係る液晶表示素子は、一対の基板間に、基板間ギャップを均一に保持するためのスペーサーが設けられていてもよい。本第１実施形態の液晶表示素子には、基板１１，１２間にスぺーサー１８を挿入してある。
【００４４】
このスぺーサー１８としては、樹脂製又は無機酸化物製の球体を例示できる。
また、表面に熱可塑性の樹脂がコーティングしてある固着スペーサーも好適に用いられる。スペース保持部材として、特に、接着性樹脂で被覆した無機微粒子を用いることにより、セルギャップを安定に保つことができ、しかも、接着性をゆうすることからスペーサーが流動することはなく、表示ムラが発生するような問題がない。
【００４５】
なお、本第１実施形態のように、スペーサー１８及び柱状構造物２０をいずれも設けてもよいが、柱状構造物２０に代えて、スぺーサー１８のみをスペース保持部材として使用してもよい。
【００４６】
（液晶組成物）
液晶セルを構成する液晶組成物は、ネマチック液晶混合物とカイラル材料とを含み、カイラル材料を８〜４５重量％添加しているカイラルネマチック液晶組成物である。ここで、カイラル材料の添加量はネマチック液晶混合物とカイラル材料の合計量を１００重量％としたときの値である。カイラル材料の添加量が８重量％より少なすぎると所望の選択反射波長が得られなかったり、十分なメモリー性を得られないことがあり、４５重量％より多すぎると室温でコレステリック相を示さなかったり、固化したりすることがある。
【００４７】
ここで用いられるカイラルネマチック液晶組成物の物性値としては、屈折率異方性(Δｎ)が０．１３〜０．２２、誘電率異方性(Δε)が５〜４０、粘度が２０〜２００ｃＰであることが好ましい。屈折率異方性が低すぎると反射光の色純度が悪く、反射率も低下する。逆に、高すぎると視野角依存性が大きくなってしまう。誘電率異方性が低すぎると駆動電圧が高くなってしまう。逆に、高すぎると素子としての安定性や信頼性が悪くなり、画像欠陥、画像ノイズが発生しやすくなってしまう。粘度が低すぎると、表示状態のメモリー性が低下する。逆に、高すぎると駆動電圧が高くなり、駆動させるための時間も長くなる。
【００４８】
（柱状構造物）
図１に示す液晶表示素子を含め、本発明に係る液晶表示素子は、強い自己保持性を付与するために、一対の基板間が構造物で支持されていてもよい。本第１実施形態の液晶表示素子には、基板１１，１２間に柱状構造物２０が設けられている。
【００４９】
柱状構造物２０に関しては、まず、構造面について説明する。柱状構造物としては、例えば、格子配列等の所定のパターンに一定の間隔で配列された、円柱状体、四角柱状体、楕円柱状体、台形柱状体、円錐柱状体等の柱状構造物を挙げることができる。また、所定間隔で配置されたストライプ状のものでもよい。この柱状構造物はランダムな配列ではなく、等間隔な配列、間隔が徐々に変化する配列、所定の配置パターンが一定の周期で繰り返される配列等、基板の間隙を適切に保持でき、かつ、画像表示を妨げないように考慮された配列であることが好ましい。柱状構造物は液晶表示素子の表示領域に占める面積の割合が１〜４０％であれば、適度な強度を保持しながら液晶表示素子として実用上満足できる特性が得られる。
【００５０】
次に、ポリエステル樹脂を用いた柱状構造物の製作方法について説明する。例えば、まず、所定のパターンが形成されたＩＴＯ電極を形成した基板上にポリエステル樹脂溶液をロールコーターやグラビアコーター等の印刷機を用いて印刷した後、乾燥、硬化させる。
【００５１】
液晶セルとするには、柱状構造物を挟持した基板間に液晶組成物を真空注入法等によって注入すればよい。あるいは、基板を貼り合わせる際に、液晶組成物を滴下しておき、基板の貼り合わせと同時に液晶組成物を封入するようにしてもよい。
【００５２】
さらに、基板間ギャップ制御の精度向上のため、柱状構造物を形成するときに、柱状構造物の膜厚より小さいサイズのスペーサー材料、例えば、ガラスファイバー、ボール状のガラスやセラミックス粉、あるいは有機材料からなる球状粒子を配置し、加熱や加圧でギャップが変化しないようにすると、よりギャップ精度を向上させることができ、それだけ電圧ムラ、表示ムラ等を低減できる。
【００５３】
また、柱状構造物２０はスクリーン印刷法で形成することもできる。スクリーン印刷法による柱状構造物２０の形成方法は、例えば、次のようにして行う。即ち、所定のパターンが形成されたスクリーンを少なくとも一方の基板の電極等が形成された面上に被せ、該スクリーン上に印刷材料（柱状構造物形成のための組成物、例えば光硬化性樹脂など）を載せる。そして、スキージを所定の圧力、角度、速度で移動させる。これによって、印刷材料がスクリーンのパターンを介して該基板上に転写される。次に、転写された材料を硬化、乾燥させる。
【００５４】
スクリーン印刷法で柱状構造物を形成する場合、それに用いる樹脂材料としては、既述の光硬化性樹脂に限らず、例えばエポキシ樹脂、アクリル樹脂等の熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂も使用できる。なお、樹脂材料は、例えば、樹脂を適当な溶剤に溶解するなどして、ペースト状にして用いることが望ましい。
【００５５】
柱状構造物に用いる樹脂材料として熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂材料を用い、一対の基板間にスペーサーを設ける場合、例えば、次のようにして液晶セルを作製することができる。
【００５６】
即ち、まず、樹脂材料を少なくとも一方の基板上に配置した後、スペーサーを少なくとも一方の基板上に散布し、一対の基板を複数の帯状電極等の形成面を対向させて重ね合わせる。重ね合わせた一対の基板を両側から加圧しながら加熱することによって、樹脂材料を軟化させた後、冷却することにより再びこれを固化させ、空セルを形成する。この空セルに対しては、基板間に液晶組成物を、例えば、真空注入法によって注入すればよい。
【００５７】
（素子の動作）
いわゆる単純マトリクス駆動方式によって、透明電極１３，１４に通電を行うことにより、液晶がプレーナ状態、フォーカルコニック状態、又はその混在状態をとる。
【００５８】
プレーナ状態にある液晶は、可視光領域の特定波長域の光を選択的に反射することで着色状態として観測される。
【００５９】
フォーカルコニック状態にある液晶は、可視光領域の光をほとんど透過し透明状態として観測される。素子背面に黒色の光吸収層を配置しているため、フォーカルコニック状態では黒色状態として観測される。赤、緑、青の各液晶表示素子を駆動することにより、加法混色によるフルカラー表示が達成される。これらの状態は電圧の印加を停止した後も維持される（即ち、メモリー性を有する）。
【００６０】
ところで、赤色を選択反射する液晶セルＲ１，Ｒ２に関しては、図１に示すように、液晶セルへの入射光はまず上側の液晶セルＲ２により、赤色波長光の右回りの円偏光成分もしくは左回りの円偏光成分のいずれか一方が選択反射される。選択反射されなかったもう一方の円偏光成分は液晶セルＲ２を透過し、位相差板２６に到達する。
【００６１】
そして、位相差板２６に到達した光は位相差板２６を透過すると位相がずれ、逆回りの偏光又は楕円偏光となる。楕円偏光又は逆回りになった光は、下側の液晶セルＲ１に入射する。入射した光うちの赤色波長光は、下側の液晶セルＲ１により選択反射される（このときの反射光量は位相差板２６のリタデーションの大きさに依存する）。
【００６２】
下側の液晶セルＲ１により選択反射された光は、再び位相差板２６を透過し、楕円偏光又は逆回りの円偏光となって、上側の素子Ｒ２を通過する（このときの透過光量は位相差板２６のリタデーションの大きさに依存する）。
【００６３】
こうして、液晶表示素子への入射光のうち赤色波長光は、左右両方の円偏光成分が液晶セルＲ１，Ｒ２により選択反射され得ることになり、原理上赤色波長光が全てスイッチングされる。
【００６４】
一方、観察側に位置する青色を選択反射する液晶セルＢ、緑色を選択反射する液晶セルＧは、それぞれ１層構成とされているので、例えば、これらを赤色表示のための液晶セルと同様の２層構成とする場合に比べてコントラストを低下させることもない。
【００６５】
従って、コントラストを低下させることなく液晶表示素子の反射強度が高められる。また、観察側から最も遠い位置にある赤色表示用の液晶セルからの反射率が高いので、カラーバランスも良好に保つことができる。
【００６６】
なお、本発明者らの検討によれば、青色表示用の液晶セルのみを２層構成とし、緑色表示用及び赤色表示用の液晶セルを１層構成とする場合、青みが強くなりすぎてカラーバランスが崩れてしまうことが判明している。また、青色表示用及び赤色表示用の両方の液晶セルを２層構成とした場合も、カラーバランス及びコントラストが低下することが判明している。
【００６７】
（第２実施形態、図２参照）
図２に本発明の第２実施形態である反射型フルカラー液晶表示素子の断面構造を示す。この液晶表示素子は、表示領域内に柱状構造物が設けられていないことを除いて、図１に示した各液晶セルＲ１，Ｒ１，Ｇ，Ｂと実質的に同じ構造のものである。なお、図２において、図１に示した素子と基本的に同じ構成、作用を有する部材には同じ参照符号を付してある。
【００６８】
（第３実施形態、図３参照）
図３に本発明の第３実施形態である反射型フルカラー液晶表示素子の断面構造を示す。この液晶表示素子は、図１に示した液晶表示素子において各液晶組成物２１ｒ，２２ｒ，２１ｇ，２１ｂを挟持する基板１１，１２を共用化したもの、即ち、液晶セルＢの下側基板と液晶セルＧの上側基板、液晶セルＧの下側基板と液晶セルＲ２の上側基板、液晶セルＲ２の下側基板と液晶セルＲ１の上側基板をそれぞれ共用化したものである。その他の構成は図１に示した各液晶セルＲ１，Ｒ１，Ｇ，Ｂと実質的には同じ構造を有している。なお、図３において、図１に示した素子と基本的に同じ構成、作用を有する部材には同じ参照符号を付してある。
【００６９】
図３に示す各液晶セルＲ１，Ｒ２，Ｇ，Ｂにおいて、液晶セルＢの上側の基板１１と液晶セルＲ１の下側の基板１２には、図１に示した基板１１，１２と同様に片面のみに帯状の透明電極１３，１４を形成し、絶縁性薄膜１５、配向安定化膜１６が設けてある。中間に位置する共用基板１２ａ，１２ｂには、その上下面に、帯状の透明電極１３，１４を互いに交差するように形成し、絶縁性薄膜１５、配向安定化膜１６が設けてある。
【００７０】
また、液晶セルＲ１，Ｒ２の間に位置する共用基板１２ｂは、基板１２ｂ’，１２ｂ’の間に位相差板２６を熱圧着したものである。なお、共用基板１２ｂは熱圧着に代えて接着剤で貼り合わせたものであってもよい。
【００７１】
（第４実施形態、図４参照）
図４に本発明の第４実施形態である反射型フルカラー液晶表示素子の断面構造を示す。この液晶表示素子は、表示領域内に柱状構造物が設けられていないことを除いて、基板の一部を共用化した図３に示した各液晶セルＲ１，Ｒ２，Ｇ，Ｂと実質的に同じ構造のものである。なお、図４において、図３に示した素子と基本的に同じ構成、作用を有する部材には同じ参照符号を付してある。
【００７２】
（第５〜８実施形態、図５〜８参照）
図５は、赤色表示用液晶セルＲ２として、液晶セルＲ１とは逆回り円偏光を選択反射する液晶組成物を用いることにより、位相差板を省略したこと以外は第１実施形態と同様の構成を持つ積層型液晶表示素子（第５実施形態）の構成を示している。
【００７３】
このように、互いに逆回りの円偏光を選択反射する二つの赤色表示用液晶セルＲ１，Ｒ２を用いることにより、液晶セルＲ１，Ｒ２がそれぞれ逆の円偏光を反射するので位相差板が不要で赤色の反射率を増大することができる。
【００７４】
このような液晶組成物は、例えば、互いに旋光方向の異なるカイラル材をネマチック液晶に添加することで調製することができる。なお、旋光方向が逆の二つの層を積層する場合、その積層順に特に制限はない。
【００７５】
また、図２〜４に示した各実施形態に、本第５実施形態を適用してもよい（図６〜８参照、図６は第６実施形態、図７は第７実施形態、図８は第８実施形態をそれぞれ示す）。
【００７６】
（表示装置の実施形態、図９参照）
表示装置として、最良の形態は、図９（Ａ）に示すように、信号電極用駆動ＩＣ５１を各液晶セルに対して設けると共に、走査電極用駆動ＩＣ５２を各液晶セルに対して共通化した形態である。即ち、各液晶セルの駆動電圧がほぼ等しい場合、各液晶セルの走査電極を電気的に接続し、一つの走査電極用駆動ＩＣ５２によって駆動することができる。このようにすると、表示装置の構成を簡素化することができ、駆動ＩＣ使用数が少なくて済み、コストダウンを図ることができる。
【００７７】
赤色表示用の液晶セルＲ１，Ｒ２の走査電極用駆動ＩＣ５２Ｒのみを共用するようにしてもよい（図９（Ｂ）参照）。特に、位相差板を使用する場合は液晶セルＲ１，Ｒ２が全く同じ構成なのでこのような構成を採用しやすい。青色表示用の液晶セルＢ及び緑色表示用の液晶セルＧに対しては、専用の走査電極用駆動ＩＣ５２Ｂ，５２Ｇを設けてもよく、あるいは共用化してもよい。
【００７８】
勿論、走査電極用駆動ＩＣ５２Ｒ１，５２Ｒ２，５２Ｇ，５２Ｂを全ての液晶セルで独立に配置する形態も可能である（図９（Ｃ）参照）。
【００７９】
（実施例の説明）
次に、本発明に係る反射型フルカラー液晶表示素子に関して以下に説明する各実施例の素子を作成し、その性能評価実験を行ったので、比較例と共に具体的に説明する。なお、本発明に係る液晶表示素子はそれらの実施例に限定されるものではない。
【００８０】
以下の実施例や比較例において、液晶表示素子の反射率、Ｙ値（視感反射率）及び色度の測定は、反射型分光測色計ＣＭ−３７００ｄ（ミノルタ社製）を用いて、液晶セルと開口部との距離を６ｍｍとして測定した。良好な表示特性を示す白色点の色度は（ｘ、ｙ）＝（０．３１、０．３３）であり、表示素子の示す色度がこの座標に近いほど白色特性が良好であることを示す。また、Ｙ値が小さいほど透明であり、大きいほど明るい。コントラストは（高反射率状態でのＹ値／低反射率状態でのＹ値）で与えられる。以下に説明する各実施例及び比較例における液晶表示素子においては、液晶をプレーナ状態としたときに高反射率状態（着色）となり、フォーカルコニック状態としたときに低反射率状態（透明）となる。
【００８１】
さらに、屈折率異方性はアッベ屈折計を用いて測定した。誘電率異方性はインピーダンスアナライザーを用いて垂直配向安定化膜付きの液晶セルと配向安定化膜の無い液晶セルを用い、各静電容量と空セルの静電容量とを測定し、その比から算出した。この測定はＨＰ社のインピーダンスアナライザー４１９２Ａを用い、２５℃、１ｋＨｚで行った。
【００８２】
（実施例１）
ネマチック液晶混合物Ａ（屈折率異方性Δｎ：０．２１０、誘電率異方性Δε：３８．７、ネマチックアイソトロピック相転移温度ＴNI：１１９℃）に対して、液晶混合物とカイラル材料の合計重量に対して、カイラル材料Ｓ−８１１（メルク社製）を、それぞれ、２１重量％添加した液晶組成物２１ｒ、２１重量％添加した液晶組成物２２ｒ、２６重量％添加した液晶組成物２１ｇ、３６重量％添加した液晶組成物２１ｂを調製した。液晶組成物２１ｒ，２２ｒは６８０ｎｍ付近、液晶組成物２１ｇは５６０ｎｍ付近、液晶組成物２１ｂは４８０ｎｍ付近に選択反射のピーク波長を有している。
【００８３】
次に、ポリカーボネートフィルムからなる第１基板上に設けられた透明電極上に、ＨＩＭ３０００（日立化成社製）からなる絶縁性薄膜を２０００オングストロームの厚みに形成した後、可溶性ポリイミドからなる配向安定化膜を８００オングストロームの厚みに形成した。続いて、ポリカーボネートフィルムからなる第２基板上に設けられた透明電極上に、前記第１基板と同様に絶縁性薄膜と配向安定化膜を形成した。
【００８４】
次に、第１基板上の周辺部にシール材ＸＮ２１Ｓ（三井化学社製）をスクリーン印刷して所定高さの壁を形成した。その後、第２基板上に６μｍ径の固着スペーサー（積水ファインケミカル社製）を散布した。続いて、第１基板上に前記シール材の壁の高さと面積から計算された量の液晶組成物２１ｒを塗布し、貼り合わせ装置を用いて第１基板及び第２基板を貼り合わせ、１５０℃で１時間加熱し、液晶セルＲ１を得た。
【００８５】
前記工程と全く同様にして液晶組成物２２ｒ，２１ｇ，２１ｂを基板間に挟持した液晶セルＲ２，Ｇ，Ｂを得た。これらの液晶セルを下からＲ１，Ｒ２，Ｇ，Ｂの順に積層し、液晶セルＲ１，Ｒ２の間には位相差板を挿入し、各液晶セルを透明接着剤で固定した。さらに、光を入射させる側とは反対側の基板（セルＲ１の下側基板の裏面）に黒色の光吸収層を設けた。こうして図２に示す構成の積層型液晶表示素子を作製した。
【００８６】
このような液晶表示素子にあっては、各液晶セルの電極間に４０Ｖ、５msecのパルス電圧、２msec空けて、２５Ｖ、２msecのパルス電圧、２msec空けて、２５Ｖ、２msecのパルス電圧を印加すると、透明状態（フォーカルコニック状態）となり、４層を透明状態とした黒表示時の視感反射率Ｙ値は３．５を示した。また、各液晶セルの電極間に４０Ｖ、５msecのパルス電圧、２msec空けて、５０Ｖ、２msecのパルス電圧、２msec空けて、４０Ｖ、２msecのパルス電圧を印加すると、着色状態（プレーナー状態）となり、４層を着色状態とした白表示時の視感反射率Ｙ値は４５．６であり、コントラストは１３．０：１であった。また、白表示時の色度は（ｘ、ｙ）＝（０．３１、０．３４）、反射率は６３．４％であり、白色度が良好でコントラストの高い液晶表示素子であった。さらに、色再現範囲が広く表示ムラが少なく良好な表示特性を示した。
【００８７】
（実施例２）
ネマチック液晶混合物Ｂ（Δｎ：０．２１２、Δε：４０．２、ＴNI：１０３℃）、ネマチック液晶混合物Ｃ（Δｎ：０．２１０、Δε：３８．７、ＴNI：１１９℃）、ネマチック液晶混合物Ｄ（Δｎ：０．２１４、Δε：２７．６、ＴNI：１４３℃）の混合物に対して、全液晶混合物とカイラル材料の合計重量に対して、カイラル材料Ｓ−８１１（メルク社製）を２２重量％添加した液晶組成物２１ｒ、カイラル材料Ｒ−８１１（メルク社製）を２２重量％添加した液晶組成物２２ｒ、前記カイラル材料Ｓ−８１１を２７重量％添加した液晶組成物２１ｇ、前記カイラル材料Ｓ−８１１を３５重量％添加した液晶組成物２１ｂを調製した。液晶組成物２１ｒ，２２ｒは６７０ｎｍ付近、液晶組成物２１ｇは５７０ｎｍ付近、液晶組成物２１ｂは４７０ｎｍ付近に選択反射のピーク波長を有している。
【００８８】
なお、前記Ｓ−８１１及びＲ−８１１は互いに旋光方向が逆のカイラル材料である。従って、前記液晶組成物２１ｒ及び２２ｒは互いに逆の円偏光光を選択反射する。
【００８９】
次に、ポリカーボネートフィルムからなる第１基板上に設けられた透明電極上に、ＨＩＭ３０００（日立化成社製）からなる絶縁性薄膜を２０００オングストロームの厚みに形成した後、可溶性ポリイミドからなる配向安定化膜を５００オングストロームの厚みに形成した。続いて、ポリカーボネートフィルムからなる第２基板上に設けられた透明電極上に、前記第１基板と同様に絶縁性薄膜と配向安定化膜を形成した。
【００９０】
次に、第１基板上の周辺部にシール材ＸＮ２１Ｓ（三井化学社製）をスクリーン印刷して所定高さの壁を形成した。その後、第２基板上に６μｍ径の固着スペーサー（積水ファインケミカル社製）を散布した。続いて、第１基板上に前記シール材の壁の高さと面積から計算された量の液晶組成物２１ｒを塗布し、貼り合わせ装置を用いて第１基板及び第２基板を貼り合わせ、１５０℃で１時間加熱し、液晶セルＲ１を得た。
【００９１】
前記工程と全く同様にして液晶組成物２２ｒ，２１ｇ，２１ｂを基板間に挟持した液晶セルＲ２，Ｇ，Ｂを得た。これらの液晶セルを下からＲ１，Ｒ２，Ｇ，Ｂの順に積層し、各液晶セルを透明接着剤で固定した。さらに、光を入射させる側とは反対側の基板（セルＲ１の下側基板の裏面）に黒色の光吸収層を設けた。
こうして図６に示す構成の積層型液晶表示素子を作製した。
【００９２】
このような液晶表示素子にあっては、各液晶セルの電極間に３８Ｖ、５msecのパルス電圧、２msec空けて、２３Ｖ、２msecのパルス電圧、２msec空けて、２３Ｖ、２msecのパルス電圧を印加すると、透明状態（フォーカルコニック状態）となり、４層を透明状態とした黒表示時の視感反射率Ｙ値は３．６を示した。また、各液晶セルの電極間に３８Ｖ、５msecのパルス電圧、２msec空けて、３８Ｖ、２msecのパルス電圧、２msec空けて、３８Ｖ、２msecのパルス電圧を印加すると、着色状態（プレーナー状態）となり、４層を着色状態とした白表示時の視感反射率Ｙ値は４７．５であり、コントラストは１３．２：１であった。また、白表示時の色度は（ｘ、ｙ）＝（０．３１、０．３４）、反射率は６４．５％であり、白色度が良好でコントラストの高い液晶表示素子であった。さらに、色再現範囲が広く表示ムラが少なく良好な表示特性を示した。
【００９３】
（実施例３）
ネマチック液晶混合物Ｅ（Δｎ：０．２１２、Δε：３１、ＴNI：１０３℃）、ネマチック液晶混合物Ｆ（Δｎ：０．２１０、Δε：２８．７、ＴNI：１１９℃）、ネマチック液晶混合物Ｇ（Δｎ：０．２１４、Δε：２７．６、ＴNI：１４３℃）の混合物に対して、全液晶混合物とカイラル材料の合計重量に対して、カイラル材料Ｓ−８１１（メルク社製）を、それぞれ、２３重量％添加した液晶組成物２１ｒ、２３重量％添加した液晶組成物２２ｒ、２７重量％添加した液晶組成物２１ｇ、３７重量％添加した液晶組成物２１ｂを調製した。液晶組成物２１ｒ，２２ｒは６５５ｎｍ付近、液晶組成物２１ｇは５５０ｎｍ付近、液晶組成物２１ｂは４５５ｎｍ付近に選択反射のピーク波長を有している。
【００９４】
次に、ポリカーボネートフィルムからなる第１基板上に設けられた透明電極上に、ＨＩＭ３０００（日立化成社製）からなる絶縁性薄膜を２０００オングストロームの厚みに形成した後、可溶性ポリイミドからなる配向安定化膜を８００オングストロームの厚みに形成した。続いて、ポリカーボネートフィルムからなる第２基板上に設けられた透明電極上に、前記第１基板と同様に絶縁性薄膜と配向安定化膜を形成した。
【００９５】
次に、第１基板上の周辺部にシール材ＸＮ２１Ｓ（三井化学社製）をスクリーン印刷して所定高さの壁を形成すると共に、該壁の内部にエポキシ樹脂をスクリーン印刷して柱状構造物を形成した。その後、第２基板上に６μｍ径の固着スペーサー（積水ファインケミカル社製）を散布した。続いて、第１基板上に前記シール材の壁の高さと面積から計算された量の液晶組成物２１ｒを塗布し、貼り合わせ装置を用いて第１基板及び第２基板を貼り合わせ、１５０℃で１時間加熱し、液晶セルＲ１を得た。
【００９６】
前記工程と全く同様にして液晶組成物２２ｒ，２１ｇ，２１ｂを基板間に挟持した液晶セルＲ２，Ｇ，Ｂを得た。これらの液晶セルを下からＲ１，Ｒ２，Ｇ，Ｂの順に積層し、液晶セルＲ１，Ｒ２の間には位相差板を挿入し、各液晶セルを透明接着剤で固定した。さらに、光を入射させる側とは反対側の基板（セルＲ１の下側基板の裏面）に黒色の光吸収層を設けた。こうして図２に示す構成の積層型液晶表示素子を作製した。
【００９７】
このような液晶表示素子にあっては、各液晶セルの電極間に４２Ｖ、５msecのパルス電圧、２msec空けて、２８Ｖ、２msecのパルス電圧、２msec空けて、２８Ｖ、２msecのパルス電圧を印加すると、透明状態（フォーカルコニック状態）となり、４層を透明状態とした黒表示時の視感反射率Ｙ値は３．４を示した。また、各液晶セルの電極間に４２Ｖ、５msecのパルス電圧、２msec空けて、４２Ｖ、２msecのパルス電圧、２msec空けて、４２Ｖ、２msecのパルス電圧を印加すると、着色状態（プレーナー状態）となり、４層を着色状態とした白表示時の視感反射率Ｙ値は４４．２であり、コントラストは１３．０：１であった。また、白表示時の色度は（ｘ、ｙ）＝（０．３１、０．３５）、反射率は６２．８％であり、白色度が良好でコントラストの高い液晶表示素子であった。さらに、色再現範囲が広く表示ムラが少なく良好な表示特性を示した。
【００９８】
（実施例４）
ネマチック液晶混合物Ｈ（Δｎ：０．２０４、Δε：２５．４、ＴNI：９１．７℃）に対して、液晶混合物とカイラル材料の合計重量に対して、カイラル材料Ｒ−８１１（メルク社製）を２０重量％添加した液晶組成物２１ｒ、カイラル材料Ｓ−８１１（メルク社製）を２０重量％添加した液晶組成物２２ｒ、前記カイラル材料Ｓ−８１１を２８重量％添加した液晶組成物２１ｇ、前記カイラル材料Ｓ−８１１を３９重量％添加した液晶組成物２１ｂを調製した。液晶組成物２１ｒ，２２ｒは６６０ｎｍ付近、液晶組成物２１ｇは５８０ｎｍ付近、液晶組成物２１ｂは４８５ｎｍ付近に選択反射のピーク波長を有している。
【００９９】
次に、ポリカーボネートフィルムからなる第１基板上に設けられた透明電極上に、ＨＩＭ３０００（日立化成社製）からなる絶縁性薄膜を２０００オングストロームの厚みに形成した後、可溶性ポリイミドからなる配向安定化膜を５００オングストロームの厚みに形成した。続いて、ポリカーボネートフィルムからなる第２基板上に設けられた透明電極上に、前記第１基板と同様に絶縁性薄膜と配向安定化膜を形成した。
【０１００】
次に、第１基板上の周辺部にシール材ＸＮ２１Ｓ（三井化学社製）をスクリーン印刷して所定高さの壁を形成すると共に、該壁の内部にエポキシ樹脂をスクリーン印刷して柱状構造物を形成した。その後、第２基板上に５μｍ径の固着スペーサー（積水ファインケミカル社製）を散布した。続いて、第１基板上に前記シール材の壁の高さと面積から計算された量の液晶組成物２１ｒを塗布し、貼り合わせ装置を用いて第１基板及び第２基板を貼り合わせ、１５０℃で１時間加熱し、液晶セルＲ１を得た。
【０１０１】
前記工程と全く同様にして液晶組成物２２ｒ，２１ｇ，２１ｂを基板間に挟持した液晶セルＲ２，Ｇ，Ｂを得た。これらの液晶セルを下からＲ１，Ｒ２，Ｇ，Ｂの順に積層し、各液晶セルを透明接着剤で固定した。さらに、光を入射させる側とは反対側の基板（セルＲ１の下側基板の裏面）に黒色の光吸収層を設けた。
こうして図６に示す構成の積層型液晶表示素子を作製した。
【０１０２】
このような液晶表示素子にあっては、各液晶セルの電極間に４５Ｖ、５msecのパルス電圧、２msec空けて、３０Ｖ、２msecのパルス電圧、２msec空けて、３０Ｖ、２msecのパルス電圧を印加すると、透明状態（フォーカルコニック状態）となり、４層を透明状態とした黒表示時の視感反射率Ｙ値は３．５を示した。また、各液晶セルの電極間に４５Ｖ、５msecのパルス電圧、２msec空けて、４５Ｖ、２msecのパルス電圧、２msec空けて、４５Ｖ、２msecのパルス電圧を印加すると、着色状態（プレーナー状態）となり、４層を着色状態とした白表示時の視感反射率Ｙ値は４５．９であり、コントラストは１３．１：１であった。また、白表示時の色度は（ｘ、ｙ）＝（０．３２、０．３３）、反射率は６４．３％であり、白色度が良好でコントラストの高い液晶表示素子であった。さらに、色再現範囲が広く表示ムラが少なく良好な表示特性を示した。
【０１０３】
（実施例５）
ネマチック液晶混合物Ｉ（Δｎ：０．２１３、Δε：２６．８、ＴNI：１０１．５℃）に対して、液晶混合物とカイラル材料の合計重量に対して、カイラル材料Ｒ−８１１（メルク社製）を１８重量％とカイラル材料Ｒ−１０１１（メルク社製）を３重量％添加して液晶組成物を調製した。さらに、この液晶組成物に対して、赤色色素ＳＩ４２６（三井化学社製）を０．８重量％混合して液晶組成物２１ｒを調製した。液晶組成物２１ｒは６８５ｎｍ付近に選択反射のピーク波長を有している。
【０１０４】
さらに、前記ネマチック液晶混合物Ｉに対して、液晶混合物とカイラル材料の合計重量に対して、カイラル材料Ｓ−８１１（メルク社製）を１８重量％とカイラル材料Ｓ−１０１１（メルク社製）を３重量％添加して液晶組成物を調製した。さらに、この液晶組成物に対して、前記赤色色素ＳＩ４２６を０．８重量％混合して液晶組成物２２ｒを調製した。液晶組成物２２ｒは６８５ｎｍ付近に選択反射のピーク波長を有している。
【０１０５】
さらに、ネマチック液晶混合物Ｊ（Δｎ：０．２１８、Δε：２１．３、ＴNI：１０２℃）に対して、液晶混合物とカイラル材料の合計重量に対して、カイラル材料ＣＢ１５（メルク社製）を３４．８重量％添加して液晶組成物を調製した。さらに、この液晶組成物に対して、黄色色素ＹｅｌｌｏｗＧＮ（日本化薬社製）を０．６重量％混合して液晶組成物２１ｇを調製した。液晶組成物２１ｇは５８５ｎｍ付近に選択反射のピーク波長を有している。
【０１０６】
さらに、ネマチック液晶混合物Ｋ（Δｎ：０．１７７、Δε：１９．０、ＴNI：１０３℃）に対して、液晶混合物とカイラル材料の合計重量に対して、前記カイラル材料ＣＢ１５を３２重量％と前記カイラル材料Ｓ−８１１を８重量％添加した液晶組成物２１ｂを調製した。この液晶組成物２１ｂは４７０ｎｍ付近に選択反射のピーク波長を有している。
【０１０７】
次に、ポリカーボネートフィルムからなる第１基板上に設けられた透明電極上に、ＨＩＭ３０００（日立化成社製）からなる絶縁性薄膜を２０００オングストロームの厚みに形成した後、可溶性ポリイミドからなる配向安定化膜を５００オングストロームの厚みに形成した。そして、配向安定化膜を弱くラビングした。
ラビング処理の条件としては、レーヨンのラビング布を巻いたローラーの回転数を７０ｒｐｍ、配向安定化膜の形成されたプラスチック基板に対するラビングローラーの相対移動速度を１８０ｃｍ／分、ラビング布のパイルの押込み量を０．２ｍｍとした。
【０１０８】
続いて、ポリカーボネートフィルムからなる第２基板上に設けられた透明電極上に、前記第１基板と同様に絶縁性薄膜と配向安定化膜を形成した。この配向安定化膜にはラビング処理を施さなかった。
【０１０９】
次に、第１基板上の周辺部にシール材ＸＮ２１Ｓ（三井化学社製）をスクリーン印刷して所定高さの壁を形成すると共に、該壁の内部にエポキシ樹脂をスクリーン印刷して柱状構造物を形成した。その後、第２基板上に５μｍ径の固着スペーサー（積水ファインケミカル社製）を散布した。続いて、第１基板上に前記シール材の壁の高さと面積から計算された量の液晶組成物２１ｒを塗布し、貼り合わせ装置を用いて第１基板及び第２基板を貼り合わせ、１５０℃で１時間加熱し、液晶セルＲ１を得た。
【０１１０】
前記工程と全く同様にして液晶組成物２２ｒ，２１ｇ，２１ｂを基板間に挟持した液晶セルＲ２，Ｇ，Ｂを得た。これらの液晶セルを下からＲ１，Ｒ２，Ｇ，Ｂの順に積層し、各液晶セルを透明接着剤で固定した。さらに、光を入射させる側とは反対側の基板（セルＲ１の下側基板の裏面）に黒色の光吸収層を設けた。
こうして図６に示す構成の積層型液晶表示素子を作製した。
【０１１１】
このような液晶表示素子にあっては、各液晶セルの電極間に４０Ｖ、５msecのパルス電圧、２msec空けて、２３Ｖ、２msecのパルス電圧、２msec空けて、２３Ｖ、２msecのパルス電圧を印加すると、透明状態（フォーカルコニック状態）となり、４層を透明状態とした黒表示時の視感反射率Ｙ値は４．０を示した。また、各液晶セルの電極間に４０Ｖ、５msecのパルス電圧、２msec空けて、４０Ｖ、２msecのパルス電圧、２msec空けて、４０Ｖ、２msecのパルス電圧を印加すると、着色状態（プレーナー状態）となり、４層を着色状態とした白表示時の視感反射率Ｙ値は５４．７であり、コントラストは１３．７：１であった。また、白表示時の色度は（ｘ、ｙ）＝（０．３１、０．３４）、反射率は７０．４％であり、白色度が良好でコントラストの高い液晶表示素子であった。さらに、色再現範囲が広く表示ムラが少なく良好な表示特性を示した。
【０１１２】
（実施例６）
ネマチック液晶混合物Ｌ（Δｎ：０．１９５、Δε：２２．５、ＴNI：１０７．５℃）に対して、液晶混合物とカイラル材料の合計重量に対して、カイラル材料Ｒ−８１１（メルク社製）を１９重量％とカイラル材料Ｒ−１０１１（メルク社製）を３．５重量％添加して液晶組成物を調製した。さらに、この液晶組成物に対して、赤色色素ＳＩ４２６（三井化学社製）を０．６重量％混合して液晶組成物２１ｒを調製した。液晶組成物２１ｒは６７０ｎｍ付近に選択反射のピーク波長を有している。
【０１１３】
さらに、前記ネマチック液晶混合物Ｌに対して、液晶混合物とカイラル材料の合計重量に対して、カイラル材料Ｓ−８１１（メルク社製）を１９重量％とカイラル材料Ｓ−１０１１（メルク社製）を３．５重量％添加して液晶組成物を調製した。さらに、この液晶組成物に対して、前記赤色色素ＳＩ４２６を０．６重量％混合して液晶組成物２２ｒを調製した。液晶組成物２２ｒは６７０ｎｍ付近に選択反射のピーク波長を有している。
【０１１４】
さらに、ネマチック液晶混合物Ｍ（Δｎ：０．２０３、Δε：２５．１、ＴNI：１０５℃）に対して、液晶混合物とカイラル材料の合計重量に対して、カイラル材料ＣＢ１５（メルク社製）を３４．２重量％添加して液晶組成物を調製した。さらに、この液晶組成物に対して、黄色色素ＹｅｌｌｏｗＧＮ（日本化薬社製）を０．４重量％混合して液晶組成物２１ｇを調製した。液晶組成物２１ｇは５６５ｎｍ付近に選択反射のピーク波長を有している。
【０１１５】
さらに、ネマチック液晶混合物Ｎ（Δｎ：０．１９６、Δε：２３．２、ＴNI：１０１．６℃）に対して、液晶混合物とカイラル材料の合計重量に対して、前記カイラル材料ＣＢ１５を３０重量％と前記カイラル材料Ｓ−８１１を７．６重量％添加した液晶組成物２１ｂを調製した。この液晶組成物２１ｂは４８０ｎｍ付近に選択反射のピーク波長を有している。
【０１１６】
次に、ポリエーテルサルフォンフィルムからなる第１基板上に設けられた透明電極上に、ＨＩＭ３０００（日立化成社製）からなる絶縁性薄膜を２０００オングストロームの厚みに形成した後、可溶性ポリイミドからなる配向安定化膜を５００オングストロームの厚みに形成した。そして、配向安定化膜を弱くラビングした。ラビング処理の条件としては、レーヨンのラビング布を巻いたローラーの回転数を７０ｒｐｍ、配向安定化膜の形成されたプラスチック基板に対するラビングローラーの相対移動速度を１８０ｃｍ／分、ラビング布のパイルの押込み量を０．２ｍｍとした。
【０１１７】
続いて、ポリエーテルサルフォンフィルムからなる第２基板上に設けられた透明電極上に、前記第１基板と同様に絶縁性薄膜と配向安定化膜を形成した。この配向安定化膜にはラビング処理を施さなかった。
【０１１８】
次に、第１基板上の周辺部にシール材ＸＮ２１Ｓ（三井化学社製）をスクリーン印刷して所定高さの壁を形成すると共に、該壁の内部にエポキシ樹脂をスクリーン印刷して柱状構造物を形成した。その後、第２基板上に５μｍ径の固着スペーサー（積水ファインケミカル社製）を散布した。続いて、第１基板上に前記シール材の壁の高さと面積から計算された量の液晶組成物２１ｒを塗布し、貼り合わせ装置を用いて第１基板及び第２基板を貼り合わせ、１５０℃で１時間加熱し、液晶セルＲ１を得た。
【０１１９】
第１基板の配向安定化膜をラビング処理しないこと以外は前記工程と全く同様にして液晶組成物２２ｒ，２１ｇ，２１ｂを基板間に挟持した液晶セルＲ２，Ｇ，Ｂを得た。これらの液晶セルを下からＲ１，Ｒ２，Ｇ，Ｂの順に積層し、各液晶セルを透明接着剤で固定した。さらに、光を入射させる側とは反対側の基板（セルＲ１の下側基板の裏面）に黒色の光吸収層を設けた。こうして図６に示す構成の積層型液晶表示素子を作製した。
【０１２０】
このような液晶表示素子にあっては、各液晶セルの電極間に４０Ｖ、５msecのパルス電圧、２msec空けて、２５Ｖ、２msecのパルス電圧、２msec空けて、２５Ｖ、２msecのパルス電圧を印加すると、透明状態（フォーカルコニック状態）となり、４層を透明状態とした黒表示時の視感反射率Ｙ値は３．７を示した。また、各液晶セルの電極間に４０Ｖ、５msecのパルス電圧、２msec空けて、４０Ｖ、２msecのパルス電圧、２msec空けて、４０Ｖ、２msecのパルス電圧を印加すると、着色状態（プレーナー状態）となり、４層を着色状態とした白表示時の視感反射率Ｙ値は５０．０であり、コントラストは１３．５：１であった。また、白表示時の色度は（ｘ、ｙ）＝（０．３１、０．３３）、反射率は６６．５％であり、白色度が良好でコントラストの高い液晶表示素子であった。さらに、色再現範囲が広く表示ムラが少なく良好な表示特性を示した。
【０１２１】
（比較例１）
前記実施例１で用いたネマチック液晶混合物Ａに対して、液晶混合物とカイラル材料の合計重量に対して、カイラル材料Ｓ−８１１（メルク社製）を、それぞれ、２１重量％添加した液晶組成物２１ｒ、２６重量％添加した液晶組成物２１ｇ、３６重量％添加した液晶組成物２１ｂを調製した。液晶組成物２１ｒは６８０ｎｍ付近、液晶組成物２１ｇは５６０ｎｍ付近、液晶組成物２１ｂは４８０ｎｍ付近に選択反射のピーク波長を有している。
【０１２２】
次に、ポリカーボネートフィルムからなる第１基板上に設けられた透明電極上に、ＨＩＭ３０００（日立化成社製）からなる絶縁性薄膜を２０００オングストロームの厚みに形成した後、可溶性ポリイミドからなる配向安定化膜を８００オングストロームの厚みに形成した。続いて、ポリカーボネートフィルムからなる第２基板上に設けられた透明電極上に、前記第１基板と同様に絶縁性薄膜と配向安定化膜を形成した。
【０１２３】
次に、第１基板上の周辺部にシール材ＸＮ２１Ｓ（三井化学社製）をスクリーン印刷して所定高さの壁を形成した。その後、第２基板上に６μｍ径の固着スペーサー（積水ファインケミカル社製）を散布した。続いて、第１基板上に前記シール材の壁の高さと面積から計算された量の液晶組成物２１ｒを塗布し、貼り合わせ装置を用いて第１基板及び第２基板を貼り合わせ、１５０℃で１時間加熱し、液晶セルＲ１を得た。
【０１２４】
前記工程と全く同様にして液晶組成物２１ｇ，２１ｂを基板間に挟持した液晶セルＧ，Ｂを得た。これらの液晶セルを下からＲ１，Ｇ，Ｂの順に積層し、各液晶セルを透明接着剤で固定した。さらに、光を入射させる側とは反対側の基板（セルＲ１の下側基板の裏面）に黒色の光吸収層を設けた。
【０１２５】
このような液晶表示素子にあっては、各液晶セルの電極間に４０Ｖ、５msecのパルス電圧、２msec空けて、２５Ｖ、２msecのパルス電圧、２msec空けて、２５Ｖ、２msecのパルス電圧を印加すると、透明状態（フォーカルコニック状態）となり、３層を透明状態とした黒表示時の視感反射率Ｙ値は３．３を示した。また、各液晶セルの電極間に４０Ｖ、５msecのパルス電圧、２msec空けて、５０Ｖ、２msecのパルス電圧、２msec空けて、４０Ｖ、２msecのパルス電圧を印加すると、着色状態（プレーナー状態）となり、３層を着色状態とした白表示時の視感反射率Ｙ値は３５．３であり、コントラストは１０．７：１であった。また、白表示時の色度は（ｘ、ｙ）＝（０．３２、０．３７）、反射率は４６．７％であり、白色度及びコントラストが前記各実施例のものより低い液晶表示素子であった。さらに、各実施例のものに比べて赤色の表示が暗く、カラーバランスが悪かった。各実施例のものに比べて色再現範囲も狭くなった。
【０１２６】
（比較例２）
前記実施例１で用いたネマチック液晶混合物Ａに対して、液晶混合物とカイラル材料の合計重量に対して、カイラル材料Ｓ−８１１（メルク社製）を、それぞれ、２１重量％添加した液晶組成物２１ｒ、２６重量％添加した液晶組成物２１ｇ、３６重量％添加した液晶組成物２１ｂを調製した。液晶組成物２１ｒは６８０ｎｍ付近、液晶組成物２１ｇは５６０ｎｍ付近、液晶組成物２１ｂは４８０ｎｍ付近に選択反射のピーク波長を有している。
【０１２７】
次に、ポリカーボネートフィルムからなる第１基板上に設けられた透明電極上に、ＨＩＭ３０００（日立化成社製）からなる絶縁性薄膜を２０００オングストロームの厚みに形成した後、可溶性ポリイミドからなる配向安定化膜を８００オングストロームの厚みに形成した。続いて、ポリカーボネートフィルムからなる第２基板上に設けられた透明電極上に、前記第１基板と同様に絶縁性薄膜と配向安定化膜を形成した。
【０１２８】
次に、第１基板上の周辺部にシール材ＸＮ２１Ｓ（三井化学社製）をスクリーン印刷して所定高さの壁を形成した。その後、第２基板上に９μｍ径の固着スペーサー（積水ファインケミカル社製）を散布した。続いて、第１基板上に前記シール材の壁の高さと面積から計算された量の液晶組成物２１ｒを塗布し、貼り合わせ装置を用いて第１基板及び第２基板を貼り合わせ、１５０℃で１時間加熱し、液晶セルＲ１を得た。
【０１２９】
第２基板上に６μｍ径の固着スペーサー（積水ファインケミカル社製）を散布する以外は、前記工程と全く同様にして液晶組成物２１ｇ，２１ｂを基板間に挟持した液晶セルＧ，Ｂを得た。これらの液晶セルを下からＲ１，Ｇ，Ｂの順に積層し、各液晶セルを透明接着剤で固定した。さらに、光を入射させる側とは反対側の基板（セルＲ１の下側基板の裏面）に黒色の光吸収層を設けた。
【０１３０】
このような液晶表示素子にあっては、液晶セルＲ１には電極間に６５Ｖ、５msecのパルス電圧、２msec空けて、３５Ｖ、２msecのパルス電圧、２msec空けて、３５Ｖ、２msecのパルス電圧を印加すると、透明状態（フォーカルコニック状態）となり、液晶セルＧ，Ｂには電極間に４０Ｖ、５msecのパルス電圧、２msec空けて、２５Ｖ、２msecのパルス電圧、２msec空けて、２５Ｖ、２msecのパルス電圧を印加すると、透明状態（フォーカルコニック状態）となった。３層を透明状態とした黒表示時の視感反射率Ｙ値は３．６を示した。また、液晶セルＲ１には電極間に６５Ｖ、５msecのパルス電圧、２msec空けて、６５Ｖ、２msecのパルス電圧、２msec空けて、６５Ｖ、２msecのパルス電圧を印加すると、着色状態（プレーナー状態）となり、液晶セルＧ，Ｂには電極間に４０Ｖ、５msecのパルス電圧、２msec空けて、４０Ｖ、２msecのパルス電圧、２msec空けて、４０Ｖ、２msecのパルス電圧を印加すると、着色状態（プレーナー状態）となった。３層を着色状態とした白表示時の視感反射率Ｙ値は４１．５であり、コントラストは１１．５：１であった。また、白表示時の色度は（ｘ、ｙ）＝（０．３１、０．３５）、反射率は５４．９％であり、白色度は良好であるが、前記各実施例のものに比べて反射率及びコントラストの低い液晶表示素子であった。さらに、液晶セルＲ１を液晶セルＢ，Ｇと同条件で駆動すると、液晶セルＲ１の持つ色再現範囲を十分実現させることができず白色のカラーバランスが不良となった（即ち、３層を同一の電圧では駆動することができなかった）。
【０１３１】
（比較例３）
前記実施例１で用いたネマチック液晶混合物Ａに対して、液晶混合物とカイラル材料の合計重量に対して、カイラル材料Ｓ−８１１（メルク社製）を、それぞれ、２１重量％添加した液晶組成物２１ｒ、２６重量％添加した液晶組成物２１ｇ、２６重量％添加した液晶組成物２２ｇ、３６重量％添加した液晶組成物２１ｂを調製した。液晶組成物２１ｒは６８０ｎｍ付近、液晶組成物２１ｇ，２２ｇは５６０ｎｍ付近、液晶組成物２１ｂは４８０ｎｍ付近に選択反射のピーク波長を有している。
【０１３２】
次に、ポリカーボネートフィルムからなる第１基板上に設けられた透明電極上に、ＨＩＭ３０００（日立化成社製）からなる絶縁性薄膜を２０００オングストロームの厚みに形成した後、可溶性ポリイミドからなる配向安定化膜を８００オングストロームの厚みに形成した。続いて、ポリカーボネートフィルムからなる第２基板上に設けられた透明電極上に、前記第１基板と同様に絶縁性薄膜と配向安定化膜を形成した。
【０１３３】
次に、第１基板上の周辺部にシール材ＸＮ２１Ｓ（三井化学社製）をスクリーン印刷して所定高さの壁を形成した。その後、第２基板上に６μｍ径の固着スペーサー（積水ファインケミカル社製）を散布した。続いて、第１基板上に前記シール材の壁の高さと面積から計算された量の液晶組成物２１ｒを塗布し、貼り合わせ装置を用いて第１基板及び第２基板を貼り合わせ、１５０℃で１時間加熱し、液晶セルＲ１を得た。
【０１３４】
前記工程と全く同様にして液晶組成物２１ｇ，２２ｇ，２１ｂを基板間に挟持した液晶セルＧ１，Ｇ２，Ｂを得た。これらの液晶セルを下からＲ１，Ｇ１，Ｇ２，Ｂの順に積層し、液晶セルＧ１，Ｇ２の間には位相差板を挿入し、各液晶セルを透明接着剤で固定した。さらに、光を入射させる側とは反対側の基板（セルＲ１の下側基板の裏面）に黒色の光吸収層を設けた。
【０１３５】
このような液晶表示素子にあっては、各液晶セルの電極間に４０Ｖ、５msecのパルス電圧、２msec空けて、２５Ｖ、２msecのパルス電圧、２msec空けて、２５Ｖ、２msecのパルス電圧を印加すると、透明状態（フォーカルコニック状態）となり、４層を透明状態とした黒表示時の視感反射率Ｙ値は３．６を示した。また、各液晶セルの電極間に４０Ｖ、５msecのパルス電圧、２msec空けて、４０Ｖ、２msecのパルス電圧、２msec空けて、４０Ｖ、２msecのパルス電圧を印加すると、着色状態（プレーナー状態）となり、４層を着色状態とした白表示時の視感反射率Ｙ値は４５．８であり、コントラストは１２．７：１であった。また、白表示時の色度は（ｘ、ｙ）＝（０．３４、０．３５）、反射率は６０．５％であり、コントラストは比較的高いが、前記各実施例のものに比べて白色度が悪く、緑色が濃いためにカラーバランスの悪い液晶表示素子であった。各実施例のものに比べて色再現範囲も狭くなった。
【０１３６】
（他の実施形態）
なお、本発明に係る反射型フルカラー液晶表示素子は前記実施形態、実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更できることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態である液晶表示素子を示す断面図。
【図２】本発明の第２実施形態である液晶表示素子を示す断面図。
【図３】本発明の第３実施形態である液晶表示素子を示す断面図。
【図４】本発明の第４実施形態である液晶表示素子を示す断面図。
【図５】本発明の第５実施形態である液晶表示素子を示す断面図。
【図６】本発明の第６実施形態である液晶表示素子を示す断面図。
【図７】本発明の第７実施形態である液晶表示素子を示す断面図。
【図８】本発明の第８実施形態である液晶表示素子を示す断面図。
【図９】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はそれぞれ本発明に係る表示装置を示す概略斜視図。
【符号の説明】
１１，１２，１２ａ…透明基板
１３，１４…透明電極
１５…絶縁性薄膜
１６…配向安定化膜
１７…光吸収層
１８…スペーサー
２０…柱状構造物
２１ｂ，２１ｇ，２１ｒ，２２ｒ…液晶組成物
２４…シール材
２６…位相差板
Ｂ…青色表示を行う液晶セル
Ｇ…緑色表示を行う液晶セル
Ｒ１，Ｒ２…赤色表示を行う液晶セル
５１，５２…駆動ＩＣ
Claims (7)
- 少なくとも観察側が透明な一対の基板間に、ネマチック液晶混合物とカイラル材料からなる、室温でコレステリック相を示し可視光中の特定波長の光を選択反射するカイラルネマチック液晶組成物からなる液晶層を挟持した複数の液晶セルをその厚さ方向に積層した反射型フルカラー液晶表示素子において、
上から順に、青色を選択反射する液晶セル、緑色を選択反射する液晶セル、赤色を選択反射する液晶セルが積層されており、
前記青色を選択反射する液晶セル及び前記緑色を選択反射する液晶セルがそれぞれ１層であり、前記赤色を選択反射する液晶セルが２層であること、
を特徴とする反射型フルカラー液晶表示素子。 - 青色を選択反射する液晶セル、緑色を選択反射する液晶セル、赤色を選択反射する第１の液晶セル及び赤色を選択反射する第２の液晶セルを構成するそれぞれの液晶層がほぼ同等の厚さであることを特徴とする請求項１記載の反射型フルカラー液晶表示素子。
- 青色を選択反射する液晶セル、緑色を選択反射する液晶セル、赤色を選択反射する第１の液晶セル及び赤色を選択反射する第２の液晶セルのそれぞれがほぼ同等の駆動電圧であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の反射型フルカラー液晶表示素子。
- 赤色を選択反射する第１の液晶セルと赤色を選択反射する第２の液晶セルとの間に位相差板が挟持されていることを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３記載の反射型フルカラー液晶表示素子。
- 赤色を選択反射する第１の液晶セル及び赤色を選択反射する第２の液晶セルを構成するカイラルネマチック液晶組成物が同じ成分であることを特徴とする請求項４記載の反射型フルカラー液晶表示素子。
- 赤色を選択反射する第１の液晶セル及び赤色を選択反射する第２の液晶セルを構成するカイラルネマチック液晶組成物に含まれるカイラル材料は、旋光方向が互いに逆向きであることを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３記載の反射型フルカラー液晶表示素子。
- 請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５又は請求項６記載の液晶表示素子と、該液晶表示素子を駆動するための駆動回路とを備えたことを特徴とする表示装置。
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