JPH05241143A

JPH05241143A - 反射型液晶表示装置

Info

Publication number: JPH05241143A
Application number: JP4042977A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Takeuchi; 敏武内
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1992-02-28
Filing date: 1992-02-28
Publication date: 1993-09-21

Abstract

(57)【要約】【目的】表示品質に優れた多色またはカラー表示が得
られる反射型液晶表示装置を得る。【構成】減色法３原色であるシアン、マゼンタ、イエ
ローの着色画素を配置するとともに、各着色画素に対応
する液晶を独立して制御可能な着色画素駆動用電極、お
よび光反射層を設けて多色またはカラー表示を行う反射
型液晶表示装置。【効果】加色法３原色である赤、緑、青の各着色画素
では暗い色相と暗い無彩色で表示されるため、コントラ
ストと鮮明さに欠けて反射型表示は困難であった反射型
表示を可能とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶表示装置による多色
表示方法に係わり、更に詳しくは反射によって色表示を
行う反射型のカラーもしくは多色液晶表示装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は透明電極を形成したガラ
ス等の透明基板の間にＴＮ型（捻れネマチック）液晶、
あるいはＳＴＮ型（スーパー捻れネマチック）液晶の薄
層を介在させるとともに透明基板の外側には偏向板を配
置し、一方の偏向板を透過した偏光を液晶層によって回
転させ、偏光軸が異なる他方の偏光板を透過できるよう
にし、透明電極間に電圧を印加して、液晶層に電界を加
えた場合には、ねじれ配向の液晶が電界方向に均一に配
向し偏光の回転効果を失うので、一方の偏光板を透過し
た光は他方の偏光板を透過できなくなり、暗状態を形成
している。そして、透明電極へ印加する電圧を制御する
ことによって任意の画像を表示している。

【０００３】ところが、液晶表示装置に使用する偏光板
は大幅に有効表示光量を減少させるために、高品位表示
にはバックライト照明によって明るさを保持している。
白黒の様な単色表示では反射表示方式が一部採用され、
時計や電卓等に用いられている。しかし表示は暗く鮮明
さに欠ける欠点がある。多色表示を行う場合には多色カ
ラーフィルターを表示部の背面又は前面に配置している
が、多色フィルターは偏光板で減少した有効表示光量を
更に吸収するため、よりいっそう表示光量を減少する作
用がある。カラー液晶表示装置では、一般的には照明光
量の３〜４％が実効表示光量となるため、強力なバック
ライト照明による透過光を用いなくては多色表示ができ
ない。また、反射型多色表示は極めて不鮮明であり実用
に供せられていない。

【０００４】この様に暗い液晶表示装置をより明るくす
る技術として高分子分散型液晶表示装置が提案されてい
る（特公平３−５２８４３、公表昭６３−５０１５１
２）。高分子分散型液晶材料は結合剤である高分子物質
と液晶（ネマチック）を混合したものである。

【０００５】図３は高分子分散型液晶を説明する図であ
る。図３（ａ）のように２枚の透明電極３３の間に高分
子物質と液晶を混合攪拌した液を入れると、高分子マト
リクス３２に取り囲まれた液晶液滴３１が均一に分散さ
れた状態で電極に挟まれた高分子分散型液晶表示装置が
形成される。

【０００６】透明電極の間に電圧が印加されていない状
態では、液滴内の液晶は自由な方向に配向しておりラン
ダム配向液晶液滴３４を形成している。液晶液滴３１は
高分子マトリックス３２と光の屈折率が異なり、液晶の
ランダム配向と界面の屈折率の差によって入射光３５が
乱反射３６され乳濁状態を示す。一方、図１（ｂ）の様
に透明電極間に電圧３７を印加するとランダム配向の液
滴内の液晶が一方向に配向し、配向液晶液滴３８が形成
されて入射光３５を散乱せずにそのまま放出して放出光
３９となる。従ってこれを透視すると透明に見える。

【０００７】高分子分散型液晶の特徴は印加する電圧の
有無によって白濁と透明の二つの状態を示すことにあ
り、この特徴を利用して表示に用いているものである。
高分子分散型液晶には２種類あり、その詳細は前記した
各特許公報に記述されているが、一つは水溶性高分子物
質の水溶液に液晶を入れ混合攪拌してエマルジョン溶液
として電極面に塗布乾燥したものであり、他方は重合可
能な高分子液又は他の溶剤溶液中に液晶を相溶させ、次
いで光、熱、その他による重合過程で液晶と高分子物質
とを相分離して膜を形成させたものである。

【０００８】この高分子分散型液晶表示装置の最大の特
徴は、ＴＮ型やＳＴＮ型のように偏光板を用いる必要が
ないことから、入射光量に対する放出光量の損失が著し
く少なく、明るい表示ができることである。一般に有効
透過率は７０〜８０％で反射型表示装置でも明るく表示
でき、色表示も十分可能である。更に前記エマルジョン
型では液晶内に２色性染料を溶解させたゲストホスト法
が採用でき、液晶を黒色にすると鮮明な高いコントラス
トの表示が可能となる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】高分子分散型液晶表示
装置において、エマルジョン型、特に黒色ゲストホスト
法により反射型多色表示を行う場合には、図４に示すよ
うに基板４１上には、１画素を構成する加色法３原色で
ある赤色着色画素４２（Ｒ）、緑色着色画素４３
（Ｇ）、青色着色画素４４（Ｂ）に対応する着色画素駆
動用電極４５、４６、４７を形成し、着色画素駆動用電
極は絶縁部４８によって区画されている。

【００１０】着色画素上には高分子分散型液晶層４９を
形成し、透明基板５０上に透明電極５１を設けた対向基
板を配置している。各着色画素駆動用電極は独立して電
圧の印加を制御し、対応する液晶部分の配向を制御し任
意素子部上の液晶を透明にし、その透明部分に対応する
着色画素を透視表示して多色表示を行っており、着色画
素駆動用電極には、ＣｄＳｅ、多結晶シリコン、アモル
ファスシリコン等で構成された薄膜トランジスタ（ＴＦ
Ｔ）等が用いられている。

【００１１】この反射型多色表示の場合は１画素内に
Ｒ、Ｇ、Ｂの加色法３原色が配置されており、色表示は
各反射原色光の加色により表現されるので、周囲が明る
い場合には極めて彩度の高い色の表示が可能であるとい
う特徴を有する。一方、３原色に対応する液晶層を同時
に透明にすると白色が得られるが、反射光量が１／３以
下に減じるために通常の白ではなくグレー色を呈する。
すなわち加色法３原色では明度の低い高彩度の色表現が
できるが白色の表現が黒味を増し不十分である。

【００１２】更に十分な明るさがないやや暗い条件下で
は色の視認性が低下し、更にコントラストが低いので表
示の鮮明性が低下しやすいという問題点を持っている。

【００１３】加色法３原色であるＲ、Ｇ、Ｂの反射素子
面を一定の強さの白色光で照射すると、各色素面での反
射光の光量は、理想的な３原色を用いたと仮定しても、
各原色の分光波長の吸収により１／３に減少するが、実
際に用いられる色素は理想的分光特性と異なっており、
光反射性が劣るために反射光量は１／３以下となる。そ
のためにＲ、Ｇ、Ｂの各着色画素からの反射光によって
加色法にしたがって白色が再現されたとしても、反射白
色光量（Ｒ、Ｇ、Ｂの各色の反射光の積算量）は実質的
に３０％程度となる。この色は概念的にもはや白ではな
くグレーとなる。

【００１４】図５により、加色法によるＲ、Ｇ、Ｂの分
光反射特性を説明する。図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は
Ｒ、Ｇ、Ｂの各色の分光反射特性を示し、縦軸には反射
率、横軸には波長を示す。直線は理想的分光特性で、斜
線領域は実用色素の分光特性モデルである。例えば図５
（ａ）において赤色着色画素面での反射光量は、一定の
光量の約４００〜７００ｎｍの可視光が白色光として照
射されたとき、赤色色素によって６００〜７００ｎｍの
波長の光は反射するが４００〜６００ｎｍの光は吸収さ
れ、赤色着色画素部での反射光量は入射光量の１／３と
なる。赤色色素の場合は比較的理想の分光反射特性に近
い特性を示すので実用色素でもほぼ１／３の光が反射さ
れる。図５（ｂ）、（ｃ）の緑着色画素部および青着色
画素部では色素が理想的であれば赤着色画素部と同様で
あるが、図に見られるように実際の色素の分光特性は理
想的な特性とは大きく差がある。したがって、緑および
青着色画素部では１／３以下に反射光量が低下する。

【００１５】また、１画素単位で見れば画素が三分割さ
れているから、例えば赤を得るための入射光は画素への
入射光の１／３であり、更に全波長の光のうち１／３の
波長の光のみが反射されるので１／９の光量となる。他
の画素でも同様で、分光特性欠陥を加味すれば画素毎の
各着色画素の反射光量は１０％以下のものとなる。

【００１６】図５（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）は、それぞれ
赤と緑の着色画素からなるイエロー、赤と青の着色画素
からなるマゼンタ、緑と青の着色画素からなるシアンの
２着色画素の反射光の加色合成法（２次色）を示したも
のであり、図５（ｇ）は赤、緑、青の三色の着色画素の
合成色（３次色）、すなわち白またはグレーの無彩色を
示したものである。

【００１７】ここで注意すべきは、例えば図５（ｄ）に
おいて、赤と緑の反射光量としては２倍になるが、２つ
の素子からの光の波長は重複していないので、波長光の
加算はなく、波長領域が拡大してイエロー色光となり、
赤と緑の波長成分の変化はなく各成分波長の強度は同じ
である。図５（ｅ）および（ｆ）についても同様であ
る。このように加色法原色の色加算性（分光波長の加算
性）が成立し、単色又は２色合成色の彩度は極めて良好
である。また、光の量としては２次色、３次色はそれぞ
れ着色画素数の数だけ乗じられ、図５（ｆ）のように分
光特性的には完全な分光分布で得られている３次色
（白）でも２０％程度に光量が減少する。

【００１８】反射型のカラー液晶表示装置に用いた場合
に問題となるのは明度、すなわち明るさである。理想的
分光特性を持つ色素による加色であっても、以上のよう
に反射光量は約１／５となってしまう。色素の分光特性
が悪ければ更に低下する事が容易に類推できる。

【００１９】さらに、加色法原色による問題に他の実際
に表示装置を製造する上での各種の条件を加味すると、
明るさすなわち明度に対し、より不利な現象を生じる。
高分子液晶表示体自体の光透過率が７０〜８０％である
ことに加えて、表示コントラストを向上し且つ各着色画
素の境界を明確とし、また製造上の色の混合や目合わせ
不良を避けるために、しばしば３０〜５０μｍの細い黒
色のブラックマトリックスを着色画素の周囲に形成させ
ている。

【００２０】ブラックマトリックスもまた透過率を低下
させる役割をし、開口率が約７０％のブラックマトリッ
クスであれば約３０％前後の反射率低下をもたらす。し
たがって、酸化マグネシウムの標準白色板の反射率を１
００％とし、それを表示体裏面におき光の反射率を見る
と、ブラックマトリックスがあると入射光の約５０％が
白色板に到達しその７０〜８０％が反射放出されるか
ら、３５〜４０％の反射光が得られることになり、色画
素のない場合のこの表示体の実効反射率はおよそ３５〜
４０％であることになるが、ブラックマトリックスがな
い場合は５０〜６０％の反射光が得られる。このような
基本的な反射光条件に、前記の色画素構成条件および分
光波長吸収条件が加味されるので、加色法原色による表
示体は全体として暗い表示体にならざるを得ない。

【００２１】

【表１】

【００２２】これを更に詳細に説明すれば、表１は高分
子分散型液晶表示装置の画素の有効光量を示したもので
あるが、加色法３原色を配置した場合には、赤、緑、
青、赤＋緑、赤＋青、緑＋青、赤＋緑＋青がそれぞれ独
立に形成された場合、表からは着色画素の光出力はブラ
ックマトリックスの有無にかかわらず入射光の１／１０
以下の光量となり、赤、緑、青の各単色の反射光は画素
への入射光の５．０および７．０％となり、暗く表現さ
れることになる。一方、２次色は１次色の２着色画素分
であるからやや明るく１０．０及び１４．０％反射す
る。この値から１次色、２次色は暗く、或いは明度が低
いが彩度の高いすなわち純度の高い色を表し、３次色す
なわち白色は標準白色板に比し１５．０及び２１．０％
の反射光量となりグレーに表現されることになる。ま
た、反射濃度で表すとブラックマトリックスがある時は
０．８程度であり、なければ０．７となりグレーと表現
するよりは黒に近い色である。表２に印刷物の反射率と
濃度の関係を示す。

【００２３】

【表２】

【００２４】以上のように、ブラックマトリックスを有
する高分子液晶表示装置を通して白色板を反射させた場
合は３５〜４０％の反射光が放出され濃度０．４〜０．
５となり、濃度が０．３程度の新聞紙よりやや暗い感じ
を与えるに過ぎないが、加色法３原色で合成された白で
は最良の条件下でも０．７〜０．８にもなり、もはや白
とは言えない状態を示す。したがって、赤、緑、青の各
着色画素での反射による多色表示が原理的には可能であ
っても、入手可能な色素を用いるときには上記よりも暗
い色相と暗い無彩色で表示されるため、コントラストと
鮮明さに欠けるという問題点があった。

【００２５】

【課題を解決するための手段】本発明は、反射型多色表
示装置での問題点を解決するために、加色法３原色を用
いずに減色法３原色を用いたものである。すなわち、カ
ラーあるいは多色表示可能な液晶表示装置において、減
色法３原色であるシアン、マゼンタ、イエローの着色画
素を配置するとともに、各着色画素に対応する液晶を独
立して制御可能な着色画素駆動用電極、および光反射層
を設けたものである。

【００２６】図１は、本発明の反射型液晶表示装置の１
実施例を示す図である。基板１上にはＴＦＴからなる液
晶駆動用能動素子２が設けられており、液晶駆動素子上
には光反射体を兼ねた着色画素駆動用電極３が形成され
ており、各着色画素駆動用電極の間には電気的絶縁部４
が形成されている。着色画素駆動用電極上には、減色法
３原色であるシアン着色画素５（Ｃ）、マゼンタ着色画
素６（Ｍ）、イエロー着色画素７（Ｙ）が設けられてい
る。各着色画素の間には、コントラストを高め、製造工
程での隣接する着色画素の混色を防止するブラックマト
リックス８が設けられている。着色画素上には高分子分
散型液晶層９を形成し、高分子分散型液晶層上には共通
の透明電極１０を成膜した透明な対向基板１１を配置し
ている。各着色画素駆動用電極はＴＦＴから供給される
電圧によって独立して電圧の印加を制御することによっ
て任意の表示色を得ることができる。

【００２７】減色法はカラー写真やカラー印刷などの色
再現に用いられ、重ねられた色素の成分波長を他の色素
の吸収波長部分を使って吸収除去しながら求める色を作
成するためのものである。これを本表示装置のような加
色による色を表現する装置に利用することは合成色の彩
度低下のために原理的に不都合なことであるが、前述の
様に反射型液晶表示装置のように暗い表示体場合には、
明度すなわち明るさを強調できるので有利に働くことを
見いだしたものである。

【００２８】図２に減色法による多色表示について説明
する。図２は減色法３減色の１次色シアン（Ｃ）、マゼ
ンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、２次色、３次色（白）を
表した反射分光特性曲線図であり、縦軸には反射率を、
横軸には波長を示している。直線は理想的な色素の分光
特性を表し、曲線で囲まれた斜線領域は実際の色素の分
光特性を表す。

【００２９】図２（ａ）は、シアンを表すが、理想分光
特性は４００〜６００ｎｍで均一な反射率を示すが、実
用色素は５００ｎｍ以下に最大反射率を持つ曲線で示さ
れる。図２（ｂ）は、マゼンタで６００〜７００ｎｍの
赤領域は理想に近いが、４００〜５００ｎｍの青領域は
誤差が大きい。一方、図２（ｃ）はイエローでほぼ理想
的な分光特性を示す。図２（ｄ）はシアンとマゼンタか
らなる２次色で理想曲線での色加算ではシアンの緑成分
とマゼンタの赤成分が加算され５００〜７００ｎｍ領域
では均一な反射を示すが、青成分はシアンとマゼンタの
二つの青成分が加算され２倍の反射率を示す。この合成
された青色は単位光量の白色光中に同一の光量の青色光
成分を混合したもので、色彩的には彩度の低い青とな
る。実際の色素の場合にはその分光特性から彩度の低
い、赤よりの青となることを示している。

【００３０】同様に図２（ｅ）は、シアンとマゼンタか
らなる２次色を表し、両者の緑光成分は重複加算される
が他はそのまま保持され、白味の多い緑であることを示
している。また同様に図２（ｆ）は、マゼンタとイエロ
ーからなる２次色からなる合成色であり、両者の赤光成
分が重複加算され他はそのまま保存されるため彩度の低
い赤であることを示している。

【００３１】２次色図を前記加色法３原色のＲ、Ｇ、Ｂ
の２次色図と比較すると、加色法の場合は白成分を全く
持たないＣ、Ｍ、Ｙが形成され、それらの色の最高反射
率は元の色の反射率に等しく最低反射率はゼロである。
この２次色は減色法３原色そのものを示し高彩度である
ことを示す。しかし減色法３原色を用いた加色色混合の
場合には最高反射率が元の色の２倍を示し、最低反射率
が元の色の最高反射率と等しい加色法３原色が得られる
ことを示している。すなわち２次色はＲＧＢ３原色の場
合の２倍の明るさを持つが、色としては低彩度である。

【００３２】図２（ｇ）は、減色法３原色で合成した白
である。この場合も同様に図２（ｇ）の加色法３原色で
得られる白の２倍の明度を持つことが明かである。これ
らの比較は理想原色の場合も実際の色素の場合も相対的
にほぼ同様の結果を示す。

【００３３】高分子分散型液晶表示装置の画素の表１の
有効光量表によって加色法３原色と同様に評価すると、
Ｃ、Ｍ、Ｙの各着色画素への入射光は画素部への入射光
の１／３で変わらず、それぞれの反射光量は色素の分光
特性から着色画素部への入射光の２／３であり、加色法
３原色の場合の２倍の明るさを持つことになる。表１か
らブラックマトリックスを有する場合には各着色画素か
らの反射光は９．９％、ブラックマトリックスがない場
合は１４．１％となり、２次色ではそれぞれ１９．８
％、２８．２％となる。３色の合成によって得られた白
色部は２９．７％、４２．３％であり、濃度で表すと約
０．５と約０．４となり加色法３原色を用いたときより
もはるかに白に近くなっている。得られる白は必ずしも
十分な白さを持っていないが、明るい照明下では反射型
カラー表示及び白黒表示が十分に確保できる濃度であ
る。一方、２次色であるＲ、Ｇ、Ｂはそれぞれ低彩度で
はあるが明るさによって色相が見やすく保持され、１次
色であるＣ、Ｍ、Ｙは原色であるから高彩度の表示が得
られ多色表示が可能となる。

【００３４】以上のように、減色法３原色を表示装置に
用いると、３原色であるＣ、Ｍ、Ｙはそのまま高彩度
に、２次色であるＲ、Ｇ、Ｂは低彩度色に、白は比較的
白っぽく表現できるので加色法３原色の場合よりもコン
トラストが高く視認性が向上する。したがって、実際の
色素を用いた場合にも若干の品質低下はあっても、Ｒ、
Ｇ、Ｂの加色法３原色使用時のような不鮮明さがなくな
り多色表示が容易かつ見易い表示表示装置を得ることが
できる。

【００３５】また、Ｒ、Ｇ、Ｂを用いてＣ、Ｍ、Ｙと近
い効果を表させるためにはＲ、Ｇ、Ｂのそれぞれに白色
を混合して彩度の低い色素にして用いる事も可能である
が、原理的にＣ、Ｍ、Ｙを用いたときほどの効果が期待
できない。理由は低彩度Ｒ、Ｇ、Ｂの分光特性は、各色
の光吸収波長部が若干の光を反射するようになるだけ
で、Ｃ、Ｍ、Ｙと同等の反射率を持たせることは各色を
白濁させること（淡色Ｒ、Ｇ、Ｂを用いること）と等し
いからである。そして、彩度の低いＲ、Ｇ、Ｂを用いれ
ば２次色のＣ、Ｍ、Ｙも低彩度となり減色法３原色の時
のように高彩度Ｃ、Ｍ、Ｙを得ることもできない。即ち
１次色、２次色共に低彩度となり、この点でも減色法３
原色を用いた場合よりも品質的に劣ることが明瞭であ
る。

【００３６】以上減色法３原色による表示装置の多色表
示方法を述べてきたが、実際に使用されている色素には
欠陥があり、いわゆるグレーバランスをとることが必要
な場合もある。この場合には３色等量で配置せず、若干
の色量を調整したり、分光特性を理想曲線から敢えてず
らして用い、バランスを取ることが一般的である。した
がって、本発明における減色法３原色は、実際の色素を
用いたときにはむしろ３原色に近い色と表現することが
妥当である。また、減色法３原色は分光特性が厳密に規
定されているものではなく、それに近い周辺色をも包含
するものである。本発明の表示装置では、着色画素を
駆動する着色画素駆動用電極を光反射体によって作成し
ても、あるいは着色画素駆動用電極とは別に光反射体を
設けても良い。

【００３７】入射光をより有効に反射させる手段として
蛍光着色材を用いることができる。この場合は、吸収波
長の光が反射領域の波長に変換されて放出されるから、
一般着色材よりも強度の大きい色光を反射し、より明る
く感じる。このような着色材にも任意色が存在するの
で、加法および減色法原色を選択することができるが、
両者を比較すると前述の相関関係が成立し、本発明を適
用することができる。

【００３８】

【作用】高分子分散型液晶表示装置における反射型表示
法として、加色法３原色に代えて減色法３原色を用い、
前者では実用的に難しい反射型多色表示法を可能とし
た。これによって従来透過型表示でしかできなかった反
射型多色表示が可能となり、常時背面照明をおこなうバ
ックライトが不要となり、装置を簡便化し消費電力も大
幅に減少することができ、カラー液晶表示装置を備えた
携帯用装置の電池の有効性を高め長時間駆動により多方
面での利用を可能とすることができる。また、ＴＦＴを
透過する光を利用していないので、ＴＦＴを構成する各
電極によって開口率が低下するおそれがないので、画素
が微細な高精細型の装置においても十分な高開口率を得
ることができる。

【００３９】

【実施例】加色法３原色及び減色法３原色での色混合状
態を検証するために、加色法３原色からなる表示体と減
色法３原色からなる表示体とを作成して表示色の比較を
行った。

【００４０】表示装置の色配列は線状配列、すなわち３
種の着色画素を順次３列に配置したものである。配列の
他の方法として各色の着色画素を千鳥状或いはモザイク
状に行うなど色々の配列方法があるが、測色的には多数
の多色画素を含む領域を包含して積分球で測色する方法
と１個の着色画素のみを微小測色計で測色する方法とが
あり、何れの測色法を用いてもストライプ配列と千鳥配
列とで原理的に差異はない。したがって、製造が容易で
誤差が生じにくいストライプ配列での測定方法を採用し
た。

【００４１】実施例１表示装置の基板として厚さ１．２ｍｍの縦横１００ｍｍ
の透明耐熱ガラスを２枚用意し、夫々の面に外部駆動装
置と接続するための回路及びポリシリコン（ｐ−Ｓｉ）
からなる薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）のスイッチング素
子を形成した。ＴＦＴは０．３ｍｍ×０．３ｍｍの列状
に配列し、次いで全面にアルミニウム薄膜を蒸着し、フ
ォトリソグラフィー法によってＴＦＴの０．３×０．３
ｍｍの領域内に０．２８５×０．２８５ｍｍの着色画素
駆動用電極をＴＦＴと電気的に接続するように形成し
た。

【００４２】次に、透明な電気絶縁性の紫外線硬化型ア
クリル系樹脂の溶液中にチタンホワイト（ＴｉＯ₂）粉
末を１５重量％添加分散させた白色ペーストを、１μｍ
の厚さにスピン塗布乾燥した後紫外線照射して硬化させ
た。この面上に透明なアクリル樹脂系感光性樹脂溶液に
単色色素を分散混入させ、乾燥後の厚さ１μｍにおいて
その色の補色濃度が１．２となるように調整し、スピン
コートして乾燥後の厚さ１μｍに塗布した。これを予め
用意しておいた線間ピッチ０．９ｍｍ、線幅０．２８５
ｍｍのストライプ状平行線パターンを、基板上に設けた
レジスタマークを用いて整合して密着露光し現像した
後、１６０℃で３０分間ポストベーキングして単色スト
ライプパターンを着色画素上に形成した。他の２色につ
いても同様な条件下で所定の着色画素上に対応する単色
ストライプパターンを形成させ、Ｃ、Ｍ、Ｙ３色ストラ
イプを形成した。Ｃ、Ｍ、Ｙの各色素材料には、Ｃ（フ
タロシアニンブルー）、Ｍ（ファナールローズ）、Ｙ
（ベンジジンイエロー）を使用した。

【００４３】また、更にＣ、Ｍ、Ｙの各単色感光性樹脂
をほぼ１／３ずつ混合して黒色液を作成し、３原色スト
ライプ形成面にスピンコートしたのち、０．３ｍｍピッ
チで線幅０．０３ｍｍのネガパターンをアライメントマ
ークを用いて各色ストライプ境界部に正確に位置合わせ
し、露光・現像・乾燥して３０μｍ幅のブラックマトリ
ックスを形成させた。

【００４４】次いでネマチック液晶（メルク社製商品
名ＬＩＣＲＩＬＩＴＥＢＬ０１０）中に４％の黒色
２色性染料（三井東圧化学工業（株）製Ｓ−４１６）
を添加したものを、不純物を十分に除去精製したポリビ
ニルアルコール５ｇを超純水２５ｍｌに溶解した溶液中
に入れ、更にポリビニルアルコールと液晶とが３０重量
％になるように超純水を添加し、超音波攪拌によって平
均粒径が１〜２μｍの液滴からなるエマルジョンを作成
した。このエマルジョン液を前記２枚の基板面にバーコ
ート法で塗布乾燥して乾燥後の厚さ５μｍの高分子分散
液晶塗布膜を形成した。更に別のガラス板面に透明導電
層としてＩＴＯ（インジウム錫酸化物）層を形成した対
向電極板を密着させて加色法３原色による表示装置を完
成させた。

【００４５】次いで液晶表示装置を駆動装置に接続して
電気的に任意の着色画素をＯＮ、ＯＦＦ可能とした後、
表示装置の目視側ガラス面に３ｍｍ角で透視できる窓あ
きの黒色マスクを正確に重ねた。これによって各着色画
素が１０×１０個ずつ目視できるようにして測色用テス
ト片とした。

【００４６】測色には３ｍｍ角以上の測色口径をもつ一
般的な測色計（島津自記分光光度計ＵＶ３１０１ＰＣ：
島津製作所製）を用いた。標準としてガラスにアルミニ
ウムを蒸着し、更にテスト片と同様の条件に酸化チタン
による白色層を形成し、その面に透明接着材を介して同
種のガラスを薄い透明接着剤で張り付け、更にそのガラ
ス板上に前記３ｍｍ角の窓あきの黒色マスクを形成させ
たものを用意し、この標準板の光の反射率を１００％と
した。反射率は、積分球により正反射光及び散乱光の全
てを集光し吸収光以外は光の損失がない様にした。この
測色計によって表示装置の各反射色を全反射率で測定し
た。測定値は以下の通りである。

【００４７】

【表３】

【００４８】比較例１着色画素の色素として、Ｃ、Ｍ、Ｙに代えてＲ、Ｇ、Ｂ
の３色ストライプを形成した点を除いて、実施例１と同
様の方法によって液晶表示装置を製造した。使用した色
素材料は、Ｒ（ピグメントレッド）、Ｇ（フタロシアニ
ングリーン）、Ｂ（フタロシアニンブルー）を用いた。
次いで、実施例１と同様にして得られた表示装置の表示
色を測定したところ、表示装置の各反射色を全反射率で
測定した。測定値は以下の通りである。

【００４９】

【表４】

【００５０】一方、上記３ｍｍ角の窓あきの黒色マスク
を除き、それぞれの表示部の７０ｍｍ角の領域が露出す
るようにした黒色紙の窓あきマスクを密着重ねし、２枚
を平面上に近接して配置し、更にその周辺を十分大きな
黒紙で覆って周囲の色の影響を排除できるようにして視
感的に表示の比較を行った。

【００５１】表示体を照明する光は通常の室内光（蛍光
燈）で、その明るさを調節して表示体面での照度を２
５、５０、１００、２００、５００、１０００ルクスと
して両者の視感適性を比較した。この結果は次のとおり
であった。

【００５２】減色法の表示装置の２次色Ｒ、Ｇ、Ｂ
は高照度時は加色法ＲＧＢ３原色よりもはるかに明るく
感じるが薄い色である。しかし低照度時でも色識別に難
があるものの表示識別は容易で、特に２５ルクスでも表
示機能を持っている。

【００５３】一方、加色法の表示装置では、Ｒ、Ｇ、Ｂ
は高照度１０００ルクスでもＣ、Ｍ、Ｙに比し暗い色と
なり、１００ルクス〜５００ルクスではより暗い感じの
色となり、５０ルクスでは色識別がしにくく、２５ルク
スでは周囲の黒紙に表示が溶け込む感じを与える。

【００５４】減色法の表示装置の１次色Ｃ、Ｍ、Ｙ
の表示機能は加色法の表示装置の場合と近い感じである
が、若干明るく表示される。特にＹ単色は加色法のＹよ
りも明るく表示機能が優れている。

【００５５】減色法３原色表示装置の白は５００及
び１０００ルクスで白と表現してよい程度の白さであ
り、２５ルクスでも十分識別可能なコントラストを持ち
表示装置としての機能が保持されている。

【００５６】一方、加色法３原色表示装置の白は１００
０ルクスでも感覚的な白（記憶色）と異なり、かなり暗
いグレーである。５０ルクスで表示の判別は周囲の黒紙
とのコントラストが低く、２５ルクスでは判別が可能と
いう程度となる。以上の結果から高分子分散型色表示体
において、加色法３原色Ｒ、Ｇ、Ｂ、を用いた表示体よ
りも、減色法３減色Ｃ、Ｍ、Ｙ、を用いた表示体の方が
色表示機能及び明るさ、コントラストに優れ色表示体と
して有用であることがわかる。

【００５７】

【発明の効果】高分子分散型液晶表示装置における反射
型表示方法として、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ
（イエロー）の減色法３原色を用いることによって、
Ｒ、Ｇ、Ｂの加色法３原色を使用した場合には、透過型
の表示しかできなかった表示装置を反射型によってカラ
ー表示を可能としたので、透過型表示では不可欠な背面
照明をするバックライトが不要となるので、電池を電源
とするコードレス機器類での消費電力を減少することが
でき稼動時間を大幅に延長することが可能となるととも
に、着色画素の駆動にＴＦＴを用いた場合には、透過光
による表示の場合のように、ＴＦＴを構成する電極等に
よって開口率が制限を受けることはないので、高精細型
の表示装置でも高い開口率を得ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の反射型液晶表示装置の１実施例を示す
断面図。

【図２】減色法による多色表示方法について説明する
図。

【図３】高分子分散型液晶を説明する図。

【図４】従来の反射型多色表示装置を示す図。

【図５】加色法による多色表示方法について説明する
図。

【符号の説明】

１…基板、２…液晶駆動用能動素子、３…着色画素駆動
用電極、４…電気的絶縁部、５…シアン着色画素、６…
マゼンタ着色画素、７…イエロー着色画素、８…ブラッ
クマトリックス、９…高分子分散型液晶層、１０…透明
電極、１１…対向基板、３１…液晶液滴、３２…高分子
マトリックス、３３…透明電極、３４…ランダム配向液
晶液滴、３５…入射光、３６…乱反射、３７…電圧、３
８…配向液晶液滴、３９…放出光、４１…基板、４２…
赤色着色画素、４３…緑色着色画素、４４…青色着色画
素、４５、４６、４７…着色画素駆動用電極、４８…絶
縁部、４９…高分子分散型液晶層、５０…透明基板、５
１…透明電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】カラーあるいは多色表示可能な液晶表示
装置において、減色法３原色であるシアン、マゼンタ、
イエローの着色画素を配置するとともに、各着色画素に
対応する液晶を独立して制御可能な着色画素駆動用電
極、光反射層、および液晶層を設けたことを特徴とする
反射型液晶表示装置。
【請求項２】液晶層が高分子分散型液晶であることを
特徴とする請求項１記載の反射型液晶表示装置。