JPH0540276A

JPH0540276A - カラー表示素子およびその駆動方法

Info

Publication number: JPH0540276A
Application number: JP19559791A
Authority: JP
Inventors: Hidenori Ikeno; 英徳池野
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1991-08-06
Filing date: 1991-08-06
Publication date: 1993-02-19
Anticipated expiration: 2013-06-04
Also published as: JP2762783B2

Abstract

(57)【要約】【目的】従来の反射型ディスプレイにおいては不可能
であった、同一画素におけるカラー表示と高コントラス
トの白黒表示を光透過−光吸収変化層と光散乱−透明変
化層をカラーフィルターと組み合わせることによって可
能とする液晶素子を提供する。【構成】第１調光層９を散乱−透明変化を起こす調光
層とし、第２調光層１１を吸収−透過変化を起こす調光
層とし、自然光入射方向１３と反対側に光反射層１２を
設け、第１調光層９より光反射層１２までの間にカラー
フィルター層１０を配置した構造を有する。白表示は、
第１調光層を光散乱状態とすることにより得られ、黒表
示は第１調光層を透明状態に、第２調光層を光吸収状態
にすることにより得られ、カラー表示は第１調光層を透
明状態に、第２調光層は透過状態にすることにより得ら
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カラー表示装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】バックライトを用いることができない反
射型液晶ディスプレイを構成するには、液晶パネル部の
外部から液晶素子に入射する自然光のみを利用すること
によって自然な感じに見えるようにするために、偏光板
を用いないことが前提となる。このような表示を行うた
めには、表示方式はゲスト・ホスト型もしくは散乱型が
有望とされる。このうち、前者のゲスト・ホスト型の調
光子を用いた反射型液晶パネルは、図１（ａ）に示すよ
うに構成されている。即ち、このカラー液晶パネルは、
一方の透明基板１の表面に透過光のスペクトラムを決定
するカラーフィルター２を設け、このカラーフィルター
２の上に透明電極３が形成されている。他方の基板７に
は、透明電極３の対向位置に透明電極５と光反射層６を
積層して形成されている。そして、この透明電極３と透
明電極５との間に形成されている間隙に液晶が封入され
調光層４を形成した構造を有している。なお透明電極５
と光反射層６は別々に形成される場合ばかりではなく、
透明電極５と光反射層６をかねる金属反射鏡となってい
る場合もある。このような構造を持った液晶ディスプレ
イデバイスの開示例としては、調光層４として黒染料ゲ
スト・ホスト型液晶を用いて構成されたものがＰｒｏ
ｃ．Ｅｕｒｏｄｉｓｐｌａｙ’８７，１３１頁において
発表されている。この構造においては、透明基板１を透
過した入射光は、カラーフィルター２と透明電極３と調
光層４と透明電極５とを透過して光反射層６で反射し、
その反射光は前記コースとは逆のコースを進んで透明基
板１より外に出射する。このようなコースをとった光
は、例えば、赤のカラーフィルターを透過した光であれ
ば赤色のスペクトルをもって透明基板１より外に出射す
るために、外部から見るとこの反射光は赤色に見える。
従って、この構造を持つディスプレイにおいてはカラー
表示が可能となる。

【０００３】図１（ａ）以外の構造を持つ反射型カラー
ディスプレイとしては、図１（ｂ）に示したように、透
明基板１の表面に透明電極３が形成されている。他方の
基板７には、透明電極３の対向位置に透明電極５と透過
光のスペクトラムを決定するカラーフィルター２と光反
射層６を基板７上に積層して形成されている。そして、
この透明電極３と透明電極５との間に形成されている間
隙に液晶が封入され調光層４を形成した構造を有してい
る。なお透明電極５と光反射層８と光反射層６の順番は
必ずしも図１（ｂ）に示した順ではない場合もあり、ま
た機能が一体化されている場合も有り得る。このような
構造を持った液晶ディスプレイデバイスの開示例として
は、調光層４として黒染料ゲスト・ホスト型高分子分散
型液晶を用いて構成されたものがＤＩＳＰＬＡＹＳ誌の
１９９１年１月号２頁に記載されている。この構造にお
いては、透明基板１を透過した入射光は、透明電極３と
調光層４と透明電極５とカラーフィルター２を透過して
光反射層６で反射し、その反射光は前記コースとは逆の
コースを進んで透明基板１より外に出射する。このよう
なコースをとった光は、例えば、赤のカラーフィルター
を透過した光であれば赤色のスペクトルをもって透明基
板１より外に出射するために、外部から見るとこの反射
光は赤色に見える。従って、この構造を持つディスプレ
イにおいてもカラー表示が可能となる。

【０００４】また、反射型の白黒ディスプレイである
が、図１（ｃ）に示したような、透明基板１の表面に透
明電極３が形成され、他方の基板７には、透明電極３の
対向位置に透明電極５と光吸収層８が基板７上に積層さ
れて形成されている。そして、この透明電極３と透明電
極５との間に形成されている間隙に液晶が狭持され調光
層４を形成した構造を有している。このような構造を持
った液晶ディスプレイデバイスの開示例としては、調光
層として高分子分散型液晶を用いて構成されたものが、
第１３回ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＬｉｑｕｉｄ
ＣｒｙｓｔａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ講演予稿集，第２
分冊，２１頁，１９９０がある。この構造においては、
透明基板１を透過した入射光は、調光層４が透明状態で
あると透明電極３と調光層４と透明電極５とを透過して
光吸収層６で吸収され、その結果黒表示を得る。また、
調光層４が散乱状態であるならば、透明電極１を透過し
た入射光は、透明電極３を透過して調光層４に入射す
る。このとき、調光層４は散乱状態であるので入射した
光は後方散乱成分と前方散乱成分に分かれ、後方散乱成
分は透明電極３と透明基板１を透過することによって外
部に出射する。一方、前方散乱成分は透明電極５を透過
することによって光吸収層８に吸収され反射することは
ない。その結果、この状態においては外部から観察した
状態では白く見え白表示が可能であり、以上の結果、調
光層４が透明状態か光散乱状態かの違いによって白黒表
示が可能となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の反射型カラー液
晶パネルは、カラーフィルター層を調光層４の前方に配
置するか（図１（ａ））、もしくは調光層４の後方に配
置（図１（ｂ））する構造を持っている。そのために、
図１（ａ）および図１（ｂ）の場合においては、調光層
４が黒状態と透明状態の間で変化するために、黒表示の
場合およびカラー表示を行う場合においては表示品位に
関しては大きな問題はないが、白表示を行う場合におい
ては液晶パネルに入射した光は全てカラーフィルターを
通過することとなるために、少なくともその光エネルギ
ーの２／３を失うために完全な白表示とは認識されず、
灰色の表示と感じてしまい完全な白黒表示が不可能であ
る。また、仮に図１（ａ）および図１（ｂ）において調
光層４が透明状態と光散乱状態の間で変化するとする
と、調光層４が透明状態の場合カラー表示を行うことが
可能であるが、調光層４が光散乱状態であったとすると
図１（ａ）の場合では入射した光が必ずカラーフィルタ
ーを透過するために灰色表示となり白表示にも黒表示に
もならない。また、図１（ｂ）の場合においては散乱さ
れた光はそのまま透明基板１から外部に出射するために
白表示となるが、この場合においては、黒表示を行うこ
とはできない。また、図１（ｃ）では白黒表示は可能で
あるがカラー表示を行うことはできない。

【０００６】本発明の目的は、上記従来の反射型ディス
プレイにおいては不可能であった、同一画素におけるカ
ラー表示と高コントラストの白黒表示を光透過−光吸収
変化層と光散乱−透明変化層をカラーフィルターと組み
合わせることによって可能とする液晶素子を提供するこ
とにより、色再現域が広く表示品位の高い反射型カラー
液晶パネルを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、基板と、電極
と、光散乱状態と透明状態とを外部電場により制御可能
な第１の調光層と、光吸収状態と透明状態とを外部電場
により制御可能な第２の調光層と、前記電極に対向する
電極と、前記基板に対向する基板とを光の入射側からこ
の順に設け、前記第１の調光層および前記第２の調光層
を透過した光を反射する光反射層を、光の入射側からみ
て前記第２の調光層よりも後ろに設け、カラーフィルタ
ーを第１の調光層と光反射層の間に配置したことを特徴
とするカラー表示素子である。

【０００８】第１の調光層は、光散乱状態と透明状態を
電界の印加により遷移させることができればよく、例え
ば、高分子分散液晶やネマティック液晶によるＤＳＭ方
式、スメクティックＡ層におけるＤＳＭ方式、強誘電性
液晶による散乱透明変化、コレステリック層におけるフ
ォーカルコニック組織の散乱状態を利用するなどが可能
である。

【０００９】第２の調光層は、光吸収状態と透明状態を
電界の印加によって遷移させることができればよく、２
色性色素を液晶に混合し分散させたゲスト・ホスト型の
液晶素子であれば利用することが可能となる。例えば、
コレステリック液晶と黒色２色性色素を混合し電界を印
加することによってネマティック−コレステリック相転
移を生じさせる方式、液晶成分に２色性色素を混合し分
散させたものをさらに高分子中に分散させた構造を持つ
高分子分散型ゲスト・ホスト液晶等が用いられる。

【００１０】なお、上記における高分子分散液晶とは液
晶材料が硬化物中に分散していても硬化物が液晶材料中
に３次元ネットワーク状に存在していても構わないもの
とする。

【００１１】透明性個体物質が液晶材料中に粒子状また
はネットワーク状に存在していることを特徴とする液晶
光学素子において、透明性固体物質としては、ガラスビ
ーズや各種高分子のビーズなどが用いられる。高分子物
質としては、ポリエチレン，ポリメタクリル酸メチル，
ポリスチレン，ポリアミド，ポリ塩化ビニルおよびそれ
らの共重合体等があり、望ましくは液晶材料に溶解せ
ず、その屈折率が液晶材料の常光屈折率（ｎ_o）または
異常光屈折率（ｎ_e）または液晶材料がランダムに配向
した場合の屈折率（ｎ_LC）のいずれかと一致または近い
ものであればよい。

【００１２】液晶材料が透明性固体物質中に分散してい
ることを特徴とする液晶光学素子においては、透明性固
体物質としては、ポリビニルアルコール，ポリビニルホ
ルマール，ポリメタクリスタル酸メチル，ポリスチレン
等の各種高分子物質が用いられ、液晶材料と相分離し、
その屈折率が液晶材料の常光屈折率（ｎ_o）または異常
光屈折率（ｎ_e）または液晶材料がランダムに配向した
場合の屈折率（ｎ_LC）のいずれかと一致または近いもの
であればよい。

【００１３】第１の調光層および第２の調光層は個々に
基板で狭持する形態をとることもできる。すなわち、図
４（ａ）に示すように、調光層１８を透明電極付きの基
板１６，２０で挟んだ液晶セルを、図４（ｂ）に示すよ
うにカラーフィルター２２を挟んで積層する構成とする
こともできる。しかし、図５に示すように第１の調光層
２７，第２の調光層２９の少なくともどちらか一方を高
分子分散液晶のような自立可能な固体形状をとる液晶と
することにより基板の枚数を減らすことができ、光透過
率を上げることができる。

【００１４】本発明の電極はＩＴＯ等の可視光量域にお
いて光吸収がきわめて低く導電性を示す物質であればよ
い。また、電極の形状は、基板上に一様に形成されてい
てもよいし、特定画素形状に形成されていてもよいし、
上下基板に短冊上に形成されていてもよい。さらに、各
画素ごとにトランジスター，ダイオードなどのアクティ
ブ素子を付加してもよい。

【００１５】カラーフィルター層は、カラーフィルター
層の固有色を単独で表示してもよいし、部分的に光の３
原色または色の３原色に分割し、混合色表示としてもよ
い。また、その位置は第１調光層と第２調光層の間から
光反射層の上までのどこかに存在すればよいが、製造を
簡便にするためにカラーフィルターは第１調光層と第２
調光層の間に配置するか、もしくは光反射層と第２調光
層の間に配置することが望ましい。

【００１６】基板は、ガラス基板やポリエチレンテレフ
タレート（ＰＥＴ）フィルムなどのように可視光量域の
光を透過する基板を用いる。

【００１７】光反射層は、入射した光を反射する物質に
よって構成されていればよい。具体的には、金属，誘電
体反射膜等が利用可能である。望ましくは、銀，アルミ
ニウム，クロム，ズズ，ニッケル，タンタル等の反射率
が高く、かつ波長依存性のない物質を反射膜として用い
るのがよい。

【００１８】光反射層の位置は、第２の調光層と電極と
の間に設けても、電極と基板の間に設けても基板の下に
設けてもよい。また、光反射層を基板として用いてもよ
いし、光反射層を金属などの導電性材料で作製すること
により光反射層と電極を一体化してもよい。光反射層が
基板よりも光路上前に位置する場合には、基板は透明で
ある必要はなく、金属は半導体，プラスティック等の不
透明基板であってもよい。同様に光反射層が電極より光
路上前に位置する場合には、電極は透明である必要はな
い。

【００１９】このカラー表示素子の駆動方法は、黒表示
を行うときは、第１調光層を透明状態にし第２調光層を
光吸収状態とすることにより行う。カラー表示を行うと
きは、第１調光層と第２調光層を共に透明状態とするこ
とにより行い、白表示を行うときは、第１調光層を光散
乱状態とすることを特徴とする。白表示を行うときの第
２調光層は光吸収状態でも透明状態でもよい。

【００２０】各調光層を個々に電極付き基板で狭持する
場合には、各調光層を独立に制御することで上記駆動方
法は簡単に実現可能である。

【００２１】各調光層に高分子分散液晶を用い、２層の
調光層を一対の電極で狭持して制御する場合には、図３
（ａ）〜（ｄ）に示すような特性の素子により実現する
ことが可能となる。なお図３において、実線１４は第１
の調光層の光透過度特性を、点線１５は第２の調光層の
光透過度特性を示している。

【００２２】図３（ａ）では、第１の調光層は電圧無印
加時に光透過状態を示し、所定のしきい値以上の電圧印
加で散乱状態に変化し、第２の調光層は電圧無印加時に
光吸収状態を示し、第１の調光層のしきい値電圧より低
い所定のしきい値以上の電圧印加で光透過状態に変化す
る。その結果、印加電圧を０から次第に上げていくと図
のように黒表示，カラー表示，白表示と変化する。

【００２３】図３（ｂ）では、第１の調光層は電圧無印
加時に光散乱状態を示し、所定のしきい値以上の電圧印
加で透明状態に変化し、第２の調光層は電圧無印加時に
光透過状態を示し、第１の調光層のしきい値電圧より高
い所定のしきい値以上の電圧印加で光吸収状態に変化す
る。その結果、印加電圧を０から次第に上げていくと図
のように白表示，カラー表示，黒表示と変化する。

【００２４】図３（ｃ）では、第１の調光層は電圧無印
加時に光散乱状態を示し、所定のしきい値上の電圧印加
で透明状態に変化する。一方、第２の調光層は電圧無印
加時に光吸収状態を示し、第１の調光層のしきい値電圧
より高い所定のしきい値以上の電圧印加で光透過状態に
変化する。その結果、印加電圧を０から次第に上げてい
くと図のように白表示，黒表示，カラー表示と変化す
る。

【００２５】図３（ｄ）では、第１の調光層は電圧無印
加時に透明状態を示し、所定のしきい値以上の電圧印加
で光散乱状態に変化し、第２の調光層は電圧無印加時に
光透過状態を示し、第１の調光層のしきい値電圧より低
い所定のしきい値以上の電圧印加で光吸収状態に変化す
る。その結果、印加電圧を０から次第に上げていくと図
のようにカラー表示，黒表示，白表示と変化する。

【００２６】図３（ｂ），（ｄ）の特性は、図３
（ａ），（ｃ）とは逆の特性を有している。

【００２７】図３（ａ）の特性を示す素子としては、第
１の調光層を誘電率異方性が負のまたは正負両方の値を
とる液晶を用いて構成し、第２の調光層を誘電率異方性
が正の値をとる液晶に対して黒の２色性色素を混合した
ものを用いて構成する。ここで、第１の調光層は、電圧
無印加時に透明状態となるように液晶を配向させる。こ
れには、誘電率異方性が負または正負両方の値をとるこ
とができる液晶材料と光硬化性化合物との混合溶液に、
電場または磁場の少なくとも一方を印加しながら光を照
射し硬化させ第２の調光層を形成すればよい。

【００２８】また、図３（ｃ）の特性を示す素子として
は、誘電率異方性が正の液晶を用い、第１の調光層の液
晶成分の誘電率異方性Δε₁を第２の調光層の液晶成分
の誘電率異方性Δε₂よりも大きくする等の液晶の物性
定数を変えることによってしきい値電圧を下げて構成す
る。

【００２９】調光層として高分子分散液晶を用いる場合
には、次の方法により作製できる。電極の形成された基
板上にスクリーン印刷，オフセット印刷，凸版転写，凹
版転写，スピンコート法等の薄膜形成方法によって光硬
化性化合物と液晶材料の混合溶液を塗布し、光を照射す
ることによって硬化させて調光層を形成する。また、こ
の上に直接カラーフィルター層を形成する方法として
は、上記印刷法，染色法，顔料印刷法，フォトリソグラ
フィ法などがある。

【００３０】

【作用】本発明のカラー表示素子では、外部より入射し
た光は第１の調光層で散乱されるかまたは透過するかに
分かれ、第２の調光層で吸収されるか透過するかに分か
れる。この２層の調光層が散乱状態にあるか透明状態に
あるか、光吸収状態にあるか光透過状態にあるかという
組み合わせによって白，黒またはカラー表示を行うこと
が可能となる。以下に、本発明によるカラー表示素子の
作用をカラーフィルターが第１調光層と第２調光層の中
間に配置された場合について示す。

【００３１】図２は本発明のカラー表示素子の作用を説
明するための図である。本発明のカラー表示素子の構造
上の特徴は第１調光層９を散乱−透明変化を起こす調光
層とし、第２調光層１１を光吸収−光透過変化を起こす
調光層とし、この間にカラーフィルター層１０を配置
し、自然光入射方向１３と反対側に光反射層１２を設け
た点にある。この構造をとった場合には大きく分けて、
カラーフィルター層１０の上下にある第１調光層９と第
２調光層１１が、それぞれ光散乱状態か、光透過状態
か、光吸収状態か、光透過状態かの組み合わせによって
４状態が存在する。すなわち、第１調光層９が透明状態、第２調光層１１が透過状態第１調光層９が透明状態、第２調光層１１が吸収状態第１調光層９が散乱状態、第２調光層１１が透過状態第１調光層９が散乱状態、第２調光層１１が吸収状態の４状態である。以下にそれぞれの状態についての作用
を説明する。

【００３２】の状態においては、第１調光層９が透明
状態であり、第２調光層１１が透過状態であるために入
射した光は、第１調光層９，カラーフィルター１０，第
２調光層１１を透過し光反射層１２に達する。光反射層
１２に達した光は反射され再び第２調光層１１，カラー
フィルター層１０，第１調光層９を透過し液晶素子外部
に出射する。その結果、この組み合わせにおいてはカラ
ー表示を得ることが可能となる。

【００３３】の状態においては、第１調光層９は透明
であるために光は透過しカラーフィルター層１０に入射
する。カラーフィルター層１０を透過した光は、第２調
光層１１によって吸収されるために外部へ再び出射され
る光は生じないので、結果として黒表示を得ることが可
能となる。

【００３４】の状態においては、第１調光層９は散乱
状態であるので入射した光の大部分は散乱され素子外に
再び出射する。一方、第１調光層９を突き抜けた一部の
光は、第２調光層１１が透過状態であるためにカラーフ
ィルター層１０と第２調光層１１を突き抜け光反射層１
２に達し光反射層１２によって反射される。反射した光
は再び第２調光層１１，カラーフィルター層１０，を通
り第１調光層に再び入射し、第１調光層９の前方散乱光
は外部へ出射し、後方散乱分は再び光反射層１２に達し
この行程を繰り返す。よって、外部に出射する光は、第
１調光層９によって散乱された光の後方散乱成分と、光
反射層１２によって反射された光との和である。このと
き、カラーフィルター１０のカラーピッチが細かい場
合、人間の目では色の差を識別することができなくなり
光反射層１２を透過した光も白であると仮定することが
可能となるために白表示を得ることが可能となる。

【００３５】の状態においては、第１調光層９は散乱
状態であるので入射した光の大部分は散乱され素子外に
再び出射する。一方、第１調光層９を突き抜けた一部の
光は第２調光層１１が吸収状態であるためにカラーフィ
ルター層１０を通り抜け第２調光層１１に吸収され、外
部より観察した場合に見られる光は第１調光層９によっ
て散乱された光のみである。その結果、この場合におい
ても白表示が可能であると考えられる。

【００３６】第１調光層９および第２調光層１１の個々
に駆動電極が対応している場合には、各液晶の駆動モー
ドに応じて前記組み合わせを実現すればよい。

【００３７】第１調光層９および第２調光層１１が一対
の電極により共に狭持され、独立に電極を持たない場合
には、図３に示すように制御をすればよい。なお、動作
説明においては１調光層９として高分子分散型液晶を、
第２調光層としてはゲスト・ホスト型の液晶を分散させ
た高分子分散型液晶を用いるものとする。

【００３８】図３（ａ）は、−−の場合の印加電
圧と光散乱度の関係を示す図である。ここでは第１の調
光層は誘電率異方性が負または正負両方の値をとる液晶
を、リバースモードで駆動している。一方、第２の調光
層は誘電率異方性が正の液晶を用い、通常のモードで駆
動している。図のように、第１の調光層のしきい値電圧
を第２の調光層のしきい値電圧より高くしておくと、電
圧無印加時には第１の調光層は光透過状態を示し、第２
の調光層は光吸収状態を示すので、黒表示ができる。電
圧を印加し第２の調光層のしきい値電圧を越えると、第
２の調光層が透過状態に変化するために、カラー表示が
可能となる。さらに印加電圧を上げていき、第１の調光
層のしきい値電圧をも越えると、第１の調光層が光散乱
状態に変化するため、白表示が可能となる。

【００３９】図３（ｂ）は、−−の場合の印加電
圧と光散乱度の関係を示す図である。ここでは第１の調
光層は誘電率異方性が正の値をとる液晶を持い、通常の
モードで駆動している。一方、第２調光層は誘電率異方
性が負または正負両方の値をとるのに液晶を用い、リバ
ースモードで駆動している。図のように、第１の調光層
のしきい値電圧を第２の調光層のしきい値電圧より低く
しておくと、電圧無印加時には第１の調光層は散乱状態
を示し、第２の調光層は透過状態を示すので、白表示が
できる。電圧を印加し第１の調光層のしきい値電圧を越
えると、第１の調光層が透明状態に変化するために、カ
ラー表示が可能となる。さらに印加電圧を上げていき、
第２の調光層のしきい値電圧をも越えると、第２の調光
層が光吸収状態に変化するため、黒表示が可能となる。

【００４０】図３（ｃ）は、−−の場合の印加電
圧と光散乱度の関係を示す図である。ここでは、第１の
調光層，第２の調光層とも通常モードで駆動している。
図のように、第１の調光層のしきい値電圧を第２の調光
層のしきい値電圧よりも小さくしておくと、電圧無印加
時には第１の調光層が光散乱状態、第２の調光層が光吸
収状態を示し、白表示ができる。電圧を印加し第１の調
光層のしきい値電圧を越えると、第１の調光層が透明状
態に変化するために黒表示ができる。さらに、印加電圧
を上げていき、第２の調光層のしきい値電圧も越える
と、第２の調光層も透明状態に変化するため、カラー表
示ができる。

【００４１】図３（ｄ）は、−−の場合の印加電
圧と光散乱度の関係を示す図である。ここでは、第１の
調光層，第２の調光層ともリバースモードで駆動してい
る。図のように、第１の調光層のしきい値電圧を第２の
調光層のしきい値電圧よりも高くしておくと、電圧無印
加時には第１の調光層が透明状態、第２の調光層が透過
状態を示し、カラー表示ができる。電圧を印加し第２の
調光層のしきい値電圧を越えると、第２の調光層が吸収
状態に変化するために黒表示ができる。さらに、印加電
圧を上げていき、第１の調光層のしきい値電圧も越える
と、第１の調光層も光散乱状態に変化するため、白表示
ができる。

【００４２】リバースモードの素子は、次のように作製
する。誘電率異方性が負または正負両方の値をとること
ができる液晶材料と光硬化性化合物との混合溶液に透明
状態となるような電場または磁場の少なくとも一方を印
加しながら光を照射し硬化させ調光層を形成する。電場
または磁場を印加して透明状態となるように液晶分子を
配向させた状態で光硬化性化合物を硬化させると、光硬
化性化合物の硬化後は液晶分子は界面のアンカーリング
により、電場または磁場を除いてもランダムな状態に戻
ることができず、固定化される。この状態は、誘電率異
方性が正の液晶では変えることができないが、誘電率異
方性が負の値をとり得る液晶では光散乱状態に変化させ
ることができる。

【００４３】例えば、クロスオーバー周波数ｆ_cが１０
ｋＨｚで、これ以下の周波数では誘電率異方性ΔεがΔ
ε＞０となり、これ以上の周波数でΔε＜０となる液晶
を用いたとする。光硬化性化合物を硬化させる際に、１
０ｋＨｚよりも低周波の電圧を基板間に印加しながら硬
化させると、液晶分子の方向は基板に対して垂直な方向
に固定される。このときの光透過状態が透明状態である
とすると、駆動時に１０ｋＨｚよりも高周波の電圧を印
加すれば光散乱状態に変化させることができる。

【００４４】また、ベンゼン環などの芳香族環をもつ通
常の液晶分子では、誘電率異方性Δεは分子形状により
正負いずれの値もとり得るが、磁化異方性Δχの値は正
の値しかとり得ない。このことから、誘電率異方性が負
の液晶を用いて液晶のフレデリックス転移点よりも十分
に強い磁場を基板と垂直な方向に印加しながら光硬化性
化合物を硬化させると、液晶分子の方向は基板と垂直な
方向に固定される。このときの光透過状態が透明状態で
あるとすると、駆動時に電圧を印加すると、液晶分子は
基板と平行な方向に向きが変わるために光散乱状態に変
化する。

【００４５】本作用の項では、カラーフィルター層１０
は第１調光層９と第２調光層１１の間に存在すると仮定
して説明を行ったが、本発明の原理よりカラーフィルタ
ー層１０は第１調光層９を透過した光が光反射層１２で
反射され再び第１調光層９に入射するまでの間に存在す
ればよい。よって、カラーフィルター層１０は、第１調
光層９と第２調光層１１の間のみではなく第２調光層１
１と光反射層１２の間に存在しても、第２調光層１２を
２層に分けその間に配置しても、場合によっては第２調
光層自体に着色することによってカラーフィルター層１
０と第２調光層１１を兼用してもかまわないのは言うま
でもない。

【００４６】

【実施例】以下、本発明を実施例を用いて詳細に説明す
るが、本発明はその要旨を越えない限り以下の実施例に
限定されるものではない。

【００４７】実施例１本発明によるカラー表示素子の一実施例を図４を用いて
説明する。

【００４８】本実施例におけるカラー表示素子は、図４
（ａ）に示すようにＩＴＯからなる透明電極１７，１９
を表面に形成した１対の透明基板１６，２０を用い、こ
の透明電極１９の上に調光層１８として紫外線硬化性化
合物との混合溶液をスクリーン印刷法によって塗布し、
直径２０μｍのスペーサーを散布した透明基板１６を気
泡が入らないようにして重ね、圧力を加えることによっ
てセルギャップをおおよそ２０μｍとした後に、この液
晶セルに対し紫外線を照射することによって紫外線硬化
性化合物を硬化させ高分子分散型液晶とする。本実施例
において使用した高分子分散型液晶は紫外線硬化性化合
物は重合性モノマーの２−エチルヘキシルアクリレート
１０％と重合性オリゴマーＵＮ−９０００ＰＥＰを２０
％とネマティック液晶のＥ８を６０％と０．２％の重合
開始剤ベンゾフェノンの混合溶液を用いた。

【００４９】以上のようにして作製された液晶セルと調
光層１８を構成する液晶成分としてネマティック液晶の
Ｅ８に黒の２色性色素であるアゾ色素を０．４ｗｔ％混
合したゲスト・ホスト型の液晶を用いた液晶セルをそれ
ぞれ液晶セル２１，２３として用い、図４（ｂ）に示す
ようにカラーフィルター２２が液晶セル２１，２３の間
に位置するように配置し、さらに光反射層２４を液晶セ
ル２３のカラーフィルター２２の反対面にとりつけるこ
とで作製した。本実施例においては第１液晶セル２１，
２３の調光層はそれぞれ別の電源を介することによって
独立して制御するために、作用の項において述べた４状
態を全て実現することが可能である。すなわち、液晶セ
ル２１，２３共に電圧が印加されているとの状態とな
りカラー表示、液晶セル２１にのみ電圧が印加されると
の状態となり黒表示、液晶セル２３に対してのみ電圧
が印加されるとの状態となり白表示、そして液晶セル
２１，２３の両者に対して電圧が印加されなければの
状態となり白表示となる。

【００５０】本実施例で構成したカラーフィルター２２
は、赤，緑，青のカラーフィルターを短冊状に配置する
ことによって構成されており、この短冊状のカラーフィ
ルター２２に対応する液晶セル２１，２３の透明電極は
カラーフィルターと同じように構成されている。また、
本実施例においてはカラーフィルター２２を図４（ｂ）
に示したように液晶セル２１と液晶セル２３によって挟
む構造を用いたが、図４（ｃ）に示したようにカラーフ
ィルター２２を液晶セル２３と光反射層２４の間に配置
しても図４（ｂ）の場合と同様に白，黒，カラーの全て
の表示を行うことが可能であった。

【００５１】なお、本実施例においてカラーフィルター
の色の組み合わせは赤，緑，青としたが、シアン，マゼ
ンタ，黄色の組み合わせのカラーフィルターを用いた場
合においても十分な色の再現性が得られた。また、本実
施例においては、背景色（非選択部分の色）を黒とした
が、背景色は白の場合においても可能であるのは当然で
ある。

【００５２】実施例２実施例１の図４（ｂ）においては、単独で作製した液晶
セル２１，２３を組み合わせることによってカラー表示
素子を実現したが、実施例１で示した構成をとるときカ
ラーフィルター層２２の上下にある透明電極と透明基板
は必ず必要とはされない。そこで、本実施例においては
カラーフィルターの上下に直接調光層がある構成によっ
て本発明を実現した例を図５を参照しながら示す。

【００５３】本実施例におけるカラー表示素子は、図５
（ａ）に示すようにＩＴＯからなる透明電極２６を表面
に形成した透明基板２５と光反射層３１を表面に形成し
さらにＩＴＯからなる透明電極３０を光反射層３１の表
面に形成した基板３２を用い、この透明電極３０の上に
第２調光層２９として紫外線硬化性化合物と黒の２色性
色素を含むゲスト・ホスト液晶との混合溶液をスクリー
ン印刷法によって約２０μｍ塗布し、紫外線を照射する
ことによって混合溶液を硬化させ高分子分散型液晶とす
る。硬化させた後に、カラーフィルター２８を第２調光
層２９の上に印刷法により直接形成しさらにその上に紫
外線硬化性化合物と液晶との混合溶液をスクリーン印刷
法によって約２０μｍ塗布し、透明電極２６付きの透明
基板２５を気泡が入らないようにして重ねた後に紫外線
を透明基板２５側から照射することによって混合溶液を
硬化させ第１調光層２７とすることによって、カラー表
示素子を形成する。本実施例において使用したネマティ
ック液晶は第１調光層２７，第２調光層２９共に誘電率
異方性が正の液晶を用いている。また、本実施例におい
ては便宜上第２調光層２９を先に形成するように述べた
が図５を見ても分かるように光反射層３１を除けばカラ
ーフィルター２８を中心として面対称の構造を持つので
第１調光層２７を先に形成しても何等問題が生じないこ
とは言うまでもない。

【００５４】この構造をとる場合、液晶セルに印加され
る電界は透明電極２６と透明電極３０の間に印加される
ので第１調光層２７，第２調光層２９には均一の電界が
印加されることになる。そのために、カラー表示を行う
ためには第１調光層２７と第２調光層２９を構成する組
成を変えることによって第１調光層２７のしきい値電圧
を第２調光層２９のしきい値電圧よりも下げ、第１調光
層２７と第２調光層２９のしきい値電圧を異ならせるこ
とによって図３（ｃ）で示された光散乱度特性を得るよ
うにする。本実施例の場合においては、高分子前駆体の
モノマー（２−エチルヘキシルアクリレート）／オリゴ
マー（ＵＮ−９０００ＰＥＰ）／液晶（Ｅ８）の比率を
変えることによって、硬化させた場合におけるしきい値
電圧を変化させることによって実現した。具体的には、
第１調光層２７はモノマーとオリゴマーを１対２の割合
で混合し、このようにして作製した紫外線硬化樹脂３５
［ｗｔ％］と液晶６５［ｗｔ％］を混合して１５度で硬
化させた。また、第２調光層２９はモノマーとオリゴマ
ーを１対１の割合で混合し、このようにして作製した紫
外線硬化樹脂３０［ｗｔ％］とゲスト・ホスト液晶（液
晶にアゾ色素を０．４ｗｔ％混合したゲスト・ホスト型
の液晶）７０［ｗｔ％］を混合して１０度で硬化させる
ことによって実現した。

【００５５】このようにして作製した、反射型カラー表
示素子に対して電圧を印加して行くと、電圧無印加時の
白表示であったものが電圧を上げ６［Ｖ］を越えるとま
ず第１調光層２７が光散乱状態より透明状態に変化し始
めカラー表示が可能となり、１０［Ｖ］で完全にカラー
表示になる。さらに、電圧を上昇して行くと１２［Ｖ］
より第２調光層２９が光散乱状態より透明状態に変化す
るために反射輝度が低下し、２４［Ｖ］付近で第１調光
層，第２調光層２９とも透明となるために黒表示とな
る。

【００５６】本実施例においても実施例１の場合と同様
に図５（ｂ）に示したようなカラーフィルター層２８を
第２調光層２９と光反射層３１の中間に配置することも
可能である。しかしながら、このような配置を行うと第
１調光層２７と第２調光層２９が直接接することとなる
ため、第１調光層２７と第２調光層２９を構成する液晶
の成分が異なる場合には、この２層間の液晶が混ざらな
いようにしなくてはならない。よって、本実施例におい
ては第１調光層２７と第２調光層２９の間に液晶の混合
を防ぐ目的によりポリイミド膜をスピンコート法によっ
て作成し層間分離膜３３とした。また、本実施例におい
ては層間分離膜３３としてポリイミドのスピンコート膜
を用いたが、この層間分離膜３３の目的が第１調光層２
７と第２調光層２９の液晶の混合を防ぐことであるか
ら、可視光に対して透明な物質、例えば、ガラスやポリ
マー等も用いることが可能であることは言うまでもな
い。

【００５７】実施例３実施例２においては、使用したネマティック液晶は第１
調光層２７，第２調光層２９共に誘電率異方性が正の液
晶を用いている。本実施例においては、第１調光層２７
の液晶成分に２周波駆動液晶を用いることにより第１調
光層２７の状態を電圧無印加の状態で透明とし電圧を印
加することによって光散乱状態に変化するようにする。

【００５８】このような光学変化を得るために、本実施
例においては第１調光層２７を構成する液晶成分として
２周波駆動型の液晶（チッソ株式会社製ｎ_o＝１．５０
９、Δｎ＝０．１５４）を用い、高分子前駆体としては
モノマー（２−エチルヘキシルアクリレート）とオリゴ
マー（ＵＮ−９０００ＥＰ）を１：１で混合したものを
使用し、第１調光層２７を紫外線を照射し形成すると
き、５０［Ｖ］の低周波（１００［Ｈｚ］）電圧を印加
しながら紫外線を照射することによって混合溶液を硬化
させ液晶分子が初期状態で基板に対して垂直になるよう
にする。また、このときの第２調光層２９はモノマーと
オリゴマーを１対２の割合で混合し、このようにして作
製した紫外線硬化樹脂３５［ｗｔ％］と液晶（Ｅ８にア
ゾ色素を０．４［ｗｔ％］混合したゲスト・ホスト型の
液晶）を６５［ｗｔ％］混合して紫外線を照射すること
によって硬化させた。以上に述べた手法により第１調光
層２７と第２調光層２９を構成することによって、図３
（ａ）で示された光散乱度特性を得る。このとき、本実
施例において第１調光層２７を構成する際に使用した液
晶の場合、クロスオーバー周波数

【００５９】

【数１】

【００６０】は１０［ｋＨｚ］であるので、この周波数
以上ではΔε＜０となる。よって、高周波電圧（１００
［ｋＨｚ］）によって駆動すると、電圧無印加時に黒表
示であったものが電圧を上げてゆき、６［Ｖ］を越えた
ところで第２調光層２９が光吸収状態から光透過状態に
変化し始め、１０［Ｖ］で透明となる。このとき第１調
光層２７はまだ透明状態であるのでカラーとなる。さら
に印加電圧を上げると、２５［Ｖ］において第１調光層
２７は透明状態より散乱状態に変化し始め、４５［Ｖ］
で完全に散乱状態となり白表示を得ることが可能となっ
た。以上の結果、コントラストのよい白黒表示とカラー
表示を同一の画素内で行うことが可能であった。

【００６１】本実施例の場合における第１調光層２７と
して用いることが可能となるデバイスは透明状態から散
乱状態に変化する特性を示すＤＳＭ等のデバイスであれ
ばよく、２周波駆動型液晶を用いた高分子分散型液晶に
限られるものではない。

【００６２】実施例４実施例３においては、第１調光層２７に２周波駆動液晶
を用いることにより第１調光層が電圧無印加状態におい
て透明状態となる図３（ｂ）に示された特性を実現して
いるが、本実施例においては第２調光層に２周波駆動液
晶を用いることによって第２調光層が電圧無印加状態に
おいて光透過状態となる図３（ｂ）に示された特性を実
現する。

【００６３】このような光学変化を得るために、本実施
例においては第１調光層２７を構成する液晶成分として
誘電率異方性が正である液晶（Ｅ８）を用い、高分子前
駆体としては、モノマー（２−エチルヘキシルアクリレ
ート）とオリゴマー（ＵＮ−９０００ＰＥＰ）を１対２
の割合で混合し、このようにして作製した紫外線硬化樹
脂３５［ｗｔ％］と液晶を６５［ｗｔ％］混合して紫外
線を照射することによって硬化させることにより得た。
また、このときの第２調光層２９は、２周波駆動型の液
晶（チッソ株式会社製ｎ_o＝１．５０９、Δｎ＝０．１
５４）にアゾ色素を０．４［ｗｔ％］混合したゲスト・
ホスト型の液晶を用い、高分子前駆体としてはモノマー
とオリゴマーを１：１で混合したものを使用し、第２調
光層２９を紫外線を照射し形成するとき５０［Ｖ］の低
周波（１００［Ｈｚ］）電圧を印加しながら紫外線を照
射することによって混合溶液を硬化させ液晶分子が初期
状態で基板に対して垂直になるようにした。以上に述べ
た手法により第１調光層２７と第２調光層２９を構成す
ることによって、図３（ｂ）で示された光散乱度特性を
得る。このとき、本実施例において第２調光層２９を構
成する際に使用した液晶の場合、クロスオーバー周波数

【００６４】

【数２】

【００６５】は１０［ｋＨｚ］であるので、この周波数
以上ではΔε＜０となる。よって、高周波電圧（１００
［ｋＨｚ］）によって駆動すると、電圧無印加時の白表
示であったものが電圧を上げてゆき、６［Ｖ］を越えた
ところで第２調光層２９が光吸収状態から光透過状態に
変化し始め、１０［Ｖ］で透明となる。このとき第１調
光層２７はまだ透明状態であるのでカラーとなる。さら
に印加電圧を上げると、２５［Ｖ］において第１調光層
２７は透明状態より散乱状態に変化し始め、４５［Ｖ］
で完全に散乱状態となり黒表示を得ることが可能となっ
た。以上の結果、本実施例においても、コントラストの
よい白黒表示とカラー表示を同一の画素内で行うことが
可能であった。

【００６６】実施例５実施例３および実施例４においては、第１調光層２７が
電圧無印加状態において透明であり、電圧印加状態にお
いて光散乱状態となるようにするために、高分子分散液
晶層を構成する液晶成分に２周波駆動液晶を用いたが、
本実施例においては基本骨格中に芳香族環を持ちΔεが
負の値を用い初期配向を磁場によって与えることで電圧
無印加状態において透明であり、電圧印加状態において
光散乱状態を作り出した。

【００６７】このような光学変化を得るために、本実施
例においては第１調光層２７を構成する液晶成分として
Δεが負の液晶（ｎ_o＝１．５０９、Δｎ＝０．１５
４、Δε＝−３．１）を用い、高分子前駆体としてはモ
ノマー（２−エチルヘキシルアクリレート）とオリゴマ
ー（ＵＮ−９０００ＰＥＰ）を１：１で混合したものを
使用し、この高分子前駆体を３５［ｗｔ％］、液晶を６
５［ｗｔ％］の割合で混合した溶液に対して、紫外線を
照射し形成するとき液晶のフレデリックス転移点り十分
大きな値ということで１０［ｋＧ］の磁界を与えながら
紫外線を照射することによって混合溶液を硬化させ液晶
分子が初期状態で基板に対して垂直になるようにし第１
調光層２７を形成する。また、このときの第２調光層２
９はモノマーとオリゴマーを１対２の割合で混合し、こ
のようにして作製した紫外線硬化樹脂３５［ｗｔ％］と
液晶（Ｅ８にアゾ色素を０．４ｗｔ％混合したゲスト・
ホスト型の液晶）を６５［ｗｔ％］混合して紫外線を照
射することによって硬化させた。以上に述べた手法によ
り第１調光層２７と第２調光層２９を構成することによ
って、図３（ａ）で示された光散乱度特性を得る。この
とき、本実施例において第２調光層２９を構成する際に
使用した液晶の場合、電圧無印加時に黒表示であったも
のが電圧を上げてゆき、６［Ｖ］を越えたところで第２
調光層２９が光吸収状態から光透過状態に変化し始め、
１０［Ｖ］で透明となる。このとき第１調光層２７はま
だ透明状態であるのでカラー表示となる。さらに印加電
圧を上げると、３０［Ｖ］において第１調光層２７は透
明状態より散乱状態に変化し始め、５２［Ｖ］で完全に
散乱状態となり白表示を得ることが可能となった。以上
の結果、コントラストのよい白黒表示とカラー表示を同
一の画素内で行うことが可能であった。

【００６８】実施例６実施例５の場合においても、実施例３に対する実施例４
のように第１調光層をノーマル型に、第２調光層をリバ
ース型とすることによって図３（ｂ）に示された特性を
実現することが可能である。

【００６９】本実施例においては第１調光層２７をノー
マル応答を示すＰＤＬＣとするために、液晶成分として
誘電率異方性が正である液晶（Ｅ８）を用い、高分子前
駆体としては、モノマー（２−エチルヘキシルアクリレ
ート）とオリゴマー（ＵＮ−９０００ＰＥＰ）を１対２
の割合で混合し、このようにして作製した紫外線硬化樹
脂３５［ｗｔ％］と液晶を６５［ｗｔ％］混合して紫外
線を照射することによって硬化させることにより得た。
一方、第２調光層２９としてはΔεが負の液晶（ｎ_o＝
１．５０９、Δｎ＝０．１５４、Δε＝−３．１）にア
ゾ色素を０．４ｗｔ％］混合したゲスト・ホスト型の液
晶を用い、高分子前駆体としてはモノマーとオリゴマー
を１：１で混合したものを使用し、この高分子前駆体を
３５［ｗｔ％］、液晶を６５［ｗｔ％］の割合で混合し
た溶液に対して、紫外線を照射し形成するとき液晶のフ
レデリックス転移点り十分に大きな値ということで１０
［ｋＧ］の磁界を与えながら紫外線を照射することによ
って混合溶液を硬化させ液晶分子が初期状態で基板に対
して垂直になるようにしリバース応答をする第２調光層
２９を形成する。

【００７０】以上に述べたようにしてノーマル応答の第
１調光層２７とリバース応答の第２調光層２９を構成す
ることによって、図３（ｂ）で示された光散乱度特性を
得る。このとき、電圧無印加時に白表示であったものが
電圧を上げてゆき、６［Ｖ］を越えたところで第１調光
層２７が散乱状態から透明状態に変化し始め、１０
［Ｖ］で透明となる。このとき第２調光層２９はまだ透
過状態であるのでカラー表示となる。さらに印加電圧を
上げると、３０［Ｖ］において第２調光層２９は透明状
態より散乱状態に変化し始め、５２［Ｖ］で完全に散乱
状態となり白表示を得ることが可能となった。以上の結
果、コントラストのよい白黒表示とカラー表示を同一の
画素内で行うことが可能であった。

【００７１】以上の実施例２〜６においてはカラーフィ
ルターが第１調光層２７と第２調光層２９の中間に存在
する場合について述べたが、以上の実施例においても実
施例１の場合と同様に図５（ｂ）に示したようなカラー
フィルター層２８を第２調光層２９と光反射層３１の中
間に配置することも可能である。この場合、カラーフィ
ルター層２８は光反射層３１の上に直接構成することが
可能であるため、この場合においては基板３２上に金属
などで構成された光反射層３１を構成し、その上にカラ
ーフィルター層２８を印刷法や電着法等の方法により塗
布しこのカラーフィルター層２８の上にさらにカラーフ
ィルター層２８による電界降下を防ぐ目的によりＩＴＯ
からなる透明電極３０をスパッタ法による作成を行い、
この透明電極３０上に第２調光層を構成する製造方法を
採用した。しかしながら、このような配置を行うと第１
調光層２７と第２調光層２９が直接接することとなるた
め、第１調光層２７と第２調光層２９を構成する液晶の
成分が異なる場合には、この２層間の液晶が混ざらない
ようにしなくてはならない。よって、本実施例において
は第１調光層２７と第２調光層２９の間に液晶の混合を
防ぐ目的により、ポリイミド膜をスピンコート法によっ
て作成し層間分離膜３３とした。また、本実施例におい
ては層間分離膜３３としてポリイミドのスピンコート膜
を用いたが、この層間分離膜３３の目的が第１調光層２
７と第２調光層２９の液晶の混合を防ぐことであること
から、可視光に対して透明な物質、例えば、ガラスやポ
リマー等も用いることが可能であることは言うまでもな
い。

【００７２】実施例７上記実施例１から４においては、液晶素子をスタティッ
クもしくは時分割によって電圧を印加することにより説
明を行ってきたが、本発明による液晶素子をアクティブ
素子によって駆動することも当然可能である。図６は画
素単位にアクティブ素子を付加することによって構成し
た本発明による液晶素子の断面図である。本実施例の場
合には図５における光反射層３１を銀（またはアルミニ
ウム，クロムなどの金属）により構成することによって
透明電極３０と一体化した。

【００７３】図６（ａ）に示す実施例による液晶素子
は、まずガラス基板４１の上にスイッチング素子である
ＴＦＴ４０を形成し、このＴＦＴ４０を覆う形で画素電
極３９を形成する。このとき、透過型のディスプレイに
おいてはＴＦＴ４０と画素電極３９を完全に分離して用
いるが、本発明による液晶素子は反射型であるので画素
電極３９はＴＦＴ４０を覆う形で配置することが可能と
なり、その結果、１画素面積に対する動作面積は透過型
の４０［％］前後異なり、８０［％］以上と透過型に比
較して非常に大きな開口面積を持たせることが可能とな
る。以上に示したようにして画素電極３９とＴＦＴ４０
が形成されたガラス基板４１の上に第２調光層３８とし
てモノマーとオリゴマーを１対２の割合で混合した紫外
線硬化樹脂３５［ｗｔ％］と液晶（Ｅ８にアゾ色素を
０．４ｗｔ％混合したゲスト・ホスト型の液晶）を６５
［ｗｔ％］混合して紫外線を照射することによって硬化
させ、この第２調光層３８の上にカラーフィルター３７
を形成した。そして、さらにカラーフィルター３７の上
に第１調光層３６としてΔεが負の液晶（ｎ_o＝１．５
０９、Δｎ＝０．１５４、Δε＝−３．１）を用い、高
分子前駆体としてはモノマー（２−エチルヘキシルアク
リレート）とオリゴマー（ＵＮ−９０００ＰＥＰ）を
１：１で混合したものを使用し、この高分子前駆体を３
５［ｗｔ％］、液晶を６５［ｗｔ％］の割合で混合した
溶液を第２調光層３８と同じくスクリーン印刷法により
カラーフィルター３７の上に付着させ対向電極３５付き
のガラス基板３４を間に空気が入らないようにして重ね
合わせた後、液晶のフレデリックス転移点より十分に大
きな磁界（１０［ｋＧ］）を加えながら紫外線を照射す
ることによって混合溶液を硬化させ、液晶分子が初期状
態で基板に対して垂直になるようにすることで第１調光
層３６を形成し、液晶素子を得る。本実施例において用
いた第１調光層および第２調光層の成分構成は実施例４
と同じであるので、動作電圧，表示形態は実施例４と同
じである。

【００７４】本実施例においては、実施例４の素子構造
を持つ液晶素子に対してアクティブ素子を付加すること
によってアクティブマトリクス型の液晶素子を構成した
が、本発明による構造を持つ液晶素子はすべてアクティ
ブ素子を付加することによってアクティブマトリクス駆
動を行うことが可能であることは言うまでもない。

【００７５】本実施例の説明においてもカラーフィルタ
ー３７は第１調光層３６と第２調光層３８の中間に配置
されているが、本実施例においても実施例１から実施例
６までと同様に、図６（ｂ）に示すようにカラーフィル
ター３７を第２調光層３８と光反射層をかねる画素電極
３９の間に配置することも可能であるのは言うまでもな
い。

【００７６】以上の実施例において、カラーフィルター
３７の色は液晶パネル全体を同一の色としても、ピクセ
ル単位で色を変えても、また部分的に変えてもかまわな
いことは言うまでもない。

【００７７】以上の実施例において、重合性モノマーと
しては２−エチルヘキシルアクリレートを用い、重合性
オリゴマーとしてはウレタンアクリレートオリゴマー系
のＵＮ−９０００ＰＥＰを、紫外線硬化開始材としては
ベンゾフェノンを用いたが、この組み合わせ以外に、重
合性モノマーとしてメチルアクリレート，２−エチルヘ
キシルメラクリレート，シクロヘキシルアクリレート，
ブタジオールモノアクリレート等のアクリル系モノマー
が、また重合性オリゴマーとしてはエポキシアクリレー
トオリゴマー系が、紫外線硬化の開始材としてはアセト
フェノン系，ベンゾイン系，ベンゾフェノン系，チオキ
サンソン系の物質を用いることが可能であるが、これ以
外の系であっても用いることは可能である。

【００７８】

【発明の効果】本発明による、反射型カラー素子によれ
ば、スタティック駆動，マルチプレックス駆動，アクテ
ィブマトリクス駆動の別によらず、カラー表示と高コン
トラストの白黒表示を同一画素において表現することが
でき、表示品位の高い反射型カラー液晶ディスプレイを
構成することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の技術を示す断面図である。

【図２】本発明による反射型カラー表示素子の基本構成
図である。

【図３】本発明の作用を説明するための図である。

【図４】本発明の実施例の断面図である。

【図５】本発明の別の実施例を示す断面図である。

【図６】本発明の別の実施例を示す断面図である。

【符号の説明】

１透明基板２カラーフィルター３透明電極４調光層５透明電極６光反射層７基板８光吸収層９第１調光層１０カラーフィルター層１１第２調光層１２光反射層１３自然光入射方向１４第１調光層の光散乱度特性１５第２調光層の光散乱度特性１６透明基板１７透明電極１８調光層１９透明電極２０透明基板２１液晶セル２２カラーフィルター２３液晶セル２４光反射層２５透明基板２６透明電極２７第１調光層２８カラーフィルター層２９第２調光層３０透明電極３１光反射層３２基板３３層間分離膜３４ガラス基板３５対向電極３６第１調光層３７カラーフィルター３８第２調光層３９画素電極４０ＴＦＴ４１ガラス電極

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０９Ｇ 3/18 7926−5Ｇ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板と、電極と、光散乱状態と透明状態と
を外部電場により制御可能な第１の調光層と、光吸収状
態と透明状態とを外部電場により制御可能な第２の調光
層と、前記電極に対向する電極と、前記基板に対向する
基板とを光の入射側からこの順に設け、前記第１の調光
層および前記第２の調光層を透過した光を反射する光反
射層を、光の入射側からみて前記第２の調光層よりも後
ろに設け、カラーフィルターを第１の調光層と光反射層
の間に配置したことを特徴とするカラー表示素子。
【請求項２】前記第２の調光層において、２色性色素が
液晶中において分散していることを特徴とする請求項１
記載のカラー表示素子。
【請求項３】前記第１の調光層または前記第２の調光層
のうち少なくとも一方は、液晶材料を光硬化性化合物中
に分散した層からなることを特徴とする請求項１記載の
カラー表示素子。
【請求項４】前記第１の調光層または前記第２の調光層
の内少なくとも一方は、電圧無印加時に光透過状態を示
し、所定のしきい値電圧より大きい電圧の印加により前
記第１の調光層の場合は光散乱状態を、前記第２の調光
層の場合は光吸収状態を示す調光層であることを特徴と
する請求項１記載のカラー表示素子。
【請求項５】前記調光層は、誘電率異方性が少なくとも
負の値をとることのできる液晶材料を光硬化性化合物中
に分散した層からなり、この液晶材料の光硬化性化合物
との界面が所定の配向状態を保っていることを特徴とす
る請求項３記載のカラー表示素子。
【請求項６】請求項１記載のカラー表示素子の駆動方法
であって、黒表示を行うときは、第１の調光層を透明状
態とし、第２の調光層を光吸収状態とし、カラー表示を
行うときは、第１の調光層および第２の調光層を共に透
明状態とし、白表示を行うときは、第１の調光層を光散
乱状態とすることを特徴とするカラー表示素子の駆動方
法。
【請求項７】誘電率異方性が負の値をとることのできる
液晶材料と光硬化性化合物との混合溶液に、電場または
磁場の内少なくとも一方を印加しながら光を照射し硬化
させ調光層を形成することを特徴とする請求項５記載の
カラー表示素子の製造方法。