JPH08184822A - 液晶表示素子 - Google Patents

液晶表示素子

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JPH08184822A
JPH08184822A JP7038801A JP3880195A JPH08184822A JP H08184822 A JPH08184822 A JP H08184822A JP 7038801 A JP7038801 A JP 7038801A JP 3880195 A JP3880195 A JP 3880195A JP H08184822 A JPH08184822 A JP H08184822A
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 液晶表示素子は、シアン、マゼンタ、イエロ
ーの各カラーフィルタ６ａ、６ｂ、６ｃが画素に対応し
て並設されたカラーフィルタ層６と、上記のカラーフィ
ルタに対応して設けられ、外部電場の印加に応じて、所
定波長域の光の透過率を変化させる液晶層４と、上記カ
ラーフィルタに対応して設けられ、外部電場の印加に応
じて、液晶層４とは異なる波長域の光の透過率を変化さ
せる液晶層５とを備え、上記カラーフィルタ層６、液晶
層４、及び液晶層５を任意の順序で積層し得る構成を有
している。 【効果】 光の利用効率が高く、明るいフルカラー表示
が行なえる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、加色法及び減色法を利
用して多色化を実現する液晶表示素子に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来から、液晶表示素子は時計や電子卓
上計算器を始めとして、ノート型コンピュータやワード
プロセッサ、更にはテレビジョン受像機など、広い分野
にわたって使用されている。
【０００３】上記の液晶表示素子の表示モードとして、
液晶セル内の液晶分子配向を初期配向として約９０°ね
じる、所謂ＴＮ（Twisted Nematic ）モードが知られて
いる。ＴＮモードによれば、一組の偏光板の間に液晶セ
ルを配し、この液晶セルの光学的特性（すなわち、電圧
無印加時の旋光特性、及び電圧印加時の旋光解消特性）
を利用してモノクロ表示が行われる。
【０００４】カラー表示は次のようにして行われる。す
なわち、液晶セル内に表示画素毎に、例えば赤、緑、青
の微小寸法のマイクロカラーフィルタを設け、ＴＮモー
ドの前記光スイッチング特性を利用して、加色混合によ
りマルチカラー表示やフルカラー表示が行われる。この
カラー表示原理は、現在、アクティブマトリックス駆動
や単純マトリックス駆動を採用した液晶テレビジョンな
どの透過型液晶表示素子に採用されている。
【０００５】ワードプロセッサ用の表示素子において
は、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）モードが広く採
用されている。このモードによれば、ＴＮモードと類似
のセル構造で、液晶のねじれ角が１８０°〜２７０°に
設定される。ＳＴＮモードによれば、液晶のねじれ角を
９０°以上にし、更に偏光板の偏光方向の設定角度の最
適化により、印加電圧の増加に伴う急激な分子配向の変
形を液晶の複屈折変化に反映させ、シャープな閾値を有
する電気光学特性が実現でき、この点がＳＴＮモードの
利点である。したがって、ＳＴＮモードは、単純マトリ
ックス駆動の液晶表示素子に適する。
【０００６】一方、ＳＴＮモードによれば、液晶の複屈
折に基づいて、表示の背景が黄緑色や濃紺色等の色を呈
してしまい、この点がＳＴＮモードの欠点である。この
欠点を改善するために、色補正を行なってモノクロ表示
を可能にした液晶表示素子が入手可能である。この色補
正は、表示用ＳＴＮ液晶パネルに光学補償用パネルやポ
リカーボネート等の高分子で形成される位相差板が重ね
合わされることによって行なわれる。また、上述のＴＮ
モードと同様の動作原理に基づいて、マルチカラー表示
やフルカラー表示が実現できる。
【０００７】広い視野角を要求される用途に対しては、
分子長軸方向と短軸方向とで吸光度の異なる色素（二色
性色素）を液晶に添加する、所謂ゲストホストモードが
採用される。ゲストホストモードは、偏光板を使用する
ハイルマイヤー型、偏光板を使用しないホワイト／テイ
ラー型（相転移型）、及び二層型等に分類されるが、い
ずれの場合でも動作原理は同じである。つまり、この動
作原理によれば、色素分子の配向は、印加電圧による液
晶分子の配向を介して制御されるが、色素分子方向の吸
光度差が表示に利用される。また、色素として可視光の
一部の波長を吸収する色素を用いるか、黒色となる色素
を使用したゲストホストセルに有色フィルタを組み合わ
せてカラー表示を行なうことも可能である。
【０００８】二色性色素を含有する液晶層を積層したカ
ラー表示については、例えば特表昭６２−５０２７８０
号公報、および米国特許４９５３９５３号公報に開示さ
れている。二色性色素を用いた二層型液晶表示素子にお
いては、図１５に示すように、一層にそれぞれ異なった
色素を含有しカプセル化された液晶５１、５２、及び５
３を並置させ、上下方向に補色関係にある色素をそれぞ
れ含有しカプセル化された液晶画素５１ａ・５１ｂ、５
２ａ・５２ｂ、及び５３ａ・５３ｂが積層されている。
【０００９】つまり、赤色素を含有した液晶画素５１ａ
の下に、その補色に対応するシアン色素を含有した液晶
画素５１ｂが積層される。同様に、緑とマゼンタ、及び
青とイエローの組み合わせとして５２ａ・５２ｂ、及び
５３ａ・５３ｂが積層される。そして、３画素を一絵素
とし、カプセル化された液晶を独立に駆動させることに
よって、フルカラー表示が行なわれる。この場合、次の
ようにして、例えば赤が表示される。つまり、シアン色
素を含有した液晶画素５１ｂに対してのみ所定の電圧を
印加して透明状態に移行させ、且つその他の液晶画素を
ＯＦＦ状態にさせることによって赤が表示される。
【００１０】二色性色素を含有してなる三層型液晶表示
素子は、図１６に示されるように、カプセル化した３つ
の液晶色層５６、５７、及び５８と、４つの電極層５
９、６０、６１、及び６２とから構成されている。液晶
色層５６、５７、及び５８には、それぞれカプセル化さ
れた液晶材料に色素が含まれている。つまり、液晶色層
５６はイエロー色素を含み、液晶色層５７はシアン色素
を含み、液晶色層５８はマゼンタ色素を含み、各液晶色
層に対して所定電圧を選択的に印加するかしないかによ
ってカラー表示が行なわれる。
【００１１】同様に、二色性色素と、カラーフィルタと
を用いたカラー液晶表示素子の例が、例えば、米国特許
４８８６３４３号公報や特開平６−２０２０９９号公報
等に開示されている。
【００１２】米国特許４８８６３４３号公報のカラー液
晶表示素子は、異なる二色のカラーフィルタが並置され
た層と、二色性色素が含有された液晶層と、シャッタ機
能を有する液晶層とから構成されており、二色のカラー
フィルタを選択的に使用することによって多色表示を可
能としている。
【００１３】また、特開平６−２０２０９９号公報のカ
ラー液晶表示素子は、異なる二色のカラーフィルタが並
置された層と、それぞれ異なる二色の二色性色素が含有
された第１、及び第２液晶層とから構成されている。こ
の第１、及び第２液晶層は、それぞれ異なった閾値電圧
を有し、一対の電極により第１、及び第２液晶層が挟持
され、これらの液晶層に対して従属的に電圧を印加する
ことによって、多色表示を可能としている。また、第１
液晶層と第２液晶層との間に共通電極を設け、これらの
液晶層に対して別々に電圧を印加することによって、一
対の電極のみを設けた場合よりも多くの色の表示を可能
としている。
【００１４】カラーフィルタの代わりに、カラー偏光子
を用いることによってカラー表示を行なう例が特開昭６
３−２６４７３１号公報に提案されている。この例で
は、二層型液晶表示素子の各層に、それぞれ補色関係に
ある二層のカラー偏光子を画素毎にパターン化すること
によって、カラー表示を可能としている。この場合、一
層のみのカラー偏光子を用いるよりも、単色による表示
が明るく、加えて黒表示が可能となる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術によれば、以下の問題点を有している。
【００１６】すなわち、赤、緑、青のカラーフィルタを
並置する上記カラー液晶表示素子によれば、カラーフィ
ルタを透過する光強度は入射光の１／３になってしま
い、光の利用効率が悪くなる。そのため、消費電力の大
きなバックライトなしでカラー表示を行なうことは困難
となり、液晶表示素子の利点の一つである低消費電力性
が損なわれてしまう。
【００１７】また、上下の液晶層が補色関係を満足する
ように二色性色素を含有した上記二層型液晶表示素子に
よれば、白、シアン、マゼンタ、及びイエローの各色は
明るくなるものの、単色は前述した赤、緑、青のカラー
フィルタを並置した場合と同様に、透過光は入射光強度
の１／３となり、暗いフルカラー表示素子しか実現でき
ない。
【００１８】上記の三層型ゲストホスト液晶表示素子に
よれば、一つの画素でフルカラー表示が行なえるため、
光の利用効率は良く、充分な明るさを得ることができる
が、駆動素子が層ごとに必要となり、それぞれ別々に駆
動させなければならないという技術的困難を伴う。加え
て、三層を積層した厚みにより視差が生じてしまうとい
う不具合もある。
【００１９】また、異なる二色のカラーフィルタの並置
からなる層と、二層の液晶層とが設けられた上記積層型
液晶表示素子によれば、赤、緑、青のカラーフィルタを
並置する場合よりは明るいものの、光の利用効率は入射
光の１／２であり、充分な明るさとは言いがたい。
【００２０】その他、カラーフィルタと、二層の液晶層
とからなる例が提案されているが、フルカラー表示がで
きなかったり、たとえフルカラー表示ができたとしても
光の利用効率が悪く、したがって暗いカラー表示になっ
てしまう。
【００２１】また、カラー偏光子を用いた上記の液晶表
示素子によれば、偏光板を用いるために、光の利用効率
が入射光の半分以下になってしまう。この種の液晶表示
素子は、カラー表示に関しても、中間調の明るさが単色
の表示に比べて暗くなり、フルカラー化に適さない。
【００２２】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、明るい多色表示可能な液晶表示素子を提供す
ることにある。
【００２３】
【課題を解決するための手段】請求項１の液晶表示素子
は、上記の課題を解決するために、シアン、マゼンタ、
イエローの各カラーフィルタが画素に対応して並設され
たフィルタ層と、上記のカラーフィルタに対応して設け
られ、外部電場の印加に応じて、第１波長域の光の透過
率を変化させる第１液晶層と、上記カラーフィルタに対
応して設けられ、外部電場の印加に応じて、上記第１波
長域とは異なる第２波長域の光の透過率を変化させる第
２液晶層とを備え、上記フィルタ層、第１液晶層、及び
第２液晶層を任意の順序で積層し得る構成を有してい
る。
【００２４】請求項２の液晶表示素子は、上記の課題を
解決するために、請求項１の構成において、上記フィル
タ層、第１液晶層、及び第２液晶層を透過した光を反射
する反射層を更に備えたことを特徴としている。
【００２５】請求項３の液晶表示素子は、上記の課題を
解決するために、請求項１の構成において、上記のシア
ン、マゼンタ、イエローの各カラーフィルタに対応して
赤、緑、青の各色の光を反射すると共に、他の色の光を
透過する反射層を更に備えたことを特徴としている。
【００２６】請求項４の液晶表示素子は、上記の課題を
解決するために、請求項１の構成において、上記の第１
液晶層および第２液晶層が、何れも、２つ以上の領域に
分割され、各液晶層の分割領域は互いに異なる二色性色
素を含むことを特徴としている。
【００２７】請求項５の液晶表示素子は、上記の課題を
解決するために、請求項１の構成において、上記の第１
液晶層および第２液晶層が、３層の偏光層の各層間に形
成された２層のネマチック液晶層からなり、外部電場の
印加に応じて、液晶の複屈折効果により光の透過率を変
化させることを特徴としている。
【００２８】請求項６の液晶表示素子は、上記の課題を
解決するために、請求項２の液晶表示素子において、上
記の第１液晶層および第２液晶層が、２層の偏光層の層
間、及び偏光層と反射層との層間にそれぞれ形成された
ネマチック液晶層からなり、外部電場の印加に応じて、
液晶の複屈折効果により光の透過率を変化させることを
特徴としている。
【００２９】請求項７の液晶表示素子は、上記の課題を
解決するために、外部電場の印加に応じて、第１波長域
の光の透過率を変化させる第１液晶層と、外部電場の印
加に応じて、上記第１波長域とは異なる第２波長域の光
の透過率を変化させる第２液晶層と、第１および第２液
晶層を透過した光に対して、シアン、マゼンタ、イエロ
ーの各色の光を反射する部材が画素に対応して設けられ
た反射層とを備えてなる構成を有している。
【００３０】請求項８の液晶表示素子は、上記の課題を
解決するために、請求項７の構成において、上記の第１
液晶層および第２液晶層が、何れも、２つ以上の領域に
分割され、各液晶層の分割領域は互いに異なる二色性色
素を含むことを特徴としている。
【００３１】請求項９の液晶表示素子は、上記の課題を
解決するために、請求項７の構成において、上記の第１
液晶層および第２液晶層が、２層の偏光層の層間、及び
偏光層と反射層との層間にそれぞれ形成されたネマチッ
ク液晶層からなり、外部電場の印加に応じて、液晶の複
屈折効果により光の透過率を変化させることを特徴とし
ている。
【００３２】請求項１０の液晶表示素子は、上記の課題
を解決するために、請求項１又は７の構成において、上
記第１液晶層と第２液晶層とが隣接して積層される場
合、第１液晶層と第２液晶層とを挟持する一対の電極
が、上記各外部電場を印加することを特徴としている。
【００３３】請求項１１の液晶表示素子は、上記の課題
を解決するために、請求項５、６又は９の構成におい
て、上記の第１液晶層および第２液晶層の少なくとも１
層が、平行配向型液晶よりなっていることを特徴として
いる。
【００３４】請求項１２の液晶表示素子は、上記の課題
を解決するために、請求項５、６又は９の構成におい
て、上記の第１液晶層および第２液晶層の少なくとも１
層が、ツイスト配向型液晶よりなり、ツイスト角は１８
０°以上３６０°以下であることを特徴としている。
【００３５】請求項１３の液晶表示素子は、上記の課題
を解決するために、シン、マゼンタ、イエローの各カラ
ーフィルタが画素に対応して並設されたフィルタ層と、
サイズの異なる２種類のドロップレットが混在し、ドロ
ップレットには補色関係にある二色性色素がそれぞれ含
有された液晶層とを備えた構成を有している。
【００３６】請求項１４の液晶表示素子は、上記の課題
を解決するために、請求項１３の構成において、上記フ
ィルタ層、第１液晶層、及び第２液晶層を透過した光を
反射する反射層を更に備えたことを特徴としている。
【００３７】
【作用】請求項１の構成によれば、青の光と緑の光とが
シアンのカラーフィルタを透過し、青の光と赤の光とが
マゼンタのカラーフィルタを透過し、緑の光と赤の光と
がイエローのカラーフィルタを透過する。各カラーフィ
ルタの透過特性が、各画素の色表示に関与する。各カラ
ーフィルタは、入射光の２／３を利用することになり、
光の利用効率が著しく向上する。例えば、赤、緑、青の
カラーフィルタを並置した従来の場合と比較すると、光
の利用効率が約２倍高くなり、画素の明るさも約２倍に
なる。
【００３８】第１液晶層および第２液晶層は、印加され
る外部電場に応じて、それぞれ異なる波長域の光の透過
率を変化させる。したがって、外部電場が制御されるこ
とによって、第１液晶層、第２液晶層、及びカラーフィ
ルタを透過した光の色が変化し、各画素の色表示が変化
する。これにより、多色表示が可能となる。
【００３９】以上の作用は、上記フィルタ層、第１液晶
層、及び第２液晶層の積層順序に無関係に得られる。こ
れら三層は任意の順序で積層し得るので、液晶表示素子
の製造における設計の自由度が増大する。
【００４０】特に、第１液晶層と第２液晶層との間にカ
ラーフィルタ層が配されるような積層順序の場合、中間
の基板（真中の基板）にはアクティブ素子を設ける必要
がなくなる。したがって、中間の基板の素材として高分
子フィルム等を使用することができ、製造コストの削減
が可能となる。高分子フィルムを用いることによって、
中間の基板の厚みを薄くできるので、視差による表示不
良が減少し、視野角特性が改善される。
【００４１】以上のように、上記構成によれば、多色表
示を従来より明るく行なえる液晶表示素子を実現でき
る。
【００４２】請求項２の構成によれば、請求項１の構成
に反射層を更に設けるという簡単な構成で、従来の反射
型液晶表示素子よりも光利用効率の良い反射型液晶表示
素子を容易に実現できる。
【００４３】請求項３の構成によれば、請求項１の作用
に加えて、バックライトを有する透過型液晶表示素子と
して用いたとき、光源から発せられた光が反射層で反射
された後、他の画素で再利用されるので、光の利用効率
が更に向上する。
【００４４】請求項４の構成によれば、請求項１の作用
に加えて、上記フィルタ層、第１・第２液晶層の各領域
を適当に組み合わせることによって、フルカラー化が可
能となる。
【００４５】請求項５の構成によれば、第１液晶層およ
び第２液晶層は、外部電場の印加に応じて、液晶の複屈
折効果により光の透過率を変化させ、それぞれ２色以上
の異なった色を表示する。したがって、請求項１の作用
に加えて、複数色の色素液晶を用いることなく、上記フ
ィルタ層、第１・第２液晶層の各領域の複屈折干渉色を
適当に組み合わせることによって、白、黒、青、緑、赤
を含む明るい透過型カラー表示が可能となる。
【００４６】請求項６の構成によれば、第１液晶層およ
び第２液晶層は、外部電場の印加に応じて、液晶の複屈
折効果により光の透過率を変化させ、それぞれ２色以上
の異なった色を表示する。したがって、請求項２の作用
に加えて、複数色の色素液晶を用いることなく、上記フ
ィルタ層、第１・第２液晶層の各領域の複屈折干渉色を
適当に組み合わせることによって、白、黒、青、緑、赤
を含む明るい反射型カラー表示が可能となる。
【００４７】請求項７の構成によれば、第１液晶層およ
び第２液晶層は、印加される外部電場に応じて、それぞ
れ異なる波長域の光の透過率を変化させる。第１液晶
層、及び第２液晶層を透過した光は反射層に入射し、こ
こで、各画素に対応する反射部材によって、シアン、マ
ゼンタ、イエローの各色の光が反射される。つまり、反
射層によって、入射光の２／３が利用される。
【００４８】このため、請求項１の作用と同様に、入射
光は、第１・２液晶層での透過、および反射層での反射
の過程で、それぞれ透過光、および反射光の色が変化す
るので、各画素の色表示が変化する。
【００４９】請求項８の構成によれば、上記の第１液晶
層および第２液晶層は、何れも、２つ以上の領域に分割
され、各液晶層の分割領域は互いに異なる二色性色素を
含むので、請求項７の作用に加えて、各領域を適当に組
み合わせることによって、フルカラー可能な反射型液晶
表示素子を実現できる。
【００５０】請求項９の構成によれば、第１液晶層およ
び第２液晶層は、外部電場の印加に応じて、液晶の複屈
折効果により光の透過率を変化させ、それぞれ２色以上
の異なった色を表示する。したがって、請求項７の作用
に加えて、複数色の色素液晶を用いることなく、上記フ
ィルタ層、第１・第２液晶層の各領域の複屈折干渉色を
適当に組み合わせることによって、白、黒、青、緑、赤
を含む明るい反射型カラー表示が可能となる。
【００５１】請求項１０の構成によれば、請求項１又は
７の作用に加えて、一対の電極を介して第１液晶層と第
２液晶層とに外部電場が印加される。この場合、第１液
晶層と第２液晶層とでは、透過率の変化する電場の大き
さが異なるので、印加電場に基づいて選択的に何れか一
方の液晶層の透過率を変化させることが可能である。し
たがって、表示可能な色数こそ少なくなるものの、非常
に簡単な構成で明るい多色表示可能な液晶表示素子を実
現できる。
【００５２】請求項１１の構成によれば、第１液晶層お
よび第２液晶層の少なくとも一層が、平行配向型液晶よ
りなっているので、請求項５、６又は９の作用に加え
て、垂直配向型液晶よりなっている場合よりも理想的に
液晶を複屈折させることが可能となり、複屈折効果を利
用した多色表示がより効果的に行なえ、カラー表示が簡
便に可能になる。
【００５３】請求項１２の構成によれば、第１液晶層お
よび第２液晶層の少なくとも一層が、ツイスト角１８０
°以上３６０°以下のツイスト配向型液晶よりなってい
るので、請求項５、６又は９の作用に加えて、ツイスト
角が１８０°未満のものに比べて印加電圧−透過率特性
の急峻性に優れ、また、単純マルチプレックス駆動が可
能になる。
【００５４】請求項１３の構成によれば、青の光と緑の
光とがシアンのカラーフィルタを透過し、青の光と赤の
光とがマゼンタのカラーフィルタを透過し、緑の光と赤
の光とがイエローのカラーフィルタを透過する。各カラ
ーフィルタの透過特性が、各画素の色表示に関与する。
各カラーフィルタは、入射光の２／３を利用できる。
【００５５】液晶層の２種類のドロップレットはサイズ
が異なるので、サイズに対応した駆動電圧の閾値をそれ
ぞれ有する。各ドロップレットに対応した閾値電圧が液
晶層に印加されると、対応するドロップレットは、含有
される二色性色素に基づいて所定の波長域の光の透過率
を変化させる。これにより、フィルタ層、及びドロップ
レットを透過した光の色が変化するので、各画素の色表
示が変化する。これにより、単一の液晶層で多色表示が
可能となる。
【００５６】加えて、上記構成によれば、液晶層を駆動
する駆動源は一つのみでよく、構成が簡素になる。ま
た、二層の液晶層により構成する場合のような層内での
液晶分離は不要となる。
【００５７】請求項１４の構成によれば、請求項１３の
構成に反射層を更に設けるという簡単な構成で、従来の
反射型液晶表示素子よりも光利用効率の良いフルカラー
可能な反射型液晶表示素子を容易に実現できる。
【００５８】
【実施例】
〔実施例１〕本発明の一実施例について図１ないし図５
に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００５９】本発明に係る液晶表示素子は、図１に示す
ように、所定の間隔で配された３枚の透明基板１・２・
３を有し、透明基板１−２間には二色性色素分子を含有
した液晶層４が設けられ、透明基板２−３間には二色性
色素分子を含有した液晶層５が設けられている。また、
上記液晶層４を挟持するように、透明電極７・８が設け
られ、液晶層５を挟持するように、透明電極９・１０が
設けられている。そして、透明基板２と透明電極８との
間には、所定の波長域の光を透過し、且つ透明電極７−
８間に電圧が一絵素ごとに印加されることによって生じ
る外部印加電場によって透過率が変化しないカラーフィ
ルタ層６が設けられている。
【００６０】上記カラーフィルタ層６は、シアンのカラ
ーフィルタ６ａ、マゼンタのカラーフィルタ６ｂ、及び
イエローのカラーフィルタ６ｃがそれぞれ一画素中の単
一の絵素に対応するように並置されて構成されている。
シアンのカラーフィルタ６ａは、青（青紫）の光と緑の
光とを透過させる。マゼンタのカラーフィルタ６ｂは、
青（青紫）の光と赤の光とを透過させる。イエローのカ
ラーフィルタ６ｃは、緑の光と赤の光とを透過させる。
【００６１】上記液晶層４及び液晶層５は、それぞれ２
つの領域に分割され、これらの分割領域は互いに異なる
二色性色素分子を含有している。つまり、液晶層４は、
例えば、イエローのゲストホスト液晶からなる領域４ａ
と、マゼンタのゲストホスト液晶からなる領域４ｂとか
らなる。領域４ａは、シアンのカラーフィルタ６ａとマ
ゼンタのカラーフィルタ６ｂとに対応するように、領域
４ｂは、イエローのカラーフィルタ６ｃに対応するよう
にそれぞれ設けられている。
【００６２】液晶層５は、例えば、マゼンタのゲストホ
スト液晶からなる領域５ａと、シアンのゲストホスト液
晶からなる領域５ｂとからなる。領域５ａは、シアンの
カラーフィルタ６ａに対応するように、領域５ｂは、マ
ゼンタのカラーフィルタ６ｂとイエローのカラーフィル
タ６ｃとに対応するようにそれぞれ設けられている。
【００６３】なお、液晶層４・５を次のように２つの領
域にそれぞれ分割してもよい。すなわち、液晶層４は、
シアンのカラーフィルタ６ａに対応するように緑のゲス
トホスト液晶からなる第１領域、マゼンタのカラーフィ
ルタ６ｂ及びイエローのカラーフィルタ６ｃに対応する
ように赤のゲストホスト液晶からなる第２領域を有す
る。液晶層５は、シアンのカラーフィルタ６ａ及びマゼ
ンタのカラーフィルタ６ｂに対応するように青のゲスト
ホスト液晶からなる第１領域、イエローのカラーフィル
タ６ｃに対応するように緑のゲストホスト液晶からなる
第２領域を有する構成でもよい。
【００６４】上記液晶層４・５の各ゲストホスト液晶
は、それぞれ対応する電極間に電圧が印加されない時
（電圧無印加時）に液晶分子の長軸方向と二色性色素分
子の長軸方向とが透明基板１に対して略平行となるの
で、光の吸収が生じ、透過光が二色性色素分子に独特な
色を呈する一方、電圧印加時に液晶分子の長軸方向と二
色性色素分子の長軸方向とが透明基板１に対して略垂直
となるので、光を透過するようになっている。
【００６５】上記カラーフィルタ層６、液晶層４、液晶
層５の上下方向の積層順序は任意であり、順序が異なっ
ても同じ効果が得られる。ここで、図２（ａ）（ｂ）を
参照しながら、以下に積層順序と視野角特性等との関係
を説明する。なお、図１と同一の機能を有する部材につ
いては、同一の参照符号を付記し、詳細な説明を省略す
る。また、図２（ａ）は中間の基板にガラスを用いた場
合を示し、図２（ｂ）は中間の基板にカラーフィルタの
機能を有する高分子フィルムを用いた場合を示す。
【００６６】一般に、二層の液晶層を駆動する場合、２
枚の透明基板１・２（基板（例えば、ガラス製）にアク
ティブ素子を設けたもの）が必要となる（図２（ａ）参
照）。しかし、積層順序が任意で、液晶層４と液晶層５
との間にカラーフィルタ層６が配されるような積層順序
の場合（図２（ｂ）参照）、中間の基板（真中の基板）
にはアクティブ素子を設ける必要がなくなる。したがっ
て、中間の基板の素材として高分子フィルム等を使用す
ることができ、製造コストの削減が可能となる。高分子
フィルムを用いることによって、中間の基板の厚みを薄
くできるので、視差による表示不良が減少し、視野角特
性が改善される。この場合、中間の基板にカラーフィル
タ層の機能を持たせることによって、視差による表示不
良が更に減少し、視野角特性が著しく改善される（図２
（ａ）（ｂ）参照）。
【００６７】次に、上記構成を有する液晶表示素子の製
造方法の例を説明する。透明基板１・３としては、厚み
が１．１mmの７０５９ガラス基板（コーニンググラスワ
ークス社製）を使用し、各ガラス基板上に透明電極７・
１０としてＩＴＯ膜をスパッタリングにてそれぞれ形成
した。このＩＴＯ膜の厚みは、薄くなりすぎると抵抗値
が大きくなりすぎ、結果として均一な表示が得られない
し、逆に厚くなりすぎると透過率が低下すると共に細か
いパターニングが困難になるという制約を有している。
そこで、ＩＴＯ膜の厚みとしては４００Å〜２０００Å
が適当であり、好ましくは８００Å〜１５００Åであ
り、本実施例ではＩＴＯ膜の厚みを１０００Åに設定し
た。
【００６８】また、透明基板２は、視差を最小限に抑え
るために、比較的薄い０．７mm厚のものを使用し、一方
面にカラーフィルタ６として染色カラーフィルタを形成
した。透明電極８・９としては、透明基板１・３と同様
に、ＩＴＯ膜をスパッタリングにてそれぞれ形成した。
【００６９】透明基板間の間隔は、小さすぎると製造上
の問題に加えて光の吸収が不十分となるし、大きすぎる
と必要な駆動電圧が大きくなると共に応答速度が遅くな
るという制約を有している。そこで、透明基板１と透明
基板２との間隔、および透明基板２と透明基板３との間
の間隔としては、何れも３μｍ〜１５μｍの範囲が適当
であり、好ましくは４μｍ〜１０μｍであり、本実施例
ではスペーサとしてファイバーグラス（日本電気硝子社
製）を使用して上記間隔を何れも７μｍに設定した。
【００７０】液晶層４・５の垂直配向膜としては、Ｎ，
Ｎ−ジメチル−Ｎ−オクタデシル−３−アミノプロピル
トリメトキシリル・クロライド（N,N-dimethyl-N-octad
ecyl-3-aminopropyltrimethoxysilyl chloride）を使用
した。液晶層４・５において、ホストとしての液晶には
ＺＬＩ−４７９２（メルク社製）を、ゲストとしての二
色性色素のシアンにはＳＩ−４９７（三井東圧染料社
製）、マゼンタにはＭ−６１８（三井東圧染料社製）、
イエローにはＭ−７１０（三井東圧染料社製）をそれぞ
れ使用した。
【００７１】液晶セルの厚みｄとカイラルピッチｐの比
ｄ／ｐで表されるカイラルのピッチは、小さすぎるとコ
ントラスト比が低下し、大きすぎると駆動電圧が大きく
なるという制約を有している。そこで、カイラルのピッ
チとしては１〜５の範囲が適当であり、好ましくは１．
２〜２であり、本実施例では１．７に設定した。ここ
で、本実施例においてカイラルのピッチｄ／ｐを１．７
に設定した根拠について、図３を参照しながら以下に説
明する。
【００７２】ｄ／ｐが変化すると、液晶の透過率は印加
電圧に依存して図３に示すように変化する。一般に、反
射型液晶表示素子においては、コントラスト比が５以
上であることと、アクティブ素子に印加できる電圧は
７ボルト以下であることが要求される。図３より、この
要求を満たすｄ／ｐの最適値は１．７であることがわか
る。したがって、本実施例では、カイラルのピッチｄ／
ｐを１．７に設定した。
【００７３】二色性色素の色素濃度は、小さくなりすぎ
ると光が十分吸収されないし、大きすぎると低温時に析
出してしまうという制約を有している。そこで、二色性
色素の色素濃度としては１重量パーセント〜１０重量パ
ーセントが適当であり、好ましくは２重量パーセント〜
５重量パーセントであり、本実施例では４重量パーセン
トに設定した。このとき、透過におけるコントラスト比
は５であった。
【００７４】二色のゲストホスト液晶を分離・注入する
にあたり、本実施例では、以下の手法を用いた。つま
り、ガラス基板を２枚用意し、各ガラス基板に接着性レ
ジストＯＰＳＲ−５６００（東京応化工業社製）を塗布
した後、紫外線を照射し、図４に示すような櫛形の壁１
１を形成し、その後、ガラス基板を２枚張り合わせて焼
成し、それから、２つの液晶注入口１４・１５を介して
二色性色素を含有した二種類の液晶１２・１３をそれぞ
れ注入した。
【００７５】尚、上記の接着性レジストの代わりに、平
面の透明基板に図４と同様のパターンの壁となる凸部を
ゾルゲル法などに基づいて形成したり、フッ酸を用いた
エッチングなどにより溝を形成したりして、透明基板自
体に凹凸を設けてもよい。また、マイクロカプセル化の
技術を用い、印刷法に基づいて二色のゲストホスト液晶
を形成してもよい。更に、シール剤を配するために使用
されるディスペンサを用いて高分子の壁を形成し、二色
のゲストホスト液晶を一色ずつ形成してもよい。
【００７６】次に、上記構成の液晶表示素子の駆動を説
明する。上記構成によれば、例えば図１のように積層さ
れ、絵素ごとに液晶層４・５に対して別々に電圧を印加
する場合、シアンのカラーフィルタ６ａに対応する絵素
における表示は以下の４つの場合〜に分類される。
【００７７】液晶層４・５に対して共に電圧が印加さ
れていない場合 この場合、領域４ａ（イエロー又は緑のゲストホスト液
晶）によって青の光が吸収され、シアンのカラーフィル
タ６ａによって緑の光が透過され、更にこの緑の光は領
域５ａ（マゼンタ又は青のゲストホスト液晶）によって
吸収され、全体として黒表示になる。
【００７８】液晶層４に所定電圧が印加され、且つ液
晶層５に電圧が印加されていない場合 この場合、青の光と緑の光は吸収されずにそのまま領域
４ａ（イエロー（又は緑）のゲストホスト液晶）を透過
し、シアンのカラーフィルタ６ａによって青の光と緑の
光とが透過され、更に領域５ａ（マゼンタ又は青のゲス
トホスト液晶）によって緑の光が吸収され、全体として
青表示になる。
【００７９】液晶層５に所定電圧が印加され、且つ液
晶層４に電圧が印加されていない場合 この場合、領域４ａ（イエロー又は緑のゲストホスト液
晶）によって青の光が吸収され、シアンのカラーフィル
タ６ａによって緑の光が透過され、この緑の光は領域５
ａ（マゼンタ又は青のゲストホスト液晶）を吸収されず
に透過し、全体として緑表示になる。
【００８０】液晶層４・５に対して共に所定電圧が印
加されている場合 この場合、領域４ａ・５ａでは光が吸収されないので、
シアンのカラーフィルタ６ａを透過した青の光と緑の光
とに基づくシアン表示となる。
【００８１】同様に、図１のように積層されている場
合、マゼンタのカラーフィルタ６ｂに対応する絵素にお
いては、上記〜の場合に対応して、黒、青、赤、マ
ゼンタ表示がそれぞれ行なわれる。また、イエローのカ
ラーフィルタ６ｃに対応する絵素においては、上記〜
の場合に対応して、黒、緑、赤、イエロー表示がそれ
ぞれ行なわれる。
【００８２】以下に、一画素において、絵素ごとに液晶
層４・５に対する所定電圧の印加（ＯＮ）・無印加（Ｏ
ＦＦ）の状態に対する表示について表１〜表８に示す。
【００８３】赤表示は、表１に示すような印加電圧の組
み合わせにより得られる。つまり、シアンのカラーフィ
ルタ６ａに対応する絵素のみが黒表示を行ない、マゼン
タのカラーフィルタ６ｂに対応する絵素とイエローのカ
ラーフィルタ６ｃに対応する絵素とが共に赤表示を行な
うので、この画素は全体として赤表示を行なう。
【００８４】
【表１】
【００８５】緑表示は、表２に示すような印加電圧の組
み合わせにより得られる。つまり、シアンのカラーフィ
ルタ６ａに対応する絵素とイエローのカラーフィルタ６
ｃに対応する絵素とが共に緑表示を行ない、マゼンタの
カラーフィルタ６ｂに対応する絵素が黒表示を行なうの
で、この画素は全体として緑表示を行なう。
【００８６】
【表２】
【００８７】青表示は、表３に示すような印加電圧の組
み合わせにより得られる。つまり、シアンのカラーフィ
ルタ６ａに対応する絵素とマゼンタのカラーフィルタ６
ｂに対応する絵素とが共に青表示を行ない、イエローの
カラーフィルタ６ｃに対応する絵素が黒表示を行なうの
で、この画素は全体として青表示を行なう。
【００８８】
【表３】
【００８９】シアン表示は、表４に示すような印加電圧
の組み合わせにより得られる。つまり、シアンのカラー
フィルタ６ａに対応する絵素がシアン表示を行ない、マ
ゼンタのカラーフィルタ６ｂに対応する絵素が青表示を
行ない、イエローのカラーフィルタ６ｃに対応する絵素
が緑表示を行なう。青の光と緑の光とが加色混合される
とシアンの光になり、３絵素のうち２絵素がシアン表示
を行なうことと等価となるので、この画素は全体として
シアン表示を行なう。
【００９０】
【表４】
【００９１】マゼンタ表示は、表５に示すような印加電
圧の組み合わせにより得られる。つまり、シアンのカラ
ーフィルタ６ａに対応する絵素が青表示を行ない、マゼ
ンタのカラーフィルタ６ｂに対応する絵素がマゼンタ表
示を行ない、イエローのカラーフィルタ６ｃに対応する
絵素が赤表示を行なう。青の光と赤の光とが加色混合さ
れるとマゼンタの光になり、３絵素のうち２絵素がマゼ
ンタ表示を行なうことと等価となるので、この画素は全
体としてマゼンタ表示を行なう。
【００９２】
【表５】
【００９３】イエロー表示は、表６に示すような印加電
圧の組み合わせにより得られる。つまり、シアンのカラ
ーフィルタ６ａに対応する絵素が緑表示を行ない、マゼ
ンタのカラーフィルタ６ｂに対応する絵素が赤表示を行
ない、イエローのカラーフィルタ６ｃに対応する絵素が
イエロー表示を行なう。緑の光と赤の光とが加色混合さ
れるとイエローの光になり、３絵素のうち２絵素がイエ
ロー表示を行なうことと等価となるので、この画素は全
体としてイエロー表示を行なう。
【００９４】
【表６】
【００９５】黒表示は、表７に示すように、各絵素に対
応する液晶層４・５に対して電圧を印加しない場合に得
られ、全ての絵素が黒表示を行なう。
【００９６】
【表７】
【００９７】白表示は、表８に示すように、各絵素に対
応する液晶層４・５に対して所定電圧を印加し、これら
の絵素をそれぞれシアン、マゼンタ、イエロー表示させ
た場合に加色混合により得られる。
【００９８】
【表８】
【００９９】本実施例によれば、表１〜表６に示すよう
に、各カラーフィルタにおいて３原色のうち２色が透過
されるので、入射光の利用効率は、赤、青、緑の従来の
フィルタを使用した場合と比較すると２倍になると共
に、３つの絵素のうち２つの絵素が同色を表示するの
で、表示の明るさが２倍のフルカラー液晶表示素子を実
現できる。
【０１００】白表示において、シアン（Ｃ）、マゼンタ
（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のカラーフィルタ（ＣＭＹフィ
ルタ）を用いた本実施例の透過型液晶表示素子の光利用
効率の入射光波長依存性と、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青
（Ｂ）の従来のカラーフィルタ（ＲＧＢフィルタ）を設
けた場合の光利用効率の入射光波長依存性とを測定し
た。その結果、図５に示すように、従来の場合と比較し
て、約２倍の光利用効率（明るさ）を得ることができ
た。また、各色（赤、緑、青、シアン、マゼンタ、イエ
ロー、白）を表示した場合にも、色純度を落とすことな
く明るさを２倍にすることができた。
【０１０１】本実施例によれば、絵素内での積層の上下
の順序については任意であるため、使用するゲストホス
ト液晶がシアン、マゼンタ、イエローの組み合わせ、或
いは赤、緑、青の組み合わせのとき、図１に示したよう
に、一層中に二色のゲストホスト液晶を設けるだけの簡
単な構成となる。
【０１０２】本実施例では、透過する波長域の異なる液
晶層４・５に対して別々に電圧を印加する構成であるの
で、液晶層４・５は櫛形などのセルを用いて比較的容易
に形成でき、しかも極めて明るい表示が可能となる。
【０１０３】本実施例では、絵素ごとに液晶層４・５に
対して別々に電圧を印加する場合について説明したが、
本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、液晶
層４と液晶層５とが隣接して積層される場合、絵素ごと
に液晶層４・５に対して同時に電圧を印加する構成でも
よい。この場合、液晶層４と液晶層５とを挟持し、液晶
層４・５に同時に電圧を印加し、印加電圧の大きさに応
じて、各液晶層の透過率を変化させる一対の電極のみを
設ければよい。このように、絵素ごとに液晶層４・５に
対して同時に電圧を印加する場合、表示可能な色数こそ
少なくなるものの、構成が簡素で非常に明るく多色表示
可能な液晶表示素子を実現できる。
【０１０４】本実施例では、表面を垂直配向処理したホ
ワイト／テイラー型のゲストホストモードを用いた例に
ついて説明したが、本発明はこれに限定されるものでは
なく、例えば表面を平行配向処理したホワイト／テイラ
ーモードを用いてもよいし、他のゲストホストモードを
用いてもよい。また、ＰＤＬＣ等の高分子分散型液晶を
用いてもよい。
【０１０５】本実施例では、カラーフィルタ層６は透明
基板２の上に形成された例を示しているが、本発明はこ
れに限定されるものではない。すなわち、絵素内でカラ
ーフィルタ層６の積層順序も任意であるので、透明基板
１の下面や、透明基板２の下面や、透明基板３の上面に
形成することも可能であり、同様の作用、効果を奏す
る。透明基板２をカラーフィルタ層と置換することも可
能である。
【０１０６】本実施例では、カラーフィルタとして染色
カラーフィルタを用いた例を示したが、本発明はこれに
限定されるものではなく、例えば顔料分散、或いは印刷
カラーフィルタを用いてもよい。また、シアン、マゼン
タ、イエローを呈する液晶層をカラーフィルタ層として
もよい。
【０１０７】また、本実施例では、透過型液晶表示素子
の例について説明したが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、反射板を用いることによって反射型液晶表
示素子にも適用可能である。例えば、透明基板３上に反
射電極（図示しない）を形成することによって、液晶セ
ル内反射電極構造とすることができる。この場合、反射
板への入射光（上記カラーフィルタ層６、及び液晶層４
・５の透過光）は、反射板で反射された後、他のカラー
フィルタに入射されるので、光の利用効率が更に向上す
る。
【０１０８】〔実施例２〕本発明の他の実施例を図６、
及び図７に基づいて以下に説明する。なお、上記実施例
１と同一の機能を有する部材には同一の参照番号を付記
し、詳細な説明を省略する。
【０１０９】本実施例は反射型液晶表示素子に係り、図
６に示すように、実施例１のシアン、マゼンタ、イエロ
ーの光を透過するカラーフィルタ層６の代わりに、シア
ン、マゼンタ、イエローの光を反射する誘電体ミラー層
２１が透明電極１０の下面に設けられ、誘電体ミラー層
２１と透明基板３との間に入射光を吸収する光吸収層２
６が設けられており、この点で前記実施例１と構成が異
なっている。上記誘電体ミラー層２１は、シアンの光を
反射する誘電体ミラー２１ａ、マゼンタの光を反射する
誘電体ミラー２１ｂ、及びイエローの光を反射する誘電
体ミラー２１ｃからなり、一画素中の各絵素に対応して
設けられている。
【０１１０】上記構成によれば、例えば、液晶層４・５
が共にＯＮ状態にある場合、シアンの光が誘電体ミラー
２１ａに入射すると、シアンの光は反射されて再度液晶
層４・５に向かう。一方、赤の光は、誘電体ミラー２１
ａを透過して光吸収層２６に入射され、ここで吸収され
る。これ以降の動作は、液晶層４・５の順序が逆になる
だけで、前記実施例１と同じになるので、省略する。図
１の構成に反射板を設けて反射型液晶表示素子とする場
合と比較すると、誘電体ミラー層２１そのものが反射板
の機能を果たすので、構成はより簡単なものとなる。
【０１１１】なお、液晶層４・５の状態（ＯＮかＯＦ
Ｆ）に対応する各絵素の色表示、及び一画素の表示も前
記実施例１と同じになるので、詳細な説明を省略する。
【０１１２】ここで、誘電体ミラーを用いた透過型液晶
表示素子の例について図７を参照しながら、以下に説明
する。なお、図１及び図６と同一の機能を有する部材に
ついては同一の参照番号を付記し、詳細な説明を省略す
る。
【０１１３】この透過型液晶表示素子は、図７に示すよ
うに、実施例１の構成に加えて、赤、緑、及び青の光を
それぞれ反射する誘電体ミラー２１ａ、誘電体ミラー２
１ｂ、及び誘電体ミラー２１ｃからなる誘電体ミラー層
２１が透明電極１０の下面に一画素中の各絵素に対応し
て設けられている。透明基板３の下方にバックライト３
９と、バックライト３９の下方に上面にミラー４０を有
する基板３０とが設けられている。以上の点で、前記実
施例と構成が異なっている。
【０１１４】上記構成によれば、シアンの光は誘電体ミ
ラー２１ａを透過し、マゼンタの光は誘電体ミラー２１
ｂを透過し、イエローの光は誘電体ミラー２１ｃを透過
するので、透過型液晶表示素子が実現できる。しかし、
外光を誘電体ミラー層２１が反射するため、赤、緑、及
び青の光をそれぞれ反射する誘電体ミラーの上方にシア
ン、マゼンタ、イエローのカラーフィルタ６ａ、６ｂ、
及び６ｃを設ける必要がある。この場合、構成は複雑化
するものの、バックライト３９から出て誘電体ミラー層
２１で反射された光はバックライト３９の下方のミラー
４０によって再び反射された後、他の絵素の誘電体ミラ
ーを透過するので、光の利用効率が更に向上する。
【０１１５】なお、一層に二色の液晶を設ける場合、実
施例１と同様な方法を用いることができるので、その詳
細はここでは省略する。
【０１１６】実施例１・２では、基本的な構成のみにつ
いて説明したが、実際に画像表示等を行なう液晶表示パ
ネルを構成するためには、透明基板１・３上に薄膜トラ
ンジスタや二端子素子（ＭＩＭ素子やバリスタ等）を設
けることが好ましい。また、二層の液晶層の間に設けら
れる透明基板として、実施例１・２では、０．７mm厚の
ガラスを用いた例について示したが、視差を考慮する
と、０．３mm厚〜０．７mm厚のガラスを用いることが好
ましい。更に、高分子フィルム基板等を用いることが可
能である。また、ファイバープレート、セルフォックス
レンズ、マイクロレンズ等を用いることによって完全に
視差をなくすことが可能となる。
【０１１７】〔実施例３〕本実施例の液晶表示素子は、
図８に示すように、透明基板４１・４３の間に二色性色
素分子が含有された液晶層４４が設けられている。透明
基板４１と透明電極４７との間には所定の波長域の光を
透過或いは反射させる層として、カラーフィルタ層４６
が設けられている。このカラーフィルタ層４６は、図に
示すように、各絵素に対応してシアン、マゼンタ、及び
イエローのカラーフィルタ４６ａ、４６ｂ、及び４６ｃ
を有している。液晶層４４には二色性色素を含有した液
晶からなる大・小２種類のドロップレット４４ａ・４４
ｂが混在している。大きいドロップレット４４ａに対し
てシアンの二色性液晶を含有させると共に、小さいドロ
ップレット４４ｂに対して赤の二色性液晶を含有させ
た。
【０１１８】本実施例によれば、単一液晶層４４に二種
類の液晶ドロップレット４４ａ・４４ｂを混在させてい
るので、実施例１・２のように層内で液晶を分離する必
要がなく、製造工程を大幅に削減できる。
【０１１９】ドロップレットの大きさは、液晶を駆動す
る電圧（透明電極４７−５０間に印加される電圧）の閾
値に関係し、大きいドロップレット４４ａの液晶は低い
電圧で駆動を開始し、その後電圧を増加するにつれて小
さいドロップレット４４ｂの液晶が駆動することにな
る。これにより、シアンのカラーフィルタ４６ａでは黒
表示とシアン表示としか行なえないものの、マゼンタの
カラーフィルタ４６ｂでは黒表示、青表示、及びマゼン
タ表示が可能となり、イエローのカラーフィルタ４６ｃ
では、黒表示、緑表示、及びイエロー表示が可能とな
る。
【０１２０】以上のように、本実施例によれば、ただ一
層の液晶層４４を使用するという簡素な構成であるの
で、これを制御する素子数を二層の液晶層の場合よりも
大幅に少なくできる。また、本実施例によれば、白表示
は入射光の２／３を利用できる多色表示素子を実現でき
る。
【０１２１】大小のドロップレット４４ａ・４４ｂは、
上記の色の組み合わせに限定されるものではなく、補色
関係にあればよい。又、構成の複雑化および液晶層制御
のための素子数の増加を招来するが、一層の中に、大小
二種類のドロップレットを混在させず、一層中に一種類
のみとし、それを二層張り合わせた構成でもよい。
【０１２２】本実施例では、二種類の液晶の閾値を変化
させるために、大きさの異なるドロップレット４４ａ・
４４ｂを使用した例を示したが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、異なる閾値を持つ液晶をそれぞれの
層に含む二層構造であってもよい。
【０１２３】また、本実施例では、最も簡単な構成を示
すために、カラーフィルタの色に関わらず同じ色を呈す
る液晶を用いた例を示したが、カラーフィルタの色に応
じた液晶を用い、例えば、実施例１・２と同様に、積層
する色をシアン、マゼンタ、イエローの組み合わせにす
ることによって、更に多くの色表示が可能となる。
【０１２４】また、実施例２と同様に、誘電体ミラーを
用いた反射型液晶表示素子、透過型液晶表示素子を実現
することも可能である。
【０１２５】〔実施例４〕本発明の他の実施例を図９、
図１０、及び前述の図５に基づいて以下に説明する。な
お、上記実施例１と同一の機能を有する部材には同一の
参照番号を付記し、詳細な説明を省略する。
【０１２６】実施例１では、液晶層４・５に二色性色素
を用いて多色表示していたのに対し、本実施例の液晶表
示素子では、複屈折効果を利用した色表示を用いる。複
屈折効果を利用した液晶表示素子では、液晶層を偏光板
にて挟持することで、常光と異常光との干渉効果による
様々な色彩の透過光が得られる。
【０１２７】本実施例の液晶表示素子は、反射型液晶表
示素子であり、図９に示すように、実施例１の液晶表示
素子における透明基板２に代わり、直線偏光能を有する
基板６３が設けられると共に、透明基板１−６３間に
は、液晶層４に代わり平行配向したネマチック液晶から
なる液晶層６０が設けられ、透明基板６３−３間には液
晶層５に代わり平行配向したネマチック液晶からなる液
晶層６１が設けられている。さらに、透明基板１の外面
（図において上面）側には、直線偏光板６２が配される
一方、透明基板３の外面（図において下面）側には反射
板６４が配されている。なお、直線偏光能を有する透明
基板６３の代わりに、単なる透明基板と直線偏光板を組
み合わせて用いることもできる。
【０１２８】上記液晶層６０・６１の初期配向方向は、
ラビング処理によって、同一方向に制御されている。直
線偏光板６２の偏光軸は、この初期配向方向に対して４
５°の方向に、また、直線偏光能を有した透明基板６３
の偏光軸は、−４５°の方向に各々設定されている。但
し、ラビング処理方向を０°とし、時計回り回転を正と
した。
【０１２９】上記構成の液晶表示素子では、液晶層６０
・６１が複屈折干渉により干渉色を呈し、透明電極７・
８、透明電極９・１０からの印加電圧により複屈折率を
変化させることで、干渉色を色々変化させることができ
る。
【０１３０】つまり、液晶層６０において、シアンのカ
ラーフィルタ６ａと、マゼンタのカラーフィルタ６ｂに
対応する領域には、白−イエローを表示するように印加
電圧を制御し、イエローのカラーフィルタ６ｃに対応す
る領域には、白−マゼンタを表示するように印加電圧を
制御する。
【０１３１】一方、液晶層６１においては、シアンのカ
ラーフィルタ６ａに対応する領域には、白−マゼンタを
表示するように印加電圧を制御し、マゼンタのカラーフ
ィルタ６ｂと、イエローのカラーフィルタ６ｃに対応す
る領域には、白−シアンを表示するように印加電圧を制
御する。
【０１３２】これら各色を呈するための印加電圧の制御
であるが、液晶層６０・６１が呈する色は、図１０に示
すように、液晶の複屈折率（Δｎ・ｄ）により決まるの
で、各々の色に対応した複屈折率となるように、液晶層
６０・６１に印加する電圧を制御すればよい。つまり、
白を表示するためには、液晶の複屈折率を１００ｎｍ〜
２００ｎｍに、イエローを表示するためには、液晶の複
屈折率を２５０ｎｍ〜３５０ｎｍに、マゼンタを表示す
るためには、液晶の複屈折率を４５０ｎｍ〜５５０ｎｍ
に、シアンを表示するためには、液晶の複屈折率を６５
０ｎｍ〜７５０ｎｍとなるように印加電圧を制御すれば
よい。
【０１３３】以下に、絵素ごとの液晶層６０・６１の表
示色に対する一画素の表示色について表９〜表１６に示
す。
【０１３４】赤表示は、表９に示すような干渉色を呈す
る液晶の複屈折率の組み合わせとなるように、印加電圧
を制御することにより得られる。つまり、シアンのカラ
ーフィルタ６ａに対応する絵素のみが黒表示を行ない、
マゼンタのカラーフィルタ６ｂに対応する絵素とイエロ
ーのカラーフィルタ６ｃに対応する絵素とが共に赤表示
を行なうので、この画素は全体として赤表示を行なう。
【０１３５】
【表９】
【０１３６】緑表示は、表１０に示すような干渉色を呈
する液晶の複屈折率の組み合わせとなるように、印加電
圧を制御することにより得られる。つまり、シアンのカ
ラーフィルタ６ａに対応する絵素とイエローのカラーフ
ィルタ６ｃに対応する絵素とが共に緑表示を行ない、マ
ゼンタのカラーフィルタ６ｂに対応する絵素が黒表示を
行なうので、この画素は全体として緑表示を行なう。
【０１３７】
【表１０】
【０１３８】青表示は、表１１に示すような干渉色を呈
する液晶の複屈折率の組み合わせとなるように、印加電
圧を制御することにより得られる。つまり、シアンのカ
ラーフィルタ６ａに対応する絵素とマゼンタのカラーフ
ィルタ６ｂに対応する絵素とが共に青表示を行ない、イ
エローのカラーフィルタ６ｃに対応する絵素が黒表示を
行なうので、この画素は全体として青表示を行なう。
【０１３９】
【表１１】
【０１４０】シアン表示は、表１２に示すような干渉色
を呈する液晶の複屈折率の組み合わせとなるように、印
加電圧を制御することにより得られる。つまり、シアン
のカラーフィルタ６ａに対応する絵素がシアン表示を行
ない、マゼンタのカラーフィルタ６ｂに対応する絵素が
青表示を行ない、イエローのカラーフィルタ６ｃに対応
する絵素が緑表示を行なう。青の光と緑の光とが加色混
合されるとシアンの光になり、３絵素のうち２絵素がシ
アン表示を行なうことと等価となるので、この画素は全
体としてシアン表示を行なう。
【０１４１】
【表１２】
【０１４２】マゼンタ表示は、表１３に示すような干渉
色を呈する液晶の複屈折率の組み合わせとなるように、
印加電圧を制御することにより得られる。つまり、シア
ンのカラーフィルタ６ａに対応する絵素が青表示を行な
い、マゼンタのカラーフィルタ６ｂに対応する絵素がマ
ゼンタ表示を行ない、イエローのカラーフィルタ６ｃに
対応する絵素が赤表示を行なう。青の光と赤の光とが加
色混合されるとマゼンタの光になり、３絵素のうち２絵
素がマゼンタ表示を行なうことと等価となるので、この
画素は全体としてマゼンタ表示を行なう。
【０１４３】
【表１３】
【０１４４】イエロー表示は、表１４に示すような干渉
色を呈する液晶の複屈折率の組み合わせとなるように、
印加電圧を制御することにより得られる。つまり、シア
ンのカラーフィルタ６ａに対応する絵素が緑表示を行な
い、マゼンタのカラーフィルタ６ｂに対応する絵素が赤
表示を行ない、イエローのカラーフィルタ６ｃに対応す
る絵素がイエロー表示を行なう。緑の光と赤の光とが加
色混合されるとイエローの光になり、３絵素のうち２絵
素がイエロー表示を行なうことと等価となるので、この
画素は全体としてイエロー表示を行なう。
【０１４５】
【表１４】
【０１４６】黒表示は、表１５に示すような干渉色を呈
する液晶の複屈折率の組み合わせとなるように、印加電
圧を制御することにより得られる。つまり、シアンのカ
ラーフィルタ６ａに対応する絵素、マゼンタのカラーフ
ィルタ６ｂに対応する絵素、及びイエローのカラーフィ
ルタ６ｃに対応する絵素のそれぞれが黒表示を行なう。
【０１４７】
【表１５】
【０１４８】白表示は、表１６に示すような干渉色を呈
する液晶の複屈折率の組み合わせとなるように、印加電
圧を制御することにより得られる。つまり、シアンのカ
ラーフィルタ６ａに対応する絵素、マゼンタのカラーフ
ィルタ６ｂに対応する絵素、及びイエローのカラーフィ
ルタ６ｃに対応する絵素が、それぞれシアン、マゼン
タ、イエロー表示させた場合に加色混合により得られ
る。
【０１４９】
【表１６】
【０１５０】本実施例によれば、表９〜表１４に示すよ
うに、各カラーフィルタにおいて３原色のうち２色が透
過されるので、入射光の利用効率は、赤、青、緑の従来
のフィルタを使用した場合と比較すると２倍になると共
に、３つの絵素のうち２つの絵素が同色を表示するの
で、実施例１の場合と同様に、表示の明るさが２倍のフ
ルカラー液晶表示素子を実現できる。
【０１５１】また、白表示において、シアン（Ｃ）、マ
ゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のカラーフィルタ（ＣＭ
Ｙフィルタ）を用いた本実施例の透過型液晶表示素子の
光利用効率の入射光波長依存性と、赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）、青（Ｂ）の従来のカラーフィルタ（ＲＧＢフィ
ルタ）を設けた場合の光利用効率の入射光波長依存性と
を測定した結果も、実施例１の場合と同様に、図５に示
すように、従来の場合と比較して、約２倍の光利用効率
（明るさ）を得ることができた。
【０１５２】また、各色（赤、緑、青、シアン、マゼン
タ、イエロー、白）を表示した場合にも、色純度を落と
すことなく明るさを２倍にすることができた。
【０１５３】また、本実施例では、液晶層６０・６１で
は、ネマチック液晶を平行配向したので、垂直配向型液
晶よりなっている場合よりも理想的に液晶を複屈折させ
ることが可能となり、複屈折効果を利用した多色表示が
より効果的に行なえ、カラー表示が簡便に可能になる。
【０１５４】尚、本実施例では反射型液晶表示素子の例
について説明したが、本発明はこれに限定されるもので
はなく、透過型液晶表示素子にも適用可能である。
【０１５５】〔実施例５〕本発明の他の実施例を図１１
ないし図１３、及び前述の図５に基づいて以下に説明す
る。なお、上記実施例１、実施例４と同一の機能を有す
る部材には同一の参照番号を付記し、詳細な説明を省略
する。
【０１５６】実施例４では、ネマチック液晶の平行配向
による複屈折効果を利用して多色表示していたのに対
し、本実施例では、ネマチック液晶のツイスト配向によ
る複屈折効果による色表示を用いる。
【０１５７】本実施例の液晶表示素子は、透過型液晶表
示素子であり、図１１に示すように、透明基板１−６３
間には、実施例４の液晶表示素子における液晶層６０に
代わり、２４０°ねじれたツイストネマチック液晶から
なる液晶層７０が設けられ、透明基板６３−３間には液
晶層６１に代わり２４０°ねじれたツイストネマチック
液晶からなる液晶層７１が設けられている。そして、透
明基板３の外面（図において下面）側には、反射板６４
に代わり、直線偏光板７２が配されている。
【０１５８】上記液晶層７０は、７０ａと７０ｂの２つ
の領域に分割され、これらの領域は互いに異なる配向状
態を採るように構成されている。即ち、配向状態を異な
らせることによって、異なった色表示が可能となる。そ
れぞれの配向状態は、マスクラビング法を用いることに
よって、独立に制御される。
【０１５９】一方、液晶層７１は分割されることなく、
全領域にわたって１つの配向状態を持っている。但し、
各絵素領域に応じて印加電圧を制御することによって、
各絵素領域毎に複屈折率と旋光分散を変化させ、異なっ
た色表示が可能となっている。
【０１６０】上記構成の液晶表示素子では、各々の液晶
層７０・７１の複屈折干渉と旋光分散性により干渉色を
呈し、透明電極７・８、透明電極９・１０からの印加電
圧により複屈折率と旋光特性を変化させることで、干渉
色を色々変化させることができる。具体的には、シアン
のカラーフィルタ６ａ、マゼンタのカラーフィルタ６
ｂ、イエローのカラーフィルタ６ｃに対して、表１７に
示すような色表示特性を持った液晶層７０と液晶層７１
とを組み合わせることで、白、黒、赤、緑、青、シア
ン、マゼンタ、イエローを含む明るいカラー表示が可能
となる。
【０１６１】
【表１７】
【０１６２】表１７に示すような色表示特性を持たせる
ために、本実施例の液晶表示素子では、各種条件を表１
８に示すように設定した。但し、偏光板６２の偏光方向
を０°とし、時計回りの回転を正とした。
【０１６３】
【表１８】
【０１６４】表１８に示した条件における、液晶層７０
のシアンのカラーフィルタ６ａに対応する絵素の緑、青
の電圧透過率シミュレーション曲線を図１２（ａ）に示
し、液晶層７０のマゼンタのカラーフィルタ６ｂに対応
する絵素の赤、青の電圧透過率シミュレーション曲線を
同図（ｂ）に示し、液晶層７０のイエローのカラーフィ
ルタ６ｃに対応する絵素の赤、緑の電圧透過率シミュレ
ーション曲線を同図（ｃ）に示す。
【０１６５】液晶層７１のシアンのカラーフィルタ６ａ
に対応する絵素の緑、青の電圧透過率シミュレーション
曲線を図１３（ａ）に示し、液晶層７１のマゼンタのカ
ラーフィルタ６ｂに対応する絵素の赤、青の電圧透過率
シミュレーション曲線を同図（ｂ）に示し、液晶層７０
のイエローのカラーフィルタ６ｃに対応する絵素の赤、
緑の電圧透過率シミュレーション曲線を同図（ｃ）に示
す。
【０１６６】表１７に示す複屈折干渉色の変化は、上述
のシミュレーション曲線図１２（ａ）〜（ｃ）、及び図
１３（ａ）〜（ｃ）における矢印ａ・ｂの電圧を選択す
ることによって得られる。例えば、シアンのカラーフィ
ルタ６ａに対応する絵素で、青のみを透過させる場合
は、矢印ａにて示す電圧を選択すればよく、一方、青及
び緑を透過させる場合は、矢印ｂにて示す電圧を選択す
ればよい。
【０１６７】以下に、絵素ごとの液晶層７０・７１の透
過光に対する一画素の表示色について表１９〜表２６に
示す。
【０１６８】赤表示は、表１９に示すような光透過状態
の液晶の複屈折率の組み合わせとなるように、印加電圧
を制御することにより得られる。
【０１６９】
【表１９】
【０１７０】緑表示は、表２０に示すような光透過状態
の液晶の複屈折率の組み合わせとなるように、印加電圧
を制御することにより得られる。
【０１７１】
【表２０】
【０１７２】青表示は、表２１に示すような光透過状態
の液晶の複屈折率の組み合わせとなるように、印加電圧
を制御することにより得られる。
【０１７３】
【表２１】
【０１７４】シアン表示は、表２２に示すような光透過
状態の液晶の複屈折率の組み合わせとなるように、印加
電圧を制御することにより得られる。
【０１７５】
【表２２】
【０１７６】マゼンタ表示は、表２３に示すような光透
過状態の液晶の複屈折率の組み合わせとなるように、印
加電圧を制御することにより得られる。
【０１７７】
【表２３】
【０１７８】イエロー表示は、表２４に示すような光透
過状態の液晶の複屈折率の組み合わせとなるように、印
加電圧を制御することにより得られる。
【０１７９】
【表２４】
【０１８０】黒表示は、表２５に示すような光透過状態
の液晶の複屈折率の組み合わせとなるように、印加電圧
を制御することにより得られる。
【０１８１】
【表２５】
【０１８２】白表示は、表２６に示すような光透過状態
の液晶の複屈折率の組み合わせとなるように、印加電圧
を制御することにより得られる。
【０１８３】
【表２６】
【０１８４】本実施例によれば、表１９〜表２４に示す
ように、各カラーフィルタにおいて３原色のうち２色が
透過されるので、入射光の利用効率は、赤、青、緑の従
来のフィルタを使用した場合と比較すると２倍になると
共に、３つの絵素のうち２つの絵素が同色を表示するの
で、実施例１、実施例４の場合と同様に、表示の明るさ
が２倍のフルカラー液晶表示素子を実現できる。
【０１８５】また、白表示において、シアン（Ｃ）、マ
ゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のカラーフィルタ（ＣＭ
Ｙフィルタ）を用いた本実施例の透過型液晶表示素子の
光利用効率の入射光波長依存性と、赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）、青（Ｂ）の従来のカラーフィルタ（ＲＧＢフィ
ルタ）を設けた場合の光利用効率の入射光波長依存性と
を測定した結果も、実施例１、実施例４の場合と同様
に、図５に示すように、従来の場合と比較して、約２倍
の光利用効率（明るさ）を得ることができた。
【０１８６】また、各色（赤、緑、青、シアン、マゼン
タ、イエロー、白）を表示した場合にも、色純度を落と
すことなく明るさを２倍にすることができた。
【０１８７】また、本実施例では、液晶層７０・７１
が、ツイスト角２４０°のツイスト配向型液晶よりなっ
ているので、単純マルチプレックス駆動が可能である。
また、ツイスト角であるが、１８０°未満では、印加電
圧−透過率特性の急峻性が劣るので、優れた印加電圧−
透過率特性の急峻性を示す、１８０°以上３６０°以下
が好ましい。
【０１８８】〔実施例６〕本発明の他の実施例を図１４
に基づいて以下に説明する。なお、上記実施例１、実施
例２、実施例４と同一の機能を有する部材には同一の参
照番号を付記し、詳細な説明を省略する。
【０１８９】本実施例は反射型液晶表示素子に係り、図
１４に示すように、実施例４のシアン、マゼンタ、イエ
ローの光を透過するカラーフィルタ層６の代わりに、実
施例２にて示した、シアン、マゼンタ、イエローの光を
反射する誘電体ミラー層２１が透明電極１０の下面に設
けられ、誘電体ミラー層２１と透明基板３との間に入射
光を吸収する光吸収層２６が設けられており、この点で
前記実施例４と構成が異なっている。上記誘電体ミラー
層２１は、シアンの光を反射する誘電体ミラー２１ａ、
マゼンタの光を反射する誘電体ミラー２１ｂ、及びイエ
ローの光を反射する誘電体ミラー２１ｃからなり、一画
素中の各絵素に対応して設けられている。
【０１９０】上記構成によれば、各々の液晶層７０・７
１の複屈折干渉と旋光分散性により干渉色を呈し、透明
電極７・８、透明電極９・１０からの印加電圧によって
複屈折率と旋光特性を変化させることによって、干渉色
を変化させることができる。具体的にはシアン反射誘電
体ミラー２１ａ、マゼンタ反射誘電体ミラー２１ｂ、イ
エロー反射誘電体ミラー２１ｃに対しては、前述の表１
７に示すような色表示特性を持った液晶層７０と液晶層
７１とを組み合わせることで、白、黒、赤、緑、青、シ
アン、マゼンタ、イエローを含む明るいカラー表示が可
能となる。
【０１９１】実施例４の反射板を設けた反射型液晶表示
素子と比較すると、誘電体ミラー層２１そのものが反射
板と色選択機能を果たすので、構成はより簡単なものと
なる。なお、液晶層７０・７１の状態に対応する各絵素
の色表示、及び一画素の表示も前記実施例４と同じにな
るので、詳細な説明を省略する。
【０１９２】
【発明の効果】請求項１の液晶表示素子は、以上のよう
に、シアン、マゼンタ、イエローの各カラーフィルタが
画素に対応して並設されたフィルタ層と、上記のカラー
フィルタに対応して設けられ、外部電場の印加に応じ
て、第１波長域の光の透過率を変化させる第１液晶層
と、上記カラーフィルタに対応して設けられ、外部電場
の印加に応じて、上記第１波長域とは異なる第２波長域
の光の透過率を変化させる第２液晶層とを備え、上記フ
ィルタ層、第１液晶層、及び第２液晶層を任意の順序で
積層し得る構成を有している。
【０１９３】それゆえ、各カラーフィルタは、入射光の
２／３を利用するので、光の利用効率を著しく向上させ
ることができる。第１液晶層、第２液晶層、及びカラー
フィルタを透過した光の色が変化するので、多色表示が
可能となる。フィルタ層、第１液晶層、及び第２液晶層
の積層順序は任意であるので、液晶表示素子の製造にお
ける設計の自由度が増大し、特に、第１液晶層と第２液
晶層との間にカラーフィルタ層が配されるような積層順
序の場合、中間の基板（真中の基板）にはアクティブ素
子を設ける必要がなくなる。したがって、中間の基板の
素材として高分子フィルム等を使用することができ、製
造コストの削減が可能となる。高分子フィルムを用いる
ことによって、中間の基板の厚みを薄くできるので、視
差による表示不良が減少し、視野角特性を改善できる。
中間の基板にフィルタ層の機能を持たせることによっ
て、視差による表示不良が更に減少し、視野角特性を著
しく改善できるという効果を併せて奏する。
【０１９４】請求項２の液晶表示素子は、以上のよう
に、請求項１の構成において、上記フィルタ層、第１液
晶層、及び第２液晶層を透過した光を反射する反射層を
更に備えた構成を有している。
【０１９５】それゆえ、請求項１の効果に加えて、請求
項１の構成に反射層を更に設けるという簡単な構成で、
従来の反射型液晶表示素子よりも光利用効率の良い反射
型液晶表示素子を容易に実現できるという効果を併せて
奏する。
【０１９６】請求項３の液晶表示素子は、以上のよう
に、請求項１の構成において、上記のシアン、マゼン
タ、イエローの各カラーフィルタに対応して赤、緑、青
の各色の光を反射すると共に、他の色の光を透過する反
射層を更に備えた構成を有している。
【０１９７】それゆえ、請求項１の効果に加えて、バッ
クライトを有する透過型液晶表示素子として用いた時、
光源から発せられた光が反射層で反射された後、他の画
素で再利用されるので、光の利用効率が更に向上すると
いう効果を併せて奏する。
【０１９８】請求項４の液晶表示素子は、以上のよう
に、請求項１の構成において、上記の第１液晶層および
第２液晶層が、何れも、２つ以上の領域に分割され、各
液晶層の分割領域は互いに異なる二色性色素を含む構成
を有している。
【０１９９】それゆえ、請求項１の効果に加えて、上記
フィルタ層、第１・第２液晶層の各領域を適当に組み合
わせることによって、フルカラー化が可能となるという
効果を併せて奏する。
【０２００】請求項５の液晶表示素子は、以上のよう
に、請求項１の構成において、上記の第１液晶層および
第２液晶層が、３層の偏光層の各層間に形成された２層
のネマチック液晶層からなり、外部電場の印加に応じ
て、液晶の複屈折効果により光の透過率を変化させるこ
とを特徴としている。
【０２０１】それゆえ、請求項１の効果に加えて、複数
色の色素液晶を用いることなく、上記フィルタ層、第１
・第２液晶層の各領域の複屈折干渉色を適当に組み合わ
せることによって、白、黒、青、緑、赤を含む明るい透
過型カラー表示が可能となるという効果を併せて奏す
る。
【０２０２】請求項６の液晶表示素子は、以上のよう
に、請求項２の液晶表示素子において、上記の第１液晶
層および第２液晶層が、２層の偏光層の層間、及び偏光
層と反射層との層間にそれぞれ形成されたネマチック液
晶層からなり、外部電場の印加に応じて、液晶の複屈折
効果により光の透過率を変化させることを特徴としてい
る。
【０２０３】それゆえ、請求項２の効果に加えて、複数
色の色素液晶を用いることなく、上記フィルタ層、第１
・第２液晶層の各領域の複屈折干渉色を適当に組み合わ
せることによって、白、黒、青、緑、赤を含む明るい反
射型カラー表示が可能となるという効果を併せて奏す
る。
【０２０４】請求項７の液晶表示素子は、以上のよう
に、外部電場の印加に応じて、第１波長域の光の透過率
を変化させる第１液晶層と、外部電場の印加に応じて、
上記第１波長域とは異なる第２波長域の光の透過率を変
化させる第２液晶層と、第１および第２液晶層を透過し
た光に対して、シアン、マゼンタ、イエローの各色の光
を反射する部材が画素に対応して設けられた反射層とを
備えた構成を有している。
【０２０５】それゆえ、各反射部材は、入射光の２／３
を利用するので、光の利用効率を著しく向上させること
ができ、請求項１の同様の効果を奏する。
【０２０６】請求項８の液晶表示素子は、以上のよう
に、請求項７の構成において、上記の第１液晶層および
第２液晶層が、何れも、２つ以上の領域に分割され、各
液晶層の分割領域は互いに異なる二色性色素を含む構成
を有している。
【０２０７】それゆえ、請求項７の効果に加えて、各領
域を適当に組み合わせることによって、フルカラー可能
な反射型液晶表示素子を実現できるという効果を併せて
奏する。
【０２０８】請求項９の液晶表示素子は、以上のよう
に、請求項７の構成において、上記の第１液晶層および
第２液晶層が、２層の偏光層の層間、及び偏光層と反射
層との層間にそれぞれ形成されたネマチック液晶層から
なり、外部電場の印加に応じて、液晶の複屈折効果によ
り光の透過率を変化させる構成を有している。
【０２０９】それゆえ、請求項７の効果に加えて、複数
色の色素液晶を用いることなく、上記フィルタ層、第１
・第２液晶層の各領域の複屈折干渉色を適当に組み合わ
せることによって、白、黒、青、緑、赤を含む明るい反
射型カラー表示が可能となるという効果を併せて奏す
る。
【０２１０】請求項１０の液晶表示素子は、以上のよう
に、請求項１又は７の構成において、上記の第１液晶層
と第２液晶層とが隣接して積層される場合、第１液晶層
と第２液晶層とを挟持する一対の電極が、上記の各外部
電場を印加する構成を有している。
【０２１１】それゆえ、請求項１又は７の効果に加え
て、表示可能な色数こそ少なくなるものの、非常に簡単
な構成で明るい多色表示可能な液晶表示素子を実現でき
るという効果を併せて奏する。
【０２１２】請求項１１の液晶表示素子は、以上のよう
に、請求項５、６又は９の構成において、上記の第１液
晶層および第２液晶層の少なくとも１層が、平行配向型
液晶よりなっている構成を有している。
【０２１３】それゆえ、請求項５、６又は９の効果に加
えて、垂直配向型液晶よりなっている場合よりも理想的
に液晶を複屈折させることが可能となり、複屈折効果を
利用した多色表示がより効果的に行なえ、カラー表示が
簡便に可能になるという効果を併せて奏する。
【０２１４】請求項１２の液晶表示素子は、以上のよう
に、請求項５、６又は９の構成において、上記の第１液
晶層および第２液晶層の少なくとも１層が、ツイスト配
向型液晶よりなり、ツイスト角は１８０°以上３６０°
以下である構成を有している。
【０２１５】それゆえ、請求項５、６又は９の効果に加
えて、ツイスト角が１８０°未満のものに比べて印加電
圧−透過率特性の急峻性に優れ、また、単純マルチプレ
ックス駆動が可能になるという効果を併せて奏する。
【０２１６】請求項１３の液晶表示素子は、以上のよう
に、シアン、マゼンタ、イエローの各カラーフィルタが
画素に対応して並設されたフィルタ層と、サイズの異な
る２種類のドロップレットが混在し、ドロップレットに
は補色関係にある二色性色素がそれぞれ含有された液晶
層とを備えた構成を有している。
【０２１７】それゆえ、各カラーフィルタは、入射光の
２／３を利用するので、光の利用効率を著しく向上させ
ることができる。また、単一の液晶層で多色表示が可能
となる。更に、液晶層を駆動する駆動源は一つのみでよ
く、構成が簡素になる。加えて、二層の液晶層により構
成する場合のような層内での液晶分離は不要となるとい
う効果を併せて奏する。
【０２１８】請求項１４の液晶表示素子は、以上のよう
に、請求項１３の構成において、上記フィルタ層、第１
液晶層、及び第２液晶層を透過した光を反射する反射層
を更に備えた構成を有している。
【０２１９】それゆえ、請求項１３の効果に加えて、請
求項１３の構成に反射層を更に設けるという簡単な構成
で、従来の反射型液晶表示素子よりも光利用効率の良い
フルカラー可能な反射型液晶表示素子を容易に実現でき
るという効果を併せて奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液晶表示素子の断面図である。
【図２】積層順序と視野角特性等との関係を示す説明図
であり、（ａ）は中間の基板にガラスを用いた場合を示
し、（ｂ）は中間の基板にカラーフィルタの機能を有す
る高分子フィルムを用いた場合を示す。
【図３】上記液晶表示素子の透過率の印加電圧依存性を
示す説明図である。
【図４】二色のゲストホスト液晶を分離・注入する方法
を示す説明図である。
【図５】シアン、マゼンタ、イエローのカラーフィルタ
を使用した場合と、従来のＲＧＢフィルタを使用した場
合との光の利用率の比較を示す説明図である。
【図６】本発明の他の液晶表示素子の断面図である。
【図７】本発明の更に他の液晶表示素子の断面図であ
る。
【図８】本発明の他の液晶表示素子の断面図である。
【図９】本発明の他の液晶表示素子の断面図である。
【図１０】上記液晶表示素子における波長別の複屈折率
−透過率曲線を示す説明図である。
【図１１】本発明の他の液晶表示素子の断面図である。
【図１２】（ａ）〜（ｃ）共に、上記液晶表示素子の波
長別の電圧−透過率曲線を示す説明図である。
【図１３】（ａ）〜（ｃ）共に、上記液晶表示素子の波
長別の電圧−透過率曲線を示す説明図である。
【図１４】本発明の他の液晶表示素子の断面図である。
【図１５】従来の二層型液晶表示素子の説明図である。
【図１６】従来の三層型液晶表示素子の断面図である。
【符号の説明】
１ 透明基板 ２ 透明基板 ３ 透明基板 ４ 液晶層（第１液晶層） ５ 液晶層（第２液晶層） ６ カラーフィルタ層 ７ 透明電極 ８ 透明電極 ９ 透明電極 １０ 透明電極 ２１ 誘電体ミラー層（反射層） ２６ 光吸収層 ３９ バックライト ４０ ミラー（反射層） ６０ 液晶層（第１液晶層） ６１ 液晶層（第２液晶層） ６２ 直線偏光板（偏光層） ６４ 反射板（反射層） ７０ 液晶層（第１液晶層） ７１ 液晶層（第２液晶層） ７２ 直線偏光板（偏光層）

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】シアン、マゼンタ、イエローの各カラーフ
    ィルタが画素に対応して並設されたフィルタ層と、 上記のカラーフィルタに対応して設けられ、外部電場の
    印加に応じて、第１波長域の光の透過率を変化させる第
    １液晶層と、 上記カラーフィルタに対応して設けられ、外部電場の印
    加に応じて、上記第１波長域とは異なる第２波長域の光
    の透過率を変化させる第２液晶層とを備え、 上記フィルタ層、第１液晶層、及び第２液晶層を任意の
    順序で積層し得る液晶表示素子。
  2. 【請求項２】上記フィルタ層、第１液晶層、及び第２液
    晶層を透過した光を反射する反射層を更に備えたことを
    特徴とする請求項１記載の液晶表示素子。
  3. 【請求項３】上記のシアン、マゼンタ、イエローの各カ
    ラーフィルタに対応して赤、緑、青の各色の光を反射す
    ると共に、他の色の光を透過する反射層を更に備えたこ
    とを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子。
  4. 【請求項４】上記の第１液晶層および第２液晶層が、何
    れも、２つ以上の領域に分割され、各液晶層の分割領域
    は互いに異なる二色性色素を含むことを特徴とする請求
    項１記載の液晶表示素子。
  5. 【請求項５】上記の第１液晶層および第２液晶層が、３
    層の偏光層の各層間に形成された２層のネマチック液晶
    層からなり、外部電場の印加に応じて、液晶の複屈折効
    果により光の透過率を変化させることを特徴とする請求
    項１記載の液晶表示素子。
  6. 【請求項６】上記の第１液晶層および第２液晶層が、２
    層の偏光層の層間、及び偏光層と反射層との層間にそれ
    ぞれ形成されたネマチック液晶層からなり、外部電場の
    印加に応じて、液晶の複屈折効果により光の透過率を変
    化させることを特徴とする請求項２記載の液晶表示素
    子。
  7. 【請求項７】外部電場の印加に応じて、第１波長域の光
    の透過率を変化させる第１液晶層と、 外部電場の印加に応じて、上記第１波長域とは異なる第
    ２波長域の光の透過率を変化させる第２液晶層と、 第１および第２液晶層を透過した光に対して、シアン、
    マゼンタ、イエローの各色の光を反射する部材が画素に
    対応して設けられた反射層とを備えてなる液晶表示素
    子。
  8. 【請求項８】上記の第１液晶層および第２液晶層が、何
    れも、２つ以上の領域に分割され、各液晶層の分割領域
    は互いに異なる二色性色素を含むことを特徴とする請求
    項７記載の液晶表示素子。
  9. 【請求項９】上記の第１液晶層および第２液晶層が、２
    層の偏光層の層間、及び偏光層と反射層との層間にそれ
    ぞれ形成されたネマチック液晶層からなり、外部電場の
    印加に応じて、液晶の複屈折効果により光の透過率を変
    化させることを特徴とする請求項７記載の液晶表示素
    子。
  10. 【請求項１０】上記第１液晶層と第２液晶層とが隣接し
    て積層される場合、第１液晶層と第２液晶層とを挟持す
    る一対の電極が、上記各外部電場を印加することを特徴
    とする請求項１又は７記載の液晶表示素子。
  11. 【請求項１１】上記の第１液晶層および第２液晶層の少
    なくとも１層が、平行配向型液晶よりなっていることを
    特徴とする請求項５、６又は９記載の液晶表示素子。
  12. 【請求項１２】上記の第１液晶層および第２液晶層の少
    なくとも１層が、ツイスト配向型液晶よりなり、ツイス
    ト角は１８０°以上３６０°以下であることを特徴とし
    た請求項５、６又は請求項９記載の液晶表示素子。
  13. 【請求項１３】シアン、マゼンタ、イエローの各カラー
    フィルタが画素に対応して並設されたフィルタ層と、 サイズの異なる２種類のドロップレットが混在し、ドロ
    ップレットには補色関係にある二色性色素がそれぞれ含
    有された液晶層とを備えた液晶表示素子。
  14. 【請求項１４】上記フィルタ層、第１液晶層、及び第２
    液晶層を透過した光を反射する反射層を更に備えたこと
    を特徴とする請求項１３記載の液晶表示素子。
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