JPH08248449A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高い反射率（高い輝度）を確保しつつコント
ラスト比の高い良好な表示品質の画像表示が可能な、反
射型の液晶表示装置を提供する。 【構成】 Ｍ、Ｃ、Ｙの各液晶層１０４，１０６，１１
２の 2色比がそれぞれ同程度の場合には、Ｍ（マゼン
タ）の液晶層１０４を光入射側に最も近い最上層に配置
することにより、着色時における光吸収を最大にするこ
とができ、なおかつ最も良好な黒表示すなわち高コント
ラストな表示を実現できる、反射型の液晶表示装置を提
供することが可能となる。

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係り、特
に高輝度で良好な表示品質のカラー画像を低消費電力で
表示できる反射型の液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の液晶表示装置においては、カラー
表示を行なう手段として、例えば赤色（Ｒ）、緑色
（Ｇ）、青色（Ｂ）のそれぞれに対応した色セルが配列
形成されたカラーフィルタを、その各色セルがそれぞれ
各画素ごとに対応するように配置し、液晶層を光のシャ
ッタのように用いることで、前記のＲ・Ｇ・Ｂの 3画素
を 1組として、点描的な加法混色の原理によって、前記
のＲ・Ｇ・Ｂ 3原色をはじめとして様々な色を表示して
いる。

【０００３】このような液晶表示装置は一般に、画面後
方に冷陰極型蛍光灯などを用いた平面型バックライトモ
ジュールのようないわゆる光源系を備えている。これを
照明として用いて、液晶表示パネルを透過する際に変調
された光を表示画像として観測側に出射して、使用者が
画面を観測（観覧）できるようにカラー表示を行なって
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような一般的な透
過型の液晶表示装置においては、消費電力は数Ｗ程度
で、ＣＲＴに比べれば低消費電力である。

【０００５】しかしながら、例えばノートブック型パソ
コンや、ＰＤＡ（デジタル情報機器端末）などのよう
に、バッテリ駆動を前提とする携帯型の情報処理装置の
表示デバイスとして液晶表示装置が用いられる場合など
には、液晶表示装置としてもさらなる低消費電力化が望
まれる。

【０００６】バックライトを有する液晶表示装置の消費
電力の内訳は一般に、バックライト部が約60〜80％、残
りが駆動部である。このことからすると、バックライト
および透過型の液晶表示パネルを備えた液晶表示デバイ
スよりも、使用環境の光つまり室内照明や外光（陽光）
を照明光として使用する反射型の液晶表示パネルの方
が、上記のような低消費電力の達成のためには望まし
い。実際、モノクロタイプの液晶表示デバイスとして
は、前述の透過型液晶表示パネルのバックライトの代り
に反射板を配置した反射型液晶表示パネルの方が多用さ
れている。

【０００７】しかしながら、カラー表示を前提とし、先
の低消費電力化を同時に達成しようとする場合、従来の
透過型カラー液晶表示パネルを反射型にしただけでは不
十分である。

【０００８】その理由は、偏光板を有するため、入射光
の50％以上が吸収されること、カラーフィルタを並列配
置した場合、カラーフィルタ自体の透過率が低いことと
並置混色方式ではその表示画素と非表示画素の占有面積
比から色純度の高い明るい色が表示できないことにあ
る。

【０００９】このような問題を解決するたに、ゲスト・
ホスト方式の液晶表示素子を複数積層した反射型ディス
プレイが、例えば特開昭５６−３５１６８などにより提
案されている。

【００１０】このゲスト・ホスト方式の液晶表示装置
は、液晶層中でホストとして機能するネマティック型の
ような液晶組成物中にゲストとして 2色性色素を混入し
て液晶層を形成してあり、その液晶層の電気的配向を例
えば電界を印加して制御することにより各画素の光の透
過およびその着色を制御してカラー表示を行なう、とい
うものである。

【００１１】その表示原理は、印刷などと同様に減法混
色に基づいている。従って、上記の2色性色素の各色と
しては、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー
（Ｙ）が一般に用いられる。

【００１２】このような、いわゆるゲスト・ホスト方式
の液晶表示素子においては、偏光板やカラーフィルタな
どの光損失の大きな光学部材が不要となるので、それら
が使用いられているＴＮ型やＳＴＮ型などのいわゆる捩
れネマティック方式の液晶表示素子に比べて、光の利用
効率が高い。従って、高輝度なカラー表示を実現できる
可能性が高く、そのさらなる実用化の進展が期待されて
いる。

【００１３】しかしながら、このような従来のゲスト・
ホスト方式の液晶表示素子では、透明時においてもある
程度の着色が残るという問題がある。このため、表示画
面内の透過率の高さと透過／着色時のコントラスト比と
は、トレードオフの関係にあり、それらの両者に最的な
条件を設定する必要があるが、これは実際上困難であ
る。

【００１４】つまり、一般にゲスト・ホスト方式の反射
型の液晶表示装置においては最透明時の透過率を確保し
なおかつ白表示反射率を高めようとすると、着色時即ち
黒表示時の反射率が高くなってしまい、必要なコントラ
ストを確保できなくなるという問題がある。

【００１５】本発明は、このような問題を解決するため
に成されたもので、その目的は、高い白反射率を確保し
つつコントラスト比の高い良好な表示品質の画像表示が
可能な、反射型の液晶表示装置を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、 2色性色素を含有しているゲストホスト型の液晶層
を複数備え、前記液晶層は互いに色が異なりかつ混在す
ることなく別体として重ねて配置されており、該液晶層
が画面内に配列された複数個の画素それぞれに対応して
制御されて前記複数の異なる色を減法混色してカラー表
示を行なう液晶表示装置であって、前記画面の観測側と
は前記液晶層を介して反対側に配置され、前記画面の観
測側から前記液晶層を通って入射した光を前記観測側へ
と反射する光反射層を備えており、前記複数の異なる色
のうち視感度の最も高い波長領域に吸収領域を持つゲス
トホスト型の液晶層が、前記観測側から見て最前の液晶
層であることを特徴としている。

【００１７】また、着色時の色が、 3つの異なる色のう
ち視感度の最も高い波長領域に吸収領域を持つゲストホ
スト型の液晶層であって、表示画面の観測側から見て最
前の液晶層である第１の液晶層と、着色時の色が、前記
3つの色のうち前記第１の液晶層よりも視感度の低い波
長領域に吸収領域を持つ 2色のうちのいずれか一方の色
となるゲストホスト型の液晶層であって、前記表示画面
の観測側から見て前記第１の液晶層の次に配置された液
晶層である第２の液晶層と、着色時の色が、前記 3つの
色のうち前記第１の液晶層および前記第２の液晶層とは
異なる残りの 1色となるゲストホスト型の液晶層であっ
て、前記表示画面の観測側から見て前記第２の液晶層の
次に配置された液晶層である第３の液晶層と、前記表示
画面の観測側から見て前記第３の液晶層の次に配置さ
れ、前記画面の観測側から前記液晶層を通って入射した
光を前記観測側へと反射する光反射層と、前記各液晶層
を前記画面内で複数個の配列された画素それぞれに区切
って該画素ごとに液晶分子の姿勢を制御する制御手段と
を具備して、前記複数の異なる色を減法混色してカラー
表示を行なうことを特徴としている。

【００１８】また、着色時の色が、少なくともマゼンタ
およびイエローおよびシアンの 3つの原色のうちマゼン
タとなるゲストホスト型の液晶層であって、表示画面の
観測側がら見て最前の液晶層である第１の液晶層と、着
色時の色が、前記 3つの原色のうちイエローおよびシア
ンの 2色のうちのいずれか一方の色となるゲストホスト
型の液晶層であって、前記表示画面の観測側から見て前
記第１の液晶層の次に配置された液晶層である第２の液
晶層と、着色時の色が、前記 3つの原色のうち前記第１
の液晶層のマゼンタおよび前記第２の液晶層の色とは異
なる残りの 1色となるゲストホスト型の液晶層であっ
て、前記表示画面の観測側から見て前記第２の液晶層の
次に配置された液晶層である第３の液晶層と、前記表示
画面の観測側から見て前記第３の液晶層の次に配置さ
れ、前記画面の観測側から前記液晶層を通って入射した
光を前記観測側へと反射する光反射層と、前記各液晶層
を前記画面内で複数個の配列された画素それぞれに区切
って該画素ごとに個別に電圧を印加するように対向配置
された 2枚で一組の電極と、を具備して、前記 3原色を
減法混色してカラー表示を行なうことを特徴としてい
る。

【００１９】また、着色時の色が、少なくともマゼンタ
およびイエローおよびシアンの 3つの原色とブラックと
の合計 4色のうちブラックとなるゲストホスト型の液晶
層であって、表示画面の観測側から見て最前に配置され
た液晶層である第１の液晶層と、着色時の色が、マゼン
タとなるゲストホスト型の液晶層であって、表示画面の
観測側から見て前記第１の液晶層の次に配置された液晶
層である第２の液晶層と、 着色時の色が、前記 3つの
原色のうち前記第１の液晶層よりも低い視感度であるイ
エローおよびシアンの 2色のうちのいずれか一方の色と
なるゲストホスト型の液晶層であって、前記表示画面の
観測側から見て前記第１の液晶層の次に配置された液晶
層である第２の液晶層と、着色時の色が、前記 3つの原
色のうち前記第１の液晶層のマゼンタおよび前記第２の
液晶層の色とは異なる残りの 1色となるゲストホスト型
の液晶層であって、前記表示画面の観測側から見て前記
第２の液晶層の次に配置された液晶層である第３の液晶
層と、前記表示画面の観測側から見て前記第３の液晶層
の次に配置され、前記画面の観測側から前記液晶層を通
って入射した光を前記観測側へと反射する光反射層と、
前記各液晶層を前記画面内で複数個の配列された画素そ
れぞれに区切って該画素ごとに個別に電圧を印加するよ
うに対向配置された 2枚で一組の電極と、を具備して、
前記 3原色を減法混色してカラー表示を行なうことを特
徴としている。

【００２０】また、上記のいずれかに記載の液晶表示装
置において、前記各液晶層がそれぞれ前記対向する電極
どうしの間で挟持され、各液晶層ごとに個別に制御され
ることを特徴としている。

【００２１】なお、上記の各液晶層にはそれぞれ異なっ
た色の 2色性色素をゲストとしてホストである液晶組成
物に混入させるが、その液晶組成物の動作モードとして
はネマティック−コレステリック相転移が望ましい。し
かしこれのみには限定されず、基本的に液晶組成物の液
晶分子の配向に従って 2色性色素の配向方向が制御でき
るものならば、どのような動作モードの液晶を用いても
構わないことは言うまでもない。

【００２２】ただし、視角方向を均等にするためには 2
色性色素の吸収軸が画面垂直軸に対して回転対称である
ことが望ましい。また、電圧無印加時に液晶分子が螺旋
ピッチで配向状態となっている液晶を用いることが望ま
しい。

【００２３】また、前記の各液晶層に電圧を印加する 2
枚で一組の電極としては、従来の一般的なＳＴＮ型液晶
表示素子に用いられるような、間隙を保持しつつ互いに
直交するように配置された複数本のストライプ状のＩＴ
Ｏのような透明導電材料からなる透明電極を用いても良
く、あるいはＴＦＴ（Thin Film Transistor）等のスイ
ッチング素子を各画素部ごとに配設したいわゆるアクテ
ィブマトリックス型液晶表示素子に用いられるような各
画素こどに配置された画素電極とこれに対向する共通対
向電極とを用いても良い。この場合には、ＴＦＴの配置
が上下の液晶層で同じ位置に重ね合わされるように各Ｔ
ＦＴアレイ基板を配置し、画素部開口率が最大となるよ
うにすることが望ましいことは言うまでもない。

【００２４】また、画面に対して斜め方向から観た場合
の視差を最小にするためには、各液晶層を含む液晶セル
の積層された全体をできるだけ薄くすることが望まし
く、そのためには少なくとも各液晶層の仕切りとなるガ
ラス層の厚みを 1画素の寸法程度に抑えることが必要で
ある。それを達成するためには、積ねられた各液晶層ど
うしの間のガラス層の両面に画素電極を設けて、一つの
ガラス層を隣り合う液晶層どうしで共有することが望ま
しい。

【００２５】また、上記の反射板を、液晶層が挟持され
た液晶パネルとは別体として液晶パネルの観測側とは反
対側である最下面上に貼着しても良い。あるいは、最下
層の液晶層に形成される画素電極を光反射性の高い金属
材料からなる金属電極として形成し、この金属の画素電
極の表面反射によって上記のような反射板の機能を達成
させるようにしても良い。つまり液晶パネルの一部とし
て反射板を作り込んでも良い。なお、上記の別体として
反射板を設ける場合には、散乱性の高い材料であるＢａ
Ｓ０₄ やＴｉＯ₂ などを塗布することにより、白色表示
性能をさらに向上させることができるので望ましい。一
方、光反射性の高い金属の画素電極を液晶パネル内部に
つくり込む場合には、金属表面に凹凸を設けるなどして
金属光沢を抑えて散乱性能を向上させることが望まし
い。これらの手法は、特に鏡面反射に起因した液晶表示
パネルのいわゆる写り込み現象を解消するために効果的
だからである。またガラス層の全反射による反射光の損
失を防ぐためには、垂直入射光の反射角を42°以内と
し、そのガラス層の鏡面反射をある程度持たせて垂直方
向のゲインがあることが望ましい。またこの場合には最
下層のＴＦＴアレイ基板のＴＦＴを反射電極の下側につ
くり込むことにより、開口率をさらに向上させることも
できる。

【００２６】

【作用】本発明の反射型カラー表示装置は減法混色に基
づき画像情報を表示する。即ち、照明光が表示面に入射
すると、各液晶層を通過して反射板に到達し、反射され
て再度液晶層を通過して出射する。

【００２７】このとき、各層における 2色性色素によっ
て可視波長領域の一部が吸収されることで、所望の反射
率および色度が得られる。

【００２８】その一例を挙げると、白を表示する場合に
は、全液晶層を透明状態に制御することで、入射光は光
量を減ずることなく反射板で反射されて、白色を呈する
ように観測される。

【００２９】また、黒を表示する場合には、全液晶層を
着色させることで入射光はほぼ全吸収されるため黒色を
呈するように観測される。

【００３０】また、Ｒを表示させる場合には、Ｒの補色
領域であるＢ、Ｇの波長領域に吸収のある液晶層を着色
状態、Ｒの波長領域に吸収を持つ液晶層を透明状態にす
るように各液晶層を制御する。例えば、 2色性色素が
Ｍ、Ｃ、Ｙである場合には、Ｍ層およびＹ層を着色状態
とし、Ｃ層は透明状態にする。Ｒ以外の色についてもこ
れとほぼ同様に、該当する色に吸収領域を持つ液晶層を
透明状態にし、Ｒの補色となる液晶層は着色状態となる
ように制御すれば良い。

【００３１】ところで、入射光が液晶層を通過する際、
光は各層で反射、透過、吸収を繰り返しながら反射板に
到達し、反射されて再度同様に通過して出射する。この
とき、各液晶層で主に屈折率の違いに由来する界面反射
効果によって反射が生じるため、観測側から入射して反
射板で反射されて再び観測側へと出射される表示に係る
光は、反射の前後の単純な往復で 2回の透過ではなく、
所定の何割かの確率で多重反射の経路を辿るので、各液
晶層における 2回以上の多重の透過および吸収が生じ
る。従って、 2色性色素の積層順を入れ換えることで、
最終的に出射する光量即ち反射率は異なったものとな
る。

【００３２】上記の作用の説明を簡潔にするため、光が
第１の液晶層および第２の液晶層の2つの液晶層を通過
して、反射板で反射されて観測側に出射される場合の、
多重反射効果について考える。

【００３３】いま、図５に示すように、光の入射側の第
１の液晶層４０１の単体での反射率をＲ1 、透過率をＴ
1 、吸収率をＡ1 とし、光出射側の第２の液晶層４０２
の場合をＲ2 、Ｔ2 、Ａ2 とする。

【００３４】この定義から、Ｒ1 ＋Ｔ1 ＋Ａ1 ＝1 、Ｒ
2 ＋Ｔ2 ＋Ａ2 ＝1 である。これをガラス層（ガラス基
板）４０３を介して近接させた場合、多重反射を考慮し
た反射率Ｒ12、透過率Ｔ12は、 Ｒ12＝Ｒ1 ＋Ｔ1 ² Ｒ2 ＋Ｔ1 ² Ｒ1 Ｒ2 ² ＋Ｔ1 ² Ｒ1 ² Ｒ2 ³ ＋… ＝Ｒ1 ＋（Ｔ1 ² Ｒ2 ）／（ 1−Ｒ1 Ｒ2 ） となり、 Ｔ12＝Ｔ1 Ｔ2 ＋Ｔ1 Ｔ2 Ｒ1 Ｒ2 ＋Ｔ1 Ｔ2 Ｒ1 ² Ｒ2 ² … ＝Ｔ1 Ｔ2 ／（ 1−Ｒ1 Ｒ2 ） となる。またこのとき吸収Ａ12は、 Ａ12＝1 −Ｒ12−Ｔ12 であるから、 Ａ12＝｛（ 1−Ｒ1 ）（ 1−Ｒ1 Ｒ2 ）−Ｔ1 （Ｔ1 Ｒ2 ＋Ｔ2 ）｝／（ 1− Ｒ1 Ｒ2 ） となる。

【００３５】ここで、各液晶層の反射率を考えると、Ｉ
ＴＯからなる透明電極４０４ａ，ｂ，ｃ，ｄと液晶層４
０３、もしくはガラス層とＩＴＯなどのような各部の屈
折率の違いによる界面反射であるから、その反射率Ｒ
１、Ｒ２はほぼ等しいと考えられる。

【００３６】従って、Ｒ1 ＝Ｒ2 〜Ｒとすると、 Ａ12＝｛（ 1−Ｒ）（ 1−Ｒ² ）−Ｔ1 Ｔ2 −ＲＴ1 ² ）｝／ 1−Ｒ² である。

【００３７】上記の関係式によれば、透過率の異なる液
晶層の積層順を考えると、透過率の大きい即ち吸収の大
きい液晶層を光入射側にした方が吸収が大きく（効果的
に）なる。即ちＴ1 ＜Ｔ2 のときＡ12＞Ａ21となること
が判る。

【００３８】可視波長領域におけるカラー液晶表示素子
の表示画像の色ごとの視感度を考えると、 555ｎｍ付近
即ち緑（Ｇ）色の波長領域が最も視感度が高く、この領
域での吸収の大小が視感反射率に大きく影響を与える。

【００３９】一方、液晶層を 3層重ねた構造とし、 2色
性色素のゲストホスト液晶を用いた減法混色方式の液晶
表示素子の場合、つまりＹ（イエロー）、Ｍ（マゼン
タ）、Ｃ（シアン）の 3原色の一色ずつに 1枚ごとがそ
れぞれに対応した合計 3枚の液晶表示素子を用いた液晶
表示装置の場合には、これらの中でＧの領域を吸収する
のはＭである。従って各Ｙ、Ｍ、Ｃ液晶層の 2色比が同
程度の場合には、Ｍを光入射側に最も近い最上層に配置
することにより、着色時における光吸収を最大にするこ
とができ、なおかつ最も良好な黒表示すなわち高コント
ラストな表示を実現できる、反射型の液晶表示装置を提
供することが可能となる。

【００４０】なお、本発明の反射型カラー表示装置にお
いては、上記のような各液晶層に混入される 2色性色素
の最大吸収波長が 500〜 560ｎｍさらに望ましくは 540
〜 560ｎｍであるマゼンタ（Ｍ）の液晶層を最上層と
し、 2層目を 580〜 650ｎｍさらに望ましくは 605〜 6
25ｎｍに最大吸収波長を持つシアン（Ｃ）の液晶層と
し、そして 3層目（画面の観測側から見て最下層）を 4
50〜 500ｎｍさらに望ましくは 450〜 470ｎｍに最大吸
収波長を持つイエロー（Ｙ）層、とすることが最良であ
る。

【００４１】ただし、上記の 2層目および 3層目につい
ては、必ずしも上記の順番でなければならないことのみ
には限定されない。この 2層目および 3層目について
は、積層順を上記とは入れ換えても、表示画面の輝度特
性やコントラスト比に対する影響は実際上ほぼ無視でき
る程度に、十分に小さいと考えてよい。

【００４２】しかし、輝度特性やコントラスト比のさら
なる向上が必要である場合などには、上記のような最良
の積層順に重ねるようにすれば良いことは言うまでもな
い。

【００４３】また、黒色表示時の反射率を抑えてコント
ラスト比を向上させようとする場合、可視全領域にわた
って光をほぼ一様に吸収する黒色の 2色性色素が混入さ
れた液晶層を追加して 4層構造としても良く、この場合
には黒色層は最も光入射側に近い最上層（画面の観測側
から見て最前面側）に配置することが望ましい。

【００４４】このように黒を最上層（最前面側）に配置
することにより、黒表示時点の画素の輝度を、より理想
的な暗さの黒色とすることができる。つまり、黒表示時
点の純度の高い黒色による低輝度の表示と白表示時点の
透過状態に制御された液晶層による高輝度の表示との対
比（コントラスト）によって、表示画面のコントラスト
比をさらに大きく際立たせることができる。

【００４５】

【実施例】以下、本発明に係る液晶表示装置の実施例を
図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の第１の
実施例の液晶表示装置の構造を示す図である。

【００４６】この液晶表示装置は、カラー表示が可能
な、単純マトリクス方式の液晶セルを3層に積層してな
る反射型の液晶表示装置である。なお表示画面の周辺部
に設置された液晶駆動用集積回路（液晶ドライバＩ
Ｃ）、信号処理回路部については説明の簡潔化のために
図示省略した。

【００４７】本実施例においては、 4枚のガラスまたは
透明プラスチックからなる透明基板１０２、１０５、１
０８、１１０間に液晶層１０４、１０６、１１２がそれ
ぞれ封入・挟持されている。

【００４８】中間の透明基板１０５、１０８の互いに対
向する主面にはそれぞれ、その透明基板１０５、１０８
どうしの間で挟持している液晶層１０６に対して電圧を
印加するためのストライプ状のＩＴＯ（酸化インジウム
錫材料による透明導電膜）からなる透明電極１０７ａ，
ｂが各々配設されており、これらストライプ状の透明電
極１０７ａと透明電極１０７ｂとは互いにほぼ直交して
おり、その各交差部ごとにＣ（シアン）色の液晶セルが
1画素ずつ各々形成される。

【００４９】これらストライプ状のＩＴＯからなる透明
電極１０７ａ，ｂの形成方向は、一枚の透明基板１０５
や透明基板１０８の上下面で同方向のパターンに配設す
ることにより、セル組立時の位置合わせマージンのうち
一方向が広がるのでその製造方法がさらに簡易化できる
という製造方法上のメリットもある。

【００５０】そして最上部の透明基板１０２、最下部の
透明基板１１０それぞれの液晶層１０４側、液晶層１１
２側にも、それぞれ透明電極１０３、１０９が形成され
ている。

【００５１】透明電極１０３は透明電極１０７ｄと間隙
を保持しつつ直角に交差してその間隙に液晶層１０４を
挟持することで、その各交差部ごとにＭ（マゼンタ）色
の液晶セルが 1画素分各々形成される。

【００５２】透明電極１０９は透明電極１０７ｃと間隙
を保持しつつ直角に交差してその間隙に液晶層１１２を
挟持することで、その各交差部ごとにＹ（マゼンタ）色
の液晶セルが 1画素分各々形成される。

【００５３】最上部の透明基板１０２の光入射側（表示
観測側から見て最前面）の主面上には、表面反射に起因
したコントラスト低下を防ぐために、 3層または単層か
らなる光学薄膜干渉膜あるいは透明基板よりも屈折率の
低い低反射率膜からなる低反射層１０１が貼設されてい
る。

【００５４】一方、表示観測側から見て最奥面側の透明
基板１１０の主面には、反射板１１１が本体とは別体で
設けてあり、これはＢａＳＯ₄ を表面に塗布してなる高
反射率の白色を呈している。この透明基板１１０と反射
板１１１とは、数10μｍ〜数100μｍの均一な空隙を保
持して配置されており、基板表面での全反射による反射
輝度の損失を防いでいる。

【００５５】外部から入射した照明光１１３は画面の表
示（観測）面側から入射し、液晶層（Ｍ色）１０４、液
晶層（Ｃ色）１０６、液晶層（Ｙ色）１０９を通過し
て、反射板１１１で反射されて、入射時とは逆順で前記
の液晶層を通過して表示（観測）面側へと出射される。

【００５６】図２は、第１の実施例に係る各原色のゲス
ト・ホスト液晶セルを 3層積層してなる液晶表示装置
の、 2色性色素の透過時と着色時の吸光度及び透過率と
波長の関係を模式的に示した図である。

【００５７】図２（ａ）は着色時の吸光度、（ｂ）は透
明時の吸光度、（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ対応する透過
率の波長特性を示している。図１における第１の液晶層
１０４の吸光度曲線のピーク２０２は 550ｎｍに存在す
るため、Ｇを吸収してＭ色を呈する。同様に、第２の液
晶層１０６のピーク２０３は 610ｎｍにあるためＲを吸
収しＣ色を呈し、また第３の液晶層１１２のピーク２０
２は 460ｎｍであるためＢを吸収しＹ色を呈する。この
とき、それぞれの液晶層１０４、１０６、１１２の選択
比はほぼ同じである。

【００５８】ここで、図１のように最上層にＭ、２層目
にＣ、最下層にＹとした場合の白／黒表示時の視感反斜
率と、最上層にＹ、２層目にＣ、最下層にＭとした場合
の白／黒表示時の視感反斜率とを比較した。

【００５９】反射板１１１の反射率を95％とし、
（１）、（２）式に従って各波長における透過率、反射
率を計算し、視感度曲線を考慮した視感反射率、コント
ラスト（ＣＲ比）を計算すると、図４の表に示すような
結果となった。ただし各透明電極と各液晶層間の界面反
射を 1.4％と見込んで計算してある。

【００６０】このように、本発明に係る第１の実施例の
液晶表示装置は、着色時の黒反射率レベルを効果的に下
げることによって、コントラスト比の特性が明らかに向
上することがわかった。

【００６１】（実施例２）図３は、本発明に係る第２の
実施例の液晶表示装置の構造を示す図である。

【００６２】本実施例の液晶表示装置は、各画素にＴＦ
Ｔを設けたアクティブマトリックス駆動方式で駆動され
る液晶表示装置に本発明を適用したものである。

【００６３】本実施例においては、最上層と２層目の液
晶セルは透過型のＴＦＴ構造の液晶セルが形成されてお
り、最下層の液晶セルは反射型のＴＦＴ構造の液晶セル
が形成されている。これらの各液晶セルは、ＴＦＴ３０
８ａ，ｂ，ｃ、ＩＴＯ（透明導電膜）からなる対向コモ
ン電極３０７ａ，ｂ，ｃ、ＩＴＯ（透明導電膜）からな
る画素電極３０５ａ，ｂ，ｃを透明基板３０２，３０６
ａ，３０６ｂ，３１４とから、それぞれ形成されてい
る。

【００６４】即ち、透明基板３０２上に形成された対向
コモン電極３０７ａと透明基板３０６ａ上に形成された
画素電極３０５ａとこれら対向配置された電極どうしの
間に挟持された液晶層３０４とで、Ｍ色の液晶セルの各
画素が形成される。また、透明基板３０６ａ上に形成さ
れた対向コモン電極３０７ｂと透明基板３０６ｂ上に形
成された画素電極３０５ｂとこれら対向配置された電極
どうしの間に挟持された液晶層３０９とで、Ｃ色の液晶
セルの各画素が形成される。そして、透明基板３０６ｂ
上に形成された対向コモン電極３０７ｃと透明基板３１
４上に形成された画素電極３０５ｃとこれら対向配置さ
れた電極どうしの間に挟持された液晶層３１０とで、Ｙ
色の液晶セルの各画素が形成される。

【００６５】最下層の透明基板３１４は、高開口率を確
保するために、ＴＦＴ３１３を画素電極３０５ｃの下に
埋め込むような形に作成しその上に絶縁層３１２を被覆
させて、ＴＦＴ３１３と画素電極３０５ｃとを絶縁した
上で、画素電極３０５ｃをＡｌからなる画素電極と反射
板とを兼用で用いるようにしている。

【００６６】各液晶層３０４，３０９，３１０として
は、第１の実施例と同様に、最上層にＭ色の液晶セルを
形成する 2色性色素を用いた液晶層３０４、第２層にＣ
色の液晶セルを形成する 2色性色素を用いた液晶層３０
９、最下層にＹ色の液晶セルを形成する 2色性色素を用
いた液晶層３１０が配置されている。

【００６７】このような構造を採用することにより、ア
クティブマトリックス型の反射型カラー表示装置におい
ても第１の実施例と同様に、最も良好なコントラスト比
の表示性能を実現することができる。

【００６８】また、本実施例の場合、上記の第一の実施
例での効果の他にさらなる効果として、液晶注入時のプ
ロセス作業効率が向上することが挙げられる。

【００６９】即ち、空洞のセル内（液晶層注入前のいわ
ゆる空セル状態のセル内）にゲスト・ホスト液晶を注入
する際、注入確認の視認性の点から、最下層から上層へ
の順序で液晶の注入を行なうことが好ましい。

【００７０】何故なら、ゲスト・ホスト型液晶は通常、
電圧無印加状態において着色しているので、本実施例の
場合、液晶の注入行程が進むに従って、白→Ｙ→Ｇ→黒
と色が変化する。これらは互いに色差が大きいので液晶
注入行程の進捗状況を確認しやすい。一方、本実施例と
は逆に最上層からＹ、Ｃ、Ｍとなる構造をとるような場
合、同様に最下層から液晶を注入すると、白→Ｍ→Ｂ→
黒となる。この場合、Ｂの視感度は低く暗いために黒と
の識別がつきにくく、液晶注入行程に支障が生じる確率
が大きくなるからである。

【００７１】なお、上記の各実施例においては、黒
（Ｂ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），イエロー
（Ｙ）の場合について示したが、本発明の適用はこの他
にも、黒（Ｂ）を除いたマゼンタ（Ｍ），シアン
（Ｃ），イエロー（Ｙ）の場合や、 2色の例えばＲ（レ
ッド）とＣ（シアン）とを用いてカラー表示を行なう場
合などにも適用可能であることは言うまでもない。

【００７２】

【発明の効果】以上、詳細な説明で明示したように、本
発明によれば、高い反射率（高い輝度）を確保しつつコ
ントラスト比の高い良好な表示品質の画像表示が可能
な、反射型の液晶表示装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１の実施例の液晶表示装置の構
造を示す図である。

【図２】第１の実施例に係る各原色のゲスト・ホスト液
晶セルを 3層積層してなる液晶表示装置の、 2色性色素
の透過時と着色時の吸光度及び透過率と波長の関係を模
式的に示した図である。

【図３】本発明に係る第２の実施例の液晶表示装置の構
造を示す図である。

【図４】反射板１１１の反射率を95％としたときの、
（１）、（２）式に従って各波長における透過率、反射
率を計算し、視感度曲線を考慮した視感反射率、明度指
数、コントラスト（ＣＲ比）を計算した結果を示す図で
ある。

【図５】従来の液晶表示装置における光の反射および吸
収の模様を模式的に示す図である。

【符号の説明】

１０１……低反射層 １０２……透明基板 １０３……透明電極 １０４……液晶層（Ｍ） １０５……透明基板 １０６……液晶層（Ｃ） １０７ａ，ｂ ｃ，ｄ…透明電極 １０８……透明基板 １０９……透明電極 １１０……透明基板 １１１……反射板 １１２……液晶層（Ｙ） １１３……照明光

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 2色性色素を含有しているゲストホスト
   型の液晶層を複数備え、前記液晶層は互いに色が異なり
   かつ混在することなく別体として重ねて配置されてお
   り、該液晶層が画面内に配列された複数個の画素それぞ
   れに対応して制御されて前記複数の異なる色を減法混色
   してカラー表示を行なう液晶表示装置であって、 前記画面の観測側とは前記液晶層を介して反対側に配置
   され、前記画面の観測側から前記液晶層を通って入射し
   た光を前記観測側へと反射する光反射層を備えており、 前記複数の異なる色のうち視感度の最も高い波長領域に
   吸収領域を持つゲストホスト型の液晶層が、前記観測側
   から見て最前の液晶層であることを特徴とする液晶表示
   装置。
2. 【請求項２】 着色時の色が、 3つの異なる色のうち視
   感度の最も高い波長領域に吸収領域を持つゲストホスト
   型の液晶層であって、表示画面の観測側から見て最前の
   液晶層である第１の液晶層と、 着色時の色が、前記 3つの色のうち前記第１の液晶層よ
   りも視感度の低い波長領域に吸収領域を持つ 2色のうち
   のいずれか一方の色となるゲストホスト型の液晶層であ
   って、前記表示画面の観測側から見て前記第１の液晶層
   の次に配置された液晶層である第２の液晶層と、 着色時の色が、前記 3つの色のうち前記第１の液晶層お
   よび前記第２の液晶層とは異なる残りの 1色となるゲス
   トホスト型の液晶層であって、前記表示画面の観測側か
   ら見て前記第２の液晶層の次に配置された液晶層である
   第３の液晶層と、 前記表示画面の観測側から見て前記
   第３の液晶層の次に配置され、前記画面の観測側から前
   記液晶層を通って入射した光を前記観測側へと反射する
   光反射層と、 前記各液晶層を前記画面内で複数個の配
   列された画素それぞれに区切って該画素ごとに液晶分子
   の姿勢を制御する制御手段とを具備して、前記複数の異
   なる色を減法混色してカラー表示を行なうことを特徴と
   する液晶表示装置。
3. 【請求項３】 着色時の色が、少なくともマゼンタおよ
   びイエローおよびシアンの 3つの原色のうちマゼンタと
   なるゲストホスト型の液晶層であって、表示画面の観測
   側がら見て最前の液晶層である第１の液晶層と、 着色時の色が、前記 3つの原色のうちイエローおよびシ
   アンの 2色のうちのいずれか一方の色となるゲストホス
   ト型の液晶層であって、前記表示画面の観測側から見て
   前記第１の液晶層の次に配置された液晶層である第２の
   液晶層と、 着色時の色が、前記 3つの原色のうち前記第１の液晶層
   のマゼンタおよび前記第２の液晶層の色とは異なる残り
   の 1色となるゲストホスト型の液晶層であって、前記表
   示画面の観測側から見て前記第２の液晶層の次に配置さ
   れた液晶層である第３の液晶層と、 前記表示画面の観測側から見て前記第３の液晶層の次に
   配置され、前記画面の観測側から前記液晶層を通って入
   射した光を前記観測側へと反射する光反射層と、 前記
   各液晶層を前記画面内で複数個の配列された画素それぞ
   れに区切って該画素ごとに個別に電圧を印加するように
   対向配置された 2枚で一組の電極と、を具備して、前記
   3原色を減法混色してカラー表示を行なうことを特徴と
   する液晶表示装置。
4. 【請求項４】 着色時の色が、少なくともマゼンタおよ
   びイエローおよびシアンの 3つの原色とブラックとの合
   計 4色のうちブラックとなるゲストホスト型の液晶層で
   あって、表示画面の観測側から見て最前に配置された液
   晶層である第１の液晶層と、 着色時の色が、マゼンタとなるゲストホスト型の液晶層
   であって、表示画面の観測側から見て前記第１の液晶層
   の次に配置された液晶層である第２の液晶層と、 着色
   時の色が、前記 3つの原色のうち前記第１の液晶層より
   も低い視感度であるイエローおよびシアンの 2色のうち
   のいずれか一方の色となるゲストホスト型の液晶層であ
   って、前記表示画面の観測側から見て前記第１の液晶層
   の次に配置された液晶層である第２の液晶層と、 着色時の色が、前記 3つの原色のうち前記第１の液晶層
   のマゼンタおよび前記第２の液晶層の色とは異なる残り
   の 1色となるゲストホスト型の液晶層であって、前記表
   示画面の観測側から見て前記第２の液晶層の次に配置さ
   れた液晶層である第３の液晶層と、 前記表示画面の観測側から見て前記第３の液晶層の次に
   配置され、前記画面の観測側から前記液晶層を通って入
   射した光を前記観測側へと反射する光反射層と、 前記
   各液晶層を前記画面内で複数個の配列された画素それぞ
   れに区切って該画素ごとに個別に電圧を印加するように
   対向配置された 2枚で一組の電極と、を具備して、前記
   3原色を減法混色してカラー表示を行なうことを特徴と
   する液晶表示装置。
5. 【請求項５】 前記各液晶層がそれぞれ前記対向する電
   極どうしの間で挟持され、各液晶層ごとに個別に制御さ
   れることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記
   載の液晶表示装置。