JPH09258178A

JPH09258178A - 表示装置およびその駆動方法

Info

Publication number: JPH09258178A
Application number: JP8063351A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Haruhara; 一之春原; Aira Hotsuta; あいら堀田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1996-03-19
Filing date: 1996-03-19
Publication date: 1997-10-03

Abstract

(57)【要約】【課題】この発明は、製造が容易でしかも信頼性の高い
カラー液晶表示装置を提供することにある。【解決手段】この発明の液晶表示装置１０は、第１のヒ
ステリシス特性を有し、第１の色を表示可能な第１の液
晶部材２０Ｙと、この第１の液晶部材のヒステリシス特
性を包含する第２のヒステリシス特性を有し、第２の色
を表示可能な第２の液晶部材２０Ｃと、前記第１および
第２の液晶部材のヒステリシス特性のそれぞれを包含す
る第３のヒステリシス特性を有し、第３の色を表示可能
な第３の液晶部材２０Ｍを含む液晶層２０を有する。液
晶層２０に印加される電圧が増加されるに連れて、第１
の液晶部材、第２の液晶部材および第３の液晶部材の順
に、それぞれの液晶部材の特性が吸収から透過に変化さ
れる。また、電圧が減少されることで、それぞれの液晶
部材が順に、透過から吸収に変化される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、多色性色素を含
む液晶素子を用いた多色表示装置およびこの多色表示装
置において任意の色を表示させる制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】任意の色を表示可能な表示装置として、
ＣＲＴ (カソード・レイ・チューブ、すなわち、受像
管) が広く用いられている。しかし、ＣＲＴは、一つの
電子銃で加速した電子を表示パネル (発光面) 上のすべ
ての領域に偏向させることから、ディスプレイとしての
の奥行きが大きくなる問題がある。また、消費電力およ
び重量から、携帯には適さない。

【０００３】ＣＲＴに代わる表示装置としてプラズマデ
ィスプレイおよびＥＬ (エレクトロルミネセンス) パネ
ル等も提案されているが、現在のところ携帯用として実
用化されていない。

【０００４】液晶素子を含む液晶表示装置は、装置の厚
さならびに重量のそれぞれが携帯を可能とする数値に設
定可能であるとともに消費電力も僅かで済むことから、
電子卓上計算機あるいは腕時計等に広く使用されてい
る。なお、ＴＮ (ツイステッドネマティック) 型液晶素
子を、アクティブスイッチ素子として利用されるＴＦＴ
(薄膜トランジスタ) と一体に形成することによりＣＲ
Ｔと同等の表示特性が与えられた表示装置の開発によ
り、携帯カラーテレビならびにワードプロセッサおよび
パーソナルコンピュータ等におけるカラー表示も実用化
されている。また、二色性染料を用いたＧＨ (ゲスト−
ホスト) 型液晶素子または選択反射液晶素子等の偏光板
を使用しない液晶素子も提案されている。しかし、この
種の液晶素子を用いてフルカラー表示を行う場合、サブ
ピクセルのそれぞれに異なる色の液晶材料を並列配置す
るか、液晶セルを３層以上積層する必要がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述したＴＮ型液晶素
子では、偏光板を用いることによる光利用効率の低下に
伴なう明るさの不足を補うために、バックライトが必要
となる。このことから、液晶表示装置としての全体の消
費電力が多くなる問題がある。

【０００６】一方、偏光板を使用しない液晶素子すなわ
ちＧＨ (ゲスト−ホスト) 型液晶素子または選択反射液
晶素子等が利用された場合であっても、数種類の液晶を
並列に配置することは実質的に困難であり、また、表示
可能な色が制限される問題がある。なお、液晶セルを３
層以上積層することは、セルの組立、液晶材料の注入な
らびにドライバー回路の実装すなわち各層を独立に駆動
するための電気的導通等が複雑になる問題がある。この
発明は、上述した問題点に基づいてなされたもので、製
造が容易でしかも信頼性の高いカラー液晶表示装置を提
供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明の第１の視点に
よれば、表示装置は、それぞれ色相の異なる多色性色素
を含有した複数種類の液晶層または液晶滴を有し、前記
液晶層または液晶滴に印加される電圧の大きさに基づい
て色相が変化される表示装置において、前記液晶層また
は液晶滴の少なくとも１種類が、電気光学特性にヒステ
リシスを有することを特徴とする。

【０００８】この発明の第２の視点によれば、表示装置
は、それぞれ選択反射波長が異なる複数種類の液晶層ま
たは液晶滴を含み、前記液晶層または液晶滴に電圧に印
加される電圧の大きさに基づいて色相が変化される表示
装置において、前記液晶層または液晶滴の少なくとも１
種類が、電気光学特性にヒステリシスを有することを特
徴とする。

【０００９】この発明の第３の視点によれば、表示装置
は、第１のヒステリシス特性を有し、第１の色を表示可
能な第１の液晶部材と、この第１の液晶部材のヒステリ
シス特性を包含する第２のヒステリシス特性を有し、第
２の色を表示可能な第２の液晶部材と、前記第１および
第２の液晶部材のヒステリシス特性のそれぞれを包含す
る第３のヒステリシス特性を有し、第３の色を表示可能
な第３の液晶部材と、前記第１ないし第３の液晶部材の
それぞれに、予め決められた駆動電圧を独立に印加する
ことで、前記第１ないし第３の液晶部材のそれぞれに所
定の色を表示させることを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながらこの発
明の実施の形態について説明する。図１に示されるよう
に、単層カラー液晶表示装置 (以下、単に液晶表示装置
と示す) １０は、ガラス等の透明な絶縁材料により形成
された基板１０ａ、この基板１０ａに対して平行かつ所
定の間隔で対向配置された対向基板１０ｂを有してい
る。なお、対向基板１０ｂは、実質的に、絶縁基板１０
ａと同等の材質により形成された絶縁基板である。

【００１１】対向基板１０ｂと対向される側の絶縁基板
１０ａの面には、液晶表示装置１０の各画素を駆動する
スイッチング素子としての周知の薄膜トランジスタ (以
下、ＴＦＴと示す) １２が所定の間隔で形成されてい
る。

【００１２】ＴＦＴ１２を挟んでＴＦＴ１２の詳述しな
い走査線と対向する所定位置には、電極柱１４が形成さ
れている。電極柱１４には、電極柱１４を介してそれぞ
れのＴＦＴ１２に接続された画素電極 (ＩＴＯ膜) １６
が所定の面積および厚さに形成されている。

【００１３】対向基板１０ｂの絶縁基板１０ａと対向す
る面には、画素電極１６との間に、所定の電界を形成す
る対向電極１８が形成されている。絶縁基板１０ａの画
素電極１６と対向基板１０ｂの対向電極１８との間に
は、たとえば、イエロー (Ｙ) 、シアン (Ｃ) およびマ
ゼンタ (Ｍ) のそれぞれの色素が与えられた３種類のマ
イクロカプセル状のＧＨ (ゲスト−ホスト) 型液晶滴２
０Ｙ，２０Ｍおよび２０Ｃが不規則に配列されている液
晶層２０が形成されている。なお、液晶層２０は、それ
ぞれの液晶滴２０Ｙ，２０Ｍおよび２０Ｃが所定の比率
で分散されたＰＶＡ (ポリビニル系) 樹脂層を、所定の
厚さに印刷することで形成される。また、各液晶滴２０
Ｙ，２０Ｍおよび２０Ｃは、液晶材料と染料 (着色材)
とを液晶滴の隔壁内に一体に封じ込める方法または液晶
滴の隔壁を染料 (着色材) により着色する方法のいづれ
かによって、後述するフィルタとして利用される所定の
色が与えられる。

【００１４】液晶滴２０Ｙ，２０Ｍおよび２０Ｃを形成
する方法としては、液晶セルを作成する工程において破
壊されることのない強度が要求されることから、界面重
合法あるいはｉｎｓｉｔｕ重合法が利用される。なお、
液晶滴 (マイクロカプセル）の隔壁の材質としては、分
散される色素材料あるいは液晶材料に対して耐性を示
し、しかも、液晶セルを作成する工程において隔壁が破
壊されることのない強度が要求されることから、たとえ
ば、ポリアミド、ポリエステル、ポリウレタン、メラミ
ン樹脂、尿素樹脂、エポキシ樹脂およびビニル系ポリマ
ー（架橋体) 等が利用される。

【００１５】一方、液晶滴２０Ｙ，２０Ｍおよび２０Ｃ
のそれぞれに封じ込まれる液晶材料としては、印加され
る電圧と透過率との間のヒステリシス特性が各液晶滴に
より提供される色毎に所定の範囲に決められた液晶材料
が利用される。

【００１６】なお、それぞれの液晶滴２０Ｙ，２０Ｍお
よび２０Ｃは、電圧が印加されない状態で光を吸収する
ものとし、図２に示されるように、ａ＜ｂ＜ｃ＜ｄ＜ｅ
＜ｆで示される６ステップに分割された電圧が印加され
ることにより、所定の色成分を透過する。また、各液晶
滴２０Ｙ，２０Ｍおよび２０Ｃに利用される液晶材料
は、すべての液晶滴が吸収から透過に変化される駆動電
圧の帯域が相互に重なり合う領域を持つヒステリシスル
ープを提供可能な液晶材料から選択される。

【００１７】以下、白色光をＷ、青 (ブルー) をＢ、赤
(レッド) をＲ、緑 (グリーン) をＧとすると、電圧が
０である場合には、液晶滴２０Ｙ (イエローＧＨ液晶)
、液晶滴２０Ｍ (マゼンタＧＨ液晶) および液晶滴２
０Ｃ (シアンＧＨ液晶) のそれぞれが吸収となることか
ら、Ｂｋすなわち黒 (ブラック) が表示される。

【００１８】次に、電圧ｄを印加すると液晶滴２０Ｙが
透過となるから、液晶滴２０Ｍおよび液晶滴２０Ｃによ
りＧとＲが吸収されて、Ｂ (青) が表示される。続い
て、電圧がｄからｅに増加されると、液晶滴２０Ｙに加
えて液晶滴２０Ｃが透過となるから、液晶滴２０Ｍによ
りＧのみが吸収され、Ｍ (マゼンタ) が表示される。

【００１９】電圧がｅからｆに増加された場合には、す
べての液晶滴が透過となることからＷ (白) が表示さ
れる。一方、電圧ｅにおいてＭが表示されている状態で
電圧がｂまで減少されると、液晶滴２０Ｍに加えて液晶
滴２０Ｙが吸収となるから、ＧとＢが吸収されて、Ｒ
(赤) が表示される。

【００２０】また、電圧ｆにおいてＷが表示されている
状態で電圧がｂまで減少されると、液晶滴２０Ｙのみが
吸収となるから、Ｂが吸収されて、Ｙ (イエロー) が
表示される。

【００２１】これとは別に、電圧ｆにおいてＷが表示さ
れている状態で電圧をａまで減少すると、液晶滴２０Ｙ
に加えて液晶滴２０Ｃが吸収となるから、ＢとＲが吸収
されて、Ｇ (緑) が表示される。

【００２２】また、電圧をｆまで増大させたのちａまで
減少してＧを表示させた状態で、再びｄまで電圧を増大
させることにより液晶滴２０Ｙが透過になり、液晶滴２
０ＣによりＲが吸収されて、Ｃ (シアン) が表示され
る。

【００２３】以上説明したように、図１に示した単層構
造の液晶表示装置を用いて、最大３フィールドの電圧駆
動により、８色を表示可能となる。また、各画素のそれ
ぞれが８色の任意の色を表示可能であることから、３色
のフィルタを同一平面に配列する通常のカラー液晶表示
装置に比較して３倍の解像度を提供できる。さらに、Ｔ
ＦＴおよび図示しない配線部材以外に開口率を減少させ
る要素を含まないことおよび３層の液晶層を重ね合わせ
る方法に比較してそれぞれの基板を組み立てる際のズレ
のマージンが不要であるから、透過型あるいは反射型の
いづれの方式で利用される場合であっても、十分な明る
さが確保できる。なお、各画素により表示される画像濃
度は、しいき値特性を変化することで容易に変化される
が、表示面積を変化させることによっても、任意の画像
濃度を表示できる。また、各画素に印加される駆動電圧
がのパルス幅を変化させてもよい。

【００２４】ところで、図２に示した駆動方法によれ
ば、特定の色を表示させるためには、第１の電圧を印加
したのち第２の電圧に低下させて再び第２の電圧と第１
の電圧との間の第３の電圧を印加する必要がある。この
ことから、図示しない駆動電圧発生装置としては、最大
で３フィールド分のそれぞれの液晶の応答時間以上、各
状態に要求される電圧を保持できるよう構成される。ま
た、画面を書き換えるには、すべて液晶滴が吸収を示す
電圧まで駆動電圧を低減したのち、次の３フィールドに
対応する駆動電圧を供給すればよい。なお、前画面の情
報と次画面の情報から、次の駆動電圧を算出し、書き換
えられる画素に対応する電圧のみを変化させることで書
き換え速度を高速化できることはいうまでもない。

【００２５】また、図２においては、８色の表示を目標
としたが、表示しようとする色の数および種類に応じ
て、液晶材料の種類および色素の数をは、任意に設定さ
れる。なお、ヒステリシスあるいはしいき値特性も、少
なくとも１種類の色を表示する液晶材料に対して与えら
れるのみでよい。

【００２６】ヒステリシスを付与するためには、液晶内
部に歪みを持たせればよく、具体的には、ａ) 液晶を閉空間に閉じこめ、界面の影響を３次元的に
持たせる、ｂ) 液晶のツイスト角を上げる、ｃ) カイラル剤を添加する等の方法が考えられる。

【００２７】また、メモリー性を持たない液晶表示素子
の場合、しいき値特性を急峻化することによりマトリッ
クス駆動が可能となる。従って、ＴＦＴ等のスイッチ素
子を設けることにより、よりコントラストを高めること
ができる。

【００２８】なお、液晶材料と色素材料は、特別な制限
を受けない。但し、液晶中の色素の配向秩序度はＯ．８
以上であることが望ましい。これとは別に、色素材料の
分光特性は、重ね合わせにより黒または濃いグレーとな
ることが必要である。

【００２９】ところで、上述した液晶表示素子は透過型
にも反射型にも用いることができるが、反射型の場合に
は、ＧＨ積層セルの裏面または反射電極上に、散乱面ま
たは指向性反射面を設けることが必要である。また、前
面の基板上には、反射防止膜を設けることがことが望ま
しい。

【００３０】図３は、図２に示したヒステリシス特性と
は異なる特性が与えられた液晶表示装置のそれぞれの液
晶滴のヒステリシスループを示すグラフである。図３に
示される液晶表示装置は、液晶滴Ａと液晶滴Ｂのそれぞ
れが電圧が印加されない状態で光を吸収するものとし、
所定の電圧αが印加された時点で液晶滴Ａと液晶滴Ｂの
双方が吸収から透過に変化されるとすれば、電圧αを印
加することによりＷ (白) が表示される。この状態で、
液晶滴Ｂが吸収に戻る電圧βに駆動電圧が低減されるこ
とにより、液晶滴Ｂにより吸収される色成分に基づいて
規定される第１の色が表示される。こののち、液晶滴Ａ
が吸収に戻る電圧γに駆動電圧が低減されると、液晶滴
Ｂにより吸収される色成分に基づいて規定される第１の
色と液晶滴Ａにより吸収される色成分に基づいて規定さ
れる第２の色とが混合されたベース色 (通常、黒あるい
はブルーもしくはグレー) が表示される。

【００３１】図４は、図２に示したヒステリシス特性と
は異なるヒステリシス特性を有する単層多色液晶表示装
置に印加される電圧と透過率とのヒステリシスループを
示すグラフである。なお、図４に示される液晶表示装置
は、図示しない液晶滴として赤 (レッド) に着色された
レッドＧＨ液晶滴４０ａならびに青 (ブルー) に着色さ
れたブルーＧＨ液晶滴４０ｂを用い、透過型として利用
することにより、白、黒、赤および青の４色を表示させ
る例を示している。

【００３２】なお、それぞれの液晶滴は、駆動電圧が印
加されない状態で光を吸収するものとし、図４に示され
るように、Ａ＜Ｂ＜Ｃ＜Ｄ示される４ステップに分割さ
れた電圧が印加されることにより所定の色成分を透過す
る。また、それぞれの液晶滴は、実質的に同一の平面
に、すなわち、相互に重なり合うことのないよう、均一
に配列されるものとする。従って、ブルーおよびレッド
は、それぞれ、独立に、表示される。

【００３３】以下、図２に示した液晶表示装置と同様
に、白色光をＷ、青 (ブルー) をＢ、赤 (レッド) をＲ
とすると、電圧が０である場合には、いづれの液晶滴も
吸収となることから、Ｂｋすなわち黒 (ブラック) ま
たは青紫もしくはグレーが表示される。

【００３４】次に、電圧Ｃを印加するとブルーＧＨ液晶
滴４０ｂが透過となるから、残った液晶滴４０ａすなわ
ちレッドに対応する画素を通過された光により、Ｒ
(赤)が表示される。

【００３５】続いて、電圧がＣからＤに増加されること
で、レッドＧＨ液晶滴４０ａが透過に変化されて、Ｗ
(白) が表示される。こののち、電圧がＤからＢに低下
されることにより、ブルーＧＨ液晶滴４０ｂが吸収に変
化されて、Ｂ (ブルー) が表示される。次に、図１に
示した単層カラー液晶表示装置に、図２ないし図４に示
した組成の液晶滴を用いて実際に発色させた結果につい
て詳細に説明する。

【００３６】

【実施例１】厚さ１．１ミリメートル (以下、ｍｍと示
す) のガラスを透明基板とし、周知のＴＦＴ構造、図示
しないゲート電極および信号線を形成し、ＰＩ (インジ
ウム−リン) を２マイクロメートル (以下、μｍと示
す) 積層し、型押しにより表面をディンプル加工して、
アルミニウムを１００μｍを蒸着し、画素電極をパター
ニングした。アルミニウム反射電極は、ＴＦＴのソース
電極に接続した。

【００３７】次に、図４に示した電圧透過率曲線が与え
られたブルーＧＨマイクロカプセルおよびレッドＧＨマ
イクロカプセルを含有したＰＶＡ樹脂層１０μｍを、印
刷により形成した。

【００３８】この上に、ＩＴＯが５０μｍ厚にスパッタ
された厚さ１．１ｍｍの透明ガラス基板を、ＩＴＯとＰ
ＶＡ樹脂層とが接するよう対向させて重ね合わせた。以
下、ＴＣＰ (テープキャリアパッケージ) 手法を用い
て、ドライバーＩＣを実装し、電極間に、最大２フレー
ムの駆動電圧を印加した。この実施例１では、コントラ
ストが概ね２：１の所定の色が表示ができた。

【００３９】

【実施例２】厚さ１．１ｍｍのガラスを透明基板とし、
ＴＦＴ構造、図示しないゲート電極ならびに図示しない
信号線を形成し、酸化チタンを１００μｍ蒸着し、さら
に、ＩＴＯ膜を１００μｍスパッタし、２μｍ厚のレジ
ストにより電極柱用ホールをパターニングした。

【００４０】ＴＦＴの図示しないソース電極部に高さ１
０μｍの柱状の電極すなわち電極柱を形成したのち厚さ
２０μｍのＩＴＯ膜を両面スパッタし、さらに、それぞ
れの面に、画素電極をパターニングした厚さ５０μｍの
フィルムを、厚さ１０μｍの接着性スペーサを挟んで、
画素電極と電極柱が導通するよう貼り合わせた。ここ
で、フィルムは、両面の導通が確保されているものを用
いた。

【００４１】次に、ＩＴＯが５０μｍ厚にスパッタされ
た厚さ１．１ｍｍの透明ガラス基板を、接着性スペーサ
を挟み込むよう配置し、各層に、レッドおよびシアンの
二色性色素とカイラル剤を含有した液晶を注入した。こ
の場合、液晶材料の配向は、垂直配向剤の作用により全
て垂直配向となる。これにより、図３に示したような電
圧透過率特性が提供される。

【００４２】この上に、ＩＴＯが５０μｍ厚にスパッタ
された厚さ１．１ｍｍの透明ガラス基板を、ＩＴＯとＰ
ＶＡ樹脂層とが接するよう対向させて重ね合わせた。以
下、ＣＯＧ (チップオングラス) 手法によりドライバー
ＩＣを実装し、電極間に、最大２フレームの駆動電圧を
印加した。この実施例２では、コントラストが概ね３：
１の所定の色が表示ができた。

【００４３】

【実施例３】厚さ１．１ｍｍのガラスを透明基板とし、
この基板上に、ＴＦＴ、図示しないゲート電極および図
示しない信号線を設け、ＰＩ (インジウム−リン) を２
μｍ積層し、型押しにより表面をディンプル加工して、
アルミニウムを１００μｍを蒸着し、画素電極をパター
ニングした。なお、アルミニウム反射電極は、ＴＦＴの
ソース電極に接続した。

【００４４】次に、図２に示した電圧透過率曲線が与え
られたイエローＧＨ液晶滴２０Ｙ、シアンＧＨ液晶滴２
０ＣおよびマゼンタＧＨ液晶滴２０Ｍからなる３種類の
ＧＨ液晶マイクロカプセルを不規則に分散させたＰＶＡ
樹脂層３０μｍを印刷により形成した。

【００４５】この上に、ＩＴＯが５０μｍ厚にスパッタ
された厚さ１．１ｍｍの透明ガラス基板１０ｂを、ＩＴ
ＯとＰＶＡ樹脂層とが接するよう対向させて重ね合わせ
て、液晶セルとした。

【００４６】以下、ＴＣＰ手法を用いて、ドライバーＩ
Ｃを実装し、電極間に、図２を用いて説明した最大３フ
レームの駆動電圧を印加した。この実施例３では、コン
トラストが概ね３：１の８色が表示ができた。

【００４７】

【実施例４】厚さ１．１ｍｍのガラスを透明基板とし、
この透明基板上に、周知のＴＦＴ、図示しないゲート電
極および信号線を形成し、黒に着色された厚さ２μｍの
ＰＩを積層したのちＩＴＯを５０μｍ蒸着し、画素電極
をパターニングした。また、ＩＴＯ反射電極は、ＴＦＴ
の図示しないソース電極に接続した。

【００４８】次に、図２に示した電圧透過率曲線が与え
られたレッドマイクロカプセル５０Ｒ、グリーンマイク
ロカプセル５０Ｇおよびブルーマイクロカプセル５０Ｂ
の３種類の選択反射液晶が不規則に分散されたＰＶＡ樹
脂層３０μｍを、印刷により形成した。

【００４９】この上に、ＩＴＯが５０μｍ厚にスパッタ
された厚さ１．１ｍｍの透明ガラス基板を、ＩＴＯとＰ
ＶＡ樹脂層とが接するよう対向させて重ね合わせた。以
下、ＴＣＰ手法を用いて、ドライバーＩＣを実装し、電
極間に、図５を用いて以下に示すような最大３フレーム
の駆動電圧を印加した。

【００５０】図５に示されるように、電圧が０である場
合、液晶滴５０Ｒ (レッド) 、液晶滴５０Ｇ (グリー
ン) ならびに液晶滴５０Ｂ (ブルー) のそれぞれが反射
となることから、Ｗすなわち白が表示される。

【００５１】次に、電圧Ｃを印加すると液晶滴５０Ｂが
透過となるから、Ｙ (イエロー)が表示される。続い
て、電圧がＣからＤに増加されると、液晶滴５０Ｂに加
えて液晶滴５０Ｇが透過となるから、Ｒ (レッド) が
表示される。

【００５２】電圧がＤからＥに増加された場合には、す
べての液晶滴が透過となることからＢｋ (ブラック)
が表示される。一方、電圧Ｄが印加された状態で電圧が
Ｂまで減少されると、液晶滴５０Ｂが反射となるから、
Ｍ (マゼンタ) が表示される。

【００５３】また、電圧Ｅが印加された状態で電圧がＢ
まで減少されると、液晶滴５０Ｂのみ反射となるから、
Ｂ (ブルー) が表示される。これとは別に、電圧Ｅが
印加された状態で電圧をＡまで減少すると、液晶滴５０
Ｂ，液晶滴５０Ｇが反射となるから、Ｃ (シアンＣ)
が表示される。

【００５４】また、電圧をＥまで増大させたのちＡまで
減少させた状態で、再びＣまで電圧を増大させることに
より液晶滴５０Ｂが透過になり、Ｇ (グリーン) が表
示される。この実施例４では、コントラストが概ね３：
１の８色が表示ができた。

【００５５】

【実施例５】図６に示されるように、透明基板１０ａ
に、厚さ１．１ｍｍのガラスを用い、ＴＦＴ１２、図示
しないゲート電極および図示しない信号線を設け、厚さ
２μｍにＰＩを積層し、型押しにより表面をディンプル
加工したのち、アルミニウムを１００μｍを蒸着し、画
素電極をパターニングした。アルミニウム反射電極は、
ＴＦＴ１２のソース電極に接続した。

【００５６】次に、図２に示した電圧透過率曲線が与え
られたイエローＧＨ液晶滴２０Ｙ、シアンＧＨ液晶滴２
０ＣおよびマゼンタＧＨ液晶滴２０Ｍからなる３種類の
ＧＨ液晶マイクロカプセルが分散された一層当り１０μ
ｍのＰＶＡ樹脂層 (液晶層)５０を、印刷により、３層
積層配置した。なお、この実施例５では、積層順は、２
０Ｙ、２０Ｃおよび２０Ｍとした。

【００５７】この上に、ＩＴＯが５０μｍ厚にスパッタ
された厚さ１．１ｍｍの透明ガラス基板１０ｂを、ＩＴ
ＯとＰＶＡ樹脂層とが接するよう対向させて重ね合わせ
て、液晶セルとした。

【００５８】以下、ＴＣＰ手法を用いて、ドライバーＩ
Ｃを実装し、電極間に、図２を用いて説明した最大３フ
レームの駆動電圧を印加した。この実施例５では、コン
トラストが概ね３：１の８色が表示ができた。

【００５９】

【実施例６】図７に示されるように、透明基板１０ａ
に、厚さ１．１ｍｍのガラスを用い、ＴＦＴ１２、図示
しないゲート電極および図示しない信号線を設け、厚さ
２μｍにＰＩを積層し、型押しにより表面をディンプル
加工したのち、アルミニウムを１００μｍを蒸着し、画
素電極をパターニングした。アルミニウム反射電極は、
ＴＦＴ１２のソース電極に接続した。

【００６０】次に、感光性ボリイミド６２を用いて、反
射電極上に、深さおよび１辺の長さがそれぞれ１０μｍ
の区分構造枠６４‥‥‥を作成した。次に、図２に示し
た電圧透過率曲線が与えられたイエローＧＨ液晶滴２０
Ｙと実質的に等しい特性が与えられたイエローＧＨ液晶
(マイクロカプセルとしての限定は不要) ６０Ｙ、同シ
アンＧＨ液晶６０Ｃおよび同マゼンタＧＨ液晶６０Ｍ
を、所定の周期でそれぞれの区分構造枠６４‥‥‥に１
種類ずつ注入した。

【００６１】この上に、ＩＴＯが５０μｍ厚にスパッタ
された厚さ１．１ｍｍの透明ガラス基板１０ｂを、ＩＴ
ＯとＰＶＡ樹脂層とが接するよう対向させて重ね合わせ
て、液晶層６０を形成した。

【００６２】以下、ＴＣＰ手法を用いて、ドライバーＩ
Ｃを実装し、電極間に、図２を用いて説明した最大３フ
レームの駆動電圧を印加した。この実施例６では、コン
トラストが概ね３：１の８色が表示ができた。なお、図
７においては、各液晶６０Ｙ，６０Ｃおよび６０Ｍをマ
イクロカプセルとするための工程およびコストが削減さ
れることはいうまでもない。

【００６３】図８は、図１，図６および図７に示した８
色単層カラー液晶表示装置の液晶層の配列の変形例を示
す概略図である。図８から明らかなように、液晶層Ｙ、
液晶層Ｃおよび液晶層Ｍは、それぞれ、下部透明基板１
０ａと上部透明基板１０ｂとの間で少なくとも１組の
Ｙ，Ｃ，Ｍの組が配列されるよう所定の角度で配列され
る。

【００６４】この場合、それぞれの液晶層Ｙ、液晶層Ｃ
および液晶層Ｍの厚さは、各液晶層に利用される液晶材
料と対応する液晶材料と組み合わせられる色素とにより
規定される透過率が実質的に等しくなるよう最適化され
る。また、下部透明基板１０ａと上部透明基板１０ｂと
の間に形成される液晶層の組数は、実質的に、整数倍に
設定される。

【００６５】図９は、図８に示した８色単層カラー液晶
表示装置の液晶層の配列の別の変形例を示す概略図であ
る。図９から明らかなように、液晶層Ｙ、液晶層Ｃおよ
び液晶層Ｍは、それぞれ、下部透明基板１０ａと上部透
明基板１０ｂとの間に、概ね平行かつ垂直に配列され
る。

【００６６】図９に示されるこの構造によれば、各液晶
層を区分する区分壁を製造するための工程が簡略化され
る。なお、各液晶層に下部透明基板１０ａの側から入射
する光は、各液晶層における散乱により、隣接する液晶
層までは進入可能であるから各液晶層単独により提供さ
れる３色 (イエロー＝Ｙ，シアン＝Ｃおよびマゼンタ＝
Ｍ) と、液晶層Ｙ、液晶層Ｃならびに液晶層Ｍの２層を
通過されることにより提供される３色 (レッド＝Ｒ，グ
リーン＝Ｇおよびブルー＝Ｂ) 、全ての液晶が透過であ
る場合の白＝Ｗおよび全ての液晶が吸収である場合の黒
＝Ｂｋからなる８色が表示される。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の液晶表
示装置は、ＧＨ液晶層、ＧＨ液晶滴、選択反射液晶層あ
るいは選択反射液晶滴において、色相とヒステリシス特
性を、任意に組み合わせることで、パネル構造と走査線
数を低減させることができる。これにより、製造方法が
簡単で、信頼性の高いカラー液晶表示装置を提供でき
る。また、歩留まりが向上されることから、製造コスト
が低減される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態が適用される単層カラー
液晶表示装置の構造を示す概略図。

【図２】図１に示した単層カラー液晶表示装置に適した
液晶材料に与えられる駆動電圧と透過率との間の特性を
示すグラフ。

【図３】図２に示した液晶材料に与えられる駆動電圧と
透過率との関係の変形例を示すグラフ。

【図４】図２に示した液晶材料に与えられる駆動電圧と
透過率との関係の変形例を示すグラフ。

【図５】図２に示した液晶材料に与えられる駆動電圧と
透過率との関係の変形例を示すグラフ。

【図６】図１に示した液晶表示装置の液晶層の配列の変
形例を示す概略図。

【図７】図１に示した液晶表示装置の液晶層の配列の別
の変形例を示す概略図。

【図８】図１に示した液晶表示装置の液晶層の配列のさ
らに別の変形例を示す概略図。

【図９】図１に示した液晶表示装置の液晶層の配列のま
たさらに別の変形例を示す概略図。

【符号の説明】

１０ …単層カラー液晶表示装置、１０ａ…絶縁基板、１０ｂ…絶縁基板、１２ …ＴＦＴ (薄膜トランジスタ) 、１４ …電極柱、１６ …ＩＴＯ膜 (画素電極) 、１８ …対向電極、２０ …液晶層、５０ …液晶層、６０ …液晶層、６４ …区分構造枠。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】それぞれ色相の異なる多色性色素を含有し
た複数種類の液晶層または液晶滴を有し、前記液晶層ま
たは液晶滴に印加される電圧の大きさに基づいて色相が
変化される表示装置において、前記液晶層または液晶滴の少なくとも１種類が、電気光
学特性にヒステリシスを有することを特徴とする表示装
置。
【請求項２】それぞれ選択反射波長が異なる複数種類の
液晶層または液晶滴を含み、前記液晶層または液晶滴に
電圧に印加される電圧の大きさに基づいて色相が変化さ
れる表示装置において、前記液晶層または液晶滴の少なくとも１種類が、電気光
学特性にヒステリシスを有することを特徴とする表示装
置。
【請求項３】前記液晶層または液晶滴は、しいき値電圧
またはヒステリシス特性の少なくとも一方が異なる複数
種類の液晶層あるいは液晶滴を含むことを特徴とする請
求項１または２の表示装置。
【請求項４】前記液晶層または液晶滴は、画像書き込み
期間および電圧のいづれかが複数の異なる期間を含むこ
とを特徴とする請求項１または２の表示装置の駆動方
法。
【請求項５】前記液晶層または液晶滴は、画像書き込み
期間が液晶の応答時間より長いことを特徴とする請求項
４の駆動方法。
【請求項６】前記液晶層または液晶滴は、所定時間、全
面同電圧が印加されることを特徴とする請求項１または
２の表示装置の駆動方法。
【請求項７】前記液晶層または液晶滴は、表示画面情報
と次画面情報から、次画面の各表示電極の電位が設定さ
れることを特徴とする請求項１または２の表示装置の駆
動方法。
【請求項８】前記液晶層または液晶滴は、表示画面情報
と次画面情報で表示が変化する表示電極のみ、駆動電圧
が変化されることを特徴とする請求項７の駆動方法。
【請求項９】前記液晶層または液晶滴は、イエロー、シ
アンおよびマゼンタの３色からなる液晶層または液晶滴
を含むことを特徴とする請求項１の表示装置。
【請求項１０】前記液晶層または液晶滴は、少なくとも
１つの液晶層または液晶滴のヒステリシスループが残り
の液晶層または液晶滴のヒステリシスループに包含され
ることを特徴とする請求項１の表示装置。
【請求項１１】前記液晶層または液晶滴は、少なくとも
１つの液晶層または液晶滴のヒステリシスループを包含
するヒステリシスループが与えられた液晶層または液晶
滴は、残りの液晶層または液晶滴のヒステリシスループ
に包含されることを特徴とする請求項１０の表示装置。
【請求項１２】前記液晶層または液晶滴は、レッド、グ
リーンおよびブルーの波長を選択反射する液晶層または
液晶滴を含むことを特徴とする請求項２の表示装置。
【請求項１３】前記液晶層または液晶滴は、少なくとも
１つの液晶層または液晶滴のヒステリシスループが残り
の液晶層または液晶滴のヒステリシスループに包含され
ることを特徴とする請求項１２の表示装置。
【請求項１４】前記液晶層または液晶滴は、少なくとも
１つの液晶層または液晶滴のヒステリシスループを包含
するヒステリシスループが与えられた液晶層または液晶
滴は、残りの液晶層または液晶滴のヒステリシスループ
に包含されることを特徴とする請求項１３の表示装置。
【請求項１５】第１のヒステリシス特性を有し、第１の
色を表示可能な第１の液晶部材と、この第１の液晶部材のヒステリシス特性を包含する第２
のヒステリシス特性を有し、第２の色を表示可能な第２
の液晶部材と、前記第１および第２の液晶部材のヒステリシス特性のそ
れぞれを包含する第３のヒステリシス特性を有し、第３
の色を表示可能な第３の液晶部材と、前記第１ないし第３の液晶部材のそれぞれに、予め決め
られた駆動電圧を独立に印加することで、前記第１ない
し第３の液晶部材のそれぞれに所定の色を表示させるこ
とを特徴とする表示装置。
【請求項１６】前記第１ないし第３の液晶部材は、第１
の液晶部材が吸収から透過に変わる駆動電圧をｄ、第２
の液晶部材が吸収から透過に変わる駆動電圧をｅ、第３
の液晶部材が吸収から透過に変わる駆動電圧をｆ、第１
の液晶部材が透過から吸収に変わる駆動電圧をｃ、第２
の液晶部材が透過から吸収に変わる駆動電圧をｂおよび
第３の液晶部材が透過から吸収に変わる駆動電圧をａ、
とするとき、ｄ＜ｅ＜ｆ、ａ＜ｂ＜ｃ、ｃ＜ｄが満足
されることを特徴とする請求項１５の表示装置。