JPH10206882A

JPH10206882A - 反射型カラー液晶表示装置

Info

Publication number: JPH10206882A
Application number: JP2724997A
Authority: JP
Inventors: Haruo Harada; 陽雄原田
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1997-01-27
Filing date: 1997-01-27
Publication date: 1998-08-07
Anticipated expiration: 2017-01-27
Also published as: JP3417450B2

Abstract

(57)【要約】【課題】反射型カラー液晶表示装置で、十分なコント
ラストが得られるだけでなく、視差が小さくなり、かつ
製造コストが低減するとともに、１画素内でホワイト、
ブラック、レッド、グリーン、ブルー、イエロー、マゼ
ンタ、シアンの８色すべてを表示できるようにする。【解決手段】基板１，２の一面に、それぞれ電極３，
４を形成し、電極３，４間に、それぞれ高分子６Ｒ，６
Ｇ，６Ｂ中にコレステリック液晶７Ｒ，７Ｇ，７Ｂを分
散させた選択反射層５Ｒ，５Ｇ，５Ｂを、選択反射層５
Ｒ，５Ｇは互いに界面が接するように、かつ選択反射層
５Ｇ，５Ｂ間にはグランド電極１１を形成して、積層す
る。選択反射層５Ｒ，５Ｇのコレステリック液晶７Ｒ，
７Ｇの、プレーナ相からフォーカルコニック相への変化
のしきい値電圧、およびフォーカルコニック相からホメ
オトロピック相への変化のしきい値電圧を、それぞれ互
いに異なる電圧とする。

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、反射型カラー液
晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】反射型液晶表示装置は、バックライトの
ような専用の光源を必要とせず、消費電力が少ないとと
もに、薄型軽量に構成できることから、小型情報機器や
携帯情報端末などの表示装置として注目されている。

【０００３】多色表示が可能な反射型液晶表示装置とし
ては、カラーフィルタを用いたものが知られている。し
かしながら、カラーフィルタを用いる場合には、光のロ
スを生じるので、バックライトを用いる透過型液晶表示
装置のように光量の増幅ができない反射型液晶表示装置
としては、十分なコントラストが得られない欠点があ
る。

【０００４】そこで、カラーフィルタを用いることなく
多色表示を可能にした反射型液晶表示装置が、いくつか
提案されている。

【０００５】例えば、特開平３−２０９４２５号には、
図１２に示すように、透明基板２１ａの一面に透明電極
２２ａを、透明基板２１ｂの一面および他面に透明電極
２３ａおよび２２ｂを、透明基板２１ｃの一面および他
面に透明電極２３ｂおよび２２ｃを、透明基板２１ｄの
一面に透明電極２３ｃを、それぞれ形成し、透明電極２
２ａ，２３ａ間、２２ｂ，２３ｂ間、および２２ｃ，２
３ｃ間に、それぞれ反射層２４ａ，２４ｂおよび２４ｃ
として、それぞれコレステリック液晶を高分子中に分散
させた、それぞれレッド、グリーンおよびブルーの色光
を選択反射する選択反射層を形成し、反射層２４ａ，２
４ｂおよび２４ｃを、それぞれ駆動回路２５ａ，２５ｂ
および２５ｃによって別個に駆動して、加法混色の原理
により任意の色を表示するものが示されている。

【０００６】また、特開平４−１７８６２３号には、図
１２の反射層２４ａ，２４ｂおよび２４ｃとして、それ
ぞれ屈折率の異なる２種の層が交互に積層され、少なく
とも一方の層は電圧により屈折率が変化する、それぞれ
レッド、グリーンおよびブルーの色光を反射する干渉フ
ィルタを形成し、外光の入射側と反対側の透明基板２１
ｄの裏面に黒色膜を形成し、反射層２４ａ，２４ｂおよ
び２４ｃを、それぞれ駆動回路２５ａ，２５ｂおよび２
５ｃによって別個に駆動して、加法混色の原理により任
意の色を表示するものが示されている。

【０００７】さらに、ＯｐｔｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅ
ｒｉｎｇ，２３（１９８４），ｐ２４７には、図１２の
反射層２４ａ，２４ｂおよび２４ｃとして、それぞれイ
エロー、シアンおよびマゼンタの二色性色素を含有させ
たゲストホストセルを用いることによって、多色表示を
実現することが示されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、カラー
フィルタを用いることなく多色表示を可能にした、図１
２に示して上述した反射型液晶表示装置は、駆動電極お
よび駆動回路が３色分必要となり、製造コストが高くな
るとともに、各色の反射層２４ａ，２４ｂ，２４ｃの間
に透明電極および透明基板を有し、各色の反射層２４
ａ，２４ｂ，２４ｃの間の間隔が大きくなるため、視差
が大きくなる欠点がある。

【０００９】そこで、発明者は先に、多色表示が可能な
反射型液晶表示装置で、十分なコントラストが得られる
とともに、視差が小さくなり、かつ製造コストが低減す
るものを発明し、特願平８−３５３６８４号（平成８年
１２月１７日、出願）によって提案した。

【００１０】この先願の発明では、図９に示すように、
基板１，２の一面に、それぞれ電極３，４を形成し、電
極３，４間に、例えば、それぞれレッド、グリーン、ブ
ルーの色光を選択反射する、正の誘電異方性を有するコ
レステリック液晶７Ｒ，７Ｇ，７Ｂを高分子６Ｒ，６
Ｇ，６Ｂ中に分散させた選択反射層５Ｒ，５Ｇ，５Ｂを
積層するとともに、後述するように、それぞれの選択反
射層５Ｒ，５Ｇ，５Ｂのコレステリック液晶７Ｒ，７
Ｇ，７Ｂの相変化しきい値電圧を互いに異ならせる。

【００１１】電極３，４は、駆動回路８に接続するとと
もに、例えば、基板１，２は、ともに透明基板とし、電
極３，４は、ともに透明電極とする。また、外光の入射
側と反対側の基板２には、その裏面に、選択反射層５
Ｒ，５Ｇおよび５Ｂを透過した可視光成分を吸収するた
めの黒色膜９を形成する。

【００１２】液晶分子が螺旋構造を有する、正の誘電異
方性を有するコレステリック液晶は、螺旋軸に平行に入
射した光を右旋光と左旋光に分離して、螺旋の捩じれ方
向に一致する円偏光成分を反射し、残りの円偏光成分を
透過させる選択反射を生じる。そして、螺旋ピッチを
ｐ、螺旋軸に直交する平面内の平均屈折率をｎ、複屈折
率をΔｎとすると、反射中心波長λおよび反射波長幅Δ
λは、それぞれλ＝ｎ・ｐおよびΔλ＝Δｎ・ｐで表さ
れ、コレステリック液晶による反射光は螺旋ピッチｐに
依存した鮮やかな色を呈する。

【００１３】図６に示すように、電極３，４間に装填さ
れた正の誘電異方性を有するコレステリック液晶７は、
電極３，４間に印加される電界の増加に伴って、同図
（Ａ）のように螺旋軸がセル表面に垂直となって選択反
射を生じるプレーナ相、同図（Ｂ）のように螺旋軸がラ
ンダムな方向を向くフォーカルコニック相、および同図
（Ｃ）のように螺旋構造がほどけて液晶ダイレクタが電
界方向を向くホメオトロピック相、の３つの状態を示
す。そして、界面でのアンカリング効果がないときに
は、自由エネルギ最小のプレーナ相が無電界での基底状
態となる。

【００１４】しかしながら、選択反射層５Ｒ，５Ｇ，５
Ｂのようにコレステリック液晶７Ｒ，７Ｇ，７Ｂが高分
子６Ｒ，６Ｇ，６Ｂ中に分散された高分子分散コレステ
リック液晶（ＰＤＣＬＣ：ＰｏｌｙｍｅｒＤｉｓｐｅ
ｒｓｅｄＣｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃＬｉｑｕｉｄＣ
ｒｙｓｔａｌ）では、高分子界面との相互作用によっ
て、熱揺動によるフォーカルコニック相からプレーナ相
への相転移を生じず、これら２つの状態が無電界で安定
に存在する。

【００１５】すなわち、正の誘電異方性を有する高分子
分散コレステリック液晶からなる選択反射層５Ｒ，５
Ｇ，５Ｂは、それぞれ、パルス印加中は、上記のように
電圧の増加に伴って、プレーナ相からフォーカルコニッ
ク相に変化し、フォーカルコニック相からホメオトロピ
ック相に変化するが、電圧除去後は、図７に印加パルス
の電圧値とパルス印加後の反射率との関係を示すよう
に、ホメオトロピック相がプレーナ相に変化し、上記の
メモリ効果によってプレーナ相とフォーカルコニック相
のいずれかが保持される。

【００１６】したがって、それぞれの選択反射層５Ｒ，
５Ｇ，５Ｂの、プレーナ相からフォーカルコニック相へ
の変化のしきい値電圧をＶｔｈ１、フォーカルコニック
相からホメオトロピック相への変化のしきい値電圧をＶ
ｔｈ２とすると、それぞれの選択反射層５Ｒ，５Ｇ，５
Ｂは、電圧除去後は、除去前の電圧がＶｔｈ２以上のと
きにはプレーナ相による選択反射状態となり、Ｖｔｈ１
とＶｔｈ２の間のときにはフォーカルコニック相による
透過状態となり、Ｖｔｈ１以下のときには電圧印加前の
状態を継続した状態、すなわちプレーナ相による選択反
射状態またはフォーカルコニック相による透過状態とな
る。

【００１７】先願の発明では、この高分子分散コレステ
リック液晶の双安定現象を利用して、それぞれの選択反
射層５Ｒ，５Ｇ，５Ｂにつき、図８（Ａ）に示すような
プレーナ相による選択反射状態と、同図（Ｂ）に示すよ
うな後方散乱の小さいフォーカルコニック相による透過
状態とを、スイッチングすることによって、表示を行
う。

【００１８】しかも、図１０に印加パルスの電圧値とパ
ルス印加後の反射率との関係で示すように、それぞれの
選択反射層５Ｒ，５Ｇ，５Ｂのコレステリック液晶７
Ｒ，７Ｇ，７Ｂの相変化しきい値電圧Ｖｔｈ１およびＶ
ｔｈ２を、それぞれ互いに異なる電圧Ｖｒ１，Ｖｇ１，
Ｖｂ１およびＶｒ２，Ｖｇ２，Ｖｂ２とする。図１０の
例は、Ｖｒ１＜Ｖｇ１＜Ｖｂ１およびＶｒ２＜Ｖｇ２＜
Ｖｂ２とした場合である。

【００１９】そして、電極３，４間には、駆動信号とし
て、図３に示すように、それぞれ例えば１ｋＨｚのパル
ス電圧のリフレッシュ期間およびセレクト期間と、その
後の無電圧の表示期間で構成される信号を印加するとと
もに、その駆動信号のリフレッシュ電圧Ｖｒおよびセレ
クト電圧Ｖｓを、Ｖｒ＞Ｖｓの関係をもって、入力デー
タに基づいて、図１０に示す７段階の電圧Ｖａ〜Ｖｇの
間で変化させる。

【００２０】図１１は、この場合のリフレッシュ電圧Ｖ
ｒとセレクト電圧Ｖｓの組み合わせによる、それぞれの
選択反射層５Ｒ，５Ｇ，５Ｂの相変化の様子を示したも
ので、「０？？」「００？」「０００」「１００」など
の数値の最上位（左側）は選択反射層５Ｒの、中位（中
央）は選択反射層５Ｇの、最下位（右側）は選択反射層
５Ｂの、それぞれ相状態を示し、「１」はプレーナ相に
よる選択反射状態、「０」はフォーカルコニック相によ
る透過状態、「？」は駆動信号の印加前の状態に依存す
る未確定状態、をそれぞれ示す。ただし、有意であるＶ
ｒ＞Ｖｓの場合のみを示している。

【００２１】これから明らかなように、電極３，４間に
Ｖｇ→Ｖａ→０Ｖの順で変化する駆動信号を印加すると
きには、選択反射層５Ｒ，５Ｇ，５Ｂがすべて選択反射
状態となって、白色が表示され、Ｖｇ→Ｖｄ→０Ｖの順
で変化する駆動信号を印加するときには、選択反射層５
Ｒ，５Ｇ，５Ｂがすべて透過状態となって、選択反射層
５Ｒ，５Ｇおよび５Ｂを透過した光が黒色膜９に吸収さ
れ、黒色が表示される。

【００２２】また、Ｖｇ→Ｖｅ→０Ｖの順で変化する駆
動信号を印加するときには、選択反射層５Ｒのみが選択
反射状態となって、レッドが表示され、Ｖｆ→Ｖｂ→０
Ｖの順で変化する駆動信号を印加するときには、選択反
射層５Ｇのみが選択反射状態となって、グリーンが表示
され、Ｖｇ→Ｖｃ→０Ｖの順で変化する駆動信号を印加
するときには、選択反射層５Ｂのみが選択反射状態とな
って、ブルーが表示される。

【００２３】さらに、Ｖｇ→Ｖｆ→０Ｖの順で変化する
駆動信号を印加するときには、選択反射層５Ｒおよび５
Ｇが選択反射状態となって、イエローが表示され、Ｖｇ
→Ｖｂ→０Ｖの順で変化する駆動信号を印加するときに
は、選択反射層５Ｇおよび５Ｂが選択反射状態となっ
て、シアンが表示される。

【００２４】したがって、１画素内でホワイト、ブラッ
ク、レッド、グリーン、ブルー、イエロー、シアンの７
色を表示することができ、多色表示が可能となる。

【００２５】そして、コレステリック液晶７Ｒ，７Ｇ，
７Ｂによる選択反射の反射率は原理的に５０％となるの
で、コントラストが高くなる。しかも、選択反射層５
Ｒ，５Ｇ，５Ｂは、間に透明電極および透明基板を介す
ることなく直接積層され、駆動電極および駆動回路を共
通とするので、視差が小さくなるとともに、製造コスト
が低減する。

【００２６】なお、上記の例は、２層の選択反射層から
の反射光の加法混色により表示される色がイエローおよ
びシアンとなる場合であるが、それぞれのコレステリッ
ク液晶７Ｒ，７Ｇ，７Ｂの相変化しきい値電圧Ｖｒ１，
Ｖｇ１，Ｖｂ１およびＶｒ２，Ｖｇ２，Ｖｂ２の大小関
係を上記の例とは変えることによって、２層の選択反射
層からの反射光の加法混色により表示される色をシアン
およびマゼンタ、またはマゼンタおよびイエローとする
ことができる。

【００２７】しかしながら、この先願の発明の反射型カ
ラー液晶表示装置では、上記のように１画素内ではホワ
イト、ブラック、レッド、グリーン、ブルー、イエロ
ー、マゼンタ、シアンの８色のうちのイエロー、マゼン
タまたはシアンを除く７色しか表示することができな
い。

【００２８】そこで、この発明は、十分なコントラスト
が得られることは勿論、視差が小さくなり、かつ製造コ
ストが低減するとともに、１画素内でホワイト、ブラッ
ク、レッド、グリーン、ブルー、イエロー、マゼンタ、
シアンの８色すべてを表示することができるようにした
ものである。

【００２９】

【課題を解決するための手段】この発明では、それぞれ
電極を有し、少なくとも一方が透明の一対の基板間に、
それぞれ可視光中の互いに異なる波長の光を選択反射す
るコレステリック液晶が高分子中に分散された３つ以上
の選択反射層を、そのうちの２つ以上の選択反射層と他
の選択反射層との間にグランド電極を介在させた状態で
積層し、前記グランド電極の片側の、互いに界面が接す
る選択反射層の間で、それぞれのコレステリック液晶の
相変化しきい値電圧を異ならせる。

【００３０】この場合、前記３つ以上の選択反射層は、
それぞれ螺旋方向が互いに逆方向の２種類のコレステリ
ック液晶で構成することができる。

【００３１】

【作用】上記のように構成した、この発明の反射型カラ
ー液晶表示装置においては、一方の基板上の電極とグラ
ンド電極との間に、それぞれのコレステリック液晶の相
変化しきい値電圧が異なる第１反射層および第２反射層
を形成し、他方の基板上の電極とグランド電極との間
に、第３反射層を形成する代表的な場合について示す
と、一方の基板上の電極とグランド電極との間に印加す
る電圧に応じて、第１反射層および第２反射層のうちの
任意の一方もしくは双方を選択反射状態とし、または双
方を透過状態とすることができるとともに、これとは独
立に、他方の基板上の電極とグランド電極との間に印加
する電圧に応じて、第３反射層を選択反射状態または透
過状態とすることができる。

【００３２】したがって、３層の選択反射層のうちの１
層をレッドの色光を選択反射するものとし、残りの２層
のうちの１層をグリーンの色光を選択反射するものと
し、残りの１層をブルーの色光を選択反射するものとす
ることによって、一方の基板上の電極とグランド電極と
の間に印加する電圧、および他方の基板上の電極とグラ
ンド電極との間に印加する電圧に応じて、（１）３層の
選択反射層がすべて選択反射状態となって、白色が表示
される状態、（２）３層の選択反射層がすべて透過状態
となり、３層の選択反射層を透過した光が外光の入射側
と反対側に設けられた黒色膜に吸収されて、黒色が表示
される状態、（３）３層の選択反射層のうちのいずれか
１層のみが選択反射状態となって、レッド、グリーンま
たはブルーが表示される状態、（４）３層の選択反射層
のうちのいずれか２層が選択反射状態となって、イエロ
ー、マゼンタまたはシアンが表示される状態、とを取り
得るようになり、１画素内でホワイト、ブラック、レッ
ド、グリーン、ブルー、イエロー、マゼンタ、シアンの
８色すべてを表示することができる。

【００３３】また、３層の選択反射層は、そのうちの２
層と他の１層との間にグランド電極を介するだけで、透
明基板および他の透明電極を介することなく積層される
ので、視差が小さくなるとともに、３層の選択反射層の
間にはグランド電極のみを形成すればよく、駆動回路も
２つでよいので、製造コストが低減する。

【００３４】さらに、コレステリック液晶による選択反
射の反射率は原理的に５０％となるので、コントラスト
が高くなる。特に、３層の選択反射層を、それぞれ螺旋
方向が互いに逆方向の２種類のコレステリック液晶で構
成する場合には、原理的に選択反射の反射率が１００％
となり、コントラストが非常に高くなる。

【００３５】

【発明の実施の形態】図１は、この発明の反射型カラー
液晶表示装置の一実施形態を示す。この実施形態では、
基板１，２の一面に、それぞれアドレス電極３，４を形
成し、アドレス電極３，４間に、それぞれ高分子６Ｒ，
６Ｇ，６Ｂ中にコレステリック液晶７Ｒ，７Ｇ，７Ｂを
分散させた高分子分散コレステリック液晶（ＰＤＣＬ
Ｃ）構造の選択反射層５Ｒ，５Ｇ，５Ｂを、選択反射層
５Ｒ，５Ｇは互いに界面が接するように、かつ選択反射
層５Ｇ，５Ｂ間にはグランド電極１１を形成して、積層
する。

【００３６】アドレス電極３およびグランド電極１１を
駆動回路８ａに接続し、アドレス電極４およびグランド
電極１１を駆動回路８ｂに接続する。

【００３７】基板１，２は、ガラスやプラスチックなど
の透明な絶縁材料により形成し、アドレス電極３，４お
よびグランド電極１１は、ＩＴＯなどの透明な導電材料
により形成する。具体的に、基板１，２およびアドレス
電極３，４としては、ＩＴＯ電極付きガラス基板、例え
ばコーニング社製７０５９を用いることができ、グラン
ド電極１１は、スパッタ法により形成することができ
る。

【００３８】外光の入射側と反対側の基板２には、その
裏面に、選択反射層５Ｒ，５Ｇおよび５Ｂを透過した可
視光成分を吸収するための黒色膜９を形成する。具体的
には、ブラック樹脂、例えば日本化薬社製ＢＫＲ−１０
５を塗布する。

【００３９】選択反射層５Ｒ，５Ｇ，５Ｂは、例えば、
ＰＩＰＳ（ＰｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎＩｎｄｕｃ
ｅｄＰｈａｓｅＳｅｐａｒａｔｉｏｎ）法によって
形成する。

【００４０】すなわち、重合後に液晶とほぼ同一の屈折
率が得られる光重合高分子前駆体、例えばノーランド社
製ＮＯＡ６５を、コレステリック液晶７Ｂに添加して、
アドレス電極４が形成された基板２上に塗布する。これ
に、例えば１０ｍＷ／ｃｍ^２の強度の紫外光を照射する
ことによって、光重合反応による高分子６Ｂの骨格を形
成し、コレステリック液晶７Ｂが微小液滴として分散さ
れた選択反射層５Ｂを得る。

【００４１】この選択反射層５Ｂ上にグランド電極１１
を形成した後、同様の方法でグランド電極１１上に選択
反射層５Ｇを形成し、さらに選択反射層５Ｇ上に選択反
射層５Ｒとなる材料を塗布し、アドレス電極３が形成さ
れた基板１を重ね合わせた状態で紫外光により重合する
ことによって選択反射層５Ｒを形成する。

【００４２】コレステリック液晶７Ｒ，７Ｇ，７Ｂは、
それぞれ、正の誘電異方性を有するネマチック液晶に、
カイラル剤と呼ばれる末端基として、光学活性の２−メ
チルブチル基、２−メチルブトキシ基、または４−メチ
ルヘキシル基などが結合された液晶を添加することによ
って、得ることができる。それぞれの螺旋ピッチｐｂ，
ｐｇ，ｐｒは、カイラル剤の添加量によって決まる。

【００４３】一例として、コレステリック液晶７Ｂ，７
Ｇ，７Ｒとして、シアノビフェニル系ネマチック液晶、
例えばメルク社製Ｅ８に、右旋性カイラル剤、例えばメ
ルク社製ＣＢ１５を、それぞれ重量比で５０％、４２
％、３３％添加することによって、選択反射層７Ｂの選
択反射の中心波長λｂは、ブルー領域を含む３８０〜５
３０ｎｍの範囲となり、選択反射層７Ｇの選択反射の中
心波長λｇは、グリーン領域を含む４８０〜６３０ｎｍ
の範囲となり、選択反射層７Ｒの選択反射の中心波長λ
ｒは、レッド領域を含む５７０〜７８０ｎｍの範囲とな
るように、それぞれの螺旋ピッチｐｂ，ｐｇ，ｐｒを調
整する。

【００４４】図６に示して上述したように、電極３，４
間に装填された正の誘電異方性を有するコレステリック
液晶７は、電極３，４間に印加される電界の増加に伴っ
て、同図（Ａ）のように螺旋軸がセル表面に垂直となっ
て選択反射を生じるプレーナ相、同図（Ｂ）のように螺
旋軸がランダムな方向を向くフォーカルコニック相、お
よび同図（Ｃ）のように螺旋構造がほどけて液晶ダイレ
クタが電界方向を向くホメオトロピック相、の３つの状
態を示す。そして、界面でのアンカリング効果がないと
きには、自由エネルギ最小のプレーナ相が無電界での基
底状態となる。

【００４５】しかしながら、選択反射層５Ｒ，５Ｇ，５
Ｂのようにコレステリック液晶７Ｒ，７Ｇ，７Ｂが高分
子６Ｒ，６Ｇ，６Ｂ中に分散された高分子分散コレステ
リック液晶では、高分子界面との相互作用によって、熱
揺動によるフォーカルコニック相からプレーナ相への相
転移を生じず、これら２つの状態が無電界で安定に存在
する。

【００４６】すなわち、正の誘電異方性を有する高分子
分散コレステリック液晶からなる選択反射層５Ｒ，５
Ｇ，５Ｂは、それぞれ、パルス印加中は、上記のように
電圧の増加に伴って、プレーナ相からフォーカルコニッ
ク相に変化し、フォーカルコニック相からホメオトロピ
ック相に変化するが、電圧除去後は、図７に印加パルス
の電圧値とパルス印加後の反射率との関係を示したよう
に、ホメオトロピック相がプレーナ相に変化し、上記の
メモリ効果によってプレーナ相とフォーカルコニック相
のいずれかが保持される。

【００４７】したがって、それぞれの選択反射層５Ｒ，
５Ｇ，５Ｂの、プレーナ相からフォーカルコニック相へ
の変化のしきい値電圧をＶｔｈ１、フォーカルコニック
相からホメオトロピック相への変化のしきい値電圧をＶ
ｔｈ２とすると、それぞれの選択反射層５Ｒ，５Ｇ，５
Ｂは、電圧除去後は、除去前の電圧がＶｔｈ２以上のと
きにはプレーナ相による選択反射状態となり、Ｖｔｈ１
とＶｔｈ２の間のときにはフォーカルコニック相による
透過状態となり、Ｖｔｈ１以下のときには電圧印加前の
状態を継続した状態、すなわちプレーナ相による選択反
射状態またはフォーカルコニック相による透過状態とな
る。

【００４８】図１の実施形態の反射型カラー液晶表示装
置では、この高分子分散コレステリック液晶の双安定現
象を利用して、それぞれの選択反射層５Ｒ，５Ｇ，５Ｂ
につき、図８（Ａ）に示したようなプレーナ相による選
択反射状態と、同図（Ｂ）に示したような後方散乱の小
さいフォーカルコニック相による透過状態とを、スイッ
チングすることによって、表示を行う。

【００４９】しかも、図２（Ｂ）に印加パルスの電圧値
とパルス印加後の反射率との関係で示すように、互いに
界面が接する選択反射層５Ｒ，５Ｇのコレステリック液
晶７Ｒ，７Ｇの相変化しきい値電圧Ｖｔｈ１およびＶｔ
ｈ２を、それぞれ互いに異なる電圧Ｖｒ１，Ｖｇ１およ
びＶｒ２，Ｖｇ２とする。図２（Ｂ）の例は、Ｖｒ１＜
Ｖｇ１およびＶｒ２＜Ｖｇ２とした場合である。

【００５０】選択反射層５Ｂのコレステリック液晶７Ｂ
の相変化しきい値電圧Ｖｔｈ１およびＶｔｈ２は、図２
（Ａ）に印加パルスの電圧値とパルス印加後の反射率と
の関係で示すように、上記のしきい値電圧Ｖｒ１，Ｖｇ
１およびＶｒ２，Ｖｇ２とは別に、それぞれある電圧Ｖ
ｂ１およびＶｂ２とする。ただし、図２（Ａ）の例は、
後述する螺旋ピッチｐｒ，ｐｇ，ｐｂの関係から、Ｖｂ
１＞Ｖｇ１およびＶｂ２＞Ｖｇ２とした場合である。

【００５１】コレステリック液晶の誘電異方性をΔε、
ツイスト弾性率をＫ２２、ベンド弾性率をＫ３３とする
と、しきい値電圧Ｖｔｈ１は、ｐ^−１，Δε^−１／２，
Ｋ２２およびＫ３３^−１／２の関数で表され、しきい値
電圧Ｖｔｈ２は、ｐ^−１，Δε^−１／２およびＫ２２
^１／２の関数で表される。

【００５２】したがって、上述したように、コレステリ
ック液晶７Ｒ，７Ｇ，７Ｂの螺旋ピッチｐｒ，ｐｇ，ｐ
ｂを、ｐｒ＞ｐｇ＞ｐｂの関係として、コレステリック
液晶７Ｒ，７Ｇ，７Ｂの反射中心波長λｒ，λｇ，λｂ
を、λｒ＞λｇ＞λｂの関係とするとともに、コレステ
リック液晶７Ｒ，７Ｇ，７Ｂを、同一のネマチック液晶
によって形成する場合、螺旋ピッチｐｒ，ｐｇに依存し
て、Ｖｒ１＜Ｖｇ１およびＶｒ２＜Ｖｇ２とすることが
できる。

【００５３】ただし、より大きな駆動マージンを得るた
めには、それぞれのコレステリック液晶７Ｒ，７Ｇ，７
Ｂを、誘電異方性Δεまたはツイスト弾性率Ｋ２２もし
くはベンド弾性率Ｋ３３が異なるネマチック液晶によっ
て形成することが望ましい。

【００５４】そして、駆動回路８ｂによってアドレス電
極４とグランド電極１１との間に、および駆動回路８ａ
によってアドレス電極３とグランド電極１１との間に、
それぞれ駆動信号として、図３に示すように、それぞれ
例えば１ｋＨｚのパルス電圧のリフレッシュ期間および
セレクト期間と、その後の無電圧の表示期間で構成され
る信号を印加する。

【００５５】しかも、アドレス電極４とグランド電極１
１との間に印加する駆動信号は、リフレッシュ電圧Ｖｒ
およびセレクト電圧Ｖｓを、Ｖｒ＞Ｖｓの関係をもっ
て、入力データに基づいて、図２（Ａ）に示す３段階の
電圧Ｖａ〜Ｖｃの間で変化させるとともに、アドレス電
極３とグランド電極１１との間に印加する駆動信号は、
リフレッシュ電圧Ｖｒおよびセレクト電圧Ｖｓを、Ｖｒ
＞Ｖｓの関係をもって、入力データに基づいて、図２
（Ｂ）に示す５段階の電圧Ｖｄ〜Ｖｈの間で変化させ
る。

【００５６】図４（Ａ）は、この場合のリフレッシュ電
圧Ｖｒとセレクト電圧Ｖｓの組み合わせによる、選択反
射層５Ｂの相変化の様子を示したもので、「１」はプレ
ーナ相による選択反射状態、「０」はフォーカルコニッ
ク相による透過状態、をそれぞれ示す。ただし、有意で
あるＶｒ＞Ｖｓの場合のみを示している。

【００５７】また、図４（Ｂ）は、この場合のリフレッ
シュ電圧Ｖｒとセレクト電圧Ｖｓの組み合わせによる、
選択反射層５Ｒ，５Ｇの相変化の様子を示したもので、
「０？」「００」「１０」「１１」などの数値の上位
（左側）は選択反射層５Ｒの、下位（右側）は選択反射
層５Ｇの、それぞれ相状態を示し、「１」はプレーナ相
による選択反射状態、「０」はフォーカルコニック相に
よる透過状態、「？」は駆動信号の印加前の状態に依存
する未確定状態、をそれぞれ示す。ただし、有意である
Ｖｒ＞Ｖｓの場合のみを示している。

【００５８】これから明らかなように、例えば、電極
４，１１間にＶｃ→Ｖｂ→０Ｖの順で変化する駆動信号
を印加し、電極３，１１間にＶｈ→Ｖｆ→０Ｖの順で変
化する駆動信号を印加するときには、選択反射層５Ｒ，
５Ｇ，５Ｂがすべて透過状態となって、選択反射層５
Ｒ，５Ｇおよび５Ｂを透過した光が黒色膜９に吸収さ
れ、黒色が表示される。

【００５９】電極４，１１間にＶｃ→Ｖａ→０Ｖの順で
変化する駆動信号を印加し、電極３，１１間にＶｈ→Ｖ
ｄ→０Ｖの順で変化する駆動信号を印加するときには、
選択反射層５Ｒ，５Ｇ，５Ｂがすべて選択反射状態とな
って、白色が表示される。

【００６０】また、電極４，１１間にＶｃ→Ｖｂ→０Ｖ
の順で変化する駆動信号を印加し、電極３，１１間にＶ
ｈ→Ｖｇ→０Ｖの順で変化する駆動信号を印加するとき
には、選択反射層５Ｒのみが選択反射状態となって、レ
ッドが表示される。

【００６１】電極４，１１間にＶｃ→Ｖｂ→０Ｖの順で
変化する駆動信号を印加し、電極３，１１間にＶｈ→Ｖ
ｅ→０Ｖの順で変化する駆動信号を印加するときには、
選択反射層５Ｇのみが選択反射状態となって、グリーン
が表示される。

【００６２】電極４，１１間にＶｃ→Ｖａ→０Ｖの順で
変化する駆動信号を印加し、電極３，１１間にＶｈ→Ｖ
ｆ→０Ｖの順で変化する駆動信号を印加するときには、
選択反射層５Ｂのみが選択反射状態となって、ブルーが
表示される。

【００６３】さらに、電極４，１１間にＶｃ→Ｖｂ→０
Ｖの順で変化する駆動信号を印加し、電極３，１１間に
Ｖｈ→Ｖｄ→０Ｖの順で変化する駆動信号を印加すると
きには、選択反射層５Ｒおよび５Ｇが選択反射状態とな
って、イエローが表示される。

【００６４】電極４，１１間にＶｃ→Ｖａ→０Ｖの順で
変化する駆動信号を印加し、電極３，１１間にＶｈ→Ｖ
ｇ→０Ｖの順で変化する駆動信号を印加するときには、
選択反射層５Ｂおよび５Ｒが選択反射状態となって、マ
ゼンタが表示される。

【００６５】電極４，１１間にＶｃ→Ｖａ→０Ｖの順で
変化する駆動信号を印加し、電極３，１１間にＶｈ→Ｖ
ｅ→０Ｖの順で変化する駆動信号を印加するときには、
選択反射層５Ｂおよび５Ｇが選択反射状態となって、シ
アンが表示される。

【００６６】したがって、１画素内でホワイト、ブラッ
ク、レッド、グリーン、ブルー、イエロー、マゼンタ、
シアンの８色すべてを表示することができる。

【００６７】そして、コレステリック液晶７Ｒ，７Ｇ，
７Ｂによる選択反射の反射率は原理的に５０％となるの
で、コントラストが高くなる。しかも、選択反射層５
Ｒ，５Ｇ，５Ｂは、選択反射層５Ｇと選択反射層５Ｂと
の間にグランド電極１１を介するだけで、透明基板およ
び他の透明電極を介することなく積層されるので、視差
が小さくなるとともに、選択反射層５Ｒ，５Ｇ，５Ｂの
間にはグランド電極１１のみを形成すればよく、駆動回
路も２つでよいので、製造コストが低減する。

【００６８】図５は、この発明の反射型カラー液晶表示
装置の他の実施形態を示し、図１の実施形態に示した選
択反射層５Ｒ，５Ｇ，５Ｂを、それぞれ、右旋性カイラ
ル剤の添加によって螺旋方向が右方向とされたコレステ
リック液晶７Ｒａ，７Ｇａ，７Ｂａが高分子中に分散さ
れた上部反射層５Ｒａ，５Ｇａ，５Ｂａと、左旋性カイ
ラル剤の添加によって螺旋方向が左方向とされたコレス
テリック液晶７Ｒｂ，７Ｇｂ，７Ｂｂが高分子中に分散
された下部反射層５Ｒｂ，５Ｇｂ，５Ｂｂとの２層構造
とした場合である。

【００６９】上述したように、正の誘電異方性を有する
コレステリック液晶は、その螺旋ピッチによって決まる
波長の光のうちの、螺旋方向と同一方向の円偏光のみを
反射し、したがって図１の実施形態の反射型カラー液晶
表示装置では、原理的に選択反射の反射率が５０％とな
る。

【００７０】これに対して、図５の実施形態の反射型カ
ラー液晶表示装置では、それぞれの選択反射層５Ｒ，５
Ｇ，５Ｂは、螺旋方向が右方向のコレステリック液晶７
Ｒａ，７Ｇａ，７Ｂａと、螺旋方向が左方向のコレステ
リック液晶７Ｒｂ，７Ｇｂ，７Ｂｂとを有するので、選
択反射の反射率が原理的に１００％となり、コントラス
トが非常に高くなる。

【００７１】なお、上部反射層５Ｒａ，５Ｇａ，５Ｂａ
のコレステリック液晶７Ｒａ，７Ｇａ，７Ｂａの螺旋方
向を左方向とし、下部反射層５Ｒｂ，５Ｇｂ，５Ｂｂの
コレステリック液晶７Ｒｂ，７Ｇｂ，７Ｂｂの螺旋方向
を右方向としてもよい。

【００７２】図１および図５の実施形態は、それぞれ
赤、緑の色光を選択反射する選択反射層５Ｒ，５Ｇを、
外光入射側のアドレス電極３とグランド電極１１との間
に形成し、青の色光を選択反射する選択反射層５Ｂを、
グランド電極１１と他方のアドレス電極４との間に形成
する場合であるが、３層の選択反射層のうちのいずれの
２層を、外光入射側のアドレス電極３とグランド電極１
１との間に形成してもよい。

【００７３】また、３層の選択反射層のうちのいずれか
２層を、外光入射側と反対側のアドレス電極４とグラン
ド電極１１との間に形成し、残りの１層を、グランド電
極１１と外光入射側のアドレス電極３との間に形成して
もよい。

【００７４】

【発明の効果】上述したように、この発明によれば、十
分なコントラストが得られることは勿論、視差が小さく
なり、かつ製造コストが低減するとともに、１画素内で
ホワイト、ブラック、レッド、グリーン、ブルー、イエ
ロー、マゼンタ、シアンの８色すべてを表示することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の反射型カラー液晶表示装置の一実施
形態を示す図である。

【図２】図１の反射型カラー液晶表示装置における各選
択反射層のコレステリック液晶の相変化しきい値電圧の
関係の一例を示す図である。

【図３】図１の反射型カラー液晶表示装置の電極間に印
加する駆動信号の態様の一例を示す図である。

【図４】図１の反射型カラー液晶表示装置におけるリフ
レッシュ電圧とセレクト電圧の組み合わせによる各選択
反射層の相変化の様子の一例を示す図である。

【図５】この発明の反射型カラー液晶表示装置の他の実
施形態を示す図である。

【図６】正の誘電異方性を有するコレステリック液晶の
相変化を示す図である。

【図７】正の誘電異方性を有するコレステリック液晶の
スイッチング動作を示す図である。

【図８】図１または図５の反射型カラー液晶表示装置の
各選択反射層の双安定状態を示す図である。

【図９】先願の発明の反射型カラー液晶表示装置の一実
施形態を示す図である。

【図１０】図９の反射型カラー液晶表示装置における各
選択反射層のコレステリック液晶の相変化しきい値電圧
の関係の一例を示す図である。

【図１１】図９の反射型カラー液晶表示装置におけるリ
フレッシュ電圧とセレクト電圧の組み合わせによる各選
択反射層の相変化の様子の一例を示す図である。

【図１２】従来の反射型カラー液晶表示装置の一例を示
す図である。

【符号の説明】

１，２基板３，４アドレス電極５Ｒ，５Ｇ，５Ｂ選択反射層６Ｒ，６Ｇ，６Ｂ高分子７Ｒ，７Ｇ，７Ｂコレステリック液晶８ａ，８ｂ駆動回路９黒色膜１１グランド電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】それぞれ電極を有し、少なくとも一方が透
明の一対の基板間に、それぞれ可視光中の互いに異なる
波長の光を選択反射するコレステリック液晶が高分子中
に分散された３つ以上の選択反射層が、そのうちの２つ
以上の選択反射層と他の選択反射層との間にグランド電
極が介在した状態で積層され、前記グランド電極の片側の、互いに界面が接する選択反
射層の間で、それぞれのコレステリック液晶の相変化し
きい値電圧が変えられた、ことを特徴とする反射型カラ
ー液晶表示装置。
【請求項２】請求項１の反射型カラー液晶表示装置にお
いて、前記３つ以上の選択反射層は、それぞれ、螺旋方向が互
いに逆方向の２種類のコレステリック液晶で構成された
ことを特徴とする反射型カラー液晶表示装置。