JPH10221710A - Reflection type color display device - Google Patents

Reflection type color display device

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Publication number
JPH10221710A
JPH10221710A JP9032938A JP3293897A JPH10221710A JP H10221710 A JPH10221710 A JP H10221710A JP 9032938 A JP9032938 A JP 9032938A JP 3293897 A JP3293897 A JP 3293897A JP H10221710 A JPH10221710 A JP H10221710A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
light
light control
dimming
display device
Prior art date
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Pending
Application number
JP9032938A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Taketo Hikiji
丈人 曳地
Shigeru Yamamoto
滋 山本
Shimizu Sagawa
清水 佐川
Sadaichi Suzuki
貞一 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Xerox Co Ltd filed Critical Fuji Xerox Co Ltd
Priority to JP9032938A priority Critical patent/JPH10221710A/en
Publication of JPH10221710A publication Critical patent/JPH10221710A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Liquid Crystal (AREA)
  • Optical Filters (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a multi-color displayable reflection type color display device capable of obtaining a high brightness display, remarkably improving particularly white display brightness, improving visibility and facilitating drive and manufacture of the device. SOLUTION: Light control elements 10G, 10R, 10B are laminated successively from an external light incident side. Respective light control elements 10G, 10R, 10B form transparent pixel electrodes 21, 22, and are constituted so that light control layers 23M, 23C, 23Y consisting of a chiral nematic liquid crystal containing a dichroic dystuff and dichroic mirrors 27G, 27R, 27B with a dielectric multilayer film are formed between transparent substrates 11, 12 performed with planar orientation processing. The dichroic dystuff in the light control layers 23M, 23C, 23Y are made the dichroic dystuff of respective magenta, cyan and yellow, the reflection wavelength regions of the dichroic mirrors 27G, 27R, 27B are made wavelength regions of respective green, red and blue.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、多色表示が可能
な反射型カラー表示装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reflection type color display device capable of multicolor display.

【0002】[0002]

【従来の技術】ノートパソコンやPDA(Person
al Digital Assistant)などの携
帯用情報機器の需要の増大に伴って、低消費電力で、薄
型軽量であることはもとより、表示品質の高いフラット
パネルディスプレイ、特にカラー表示が可能なフラット
パネルディスプレイの必要性が高まっており、それを実
現するものとして、反射型カラー表示装置が盛んに研究
されている。
2. Description of the Related Art Notebook PCs and PDAs (Persons)
With the increase in demand for portable information devices such as al digital assistants, there is a need for flat panel displays that have low power consumption, are thin and lightweight, and have high display quality, especially flat panel displays capable of color display. The reflective color display device has been actively studied as a device for realizing it.

【0003】反射型カラー表示装置としては、従来から
各種の方式が提案されているが、広い色再現範囲を実現
でき、フルカラー化が容易なものとして、Procee
dings of SID’81 p22 1981、
およびSID’96 Digest p103−106
に示されているような、それぞれイエロー、マゼンタ、
シアンの2色性色素を含むゲストホスト液晶によって構
成されたセルを積層し、さらに外光入射側と反対側に反
射板を設けた、いわゆるゲストホスト3層積層方式があ
る。
[0003] Various types of reflective color display devices have been proposed in the past, but a process that can realize a wide color reproduction range and can easily be made full-color has been proposed.
dings of SID'81 p22 1981,
And SID'96 Digest p103-106
Yellow, magenta, respectively, as shown in
There is a so-called guest-host three-layer system in which cells constituted by guest-host liquid crystals containing a dichroic dye of cyan are stacked, and a reflector is provided on the side opposite to the outside light incident side.

【0004】図4は、このゲストホスト3層積層方式の
反射型カラー表示装置の一例を示し、カイラルネマティ
ック液晶のプレーナ配向モードを利用した場合で、上述
したように、それぞれゲストホスト液晶の液晶セルから
なる調光素子10G,10R,10Bを積層し、外光入
射側と反対側に反射板24を設けたものである。
FIG. 4 shows an example of a reflection type color display device of the guest-host three-layer stack type, in which a planar alignment mode of a chiral nematic liquid crystal is used. The dimming elements 10G, 10R, and 10B are laminated, and a reflection plate 24 is provided on the side opposite to the side on which external light is incident.

【0005】それぞれの調光素子10G,10R,10
Bは、ガラスなどからなる2枚の透明基板11,12の
一面に、ITOなどからなる透明画素電極21,22を
形成し、プレーナ配向処理を施して、透明基板11,1
2を、数μm〜数10μm程度の間隔で貼り合わせ、透
明基板11,12間に、調光層23M,23C,23Y
として、正の誘電率異方性を有するネマティック液晶、
カイラル剤および2色性色素などからなる混合物を注入
する。
The light control elements 10G, 10R, 10
B shows that transparent pixel electrodes 21 and 22 made of ITO or the like are formed on one surface of two transparent substrates 11 and 12 made of glass or the like, and are subjected to a planar alignment treatment.
2 are attached at intervals of about several μm to several tens of μm, and between the transparent substrates 11 and 12, the light control layers 23M, 23C and 23Y
As a nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy,
A mixture consisting of a chiral agent and a dichroic dye is injected.

【0006】正の誘電率異方性を有するネマティック液
晶としては、一般に市販されているメルク社製のE−8
などを用いることができ、カイラル剤としても、一般に
市販されているメルク社製のZLI−811,CB15
などを用いることができる。そのネマティック液晶とカ
イラル剤との混合物に、それぞれマゼンタ、シアン、イ
エローの2色性色素を適量混合して、それぞれ調光層2
3M,23C,23Yとなる3種類の混合物を得る。
As a nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy, a commercially available Merck E-8 is available.
And the like, and as a chiral agent, generally available ZLI-811, CB15 manufactured by Merck Ltd.
Etc. can be used. The mixture of the nematic liquid crystal and the chiral agent is mixed with an appropriate amount of dichroic dyes of magenta, cyan, and yellow, respectively, and the light modulating layer 2 is formed.
Three types of mixtures of 3M, 23C and 23Y are obtained.

【0007】マゼンタ、シアン、イエローの2色性色素
としては、一般に、それぞれ535nm、625nm、
445nm付近を吸収波長の中心値とするものが用いら
れ、それぞれ三井東圧社製のM−618,SI−49
7,SI−486などを用いることができる。
The dichroic dyes of magenta, cyan, and yellow are generally 535 nm, 625 nm,
Those having a center value of the absorption wavelength near 445 nm are used, and M-618 and SI-49 manufactured by Mitsui Toatsu Co., Ltd. are used, respectively.
7, SI-486 or the like can be used.

【0008】そして、それぞれの混合物をセルに注入し
た後、それぞれのセルの注入口を封止し、それぞれのセ
ルに対して透明画素電極21,22への電界印加手段を
設ける。その後、3枚のセル、すなわち調光素子10
G,10R,10Bを重ね合わせ、外光入力側と反対側
にアルミニウム板などからなる反射板24を設けて、反
射型カラー表示装置を得る。
After the respective mixtures are injected into the cells, the injection ports of the respective cells are sealed, and means for applying an electric field to the transparent pixel electrodes 21 and 22 are provided for the respective cells. Then, three cells, that is, the dimming element 10
G, 10R, and 10B are superimposed, and a reflection plate 24 made of an aluminum plate or the like is provided on the side opposite to the external light input side to obtain a reflection type color display device.

【0009】2色性色素を含むゲストホスト液晶の液晶
セル中における液晶分子の配向モードとしては、上記の
ようなカイラルネマティック液晶のプレーナ配向モード
に限らず、例えばネマティック液晶のホモジニアス配向
モードを利用することもできる。ただし、ホモジニアス
配向の場合には偏光板が必要となる。また、ポリマー中
にネマティック液晶がドロップレット状に分散された高
分子分散液晶(PDLC…Polymer Dispe
rsed Liquid Crystals)に2色性
色素を含有させたモードを利用することもできる。
The orientation mode of the liquid crystal molecules in the liquid crystal cell of the guest-host liquid crystal containing a dichroic dye is not limited to the above-described planar orientation mode of the chiral nematic liquid crystal, but may be, for example, a homogeneous orientation mode of the nematic liquid crystal. You can also. However, in the case of homogeneous alignment, a polarizing plate is required. In addition, polymer dispersed liquid crystal (PDLC: Polymer Disperse) in which a nematic liquid crystal is dispersed in a polymer in a droplet shape.
A mode in which a dichroic dye is contained in rsed liquid crystals can also be used.

【0010】上述したゲストホスト3層積層方式の反射
型カラー表示装置は、写真や印刷などと同様の着色原理
によって、広い色再現範囲を得ることができる。
The above-described reflection type color display device of the guest-host three-layer lamination type can obtain a wide color reproduction range by a coloring principle similar to that of photography and printing.

【0011】しかしながら、この方式は、それぞれの調
光素子10G,10R,10Bが画素単位に分割され、
画素ごとに画素を駆動するためのスイッチング素子や配
線などからなる駆動部25が存在するため、それぞれの
画素に入射した光が駆動部25によって遮断されてしま
うことになる。さらに、一般にコントラストを向上させ
るために、それぞれの調光素子10G,10R,10B
の外光入射側の透明基板11にはブラックマトリックス
26が設けられる。
However, in this method, each of the dimming elements 10G, 10R, and 10B is divided into pixel units,
Since a driving unit 25 including a switching element, a wiring, and the like for driving the pixel is provided for each pixel, light incident on each pixel is blocked by the driving unit 25. Further, generally, in order to improve the contrast, each of the light control elements 10G, 10R, and 10B
A black matrix 26 is provided on the transparent substrate 11 on the outside light incident side.

【0012】そのため、実際上、光の利用効率は、1層
の調光素子を1回通過するごとに70〜80%程度とな
り、図4の例のように、入射光中のグリーン色光1G、
レッド色光1R、ブルー色光1Bが、それぞれ3層の調
光素子10G,10R,10Bを往復することにより反
射光として観察される場合には、80%の6回分、すな
わち30%弱程度になってしまう。
Therefore, in practice, the light utilization efficiency becomes about 70 to 80% each time the light passes through the light control element of one layer, and as shown in the example of FIG.
When the red light 1R and the blue light 1B are observed as reflected light by reciprocating through the three-layer light control elements 10G, 10R, and 10B, respectively, the light amount becomes six times of 80%, that is, about 30% or less. I will.

【0013】したがって、上述した従来のゲストホスト
方式の反射型カラー表示装置では、明るさが必要となる
鮮やかな色彩の色を表示できず、特に高明度が必要とさ
れる白色表示時に高い反射率が得られず、明度が十分で
ない欠点がある。
Therefore, the above-described conventional guest-host type reflection type color display device cannot display bright colors requiring brightness, and has a high reflectance particularly in white display where high brightness is required. And the lightness is not sufficient.

【0014】このような問題を解決し得る反射型カラー
表示装置として、最近、干渉反射方式による調光素子を
使用したものが注目されている。干渉反射方式では、原
理上、所望波長において100%に近い反射率が得られ
るので、高明度のカラー表示が可能となる。この干渉反
射方式による調光素子およびその製造方法として、特開
平4−355424号には、以下に示すものが提案され
ている。
As a reflection type color display device which can solve such a problem, a device using a dimming element based on an interference reflection method has recently attracted attention. In principle, in the interference reflection method, a reflectance close to 100% can be obtained at a desired wavelength, so that a high-brightness color display is possible. As a dimming element using the interference reflection method and a method for manufacturing the same, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-355424 proposes the following.

【0015】すなわち、図5(A)に示すように、それ
ぞれ内面に透明電極72,74を形成した一対の透明基
板71,73を所定の間隔で対向させたセル70に、正
の誘電率異方性を有するネマティック液晶に光重合性化
合物を含有させた混合物80を注入し、セル70の両面
からセル70に可干渉光を照射して、両者の干渉によ
り、混合物80中の光重合性化合物を重合する。
That is, as shown in FIG. 5 (A), a pair of transparent substrates 71, 73 each having a transparent electrode 72, 74 formed on the inner surface thereof are opposed to a cell 70 at a predetermined interval. A mixture 80 containing a photopolymerizable compound in a nematic liquid crystal having anisotropy is injected, the cell 70 is irradiated with coherent light from both sides of the cell 70, and the interference between the two causes the photopolymerizable compound in the mixture 80 to be mixed. Is polymerized.

【0016】このとき、図5(B)に示すように、重合
された化合物は、ホログラム書き込み用の可干渉光の波
長と入射角によって決まる周期でポリマー層83を形成
し、ネマティック液晶は、ポリマー層83以外の領域に
析出して、液晶層85を形成する。したがって、透明電
極72,74間に電圧が印加されない状態で、調光層8
1中に屈折率の周期的な変化を生じさせることができ、
特定波長の反射を生じさせることができる。
At this time, as shown in FIG. 5 (B), the polymerized compound forms a polymer layer 83 at a period determined by the wavelength and incident angle of the coherent light for hologram writing, and the nematic liquid crystal is The liquid crystal layer 85 is formed by depositing in a region other than the layer 83. Therefore, in the state where no voltage is applied between the transparent electrodes 72 and 74, the light control layer 8
1 can cause a periodic change in the refractive index,
A specific wavelength of reflection can be produced.

【0017】そして、液晶の通常光に対する屈折率no
とポリマーの屈折率npとを等しくすると、透明電極7
2,74間に電圧を印加した状態では、液晶分子が電界
方向に配向されることによって、調光層81中の屈折率
の周期的な変化が消滅し、入射光はすべてセル70を透
過するようになる。したがって、透明電極72,74間
に印加される電圧に応じて、反射光量を制御することが
できる。
The refractive index no of the liquid crystal with respect to ordinary light
Is equal to the refractive index np of the polymer, the transparent electrode 7
In the state where a voltage is applied between 2, 74, the liquid crystal molecules are aligned in the direction of the electric field, so that the periodic change in the refractive index in the light control layer 81 disappears, and all the incident light passes through the cell 70. Become like Therefore, the amount of reflected light can be controlled according to the voltage applied between the transparent electrodes 72 and 74.

【0018】この方式では、原理的に、ホログラム書き
込み用の可干渉光の波長または入射角によって反射波長
を選択することができる。したがって、例えば、それぞ
れレッド、グリーン、ブルーの波長領域を反射波長領域
とする3つの調光素子を作製して重ね合わせ、外光入射
側と反対側に光吸収層を設けることによって、広い色再
現範囲を得ることができ、フルカラー表示が可能とな
る。
In this method, in principle, the reflection wavelength can be selected according to the wavelength or the incident angle of the coherent light for writing the hologram. Therefore, for example, by producing and superimposing three dimming elements each having a red, green, and blue wavelength region as a reflection wavelength region and providing a light absorbing layer on the side opposite to the external light incidence side, a wide color reproduction can be achieved. A range can be obtained, and full-color display can be performed.

【0019】そして、この方式によれば、最も外光入射
側の調光素子で反射した光は、最も外光入射側の調光素
子を往復するだけで観察されるので、開口率の影響を2
回分しか受けないことになり、中間の調光素子で反射し
た光は、最も外光入射側の調光素子および中間の調光素
子を往復するだけで観察されるので、開口率の影響を4
回分しか受けないことになり、最も外光入射側と反対側
の調光素子で反射した光だけが、3層すべての調光素子
を往復することにより観察されるようになる。
According to this method, the light reflected by the dimming element closest to the external light is observed only by reciprocating the dimming element closest to the external light. 2
The light reflected by the intermediate dimming element is observed only by going back and forth between the dimming element closest to the external light and the intermediate dimming element.
The light is received only in batches, and only the light reflected by the light control element on the side opposite to the external light incident side is observed by reciprocating through all three light control elements.

【0020】したがって、特に明るさが求められる色の
光を反射する調光素子を最も外光入射側に設けることに
よって、上述した従来のゲストホスト方式と比較して高
明度の表示を得ることができる。例えば、明度に対して
人が敏感な色の順であるグリーン、レッド、ブルーの順
に外光入射側から調光素子を積層することによって、グ
リーンおよびレッドについては、それぞれゲストホスト
方式より高い反射率が得られることになる。
Therefore, by providing the dimming element that reflects light of a color that requires particularly high brightness on the outside light incident side, it is possible to obtain a display with higher brightness as compared with the above-described conventional guest-host system. it can. For example, by stacking dimming elements from the external light incident side in the order of green, red, and blue, which are colors that are more sensitive to lightness, the reflectance of green and red is higher than that of the guest-host system. Is obtained.

【0021】[0021]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この干
渉反射方式による調光素子では、図5(C)に示すよう
に、液晶層85が液晶86のみで構成されずに、液晶8
6がポリマー84中にドロップレット状に分散した状態
になるとともに、その液晶ドロップレット86の配向方
向がランダムになる。
However, in the dimming device based on the interference reflection method, as shown in FIG.
6 are dispersed in the polymer 84 in the form of droplets, and the orientation direction of the liquid crystal droplets 86 becomes random.

【0022】そのため、液晶層85の実効的な屈折率
が、これに含まれるポリマー84の屈折率による平均
化、および液晶ドロップレット86のランダムな配向に
よる平均化によって、大きく低下してしまって、調光層
81中の周期的な屈折率の変化が小さくなる。そのた
め、反射スペクトルの半値幅が狭くなって、表示素子と
して用いた場合には明度が低くなる。
Therefore, the effective refractive index of the liquid crystal layer 85 is greatly reduced by averaging by the refractive index of the polymer 84 contained therein and averaging by the random orientation of the liquid crystal droplet 86. The periodic change in the refractive index in the light control layer 81 is reduced. Therefore, the half width of the reflection spectrum is narrowed, and the brightness is low when used as a display element.

【0023】そこで、いまだ公知になっていないが、特
願平8−226046号(平成8年8月7日、出願)に
よって、以下に先願発明の第1、第2、第3の例として
示すような調光素子が提案されている。
Although not yet known, Japanese Patent Application No. Hei 8-226046 (filed on Aug. 7, 1996) describes the first, second and third examples of the prior invention as follows. A dimming device as shown in the drawings has been proposed.

【0024】先願発明の第1の例の調光素子は、図6に
示すように、透明基板11,12間に調光層50を挟持
し、その調光層50を、後述するような不感層51と感
応層52とがZ軸方向(透明基板11,12の対向方
向)に交互に形成されたものとし、透明基板12上に、
それぞれX軸方向(Z軸方向に垂直な一方向)にストラ
イプ状に延長させて、互いにY軸方向(Z軸方向および
X軸方向に垂直な方向)に対向する一対の電極43,4
4を形成したものである。
As shown in FIG. 6, the light control element of the first example of the invention of the prior application has a light control layer 50 sandwiched between transparent substrates 11 and 12, and the light control layer 50 is formed as described later. It is assumed that the dead layer 51 and the sensitive layer 52 are alternately formed in the Z-axis direction (the direction in which the transparent substrates 11 and 12 face each other).
Each of the pair of electrodes 43 and 4 is extended in a stripe shape in the X-axis direction (one direction perpendicular to the Z-axis direction) to face each other in the Y-axis direction (a direction perpendicular to the Z-axis direction and the X-axis direction).
4 is formed.

【0025】この調光素子は、以下のような方法で製造
する。まず、透明基板12上に電極43,44を形成
し、透明基板11,12上にそれぞれホモジニアス配向
処理を施して、透明基板11,12を所望の間隔で貼り
合わせたセルに、光重合性化合物などを少量含有させた
液晶を注入し、セルの両面からセルに可干渉光を照射し
て、光重合性化合物を周期的に重合させ、電極43,4
4間に印加される電圧によって液晶分子の配向状態が変
化しない不感層51を形成する。
This dimming device is manufactured by the following method. First, the electrodes 43 and 44 are formed on the transparent substrate 12, and the transparent substrates 11 and 12 are each subjected to a homogeneous alignment treatment. A liquid crystal containing a small amount of such as is injected, the cell is irradiated with coherent light from both sides of the cell, and the photopolymerizable compound is periodically polymerized.
A dead layer 51 in which the alignment state of the liquid crystal molecules does not change by the voltage applied between the four layers is formed.

【0026】さらに、一定の露光時間後に、セル全体に
紫外光を照射して、不感層51の間に、電極43,44
間に印加される電圧によって液晶分子の配向状態が変化
し得る感応層52を形成する。
Further, after a certain exposure time, the entire cell is irradiated with ultraviolet light so that the electrodes 43 and 44 are interposed between the dead layers 51.
The sensitive layer 52 in which the alignment state of the liquid crystal molecules can be changed by the voltage applied therebetween is formed.

【0027】この調光素子では、電極43,44間に電
圧を印加しない状態では、図6(A)に示すように、調
光層50中の液晶分子が、不感層51と感応層52のい
ずれにおいても一様にX軸方向に配向されているので、
不感層51と感応層52との間で屈折率差を生じず、反
射光を生じない。
In this light control element, when no voltage is applied between the electrodes 43 and 44, as shown in FIG. 6A, the liquid crystal molecules in the light control layer 50 cause the light insensitive layer 51 and the sensitive layer 52 In each case, since they are uniformly oriented in the X-axis direction,
There is no difference in refractive index between the insensitive layer 51 and the sensitive layer 52, and no reflected light.

【0028】これに対して、電極43,44間に十分な
電圧を印加した状態では、調光層50にY軸方向に電界
が印加されることによって、図6(B)に示すように、
感応層52中の液晶分子の配向方向がY軸方向に変化す
る。そのため、不感層51と感応層52との間で屈折率
差を生じて、すなわち調光層50中にはZ軸方向に屈折
率の周期的な変化を生じて、反射光を生じる。
On the other hand, when a sufficient voltage is applied between the electrodes 43 and 44, an electric field is applied to the dimming layer 50 in the Y-axis direction, as shown in FIG.
The orientation direction of the liquid crystal molecules in the sensitive layer 52 changes in the Y-axis direction. Therefore, a refractive index difference occurs between the insensitive layer 51 and the sensitive layer 52, that is, a periodic change in the refractive index occurs in the Z-axis direction in the light control layer 50, and reflected light is generated.

【0029】この調光素子によれば、図6(B)の反射
状態では、不感層51中の液晶はX軸方向に配向されて
いるのに対して、感応層52中の液晶はY軸方向に配向
されるので、不感層51と感応層52との間の屈折率差
が、液晶の複屈折率とほぼ等しい、非常に大きなものと
なり、十分広い反射スペクトル半値幅が得られる。
According to this dimmer, in the reflection state shown in FIG. 6B, the liquid crystal in the insensitive layer 51 is oriented in the X-axis direction, whereas the liquid crystal in the sensitive layer 52 is in the Y-axis. Since the liquid crystal molecules are oriented in the same direction, the difference in the refractive index between the insensitive layer 51 and the sensitive layer 52 becomes very large, substantially equal to the birefringence of the liquid crystal, and a sufficiently wide half-width of the reflection spectrum can be obtained.

【0030】先願発明の第2の例の調光素子は、図7に
示すように、透明電極41が形成された透明基板11
と、透明電極42が形成された透明基板12との間に、
調光層50を挟持し、その調光層50を、液晶分子がX
軸方向に配向された第1層55とY軸方向に配向された
第2層56とがZ軸方向に交互に形成されたものとす
る。
As shown in FIG. 7, a dimming device according to a second embodiment of the invention of the prior application has a transparent substrate 11 on which a transparent electrode 41 is formed.
And the transparent substrate 12 on which the transparent electrode 42 is formed.
The light control layer 50 is sandwiched between the light control layers 50 and the liquid crystal molecules are
It is assumed that first layers 55 oriented in the axial direction and second layers 56 oriented in the Y-axis direction are alternately formed in the Z-axis direction.

【0031】この調光素子は、以下のような方法で製造
する。まず、透明基板11,12上に透明電極41,4
2を形成し、それぞれホモジニアス配向処理を施して、
透明基板11,12を所望の間隔で貼り合わせたセル
に、光重合性化合物などを少量含有させた液晶を注入
し、セルの両面からセルに可干渉光を照射して、光重合
性化合物を周期的に重合させ、液晶分子がX軸方向に配
向され、かつその配向状態が固定された第1層55を形
成する。
This light control element is manufactured by the following method. First, the transparent electrodes 41, 4 are placed on the transparent substrates 11, 12, respectively.
2 to form a homogeneous alignment treatment,
A liquid crystal containing a small amount of a photopolymerizable compound or the like is injected into a cell in which the transparent substrates 11 and 12 are adhered at a desired interval, and the cell is irradiated with coherent light from both sides of the cell to remove the photopolymerizable compound. By periodically polymerizing, the first layer 55 in which the liquid crystal molecules are aligned in the X-axis direction and the alignment state is fixed is formed.

【0032】さらに、Y軸方向に十分強い磁場を印加し
た状態で、セル全体に紫外光を照射して、第1層55の
間に、液晶分子がY軸方向に配向され、かつその配向状
態が固定された第2層56を形成する。
Further, while applying a sufficiently strong magnetic field in the Y-axis direction, the entire cell is irradiated with ultraviolet light, so that the liquid crystal molecules are aligned between the first layers 55 in the Y-axis direction and the alignment state is maintained. Is formed to form the second layer 56.

【0033】この調光素子では、透明電極41,42間
に電圧を印加しない状態では、図7(A)に示すよう
に、調光層50中の液晶分子が、第1層55においては
X軸方向に配向されているとともに、第2層56におい
てはY軸方向に配向されているので、第1層55と第2
層56との間で屈折率差を生じて、すなわち調光層50
中にはZ軸方向に屈折率の周期的な変化を生じて、反射
光を生じる。
In this light control element, when no voltage is applied between the transparent electrodes 41 and 42, as shown in FIG. 7A, the liquid crystal molecules in the light control layer 50 and the X in the first layer 55 are reduced. The second layer 56 is oriented in the Y-axis direction while being oriented in the axial direction.
A difference in the refractive index between the light modulating layer 50 and the
In some cases, the refractive index is periodically changed in the Z-axis direction to generate reflected light.

【0034】これに対して、透明電極41,42間に電
圧を印加した状態では、調光層50にZ軸方向に電界が
印加されることによって、図7(B)に示すように、第
1層55中の液晶分子の配向方向、および第2層56中
の液晶分子の配向方向が、それぞれZ軸方向に変化す
る。そのため、第1層55と第2層56との間の屈折率
差がなくなり、反射光が消滅する。
On the other hand, when a voltage is applied between the transparent electrodes 41 and 42, an electric field is applied to the dimming layer 50 in the Z-axis direction, as shown in FIG. The alignment direction of the liquid crystal molecules in the first layer 55 and the alignment direction of the liquid crystal molecules in the second layer 56 change in the Z-axis direction. Therefore, the difference in the refractive index between the first layer 55 and the second layer 56 disappears, and the reflected light disappears.

【0035】この調光素子によれば、図7(A)の反射
状態では、第1層55と第2層56との間の屈折率差
が、液晶の複屈折率とほぼ等しい、非常に大きなものと
なり、十分広い反射スペクトル半値幅が得られる。
According to this dimming device, in the reflection state shown in FIG. 7A, the refractive index difference between the first layer 55 and the second layer 56 is very equal to the birefringence of the liquid crystal. It becomes large, and a sufficiently wide half width of the reflection spectrum can be obtained.

【0036】先願発明の第3の例の調光素子は、図8に
示すように、透明電極41が形成された透明基板11
と、透明電極42が形成された透明基板12との間に、
調光層50を挟持し、その調光層50を、正の誘電率異
方性を有するネマティック液晶の液滴が高分子マトリッ
クス中に分散された液晶高分子複合体から形成するとと
もに、液滴内の液晶がX軸方向に配向された第1層57
とY軸方向に配向された第2層58とがZ軸方向に交互
に形成されたものとする。
As shown in FIG. 8, a light modulating device according to a third example of the invention of the prior application is a transparent substrate 11 on which a transparent electrode 41 is formed.
And the transparent substrate 12 on which the transparent electrode 42 is formed.
The light control layer 50 is sandwiched between the liquid crystal polymer composites in which liquid crystal droplets of nematic liquid crystal having positive dielectric anisotropy are dispersed in a polymer matrix. First layer 57 in which liquid crystal therein is oriented in the X-axis direction
And the second layer 58 oriented in the Y-axis direction are formed alternately in the Z-axis direction.

【0037】この調光素子は、以下のような方法で製造
する。まず、透明基板11,12上に透明電極41,4
2を形成する。
This light control element is manufactured by the following method. First, the transparent electrodes 41, 4 are placed on the transparent substrates 11, 12, respectively.
Form 2

【0038】次に、透明電極42を形成した透明基板1
2上に、以下の(1)〜(4)の工程を、例えば10回
繰り返して、調光層50を形成する。 (1)正の誘電率異方性を有するネマティック液晶と光
重合性化合物と溶媒との混合液を透明基板12上にスピ
ン塗布し、溶媒を揮発させる。 (2)これを窒素雰囲気のチャンバー内に移し、超電導
磁石を用いてY軸方向に磁場を印加ながら、透明基板1
2全体に紫外光を照射して、第2層58を構成する高分
子分散液晶層を形成する。 (3)上記の混合液を透明基板12上にスピン塗布し、
溶媒を揮発させる。 (4)これを窒素雰囲気のチャンバー内に移し、超電導
磁石を用いてX軸方向に磁場を印加ながら、透明基板1
2全体に紫外光を照射して、第1層57を構成する高分
子分散液晶層を形成する。
Next, the transparent substrate 1 on which the transparent electrode 42 is formed
On steps 2, the following steps (1) to (4) are repeated, for example, ten times to form the light control layer 50. (1) A mixture of a nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy, a photopolymerizable compound, and a solvent is spin-coated on the transparent substrate 12 to volatilize the solvent. (2) This is transferred into a chamber in a nitrogen atmosphere, and a transparent substrate 1 is applied while applying a magnetic field in the Y-axis direction using a superconducting magnet.
2 is irradiated with ultraviolet light to form a polymer dispersed liquid crystal layer constituting the second layer 58. (3) The above mixture is spin-coated on the transparent substrate 12,
Evaporate the solvent. (4) This is transferred into a chamber in a nitrogen atmosphere, and a transparent substrate 1 is applied while applying a magnetic field in the X-axis direction using a superconducting magnet.
2 is irradiated with ultraviolet light to form a polymer dispersed liquid crystal layer constituting the first layer 57.

【0039】硬化後の液晶高分子複合体の1層の厚み
は、80nm程度になるようにする。最後に、調光層5
0上に、透明電極41を形成した透明基板11を貼り合
わせる。
The thickness of one layer of the liquid crystal polymer composite after curing is set to be about 80 nm. Finally, the light control layer 5
The transparent substrate 11 on which the transparent electrode 41 is formed is bonded on the substrate 0.

【0040】この調光素子では、透明電極41,42間
に電圧を印加しない状態では、図8(A)に示すよう
に、調光層50中の液滴内の液晶分子が、第1層57に
おいてはX軸方向に配向されているとともに、第2層5
8においてはY軸方向に配向されているので、第1層5
7と第2層58との間で屈折率差を生じて、すなわち調
光層50中にはZ軸方向に屈折率の周期的な変化を生じ
て、反射光を生じる。
In this light control device, when no voltage is applied between the transparent electrodes 41 and 42, as shown in FIG. In 57, while being oriented in the X-axis direction, the second layer 5
8, the first layer 5 is oriented in the Y-axis direction.
7 and the second layer 58, that is, a periodic change in the refractive index occurs in the dimming layer 50 in the Z-axis direction to generate reflected light.

【0041】これに対して、透明電極41,42間に電
圧を印加した状態では、調光層50にZ軸方向に電界が
印加されることによって、図8(B)に示すように、第
1層57中の液滴内の液晶分子の配向方向、および第2
層58中の液滴内の液晶分子の配向方向が、それぞれZ
軸方向に変化する。そのため、第1層57と第2層58
との間の屈折率差がなくなり、反射光が消滅する。
On the other hand, when a voltage is applied between the transparent electrodes 41 and 42, an electric field is applied to the dimming layer 50 in the Z-axis direction, as shown in FIG. The orientation direction of the liquid crystal molecules in the droplet in the one layer 57, and
The orientation directions of the liquid crystal molecules in the droplets in the layer 58 are Z
It changes in the axial direction. Therefore, the first layer 57 and the second layer 58
And the reflected light disappears, and the reflected light disappears.

【0042】この調光素子によれば、図8(A)の反射
状態では、第1層57と第2層58との間の屈折率差
が、非常に大きなものとなり、十分広い反射スペクトル
半値幅が得られる。
According to this dimming device, in the reflection state shown in FIG. 8A, the difference in the refractive index between the first layer 57 and the second layer 58 is very large, and the reflection spectrum is sufficiently wide. The price range is obtained.

【0043】上述したように、先願発明の第1、第2、
第3の例の調光素子は、電極43,44間または透明電
極41,42間に印加される電圧に応じて、特定波長領
域の光を反射し、または全波長領域の光を透過させる。
したがって、例えば、それぞれレッド、グリーン、ブル
ーの波長領域を反射波長領域とする3つの調光素子を作
製して重ね合わせ、外光入射側と反対側に光吸収層を設
けることによって、広い色再現範囲を得ることができ、
フルカラー表示が可能となる。
As described above, the first, second, and third inventions of the prior application
The light modulating device of the third example reflects light in a specific wavelength region or transmits light in the entire wavelength region according to a voltage applied between the electrodes 43 and 44 or between the transparent electrodes 41 and 42.
Therefore, for example, by producing and superimposing three dimming elements each having a red, green, and blue wavelength region as a reflection wavelength region and providing a light absorbing layer on the side opposite to the external light incidence side, a wide color reproduction can be achieved. Can get a range,
Full color display becomes possible.

【0044】しかも、上述したように、反射状態での調
光層50中の周期的な屈折率の変化が非常に大きくなっ
て、十分広い反射スペクトル半値幅が得られ、表示素子
として用いた場合には、明度が十分に高くなって、非常
に良好な表示特性が得られる。
Moreover, as described above, the periodic change in the refractive index in the light control layer 50 in the reflection state becomes very large, and a sufficiently wide half-width of the reflection spectrum is obtained. In this case, the brightness becomes sufficiently high, and very good display characteristics can be obtained.

【0045】しかしながら、図6に示した先願発明の第
1の例の調光素子は、画素内に基板11,12の面方向
の電界を印加するための電極43,44を形成するの
で、画素の開口率が著しく低下する。さらに、その面方
向の電界による駆動を考えると、透過状態と反射状態と
の間の閾値電圧Vtは、 Vt=(πL/d)×(k2/εoΔε)1/2 …(1) となる。ただし、Lは電極43,44間の距離、dは調
光層50の厚み、k2は液晶のツイスト弾性率、Δεは
液晶の誘電率異方性である。
However, the dimming device of the first example of the invention of the prior application shown in FIG. 6 forms the electrodes 43 and 44 for applying an electric field in the plane direction of the substrates 11 and 12 in the pixel. The aperture ratio of the pixel is significantly reduced. Further, considering driving by the electric field in the plane direction, the threshold voltage Vt between the transmission state and the reflection state is as follows: Vt = (πL / d) × (k2 / εoΔε) 1/2 (1) Here, L is the distance between the electrodes 43 and 44, d is the thickness of the light control layer 50, k2 is the twist elastic modulus of the liquid crystal, and Δε is the dielectric anisotropy of the liquid crystal.

【0046】そして、dは、周期構造を形成している層
ごとの厚さに相当することから、光の波長相当の値であ
り、数10〜100nm程度と非常に小さい。そのた
め、閾値電圧Vtとして非常に高い電圧が必要となり、
素子の駆動が困難になると同時に、消費電力が増大す
る。
Since d is equivalent to the thickness of each layer forming the periodic structure, d is a value corresponding to the wavelength of light, and is as small as several tens to 100 nm. Therefore, a very high voltage is required as the threshold voltage Vt,
Driving the element becomes difficult, and the power consumption increases.

【0047】また、図7、図8に示した先願発明の第
2、第3の例の調光素子は、その製造過程において磁場
を印加することによって液晶分子の配向方向を制御する
ため、非常に強い磁場が必要となる。したがって、広い
面積に渡って一様に磁場を印加することが困難となり、
素子の生産性および均一性の点で難がある。
The dimming elements of the second and third examples of the prior invention shown in FIGS. 7 and 8 control the alignment direction of the liquid crystal molecules by applying a magnetic field during the manufacturing process. A very strong magnetic field is required. Therefore, it is difficult to apply a magnetic field uniformly over a wide area,
There are difficulties in terms of device productivity and uniformity.

【0048】そこで、この発明は、多色表示が可能な反
射型カラー表示装置において、広い色再現範囲を実現で
きるだけでなく、高明度の表示を得ることができ、特に
白色表示の明度が大幅に向上し、視認性が良くなるとと
もに、装置の駆動および製造が容易となるようにしたも
のである。
Therefore, according to the present invention, in a reflection type color display device capable of multicolor display, not only a wide color reproduction range can be realized, but also a high-brightness display can be obtained. This improves the visibility and facilitates the driving and manufacturing of the device.

【0049】[0049]

【課題を解決するための手段】この発明では、それぞれ
特定波長領域を反射する状態と吸収する状態の2つの状
態を選択的に取り得るとともに、互いに上記特定波長領
域を異にする複数の調光素子が積層された反射型カラー
表示装置において、上記複数の調光素子は、それぞれ、
上記特定波長領域を選択的に反射するダイクロイックミ
ラーと、このダイクロイックミラーの外光入射側に設け
た、上記特定波長領域に対して2色性を有し、それ以外
の波長領域はほぼ透過させる調光層とを備えたものとす
る。
According to the present invention, a plurality of dimming modes that can selectively take two states, a state of reflecting a specific wavelength region and a state of absorbing a specific wavelength region, and different from each other in the specific wavelength region. In the reflective color display device in which the elements are stacked, the plurality of dimming elements are each
A dichroic mirror for selectively reflecting the specific wavelength region; and a dichroic mirror provided on the external light incident side of the dichroic mirror and having dichroism for the specific wavelength region and substantially transmitting the other wavelength regions. And an optical layer.

【0050】この場合、上記複数の調光素子は、それぞ
れの上記特定波長領域をレッド、グリーン、ブルーの波
長領域とする3つの調光素子とすることができる。
In this case, the plurality of dimming elements can be three dimming elements each of which has the specific wavelength region of red, green, and blue wavelength regions.

【0051】その場合、その3つの調光素子は、外光入
射側から順にグリーン、レッド、ブルーの波長領域を上
記特定波長領域とするものを積層することが望ましい。
In this case, it is preferable that the three dimming elements are stacked in such a manner that the green, red, and blue wavelength regions are set to the specific wavelength region in order from the external light incident side.

【0052】また、上記それぞれの調光素子のダイクロ
イックミラーは、誘電体多層膜によって、その調光素子
の上記調光層に隣接して形成することが好ましい。
It is preferable that the dichroic mirror of each of the light control elements is formed by a dielectric multilayer film adjacent to the light control layer of the light control element.

【0053】[0053]

【作用】3つの調光素子を積層した代表的な場合につい
て示すと、上記のように構成した、この発明の反射型カ
ラー表示装置においては、最も外光入射側の調光素子を
第1層、中間の調光素子を第2層、最も外光入射側と反
対側の調光素子を第3層とすると、第1層の調光層を透
過した第1色の光は、第1層のダイクロイックミラーで
反射して、第1層の調光素子を往復するだけで反射光と
して観察され、開口率の影響を2回分しか受けない。
In a typical case where three light control elements are stacked, in the reflection type color display device of the present invention configured as described above, the light control element on the outside light incident side is the first layer. If the intermediate dimming element is the second layer and the dimming element most opposite to the external light incident side is the third layer, the light of the first color transmitted through the first dimming layer is the first layer. Is reflected by the dichroic mirror, and is observed as reflected light only by going back and forth through the dimming element of the first layer, and is affected only by the aperture ratio twice.

【0054】また、第1層の調光層およびダイクロイッ
クミラーと第2層の調光層とを透過した第2色の光は、
第2層のダイクロイックミラーで反射して、第1層およ
び第2層の調光素子を往復するだけで反射光として観察
され、開口率の影響を4回分しか受けない。
The light of the second color transmitted through the first light control layer and the dichroic mirror and the second light control layer is:
The light is reflected by the dichroic mirror of the second layer and is observed as reflected light only by going back and forth between the dimming elements of the first and second layers, and is only affected by the aperture ratio four times.

【0055】第1層の調光層およびダイクロイックミラ
ーと第2層の調光層およびダイクロイックミラーと第3
層の調光層とを透過した第3色の光だけが、第3層のダ
イクロイックミラーで反射して、3層すべての調光素子
を往復することにより反射光として観察される。
The first light control layer and the dichroic mirror and the second light control layer and the dichroic mirror and the third
Only the light of the third color transmitted through the light control layer of the layer is reflected by the dichroic mirror of the third layer, and is observed as reflected light by reciprocating through the light control elements of all three layers.

【0056】したがって、特に明るさが求められる色の
光をダイクロイックミラーで反射する調光素子を第1層
とすることによって、高明度の表示を得ることができ
る。
Therefore, a display with high brightness can be obtained by using, as the first layer, a dimming element that reflects light of a color required to be particularly bright by the dichroic mirror.

【0057】第1層、第2層、第3層の調光素子を、そ
れぞれグリーン、レッド、ブルーの波長領域をダイクロ
イックミラーで反射するものとする場合には、明度に対
して人が敏感な色の順に観察側から調光素子が配置され
ることになるので、鮮やかな色彩を表現できるととも
に、特に白色表示の明度が大幅に向上する。
When the first, second, and third layers of the dimming elements reflect the green, red, and blue wavelength regions with a dichroic mirror, respectively, a person is sensitive to brightness. Since the light control elements are arranged in the order of colors from the observation side, a vivid color can be expressed, and the brightness of white display in particular is greatly improved.

【0058】また、それぞれの調光素子のダイクロイッ
クミラーを、誘電体多層膜によって、その調光素子の調
光層に隣接して形成する場合には、それぞれのダイクロ
イックミラーが、調光素子を構成する基板の内側に位置
して、反射光に対する調光素子の開口率の影響が、ほぼ
片道分のみとなるので、全波長領域に渡って反射率が向
上する。
When the dichroic mirror of each dimming element is formed by a dielectric multilayer film adjacent to the dimming layer of the dimming element, each dichroic mirror constitutes the dimming element. Since the influence of the aperture ratio of the dimming element on the reflected light is almost only one way, the reflectance is improved over the entire wavelength range.

【0059】[0059]

【発明の実施の形態】図1は、この発明の反射型カラー
表示装置の一例を示し、3つの調光素子10G,10
R,10Bを積層した場合である。
FIG. 1 shows an example of a reflection type color display device according to the present invention.
This is the case where R and 10B are stacked.

【0060】それぞれの調光素子10G,10R,10
Bは、ガラスなどからなる透明基板11の一面に、ブラ
ックマトリックス26、薄膜トランジスタなどのスイッ
チング素子や配線などからなる駆動部25、およびIT
Oなどからなる透明画素電極21を形成して、アクティ
ブマトリックス基板を作製するとともに、ガラスなどか
らなる透明基板12の一面に、誘電体多層膜によってダ
イクロイックミラー27G,27R,27Bを形成し、
その上にITOなどからなる透明画素電極22を形成し
て、対向基板を作製し、それぞれの透明画素電極21,
22側の面にプレーナ配向処理を施す。そして、透明基
板11,12を、透明画素電極21,22側が内側とな
るように、数μm〜数10μm程度の間隔で貼り合わせ
て、セルを作製する。
Each light control element 10G, 10R, 10
B denotes a black matrix 26, a driving unit 25 including switching elements such as thin film transistors, wiring, and the like on one surface of a transparent substrate 11 made of glass or the like;
An active matrix substrate is formed by forming a transparent pixel electrode 21 made of O or the like, and dichroic mirrors 27G, 27R, and 27B are formed by a dielectric multilayer film on one surface of a transparent substrate 12 made of glass or the like.
A transparent pixel electrode 22 made of ITO or the like is formed thereon, and a counter substrate is manufactured.
The surface on the 22 side is subjected to a planar alignment treatment. Then, the transparent substrates 11 and 12 are bonded together at intervals of about several μm to several tens μm such that the transparent pixel electrodes 21 and 22 are on the inner side to produce a cell.

【0061】誘電体多層膜によるダイクロイックミラー
27G,27R,27Bは、その反射波長領域が、ダイ
クロイックミラー27Gは490nm〜580nm、ダ
イクロイックミラー27Rは580nm以上、ダイクロ
イックミラー27Bは490nm以下となるようにす
る。具体的に、その高屈折率膜としてはZrOなど
を、低屈折率膜としてはMgFなどを、それぞれ用い
ることができ、それぞれの膜は電子ビーム蒸着法によっ
て形成する。
The dichroic mirrors 27G, 27R, and 27B made of a dielectric multilayer film have a reflection wavelength range of 490 nm to 580 nm for the dichroic mirror 27G, 580 nm or more for the dichroic mirror 27R, and 490 nm or less for the dichroic mirror 27B. Specifically, ZrO 2 or the like can be used as the high-refractive-index film, and MgF 2 or the like can be used as the low-refractive-index film, and each film is formed by an electron beam evaporation method.

【0062】ダイクロイックミラー27G,27R,2
7Bの反射波長領域の中心波長および帯域幅は、周期膜
の厚みと、それぞれの屈折率の比および膜厚の比によっ
て、容易に制御することができる。
Dichroic mirrors 27G, 27R, 2
The central wavelength and the bandwidth of the 7B reflection wavelength region can be easily controlled by the thickness of the periodic film, the ratio of the respective refractive indexes, and the ratio of the film thickness.

【0063】そして、それぞれの調光素子10G,10
R,10Bのセルに、調光層23M,23C,23Yと
して、正の誘電率異方性を有するネマティック液晶、カ
イラル剤および2色性色素などからなる混合物を注入
し、注入口を封止する。
Then, each of the light control elements 10G, 10
A mixture composed of a nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy, a chiral agent, a dichroic dye, and the like is injected into the cells of R and 10B as the dimming layers 23M, 23C, and 23Y, and the injection ports are sealed. .

【0064】正の誘電率異方性を有するネマティック液
晶としては、一般に市販されているメルク社製のE−8
などを用いることができ、カイラル剤としても、一般に
市販されているメルク社製のZLI−811,CB15
などを用いることができる。そのネマティック液晶とカ
イラル剤との混合比は、カイラルネマティック液晶の選
択反射波長が可視光領域とならないように調整する。
As a nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy, a commercially available Merck E-8
And the like, and as a chiral agent, generally available ZLI-811, CB15 manufactured by Merck Ltd.
Etc. can be used. The mixing ratio between the nematic liquid crystal and the chiral agent is adjusted so that the selective reflection wavelength of the chiral nematic liquid crystal does not fall in the visible light region.

【0065】そのネマティック液晶とカイラル剤との混
合物に、調光層23Mについては、吸収波長の中心値が
535nm付近のマゼンタの2色性色素を、調光層23
Cについては、吸収波長の中心値が625nm付近のシ
アンの2色性色素を、調光層23Yについては、吸収波
長の中心値が445nm付近のイエローの2色性色素
を、それぞれ混合する。そのマゼンタ、シアン、イエロ
ーの2色性色素としては、それぞれ三井東圧社製のM−
618,SI−497,SI−486などを用いること
ができる。2色性色素の混合比は、コントラストと最大
透過率との兼ね合いで決定するが、一般的には0.5%
〜数%の範囲とする。
In the mixture of the nematic liquid crystal and the chiral agent, the light control layer 23M is provided with a magenta dichroic dye having an absorption wavelength center value of about 535 nm, and the light control layer 23M.
For C, a cyan dichroic dye whose central value of the absorption wavelength is around 625 nm is mixed, and for the light control layer 23Y, a yellow dichroic dye whose central value of the absorption wavelength is around 445 nm is mixed. The magenta, cyan, and yellow dichroic dyes include M-Toshiatsu M-
618, SI-497, SI-486, and the like. The mixing ratio of the dichroic dye is determined based on a balance between the contrast and the maximum transmittance.
To within several%.

【0066】上述したところからすでに明らかなよう
に、同一の調光素子内におけるダイクロイックミラーと
調光層中の2色性色素との組み合わせは、ダイクロイッ
クミラーの反射色に対して2色性色素の吸収色が補色と
なるようにする。すなわち、グリーン色光1Gを反射す
るダイクロイックミラー27Gに対してはマゼンタの2
色性色素を、レッド色光1Rを反射するダイクロイック
ミラー27Rに対してはシアンの2色性色素を、ブルー
色光1Bを反射するダイクロイックミラー27Bに対し
てはイエローの2色性色素を、それぞれ組み合わせる。
As is already clear from the above description, the combination of the dichroic mirror in the same dimming element and the dichroic dye in the dimming layer causes the dichroic mirror to reflect the dichroic mirror with respect to the reflected color of the dichroic mirror. Make the absorption color a complementary color. That is, for the dichroic mirror 27G that reflects the green light 1G, magenta 2
A dichroic dye is combined with the dichroic mirror 27R that reflects the red light 1R, and a dichroic dye with yellow is combined with the dichroic mirror 27B that reflects the blue light 1B.

【0067】このように作製した調光素子10G,10
R,10Bに、それぞれ液晶駆動手段を接続し、さらに
外光入射側から調光素子10G,10R,10Bの順で
3つの調光素子を重ねて貼り合わせ、反射型カラー表示
装置を完成させる。
The light control elements 10G, 10 thus manufactured
Liquid crystal driving means are connected to R and 10B, respectively, and three light control elements 10G, 10R and 10B are superposed and bonded in this order from the external light incident side to complete a reflection type color display device.

【0068】この例の反射型カラー表示装置において
は、入射光中のグリーン色光1Gは、調光層23Mを透
過して、ダイクロイックミラー27Gで反射し、再び調
光層23Mを透過して、反射光として観察され、レッド
色光1Rは、調光層23M、ダイクロイックミラー27
Gおよび調光層23Cを透過して、ダイクロイックミラ
ー27Rで反射し、再び調光層23C、ダイクロイック
ミラー27Gおよび調光層23Mを透過して、反射光と
して観察され、ブルー色光1Bは、調光層23M、ダイ
クロイックミラー27G、調光層23C、ダイクロイッ
クミラー27Rおよび調光層23Yを透過して、ダイク
ロイックミラー27Bで反射し、再び調光層23Y、ダ
イクロイックミラー27R、調光層23C、ダイクロイ
ックミラー27Gおよび調光層23Mを透過して、反射
光として観察される。
In the reflection type color display device of this example, the green light 1G in the incident light passes through the light control layer 23M, is reflected by the dichroic mirror 27G, transmits again through the light control layer 23M, and is reflected. Observed as light, the red light 1R passes through the dimming layer 23M and the dichroic mirror 27.
G, is transmitted through the dimming layer 23C, is reflected by the dichroic mirror 27R, is transmitted again through the dimming layer 23C, the dichroic mirror 27G, and the dimming layer 23M, is observed as reflected light, and the blue light 1B is dimmed. The light passes through the layer 23M, the dichroic mirror 27G, the dimming layer 23C, the dichroic mirror 27R, and the dimming layer 23Y, is reflected by the dichroic mirror 27B, and is returned again to the dimming layer 23Y, the dichroic mirror 27R, the dimming layer 23C, and the dichroic mirror 27G. The light passes through the light control layer 23M and is observed as reflected light.

【0069】この例の反射型カラー表示装置による色再
現範囲を図2(A)に示し、図4に示して上述した従来
のゲストホスト3層積層方式の反射型カラー表示装置に
よる色再現範囲を図2(B)に示し、両者の比較結果を
図3に示す。ただし、CIE・L空間上でみ
たものであるとともに、1層の調光素子の開口率が80
%、2色性色素の2色性比が10、図4の反射板24は
ゲインがゼロの状態で、比較したものである。
FIG. 2A shows the color reproduction range of the reflective color display device of this example, and FIG. 4 shows the color reproduction range of the conventional guest-host three-layer reflective color display device shown in FIG. FIG. 2B shows the result of comparison between the two, and FIG. 3 shows the result. However, when viewed in CIE · L * a * b * space, the aperture ratio of a single-layer light control element is 80
%, The dichroic ratio of the dichroic dye is 10, and the reflection plate 24 in FIG. 4 is compared in a state where the gain is zero.

【0070】これから明らかなように、図1の例の反射
型カラー表示装置によれば、図4に示した従来例に比べ
て、特に白色表示の明度が大幅に向上する。さらに、イ
エロー、グリーン、シアン方向の色域が拡大し、明度も
向上する。
As is apparent from the above description, according to the reflection type color display device of the example shown in FIG. 1, the brightness of white display is greatly improved as compared with the conventional example shown in FIG. Further, the color gamut in the yellow, green, and cyan directions is expanded, and the lightness is improved.

【0071】これは、上述したように、グリーン色光1
Gが、ダイクロイックミラー27Gで反射して、調光素
子10Gのダイクロイックミラー27Gより外光入射側
の部分を往復するだけで反射光として観察され、レッド
色光1Rが、ダイクロイックミラー27Rで反射して、
調光素子10Rのダイクロイックミラー27Rより外光
入射側の部分および調光素子10Gを往復するだけで反
射光として観察されるからである。
This is, as described above, the green light 1
G is reflected by the dichroic mirror 27G, and is observed as reflected light only by reciprocating on a portion of the dimming mirror 27G of the dimming element 27 on the side of incident external light. The red light 1R is reflected by the dichroic mirror 27R.
This is because the reflected light is observed only by reciprocating between the dichroic mirror 27R and the portion of the dimmer element 27R on the outside light incident side and the dimmer element 10G.

【0072】また、図6に示して上述した先願発明の第
1の例の調光素子のように、素子の駆動に高い電圧が必
要となることがなく、素子を容易に駆動することができ
るとともに、図7、図8に示して上述した先願発明の第
2、第3の例の調光素子のように、素子の製造過程にお
いて強い磁場を印加するような必要がなく、素子を容易
に製造することができる。
Further, unlike the dimming element of the first example of the prior application shown in FIG. 6 and described above, a high voltage is not required for driving the element, and the element can be easily driven. It is not necessary to apply a strong magnetic field in the manufacturing process of the element as in the dimming elements of the second and third examples of the prior application shown in FIGS. 7 and 8 and described above. It can be easily manufactured.

【0073】図1の例は、ゲストホスト液晶の調光層2
3M,23C,23Yとして、プレーナ配向のカイラル
ネマティック液晶を用いる場合であるが、これに限ら
ず、ホモジニアス配向のネマティック液晶のセルと偏光
板とを組み合わせたものや、高分子分散液晶(PDL
C)を利用したものなどを用いることができ、その場合
でも同様の効果を得ることができる。
FIG. 1 shows an example of the light control layer 2 of the guest-host liquid crystal.
As the 3M, 23C, and 23Y, a case where a chiral nematic liquid crystal having a planar orientation is used is not limited thereto, and a combination of a cell of a nematic liquid crystal having a homogeneous orientation and a polarizing plate, or a polymer dispersed liquid crystal (PDL) is used.
A method utilizing C) can be used, and the same effect can be obtained in such a case.

【0074】[0074]

【発明の効果】上述したように、この発明によれば、多
色表示が可能な反射型カラー表示装置において、広い色
再現範囲を実現できるだけでなく、高明度の表示を得る
ことができ、特に白色表示の明度が大幅に向上し、視認
性が良くなるとともに、装置の駆動および製造が容易と
なる。
As described above, according to the present invention, not only a wide color reproduction range can be realized but also a display with high brightness can be obtained in a reflection type color display device capable of multicolor display. Brightness of white display is greatly improved, visibility is improved, and driving and manufacturing of the device are facilitated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の反射型カラー表示装置の一例を示す
図である。
FIG. 1 is a diagram showing an example of a reflection type color display device of the present invention.

【図2】図1の反射型カラー表示装置による色再現範囲
と図4の反射型カラー表示装置による色再現範囲を比較
して示す図である。
2 is a diagram showing a comparison between the color reproduction range of the reflective color display device of FIG. 1 and the color reproduction range of the reflective color display device of FIG. 4;

【図3】図1の反射型カラー表示装置による色再現範囲
と図4の反射型カラー表示装置による色再現範囲を比較
して示す図である。
3 is a diagram showing a comparison between the color reproduction range of the reflection type color display device of FIG. 1 and the color reproduction range of the reflection type color display device of FIG. 4;

【図4】従来の反射型カラー表示装置の一例を示す図で
ある。
FIG. 4 is a diagram showing an example of a conventional reflective color display device.

【図5】従来の調光素子の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a conventional light control element.

【図6】先願発明の第1の例の調光素子を示す図であ
る。
FIG. 6 is a diagram showing a dimming element according to a first example of the invention of the prior application.

【図7】先願発明の第2の例の調光素子を示す図であ
る。
FIG. 7 is a diagram showing a dimming device according to a second example of the invention of the prior application.

【図8】先願発明の第3の例の調光素子を示す図であ
る。
FIG. 8 is a diagram showing a light modulating element according to a third example of the invention of the prior application.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10G,10R,10B 調光素子 11,12 透明基板 21,22 透明画素電極 23M,23C,23Y 調光層 25 駆動部 26 ブラックマトリックス 27G,27R,27B ダイクロイックミラー 10G, 10R, 10B Dimming element 11, 12 Transparent substrate 21, 22 Transparent pixel electrode 23M, 23C, 23Y Dimming layer 25 Driver 26 Black matrix 27G, 27R, 27B Dichroic mirror

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 貞一 神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーン テクなか い 富士ゼロックス株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Seiichi Suzuki 430 Sakai, Nakai-cho, Ashigarakami-gun, Kanagawa Prefecture Green Tech Inside Fuji Xerox Co., Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】それぞれ特定波長領域を反射する状態と吸
収する状態の2つの状態を選択的に取り得るとともに、
互いに上記特定波長領域を異にする複数の調光素子が積
層された反射型カラー表示装置において、 上記複数の調光素子は、それぞれ、上記特定波長領域を
選択的に反射するダイクロイックミラーと、このダイク
ロイックミラーの外光入射側に設けられた、上記特定波
長領域に対して2色性を有し、それ以外の波長領域はほ
ぼ透過させる調光層とを備えることを特徴とする反射型
カラー表示装置。
The present invention can selectively take two states, a state of reflecting a specific wavelength region and a state of absorbing a specific wavelength region, respectively.
In a reflective color display device in which a plurality of dimming elements having different specific wavelength regions from each other are stacked, the plurality of dimming elements each include a dichroic mirror that selectively reflects the specific wavelength region. And a dimming layer provided on the external light incident side of the dichroic mirror and having dichroism with respect to the specific wavelength region, and substantially transmitting the other wavelength regions. apparatus.
【請求項2】請求項1に記載の反射型カラー表示装置に
おいて、 上記複数の調光素子は、それぞれの上記特定波長領域を
レッド、グリーン、ブルーの波長領域とする3つの調光
素子であることを特徴とする反射型カラー表示装置。
2. The reflection type color display device according to claim 1, wherein the plurality of dimming elements are three dimming elements each of which has the specific wavelength region as a red, green, and blue wavelength region. A reflective color display device characterized by the above-mentioned.
【請求項3】請求項2に記載の反射型カラー表示装置に
おいて、 上記3つの調光素子は、外光入射側から順にグリーン、
レッド、ブルーの波長領域を上記特定波長領域とするも
のが積層されたことを特徴とする反射型カラー表示装
置。
3. The reflection type color display device according to claim 2, wherein the three dimming elements are green,
A reflection type color display device, wherein red and blue wavelength regions having the specific wavelength region are stacked.
【請求項4】請求項1〜3のいずれかに記載の反射型カ
ラー表示装置において、 上記それぞれの調光素子のダイクロイックミラーは、誘
電体多層膜によって、その調光素子の上記調光層に隣接
して形成されたことを特徴とする反射型カラー表示装
置。
4. The reflection type color display device according to claim 1, wherein the dichroic mirror of each of the light control elements is provided on the light control layer of the light control element by a dielectric multilayer film. A reflective color display device formed adjacently.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1065556A2 (en) * 1999-06-21 2001-01-03 Eastman Kodak Company Multi-layer neutral density sheet with memory properties
US7595771B1 (en) * 1998-12-31 2009-09-29 Texas Instruments Incorporated Electro-optical, tunable, broadband color modulator

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