JPH10282489A

JPH10282489A - 反射型液晶表示装置

Info

Publication number: JPH10282489A
Application number: JP9086960A
Authority: JP
Inventors: Teruo Ebihara; 照夫海老原; Ko Taniguchi; 香谷口; Shunichi Motte; 俊一物袋; Shigeru Senbonmatsu; 茂千本松; Shuhei Yamamoto; 修平山本; Takakazu Fukuchi; 高和福地; Hiroshi Sakama; 弘坂間; Masafumi Hoshino; 雅文星野; Naotoshi Shino; 直利篠; Osamu Yamazaki; 修山崎
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 1997-04-04
Filing date: 1997-04-04
Publication date: 1998-10-23
Anticipated expiration: 2017-04-04
Also published as: JP3030617B2

Abstract

(57)【要約】【課題】光散乱モードの反射型液晶表示装置では、白
とモノカラー表示した場合、表現できる色は単純な拡散
反射色となり、装飾性は特に優れていなく、消費電流も
大きかった。【解決手段】電極面間に印加される電圧により光散乱
状態又は光透過状態に制御される光変調層と、光変調層
の背後に設けられた少なくとも１種類以上の色分離ミラ
ー層と、色分離ミラー層の背後に設けられた機能性反射
板と、により構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、明るい美観と装飾
効果に優れたカラー表示を実現し、低電圧と低電流の動
作を達成する反射型液晶表示装置に関するものであり、
時計、携帯電話、携帯情報端末、広告板、装飾表示板な
どに利用される。

【０００２】

【従来技術】液晶表示装置は、薄型で消費電力が少ない
など多くの優れた特徴を有するため色々な用途の機器の
表示パネルとして多用されている。液晶表示素子の表示
モードには、従来より最も一般的な液晶表示モードとし
てＴＮモードやＳＴＮモードに代表されるような偏光板
を１枚ないし２枚用いて液晶による複屈折や旋光性を利
用した方式のものがある。前記ＴＮモ−ドやＳＴＮモ−
ドの光の利用効率は、偏光板による光の吸収損失がある
ため理論的には５０％以下となり、表示が暗くなってし
まう。

【０００３】一方、相転移モ−ドおよび高分子分散モ−
ドなどに代表されるような偏光板を使用せず液晶による
光散乱性を利用した表示方式がある。これら光散乱モー
ドは偏光板が不要なため、偏光板による光の吸収損失を
生ぜず、光を有効に利用できるため、明るい表示が可能
となる。例えば、高分子分散型液晶パネルとしては、特
公平３−５２８４３号、公表昭６３−５０１５１２号が
知られている。

【０００４】これら光散乱モード液晶パネルのカラー化
手段としては、各種鏡や光吸収板を配置する方法が提案
されている。例えば、非金属多重薄膜と低明度背景基板
を組み合わせたものてして、特開昭５０−２０７４９号
が知られている。ほぼ同じものとして、特開昭５９−１
０９２４号がある。これらの技術に共通した手段は、光
散乱モード表示素子の後方に、非金属多重薄膜やダイク
ロイックミラーなどのいわゆる干渉フィルターを配置
し、さらに後方に紙や塗料などの散乱反射板を配置する
ものであ。また、光散乱モード表示素子には、動的散乱
モード（ＤＳＭ）や相転移モードなどの光散乱モード液
晶が使用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
５０−２０７４９号や特開昭５９−１０９２４号に記載
の表示装置には、以下のような欠点を有している。

【０００６】第一に、従来の表示装置では、光散乱モー
ド表示素子が透過状態に制御されている時、干渉フィル
ターの透過光を散乱反射板で反射させカラー表示してい
た。色のバリエーションとしては、干渉フィルターの分
光透過率と散乱反射板の分光反射率を任意に設計して多
種の色を表現している。しかし、散乱反射板を利用して
いるので、表現できる色は単純な拡散反射色となる。

【０００７】しかしながら、最近では物が溢れる豊かな
時代になり、ファッションとしてのカラーニーズが、上
記のような単純な色から鮮やかな色彩に変化してきてい
る。それは、人々の「感性」や「遊び心」を刺激するよ
うな全く異なる鮮やかな色彩である。例えば、南洋の国
々の鳥や蝶や魚など鮮やかな「極彩色」の世界や、天然
に産出する宝石の中でも最も美しいオパールなどの色の
変化を楽しめる「遊色」の世界である。このような、
「極彩色」や「遊色」は、従来の表示装置で表現出来な
い。よって、従来の表示装置では、特にファッション性
を重視する時計などの小型携帯機器に搭載される場合、
特に大きな効果を発揮することは無かった。

【０００８】第二に、従来の表示装置では、干渉フィル
ターの分光透過率と散乱反射板の分光反射率を任意に設
計することにより多種の色を表現できる。しかし、干渉
フィルターと散乱反射板の組み合わせにより決まる固定
された色しか表示できない。このため、時計などのファ
ッション性を重視する携帯機器に実装して使用すると、
変化のない表示に飽きられる。そこで、外部環境の変化
で表示色が変化したり、自分で好きな時に表示色を変え
られることが望まれていた。

【０００９】第三に、従来の表示装置では、光散乱モー
ド表示素子として動的散乱モード（ＤＳＭ）や相転移モ
ードなどの光散乱モード液晶が使用されている。ＤＳＭ
は電流駆動であり、一般的なＴＮモードやＳＴＮモード
に比較して、その消費電流は１０倍〜１００倍である。
よって、従来の表示装置では、特にバッテリー寿命を重
視する時計などの小型携帯機器に搭載されることは無か
った。また、相転移モードは、散乱状態に熱白濁を使用
する事がある。この熱白濁は、外部応力や熱サイクルな
どの影響で著しく劣化してしまった。したがって、従来
の表示装置が小型携帯機器に搭載され、実用化されるこ
とは無かった。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、光散乱モ
ード表示素子を光変調層として使用し、他に色分離ミラ
ーと機能性反射板の技術を組み合わせる事で、前記課題
を解決する画期的な反射型液晶表示装置を実現した。

【００１１】すなわち、本発明による反射型液晶表示装
置は、一対の電極面間に設けられた光変調層が電極面間
に印加される電圧により光散乱状態又は光透過状態に制
御されるとともに、光変調層の背後に設けられた少なく
とも１種類以上の色分離ミラー層と、色分離ミラー層の
背後に設けられた機能性反射板と、を備える構成とし
た。

【００１２】本発明で使用される光変調層には、光散乱
モード表示素子を使用する。光散乱モード表示素子は、
高分子分散型液晶層、または相転移型液晶層などの散乱
モード液晶層を透明電極を形成した基板によって狭持さ
れていれば良い。透明電極は少なくとも一方がキャラク
タ表示や７セグメント表示可能なパターン、あるいはド
ットマトリックス表示可能なパターンで、基板全面ある
いは一部でパターニングされていれば良い。上記パター
ンは、一画素単位にダイオードやトランジスタなどのア
クティブ素子が形成されていても良い。基板としては、
ガラスやフレキシブルプラスチック基板が使用できる。
また、光散乱モード表示素子は、透明電極に画像信号を
印加する手段を有しており、電圧印加レベルが高い時に
光透過状態、電圧印加レベルがより低い時に散乱状態と
なる。また、逆に、電圧印加レベルが高い時に散乱状
態、電圧印加レベルがより低い時に光透過状態となって
も良い。

【００１３】また、本発明で使用される高分子分散型液
晶層は、特公平３−５２８４３号、公表昭６３−５０１
５１２号に記載のようなネマティック液晶をマイクロカ
プセル化したものや、樹脂マトリックス中に液晶小滴を
分散させたものでも良い。好ましくは、液晶材料が連続
層を形成し、この連続層中に、３次元網目状構造の光硬
化性樹脂を有する構造であるポリマーネットワーク液晶
層である。この場合、光硬化性樹脂に対する液晶材料の
割合は、７０〜９９％の範囲が好ましく、３次元網目状
構造の粒径は光の波長程度でばらつきが少ない方がよ
い。

【００１４】また、本発明で使用される相転移型液晶層
は、垂直配向処理また水平配向処理したセルに、誘電異
方性が正あるいは負のネマティック液晶にカイラル剤を
混合したいわゆるコレステリック・ネマティック相転移
型液晶層を使用しても良い。さらに好ましくは、上記コ
レステリック・ネマティック相転移型液晶中に分散した
３次元網目状の光硬化性樹脂により安定化したプレーナ
テクスチャーまたはフォーカルコニックテクスチャーを
有する構造である高分子安定化相転移型液晶層である。
ネマティック液晶としては、シアノ系、フッ素系、塩素
系などのいずれの液晶も使用できる。いずれの液晶も高
△ｎ、高△εの液晶が望ましい。また、カイラル剤も特
に制限はない。光硬化性樹脂は、メタアクリロイル化合
物、アクリレート化合物、メタクリレート化合物などの
高分子樹脂前駆体でよく、これらと共重合できる光重合
性基を有する高分子樹脂前駆体としては特に制限はな
い。光重合開始剤も添加すると良い。光硬化性樹脂はコ
レステリック・ネマティック液晶中に０．５％〜８％の
範囲が望ましい。多すぎると駆動電圧が高くなる。ネマ
ティック液晶とカイラル剤の混合比は、カイラルピッチ
が０．２〜５．０μｍになる程度の混合比であることが
望ましい。

【００１５】本発明で使用される色分離ミラー層は、特
開昭５０−２０７４９号、特開昭５９−１０９２４号に
記載された非金属多重薄膜やダイクロイックミラーなど
のいわゆる干渉フィルターを使用できる。しかし、金
属、半導体、有機金属などの可視光域に吸収を持つ材料
を使用することは好ましくない。特定波長範囲の光を透
過させると共にその他の光を反射させる特性を示し吸収
の少ない誘電体多層薄膜により構成されることが望まし
い。特に、ＳｉＯ₂とＴｉＯ₂より構成される誘電体多層
薄膜は安定性、製造コスト考慮するとより望ましい。

【００１６】また、色分離ミラー層を、可視光領域の特
定波長範囲を選択的に反射する特性を有するコレステリ
ック液晶ポリマー層により構成してもよい。コレステリ
ック液晶ポリマー層は、液晶分子の平均配向方向を表す
ダイレクタの方位が右回り或いは左回りの何れかに連続
的に回転する螺旋構造をとる。その螺旋構造のピッチを
ｐ、屈折率を（ｎ１、ｎ２)、入射光のコレステリック液
晶ポリマー層螺旋面への入射角をθとすれば、その螺旋
軸の向きに応じた回転方向の楕円偏光（若しくは円偏
光）の光で、且つ下記の式１で表される波長λの範囲の
光のみを選択的に反射する性質がある。

【００１７】ｐ×ｎ２×Ｓｉｎθ ＜ λ ＜ｐ×ｎ１×Ｓｉｎθ ［式１］ここで、ｎ１とｎ２に関しては、コレステリック液晶ポ
リマー層の配向方向を示すダイレクタに平行な方向の屈
折率とダイレクタに垂直な方向の屈折率のうち、前者ｎ
１が屈折率の大きい方であり、後者ｎ２が屈折率の小さ
い方である。尚、選択反射の波長範囲は十分に狭い為、
反射光は着色して見える。

【００１８】前記式１から明らかな様に、コレステリッ
ク液晶ポリマー層の選択反射波長λは、コレステリック
液晶ポリマー層自体の屈折率（ｎ１、ｎ２)と螺旋ピッチ
ｐとに関係し、通常は屈折率（ｎ１、ｎ２)はほぼ一定で
あるから、螺旋ピッチｐを可変とすることにより、任意
に選択反射の波長範囲を設定できる。

【００１９】例えば、ｎ１＝１．７３、ｎ２＝１．５１
（△ｎ＝０．２２）、ｐ＝２６５ｎｍとすると、前記式
１より、垂直に入射した光に対して、選択反射の波長範
囲は４００〜４５８ｎｍとなり、５８ｎｍの幅となる。
また、ｎ１＝１．７６、ｎ２＝１．５１（△ｎ＝０．２
５）、ｐ＝３３８ｎｍとすると、垂直に入射した光に対
して、選択反射の波長範囲は５１０〜５９５ｎｍとな
り、８５ｎｍの幅となる。

【００２０】この様に、コレステリック液晶ポリマー層
の屈折率（ｎ１、ｎ２、△ｎ）及び螺旋ピッチｐを所定
の値に調整することにより、選択反射の波長範囲が青
（Ｂ）・緑（Ｇ）・赤（Ｒ）などに相当する波長範囲の
コレステリック液晶ポリマー層を任意に作成することが
出来る。ここで、コレステリック液晶ポリマー層の螺旋
構造の回転方向が右巻きであれば、入射光の楕円偏光の
うち右楕円偏光を反射し、螺旋構造の回転方向が左巻き
であれば、左楕円偏光を反射する。楕円偏光ではなく、
円偏光の場合でも同様である。

【００２１】この性質を利用して、コレステリック液晶
ポリマー層より構成された色分離ミラー層は、可視光領
域の特定波長範囲の右円偏光を選択的に反射するコレス
テリック液晶ポリマー層と前記特定波長範囲と同じ波長
の左円偏光を選択的に反射するコレステリック液晶ポリ
マー層とを両者の光軸が平行になる様に配置した構成を
反射基本単位Ａとし、可視光領域の互いに異なる選択反
射波長を有するコレステリック液晶ポリマー層の反射基
本単位Ａを少なくとも１つ以上積層して成る色分離ミラ
ー層である。この構造により、入射光の特定波長範囲の
右回りの円偏光と左回りの円偏光を両方共に反射する事
が出来るので、その結果として、入射光の特定波長範囲
の光だけを１００％に近い反射率で高効率に反射するこ
とができる。

【００２２】従って、螺旋ピッチを変えて、選択反射の
波長範囲を青（Ｂ）、緑（Ｇ）、赤（Ｒ）などに対応す
る波長範囲の反射基本単位Ａを光軸が平行になる様に複
数積層して、ある特定波長範囲の光を選択的に１００％
に近い反射率で高効率に反射するコレステリック液晶ポ
リマー層を形成することにより、色々なカラー表示が再
現できる。

【００２３】別の例として、光軸を平行にして重ねられ
た可視光領域の特定同一波長の同じ回転方向の円偏光
（例えば右円偏光）を選択的に反射する２枚のコレステ
リック液晶ポリマー層の間に、該特定同一波長の光の位
相を１８０度変換する変換素子（以下、１／２波長板と
称す）を挟んだ構成を反射基本単位Ｂとし、可視光領域
の互いに異なる選択反射波長を有するコレステリック液
晶ポリマー層の反射基本単位Ｂを少なくとも１つ以上積
層して色分離ミラーを構成した。この構造により入射光
の特定波長範囲の円偏光成分（例えば右回りの円偏光成
分）が第１層目のコレステリック液晶ポリマー層で選択
的に反射され、特定波長範囲の左回りの円偏光成分が透
過する。この左回りの円偏光成分は、特定波長範囲の光
の位相を１８０度変換する１／２波長板で、その位相を
１８０度変換されて、右回りの円偏光となる。この右回
りの円偏光成分は第２層目のコレステリック液晶ポリマ
ー層で選択的に反射される。その結果として、入射光の
内の特定波長範囲の光だけを１００％に近い反射率で高
効率に反射することができる。

【００２４】従って、螺旋ピッチを変えて、選択反射の
波長範囲を青（Ｂ）、緑（Ｇ）、赤（Ｒ）などに対応す
る波長範囲の反射基本単位Ｂを光軸が平行になる様に複
数対積層して、ある特定波長範囲の領域の光を選択的に
１００％に近い反射率で高効率に反射するコレステリッ
ク液晶ポリマー層を形成することにより、色々なカラー
表示が再現できる。

【００２５】ここで、色分離ミラー層は、光変調層の背
後に位置していれば良く、透明電極の前後あるいは基板
の前後でも良い。また、光散乱モード表示素子の外付け
で、別途透明基板に形成された色分離ミラーを光散乱モ
ード表示素子に密着して配置しても良い。また、機能性
反射板を構成する基材に形成しても良い。また、色分離
ミラー層の透過光の色は単色から複数の色を二次元に配
置されていても良い。例えば、透明電極に対応したキャ
ラクタ表示や７セグメント表示可能なパターンあるい
は、ドットマトリックス表示可能なパターンで、各画素
に対応して、同一平面上に２色以上組み合わせてストラ
イプ状またはモザイク状に形成することにより、本方式
は、多色カラー表示できる。

【００２６】本発明で使用される機能性反射板には、光
を吸収し再発光する機能、温度変化にともない反射色が
変化する機能、光の反射に光輝性がある機能、光の反射
に再帰性がある機能、光の反射に真珠光沢がある機能、
光の吸収により着色が変化機能、磁界の方向により明暗
が変化する機能、電界により発光する機能、電流により
色合いが変化する機能、電界により反射率が変化する機
能のうち、いずれかの機能を有する。具体的には、以下
の通りである。

【００２７】本発明では、光を吸収し再発光する機能の
一例として、蛍光反射板を機能性反射板として使用す
る。蛍光反射板は、昼光（日光）、蛍光灯、水銀灯等の
人工の光の照射により刺激を受け発光する。照射が無く
なると発光しなくなる。蛍光反射板は、蛍光顔料による
塗料を下地が白色の基材に塗る事で容易に得られる。普
通の有色反射板と蛍光反射板との機能差を以下に説明す
る。

【００２８】普通の有色反射板は、入射白色光のうち特
定の波長領域を吸収して、光以外の熱エネルギーやその
他として放出して、残りの波長域を反射することで色が
見える。蛍光反射板は、入射白色光のうち特定の波長領
域を吸収して、熱エネルギー以外に蛍光として放出し
て、残りの波長域を反射する。蛍光のエネルギーは、入
射エネルギーより当然小さいから、振動数は少なくな
り、波長の長い光となる。この結果、通常の反射波長域
と蛍光による放射波長域が重なり、鮮明な色に見える。
例えば、通常の赤色反射板の場合、入射白色光のうち赤
色部分を反射し、残りを吸収して赤く見える。蛍光反射
板の場合、赤色反射光以外に入射光の紫外〜青緑の入射
光を赤色に変換する蛍光成分が加算される。このため、
入射白色光のうち赤色として取り出せる効率は、通常の
赤色反射板の場合の２〜３倍程度となる。

【００２９】本発明では、光変調層と色分離ミラー層の
背後に蛍光反射板を配置している。光変調層として液晶
を使用すると、有害な３８０ｎｍ以下の紫外線がフィル
ターでカットされる。このため、蛍光反射板は３８０ｎ
ｍ以上の波長で励起され実用的な蛍光効果が得られる必
要がある。蛍光顔料を構成する染料の一例としは、以下
のような染料が使用できる。染料名昼光下の色蛍光色ブリリアントスルホフラビンＦＦ黄色緑〜黄緑ベーシックイエローＨＧ黄色黄緑エオシン赤色黄〜橙ローダミン６Ｇ赤色黄〜橙ローダミンＢピンク橙〜赤

【００３０】本発明では、温度変化にともない反射色が
変化する機能の一例として、サーモクロミック反射板を
機能性反射板として使用した例を説明する。サーモクロ
ミック反射板としては、無機系示温インキ、有機系示温
インキ、サーモクロミック液晶インキなどが使用でき
る。具体的に例をあげると、無機系示温インキとして重
金属のヨウ化化合物が一般に用いられる。Ｈｇ、Ａｇ、
Ｃｕのヨウ化化合物からなる無機系示温インキは、変色
温度４０℃で橙と赤の間で可逆的に変色する。有機系示
温インキとしては、発色時に染料構造をとり、無色時に
はそのロイコ体となっている。すなわち、電子供与体と
電子受容体の有極性化合物中の熱平衡による電子授受機
構によっておこる。具体的には、クリスタルバイオレッ
ト１ｇと没食子酸ドデシルエステル５ｇとミリスチアル
コール１０ｇの混合物は、３８℃以下で無色で３８℃以
上で紫を示す。サーモクロミック液晶インキとしては、
コレステリック液晶における選択反射波長の温度依存性
を利用している。コレステリック液晶分子は層構造をと
り、螺旋状に回転している。一回転のピッチは、温度に
よって伸び縮みする。通常温度の上昇で縮み、その時の
反射光は、可視域で赤〜橙〜黄色〜緑〜青〜藍〜紫の色
変化をする。

【００３１】本発明では、光の反射に光輝性がある機能
の一例として、光輝性反射板を機能性反射板として使用
する。光輝性反射板としては、ラメインキやクリツター
インキなどと呼ばれるキラキラ光り輝くインキを基板や
フィルムなどに塗布したり、インキを色分離ミラー裏面
に塗布することで得られる。ラメ粉は、ポリエステルフ
ィルムにアルミを蒸着して細かく裁断し分級して粒度を
そろえる。さらにオバーコートや着色してもよい。ラメ
粉は、一般の金属粉に比較して粒子が大きく光輝性に優
れている。市販品の一例としては、エルジー（尾池工業
製）、アストロフレーク（福田金属箔粉工業製）などが
ある。

【００３２】本発明では、入射光と同じ方向に反射する
機能の一例として、再帰性反射板を機能性反射板として
使用する。再帰性反射板としては、高屈折率のガラスビ
ーズをバインダーに混ぜて白板や着色板に塗布し、作ら
れる物もある。これ以外にもコーナーキューブ型や各種
プリズム、レンズを使用したものも使用できる。一般に
は、夜間に自動車のヘッドライトで光輝き、安全確保の
ための傘、上着、マーカーなどに使用されているのと同
じものを使用できる。

【００３３】本発明では、真珠の様な光沢が得られる機
能の一例として、パール顔料反射板を機能性反射板とし
て使用する。パール顔料反射板としては、魚鱗から採取
した天然パール原料や酸化チタン被覆雲母（雲母チタ
ン）などが使用できる。市販品としては、パール顔料の
一例をあげると、イリオジン（メルク・ジャパン製）、
テイカパール及びセリパール（テイカ製）、パールグレ
ース（日本光研工業製）などがある。パールインキある
いはパールバインダーとしては、ＰＡＬＢｉｎｄｅｒ
Ｍ−２０、Ｍ−２２Ｒ、Ｇ−１００（大日本インキ
製）がある。

【００３４】本発明では、紫外から可視光短波長領域、
紫の光エネルギーに刺激されて、吸収スペクトルの変化
を伴う機能の一例として、フトクロミック反射板を機能
性反射板として使用する。フトクロミックの機構として
は光異性化、光解離、光酸化還元、励起状態への移行な
どが使用できる。光異性化の典型的な例としては、アゾ
ベンゼンのトランス型とシス型の転換がある。トランス
型はとシス型よりエネルギー的に安定である。トランス
型に紫外から可視光短波長領域の紫の光が照射されると
シス型に転換される。光が弱くなるとシス型は熱運動に
よってトランス型にもどてくる。トランス型とシス型で
は、吸収スペクトルに違いがあるため色の変化として観
測される。

【００３５】本発明では、磁界の方向の変化により明暗
が変化する機能の一例として、黒色磁性粉と白色顔料と
沈降防止剤等を内包したマイクロカプセルを印刷したシ
ートを機能性反射板として使用できる。これ以外に、多
数のセルからなるハニカム構造のシート内に黒色磁性粉
と白色顔料と沈降防止剤等を内包したものでもよい。機
能としては、シートの上面に磁石を接近させると、黒色
磁性粉は上方に引き寄せられて付着し黒色となり、反対
にシートの下面に磁石を接近させると、黒色磁性粉は下
方に引き寄せられ付着し、上面は白色となる。結果とし
て、磁界の方向が変化することで、反射板の反射率が変
化すればよい。

【００３６】本発明では、電界を印加することで、発光
する機能の一例として、エレクトロルミネセンス（Ｅｌ
ｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：ＥＬ，電界発
光）を機能性反射板として使用する。ＥＬ素子として
は、電子と正孔の発光性再結合を利用した注入型ＥＬ、
光電界中の無機蛍光体から放出される光を利用するＥ
Ｌ、および有機材料中の分子励起子を経由して生じる発
光を利用する有機ＥＬなどでよい。

【００３７】本発明では、電流による酸化還元反応によ
って物質の吸収スペクトルが変化するエレクトロクロミ
ック現象を利用した表示素子（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｃｈｒ
ｏｍｉｃ−Ｄｉｓｐｌａｙ：ＥＣＤ）を機能性反射板と
して使用できる。ＥＣＤを構成する材料には、無機材料
から有機材料まで種々あるが、ここでは、メモリー駆動
できる方式が望ましい。

【００３８】本発明では、電界により反射率が変化する
機能として、液晶表示素子を機能性反射板として使用で
きる。液晶表示素子としては、反射型で電圧によって明
暗の変化、または、色の変化をコントロール出来ればよ
い。また、メモリー性がある液晶表示素子でもよい。

【００３９】

【発明の実施の形態】以下に本発明の、光散乱モード表
示素子を光変調層として使用し、他に色分離ミラーと機
能性反射板の技術を組み合わせた反射型液晶表示装置の
基本的な構成の例を図を用いて説明する。

【００４０】図１は、透明電極２、４が形成された２枚
の基板１、５に狭持された光変調層３から構成された光
散乱モード表示素子１６の背後に色分離ミラー層６と機
能性反射板７を配置した本発明の反射型液晶表示装置の
一例の構成を示した断面図である。光変調層３は、透明
電極２、４の間に印加される電圧に基づき光透過状態部
Ａ又は光散乱状態部Ｂに制御される。

【００４１】図１のように、光透過状態部Ａにおいて、
光散乱モード表示素子１６は入射白色光９を直進透過さ
せ、色分離ミラー層６で正反射光１０と透過光１１に色
分離される。さらに、透過光１１は、機能性反射板７
で、各種の機能に応じて光変調され拡散反射光１２の立
体角θの範囲に反射する。つまり、観測者８は、拡散反
射光１２の立体角θの範囲に視線を置くことで、透過光
１１を機能性反射板７で各種の変調された状態を観察で
きる。

【００４２】一方、図１の光散乱状態部Ｂにおいて、光
散乱モード表示素子１６は入射白色光９を散乱させ、あ
らゆる方向に散乱した白色散乱光１３となる。白色散乱
光１３の中で、前方に散乱した光は、色分離ミラー層６
で散乱反射光１４と散乱透過光１７に色分離される。さ
らに、散乱透過光１７は、機能性反射板７で、各種の機
能に応じて光変調され、散乱反射光１５となる。観測者
８は、白色散乱光１３と散乱反射光１４と散乱反射光１
５の混色として観察できる。

【００４３】光散乱モード表示素子１６は、透明電極
２、４の印加電圧レベルを変化させることで、任意の画
素を光透過状態と光散乱状態に変調できる。よって、図
１に示す構成例の反射型液晶表示装置では、任意の画素
を光透過状態部Ａと光散乱状態部Ｂの状態間で変調でき
る事となる。

【００４４】次に、図１の本発明の反射型液晶表示装置
の構成例と従来技術として先に取り上げた例の構成を比
較する。従来技術では、図１の光散乱状態部Ｂにおい
て、色分離ミラー層６の背後に拡散反射板として具体的
に紙を開示している。紙の拡散反射率は標準白色板に対
して７０％程度である。散乱透過光１７は、紙の拡散反
射率７０％を乗算した光となり反射され、散乱反射光１
５となる。よって、観測者８は、白色散乱光１３と散乱
反射光１４と散乱反射光１５の混色として観察して、こ
の場合は、白色として観察できる。本発明では、紙のよ
うな単純なものでなく、光を吸収し再発光する機能、温
度変化にともない反射色が変化する機能、光の反射に光
輝性がある機能、光の反射に再帰性がある機能、光の反
射に真珠光沢がある機能、光の吸収により着色が変化機
能、磁界の方向により明暗が変化する機能、電界により
発光する機能、電流により色合いが変化する機能、電界
により反射率が変化する機能のうち、いずれかを有する
機能性反射板である。光散乱状態部Ｂは、上記の各種機
能によって変調を受けるため、従来にはない新しい表示
を可能としている。

【００４５】つぎに、図１の光透明状態部Ａにおける表
示状態の優位差を以下に示す。従来技術では、色分離ミ
ラー層の背後に拡散反射板として具体的には紙が開示さ
れている。紙の拡散反射率は標準白色板に対して７０％
程度である。表示色は、単純な拡散色しか表現できなく
特に明るい物ではなかった。本発明では、紙のような単
純なものでなく、上記の各種機能によって変調を受ける
ため、従来にはない新しい表示を可能としている。

【００４６】

【実施例】以下、本発明の実施例を、具体例を示しなが
ら説明する。

【００４７】（実施例１）図２に示すような、光散乱モ
ード表示素子１６とその背後に色分離ミラー層６とさら
にその背後に機能性反射板７として光を吸収し再発光す
る機能を有する反射板より構成されている本発明の反射
型液晶表示装置の作製を順に説明する。

【００４８】光散乱モード表示素子１６の作製を以下に
説明する。基板１，５は、厚さ０．４ｍｍの硬質ガラス
を用いた。これらの基板には、透明電極２、４が形成さ
れている。本実施例１では、スパッタリング法や真空蒸
着法で形成されるＩｎ₂Ｏ₃−ＳｎＯ₂膜（以下ＩＴＯ膜
と称す）からなる透明導電膜をホトリソグラフィーによ
ってパターニングしたものを用いた。パターンには、７
セグメントからなるキャラクタ表示可能なパターンを用
いた。尚、ＩＴＯ膜の他にＳｎＯ₂膜を用いてもかまわ
ない。さらにその上に絶縁膜２２，２４を形成したの
ち、シール２３を設けて空セルを製作した。尚、セルギ
ャップは８μｍになるように調整した。

【００４９】光変調層３として、本実施例１では、高分
子分散液晶層を用いた。高分子分散液晶層は、紫外線
（ＵＶ）により架橋反応し重合するアクリレートモノマ
ーなどの高分子樹脂と正の誘電異方性を有するネマチッ
ク液晶と紫外線硬化開始剤などを均一に混合溶解させた
混合溶液を、空セルに注入し、紫外線露光により高分子
樹脂のみ硬化させ、正の誘電異方性を有するネマチック
液晶を相分離して製作されたものである。

【００５０】この時、高分子樹脂とネマチック液晶との
配合量の割合が、高分子樹脂の割合が多い場合には、独
立した粒子状の液晶小滴が形成される。一方、高分子樹
脂の割合が少ない場合には、高分子樹脂は網の目状（ネ
ットワーク状）の構造を形成し、液晶はこの高分子樹脂
のネットワーク構造の中に連続相となって存在する。液
晶小滴粒およびポリマーネットワーク孔径は、なるべく
均一で、且つ平均粒径が０．５μｍ〜３．５μｍの範囲
であること望ましい。尚、この範囲外の平均粒径の場合
は、光散乱状態が悪化しコントラストが上がらなくな
る。さらに好ましくは、平均粒径は０．８μｍ〜１．８
μｍの範囲が良い。

【００５１】高分子樹脂とネマチック液晶との配合量の
割合は、８：２〜１：９である。なお、独立した液晶小
滴粒構造よりもポリマーネットワークの液晶連続相構造
の方が、低電圧を実現し易い。従って、好ましくは、
４：６〜１：９の範囲が望ましい。

【００５２】より具体的には、液晶材料としてロディッ
ク社製「ＰＮＭ−１５６」を前記空セルに３０℃の温度
を保持しながら、真空注入した。これを２５．５℃の温
度に保持しながら、メタルハライドランプで７５ｍＷ／
平方センチメータの紫外線を９０秒間照射し光変調層３
を有する光散乱モード表示素子１６を作製した。この
時、紫外線の波長は、３５０ｎｍ以下を吸収するフィル
ターを使用する。また、紫外線の照射開始に当たって
は、シャッターを用いて予め７５ｍＷ／平方センチメー
タの強度を放射できる状態のランプから瞬間的に照射開
始できることが重要である。さらに、真空注入時の温度
と紫外線照射時の温度は液晶材料の相転移温度より高い
必要がある。特に、紫外線照射時の温度は、相転移温度
より１．５℃高めに設定するとよい。

【００５３】このようにして形成された光散乱モード表
示素子１６の光変調層３を走査型電子顕微鏡を用いて観
察したところ、ポリマーからなる三次元ネットワーク構
造が確認できた。また、キャノン製ホトメータにより電
気光学特性を測定した。電圧無印加時の透過率をＴ０、
印加電圧の増大に伴って透過率が飽和する時の透過率を
１００％とすると、９０％の透過率を示す印加電圧をＶ
ｓａとする。また、１０％の透過率を示す印加電圧をＶ
ｔｈとする。測定の結果を以下に示す。、Ｖｔｈ１．４ＶＶｓａ２．９ＶＴ０２．５％Ｖｓａ時の絶対透過率８３％Ｖｓａ時の消費電流０．５μΑ／平方センチメー
タ

【００５４】本実施例１では、色分離ミラー６として可
視光領域の特定波長範囲の光を透過させると共にその他
の可視光を反射させる特性を示す誘電体多層薄膜２５を
真空蒸着した０．３ｍｍ厚のガラス２６を用いた。誘電
体薄膜に用いられる材料は、低屈折率透光性誘電体薄膜
用にＳｉＯ₂、ＭｇＦ₂、Ｎａ₃ＡｌＦ₆等が、また、高屈
折率透光性誘電体薄膜にＴｉＯ₂、ＺｒＯ ₂、Ｔａ₂Ｏ₅、
ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｙ₂Ｏ₃、Ａ
ｌ₂Ｏ₃等が用いられている。必要とする反射波長帯、透
過波長帯、および反射率、透過率に応じて、誘電体材
料、膜厚、層数を設定する。また、これらの誘電体薄膜
は、真空蒸着法やスパッタリング法などによって容易に
形成できる。尚、誘電体多層薄膜２５は、多層薄膜の構
成を変化させることで種々の分光特性が得られ、金属薄
膜に比べ設計自由度が高い。

【００５５】本実施例１では、マゼンタ光を透過する図
８に示す色分離ミラー６を、真空蒸着器でそれぞれ作成
した。これら誘電体多層薄膜２５は、高屈折率膜にはＴ
ｉＯ ₂を、低屈折率膜にはＳｉＯ₂を用い、合わせて２５
〜３０層を積層して作成した。

【００５６】機能性反射板７としては、住友スリーエム
株式会社製のスコッチカル蛍光３４８４スプラッシュレ
ッドを蛍光反射板として使用した。図９に蛍光灯照明下
での蛍光赤と通常印刷物に使用されている赤の標準白色
板に対する分光反射率の測定結果を示す。蛍光赤は通常
印刷物に使用されている赤に比較して２倍以上の反射強
度を示す。蛍光反射板色と色分離ミラーの透過スペクト
ルとの関係は、色分離ミラーの透過色スペクトル内に、
蛍光反射板の吸収スペクトルと再放出スペクトルが含ま
れている事が望ましい。

【００５７】上記のような手法で製作された、光散乱モ
ード表示素子１６とその背後に色分離ミラー層６とさら
にその背後に赤色の蛍光反射板を機能性反射板７として
使用した本発明の反射型液晶表示装置を、時計用駆動Ｉ
Ｃと電池に接続して、腕時計に組み込み評価した。その
結果、天井蛍光灯照明下の室内での表示見栄えとして
は、黄色の背景に、蛍光赤色のセグメント表示で時刻を
表現できた。セグメント表示部の色は非常に鮮明で薄暗
い環境でもに視認性に優れている。また、野外の日照下
でも鮮やかな表示が得られる。また、視角を正面からず
らして斜め方向から観察しても蛍光赤色の色合いは、ほ
とんど変化しなかった。その表示状態は、腕時計の装飾
品、ファッションとしての価値を高める事ができた。ま
た、駆動電圧は、３Ｖと低く、消費電流も光散乱モード
表示素子単独で０．３２μΑであった。電池としてＣＲ
２０２５型リチウム電池を使用して、腕時計として３年
以上の電池寿命を実現した。

【００５８】蛍光反射板色と色分離ミラー透過スペクト
ルの組み合わせは、上記以外にも、図６に示すシアン色
の透過スペクトルと住友スリーエム株式会社製のスコッ
チカル蛍光ＦＥＳ−２２２スプラッシュグリーンを使用
してもよい。この場合の表示は、黄色の背景に、蛍光緑
色のセグメント表示であった。また、光散乱モード表示
素子１６にリバースモード、つまり、電圧が低いときに
透明状態を示し、電圧がより高いときに散乱状態を示す
場合には、上記の表示は反転することも確認できた。

【００５９】（比較例１）実施例１の構成で、赤色の蛍
光反射板の代わりに白い紙を配置して同様に評価した。
その結果、天井蛍光灯照明下室内での表示見栄えとして
は、やや暗い黄色背景に、赤色のセグメント表示であっ
た。視角をかえると赤色からオレンジ色に変化をする。
これは、色分離ミラーに使用している誘電体多層薄膜の
視角依存性に起因する色変化である。

【００６０】（実施例２）実施例１と同様に、光散乱モ
ード表示素子１６と色分離ミラー層６を製作し、機能性
反射板７として、温度変化にともない反射色が変化する
機能のサーモクロミック反射板を使用した。サーモクロ
ミック反射板には、株式会社日本カプセルプロダクツ製
のＣｈｒｏｍａｔｉｃ−ＥＬＣを使用した。本サーモク
ロミック反射板は、２２℃以下で濃紺色、約２４℃で赤
色、約２６℃で緑色、約２８℃で青色を、３０℃以上で
濃紺色を呈し、発色色彩も強く、しかも可逆的に温度変
化に追従して変色する。

【００６１】このサーモクロミック反射板と図３から８
の分光透過スペクトルを示す色分離ミラーを用いて実施
例１と同様に腕時計に実装して、天井蛍光灯照明下の室
内で腕時計の温度を２０℃〜３５℃の間で何回も繰り返
し変化させながら変その表示見栄えを評価した。その結
果を以下に示す。色分離ミラー背景色の色変化＜２２℃ ２４℃ ２６℃ ２８℃ ３０℃＜図３緑ピンクピンク白ピンクピンク図４青白黄色黄色黄色黄色図５赤シアン白シアンシアンシアン図６シアン赤赤黄色ピンク赤図７黄色青ピンクシアン青青図８ピンク緑黄色緑シアン緑色分離ミラーセグメントの色変化＜２２℃ ２４℃ ２６℃ ２８℃ ３０℃＜図３緑濃紺濃紺緑濃紺濃紺図４青青濃紺濃紺濃紺濃紺図５赤濃紺赤濃紺濃紺濃紺図６シアン濃紺黒緑青濃紺図７黄色黒赤緑黒黒図８ピンク濃紺赤黒青濃紺上記の表示状態は、腕時計の装飾品、ファッションとし
ての価値を高める事ができる。また、駆動電圧は、３Ｖ
と低く、消費電流も光散乱モード表示素子単独で０．３
２μΑであった。電池にＣＲ２０２５型リチウム電池を
使用して、腕時計として３年以上の電池寿命を実現し
た。また、光散乱モード表示素子１６にリバースモー
ド、つまり、電圧が低いときに透明状態を示し電圧がよ
り高いときに散乱状態を示す場合は、上記の背景とセグ
メントが反転することも確認できた。

【００６２】（実施例３）実施例２の構成から、光散乱
モード表示素子１６と色分離ミラー層６を同じ方法で製
作した。本例では、光の反射に光輝性がある機能の一例
として、光輝性反射板を機能性反射板として使用する。
光輝性反射板としては、アストロフレーク（福田金属箔
粉工業製）を市販のバインダーと混合し、白板に印捺、
乾燥して製作した。製作した光輝性反射板は、白い背景
に細かな金属片が無数に散らばり、あらゆる方向からキ
ラキラ光り輝いて見えた。

【００６３】このようにして製作された光輝性反射板を
用いて実施例１と同様に腕時計に実装して、天井蛍光灯
照明下の室内でその表示見栄えを評価した。背景は白
く、セグメント内は、色分離ミラーの透過スペクトルの
拡散色に光り輝く無数のドットを確認できた。各ドット
は、視角の変化に対して次々に光輝く一方、輝く方向か
ら視角がはずれると、黒いドットとして見える。この表
示状態は、天然の宝石のようであり、腕時計の装飾品、
あるいは、工芸品としての価値を高める事ができた。ま
た、光散乱モード表示素子１６にリバースモードつま
り、電圧が低いときに透明状態を示し、電圧がより高い
ときに散乱状態を示す場合には、上記の背景とセグメン
トが、反転することも確認できた。また、着色された、
光輝性反射板でも同じような効果が得られることを確認
できた。

【００６４】（実施例４）実施例２の構成から、光散乱
モード表示素子１６と色分離ミラー層６を同じ方法で製
作した。本例では、入射光と同じ方向に反射する機能の
一例として、再帰性反射板を機能性反射板として使用す
る。再帰性反射板としては、住友スリーエム株式会社製
のスコッチライト反射シート５８０−１０ホワイトを使
用した。この再帰性反射板は、微小なガラス球で、入射
光を光源方向に反射する機能において特に優れている。

【００６５】この再帰性反射板を用いて、光散乱モード
表示素子１６とその背後に色分離ミラー層６とを使用し
た本発明の反射型液晶表示装置を、情報表示用駆動ＩＣ
と電池に接続して、道路情報表示装置に組み込み日中と
夜間表示見栄えを評価した。日中においては、背景は白
く、セグメント内は、色分離ミラーの透過スペクトルの
拡散色で表示した。この見栄えは、従来技術の白い紙を
反射板に使用した見栄えとほぼ同じである。一方、夜間
車のヘッドライトの照明に映し出される見栄えは、背景
は暗い白で、セグメント部は非常に明るい色分離ミラー
の透過スペクトル色であった。セグメント部の視認性
は、背景部の１０〜１００倍はあり、遠方からの照明で
十分視認できる。また、駆動電圧は３Ｖと低く、消費電
流も光散乱モード表示素子単独で１．２μΑ／平方セン
チメータであった。これは、バッテリー駆動の道路情報
表示装置をほぼ１年以上にわたり使用できるほど低消費
電力である。このように、再帰性反射板を使用すること
で、昼夜に関係なく、低消費電力で運転者に情報を提供
できる道路情報表示装置を実現した。また、光散乱モー
ド表示素子１６にリバースモードつまり、電圧が低いと
きに透明状態を示し、電圧がより高いときに散乱状態を
示す場合には、上記の背景とセグメントが、反転するこ
とも確認できた。また、着色された再帰性反射板でも同
じような効果が得られることを確認できた。

【００６６】（実施例５）本例においては、以下に示す
製法で製作した光散乱モード表示素子１６と色分離ミラ
ー層６と真珠の様な光沢が得られるパール顔料反射板を
機能性反射板として使用して構成される。パール顔料反
射板としては、帝国インキ製造株式会社製セリコールパ
ールインキのシルバーを白板に印刷して使用した。

【００６７】光散乱モード表示素子１６は、コレステリ
ック・ネマティック相転移型液晶中に分散した３次元網
目状の光硬化性樹脂により安定化したプレーナテクスチ
ャーまたはフォーカルコニックテクスチャーを有する構
造である高分子安定化相転移型液晶層を有する。塩素系
ネマチック液晶ＴＬ２１５（メルク社製）９５．７重量
％、カイラル剤Ｓ８１１（メルク社製）２．３重量％、
高分子樹脂前駆体２．７−ジアクリロイルオキシフルオ
レン１．９重量％、重合開始剤ベンゾインメチエーテル
０．１重量％の混合液をアイソトロピック状態で水平配
向処理した実施例１と同じ空セルに真空注入した。この
セルを２１℃に保ちながら、３５０ｎｍから４００ｎｍ
の紫外線を透過するフィルターを使用したメタルハライ
ドランプで、０．１ｍＷ／平方センチメータの照射強度
で６０分間照射後、４０ｍＷ／平方センチメータの強度
で２０秒照射し、高分子樹脂前駆体を硬化した。

【００６８】得られた光散乱モード表示素子１６の光変
調層３を走査型電子顕微鏡を用いて観察したところ、高
分子からなる三次元ネットワーク構造が確認できた。ま
た、キャノン製ホトメータにより電気光学特性を測定し
た。電圧無印加時の絶対透過率をＴ０、電圧無印加時の
相対透過率を１００％とし、印加電圧の増大に伴って透
過率が減少飽和する時の透過率を０％とする。ここで、
１０％の透過率を示す印加電圧をＶｓａと、また、９０
％の透過率を示す印加電圧をＶｔｈとする。測定の結果
を以下に示す。

【００６９】Ｖｔｈ４ＶＶｓａ５．９ＶＴ０８１％Ｖｓａ時の絶対透過率３．９％Ｖｓａ時の消費電流０．９８μΑ／平方センチメ
ータ

【００７０】こうして作製した光散乱モード表示素子１
６を実施例１と同様に腕時計に実装して、天井蛍光灯照
明下の室内でその表示見栄えを評価した。それは、色分
離ミラーの透過スペクトル色で真珠のような艶やかな色
彩を呈した背景に、白いセグメント表示を示した。この
真珠のような艶やかな色彩の背景は、パールを基調とし
た高級デザインと旨く調和し、腕時計の装飾品、あるい
は、工芸品としての価値を高める事ができた。また、駆
動電圧は、６Ｖと低く、消費電流も光散乱モード表示素
子単独で０．６４μΑであった。電池にＣＲ２０２５型
リチウム電池を使用して、腕時計として２年以上の電池
寿命を実現した。

【００７１】（実施例６）実施例１の構成から、光散乱
モード表示素子１６と色分離ミラー層６を同じ方法で製
作した。本例では、紫外から可視光短波長領域の紫の光
エネルギーに刺激されて、吸収スペクトルの変化を伴う
機能の一例として、フトクロミック反射板を機能性反射
板として使用する。フトクロミック反射板は、フトクロ
ミック・パウダーをマイクロカプセルに封じエマルジョ
ンインキとして、白板に印刷し製作した。本フトクロミ
ック反射板は、屋内で白色で、野外の太陽光直射下で青
色に可逆的に変色した。また、色分離ミラー層６には、
図６のように紫外から可視光短波長領域の紫を透過する
物がよい。

【００７２】このようにして製作されたフトクロミック
反射板を用いて実施例１と同様に腕時計に実装して、天
井蛍光灯照明下の室内と野外の太陽光直射下でその表示
見栄えを評価した。室内では、白い背景にシアン色のセ
グメントにみえる。一方、野外では、ピンク色の背景に
青色のセグメント色に見えた。このように、室内と野外
でデジタル時計の表示色が可逆的に変化し、従来のデジ
タル腕時計に無い装飾品、あるいは、工芸品としての新
たな価値を与える事ができた。

【００７３】（実施例７）本例においては、図１０に示
すように、光散乱モード表示素子１６と色分離ミラー層
７と磁界の方向の変化により明暗が変化する機能を有す
る、黒色磁性粉と白色顔料と沈降防止剤等を内包したマ
イクロカプセル１９を印刷した白シート２０に透明シー
ト１８で挟んだ機能性反射板７とリセット用磁石２１と
で構成される。

【００７４】光散乱モード表示素子１６はドットマトリ
ックスで情報表示し、一画素に一つ以上ダイオードを低
温スパッタで形成された透明フィルム基板に実施例１の
液晶層を形成したものである。同様に色分離ミラー層７
も透明フイルム基板に低温スパッタで誘電体多層膜を形
成したものである。フイルム基板厚みは、約０．２ｍｍ
である。また、光散乱モード表示素子１６と色分離ミラ
ー層７と機能性反射板７は粘着剤で張り合わせ加工し
た。

【００７５】上記の構成の本発明の反射型液晶表示装置
を携帯情報機器に実装し表示特性を評価したまず、リ
セット用磁石２１をスライドさせて、機能性反射板７の
透明シート１８側が白色になるようにして観察すると、
白色背景に色分離ミラーの透過スペクトルによる拡散色
で情報が表示された。一方、別の磁石で光散乱モード表
示素子１６側をスライドさせて、機能性反射板７の透明
シート１８側が黒色になるようにして観察すると、色分
離ミラーの反射スペクトルによる拡散色背景に黒色で情
報が表示された。また、リセット用磁石２１をスライド
させて、機能性反射板７の透明シート１８側が白色にな
るようにした状態で、光散乱モード表示素子１６側をマ
グネットペンで文字などを手書きすると、文字の部分は
色分離ミラーの透過スペクトルによる拡散色で表示され
た。この様に、本発明の反射型液晶表示装置は、従来に
無い機能を携帯情報機器に付加することができ、また、
表示色のバリエーションも増えて商品の差別化に有効で
あった。

【００７６】（実施例８）実施例２の構成から、光散乱
モード表示素子１６と色分離ミラー層６を同じ方法で製
作した。本例では、電界を印加することで発光する機能
の一例として、機能性反射板にエレクトロルミネセンス
（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：ＥＬ，電
界発光）を使用する。ＥＬとしては、日本黒煙工業株式
会社製のＦｌｅｘＥＬを使用した。ＥＬの発光色は色分
離ミラー層の透過スペクトル内にＥＬの発光スペクトル
が存在すればよい。ＥＬの表面状態は、光拡散性があ
り、多少黄色味を帯びているが、拡散板の機能を十分発
揮する。

【００７７】上記の構成で実施例１と同様に腕時計に実
装して、天井蛍光灯照明下の室内と暗室下でその表示見
栄えを評価した。室内では背景は黄色みを帯びた白色
で、セグメントは色分離ミラーの透過スペクトルによる
拡散色であった。また、照明の写り込みにより、セグメ
ントの視認性が悪い場合、ＥＬを点灯すると色分離ミラ
ーの透過スペクトルによる拡散色が鮮明になり、見やす
くなる効果があった。一方、暗室では、ＥＬを点灯する
ことで夜間照明の機能を果たし時計の時刻表示を容易に
確認できた。

【００７８】（実施例９）実施例１の構成から、光散乱
モード表示素子１６と色分離ミラー層６を同じ方法で製
作した。本例では、電流による酸化還元反応によって物
質の吸収スペクトルが変化するエレクトロクロミック現
象を利用した表示素子（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｃｈｒｏｍｉ
ｃ−Ｄｉｓｐｌａｙ：ＥＣＤ）を機能性反射板として使
用する。ＥＣ表示素子には、注入電荷のやりとりで白色
と青色の二状態間で変色するタイプのものを使用した。
これ以外にも表示色は、ＥＣ材料を選択することでいろ
いろな色が選べる。

【００７９】このＥＣ表示素子と図３から８の分光透過
スペクトルを示す色分離ミラーを用いて実施例１と同様
に腕時計に実装して、天井蛍光灯照明下の室内で何回も
繰り返しＥＣ表示素子の色を変化させながらその表示見
栄えを評価した。その結果を以下に示す。色分離ミラーＥＣ表示素子が白色の場合ＥＣ表示素子が青色の場合背景色セグメント色背景色セグメント色図３緑白緑ピンク黒図４青白青白青図５赤白赤シアン黒図６シアン白シアンピンク青図７黄色白黄色青黒図８ピンク白ビンクシアン青上記の表示状態は、腕時計の装飾品、ファッションとし
ての価値を高める事ができた。また、光散乱モード表示
素子１６にリバースモード、つまり、電圧が低いときに
透明状態を示し、電圧がより高いときに散乱状態を示す
場合には、上記の背景とセグメントが反転することも確
認できた。

【００８０】（実施例１０）実施例１と同様に、光散乱
モード表示素子１６を同じ方法で製作した。また、色分
離ミラー層６は、以下の方法で製作した。本例では、電
界により反射率が変化する機能として、液晶表示素子を
機能性反射板として使用する。液晶表示素子としては、
反射型の表面安定化強誘電性液晶表示素子を使用した。
本液晶表示素子は双極パルス印加電圧で白と黒の二状態
で双安定性を有する。

【００８１】光散乱モード表示素子の基板の大きさは、
実施例１の構成より大きく、縦１００ｍｍ横４５ｍｍの
置き時計サイズとした。また、基板１、５には、プラス
チックフィルム基板を使用した。色分離ミラー層６とし
て、本例では、可視光領域の特定波長範囲で選択的に反
射する特性を有するコレステリック液晶ポリマー層より
構成されたミラーを用いた。この色分離ミラー層６は、
可視光領域の特定波長範囲の右円偏光を選択的に反射す
るコレステリック液晶ポリマー層と前記特定波長範囲と
同じ波長の左円偏光を選択的に反射するコレステリック
液晶ポリマー層とを両者の光軸が平行になる様に配置し
た構成を反射基本単位Ａとし、可視光領域の互いに異な
る選択反射波長範囲を有するコレステリック液晶ポリマ
ー層の反射基本単位Ａを少なくとも１つ以上積層して成
る色分離ミラー層である。上記の構成により厚さ約０．
２ｍｍのフイルムベースで、選択反射中心波長λが５５
２ｎｍ、波長帯域△λが８５ｎｍ、最大反射率が９５％
（無偏光測定条件）の特性を有する色分離ミラーを作成
した。

【００８２】このようにして製作されたコレステリック
液晶ポリマー層より構成された色分離ミラー層６を用い
て反射射型の表面安定化強誘電性液晶表示素子を機能性
反射板として実施例１と同様にして、今度は置き時計に
実装して、天井蛍光灯照明下の室内でその表示見栄えを
評価した。表面安定化強誘電性液晶表示素子が白表示の
時は、白い背景にビンク色セグメントで表示した。一
方、表面安定化強誘電性液晶表示素子が黒表示の時は、
色分離ミラー層の反射光の緑に着色した拡散背景に黒色
セグメントで表示した。このように、表面安定化強誘電
性液晶表示素子を任意に白黒変化させることで、置き時
計の表示色を変えることができ、従来のデジタル置き時
計に装飾品、あるいは、工芸品としての新たな価値を与
える事ができた。

【００８３】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明の反射型液晶
表示装置によれば、光散乱状態を変化させる光変調層
と、該光変調層の背後に配置された少なくとも１種類以
上の色分離ミラー層と、該色分離ミラー層の背後に配置
された、紙のような単純なものでなく、光を吸収し再発
光する機能、温度変化にともない反射色が変化する機
能、光の反射に光輝性がある機能、光の反射に再帰性が
ある機能、光の反射に真珠光沢がある機能、光の吸収に
より着色が変化機能、磁界の方向により明暗が変化する
機能、電界により発光する機能、電流により色合いが変
化する機能、電界により反射率が変化する機能等のう
ち、いずれかの機能を有する機能性反射板で構成され
る。表示は、上記の各種機能によって変調を受けるた
め、従来の紙のような単純な表示でなく、新しい表示を
可能としている。本発明の反射型液晶表示装置は、時計
や携帯機器や道路表示板の表示部に使用すると、装飾品
あるいは工芸品としての新たな価値を与える事ができ
る。

【００８４】さらに、光変調層が、従来より格段に低電
圧、低電流駆動できるので、時計や携帯機器の電池寿命
を大幅に延ばすことができる。また、光変調層と色分離
ミラー層と機能性反射板をプラスチックフィルム基板で
一体化できるので、薄く、軽く、安価、曲面にして実装
可能となり、時計や携帯機器に新たなデザインの可能性
を与えた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の反射型液晶装置の基本的な構成を示す
例の断面図。

【図２】本発明の反射型液晶装置の構造例を示す断面
図。

【図３】色分離ミラー層６の分光透過率と分光反射率の
測定データの一例。

【図４】色分離ミラー層６の分光透過率と分光反射率の
測定データの一例。

【図５】色分離ミラー層６の分光透過率と分光反射率の
測定データの一例。

【図６】色分離ミラー層６の分光透過率と分光反射率の
測定データの一例。

【図７】色分離ミラー層６の分光透過率と分光反射率の
測定データの一例。

【図８】色分離ミラー層６の分光透過率と分光反射率の
測定データの一例。

【図９】蛍光灯照明下での蛍光赤と通常印刷物に使用さ
れている赤の標準白色板に対する分光反射率

【図１０】実施例７の本発明の反射型液晶装置の構造例
を示す断面図。

【符号の説明】

１基板２透明電極３光変調層４透明電極５基板６色分離ミラー層７機能性反射板８観測者９入射白色光１０正反射光１１透過光１２拡散反射光１３白色散乱光１４散乱反射光１５散乱反射光１６散乱モード表示素子１７散乱透過光

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者千本松茂千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地セイコー電子工業株式会社内 (72)発明者山本修平千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地セイコー電子工業株式会社内 (72)発明者福地高和千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地セイコー電子工業株式会社内 (72)発明者坂間弘千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地セイコー電子工業株式会社内 (72)発明者星野雅文千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地セイコー電子工業株式会社内 (72)発明者篠直利千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地セイコー電子工業株式会社内 (72)発明者山崎修千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地セイコー電子工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一方が透明な電極である一対
の電極面の間に光変調層を設けた反射型液晶表示装置に
おいて、前記光変調層が前記電極面間に印加される電圧により光
散乱状態又は光透過状態に制御されるとともに、前記光
変調層の背後に設けられた少なくとも１種類以上の色分
離ミラー層と、前記色分離ミラー層の背後に設けられた
機能性反射板とを備えることを特徴とする反射型液晶表
示装置。
【請求項２】前記色分離ミラー層は、特定波長範囲の
光を透過させるとともにその他の光を反射させる特性を
示す誘電体多層薄膜より構成されたことを特徴とする請
求項１に記載の反射型液晶表示装置。
【請求項３】前記色分離ミラーは、可視光領域の特定
波長範囲で選択的に反射する特性を有するコレステリッ
ク液晶ポリマー層より構成されたミラーであることを特
徴とする請求項１に記載の反射型液晶表示装置。
【請求項４】前記機能性反射板が光を吸収し再発光す
る機能を有することを特徴とする請求項１に記載の反射
型液晶表示装置。
【請求項５】前記機能性反射板が、温度変化にともな
い反射色が変化するサーモクロミック反射板であること
を特徴とする請求項１に記載の反射型液晶表示装置。
【請求項６】前記機能性反射板は、光輝性反射板であ
ることを特徴とする請求項１に記載の反射型液晶表示装
置。
【請求項７】前記機能性反射板は、再帰性反射板であ
ることを特徴とする請求項１に記載の反射型液晶表示装
置。
【請求項８】前記機能性反射板は、パール顔料を形成
した真珠光沢反射板であることを特徴とする請求項１に
記載の反射型液晶表示装置。
【請求項９】前記機能性反射板は、光の吸収により着
色が可逆的に変化することを特徴とする請求項１に記載
の反射型液晶表示装置。
【請求項１０】前記機能性反射板は、磁界の方向によ
り明暗が変化することを特徴とする請求項１に記載の反
射型液晶表示装置。
【請求項１１】前記機能性反射板は、エレクトリック
ルミネッセンス素子であることを特徴とする請求項１に
記載の反射型液晶表示装置。
【請求項１２】前記機能性反射板は、エレクトロクロ
ミック素子であることを特徴とする請求項１に記載の反
射型液晶表示装置。
【請求項１３】前記機能性反射板は、液晶表示素子で
あることを特徴とする請求項１に記載の反射型液晶表示
装置。
【請求項１４】前記光変調層が、電圧印加により光散
乱状態が変化する高分子分散型液晶層、または相転移型
液晶層であることを特徴とする請求項１〜１３のいずれ
か１項に記載の反射型液晶表示装置。
【請求項１５】前記高分子分散型液晶層は、液晶材料
が連続層を形成し、この連続層中に、３次元網目状の光
硬化性樹脂を有する構造であることを特徴とする請求項
１４に記載の反射型液晶表示装置。
【請求項１６】前記相転移型液晶層は、液晶材料中に
分散した３次元網目状の光硬化性樹脂により安定化した
プレーナテクスチャーまたはフォーカルコニックテクス
チャーを有する構造であることを特徴とする請求項１４
に記載の反射型液晶表示装置。