JPH10311976A - 反射型液晶素子 - Google Patents

反射型液晶素子

Info

Publication number
JPH10311976A
JPH10311976A JP9155682A JP15568297A JPH10311976A JP H10311976 A JPH10311976 A JP H10311976A JP 9155682 A JP9155682 A JP 9155682A JP 15568297 A JP15568297 A JP 15568297A JP H10311976 A JPH10311976 A JP H10311976A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
guest
layer
host
host liquid
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP9155682A
Other languages
English (en)
Inventor
Toru Hasegawa
徹 長谷川
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.)
OPT KIKAKU KAIHATSU KK
Original Assignee
OPT KIKAKU KAIHATSU KK
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 OPT KIKAKU KAIHATSU KK filed Critical OPT KIKAKU KAIHATSU KK
Priority to JP9155682A priority Critical patent/JPH10311976A/ja
Publication of JPH10311976A publication Critical patent/JPH10311976A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 明るさ、白さおよび色相再現性の良好な反
射型カラー液晶素子を提供する。 【構成】 二層のゲストホスト層と、異なるリターデ
イションの複数の領域を有する光学膜と、反射層を基本
的な光学構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、各種情報表示に好適な
液晶素子に関するものである。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】近
年、TN液晶素子にカラーフィルターを組み合わせ、バ
ックライトを用いるカラー液晶表示が用いられている。
しかしながら、この方式は、バックライトを除去して携
帯情報機器などに必要な消費電力の小さい反射型カラー
素子として使用するには、偏光板、カラーフィルターな
どに起因する低い光の利用効率のために暗すぎて、不適
である。
【0003】他方、特開平8−29618に従来のカラ
ーフィルターを用いずに、異なるリターデイションを有
する複数の領域を光学的並列に有する光学膜と、90度
の捻れをもつネマチック液晶層を、2枚の偏光フィルム
の間に配置した液晶素子が記載されている。この方式は
現実のカラーフィルターの透過率の低さによる光利用効
率の低下に対しては多少の改善が期待できる。しかしな
がら、この構成の素子は混色原理を利用して高度なカラ
ー表示を行うには基本的なカラー表示特性が不十分であ
る。
【0004】また、特開平9−90431にゲストホス
ト液晶層と異なるリターデイションを有する光学膜を組
み合わせた反射型素子が開示されている。この構成は明
るさ、白さは優れるものの、基本構成に由来する二つの
重大な難点〜欠陥から、実用的な意義は極めて低い。
【0005】第1の難点は、そのカラー表示が極めて狭
い色相再現範囲しか持たないことにある。明るさを含め
た色相再現範囲の理解に好適なマンセル色立体の概念に
より説明すれば、上記素子の色相再現範囲はマンセル色
立体の上半球部の狭い範囲に限られ、淡いパステル調の
カラー表示しかできない。このためカラー映像の表示は
実質的に不可能である。第2の難点は黒表示が不可能〜
極めて不十分であることにある。このため、携帯型情報
表示に不可欠な、文字、数字、記号などを多用するデー
タ表示が殆ど不可能であり、このため上記の反射素子は
実用的な意味は殆どない。本発明は、明るさおよび色相
再現性、データ表示の視認性が優れれた新規な基本構成
の反射型カラー液晶素子を提供することにある。
【0006】
【問題点を解決するための手段】前記の課題を解決し、
上記の目的を達成するために以下の手段を用いる。
【0007】二層のゲストホスト液晶層と、異なるリタ
ーデイションを有する複数の領域を光学的並列に有する
光学膜と、反射層を基本的な光学的構成要素として有
し、ゲストホスト液晶層の少なくともいずれか一層が、
基板に垂直な配列状態以外の捻れを有しない配列状態を
とるゲストホスト液晶層である反射型カラー液晶素子で
ある。
【0008】二層のゲストホスト液晶層がいずれも黒色
の二色性色素を有し、一方のゲストホスト液晶層が電圧
印可、無印可のいずれかの駆動状態でホモジニアス配列
状態をとるモードであり、他方のゲストホスト液晶層が
電圧印可、無印可のいずれかの駆動状態でホモジニアス
配列状態をとるモード、相転移ゲストホスト・モード、
高分子分散ゲストホスト・モード、アモルファスゲスト
ホスト・モードのいずれかである上記の反射型カラー液
晶素子である。
【0009】光学膜の異なるリターデイションに起因す
る領域により異なる発色色相が、加法混色3原色または
減法混色3原色であり、これらが繰り返しパターンを形
成している上記の反射型カラー液晶素子である。
【0010】ゲストホスト液晶層の制御法が、一方のゲ
ストホスト液晶層がホモジニアス配列状態ないしはその
付近で、他方のゲストホスト液晶層のon,offを制
御する過程を有する上記の反射型カラー液晶素子であ
る。
【0011】反射層が鏡面反射層であり、拡散透過層を
有する上記の反射型カラー液晶素子である。
【0012】反射層の背面にTFTなどのアクティブ素
子を配置して開口率を高めた上記いずれかの反射型カラ
ー液晶素子である。
【0013】
【作用】本発明は、明るさの優れたゲストホスト液晶層
を組み合わせて、第1のゲストホスト液晶層により明暗
を制御し、垂直な配列以外の捻れを有しない分子配列状
態をとることができる第2のゲストホスト液晶層、すな
わち、黒色などの二色性色素の二色性吸収により、o
n,offのいずれか一つの状態の透過光が直線偏光と
なるゲストホスト液晶層を各種のゲストホスト液晶層の
なかから選択して採用し、これと、複屈折性光学膜と、
金属などの導電性反射層を基本的な光学的構成要素とし
ている。このため、複屈折による発色を利用することに
より明るさ、白さが従来のカラーフィルターを用いる素
子よりも格段に優れ、さらに黒表示および暗い領域での
階調表示を実現することにより、色相再現性の良好な画
像表示および視認性の高いデータ表示を実現している。
【0014】本発明の二つのゲストホスト液晶層は、可
変偏光子として機能する上記の第2のゲストホスト液晶
層と、これと共同してあるいは単独で明暗を制御する第
1のゲストホスト液晶層であり、複屈折性光学膜ととも
に発色に関与する第2のゲストホスト液晶層は光学膜に
隣接することが好ましいが、二つのゲストホスト液晶層
の相対位置が入れ替わってもよい。
【0015】ゲストホスト液晶層に用いられるゲストホ
スト・モードとしては、上記の第1のゲストホスト液晶
層は黒色の二色性色素を含む相転移ゲストホスト・モー
ド、高分子分散ゲストホスト・モード、アモルファスゲ
ストホスト・モードなどの透過光が直線偏光性を有しな
いモードを用いてもよいが、透過光が直線偏光性を有す
るモードは、第2のゲストホスト液晶層の透過直線偏光
と互いに直交するように構成して好適に明暗の制御に用
いられる。第2のゲストホスト液晶層および上記第1の
ゲストホスト液晶層としても用いられるゲストホストモ
ードは、電界、熱の印可、無印可によって変化する液晶
分子の配列状態の少なくともいずれか一つが、捻れを有
しない配列状態をとるゲストホスト・モード、すなわ
ち、いずれか一つの状態の透過光が直線偏光となるゲス
トホスト・モードである。より具体的には、Np液晶を
用い初期配向がホモジニアス配列であるもの、Nn液晶
を用い初期配向がホメオトロピック配列状態であるも
の、ベンド配向あるいはハイブリッド配向であってもよ
い捻れが無いか少ない配向のNn液晶を用いたゲストホ
スト液晶モードなどが挙げられる。
【0016】このうち、ホモジニアス配列状態などの基
板に平行な配列状態をとることができるゲストホスト液
晶モードを用いて、これを発色状態とすることにより、
光学膜に良好な偏光度の光を入射させることができるた
め、複屈折による発色の良好な素子とすることができ
る。すなわち、上記の配列状態のゲストホスト液晶層の
吸収軸の方向あるいはこれと直交する透過軸の方向と、
光学膜の光学軸方向とが成す角度を、平行および直交以
外の角度、好ましくは45度となるように設定して発色
状態の発色性が良好な素子とすることができる。
【0017】本発明に用いる複屈折性光学膜は、屈折率
異方性Δnと厚さdによって定められる領域により異な
るリターデイション(Δn・d)を有し、複屈折による
発色色相が異なる複数の領域を光学的並列に有する光学
膜であり、液晶性メソーゲン基と重合性官能基を有する
モノマーあるいはオリゴマーを配向処理された基板上な
どで重合させる方法などにより製造することが可能であ
る。例えば、光重合法による特開平8−29618記載
の方法あるいは特開平9−90431、特願平8−14
2126などに記載された方法より形成できる。光学膜
の繰り返しパターンはストライプ状、モザイク状などの
公知のパターンを利用できる。また、発色色相はRGB
の加法混色3原色のほか、YMCの減法混色3原色を用
いてもよい。
【0018】反射層は偏消作用が少ないものであれば使
用しうるが、金属などの導電性反射層が優れ、アルミ、
銀、ニッケルなどの白色金属が好適に使用できる。ま
た、反射面は鏡面である場合に発色効率、すなわちコン
トラストが高い。しかしながら、この場合は周囲あるい
は使用者自身が液晶素子に映ってしまう外景映りなどの
難点が生じ、また視野角が狭い。これを解決するため
に、反射層に凹凸を設けて拡散反射性を持たせてもよい
が、工程が複雑になる難点がある。この難点は本発明の
方法、すなわち、表面などに拡散透過層を付加すること
により解決できる。
【0019】拡散透過層は高分子材料基材に白色無機顔
料の微粒子あるいは有機系微粒子などを添加する方法な
どの内部微少領域の屈折率差を利用するタイプ、あるい
は凹凸の表面などの凹凸の界面の屈折率差を利用するタ
イプなどが挙げられる。拡散透過層は反射層とゲストホ
スト液晶層の間に設けてもよいが、素子表面などのゲス
トホスト液晶層の外側に設けることにより好適に実施で
きる。この場合、紫外線吸収剤、蛍光増白剤などを添加
してもよく、また保護膜を兼ねたフィルムとすることが
できる。また、タッチパネル型などの素子表面の入力装
置と兼ねてもよい。
【0020】二つのゲストホスト液晶層はそれぞれ独立
に駆動してもよいが、上記第2のゲストホスト層がホモ
ジニアス配列ないしその付近で、第1のゲストホスト層
のon,off、すなわち明暗を制御し、第1のゲスト
ホスト層が明状態で、第2のゲストホスト層を制御する
ことにより、簡潔な信号系により駆動できる。これを容
易に実施するために、Np液晶を用いる場合は、第1の
ゲストホスト層の閾値電圧さらに好ましくは飽和電圧
が、第2のゲストホスト層の閾値電圧よりも低くなるよ
うにホスト液晶を選択するとよい。Nn液晶を用いる場
合はこの逆にすればよい。
【0021】また、駆動はTFTなどの3極素子、TF
D、MIMなどの2極素子、プラズマ素子などのアクテ
ィブ素子を用いてもよく、これらアクティブ素子を電極
を兼ねた反射層の背面に構成することにより、素子開口
率を高めて明るさ、白さを向上させることができる。
【0022】液晶材料としては、特開平7−22538
8に記載されているものあるいは更に置換基を有するも
の、あるいは液晶デバイス・ハンドブック(日本学術振
興会第142委員会編:1989)P116〜P192
記載の材料、特開平7−225388に記載されている
ものあるいは更に置換基を有するものなどのP型あるい
はN型の誘電異方性をもつシアノ基、フッ素原子、クロ
ル原子などを有し、ビフェニル、フェニルシクロヘキサ
ンあるいはその誘導体などを骨格とする各種のネマチッ
ク液晶のから選択できる。ゲストホスト液晶としてはア
ゾ系、アントラキノン系などの各種二色性色素を配合し
て、好ましくは黒色とした配合色素を上記のNp液晶、
Nn液晶に混合溶解させて調製することができる。
【0023】実施例 図1は本発明の反射型素子の光学構成を示すための略示
的な断面図である。11は保護層、12は拡散透過層で
あり、13は電極を有してもよい透明基板、14はゲス
トホスト液晶を配向させるための配向層、15は第1の
ゲストホスト液晶層、16は第2のゲストホスト液晶
層、17はリターデイションが異なる領域を有する複屈
折性の光学膜、18は光学膜を配向させるための配向
層、19は電極を兼ねてもよい反射層、19は絶縁層、
20は基板を示す。
【0024】本発明素子の構成方法の例としては、基板
にアルミなどの白色金属を蒸着あるいはスパッターして
反射層を形成させ、次いで光学膜のための配向層18を
形成して、この上にビフェニルなどのメソーゲン基を有
する光学膜材料を塗布して、フォトマスクを介して露光
硬化させて光学膜17をパターン形成させる。これに配
向膜を塗布、配向処理して一方の液晶素子基板とし、他
方の電極を有してもよい配向処理基板と張り合わせて、
これにゲストホスト液晶組成物を注入して第2のゲスト
ホスト層を形成させる。これに配向膜を塗布、配向処理
して、他方の電極を有してもよい配向処理基板と張り合
わせて、ゲストホスト液晶組成物を注入して第1のゲス
トホスト層を形成することにより本発明素子を構成す
る。また、複屈折性光学膜は屈折率異方性Δnと厚さd
の積により定まるリターデイションが異なる領域がスト
ライプ状、モザイク状などの繰り返し単位をもつように
構成されている。
【0025】
【発明の効果】本発明によって、携帯情報機器などの用
途に好適な白さ、明るさおよび色相再現性の優れた反射
型カラー液晶素子が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光学構成を示す反射型カラー液晶素子
の断面図。
【符号の説明】
11 保護層。 12 拡散透過層。 13 電極を有してもよい透明基板。 14 配向層 15 第1のゲストホスト液晶層。 16 第2のゲストホスト液晶層。 17 リターデイションの異なる領域を有する光学膜 18 光学膜の配向層。 19 電極を兼ねてもよい反射層。 20 基板。
【手続補正書】
【提出日】平成9年7月14日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0015
【補正方法】変更
【補正内容】
【0015】ゲストホスト液晶層に用いられるゲストホ
スト・モードとしては、上記の第1のゲストホスト液晶
層は黒色の二色性色素を含む相転移ゲストホスト・モー
ド、高分子分散ゲストホスト・モード、アモルファスゲ
ストホスト・モードなどの透過光が直線偏光性を有しな
いモードを用いてもよいが、透過光が直線偏光性を有す
るモードは、第2のゲストホスト液晶層の透過直線偏光
と互いに直交するように構成して好適に明暗の制御に用
いられる。ここで言うアモルファスゲストホスト・モー
ドは、ランダムな配列構造などによって、パネル面に垂
直な透過光に対して旋光性や複屈折性を有してもよいが
光学的均一であるアモルファスな液晶配向モードをゲス
トホスト化したモードを指し、アモルファスな液晶配向
モードの代表的なものとしては、液晶分子がミクロ的に
はツイスト配列などの微少な部分配列構造を有するがこ
れらがランダムに集合してマクロ的には旋光性や複屈折
性が均一であるモードが挙げられ、具体的にはAM−L
CD ‘95(1995)p35記載のモードなどが挙
げられる。第2のゲストホスト液晶層および上記第1の
ゲストホスト液晶層としても用いられるゲストホストモ
ードは、電界、熱の印可、無印可によって変化する液晶
分子の配列状態の少なくともいずれか一つが、捻れを有
しない配列状態をとるゲストホスト・モード、すなわ
ち、いずれか一つの状態の透過光が直線偏光となるゲス
トホスト・モードである。より具体的には、Np液晶を
用い初期配向がホモジニアス配列であるもの、Nn液晶
を用い初期配向がホメオトロピック配列状態であるも
の、ベンド配向あるいはハイブリッド配向であってもよ
い捻れが無いか少ない配向のNn液晶を用いたゲストホ
スト液晶モードなどが挙げられる。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】二層のゲストホスト液晶層と、異なるリタ
    ーデイションを有する複数の領域を光学的並列に有する
    光学膜と、反射層を基本的な光学的構成要素として有
    し、ゲストホスト液晶層の少なくともいずれか一層が、
    基板に垂直な配列状態以外の捻れを有しない配列状態を
    とるゲストホスト液晶層である反射型カラー液晶素子。
  2. 【請求項2】二層のゲストホスト液晶層がいずれも黒色
    の二色性色素を有し、一方のゲストホスト液晶層が電圧
    印可、無印可のいずれかの駆動状態でホモジニアス配列
    状態をとるモードであり、他方のゲストホスト液晶層が
    電圧印可、無印可のいずれかの駆動状態でホモジニアス
    配列状態をとるモード、相転移ゲストホスト・モード、
    高分子分散ゲストホスト・モード、アモルファスゲスト
    ホスト・モードのいずれかである請求項1の反射型カラ
    ー液晶素子。
  3. 【請求項3】光学膜の異なるリターデイションに起因す
    る領域により異なる発色色相が、加法混色3原色または
    減法混色3原色であり、これらが繰り返しパターンを形
    成している請求項1、2いずれかの反射型カラー液晶素
    子。
  4. 【請求項4】ゲストホスト液晶層の制御法が、一方のゲ
    ストホスト液晶層がホモジニアス配列状態ないしはその
    付近で、他方のゲストホスト液晶層のon,offを制
    御する過程を有する請求項1〜3いずれかの反射型カラ
    ー液晶素子。
  5. 【請求項5】反射層が鏡面反射層であり、拡散透過層を
    有する請求項1〜4いずれかの反射型カラー液晶素子。
  6. 【請求項6】反射層の背面にTFTなどのアクティブ素
    子を配置して開口率を高めた請求項1〜5いずれかの反
    射型カラー液晶素子。
JP9155682A 1997-05-09 1997-05-09 反射型液晶素子 Pending JPH10311976A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9155682A JPH10311976A (ja) 1997-05-09 1997-05-09 反射型液晶素子

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9155682A JPH10311976A (ja) 1997-05-09 1997-05-09 反射型液晶素子

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10311976A true JPH10311976A (ja) 1998-11-24

Family

ID=15611269

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9155682A Pending JPH10311976A (ja) 1997-05-09 1997-05-09 反射型液晶素子

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH10311976A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2019035464A1 (ja) * 2017-08-15 2020-07-27 凸版印刷株式会社 調光装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2019035464A1 (ja) * 2017-08-15 2020-07-27 凸版印刷株式会社 調光装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3071658B2 (ja) 液晶表示素子
JPH06167718A (ja) 液晶表示装置
WO2005111706A1 (en) Color display apparatus
JP2607741B2 (ja) 液晶表示装置
JPH07318940A (ja) 液晶表示装置
US6072553A (en) Reflection-type liquid crystal display with layer comprising liquid crystal compound and liquid crystal polymer being twist-aligned at same angle
JPS60159823A (ja) カラ−液晶表示装置
JPH07333617A (ja) 液晶表示素子
JP3482737B2 (ja) 反射型液晶表示装置
JP2001311969A (ja) 調光装置
JPH10311976A (ja) 反射型液晶素子
JP3508393B2 (ja) 反射型液晶素子
JP3770974B2 (ja) 液晶表示装置
JP3524245B2 (ja) 液晶表示素子
JP3399463B2 (ja) カラ−液晶表示素子
JP2000081619A (ja) 反射型液晶表示装置
JP3000669B2 (ja) 液晶表示装置
JP3103223B2 (ja) カラー液晶表示装置
JP3449829B2 (ja) 液晶表示素子
JPH09318934A (ja) 反射型液晶素子
JPH04156427A (ja) 表示装置
KR100213182B1 (ko) 마이크로 칼라 렌즈를 채용한 액정표시소자
JPH10274780A (ja) 反射型液晶表示装置およびその駆動方法
JP3888791B2 (ja) 反射型表示装置
JP2000321567A (ja) 反射型液晶表示素子