JPH11231339A

JPH11231339A - 反射型カラー液晶表示素子

Info

Publication number: JPH11231339A
Application number: JP2895798A
Authority: JP
Inventors: Haruo Harada; 陽雄原田; Naoki Hiji; 直樹氷治; Hiroshi Arisawa; 宏有沢; Hideo Kobayashi; 英夫小林; Takeo Kakinuma; 武夫柿沼
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1998-02-10
Filing date: 1998-02-10
Publication date: 1999-08-27

Abstract

(57)【要約】【課題】可視光中の互いに異なる色光を選択反射する
複数のコレステリック液晶表示層によってカラー表示を
行う反射型カラー液晶表示素子において、観察方向によ
る色相の変化を低減し、表示色の彩度を向上させ、かつ
各表示色とブラック表示とのコントラストを向上させ
る。【解決手段】外光の入射側から、ブルーの色光を選択
反射するコレステリック液晶表示層３Ｂ、グリーンの色
光を選択反射するコレステリック液晶表示層３Ｇ、レッ
ドの色光を選択反射するコレステリック液晶表示層３
Ｒ、の順に積層する。グリーン表示層３Ｇにはブルーの
色光を吸収するイエローの色素を添加し、レッド表示層
３Ｒにはシアンの色光を吸収するレッドの色素を添加す
る。各表示層３Ｂ，３Ｇ，３Ｒを高分子を含む構造とす
る場合には、その高分子は高分子前駆体を、上記のイエ
ロー色素およびレッド色素による吸収波長帯域以外の波
長帯域の光、例えば赤外光によって重合したものとす
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
晶表示素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】反射型液晶表示素子は、バックライトの
ような専用の光源を必要とせず、消費電力が小さいとと
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液晶表示素子として注目されてい
る。

【０００３】単色表示が可能な反射型液晶表示素子とし
ては、ＴＮ（捩じれネマチック）方式によるものが知ら
れている。ＴＮ方式の反射型液晶表示素子は、それぞれ
透明電極を形成した２枚の透明基板間に正の誘電異方性
を有するネマチック液晶を装填して、配向膜の制御によ
り液晶分子の長軸が上下の基板間で９０°連続的に捩じ
れたＴＮセルを形成するとともに、上下の基板の外側に
互いに直交する偏光板を配し、下側の偏光板の外側に反
射板を配したものである。

【０００４】しかしながら、ＴＮ方式の反射型液晶表示
素子は、偏光板を使用して入射光の偏光方向を一方向に
制御するため、入射光の半分以上が失われ、明表示のと
きの反射率が低く、コントラストが低くなる欠点があ
る。

【０００５】また、多色表示が可能な反射型液晶表示素
子としては、調光層に並置したカラーフィルタを組み合
わせたものが知られている。しかしながら、並置したカ
ラーフィルタを用いる場合には、入射光の２／３が失わ
れるため、バックライトを用いる透過型液晶表示素子の
ように光量の増幅ができない反射型液晶表示素子として
は、十分なコントラストが得られない欠点がある。

【０００６】そこで、偏光板やカラーフィルタを用いる
ことなく、単色表示または多色表示を可能にした反射型
液晶表示素子として、コレステリック液晶（カイラルネ
マチック液晶）の選択反射現象を利用したものが、いく
つか提案されている。

【０００７】液晶分子が螺旋構造を持つコレステリック
液晶は、入射した光を右旋光と左旋光に分け、螺旋の捩
じれ方向に一致する円偏光成分を反射させ、残りの光を
透過させる。光が螺旋軸に平行に入射した場合、選択的
に反射する波長λｏは、コレステリック液晶の平均屈折
率をｎ_ch、螺旋ピッチをｐとすると、λｏ＝ｎ_ch・ｐで
表わされ、反射波長λｏを可視光領域に設定することに
よって、任意の色を表示することができる。

【０００８】例えば、イエローの波長を選択反射するコ
レステリック液晶表示層に対して、その非表示面側にブ
ルーの光吸収層を設けた液晶表示素子においては、コレ
ステリック液晶表示層を透過状態にしたときのブルー
と、コレステリック液晶表示層を選択反射状態にしたと
きの選択反射によるイエローと裏面のブルーを加法混色
したホワイトとの、２色によるモノクロ表示を行うこと
ができる。

【０００９】さらに、例えば、それぞれブルー、グリー
ンおよびレッドの波長を選択反射するコレステリック液
晶表示層を積層し、その積層体の非表示面側にブラック
の光吸収層を設けた液晶表示素子においては、それぞれ
のコレステリック液晶表示層の透過状態と選択反射状態
を別個にスイッチングすることによって、光の三原色の
加法混色によるカラー表示を行うことができる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の反射型
カラー液晶表示素子においては、コレステリック液晶の
螺旋構造に起因する屈折率の周期的な変化によって、円
偏光のブラッグ反射を生じさせ、任意の色を表現してい
る。

【００１１】したがって、図３（Ａ）に示すように、螺
旋軸とθの角度をなす方向から観察した場合には、干渉
光の光路差が２ｐ・ｃｏｓθになり、螺旋軸に平行に入
射した光による選択反射光の中心波長をλｏとすると、
λｏよりも短波長であるλｏ・ｃｏｓθを中心波長とす
る色光が見える。

【００１２】例えば、レッド表示層を斜めから観察した
場合には、θを大きくするにつれて、イエローからグリ
ーン、さらにはブルーへと、選択反射光のスペクトルが
変化し、グリーン表示層を斜めから観察した場合には、
θを大きくするにつれて、ブルーの方向に選択反射光の
スペクトルが変化する。

【００１３】すなわち、上述した従来の反射型カラー液
晶表示素子においては、観察する方向によって表示画像
の色相が変化するという問題がある。

【００１４】さらに、無電界でのプレーナ相またはフォ
ーカルコニック相の保持状態をより安定にするため、ま
たは液晶層の厚みむらに起因するグランジャンテクスチ
ャの表示欠陥を防止するために、液晶表示素子を、コレ
ステリック液晶の連続層中に網目状の高分子を含むＰＮ
ＣＬＣ（ＰｏｌｙｍｅｒＮｅｔｗｏｒｋＣｈｏｌｅ
ｓｔｅｒｉｃＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌ）構造
や、高分子の骨格中にコレステリック液晶がドロップレ
ット状に分散されたＰＤＣＬＣ（ＰｏｌｙｍｅｒＤｉｓ
ｐｅｒｓｅｄＣｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃＬｉｑｕｉｄ
Ｃｒｙｓｔａｌ）構造にした場合には、図３（Ｂ）に
示すように、高分子界面との相互作用によるコレステリ
ック液晶の螺旋軸のゆらぎや、配向欠陥による光散乱な
どによって、螺旋軸に平行に入射した光による選択反射
光λｏよりも短波長の光が選択反射され、この不要な選
択反射光が重畳された色光が見える。

【００１５】例えば、レッド表示層の選択反射光は、グ
リーン、さらにはブルーの成分を含んだスペクトルにな
り、また、グリーン表示層の選択反射光は、ブルーの成
分を含んだスペクトルになる。

【００１６】すなわち、上述した従来の反射型カラー液
晶表示素子においては、短波長側に可視光領域を有する
色光を表示させた場合、彩度が低下するという問題があ
る。

【００１７】また、フォーカルコニック相を透過状態と
する表示方法においては、上記と同様に、高分子界面と
の相互作用によるコレステリック液晶の螺旋軸のゆらぎ
や、配向欠陥による光散乱などによって、螺旋軸に平行
に入射した光による選択反射光λｏよりも短波長の光が
後方散乱を起こす。

【００１８】例えば、レッドを表示させた場合の反射光
は、レッド表示層の選択反射光に、グリーン表示層の後
方散乱光が重畳されたスペクトルになり、また、グリー
ンを表示させた場合の反射光は、グリーン表示層の選択
反射光に、レッド表示層の後方散乱光が重畳されたスペ
クトルになり、また、ブルーを表示させた場合の反射光
は、ブルー表示層の選択反射光に、レッド表示層および
グリーン表示層の後方散乱光が重畳されたスペクトルに
なる。

【００１９】また、外光の入射側と反対側にブラックの
光吸収層を設け、全ての表示層を透過状態にしてブラッ
クを表示した場合にも、レッド表示層およびグリーン表
示層の後方散乱によって入射光の一部を反射してしま
う。

【００２０】すなわち、上述した従来の反射型カラー液
晶表示素子において、フォーカルコニック相を透過状態
とする表示方法を行った場合には、各表示色の彩度とと
もに、各表示色とブラック表示とのコントラストが低下
するという問題がある。

【００２１】この発明は、上記の点に鑑み、それぞれ可
視光中の互いに異なる色光を選択反射する複数のコレス
テリック液晶表示層によってカラー表示を行う反射型カ
ラー液晶表示素子において、観察方向による色相の変化
を低減し、表示色の彩度を向上させ、かつ各表示色とブ
ラック表示とのコントラストを向上させたものである。

【００２２】

【課題を解決するための手段】請求項１の反射型カラー
液晶表示素子は、それぞれ可視光中の互いに異なる色光
を選択反射する複数のコレステリック液晶表示層によっ
てカラー表示を行う反射型カラー液晶表示素子におい
て、前記複数のコレステリック液晶表示層を、外光の入
射側に近いものほど選択反射光が短波長側となるように
積層するとともに、当該コレステリック液晶表示層の選
択反射光よりも短波長側に可視光領域を有するコレステ
リック液晶表示層には、その選択反射光よりも短波長側
の可視光領域の光を吸収する色素を添加する。

【００２３】請求項２の反射型カラー液晶表示素子は、
請求項１の反射型カラー液晶表示素子において、前記複
数のコレステリック液晶表示層を、それぞれ高分子を含
む構造とするとともに、その高分子は、高分子前駆体を
前記色素による吸収波長帯域以外の波長帯域の光によっ
て重合したものとする。

【００２４】

【作用】請求項１の発明の反射型カラー液晶表示素子に
おいては、それぞれ可視光中の互いに異なる色光を選択
反射する複数のコレステリック液晶表示層を、外光の入
射側に近いものほど選択反射光が短波長側となるよう
に、例えば、外光の入射側から、中心波長が４００ｎｍ
〜５００ｎｍの範囲であるブルーの色光を選択反射する
ブルー表示層、中心波長が５００ｎｍ〜６００ｎｍの範
囲であるグリーンの色光を選択反射するグリーン表示
層、中心波長が６００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲であるレ
ッドの色光を選択反射するレッド表示層、の順に積層す
る。

【００２５】さらに、当該コレステリック液晶表示層の
選択反射光よりも短波長側に可視光領域を有するコレス
テリック液晶表示層には、その選択反射光よりも短波長
側の可視光領域の光を吸収する色素を添加する。すなわ
ち、上記の例では、グリーン表示層に、５００ｎｍ以下
のブルーの色光を吸収するイエローの色素を添加すると
ともに、レッド表示層に、６００ｎｍ以下のシアンの色
光を吸収するレッドの色素を添加する。

【００２６】この場合の、各コレステリック液晶表示層
の反射スペクトル分布、および各色素の吸収スペクトル
分布を、図２に模式的に示す。

【００２７】これから明らかなように、レッドの色光を
表示させた場合、斜めから観察することによって選択反
射光が短波長側にシフトしても、レッドの色光以外の選
択反射光は、レッド表示層に添加されたレッド色素に吸
収される。また、レッド表示層における所望の色光より
も短波長側の不要な選択反射光は、レッド表示層に添加
されたレッド色素に吸収され、グリーン表示層における
所望の色光（レッドの色光）よりも短波長側の後方散乱
光は、グリーン表示層に添加されたイエロー色素に吸収
される。

【００２８】ここで、グリーン表示層に添加されたイエ
ロー色素は、レッド表示層の選択反射光を吸収しないた
め、レッドの色光に影響を与えない。すなわち、従来の
反射型カラー液晶表示素子と比較すると、この発明の反
射型カラー液晶表示素子では、所望の波長帯域の選択反
射光に影響を与えることなく、レッド表示時の観察方向
による色相の変化を低減させることができるとともに、
彩度を向上させることができる。

【００２９】また、グリーンの色光を表示させた場合、
斜めから観察することによって選択反射光が短波長側に
シフトしても、グリーンの色光以外の選択反射光は、グ
リーン表示層に添加されたイエロー色素に吸収される。
また、グリーン表示層における所望の色光よりも短波長
側の不要な選択反射光は、グリーン表示層に添加された
イエロー色素に吸収され、レッド表示層における所望の
色光（グリーンの色光）よりも短波長側の後方散乱光
は、レッド表示層に添加されたレッド色素に吸収され
る。

【００３０】ここで、グリーン表示層がレッド表示層よ
りも外光入射側に位置するため、レッド表示層に添加さ
れたレッド色素は、グリーンの色光に影響を与えない。
すなわち、従来の反射型カラー液晶表示素子と比較する
と、この発明の反射型カラー液晶表示素子では、所望の
波長帯域の選択反射光に影響を与えることなく、グリー
ン表示時の観察方向による色相の変化を低減させること
ができるとともに、彩度を向上させることができる。

【００３１】さらに、ブルーの色光を表示させた場合、
レッド表示層における所望の色光（ブルーの色光）より
も短波長側の後方散乱光は、レッド表示層に添加された
レッド色素に吸収され、グリーン表示層における所望の
色光（ブルーの色光）よりも短波長側の後方散乱光は、
グリーン表示層に添加されたイエロー色素に吸収され
る。

【００３２】ここで、ブルー表示層がレッド表示層およ
びグリーン表示層よりも外光入射側に位置するため、レ
ッド表示層に添加されたレッド色素およびグリーン表示
層に添加されたイエロー色素は、ブルーの色光に影響を
与えない。すなわち、従来の反射型カラー液晶表示素子
と比較すると、この発明の反射型カラー液晶表示素子で
は、所望の波長帯域の選択反射光に影響を与えることな
く、ブルー表示時の彩度を向上させることができる。

【００３３】なお、ブルーの色光は、短波長側に可視光
領域を持たないため、斜めから観察した場合の選択反射
光の短波長側へのシフトによる色相の変化、および短波
長側の不要な選択反射光による彩度の低下は本来小さ
い。

【００３４】一方、ブラックを表示させた場合、グリー
ン表示層およびレッド表示層における後方散乱光は、そ
れぞれの表示層に添加されたイエロー色素およびレッド
色素に吸収され、ブルー表示層における後方散乱光は、
可視光領域から外れる。すなわち、従来の反射型カラー
液晶表示素子と比較すると、この発明の反射型カラー液
晶表示素子では、ブラック表示における反射率を低下さ
せることができ、コントラストを高くすることができ
る。

【００３５】請求項２の発明の反射型カラー液晶表示素
子においては、各コレステリック液晶表示層を高分子を
含むＰＮＣＬＣ構造またはＰＤＣＬＣ構造とする場合
に、各コレステリック液晶表示層に添加した色素による
吸収波長帯域以外の波長帯域の光、すなわち、上記のよ
うにグリーン表示層にイエロー色素を添加し、かつレッ
ド表示層にレッド色素を添加した場合には、６００ｎｍ
以上の波長の可視光または赤外光などに感度を有する開
始剤を用いて、各コレステリック液晶表示層に添加した
高分子前駆体を重合させる。

【００３６】したがって、重合時に照射した光の、それ
ぞれの表示層に添加した色素による吸収がないため、色
素の光分解による吸収能の低減を防止することができる
とともに、開始剤に照射される光の目減りがなく、表示
特性の経時変化を引き起こす高分子前駆体の残留や、重
合速度の低下によるテクスチャの悪化などを防止するこ
とができる。

【００３７】

【発明の実施の形態】図１に、この発明による反射型カ
ラー液晶表示素子の一実施形態を示す。

【００３８】この実施形態では、電極６が形成された基
板１と、電極８，９が形成された中間基板４との間に、
ブルーの色光を選択反射する表示層３Ｂを挟持し、中間
基板４と、電極１０，１１が形成された中間基板５との
間に、グリーンの色光を選択反射する表示層３Ｇを挟持
し、中間基板５と、電極７が形成された基板２との間
に、レッドの色光を選択反射する表示層３Ｒを挟持し、
外光の入射側と反対側の基板２の裏面に光吸収層１２を
設ける。

【００３９】基板１，２および中間基板４，５は、ガラ
スやシリコン、または高分子フィルムなどの絶縁性を有
する材料により形成し、少なくとも光吸収層１２と接す
る基板２以外は、光透過性を有する材料により形成す
る。

【００４０】電極６〜１１は、ＩＴＯやＳｎＯ₂などの
導電性を有する材料によって、基板１，２または中間基
板４，５上に蒸着やスパッタ法などにより形成する。少
なくとも非表示面側の電極７以外は、光透過性を有する
材料により形成する。

【００４１】光吸収層１２は、表示層３Ｂ，３Ｇ，３Ｒ
を透過した入射光を吸収するものであれば、特に限定さ
れるものではなく、例えば、カーボンブラックなどの色
素が含有された高分子膜を用いることができる。

【００４２】表示層３Ｂ，３Ｇ，３Ｒを構成するコレス
テリック液晶は、シッフ塩基系、アゾ系、アゾキシ系、
ビフェニル系、ターフェニル系、安息香酸エステル系、
トラン系、ピリミジン系、シクロヘキサンカルボン酸エ
ステル系、フェニルシクロヘキサン系、ジオキサン系な
どの正の誘電率異方性を有するネマチック液晶、または
これらの混合物に、エステル誘導体、シアノビフェニル
誘導体、ビスアニール誘導体などの、不斉炭素を有する
カイラル剤を添加した材料を用いることができる。

【００４３】コレステリック液晶の螺旋ピッチは、ネマ
チック液晶に対するカイラル剤の添加量で調整し、表示
層３Ｂ，３Ｇ，３Ｒの選択反射光の中心波長が、それぞ
れ４００ｎｍ〜５００ｎｍ，５００ｎｍ〜６００ｎｍ，
６００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲になるようにする。ま
た、コレステリック液晶の螺旋ピッチの温度依存性を補
償するために、捩じれ方向が異なる、または逆の温度依
存性を示す複数のカイラル剤を添加する公知の方法を用
いてもよい。

【００４４】表示層３Ｇには、少なくともイエローの補
色であるブルーの色光を吸収する色素を含有させ、表示
層３Ｒには、少なくともレッドの補色であるシアンの色
光を吸収する色素を含有させる。これらの色素は、吸収
係数に異方性を有する二色性色素でもよい。

【００４５】表示層３Ｂ，３Ｇ，３Ｒとしては、上述し
たコレステリック液晶のみからなるＬＣ構造のほかに、
コレステリック液晶の連続層中に網目状の高分子を含む
ＰＮＬＣ（ＰｏｌｙｍｅｒＮｅｔｗｏｒｋＬｉｑｕ
ｉｄＣｒｙｓｔａｌ）構造や、高分子の骨格中にコレ
ステリック液晶がドロップレット状に分散されたＰＤＬ
Ｃ（ＰｏｌｙｍｅｒＤｉｓｐｅｒｓｅｄＬｉｑｕｉ
ｄＣｒｙｓｔａｌ）構造を用いることもでき、その場
合には、上記の色素を高分子中に溶解させることもでき
る。

【００４６】ＰＮＬＣ構造やＰＤＬＣ構造は、高分子と
液晶を相分離させる公知の方法、例えば、アクリル系、
チオール系、エポキシ系などの、熱や光によって重合す
る高分子前駆体と液晶を混合し、均一相の状態から重合
させて相分離させるＰＩＰＳ（Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔ
ｉｏｎＩｎｄｕｃｅｄＰｈａｓｅＳｅｐａｒａｔ
ｉｏｎ）法、ポリビニルアルコールなどの、液晶の溶解
度が低い高分子と液晶を混合し、攪拌懸濁させて、液晶
を高分子中にドロップレット分散させるエマルジョン
法、熱可塑性高分子と液晶を混合し、均一相に加熱した
状態から冷却して相分離させるＴＩＰＳ（Ｔｈｅｒｍａ
ｌｌｙＩｎｄｕｃｅｄＰｈａｓｅＳｅｐａｒａｔ
ｉｏｎ）法、高分子と液晶をクロロフォルムなどの溶媒
に溶かし、溶媒を蒸発させて高分子と液晶を相分離させ
るＳＩＰＳ（ＳｏｌｖｅｎｔＩｎｄｕｃｅｄＰｈａ
ｓｅＳｅｐａｒａｔｉｏｎ）法などによって形成する
ことができ、特に限定されるものではない。

【００４７】なお、この発明による反射型カラー液晶表
示素子は、外光入射方向に対して、ブルーの色光を選択
反射するコレステリック液晶を含む表示層、グリーンの
色光を選択反射するコレステリック液晶とイエローの色
素を含む表示層、レッドの色光を選択反射するコレステ
リック液晶とレッドの色素を含む表示層が、順に形成さ
れていることが本質であるので、その具体的な形態は上
記に限られるものではない。

【００４８】例えば、上記の実施形態は、ブルー表示層
３Ｂ、グリーン表示層３Ｇおよびレッド表示層３Ｒの３
層を形成する場合であるが、いずれか２層だけでもよ
い。また、表示素子内に電極を備えず、外部から電界ま
たは磁界を印加するようにし、またはパターニングされ
た液晶によって固定された表示がなされるようにしても
よい。

【００４９】以下に示すように、この発明の反射型カラ
ー液晶表示素子の４つの例を実施例１〜４として、従来
の反射型カラー液晶表示素子の例を比較例として、それ
ぞれ作製し、表示特性を測定した。

【００５０】（実施例１）実施例１では、コレステリッ
ク液晶に二色性色素を添加したＰＮＬＣ構造の液晶表示
素子を作製し、表示特性を測定した。

【００５１】レッドの色光を選択反射する表示層のコレ
ステリック液晶として、正の誘電率異方性を有するネマ
チック液晶Ｅ４８（メルク社製）６５．４ｗｔ％、右旋
性のカイラル剤ＣＢ１５（メルク社製）１７．３ｗｔ％
および右旋性のカイラル剤ＣＥ２（メルク社製）１７．
３ｗｔ％を混合した。

【００５２】グリーンの色光を選択反射する表示層のコ
レステリック液晶として、正の誘電率異方性を有するネ
マチック液晶Ｅ４８（メルク社製）５７．６ｗｔ％、右
旋性のカイラル剤ＣＢ１５（メルク社製）２１．２ｗｔ
％および右旋性のカイラル剤ＣＥ２（メルク社製）２
１．２ｗｔ％を混合した。

【００５３】ブルーの色光を選択反射する表示層のコレ
ステリック液晶として、正の誘電率異方性を有するネマ
チック液晶Ｅ４８（メルク社製）５１．０ｗｔ％、右旋
性のカイラル剤ＣＢ１５（メルク社製）２４．５ｗｔ％
および右旋性のカイラル剤ＣＥ２（メルク社製）２４．
５ｗｔ％を混合した。

【００５４】これらのコレステリック液晶に、それぞれ
チオール系ＵＶ重合高分子前駆体ＮＯＡ６５（ノーラン
ド社製）を１５ｗｔ％添加し、さらにレッドのコレステ
リック液晶混合液にはレッドの二色性色素ＳＩ−４２６
（三井東圧化学社製）を０．５ｗｔ％、グリーンのコレ
ステリック液晶混合液にはイエローの二色性色素ＳＩ−
４８６（三井東圧化学社製）を０．５ｗｔ％添加した。

【００５５】片面にＩＴＯ透明電極を蒸着した０．７ｍ
ｍ厚のガラス基板、両面にＩＴＯ透明電極を蒸着した
０．７ｍｍ厚のガラス基板、両面にＩＴＯ透明電極を蒸
着した０．７ｍｍ厚のガラス基板、および片面にＩＴＯ
透明電極を蒸着した０．７ｍｍ厚のガラス基板（いずれ
も７０５９コーニング社製）を、５μｍスペーサー（ミ
クロパールＳＰ−２０５積水ファインケミカル社製）を
分散させたＵＶ重合シール剤（３０２５スリーボンド社
製）を介して積層し、ＵＶ光を照射して３層構造の空セ
ルを作製した。

【００５６】６０℃下で、セルの３つの空隙に、それぞ
れブルーの混合溶液、グリーンの混合溶液およびレッド
の混合溶液を、グリーンの混合溶液が中間層になるよう
に毛管注入し、高圧水銀ランプをフィルタリングした５
０ｍＷ／ｃｍ²（３６５ｎｍ）のＵＶ光を、セルの両面
からそれぞれ４５秒間照射した。レッドの表示層側のガ
ラス基板の裏面にブラックレジスト（ＢＫＲ−１０５日
本化薬社製）を塗布し、外光の入射側から、それぞれＰ
ＮＬＣ構造であるブルー表示層、グリーン表示層、レッ
ド表示層が積層された反射型カラー液晶表示素子を得
た。

【００５７】（実施例２）実施例２では、実施例１より
も二色性色素の添加量を増加させたＰＮＬＣ構造の液晶
表示素子を作製し、表示特性を測定した。

【００５８】レッドの二色性色素ＳＩ−４２６（三井東
圧化学社製）の添加量を２．０ｗｔ％、イエローの二色
性色素ＳＩ−４８６（三井東圧化学社製）の添加量を
２．０ｗｔ％にした以外は、実施例１と同じである。

【００５９】（実施例３）実施例３では、高分子マトリ
ックスに色素を添加したＰＤＬＣ構造の液晶表示素子を
作製し、表示特性を測定した。

【００６０】エタノールでイオン除去を行ったＰＶＡ
（和光純薬工業社製）の１０％水溶液に、レッドの色素
（ＰＣ１３６Ｐ日本化薬社製）を１ｗｔ％添加し、４０
℃で３分間攪拌染色した。これに、実施例１で用いたレ
ッドのコレステリック液晶を、重量比５：２の割合で混
合し、内歯式高速ホモジナイザー（オムニ社製）を用い
て、７０００ｒｐｍで３分間攪拌し、真空素子内で脱気
して、レッドのエマルジョンを作製した。

【００６１】同様の方法において、イエローの色素（Ｐ
Ｃ２１０Ｐ日本化薬社製）および実施例１で用いたグリ
ーンのコレステリック液晶を用いて、グリーンのエマル
ジョンを作製した。さらに、同様の手法において、色素
を添加せず、実施例１で用いたブルーのコレステリック
液晶を用いて、ブルーのエマルジョンを作製した。

【００６２】それぞれのエマルジョンを水で２倍に希釈
し、レッドおよびブルーのエマルジョンは、片面にＩＴ
Ｏ透明電極を蒸着した０．７ｍｍ厚のガラス基板、グリ
ーンのエマルジョンは、両面にＩＴＯ透明電極を蒸着し
た０．７ｍｍ厚のガラス基板（いずれも７０５９コーニ
ング社製）の上に、ドクターブレード（ガードナー社
製）を用いて均一に塗布し、室温下で３時間乾燥させ
て、それぞれレッド、グリーンおよびブルーの色光を選
択反射する約１０μｍ厚のＰＤＬＣ層をガラス基板上に
形成した。

【００６３】レッド表示層、グリーン表示層、両面にＩ
ＴＯ透明電極を蒸着した０．７ｍｍ厚のガラス基板（７
０５９コーニング社製）、ブルー表示層の順に、それぞ
れのＰＤＬＣ層表面とＩＴＯ透明電極表面が向き合うよ
うに、かつそれぞれの境界に上記のＰＶＡの１０％水溶
液を滴下してから重ね合わせ、乾燥させて密着させた。
レッドの表示層側のガラス基板の裏面にブラックレジス
ト（ＢＫＲ−１０５日本化薬社製）を塗布し、外光の入
射側から、それぞれＰＤＬＣ構造であるブルー表示層、
グリーン表示層、レッド表示層が積層された反射型カラ
ー液晶表示素子を得た。

【００６４】（実施例４）実施例４では、近赤外線重合
によるＰＮＬＣ構造の液晶表示素子を作製した。

【００６５】実施例１で用いた各混合溶液に、それぞれ
重合開始剤ＮＫ３８７９（日本感光色素研究所製）を
０．２ｗｔ％添加した。各混合溶液の空セルへの注入ま
で、実施例１と同様の工程を行った後、ハロゲンランプ
をフィルタリングした近赤外光を、５分間照射した。レ
ッドの表示層側のガラス基板の裏面にブラックレジスト
（ＢＫＲ−１０５日本化薬社製）を塗布し、外光の入射
側から、それぞれＰＮＬＣ構造であるブルー表示層、グ
リーン表示層、レッド表示層が積層されたカラー液晶表
示素子を得た。

【００６６】（比較例）比較例として、コレステリック
液晶に色素が添加されていないＰＮＬＣ構造の液晶表示
素子を作製し、表示特性を測定した。

【００６７】レッドの二色性色素ＳＩ−４２６（三井東
圧化学社製）およびイエローの二色性色素ＳＩ−４８６
（三井東圧化学社製）を用いない以外は実施例１と同じ
である。

【００６８】（比較評価）図４に、白色コリメート光を
照射した場合の、実施例３と比較例の表示素子のグリー
ン表示およびレッド表示における、観察方向による色相
の変化を示す。縦軸は、以下の式で定義した色相変化量
である。

【００６９】 ΔＣ^*＝｛（ａ^*−ａ^*ｏ）²＋（ｂ^*−ｂ^*ｏ）²｝^1/2 ａ^*，ｂ^*は基板に垂直な方向に対する角度θから観察し
た場合のａ^*ｂ^*表色系色度を、ａ^*ｏ，ｂ^*ｏは基板に垂
直な方向（実際には測定の関係上、θ＝５°の方向）か
ら観察した場合のａ^*ｂ^*表色系色度を、それぞれ示す。

【００７０】比較例に比べて、実施例３では、グリーン
表示、レッド表示ともに、観察方向による色相の変化が
低減されている。

【００７１】積分球型分光測色計ＣＭ−２０２２（ミノ
ルタ社製）を用いて、実施例１，２および比較例の表示
素子のそれぞれについて、拡散照明下での表示特性を測
定した。

【００７２】図５に、完全拡散面を１００％とするグリ
ーン表示時のスペクトル分布の比較を、図６に、完全拡
散面を１００％とするレッド表示時のスペクトル分布の
比較を、それぞれ示す。比較例に比べて、実施例１，２
ともに、所望の色光の反射特性に影響を及ぼすことな
く、所望の色光よりも低波長側の不要な色光の反射が低
減されている。

【００７３】図７に、ａ^*ｂ^*表色系色度における色再現
範囲の比較を示す。比較例に比べて、実施例１，２とも
に、各表示色の彩度が向上し、色再現範囲が拡大してい
る。

【００７４】図８に、３つの表示層を全てプレーナー相
にしたホワイト表示、および３つの表示層を全てフォー
カルコニック相にしたブラック表示における、積分反射
率およびホワイト表示とブラック表示とのコントラスト
を示す。比較例に比べて、実施例１，２ともに、ブラッ
ク表示における反射率が低下しており、コントラストが
向上している。

【００７５】

【発明の効果】上述したように、請求項１の発明によれ
ば、それぞれ可視光中の互いに異なる色光を選択反射す
る複数のコレステリック液晶表示層によってカラー表示
を行う反射型カラー液晶液晶表示素子において、複数の
コレステリック液晶表示層を、外光の入射側に近いもの
ほど選択反射光が短波長側となるように積層するととも
に、当該コレステリック液晶表示層の選択反射光よりも
短波長側に可視光領域を有するコレステリック液晶表示
層には、その選択反射光よりも短波長側の可視光領域の
光を吸収する色素を添加することによって、各コレステ
リック液晶表示層の所望の波長域の選択反射光に影響を
与えることなく、観察方向による色相の変化を低減させ
ることができるとともに、彩度およびコントラストを向
上させることができる。

【００７６】さらに、請求項２の発明によれば、請求項
１の反射型カラー液晶表示素子において、各コレステリ
ック液晶表示層を高分子を含む構造とするとともに、そ
の高分子は高分子前駆体を各コレステリック液晶表示層
に添加した色素による吸収波長帯域以外の波長帯域の光
によって重合したものとすることによって、色素の光分
解による吸収能の低減を防止することができるととも
に、表示特性の経時変化を引き起こす高分子前駆体の残
留や、重合速度の低下によるテクスチャの悪化などを防
止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態を示す図である。

【図２】この発明の一実施形態における、各コレステリ
ック液晶表示層の選択反射光の反射スペクトルおよび各
コレステリック液晶表示層に添加する色素の吸収スペク
トルを模式的に示す図である。

【図３】従来の反射型カラー液晶表示素子の問題点であ
る、観察方向による色相の変化および高分子の添加によ
る彩度の低下を説明するための図である。

【図４】実施例３と比較例の観察方向による色相の変化
を示す図である。

【図５】実施例１，２と比較例のグリーン表示時の反射
スペクトルを示す図である。

【図６】実施例１，２と比較例のレッド表示時の反射ス
ペクトルを示す図である。

【図７】実施例１，２と比較例のａ^*ｂ^*表色系色度にお
ける色再現範囲を示す図である。

【図８】実施例１，２と比較例のホワイト表示時および
ブラック表示時の積分反射率とコントラストを示す図で
ある。

【符号の説明】

１，２基板３Ｂ，３Ｇ，３Ｒコレステリック液晶表示層４，５中間基板６，７，８，９，１０，１１電極１２光吸収層

フロントページの続き (72)発明者小林英夫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 (72)発明者柿沼武夫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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】それぞれ可視光中の互いに異なる色光を選
択反射する複数のコレステリック液晶表示層によってカ
ラー表示を行う反射型カラー液晶表示素子において、前記複数のコレステリック液晶表示層が、外光の入射側
に近いものほど選択反射光が短波長側となるように積層
されているとともに、当該コレステリック液晶表示層の
選択反射光よりも短波長側に可視光領域を有するコレス
テリック液晶表示層には、その選択反射光よりも短波長
側の可視光領域の光を吸収する色素が添加されているこ
とを特徴とする反射型カラー液晶表示素子。
【請求項２】請求項１の反射型カラー液晶表示素子にお
いて、前記複数のコレステリック液晶表示層が、それぞれ高分
子を含む構造とされているとともに、その高分子は、高
分子前駆体が前記色素による吸収波長帯域以外の波長帯
域の光によって重合されたものであることを特徴とする
反射型カラー液晶表示素子。