WO2012053415A1

WO2012053415A1 - 液晶表示装置

Info

Publication number: WO2012053415A1
Application number: PCT/JP2011/073520
Authority: WO
Inventors: 箕浦　潔; 村田　充弘; 康浅岡
Original assignee: シャープ株式会社
Priority date: 2010-10-18
Filing date: 2011-10-13
Publication date: 2012-04-26

Abstract

　本発明による液晶表示装置（１００）は、互いに対向する第１基板（１０）および第２基板（２０）と、これらの間に積層された第１液晶層（３１）および第２液晶層（３２）とを備える。第１液晶層（３１）および第２液晶層（３２）のそれぞれは、液晶材料および二色性色素を含む。本発明による液晶表示装置（１００）は、複数の画素のそれぞれに、縦電界を生成する第１電極（１）および第２電極（２）と、横電界を生成する第３電極（３）および第４電極（４）とをさらに備える。本発明によると、積層された複数の液晶層を好適に駆動し得る液晶表示装置が提供される。

Description

液晶表示装置

　本発明は、液晶表示装置に関し、特に、積層された複数の液晶層を備えた液晶表示装置に関する。

　反射型液晶表示装置は、バックライトを必要としないので、軽量、薄型で低消費電力性に優れる。そのため、反射型液晶表示装置は、携帯電話、ＰＤＡ、デジタルカメラ、ノートパソコンなどの小型情報機器の表示装置として注目されている。

　しかしながら、現在実用化されている反射型液晶表示装置の多くは、偏光板およびカラーフィルタを備える方式である。そのため、入射光の多くが偏光板やカラーフィルタで吸収されてしまうので、十分に明るい表示を行うことができない。

　偏光板およびカラーフィルタを必要としない方式として、特許文献１には、異なる色を表示する３つの液晶層が積層された構造が提案されている。図５６に、特許文献１に開示されている反射型液晶表示装置７００を示す。

　反射型液晶表示装置７００は、図５６に示すように、第１、第２および第３の液晶表示パネル７００ａ、７００ｂおよび７００ｃが背面側からこの順で重ね合わされた構造を有する。第１、第２および第３の液晶表示パネル７００ａ、７００ｂおよび７００ｃのそれぞれは、一対の透明基板７０１および７０２と、これらの間に設けられた液晶層７０３と、液晶層７０３を介して互いに対向する一対の透明電極７０４および７０５とを有する。第１液晶表示パネル７００ａの背面側には、光吸収層７０６が設けられている。

　液晶層７０３は、カイラルネマチック液晶材料を含み、印加電圧に応じて、特定の波長域の光を選択的に反射する（つまりその波長域に対応した色を呈する）状態と、可視光を透過する（つまりほぼ透明な）状態のいずれかをとる。

　第１の液晶表示パネル７００ａの液晶層７０３は、赤を呈し得るように設計されている。これに対し、第２の液晶表示パネル７００ｂの液晶層７０３は、緑を呈し得るように設計されており、第３の液晶表示パネル７００ｃの液晶層７０３は、青を呈し得るように設計されている。

　このように、反射型液晶表示装置７００では、３原色を表示する３つの液晶層７０３が積層されているので、加法混色によりカラー表示を行うことができる。反射型液晶表示装置７００は、偏光板およびカラーフィルタを必要としないので、偏光板やカラーフィルタによる光の吸収が発生しない。

　ところが、特許文献１に開示されている方式では、３つの液晶表示パネルが重ね合わされているので、基板の厚さが大きいと視差が発生してしまう。また、視差の発生を防止するために、基板の厚さを小さくすると量産性が低下してしまう。また、カイラルネマチック相は、原理的に右円偏光成分および左円偏光成分の一方のみを反射するので、特許文献１に開示されている方式では、個々の液晶表示パネルは一方の偏光成分しか利用できない。そのため、両方の偏光成分を利用して明るい表示を行うためには、実際には６つの液晶表示パネルを重ね合わせる必要がある。

　３つの液晶層を積層する構造は、特許文献２、３および４にも提案されている。

　図５７に、特許文献２に開示されている反射型液晶表示装置８００を示す。反射型液晶表示装置８００は、図５７に示すように、アクティブマトリクス基板８０１と、アクティブマトリクス基板８０１に対向する対向基板８０２と、これらの間に積層された第１、第２および第３の液晶層８０３ａ、８０３ｂおよび８０３ｃとを備える。

　アクティブマトリクス基板８０１上には、画素電極８０４が設けられている。対向基板８０２上には、共通電極８０５が設けられている。

　第１、第２および第３の液晶層８０３ａ、８０３ｂおよび８０３ｃのそれぞれは、高分子マトリクス８０６と、高分子マトリクス８０６中に分散された液晶材料８０７とを含む。液晶材料８０７には、二色性色素が添加されている。第１の液晶層８０３ａの二色性色素は、黄を呈し、第２の液晶層８０３ｂの二色性色素は、シアンを呈し、第３の液晶層８０３ｃの二色性色素は、マゼンタを呈する。

　第１の液晶層８０３ａと第２の液晶層８０３ｂとの間には、第１の駆動電極８０８が設けられている。また、第２の液晶層８０３ｂと第３の液晶層８０３ｃとの間には、第２の駆動電極８０９が設けられている。

　アクティブマトリクス基板８０１上には、画素電極８０４に加えて、第１の駆動電極８０８に所定の電圧を供給するための電極８１０と、第２の駆動電極８０９に所定の電圧を供給するための電極８１１とが設けられている。第１の駆動電極８０８は、第１の液晶層８０３ａを貫通するように設けられた導電柱８０８ａを介して電極８１０に電気的に接続されており、第２の駆動電極８０９は、第１の液晶層８０３ａおよび第２の液晶層８０３ｂを貫通するように設けられた導電柱８０９ａを介して電極８１１に電気的に接続されている。

　第１の液晶層８０３ａは、画素電極８０４と第１の駆動電極８０８との間に印加された電圧に応じて黄の表示を行う。第２の液晶層８０３ｂは、第１の駆動電極８０８と第２の駆動電極８０９との間に印加された電圧に応じてシアンの表示を行う。第３の液晶層８０３ｃは、第２の駆動電極８０９と共通電極８０５との間に印加された電圧に応じてマゼンタの表示を行う。

　上述したように、反射型液晶表示装置８００では、第１の駆動電極８０８および第２の駆動電極８０９が設けられていることにより、第１、第２および第３の液晶層８０３ａ、８０３ｂおよび８０３ｃを独立に駆動することができる。

　図５８に、特許文献３に開示されている反射型液晶表示装置９００を示す。反射型液晶表示装置９００は、図５８に示すように、一対の基板９０１および９０２と、これらの間に積層された第１、第２および第３の液晶層９０３ａ、９０３ｂおよび９０３ｃとを備える。基板９０１および９０２のそれぞれ上には、透明電極９０４および９０５が設けられている。一対の基板９０１および９０２のうち、背面側に配置されている方の基板９０１の背面には、反射板９０６が設けられている。

　第１、第２および第３の液晶層９０３ａ、９０３ｂおよび９０３ｃのそれぞれは、高分子マトリクスと、高分子マトリクス中に分散された液晶材料とを含む。液晶材料には、二色性色素が添加されている。第１の液晶層９０３ａの二色性色素は、シアンを呈し、第２の液晶層９０３ｂの二色性色素は、マゼンタを呈し、第３の液晶層９０３ｃの二色性色素は、黄を呈する。

　反射型液晶表示装置９００では、第１、第２および第３の液晶層９０３ａ、９０３ｂおよび９０３ｃは、しきい値電圧が互いに異なるように設定されており、そのことによってカラー表示を行うことができる。

　図５９に、特許文献４に開示されている反射型液晶表示装置１０００を示す。反射型液晶表示装置１０００は、図５９に示すように、一対の基板１００１および１００２と、これらの間に積層された第１、第２および第３の液晶層１００３ａ、１００３ｂおよび１００３ｃとを備える。一対の基板１００１および１００２のうち、背面側に配置されている方の基板１００１上には、反射電極１００４が設けられており、観察者側に配置されている方の基板１００２上には、透明電極１００５が設けられている。

　第１、第２、第３の液晶層１００３ａ、１００３ｂおよび１００３ｃのそれぞれは、正の誘電異方性を有するコレステリック液晶材料と二色性色素とを含む、いわゆるWhite-Taylor型のゲスト・ホスト液晶である。第１の液晶層１００３ａの二色性色素は、シアンを呈し、第２の液晶層１００３ｂの二色性色素は、マゼンタを呈し、第３の液晶層１００３ｃの二色性色素は、黄を呈する。第１の液晶層１００３ａおよび第２の液晶層１００３ｂの間と、第２の液晶層１００３ｂおよび第３の液晶層１００３ｃの間とには、高分子フィルム１００６が分離基板として設けられている。

　正の誘電異方性を有するコレステリック液晶材料は、印加電圧の大きさに応じて、プレーナー相、フォーカルコニック相、ホメオトロピック相のいずれかを呈し、メモリ性を有する。二色性色素は、液晶分子の配向方向に平行に配向するので、第１、第２および第３の液晶層１００３ａ、１００３ｂおよび１００３ｃの吸光度は、コレステリック液晶材料が上記のいずれの相を呈しているのかによって異なる。

　反射型液晶表示装置１０００では、第１、第２および第３の液晶層１００３ａ、１００３ｂおよび１００３ｃについて、コレステリック液晶材料の相変化のしきい値電圧が互いに異なるように設定されている。そして、パルス電圧を用いて複数段階の電界強度を実現することにより、（１）３つの液晶層のすべてがプレーナー相を呈する状態、（２）３つの液晶層のすべてがフォーカルコニック相を呈する状態、（３）３つの液晶層のうちの１つの液晶層がプレーナー相を呈し、残りの２つの液晶層がフォーカルコニック相を呈する状態、（４）３つの液晶層のうちの２つの液晶層がプレーナー相を呈し、残りの１つの液晶層がフォーカルコニック相を呈する状態、の切り替えが可能となっている。これにより、７つの色を表示することができる。

　上述した特許文献２、３および４に開示されている方式は、特許文献１に開示されている方式とは異なり、基板の厚さに起因した視差の発生は問題とならず、基板を薄くすることによる量産性の低下を回避することができる。

特開平３－２０９４２５号公報特開平６－３３７６４３号公報特開平３－１９８０２８号公報特開平１０－３３９８９０号公報

　しかしながら、特許文献２の方式のように液晶層を貫通する導電柱を設ける構造は、製造プロセスへの負荷が高く、製造コストを増加させる。また、特許文献３の方式では、３つの液晶層を独立に駆動することはできない。また、特許文献４の方式では、用いることのできる液晶材料が限定されるし、中間調表示が難しい。さらに、メモリ効果を利用した表示であるため、応答速度が遅い。このように、特許文献１の方式だけでなく、特許文献２～４の方式についても、積層された複数の液晶層を好適に駆動するための最適な構造とは言えず、反射型液晶表示装置で十分に明るい表示を行うための最適な方式は、未だ見出されていない。

　本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、積層された複数の液晶層を好適に駆動し得る液晶表示装置を提供することにある。

　本発明による液晶表示装置は、複数の画素を有する液晶表示装置であって、互いに対向する第１基板および第２基板と、前記第１基板および前記第２基板の間に積層された第１液晶層および第２液晶層であって、それぞれが液晶材料および二色性色素を含む第１液晶層および第２液晶層と、を備え、前記複数の画素のそれぞれに、縦電界を生成する第１電極および第２電極と、横電界を生成する第３電極および第４電極と、をさらに備える。

　ある好適な実施形態において、前記第１電極は、前記第１基板に設けられており、前記第２電極は、前記第２基板に設けられており、前記第３電極および前記第４電極は、前記第１基板に設けられている。

　ある好適な実施形態において、前記第３電極および前記第４電極のそれぞれは、櫛歯状である。

　ある好適な実施形態において、本発明による液晶表示装置は、前記複数の画素のそれぞれに、前記第１電極に電気的に接続された第１スイッチング素子と、前記第３電極に電気的に接続された第２スイッチング素子と、をさらに備える。

　ある好適な実施形態において、本発明による液晶表示装置は、前記複数の画素のそれぞれに、前記第４電極に電気的に接続された第３スイッチング素子をさらに備える。

　ある好適な実施形態において、前記第３電極は櫛歯状であり、前記第１電極が前記第４電極としても機能する。

　ある好適な実施形態において、前記第１液晶層および前記第２液晶層の少なくとも一方は、高分子マトリクスをさらに含み、前記高分子マトリクス中に前記液晶材料および前記二色性色素が分散されている。

　ある好適な実施形態において、前記第１基板および前記第２基板の、前記第１および第２液晶層側の表面には垂直配向処理が施されている。

　ある好適な実施形態において、前記第１液晶層および前記第２液晶層は、前記第１基板側からこの順に積層されており、前記第１液晶層の前記液晶材料は、負の誘電異方性を有し、カイラル剤を含む。

　ある好適な実施形態において、前記第１液晶層および前記第２液晶層は、前記第１基板側からこの順に積層されており、前記第１液晶層の前記液晶材料は、正の誘電異方性を有し、カイラル剤を含まない。

　ある好適な実施形態において、前記第１液晶層および前記第２液晶層は、前記第１基板側からこの順に積層されており、前記第２液晶層の前記液晶材料は、負の誘電異方性を有し、カイラル剤を含まない。

　ある好適な実施形態において、前記第１液晶層および前記第２液晶層は、前記第１基板側からこの順に積層されており、前記第２液晶層の前記液晶材料は、負の誘電異方性を有し、カイラル剤を含む。

　ある好適な実施形態において、前記第１液晶層および前記第２液晶層は、前記第１基板側からこの順に積層されており、前記第２液晶層の前記液晶材料は、正の誘電異方性を有し、カイラル剤を含む。

　ある好適な実施形態では、前記複数の画素のそれぞれにおいて、前記第１液晶層の前記二色性色素と、前記第２液晶層の前記二色性色素とは、互いに異なる色を呈する。

　ある好適な実施形態では、前記複数の画素のそれぞれにおいて、前記第１液晶層の前記二色性色素と、前記第２液晶層の前記二色性色素とは、互いに補色の関係にある色を呈する。

　ある好適な実施形態において、１つの画素が１つのカラー表示画素を構成する。

　ある好適な実施形態において、前記第１液晶層および前記第２液晶層の一方の前記二色性色素は赤を呈し、他方の前記二色性色素はシアンを呈する。

　ある好適な実施形態において、前記第１液晶層および前記第２液晶層の一方の前記二色性色素は緑を呈し、他方の前記二色性色素はマゼンタを呈する。

　ある好適な実施形態において、前記第１液晶層および前記第２液晶層の一方の前記二色性色素は青を呈し、他方の前記二色性色素は黄を呈する。

　ある好適な実施形態において、２つの画素が１つのカラー表示画素を構成する。

　ある好適な実施形態では、前記２つの画素の一方において、前記第１液晶層および前記第２液晶層の一方の前記二色性色素は第１の色を呈し、他方の前記二色性色素は前記第１の色と補色の関係にある第２の色を呈し、前記２つの画素の他方において、前記第１液晶層および前記第２液晶層の一方の前記二色性色素は前記第１の色および前記第２の色とは異なる第３の色を呈し、他方の前記二色性色素は前記第３の色と補色の関係にある第４の色を呈する。

　ある好適な実施形態において、前記第１の色は赤であり、前記第２の色はシアンであり、前記第３の色は緑であり、前記第４の色はマゼンタである。

　ある好適な実施形態において、前記第１の色は赤であり、前記第２の色はシアンであり、前記第３の色は青であり、前記第４の色は黄である。

　ある好適な実施形態において、前記第１の色は緑であり、前記第２の色はマゼンタであり、前記第３の色は青であり、前記第４の色は黄である。

　ある好適な実施形態では、前記第１液晶層および前記第２液晶層の一方の前記二色性色素は、前記２つの画素の両方において、第１の色を呈し、他方の前記二色性色素は、前記２つの画素の一方において、前記第１の色とは異なる第２の色を呈し、前記２つの画素の他方において、前記第１の色および前記第２の色とは異なる第３の色を呈する。

　ある好適な実施形態において、前記第１の色はマゼンタであり、前記第２の色はシアンであり、前記第３の色は黄である。

　ある好適な実施形態において、３つの画素が１つのカラー表示画素を構成する。

　ある好適な実施形態では、前記３つの画素のうちの１つの画素において、前記第１液晶層および前記第２液晶層の一方の前記二色性色素は第１の色を呈し、他方の前記二色性色素は前記第１の色と補色の関係にある第２の色を呈し、前記３つの画素のうちの別の１つの画素において、前記第１液晶層および前記第２液晶層の一方の前記二色性色素は前記第１の色および前記第２の色とは異なる第３の色を呈し、他方の前記二色性色素は前記第３の色と補色の関係にある第４の色を呈し、前記３つの画素のうちのさらに別の１つの画素において、前記第１液晶層および前記第２液晶層の一方の前記二色性色素は前記第１の色、前記第２の色、前記第３の色および前記第４の色とは異なる第５の色を呈し、他方の前記二色性色素は前記第５の色と補色の関係にある第６の色を呈する。

　ある好適な実施形態において、前記第１の色は赤であり、前記第２の色はシアンであり、前記第３の色は緑であり、前記第４の色はマゼンタであり、前記第５の色は青であり、前記第６の色は黄である。

　ある好適な実施形態において、本発明による液晶表示装置は、前記第１液晶層および前記第２液晶層よりも背面側に配置されたλ／４板をさらに備える。

　ある好適な実施形態において、本発明による液晶表示装置は、前記第１液晶層および前記第２液晶層よりも背面側に配置された反射素子を備える反射型液晶表示装置である。

　ある好適な実施形態において、前記第１電極または前記第２電極が前記反射素子としても機能する。

　ある好適な実施形態において、前記反射素子は、互いに隣接する２つの画素のうちの一方の画素の前記第１液晶層および前記第２液晶層を通過してきた光を、他方の画素の前記第１液晶層および前記第２液晶層に入射させる。

　ある好適な実施形態において、前記反射素子は、Ｖ字状の断面形状を有する溝を有する。

　ある好適な実施形態において、本発明による液晶表示装置は、前記第１液晶層および前記第２液晶層よりも背面側に配置された照明素子を備える透過型液晶表示装置である。

　ある好適な実施形態において、前記第１液晶層および前記第２液晶層の少なくとも一方の前記二色性色素は蛍光発色する。

　本発明による他の液晶表示装置は、複数の画素を有する液晶表示装置であって、互いに対向する第１基板および第２基板と、前記第１基板および前記第２基板の間に積層された第１液晶層および第２液晶層であって、それぞれが液晶材料を含む第１液晶層および第２液晶層と、前記第１液晶層および前記第２液晶層に向けて斜め方向から特定の色の光を出射する照明素子と、を備え、前記複数の画素のそれぞれに、縦電界を生成する第１電極および第２電極と、横電界を生成する第３電極および第４電極と、をさらに備え、前記第１液晶層および前記第２液晶層の一方の液晶層は、印加電圧に応じて前記照明素子からの特定の色の光を散乱することができ、他方の液晶層は、前記特定の色の光によって励起されて蛍光発色により前記特定の色とは異なる色を呈する二色性色素を含む。

　ある好適な実施形態において、前記一方の液晶層は、高分子マトリクスをさらに含み、前記高分子マトリクス中に前記液晶材料が分散されている。

　ある好適な実施形態において、２つの画素が１つのカラー表示画素を構成し、前記一方の液晶層は、前記２つの画素の両方において、印加電圧に応じて前記照明素子からの第１の色の光を散乱することができ、前記他方の液晶層の前記二色性色素は、前記２つの画素の一方において、前記第１の色の光によって励起されて蛍光発色により前記第１の色とは異なる第２の色を呈し、前記２つの画素の他方において、前記第１の色の光によって励起されて蛍光発色により前記第１の色および前記第２の色とは異なる第３の色を呈する。

　ある好適な実施形態において、前記第１の色は青であり、前記第２の色は赤であり、前記第３の色は緑である。

　本発明によると、積層された複数の液晶層を好適に駆動し得る液晶表示装置を提供することができる。

本発明の好適な実施形態における液晶表示装置１００を模式的に示す図であり、１つの画素に対応した領域を示す断面図である。二色性色素の分子３３の配向および吸収特性を説明するための図である。液晶表示装置１００が備える背面基板１０の、１つの画素に対応した領域を模式的に示す平面図である。本発明の好適な実施形態における液晶表示装置１００を模式的に示す図であり、１つの画素に対応した領域を示す断面図である。（ａ）は、本発明の好適な実施形態における液晶表示装置１００を模式的に示す図であり、１つの画素に対応した領域を示す断面図である。（ｂ）は、液晶表示装置１００が備える背面基板１０の、１つの画素に対応した領域を模式的に示す平面図である。液晶表示装置１００が備える背面基板１０の、１つの画素に対応した領域を模式的に示す平面図である。本発明の好適な実施形態における液晶表示装置１００を模式的に示す図であり、１つの画素に対応した領域を示す断面図である。本発明の好適な実施形態における液晶表示装置１００を模式的に示す図であり、１つの画素に対応した領域を示す断面図である。（ａ）は、背面基板１０の第１液晶層３１側の表面近傍を模式的に示す断面図であり、（ｂ）は、前面基板２０の第２液晶層３２側の表面近傍を模式的に示す断面図である。タイプIの第２液晶層３２を備えた液晶表示装置１００を示す図であり、左側には、電圧無印加（つまり電界オフ）状態の画素が示されており、右側には、電圧印加（つまり電界オン）状態の画素が示されている。タイプIIの第２液晶層３２を備えた液晶表示装置１００を示す図であり、左側には、電圧無印加（つまり電界オフ）状態の画素が示されており、右側には、電圧印加（つまり電界オン）状態の画素が示されている。タイプIIIの第２液晶層３２を備えた液晶表示装置１００を示す図であり、左側には、電圧無印加（つまり電界オフ）状態の画素が示されており、右側には、電圧印加（つまり電界オン）状態の画素が示されている。タイプIVの第１液晶層３１を備えた液晶表示装置１００を示す図であり、左側には、電圧無印加（つまり電界オフ）状態の画素が示されており、右側には、電圧印加（つまり電界オン）状態の画素が示されている。タイプVの第１液晶層３１を備えた液晶表示装置１００を示す図であり、左側には、電圧無印加（つまり電界オフ）状態の画素が示されており、右側には、電圧印加（つまり電界オン）状態の画素が示されている。本発明の好適な実施形態における液晶表示装置１００を模式的に示す図であり、１つの画素に対応した領域を示す断面図である。本発明の好適な実施形態における液晶表示装置１００を模式的に示す図であり、１つの画素に対応した領域を示す断面図である。（ａ）は、本発明の好適な実施形態における液晶表示装置１００を模式的に示す図であり、１つの画素に対応した領域を示す断面図である。（ｂ）は、液晶表示装置１００が備える背面基板１０の、１つの画素に対応した領域を模式的に示す平面図である。本発明の好適な実施形態における液晶表示装置１００を模式的に示す図であり、２つの画素に対応した領域を示す断面図である。図１８に示した構成を有する液晶表示装置１００の色再現範囲を示すｘｙ色度図である。本発明の好適な実施形態における液晶表示装置１００を模式的に示す図であり、２つの画素に対応した領域を示す断面図である。本発明の好適な実施形態における液晶表示装置１００を模式的に示す図であり、２つの画素に対応した領域を示す断面図である。本発明の好適な実施形態における液晶表示装置１００を模式的に示す図であり、１つの画素に対応した領域を示す断面図である。図２２に示した構成を有する液晶表示装置１００の色再現範囲を示すｘｙ色度図である。本発明の好適な実施形態における液晶表示装置１００を模式的に示す図であり、１つの画素に対応した領域を示す断面図である。本発明の好適な実施形態における液晶表示装置１００を模式的に示す図であり、１つの画素に対応した領域を示す断面図である。本発明の好適な実施形態における液晶表示装置１００を模式的に示す図であり、３つの画素に対応した領域を示す断面図である。本発明の好適な実施形態における液晶表示装置１００を模式的に示す図であり、２つの画素に対応した領域を示す断面図である。（ａ）および（ｂ）は、本発明の好適な実施形態における液晶表示装置１００を模式的に示す図であり、２つの画素に対応した領域を示す断面図である。本発明の好適な実施形態における液晶表示装置１００を模式的に示す図であり、２つの画素に対応した領域を示す断面図である。コーナーキューブの単位構造Ｕｓを模式的に示す上面図である。コーナーキューブの単位構造Ｕｓに、シアンに着色された散乱フィルムＦｃを重ねたときの写真である。コーナーキューブの単位構造Ｕｓに、シアンに着色された散乱フィルムＦｃを重ねたときの写真である。コーナーキューブアレイＣＡに、着色されていない散乱フィルムＦｎを重ねたときの写真である。（ａ）～（ｄ）は、液晶表示装置１００の製造方法を説明するための工程断面図である。（ａ）～（ｅ）は、液晶表示装置１００の製造方法を説明するための工程断面図である。（ａ）～（ｄ）は、液晶表示装置１００の製造方法を説明するための工程断面図である。（ａ）～（ｄ）は、液晶表示装置１００の製造方法を説明するための工程断面図である。（ａ）および（ｂ）は、液晶表示装置１００の製造方法を説明するための工程断面図である。（ａ）および（ｂ）は、配向膜材料の種類に応じたドロップレットの配置の変化を説明するための図である。（ａ）は、図３９（ａ）に示した場合に対応するＳＥＭ写真であり、（ｂ）は、図３９（ｂ）に示した場合に対応するＳＥＭ写真である。（ａ）～（ｄ）は、液晶表示装置１００の製造方法を説明するための工程断面図である。（ａ）～（ｅ）は、液晶表示装置１００の製造方法を説明するための工程断面図である。（ａ）～（ｅ）は、第１液晶層（下層液晶層）３１の駆動の計算結果を示す図であり、１つの画素内における、電気力線と、第１液晶層３１の液晶分子３０の配向方向（短い線分）とが示されている。（ａ）～（ｅ）は、第１液晶層（下層液晶層）３１の駆動の計算結果を示す図であり、１つの画素内における、電気力線と、第１液晶層３１の液晶分子３０の配向方向（短い線分）とが示されている。（ａ）～（ｅ）は、第１液晶層（下層液晶層）３１の駆動の計算結果を示す図であり、１つの画素内における、電気力線と、第１液晶層３１の液晶分子３０の配向方向（短い線分）とが示されている。（ａ）～（ｅ）は、第１液晶層（下層液晶層）３１の駆動の計算結果を示す図であり、１つの画素内における、電気力線と、第１液晶層３１の液晶分子３０の配向方向（短い線分）とが示されている。（ａ）～（ｅ）は、第１液晶層（下層液晶層）３１の駆動の計算結果を示す図であり、１つの画素内における、電気力線と、第１液晶層３１の液晶分子３０の配向方向（短い線分）とが示されている。（ａ）～（ｆ）は、第２液晶層（上層液晶層）３２の駆動の計算結果を示す図であり、１つの画素内における、電気力線と、第２液晶層３２の液晶分子３０の配向方向（短い線分）とが示されている。光学定数を設定１として第１液晶層（下層液晶層）３１を駆動したときの横電界電圧と反射率との関係を示すグラフである。光学定数を設定２として第１液晶層（下層液晶層）３１を駆動したときの横電界電圧と反射率との関係を示すグラフである。光学定数を設定３として第１液晶層（下層液晶層）３１を駆動したときの横電界電圧と反射率との関係を示すグラフである。横電界電圧を０Ｖとして第２液晶層（上層液晶層）３２を駆動したときの縦電界電圧と反射率との関係を示すグラフである。本発明の好適な実施形態における液晶表示装置２００を模式的に示す図であり、２つの画素に対応した領域を示す断面図である。液晶表示装置２００の利用の一態様を示す図である。液晶表示装置２００の液晶セルの改変例を示す図である。従来の液晶表示装置７００を模式的に示す断面図である。従来の液晶表示装置８００を模式的に示す断面図である。従来の液晶表示装置９００を模式的に示す断面図である。従来の液晶表示装置１０００を模式的に示す断面図である。

　以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

　［基本構造］
　まず、図１を参照しながら、本実施形態における液晶表示装置１００の基本的な構造を説明する。液晶表示装置１００は、周囲光（外光）を利用して表示を行う反射型液晶表示装置であり、図１は、液晶表示装置１００が有する複数の画素のうちの１つの画素に対応した領域を模式的に示す断面図である。

　液晶表示装置１００は、図１に示すように、互いに対向する背面基板１０および前面基板２０と、背面基板１０および前面基板２０の間に積層された第１液晶層３１および第２液晶層３２とを備える。

　第１液晶層３１および第２液晶層３２は、背面基板１０側からこの順に積層されている。以下では、相対的に下側に位置する第１液晶層３１を「下層液晶層」と呼び、相対的に上側に位置する第２液晶層３２を「上層液晶層」と呼ぶこともある。また、第２液晶層３２は、第１液晶層３１上に直接（つまり基板等の他の部材を介さずに）設けられている。第１液晶層３１および第２液晶層３２のそれぞれは、液晶材料（典型的にはネマチック液晶材料である）と、二色性色素とを含む。二色性色素が添加された液晶材料は、一般に、ゲスト・ホスト型の表示モードに用いられるので、本願明細書では、液晶材料と、液晶材料に添加された二色性色素とを合わせて「ゲスト・ホスト液晶材料」と呼ぶことにする。

　図２に模式的に示すように、液晶材料中に添加された二色性色素の分子３３は、液晶分子３０と平行に配向する。二色性色素の分子３３は、その長軸方向と短軸方向とで、吸光度に異方性を有する。例えば、ポジ型の二色性色素の分子３３は、長軸方向に沿った吸収軸を有するので、図２に例示しているように、振動方向が吸収軸に平行な偏光成分（図中の左から右に向かう光）には高い吸光度を示し、振動方向が吸収軸に直交する偏光成分（図中の下から上に向かう光）には低い吸光度を示す。そのため、電圧印加によって液晶分子３０の配向状態を変化させることにより、第１液晶層３１および第２液晶層３２のそれぞれによる吸光量を調節することができる。詳しくは後述するように、各画素において、第１液晶層３１の二色性色素と、第２液晶層３２の二色性色素とは、互いに異なる色を呈する。なお、図１には示していないが、液晶表示装置１００は、第１液晶層３１および第２液晶層３２のゲスト・ホスト液晶材料同士が互いに混じり合わないようにするための構成を有する。この構成についても、後に詳述する。また、以下の説明では、特にことわらない限り、第１液晶層３１および第２液晶層３２がポジ型の二色性色素を含む場合を例として説明を行う。

　本実施形態における液晶表示装置１００は、図１に示すように、各画素に、縦電界を生成するための第１電極１および第２電極２と、横電界を生成するための第３電極３および第４電極４とをさらに備える。

　第１電極１は、背面基板１０に設けられている。背面基板１０は、絶縁性を有する基板（例えばガラス基板）１１を含んでおり、第１電極１は、より具体的には、この基板１１の第１液晶層３１側の表面に設けられている。第１電極１は、光反射率の高い導電材料（例えばアルミニウム）から形成されており、第１液晶層３１および第２液晶層３２を通過してきた光を反射する反射素子（反射層）としても機能する。

　第２電極２は、前面基板２０上に設けられている。前面基板２０は、透明で絶縁性を有する基板（例えばガラス基板）２１を含んでおり、第２電極２は、より具体的には、この基板２１の第２液晶層３２側の表面に設けられている。第２電極２は、透明な導電材料（例えばＩＴＯ）から形成されている。

　また、第３電極３および第４電極４は、背面基板１０に設けられており、より具体的には、第１電極１を覆うように形成された誘電体膜（絶縁膜）６の表面に設けられている。図３に、背面基板１０の、１つの画素に対応した領域の平面構造を示す。第３電極３および第４電極４は、図３に示すように、それぞれ櫛歯状であり、互いに噛合するように配置されている。なお、第３電極３および第４電極４の櫛歯の本数や幅、間隔などは、図１および図３に例示したものに限定されない。

　第１電極１および第２電極２は、第１液晶層３１および第２液晶層３２を介して互いに対向するように配置されているので、第１電極１と第２電極２との間に所定の電圧が印加されると（つまり所定の電位差が与えられると）、図４に示すように、縦電界が生成される。「縦電界」は、その向きが基板面法線方向に略平行な電界である。

　縦電界の強さを画素ごとに制御するために、液晶表示装置１００は、縦電界を生成するための一対の電極のうちの少なくとも一方に対し、画素ごとに異なる電圧を供給し得る構成を有する。本実施形態では、第１電極１が画素ごとに分離して形成されており、各画素に、第１電極１に電気的に接続されたスイッチング素子（例えば薄膜トランジスタ；不図示）が設けられている。第１電極１には、スイッチング素子を介して所定の電圧が供給される。また、本実施形態では、第２電極２は、すべての画素にわたって連続した単一の導電膜として形成されている。従って、第２電極２には、すべての画素において共通の電圧が供給される。

　第３電極３および第４電極４は、ほぼ同じレベル（高さ）に配置されているので、第３電極３と第４電極４との間に所定の電圧が印加されると（つまり所定の電位差が与えられると）、図５（ａ）に示すように、横電界が生成される。「横電界」は、基板面に略平行な成分を含む電界である。図５（ｂ）に示すように、第３電極３および第４電極４によって生成される横電界の向きは、櫛歯の延びる方向に対しては略直交する。

　横電界の強さを画素ごとに制御するために、液晶表示装置１００は、横電界を生成するための一対の電極のうちの少なくとも一方に対し、画素ごとに異なる電圧を供給し得る構成を有する。本実施形態では、第３電極３および第４電極４の両方が画素ごとに分離して形成されており、各画素に、第３電極３に電気的に接続されたスイッチング素子（例えば薄膜トランジスタ；不図示）と、第４電極４に電気的に接続されたスイッチング素子（例えば薄膜トランジスタ；不図示）とが設けられている。第３電極３および第４電極４には、対応するスイッチング素子を介してそれぞれ所定の電圧が供給される。

　なお、図６に示すように、第４電極４を隣接する画素間で連続するように形成し、第４電極４に対応するスイッチング素子を省略してもよい。ただし、横電界を安定に生成させる観点からは、第１電極１の電位が、第３電極３の電位と第４電極４の電位とのほぼ中間となるように、第３電極３および第４電極４への印加電圧を設定することが好ましい。第３電極３に対応するスイッチング素子だけでなく、第４電極４に対応するスイッチング素子も設けることにより、このような電圧設定を行うことができる。

　上述したように、本実施形態における液晶表示装置１００では、各画素に４つ（４種類）の電極が設けられている。以下では、もっとも下側に位置する第１電極１を「下層電極」と呼び、もっとも上側に位置する第２電極２を「上層電極」と呼ぶこともある。また、櫛歯状の第３電極３および第４電極４をそれぞれ「第１の櫛歯電極」および「第２の櫛歯電極」と呼ぶこともある。

　本実施形態における液晶表示装置１００は、上述したように、縦電界を生成する第１電極１および第２電極２と、横電界を生成する第３電極３および第４電極４とを備える。そのため、第１電極（下層電極）１と第２電極（上層電極）２によって生成される縦電界を用いて第２液晶層（上層液晶層）３２を駆動し、第３電極（第１の櫛歯電極）３と第４電極（第２の櫛歯電極）４によって生成される横電界を用いて第１液晶層（下層液晶層）３１を駆動することができる。

　現在、ＴＮ（Twisted Nematic）モードやＶＡ（Vertical Alignment）モードをはじめとする多くの表示モードで、液晶層の駆動には縦電界が用いられている。また、ＩＰＳ（In-Plane Switching）モードのような一部の表示モードでは、横電界が用いられている。これに対し、本実施形態における液晶表示装置１００では、縦電界と横電界の両方を用いる。そして、そのことにより、積層された複数の液晶層を好適に駆動することができる。液晶表示装置１００では、特許文献２の方式とは異なり、液晶層を貫通する導電柱を設ける必要がないので、製造プロセスへの負荷が低く、製造コストの著しい増加を招くことがない。また、液晶表示装置１００は、特許文献３の方式とは異なり、積層された複数の液晶層を独立に駆動することができる。さらに、特許文献４の方式とは異なり、用いることのできる液晶材料に厳しい制限はなく、中間調表示も好適に行うことができる。また、十分な応答速度も得られる。

　以下、液晶表示装置１００のより具体的な構成や好ましい構造を説明する。

　［２つの液晶層の液晶材料が混じり合わないための構成］
　既に説明したように、液晶表示装置１００は、第１液晶層３１および第２液晶層３２のゲスト・ホスト液晶材料同士が互いに混じり合わないための構成を有する。図７に、このような構成の例を示す。

　図７に示す構成では、第１液晶層３１および第２液晶層３２のそれぞれは、高分子マトリクス３４を含んでおり、高分子マトリクス３４中にゲスト・ホスト液晶材料（二色性色素が添加された液晶材料）がドロップレット３５として分散されている。高分子マトリクス３４は、高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ：Polymer Dispersed Liquid Crystal）の高分子マトリクスと同様にして形成することができる。つまり、ゲスト・ホスト液晶材料と光硬化性樹脂（モノマーおよび／またはオリゴマー）とを相溶させた混合物に対し、光を照射して光硬化性樹脂を重合することによって、高分子マトリクス３４中にゲスト・ホスト液晶材料のドロップレット３５が分散された構造が得られる。光硬化性樹脂の種類は特に限定されないが、紫外線硬化性樹脂を用いることが好ましい。紫外線硬化性樹脂を用いると、重合を行う際に上記混合物を加熱する必要がないので、他の部材への熱による悪影響を防止できる。モノマー、オリゴマーは、単官能でも多官能でもよい。

　なお、図７には、第１液晶層３１および第２液晶層３２の両方が高分子マトリクス３４を含む構成を示したが、必ずしも第１液晶層３１および第２液晶層３２の両方が高分子マトリクス３４を含んでいる必要はない。第１液晶層３１および第２液晶層３２の少なくとも一方が、高分子マトリクス３４を含んでいればよい。例えば、図８に示すように、第１液晶層３１は高分子マトリクス３４を含んでおらず、第２液晶層３２のみが高分子マトリクス３４を含んでいてもよい。あるいは、第１液晶層３１のみが高分子マトリクス３４を含んでおり、第２液晶層３２は高分子マトリクス３４を含んでいなくてもよい。第１液晶層３１および第２液晶層３２の少なくとも一方が高分子マトリクス３４を含んでいることにより、第１液晶層３１のゲスト・ホスト液晶材料と第２液晶層３２のゲスト・ホスト液晶材料とが混じり合うことを防止でき、第１液晶層３１上に第２液晶層３２を直接設ける（第１液晶層３１と第２液晶層３２とを基板等を介さずに直に接触させる）ことができる。

　ドロップレット３５の大きさ（粒径）は、駆動電圧が高くなりすぎないためには０．５μｍ以上であることが好ましい。また、第１液晶層３１と第２液晶層３２とで液晶材料が混じり合わないようにドロップレット３５を形成するため、あるいは、製造プロセスにおいてポリマー膜（高分子マトリクス３４）が破れてしまわないためには、ドロップレット３５の大きさ（粒径）は、１０μｍ以下であることが好ましい。

　［液晶層と基板との界面における配向処理］
　背面基板１０の第１液晶層３１側の表面と、前面基板２０の第２液晶層３２側の表面には、垂直配向処理が施されている。より具体的には、図９（ａ）に示すように、背面基板１０の第１液晶層３１側の最表面に垂直配向膜４１が設けられており、また、図９（ｂ）に示すように、前面基板２０の第２液晶層３２側の最表面に垂直配向膜４２が設けられている。垂直配向膜４１および４２としては、例えば、ＶＡモードで一般的に用いられるようなポリイミド系の垂直配向膜を用いることができる。

　なお、第１液晶層３１および／または第２液晶層３２が高分子マトリクス３４を含んでいる場合、多くのドロップレット３５中のゲスト・ホスト液晶材料は、垂直配向膜４１および４２に直接接触しない。しかしながら、そのような液晶材料中の液晶分子３０であっても、電圧無印加時に垂直配向状態をとり得る。実際、本願発明者は、垂直配向処理が施された表面の間に配置された液晶混合物（ゲスト・ホスト液晶材料と光硬化性樹脂の混合物）に対して光を照射して光硬化性樹脂を重合し、高分子マトリクス３４を形成した場合に、ドロップレット３５内の液晶分子３０が垂直配向することを実験的に確認している。これは、以下に説明するように、液晶材料中の液晶分子３０が垂直配向膜４１および４２の影響を受けて垂直配向した状態で、高分子マトリクス３４の形成が行われるからである。

　高分子マトリクス３４を含む液晶層を形成する場合、液晶材料と光硬化性樹脂との混合物に光を照射することにより、光硬化性樹脂が重合して次第に重合体の分子量が大きくなり、ポリマー化が進行する。このポリマー化の過程で、ある程度分子量が大きくなると、液晶材料と重合途中のモノマー（あるいはオリゴマー）は互いに溶けていることができなくなり、ミクロ相分離を起こす。このとき、液晶材料の方が分量が多いので、混合物中で離散的に液晶滴が発生する。光強度が強い場合は、ポリマー化途中のポリマーのネットワークが比較的密なので比較的小さな液晶滴になり、光強度が弱い場合は比較的大きな液晶滴になる。光照射時の温度は、例えば３０℃程度に設定されており、この温度は、液晶材料単体のネマチック相への転移温度Ｔ_niよりは低いので、ミクロ相分離によって発生した液晶滴は、もはや等方相ではなく、ネマチック相を呈する。そのため、液晶滴内の液晶分子３０は、垂直配向膜の配向規制力により、垂直配向となる。このようにして、液晶分子３０が垂直配向している状態で高分子マトリクス３４が形成されるので、完成した液晶層においても、ドロップレット３５内の液晶分子３０は、電圧無印加時に垂直配向状態をとるようになる。

　［縦電界によって駆動される液晶層の具体的な構成］
　縦電界によって駆動される第２液晶層（上層液晶層）３２は、例えば、以下に説明するタイプI、IIおよびIIIのいずれかである。

　図１０に、タイプIの第２液晶層３２を備えた液晶表示装置１００を示す。図１０の左側には、電圧無印加（つまり電界オフ）状態の画素が示されており、右側には、電圧印加（つまり電界オン）状態の画素が示されている。なお、図１０では、理解の容易さのために、第１液晶層３１中の液晶分子３０の電圧変化に対する挙動は無視している。

　タイプIの第２液晶層３２では、液晶材料は、負の誘電異方性を有し（つまりΔε＜０）、且つ、カイラル剤を含まない。

　第２液晶層３２に電圧が印加されていない状態において、第２液晶層３２中の液晶分子３０は、図１０の左側に示しているように、基板面に対して略垂直に配向する。そのため、この状態では第２液晶層３２は入射光をほとんど吸収せずに透過させる。

　これに対し、第２液晶層３２に十分な大きさの電圧が印加された状態（十分な強さの縦電界が印加された状態）においては、負の誘電異方性を有する液晶分子３０は、電界の向きに略直交するように配向方向を変化させるトルク（電界による配向規制力）を受け、図１０の右側に示しているように、基板面に対して略水平に配向する。そのため、この状態では第２液晶層３２は入射光のうち所定の波長域の光を吸収し、残りの光（二色性色素が呈する色に対応した光）を透過させる。

　なお、二色性色素の分子３３は、その吸収軸に対して振動方向が平行な偏光成分を吸収するので、入射光を効率よく吸収するためには、電圧印加状態において液晶分子３０が倒れる方位を一義的に決定するような処理を第２液晶層３２と前面基板２０との界面に対して施すとともに、図１０に示しているように、第２液晶層３２よりも背面側に配置されたλ／４板（１／４波長板）５０を設けることが好ましい。例えば、垂直配向膜４２に対してラビング処理を施すことにより、液晶分子３０が倒れる方位を一義的に決定することができる。λ／４板５０は、その遅相軸が液晶分子３０の倒れる方位に対して略４５°の角をなすように配置されている。このようなλ／４板５０が設けられていることにより、振動方向が液晶分子３０の配向方位に直交する偏光成分（つまり第２液晶層３２によって吸収され得ない偏光成分）を、振動方向が液晶分子３０の配向方向に平行な偏光成分に変換することができるので、入射光に含まれる２種類の偏光成分の両方を第２液晶層３２で吸収することが可能になる。

　図１１に、タイプIIの第２液晶層３２を備えた液晶表示装置１００を示す。図１１の左側には、電圧無印加（つまり電界オフ）状態の画素が示されており、右側には、電圧印加（つまり電界オン）状態の画素が示されている。なお、図１１では、理解の容易さのために、第１液晶層３１中の液晶分子３０の電圧変化に対する挙動は無視している。

　タイプIIの第２液晶層３２では、液晶材料は、負の誘電異方性を有し（つまりΔε＜０）、且つ、カイラル剤を含む。より具体的には、液晶材料は、カイラルピッチＰに対するセルギャップｄの比ｄ／Ｐが略１／４となるような量のカイラル剤を含んでいる。ここでいうセルギャップｄは、第２液晶層３２が高分子マトリクス３４を含まない場合には、第２液晶層３２の厚さであり、第２液晶層３２が高分子マトリクス３４を含む場合には、ドロップレット３５の厚さである。

　第２液晶層３２に電圧が印加されていない状態において、第２液晶層３２中の液晶分子３０は、図１１の左側に示しているように、基板面に対して略垂直に配向する。そのため、この状態では第２液晶層３２は入射光をほとんど吸収せずに透過させる。

　これに対し、第２液晶層３２に十分な大きさの電圧が印加された状態（十分な強さの縦電界が印加された状態）においては、負の誘電異方性を有する液晶分子３０は、電界の向きに略直交するように配向方向を変化させるトルク（電界による配向規制力）を受け、図１１の右側に示しているように、基板面に対して略水平に配向する。そのため、この状態では第２液晶層３２は入射光のうち所定の波長域の光を吸収し、残りの光（二色性色素が呈する色に対応した光）を透過させる。

　なお、タイプIIでは、液晶材料がカイラル剤を含んでいるので、電圧印加状態において液晶分子３０はツイスト配向している（図１１の右側を参照）。つまり、基板面に対して略水平な液晶分子３０が、厚さ方向に沿ってツイストしており、より具体的には略９０°ツイストしている（ｄ／Ｐが略１／４であるためである）。そのため、二色性色素の分子３３の吸収軸が、第２液晶層３２の厚さ方向に沿って略９０°変化する（捩れる）ので、タイプIIの第２液晶層３２では、λ／４板を設けなくても、入射光に含まれる２種類の偏光成分の両方を吸収することができる。なお、カイラルピッチＰに対するセルギャップｄの比ｄ／Ｐは、厳密に１／４である必要はない。ｄ／Ｐが１／４以上１／２以下であれば、十分に両偏光成分を吸収することが可能になる。

　図１２に、タイプIIIの第２液晶層３２を備えた液晶表示装置１００を示す。図１２の左側には、電圧無印加（つまり電界オフ）状態の画素が示されており、右側には、電圧印加（つまり電界オン）状態の画素が示されている。なお、図１２では、理解の容易さのために、第１液晶層３１中の液晶分子３０の電圧変化に対する挙動は無視している。

　タイプIIIの第２液晶層３２では、液晶材料は、正の誘電異方性を有し（つまりΔε＞０）、且つ、カイラル剤を含む。より具体的には、液晶材料は、カイラルピッチＰに対するセルギャップｄの比ｄ／Ｐが略１／２となるような量のカイラル剤を含んでいる。

　第２液晶層３２に電圧が印加されていない状態において、第２液晶層３２中の液晶分子３０は、図１２の左側に示しているように、略１８０°ツイストしている。これは、液晶材料が、比較的多量の（ｄ／Ｐが略１／２となるような量の）カイラル剤を含んでいるので、垂直配向膜４２による配向規制力よりも、カイラル剤によるねじれ力が優勢となるからである。液晶分子３０の配向方向は、基板面に対して略水平であるので、この状態では第２液晶層３２は入射光のうち所定の波長域の光を吸収し、残りの光（二色性色素が呈する色に対応した光）を透過させる。また、液晶分子３０の配向方向は、厚さ方向に沿って略１８０°変化しているので、二色性色素の分子３３の吸収軸も同様に変化している。そのため、タイプIIIの第２液晶層３２では、λ／４板を設けなくても、入射光に含まれる２種類の偏光成分の両方を吸収することができる。なお、カイラルピッチＰに対するセルギャップｄの比ｄ／Ｐは、厳密に１／２である必要はない。ｄ／Ｐが１／２以上であれば、カイラル剤によるねじれ力を優勢とし、電圧無印加状態におけるツイスト配向を実現することができる。ただし、ｄ／Ｐが１を超えると、駆動電圧が高くなってしまうので、駆動電圧の点からは、ｄ／Ｐは１以下であることが好ましい。

　これに対し、第２液晶層３２に十分な大きさの電圧が印加された状態（十分な強さの縦電界が印加された状態）においては、正の誘電異方性を有する液晶分子３０は、電界の向きに略平行となるように配向方向を変化させるトルク（電界による配向規制力）を受け、図１２の右側に示しているように、基板面に対して略垂直に配向する。そのため、この状態では第２液晶層３２は入射光をほとんど吸収せずに透過させる。

　［横電界によって駆動される液晶層の具体的な構成］
　横電界によって駆動される第１液晶層（下層液晶層）３１は、例えば、以下に説明するタイプIVおよびタイプVのいずれかである。

　図１３に、タイプIVの第１液晶層３１を備えた液晶表示装置１００を示す。図１３の左側には、電圧無印加（つまり電界オフ）状態の画素が示されており、右側には、電圧印加（つまり電界オン）状態の画素が示されている。なお、図１３では、理解の容易さのために、第２液晶層３２中の液晶分子３０の電圧変化に対する挙動は無視している。

　タイプIVの第１液晶層３１では、液晶材料は、負の誘電異方性を有し（つまりΔε＜０）、カイラル剤を含む。より具体的には、液晶材料は、カイラルピッチＰに対するセルギャップｄの比ｄ／Ｐが略１／２となるような量のカイラル剤を含んでいる。ここでいうセルギャップｄは、第１液晶層３１が高分子マトリクス３４を含まない場合には、第１液晶層３１の厚さであり、第１液晶層３１が高分子マトリクス３４を含む場合には、ドロップレット３５の厚さである。

　第１液晶層３１に電圧が印加されていない状態において、第１液晶層３１中の液晶分子３０は、図１３の左側に示しているように、略１８０°ツイストしている。これは、液晶材料が、比較的多量の（ｄ／Ｐが略１／２となるような量の）カイラル剤を含んでいるので、垂直配向膜４１による配向規制力よりも、カイラル剤によるねじれ力が優勢となるからである。液晶分子３０の配向方向は、基板面に対して略水平であるので、この状態では第１液晶層３１は入射光のうち所定の波長域の光を吸収し、残りの光（二色性色素が呈する色に対応した光）を透過させる。また、液晶分子３０の配向方向は、厚さ方向に沿って略１８０°変化しているので、二色性色素の分子３３の吸収軸も同様に変化している。そのため、タイプIVの第１液晶層３１では、λ／４板を設けなくても、入射光に含まれる２種類の偏光成分の両方を吸収することができる。なお、カイラルピッチＰに対するセルギャップｄの比ｄ／Ｐは、厳密に１／２である必要はない。ｄ／Ｐが１／２以上であれば、カイラル剤によるねじれ力を優勢とし、電圧無印加状態におけるツイスト配向を実現することができる。ただし、ｄ／Ｐが１を超えると、駆動電圧が高くなってしまうので、駆動電圧の点からは、ｄ／Ｐは１以下であることが好ましい。

　これに対し、第１液晶層３１に十分な大きさの電圧が印加された状態（十分な強さの縦電界が印加された状態）においては、負の誘電異方性を有する液晶分子３０は、電界の向きに略直交するように配向方向を変化させるトルク（電界による配向規制力）を受け、図１３の右側に示しているように、基板面に対して略垂直に配向する。そのため、この状態では第１液晶層３１は入射光をほとんど吸収せずに透過させる。

　図１４に、タイプVの第１液晶層３１を備えた液晶表示装置１００を示す。図１４の左側には、電圧無印加（つまり電界オフ）状態の画素が示されており、右側には、電圧印加（つまり電界オン）状態の画素が示されている。なお、図１４では、理解の容易さのために、第２液晶層３２中の液晶分子３０の電圧変化に対する挙動は無視している。

　タイプVの第１液晶層３１では、液晶材料は、正の誘電異方性を有し（つまりΔε＞０）、且つ、カイラル剤を含まない。

　第１液晶層３１に電圧が印加されていない状態において、第１液晶層３１中の液晶分子３０は、図１４の左側に示しているように、基板面に対して略垂直に配向する。そのため、この状態では第１液晶層３１は入射光をほとんど吸収せずに透過させる。

　これに対し、第１液晶層３１に十分な大きさの電圧が印加された状態（十分な強さの縦電界が印加された状態）においては、正の誘電異方性を有する液晶分子３０は、電界の向きに略平行となるように配向方向を変化させるトルク（電界による配向規制力）を受け、図１４の右側に示しているように、基板面に対して略水平に配向する。そのため、この状態では第１液晶層３１は入射光のうち所定の波長域の光を吸収し、残りの光（二色性色素が呈する色に対応した光）を透過させる。

　ただし、入射光を効率よく吸収するためには、図１４に示しているように、第１液晶層３１よりも背面側に配置されたλ／４板（１／４波長板）５０を設けることが好ましい。λ／４板５０は、その遅相軸が液晶分子３０の倒れる方位（第３電極３および第４電極４の櫛歯が延びる方向に略直交する方向）に対して略４５°の角をなすように配置されている。このようなλ／４板５０が設けられていることにより、振動方向が液晶分子３０の配向方位に直交する偏光成分（つまり第１液晶層３１によって吸収され得ない偏光成分）を、振動方向が液晶分子３０の配向方向に平行な偏光成分に変換することができるので、入射光に含まれる２種類の偏光成分の両方を第１液晶層３１で吸収することが可能になる。

　上述したタイプIVおよびVの第１液晶層３１と、タイプI、IIおよびIIIの第２液晶層３２とは、任意の組み合わせで用いることができる。つまり、タイプIVの第１液晶層３１に対し、タイプI、IIおよびIIIの第２液晶層３２のいずれを用いてもよいし、タイプVの第１液晶層３１に対しても、タイプI、IIおよびIIIの第２液晶層３２のいずれを用いてもよい。

　［表示手法］
　表示手法としては、例えば、以下の２つの手法のいずれかを用いることができる。

　第１の手法では、第１液晶層３１および第２液晶層３２の両方が垂直配向状態であるときに明るい表示を行い、第１液晶層３１および第２液晶層３２の両方が水平配向状態（ツイスト配向状態を含む）であるときに暗い表示を行う。この手法を用いる場合、水平配向状態において入射光に含まれる両偏光成分が吸収されるように、液晶分子３０がツイスト配向しているか、λ／４板５０を配置する必要がある。

　また、第１の手法を用いる場合、明るい表示を行うときには、第１液晶層３１および第２液晶層３２の両方が垂直配向状態であるので、第１液晶層３１および第２液晶層３２が高分子マトリクス３４を含んでいても、ドロップレット３５による散乱効果は生じない。そのため、ペーパーホワイトに近い表示を実現するためには、光散乱機能を有する部材を設けることが好ましい。

　例えば、図１５に示すように、反射素子として機能する第１電極（下層電極）１の表面１ａに凹凸形状を形成することによって、光散乱機能を付与してもよい。あるいは、図１６に示すように、液晶表示装置１００の観察者側の最表面に、光散乱素子（例えば散乱フィルム）５２を設けてもよい。

　第２の手法では、第１液晶層３１および第２液晶層３２の両方が垂直配向状態であるときに着色無しのミラー表示を暗い表示として行い、第１液晶層３１および第２液晶層３２の両方が水平配向状態（ツイスト配向状態を含む）であるときに着色有りの散乱表示を明るい表示として行う。この手法を用いる場合、入射光に含まれる偏光成分の両方を吸収する必要性は高くない。また、この手法を用いる場合には、第１液晶層３１および／または第２液晶層３２に含まれる二色性色素として、後述するような蛍光発色するものを用いることも有効である。

　［二色性色素］
　第１液晶層３１および第２液晶層３２のゲスト・ホスト液晶材料に含まれる二色性色素としては、公知の種々の二色性色素を広く用いることができる。例えば、特開平７－２４７４８０号公報および特開平７－３２４１６８号公報に開示されているアントラキノン系の色素や、特開平７－２７８５５１号公報および特開平７－３２４１６９号公報に開示されているアゾ系の色素を好適に用いることができる。

　また、二色性色素として一般的な吸収型の二色性色素ではなく、蛍光発色する二色性色素（蛍光二色性色素）を用いてもよい。蛍光二色性色素としては、例えば、「Benzo-2,1,3-thiadiazole-based, highly dichroic fluorescent dyes for fluorescent host-guest liquid crystal displays」， J. Mater. Chem.， 2004， 14， 1901-1904 に開示されているベンゾチアジアゾール系の色素を好適に用いることができる。

　なお、蛍光二色性色素は、励起光よりも長波長域の光を発するので、蛍光二色性色素を用いる場合には、長波長側の色（赤や黄）を呈するものを下層液晶層３１の二色性色素として用いることが好ましい。

　［電極構造］
　第１の櫛歯電極（第３電極）３および第２の櫛歯電極（第４電極）４のそれぞれの櫛歯の本数や幅、間隔などは、画素のサイズ等に応じて適宜設定され、ＩＰＳモードで用いられる櫛歯電極と同程度であってよい。

　また、図１などには、第１電極１、第３電極３および第４電極４が背面基板１０に設けられるとともに第２電極２が前面基板２０に設けられる構成を示しているが、これとは反対に、第１電極１、第３電極３および第４電極４を前面基板２０に設けるとともに第２電極２を背面基板１０に設けてもよい。この場合、第１電極１は透明な導電材料（例えばＩＴＯ）から形成する。また、第２電極２を光反射率の高い導電材料（例えばアルミニウム）から形成し、第２電極２を反射素子（反射層）として機能させてもよい。

　また、図１７（ａ）および（ｂ）に示す電極構造を採用してもよい。図１７（ａ）および（ｂ）に示す構造では、図１に示した電極構造における第２の櫛歯電極４が省略されている。この構造では、第１電極（上層電極）１と第２電極（下層電極）２とが縦電界を生成し、第３電極（櫛歯電極）３と第１電極（上層電極）１とが横電界を生成する。つまり、第１電極（下層電極）１が第４電極としても機能する。

　なお、図１７（ａ）および（ｂ）に示した構造を採用すると、第３電極３と第４電極（第４電極として機能する下層電極１）とが異なるレベルに設けられているため、横電界に含まれる、基板面に略垂直な成分が、図１に示した構造を採用した場合に比べて大きくなる。そのため、第１液晶層（下層液晶層）３１の駆動のための好ましい横電界を生成する、という点では、図１に示したように、２つの櫛歯電極（第１の櫛歯電極３および第２の櫛歯電極４）を設ける構造が好ましい。

　図１７（ａ）および（ｂ）に示した構造を採用してもよいことからもわかるように、横電界の向きは、基板面に厳密に平行でなくてもよい。つまり、横電界は、基板面に略垂直な成分を含んでもよく、基板面に略平行な成分が十分に支配的であればよい。

　［カラー表示画素を構成する画素の個数・上下の液晶層の色］
　可視領域の光を効率よく表示に用いるためには、各画素において、第１液晶層３１の二色性色素と、第２液晶層３２の二色性色素とは、互いに補色の関係にある色を呈することが基本的には好ましい。

　１つのカラー表示画素（カラー表示の最小単位）を構成する画素の個数に特に制限はない。

　図１８に、２つの画素が１つのカラー表示画素を構成する例を示す。図１８に示す例では、左側の画素において、第１液晶層３１の二色性色素は、赤（Ｒ）を呈し、第２液晶層３２の二色性色素は、赤と補色の関係にあるシアン（Ｃ）を呈する。また、右側の画素において、第１液晶層３１の二色性色素は、黄（Ｙ）を呈し、第２液晶層３２の二色性色素は、黄と補色の関係にある青（Ｂ）を呈する。

　図１９に、図１８に示した２つの画素によって構成されるカラー表示画素の色再現範囲を示す。図１９は、ＸＹＺ表色系におけるｘｙ色度図であり、二色性色素が呈する４つの色（赤、シアン、黄、青）に対応した４つの点を頂点とする四角形が、カラー表示画素の色再現範囲を示している。図１９からもわかるように、フルカラー表示が可能である。

　なお、図１８に示した例において、二色性色素が呈する色を上下の液晶層で入れ替えてもよい。つまり、第１液晶層３１の二色性色素がシアンを呈するとともに、第２液晶層３２の二色性色素が赤を呈してもよい。また、第１液晶層３１の二色性色素が青を呈するとともに、第２液晶層３２の二色性色素が黄を呈してもよい。

　また、２つの画素が１つのカラー表示画素を構成する場合の、４種類の二色性色素が呈する４つの色の組み合わせは、図１８に示した例に限定されない。図２０および図２１に、他の例を示す。

　図２０に示す例では、左側の画素において、第１液晶層３１の二色性色素は、赤（Ｒ）を呈し、第２液晶層３２の二色性色素は、赤と補色の関係にあるシアン（Ｃ）を呈する。また、右側の画素において、第１液晶層３１の二色性色素は、緑（Ｇ）を呈し、第２液晶層３２の二色性色素は、緑と補色の関係にあるマゼンタ（Ｍ）を呈する。

　図２１に示す例では、左側の画素において、第１液晶層３１の二色性色素は、緑（Ｇ）を呈し、第２液晶層３２の二色性色素は、緑と補色の関係にあるマゼンタ（Ｍ）を呈する。また、右側の画素において、第１液晶層３１の二色性色素は、黄（Ｙ）を呈し、第２液晶層３２の二色性色素は、黄と補色の関係にある青（Ｂ）を呈する。

　なお、図２０および図２１に示した例においても、二色性色素が呈する色を上下の液晶層で入れ替えてもよい。

　図２２に、１つの画素が１つのカラー表示画素を構成する例を示す。図２２に示す例では、左側の画素においても、右側の画素においても、第１液晶層３１の二色性色素は、赤（Ｒ）を呈し、第２液晶層３２の二色性色素は、赤と補色の関係にあるシアン（Ｃ）を呈する。

　図２３に、図２２に示した２つの画素のそれぞれによって構成されるカラー表示画素の色再現範囲を示す。図２３に示すように、この場合の色再現範囲は、二色性色素が呈する２つの色（赤、シアン）に対応した２つの点を結ぶ直線上の範囲となる。

　図１９と図２３との比較からわかるように、色再現範囲の広さという点では、１つの画素が１つのカラー表示画素を構成するよりも、２つの画素が１つのカラー表示画素を構成する方が好ましい。

　一方、明るい単色表示を行うという点では、２つの画素が１つのカラー表示画素を構成するよりも、１つの画素が１つのカラー表示画素を構成する方が好ましい。例えば、表示領域の全体で赤を表示する場合、図１８に示した構成では、赤の表示に実際に寄与するのは、すべての画素のうちの半分の画素である。これに対し、図２２に示した構成では、すべての画素が赤の表示に寄与し得る。

　なお、図２２に示した例においても、二色性色素が呈する色を上下の液晶層で入れ替えてもよい。つまり、第１液晶層３１の二色性色素がシアンを呈するとともに、第２液晶層３２の二色性色素が赤を呈してもよい。

　また、１つの画素が１つのカラー表示画素を構成する場合の、２種類の二色性色素が呈する２つの色の組み合わせは、図２２に示した例に限定されない。図２４および図２５に、他の例を示す。

　図２４に示す例では、左側の画素においても、右側の画素においても、第１液晶層３１の二色性色素は、緑（Ｇ）を呈し、第２液晶層３２の二色性色素は、緑と補色の関係にあるマゼンタ（Ｍ）を呈する。

　図２５に示す例では、左側の画素においても、右側の画素においても、第１液晶層３１の二色性色素は、黄（Ｙ）を呈し、第２液晶層３２の二色性色素は、黄と補色の関係にある青（Ｂ）を呈する。

　なお、図２４および図２５に示した例においても、二色性色素が呈する色を上下の液晶層で入れ替えてもよい。

　図２６に、３つの画素が１つのカラー表示画素を構成する例を示す。図２６に示す例では、左側の画素において、第１液晶層３１の二色性色素は、赤（Ｒ）を呈し、第２液晶層３２の二色性色素は、赤と補色の関係にあるシアン（Ｃ）を呈する。また、中央の画素において、第１液晶層３１の二色性色素は、緑（Ｇ）を呈し、第２液晶層３２の二色性色素は、緑と補色の関係にあるマゼンタ（Ｍ）を呈する。さらに、右側の画素において、第１液晶層３１の二色性色素は、黄（Ｙ）を呈し、第２液晶層３２の二色性色素は、黄と補色の関係にある青（Ｂ）を呈する。

　図２６に示した例におけるカラー表示画素の色再現範囲は、ｘｙ色度図上では、二色性色素が呈する６つの色（赤、シアン、緑、マゼンタ、黄、青）に対応した６つの点を頂点とする六角形で表される。そのため、図２６に示した例（３つの画素が１つのカラー表示画素を構成する）の色再現範囲は、図１８に示した例（２つの画素が１つのカラー表示画素を構成する）の色再現範囲よりもさらに広くなる。ただし、明るい単色表示を行うという点では、図２６に示した例は、図１８に示した例よりも不利であるといえる。図２６に示した例においても、二色性色素が呈する色を上下の液晶層で入れ替えてもよい。

　なお、図１８、図２０および図２１に示した例では、１つのカラー表示画素内で、第１液晶層３１は、異なる色の二色性色素を含む２つの領域（左側の画素と右側の画素）に分割されており、第２液晶層３２も、異なる色の二色性色素を含む２つの領域（左側の画素と右側の画素）に分割されている。このように、カラー表示画素内で液晶層が異なる色の二色性色素を含む２つの領域に分割されていることを、本願明細書では、「液晶層の並置分割数が２である」と表現する。

　また、図２６に示した例では、１つのカラー表示画素内で、第１液晶層３１は、異なる色の二色性色素を含む３つの領域（左側の画素と中央の画素と右側の画素）に分割されており、第２液晶層３２も、異なる色の二色性色素を含む３つの領域（左側の画素と中央の画素と右側の画素）に分割されている。このように、カラー表示画素内で液晶層が異なる色の二色性色素を含む３つの領域に分割されていることを、本願明細書では、「液晶層の並置分割数が３である」と表現する。

　ここで例示した構成では、いずれも、第１液晶層（下層液晶層）３１と第２液晶層（上層液晶層）３２とで並置分割数が一致するが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、２つの画素が１つのカラー表示画素を構成する場合、図２７に示す構成を採用してもよい。

　図２７に示す例では、第２液晶層（上層液晶層）３２の二色性色素は、左側の画素においても、右側の画素においても、マゼンタ（Ｍ）を呈する。これに対し、第１液晶層（下層液晶層）３１の二色性色素は、左側の画素においては、シアン（Ｃ）を呈し、右側の画素においては、黄（Ｙ）を呈する。従って、図２７に示す例では、第１液晶層３１の並置分割数が２であるのに対し、第２液晶層３２の並置分割数は１である。このように、第１液晶層３１と第２液晶層３２とで並置分割数が異なっていてもよい。勿論、図２７に示した例に限定されず、第１液晶層３１の並置分割数を１とし、第２液晶層３２の並置分割数を２としてもよい。

　［反射素子］
　ここまでの説明では、第１電極１または第２電極２が反射素子としても機能する例を挙げたが、電極とは別途に反射素子を設けてもよい。

　図２８（ａ）および（ｂ）のそれぞれに、電極とは別途に反射素子６０が設けられた構成の例を示す。図２８（ａ）および（ｂ）に示す２つの例のいずれについても、２つの画素から１つのカラー表示画素が構成されている。図２８（ａ）に示す例では、第１液晶層３１および第２液晶層３２の並置分割数はいずれも２である。また、図２８（ｂ）に示す例では、第１液晶層３１の並置分割数は２であり、第２液晶層３２の並置分割数は１である。

　反射素子６０は、第１液晶層３１および第２液晶層３２よりも背面側に配置されている。この反射素子６０は、図２８（ａ）および（ｂ）に示すように、Ｖ字状の断面形状を有する溝（Ｖ字溝）６０ａを有する。Ｖ字溝６０ａは、反射素子６０の２つの傾斜面６０ｓ１および６０ｓ２によって規定され、傾斜面６０ｓ１および６０ｓ２同士は略９０°の角をなす。Ｖ字溝６０ａ内は、透明な誘電体材料６１で充填されている。反射素子６０は、その表面に光反射率の高い金属材料（例えば銀やアルミニウム）から形成された金属反射膜が形成されているか、あるいは、表面における誘電体材料６１との屈折率差により光を全反射するように構成されている。Ｖ字溝６０ａの幅は、画素２つ分であり、Ｖ字溝６０ａのもっとも深い部分（傾斜面６０ｓ１および６０ｓ２同士の交線）は、２つの画素間の境界に位置している。

　上述した構成を有する反射素子６０は、互いに隣接する２つの画素のうちの一方の画素の第２液晶層３２および第１液晶層３１を通過してきた光を、他方の画素の第１液晶層３１および第２液晶層３２に入射させる。例えば、図２８（ａ）および（ｂ）における左側の画素の第２液晶層３２および第１液晶層３１を通過してきた光Ｌ１は、Ｖ字溝６０ａを規定する２つの傾斜面６０ｓ１および６０ｓ２のうちの一方の傾斜面（左側の画素内に位置する傾斜面）６０ｓ１で反射されて他方の傾斜面（右側の画素内に位置する傾斜面）６０ｓ２に向かい、その傾斜面６０ｓ２でさらに反射されて右側の画素の第１液晶層３１および第２液晶層３２に入射する。また、右側の画素の第２液晶層３２および第１液晶層３１を通過してきた光Ｌ２は、右側の画素内に位置する表面６０ｓ２で反射されて左側の画素内に位置する表面６０ｓ１に向かい、その傾斜面６０ｓ１でさらに反射されて左側の画素の第１液晶層３１および第２液晶層３２に入射する。

　このような反射素子６０を設けることにより、互いに隣接する２つの画素のうちの一方の画素の第２液晶層３２および第１液晶層３１を通過してきた光を、他方の画素の第１液晶層３１および第２液晶層３２に入射させることができるので、２つの画素によって１つのカラー表示画素が構成される場合であっても、表示領域内のすべての画素に対応した領域を単色表示に寄与させることができ、明るい単色表示を行うことができる。

　例えば、図２９は、図２８（ｂ）に示した構成において、左側の画素内の第１液晶層（下層液晶層）３１のみが光吸収状態で、右側の画素内の第１液晶層３１および両側の画素内の第２液晶層３２が光透過状態となるように駆動した状態を模式的に示している。左側の画素内の第１液晶層３１は、シアンの二色性色素を含んでいるので、図２９からわかるように、左側の画素に入射する光（当然無色である）Ｌ１は、シアンに着色されて右側の画素から出射し、右側の画素に入射する光（当然無色である）Ｌ２も、シアンに着色されて左側の画素から出射する。そのため、すべての画素がシアン表示を行うことになる。

　ここで、上記の効果（半面制御による全面単色表示の原理）を、コーナーキューブを用いて実際に検証した結果を説明する。コーナーキューブとしては、エドモンドオプティクス社製のものを用いた。図３０は、コーナーキューブの単位構造Ｕｓを模式的に示す上面図である。

　図３０に示すように、コーナーキューブの単位構造Ｕｓは、３つの光反射面ｓ１、ｓ２およびｓ３を有する。３つの光反射面ｓ１、ｓ２およびｓ３は、相互に垂直の関係にあり、仮想的な立方体の３つの面（正方形）を構成している。従って、３つの光反射面ｓ１、ｓ２およびｓ３のうちの任意の２つが、反射素子６０の２つの傾斜面６０ｓ１および６０ｓ２と対応付けられる。

　コーナーキューブの単位構造Ｕｓに垂直に入射した光は、入射位置に対して単位構造Ｕｓの中央の点（単位構造Ｕｓの凹部の最深部）を中心として点対称の位置から出射する。例えば図３０に示しているように、入射位置ｉｎ１から入射した光は、出射位置ｏｕｔ１から出射するし、入射位置ｉｎ２から入射した光は、出射位置ｏｕｔ２から出射する。

　図３１および図３２は、コーナーキューブの単位構造Ｕｓに、光散乱性を有し、且つ、シアンに着色されたフィルム（散乱フィルム）Ｆｃを重ねたときの写真である。図３１では、散乱フィルムＦｃを、その端が単位構造Ｕｓの中央にちょうど位置するように配置しており、図３２では、散乱フィルムＦｃを、その端が単位構造Ｕｓの中央よりも下側に位置するようにずらして配置している。

　図３１では、コーナーキューブの単位構造Ｕｓは、散乱フィルムＦｃに重なっている下側半分だけでなく、上側半分もシアンに見えている。また、図３２では、散乱フィルムＦｃに重なっている部分だけでなく、その部分と点対称な位置にある部分もシアンに見えている。図３１および図３２から、反射素子６０を設けることによって、全面単色表示が可能になることがわかる。

　図３３は、コーナーキューブアレイＣＡに、着色されていない散乱フィルムＦｎを重ねたときの写真である。散乱フィルムＦｎの端付近（図中の破線の楕円で囲まれた領域）に着目すると、散乱フィルムＦｎに実際に重なっている部分だけでなく、その外側の部分も明るく見えており、このことからも、全面単色表示が原理的に可能であることがわかる。

　［製造方法］
　本実施形態における液晶表示装置１００の製造方法の例を説明する。

　まず、図３４および図３５を参照しながら、図２２に示した構成（１つの画素によって１つのカラー表示画素が構成される場合：第１液晶層３１および第２液晶層３２の並置分割数がともに１）を有する液晶表示装置１００の製造方法を説明する。

　まず、図３４（ａ）に示すように、第１電極１、第３電極３および第４電極４等が形成された背面基板１０と、ＰＥＴフィルム７１とを用意し、背面基板１０上に、液晶材料、赤を呈する二色性色素および光硬化性モノマーの混合物（液晶混合物）３１’を滴下する。背面基板１０およびＰＥＴフィルム７１の表面には垂直配向処理が施されている。具体的には、背面基板１０の表面には垂直配向膜４１が設けられており、ＰＥＴフィルム７１の表面にも垂直配向膜が設けられている。液晶混合物３１’を作製する際の温度は、液晶混合物３１’がネマチック相に転移する温度以上の温度であり、液晶材料の組成比は例えば８０～８５％程度である。なお、液晶混合物３１’がネマチック相に転移する温度（以下では単に転移温度と呼ぶ。）は、液晶材料単体の等方相からネマチック相への転移温度Ｔ_niとは異なり、Ｔ_niよりも低い。例えば、液晶混合物３１’の転移温度が２０℃程度であるのに対し、液晶材料単体の転移温度Ｔ_niは８０℃程度である。滴下の際も、液晶混合物３１’は転移温度以上の温度に保持されている。

　次に、図３４（ｂ）に示すように、液晶混合物３１’が滴下された背面基板１０に対して、ＰＥＴフィルム７１を貼り合わせる。

　続いて、図３４（ｃ）に示すように、転移温度以上の温度において、液晶混合物３１’に光（紫外線）を照射し、液晶混合物３１’内のモノマーから高分子を形成すると同時に高分子と液晶とを相分離させる。これにより、高分子マトリクス３４と、高分子マトリクス３４中にゲスト・ホスト液晶材料がドロップレット３５として分散された第１液晶層３１を得る。紫外線の照射は、例えば、メタルハライドランプを用いて２０ｍＷ／ｃｍ²の強度で２分間行われる。

　その後、図３４（ｄ）に示すように、ＰＥＴフィルム７１を剥離する。

　続いて、図３５（ａ）に示すように、第２電極２等が形成された前面基板２０と、ＰＥＴフィルム７２とを用意し、前面基板２０上に、液晶材料、シアンを呈する二色性色素および光硬化性モノマーの混合物（液晶混合物）３２’を滴下する。前面基板２０およびＰＥＴフィルム７２の表面には垂直配向処理が施されている。具体的には、前面基板２０の表面には垂直配向膜４２が設けられており、ＰＥＴフィルム７２の表面にも垂直配向膜が設けられている。液晶混合物３２’を作製する際の温度は、液晶混合物３２’のネマチック相への転移温度以上の温度であり、液晶材料の組成比は例えば８０～８５％程度である。滴下の際も、液晶混合物物３２’は転移温度以上の温度に保持されている。

　次に、図３５（ｂ）に示すように、液晶混合物３２’が滴下された前面基板２０に対して、ＰＥＴフィルム７２を貼り合わせる。

　続いて、図３５（ｃ）に示すように、転移温度以上の温度において、液晶混合物３２’に光（紫外線）を照射し、液晶混合物３２’内のモノマーから高分子を形成すると同時に高分子と液晶とを相分離させる。これにより、高分子マトリクス３４と、高分子マトリクス３４中にゲスト・ホスト液晶材料がドロップレット３５として分散された第２液晶層３２を得る。紫外線の照射は、例えば、メタルハライドランプを用いて２０ｍＷ／ｃｍ²の強度で２分間行われる。

　その後、図３５（ｄ）に示すように、ＰＥＴフィルム７２を剥離する。

　最後に、図３５（ｅ）に示すように、背面基板１０と前面基板２０とを、第１液晶層３１および第２液晶層３２を内側にして対向させてシール材８０を介して貼り合わせ、焼成を行う。焼成は、例えば、１５０℃で１時間行われる。このようにして、図２２に示した構成を有する液晶表示装置１００が得られる。

　続いて、図３６、図３７および図３８を参照しながら、図１８に示した構成（２つの画素によって１つのカラー表示画素が構成される場合：第１液晶層３１および第２液晶層３２の並置分割数がともに２）を有する液晶表示装置１００の製造方法を説明する。

　まず、図３６（ａ）に示すように、第１電極１、第３電極３および第４電極４等が形成された背面基板１０と、ＰＥＴフィルム７３とを用意し、背面基板１０上に、液晶材料、赤を呈する二色性色素および光硬化性モノマーの混合物（液晶混合物）３１ａ’を滴下する。背面基板１０およびＰＥＴフィルム７３の表面には垂直配向処理が施されている。また、ＰＥＴフィルム７３には、幅１００μｍ、間隔１００μｍ、深さ５μｍの溝７３ａが形成されるような表面加工も施されている。

　次に、図３６（ｂ）に示すように、液晶混合物３１ａ’が滴下された背面基板１０に対して、ＰＥＴフィルム７３を貼り合わせる。このとき、液晶混合物３１ａ’は、ＰＥＴフィルム７３の溝７３ａ内に閉じ込められる。

　続いて、図３６（ｃ）に示すように、転移温度以上の温度において、液晶混合物３１ａ’に光（紫外線）を照射し、液晶混合物３１ａ’内のモノマーから高分子を形成すると同時に高分子と液晶とを相分離させ、第１液晶層３１のうちの赤を呈する領域３１ａを形成する。紫外線の照射は、例えば、メタルハライドランプを用いて２０ｍＷ／ｃｍ²の強度で２分間行われる。

　その後、図３６（ｄ）に示すように、ＰＥＴフィルム７３を剥離する。

　続いて、図３７（ａ）に示すように、背面基板１０上に、液晶材料、黄を呈する二色性色素および光硬化性モノマーの混合物（液晶混合物）３１ｂ’を滴下する。また、ＰＥＴフィルム７４を用意しておく。ＰＥＴフィルム７４の表面には、垂直配向処理が施されているが、溝が形成されるような加工は施されていない。

　次に、図３７（ｂ）に示すように、液晶混合物３１ｂ’が滴下された背面基板１０に対して、ＰＥＴフィルム７４を貼り合わせる。このとき、液晶混合物３１ｂ’は、領域３１ａ間に閉じ込められる。

　続いて、図３７（ｃ）に示すように、転移温度以上の温度において、液晶混合物３１ｂ’に光（紫外線）を照射し、液晶混合物３１ｂ’内のモノマーから高分子を形成すると同時に高分子と液晶とを相分離させ、第１液晶層３１のうちの黄を呈する領域３１ｂを形成する。紫外線の照射は、例えば、メタルハライドランプを用いて２０ｍＷ／ｃｍ²の強度で２分間行われる。

　その後、図３７（ｄ）に示すように、ＰＥＴフィルム７４を剥離する。このようにして、背面基板１０上に、赤を呈する領域３１ａと黄を呈する領域３１ｂとに分割された（つまり並置分割数が２の）第１液晶層３１が得られる。

　続いて、同様にして、図３８（ａ）に示すように、前面基板２０上に、シアンを呈する領域３２ａと青を呈する領域３２ｂとに分割された（つまり並置分割数が２の）第２液晶層３２を形成する。

　最後に、図３８（ｂ）に示すように、背面基板１０と前面基板２０とを、第１液晶層３１および第２液晶層３２を内側にして対向させてシール材８０を介して貼り合わせ、焼成を行う。焼成は、例えば、１５０℃で１時間行われる。このようにして、図１８に示した構成を有する液晶表示装置１００が得られる。

　上述した製造方法では、一対の基板（支持体）間で液晶層を形成した後に片方の基板を剥がすという、従来にない工程を含んでいる。剥がす方の基板として、例示したＰＥＴフィルムのような柔らかいフィルムを用いると、剥離が容易となる。

　また、本願発明者の検討によれば、液晶混合物として同じ材料を用いても、配向膜材料が異なると、高分子マトリクス中のドロップレットの配置が異なり得ることがわかった。つまり、配向膜材料の種類によって、ドロップレットの配置を調整することができる。

　具体的には、用いる配向膜材料の表面自由エネルギーの大きさに依存して、図３９（ａ）に示すように、基板の液晶層側の表面が主に高分子で覆われ、ドロップレットが厚さ方向に３個程度形成される場合と、図３９（ｂ）に示すように、基板の液晶層側の表面が高分子だけでなく液晶材料によっても覆われ（つまりドロップレットが直接基板に接する）、ドロップレットが厚さ方向に２個程度形成される場合とがある。図４０（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、図３９（ａ）および（ｂ）に示した場合に対応するＳＥＭ写真であり、片側の基板を剥がし、斜め上から観察したものである。

　第１液晶層３１のゲスト・ホスト液晶材料と、第２液晶層３２のゲスト・ホスト液晶材料とが混じり合わないようにするためには、ドロップレットの配置は図３９（ａ）および図４０（ａ）に示した配置であることが好ましい。

　続いて、図４１および図４２を参照しながら、図１８に示した構成を有する液晶表示装置１００の別の製造方法を説明する。

　まず、図４１（ａ）に示すように、第１電極１、第３電極３および第４電極４等が形成された背面基板１０を用意し、この背面基板１０上に、液晶材料、赤を呈する二色性色素および光硬化性モノマーの混合物（液晶混合物）３１ａ’をインクジェット法により塗布する。背面基板１０の表面には、垂直配向処理が施されており、また、幅１００μｍ、深さ５μｍの溝８１ａが形成されるようにリブ８１が設けられている。液晶混合物３１ａ’は、すべての溝８１ａ内に塗布されるわけではなく、溝８１ａ１つおきに塗布される。

　次に、図４１（ｂ）に示すように、転移温度以上の温度において、窒素パージして液晶混合物３１ａ’に光（紫外線）を照射し、液晶混合物３１ａ’内のモノマーから高分子を形成すると同時に高分子と液晶とを相分離させ、第１液晶層３１のうちの赤を呈する領域３１ａを形成する。紫外線の照射は、例えば、キセノンランプを用いて２０ｍＷ／ｃｍ²の強度で１分間行われる。

　続いて、図４１（ｃ）に示すように、背面基板１０上の残りの溝８１ａ内に、液晶材料、黄を呈する二色性色素および光硬化性モノマーの混合物（液晶混合物）３１ｂ’をインクジェット法により塗布する。

　その後、図４１（ｄ）に示すように、転移温度以上の温度において、窒素パージして液晶混合物３１ｂ’に光（紫外線）を照射し、液晶混合物３１ｂ’内のモノマーから高分子を形成すると同時に高分子と液晶とを相分離させ、第１液晶層３１のうちの黄を呈する領域３１ｂを形成する。紫外線の照射は、例えば、キセノンランプを用いて２０ｍＷ／ｃｍ²の強度で１分間行われる。

　続いて、図４２（ａ）に示すように、第２電極２等が形成された前面基板２０を用意し、この前面基板２０上に、液晶材料、シアンを呈する二色性色素および光硬化性モノマーの混合物（液晶混合物）３２ａ’をインクジェット法により塗布する。前面基板２０の表面には、垂直配向処理が施されており、また、幅１００μｍ、深さ５μｍの溝８２ａが形成されるようにリブ８２が設けられている。液晶混合物３２ａ’は、すべての溝８２ａ内に塗布されるわけではなく、溝８２ａ１つおきに塗布される。

　次に、図４２（ｂ）に示すように、転移温度以上の温度において、窒素パージして液晶混合物３２ａ’に光（紫外線）を照射し、液晶混合物３２ａ’内のモノマーから高分子を形成すると同時に高分子と液晶とを相分離させ、第２液晶層３２のうちのシアンを呈する領域３２ａを形成する。紫外線の照射は、例えば、キセノンランプを用いて２０ｍＷ／ｃｍ²の強度で１分間行われる。

　続いて、図４２（ｃ）に示すように、前面基板２０上の残りの溝８２ａ内に、液晶材料、青を呈する二色性色素および光硬化性モノマーの混合物（液晶混合物）３２ｂ’をインクジェット法により塗布する。

　その後、図４２（ｄ）に示すように、転移温度以上の温度において、窒素パージして液晶混合物３２ｂ’に光（紫外線）を照射し、液晶混合物３２ｂ’内のモノマーから高分子を形成すると同時に高分子と液晶とを相分離させ、第２液晶層３２のうちの青を呈する領域３２ｂを形成する。紫外線の照射は、例えば、キセノンランプを用いて２０ｍＷ／ｃｍ²の強度で１分間行われる。

　最後に、図４２（ｅ）に示すように、背面基板１０と前面基板２０とを、第１液晶層３１および第２液晶層３２を内側にして対向させてシール材８０を介して貼り合わせ、焼成を行う。焼成は、例えば、１５０℃で１時間行われる。このようにして、図１８に示した構成を有する液晶表示装置１００が得られる。

　［シミュレーションの結果］
　既に説明したように、液晶表示装置１００では、横電界によって第１液晶層３１を駆動し、縦電界によって第２液晶層３２を駆動する。ただし、実際には、第１電極１と第２電極２とによって生成される縦電界は、第１液晶層３１にも印加されるし、横電界は、第２液晶層３２の配向状態にも影響を与え得る。以下、第１液晶層３１と第２液晶層３２とを独立に駆動し得ることを計算により検証した結果を説明する。

　計算は、下記の設定で行った。

　（液晶層の設定）
　第１液晶層３１および第２液晶層３２の両方が、電圧無印加時に垂直配向状態をとる。また、第１液晶層３１および第２液晶層３２の両方とも、電圧印加時に、液晶分子３０が同じ方位（第３電極３および第４電極４の櫛歯の延びる方向に直交する方位）に倒れるように、８９．５°のプレチルト角を付与されている。第１液晶層（下層液晶層）３１の液晶材料は、負の誘電異方性を有し（つまりΔε＜０）、第２液晶層（上層液晶層）３２の液晶材料は、正の誘電異方性を有する（つまりΔε＞０）。両方の液晶材料ともに、カイラル材は含んでいない。また、第１液晶層３１および第２液晶層３２の両方とも、高分子マトリクス３４を含んでいない。第１液晶層３１と第２液晶層３２との間には、他の部材は設けられていない。計算ソフトの仕様上、同時に２つの液晶層を駆動できないので、一方ずつ駆動する。

　（電極の設定）
　背面基板１０のガラス基板１１とλ／４板５０との間に、光を完全反射する反射素子として機能する第１電極１が配置されている。前面基板２０のガラス基板２１と第２液晶層（上層液晶層）３２との界面に、透明な第２電極２が配置されている。第１液晶層（下層液晶層）３１とλ／４板５０との間に、第３電極（第１の櫛歯電極）３と第４電極（第２の櫛歯電極）４とが配置されている。第３電極３および第４電極４のそれぞれの櫛歯の本数は１本であり、櫛歯の幅は２．６μｍであり、櫛歯間の距離は５．０μｍである。第３電極３および第４電極４上には、光を吸収する材料が付与されている（櫛歯上では配向が変化しない液晶分子３０が存在するため）。第１電極１、第３電極３および第４電極４は、画素ごとに分離して形成されており、表示内容に応じ、独立した電位（電気信号）を保持するように薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）で制御される。

　（λ／４板の設定）
　波長５５０ｎｍの光に対してλ／４の位相差を与えるような位相差板が第１液晶層（下層液晶層）３１と第１電極１との間に配置されている。位相差板（λ／４板５０）の厚さは、３μｍであり、遅相軸は、電圧印加時に液晶分子３０が倒れる方位と４５°の角をなす。位相差板の材料は、例えばメルク社製licrivueである。

　（二色性色素の設定）
　波長５５０ｎｍの光に対して、吸収率を変化させる二色性色素を仮定する。配向秩序度Ｓ₁と分子長軸方向の吸収定数A_//は所定の値（後述する）に設定されている。これにより、二色性比Ｄｒと分子短軸方向の吸収係数A⊥は下記式から一義的に定まる。

　（計算出力）
　基板面法線方向に平行に入射した光の反射率を計算する。５５０ｎｍの単一波長のみ計算する。計算手法の詳細は以下の通りである。各電圧設定で決定される液晶分子３０の配向方向を計算ソフト（製品名：ＬＣＤマスター2次元）で計算する。それから、横方向（水平方向）に０．１μｍ刻みでδｎｄ（Δｎｄではなく、実際の配向を反映したδｎｄ）を計算する。その後、下記式の順で透過率を計算し、１５．２μｍ分足し合わせる。往復分を同様に計算し、反射率とする。

　（電圧設定）
　第２電極（上層電極）２は、常に０Ｖ（＝ＧＮＤ）とする。

　第１液晶層（下層液晶層）３１を駆動する場合、下記表１に示す電圧設定♯１～♯２５のように、第１電極（下層電極）１、第３電極（第１の櫛歯電極）３および第４電極（第２の櫛歯電極）４の電位を変化させる。

　また、第２液晶層（上層液晶層）３２を駆動する場合、下記表２に示す電圧設定♯２６～♯３１のように、第１電極（下層電極）１、第３電極（第１の櫛歯電極）３および第４電極（第２の櫛歯電極）４の電位を変化させる。

　（光学定数設定）
　第１液晶層（下層液晶層）３１および第２液晶層（上層液晶層）３２の厚さｄ、屈折率異方性Δｎおよび誘電率異方性Δεと、２色性色素の配向秩序度Ｓ₁、２色性比Ｄｒ、分子長軸方向の吸収定数Ａ_//および分子短軸方向の吸収係数Ａ⊥は、下記表３に示す設定１～３の３通りである。

　（計算結果）
　第１液晶層（下層液晶層）３１の駆動の計算結果を図４３～図４７に示す。図４３～図４７には、１つの画素内における、電気力線と、第１液晶層３１の液晶分子３０の配向方向（短い線分）とが示されている。図４３（ａ）～（ｅ）は、電圧設定♯１～♯５の場合（横電界電圧２Ｖ）を示し、図４４（ａ）～（ｅ）は、電圧設定♯６～♯１０の場合（横電界電圧４Ｖ）を示し、図４５（ａ）～（ｅ）は、電圧設定♯１１～♯１５の場合（横電界電圧６Ｖ）を示している。また、図４６（ａ）～（ｅ）は、電圧設定♯１６～♯２０の場合（横電界電圧８Ｖ）を示し、図４７（ａ）～（ｅ）は、電圧設定♯２１～♯２５の場合（横電界電圧１０Ｖ）を示している。

　図４３～図４７から、横電界電圧が高くなるほど、液晶分子３０の倒れる角度が大きくなる傾向が見てとれ、横電界電圧の大きさに応じて第１液晶層（下層液晶層）３１の配向状態が変化していることがわかる。

　第２液晶層（上層液晶層）３２の駆動の計算結果を図４８に示す。図４８には、１つの画素内における、電気力線と、第２液晶層３２の液晶分子３０の配向方向（短い線分）とが示されている。図４８（ａ）～（ｆ）は、電圧設定♯２６～♯３１の場合を示し、それぞれ縦電界電圧（下層電極１と上層電極２間の電位差）が０Ｖ、１Ｖ、２Ｖ、３Ｖ、４Ｖおよび５Ｖの場合に対応する。

　図４８（ａ）～（ｆ）から、縦電界電圧が高くなるほど、液晶分子３０の倒れる角度が大きくなる傾向が見てとれ、縦電界電圧の大きさに応じて第２液晶層（上層液晶層）３２の配向状態が変化していることがわかる。

　図４９～図５２に、計算により得られた反射率－電圧特性を示す。図４９は、光学定数を設定１として第１液晶層（下層液晶層）３１を駆動したときの横電界電圧と反射率との関係を示し、図５０は、光学定数を設定２として第１液晶層（下層液晶層）３１を駆動したときの横電界電圧と反射率との関係を示す。また、図５１は、光学定数を設定３として第１液晶層（下層液晶層）３１を駆動したときの横電界電圧と反射率との関係を示し、図５２は、横電界電圧を０Ｖとして第２液晶層（上層液晶層）３２を駆動したときの縦電界電圧と反射率との関係を示す。

　図４９、図５０および図５１から、横電界電圧の大きさに応じて反射率が変化しており、横電界電圧の印加により反射率を制御できることがわかる。また、縦電界の印加により、横電界電圧と反射率との関係がずれ、このずれの大きさは、横電界電圧が低いときには１Ｖ程度、高いときには２Ｖ程度となることがわかる（図中に両矢印で示している）。このずれに対しては、その分を補正した大きさの横電界電圧を印加すればよい。

　また、図５２から、縦電界電圧の大きさに応じて反射率が変化しており、縦電界電圧の印加により反射率を制御できることがわかる。なお、第２液晶層（上層液晶層）３２の駆動に関し、反射率については横電界電圧を０Ｖとしたときしか計算していないが、電気力線については、横電界電圧を変化させて計算している。例えば、横電界電圧を１０Vとして、縦電界電圧を変えた計算は、図４７（ａ）～（ｅ）を参照されたい。縦電界電圧を高くすることにより、電気力線が滑らかに変化していることから、第２液晶層３２の駆動が可能であることがわかる。

　光学定数の設定（つまり二色性色素の設定）を３通りとして計算を行ったが、いずれも傾向は同様であった。また、配向秩序度Ｓ₁が大きいほどコントラスト比が高くなり、分子長軸方向の吸収係数Ａ_//が小さいほど明るくなった。

　上述した計算結果から、横電界および／または縦電界の印加により、第１液晶層（下層液晶層）３１と第２液晶層（上層液晶層）３２とを独立に駆動できることが確認された。

　［透過型液晶表示装置］
　以上の説明では、反射型液晶表示装置を例としたが、本発明によれば、偏光板やカラーフィルタが不要となるので、本発明は、透過型液晶表示装置にも好適に用いられる。本発明による透過型液晶表示装置の例を図５３に示す。

　図５３に示す液晶表示装置２００は、第１液晶層３１および第２液晶層３２よりも背面側に（より具体的には背面基板１０よりも背面側に）配置された照明素子（バックライト）９０を備える点において、図１８に示した液晶表示装置１００と異なっている。また、液晶表示装置２００の第１電極１は、透明な導電材料（例えばＩＴＯ）から形成されており、反射素子として機能しない。

　液晶表示装置２００においても、第１液晶層３１および／または第２液晶層３２の二色性色素として、蛍光二色性色素を用いてもよい。その場合、照明素子９０として、特定の色を出射するバックライト（例えば青色光を出射する青色バックライト）を用いることも可能になる。

　また、蛍光二色性色素を用いる場合、図５４に示すように、照明素子９０が第１液晶層３１および第２液晶層３２に向けて斜め方向から特定の色の光を出射するように構成すれば、観察者は、液晶表示装置２００による表示のみならず、液晶表示装置２００の背面側の景色も視認することができるので、液晶表示装置２００を「シースルーディスプレイ」として用いることができる。特に、青は視感度が低い色であるので、青色の光は、大きなエネルギーを有しているものの、観察者は明るく感じない。そのため、照明素子９０として青色バックライトを用いることにより、観察者に対して照らされているという感覚を生じさせることなく、表示を行うことができる。

　また、シースルーディスプレイとしての利用を行う場合、液晶セルの構造を、図５５に示すように改変してもよい。図５５に示す構成では、第１液晶層（下層液晶層）３１は、二色性色素は含んでおらず、印加電圧に応じて青色バックライトからの青色の光を散乱することができ、第２液晶層（上層液晶層）３２は、青色の光によって励起されて蛍光発色により、赤（図中下側の画素）および緑（図中上側の画素）を呈する。光散乱機能を発現する第１液晶層３１は、例えば、高分子マトリクス中に液晶材料が分散された構造（ＰＤＬＣ）であってよい。

　本発明によると、積層された複数の液晶層を好適に駆動し得る液晶表示装置が提供される。本発明は、反射型液晶表示装置にも透過型液晶表示装置にも好適に用いられ、偏光板やカラーフィルタを必要としない液晶表示装置を実現することができる。

　１　　第１電極（下層電極）
　２　　第２電極（上層電極）
　３　　第３電極（第１の櫛歯電極）
　４　　第４電極（第２の櫛歯電極）
　１０　　背面基板
　２０　　前面基板
　３０　　液晶分子
　３１　　第１液晶層（下層液晶層）
　３２　　第２液晶層（上層液晶層）
　３３　　二色性色素の分子
　３４　　高分子マトリクス
　３５　　ドロップレット
　４１、４２　　垂直配向膜
　５０　　λ／４板
　６０　　反射素子
　６０ａ　　Ｖ字溝
　１００　　液晶表示装置（反射型液晶表示装置）
　２００　　液晶表示装置（透過型液晶表示装置）

Claims

　複数の画素を有する液晶表示装置であって、
　互いに対向する第１基板および第２基板と、
　前記第１基板および前記第２基板の間に積層された第１液晶層および第２液晶層であって、それぞれが液晶材料および二色性色素を含む第１液晶層および第２液晶層と、を備え、
　前記複数の画素のそれぞれに、縦電界を生成する第１電極および第２電極と、横電界を生成する第３電極および第４電極と、をさらに備える液晶表示装置。
　前記第１電極は、前記第１基板に設けられており、
　前記第２電極は、前記第２基板に設けられており、
　前記第３電極および前記第４電極は、前記第１基板に設けられている請求項１に記載の液晶表示装置。
　前記第３電極および前記第４電極のそれぞれは、櫛歯状である請求項１または２に記載の液晶表示装置。
　前記複数の画素のそれぞれに、前記第１電極に電気的に接続された第１スイッチング素子と、前記第３電極に電気的に接続された第２スイッチング素子と、をさらに備える請求項３に記載の液晶表示装置。
　前記複数の画素のそれぞれに、前記第４電極に電気的に接続された第３スイッチング素子をさらに備える請求項４に記載の液晶表示装置。
　前記第３電極は櫛歯状であり、
　前記第１電極が前記第４電極としても機能する請求項１または２に記載の液晶表示装置。
　前記複数の画素のそれぞれに、前記第１電極に電気的に接続された第１スイッチング素子と、前記第３電極に電気的に接続された第２スイッチング素子と、をさらに備える請求項６に記載の液晶表示装置。
　前記第１液晶層および前記第２液晶層の少なくとも一方は、高分子マトリクスをさらに含み、前記高分子マトリクス中に前記液晶材料および前記二色性色素が分散されている請求項１から７のいずれかに記載の液晶表示装置。
　前記第１基板および前記第２基板の、前記第１および第２液晶層側の表面には垂直配向処理が施されている請求項１から７のいずれかに記載の液晶表示装置。
　前記第１液晶層および前記第２液晶層は、前記第１基板側からこの順に積層されており、
　前記第１液晶層の前記液晶材料は、負の誘電異方性を有し、カイラル剤を含む請求項９に記載の液晶表示装置。
　前記第１液晶層および前記第２液晶層は、前記第１基板側からこの順に積層されており、
　前記第１液晶層の前記液晶材料は、正の誘電異方性を有し、カイラル剤を含まない請求項９に記載の液晶表示装置。
　前記第１液晶層および前記第２液晶層は、前記第１基板側からこの順に積層されており、
　前記第２液晶層の前記液晶材料は、負の誘電異方性を有し、カイラル剤を含まない請求項９から１１のいずれかに記載の液晶表示装置。
　前記第１液晶層および前記第２液晶層は、前記第１基板側からこの順に積層されており、
　前記第２液晶層の前記液晶材料は、負の誘電異方性を有し、カイラル剤を含む請求項９から１１のいずれかに記載の液晶表示装置。
　前記第１液晶層および前記第２液晶層は、前記第１基板側からこの順に積層されており、
　前記第２液晶層の前記液晶材料は、正の誘電異方性を有し、カイラル剤を含む請求項９から１１のいずれかに記載の液晶表示装置。
　前記複数の画素のそれぞれにおいて、前記第１液晶層の前記二色性色素と、前記第２液晶層の前記二色性色素とは、互いに異なる色を呈する請求項１から１４のいずれかに記載の液晶表示装置。
　前記複数の画素のそれぞれにおいて、前記第１液晶層の前記二色性色素と、前記第２液晶層の前記二色性色素とは、互いに補色の関係にある色を呈する請求項１５に記載の液晶表示装置。
　１つの画素が１つのカラー表示画素を構成する請求項１５または１６に記載の液晶表示装置。
　前記第１液晶層および前記第２液晶層の一方の前記二色性色素は赤を呈し、他方の前記二色性色素はシアンを呈する請求項１７に記載の液晶表示装置。
　前記第１液晶層および前記第２液晶層の一方の前記二色性色素は緑を呈し、他方の前記二色性色素はマゼンタを呈する請求項１７に記載の液晶表示装置。
　前記第１液晶層および前記第２液晶層の一方の前記二色性色素は青を呈し、他方の前記二色性色素は黄を呈する請求項１７に記載の液晶表示装置。
　２つの画素が１つのカラー表示画素を構成する請求項１５または１６に記載の液晶表示装置。
　前記２つの画素の一方において、前記第１液晶層および前記第２液晶層の一方の前記二色性色素は第１の色を呈し、他方の前記二色性色素は前記第１の色と補色の関係にある第２の色を呈し、
　前記２つの画素の他方において、前記第１液晶層および前記第２液晶層の一方の前記二色性色素は前記第１の色および前記第２の色とは異なる第３の色を呈し、他方の前記二色性色素は前記第３の色と補色の関係にある第４の色を呈する請求項２１に記載の液晶表示装置。
　前記第１の色は赤であり、前記第２の色はシアンであり、
　前記第３の色は緑であり、前記第４の色はマゼンタである請求項２２に記載の液晶表示装置。
　前記第１の色は赤であり、前記第２の色はシアンであり、
　前記第３の色は青であり、前記第４の色は黄である請求項２２に記載の液晶表示装置。
　前記第１の色は緑であり、前記第２の色はマゼンタであり、
　前記第３の色は青であり、前記第４の色は黄である請求項２２に記載の液晶表示装置。
　前記第１液晶層および前記第２液晶層の一方の前記二色性色素は、前記２つの画素の両方において、第１の色を呈し、
　他方の前記二色性色素は、前記２つの画素の一方において、前記第１の色とは異なる第２の色を呈し、前記２つの画素の他方において、前記第１の色および前記第２の色とは異なる第３の色を呈する請求項２１に記載の液晶表示装置。
　前記第１の色はマゼンタであり、前記第２の色はシアンであり、前記第３の色は黄である請求項２６に記載の液晶表示装置。
　３つの画素が１つのカラー表示画素を構成する請求項１５または１６に記載の液晶表示装置。
　前記３つの画素のうちの１つの画素において、前記第１液晶層および前記第２液晶層の一方の前記二色性色素は第１の色を呈し、他方の前記二色性色素は前記第１の色と補色の関係にある第２の色を呈し、
　前記３つの画素のうちの別の１つの画素において、前記第１液晶層および前記第２液晶層の一方の前記二色性色素は前記第１の色および前記第２の色とは異なる第３の色を呈し、他方の前記二色性色素は前記第３の色と補色の関係にある第４の色を呈し、
　前記３つの画素のうちのさらに別の１つの画素において、前記第１液晶層および前記第２液晶層の一方の前記二色性色素は前記第１の色、前記第２の色、前記第３の色および前記第４の色とは異なる第５の色を呈し、他方の前記二色性色素は前記第５の色と補色の関係にある第６の色を呈する請求項２１に記載の液晶表示装置。
　前記第１の色は赤であり、前記第２の色はシアンであり、
　前記第３の色は緑であり、前記第４の色はマゼンタであり、
　前記第５の色は青であり、前記第６の色は黄である請求項２９に記載の液晶表示装置。
　前記第１液晶層および前記第２液晶層よりも背面側に配置されたλ／４板をさらに備える請求項１から３０のいずれかに記載の液晶表示装置。
　前記第１液晶層および前記第２液晶層よりも背面側に配置された反射素子を備える反射型液晶表示装置である請求項１から３１のいずれかに記載の液晶表示装置。
　前記第１電極または前記第２電極が前記反射素子としても機能する請求項３２に記載の液晶表示装置。
　前記反射素子は、互いに隣接する２つの画素のうちの一方の画素の前記第１液晶層および前記第２液晶層を通過してきた光を、他方の画素の前記第１液晶層および前記第２液晶層に入射させる請求項３２に記載の液晶表示装置。
　前記反射素子は、Ｖ字状の断面形状を有する溝を有する請求項３４に記載の液晶表示装置。
　前記第１液晶層および前記第２液晶層よりも背面側に配置された照明素子を備える透過型液晶表示装置である請求項１から３１のいずれかに記載の液晶表示装置。
　前記第１液晶層および前記第２液晶層の少なくとも一方の前記二色性色素は蛍光発色する請求項３６に記載の液晶表示装置。
　複数の画素を有する液晶表示装置であって、
　互いに対向する第１基板および第２基板と、
　前記第１基板および前記第２基板の間に積層された第１液晶層および第２液晶層であって、それぞれが液晶材料を含む第１液晶層および第２液晶層と、
　前記第１液晶層および前記第２液晶層に向けて斜め方向から特定の色の光を出射する照明素子と、を備え、
　前記複数の画素のそれぞれに、縦電界を生成する第１電極および第２電極と、横電界を生成する第３電極および第４電極と、をさらに備え、
　前記第１液晶層および前記第２液晶層の一方の液晶層は、印加電圧に応じて前記照明素子からの特定の色の光を散乱することができ、他方の液晶層は、前記特定の色の光によって励起されて蛍光発色により前記特定の色とは異なる色を呈する二色性色素を含む液晶表示装置。
　前記一方の液晶層は、高分子マトリクスをさらに含み、前記高分子マトリクス中に前記液晶材料が分散されている請求項３８に記載の液晶表示装置。
　２つの画素が１つのカラー表示画素を構成し、
　前記一方の液晶層は、前記２つの画素の両方において、印加電圧に応じて前記照明素子からの第１の色の光を散乱することができ、
　前記他方の液晶層の前記二色性色素は、前記２つの画素の一方において、前記第１の色の光によって励起されて蛍光発色により前記第１の色とは異なる第２の色を呈し、前記２つの画素の他方において、前記第１の色の光によって励起されて蛍光発色により前記第１の色および前記第２の色とは異なる第３の色を呈する請求項３８または３９に記載の液晶表示装置。
　前記第１の色は青であり、前記第２の色は赤であり、前記第３の色は緑である請求項４０に記載の液晶表示装置。