JPH03501064A - 多色スクリーン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 多色スクリーン 〔発明の利用分野〕 本発明は特に光電子領域に応用される、電気的情報を光学的情報に変換だしり、 光学的画像の実時間処理及びアナログ表示に用いられる発光又は液晶表示セルに 関する。

公知の態様では、単色及び多色スクリーンは少（とも対向する第１及び第２絶縁 壁と該両壁間に配置された表示材料よりなり、その光学的特徴を変化させること ができる。

この表示材は固体、液体又は液晶であってもよい。またその光学的特性は不透明 、屈折率、透明、吸収、拡散、収れん、回転力、被屈折、所与の立体角内に反射 する強度（輝度）等々で表わすことができる。

本明細書の以下の記載を通じて、液晶を有する材料を表示材に用いるマトリック ス表示セルについて例示的に述べるが、本発明はこれに限定されるものではない 。

上記表示材の光学的特性は液晶に面するセルの第１及び第２壁土に配置された電 極間に生ずる電界によって変えることができる。非多重表示の場合、これら電極 は前記セル壁の一方に配置され、かつ基準電位に高められた連続電極と、他方の セル壁土に配置された点電極により形成され、点電極は薄膜トランジスタなどに より列コンダクタと桁コンダクタに接続される。これらの電極は、またセル壁の 一方に配置された桁電極と他方のセル壁土に配置された点電極によって、フラン ス特許第２５５３２１８号に記載された方法によっても形成することができ、こ の場合、点電極は薄膜トランジスタなどにより列コンダクタ及び基準電位に接続 される。

多重表示の場合、これら電極は一方のセル壁土に配置された桁電極と他方のセル 壁土に配置された列電極により形成することができ、両電極は相互に交差する。

二つの絶縁壁間に配置された表示材を内蔵したセルの基本的像点は結果的に１個 の蓄電器によって形成され該蓄電器のアーマチュ又はコーティングは、非多重表 示の場合、点電極と、それに対向する連続電極部分か、又は点電極及びそれに対 向する桁電極部分により構成され、また多重表示の場合、列電極の対向部分と桁 電極によって構成される。コーティング間に配置された表示材は蓄電器誘導体を 構成する。

〔従来技術〕

公知の態様では、二つの主要型式の多色反クリーン、即ち加法多色スクリーンと 減法多色スクリーンがある。加法多色スクリーンは液晶で構成された単一表示材 を内蔵する表示セルのいづれか１側又は外側に配置された着色フィルタを用いる 。減法多色スクリーンは表示セルのいづれか１側または外側に配置された着色フ ィルタを用いる。減法多色スクリーンは表示セル内の数個の重畳表示材で、その 各々が異る着色材または染料と混合した液晶によって構成されたものを用いる。

以下、本明細書の記載においては、染料を含む表示材を二色表示材と呼ぶことに する。

前述の多色スクリーンに用いる液晶はネマチック型である。

ネマチック液晶分子はその縦軸が等向性のＨ構成をなし、壁平面に平行な時は平 坦なＰ構成をなすと言われている。１個のセルの二電極間に置かれた液晶分子の 形状は液晶の性質と、これら二つの電極間に印加される電界に依存する。

第１８及びｌｂ図はその内外側に着色フィルタｌｌａ、Ｉｌｂをそれぞれ有する 加法多色表示セルを示す。前記図面はネマチック液晶層５をその間に配した第１ 及び第２絶縁透明壁１，３を示す。

側壁１，３の内面上には連続電極７及び点電極９でそれぞれ構成された透明電極 ７．９が配置されている。

更に、セルの外側には線形偏光器１５が壁１上に、そして線形偏光器１７が壁３ 上に配置される。偏光器１５及び１７は相互に交差し、偏光器５の方向１５Ｐは 、例えば壁１上に配置された平面構成（配列）の液晶分子の軸に平行であり、偏 光器１７の方向１７Ｐは壁３上に配置された平面構成の液晶分子の軸に平行であ る。

偏光器１７は壁３からセルを透過する入射光を真直ぐにすることができ、また偏 光器１５は液晶の分子の構成が等方性である場合、入射光を吸収することができ る。

第１ａ図において、偏光器１７は壁３上に置かれ、また着色フィルタｌｌａは、 各フィルタが点電極９と連続電極７間に位置する液晶領域に面するように、セル 内電極９上に置かれる。各点電極９と、これに面する連続電極７の部分は蓄電器 のコーティングを構成し、前記両電極間の液晶５は誘導体を構成する。各蓄電器 は多色スクリーンの基本的像点を構成する。三色スクリーンの場合、その像点は 三つの隣接する基本的像点１０ａによって構成されその各々は、例えば赤、緑及 び青の異るフィルタと結合している。

赤フィルタと平面構成の液晶分子との結合は、青、緑に相当する光の吸収及び赤 に相当する光の透過を可能とし、緑のフィルタと平面構成の液晶分子の結合は赤 、青に相当する光の吸収及び緑に相当する光の透過を可能にし、また青フィルタ と平面構成の液晶分子の結合は赤、緑に相当する光の吸収及び青に相当する光の 透過を可能にする。

１つの像点において青、赤又は緑の三色のいづれかを表示するためには、その色 彩が表示される色のフィルタと結合する像点の液晶分子は平面構成でなければな らず、また他の二つのフィルタと結合した前記像点の液晶分子の構成は等方性で なければならない。白色の像点を表示するためには、咳像点の三つのフィルタと 結合した液晶分子の構成は等方性でなければならず、また黒色像点を表示するた めには、該像点の三つのフィルタと結合した液晶分子の構成は等方性でなければ ならない。

前記三色の組合わせ及びその各々の独立制御によって、三色性が、これらの色彩 の強度を個々独立に調整することによって可視スペクトラムのすべての明度をめ ることを可能にする。

第ｉｂ図において、着色フィルタＩｌｂは壁３の外面と透明壁Ｂ間で、セルの外 側に置かれ、各フィルタは点電極９とそれに対向する連続電極７０部分及び両電 極間に配置された液晶領域によって構成される基本的像点１０ｂに対向する。ス クリーンの各像点は、その各々が三つの異なるフィルタ１１ｂ（例えば、赤、緑 及び青）に対面する三つの相隣接する基本的像点によって構成される。これらの フィルタはセルの外側にあるので、壁３は視差効果を最少にするため第１ａ図に 示すものより薄くする。更に、前記第１ａ図において、偏光器１７は壁３の外面 に位置する。

加法多色スクリーンは単一の液晶層５のみを用いる。しかし乍ら、１個の像点は 三つの基本的像点によって形成されるという事実から、このようなスクリーンの 発光率は十分でない。像点のまただけが、１個の像点中の青、緑または赤の各表 示に用いられる。このようなスクリーンの限定された輝度は相当なエネルギー消 費となり、反射モードでこれらスクリーンを使用することができない。更に、所 与の表示に対するスクリーンの活性面は狭いので、表示の出現が確定的に断続す る。

加法液晶カラースクリーンに関する先行技術の特に重要な例２５として、欧州特 許Ａ−００８９３７８号を参考に挙げることができる。　該特許は複数個のパネ ル１０を有し、その各々が三つの第一次色彩である赤、緑及び青のうちの一つの 情報を着色フィルタから供給できる基本的表示セル１０２．１０３．１０４で構 成される。

着色画像を完全スクリーン上に構成できるのは、セル１０２．１０３゜１０４の 電極の各々にその都度印加される電位差を制御することによって行われる。この セルは単一層で配置され、各像点は三つの蓄電器で形成される。

第２ａ図は減法多色表示セルを示す。このセルは絶縁透明壁２ｉ。

２２　；　２２，２３及び２３．２４間にそれぞれ配置された三つの表示材２５ ａ、２５ｂ、２５ｃは染料と混合したネマチック液晶によって構成される。壁２ ２．２３の厚みは視差効果を最少にするため壁２２．２３のそれよりも小さくす る。例えば壁２２．２３は約１００１！ａまたはそれ以上であり、これに対し、 壁２１．２４は約１閣の厚みを有し、また表示材２５ａ、　２５ｂ、　２５ｃは 約１０μの厚みを有する。

更に、線型偏光器２０は前記セルの外側、例えば、壁２１上に配置される。偏光 方向３０Ｐは平坦形状の液晶分子軸、平行である。

電極は前記壁２１，２２．２３及び２４の内面上に配置される。このように、壁 ２１，２２の対向面上には連続電極２７ａと点電極２９ａがそれぞれ配置される 。壁２２．２３の対向面上には連続電極２７ｂ及び点電極２９ｂがそれぞれ配置 され、また壁２３．２４の対向面上には連続電極２７ｃと点電極２９ｃがそれぞ れ配置される。

二色表示材に用いる染料分子は液晶分子の配向によって引きづられ、また二色表 示材の吸収は前記染料分子の配向の関数として変化する。こうして、染料分子が 平面構成の場合、二色表示は吸収性をもち、等方性の場合には、光を通過させる 。三つの表示材２５ａ、　２５ｂ、　２５ｃに用いられる異る染料は、前記表示 材に対応する分子が平面構成である場合、異る波長の光を吸収する。

この種のスクリーンでは、各像点２８は三つの重畳蓄電器によって形成されるが 、これら蓄電器の誘電体は表示材２５ａ　、　２５ｂ　、　２５ｃによって、ま たそのコーティング又はアーマチュアは点電極２９ａと電極２７ａの対向部分、 点電極２９ｂと電極２７ａの対向面部分、点電極２９ｃ　２：電極２７ｃの対向 面部分によってそれぞれ構成される。

第２ｂ図は、表示材２５ａ　、　２５ｂ　、　２５ｃの各分子が平面構成、換言 すれば、前記表示材が吸収状態にある場合、それらの波長の関数としての該表示 材の理想的透過曲線Ｔ（ａ）、Ｔ［有］Ｊ、　Ｔ（Ｃ）を表す。

これらの曲線は１からゼロ迄の間で変化する。１値は波長の透過に相当し、また ゼロ値は波長の吸収に相当する。更に、可視スペクトラムは青に相当する０、４ 〜０．５μ間波長光に、緑に相当する０、５〜０．６ｘ間の波長光に、そして赤 に相当する０、６〜０．７−間の波長光に、それぞれ分解される。

このように、吸収状態では、表示材２５ａ（例えば、第２ｂ図のＴ　（ａ）　） は０．６１！ｍ以下の波長光を通過させ、０．６−を越える波長光を吸収する。

従って、表示材２５−は青及び緑に相当する光を通過させ、赤に相当する光を吸 収する。

同様に、吸収状態において、表示材２５ｂ（例えば第２図のＴら）は０．６−以 下の波長光を通過させ、０．６μを越える波長光を吸収する。このように、表示 材２５ｂは０．５ｐ以下及び０．６１！ｍを越える波長光を通過させ、０．５〜 ０．６−間の波長光を吸収する。

同じく吸収状態では、表示材２５ｃ（第２８図Ｔ　（Ｃ）　）はｏ、ｓＩ！ｍ以 上の波長光を通過させ、０．５μ以下の波長光を吸収する。即ち、表示材２５ｃ は緑、赤に相当する光を通過させ、青に相当する光を吸収する。

赤色像点を表示するには、それに相当する表示材２５ｂ及び２５ｃの分子は平面 構成、表示材２５ａの相当分子は等方性構成でなければならず、緑色像点を表示 するには、表示材２５ａ及び２５ｃの相当分子は平面構成、表示材２５ｂの相当 分子は等方性構成でなければならず、また青色像点を表示するには、表示材２５ ａ及び２５ｂの相当分子は平面構成、表示材２５ｃの相当分子は等方性構成でな ければならない。

ある像点に対応する表示材２５ａ　、　２５ｂ及び２５ｃの分子がすべて平面構 成である場合、可視スペクトラムの全波長が吸収される。

（無像点）。これとは逆に、ある像点に対応する表示材２５ａ、２５ｂ。

２５ｃの全分子が等方性構成であく場合、可視スペクトラムの全波長は透過され る。（白像点）。

また、ある像点に対応する分子が羊−の表示材に関して平面構成で、他の二つの 表示材に関して等方性構成である場合、透過波長は平面構成の分子をもつ表示材 によって透過された波長に相当する。その結果、二色は重畳する。

更に、総吸収量（ゼロ値）及び総透過量（１値）間で異なる電極間の電界を調整 することによって像点に対する可視スペクトラムのすべての明度をうろことがで きる。

基本的像点は像点にそれぞれ一致するという事実がら、この種のスクリーンの透 過効率は加法スクリーンのそれより良好であり、その表示は着色文字を連続させ る。

しかし乍ら、減法多色スクリーンは加法多色スクリーンより複雑であり、三つの 壁に隔てられた表示材の使用を必要とし、その限定された厚みに拘らず視差効果 を生ずることになる。また減法多色スクリーンは三つの表示材の重畳により限定 された輝度をもちそのためエネルギー消費が増加し、亦もや反射モードでの使用 ができなくなる。

〔本発明の構成及び利点〕

従って、本発明は、既述の多色スクリーンの欠点を解消することができ、とりわ け透過効果が良好で前記加法及び減法多色スクリーンより低いエネルギー消費で 済み、かつ反射及び透過の両モードで使用できる新規の多色スクリーンに関する 。

本発明は特に、第１及び第２の絶縁壁間に配置された第１及び第２二色表示材の 交互領域と第２及び第３の絶縁壁間に配置された第３及び第４の二色表示材の交 互領域よりなり、第１表示材の各領域は第３表示材の領域と第４表示材の領域の 一部に重畳し、また第２表示材の各領域は第４表示材の領域の他の部分に重畳し 、かつ像点が第１群をなす三個の相隣接する蓄電器と第２群をなす三個の相隣接 する蓄電器の重畳により形成され、前記第１表示材によって第１群蓄電器の二つ に対し、そして前記第２表示材によって他の一つの蓄電器に対し、誘電体が形成 され、また前記第３表示材によって第２群蓄電器の一つに対し、そして前記第４ 表示材によって他の二つの蓄電器に対して誘電体が形成され、かつ第１及び第２ 群の蓄電器のコーティングが前記第１及び第２絶縁壁の対向面に配置された電極 と、前記第２及び第３絶縁壁の対向面上に配置された第２及び第３絶縁壁土に配 置された電極によってそれぞれ構成されていることを特徴とする多色スクリーン に関する。

上記第２及び第３表示材は同一であるのが有利である。

従って、前記スクリーンの各基本的像点は二個の蓄電器の重畳によって構成され 、その誘電体は減法多色スクリーンの場合の三個の蓄電器の代りに二つの異る二 色表示材によって構成される。更に、本発明の多色スクリーンの像点は三つの隣 接基本的像点に基づいて形成される。各基本的像点は少くとも四つの状態、即ち 黒色状態、白色状態、及び二つの着色状態をもつことができる。それによって各 色彩は、加法多色スクリーンの場合の単一の基本的像点の代りに二つの基本的像 点上に得られる。

このため、本発明の多色スクリーンは入射光強度の約三分の二に相当する高い輝 度または透過性を有し、反射及び透過モードの両者における表示を行うことがで きる。

更に、減法多色スクリーンの場合のように、三つの表示材の代りに、二つの二色 表示材を重畳させて、壁による表示材の異る重畳による視差効果を少くすること ができる。

また、スクリーンの絶縁壁間の各表示材の分布は櫛状で、第１及び第２表示材の 分布は相補的で、第３及び第４表示材の分布もまた相補的である。

〔実施例〕

本発明の多色スクリーンの一実施例によると、各表示材は染料と混合した液晶を 含む気泡を内蔵した重合体で構成される。

この種の表示材は、例えば、５ＩＤ（Ｓｏｃｉｅｔｙ　ｆｏｒ　Ｉｎｆｏｒｍａ ｔｔｏｎＤｉｓｐｌａｙ）、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ 　Ｄｉｇｅｓｔ　ｏｆ　ＴｅｃｈｎｉｃａｌＰａｐｅｒｓ　１９８５＋　ｐ６８ ．５ｅｓｓｉｏｎ、　６＋　ｂｙ　Ｊ、Ｌ、　Ｆｅｒｇａｓｏｎ　ｏｒ　Ａｐｐ ｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ、　ｐ４＋　ｖｏｌ、４８＋　１９８ ６　ｂｙ　Ｊ、Ｗ、Ｄｏａｎｅ、　Ｎ、Ａ、νａｚ。

Ｂ、Ｇ、Ｗｕ　ａｎｄ　Ｓ、Ｚｕｍｅｒに記載されている。

また本発明の多色スクリーンの変型によると、各表示材は染料を混合した液晶で 構成され、第１及び第２壁間に配置された第１の強固な壁部材が第１及び第２壁 を分離させ、また第２及び第３壁間に配置された第２の強固な壁部材が第３及び 第４壁を分離させ、第１及び第２密封ジヨイントがそれぞれ第１及び第２壁並び に第２及び第３壁の周りに配置される。

第１及び第２壁部材はそれぞれ写真製版などの従来技術を用いて電極上部の第１ 又は第２壁土及び第２又は第３壁上にそれぞれ作られる。こうして、例えば、こ れらの壁部材は使用樹脂の型式の関数としての化学的又はプラズマ腐食された重 合樹脂により構成された。

本発明の多色スクリーンの１実施例では、使用液晶はネマチック型である。ネマ チック液晶はネマチック型、らせんネマチック型及びコレステリック化合物を混 入したネマチック型液晶を包含するものと解されている。

このように、本発明のスクリーンにはハイルメイルーザノニ−（Ｈｅｉｌｍｅｊ ｒ−Ｚａｎｏｎｉ）型又はホワイト−ティラー（Ｗｈｉｔｅ−Ｔａｙｌｏｒ）型 二色効果を用いることができる。前者はネマチック液晶及び染料を有する表示材 を必要とする。

上記表示材が二つの電極間に配置される場合、もし電極間に設定された電界が液 晶分子を励起するに十分であれば、液晶分子及び染料は平面構成である。その時 、表示材は吸収状態である。しかし乍ら、反対の場合、液晶材料は導通、換言す れば、入射光を透過する。この型の表示材を用いると、吸収状態は励起状態に相 当し、また導通状態は非励起状態に相当する。

吸収状態とは入射光の波長の一部分のみを吸収し、また導通状態は入射光の波長 を完全に透過させる状態を意味するものと解せられる。

本発明の表示セルがこのような材料を用いる場合、偏光器はセルと結合しなけれ ばならない。

ホワイト−ティラー型二色効果はコレステリック化合物及び染料と混合したネマ チック液晶を有する表示材を必要とする。

この表示材は二つの電極間に配置される場合、もし両電極間に設定される電界が 液晶分子を励起するのに十分であれば、液晶及び染料分子は等方性構成であり、 表示材は導通する。上記と反対の場合、液晶及び染料分子は連続的にすべての方 向に位置し、表示材は吸収状態となる。この型の表示再を用いると、吸取材は非 励起状態に相当し、また導通状態は励起状態に相当する。

本発明の表示セルがこのような表示材を用いる場合、液晶の分子がとる無数の方 向から観て、同村は偏光器を一切必要としない。この偏光器無用セルは−又はそ れ以上の偏光器をもつセルより一層良好な輝度をもつ。

ホワイト−ティラー型セルにおいては、染料と混合したらせんネマチック液晶を 用いることもできる。しかし乍ら、表示セルは二つの交差した偏光器を必要とす る。

ネマチック液晶分子は吸収状態と導通状態間に相当な切換時間（約１０−　’　 ｓ）をもつ。従って、この液晶の方が既述のもののような、非多重表示型よりも 優れている。

本発明の多色スクリーンの構造上の変型によると、使用液晶は強誘電性、換言す れば、傾斜した対掌性スメクチック状態、例えば対掌性スメクチックＣ型である 。

傾斜対掌性液晶は層状に配置された細長い対掌性分子によって構成される。これ らの層では、分子は層の法線に対して角度θだけ傾斜し、その縦軸に垂直な双極 子能率ｒを有する。スメクチックのらせんのピッチと等しいか又はそれ以下の厚 みをもち、それが挿入される壁部材の適切な表面処理に続いて液晶層が相互に平 行に、かつセル壁に垂直となるスメクチック液晶フィルムに対しては液晶層は相 互に平行でセル壁に垂直となり、液晶分子は平坦形状である。

このように、二つの安定した分子配向が生ずる。その一つの場合、分子の縦軸が 層の法線に対し−θの角度をなし、他の場合は、分子の縦軸は層の法線に対し十 〇の角度をなす、電界百がこのような液晶に印加されると、永久双極の存在によ って、分子配向（分子の縦軸）と電界との間に高い発色現像が生ずる。

この発色現像は、電気的双極が電界に平行な方向に好ましく配向されるので偏光 型である。その結果、電界の極変化は電気的双極の配向（定位）を変化させ、そ のため一つの安定状態から他の安定状態を通過する液晶分子の配向を変化させ、 前記両室定状態は角度２θによって分離される。

強誘電性液晶を用いたスクリーンについては、例えば欧州特許第３２３６２号に 記載されている。

染料と結合した強誘電性液晶を用いた本発明による多色スクリーンは単一の偏光 器をもつものが有利である。この偏光器は入射光がセルを透過する前に偏光器を 横切る。

単一偏光器を用いた本発明の表示セルの場合、角度２θが９０°Ｃであるのが好 ましい。角度２θが小さいほど、吸収状態と導通状態間のコントラストが貧弱で ある。

強誘電性液晶分子の縦軸が偏光器の方向に平行の場合、表示材は吸収状態であり 、垂直の場合、表示材は導通状態になる。

強誘電性液晶が電界外側でその配向を保持する特性を有するという事実から、こ の型のスクリーンは再生を必要としない。

その上、強誘電性液晶分子の二つの安定状態間の切換速度は速く（即ち、２〜３ μｓ）、従って、この型の液晶に既述のような多重表示を用いると有利である。

しかし乍ら、非多重性表示を用いることも明らかに可能である。

本発明の１実施例によれば、吸収状態では、第１表示材は緑及び赤に相当する光 を吸収し、青に相当する光を透過する。また第２及び第３表示材は青及び緑に相 当する光を吸収し、赤に相当する光を透過する。そして第４表示材は青及び赤に 相当する光を吸収し、緑に相当する光を透過する。

本発明の他の特徴及び利点は第１ａ図乃至５図を参照とした次の例示的非限定的 説明からより一層明らかに推測することができる。

第３８及び３ｂ図は本発明の表示セルの１例をなす分解断面図を示すもので、後 者は三つの絶縁壁３１，３３．３５を存する。壁３１及び３３の対向面およびそ の周りには密封ジヨイント３７が配置され、また壁３３および３５の対向面およ びその周りには密封ジヨイント３９が配置されている。

密封ジヨイント３７および壁３１．３３によって作られる空間内には、これを二 つの分離領域４１ａ、４１ｂに分割する分離部材４１が配置され、該領域の各々 は相補う櫛のような形をしている。こうして、領域４１Ａで形成される櫛の歯に 相当する領域４０Ａは領域４１Ｂで構成される櫛の歯に相当する領域４０Ｂと互 い違いになる。

領域４０Ａの幅は１Ｉｙｉ４０Ｂの巾より大きい。（例えば、２倍）。

更に、ジヨイント３９及び壁３３．３５で作られる空間内には、それを二つの分 離領域４３Ｂ、４３Ｃに分割する壁部材４３が配置され、その各々には相補う櫛 のような形をしている。こうして、領域４３Ｂで形成される櫛の歯に相当する領 域４２Ｂは領域４３Ｃで形成する櫛の歯に相当する領域４２Ｃと互い違いになっ ている。領域４２Ｃの巾は領域４２Ｂの巾より大きい、（例えば、２倍）。

て、各領域４０Ｂは領域４２Ｃの１部上に重畳し、各領域４０Ａは領域４２Ｃの 他の部分と領域４２Ｂ上に重畳される。

異る領域４１Ａ、４１Ｂ、４３Ｂ、４３Ｃはそれぞれ二色表示材で、例えば、前 記領域の対向壁３１．３５に設けられた穴４５を通じて、満たされている。これ ら表示材の各々はネマチック又は強誘電型液晶及び染料で構成される。

このように、例えば、領域４０Ａは表示材Ａを含み、その染料は、吸収状態では 核材の透過曲線Ｔが第３Ｃ図に示す曲線Ｔ　（Ａ）に近似して、０．５如以下の 波長光に対して、詳しくは、０．４乃至０．５虜の波長光に対して、１と等しく 、また他の光レベルに対してゼロとなるように選択される。領域４０Ｂおよび４ ２Ｂは表示材Ｂを含み、その染料は次の方法で選択される。即ち、吸収状態では 該表示材の透過曲線は第３ｃ図に示す曲線Ｔ　（Ｂ）に近似して、０．６虜以上 の波長光、詳しくは、０．５乃至０．ｈｍの波長光に対しては１に等しく、また 他の光レベルに対してはゼロである。

可視スペクトラムにおける０、４乃至０．５ｇｍの波長は青に相当し、０．５乃 至０．ｈｍの波長は緑に相当し、また０、６乃至０．７μの波長は赤に相当する 。透過曲線の相対値１及びゼロはそれぞれ透過および吸収に相当する。

このように、吸収状態においては、表示材Ａは緑および赤に相当する光を吸収し 、青に相当する光を透過する。表示材Ｂは青および緑に相当する光を吸収し、赤 に相当する光を透過し、また表示材Ｃは青及び赤に相当する光を吸収し、緑に相 当する光を透過する。

例えば、表示材Ａに含まれる染料はＭｅｒｃｋ社が市販する青染料Ｆ１でよく、 表示材Ｂに含まれる染料は赤染料Ｆ２３６又はＭｅｒｃｋ社市販の黄染料Ｆ３及 び赤染料Ｆ２の混合染料でよく、また表示材Ｃに含まれる染料はＭｅｒｃｋ社市 販の黄染料Ｆ、及び緑染料Ｆ２３．でよい。

第３ａ図は多重表示を例示的に示したもので、表示材の励起は交差した列及び桁 電極間に電界をつくることによって得られる。

壁３１．３３の対向面上には列電極３１ａ及びこれと交差する桁電極３３ａがそ れぞれ配置され、また壁３３．３５の対向面上には桁電極３３ｂ及びこれと交差 する列電極３５ａが配置される。これらの異る電極は次のように配置される。即 ち、各領域４０Ａは二つの桁電極３３ａに対向し、各領域４０Ｂは桁電極３３ｂ に対向し、また各領域４２Ｃは二つの桁電極３３ｂに対向する。

列及び桁電極の対向部分は蓄電器のアーマチュアまたはコーティングを形成し、 前記対向部分間に配置された表示材は誘電体を形成する。こうして、セルの壁３ Ｌ３３間に、電極３１ａ、３３ｂ及び表示材ＡおよびＢに基づいて第１、群の蓄 電器が形成され、各領域４０Ａは第１群の蓄電器の第１及び第２桁と結合し、ま た各領域４０Ｂは第１群の蓄電器の単−桁に結合している。更に、セル壁３３． ３５間に、電極３３ｂ、　３５ａ及び表示材Ｂ及びＣに基づいて第２群の蓄電器 が形成され、各領域４３Ｂは第２群の蓄電器の単−桁に結合し、また各領域４２ Ｃは第２群蓄電器の第１及び第２桁に結合している。このように、例えば、各領 域４０Ａと結合した蓄電器の第１桁は領域４２Ｂに結合した蓄電器の桁上に重畳 され、各Ｓｉ　＋’Ｕ　４０　Ａと結合した蓄電器の第２桁は領域４２Ｃと結合 した蓄電器の第１桁に重畳され、また各領域４０Ｂと結合した蓄電器の桁は領域 ４２Ｃと結合した蓄電器の第２桁に重畳される。

セルの各基本的像点は、その誘電体が異る表示材によって形成されている第１及 び第２群の蓄電器の重畳に対応する。本発明の表示セルはその結果、表示材Ａ− Ｂ、表示材Ａ−Ｃ及び表示材Ｂ−Ｃの重畳にそれぞれ対応する三つの異った型の 基本的像点をもつことになる。セルの一つの像点５２は表示材Ａ−Ｂ、Ａ、−Ｃ 及びＢ−Ｃの重畳に対応する三つの相隣接する異る型の基本的像点により形成さ れることになる。

次の表は、スクリーンの像点を構成する三つの基本的像点に対して本発明による スクリーンで得られたそれぞれ異る状態を示す。状態１は吸収状態、換言すれば 、二色表示材の関数として、ある波長が透過され、他の波長は吸収され、一方、 状態ゼロは波長の全透過量に相当する。

Ａ−Ｂ　白　青　赤　黒 Ａ−Ｃ白　青　緑　黒 Ｂ−Ｃ白　赤　緑　黒 このように、例えば、表示材Ａ−Ｂが重畳してそれぞれ導通状態（ゼロ状態）に ある場合、この重畳から生ずる色彩は白である。表示材Ａが吸収状態（状態１） にあり、そして表示材ＢＢが導通状態にある場合、表示材Ａのみが放射光を吸収 し、その結果、色彩は青となる。表示材Ａが導通状態にあり、表示材Ｂが吸収状 態にある場合、それによって生ずる色彩は赤となる。

吸収状態にある二つの重畳色Ａ及びＢが吸収状態にある場合、表示材Ａは緑及び 赤に相当する光を吸収し、また表示材Ｂは青及び緑に相当する光を吸収し、その 結果生ずる色彩は黒である。

このように、上記表から明らかなように、二つの表示材が重畳し、両者共に吸収 状態にある場合は、それによって生ずる色彩は黒であり、これら重畳表示材の唯 一つが吸収状態にある時は、その結果生ずる色彩は前記表示材によって透過され る色彩である。

また、上記表から分るように、表示材の相互補足的な配置の結果（像点の各表示 材が二つの基本的像点に結合している）、青、赤又は緑の各色彩は二つの基本的 像点上に表示されることができる。従って、本発明のスクリーンはこれらの色彩 の一つを像点の２ｂ上に（加法スクリーンの場合の！八でなく）表示することが でき、各色彩は減法型スクリーンにおける三つの代りに、二つの表示材の重畳か ら生ずることになる。その結果、本発明のスクリーンは加法又は減法スクリーン で遭遇するよりも良好な発光率をもつことになり、それにより、本発明のスクリ ーンを反射及び透過の両モードでの使用を可能にしている。

反射モードでは、セルは反射器を必要とする。観察者が、たとえとば壁３１から セルを見た場合、反射器は壁３５の内又は外面上に置かれるか又は壁３５で構成 される。反射モードでは、反射器の上流側にあるすべての壁は透明であり、透過 モードではセルの壁全体が透明である。

第３ａ図は多重表示を示すが、本発明のスクリーンに使用する液晶の機能として は、さきに示したように、第４図に示すような非多重表示を用いることが明らか により有利である。

第４図に示すセルは二色表示材の性質及び用いる表示の型式により第３ａ図のも のとは異っている。このセルでは、表示材は染料と混合した液晶を含む気泡をも つ重合体で構成される。重合体の固体構造の結果、前記セルは、第３ａ及び３ｂ 図の場合のように表示材を二つに分割する壁部材も、また密封ジヨイントも必要 としない。

このように、壁３１．３３に表示材Ａ′及び表示材Ｂ′が配置され、その各々は 櫛状である。壁３３．３５間には表示材Ｂ′と表示材Ｃ′が配置され、その各々 は相補的櫛の形状を存している。

参照符号４５Ａ′は壁３Ｌ３３の対向面間に配置された表示材Ａ′に対応する領 域または櫛の歯を示し、４５Ｂ′は壁３１．３３の対向面間に配置された表示材 Ｂ′に対応する領域又は櫛の歯を示し、４７Ｂ′は壁３３．３５の対向面間に配 置された表示材Ｂ′に対応する領域又は櫛の歯を示し、また４７０′は壁３３． ３５の対向面間に配置された表示材Ｃ′に対応する領域又は櫛の歯を示す。

各領域４５Ｂ′は領域４７０′の一部上に重畳され、また各類［４５λは領域４ ７Ｃ′の他の部分と領域４７Ｂ′上に重畳される。領域４５λ及び４７０′の巾 は領域４５Ｂ′及び４７Ｂ′の巾の２倍に等しい。

表示材λ、Ｂ′及びＣ′の染料は第３ａ　、　３ｂ及び３０図について既述した 表示材Ａ、Ｂ及びＣの染料と同じ型である。

更に、第４図は非多重表示型式を示す、この表示は連続電極及び点電極を用いる 。

こうして、例えば、壁３３及び３１の対向面上に連続電極３１ｃ及び点電極３１ ｃがそれぞれ配置され、一方、壁３５．３３の対向面上にはそれぞれ点電極３５ ｃ及び連続電極３３ｅが配置される。

点電極３１ｅは、各領域４５Ｂ′が点電極３１ｃの桁に対向し、また各領域４５ Ａ′が点電極３１ｃの二つの桁に対向するように配置される。

点電極３５ｃは、各領域４７Ｂ′が点電極３５ｃの一つの桁に対向し、また各領 域４７０′が点電極３５ｃの二つの桁に対向するように配置される。

各点電極３１ｃ、３５ｃは公知の方法で、薄膜トランジスタ（図示せず）などに より列コンダクタ及び桁コンダクタ（図示せず）に接続され、その結果、例えば 、対応する桁コンダクタが保持する電気信号によりトランジスタが導通状態にな ると、列コンダクタが保持する電気信号が点電極に送信される。また、連続電極 は基準電位をもつ。

各点電極及び点電極に面する連続電極部分は蓄電器のコーティングを構成し、こ れらコーティング間の表示材は前記蓄電器の誘電体を構成する。既述の如く、セ ル壁３１．３３間に第１群の蓄電器が、また壁３３，３５間に第２群の蓄電器が 形成され、各領域４５Ｂ′及び４７Ｂ′は第１及び第２群の蓄電器の単−桁に結 合し、各領域４５Ａ′及び４７０′は第１及び第２群の蓄電器の第２桁にそれぞ れ結合する。また、既述の如く、且つ領域４５Ａ′に結合した蓄電器の第１桁は 領域４７Ｂ′に結合した蓄電器の桁に重畳し、各領域４５λに結合した蓄電器の 第２桁は領域４７０′に結合した蓄電器上に重畳し、また各領域４５Ｂ′に結合 した蓄電器の桁は領域４７０′に結合した蓄電器の第２桁に重畳する。更に、既 述と同じ方法で、セルの基本的像点は第１群の蓄電器と第２群の蓄電器との重畳 によって構成され、表示材を異にし、またセルの像点は三つの隣接する基本的像 点に対応し、その各像点は、例えば、表示材Ａ′−Ｂ′、Ａ′−Ｃ′及びＢ’　 −Ｃ’の異った重畳に対応する。

本発明のスクリーンにフランス特許出願第２５５３２１８に記載するような他の 非多重表示モードを用いることも明らかに可能である。

使用する表示の型式（多重又は非多重）は使用する液晶の性質（ネマチックか強 誘電性）及びその分子配列に依存する。また、本発明のスクリーンに第３ａ〜３ ｃ図及び第４図の型式の表示材を用いることも可能である。

本発明のスクリーンにおいて、視差効果をさけるため、壁３３は壁３１．３５よ り薄くしである。例えば、壁３１．３５は約１腫の厚みを有するが壁３３のそれ は１００μ又はそれ以下で、また各表示材は約１乃至２０！！ｍの厚みを有する 。

簡潔を期するために、強誘電性液晶及び染料は、その誘電体が二つの分離した表 示材Ａ及びＢによってそれぞれ形成された二つの蓄電器の重畳に対応する一つの 基本的像点に関してのみ例示しである。これら蓄電器のコーティングは列電極３ １ａの対向部分と桁電極３３ａ及び桁電極３３ｂの対向部分と列電極３５ａによ ってそれぞれ形成されている。

更に、前記セルは壁３１上に配置され、その方向が矢印５３で示す偏光器５１に 結合している。

強誘電性液晶５５．５６及び表示材Ａ、Ｂの染料５７．５８の分子は既述の如く 、平面構成である。

電界が二つの電極、例えば３３ａ、３１ａ間に設定されて液晶５５及び染料分子 ５７の軸が偏光器の方向に平行な前記電極間に配向されると、それに対応する表 示材は吸収状態になる。しかし乍ら、二電極、例えば３３ｂ、　３５ａ間に逆極 性の電界が設定されると、液晶５６及び染料分子５８の軸は偏光器５１の方向に 垂直なこれら電極間に配向され、その結果、対応する表示材は導通状態になる。

この導通と吸収の二つの状態間で液晶及び染料の分子は約９０゜の各２Ｅをなす 。

強誘電液晶を組入れた本発明のスクリーンを第５図に示す以外の多重モード、又 は非多重モードで作ることは明らかに可能である。更に、これら強誘電液晶は第 ４図に関して説明した通り、重合体に内蔵させることができる。

上記の説明は非限定的のもので本発明の範囲を逸脱することなく多くの変型が可 能である。また１本発明のスクリーンは単一色スクリーンなどの公知のスクリー ンのすべての配向方法及び表面処理方法と両立でき、また広い表示表面を実現す ることもできる。

〔図面の簡単な説明〕

第１ａ図及び第１ｂ図は加法多色表示セルの断面図、第２ａ図は減法多色表示セ ルの断面図、第２ｂ図は可視的スペクトラムの異る波長に関する第２ａ図に示す セル中に使用した二色表示材の透過曲線を示すグラフ、第３ａ図は各表示材が染 料と混合した液晶で構成され、その表示が多重型である、本発明に基づく表示セ ルの１例を示す構成図、 第３ｂ図は第３ａ図の表示セルの断面図、第３ｃ図は可視的スペクトラムの異る 波長に関して、本発明による表示セルに用いられた表示材の１例の透過曲線を示 すグラフ、 第４図は表示材料が染料と混合した液晶を含む気泡を有する重合体で構成され、 その表示が非多重型である表示材を用いた本発明による表示セルの他の１例を示 す構成図、第５図は単一の偏光器と結合した、本発明による表示セル中に用いる 強誘電型液晶分子の二つの安定した状態を示す構成図、なお、図中、 １．３．２１〜２４：絶縁透明壁、５：ネマチック液晶層、７．２７：連続電極 、　１０ａ、５０：基本的像点、５２：像点、　ｌｌａ、ｌｌｂ　：着色フィル ター、　１５．１７　：偏光器、２１〜２４：絶縁透明壁、　２５ａ〜２５ｃ　 ：表示材、　３７，３９　：密封ジヨイント、３１．３３．３５　：絶縁壁、　 ５５．５６　：強誘電性液晶、　５７．５８　：染料。

国際調査報告 国際調査報告 ＦＲ８８００３５９ Ｓ＾　２３４１１

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．第１及び第２の絶縁壁（３１，３３）間に配置された第１二色表示材（Ａ， Ａ′）及び第２二色表示材（Ｂ，Ｂ′）との交互領域（４０Ａ，４０Ｂ，４５Ａ ′，４５Ｂ′）及び第２及び第３絶縁壁間に配置された第４二色表示材との交互 領域（４２Ｂ，４２Ｃ；４７Ｂ′４７Ｃ′）よりなるスクリーンであって、前記 第１二色表示材の各領域は前記第３二色表示材の領域と前記第４二色表示材の領 域の一部上に重畳され、また前記第２二色表示材の各領域は前記第４二色表示材 の領域の他の部分上には重畳されており、前記スクリーンの像点が第１群を構成 する三つの隣接する蓄電器と第２群を構成する三つの隣接する蓄電器との重畳に より形成され、前記第１群蓄電器のうちの二つの蓄電器誘電体は前記第１二色表 示材で、また他の一つの蓄電器の誘電体は前記第２二色表示材で構成され、一方 、前記第２群の蓄電器のうちの一つの蓄電器の誘電体は前記第３二色表示材で、 そして他の二つの蓄電器の誘電体は前記第４二色表示材で構成されており、かつ 前記両群の蓄電器のコーティングがそれぞれ前記第１及び第２壁の対向面上に配 置された電極（３１ａ，３３ａ，３１ｃ，３３ｃ）及び前記第２及び第３の絶縁 壁の対向面上に配置された電極（３３ｂ，３５ａ，３３ｅ，３５ｃ）によって形 成されていることを特徴とする多色スクリーン。
2. ２．第２及び第３の表示材が同一であることを特徴とする、請求範囲第１項記載 の多色スクリーン。
3. ３．スクリーン壁間の各表示材の分布が櫛状で第１表示材（Ａ，Ａ′）及び第２ 表示材（Ｂ，Ｂ′）が相補型で、かつ第３表示材（Ｂ，Ｂ′）及び第４表示材（ Ｃ，Ｃ′）の分布が相補型であることを特徴とする、請求範囲第１項または第２ 項記載の多色スクリーン。
4. ４．各表示材（Ａ′，Ｂ′，Ｃ′）が染料を混入した液晶を含む気泡（４８）を 内蔵した重合体によって構成されていることを特徴とする、請求範囲第１項乃至 第３項のいづれかに記載の多色スクリーン。
5. ５．各表示材（Ａ，Ｂ，Ｃ）が染料を混入した液晶で構成され、第１及び第２壁 （３１，３３）間に位置する第１の強壁部材（４１）が第１及び第２表示材（Ａ ，Ｂ）を分離可能にし、第２及び第３壁（３３，３５）間に位置する第２の強壁 部材（４３）が第３及び第４表示材（Ｂ，Ｃ）を分離可能にし、また第１及び第 ２密封ジョイント（３７，３９）が第１及び第２壁並びに第２及び第３壁の周り にそれぞれ配置されていることを特徴とする、請求範囲第１項乃至第３項記載の 多色スクリーン。
6. ６．前記液晶がネマチック型であることを特徴とする、請求範囲第４項及び５項 のいづれかに記載の多色スクリーン。
7. ７．前記液晶が強誘電型であることを特徴とする、多色スクリーン。
8. ８．前記液晶が対掌性のスメクチックＣ型であることを特徴とする、多色スクリ ーン。
9. ９．単一の偏光器よりなることを特徴とする、請求範囲第７項及び８項のいづれ かに記載の多色スクリーン。
10. １０．吸収状態では第１表示材（Ａ，Ａ′）は緑及び赤に相当する光を吸収し、 青に相当する光を透過し、前記第２及び第３表示材（Ｂ，Ｂ′）は青及び緑に相 当する光を吸収し、赤に相当する光を透過し、第４表示材（Ｃ，Ｃ′）は青及び 赤に相当する光を吸収し、緑に相当する光を透過することを特徴とする、請求範 囲第１項乃至９項のいづれかに記載の多色スクリーン。