JPH10177191A

JPH10177191A - 反射型液晶表示装置

Info

Publication number: JPH10177191A
Application number: JP35368496A
Authority: JP
Inventors: Haruo Harada; 陽雄原田
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1996-12-17
Filing date: 1996-12-17
Publication date: 1998-06-30
Anticipated expiration: 2016-12-17
Also published as: JP3603923B2

Abstract

(57)【要約】【課題】多色表示が可能な反射型液晶表示装置におい
て、十分なコントラストが得られるとともに、製造コス
トが低くなり、かつ視差が小さくなるようにする。【解決手段】基板１，２の一面に、それぞれ電極３，
４を形成し、電極３，４間に、それぞれ高分子６Ｒ，６
Ｇ，６Ｂ中にコレステリック液晶７Ｒ，７Ｇ，７Ｂを分
散させた選択反射層５Ｒ，５Ｇ，５Ｂを積層し、電極
３，４を駆動回路８に接続する。選択反射層５Ｒ，５
Ｇ，５Ｂのコレステリック液晶７Ｒ，７Ｇ，７Ｂの、プ
レーナ相からフォーカルコニック相への変化のしきい値
電圧、およびフォーカルコニック相からホメオトロピッ
ク相への変化のしきい値電圧を、それぞれ互いに異なる
電圧とする。

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、液晶を用い、外
光を利用して表示を行う反射型液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】反射型液晶表示装置は、バックライトの
ような専用の光源を必要とせず、消費電力が少ないとと
もに、偏平小型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表示装置として注目されている。

【０００３】白黒表示などの単色表示が可能な反射型液
晶表示装置としては、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装
置は、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】このＴＮ方式の反射型液晶表示装置では、
ＴＮセルに電圧が印加されないときには、上側の基板に
垂直に入射した光は、セル通過中に液晶分子の捩じれに
沿って偏光面が９０°回転して下側の偏光板を透過し、
その外側の反射板で反射して観察者の目に入って、ＴＮ
セルは白色を呈する。

【０００５】これに対して、ＴＮセルにしきい値以上の
電圧が印加されると、電極面近傍の液晶分子を除く液晶
分子が電場方向と平行に配列されることにより、偏光面
の回転が生じなくなって、入射光は下側の偏光板を透過
せず、ＴＮセルは黒色を呈する。したがって、電圧のオ
ンオフによって文字などの表示が可能となる。

【０００６】しかしながら、ＴＮ方式の反射型液晶表示
装置は、偏光板を使用して入射光の偏光方向を一方向に
制限するため、入射光の半分以上が失われ、反射光が微
弱となって、白色表示のときの白色が非常に暗くなり、
コントラストが低くなる欠点がある。

【０００７】そこで、偏光板を用いることなく単色表示
を可能にした反射型液晶表示装置として、例えば、ＮＣ
ＡＰ（ＮｅｍａｔｉｃＣｕｒｖｉｌｉｎｅａｒＡｌ
ｉｇｎｅｄＰｈａｓｅ：ネマチック曲線式整列相）液
晶を用いたものが考えられている。

【０００８】ＮＣＡＰ液晶を用いた反射型液晶表示装置
は、それぞれ透明電極を形成した２枚の透明基板間に、
ポリマーマトリクス中に微小な液晶カプセルを分散させ
たＮＣＡＰ液晶層を形成するとともに、外光の入射側と
反対側の基板の外側に黒色膜を形成したものである。

【０００９】このＮＣＡＰ液晶を用いた反射型液晶表示
装置では、一対の電極間に電圧が印加されないときに
は、液晶カプセル中の液晶分子が液晶カプセルの外壁に
沿って並び、液晶分子の複屈折性によって入射光が液晶
カプセルの表面や内部で散乱するので、白色が表示され
るとともに、一対の電極間にしきい値以上の電圧が印加
されると、液晶分子が電界方向に沿って整列し、入射光
がＮＣＡＰ液晶層を透過して黒色膜に吸収されるので、
黒色が表示される。

【００１０】多色表示が可能な反射型液晶表示装置とし
ては、カラーフィルタを用いたものが知られている。し
かしながら、カラーフィルタを用いる場合には、光のロ
スを生じるので、バックライトを用いる透過型液晶表示
装置のように光量の増幅ができない反射型液晶表示装置
としては、十分なコントラストが得られない欠点があ
る。

【００１１】そこで、カラーフィルタを用いることなく
多色表示を可能にした反射型液晶表示装置が、いくつか
提案されている。

【００１２】例えば、特開平３−２０９４２５号には、
図９に示すように、透明基板２１ａの一面に透明電極２
２ａを、透明基板２１ｂの一面および他面に透明電極２
３ａおよび２２ｂを、透明基板２１ｃの一面および他面
に透明電極２３ｂおよび２２ｃを、透明基板２１ｄの一
面に透明電極２３ｃを、それぞれ形成し、透明電極２２
ａ，２３ａ間、２２ｂ，２３ｂ間、および２２ｃ，２３
ｃ間に、それぞれ反射層２４ａ，２４ｂおよび２４ｃと
して、それぞれコレステリック液晶を高分子中に分散さ
せた、それぞれレッド、グリーンおよびブルーの色光を
選択反射する選択反射層を形成し、反射層２４ａ，２４
ｂおよび２４ｃを、それぞれ駆動回路２５ａ，２５ｂお
よび２５ｃによって別個に駆動して、加法混色の原理に
より任意の色を表示するものが示されている。

【００１３】また、特開平４−１７８６２３号には、図
９の反射層２４ａ，２４ｂおよび２４ｃとして、それぞ
れ屈折率の異なる２種の層が交互に積層され、少なくと
も一方の層は電圧により屈折率が変化する、それぞれレ
ッド、グリーンおよびブルーの色光を反射する干渉フィ
ルタを形成し、外光の入射側と反対側の透明基板２１ｄ
の裏面に黒色膜を形成し、反射層２４ａ，２４ｂおよび
２４ｃを、それぞれ駆動回路２５ａ，２５ｂおよび２５
ｃによって別個に駆動して、加法混色の原理により任意
の色を表示するものが示されている。

【００１４】さらに、ＯｐｔｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅ
ｒｉｎｇ，２３（１９８４），ｐ２４７には、図９の反
射層２４ａ，２４ｂおよび２４ｃとして、それぞれイエ
ロー、シアンおよびマゼンタの二色性色素を含有させた
ゲストホストセルを用いることによって、フルカラー表
示を実現することが示されている。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、偏光板
を用いることなく単色表示を可能にした、ＮＣＡＰ液晶
を用いた反射型液晶表示装置も、入射光が散乱するとき
の反射率が２０％前後と低く、白色表示のときの白色が
非常に暗くなり、コントラストが低くなる欠点がある。

【００１６】また、カラーフィルタを用いることなく多
色表示を可能にした、図９に示して上述した反射型液晶
表示装置は、駆動電極および駆動回路が３色分必要とな
り、製造コストが高くなるとともに、各色の反射層２４
ａ，２４ｂ，２４ｃの間に透明電極および透明基板を有
し、各色の反射層２４ａ，２４ｂ，２４ｃの間の間隔が
大きくなるため、視差が大きくなる欠点がある。

【００１７】そこで、この発明の第１の目的は、白黒表
示などの単色表示が可能な反射型液晶表示装置におい
て、十分なコントラストが得られるようにすることにあ
る。

【００１８】この発明の第２の目的は、多色表示が可能
な反射型液晶表示装置において、十分なコントラストが
得られるとともに、製造コストが低くなり、かつ視差が
小さくなるようにすることにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明では、そ
れぞれ電極を有し、少なくとも一方が透明の一対の基板
間に、それぞれ可視光中の互いに異なる波長の光を選択
反射するコレステリック液晶が高分子中に分散された複
数の選択反射層を積層する。

【００２０】請求項２の発明では、請求項１の反射型液
晶表示装置において、前記複数の選択反射層の間で、そ
れぞれのコレステリック液晶の相変化しきい値電圧を異
ならせる。

【００２１】

【作用】液晶分子が螺旋構造を有するコレステリック液
晶は、螺旋軸に平行に入射した光を右旋光と左旋光に分
離して、螺旋の捩じれ方向に一致する円偏光成分を反射
し、残りの円偏光成分を透過させる選択反射を生じる。
そして、螺旋ピッチをｐ、螺旋軸に直交する平面内の平
均屈折率をｎ、複屈折率をΔｎとすると、反射中心波長
λおよび反射波長幅Δλは、それぞれλ＝ｎ・ｐおよび
Δλ＝Δｎ・ｐで表され、コレステリック液晶による反
射光は螺旋ピッチに依存した鮮やかな色を呈する。

【００２２】すなわち、正の誘電異方性を有するコレス
テリック液晶は、印加電界の増加に伴って、（Ａ）螺旋
軸がセル表面に垂直となって選択反射を生じるプレーナ
相、（Ｂ）螺旋軸がランダムな方向を向くフォーカルコ
ニック相、および（Ｃ）螺旋構造がほどけて液晶ダイレ
クタが電界方向を向くホメオトロピック相、の三つの状
態を示す。そして、界面でのアンカリング効果がないと
きには、自由エネルギ最小のプレーナ相が無電界での基
底状態となる。

【００２３】しかしながら、コレステリック液晶が高分
子中に分散された高分子分散コレステリック液晶では、
高分子界面との相互作用によって、熱揺動によるフォー
カルコニック相からプレーナ相への相転移を生じず、こ
れら二つの状態が無電界で安定に存在する。

【００２４】すなわち、正の誘電異方性を有する高分子
分散コレステリック液晶は、パルス印加中は、上記のよ
うに電圧の増加に伴って、プレーナ相からフォーカルコ
ニック相に変化し、フォーカルコニック相からホメオト
ロピック相に変化するが、電圧除去後は、ホメオトロピ
ック相がプレーナ相に変化し、上記のメモリ効果によっ
てプレーナ相とフォーカルコニック相のいずれかが保持
される。

【００２５】したがって、プレーナ相からフォーカルコ
ニック相への変化のしきい値電圧をＶｔｈ１、フォーカ
ルコニック相からホメオトロピック相への変化のしきい
値電圧をＶｔｈ２とすると、電圧除去後は、除去前の電
圧がＶｔｈ２以上のときにはプレーナ相による選択反射
状態となり、Ｖｔｈ１とＶｔｈ２の間のときにはフォー
カルコニック相による透過状態となり、Ｖｔｈ１以下の
ときには電圧印加前の状態を継続した状態、すなわちプ
レーナ相による選択反射状態またはフォーカルコニック
相による透過状態となる。

【００２６】この発明では、この高分子分散コレステリ
ック液晶の双安定現象を利用して、（Ａ）プレーナ相に
よる選択反射状態と、（Ｂ）後方散乱の小さいフォーカ
ルコニック相による透過状態とを、スイッチングするこ
とによって、表示を行う。

【００２７】すなわち、請求項１の発明の反射型液晶表
示装置においては、それぞれ電極を有し、少なくとも一
方が透明の一対の基板間に、例えば、それぞれレッド、
グリーン、ブルーの色光を選択反射するコレステリック
液晶が高分子中に分散された３層の選択反射層を積層
し、例えば、それぞれの選択反射層のコレステリック液
晶の相変化しきい値電圧Ｖｔｈ１およびＶｔｈ２を、そ
れぞれ同一の電圧Ｖｒｇｂ１およびＶｒｇｂ２とするの
で、一対の電極間にＶｒｇｂ２以上の電圧を印加して、
３層の選択反射層をすべて選択反射状態とすることによ
り、白色が表示され、一対の電極間にＶｒｇｂ１とＶｒ
ｇｂ２の間の電圧を印加して、３層の選択反射層をすべ
て透過状態とすることにより、３層の選択反射層を透過
した光が外光の入射側と反対側に設けられた黒色膜に吸
収されて、黒色が表示される。したがって、白黒表示が
可能となる。

【００２８】そして、コレステリック液晶による選択反
射の反射率は原理的に５０％となるので、白色表示のと
きの白色が明るくなり、コントラストが高くなる。ま
た、３層の選択反射層は、間に透明電極および透明基板
を介することなく直接積層され、駆動電極および駆動回
路を共通とするので、視差が小さくなるとともに、製造
コストが低くなる。

【００２９】請求項２の発明の反射型液晶表示装置にお
いては、それぞれ電極を有し、少なくとも一方が透明の
一対の基板間に、例えば、それぞれレッド、グリーン、
ブルーの色光を選択反射するコレステリック液晶が高分
子中に分散された３層の選択反射層を積層し、それぞれ
の選択反射層のコレステリック液晶の相変化しきい値電
圧Ｖｔｈ１およびＶｔｈ２を、それぞれ互いに異なる電
圧Ｖｒ１，Ｖｇ１，Ｖｂ１およびＶｒ２，Ｖｇ２，Ｖｂ
２とするので、一対の電極間に印加する電圧に応じて、
３層の選択反射層のうちの任意の１層もしくは特定の２
層または３層すべてを選択反射状態とすることができ、
また３層すべてを透過状態とすることができる。

【００３０】したがって、３層の選択反射層をすべて選
択反射状態とすることにより、白色が表示され、３層の
選択反射層のうちのいずれか１層のみを選択反射状態と
することにより、レッド、グリーン、ブルーが表示さ
れ、３層の選択反射層をすべて透過状態とすることによ
り、黒色が表示される。

【００３１】また、３層の選択反射層のコレステリック
液晶の相変化しきい値電圧Ｖｒ１，Ｖｇ１，Ｖｂ１およ
びＶｒ２，Ｖｇ２，Ｖｂ２の高低順に応じて、３層の選
択反射層のうちの２層を選択反射状態とすることによ
り、イエローおよびシアン、またはシアンおよびマゼン
タ、またはマゼンタおよびイエローが表示される。した
がって、多色表示が可能となる。

【００３２】そして、コレステリック液晶による選択反
射の反射率は原理的に５０％となるので、コントラスト
が高くなるとともに、３層の選択反射層は、間に透明電
極および透明基板を介することなく直接積層され、駆動
電極および駆動回路を共通とするので、視差が小さくな
るとともに、製造コストが低くなる。

【００３３】

【発明の実施の形態】図１は、この発明の反射型液晶表
示装置の一実施形態を示す。この実施形態では、基板
１，２の一面に、それぞれ電極３，４を形成し、電極
３，４間に、それぞれ高分子６Ｒ，６Ｇ，６Ｂ中にコレ
ステリック液晶７Ｒ，７Ｇ，７Ｂを分散させた高分子分
散コレステリック液晶（ＰＤＣＬＣ：Ｐｏｌｙｍｅｒ
ＤｉｓｐｅｒｓｅｄＣｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃＬｉｑ
ｕｉｄＣｒｙｓｔａｌ）構造の選択反射層５Ｒ，５
Ｇ，５Ｂを積層し、電極３，４を駆動回路８に接続す
る。

【００３４】基板１，２は、ガラスやプラスチックなど
の絶縁性および光透過性を有する材料により形成し、電
極３，４は、ＩＴＯなどの導電性および光透過性を有す
る材料により形成する。具体的に、基板１，２および電
極３，４としては、ＩＴＯ電極付きガラス基板、例えば
コーニング社製７０５９を用いることができる。

【００３５】外光の入射側と反対側の基板２には、その
裏面に、選択反射層５Ｒ，５Ｇおよび５Ｂを透過した可
視光成分を吸収するための黒色膜９を形成する。具体的
には、ブラック樹脂、例えば日本化薬社製ＢＫＲ−１０
５を塗布する。

【００３６】選択反射層５Ｒ，５Ｇ，５Ｂは、例えば、
ＰＩＰＳ（ＰｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎＩｎｄｕｃ
ｅｄＰｈａｓｅＳｅｐａｒａｔｉｏｎ）法によって
形成する。

【００３７】すなわち、重合後に液晶とほぼ同一の屈折
率が得られる光重合高分子前駆体、例えばノーランド社
製ＮＯＡ６５をコレステリック液晶７Ｂに添加して、電
極４が形成された基板２上に塗布する。これに、例えば
１０ｍＷ／ｃｍ^２の強度の紫外光を照射することによっ
て、光重合反応による高分子６Ｂの骨格を形成し、コレ
ステリック液晶７Ｂが微小液滴として分散された選択反
射層５Ｂを得る。同様の方法で選択反射層５Ｂ上に選択
反射層５Ｇを形成し、さらに選択反射層５Ｇ上に選択反
射層５Ｒとなる材料を塗布し、電極３が形成された基板
１を重ね合わせた状態で紫外光により重合することによ
って選択反射層５Ｒを形成する。

【００３８】コレステリック液晶７Ｒ，７Ｇ，７Ｂは、
それぞれ、正の誘電異方性を有するネマチック液晶に、
カイラル剤と呼ばれる末端基として、光学活性の２−メ
チルブチル基、２−メチルブトキシ基、または４−メチ
ルヘキシル基などが結合された液晶を添加することによ
って、得ることができる。螺旋ピッチｐは、カイラル剤
の添加量によって決まる。

【００３９】一例として、コレステリック液晶７Ｂ，７
Ｇ，７Ｒとして、シアノビフェニル系ネマチック液晶、
例えばメルク社製Ｅ８に、右旋性カイラル剤、例えばメ
ルク社製ＣＢ１５を、それぞれ重量比で５０％、４２
％、３３％添加することによって、選択反射層７Ｂの選
択反射の中心波長λｂは、ブルー領域を含む３８０〜５
３０ｎｍの範囲となり、選択反射層７Ｇの選択反射の中
心波長λｇは、グリーン領域を含む４８０〜６３０ｎｍ
の範囲となり、選択反射層７Ｒの選択反射の中心波長λ
ｒは、レッド領域を含む５７０〜７８０ｎｍの範囲とな
るように、それぞれの螺旋ピッチｐｂ，ｐｇ，ｐｒを調
整する。

【００４０】図２に示すように、電極３，４間に装填さ
れた正の誘電異方性を有するコレステリック液晶７は、
電極３，４間に印加される電界の増加に伴って、同図
（Ａ）のように螺旋軸がセル表面に垂直となって選択反
射を生じるプレーナ相、同図（Ｂ）のように螺旋軸がラ
ンダムな方向を向くフォーカルコニック相、および同図
（Ｃ）のように螺旋構造がほどけて液晶ダイレクタが電
界方向を向くホメオトロピック相、の三つの状態を示
す。そして、界面でのアンカリング効果がないときに
は、自由エネルギ最小のプレーナ相が無電界での基底状
態となる。

【００４１】しかしながら、選択反射層５Ｒ，５Ｇ，５
Ｂのようにコレステリック液晶７Ｒ，７Ｇ，７Ｂが高分
子６Ｒ，６Ｇ，６Ｂ中に分散された高分子分散コレステ
リック液晶では、高分子界面との相互作用によって、熱
揺動によるフォーカルコニック相からプレーナ相への相
転移を生じず、これら二つの状態が無電界で安定に存在
する。

【００４２】すなわち、正の誘電異方性を有する高分子
分散コレステリック液晶からなる選択反射層５Ｒ，５
Ｇ，５Ｂは、それぞれ、パルス印加中は、上記のように
電圧の増加に伴って、プレーナ相からフォーカルコニッ
ク相に変化し、フォーカルコニック相からホメオトロピ
ック相に変化するが、電圧除去後は、図３に印加パルス
の電圧値とパルス印加後の反射率との関係を示すよう
に、ホメオトロピック相がプレーナ相に変化し、上記の
メモリ効果によってプレーナ相とフォーカルコニック相
のいずれかが保持される。

【００４３】したがって、それぞれの選択反射層５Ｒ，
５Ｇ，５Ｂの、プレーナ相からフォーカルコニック相へ
の変化のしきい値電圧をＶｔｈ１、フォーカルコニック
相からホメオトロピック相への変化のしきい値電圧をＶ
ｔｈ２とすると、それぞれの選択反射層５Ｒ，５Ｇ，５
Ｂは、電圧除去後は、除去前の電圧がＶｔｈ２以上のと
きにはプレーナ相による選択反射状態となり、Ｖｔｈ１
とＶｔｈ２の間のときにはフォーカルコニック相による
透過状態となり、Ｖｔｈ１以下のときには電圧印加前の
状態を継続した状態、すなわちプレーナ相による選択反
射状態またはフォーカルコニック相による透過状態とな
る。

【００４４】図１の実施形態の反射型液晶表示装置で
は、この高分子分散コレステリック液晶の双安定現象を
利用して、それぞれの選択反射層５Ｒ，５Ｇ，５Ｂにつ
き、図４（Ａ）に示すようなプレーナ相による選択反射
状態と、同図（Ｂ）に示すような後方散乱の小さいフォ
ーカルコニック相による透過状態とを、スイッチングす
ることによって、表示を行う。

【００４５】（実施例１）単色表示を行う第１の実施例
では、例えば、図５に印加パルスの電圧値とパルス印加
後の反射率との関係で示すように、それぞれの選択反射
層５Ｒ，５Ｇ，５Ｂのコレステリック液晶７Ｒ，７Ｇ，
７Ｂの相変化しきい値電圧Ｖｔｈ１およびＶｔｈ２を、
それぞれ同一の電圧Ｖｒｇｂ１およびＶｒｇｂ２とす
る。

【００４６】コレステリック液晶の誘電異方性をΔε、
ツイスト弾性率をＫ２２、ベンド弾性率をＫ３３とする
と、しきい値電圧Ｖｔｈ１は、ｐ^−１，Δε^−１／２，
Ｋ２２およびＫ３３^−１／２の関数で表され、しきい値
電圧Ｖｔｈ２は、ｐ^−１，Δε^−１／２およびＫ２２
^１／２の関数で表される。

【００４７】したがって、図１において上述したよう
に、それぞれのコレステリック液晶７Ｒ，７Ｇ，７Ｂの
螺旋ピッチｐｒ，ｐｇ，ｐｂをｐｒ＞ｐｇ＞ｐｂの関係
として、コレステリック液晶７Ｒ，７Ｇ，７Ｂの反射中
心波長λｒ，λｇ，λｂをλｒ＞λｇ＞λｂの関係とす
る場合、コレステリック液晶７Ｒ，７Ｇ，７Ｂの相変化
しきい値電圧Ｖｔｈ１およびＶｔｈ２を、それぞれ同一
の電圧Ｖｒｇｂ１およびＶｒｇｂ２とするには、それぞ
れのコレステリック液晶７Ｒ，７Ｇ，７Ｂを、誘電異方
性Δεまたはツイスト弾性率Ｋ２２もしくはベンド弾性
率Ｋ３３が異なるネマチック液晶によって形成すればよ
い。

【００４８】このように、コレステリック液晶７Ｒ，７
Ｇ，７Ｂの相変化しきい値電圧Ｖｔｈ１およびＶｔｈ２
を、それぞれ同一の電圧Ｖｒｇｂ１およびＶｒｇｂ２と
し、電極３，４間にＶｒｇｂ２以上の電圧を印加すると
きには、選択反射層５Ｒ，５Ｇ，５Ｂがすべて選択反射
状態となって、白色が表示される。

【００４９】また、電極３，４間にＶｒｇｂ１とＶｒｇ
ｂ２の間の電圧を印加するときには、選択反射層５Ｒ，
５Ｇ，５Ｂがすべて透過状態となって、選択反射層５
Ｒ，５Ｇおよび５Ｂを透過した光が黒色膜９に吸収さ
れ、黒色が表示される。したがって、白黒表示が可能と
なる。

【００５０】そして、コレステリック液晶７Ｒ，７Ｇ，
７Ｂによる選択反射の反射率は原理的に５０％となるの
で、白色表示のときの白色が明るくなり、コントラスト
が高くなる。また、選択反射層５Ｒ，５Ｇ，５Ｂは、間
に透明電極および透明基板を介することなく直接積層さ
れ、駆動電極および駆動回路を共通とするので、視差が
小さくなるとともに、製造コストが低くなる。

【００５１】（実施例２）多色表示を行う第２の実施例
では、図６に印加パルスの電圧値とパルス印加後の反射
率との関係で示すように、それぞれの選択反射層５Ｒ，
５Ｇ，５Ｂのコレステリック液晶７Ｒ，７Ｇ，７Ｂの相
変化しきい値電圧Ｖｔｈ１およびＶｔｈ２を、それぞれ
互いに異なる電圧Ｖｒ１，Ｖｇ１，Ｖｂ１およびＶｒ
２，Ｖｇ２，Ｖｂ２とする。図６の例は、Ｖｒ１＜Ｖｇ
１＜Ｖｂ１およびＶｒ２＜Ｖｇ２＜Ｖｂ２とした場合で
ある。

【００５２】上記のように、しきい値電圧Ｖｔｈ１は、
ｐ^−１，Δε^−１／２，Ｋ２２およびＫ３３^−１／２の
関数で表され、しきい値電圧Ｖｔｈ２は、ｐ^−１，Δε
^−１／２およびＫ２２^１／２の関数で表される。

【００５３】したがって、図１において上述したよう
に、それぞれのコレステリック液晶７Ｒ，７Ｇ，７Ｂの
螺旋ピッチｐｒ，ｐｇ，ｐｂをｐｒ＞ｐｇ＞ｐｂの関係
として、コレステリック液晶７Ｒ，７Ｇ，７Ｂの反射中
心波長λｒ，λｇ，λｂをλｒ＞λｇ＞λｂの関係とす
るとともに、コレステリック液晶７Ｒ，７Ｇ，７Ｂを同
一のネマチック液晶によって形成する場合、螺旋ピッチ
ｐｒ，ｐｇ，ｐｂに依存して、Ｖｒ１＜Ｖｇ１＜Ｖｂ１
およびＶｒ２＜Ｖｇ２＜Ｖｂ２とすることができる。

【００５４】ただし、より大きな駆動マージンを得るた
めには、それぞれのコレステリック液晶７Ｒ，７Ｇ，７
Ｂを、誘電異方性Δεまたはツイスト弾性率Ｋ２２もし
くはベンド弾性率Ｋ３３が異なるネマチック液晶によっ
て形成することが望ましい。

【００５５】そして、電極３，４間には、駆動信号とし
て、図７に示すように、それぞれ１ｋＨｚのパルス電圧
のリフレッシュ期間およびセレクト期間と、その後の無
電圧の表示期間で構成される信号を印加するとともに、
その駆動信号のリフレッシュ電圧Ｖｒおよびセレクト電
圧Ｖｓを、Ｖｒ＞Ｖｓの関係をもって、入力データに基
づいて、図６に示す７段階の電圧Ｖａ〜Ｖｇの間で変化
させる。

【００５６】図８は、この場合のリフレッシュ電圧Ｖｒ
とセレクト電圧Ｖｓの組み合わせによる、それぞれの選
択反射層５Ｒ，５Ｇ，５Ｂの相変化の様子を示したもの
で、「０？？」「００？」「０００」「１００」などの
数値の最上位（左側）は選択反射層５Ｒの、中位（中
央）は選択反射層５Ｇの、最下位（右側）は選択反射層
５Ｂの、それぞれ相状態を示し、「１」はプレーナ相に
よる選択反射状態、「０」はフォーカルコニック相によ
る透過状態、「？」は駆動信号の印加前の状態に依存す
る未確定状態、をそれぞれ示す。ただし、有意であるＶ
ｒ＞Ｖｓの場合のみを示している。

【００５７】これからも明らかなように、電極３，４間
にＶｇ→Ｖａ→０Ｖの順で変化する駆動信号を印加する
ときには、選択反射層５Ｒ，５Ｇ，５Ｂがすべて選択反
射状態となって、白色が表示され、Ｖｇ→Ｖｄ→０Ｖの
順で変化する駆動信号を印加するときには、選択反射層
５Ｒ，５Ｇ，５Ｂがすべて透過状態となって、選択反射
層５Ｒ，５Ｇおよび５Ｂを透過した光が黒色膜９に吸収
され、黒色が表示される。

【００５８】また、Ｖｇ→Ｖｅ→０Ｖの順で変化する駆
動信号を印加するときには、選択反射層５Ｒのみが選択
反射状態となって、レッドが表示され、Ｖｆ→Ｖｂ→０
Ｖの順で変化する駆動信号を印加するときには、選択反
射層５Ｇのみが選択反射状態となって、グリーンが表示
され、Ｖｇ→Ｖｃ→０Ｖの順で変化する駆動信号を印加
するときには、選択反射層５Ｂのみが選択反射状態とな
って、ブルーが表示される。

【００５９】さらに、Ｖｇ→Ｖｆ→０Ｖの順で変化する
駆動信号を印加するときには、選択反射層５Ｒおよび５
Ｇが選択反射状態となって、イエローが表示され、Ｖｇ
→Ｖｂ→０Ｖの順で変化する駆動信号を印加するときに
は、選択反射層５Ｇおよび５Ｂが選択反射状態となっ
て、シアンが表示される。

【００６０】したがって、１画素内でホワイト、ブラッ
ク、レッド、グリーン、ブルー、イエローおよびシアン
の７色のうちのいずれかを表示することができ、多色表
示が可能となる。

【００６１】そして、コレステリック液晶７Ｒ，７Ｇ，
７Ｂによる選択反射の反射率は原理的に５０％となるの
で、コントラストが高くなる。しかも、選択反射層５
Ｒ，５Ｇ，５Ｂは、間に透明電極および透明基板を介す
ることなく直接積層され、駆動電極および駆動回路を共
通とするので、視差が小さくなるとともに、製造コスト
が低くなる。

【００６２】なお、上記の例は、２層の選択反射層から
の反射光の加法混色により表示される色がイエローおよ
びシアンとなる場合であるが、それぞれのコレステリッ
ク液晶７Ｒ，７Ｇ，７Ｂの相変化しきい値電圧Ｖｒ１，
Ｖｇ１，Ｖｂ１およびＶｒ２，Ｖｇ２，Ｖｂ２の大小関
係を上記の例とは変えることによって、２層の選択反射
層からの反射光の加法混色により表示される色をシアン
およびマゼンタ、またはマゼンタおよびイエローとする
ことができる。

【００６３】（他の実施例）単色表示を行う上記の実施
例１は、それぞれのコレステリック液晶７Ｒ，７Ｇ，７
Ｂの相変化しきい値電圧Ｖｔｈ１およびＶｔｈ２を、そ
れぞれ同一の電圧Ｖｒｇｂ１およびＶｒｇｂ２とする場
合であるが、多色表示を行う上記の実施例２と同様に、
それぞれのコレステリック液晶７Ｒ，７Ｇ，７Ｂの相変
化しきい値電圧Ｖｔｈ１およびＶｔｈ２を、それぞれ互
いに異なる電圧Ｖｒ１，Ｖｇ１，Ｖｂ１およびＶｒ２，
Ｖｇ２，Ｖｂ２としてもよい。

【００６４】この場合、電極３，４間にＶｇ→Ｖａ→０
Ｖの順で変化する駆動信号を印加するときには、選択反
射層５Ｒ，５Ｇ，５Ｂがすべて選択反射状態となって、
白色が表示され、Ｖｇ→Ｖｄ→０Ｖの順で変化する駆動
信号を印加するときには、選択反射層５Ｒ，５Ｇ，５Ｂ
がすべて透過状態となって、黒色が表示され、白黒表示
が可能となる。

【００６５】すなわち、単色表示を行う場合には、それ
ぞれのコレステリック液晶７Ｒ，７Ｇ，７Ｂの相変化し
きい値電圧Ｖｔｈ１およびＶｔｈ２を、それぞれ同一の
電圧Ｖｒｇｂ１およびＶｒｇｂ２としてもよいし、それ
ぞれ互いに異なる電圧Ｖｒ１，Ｖｇ１，Ｖｂ１およびＶ
ｒ２，Ｖｇ２，Ｖｂ２としてもよい。

【００６６】〔他の実施形態〕図１の実施形態は、電極
３，４間に３層の選択反射層５Ｒ，５Ｇ，５Ｂを積層す
る場合であるが、例えば２層の選択反射層を積層するよ
うにしてもよい。例えば、上記の選択反射層５Ｒおよび
５Ｇのみを積層する場合には、選択反射層５Ｒおよび５
Ｇを選択反射状態とすることによってイエローが表示さ
れ、選択反射層５Ｒおよび５Ｇを透過状態とすることに
よって黒色が表示されて、単色表示が可能となる。

【００６７】また、選択反射層５Ｒ，５Ｇのコレステリ
ック液晶７Ｒ，７Ｇの相変化しきい値電圧Ｖｔｈ１およ
びＶｔｈ２を、それぞれ互いに異なる電圧Ｖｒ１，Ｖｇ
１およびＶｒ２，Ｖｇ２とすることによって、多色表示
が可能となる。

【００６８】

【発明の効果】上述したように、請求項１の発明によれ
ば、白黒表示などの単色表示が可能な反射型液晶表示装
置において、十分なコントラストを得ることができる。

【００６９】請求項２の発明によれば、多色表示が可能
な反射型液晶表示装置において、十分なコントラストを
得ることができるとともに、製造コストを低くし、かつ
視差を小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の反射型液晶表示装置の一実施形態を
示す図である。

【図２】正の誘電異方性を有するコレステリック液晶の
相変化を示す図である。

【図３】正の誘電異方性を有するコレステリック液晶の
スイッチング動作を示す図である。

【図４】図１の反射型液晶表示装置の各選択反射層の双
安定状態を示す図である。

【図５】第１の実施例における各選択反射層のコレステ
リック液晶の相変化しきい値電圧の関係の一例を示す図
である。

【図６】第２の実施例における各選択反射層のコレステ
リック液晶の相変化しきい値電圧の関係の一例を示す図
である。

【図７】図１の反射型液晶表示装置の一対の電極間に印
加する駆動信号の態様を示す図である。

【図８】第２の実施例におけるリフレッシュ電圧とセレ
クト電圧の組み合わせによる各選択反射層の相変化の様
子を示す図である。

【図９】多色表示が可能な従来の反射型液晶表示装置の
例を示す図である。

【符号の説明】

１，２基板３，４電極５Ｒ，５Ｇ，５Ｂ選択反射層６Ｒ，６Ｇ，６Ｂ高分子７Ｒ，７Ｇ，７Ｂコレステリック液晶８駆動回路９黒色膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】それぞれ電極を有し、少なくとも一方が透
明の一対の基板間に、それぞれ可視光中の互いに異なる
波長の光を選択反射するコレステリック液晶が高分子中
に分散された複数の選択反射層が積層されたことを特徴
とする反射型液晶表示装置。
【請求項２】請求項１の反射型液晶表示装置において、前記複数の選択反射層の間で、それぞれのコレステリッ
ク液晶の相変化しきい値電圧が異なることを特徴とする
反射型液晶表示装置。