JPH1115026A

JPH1115026A - カラー液晶表示装置

Info

Publication number: JPH1115026A
Application number: JP17037497A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Ishida; 圭一石田; Yasuhiro Shirasaka; 康弘白坂
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1997-06-26
Filing date: 1997-06-26
Publication date: 1999-01-22

Abstract

(57)【要約】【課題】カラー液晶表示装置は、カラーフィルタや偏
光板等により光透過率が低く、輝度を高くすることが難
しい。【解決手段】下ガラス基板１と上ガラス基板２との間
の液晶層６をシール材８により、ストライプ状に複数の
分割領域７に分割する。そして、各分割領域７に二色性
色素が添加されたホストゲスト液晶を注入する。この際
に、例えば、二種もしくは三種の異なる色のホストゲス
ト液晶がストライプ状の各分割領域に略交互に注入され
るようにする。これにより、それぞれ異なる二色もしく
は三色に表示可能な画素の列がストライプ状に配置され
る。そして、色の異なるホストゲスト液晶により、カラ
ーフィルタがなくとも、二色もしくは三色の表示が可能
となるとともに、これら二色もしくは三色を組み合わせ
た色の表示が可能となる。従って、カラーフィルタなし
で、輝度の高いカラー表示が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ゲスト・ホスト
（ＧＨ）モードの液晶を用いたカラー液晶表示装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】一般に液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のカ
ラー表示方式としては、以下に示す三つの方式が主に用
いられている。第一の方式は、カラーフィルタを用いる
方式であり、最も一般的に用いられているものである。
そして、カラーフィルタ方式においては、ＬＣＤの各画
素部分毎に赤、緑、青のいずれかのカラーフィルタがそ
れぞれ配置されることにより、ＬＣＤの表示面全体とし
ては、赤、緑、青のカラーフィルタがストライプ状やモ
ザイク状に配置され、液晶自体をブラックシャッタとし
て用いるものである。そして、カラーフィルタ方式にお
いては、フルカラー化が可能である。

【０００３】第二の方式は、液晶分子のもつ複屈折性を
利用する方式であり、ＥＣＢ（electrically controlle
d birefringence mode）方式と呼ばれるものである。Ｅ
ＣＢ方式の液晶セルにはいくつかの種類があるが、基本
的には、ネマティック液晶を用い、一対の透明基板間に
特定の配列をさせた液晶を封止してなる液晶セルに直線
偏光板を設けた構造になっている。このような液晶セル
の液晶層に電圧を印加すると、初期の分子配列が変形
し、屈折率異方性が変化するため、透過する光の色が変
化しカラー表示が可能となる。

【０００４】第三の方式は、二色性色素が添加された液
晶を用いる方式であり、ＧＨ（ゲスト・ホスト）方式と
呼ばれるものである。二色性色素の色素分子は、液晶分
子に近い形状を有するものであり、液晶分子に対して平
行に配向する性質があり、電圧を印加して液晶の分子配
向を変化させると色素分子の配向方向も変化する。そし
て、二色性色素の色素分子は、入射光の振動方向と平行
な時のみ特定の波長光を吸収するので、液晶セルに電圧
を印加することによって液晶セルの着色及び無着色を切
り換えることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のカラ
ーフィルタを用いる方式においては、偏光板とカラーフ
ィルタとを用いられており、光が偏光板やカラーフィル
タをそれぞれ通過する際に、減衰し、輝度の低下を招く
ことななる。従って、十分な輝度を得るためには、ＬＣ
パネルの背面に、例えば、バックライトを配置する必要
がある。従って、外光を利用する反射型のＬＣＤに利用
することが困難である。また、液晶セルの製造工程にカ
ラーフィルタを形成する工程が必要となり、製造におけ
るスループットの低下、フィルタ不良による歩留まりの
低下及びコストの増大などを招く恐れがある。

【０００６】上述のＥＣＢ方式においては、液晶に印加
する電圧を変化させることにより表示色が変わることに
なり、カラーフィルタ方式と異なり一つの画素で複数の
色を表示することができるが、色空間上の特定の軌跡の
色しか表示できないので、色数が限られるという問題が
ある。また、視角依存性が高く視野角が狭い。また、Ｅ
ＣＢ方式では、偏光板を用いるので、カラーフィルタ方
式ほどではないが、輝度の低下を招くことになる。ま
た、基板間の△ｎｄ（リターデーション）を変化させる
ことにより表示色を制御するため、温度による液晶の△
ｎの変化、ギャップ値（液晶セルの基板間の距離）のば
らつきなどにより、色度変化、色ムラ等の表示不良を起
こす可能性がある。

【０００７】上述のＧＨ方式においては、基本的に液晶
に添加される二色性色素の吸光特性によって表示色が決
定するため、モノカラー表示となる。また、ＧＨ方式に
おいては、液晶セルを複数積層することによりカラー表
示を可能としたものも知られているが、この際には、一
つの表示画面を形成するのに複数の液晶セルが必要とな
り、コストがかかる。

【０００８】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、マルチカラーもしくはフルカラー表示が可能
で、かつ、反射型ＬＣＤとしても使用可能な高い光透過
率を有して高輝度での表示を可能とするとともに、比較
的低コストで製造可能なカラー液晶表示装置を提供する
ことを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
カラー液晶表示装置は、一つの表示面を構成する液晶セ
ルが表示面を複数の領域に区切るように複数の分割部分
に仕切られ、互いに異なる色の二色性色素が添加された
複数種類の液晶がそれぞれ異なる分割部分に注入されて
いることを特徴とする。

【００１０】上記構成によれば、各分割部分毎に表示色
を変えることが可能であり、各分割部分では、着色と無
着色との表示となるが、表示面全体では、複数色を表示
可能であり、マルチカラー表示が可能となる。また、各
分割部分を液晶セルの各画素部分に対応したストライプ
状やモザイク状とするとともに、各分割部分毎に、例え
ば、赤、緑、青のいずれかを表示可能とすれば、三原色
を用いたフルカラー表示も可能となる。

【００１１】この際には、カラーフィルタ、偏光板、位
相差板等を用いなくともカラー表示が可能であり、カラ
ー表示を行うものとしても高い輝度を確保することがで
きる。また、液晶セルを複数の分割領域に仕切り、各分
割部分に対応して色の異なる液晶を注入する以外は、比
較的簡単な構成であり、低コストで製造することも可能
である。

【００１２】本発明の請求項２記載のカラー液晶表示装
置は、液晶セルが３個の分割部分に仕切られ、互いに異
なる色の二色性色素が添加された三種類の液晶が各分割
部分に注入されていることを特徴とする。上記構成によ
れば、三種類の液晶として、例えば、上述のように赤、
緑、青の二色性色素が添加された三種類の液晶を用いる
ことにより、三原色を用いたフルカラー表示が可能とな
るとともに、請求項１と同様の作用効果を得ることがで
きる。

【００１３】本発明の請求項３記載のカラー液晶表示装
置は、上記液晶セルがストライプ状に多数の分割部分に
仕切られていることを特徴とする。上記構成によれば、
ストライプ状に分割された多数の分割部分に、色の異な
る二色性色素が添加された複数種類の液晶が順番に繰り
返し注入されるようにすることで、液晶の種類分の色
と、これらを組み合わせた色とを表示することが可能と
なり、多色のマルチカラー表示を行うことができるとと
もに、上述のように、赤、緑、青の二色性色素が添加さ
れた三種類の液晶を用いることによりフルカラー表示も
可能となる。すなわち、請求項１と同様の作用効果を得
ることができる。

【００１４】なお、上記ストライプ状に分割された分割
部分は、液晶セルの画素の列毎に分割されるようになっ
ていることが好ましい。また、ストライプ状に分割され
た分割部分は、ジグザグ状の仕切りにより分割されてい
ることが好ましく、このようにすれば、分割部分に液晶
を注入する際に、液晶セルの左右両側縁部もしくは上下
両側縁部に各分割部分の液晶注入口が交互に開口した状
態となり、液晶の注入が容易なものとなる。特に、色の
異なる二色性色素を添加された二種類の液晶を用いる場
合に、一方の側縁部から二種類のうちの一方の種類の液
晶を一方の側縁部側に開口した各分割部分に一度に注入
し、他方の側縁部から他方の種類の液晶を他方の側縁部
側に開口した分割部分に一度に注入することができると
ともに、これにより色の異なる二種類の液晶が交互に配
置されることになる。

【００１５】本発明の請求項４記載のカラー液晶表示装
置は、液晶セルが、第一の櫛状分割部分と、該第一の櫛
状分割部分の各櫛歯間に櫛歯を挿入した状態に配置され
た第二の櫛状分割部分と、これら第一の櫛状分割部分と
第二の櫛字状分割部分との間のジグザグ状分割部分とに
分割され、これら各分割部分にそれぞれ他の分割部分と
異なる色の二色性色素が添加された液晶が注入されてい
ることを特徴とする。

【００１６】上記構成によれば、第一の櫛状分割部分の
櫛歯の部分と、第二の櫛字状分割部分の櫛歯の部分とジ
グザグ状分割部分の屈曲部を除く部分がストライプ状に
配置された状態となる。また、各分割部分がストライプ
状に配置されたストライプ部分では、第一の櫛状分割部
分、ジグザグ状分割部分、第二の櫛状分割部分、ジグザ
グ状分割部分の順番で第一の櫛状分割部分、ジグザグ状
分割部分及び第二の櫛状分割部分が繰り返し配置される
ことになる。

【００１７】従って、三つの分割部分にそれぞれ色の異
なる二色性色素を添加された液晶を注入するだけ、すな
わち、三カ所に液晶を注入するだけで、多数のストライ
プ部分にそれぞれ液晶を注入することができるととも
に、色の異なる三種類の液晶をほぼ交互に繰り返し配置
することができる。そして、三種類の液晶の色を、赤、
青、緑とすれば、これらの色のうちの一つの色をそれぞ
れ表示可能な液晶がストライプ状にほぼ交互に繰り返し
配置された状態となるので、フルカラー表示もしくはフ
ルカラーに近い表示が可能となる。

【００１８】すなわち、請求項４記載の構成によれば、
請求項１記載の構成と同様の作用効果を得ることができ
るとともに、ストライプ状のほぼ交互に繰り返し配置さ
れる三種類の液晶の注入を容易なものとすることができ
る。なお、上述の構成によれば、上記ストライプ部分に
おけるジグザグ状分割部分の繰り返し頻度が、第一及び
第二の櫛状分割部分の繰り返し頻度の二倍となるので、
例えば、ジグザグ状分割部分のストライプ部分の幅を液
晶セルの画素一列分の幅とし、第一及び第二の櫛状分割
部分のストライプ部分すなわち櫛歯部分の幅を液晶セル
の画素二列分の幅としても良い。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態の第
一例のカラー液晶表示を図面を参照して説明する。図１
は、第一例のカラー液晶表示装置の断面を示すものであ
り、図２〜図８は、第一例のカラー液晶表示装置の各部
材と製造工程とを説明するためのものである。なお、第
一例は、本発明を、ＴＮ（twisted nematic）モードの
単純マトリックス液晶パネルを有し、かつ、二色性色素
を含有する液晶（ＧＨモード）を用いたカラー液晶表示
装置に応用したものである。

【００２０】図１に示すように、第一例のカラー液晶表
示装置は、互いに対向して配置された下ガラス基板１及
び上ガラス基板２と、下ガラス基板１の上面に形成され
た透明電極３…と、上ガラス基板２の下面に形成された
透明電極４…と、下ガラス基板１上に形成されたブラッ
クマスク５と、下ガラス基板１と上ガラス基板２との間
に形成された液晶が封入される空間（液晶層）６と、該
空間６をストライプ状に多数の分割部分７…分割するシ
ール材８とを有する液晶セル１０を備えたものである。
従って、カラー液晶表示装置の一つの表示面を構成する
液晶セル１０は、シール材８により、表示面を複数の領
域に区切るように複数の分割部分７…に仕切られてい
る。

【００２１】上記下ガラス基板１及び上ガラス基板２
は、周知のものである。上記下ガラス基板１の透明電極
３…は、図２に示すように下ガラス基板１上面にストラ
イプ状に形成されたものであり、周知のＩＴＯ（Indium
Tin oxide）膜からなるものである。上記上ガラス基板
１の透明電極４…は、図３に示すように、下ガラス基板
１の透明電極３…と直交する方向にストライプ状に形成
されたものであり、下ガラス基板１の透明電極３…と同
様のものである。

【００２２】上記ブラックマスク５は、液晶セル１０の
各画素の有効部分以外の光の透過を遮断し、黒を強調す
ることによりコントラストを向上させるものであり、図
４に示すように下ガラス基板１上に格子状に形成される
ものである。上記液晶が封入される空間（液晶層）６
は、ストライプ状に多数の分割部分７…に分割されてお
り、各分割部分７…に液晶が注入されるようになってい
る。

【００２３】そして、上記液晶としては、二色性色素が
添加された液晶、すなわち、Dye Doped LC（ＤＤＬ）が
用いられるようになっているとともに、第一例において
は、それぞれ色の異なる二色性色素が添加された二種類
の液晶として、ＤＤＬ（図８に図示）ａとＤＤＬ（図８
に図示）ｂとが用いられるようになっている。なお、二
色性色素としては、アントラキノン系色素、アゾ系色
素、アゾメチン系色素等を用いることができる。

【００２４】上記シール材８は、基本的に液晶セル２０
に液晶を封入するためのものであるが、第一例では、例
えば、図５に示すように、上ガラス基板２上にジグザグ
状に形成されている。すなわち、シール材８は、上ガラ
ス基板２上にストライプ状に形成された透明電極４…同
士の間毎に、透明電極４…の長さ方向に沿って配置され
た多数の互いに平行な線状のストライプ部８ａ…と、上
ガラス基板４の左右側縁部で、一つおきに隣接するスト
ライプ部８ａ…の端部同士をつなぐ接続部８ｂ…とが連
続するジグザグ状に形成されている。

【００２５】このようなシール材８により、液晶セル１
０内部の液晶が封入される空間（液晶層）６が、上ガラ
ス基板２の透明電極４…に沿って、一画素に対応する間
隔でストライプ状に分割される。そして、シール材８に
分割された各分割部分７…は、上ガラス基板２の透明電
極４…の長さ方向に沿った画素一列に対応するようにな
っている。そして、シール材８は、下ガラス基板１と上
ガラス基板２とを貼り合わせることにより、図１に示す
ように、液晶が封入される空間（液晶層）６内におい
て、下ガラス基板１上のブラックマトリクス５上面から
上ガラス基板２の下面まで至って液晶が封入される空間
（液晶層）６を各分割部分７…に分割するようになって
いる。

【００２６】また、シール材８が上述のようにジグザグ
状になっているので、図６に示すように、下ガラス基板
１と上ガラス基板２とを貼り合わせた際に、液晶セル１
０の左右の側縁部にそれぞれ一つおきに各分割部分の注
入孔１１…が形成されるようになっている。従って、液
晶セル１０の右側縁部から液晶を注入した際には、液晶
セル１０の右側縁部に開口する一つおきの分割部分７…
に液晶が注入され、液晶セル１０の左側縁部から液晶を
注入した際には、右側縁部から液晶を注入できなかった
左側縁部に開口する一つおきの分割部分７…に液晶が注
入されることになるので、容易に各分割部分７…に一つ
おきに異なる二種の液晶を注入することができるように
なっている。

【００２７】なお、シール材８としては、例えば、熱硬
化型エポキシ樹脂を用いることができるが、紫外線硬化
型樹脂を用いるものとしても良い。なお、第一例のカラ
ー液晶表示装置は、上述の各構成要素以外に、図示しな
いバックライト装置もしくは反射板や、配向膜などの液
晶表示装置に必要な構成要素を有するものである。次
に、以上のような構成を有するカラー液晶表示装置の液
晶セル１０の製造方法を説明する。

【００２８】第一例のカラー液晶表示装置の液晶セル１
０の製造においては、まず、上下ガラス基板１、２の形
成工程、上下ガラス基板１、２へのアンダーコーティン
グ工程、上下ガラス基板１、２への透明電極３、４の形
成工程、こられ透明電極３、４のパターン化工程、配向
材のコーティング工程、ラビング工程、下ガラス基板１
へのブラックマスクの形成工程が、周知の方法により行
われる。

【００２９】次に、ラビング工程を終了した上ガラス基
板２に、図５に示すようにシール材７をジグザグ状にス
クリーン印刷法等により印刷する。次に、下ガラス基板
１と上ガラス基板２とを貼り合わせる前に、一方のガラ
ス基板の他方のガラス基板に対向する面にスペーサを散
布し、これらガラス基板を貼り合わせる。なお、スペー
サの散布及び貼り合わせも周知の方法により行われる。

【００３０】そして、下ガラス基板１と上ガラス基板２
とを貼り合わせた場合には、上述のように液晶セル１０
の液晶が封入される空間６がストライプ状に複数の分割
部分７…に分割され、かつ、一つおきの分割部分７…が
液晶セル１０の右側縁部側に注入孔１１…を有するとと
もに、残りの一つおきの分割部分７…が液晶セル１０の
左側縁部側に注入孔１１…を有するものとなる。

【００３１】次に、一方の側縁部側（例えば、左側縁部
側）から一つおきの各分割部分に対して同時に色の異な
る二種の液晶のうちの一方の液晶、例えば、上述のＤＤ
Ｌａを注入する。注入に際しては、液晶セル１０の一方
の側縁部の多数の注入孔１１…から液晶を注入するもの
とする以外は、基本的に周知の方法により液晶を注入す
る。例えば、液晶注入孔１１…を介して液晶セル１０内
部を真空脱気した後に、液晶セル１０の毛細管現象を利
用して液晶を液晶セル１０の一方の側縁部側に注入孔１
１…を有する分割部分７…に注入し、これら分割部分７
…内の大半に液晶が注入された後に、大気圧もしくはそ
れ以上の圧をかけてさらに液晶の注入を続行して、上記
分割部分７…に十分に液晶を充満させる。

【００３２】次に、図７に示すように、一つおきの分割
部分７…に液晶が充填された状態で、液晶の注入を行っ
た一方の側縁部側の注入孔１１…を、例えば、エポキシ
系接着剤等からなる封止材１２で封止する。次に、液晶
セル１０についた液晶の洗浄を行った後に、図８に示す
ように、上述と同様の方法により、液晶セル１０の他方
の側縁部側の注入孔１１…から残りの一つおきの分割部
分に二種の液晶のうちの一方の液晶、例えば、上述のＤ
ＤＬｂを注入する。

【００３３】そして、液晶の注入後に他方の側縁部側の
注入孔１１…を封止材１２により封止し、再び、液晶セ
ル１０についた液晶の洗浄を行うことで、液晶セル１０
が完成する。さらに、必要に応じてバックライト装置も
しくは反射板等を液晶セル１０に取り付けることによ
り、カラー液晶表示装置の製造を終了する。

【００３４】なお、図２から図８においては、図面を見
やすくするために、透明電極３…、４…やシール材８の
幅や、シール材８のストライプ部８ａ…同士の間隔、分
割部分７…の幅等を実際よりも極めて大きく図示してお
り、そのため、透明電極３…、４…、シール材８のスト
ライプ部８ａ…、分割部分７…の数が実際の株より極め
て少ないものとなっている。

【００３５】次に、上述のような液晶セル１０を有する
カラー液晶表示装置の作用を説明する。上述のようなカ
ラー液晶表示装置においては、図９にその一部を示すよ
うに、その表示面が上記ＤＤＬａが注入された画素Ａ…
の列と、上記ＤＤＬｂが注入された画素Ｂ…の列とが交
互に配置された状態となっているとともに、各画素Ａ
…、Ｂ…がブラックマスク５に仕切られた状態となって
いる。

【００３６】なお、一般的なＧＨモードの液晶の各画素
Ａ…、Ｂ…においては、図１０に示すように、透明電極
３、４間に電圧を印加した場合（ＯＮ）と、電圧を印加
しない場合（ＯＦＦ）とで、液晶分子Ｘ…の配向方向が
変わり、これにともなって液晶分子と平行に配向しよう
とする性質のある二色性色素の色素分子Ｙ…、Ｚ…の配
向方向も変化する。そして、二色性色素は、例えば、分
子軸に平行な偏光成分の特定波長域の光を強く吸収する
ので、図１０のＯＦＦ状態に示すように、入射光に対し
てほぼ直角に色素分子Ｙ…、Ｚ…が配向した状態では、
色素分子Ｙ…、Ｚ…の分子軸に平行な入射光の偏光成分
の特定波長域の光が吸収されて出射光が着色された状態
となり、図１０のＯＮ状態に示すように、入射光に対し
てほぼ平行に色素分子Ｙ…、Ｚ…が配向した状態では、
色素分子Ｙ…、Ｚ…により光が吸収されず無色の状態と
なる。

【００３７】そして、この一例においては、図９に示す
ように、二種の液晶のうちのＤＤＬａを充填された画素
Ａ…と、ＤＤＬｂを充填された画素Ｂ…とが一列おきに
配置されているので、例えば、図９に示す液晶セル１０
の表示面の一部の領域において、全ての画素Ａ…、Ｂ…
をＯＮ状態とした場合には、表示面の図示された領域が
無色（光源によって異なるが、例えば、白色）の表示と
なる。そして、画素Ａ…をＯＦＦ状態とし、画素ＢをＯ
Ｎ状態とすれば、表示面の図示された領域が画素Ａ…に
含有された二色性色素の色（Ａ色）となり、画素Ｂ…を
ＯＦＦ状態とし、画素ＡをＯＮ状態とすれば、表示面の
図示された領域が画素Ｂ…に含有された二色性色素の色
（Ｂ色）となる。また、全ての画素Ａ…、Ｂ…をＯＦＦ
状態とした場合には、表示面の図示された領域がＡ色と
Ｂ色とを混合した色の表示となる。

【００３８】すなわち、液晶セル１０の表示面の画素Ａ
と画素Ｂとを含む複数画素Ａ、Ｂからなる領域において
は、階調表示無しの場合で４色の表示を行うことが可能
となり、第一例のカラー液晶表示装置においては、マル
チカラー表示が可能となる。そして、第一例のカラー液
晶表示装置においては、カラーフィルタ及び偏光板を用
いていないため、液晶セル１０の光透過率を高いものと
して、輝度の高いマルチカラー表示を行うことができ
る。

【００３９】また、第一例のカラー液晶表示装置は、カ
ラーフィルタ及び偏光板を備えていないので、カラーフ
ィルタの形成工程や、偏光フィルムの貼り合わせ工程を
必要とせず、マルチカラー表示が可能なＬＣＤにおい
て、製造工程の省力化及びコストの低減を図ることがで
きる。また、カラーフィルタが無いので、カラーフィル
タの欠陥や、カラーフィルタに基づくギャップのばらつ
きによる色ムラ等の不良が発生することがなく、歩留ま
りの向上を図ることができる。

【００４０】さらに、第一例のカラー液晶表示装置は、
ＧＨモードを用いているので、添加する二色性色素を変
更したり、任意に調合したりすることで、特に製造ライ
ン等を変更しなくとも、容易に表示色を換えることがで
きる。なお、上記第一例においては、コントラストを重
視して、ブラックマスク５を使用したが、明るさやコス
ト等を重視するならば、ブラックマスク５を用いないも
のとして良く、ブラックマスクを用いなくとも、十分に
マルチカラー表示が可能である。

【００４１】また、シール材８として、高遮光性の黒色
のものを用いれば、上ガラス基板２の透明電極４…同士
の間に配置されるシール材８がブラックマスクとして作
用するので、ブラックマスク５が無い構成としても十分
なコントラストを確保することができる。さらに、液晶
セル１０裏面に透過軸を下ガラス基板のラビング方向に
平行に貼り付ければ、偏光板により透過率が低下する
が、コントラストをさらに向上することができる。

【００４２】すなわち、二色性色素の色素分子Ｙ…、Ｚ
…は、上述のように、色素分子Ｙ…、Ｚ…の分子軸に平
行な入射光の偏光成分の特定波長域の光を吸収するの
で、入射光の他の偏光成分は着色されずに液晶セル１０
を透過することになるが、上述のように偏光板を設けれ
ば、色素分子Ｙ…、Ｚ…の分子軸に平行な入射光の偏光
成分が偏光板を通過し、他の偏光成分の多くが遮断され
るので、ＯＦＦ状態としたときに、着色されなかった光
が液晶セル１０を透過するのを防止してコントラストを
向上することができる。

【００４３】また、第一例では、二種類の色の異なる液
晶を用いるものとしたが、三種類以上の色の異なる液晶
を用いるものとすれば、さらに、表示色を増やすことが
できる。なお、三種類以上の液晶を用いる場合には、液
晶セル１１に液晶の注入を行うに際して、例えば、一部
の注入孔を予め閉塞した状態で、上述のように二種類の
液晶を注入するとともに注入孔を封止し、次いで、予め
閉塞された注入孔において、閉塞を解除して液晶の注入
と封止を行う方法や、各注入孔毎に液晶が注入できるよ
うにする方法や、液晶の種類毎に注入孔をまとめる方法
などの方法を取る必要がある。

【００４４】また、第一例の液晶表示装置において、中
間電位による階調制御や、フレーム間引き方式による階
調制御等により階調表示を行えるようにすれば、さらに
表示色を増やすことができ、用いられる液晶の色の種類
と色数を考慮すれば、フルカラーもしくはフルカラーに
近い表示も可能となる。また、第一例では、単純マトリ
ックス方式を用いたが、アクティブマトリックス方式を
用いるものとしても良い。また、第一例のカラー液晶表
示装置は、バックライトを備えるものとして、透過型の
ＬＣＤとしても良いし、反射板を備えるものとして、反
射型のＬＣＤとしても良い。また、反射型のＬＣＤとし
た場合に、上述の偏光板に換えて１／４位相差板を用い
るものとしても良い。

【００４５】次に、本発明の実施の形態の第二例を図面
を参照して説明する。図１１は第二例のカラー液晶表示
装置の液晶セル２０の断面を示すものであり、図１２は
後述するシール材２１のパターンを示すものであり、図
１３は後述するようにシール材２１に仕切られた液晶セ
ル２０の各分割部分毎に異なる色の液晶を注入した状態
を示し、図１４は第二例のカラー液晶表示装置の各画素
の色のパターンを示すものである。なお、第二例は、本
発明を反射型のアクティブマトリックスＬＣＤに応用し
たものである。

【００４６】図１１に示すように、第二例のカラー液晶
表示装置は、互いに対向して配置された表面側ガラス基
板２２及び裏面側ガラス基板２３と、表面側ガラス基板
２２の下面に形成されたアクティブ駆動画素電極２４…
と、裏面側ガラス基板２３の上面に形成された反射共通
電極２５と、表面側ガラス基板２３と裏面側ガラス基板
２４との間に形成された液晶が封入される空間（液晶
層）２０ａと、該空間２０ａを後述するように分割した
状態にシールするシール材２１と、表面側ガラス基板２
２及び裏面側ガラス基板２３のそれぞれの内面側に形成
された配向膜２６、２６とを有する液晶セル２０を備え
たものである。

【００４７】なお、図１１においては、図が煩雑になる
のを防止するために、実際の液晶セルに比較して極めて
画素数が少ない状態としている。また、後述する図１２
及び図１３においても、実際の液晶セルに比較して画素
数が極めて少なくした状態としている。上記表面側ガラ
ス基板２２、裏面側ガラス基板２３及び配向膜２６、２
６、周知のものである。上記アクティブ駆動画素電極２
４は、周知の二端子（ダイオード）もしくは三端子（ト
ランジスタ）のアクティブ素子を用いたものであり、例
えば、ＴＦＴ（thin film transistor）素子やＭＩＭ
（Metal Insulator Metal）素子を用いたものである。

【００４８】上記反射共通電極２５は、例えば、アルミ
もしくはアルミ合金等の高い反射率を有する金属からな
る共通電極である。従って、反射共通電極２５は、表面
側ガラス基板２２からの入射光を反射するものであり、
反射型ＬＣＤの反射板として作用するものである。ま
た、一般の反射型ディスプレイでは、反射板を液晶セル
１０の裏面側ガラス基板２３の外側に設置することによ
り、斜め方向から見た場合に二重映りする場合がある
が、第二例によれば、反射板として作用する反射共通電
極２５を、液晶セル１０内の液晶が封入される空間（液
晶層）２０ａの背面側の近傍に配置できるので、上述の
ような二重映りを防止できるとともに、視差のない高い
コントラストの表示が可能となる。

【００４９】なお、一般的なＬＣＤにおいては、共通電
極として透明電極（ＩＴＯ）を用いるとともに、共通電
極を表面側ガラス基板２２に設けるとともに、アクティ
ブ素子を裏面側ガラス基板２３に設け、液晶セル２０の
背面側に反射板もしくはバックライトを配置する構成と
なっているが、第二例においては、反射共通電極２５が
反射板として作用するので、反射共通電極２５を裏面側
ガラス基板２３に設けることになり、これにより、アク
ティブ駆動画素電極２４…を表面側ガラス基板２３側に
設ける構成となっている。また、共通電極を透明電極と
して表面側ガラス基板２２に設け、アクティブ駆動の画
素電極を反射電極として裏面側ガラス基板２３に設けて
も良い。

【００５０】上記シール材２１は、基本的に液晶セル２
０に液晶を封入するためのものであるが、第二例におい
ては、図１２に示すように液晶セル２０に液晶を封入す
るだけではなく、液晶セル２０の液晶が封入される空間
（液晶層）２０ａを三つの第一から第三の分割部分２
７、２８、２９に分割するようになっている。すなわ
ち、シール材２１は、上記第一例と同様に、図１に示す
ように、表面側ガラス基板２２の内面から裏面側ガラス
基板２３の内面までいたるように配置されることによ
り、液晶が封入される空間（液晶層）２０ａを分割する
ようになっている。上記第一の分割部分２７は、櫛状と
なっており、第一の分割部分２７の多数の櫛歯状の部分
（櫛歯部２７ａ…）が、ストライプ状となっている。

【００５１】上記第二の分割部分２８は、第一の分割部
分２７と同様に櫛状となっているとともに、第一の分割
部分２７の各櫛歯部２７ａ同士の間に、第二の分割部分
２８の櫛歯部２８ａ…が配置されるようになっている。
すなわち、第一の分割部分２７と第二の分割部分２８と
は、それぞれ櫛状に形成されるとともに、互いの櫛歯部
２７ａ…、２８ａ…がそれぞれ噛み合った状態で配置さ
れるようになっている。

【００５２】上記第三の分割部分２９は、互いに噛み合
った状態の第一の分割部分２７と第二の分割部分２８と
の間のジグザグ状の形状を有するものである。すなわ
ち、第一の分割部分２７と第二の分割部分２８とは、互
いに接触しないように離間した状態で配置され、これら
第一の分割部分２７と第二の分割部分２８との間のスペ
ースが第三の分割部分２９となっており、液晶セル２０
の上下の側縁部を除く部分がストライプ状のストライプ
部２９ａ…となっている。そして、シール材２１によ
り、液晶セル２０の上下側縁部を除く表示面（図１４に
図示）３０となる部分（画素電極２４…が配列している
部分）をストライプ状に分割するようになっている。

【００５３】そして、液晶セル２０の表示面、第一の分
割部分２７の櫛歯部分２７ａ…と、第二の分割部分２８
の櫛歯部分２８ａ…とが１：１の比で配置されるのに対
して、第三の分割部分２９のストライプ部２９ａは、交
互に配置される櫛歯部分２７ａ…と櫛歯部分２８ａ…と
の間に必ず配置されるので、櫛歯部分２７ａ…もしくは
櫛歯部分２８ａ…と、ストライプ部２９ａとは、１：２
の比で配置されることになる。

【００５４】従って、表示面３０における各分割部分の
面積を均等とするためには、櫛歯部分２７ａ…、２８ａ
…の幅を、ストライプ部２９ａの幅の二倍とすることが
好ましく、第二例においては、図１３に示すように、ス
トライプ部２９ａの幅が表示面３０の一画素（ほぼアク
ティブ駆動画素電極２４に対応する）分とされ、櫛歯部
分２７ａ…、２８ａ…の幅が二画素分とされている。

【００５５】また、シール材２１により分割された第一
から第三の分割部分２７、２８、２９には、それぞれ液
晶を注入するための開口である注入孔２７ｂ、２８ｂ、
２９ｂが形成されている。そして、シール材２１によ
り、分割された分割部分にそれぞれ異なる色を表示する
後述の液晶を注入した場合には、図３に示すように、三
つの異なる色の液晶部分が略交互に繰り返し配置される
ようになっている。

【００５６】第二例において、シール材２１に分割され
た空間２０ａに注入される液晶としては、赤色の二色性
色素を添加された液晶（Red GH-LC）と、緑色の二色性
色素を添加された液晶（Green GH-LC）と、青色の二色
性色素を添加された液晶（Blue GH-LC）との三つの色の
異なる液晶が用いられている。

【００５７】そして、表示面３０のRed GH-LCが注入さ
れた部分は、赤の着色光と、無着色光とを表示可能とさ
れ、表示面３０のGreen GH-LCが注入された部分は、緑
の着色光と、無着色光とを表示可能とされ、表示面３０
のBlue GH-LCが注入された部分は、青の着色光と、無着
色光とを表示可能とされる。そして、第一の分割部分２
７にRed GH-LCが注入され、第二の分割部分２８にGreen
GH-LCが注入され、第三の分割部分２９にBlue GH-LCが
注入されるようになっている。

【００５８】そして、このように第一から第三の分割部
分２７、２８、２９に三種の色の異なる液晶が注入され
た場合には、表示面３０の画素の各列の表示色は、例え
ば、図１３及び図１４に示すように、赤、青、緑、緑、
青、赤、赤、青、緑…等のようになり、この順序で、赤
を表示可能な画素の列と、青を表示可能な画素の列と、
緑を表示可能な画素の列とが繰り返し配置されることに
なる。

【００５９】すなわち、赤、緑、青の三原色がストイラ
プ状にほぼ交互に繰り返し並べられた状態となり、こら
れの画素の着色、非着色を制御することにより、赤、
青、緑の表示が可能となるとともに、こられ三色の組み
合わせによる混合色を表示可能となっている。従って、
第二例のカラー液晶表示装置においては、多数の色を表
示することができるとともに、各画素で階調表示を可能
とすれば、フルカラーもしくはそれに近い表示が可能と
なるようになっている。

【００６０】また、第二例のカラー液晶表示装置におけ
る液晶セル２０の製造方法は、基本的に、アクティブ駆
動画素電極２４を表側ガラス基板２２に形成するのと、
シール材２１の印刷パターンが異なる以外は、第一例の
カラー液晶表示装置と同様に行うことができる。また、
アクティブ駆動画素電極２４の形成は、通常のＴＦＴを
用いたＬＣＤや、ＭＩＭを用いたＬＣＤと同様に行うこ
とができる。

【００６１】また、液晶の注入に関しては、上述の第一
から第三の分割部分２７、２８、２９にそれぞれ設けら
れた注入口２７ｂ、２８ｂ、２９ｂから行う以外は、基
本的に第一例の場合と同様に行うことができる。すなわ
ち、真空状態で毛細管現象を利用して、上述の三種類の
液晶を第一から第三の分割部分２７、２８、２９に注入
する。また、この際には、三種類の液晶の注入を略同時
に行うものとしてもよいし、別々に行うものとしても良
い。

【００６２】また、第一及び第二の分割部分２７、２
８、すなわち、櫛状の分割部分は、その櫛歯部分２７ａ
…、２８ａ…が、二画素分の幅を有するとともに、注入
孔２７ｂ、２８ｂが櫛場部分２７ａ…、２８ａ…の根本
部分にあり、注入孔２７ｂ、２８ｂから各櫛場部分２７
ａ…、２８ａ…の末端までの距離が比か比較的短いが、
第三の分割部分２９は、ストライプ部２９ａの幅が一画
素で細く、さらに、注入孔２９ｂから末端部２９ｃまで
一本の屈曲した線状となっているので、注入に時間を要
する可能性がある。

【００６３】そこで、第三の分割部分２９への液晶の注
入に際しては、末端部２９ｃに吸引孔を設け、吸引しな
がら液晶を注入するものとしても良い。そして、各注入
孔２７ｂ、２８ｂ、２９ｂは、液晶注入後、図示しない
封止材により封止する。吸引孔を設けた場合には、吸引
孔も封止する。このようなカラー液晶表示装置によれ
ば、第一例と同様にカラー表示が可能で、特に、三原色
を用いたフルカラーもしくはそれに近い表示が可能であ
り、かつ、カラーフィルターも偏光板も位相差板も用い
ることがなく、さらに、二色性色素により直接発色する
ため、輝度の高い表示が可能となるとともに、明るい背
景色が実現できる。

【００６４】また、それぞれ発色する色の異なる三つの
液晶をストライプ状に液晶に注入するものとしても、上
述のようなシール材２１の印刷パターンを用いることに
より、各液晶をそれぞれ一カ所（合わせて三カ所）の注
入孔２７ｂ、２８ｂ、２９ｂから注入するだけで良く、
液晶の注入を容易なものとすることができる。また、反
射型のＬＣＤである第二例のカラー液晶表示装置は、ガ
ラス基板２１、２２内に配置された反射共通電極２７が
反射板として作用するので、反射板を液晶セル２０の外
側に設けた場合に比較して視差のない高コントラストの
表示が可能となる。

【００６５】なお、上記第二例では、各画素の列毎の配
色を、赤、青、緑、緑、青、赤、赤、青、緑…とした
が、赤、緑、青、青、緑、赤、赤、緑、青…や、青、
赤、緑、緑、赤、青、青、赤、緑…としても良い。すな
わち、第一から第三の分割部分２７、２８、２９のそれ
ぞれに、Red GH-LC、Red GH-LC、Blue GH-LCのうちのい
ずれの液晶を注入するものとしても良い。

【００６６】また、第二例では、アクティブ駆動素子を
用いるアクティブ駆動方式のカラー液晶表示装置とした
が、第一例と同様に単純マトリックス方式のカラー液晶
表示装置としても良い。また、第二例では、使われる液
晶の色を赤、青、緑としてたが、使われる液晶の色をシ
アン、イエロー、マゼンタとしても良い。また、各液晶
の色は、一種類の二色性色素の添加により実現されるも
のとしても良いし、二種類以上の二色性色素を混合して
添加することにより実現されるものとしても良い。

【００６７】また、第二例では、第一から第三の分割部
分２７、２８、２９にそれぞれ一つずつの注入孔２７
ｂ、２８ｂ、２９ｂを設けるものとしたが、それぞれの
分割部分に複数の注入孔を設けるものとしても良い。ま
た、第二例においては、液晶セル２０を三つの分割部分
に分割したが、例えば、第三の分割部分２９をないもの
として、分割部分を二つとして、第一例と同様のマルチ
カラーのＬＣＤとしても良い。また、分割部分をさらに
増やしたり、さらに、分割部分とともに使用する液晶の
色の種類を増やすものとしても良い。

【００６８】

【発明の効果】本発明の請求項１記載のカラー液晶表示
装置によれば、各分割部分毎に表示色を変えることが可
能であり、各分割部分では、着色と非着色との表示とな
るが、表示面全体では、複数色を表示可能であり、マル
チカラー表示が可能となる。また、各分割部分を液晶セ
ルの各画素部分に対応したストライプ状やモザイク状と
するとともに、各分割部分毎に、例えば、赤、緑、青の
いずれかを表示可能とすれば、三原色を用いたフルカラ
ー表示も可能となる。

【００６９】この際には、カラーフィルタ、変更板、位
相差板等を用いなくともカラー表示が可能であり、カラ
ー表示を行うものとしても高い輝度を確保することがで
きる。また、液晶セルを複数の分割領域に仕切り、各分
割部分に対応して色の異なる液晶を注入する以外は、比
較的簡単な構成であり、低コストで製造することも可能
である。

【００７０】本発明の請求項２記載のカラー液晶表示装
置によれば、三種類の液晶として、例えば、上述のよう
に赤、緑、青の二色性色素が添加された三種類の液晶を
用いることにより、三原色を用いたフルカラー表示が可
能となるとともに、請求項１と同様の作用効果を得るこ
とができる。

【００７１】本発明の請求項３記載のカラー液晶表示装
置によれば、ストライプ状に分割された多数の分割部分
に、色の異なる二色性色素が添加された複数種類の液晶
が順番に繰り返し注入されるようにすることで、液晶の
種類分の色と、これらを組み合わせた色とを表示するこ
とが可能となり、多色のマルチカラー表示を行うことが
できるとともに、上述のように、赤、緑、青の二色性色
素が添加された三種類の液晶を用いることによりフルカ
ラー表示も可能となる。すなわち、請求項１と同様の作
用効果を得ることができる。

【００７２】本発明の請求項４記載のカラー液晶表示装
置によれば、第一の櫛状分割部分の櫛歯の部分と、第二
の櫛字状分割部分の櫛歯の部分とジグザグ状分割部分の
両端部を除く部分がストライプ状に配置された状態とな
る。また、各分割部分がストライプ状に配置されたスト
ライプ部分では、第一の櫛状分割部分、ジグザグ状分割
部分、第二の櫛状分割部分、ジグザグ状分割部分の順番
で第一の櫛状分割部分、ジグザグ状分割部分及び第二の
櫛状分割部分が繰り返し配置されることになる。

【００７３】従って、三つの分割部分にそれぞれ色の異
なる二色性色素を添加された液晶を注入するだけ、すな
わち、三カ所から液晶を注入するだけで、多数のストラ
イプ部分にそれぞれ液晶を注入することができるととも
に、色の異なる三種類の液晶をほぼ交互に繰り返し配置
することができる。そして、三種類の液晶の色を、赤、
青、緑とすれば、これらの色のうちの一つの色をそれぞ
れ表示可能な液晶がストライプ状にほぼ交互に繰り返し
配置された状態となるので、フルカラー表示が可能とな
る。

【００７４】すなわち、請求項１記載の構成と同様の作
用効果を得ることができるとともに、ストライプ状のほ
ぼ交互に繰り返し配置される三種類の液晶の注入を容易
なものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の第一例のカラー液晶表示
装置の液晶セルを示す断面図である。

【図２】上記第一例のカラー液晶表示装置の下側ガラス
基板を示す平面図である。

【図３】上記第一例のカラー液晶表示装置の上側ガラス
基板を示す平面図である。

【図４】上記第一例のカラー液晶表示装置のブラックマ
スクを示す平面図である。

【図５】上記第一例のカラー液晶表示装置のシール材の
印刷パターンを示す平面図である。

【図６】上記第一例のカラー液晶表示装置の上ガラス基
板を取り除いた状態の液晶セルを示す平面図である。

【図７】上記第一例のカラー液晶表示装置の液晶の注入
方法を説明するために、上ガラス基板を取り除いた状態
の液晶セルを示す平面図である。

【図８】上記第一例のカラー液晶表示装置の液晶の注入
方法を説明するために、上ガラス基板を取り除いた状態
の液晶セルを示す平面図である。

【図９】上記第一例のカラー液晶表示装置のカラー表示
方法を説明するために表示面の一部を示す図面である。

【図１０】上記第一例のカラー液晶表示装置のカラー表
示方法を説明するための図面である。

【図１１】本発明の実施の形態の第二例のカラー液晶表
示装置の液晶セルを示す断面図である。

【図１２】上記第二例のカラー液晶表示装置のシール材
の印刷パターンを示す図面である。

【図１３】上記第二例のカラー液晶表示装置の液晶の注
入パターンを示す図面である。

【図１４】上記第二例のカラー液晶表示装置の表示面に
おける液晶の色パターンを示す図面である。

【符号の説明】

１下ガラス基板、２上ガラス基板３透明電極４透明電極５ブラックマスク６液晶層７分割部分８シール材１０液晶セル１１注入孔１２封止材２０液晶セル２１シール材２２表面側ガラス基板２３裏面側ガラス基板２４アクティブ駆動画素電極２５反射共通電極２７第一の分割部分２７ｂ注入孔２８第二の分割部分２８ｂ注入孔２９第三の分割部分２９ｂ注入孔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一つの表示面を構成する液晶セルが表示
面を複数の領域に区切るように複数の分割部分に仕切ら
れ、互いに異なる色の二色性色素が添加された複数種類
の液晶がそれぞれ異なる分割部分に注入されていること
を特徴とするカラー液晶表示装置。
【請求項２】前記液晶セルが３個の分割部分に仕切ら
れ、互いに異なる色の二色性色素が添加された三種類の
液晶が各分割部分に注入されていることを特徴とする請
求項１記載のカラー液晶表示装置。
【請求項３】上記液晶セルがストライプ状に多数の分
割部分に仕切られていることを特徴とする請求項１また
は２記載のカラー液晶表示装置。
【請求項４】上記液晶セルが、第一の櫛状分割部分
と、該第一の櫛状分割部分の各櫛歯間に櫛歯を挿入した
状態に配置された第二の櫛状分割部分と、これら第一の
櫛状分割部分と第二の櫛字状分割部分との間のジグザグ
状分割部分とに分割され、これら各分割部分にそれぞれ
他の分割部分とは異なる色の二色性色素が添加された液
晶が注入されていることを特徴とする請求項１記載のカ
ラー液晶表示装置。