JPH1124062A - カラー液晶表示装置とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 反射型カラー液晶表示装置では表現できる色
数が少ない。また、ファッション性を重視する携帯機器
の表示色を流行に合わせた任意の色でスピーディーに供
給することは難しい。また、夜間の内蔵照明を用いて日
中と同じ色で表示することは難しい。 【解決手段】 散乱型液晶層と散乱型液晶層の背後に設
けた反射層を有する液晶表示パネル、回路ブロック、電
池とを支持枠部材に収納した表示モジュールと、この表
示モジュールを収納する透明開口部を有した外装ケース
との間に、カラーフィルターを配置する。

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、装飾品、時計、
電卓、ラジオ、小型携帯機器、ディスプレーに使用され
るカラー液晶表示装置に係わる。詳しくは、市場の要求
する色調で表示するカラー液晶表示装置を容易に供給可
能な構造とし、変化するフッションに迅速に対応できる
構成及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、相転移モ−ドおよび高分子分
散モ−ドなどに代表されるような偏光板を使用せず液晶
による光散乱性を利用した光散乱型液晶表示素子があ
る。これらの光散乱モードによれば、偏光板による光の
吸収損失を生ぜず、光を有効に利用できるため、明るい
表示が可能となる。

【０００３】例えば、ＵＳＰ４４３５０４７、ＵＳＰ４
６８８９００には、高分子の中に液晶ドロップレットが
配置された構造の高分子分散モードが開示されている。
あるいは、特開平１−１９８７２５には、液晶が連続層
を形成し、この連続層の中に高分子材料が三次元網目状
構造に分布した構造が開示されている。

【０００４】一方、この様な光散乱型液晶表示素子のカ
ラー化手段としては、特開昭５０−４９９９４に開示さ
れているように、基板内部に着色透過層（すなわち、カ
ラーフィルター）を形成し、かつ、散乱型液晶層の後方
にミラー層を形成する構成が知られている。散乱型液晶
層が散乱状態の時には、入射白色光はカラーフィルター
で着色され、散乱型液晶層で散乱された後、ミラー層で
反射され、再度、散乱型液晶層で散乱を強められること
となる。その結果、着色した明るい散乱光が得られる。
一方、散乱型液晶層が透明状態の時には、入射白色光は
カラーフィルターで着色され、散乱型液晶層では散乱せ
ず直進し、ミラー層で正反射する。正反射光から視線を
逸らした位置では、黒として表示する。この様にして、
明るいモノカラー表示を実現していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した、特開昭５０
−４９９９４に開示された光散乱型液晶層として用いら
れた動的散乱モード（ＤＳＭ）を用いた光散乱型液晶表
示素子は、電流駆動であり、一般的なＴＮモードやＳＴ
Ｎモードに比較して、その消費電流は１０倍〜１００倍
である。よって、特にバッテリー寿命を重視する時計な
どの小型携帯機器に搭載されることは無かった。

【０００６】他の光散乱型液晶層である相転移モード
は、散乱状態に熱白濁を使用する事がある。この熱白濁
は、外部応力や熱サイクルなどの影響で著しく劣化す
る。よって、小型携帯機器に搭載され実用化されること
は無かった。

【０００７】また、 ＵＳＰ４４３５０４７、ＵＳＰ４
６８８９００に開示された高分子の中に液晶ドロップレ
ットが配置された構造の高分子分散モードでは、その構
造に起因して、高い透明状態を得るためには数十ボルト
の駆動電圧が必要となる。したがって、バッテリー寿命
を重視する時計などの小型携帯機器に搭載されることは
無かった。

【０００８】近年、特開平１−１９８７２５に開示され
たポリマーネットワーク液晶は、上記課題を解決する特
性を有しているため注目されている。しかし、このポリ
マーネットワーク液晶と特開昭５０−４９９９４に開示
さたカラー化手段を組み合わせた光散乱型液晶表示素子
を製造する場合は、紫外線照射による相分離行程で、カ
ラーフィルターとミラー層で照射紫外線が吸収され、良
好な特性を実現するのに十分な紫外線強度が得られない
という、製造上の課題があった。

【０００９】また、近年、物が溢れる豊かな時代にな
り、ファッションとしてのカラーニーズが、単純な色か
らバリエーション豊かな色彩に変化してきている。この
ような市場のニーズに合わせて、出来るだけ幅広い色の
バリエーションで表示する表示装置が求められている。
ファッション性を重視する時計などの小型携帯機器に搭
載される場合、特に顕著である。特開昭５０−４９９９
４に開示さたカラー化手段は、上記のようなニーズにた
いして、以下の課題がある。

【００１０】一つとしては、色の種類を増やすと製造コ
ストの上昇を招くことである。その原因は、内面カラー
フィルターに起因する。すなわち、内面カラーフィルタ
ーとして現在実用化されている色は、赤、緑、青の三色
のみであり、これ以外の色を用いる場合には、染料、顔
料などを含む材料の開発から必要になる。例えば、新規
なレジストや電着液などである。この開発費用以外に
も、生産数量に依存するスケールメリット効果が発揮で
きず、高価な材料となってしまうからである。

【００１１】次に、市場の流行合わせた、タイムリーな
生産供給が難しい事である。すなわち、予め流行する色
を予測して開発生産を先行する事は、リスクを伴うため
不可能である。結局、流行後に生産供給することとな
り、時を逸しかねない。

【００１２】さらに、特定の色の表示装置を搭載する携
帯機器を販売するメーカーのリスクに関する事がある。
それは、特定の色の流行が終わると、携帯機器の商品価
値が失われ、売れ残る危険がある。この様なリスクを避
けるため、メーカーはフッション性を表示装置に求める
商品企画に躊躇してしまう。よって、特開昭５０−４９
９９４のカラー化技術が生かされない事となる。

【００１３】また、別の課題として、特開昭５０−４９
９９４の構造では、外光が暗くなった時の照明に一般に
普及しているバックライトが使用できない。その理由
は、液晶表示パネル内部にミラー層があるので、液晶表
示パネルの背後にバックライトを置いても、液晶表示パ
ネルがバックライトの光を透過できないためである。こ
のため、外光の明るい時に使用される、いわゆる反射型
液晶表示装置としてのみ使用されることしかなかった。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明によるカラー液晶表示装置は、散乱型液晶層
と前記散乱型液晶層の背後に設けられた反射層を有する
液晶表示パネル、回路ブロック、および電池を支持枠部
材に収納した表示モジュールと、表示モジュールを収納
する透明開口部を有する外装ケースと、表示モジュール
と外装ケースとの間に設けられたカラーフィルターを備
えることとした。このような構成でカラーフィルターを
配置したことにより、上記課題を解決する画期的なカラ
ー液晶表示装置を実現した。

【００１５】本発明で使用される散乱型液晶層は、液晶
材料が連続層を形成し、この連続層中に、３次元網目状
構造の光硬化性樹脂を有する構造であるポリマーネット
ワーク液晶層である。この場合、光硬化性樹脂に対する
液晶材料の割合は、７０〜９９％の範囲が好ましい。電
圧印加レベルが高い時に光透過状態、電圧印加レベルが
より低い時に散乱状態となる。また、垂直配向処理また
水平配向処理、カイラル剤の混合比、あるいは、光照射
条件の変更により、逆に、電圧印加レベルが高い時に散
乱状態、電圧印加レベルがより低い時に光透過状態とな
っても良い。

【００１６】本発明で使用される液晶表示パネルは、透
明電極を形成した基板によって狭持された散乱型液晶層
と、散乱型液晶層の背後に設けられた反射層を備えてい
れば良い。透明電極はキャラクタ表示や７セグメント表
示可能なパターン、あるいはドットマトリックス表示可
能なパターンで、基板全面あるいは一部でパターニング
されていれば良い。また、反射層が透明電極を兼用して
も良い。上記パターンは、一画素単位にダイオードやト
ランジスタなどのアクティブ素子が形成されていても良
い。基板としては、ガラスやフレキシブルプラスチック
基板が使用できる。反射層は反射率の高い鏡面が良く、
特に散乱の発生が少ないことが必要である。アルミニウ
ム・銀・ニッケル・クロム・パラジウム・ロジウム等の
金属やその合金あるいはその酸化物のうちの少なくとも
一つを含むことが望ましい。

【００１７】本発明で使用される表示モジュールは、合
成樹脂で一体成形した支持枠部材に電池と液晶表示パネ
ルと導電部材や照明光源を含むすべての回路ブロックを
収納しており、外装以外の基本的な機能を有するモジュ
ールである。また、この状態での表示は、白黒表示であ
り特定の色で着色されていない。

【００１８】本発明で使用されるカラーフィルターは、
着色したフィルム、樹脂基板、ガラスなどの材料であっ
て良い。特に、着色により透過率の低下と散乱を極力さ
けられる材料が望ましい。ダイクロイックミラーなどの
いわゆる干渉フィルターやコレステリック液晶ポリマー
を使用しても良い。

【００１９】本発明で使用される表示枠は、外装ケース
と表示モジュールを一体化する場合の位置決め、あるい
は、表示見切りのずれを補正するために必要な場合のみ
使用すれば良い。外装ケースとカラーフィルターの間に
表示枠が配置される。また、カラーフィルターが表示枠
と一体となっていても良い。

【００２０】本発明のカラー液晶表示装置は、外装ケー
スに表示枠を落とし込み、その上からカラーフィルター
を落とし込み、さらに、表示モジュールをバネ部材を介
して外装ケースに固定する製造方法で容易に製造でき
る。

【００２１】また、本発明で使用されるカラーフィルタ
ーに、外装ケースと一体となっていても良く、外装ケー
スの透明開口部の外側に、取り外し可能な状態で設置さ
れていても良い。さらに、カラーフィルターに特殊な効
果を求める場合は、温度変化にともない透過色が変化す
る機能、または、ホログラムの再生機能、または、光の
吸収により着色が変化する機能、のいずれかを有する機
能性カラーフィルターを用いても良い。

【００２２】また、液晶表示パネルの基板側面から照明
用の光を入射させる光源を備える構造とした。反射層よ
り上の基板側面に効率よく光源の光を入射させる集光手
段を備えていても良い。また、光源が基板と反射層の間
もしくは、基板内にあっても良い。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施例を具体的に説
明する。 （実施例１）図１は、本発明のカラー液晶表示装置の断
面模式図である。図２は、液晶表示パネルの断面模式図
である。

【００２４】以下に、液晶表示パネル３について説明す
る。基板１５、２０には厚さ０．４ｍｍの硬質ガラスを
用いた。アルミニウムをスパッタリング装置により成膜
し、可視光領域の光反射率が８０〜９０％の範囲になる
ように膜厚を調整された反射層１９が基板２０に形成さ
れている。さらに、絶縁膜２２を介して透明電極１８が
形成されている。絶縁膜２２には、反射層１９の分光反
射率を減衰させないように、９1％を超える分光透過率
を有し、可視光領域での透明度の高い材料（新日鐵化学
製Ｖ・２５９−ＰＡ）を選択した。この絶縁膜２２の膜
厚は、約２μｍ程度で、スピンナーにより成膜した。ま
た、基板１５には、透明電極１６が形成されている。本
実施例１では、スパッタリング法や真空蒸着法で形成さ
れるＩｎ２Ｏ３−ＳｎＯ２膜（以下ＩＴＯ膜と称す）か
らなる透明導電膜をホトリソグラフィーによってパター
ニングしたものを用いた。パターンとしては、７セグメ
ントからなるキャラクタ表示可能なデザインとした。
尚、ＩＴＯ膜の他にＳｎＯ２膜を用いてもかまわない。
さらにその上に絶縁膜を形成したのち、シールを設けて
空セルを製作した。尚、セルギャップは８μｍになるよ
うに調整した。

【００２５】散乱型液晶層１７は、紫外線（ＵＶ）によ
り架橋反応し重合するアクリレートモノマーなどの高分
子樹脂と正の誘電異方性を有するネマチック液晶と紫外
線硬化開始剤などを均一に混合溶解させた混合溶液を空
セルに注入し、紫外線露光により高分子樹脂のみ硬化
し、正の誘電異方性を有するネマチック液晶を相分離し
て製作されたものである。

【００２６】高分子樹脂とネマチック液晶との配合量の
割合は、８：２〜１：９である。なお、独立した液晶小
滴粒構造よりもポリマーネットワークの液晶連続相構造
の方が低電圧を実現し易い。従って、４：６〜１：９の
範囲がより好ましい。

【００２７】より具体的には、ロディック社製「ＰＮＭ
−１５６」を液晶材料とし、３０℃の温度を保持しなが
ら空セルに真空注入した。これを２５．５℃の温度に保
持しながら、メタルハライドランプで７５ｍＷ／平方セ
ンチメータの紫外線を２０秒間照射し散乱型液晶層１７
を有する液晶表示パネル３を作製した。この時、３５０
ｎｍ以下の波長を吸収するフィルターを使用する。ま
た、紫外線の照射開始に当たっては、予め７５ｍＷ／平
方センチメータの強度を放射できる状態のランプからシ
ャッターを用いて瞬間的に照射開始できることが重要で
ある。さらに、真空注入時の温度と紫外線照射時の温度
は液晶材料の相転移温度より高い必要がある。特に、紫
外線照射時の温度は、相転移温度より１．５℃高めに設
定するとよい。

【００２８】このような液晶表示パネル３の散乱型液晶
層１７を走査型電子顕微鏡を用いて観察したところ、ポ
リマーからなる三次元ネットワーク構造が確認できた。
また、キャノン製ホトメータにより電気光学特性を測定
した。印加電圧の増大に伴って反射率が飽和する時の反
射率を１００％とし、９０％の反射率を示す印加電圧を
Ｖｓａと、また、１０％の反射率を示す印加電圧をＶｔ
ｈとする。測定の結果、 Ｖｔｈ １．２Ｖ Ｖｓａ ２．６Ｖ Ｖｓａ時の消費電流 ０．５μΑ／平方センチメー
タ であった。

【００２９】ここで反射層１９には、アルミニウムに限
らず、銀、ニッケル、クロム、パラジウム等の金属やそ
の合金あるいはその酸化物を用いてもよい。なお、合金
の一例としては、Ｎｉ８０％、Ｃｒ２０％のニクロム合
金がある。また、誘電体膜等を用いてもよい。

【００３０】上記のように製作した液晶表示パネル３、
時計用回路ブロック７、電池9を支持枠部材４に収納し
て腕時計の表示モジュールを作製した。天井蛍光灯照明
下室内でその表示見栄えを評価した。白色の背景に、黒
色のセグメント表示で時刻を表現できた。セグメント表
示部は、入射白色光１１を正反射光１２として反射する
ため、観測者１４の視線をこの正反射光１２から逸らせ
ば黒く見える。また、入射白色光１１を散乱光１３とし
て反射するので背景は明るい白と観察できる。

【００３１】次に、外装ケース１にカラーフィルター２
を落とし込み、さらに、表示モジュールをバネ部材１０
を介して外装ケースに固定する製造方法で組み立てた。
カラーフィルター２としてＲａｓｃｏ社製のＲｏｓｃｏ
ｌｕｘシート１００色セットが使用できる。例えば、１
００色中から選んだ１９番のＦｉｒｅ色を使用した。

【００３２】このようにして完成した時計を、蛍光灯下
で評価した。それは、明るい赤色の背景に、黒色のセグ
メント表示で時刻を表現できた。また、駆動電圧は、３
Ｖと低く、消費電流も液晶表示パネル単独で０．３２μ
Αであった。ＣＲ２０２５型リチウム電池を使用して、
腕時計として３年以上の電池寿命が実現できる。

【００３３】次に、同じ種類の外装ケースと表示モジュ
ールを用意し、カラーフィルター２をＲａｓｃｏ社製の
Ｒｏｓｃｏｌｕｘシート１００色セットの中から随時選
んで同様に組み立てた。完成した腕時計は、表示色が異
なる１００種類があっと言う間に完成し、従来方式に比
較して、その色のバリエーションを豊富にし、かつ、ロ
ーコストでスピーディーに生産出来ることを確認した。

【００３４】（比較例１）実施例１の構成で、液晶表示
パネルを反射型ポジＴＮ液晶表示パネルと入れ替えて、
同じように時計用回路ブロック７と電池9を支持枠部材
４に収納して腕時計の表示モジュールを作製した。天井
蛍光灯照明下室内で、実施例１の表示モジュールと本比
較例１の表示モジュールの表示見栄えを比較した。その
結果、実施例１の表示モジュールの白色背景部が格段に
明るく認められた。本比較例１の表示モジュールは、暗
い灰色背景に見えた。この明るさの差は、偏光板の使用
の有無に起因し、理論的に２〜３倍程度あると推測でき
る。

【００３５】さらに、本比較例１の表示モジュールで、
実施例１と同様に、外装ケースを用意し、カラーフィル
ターをＲａｓｃｏ社製のＲｏｓｃｏｌｕｘシート１００
色セットの中から随時選んで同様に組み立てた。完成し
た腕時計は、表示色が異なる１００種類である。しか
し、その表示部を観察すると、色の濃いカラーフィルタ
ーを使用したサンプルは、暗く背景とセグメント部のコ
ントラストが低く、視認性が非常に悪い。ある程度の視
認性が得られるのは、カラーフィルターに薄い色を使用
した僅かなサンプルだけであった。したがつて、本比較
例１は、色のバリエーションを豊富にできず、市場のニ
ーズに合わせた、ファッション性を重視する時計などの
小型携帯機器の差別化に有効に機能しない。

【００３６】（実施例２）実施例1と同じ方法で製作さ
れた液晶表示パネル３と時計用回路ブロック７と光源６
と導電部材８と電池9を支持枠部材４に収納して腕時計
の表示モジュールを作製した。この表示モジュールは、
外光が暗い場合には内蔵した光源を発光させその光を液
晶表示パネルの基板内に導光させ表示する内照型の表示
モジュールである。

【００３７】その表示状態を図８を用いて説明する。光
源６が発する光を基板１５と反射層１９の間の側面より
入射させる。入射した光は、基板１５の上側の界面での
臨界角を越える角度の光が反射層１９との間で閉じ込め
られて導光される。導光した光は、散乱型液晶層が透明
状態の時はそのまま導光する。従って、観測者１４は光
を感じる事はなく、暗く感じる。しかし、散乱状態の時
は、導光している光は散乱を受け臨界角度より小さい角
度の散乱光が基板１５より外部に漏れる。この漏れた光
が散乱光１３となり観測者１４は明るく感じる。

【００３８】光源６としては、実施例１のように表示モ
ジュールを外装ケースに組み込む際に、カラーフィルタ
ーを出来るだけ多くの色で使用したいので、白色光源を
使用するとよい。本実施例２では、日亜化学工業（株）
製の青色チップタイプＬＥＤ−ＮＳＣＢ１００と黄色発
光蛍光体日亜化学工業（株）製ＮＰ−２０４を組み合わ
せて白色光源とした。また、青色ＬＥＤと黄色発光蛍光
体を一体化した白色光源でも良く、さらに、クリプトン
ランプやフィラメントランプでも良い。また、カラーフ
ィルターの色が固定している場合は、単色のＬＥＤでも
良い。

【００３９】次に光源６と液晶表示パネル３との間に光
を入射する光の入射手段を図９を用いて説明する。光源
６はプリント基板に実装され、上向きに青色光を放射す
る。この光は、支持枠部材４の斜面で構成された反射面
で反射して黄色発光蛍光体２３を照射する。黄色発光蛍
光体２３は、液晶表示パネル３の側面に光学的に密着し
ている。そのため、黄色発光蛍光体２３で発光した白色
光は液晶表示パネル３の基板内に容易に導光する。ま
た、青以外の単色のＬＥＤを使用する場合は黄色発光蛍
光体２３は必要ないので液晶表示パネルに取り付ける無
い。上記の構成で効率良く液晶表示パネルに光を入射さ
せる事ができた。

【００４０】上記の内照型の表示モジュールを実施例１
と同様に外装ケースを用意し、カラーフィルターをＲａ
ｓｃｏ社製のＲｏｓｃｏｌｕｘシート１００色セットの
中から随時選んで同様に組み立てた。完成した腕時計
は、表示色が異なる１００種類である。外光が明るい場
合は、実施例１と同じ表示見栄えであった。さらに、外
光が暗い場合に、内蔵の光源を発光させて表示見栄えを
評価した。それは、カラーフィルターの色を忠実に再生
し、外光が明るい場合と同じであった。明るいカラーフ
ィルターの色の背景に、黒色のセグメント表示で時刻を
表現できた。よって、従来方式では不可能であった外光
が暗い場合でもバリエーションの豊富な色表示を可能と
し、ファッション性を重視する時計などの小型携帯機器
の差別化に有効である。

【００４１】（実施例３）本実施例においては、以下に
示す製法で製作した液晶表示パネル使用し、その他の構
成は、実施例２と同じである。液晶表示パネルは、コレ
ステリック・ネマティック相転移型液晶中に分散した３
次元網目状の光硬化性樹脂により安定化したプレーナテ
クスチャーまたはフォーカルコニックテクスチャーを有
する構造である高分子安定化相転移型液晶層を有する。
また、プレーナテクスチャーを有しフォーカルコニック
テクスチャーを取らないモードを用いても良い。

【００４２】塩素系ネマチック液晶ＴＬ２１５（メルク
社製）９５．７重量％、カイラル剤Ｓ８１１（メルク社
製）２．３重量％、高分子樹脂前駆体２．７−ジアクリ
ロイルオキシフルオレン１．９重量％、重合開始剤ベン
ゾインメチエーテル０．１重量％の混合液をアイソトロ
ピック状態で水平配向処理した実施例１と同じ空セルに
真空注入した。このセルを２１℃に保ちながら、３５０
ｎｍから４００ｎｍの紫外線を透過するフィルターを使
用したメタルハライドランプで、０．１ｍＷ／平方セン
チメータの照射強度で６０分間照射後、４０ｍＷ／平方
センチメータの強度で１０秒照射し、高分子樹脂前駆体
を硬化した。

【００４３】このようにして得られた液晶表示パネルの
散乱型液晶層を走査型電子顕微鏡を用いて観察したとこ
ろ、高分子からなる三次元ネットワーク構造が確認でき
た。また、キャノン製ホトメータにより電気光学特性を
測定した。電圧無印加時の絶対反射率をＴ０、電圧無印
加時の相対反射率を１００％とし、印加電圧の増大に伴
って反射率が減少飽和する時の反射率を０％とし、１０
％の反射率を示す印加電圧をＶｓａとする。また、９０
％の反射率を示す印加電圧をＶｔｈとする。測定の結
果、 Ｖｔｈ ４Ｖ Ｖｓａ ５．９Ｖ Ｖｓａ時の消費電流 ０．９８μΑ／平方センチメ
ータ であった。

【００４４】作製した液晶表示パネルを実施例２と同様
に腕時計に実装して、天井蛍光灯照明下の室内でその表
示見栄えを評価した。それは、黒背景に、明るいカラー
フィルターの色のセグメント表示を示した。さらに、外
光が暗い場合に、内蔵の光源を発光させて表示見栄えを
評価した。それは、カラーフィルターの色を忠実に再生
し、外光が明るい場合と同じであり、黒色の背景に、明
るいカラーフィルターの色のセグメント表示で時刻を表
現できた。このセグメント表示は、明るく、ダイレクト
ドライブ型ＬＥＤウォッチに似た表示であった。この表
示は、高級デザインと旨く調和し、腕時計の装飾品、あ
るいは、工芸品としての価値を高める事ができた。ま
た、駆動電圧は６Ｖと低く、消費電流も液晶表示パネル
単独で０．６４μΑであった。ＣＲ２０２５型リチウム
電池を使用して、腕時計として２年以上の電池寿命が実
現できた。よって、従来方式では不可能な、バリエーシ
ョン豊富な色表示を可能とし、ファッション性を重視す
る時計などの小型携帯機器の差別化に有効である。

【００４５】（実施例４）実施例２で製作した表示モジ
ュールを、図７に示すような構成で組み立てた。まず、
外装ケース１の透明開口部に、図１０に示す表示枠２１
を固定し、さらにその上にカラーフィルター２を落とし
込み、さらに、表示モジュールをバネ部材１０を介して
外装ケース１に固定する製造方法で組み立てた。表示枠
２１は、液晶表示パネルの見切りの位置や大きさ決める
とともに、デザイン上重要な部分である。ロゴマークや
各種のマークなどが印刷される。ここでは、見切りを打
ち抜いたアクリル板に印刷したものを用いた。

【００４６】カラーフィルター２としては、図３、図４
に示すような分光透過率の誘電体干渉フィルターを使用
した。誘電体多層薄膜を真空蒸着した０．３ｍｍ厚のガ
ラスを用いた。誘電体薄膜に用いられる材料は、低屈折
率透光性誘電体薄膜用としてＳｉＯ２、ＭｇＦ２、Ｎａ
３ＡｌＦ６等が、また、高屈折率透光性誘電体薄膜とし
てＴｉＯ２、ＺｒＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＺｎＳ、ＺｎＳ
ｅ、ＺｎＴｅ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｙ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３等が
用いられている。必要とする反射波長帯、透過波長帯、
および反射率、透過率に応じて、誘電体材料、膜厚、層
数を設定する。また、これらの誘電体薄膜は、真空蒸着
法やスパッタリング法などによって容易に形成できる。

【００４７】上記の方法で組み立てたデジタルウォッチ
は、実施例１、２と同様な効果が得られた。また、カラ
ーフィルターに誘電体多層薄膜を使用したので、明る
く、また、視角により色相の変化が得られる。また、照
明用光源を点灯すると、液晶表示パネル部以外の表示枠
まで照明され、しかもカラーフィルター部以外は、白色
で照明され表示枠のデザインを引き立てる事が出来た。

【００４８】また、表示枠とカラーフィルターを一体化
したカラーアクリル板を使用しても同様な効果が得られ
る事を確認した。さらに、外装ケースの透明開口部と表
示枠を一体化しても、同様である。

【００４９】（実施例５）実施例２で製作した表示モジ
ュールを、図５に示すような構成で組み立てた。まず、
外装ケース１の透明開口部は、表示枠とカラーフィルタ
ーを一体化した構造である。この外装ケース１に表示モ
ジュールをバネ部材１０を介して外装ケース１に固定す
る製造方法で組み立てた。外装ケース１の透明開口部
は、液晶表示パネルの見切りの位置と大きさ決めるとと
もに、デザイン上重要な部分であり、ロゴマークや各種
のマークなどが印刷される。ここでは、カバーガラスに
見切りとロゴマークや各種のマークなどを印刷し、染色
で任意の色を透過する加工を施したものを用いた。

【００５０】上記の方法で組み立てたデジタルウォッチ
は、実施例１、２と同様な効果が得られた。また、照明
用光源を点灯すると、液晶表示パネル部以外の外装ケー
ス１の透明開口部全体まで照明され、デザインを引き立
てる事が出来た。

【００５１】（実施例６）実施例２で製作した表示モジ
ュールを、図６に示すような構成で組み立てた。まず、
外装ケース１の透明開口部は、表示枠と一体化した構造
である。この外装ケース１に表示モジュールをバネ部材
１０を介して外装ケース１に固定する製造方法で組み立
てた。外装ケース１の透明開口部は、液晶表示パネルの
見切りの位置と大きさ決めるとともに、デザイン上重要
な部分であり、ロゴマークや各種のマークなどが印刷さ
れる。ここでは、カバーガラスに見切りとロゴマークや
各種のマークなどを印刷したものを用いた。カラーフィ
ルター２は、任意の色で染色加工した粘着シートを外装
ケース１の透明開口部の外側に貼り付けた。また、カラ
ーフィルター２は、着色樹脂で外装ケース１の透明開口
部の外側に着脱可能ではめ込むような構造としても良
い。

【００５２】上記の方法で組み立てたデジタルウォッチ
は、実施例１、２と同様な効果が得られた。また、カラ
ーフィルターは、予め色々な色で製作しても、費用は負
担は少なく問題ない。さらに、本方式は、カラーフィル
ターが着脱可能であるため、ユーザー自身での色変更が
可能となる。よって、季節やユーザ自身のその日の気分
で表示部の色を変えることが出来、ファッション性を重
視する時計などの小型携帯機器の差別化に有効である。

【００５３】（実施例７）実施例２で製作した表示モジ
ュールを、図７に示すような構成で組み立てた。まず、
外装ケース１の透明開口部に、図１０に示す表示枠２１
を固定し、さらにその上にカラーフィルター２を落とし
込み、さらに、表示モジュールをバネ部材１０を介して
外装ケース１に固定する製造方法で組み立てた。表示枠
２１は、液晶表示パネルの見切りの位置と大きさ決める
とともに、デザイン上重要な部分であり、ロゴマークや
各種のマークなどが印刷される。ここでは、見切りを打
ち抜いたアクリル板に印刷したものを用いた。

【００５４】カラーフィルターに特殊な効果を求める場
合は、カラーフィルターには、温度変化にともない透過
色が変化する機能、ホログラムの再生機能、または、光
の吸収により着色が変化する機能、のいずれかを有する
機能性カラーフィルターを用いることができる。

【００５５】温度変化にともない透過色が変化する機能
性カラーフィルターの一例として、無機系示温インキ、
有機系示温インキ、サーモクロミック液晶インキなどが
使用できる。具体的に例をあげると、無機系示温インキ
としては、重金属のヨウ化化合物が一般にもちいられ
る。Ｈｇ、Ａｇ、Ｃｕのヨウ化化合物からなる無機系示
温インキは、変色温度４０℃で橙と赤の間で可逆的に変
色する。有機系示温インキとしては、発色時に染料構造
をとり無色時にはそのロイコ体となっている。すなわ
ち、電子供与体と電子受容体の有極性化合物中の熱平衡
による電子授受機構によっておこる。具体的には、クリ
スタルバイオレット１ｇと没食子酸ドデシルエステル５
ｇとミリスチアルコール１０ｇの混合物は、３８℃以下
で無色で、３８℃以上で紫を示す。サーモクロミック液
晶インキとしては、コレステリック液晶における選択反
射波長の温度依存性を利用している。コレステリック液
晶分子は層構造をとり、螺旋状に回転している。一回転
のピッチは、温度によって伸び縮みする。通常温度の上
昇で縮み、その時の反射光は、可視域で赤〜橙〜黄色〜
緑〜青〜藍〜紫の色変化をする。

【００５６】ホログラムを再生機能する機能性カラーフ
ィルターの一例として、リップマンホログラムがあげら
れる。リップマンホログラムは体積ホログラムとも呼ば
れブラック反射で特定の色で３次元イメージを白色光照
射下で再生する。本例の液晶表示パネルでは、緑色で再
生し、その補色であるマゼンタが透過色となって表示す
る。

【００５７】光の吸収により着色が変化する機能性カラ
ーフィルターの一例として、紫外から可視光短波長領域
の紫の光エネルギーに刺激されて、吸収スペクトルの変
化を伴う機能の一例として、フトクロミック機構として
光異性化、光解離、光酸化還元、励起状態への移行など
が使用できる。光異性化の典型的な例としては、アゾベ
ンゼンのトランス型とシス型の転換がある。トランス型
はシス型よりエネルギー的に安定である。トランス型に
紫外から可視光短波長領域の紫の光が照射されるとシス
型に転換される。光が弱くなるとシス型は熱運動によっ
てトランス型にもどる。トランス型とシス型では、吸収
スペクトルに違いがあるため色の変化として観測され
る。フトクロミックカラーフィルターは、透明樹脂にフ
トクロミック・パウダーを分散し製作した。本フトクロ
ミックカラーフィルターは、屋内で白色で、野外の太陽
光直射下で青色に可逆的に変色した。

【００５８】上記の方法で組み立てたデジタルウォッチ
は、実施例１、２と同様な効果が得られた。また、本製
品は、上記の各種機能によって変調を受けるため、従来
のような単純な表示でなく、新しい表示を可能としてい
る。これを時計や携帯機器の表示部に使用すると、装飾
品あるいは工芸品としての新たな価値を与える事ができ
る。

【００５９】

【発明の効果】本発明のカラー液晶表示装置は、明るく
しかも単純な色からバリエーション豊かな色彩で、出来
るだけ幅広い色で表示可能である。特にファッション性
を重視する時計などの小型携帯機器に搭載される場合、
特に有効である。また、少量の生産でも製造コストの上
昇を招くことはなく、色の種類を増やすことができる。
また、タイムリーな生産供給が可能で流行する色に会わ
せてスピーディーに生産供給可能である。上記のような
効果により、さらに、表示装置を搭載する携帯機器を販
売するメーカーにとっとは、商品の売れ行きを確認しな
がら、特定の色の表示装置を搭載する携帯機器を販売で
き、売れ残りによるリスクをさけることができる。

【００６０】また、外光が暗い場合でも、内蔵の光源を
発光させてカラーフィルターの色を忠実に再生し、バリ
エーションを豊富な色表示を可能とする。さらに、本方
式は、カラーフィルターが着脱可能であるため、ユーザ
ー自身での色変更が可能となる。よって、季節やユーザ
自身のその日の気分で表示部の色を変えることが出来、
ファッション性を重視する時計などの小型携帯機器の差
別化に有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカラー液晶表示装置の構成を示す断面
図。

【図２】本発明のカラー液晶表示装置の液晶表示パネル
の構成を示す断面図。

【図３】本発明の実施例であるカラーフィルターの分光
透過率。

【図４】本発明の実施例であるカラーフィルターの分光
透過率。

【図５】本発明の他の実施例の構成を示すカラー液晶表
示装置の断面図。

【図６】本発明の他の実施例の構成を示すカラー液晶表
示装置の断面図。

【図７】本発明の他の実施例の構成を示すカラー液晶表
示装置の断面図。

【図８】本発明の一実施例であるカラー液晶表示装置の
液晶表示パネルの構成を示す断面図。

【図９】本発明の他の実施例の構成を示すカラー液晶表
示装置の部分拡大断面図。

【図１０】本発明の一実施例である表示枠を表す概略
図。

【符号の説明】

１ 外装ケース ２ カラーフィルター ３ 液晶表示パネル ４ 支持枠部材 ５ 透明開口部 ６ 光源 ７ 回路ブロック ８ 導電部材 ９ 電池 １０ バネ材 １１ 入射白色光 １２ 正反射光 １３ 散乱光 １４ 観測者 １５ 基板 １６ 透明電極 １７ 散乱型液晶層 １８ 透明電極 １９ 反射層 ２０ 基板 ２１ 表示枠 ２２ 絶縁膜 ２３ 黄色発光蛍光体

フロントページの続き (72)発明者 谷口 香 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 セ イコーインスツルメンツ株式会社内 (72)発明者 千本松 茂 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 セ イコーインスツルメンツ株式会社内 (72)発明者 山本 修平 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 セ イコーインスツルメンツ株式会社内 (72)発明者 坂間 弘 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 セ イコーインスツルメンツ株式会社内 (72)発明者 福地 高和 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 セ イコーインスツルメンツ株式会社内 (72)発明者 星野 雅文 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 セ イコーインスツルメンツ株式会社内 (72)発明者 篠 直利 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 セ イコーインスツルメンツ株式会社内 (72)発明者 山崎 修 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 セ イコーインスツルメンツ株式会社内 (72)発明者 藤田 政則 東京都墨田区太平四丁目３番９号 セイコ ープレシジョン株式会社内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 散乱型液晶層と前記散乱型液晶層の背後
   に設けられた反射層を有する液晶表示パネル、回路ブロ
   ック、および電池を支持枠部材に収納した表示モジュー
   ルと、 前記表示モジュールを収納する透明開口部を有する外装
   ケースと、 前記表示モジュールと前記外装ケースとの間に設けられ
   たカラーフィルターを備えることを特徴とするカラー液
   晶表示装置。
2. 【請求項２】 前記外装ケースと前記カラーフィルター
   の間に表示枠が配置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。
3. 【請求項３】 前記カラーフィルターが前記表示枠と一
   体となっていることを特徴とする請求項２記載のカラー
   液晶表示装置。
4. 【請求項４】 前記表示枠が前記外装ケースと一体とな
   っていることを特徴とする請求項２または請求項３のい
   ずれか１項に記載のカラー液晶表示装置。
5. 【請求項５】 散乱型液晶層と前記散乱型液晶層の背後
   に設けられた反射層とを有する液晶表示パネルと、回路
   ブロックと、電池とを支持枠部材に収納した表示モジュ
   ールと、 前記表示モジュールを収納する外装ケースとを備えると
   ともに、 前記外装ケースがカラーフィルターと一体となった開口
   部を有することを特徴とするカラー液晶表示装置。
6. 【請求項６】 散乱型液晶層と前記散乱型液晶層の背後
   に設けられた反射層とを有する液晶表示パネルと、回路
   ブロックと、電池とを支持枠部材に収納した表示モジュ
   ールと、 前記表示モジュールを収納する外装ケースとを備えると
   ともに、 前記外装ケースの透明開口部の外側に、取り外し可能な
   状態でカラーフィルターが設置されていることを特徴と
   するカラー液晶表示装置。
7. 【請求項７】 前記カラーフィルターが、温度変化にと
   もない透過色が変化する機能、または、ホログラムの再
   生機能、または、光の吸収により着色が変化機能、のい
   ずれかを有する機能性カラーフィルターであることを特
   徴とする請求項１〜６のうちいずれか１項に記載のカラ
   ー液晶表示装置。
8. 【請求項８】 前記液晶表示パネルの基板側面から照明
   用の光を入射させる光源を配置したことを特徴とする請
   求項１〜７のうちいずれか１項に記載のカラー液晶表示
   装置。
9. 【請求項９】 表示モジュールを収納する外装ケース
   と、外装ケースに表示枠を落とし込む工程と、その上か
   らカラーフィルターを落とし込む工程と、表示モジュー
   ルをバネ部材を介して前記外装ケースに固定する工程
   と、を備えることを特徴とするカラー液晶表示装置の製
   造方法。