JP2011112793A - 積層型表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 黒表示の色偏りが抑制された積層型表示装置を提供する。
【解決手段】 積層型表示装置は、互いに異なる反射色を呈する複数の表示素子を備え、複数の表示素子は、それぞれ、異なる分光特性を有する透明電極を具備している。異なる分光特性を有する複数の表示素子の透明電極は、互いに異なる電気抵抗値を有していてもよい。異なる分光特性を有する複数の表示素子のうち、視感度の高い表示素子の透明電極の電気抵抗は、視感度の低い表示素子の透明電極の電気抵抗に比較して低くてもよい。
【選択図】 図２

Description

本発明は、積層型表示装置に関する。

近年、各企業および大学などにおいて、電子ペーパーの開発が盛んに進められている。電子ペーパーの利用が期待されている応用分野として、電子書籍を筆頭に、モバイル端末機器のサブディスプレイやＩＣカードの表示部など、多様な応用形態が提案されている。電子ペーパーの有力な方式の１つに、コレステリック液晶がある。コレステリック液晶は、半永久的な表示保持（メモリ性）や鮮やかなカラー表示、高コントラスト、高解像度といった優れた特徴を有している。

コレステリック液晶は、カイラルネマティック液晶とも称されることがあり、ネマティック液晶にキラル性の添加剤（カイラル材）を比較的多く（数十％）添加することにより、ネマティック液晶の分子がらせん状のコレステリック相を形成する液晶である。コレステリック液晶表示装置は、この液晶分子の配向状態を利用して表示を行う。

図１２（ａ）および図１２（ｂ）は、コレステリック液晶の状態を説明する図である。図１２（ａ）および図１２（ｂ）を参照して、コレステリック液晶を利用した表示素子は、上側基板１１０と、コレステリック液晶層１２０と、下側基板１３０と、を有する。コレステリック液晶には、図１２（ａ）のように入射光を反射するプレーナ状態と、図１２（ｂ）の入射光を透過するフォーカルコニック状態と、がある。これらの状態は、無電界下でも安定してその状態が保持される。

プレーナ状態の時には、液晶分子のらせんピッチに応じた波長の光を反射する。反射が最大となる波長λは、液晶の平均屈折率ｎ、らせんピッチｐから次の式で表される。
λ＝ｎ・ｐ
一方、反射帯域Δλは、液晶の屈折率異方性Δｎにより大きく異なる。

プレーナ状態の時には、入射光が反射するので「明」状態、すなわち白を表示することができる。一方、フォーカルコニック状態の時には、下側基板１３の下に光吸収層を設けることにより、液晶層を透過した光が吸収されるので「暗」状態、すなわち黒を表示することができる。

次に、コレステリック液晶を利用した表示素子の駆動方法を説明する。電極間に所定の高電圧（例えば±３６Ｖ）を印加して、コレステリック液晶中に相対的に強い電界を発生させると、液晶分子のらせん構造は完全にほどけて、すべての分子が電界の方向に従うホメオトロピック状態になる。次に、液晶分子がホメオトロピック状態の時に、印加電圧を高電圧から所定の低電圧（例えば±４Ｖ以内）に急激に低下させて、液晶中の電界を急激にほぼゼロにすると、液晶のらせん軸は電極に垂直になり、らせんピッチに応じた光を選択的に反射するプレーナ状態になる。

一方、電極間に所定の低電圧（例えば±２４Ｖ）を印加して、コレステリック液晶中の相対的に弱い電界を発生させると、液晶分子のらせん構造が完全には解けない状態になる。この状態において、印加電圧を急激に低下させて、液晶中の電界を急激にほぼゼロにするか、あるいは強い電界を印加して緩やかに電界を除去した場合は、液晶分子のらせん軸が電極に平行になり、入射光を透過するフォーカルコニック状態になる。また、中間的な強さの電界を印加して、急激に電界を除去すると、プレーナ状態とフォーカルコニック状態が混在し、中間調の表示が可能となる。

以上説明した電圧応答特性に基づく駆動方法の原理について説明する。図１３（ａ）、図１３（ｃ）および図１３（ｅ）は、電圧パルスの波形を示す。図１３（ｂ）、図１３（ｄ）および図１３（ｆ）は、図１３（ａ）、図１３（ｃ）および図１３（ｅ）の電圧パルスをそれぞれ印加した時のパルス応答特性を示す。図１３（ａ）は、電圧値が±３６Ｖで、パルス幅が数十ｍｓの電圧パルスを示す。図１３（ｃ）は、オン（ＯＮ）時の電圧値が±２０Ｖで、オフ（ＯＦＦ）時の電圧値が±１０Ｖで、パルス幅が２ｍｓの電圧パルスを示す。図１３（ｅ）は、オン（ＯＮ）時の電圧値が±２０Ｖで、オフ（ＯＦＦ）時の電圧値が±１０Ｖで、パルス幅が１ｍｓの電圧パルスを示す。図１３（ｂ）、図１３（ｄ）および図１３（ｆ）において、横軸は電圧（Ｖ）を表し、縦軸は反射率（％）を表す。ここで使用する電圧パルスは、液晶の駆動パルスとしてよく知られているように、イオン分極などによる液晶の劣化を防止するために、正極性と負極性のパルスを組み合わせている。

図１３（ａ）および図１３（ｂ）を参照して、パルス幅が大きい場合には、初期状態がプレーナ状態だと、電圧をある範囲に上げると、フォーカルコニック状態となり、さらに電圧を上げると、再度プレーナ状態となる。初期状態がフォーカルコニック状態だと、パルス電圧を上げるにつれて次第にプレーナ状態になる。

パルス幅が大きい場合に、初期状態がプレーナ状態とフォーカルコニック状態のいずれでも必ずプレーナ状態になるパルス電圧は、図１３（ｂ）では±３６Ｖである。また、この中間のパルス電圧では、プレーナ状態とフォーカルコニック状態が混在した状態になり、中間調が得られる。

一方、図１３（ｃ）および図１３（ｄ）を参照して、パルス幅が２ｍｓの場合には、初期状態がプレーナ状態では、パルス電圧が±１０Ｖでは反射率は変化しないが、それ以上大きな電圧になるとプレーナ状態とフォーカルコニック状態が混在した状態になり、反射率が低下する。反射率の低下量は電圧が大きくなるに従って大きくなるが、±３６Ｖよりさらに大きな電圧になると反射率の低下量は一定となる。これは、初期状態がプレーナ状態とフォーカルコニック状態が混在した状態でも同じである。従って、初期状態がプレーナ状態である場合に、パルス幅が２ｍｓでパルス電圧が±２０Ｖの電圧パルスを１回印加すると、反射率はある程度低下する。このようにしてプレーナ状態とフォーカルコニック状態が混在した状態で反射率が少し低下した状態で、パルス幅が２ｍｓでパルス電圧が±２０Ｖの電圧パルスをさらに印加すると、反射率はさらに低下する。これを繰り返すと、反射率は所定値まで低下する。

図１３（ｅ）および図１３（ｆ）を参照して、パルス幅が１ｍｓの場合には、パルス幅が２ｍｓの場合と同様に、電圧パルスを印加することにより反射率が低下するが、反射率の低下具合はパルス幅が２ｍｓの場合と比べて小さい。

以上のことから、数十ｍｓのパルス幅で３６Ｖのパルスを印加すればプレーナ状態になり、２ｍｓ程度のパルス幅で十数Ｖから２０Ｖ程度のパルスを印加すればプレーナ状態からプレーナ状態とフォーカルコニック状態が混在した状態になって反射率が低下し、反射率の低下量は、パルスの累積時間に関係すると考えられる。

コレステリック液晶は、ドットマトリクスで駆動する場合、一般の液晶と同様に、液晶材料の劣化を抑制するために駆動波形は交流とすることが好ましい。図１４は、この電圧応答性を実駆動に展開した例を説明するための図である。例えば、全画素を±３６Ｖでプレーナ状態に初期化した後、アルファベットの「Ｆ」を描画している途中の模式図である。

図中の選択ラインのうち、黒く描画された画素は「全選択」に該当し、図１４の±２０Ｖ相当の電圧が印加される。また、選択ラインのうち白を保持した画素は、「半選択」に該当し、図１４の±１０Ｖ相当の電圧が印加される。残りの非選択ラインは半選択よりも更に低い電圧が印加されるため、白が保持される。

特開２００２−００６２９７号公報

例えば、特許文献１に、コレステリック液晶を用いた液晶光変調素子が開示されている。しかしながら、特許文献１の技術では、同一の電気抵抗および厚みの単パネルを積層している。この場合、黒表示の色偏りが生じてしまう。

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、黒表示の色偏りが抑制された積層型表示装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、明細書開示の積層型表示装置は、互いに異なる反射色を呈する複数の表示素子を備え、複数の表示素子は、それぞれ、異なる分光特性を有する透明電極を具備しているものである。

明細書開示の積層型表示装置によれば、黒表示の色偏りを抑制することができる。

実施例１に係る積層型の表示装置に含まれる表示素子の模式的断面図である。 本実施例に係る表示装置の構成を説明するための図である。 駆動回路の全体構成を説明するためのブロック図である。 透明電極を塗布したフィルム基板における、透明電極の膜厚と透過スペクトルとの関係を説明するための図である。 図４の透過スペクトルを基に、透明電極の反射成分を大まかに算定したものを説明するための図である。 透明電極の膜厚と電気抵抗との関係を説明するための図である。 透明電極の電気抵抗と駆動波形なまりとの関係をシミュレーションした結果を説明するための図である。 実施例に係る表示装置の具体例を説明するための図である。 実施例１と比較例１，２との比較結果を説明するための図である。 （ａ）は実施例１および比較例１，２における黒表示の反射スペクトルを説明するための図であり、（ｂ）は実施例１および比較例１，２におけるｘｙ色度を説明するための図であり、（ｃ）は実施例１および比較例１，２におけるコントラストを説明するための図である。 実施例２に係る表示装置の構成を説明するための図である。 コレステリック液晶の状態を説明する図である。 電圧パルスの波形およびパルス応答特性を説明する図である。 電圧応答性を実駆動に展開した例を説明する図である。

以下、図面を参照しつつ、実施例について説明する。

図１は、実施例１に係る積層型の表示装置１００に含まれる表示素子１０の模式的断面図である。図１を参照して、表示素子１０は、上側基板１１と、上側基板１１の下側に設けられた上側電極１４と、下側基板１３と、下側基板１３の上側に設けられた下側電極１５と、シール材１６と、を含んでいる。また、光を入射させる側とは反対側の下側基板１３の下（外面）には、必要に応じて可視光吸収層１７が設けられている。

上側基板１１と下側基板１３とは、電極が対向するように配置され、間に液晶層１２を封入した後にシール材１６で封止される。なお、液晶層１２内にスペーサが配置されていてもよい。上側電極１４および下側電極１５には、駆動回路１８から電圧パルス信号が印加され、それにより液晶層１２に電圧が印加される。液晶層１２は、コレステリック相を示すコレステリック液晶組成物であり、液晶層１２に電圧を印加して、液晶層１２の液晶分子をプレーナ状態またはフォーカルコニック状態にして表示を行う。

上側基板１１および下側基板１３は、いずれも透光性を有しているが、下側基板１３は不透光性でもよい。透光性を有する基板としては、ガラス基板があるが、ガラス基板以外にも、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やＰＣ（ポリカーボネート）などのフィルム基板を使用してもよい。

上側電極１４および下側電極１５は、透明電極である。この透明電極として、例えば、インジウム錫酸化物(ＩＴＯ：Indium Tin Oxide)が代表的であるが、その他インジウム亜鉛酸化物(ＩＺＯ：Indium Zinc Oxide)などの透明導電膜を使用することができる。また、これらの無機材料のほか、有機材料を用いた透明電極も近年出現してきている。

上側電極１４は、上側基板１１上に互いに平行な複数の帯状の上側透明電極として形成されている。下側電極１５は、下側基板１３上に互いに平行な複数の帯状の下側透明電極として形成されている。上側基板１１および下側基板１３は、基板に垂直な方向から見た場合に、上側電極と下側電極が交差するように配置され、交差部分に画素が形成されている。

電極上には絶縁性のある薄膜が形成されている。この薄膜が厚いと、駆動電圧を高くする必要があり、ＳＴＮ用などの汎用ドライバで駆動回路を構成するのが難しくなる。逆に、薄膜がないと、リーク電流が増加するため、消費電力が増大するという問題を生じる。なお、薄膜の比誘電率は約５であって液晶の比誘電率よりもかなり低いため、薄膜の厚さは約０．３μｍ以下とするのが好ましい。なお、この絶縁性薄膜は、ＳｉＯ_２の薄膜、あるいは配向安定化膜として知られているポリイミド樹脂、アクリル樹脂などの有機膜で実現できる。

なお、上側基板１１と下側基板１３との間に、基板間ギャップを均一化するために、スペーサが設けられていてもよい。スペーサとして、樹脂製または無機酸化物製の球体を用いることができる。また、表面に熱可塑性の樹脂がコーティングされた固着スペーサを用いることもできる。スペーサによって形成されるセルギャップは、４μｍ〜６μｍ程度であることが好ましい。この範囲よりも小さいと、反射率が低下して表示が暗くなり、高いしきい値急峻性を期待しにくくなる。一方、この範囲よりも大きいと高いしきい値急峻性を確保できるが、駆動電圧が上昇して汎用部品による駆動が困難になる。

液晶層１２を構成するコレステリック液晶は、ネマティック液晶混合物にカイラル材を１０ｗｔ％〜４０ｗｔ％添加して形成されている。カイラル材の添加率はネマティック液晶成分とカイラル材との合計量を１００ｗｔ％としたときの値である。ネマティック液晶としては従来公知の各種のものを用いることができるが、液晶層１２の駆動電圧を比較的低くするには、誘電率異方性Δεが１５≦Δε≦２５であることが好ましい。誘電率異方性Δεがこの範囲より大きいと液晶層１２の駆動電圧自体は低くなるが比抵抗が小さくなる。このため、特に高温時に、表示素子１０の消費電力が増大してしまうため好ましくない。また、コレステリック液晶の屈折率異方性Δｎの値は、０．１８≦Δｎ≦０．２６であることが好ましい。屈折率異方性Δｎがこの範囲より小さいと、プレーナ状態での各液晶層１２の反射率が低くなり、この範囲より大きいと、液晶層１２はフォーカルコニック状態での散乱反射が大きくなるほか、粘度も高くなり、応答速度が低下する。

図２は、本実施例に係る表示装置１００の構成を説明するための図である。図２を参照して、表示装置１００は、青（ブルー）の反射色を呈する表示素子１０Ｂ、緑（グリーン）の反射色を呈する表示素子１０Ｇ、および、赤（レッド）の反射色を呈する表示素子１０Ｒのパネル素子が積層された構造を有する。表示素子１０Ｒの下側には可視光吸収層１７が設けられている。

３枚の表示素子１０Ｂ，１０Ｇ，１０Ｒは、図１の表示素子と同様の構成を有するが、波長特性が異なっている。表示素子１０Ｂの液晶材料、カイラル材、およびカイラル材の含有率は、反射の中心波長が青色（約４８０ｎｍ）になるように選択される。表示素子１０Ｇの液晶材料、カイラル材、およびカイラル材の含有率は、反射の中心波長が緑色（約５５０ｎｍ）になるように選択される。表示素子１０Ｒの液晶材料、カイラル材、およびカイラル材の含有率は、反射の中心波長が赤色（約６３０ｎｍ）になるように選択される。表示素子１０Ｂ，１０Ｇ，１０Ｒは、ブルー層用の駆動回路１８Ｂ、グリーン層用の駆動回路１８Ｇおよびレッド層用の駆動回路１８Ｒによって、それぞれ駆動される。

図３は、駆動回路１８の全体構成を説明するためのブロック図である。図３においては、一例として、表示素子１０が、Ａ４判ＸＧＡ仕様で、１０２４×７６８画素を有する場合を表わしている。駆動回路１８は、電源２１、昇圧部２２、電圧切替部２３、電圧安定部２４、源振クロック部２５、分周部２６、制御回路２７、コモンドライバ２８およびセグメントドライバ２９を含む。

電源２１は、例えば３Ｖ〜５Ｖの電圧を出力する。昇圧部２２は、ＤＣ−ＤＣコンバータなどのレギュレータにより、電源２１からの入力電圧を３６Ｖ〜４０Ｖに昇圧する。この昇圧レギュレータは、専用ＩＣが広く使用されており、そのＩＣにはフィードバック電圧を設定することにより、昇圧電圧を調整する機能を有している。従って、抵抗による分圧などにより生成した複数の電圧を選択してフィードバック端子に供給するように構成することで、昇圧電圧を変化させることが可能である。

電圧切替部２３は、抵抗分割などにより各種の電圧を生成する。電圧切替部２３におけるリセット電圧と階調書込み電圧のスイッチングには、高耐圧のアナログスイッチを用いてもよいが、トランジスタによる単純なスイッチング回路を使用することも可能である。電圧安定部２４は、電圧切替部２３から供給される各種の電圧を安定化させるために、オペアンプのボルテージフォロア回路を使用することが望ましい。オペアンプは、容量性負荷に対して強い特性を有するものを使用するのが望ましい。なお、オペアンプに接続する抵抗を切り替えることにより増幅率を切り替える構成が広く知られている。したがって、この構成を使用すれば、電圧安定部２４から出力する電圧を容易に切り替えることが可能である。

源振クロック部２５は、動作の基本となる基本クロックを発生する。分周部２６は、基本クロックを分周して、後述する動作に必要な各種クロックを生成する。制御回路２７は、基本クロック、各種クロックおよび画像データＤに基づいて制御信号を生成して、コモンドライバ２８およびセグメントドライバ２９に送信する。

コモンドライバ２８は７６８本のスキャンラインを駆動し、セグメントドライバ２９は１０２４本のデータラインを駆動する。ＲＧＢの各画素に与える画像データが異なるため、セグメントドライバ２９は各データラインを独立して駆動する。コモンドライバ２８は、ＲＧＢのラインを共通に駆動する。本実施例では、ドライバＩＣとして、汎用の２値出力のＳＴＮドライバを使用した。ドライバＩＣとして、様々なものが使用可能である。

セグメントドライバ２９へ入力する画像データは、フルカラーの原画像を誤差拡散法によりＲＧＢ各１６階調の４０９６色のデータに変換した、４ビットのデータＤ０−Ｄ３である。この階調変換として、高い表示品質を得られる方法が好ましく、誤差拡散法のほかにブルーノイズマスク法などが使用できる。また、階調変換の前後に、コントラスト強調処理などの画質向上処理を行うこともできる。

ここで、透明電極の膜厚と分光特性との関係について説明する。図４は、透明電極の膜厚と透過スペクトルとの関係を説明するための図である。図４においては、透明電極に同じ材料を用いた場合を表している。図４を参照して、膜厚が変化するにつれて、透過スペクトルが変化する。一方、透過しない光は、透明電極自体または他の部材で吸収あるいは反射される。吸収される光は、主として短波長側（ブルー側）の光である。反射されて黒表示の場合に視認される光は、主として長波長側（レッド側）の光である。

図５は、図４の透過スペクトルを基に、透明電極の反射成分を大まかに算定したものを説明するための図である。図５においては、短波長側の光をカットして、中波長〜長波長側の光を比較しやすくしてある。図５を参照して、膜厚が４０ｎｍ〜６０ｎｍである場合、反射成分は５８０ｎｍ前後にピークを有している。したがって、この場合の反射成分は、グレーン寄りの色味を有していることがわかる。次に、膜厚が８０ｎｍ〜１３０ｎｍである場合、反射成分のピークは、６８０ｎｍ前後にシフトする。したがって、この場合の反射成分の色味は、レッド寄りにシフトすることがわかる。膜厚が１５０ｎｍとさらに厚くなると、長波長側のピークが消失する。以上のことから、透明電極の膜厚および反射成分のピーク波長は周期性を有しており、ピーク波長は膜厚の増加に伴って繰り返しシフトする。

なお、図４および図５で説明した反射成分は、透明電極が１層のみの場合の例である。３層積層パネルの場合においては透明電極が最多で６層になるため、透明電極によって反射される色味がより顕著になる。

一般的に、表示の明るさを損ねないように、視感度が最も高いグリーン領域の透過率がピークになるように、全ての透明電極の膜厚が選定される。しかしながら、この場合、上述したように、反射成分の色身がレッド寄りにシフトすることから、黒表示の赤浮きが強く出現する傾向にある。

そこで、本実施例においては、表示素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂのうち少なくとも２つの表示素子の透明電極が互いに異なる分光特性を有するように、各透明電極の膜厚を選定する。具体的には、少なくとも２つの表示素子の透明電極の反射スペクトルのピーク波長に差を設ける。この場合、反射スペクトルのピーク波長が分散する。それにより、各反射スペクトルの色味が異なる。その結果、黒表示の色偏りが抑制される。

具体的には、いずれかの表示素子の上側電極１４および下側電極１５の膜厚をそれぞれ４０ｎｍ〜６０ｎｍ程度に設定し、他の表示素子の上側電極１４および下側電極１５の膜厚をそれぞれ１１０ｎｍ〜１３０ｎｍ程度に設定する。それにより、反射スペクトルのピーク波長に差を設けることができる。

なお、色偏りをより抑制して理想的な無彩色を実現するためには、上記反射スペクトルのピーク波長差が、可視光領域で５０ｎｍ以上であることが好ましく、１００ｎｍ以上であることがより好ましい。５０ｎｍ未満だと、同一あるいは類似した色相になるため、色偏りの低減効果はほぼなくなるからである。

ここで、透明電極の材料を統一している場合、透明電極の膜厚を変えることによって電気抵抗も変化する。透明電極の電気抵抗が高くなると、波形なまりが大きくなる傾向となる。以下、透明電極の膜厚と電気抵抗との関係について説明する。図６は、透明電極の膜厚と電気抵抗との関係を説明するための図である。図６を参照して、膜厚が大きくなるにつれて、電気抵抗が小さくなる。電気抵抗が小さくなると、駆動波形のなまりが小さくなるが、コストが増加する。一方、膜厚を小さくして電気抵抗を大きくすると、コストが低下するが、駆動波形のなまりが大きくなる。

図７（ａ）および図７（ｂ）は、透明電極の電気抵抗と駆動波形なまりとの関係をシミュレーションした結果を説明するための図である。図７（ａ）は、シート抵抗が２００Ω／ｃｍ^２の透明電極における駆動波形なまりを表しており、図７（ｂ）は、シート抵抗が３０Ω／ｃｍ^２の透明電極における駆動波形なまりを表している。

図７（ａ）および図７（ｂ）において、駆動波形のなまりはＣＲ時定数と等価であり、入力波形は理想的な矩形パルスである。シート抵抗が２００Ω／ｃｍ^２の透明電極においては、シート抵抗が３０Ω／ｃｍ^２の透明電極に比較して、パルスの立ち上がりおよび立ち下がりの両方とも大きくなっている。この波形なまりは、駆動回路から遠いまたは駆動パルスのパルス幅が狭いほど、液晶の応答特性に強く影響を及ぼす。駆動回路から遠い画素については、駆動回路から画素までの電気抵抗値が大きくなるため、ＣＲ時定数が大きくなる。その結果、波形なまりが大きくなって、液晶の応答が鈍化する。したがって、駆動回路から近い画素に比較して、コントラストが低くなる。

そこで、本実施例においては、視感度の高い色の表示素子の透明電極の電気抵抗を低く設定し、視感度の低い色の表示素子の透明電極の電気抵抗を高く設定する。

図８は、本実施例に係る表示装置１００の具体例を説明するための図である。ＲＧＢのうちグリーンの視感度が最も高いため、表示素子１０Ｇにおいては、波形なまりに起因する表示ムラが目立ちやすい。一方で、レッドおよびブルーはグリーンよりも視感度が低いため、表示素子１０Ｒ，１０Ｂにおいては、波形なまりに起因する表示ムラが目立ちにくい。

そこで、図８を参照して、表示素子１０Ｇの上側電極１４および下側電極１５の電気抵抗を表示素子１０Ｂ，１０Ｒの上側電極１４および下側電極１５の電気抵抗よりも低く設定する。例えば、透明電極の電気抵抗を、ブルー層＞レッド層＞グリーン層、ブルー層≧レッド層＞グリーン層、または、ブルー層＞レッド層≧グリーン層とする。

一例として、表示素子１０Ｇの上側電極１４および下側電極１５のシート抵抗を３０Ω／ｃｍ^２とし、表示素子１０Ｂ，１０Ｒの上側電極１４および下側電極１５のシート抵抗を２００Ω／ｃｍ^２とする。なお、上側電極１４および下側電極１５は、いずれの表示素子においても同じ面積を有している。したがって、本明細書中において、３０Ω／ｃｍ^２の透明電極と２００Ω／ｃｍ^２の透明電極との電気抵抗比は、３０：２００となる。

また、各表示素子の分光特性を異ならせるために、表示素子１０Ｇの上側電極１４および下側電極１５の膜厚を１１０ｎｍ〜１３０ｎｍ程度に設定し、表示素子１０Ｂ，１０Ｒの上側電極１４および下側電極１５の膜厚を４０ｎｍ〜６０ｎｍ程度に設定する。この場合、図５で説明したように、反射スペクトルの波長ピークに差を生じさせることができる。

図９（ａ）〜図９（ｃ）は、本実施例と比較例１，２との比較結果を説明するための図である。図９（ａ）は、比較例１に係る表示装置の表示結果を説明するための図である。図９（ｂ）は、比較例２に係る表示装置の表示結果を説明するための図である。図９（ｃ）は、本実施例に係る表示装置の表示結果を説明するための図である。

比較例１に係る表示装置においては、３層の表示素子の上側電極および下側電極のシート抵抗を３０Ω／ｃｍ^２で統一し、膜厚を１１０ｎｍ〜１３０ｎｍ程度で統一した。比較例２に係る表示装置においては、３層の表示素子の上側電極および下側電極のシート抵抗を２００Ω／ｃｍ^２で統一し、膜厚を４０ｎｍ〜６０ｎｍで統一した。

図９（ａ）を参照して、全ての透明電極の電気抵抗を低くすると、波形なまりが小さくなって駆動回路からの距離に起因する表示ムラはほとんど生じなかった。しかしながら、各透明電極の膜厚が一定で各表示素子の分光特性に差が生じていないため、黒表示に色偏り（赤浮き等）が生じた。図９（ｂ）を参照して、全ての透明電極の電気抵抗を大きくすると、波形なまりが大きくなって駆動回路からの距離に起因する表示ムラが生じた。また、各透明電極の膜厚が一定で各表示素子の分光特性に差が生じていないため、黒表示の色偏り（緑浮き等）が生じた。

これらに対して、本実施例においては、表示素子１０Ｂ，１０Ｒにおいては高抵抗に起因して波形なまりが相対的に大きくなるが、ブルーおよびレッドの視感度が低いことから、表示ムラが目立たなくなった。また、表示素子１０Ｇにおいては低抵抗に起因して波形なまりが小さくなることによって、表示ムラが小さくなった。また、表示素子１０Ｇにおいては表示素子１０Ｂ，１０Ｒと異なる分光特性の透明電極を用いているため、黒表示の色偏りを抑制することができた。このように、本実施例においては、表示ムラと色偏りとのトレードオフを解消することができる。さらに、全ての透明電極の抵抗を低くする場合に比較してコストを低下させることができる。

図１０（ａ）は、実施例１および比較例１，２における黒表示の反射スペクトルを説明するための図である。図１０（ｂ）は、実施例１および比較例１，２におけるｘｙ色度を説明するための図である。図１０（ｃ）は、実施例１および比較例１，２におけるコントラストを説明するための図である。図１０（ａ）において、横軸は反射スペクトルの波長を表し、縦軸は反射率を表す。図１０（ｂ）において、横軸はｘ色度を表し、縦軸はｙ色度を表す。なお、ｘ色度が大きいほど赤色に近づき、ｘ色度が小さいほど青色に近づく。また、ｙ色度が大きいほど緑色に近づき、ｙ色度が小さいほど紫色に近づく。図１０（ｃ）において、縦軸はコントラストを表す。

図１０（ａ）を参照して、各構成に応じて、反射スペクトルは変化する。比較例１においては、長波長側の反射率が高いため、赤浮きが目立つことがわかる。比較例２においては、短〜中波長側の反射率が高く長波長側の反射率が低くなっているため緑浮きが目立つことがわかる。これらに対して、実施例１においては、反射率が平坦化されている。したがって、実施例１においては、黒表示の色偏りが抑制されていることがわかる。

次に、図１０（ｂ）を参照して、白色の色温度が描かれている。ここで、色温度が高くなるほど、青っぽい色が呈される。一般的に白色の色温度は６５００Ｋ以上であることが好まれている。したがって、実際の白色も、６５００Ｋ以上のｘｙ色度になるように設計されている。ここで、白色と黒色との間において、ｘｙ色度が離れない方が好ましい。比較例１に係る表示素子においては、白色の色温度の軌跡から離れている。比較例２に係る表示素子においては、色温度が低くなっている。これらに比較して、実施例１に係る表示素子においては、色温度が高くなっているとともに、白色の色温度の軌跡と近くなっている。以上のことから、本実施例に係る表示素子においては、好ましい黒色が実現可能である。

図１０（ｃ）を参照して、比較例２においてはコントラストが低くなったのに対して、比較例１および実施例１においてはコントラストが高く維持された。

本実施例によれば、複数の表示素子のうち少なくとも２つの表示素子の分光特性を異ならせることによって、黒表示の色偏りを抑制することができる。また、視感度の高い表示素子の透明電極の電気抵抗を低く設定し、視感度の低い表示素子の透明電極の電気抵抗を高く設定することによって、表示ムラを抑制することができる。

なお、階調数が多いほど駆動パルスが微細になって、波形なまりの影響が大きくなる。そのため、表示素子１０Ｂの階調数を減らして駆動パルス幅を広くすることによって、波形なまりの影響を抑制することができる。ブルーの視感度は低いため、階調数を減らしても知覚されにくい。そこで、例えば、表示素子１０Ｇの階調数を６４階調とする場合に、視感度が低い表示素子１０Ｒを３２階調とし、さらに視感度が低い表示素子１０Ｂを１６階調としてもよい。その他にも、表示階調数を、ブルー層＜レッド層＜グリーン層、ブルー層≦レッド層＜グリーン層、または、ブルー層＜レッド層≦グリーン層とすることができる。

また、透明電極の電気抵抗の絶対値は、パネルサイズと密接に関係している。パネルサイズが大きいほど、液晶層の静電容量が大きくなるため、小さなＣＲ時定数を確保するためには、透明電極の電気抵抗を小さくすることが好ましい。一方で、パネルサイズが小さいと、液晶層の静電容量が小さくなるため、透明電極の電気抵抗を比較的高くすることは許容される。例えば、透明電極の実用範囲はシート抵抗１０〜１０００Ω／ｃｍ^２であり、この範囲で適切な透明電極を組み合わせることが好ましい。

実施例１においては、各表示素子において、上側電極層の電気抵抗と下側電極層の電気抵抗とを等しくしていたが、それに限られない。例えば、各表示素子において上側電極の電気抵抗と下側電極の電気抵抗とを異ならせてもよい。

図１１は、実施例２に係る表示装置１０１の構成を説明するための図である。表示装置１０１が図２の表示装置１００と異なる点は、各表示素子の上側電極および下側電極の電気抵抗値である。本実施例においては、表示素子１０Ｂにおいては、上側電極１４のシート抵抗を２００Ω／ｃｍ^２にするとともに膜厚を４０ｎｍ〜６０ｎｍとし、下側電極１５のシート抵抗を３０Ω／ｃｍ^２にするとともに膜厚を１１０ｎｍ〜１３０ｎｍとする。表示素子１０Ｒにおいては、上側電極１４のシート抵抗を２００Ω／ｃｍ^２にするとともに膜厚を４０ｎｍ〜６０ｎｍとし、下側電極１５のシート抵抗を３０Ω／ｃｍ^２にするとともに膜厚を１１０ｎｍ〜１３０ｎｍとする。表示素子１０Ｇにおいては、上側電極１４および下側電極１５の両方のシート抵抗を３０Ω／ｃｍ^２にするとともに膜厚を１１０ｎｍ〜１３０ｎｍとする。

この場合においても、表示素子１０Ｇにおいて表示素子１０Ｂ，１０Ｒと異なる分光特性の透明電極を用いているため、黒表示の色偏りを抑制することができる。また、表示素子１０Ｂ，１０Ｒにおいては高抵抗に起因して波形なまりが相対的に大きくなるが、ブルーおよびレッドの視感度が低いことから、表示ムラが目立たなくなる。また、表示素子１０Ｇにおいては低抵抗に起因して波形なまりが小さくなることによって、表示ムラが小さくなる。このように、本実施例においても、表示ムラと色偏りとのトレードオフを解消することができる。さらに、全ての透明電極の抵抗を低くする場合に比較してコストを低下させることができる。

なお、上記各実施例においてはＲＧＢの３層構造について説明したが、それに限られない。例えば、ＢＹ（ブルー、イエロー）の２層構造等の他の積層構造にも適用可能である。その場合においても、積層された複数の表示素子のうち、少なくとも２つの表示素子の透明電極が互いに異なる分光特性を有していることによって、黒色偏りを抑制することができる。また、視感度の高い色（イエロー）の表示素子の透明電極の電気抵抗を低くし、視感度の低い色（ブルー）の表示素子の透明電極の電気抵抗を高くすることによって、表示ムラを抑制することができる。

また、上記各実施例においては、透明電極の膜厚を変化させることによって反射スペクトルのピーク波長を変化させていたが、それに限られない。例えば、屈折率が大きく異なる材料など、透明電極の種類を選択することによって、反射スペクトルのピーク波長を変化させることができる。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１０ 表示素子
１１ 上側基板
１２ 液晶層
１３ 下側基板
１４ 上側電極
１５ 下側電極
１６ シール材
１７ 可視光吸収層
１８ 駆動回路
１００ 表示装置

Claims (9)

1. 互いに異なる反射色を呈する複数の表示素子を備え、
   前記複数の表示素子は、それぞれ、異なる分光特性を有する透明電極を具備していることを特徴とする積層型表示装置。
2. 前記各表示素子の透明電極の膜厚が互いに異なることを特徴とする請求項１記載の積層型表示装置。
3. 前記異なる分光特性とは、反射スペクトルのピーク波長差が、５０ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１または２記載の積層型表示装置。
4. 前記異なる分光特性を有する複数の表示素子の透明電極は、互いに異なる電気抵抗値を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の積層型表示装置。
5. 前記異なる分光特性を有する複数の表示素子のうち、視感度の高い表示素子の透明電極の電気抵抗は、視感度の低い表示素子の透明電極の電気抵抗に比較して低いことを特徴とする請求項４記載の積層型表示装置。
6. 前記積層型表示装置は、レッド、グリーン、およびブルーの３層の表示素子が積層された積層構造を有し、
   前記透明電極の電気抵抗は、ブルー層＞レッド層＞グリーン層、ブルー層≧レッド層＞グリーン層、または、ブルー層＞レッド層≧グリーン層の関係を有することを特徴とする請求項４または５記載の積層型表示装置。
7. 前記複数の表示素子において、電気抵抗の高い透明電極を有する表示素子の表示階調数は、電気抵抗の低い透明電極を有する表示素子に比較して、少ないことを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の積層型表示装置。
8. 前記積層型表示装置は、レッド、グリーン、およびブルーの３層の表示素子が積層された積層構造を有し、
   前記表示階調数は、ブルー層＜レッド層＜グリーン層、ブルー層≦レッド層＜グリーン層、または、ブルー層＜レッド層≦グリーン層の関係を有することを特徴とする請求項７記載の積層型表示装置。
9. 前記表示素子は、コレステリック液晶を用いた表示素子であることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の積層型表示装置。

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