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JP3292809B2 - カラー液晶表示素子 - Google Patents

カラー液晶表示素子

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JP3292809B2
JP3292809B2 JP25259596A JP25259596A JP3292809B2 JP 3292809 B2 JP3292809 B2 JP 3292809B2 JP 25259596 A JP25259596 A JP 25259596A JP 25259596 A JP25259596 A JP 25259596A JP 3292809 B2 JP3292809 B2 JP 3292809B2
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liquid crystal
film
color
display
crystal display
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浩明 水野
晋吾 藤田
鉄 小川
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Panasonic Holdings Corp
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Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、カラー液晶表示素
子に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の着色した表示が得られるカラー液
晶表示素子は、カラーフィルタを備えた液晶セルとこの
液晶セルを挟んで配置された一対の偏光フィルムからな
っている。カラーフィルタは上記液晶セルの一方の基板
に設けられており、基板上にカラーフィルターさらにそ
の上に透明電極が形成される。この液晶セルに電圧を印
加することで、液晶分子の配向状態を変化させることで
各カラーフィルタごとの光の透過率を変化させカラー表
示を行っている。
【０００３】また、カラーフィルタを用いずに液晶セル
のツイスト配向したネマティック液晶層の複屈折と偏光
フィルムによって着色表示を行うカラー液晶表示装置
（特開平６−３０８４８１号公報）や、液晶層と位相差
フィルムの複屈折も利用するカラー液晶表示装置（特開
平６−１７５１２５号公報、特開平６−３０１００６号
公報）が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】カラーフィルタを用い
たカラー液晶表示パネルは、カラーフィルタによる特定
波長の光の吸収により着色光を得るものであるため、原
理的に光の透過率やが低くなり、そのために表示が暗く
なってしまう。
【０００５】また、液晶層の複屈折と偏光フィルムによ
って着色表示を行うカラー液晶表示装置（特開平６−３
０８４８１号公報）では、白に色づきが生じ、また、無
彩色の黒表示が難しく、表示できる色数が少なく色純度
も低い。
【０００６】また、液晶層と位相差フィルムの複屈折を
用いたカラー液晶表示装置（特開平６−１７５１２５号
公報、特開平６−３０１００６号公報）では、無彩色に
近い白黒表示が難しい。
【０００７】このカラー液晶表示素子では、白表示が明
るく、高いコントラストのとれる無彩色の白黒表示が可
能で、きれいな赤表示ができることが要求されている。
【０００８】本発明は、カラーフィルタを用いることな
くカラー表示ができて、明るい白、無彩色で高コントラ
スト表示できる白黒、および、きれいな赤表示を実現で
きるカラー液晶表示素子を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明のカラー液晶表示素子は、内側に透明電極が形
成された一対の透明基板間にネマティック液晶を封入し
た液晶セルと、液晶セルの一方に配置された２枚のポリ
カーネイトの高分子フィルムと、上記液晶セルと高分子
フィルムを挟んで両側に配置された一対の偏光フィルム
とからなり、上記ネマティック液晶のツイスト角度を２
２０°から２６０°とし、上記ネマティック液晶の複屈
折Δｎ LC と液晶層厚ｄ LC との積Δｎ LC ・ｄ LC を１．２μ
ｍから２．２μｍとし、上記２枚の高分子フィルムを液
晶セルに近い側から１、２と番号付けたときの各フィル
ムの面内の異常屈折率をｎ x （i）（ｉ＝１,２）、常屈
折率をｎ y （i）（ｉ＝１,２）、フィルム厚をｄ
Film （i）（ｉ＝１,２）としたときのフィルムのレター
デーションＲ Film （i）＝（ｎ x （i）−ｎ y （i））・ｄ
Film （i）（i＝１,２）を用いて定義される複屈折差Δ
（Ｒ）＝（Ｒ Film （１）＋Ｒ Film （２））−Δｎ LC ・ｄ
LC が、−０．１μｍから−０．２μｍを満たし、さら
に、上記２枚のポリカーネイトの高分子フィルムを配置
した側を上と考えて上から見て、液晶のツイスト方向を
正として水平方向を基準として角度を測定し、下側偏光
フィルムの吸収軸方向をφ P1 、下側透明基板上の液晶分
子の方向をφ LC1 、上側透明基板上の液晶分子の方向を
φ LC2 、液晶セル側の高分子フィルムの遅相軸の方向す
なわち異常屈折率の方向をφ F1 、上側偏光フィルム側の
高分子フィルムの遅相軸の方向すなわち異常屈折率の方
向をφ F2 、上側偏光フィルムの吸収軸方向をφ P2 とした
ときに、φ LC1 −φ P1 が±４５°±１０°を満たし、φ
F1 −φ LC2 が９０°±１０°を満たし、φ F2 −φ F1 が０
°±２５°を満たし、φ P2 −φ F2 が±４５°±１０°を
満たしていることを特徴とする。
【００１０】また、上記において、ネマティック液晶の
ツイスト角度が２４０°から２６０°を満たし、Δｎ LC
・ｄ LC が１．５μｍから２．２μｍを満たしていること
を特徴とする。
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【００１７】また、以上の構成においては、いずれか一
方の偏光フィルムの外側に反射板を設けて反射型タイプ
として用いることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態と参考
例について、図面を用いて説明する。
【００１９】（参考例１） 図１は参考例１のカラー液晶表示素子の断面図である。
１０、１１は偏光フィルム、１２、１３は透明基板、１
４、１５は透明電極、１６は液晶層、１７は反射板、１
８は高分子フィルムを示す。
【００２０】図２は参考例１のカラー液晶表示素子の光
学構成図である。２１は基準線、２２は下側偏光フィル
ムの吸収軸方向、２３は上側偏光フィルムの吸収軸方
向、２４は下側透明基板上の液晶分子の配向方向、２５
は上側透明基板上の液晶分子の配向方向、２６は高分子
フィルムの遅相軸方向を示す。また、φP1は下側偏光フ
ィルムの吸収軸方向２２の、φP2は上側偏光フィルムの
吸収軸方向２３の、φLC1は下側透明基板上の液晶分子
の配向方向２４の、φLC2は上側透明基板上の液晶分子
の配向方向２５の、φFは高分子フィルムの遅相軸方向
２６の、それぞれ液晶のツイスト方向を正として基準線
２１から測った角度を示す。また、ΩLCは液晶のツイス
ト方向とツイスト角を示す。
【００２１】インジウム・錫・オキサイドでできたスト
ライプ状の透明電極１４、１５を形成した透明基板１
２、１３上に、ポリイミドのＮ−メチル−２−ピロリジ
ノンの５ｗｔ％溶液を印刷し、２００℃で硬化したの
ち、所定のツイスト角を実現するようにレーヨン布を用
いて回転ラビング法による配向処理を行った。
【００２２】そして、透明基板１２上の周辺部には所定
の径のガラスファイバーを１．０ｗｔ％混入した熱硬化
性シール樹脂を印刷し、透明基板１３上には所定の径の
樹脂ビーズを１５０個／mmの割合で散布し、ストライプ
状の透明電極１４、１５がマトリクス状になるように透
明基板１２、１３を互いに貼り合わせ、１５０℃でシー
ル樹脂を硬化した後、ΔｎLC＝０．２５のトラン系ネマ
ティック液晶に所定のカイラル液晶を混ぜた液晶を真空
注入し、紫外線硬化性樹脂で封口した後、紫外線光によ
り硬化した。
【００２３】最後に、高分子フィルム１８としてポリカ
ーボネートを貼付し、さらに、偏光フィルム１０、１１
としてニュートラルグレーの偏光フィルム（日東電工
（株）製ＮＰＦ−Ｆ１０２５ＤＵ）を貼付し、反射板１
７として拡散タイプのアルミ反射板を貼付した。
【００２４】φP1＝１０°、φLC1＝−３５°、φLC2＝
３５°、ΩLC＝２５０°、φF＝１２５°、φP2＝８０
°とし、Δ(Ｒ)＝ＲFilm−ΔｎLC・ｄLCを０．０８５μ
ｍを満たすようにしながら、ΔｎLC・ｄLCを変化させて
反射モードで光学特性を測定すると、１．２μｍ〜２．
２μｍの範囲で良好な白黒表示と赤表示が実現できた。
これは、液晶層の複屈折変化を用いてカラー表示を変化
させるため、ある程度以上の液晶層の複屈折量によっ
て、白から黒、緑、赤といった色変化が色純度良くでき
ることによる。
【００２５】また、Δ(Ｒ)を０．０μｍ〜０．１μｍを
満たしていると、白表示と黒表示がともに無彩色であ
り、電圧を印加することで、白、黒、緑、赤と表示色が
変化することが確認できた。これは、Δ(Ｒ)を０．０μ
ｍ〜０．１μｍとし、φF−φL C2を９０°±１０°にす
ることで、電圧の低いところで液晶層と高分子フィルム
の複屈折を打ち消し合った無彩色の状態で白から黒へと
変化させることができることによる。
【００２６】また、φLC1−φP1とφP2−φFを±４５°
±１０°としているので、複屈折の利用を最大に近いと
ころで用いることができて、色純度と光利用率を高くす
ることができている。
【００２７】液晶のツイスト角は、単純マトリクスで駆
動することを考えたときの、可能な選択電極の本数であ
るデューティー比に影響があり、ツイスト角が大きいほ
どデューティー比が小さくでき、選択本数を増やすこと
ができて、画素数を増やすことができる。本発明の第１
の実施の形態では、色が電圧とともに白、黒、緑、赤と
変化していくが、ツイスト角を２２０°〜２６０°とす
ることで、デューティー比１／６４以下で駆動しても赤
表示まで可能であることを確認した。
【００２８】また、ΔｎLC・ｄLCを１．５μｍ〜２．０
μｍとしてツイスト角を２４０°〜２６０°としたとき
には、デューティー比１／２００以下で駆動できること
を確認した。
【００２９】ここで特に、ΔｎLC・ｄLC＝１．９μｍ、
ＲFilm＝１．９８５μｍ、φP1＝１０°、φLC1＝−３
５°、φLC2＝３５°、ΩLC＝２５０°、φF＝１２５
°、φP 2＝８０°としたときの光学特性を測定した結果
を示すことにする。
【００３０】このとき、Δ(Ｒ)＝ＲFilm−ΔｎLC・ｄLC
＝０．０８５μｍ、φF−φLC2＝９０°、φLC1−φP1
＝−４５°、φP2−φF＝−４５°であって上記で確認
した条件を満たしている。
【００３１】１／２４０デューティー比で白、黒、緑、
赤と変化する色が利用可能であった。色変化の推移を図
３に示す。また、各色表示での反射率とｘｙ色度座標
（ＣＩＥ１９３１）の値を（表１）に示す。
【００３２】
【表１】
【００３３】これにより、反射型モードでコントラスト
５以上で白黒表示が無彩色、かつ、色純度の高い赤表示
が実現できていることがわかる。
【００３４】なお、同じ設定値で、ポリカーボネートの
高分子フィルム１８のＺ係数ＱZを０．１〜０．８で変
えながら光学特性の視角変化を測定したところ、いずれ
も、ＱZ＝１．０の通常タイプ（ｎy＝ｎz）のものに比
べて、コントラスト変化、反射率変化、色彩変化のいず
れも変化量が少なく良好となることを確認した。
【００３５】なお、以上の実施形態においては、高分子
フィルムとしてポリカーボネートを用いたが、ポリアリ
レートやポリスルフォンを用いても良い。
【００３６】また、以上の実施形態では、反射板１７と
してアルミの拡散反射板を用いた反射型としたが、反射
板としては銀反射板などを使用してもかまわない。ま
た、反射板１７の代わりにバックライトモジュールを備
えた透過型とすることもできる。
【００３７】（参考例２） 図４は参考例２のカラー液晶表示素子の断面図である。
４０、４１は偏光フィルム、４２、４３は透明基板、４
４、４５は透明電極、４６は液晶層、４７は反射板、４
８、４９は高分子フィルムを示す。
【００３８】図５は参考例２のカラー液晶表示素子の光
学構成図である。５１は基準線、５２は下側偏光フィル
ムの吸収軸方向、５３は上側偏光フィルムの吸収軸方
向、５４は下側透明基板上の液晶分子の配向方向、５５
は上側透明基板上の液晶分子の配向方向、５６は液晶セ
ル側の高分子フィルム(１)の遅相軸方向、５７は上側偏
光フィルム側の高分子フィルム(２)の遅相軸方向を示
す。
【００３９】また、φP1は下側偏光フィルムの吸収軸方
向５２の、φP2は上側偏光フィルムの吸収軸方向５３
の、φLC1は下側透明基板上の液晶分子の配向方向５４
の、φL C2は上側透明基板上の液晶分子の配向方向５５
の、φF1は高分子フィルム(１)の遅相軸方向５６の、φ
F2は高分子フィルム(２)の遅相軸方向５７の、それぞれ
液晶のツイスト方向を正として基準線５１から測った角
度を示す。また、ΩLCは液晶のツイスト方向とツイスト
角を示す。
【００４０】インジウム・錫・オキサイドでできたスト
ライプ状の透明電極４４、４５を形成した透明基板４
２、４３上に、ポリイミドのＮ−メチル−２−ピロリジ
ノンの５ｗｔ％溶液を印刷し、２００℃で硬化したの
ち、所定のツイスト角を実現するようにレーヨン布を用
いて回転ラビング法による配向処理を行った。
【００４１】そして、透明基板４２上の周辺部には所定
の径のガラスファイバーを１．０ｗｔ％混入した熱硬化
性シール樹脂を印刷し、透明基板４３上には所定の径の
樹脂ビーズを１５０個／mmの割合で散布し、ストライプ
状の透明電極４４、４５がマトリクス状になるように透
明基板４２、４３を互いに貼り合わせ、１５０℃でシー
ル樹脂を硬化した後、ΔｎLC＝０．２５のトラン系ネマ
ティック液晶に所定のカイラル液晶を混ぜた液晶を真空
注入し、紫外線硬化性樹脂で封口した後、紫外線光によ
り硬化した。
【００４２】最後に、高分子フィルム４８、４９として
ポリカーボネートを貼付し、さらに、偏光フィルム４
０、４１としてニュートラルグレーの偏光フィルム（日
東電工（株）製ＮＰＦ−Ｆ１０２５ＤＵ）を貼付し、反
射板４７として拡散タイプのアルミ反射板を貼付した。
【００４３】φP1＝１０°、φLC1＝−３５°、φLC2＝
３５°、ΩLC＝２５０°、φF1＝１２４．５°、φF2＝
１３６°、φP2＝９３°とし、Δ(Ｒ)＝(ＲFilm(１)＋
ＲFil m(２))−ΔｎLC・ｄLCを０．０８６μｍを満たす
ようにしながら、ΔｎLC・ｄLCを変化させて反射モード
で光学特性を測定すると、１．２μｍ〜２．２μｍの範
囲で良好な白黒表示と赤表示が実現できた。これは、液
晶層の複屈折変化を用いてカラー表示を変化させるた
め、ある程度以上の液晶層の複屈折量によって、白から
黒、緑、赤といった色変化が色純度良くできることによ
る。
【００４４】また、Δ(Ｒ)を０．０μｍ〜０．１μｍを
満たしていると、白表示と黒表示がともに無彩色であ
り、電圧を印加することで、白、黒、緑、赤と表示色が
変化することが確認できた。これは、Δ(Ｒ)を０．０μ
ｍ〜０．１μｍとし、φF1−φ LC2を９０°±１０°、
φF2−φF1を０°±２５°にすることで、電圧の低いと
ころで液晶層と高分子フィルムの複屈折を打ち消し合っ
た無彩色の状態で白から黒へと変化させることができる
ことによる。
【００４５】また、φLC1−φP1とφP2−φF2を±４５
°±１０°としているので、複屈折の利用を最大に近い
ところで用いることができて、色純度と光利用率を高く
することができている。
【００４６】液晶のツイスト角は、単純マトリクスで駆
動することを考えたときの、可能な選択電極の本数であ
るデューティー比に影響があり、ツイスト角が大きいほ
どデューティー比が小さくでき、選択本数を増やすこと
ができて、画素数を増やすことができる。本実施の形態
では、色が電圧とともに白、黒、緑、赤と変化していく
が、ツイスト角を２２０°〜２６０°とすることで、デ
ューティー比１／６４以下で駆動しても赤表示まで可能
であることを確認した。
【００４７】また、ΔｎLC・ｄLCを１．５μｍ〜２．０
μｍとしてツイスト角を２４０°〜２６０°としたとき
には、デューティー比１／２００以下で駆動できること
を確認した。
【００４８】ここで特に、ΔｎLC・ｄLC＝１．６μｍ、
ＲFilm(１)＝０．３９２μｍ、ＲFi lm(２)＝１．２９４
μｍ、φP1＝１０°、φLC1＝−３５°、φLC2＝３５
°、Ω LC＝２５０°、φF1＝１２4．５°、φF1＝１３
６°、φP2＝９３°としたときの光学特性を測定した結
果を示すことにする。
【００４９】このとき、Δ(Ｒ)＝(ＲFilm(１)＋Ｒ
Film(２))−ΔｎLC・ｄLC＝０．０８６μｍ、φF1−φ
LC2＝８９．５°、φF2−φF1＝１１．５°、φLC1−φ
P1＝−４５°、φP2−φF2＝−４３°であって上記で確
認した条件を満たしている。
【００５０】１／２４０デューティー比で白、黒、緑、
赤と変化する色が利用可能であった。色変化の推移を図
６に示す。また、各色表示での反射率とｘｙ色度座標
（ＣＩＥ１９３１）の値を（表２）に示す。
【００５１】
【表２】
【００５２】これにより、反射型モードでコントラスト
５以上で白黒表示が無彩色、かつ、色純度の高い赤表示
が実現できていることがわかる。
【００５３】なお、同じ設定値で、ポリカーボネートの
高分子フィルム４８、４９のＺ係数ＱZを０．１〜０．
８で変えながら光学特性の視角変化を測定したところ、
いずれも、ＱZ＝１．０の通常タイプ（ｎy＝ｎz）のも
のに比べて、コントラスト変化、反射率変化、色彩変化
のいずれも変化量が少なく良好となることを確認した。
【００５４】なお、以上の参考例においては、高分子フ
ィルムとしてポリカーボネートを用いたが、ポリアリレ
ートやポリスルフォンを用いても良い。
【００５５】また、以上の実施形態では、反射板４７と
してアルミの拡散反射板を用いた反射型としたが、反射
板としては銀反射板などを使用してもかまわない。ま
た、反射板４７の代わりにバックライトモジュールを備
えた透過型とすることもできる。
【００５６】（実施の形態１）実施の形態１ のカラー液晶表示素子は、作製および構造
は参考例２と共通であるので、参考例２で用いた図４の
カラー液晶表示素子の断面図および図５のカラー液晶表
示素子の光学構成図を用いて説明する。
【００５７】φP1＝１０°、φLC1＝−３５°、φLC2＝
３５°、ΩLC＝２５０°、φF1＝１３３．５°、φF2＝
１２０．５°、φP2＝１７４°とし、Δ(Ｒ)＝(Ｒ
Film(１)＋ＲFilm(２))−ΔｎLC・ｄLCを−０．１５μ
ｍを満たすようにしながら、ΔｎL C・ｄLCを変化させて
反射モードで光学特性を測定すると、１．２μｍ〜２．
２μｍの範囲で良好な白黒表示と赤表示が実現できた。
これは、液晶層の複屈折変化を用いてカラー表示を変化
させるため、ある程度以上の液晶層の複屈折量によっ
て、白から黒、緑、赤といった色変化が色純度良くでき
ることによる。
【００５８】また、Δ(Ｒ)を−０．１μｍ〜−０．２μ
ｍを満たしていると、白表示と黒表示がともに無彩色で
あり、電圧を印加することで、白、黒、緑、赤と表示色
が変化することが確認できた。これは、Δ(Ｒ)を−０．
１μｍ〜−０．２μｍとし、φF1−φLC2を９０°±１
０°、φF2−φF1を０°±２５°にすることで、電圧の
低いところで液晶層と高分子フィルムの複屈折を打ち消
し合った無彩色の状態で白から黒へと変化させることが
できることによる。
【００５９】また、φLC1−φP1とφP2−φF2を±４５
°±１０°としているので、複屈折の利用を最大に近い
ところで用いることができて、色純度と光利用率を高く
することができている。
【００６０】液晶のツイスト角は、単純マトリクスで駆
動することを考えたときの、可能な選択電極の本数であ
るデューティー比に影響があり、ツイスト角が大きいほ
どデューティー比が小さくでき、選択本数を増やすこと
ができて、画素数を増やすことができる。本実施の形態
では、色が電圧とともに白、黒、緑、赤と変化していく
が、ツイスト角を２２０°〜２６０°とすることで、デ
ューティー比１／６４以下で駆動しても赤表示まで可能
であることを確認した。
【００６１】また、ΔｎLC・ｄLCを１．５μｍ〜２．０
μｍとしてツイスト角を２４０°〜２６０°としたとき
には、デューティー比１／２００以下で駆動できること
を確認した。
【００６２】ここで特に、ΔｎLC・ｄLC＝１．７μｍ、
ＲFilm(１)＝０．７９０μｍ、ＲFi lm(２)＝０．７６０
μｍ、φP1＝１０°、φLC1＝−３５°、φLC2＝３５
°、Ω LC＝２５０°、φF1＝１３３．５°、φF1＝１２
０．５°、φP2＝１７４°としたときの光学特性を測定
した結果を示すことにする。
【００６３】このとき、Δ(Ｒ)＝(ＲFilm(１)＋Ｒ
Film(２))−ΔｎLC・ｄLC＝−０．１５μｍ、φF1−φ
LC2＝９８．５°、φF2−φF1＝−１３°、φLC1−φP1
＝−４５°、φP2−φF2＝５３．５°であって上記で確
認した条件を満たしている。
【００６４】１／２４０デューティー比で白、黒、緑、
赤と変化する色が利用可能であった。色変化の推移を図
３に示す。また、各色表示での反射率とｘｙ色度座標
（ＣＩＥ１９３１）の値を（表３）に示す。
【００６５】
【表３】
【００６６】これにより、反射型モードでコントラスト
５以上で白黒表示が無彩色、かつ、色純度の高い赤表示
が実現できていることがわかる。
【００６７】なお、同じ設定値で、ポリカーボネートの
高分子フィルム４８、４９のＺ係数ＱZを０．１〜０．
８で変えながら光学特性の視角変化を測定したところ、
いずれも、ＱZ＝１．０の通常タイプ（ｎy＝ｎz）のも
のに比べて、コントラスト変化、反射率変化、色彩変化
のいずれも変化量が少なく良好となることを確認した。
【００６８】なお、以上の実施形態においては、高分子
フィルムとしてポリカーボネートを用いたが、ポリアリ
レートやポリスルフォンを用いても良い。
【００６９】また、以上の実施形態では、反射板４７と
してアルミの拡散反射板を用いた反射型としたが、反射
板としては銀反射板などを使用してもかまわない。ま
た、反射板４７の代わりにバックライトモジュールを備
えた透過型とすることもできる。
【００７０】（実施の形態２）実施の形態２ のカラー液晶表示素子は、作製および構造
は参考例２および実施形態１と共通であるので、第２お
よび第３の実施形態で用いた図４のカラー液晶表示素子
の断面図および図５のカラー液晶表示素子の光学構成図
を用いて説明する。
【００７１】φP1＝１０°、φLC1＝−３５°、φLC2＝
３５°、ΩLC＝２５０°、φF1＝１３０．５°、φF2＝
８２．５°、φP2＝１０°とし、Δ(Ｒ)＝(ＲFilm(１)
＋ＲF ilm(２))−ΔｎLC・ｄLCを０．５９４μｍを満た
すようにしながら、ΔｎLC・ｄ LCを変化させて反射モー
ドで光学特性を測定すると、１．２μｍ〜２．２μｍの
範囲で良好な白黒表示と赤表示が実現できた。これは、
液晶層の複屈折変化を用いてカラー表示を変化させるた
め、ある程度以上の液晶層の複屈折量によって、白から
黒、緑、赤といった色変化が色純度良くできることによ
る。
【００７２】また、Δ(Ｒ)を０．５μｍ〜１．０μｍを
満たしていると、白表示と黒表示がともに無彩色であ
り、電圧を印加することで、白、黒、緑、赤と表示色が
変化することが確認できた。これは、Δ(Ｒ)を０．５μ
ｍ〜１．０μｍとし、φF1−φ LC2を９０°±１０°、
φF2−φF1を４５°±２５°にすることで、電圧の低い
ところで液晶層と高分子フィルムの複屈折を打ち消し合
った無彩色の状態で白から黒へと変化させることができ
ることによる。
【００７３】また、φLC1−φP1を±４５°±１０°と
しているので、複屈折の利用を最大に近いところで用い
ることができて、色純度と光利用率を高くすることがで
きている。
【００７４】液晶のツイスト角は、単純マトリクスで駆
動することを考えたときの、可能な選択電極の本数であ
るデューティー比に影響があり、ツイスト角が大きいほ
どデューティー比が小さくでき、選択本数を増やすこと
ができて、画素数を増やすことができる。本実施の形態
では、色が電圧とともに白、黒、緑、赤と変化していく
が、ツイスト角を２２０°〜２６０°とすることで、デ
ューティー比１／６４以下で駆動しても赤表示まで可能
であることを確認した。
【００７５】また、ΔｎLC・ｄLCを１．５μｍ〜２．０
μｍとしてツイスト角を２４０°〜２６０°としたとき
には、デューティー比１／２００以下で駆動できること
を確認した。
【００７６】ここで特に、ΔｎLC・ｄLC＝１．９μｍ、
ＲFilm(１)＝１．７３４μｍ、ＲFi lm(２)＝０．７６０
μｍ、φP1＝１０°、φLC1＝−３５°、φLC2＝３５
°、Ω LC＝２５０°、φF1＝１３０．５°、φF1＝８
２．５°、φP2＝１０°としたときの光学特性を測定し
た結果を示すことにする。
【００７７】このとき、Δ(Ｒ)＝(ＲFilm(１)＋Ｒ
Film(２))−ΔｎLC・ｄLC＝０．５９４μｍ、φF1−φ
LC2＝９５．５°、φF2−φF1＝−４８°、φLC1−φP1
＝−４５°であって上記で確認した条件を満たしてい
る。
【００７８】１／２４０デューティー比で白、黒、緑、
赤と変化する色が利用可能であった。色変化の推移を図
３に示す。また、各色表示での反射率とｘｙ色度座標
（ＣＩＥ１９３１）の値を（表４）に示す。
【００７９】
【表４】
【００８０】これにより、反射型モードでコントラスト
５以上で白黒表示が無彩色、かつ、色純度の高い赤表示
が実現できていることがわかる。
【００８１】なお、同じ設定値で、ポリカーボネートの
高分子フィルム４８、４９のＺ係数ＱZを０．１〜０．
８で変えながら光学特性の視角変化を測定したところ、
いずれも、ＱZ＝１．０の通常タイプ（ｎy＝ｎz）のも
のに比べて、コントラスト変化、反射率変化、色彩変化
のいずれも変化量が少なく良好となることを確認した。
【００８２】なお、以上の実施形態においては、高分子
フィルムとしてポリカーボネートを用いたが、ポリアリ
レートやポリスルフォンを用いても良い。
【００８３】また、以上の実施形態では、反射板４７と
してアルミの拡散反射板を用いた反射型としたが、反射
板としては銀反射板などを使用してもかまわない。ま
た、反射板４７の代わりにバックライトモジュールを備
えた透過型とすることもできる。
【００８４】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、カラーフ
ィルタを用いることなくカラー表示ができて、明るい
白、無彩色で高コントラスト表示できる白黒、および、
きれいな赤表示を実現できる。
【００８５】また、高分子フィルムとしてＺ係数ＱZが
０．１〜０．８のものを用いることで、視角範囲の広い
カラー液晶表示素子を得ることができる。
【００８６】また、反射板を備えることで、明るい反射
型カラー液晶表示素子を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】参考例１のカラー液晶表示素子の断面図
【図２】参考例１のカラー液晶表示素子の光学構成図
【図３】参考例１のカラー液晶表示素子の色彩変化を示
す色度図
【図４】参考例２及び実施の形態１、実施の形態２のカ
ラー液晶表示素子の断面図
【図５】参考例２及び実施の形態１、実施の形態２のカ
ラー液晶表示素子の光学構成図
【図６】参考例２のカラー液晶表示素子の色彩変化を示
す色度図
【図７】参考例１のカラー液晶表示素子の色彩変化を示
す色度図
【図８】参考例２のカラー液晶表示素子の色彩変化を示
す色度図
【符号の説明】
１０，１１ 偏光フィルム １２，１３ 透明基板 １４，１５ 透明電極 １６ 液晶層 １７ 反射板 １８ 高分子フィルム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤田 晋吾 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 小川 鉄 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 国際公開96／13752（ＷＯ，Ａ１)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内側に透明電極が形成された一対の透明
    基板間にネマティック液晶を封入した液晶セルと、液晶
    セルの一方に配置された２枚のポリカーネイトの高分子
    フィルムと、上記液晶セルと高分子フィルムを挟んで両
    側に配置された一対の偏光フィルムとからなり、上記ネ
    マティック液晶のツイスト角度を２２０°から２６０°
    とし、上記ネマティック液晶の複屈折ΔｎLCと液晶層厚
    ｄLCとの積ΔｎLC・ｄLCを１．２μｍから２．２μｍと
    し、上記２枚の高分子フィルムを液晶セルに近い側から
    １、２と番号付けたときの各フィルムの面内の異常屈折
    率をｎx（i）（ｉ＝１,２）、常屈折率をｎy（i）（ｉ
    ＝１,２）、フィルム厚をｄFilm（i）（ｉ＝１,２）と
    したときのフィルムのレターデーションＲFilm（i）＝
    （ｎx（i）−ｎy（i））・ｄFilm（i）（i＝１,２）を
    用いて定義される複屈折差Δ（Ｒ）＝（ＲFilm（１）＋
    ＲFilm（２））−ΔｎLC・ｄLCが、−０．１μｍから−
    ０．２μｍを満たし、 さらに、上記２枚のポリカーネイトの高分子フィルムを
    配置した側を上と考えて上から見て、液晶のツイスト方
    向を正として水平方向を基準として角度を測定し、下側
    偏光フィルムの吸収軸方向をφ P1 、下側透明基板上の液
    晶分子の方向をφ LC1 、上側透明基板上の液晶分子の方
    向をφ LC2 、液晶セル側の高分子フィルムの遅相軸の方
    向すなわち異常屈折率の方向をφ F1 、上側偏光フィルム
    側の高分子フィルムの遅相軸の方向すなわち異常屈折率
    の方向をφ F2 、上側偏光フィルムの吸収軸方向をφ P2 と
    したときに、φ LC1 −φ P1 が±４５°±１０°を満た
    し、φ F1 −φ LC2 が９０°±１０°を満たし、φ F2 −φ
    F1 が０°±２５°を満たし、φ P2 −φ F2 が±４５°±１
    ０°を満たしていることを特徴とするカラー液晶表示素
    子。
  2. 【請求項２】 ネマティック液晶のツイスト角度が２４
    ０°から２６０°を満たし、ΔｎLC・ｄLCが１．５μｍ
    から２．２μｍを満たし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素子。
  3. 【請求項３】 いずれか一方の偏光フィルムの外側に反
    射板を設けて反射型タイプとしたことを特徴とする請求
    項１または請求項２のいずれか一つに記載のカラー液晶
    表示素子。
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