(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに選択反射波長が異なる二つの液晶層と、前記各液晶層をそれぞれ挟んで設けられる一対の透明電極を備えた二組の液晶表示パネルと、該二組の液晶表示パネルを積層して得られる反射型液晶表示装置において、
一方の液晶表示パネルの一対の電極間の電圧印加と他方の液晶表示パネルの一対の電極間の電圧印加を共通して行う電圧駆動回路と、
前記二つの液晶層の前記一対の電極間に印加する駆動電圧に対する反射率の変化の特性が実質的に同一、又は、ほぼ同一となるように調整するために、前記反射率変化特性における立ち上がり電圧が小さい方の液晶層の電圧駆動回路に設けられた固定又は可変抵抗と
を備えたことを特徴とする反射型液晶表示装置。
【請求項２】
前記二つの液晶層の選択反射波長を補色の関係になるようにして、前記反射光の色調を白黒色系としたことを特徴とする請求項１記載の反射型液晶表示装置。
【請求項３】
前記液晶層は、コレステリック液晶、カイラルネマティック液晶、これらを混合した液晶またはホログラフィック高分子分散液晶のいずれかから構成されることを特徴とする請求項１または２記載の反射型液晶表示装置。
【請求項４】
前記液晶層は、カイラルネマティック液晶から構成されることを特徴とする請求項３記載の反射型液晶表示装置。
【請求項５】
前記駆動電圧に対する反射率の変化特性の調整は、前記二つの液晶層の厚みを同じにしたときの前記反射率の変化特性における立ち上がり電圧が大きい方の液晶層の厚みを、他方の前記反射率の変化特性における立ち上がり電圧が小さい方の液晶層の厚みより薄くすることで調整されていることを特徴とする請求項１記載の反射型液晶表示装置。
【請求項６】
前記二つの液晶層がネマティック液晶とカイラル剤を含む混合物である場合に、前記駆動電圧に対する反射率の変化特性の調整は、前記ネマティック液晶とカイラル剤の種類及び／又は混合比率を変えることで調整されていることを特徴とする請求項４記載の反射型液晶表示装置。
【請求項７】
互いに選択反射波長が異なる二つの液晶層と、前記各液晶層をそれぞれ挟んで設けられるセグメント電極とコモン電極とからなる一対の透明電極と、該一対の透明電極をそれぞれ挟んで設けられる一対の透明基板を備えた二組の液晶表示パネルと、該二組の液晶表示パネルの各々のセグメント電極同士及びコモン電極同士がそれぞれ平行な位置に配置されるように積層して得られる反射型液晶表示装置において、
各液晶表示パネルのセグメント電極同士を接続する導通手段と、各液晶表示パネルのコモン電極同士を接続する導通手段と、一方の液晶表示パネルのセグメント電極側に接続した前記二つのセグメント電極用の電圧駆動回路と、他方の液晶パネルのコモン電極側に接続した前記二つのコモン電極用の電圧駆動回路と、
を設けたことを特徴とする反射型液晶表示装置。
【請求項８】
前記導通手段はフレキシブルな材料からなる構成されたことを特徴とする請求項７記載の反射型液晶表示装置。
【請求項９】
前記フレキシブルな材料がＦＰＣ（フレキシブルプリンテッドサーキット）である請求項８記載の反射型液晶表示装置。
【請求項１０】
前記電圧駆動回路には電源回路と画像表示用の電圧制御回路が接続されていることを特徴とする請求項７記載の反射型液晶表示装置。
【請求項１１】
前記二組の液晶表示パネルの隣接する透明基板の重ね合わせ面は、前記透明基板の屈折率とほぼ同じ屈折率を有する接着剤で接着されていることを特徴とする請求項７記載の反射型液晶表示装置。
【請求項１２】
セグメント電極とコモン電極がそれぞれ設けられた一対の透明基板間に第一の液晶が封入された第一の液晶表示パネルのセグメント電極側にセグメント電極駆動回路を接続し、
セグメント電極とコモン電極がそれぞれ設けられた一対の透明基板間に前記第一の液晶層とは選択反射波長が異なる第二の液晶が封入された第二の液晶表示パネルのコモン電極側にコモン電極駆動回路を接続し、
前記二つの液晶表示パネルのセグメント電極同士及びコモン電極同士をそれぞれフレキシブルな導電材料で電気的に接続する工程と、
前記接続された二つの液晶表示パネルを前記フレキシブルな導電材料の部分で折り曲げて二つの液晶表示モパネルの積層体とする工程と、
を有することを特徴とする反射型液晶表示装置の製造方法。
【請求項１３】
前記第一の液晶表示パネルは、セグメント電極が設けられた第一の透明基板とコモン電極が設けられた第二の透明基板を前記両電極が対向するように配置して前記透明基板間に第一の液晶を封入して作製し、さらに、前記第二の液晶表示パネルは、セグメント電極が設けられた第三の透明基板とコモン電極が設けられた第四の透明基板を前記両電極が対向するように配置して、前記透明板間に前記第一の液晶層とは選択反射波長が異なる第二の液晶を封入して作製することを特徴とする請求項１２記載の反射型液晶表示装置の製造方法。
【請求項１４】
フレキシブル材料がＦＰＣであることを特徴とする請求項１３記載の反射型液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はコレステリック液晶、カイラルネマチック液晶またはこれらの混合液晶あるいはホログラフィック高分子分散型液晶を用いた反射型液晶表示装置（ＬＣＤ）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年技術進歩の激しい携帯電話あるいは携帯情報端末などに用いられる液晶表示装置（ＬＣＤ）として、消費電力を少なくした機種の開発が強く望まれている。このため、バックライトを必要としない反射型液晶表示装置の表示パネルの開発が盛んに行われている。反射型液晶表示装置としては、古くから時計や電卓などの用途に偏光板を二枚使用したＴＮ方式又は、ＳＴＮ方式のものが用いられているが、偏光板による光の吸収を抑えるため反射電極をセル内に配置して偏光板を一枚に減らしたＳＴＮ方式やＴＮ方式の液晶を用いたＴＦＴ方式のものが開発されている。
【０００３】
さらにカラー表示用の液晶表示装置として、光の吸収の大きいカラーフィルターを使用しないＳＴＮ複屈折ＥＣＢ方式などのものが開発されている。さらに、偏光板もカラーフィルターも使用しないものとして、ゲストホスト（ＧＨ）、ホログラフィック高分子分散型液晶（ＨＰＤＬＣ）、コレステリック液晶やカイラルネマティック液晶を用いた液晶表示装置が開発されている。
【０００４】
コレステリック液晶、カイラルネマチック液晶またはこれらの混合液晶、あるいはホログラフィック高分子分散型液晶を用いた反射型液晶表示装置は、液晶層の屈折率の周期的な構造による、ブラッグ反射を利用している。
【０００５】
前記ブラッグ反射の波長λは、
λ＝ｎ・ｐ
で表される。ｎは液晶層の平均的屈折率、ｐは屈折率の周期である。
従って、カラーＬＣＤを製作するにはＲＧＢ三色の反射色を持つ液晶表示パネルを積層することで実現できる。
【０００６】
なお本明細書では各画素に対応する液晶の区画を「液晶セル」、該液晶セルで表示された画素の集合できる画像を表示する液晶部分を「液晶表示パネル」（自明な構成である透明基板も含む）、該液晶表示パネルとその駆動回路、コントロール回路を含めたものを「液晶表示装置（ＬＣＤ）」と定義する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、カラーＬＣＤは前記三枚の液晶表示パネルを使うため、製造コストは非常に高いものとなる。近年、電子ブック等において白黒表示の用途があるが、ブラッグ反射を利用した液晶表示パネルは、その二枚以上の補色関係の波長の光をそれぞれ反射する表示パネルを積層して白黒表示をさせるという反射表示原理のために、単一パネルで白黒表示を実現することは非常に困難である。試みとしては以下のような液晶を用いる液晶表示装置が検討されている。
【０００８】
（１）反射波長帯域幅△λは、
△λ＝△ｎ・ｐ
で表される。△ｎは屈折率差、ｐは屈折率の周期である。
屈折率差△ｎを大きくした二以上の液晶を用いて反射波長帯域幅は大きくすることで白黒表示が実現できるが、その表示画像は白っぽい反射色になるだけであり、白黒表示画面としては満足できるものではなかった。
【０００９】
（２）コレステリック液晶、カイラルネマチック液晶またはこれらの混合液晶においては、液晶中にポリマーネットワークを形成し、液晶分子の螺旋軸を乱すことにより反射波長帯域を広げて白黒表示をしようとするＰＳＣＴ（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ  Ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃ  Ｔｅｘｔｕｒｅ）がある。
【００１０】
しかし、前記（１）、（２）の液晶を用いる液晶表示装置では完全な白黒表示画面を得ることは非常に困難である。また、三層式フルカラーＬＣＤでは、完全な白黒表示画面を得ることができるものは非常に高価である。
【００１１】
補色の関係にある黄色反射をする液晶表示パネルと青色反射をする液晶表示パネルを積層し、白、黒、黄色、青色の４色表示ができる液晶表示装置を製作した例も報告されているが、二つの液晶表示パネルとそれぞれの液晶の電圧駆動回路が必要なため表示できる色数の割に高価なものとなっている。
【００１２】
本発明の課題は、二つの液晶表示パネルを積層して得られる安価な積層型の反射型液晶表示装置とその製造方法を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記課題は次の（１）（２）（３）の発明により解決される。
（１）互いに選択反射波長が異なる二つの液晶層と、前記各液晶層をそれぞれ挟んで設けられる一対の透明電極を備えた二組の液晶表示パネルと、該二組の液晶表示パネルを積層して得られる反射型液晶表示装置において、
一方の液晶表示パネルの一対の電極間の電圧印加と他方の液晶表示パネルの一対の電極間の電圧印加を共通して行う電圧駆動回路と、前記二つの液晶層の前記一対の電極間に印加する駆動電圧に対する反射率の変化の特性が実質的に同一、又は、ほぼ同一となるように調整するために、前記反射率変化特性における立ち上がり電圧が小さい方の液晶層の電圧駆動回路に設けられた固定又は可変抵抗とを備えた反射型液晶表示装置。
【００１４】
本発明の反射型液晶表示装置の前記二つの液晶層の選択反射波長を補色の関係になるようにして、前記反射光の色調を白黒系とすることが望ましい。その他、二つの液晶層の選択反射波長を適宜選択して白黒系以外でも望みの色調の反射光を得ることができる。
上記液晶層は、コレステリック液晶、カイラルネマティック液晶、これらを混合した液晶またはホログラフィック高分子分散液晶を用いることができる。
【００１５】
上記液晶層として、カイラルネマチック液晶を単独で用いるか、またはカイラルネマチック液晶を含む混合物を用いることができる。またカイラルネマチック液晶と他の材料との複合材料を液晶層として用いても良い。カイラルネマチック液晶としては、単独でコレステリック相を示す化合物、例えば不斉中心を持つコレステリルナノエートなどの液晶化合物、またはネマチック液晶にカイラル剤が混合されることによってコレステリック相を示すものを用いることが望ましい。
【００１６】
また、ビフェニル系、フェニルシクロヘキサン系、シクロヘキシルシクロヘキサン系、ピリミジン系などの液晶化合物を単独またはこれらの液晶化合物の混合物から成るネマチック液晶を用いても良い。
【００１７】
前記カイラル剤としては、単独でコレステリック相を示す化合物、または単独ではコレステリック相を示さないが、ネマチック液晶と混合されることによってコレステリック相を示す光学活性有機化合物等が用いられる。光学活性なカイラル剤としては、光学活性エステル誘導体、光学活性シアノビフェニル誘導体、光学活性ビスフェノ一ル誘導体などのネマチック液晶類似化合物などである。
【００１８】
また、カイラルネマチック液晶としては低分子量又は高分子量のものを用いることができ、さらに低分子量のものと高分子量のものとの混合物を用いてもよい。カイラルネマチック液晶が単独では自己保持性に乏しい場合には、各種の固体粒子を混合して、カイラルネマチック液晶を周辺のスペーサとすることができる。スペーサ材料としては、ロッド状または球状のガラス基板やプラスチック、または柱状固体などを用いることができる。
【００１９】
上記液晶層としてホログラフィック高分子分散液晶を用いても良い。
また、前記二つの液晶層の前記一対の電極間に印加する駆動電圧に対する反射率の変化の特性が実質的に同一またはほぼ同一となるように調整して二組の液晶表示パネルを積層する。
【００２０】
液晶層は互いの層厚を変えること及びネマチック液晶やカイラル剤の種類、ネマチック液晶とカイラル剤との混合比などを変えることによって、二つの液晶層の駆動特性、すなわち液晶表示パネルのセグメント電極とコモン電極との間に印加される電圧に対する反射率特性を同一またはほぼ同一にすることができる。
【００２１】
二つの液晶層の厚みを同じにしたときの前記反射率の変化特性における立ち上がり電圧が大きい方の液晶層の厚みを、他方の前記反射率の変化特性における立ち上がり電圧が小さい方の液晶層の厚みより薄く調整することで、二つの液晶層を構成する液晶材料やカイラル剤などに同一の物質を使用することができる。これにより、液晶注入設備などを二つの液晶表示パネルで共用でき、ＬＣＤ生産効率上の利点がある。
【００２２】
前記ネマティック液晶とカイラル剤の種類及び／又は混合比率により前記二つの液晶層の駆動電圧に対する反射率の変化特性を調整する方法によれば、液晶表示パネル内の液晶を充填する各液晶セルの厚みを一定にすることができるので、二つの液晶表示パネルの補色の関係を細かく調整することができ、白色〜グレー色と広範囲に液晶表示画像の色を微妙に調整することができる。
【００２４】
（２）互いに選択反射波長が異なる二つの液晶層と、前記各液晶層をそれぞれ挟んで設けられるセグメント電極とコモン電極とからなる一対の透明電極と、該一対の透明電極をそれぞれ挟んで設けられる一対の透明基板を備えた二組の液晶表示パネルと、該二組の液晶表示パネルの各々のセグメント電極同士及びコモン電極同士がそれぞれ平行な位置に配置されるように積層して得られる反射型液晶表示装置において、各液晶表示パネルのセグメント電極同士を接続する導通手段と、各液晶表示パネルのコモン電極同士を接続する導通手段と、一方の液晶表示パネルのセグメント電極側に接続した前記二つのセグメント電極用の電圧駆動回路と、他方の液晶パネルのコモン電極側に接続した前記二つのコモン電極用の電圧駆動回路とを設けた反射型液晶表示装置。
【００２５】
前記導通手段としてフレキシブルな材料、例えばＦＰＣ（フレキシブルプリンテッドサーキット）を用いる。
また、前記二組の液晶表示パネルの隣接する透明基板の重ね合わせ面を前記透明基板の屈折率とほぼ同じ屈折率を有する接着剤で接着することで、前記透明基板の重ね合わせ面での反射ロスを小さくし、光入射側から見て第二の液晶表示パネル内の液晶セルに入る光の量を増加させることができる。これにより、所望の色調と大きいコントラストの画像表示が得られる。
【００２６】
また、本発明の（２）の構成により駆動電圧に対する反射率の変化特性を液晶表示パネルで同一又はほぼ同一にすることで二組の液晶表示パネルの各々のセグメント電極同士及びコモン電極同士をそれぞれ駆動する電圧駆動回路を共用することができる。
【００２７】
（３）セグメント電極とコモン電極がそれぞれ設けられた一対の透明基板間に第一の液晶が封入された第一の液晶表示パネルのセグメント電極側にセグメント電極駆動回路を接続し、セグメント電極とコモン電極がそれぞれ設けられた一対の透明基板間に前記第一の液晶層とは選択反射波長が異なる第二の液晶が封入された第二の液晶表示パネルのコモン電極側にコモン電極駆動回路を接続し、前記二つの液晶表示パネルのセグメント電極同士及びコモン電極同士をそれぞれフレキシブルな導電材料で電気的に接続する工程と、前記接続された二つの液晶表示パネルを前記フレキシブルな導電材料の部分で折り曲げて二つの液晶表示モパネルの積層体とする工程とを有する反射型液晶表示装置の製造方法。
【００２８】
ここで、例えば前記第一の液晶表示パネルは、セグメント電極が設けられた第一の透明基板とコモン電極が設けられた第二の透明基板を前記両電極が対向するように配置して前記透明基板間に第一の液晶を封入して作製し、さらに、前記第二の液晶表示パネルは、セグメント電極が設けられた第三の透明基板とコモン電極が設けられた第四の透明基板を前記両電極が対向するように配置して、前記透明板間に前記第一の液晶層とは選択反射波長が異なる第二の液晶を封入して作製することができる。
【００２９】
【作用】
液晶表示パネルの構成をコレステリック液晶を用いる液晶表示装置を例にして、本発明の構成を図１を用いて説明する。図１はコレステリック液晶表示装置の液晶表示パネルの断面図および液晶表示パネルに入射する外光の経路を示している。
【００３０】
表側ガラス基板１と裏側ガラス基板２の間と、表側ガラス基板１’と裏側ガラス基板２’の間にはコレステリック液晶層３、３’がそれぞれ配置され、各液晶層３、３’の両面にはポリイミド高分子膜などから成る絶縁性の配向膜４、４、配向膜４’、４’と電極となるＩＴＯ膜５、５、ＩＴＯ膜５’、５’がそれぞれ設けられ、さらに裏側ガラス基板２と表側ガラス基板１’の間は接着剤７で接合されている。また裏側ガラス基板２’の裏面側には黒色の塗料が塗布された黒色層６が設けられている。
【００３１】
表側ガラス基板１、裏側ガラス基板２、コレステリック液晶層３、配向膜４、４及びＩＴＯ膜５、５から成る組み合わせを液晶表示パネルということにする。従って、図１には２組の液晶表示パネル１０、２０が積層された状態を示しており、この液晶表示パネル１０、２０の電極５ａ、５ａ’、５ｂ、５ｂ’に通電制御する回路を付属させたものを本発明では液晶表示装置という。
【００３２】
図１において照明光Ｉ０は、表側ガラス基板１を通り、コレステリック液晶層３に入射する。コレステリック液晶層３は液晶分子が捻れた構造を持っており、そのねじれの中心軸を螺旋軸と呼ぶ。螺旋ピッチが０．２５μｍから０．４６μｍの範囲にあるとき可視光のブラッグ反射を生じる。また、この液晶層３は、双安定性という特徴を持っている。コレステリック液晶層３の螺旋軸がガラス基板（表側ガラス基板１、裏側ガラス基板２）に対してほぼ垂直に近い配向状態にある場合をプレナーテクスチャーといい、螺旋軸がガラス基板（表側ガラス基板１、裏側ガラス基板２）の表面にほぼ平行に近い配向状態にある場合をフォーカルコニックステクスチャーという。この二つのテクスチャーは電圧が印加されていない場合でもメモリーされている。
【００３３】
プレーナテクスチャーでは反射された照明光Ｉ０は入射した方向に反射される。フォーカルコニックテクスチャーでは反射された照明光Ｉ０は裏側ガラス基板２の方向に進む。青色光を反射する液晶表示パネル１０（以下、青色パネル１０ということがある）を通り抜けた照明光Ｉ０は、黄色光を反射する液晶パネル２０（以下、黄色パネル２０ということがある）に入射し、黄色パネル２０のプレーナテクスチャーの液晶層３で反射された光は入射した方向に反射される。
【００３４】
一方、青色パネル１０のフォーカルコニックテクスチャーでは透過された照明光Ｉ０は黄色パネル２０の裏側ガラス基板２’の方向に進み、裏側ガラス基板２’の裏面側の黒色層（光吸収層）６に吸収され、黒く見える。青色パネル１０の反射色と黄色パネル２０の反射色が補色の関係にあるので、反射色は白くなる。液晶層３、３’のプレーナーテクスチャーとフォーカルコニックテクスチャーの選択によって白黒表示を行うことができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面と共に説明する。
二枚の液晶表示パネルの補色の関係にある反射光の代表的な例は、黄色パネルと青色パネルである。コレステリック液晶では、その母液晶に加えるカイラル剤の量をそれぞれ調整して黄色パネルと青色パネルを得ることができる。これら２つのパネルを同一ドライバーで駆動するには駆動電圧に対する反射率特性を同一又はほぼ同一にさせる必要がある。
そのために本発明の実施の形態では以下のような予備実験１、２から始めた。
【００３６】
（予備実験１）
図１７に示す断面を備えた二枚の液晶表示パネルを積層するに際して、以下のように液晶表示パネルを作製した。
液晶用厚さ１．１ミリの薄板ガラス基板１、２（ソーダーライムシリカ組成のＵＦＦガラス、日本板硝子（株）製）にスパッターによりＩＴＯ膜５ａ、５ｂをそれぞれ付与し、ＩＴＯ膜５ａ、５ｂをフォトリソグラフィ法によりエッチングした後、その上に垂直配向膜４、４をそれぞれ形成した。一枚のガラス基板１上にはガラススペーサー（図示せず）を散布し、もう一枚のガラス基板２上には液晶を封入する形状に合わせてエポキシ樹脂製のシール剤をスクリーン印刷で形成する（図示せず）。この２枚のガラス基板１、２を、ＩＴＯ膜５ａ、５ｂ側を互いに向かい合わせになるように対向させて貼り合わせ、加熱することでシール剤を硬化させると二枚のガラス基板１、２をシール剤により接合し、プラスチックスペーサーにより一定の間隔に保つ。この液晶パネル基材を所定の大きさに切断し、二枚のガラス基板１、２間の空間にコレステリック液晶層３を注入して一枚の液晶表示パネルを得る。
【００３７】
同様に薄板ガラス基板１’、２’（ソーダーライムシリカ組成のＵＦＦガラス、日本板硝子（株）製）上にＩＴＯ膜５ａ’、５ｂ’及び垂直配向膜４’、４’を形成し、二枚のガラス基板１’、２’間の空間にコレステリック液晶層３’を注入してもう一枚の液晶表示パネルを得る。
【００３８】
液晶層３、３’としては次に述べるように反射色が黄色のものと青色のものとそれぞれ用意した。
青色を選択反射するコレステリック液晶層３として、正の誘電異方性を有するネマチック液晶Ｅ４４（メルク社製）とＢＬ０１１（メルク社製）をそれぞれ７０部と３０部を混合したものに右旋光性のカイラル剤ＣＢ１５（メルク社製）を４９．５ｗｔ％を混合した。
【００３９】
黄色を選択反射するコレステリック液晶層３’として、正の誘電異方性を有するネマチック液晶Ｅ４４（メルク社製）とＢＬ０１１（メルク社製）をそれぞれ７０部と３０部を混合したものに右旋光性のカイラル剤ＣＢ１５（メルク社製）を３６．５ｗｔ％を混合した。
【００４０】
これらを前述のガラス基板間１、２及びガラス基板１’、２’間の液晶空セル内にそれぞれ注入した。注入口は、ＴＢ３００（スリーボンド社製）（紫外線硬化型樹脂）で封止した。セルギャップはどちらも５．０μｍである。
【００４１】
これらの青色選択反射する液晶から成る青色パネル１０と黄色選択反射する液晶から成る黄色パネル２０の液晶の初期状態をフォーカルコニックテクスチャーにして幅４０ｍｓのパルス電圧を加えて電圧反射率特性を測定した。カイラル剤を多く添加した青色パネル１０の方が黄色パネル２０より駆動電圧が約１０％高い。得られた液晶表示パネルの電圧と反射率との関係を図６に示す。青色パネル１０の電圧反射率特性を実線ａで示し、黄色パネル２０の電圧反射率特性を点線ｂで示す。
【００４２】
図１７には上記製法で得られた青色パネル１０と黄色パネル２０を積層した液晶表示装置の液晶パネル部分の断面を示す。
【００４３】
（予備実験２）
次に予備的に次のような実験を行った。
図１６に示すように前記青色パネル１０と黄色パネル２０の両方のセグメント電極５ａ’、５ａ’とコモン電極５ｂ、５ｂ’にそれぞれ駆動電源３１、３２から電力が供給される電圧駆動（ドライバー）回路１１、１２、及び電圧駆動（ドライバー）回路２１、２２を設け、さらに電圧駆動（ドライバー）回路１１、１２、及び電圧駆動（ドライバー）回路２１、２２にはＬＣＤコントロール回路３３をそれぞれ接続してモジュール化し、両パネル１０、２０をガラス基板の屈折率１．５２に近い紫外線硬化型接着剤であるＴＢ３００（スリーボンド社製）により貼り合わせた。なおＬＣＤコントロール回路３３にはＳＲＡＭ３４からの画像信号が送られる。
【００４４】
図１７は図１６の液晶表示装置の液晶パネル部分の断面を示す図である。
図１７に示すように黄色パネル２０の一方のガラス基板面に黒色塗料を塗布して黒色層６を設けた。これらのパネル１０、２０に４５Ｖ以上のパルス電圧を印加し、いずれの液晶層３、３’もプレーナーテクスチャーにした。青色パネル１０側から観察して白表示となっていることを確認した。分光反射率の測定結果を図１３の実線ｃに示す。
【００４５】
なお、青色パネル１０と黄色パネル２０の分光反射率と波長との関係を図１３の破線ａ、点線ｂに示すが、それぞれ反射率のピーク波長は約４７０ｎｍ、５８０ｎｍ付近にある。
【００４６】
前記予備実験２による方法を用いると、液晶層３を駆動する電圧駆動（ドライバー）回路１１、１２と液晶層３’を駆動する電圧駆動（ドライバー）回路２１、２２の二系統（それぞれの液晶パネルに一系統ずつ）必要となり、高価なものとなる。
【００４７】
（実施例１と参考例）
本実施例と参考例は前記予備実験２で必要な二系統の電圧駆動（ドライバー）回路を一系統にしようとするものである。しかし、青色パネル１０と黄色パネル２０を一つ電圧駆動（ドライバー）回路１１、１２で駆動するためには、二つの液晶表示パネルの電圧・反射率特性を一致させる必要がある。
【００４８】
駆動電圧の高い前記予備実験１で得た青色パネル１０のセルギャップ（液晶層３の厚み）を５．０μｍから４．５μｍにすることによって、前記予備実験１で得た黄色パネル２０と同一の電圧・反射率特性とした（図２）。
また液晶表示装置の断面図と駆動回路を図１に示す。
【００４９】
このように青色パネル１０と黄色パネル２０とを同一の電圧・反射率特性とすることが必要な理由を次に説明する。
簡単にするため、図４に示すようにコモン電極（ＣＯＭ）２本、セグメント電極（ＳＥＧ）がそれぞれ２本設けられた場合を考える。
【００５０】
図４でＣＯＭ１とＳＥＧ１から構成される画素をＰ１１、Ｐ１２とし、ＣＯＭ１とＳＥＧ２からなる画素をＰ２１、Ｐ３１とする。図６に示す特性を有する青色パネル１０と黄色パネル２０を電圧駆動（ドライバー）回路で駆動するとする。まず、ＣＯＭ１が選択され、画素Ｐ１１、Ｐ１２をそれぞれのフォーカルコニックテクスチャー、プレーナテクスチャーにするためには、それぞれの画素Ｐ１１、Ｐ１２に２５Ｖ、４５Ｖの電圧を印加する必要がある。このためには、ＣＯＭ１に−３５Ｖを印加し、ＳＥＧ１、ＳＥＧ２にそれぞれ−１０Ｖ、＋１０Ｖを印加する。電圧は幅４０ｍｓの矩形パルスを印加した。そしてそのテクスチャーの表示状態はコレステリック液晶特有のメモリー性によって維持される。
【００５１】
つぎに、ＣＯＭ２が選択され、−３０Ｖが印加され、同様に画素Ｐ１１、Ｐ１２をそれぞれフォーカルコニックテクスチャー、プレーナテクスチャーにするためには、ＳＥＧ１、ＳＥＧ２にそれぞれ−１０Ｖ、＋１０Ｖを印加すればよい。しかし、この際、すでに書き終えた画素Ｐ１１、Ｐ１２に対しても、それぞれ−１０Ｖ、＋１０Ｖの電圧が印加される。
【００５２】
図５に初期状態がプレーナテクスチャーである液晶を有する青色パネル１０と黄色パネル２０に幅４０ｍｓの矩形パルス電圧を印加した際の電圧と反射率の関係をそれぞれ曲線ａ、ｂで示す。１０Ｖ電圧で反射率が低下することが分かる。このため、すでに書き終えた表示部分が変化する、いわゆるクロストークが発生する。
【００５３】
次に図２の特性を有する青色パネル１０と黄色パネル２０で矩形パルス電圧を印加した場合を同様に考える。
まず、ＣＯＭ１が選択される。画素Ｐ１１、Ｐ１２をそれぞれフォーカルコニックテクスチャーとプレーナテクスチャーにするためには、それぞれの画素Ｐ１１、Ｐ１２に２５Ｖ、３５Ｖの電圧を印加する必要がある。このためには、ＣＯＭ１に−３０Ｖを印加し、ＳＥＧ１、ＳＥＧ２にそれぞれ−５Ｖ、＋５Ｖを印加する。幅４０ｍｓの矩形パルスの電圧を印加した。そしてその表示状態は、コレステリック液晶特有のメモリー性によって維持される。
【００５４】
つぎに、ＣＯＭ２を選択して−３０Ｖの電圧を印加して、同様に画素Ｐ１１、Ｐ１２をそれぞれフォーカルコニックテクスチャーとプレーナテクスチャーにするためには、ＳＥＧ１、ＳＥＧ２にそれぞれ−５Ｖ、＋５Ｖの電圧を印加すればよい。この際、すでに書き終えた画素Ｐ１１、Ｐ１２に対してもそれぞれ−５Ｖ、＋５Ｖの電圧を印加する。
【００５５】
図３に初期状態がプレーナテクスチャーである液晶層３、３’をそれぞれ有する青色パネル１０と黄色パネル２０に幅４０ｍｓ矩形パルス電圧を印加した際の電圧と反射率の関係を示す。青色パネル１０と黄色パネル２０は曲線ａ、ｂで示される。５Ｖ電圧では反射率は低下しないことが分かる。すなわち、すでに書き終えた表示部分は影響を受けない。
このように、青色パネル１０と黄色パネル２０とはほぼ同一の電圧・反射率特性を示す。
【００５６】
以上のように青色パネル１０と黄色パネルと２０は同一又はほぼ同一の電圧・反射率特性を示す必要があるが、本発明の液晶表示装置（例えばセグメント電極８００本、コモン電極６４０本、対角４．７インチ）で白黒表示を得るために積層する青色パネル１０と黄色パネル２０は、最大の電圧のずれが発生する０〜１．５Ｖの範囲内、好ましくは０〜１Ｖの範囲内の電圧で両パネル１０、２０の反射率が０〜２０％、好ましくは０〜１５％の範囲内にあれば良い。
【００５７】
前記ほぼ同一の電圧・反射率特性を有する青色パネル１０のガラス基板２と黄色パネル２０のガラス基板１’を屈折率が１．５２の接着剤７（紫外線硬化性樹脂であるＴＢ３００（スリーボンド社製））（図１）で接着した。その後、黄色パネル２０側のガラス基板２’の裏面側に黒色の塗料を塗布して黒色層６を形成させた。
【００５８】
次に図７（ａ）、図７（ｂ）にはそれぞれ参考例と本実施例１の青色パネル１０と黄色パネル２０の一系統の電圧駆動回路による接続方法の構成図を示す。
まず、図７（ａ）の青色パネル１０と黄色パネル２０の一系統の電圧駆動回路１１、１２による接続方法を説明する。
【００５９】
青色パネル１０のガラス基板１のセグメント電極側に電圧駆動回路（ドライバー）１１を接続し、青色パネル１０のガラス基板２のコモン電極側に電圧駆動回路（ドライバー）１２を接続した。そして青色パネル１０のガラス基板１の電圧駆動回路１１の接続端子の反対側のセグメント電極端子に黄色パネル２０のガラス基板２’のセグメント電極を電極間接続端子（以下、ＦＰＣという）４０を介して接続する。また青色パネル１０のガラス基板２のコモン電極側の電圧駆動回路１２の接続側とは反対側の端子に黄色パネル２０のガラス基板１’のコモン電極をＦＰＣ５０（図１０参照）を介して接続する。
【００６０】
図７（ａ）のＡ−Ａ線断面図を図８に示す。
青色パネル１０のガラス基板１のセグメント電極５ａと黄色パネル２０のガラス基板２’のセグメント電極５ａ’をＦＰＣ４０で接続する。ＦＰＣ４０には異方性導電性フィルム（以下、ＡＣＦという）４１、４１が設けられているので各セグメント電極５ａ、５ａ’の端子同士を容易に接続でき、またＦＰＣ４０は屈曲性があるので青色パネル１０と黄色パネル２０をＦＰＣ４０を折り曲げて積層できるが、ときにはＦＰＣ４０を谷折りして青色パネル１０のガラス基板２と黄色パネル２０のガラス基板１’を重ね合わせる。また、青色パネル１０のガラス基板１のＦＰＣ４０との接続部とは反対側のセグメント電極５ａの端子にはテープキャリアパッケージフィルム（以下、ＴＣＰという）６０をＡＣＦ４１を介して接続して電圧駆動回路１１に接続可能にしている。各液晶層３、３’はシール部材９、９’で漏れ出ないようシールされている。
【００６１】
図９に図８（ａ）に示すＦＰＣ４０を折り曲げて青色パネル１０と黄色パネル２０を積層し、ガラス基板２とガラス基板１’を接着剤７で接着して得られる液晶表示装置の断面図を示す。
【００６２】
また、図９のＡ−Ａ線矢視図を図１０に示す。青色パネル１０と黄色パネル２０の積層した後は図１０の断面図に示すように、青色パネル１０のコモン電極５ｂと黄色パネル２０のコモン電極５ｂ’をＡＣＦ４１付きのＦＰＣ５０で接続する。
【００６３】
図１１には図８〜図１０に示す青色パネル１０のガラス基板２と黄色パネル２０のガラス基板１’を一体化した一つのガラス基板７０の両側の表面に青色パネル１０の液晶層３と黄色パネル２０の液晶層３’のコモン電極５ｂ、５ｂ’をそれぞれ配置した例である。
【００６４】
図１２には参考例の反射型液晶表示装置の青色パネル１０側のセグメント電極の電圧駆動回路１１とコモン電極の電圧駆動回路１２とその駆動電源３１と、画像制御用の回路としてのＬＣＤコントローラ３３とＳＲＡＭ（東芝ＴＣ５５Ｖ１００１ＡＦ（２Ｍ））３４を接続した構成図を示す。
なお、図示しないが図７（ｂ）に示す本実施例１の反射型液晶表示装置の青色パネル１０側のセグメント電極の電圧駆動回路１１と黄色パネル２０側のコモン電極の電圧駆動回路１２にも図１２に示す接続方法と同様の方法で、その駆動電源３１と、画像制御用の回路としてのＬＣＤコントローラ３３とＳＲＡＭ（東芝ＴＣ５５Ｖ１００１ＡＦ（２Ｍ））３４を接続する。
【００６５】
このように実施例１では図１６に示す従来技術の反射型液晶表示装置のように各液晶表示パネル１０、２０にそれぞれ別の電圧駆動回路１１、１２と電圧駆動回路２１、２２を設ける必要が無くなる。
【００６６】
次に図７（ｂ）の青色パネル１０と黄色パネル２０の単一系統（１つの駆動電源の信号によりスイッチング動作させる系統）の電圧駆動回路（ドライバー）による接続方法を説明する。
【００６７】
この場合は図７（ａ）の接続方法との相違点は青色パネル１０のガラス基板１のセグメント電極側に電圧駆動回路１１を接続し、黄色パネル２０のガラス基板１’のコモン電極側に電圧駆動回路１２を接続したことである。その他の構成は図７（ａ）の接続方法と同一である。
【００６８】
こうして、得られた青色パネル１０と黄色パネル２０の分光反射率と波長との関係を図１３の破線ａ、点線ｂにそれぞれ示し、青色パネル１０と黄色パネル２０を積層した本実施例１の反射型液晶表示装置は図１３の実線ｃに示す分光反射率を示し、白黒表示が得られることを確認した。
【００６９】
（実施例２）
また、青色パネル１０と黄色パネル２０の電圧・透過率特性を一致させる方法として、液晶組成で調整することも試みた。駆動電圧の高い青色パネル１０の母液晶に駆動電圧の低いネマティック液晶ＭＬＣ６６５７（メルク社製）７０部、Ｅ４４（メルク社製）を３０部を混合したものに右旋光性のカイラル剤ＣＢ１５（メルク社製）を４９．０ｗｔ％とした。
【００７０】
黄色を選択反射するコレステリック液晶として、正の誘電異方性を有するネマチック液晶Ｅ４４（メルク社製）とＢＬ０１１（メルク社製）をそれぞれ７０部と３０部を混合したものに右旋光性のカイラル剤ＣＢ１５（メルク社製）を３６．５ｗｔ％を混合した。
【００７１】
これらを前述の図１、又は図１６に示すガラス基板１、２間の液晶空セルとガラス基板１’、２’間の液晶空セルにそれぞれ注入した。注入口は、紫外線硬化型樹脂で封止した。セルギャップはどちらも５．０μｍである。
【００７２】
得られた青色パネル１０と黄色パネル２０はそれぞれ、図２に示す曲線とほぼ同一の電圧・反射率特性を得た。
【００７３】
前記青色パネル１０と黄色パネル２０を実施例１と同じ方法で積層して、また実施例１と同じ単一系統の電圧駆動回路１１、１２とＬＣＤコントローラ３３を組み付けて反射型液晶表示装置を作製して、白黒表示画像が得られることを確認した。
【００７４】
（実施例３）
本実施例の液晶表示装置は回路構成による対処方法により、ほぼ同一の電圧・反射率特性を有する青色パネル１０と黄色パネル２０を得るものである。
【００７５】
予備実験１で得られた電圧・反射率特性の異なる青色パネル１０と黄色パネル２０を実施例１と同じ方法で積層して、図１４に示す直列接続で、青色パネル１０のコモン電極５ｂとセグメント電極５ａ側に電圧駆動回路１１、１２を接続して、青色パネル１０のコモン電極５ｂの電圧駆動回路１１接続側とは反射側のコモン電極５ｂの端子と黄パネル２０のコモン電極５ｂ’をＦＰＣ５０で接続して、青色パネル１０と黄色パネル２０のセグメント電極５ａ、５ａ’の端子間に約２．５ＭΩの抵抗値を有するＦＰＣ４０を接続した。
【００７６】
得られた液晶表示装置に流れる電圧は１ライン当たり約２μＡであった。黄色パネル２０と青色パネル１０の駆動電圧差は約５Ｖなので、前述のようにＦＰＣ４０に約２．５ＭΩの抵抗４２を持たせた。このことで青色パネル１０を通して供給された電圧が降下して黄色パネル２０に適した電圧が印加され、最適な白黒表示となった。
【００７７】
（実施例４）
図１５に示す本実施例の液晶表示装置の回路構成は青色パネル１０のセグメント電極５ａと黄色パネル２０のセグメント電極５ａ’とをＦＰＣ４０で接続し、青色パネル１０のコモン電極５ｂと黄色パネル２０のコモン電極５ｂ’とＦＰＣ５０で接続するものである。このときＦＰＣ５０に約２．５ＭΩの抵抗を配置することによって、単一系統の電圧駆動回路１１、１２を用いることができる。こうして白黒表示を得ることができた。
なお、実施例３、実施例４で用いる固定抵抗又は可変抵抗を用いる構成を図７（ａ）に示す液晶表示パネルに適用する場合は、本発明の範囲内の実施例である。
【００７８】
また、上記各実施例では透明基板としてガラス基板１、２、１’、２’を用いた例を示したが、透明で、複数の電極５ａ、５ｂ、５ａ’、５ｂ’の隣り合うもの同士の電気的絶縁性を確保できるものであれば、いかなる材料のものでもよい。基板の材料として好適なものは、７０５９ガラス基板、ソーダガラス基板などの無機質ガラス基板、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエーテルサルフォン、トリアセチルセルロース、ポリ塩化ビニル、ノルボルネン系ポリマなどの有機高分子化合物などである。
また、透明電極５ａ、５ｂ、５ａ’、５ｂ’の材料として好適なものは、酸化インジウム、酸化錫、酸化インジウム錫などの透明金属酸化物などである。
【００７９】
上記本発明の実施の形態では青色パネル１０と黄色パネル２０とを積層して白黒表示画像を得る液晶表示装置について説明したが、本発明はこれに限らず、他の補色関係にある二枚の色パネルを積層して白黒表示画像を得る液晶表示装置、および補色関係に限らず、他の色相の色パネルを積層してカラー表示画像を得る液晶表示装置も含まれる。
【００８０】
【発明の効果】
本発明によれば反射型液晶表示装置において、紙に匹敵する白黒の表示を安価に提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の液晶表示装置の断面図および液晶表示装置に入射する外光の経路を示す図である。
【図２】本発明の実施例１の青色パネルのセルギャップを調整して黄色パネルと同一の電圧・反射率特性とした電圧・反射率特性図を示す。
【図３】青色パネルと黄色パネルが同一の電圧・反射率特性を有する場合の初期状態がプレーナテクスチャーの液晶にパルス電圧を青色パネルと黄色パネルに印加した際の電圧と反射率の関係を示す図である。
【図４】本発明の液晶表示装置に用いる液晶パネルの青色パネルと黄色パネルの電圧・反射率特性を同一にすることが必要な理由を説明するためのコモン電極とセグメント電極の配置図を示す。
【図５】予備実験１で得られた本発明の液晶表示装置に用いる初期状態がプレーナテクスチャーである液晶を有する青色パネルと黄色パネルに電圧を印加した際の電圧と反射率の関係を示す図である。
【図６】予備実験１で得られた本発明の液晶表示装置に用いる青色パネルと黄色パネルの電圧・反射率特性を同一にする前の液晶パネルの電圧と反射率との関係を示す図である。
【図７】本発明の参考例（図７（ａ））と実施例１（図７（ｂ））の液晶表示装置に用いる青色パネルと黄色パネルの単一系統の電圧駆動回路による接続方法を示す展開構成図である。
【図８】図７（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図９】本発明の実施例１の液晶表示装置の断面図を示す。
【図１０】図９のＡ−Ａ線矢視図である。
【図１１】本発明の実施例１の変形例の液晶表示装置の断面図を示す。
【図１２】本発明の参考例の液晶表示装置の駆動回路図と画像制御回路図である。
【図１３】本発明の実施例１の青色パネルと黄色パネルの各波長の透過率と青色パネルと黄色パネルを積層した場合の各波長の透過率を示す図である。
【図１４】本発明の実施例３の液晶表示装置の断面図と電圧駆動回路を示す図である。
【図１５】本発明の実施例４の液晶表示装置の断面図と電圧駆動回路を示す図である。
【図１６】従来技術の青色パネルと黄色パネルの両方に電圧駆動回路および画像コントロール回路をそれぞれ接続した場合の展開図である。
【図１７】図１６の液晶表示装置の液晶パネル部分の断面と電圧駆動回路を示す図である。
【符号の説明】
１、１’  表側ガラス基板１
２，２’  裏側ガラス基板
３、３’  コレステリック液晶層
４、４’  配向膜
５、５’  ＩＴＯ膜
５ａ、５ａ’  セグメント電極
５ｂ、５ｂ’  コモン電極
６  黒色層
９  シール部材
１０  青色パネル
１１、１２、２１、２２  電圧駆動（ドライバー）回路
２０  黄色パネル
３１、３２  駆動電源
３３  ＬＣＤコントロール回路
３４  ＳＲＡＭ
４０、５０  電極間接続端子（ＦＰＣ）
４１  異方性導電性フィルム（ＡＣＦ）
４２  抵抗
６０  テープキャリアパッケージフィルム（ＴＣＰ）
７０  ガラス基板
【図１】
0003547712.tif 000002
【図２】
0003547712.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003547712.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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