(57)【要約】【課題】色純度の変化を抑制することができるカラー液晶表示素子およびカラー液晶表示装置を提供する。【解決手段】カラー液晶表示素子は、表示面から、第１の色を定める第１の波長を選択的に反射する第１のコレステリック液晶層と、前記第１のコレステリック液晶層を透過した光の偏光状態を調整する第１の機能シートと、前記第１の機能シートで調整された光のうち、第２の色を定める第２の波長を選択的に反射する第２のコレステリック液晶層と、前記第２のコレステリック液晶層を透過した光の偏光状態を調整する第２の機能シートと、前記第２の機能シートで調整された光のうち、第３の色を定める第３の波長を選択的に反射する第３のコレステリック液晶層と、が積層されている。カラー液晶表示装置は、前記カラー液晶表示素子を用いる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射光を用いてカラー表示をするカラー液晶表示素子であって、
前記カラー液晶表示装置の表示面から、
第１の色を定める第１の波長を選択的に反射する第１のコレステリック液晶層と、
前記第１のコレステリック液晶層を透過した光の偏光状態を調整する第１の機能シートと、
前記第１の機能シートで調整された光のうち、第２の色を定める第２の波長を選択的に反射する第２のコレステリック液晶層と、
前記第２のコレステリック液晶層を透過した光の偏光状態を調整する第２の機能シートと、
前記第２の機能シートで調整された光のうち、第３の色を定める第３の波長を選択的に反射する第３のコレステリック液晶層と、が積層されていることを特徴とするカラー液晶表示素子。
【請求項２】
前記第１の機能シートおよび前記第２の機能シートの少なくとも一方は、１／４λシートである、請求項１に記載のカラー液晶表示素子。
【請求項３】
前記第１の機能シートおよび前記第２の機能シートの少なくとも一方は、ランダム位相シートである、請求項１に記載のカラー液晶表示素子。
【請求項４】
前記第１のコレステリック液晶層および前記第３のコレステリック液晶層が反射する光の偏光状態と、前記第２のコレステリック液晶層が反射する光の偏光状態が異なる、請求項１〜３のいずれか１項に記載のカラー液晶表示素子。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のカラー液晶表示素子を１画素とし、複数の画素を平面上に配置したカラー液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コレステリック液晶層を用いたカラー液晶表示素子およびカラー液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、カラー電子ペーパに液晶表示素子が用いられている。一般的な液晶表示素子は、色を構成する３色の部分画素を平面上に配置し、３色の部分画素のそれぞれの反射率を制御することにより画素単位で色を種々変化させていた。
【０００３】
これに対して、青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）及び赤色（Ｒ）のそれぞれを定める波長を選択的に反射する３層のコレステリック液晶層を用いたカラー液晶表示素子が提案されている。コレステリック液晶層は、Ｒ，ＧおよびＢを定める波長の光を選択的に反射するので、３層のコレステリック液晶層を積層して、種々の色を１つの画素で表示することができる。特に、コレステリック液晶層を用いたカラー液晶表示素子は、従来のように、１画素をＲ，ＧおよびＢの光成分を反射する部分画素で分割する方式を用いず、表示画面の１画素の領域全体で同じ色を表示する方式を用いるので、画像等を明るく表示することができる。
【０００４】
図７（ａ）〜（ｅ）は、コレステリック液晶層を用いたカラー液晶表示素子のカラー表示の原理を説明する図である。カラー液晶表示素子は、図示のように入射した光のうち、Ｂ成分を反射するＢコレステリック液晶層１００Ｂ、Ｇ成分を反射するＧコレステリック液晶層１０２Ｇ、およびＲ成分を反射するＲコレステリック液晶層１０４Ｒを積層し、背面に光吸収層１０６を備える。
【０００５】
図７（ａ）に示すように、３つの層１００Ｂ、１０２Ｇおよび１０４Ｒをすべて透過状態にすると、表面から入射した光は３つのコレステリック液晶層１００Ｂ、１０２Ｇおよび１０４Ｒを透過して光吸収層１０６で吸収されるので、カラー液晶表示素子の画面は黒色を表示する。図７（ｂ）に示すように、Ｂコレステリック液晶層１００Ｂをプレーナ（以降、ＰＬという）状態に、Ｇコレステリック液晶層１０２ＧおよびＲコレステリック液晶層１０４Ｒをフォーカルコニック（以降、ＦＣという）状態にすると、表面から入射した光のうちＢ成分は反射され、残りのＧ成分およびＲ成分は透過して光吸収層１０６で吸収されるので、画面は青色を表示する。図７（ｃ）に示すように、Ｇコレステリック液晶層１０２ＧをＰＬ状態に、Ｂコレステリック液晶層１００ＢおよびＲコレステリック液晶層１０４ＲをＦＣ状態にすると、表面から入射した光のうちＧ成分は反射され、残りのＢ成分およびＲ成分は透過して光吸収層１０６で吸収されるので、画面は緑色を表示する。図７（ｄ）に示すように、Ｒコレステリック液晶層１０４ＲをＰＬ状態に、Ｂコレステリック液晶層１００ＢおよびＧコレステリック液晶層１０２ＧをＦＣ状態にすると、表面から入射した光のうちＲ成分は反射され、残りのＢ成分およびＧ成分は透過して光吸収層１０６で吸収されるので画面は赤色を表示する。さらに、図７（ｅ）に示すように、Ｂコレステリック液晶層１００Ｂ、Ｇコレステリック液晶層１０２ＧおよびＲコレステリック液晶層１０４ＲをすべてＰＬ状態にすると、表面から入射した光のＢ成分、Ｇ成分およびＲ成分はすべて反射するので、画面は白色を表示する。このような表示は、各液晶層に印加する電圧によって制御されるが、印加した電圧を除去しても、ＰＬ状態およびＦＣ状態を維持するメモリ性を有するので、カラー電子ペーパにとって好都合である。
【０００６】
このようなコレステリック液晶層を用いた液晶表示装置の一例として、反射表示及び透過表示のいずれの表示モードであっても、消費電力量を良好に抑制する液晶ディスプレイが知られている（特許文献１）。
【０００７】
当該液晶ディスプレイは、異なる色の光をそれぞれ選択反射するコレステリック液晶表示素子と、このコレステリック液晶表示素子に表示用データを与える駆動部と、外部環境の明から暗への移行及び暗から明への移行を検知する光検知部と、前記光検知部の検出結果に基づいて、プレーナ状態である前記コレステリック液晶表示素子の画素がフォーカルコニック状態に、また、フォーカルコニック状態である前記コレステリック液晶表示素子の画素がプレーナ状態にそれぞれ遷移するように前記駆動部を制御する制御部と、を備える。上記液晶ディスプレイも、図７（ａ）〜（ｅ）に示す方式でカラー表示を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−２２２８０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、コレステリック液晶層を用いたカラー液晶表示装置では、表示される色純度、すなわち反射光の色の特定波長性が必ずしも一定ではない場合がある。例えば、最下層のコレステリック液晶層の反射によって表示される色の色純度が、その上層のコレステリック液晶層のＰＬ状態、ＦＣ状態、あるいはＰＬ状態とＦＣ状態との間の中間状態に依存して変化する場合がある。このような色純度の変化は、カラー液晶表示装置の高画質の点から好ましくない。
【００１０】
そこで、本発明は、上述した問題点を解決するために、色純度の変化を抑制することができるカラー液晶表示素子およびカラー液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一態様は、反射光を用いてカラー表示をするカラー液晶表示素子である。
当該カラー液晶表示装置は、その表示面から、
第１の色を定める第１の波長を選択的に反射する第１のコレステリック液晶層と、
前記第１のコレステリック液晶層を透過した光の偏光状態を調整する第１の機能シートと、
前記第１の機能シートで調整された光のうち、第２の色を定める第２の波長を選択的に反射する第２のコレステリック液晶層と、
前記第２のコレステリック液晶層を透過した光の偏光状態を調整する第２の機能シートと、
前記第２の機能シートで調整された光のうち、第３の色を定める第３の波長を選択的に反射する第３のコレステリック液晶層と、が積層されている。
【００１２】
さらに、他の一態様は、前記カラー液晶表示素子を１画素とし、複数の画素を平面上に配置したカラー液晶表示装置である。
【発明の効果】
【００１３】
上記態様のカラー液晶表示装置および素子は、色純度の変化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】（ａ）は、本実施形態のカラー液晶表示装置の略構成図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す装置に用いるカラー液晶表示素子をより詳しく説明する図である。
【図２】図１（ｂ）に示すＢ表示層の構成を詳細に説明する図である。
【図３】（ａ），（ｂ）は、液晶層がＰＬ状態およびＦＣ状態にあるときの反射光及び透過光の偏光状態を説明する図である。
【図４】（ａ）は、ＰＬ状態にあるＢ液晶層の透過率を偏光成分毎に示した透過率のスペクトルの一例を示す図であり、（ｂ）は、ＦＣ状態にあるＢ液晶層の透過率を偏光成分毎に示した透過率のスペクトルの一例を示す図である。
【図５】（ａ），（ｂ）は、１／４λシートを含まないカラー液晶表示素子における偏光状態を説明する図である。
【図６】図１（ｂ）に示すカラー液晶表示素子に用いる１／４λシートの代替であるランダム位相シートを説明する図である。
【図７】（ａ）〜（ｅ）は、コレステリック液晶を用いた従来のカラー液晶表示素子のカラー表示の原理を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明のカラー液晶表示素子およびカラー液晶表示装置を、以下のカラー液晶表示装置１０を用いて詳細に説明する。図１（ａ）は、本実施形態のカラー液晶表示装置１０の略構成図である。
【００１６】
（カラー液晶表示装置）
カラー液晶表示装置１０は、３層のコレステリック液晶層を積層して、種々の色を表示する画素が平面上に配置された画像表示面を備える、反射型の表示装置であり、色純度の変化を抑制することができる装置である。
カラー液晶表示装置１０は、表示本体部１２と、制御部１４とを有する。表示本体部１２は、３層のコレステリック液晶層と、２層の１/４λシートと、光吸収層と、を主に有する。２層の１/４λシートは、３層のコレステリック液晶層の間に設けることにより、色純度の変化を抑制する。以降では、画像表示画面の表面の側の層を上層といい、光吸収層の側の層を下層という。
【００１７】
カラー液晶表示装置１０の画像表示面には、複数の画素１６が設けられている。各画素１６は、３つのコレステリック液晶層、すなわち、青色コレステリック液晶層（以降、Ｂ液晶層という）、緑色コレステリック液晶層（以降、Ｇ液晶層という）および赤色コレステリック液晶層（以降、Ｒ液晶層という）のそれぞれの反射／透過特性を制御して、画素単位で所望の色を表示する。
Ｂ液晶層、Ｇ液晶層およびＲ液晶層の反射／透過特性は、Ｂ液晶層、Ｇ液晶層およびＲ液晶層のそれぞれに設けられている透明電極に印加する電圧の制御によって調整される。
制御部１４は、入力された画像データに基づいて、Ｂ液晶層、Ｇ液晶層、Ｒ液晶層の反射／透過特性を定め、定めた反射／透過特性から参照テーブルを用いて、Ｂ液晶層、Ｇ液晶層、Ｒ液晶層の透明電極に印加する電圧を設定して電圧を印加する。
【００１８】
（カラー液晶表示素子）
図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す画素１６のカラー液晶表示素子１０をより詳しく説明する図である。
カラー液晶表示素子１８は、Ｂ表示層２０Ｂ、Ｇ表示層２０ＧおよびＲ表示層２０Ｒを備える。最表層の画像表示面から、Ｂ表示層２０Ｂ、Ｇ表示層２０Ｇ、Ｒ表示層２０Ｒおよび光吸収層３４が積層されている。
Ｂ表示層２０Ｂは、上側基板２２Ｂ、電極層２４Ｂ、Ｂ液晶層２６Ｂ、電極層２８Ｂ、下側基板３０Ｂ、１／４λシート３２Ｂを備え、最表層の画像表示面の側から、この順番で設けられている。
同様に、Ｇ表示層２０Ｇは、上側基板２２Ｇ、電極層２４Ｇ、Ｇ液晶層２６Ｇ、電極層２８Ｇ、下側基板３０Ｇ、１／４λシート３２Ｇを備え、上層から下層の側に向かって、この順番で設けられている。
同様に、Ｒ表示層２０Ｒは、上側基板２２Ｒ、電極層２４Ｒ、Ｒ液晶層２６Ｒ、電極層２８Ｒ、下側基板３０Ｒを備え、上層から下層の側に向かって、この順番で設けられている。
【００１９】
Ｂ表示層２０ＢおよびＧ表示層２０Ｇにおいて、Ｂ液晶層２６ＢおよびＧ液晶層２６Ｇのそれぞれの下層に１／４λシート３２Ｂ，３２Ｇを設けるのは、後述するように、Ｂ液晶層２６ＢおよびＧ液晶層２６Ｇを透過した光の偏光状態を調整するためである。
Ｂ表示層２０Ｂ、Ｇ表示層２０ＧおよびＲ表示層２０Ｒの反射／透過特性は、後述するように波長選択性を有するので、反射／透過特性を印加する電圧を制御することにより、所望の波長の光を反射させることができる。
【００２０】
Ｂ液晶層２６ＢがＰＬ状態となって、選択的に反射するＢ成分の光の波長帯域は、主に３８０ｎｍ〜４８０ｎｍであり、Ｇ液晶層２６ＧがＰＬ状態となって選択的に反射するＧ成分の光の波長帯域は、主に４８０ｎｍ〜５８０ｎｍであり、Ｒ液晶層２６ＲがＰＬ状態となって選択的に反射するＲ成分の光の波長帯域は、主に５８０ｎｍ〜６８０ｎｍである。
【００２１】
光吸収層３４は、Ｂ表示層２０Ｂ、Ｇ表示層２０ＧおよびＲ表示層２０Ｒを透過した光が反射しないように透過光を吸収する。カラー液晶表示素子１８は、Ｂ表示層２０Ｂ、Ｇ表示層２０ＧあるいはＲ表示層２０Ｒで入射した光を反射し、かつ、光吸収層３４に到達した光を吸収することにより、画面上に所望の色を表示することができる。また、Ｂ表示層２０Ｂ、Ｇ表示層２０Ｇ及びＲ表示層２０Ｒのすべてにおいて透過した光を光吸収層３４で吸収させることにより、画面が黒色を表示することができる。
この他に図示されないが、最表層には保護フィルム等が設けられている。
【００２２】
Ｂ表示層２０Ｂ、Ｇ表示層２０ＧおよびＲ表示層２０Ｒのそれぞれは、所望の電圧を電極層に印加するために制御線を介してＢ層用制御回路１４Ｂ、Ｇ層用制御回路１４ＧおよびＲ層用制御回路１４Ｒと接続されている。
【００２３】
Ｂ表示層２０Ｂ、Ｇ表示層２０ＧおよびＲ表示層２０Ｒにおける各上側基板および各下側基板は、いずれも透明性を有する可撓性フィルムで形成され、表示素子全体が可撓性を有する。
Ｂ表示層２０Ｂ、Ｇ表示層２０ＧおよびＲ表示層２０Ｒにおける各電極層は、例えばインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）を用いることができる。あるいはインジウム錫酸化物の代わりにインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）等の透明導電膜を用いることもできる。
【００２４】
Ｂ表示層２０Ｂ、Ｇ表示層２０Ｇ、Ｒ表示層２０Ｒにおける各上側の電極層は、上側基板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、下側の電極層の透明電極は、下側基板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る。上側基板と下側基板は、基板に垂直な方向から見た時に、上側電極と下側電極とが交差するように配置され、交差部分に画素が形成される。
【００２５】
図２は、Ｂ表示層２０Ｂの構成を詳細に説明する図である。Ｂ表示層２０ＢのＢ液晶層２６Ｂは、カイラル剤を所定量含有させたコレステリック液晶を含み、さらに、Ｂ表示層２０Ｂ内にスペーサ３６及び隔壁３８が配置される。スペーサ３６は、上側基板２２Ｂに形成された電極層２４Ｂと下側基板３０Ｂに形成された電極層２８Ｂの間隔、すなわちＢ液晶層２６Ｂの厚さを一定にする。スペーサは、一般に樹脂製または無機酸化物製の球体であるが、基板表面に熱可塑性の樹脂をコーティングした固着スペーサを使用することも可能である。このスペーサによって形成されるセルギャップは、例えば３．０μｍ〜６μｍの範囲である。セルギャップがこの値より小さいと反射率が低下して暗い表示になり、逆のこの値より大きいと印加する電圧が上昇して駆動が困難になる。
隔壁３８は、スペーサ３６とコレステリック液晶を区分けする。
【００２６】
Ｇ表示層２０ＧのＧ液晶層２６ＧおよびＲ表示層２０ＲのＲ液晶層２６Ｒも、Ｂ液晶層２６Ｂと同じように形成されている。なお、各液晶層は、コレステリック液晶に含まれるカイラル材の種類および含有量が異なり、これにより、各液晶層で選択的に反射する光成分が異なっており、この光成分の反射／透過特性が電圧制御により制御されている。
【００２７】
Ｂ液晶層２６Ｂ、Ｇ表示層２６Ｇ、Ｒ液晶層２６Ｒを形成する液晶組成物は、ネマティック液晶混合物にカイラル材を１０〜４０重量％添加したコレステリック液晶である。ここで、カイラル材の添加量は、ネマティック液晶成分とカイラル材の合計量を１００重量％とした時の値である。
【００２８】
このような、各液晶層において、Ｂ液晶層２６Ｂは、ＰＬ状態において入射した光の反射光のＢ成分が右偏光状態になり、Ｇ液晶層２６Ｇは、ＰＬ状態において入射した光の反射光のＧ成分が左偏光状態になり、Ｒ液晶層２６Ｒは、ＰＬ状態において入射した光の反射光のＲ成分が右偏光状態になるように、液晶が調整されている。このようにＰＬ状態のＧ液晶層２６Ｇにおいて反射光のＧ成分を左偏光状態にするのは、ＰＬ状態のＢ液晶層２６Ｂを透過した光のうち、Ｇ成分の波長に近い成分は左偏光成分が強いので、この左偏光成分を用いてＰＬ状態でＧ液晶層２６Ｇにおける反射成分を強めることができるからである。
【００２９】
カラー液晶表示素子１８は、上述したように、Ｂ液晶層２６Ｂを通過した透過光に対して、透過光の偏光状態を調整する１／４λシード３２Ｂと、Ｇ液晶層２６Ｇを通過した透過光に対して、透過光の偏光状態を調整する１／４λシート３２Ｇとを有する。これにより、以降の動作でわかるように、カラー液晶表示素子１８は、上層にある液晶層のＰＬ状態、ＦＣ状態、あるいはＰＬ状態とＦＣ状態との中間状態によって、従来の色純度が変化することを抑制することができる。なお、ＰＬ状態とＦＣ状態との中間状態とは、電極層に印加する電圧の増大に伴ってＰＬ状態からＦＣ状態に変化する遷移状態をいい、反射／透過特性が印加する電圧に応じて滑らかに変化する状態である。したがって、この中間状態の反射／透過特性を用いて、各画素１６は画素単位で中間色を表示することができる。
【００３０】
（カラー液晶表示素子の動作）
図３（ａ），（ｂ）は、各液晶層がＰＬ状態およびＦＣ状態にあるときの反射光及び透過光の偏光状態を説明する図である。図４（ａ）は、ＰＬ状態にあるＢ液晶層２６Ｂの透過率を偏光成分毎に示した透過率のスペクトルの一例を示す図である。図４（ｂ）は、ＦＣ状態にあるＢ液晶層２６Ｂの透過率を偏光成分毎に示した透過率のスペクトルの一例を示す図である。
【００３１】
なお、図４（ａ），（ｂ）中の（ＲＨ→ＬＨ）は、入射した右円偏光成分（以降、ＲＨという）の光がＢ液晶層２６Ｂを透過することにより左円偏光成分（以降、ＬＨという）の光に変化することをいう。（ＬＨ→ＲＨ）は、入射したＬＨの光がＢ液晶層２６Ｂを透過することによりＲＨの光に変化することをいう。（ＲＨ→ＲＨ）は、入射したＲＨの光がＢ液晶層２６Ｂを透過してもＲＨを維持することをいう。同様に、（ＬＨ→ＬＨ）は、入射したＬＨの光がＢ液晶層２６Ｂを透過してもＬＨを維持することをいう。
【００３２】
まず、ＲＨ及びＬＨを略同程度に含む偏光状態Ａの自然光がカラー液晶表示素子１８に入射する。
図３（ａ）に示すように、全ての液晶層がＰＬ状態にあるとき、Ｂ液晶層２６ＢはＰＬ状態にあるので、ＲＨを反射光とする。一方、Ｂ液晶層２６Ｂを透過した光は、図４（ａ）に示すスペクトルから、Ｇ波長帯域（４８０ｎｍ〜５８０ｎｍ）においては、入射したＲＨの光はＬＨの透過光に、入射したＬＨの光はＲＨの透過光に変化する。この点は、Ｇ波長帯域（４８０ｎｍ〜５８０ｎｍ）において（ＲＨ→ＬＨ）の透過率および（ＬＨ→ＲＨ）の透過率が、（ＬＨ→ＬＨ）の透過率および（ＲＨ→ＲＨ）の透過率に比べて高いことからわかる。
【００３３】
一方、Ｂ液晶層２６ＢがＦＣ状態にあるとき、入射した光はＢ液晶層２６Ｂを透過する。このとき、Ｇ波長帯域（４８０ｎｍ〜５８０ｎｍ）において、入射した光の偏光状態は維持されるが、ＬＨの透過光がＲＨの透過光より強くなる。すなわち、ＬＨの透過光がＲＨの透過光よりも多くなる。これは、図４（ｂ）におけるＧ波長帯域において、（ＬＨ→ＬＨ）の透過率が（ＲＨ→ＲＨ）の透過率より大きくなることによりわかる。
【００３４】
このように、Ｂ液晶層２６Ｂの透過光の偏光状態は、Ｂ液晶層２６ＢのＰＬ状態、ＦＣ状態、あるいはＰＬ状態とＦＣ状態の中間段階に依存して、変化する。
しかし、Ｂ液晶層２６Ｂの透過光は、１／４λシード３２Ｂを透過することにより、ＲＨとＬＨが同程度に含まれる直線偏光になるので、Ｇ液晶層２６Ｇに入射する光は、Ｇ波長帯域においてＲＨとＬＨを同程度に含む。したがって、Ｇ液晶層２６Ｇに入射する光は、自然光と同様な偏光状態Ａとなる。
【００３５】
同様に、Ｇ液晶層２６Ｇを透過した光の偏光状態Ａは、Ｇ液晶層２６ＧのＰＬ状態、ＦＣ状態あるいは、ＰＬ状態とＦＣ状態の中間状態に依存して変化する。しかし、いずれの状態においても、Ｇ液晶層２６Ｇの透過光は、１／４λシード３２Ｇを透過することにより、ＲＨとＬＨが同程度に含まれる直線偏光になるので、Ｒ液晶層２６Ｒに入射する光は、Ｒ波長帯域においてＲＨとＬＨを同程度に含む。したがって、Ｒ液晶層２６Ｒに入射する光は、自然光と同様な偏光状態Ａとなる。
【００３６】
したがって、図３（ａ）に示すように、上層に位置するＢ液晶層２６ＢおよびＧ液晶層２６Ｇが、ＰＬ状態、ＦＣ状態あるいは、ＰＬ状態とＦＣ状態の中間状態にあろうとも、Ｒ液晶層２６Ｒは、偏光状態Ａの光の入射を受けるので、制御されたＲ液晶層２６Ｒの反射／透過特性に応じて、同じスペクトル分布を持つＲの反射光を生成する。同様に、上層に位置するＢ液晶層２６Ｂが、ＰＬ状態、ＦＣ状態あるいは、ＰＬ状態とＦＣ状態の中間状態にあろうとも、Ｇ液晶層２６Ｇは、偏光状態Ａの光の入射を受けるので、制御されたＧ液晶層２６Ｇの反射／透過特性に応じて、同じスペクトル分布を持つＧの反射光を生成する。
【００３７】
このように、各液晶層の透過光の偏光状態が異なっても、透過光の偏光状態を１／４λシートを用いて自然光と同様にするので、上層にある液晶層のＰＬ状態、ＦＣ状態、あるいはＰＬ状態とＦＣ状態との中間状態に依存して色純度が変化することを防止できる。
【００３８】
これに対して、従来のカラー液晶表示素子は、図５(ａ)，(ｂ)に示すように、１／４λシートを含まないので、Ｇ液晶層に入射する光の偏光状態は、図４（ａ），（ｂ）に示すようなＢ液晶層のＰＬ状態、ＦＣ状態における透過率のスペクトルに応じて、偏光状態Ａ1、あるいは偏光状態Ａ4に変化する。このため、Ｇ液晶層において反射する光のスペクトル分布も、偏光状態Ａ1、あるいは偏光状態Ａ4に応じて変化する。
さらに、Ｒ液晶層に入射する光の偏光状態は、Ｂ液晶層のＰＬ状態、ＦＣ状態における透過率のスペクトルおよびＧ液晶層のＰＬ状態、ＦＣ状態における透過率のスペクトルに応じて、偏光状態Ａ2、あるいは偏光状態Ａ5に変化する。このため、Ｒ液晶層における反射光のスペクトル分布も、偏光状態Ａ2、あるいは偏光状態Ａ5に応じて変化する。
【００３９】
図５（ａ）では、Ｂ液晶層、Ｇ液晶層およびＲ液晶層がＰＬ状態であり、図５（ｂ）では、Ｂ液晶層およびＧ液晶層がＦＣ状態で、Ｒ液晶層がＰＬ状態であるので、Ｒ液晶層に入射する光の偏光状態が異なる。したがって、Ｒ液晶層が反射する反射光のＲ成分のスペクトル分布は、図５（ａ）に示す場合と、図５（ｂ）に示す場合では異なる。したがって、図５（ａ）で示される状態で表示される赤色の色純度は、図５（ｂ）で示される状態で表示される赤色の色純度と異なる。
このように、従来のカラー液晶表示素子は、色純度が上層の液晶層のＰＬ状態、ＦＣ状態あるいはＰＬ状態とＦＣ状態との間の中間状態に応じて変化する。しかし、本実施形態のカラー液晶表示素子１８は、図４（ａ），（ｂ）に示すように、１／４λシートを用いて色純度の変化を抑制することができる。
【００４０】
カラー液晶表示素子１８の１／４λシート３２Ｂ，３２Ｇは、Ｂ液晶層２６Ｂ、Ｇ液晶層２６Ｇのそれぞれを透過した光の偏光状態を調整する機能シートとして用いられるが、１／４λシート３２Ｂ，３２Ｇの代わりに、図６に示すようなランダム位相シート４２を用いることもできる。ランダム位相シート４２は、その表面が凹凸形状をなしており、リターデーション値がランダムに分布する光学素子である。ランダム位相シート４２は、ある偏光状態の光をランダムな偏光状態にするので、カラー液晶表示素子１８内の１／４λシート３２Ｂ，３２Ｇと同様の位置に設けることにより、１／４λシート３２Ｂ，３２Ｇと同様の機能を発揮する。
また、カラー液晶表示素子１８は、１／４λシート３２Ｂ，３２Ｇあるいはランダム位相シート４２の他に、光の偏光状態を調整する機能シートであれば、いずれのシートでも用いることができる。
【００４１】
上記実施形態は、以下に示す内容を開示する。
（付記１）
反射光を用いてカラー表示をするカラー液晶表示素子であって、
前記カラー液晶表示装置の表示面から、
第１の色を定める第１の波長を選択的に反射する第１のコレステリック液晶層と、
前記第１のコレステリック液晶層を透過した光の偏光状態を調整する第１の機能シートと、
前記第１の機能シートで調整された光のうち、第２の色を定める第２の波長を選択的に反射する第２のコレステリック液晶層と、
前記第２のコレステリック液晶層を透過した光の偏光状態を調整する第２の機能シートと、
前記第２の機能シートで調整された光のうち、第３の色を定める第３の波長を選択的に反射する第３のコレステリック液晶層と、が積層されていることを特徴とするカラー液晶表示素子。
【００４２】
（付記２）
前記第１の機能シートおよび前記第２の機能シートの少なくとも一方は、１／４λシートである、付記１に記載のカラー液晶表示素子。
【００４３】
（付記３）
前記第１の機能シートおよび前記第２の機能シートの少なくとも一方は、ランダム位相シートである、付記１に記載のカラー液晶表示素子。
【００４４】
（付記４）
前記第１のコレステリック液晶層および前記第３のコレステリック液晶層が反射する光の偏光状態と、前記第２のコレステリック液晶層が反射する光の偏光状態が異なる、付記１〜３のいずれか１項に記載のカラー液晶表示素子。
【００４５】
（付記５）
前記第１、２、および３のコレステリック液晶層の反射特性を制御する電極層を備える、付記１〜４のいずれか１項に記載のカラー液晶表示素子。
【００４６】
（付記６）
付記１〜５のいずれか１項に記載のカラー液晶表示素子を１画素とし、複数の画素を平面上に配置したカラー液晶表示装置。
【００４７】
以上、本発明のカラー液晶表示素子およびカラー液晶表示装置について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【００４８】
１０  カラー液晶表示装置
１２表示本体部
１４  制御部
１４Ｂ  Ｂ層用制御回路
１４Ｇ  Ｇ層用制御回路
１４Ｒ  Ｒ層用制御回路
１６  画素
１８  カラー液晶表示素子
２０Ｂ  Ｂ表示層
２０Ｇ  Ｇ表示層
２０Ｒ  Ｒ表示層
２２Ｂ，２０Ｇ，２０Ｒ  上側基板
２４Ｂ，２８Ｂ，２４Ｇ，２８Ｇ，２４Ｒ，２８Ｒ  電極層
２６Ｂ，２６Ｇ，２６Ｒ  Ｂ液晶層
３０Ｂ，３０Ｇ，３０Ｒ  下側基板
３２Ｂ，３２Ｇ  １／４λシート
３４，１０６  光吸収層
３６  スペーサ
３８  隔壁
４０  隔壁
４２  ランダム位相シート
１００Ｂ  Ｂコレステリック液晶層
１０２Ｇ  Ｇコレステリック液晶層
１０４Ｒ  Ｒコレステリック液晶層
【図１】
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【図２】
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【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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