[发明专利]层叠型反射式液晶显示元件

说明书

技术领域

本发明涉及一种层叠型反射式液晶显示元件，特别是涉及一种层叠了2个以上液晶面板的层叠型反射式液晶显示元件，所述2个以上液晶面板分别具有不同所选反射波长的胆甾相液晶的液晶层。

背景技术

近年来，即使无电源也能够保持显示、且可电改写的电子纸张的技术领域正在急速发展。电子纸张着眼实现如下的显示体，即，具有即使切断电源也能够进行记忆显示的超低耗电特性，采用不会刺激眼睛且也不会使眼睛疲劳的反射式显示，以及具有像纸的可挠性的柔软(flexible)且薄的显示体。正在推进着在电子书籍、电子报纸、电子海报等上的应用。正在推进如下显示方式的开发：使带电粒子在空气中或液体中移动的电泳方式；使分成两种颜色的带电粒子旋转的扭转球(Twisting ball)方式；有机EL方式；利用液晶层的干涉反射的具有双稳定性的选择反射式胆甾相液晶方式。

在这样的各种方式中，胆甾相液晶方式在“记忆功能”、“低耗电化”、“彩色化”等方面处于优势地位。尤其是，胆甾相液晶方式在彩色显示方面是绝对有利的。由于除了胆甾相液晶方式以外的方式必须对每一个像素配置分三种颜色的滤色器，所以亮度最大也只不过相当于三等分亮度的1/3而已，不能说是很现实的方式。相对于此，胆甾相液晶方式由于通过液晶的干涉来反射颜色，所以只要层叠起来就能够进行彩色显示，因此具有能够得到接近50％或更高的亮度的优点。例如，在专利文献1(JP特开2002-116461号公报)等中记载有胆甾相液晶方式的彩色显示元件。

图1A和图1B是用于说明胆甾相液晶的显示原理的图。如图所示，面板具有将液晶层1夹持在透明的基板3和4之间的结构。基板3是显示面侧的基板。在基板4的外侧面上设置有黑色的光吸收层5。胆甾相液晶具有两种稳定的状态，即与基板表面平行地形成层的状态和在垂直方向上形成层的状态。这两种状态具有如下特征，即，可电切换，而且具有即便不供电也能够保持两种状态的双稳定性。

如图1(A)所示，若在设置于基板3和4上的电极(未图示)上施加高电压，则以螺旋状连成一排的液晶分子2的螺旋轴就沿着垂直于基板3和4的方向排列，从而处于形成平行于基板面的层的状态。将该状态称为平面(Planar)状态。平面状态的液晶层有选择地反射(选择反射)波长对应于液晶分子螺距的光，从而呈现特定的颜色而进行反射显示。这就是明态(反射状态)。此时，所反射的光对应于螺距的旋转方向而成为左旋或右旋的圆偏振光。

根据液晶的平均折射率n、螺距p，反射率最大时的波长λ可通过下式来表示。

λ＝n·p

另一方面，反射带宽Δλ随着液晶的折射率各向异性Δn变大。

相对于此，如图1(B)所示，若在设置于基板3和4的电极上施加低电压，则以螺旋状连成一排的液晶分子2的螺旋轴处于在与基板3和4平行的方向上排列的状态。将该状态称为焦锥(Focal Conic)状态。在焦锥状态下，由于不发生干涉反射，所以入射到元件内的光会透过，并被基板4的光吸收层5吸收。这就是暗态(透过状态)。即使在反射状态下，未反射的光也只透过液晶层，所以通过在下层设置反射不同颜色的液晶层，能够合成反射颜色。

因为是干涉反射，所以在明态所反射的光根据波长而变化。因此，通过设定液晶的螺距，能够得到反射光呈红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)的面板。

图2是表示通过层叠3片面板而实现了彩色显示的彩色胆甾相液晶显示装置概要的图。如图所示，从显示面侧起依次层叠蓝色(B)面板10B、绿色(G)面板10G、红色(R)面板10R，由此构成液晶显示元件9。驱动电路11经由软电缆12B、12G、12R而连接至各面板的电极。从驱动电路11将电压施加到各面板的电极，从而能够使对应于各面板电极的单元处于明态和暗态，由此能够显示图像。各面板具备矩阵电极，能够进行点阵显示(dot matrixdisplay)。