JP2000347176A - 透過型液晶表示装置 - Google Patents
透過型液晶表示装置Info
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Abstract
液晶からなるカラーフィルムを用いた透過型液晶表示装
置において、1/4波長板の配置箇所を自由に選択でき
るようにする。 【解決手段】 透過型液晶表示装置10において、液晶
セル20を、印加電圧のON/OFFにより透過光の位
相シフト量が0又はπとなるようにして、円偏光光のま
ま変調させ、変調後に、1/4波長板22によって円偏
光を直線偏光に転換させる。
Description
ーフィルタを用いた透過型液晶表示装置に関する。
報に開示されるように、液晶ディスプレイ用カラーフィ
ルタとして、コレステリック液晶、もしくはカイラルネ
マチック液晶を利用したものが提案されている。
いて、従来の顔料や染料を用いたカラーフィルタと比較
して優れた性能を有している。特に、温度によりその選
択反射光の波長が変化し、更に紫外線照射によって液晶
状態を保持できる紫外線硬化型コレステリック液晶を用
いることにより、従来と比較して簡単に製造することが
できるという利点がある。
カイラルネマチック液晶は、液晶分子軸の長距離配向秩
序に加えて、ダイレクタが螺旋的に空間変化をしている
という特性がある。即ち、液晶分子軸と平行な平面内で
は、液晶はネマティック相と同様な配向秩序があるが、
隣接する平面へ移ると、この局所的な配向方向がわずか
に回転しているので、これが順次連続して螺旋構造とな
っている。
に分けることが可能であり、コレステリック液晶もしく
はカイラルネマチック液晶は、前記右旋円偏光及び左旋
円偏光両成分の光が、液晶の螺旋軸に平行に入射した場
合、該液晶のねじれ方向と同じ回転方向の円偏光成分の
みを反射し、他方の円偏光成分は透過するという特性が
ある。
の変化が生じないので、反射光の入射前後における偏光
方向は不変であり、また、反射光の波長は、コレステリ
ック液晶もしくはカイラルネマチック液晶のねじれのピ
ッチに伴い変化する。このピッチは、液晶にねじれの力
を発生させるカイラル剤の添加量や、適当な外場(例え
ば温度、電場、磁場等)により変化する。
ル剤や反対巻のカイラル剤を添加して調整することが可
能である。例えば、右巻の螺旋構造の液晶に左巻のカイ
ラル剤を添加すると、同じ温度で液晶を硬化させても反
射波長が異なる。
域で制御することにより、反射光が赤、緑、青となるカ
ラーフィルタを形成することができ、又、このようなカ
ラーフィルタを2層重ねることによって、透過光が赤、
緑、青となるカラーフィルタを形成することができる。
もしくはカイラルネマチック液晶からなるカラーフィル
タを用いる場合は、例えば特開平9−318807号公
報に開示されるように、2枚のガラス基板間にカラーフ
ィルタ用のコレステリック液晶を分散したコレステリッ
クフィルムと、1/4波長板とを液晶セルの入光側に配
置するようにしている。
て主として使用されている液晶セル、例えばTNセルの
場合、液晶に印加する電圧のON/OFFによって、入
射直線偏光の偏光面を最大で90°回転させ、又は回転
させずにそのまま通過する旋光モードの駆動方法である
ために、コレステリック液晶もしくはカイラルネマチッ
ク液晶からなるカラーフィルタを用いる場合には、カラ
ーフィルタを透過した後の円偏光を1/4波長板によっ
て直線偏光に転換してから液晶セルに入射させるためで
ある。
晶表示装置においては、液晶セル内にカラーフィルタを
配置することが、視差のない色表示を行うために必須で
あることから、1/4波長板も液晶セル内に設けなけれ
ばならず、設計の自由度がなかった。
晶セル内に配置することが困難であると共に、耐熱性が
低く、ガラス基板の内面に配向膜を焼成する際に着色し
てしまう等の問題点があった。
れたものであって、液晶セル外に1/4波長板を配置す
ることができるようにした液晶表示装置を提供すること
を目的とする。
ように、光源と、コレステリック液晶層又はカイラルネ
マチック液晶層の一方からなり、前記光源から入射した
光のうち、右旋円偏光又は左旋円偏光成分の一方を透過
し、他方を反射するカラーフィルタと、このカラーフィ
ルタの出光面側に配置された液晶層及びこの液晶層に電
界を印加する電極を含んでなり、該液晶層の動作モード
が、印加電圧のON/OFFにより透過光の位相シフト
量が0又はπとなるようにされた液晶セルと、を設けた
ことを特徴とする透過型液晶表示装置により、上記目的
を達成するものである。
記液晶セルの出光面側に配置され、光の位相を1/4波
長シフトすることにより、入射円偏光を直線偏光に変換
して出射する1/4波長板と、この1/4波長板の出光
面側に配置され、前記1/4波長層から出射した偏光面
が相互に直交する2種類の直線偏光のうち一方のみを透
過させる直線偏光板と、を設けるようにしてもよい。
晶層の動作モードが、印加電圧のON/OFFにより透
過光の位相シフト量がπ又は0となる複屈折率モードで
あり、カラーフィルタを透過した円偏光をそのまま変調
することができるので、1/4波長板を液晶セル外に配
置することができる。
面を参照して詳細に説明する。
形態の例に係る透過型液晶表示装置10は、無偏光光を
出射する光源12と、この光源12から入射される光の
うち、右旋円偏光又は左旋円偏光成分の一方を透過し、
他方を反射する円偏光分離フィルム14と、この円偏光
分離フィルム14の出光面側に配置され、一対のガラス
基板16A、16B間に挟持されたカラーフィルタ18
及び液晶セル20と、液晶セル20の出光面側に配置さ
れた1/4波長板22と、更にこの1/4波長板22の
出光面側に配置された直線偏光板24と、を備えて構成
されている。
光、左旋円偏光を示している。又、「←→」、「・」
(図2参照)はそれぞれ直線偏光の電場振動ベクトルを
示しており、「←→」は紙面面内方向、「・」は紙面に
垂直な方向である。
脂シートに挟持された薄膜上のエレクトロルミネッセン
ス等からなる透明薄膜状白色面光源であって、その背面
側(図1において下側)には、例えば金属薄膜からなる
反射層12Aが配置されている。
し、円偏光分離フィルム14において反射された例え
ば、Rの円偏光成分を再度円偏光分離フィルム14方向
に反射し、このとき偏光成分の位相を反転させ、又は、
無偏光な状態にし、円偏光分離フィルム14を透過でき
るLの円偏光成分として、光利用率を向上させている。
なく、通常の液晶ディスプレイに使用するバックライト
を用いてもよいものである。
レステリック液晶フィルムから構成され、この実施の形
態の例においては、左旋円偏光Lを透過し、右旋円偏光
Rを反射するようにされているが、この円偏光分離フィ
ルム14の代わりに選択反射性の直線偏光分離フィルム
と1/4波長板の組み合わせを用いてもよい。
9−318807号公報に開示されるようなコレステリ
ックフィルムあるいはカイラルネマチックフィルムから
構成されている。
素、及び、これに対応する各部分を示している。又、前
記カラーフィルタ18は、図に示されているように、1
画素につき赤、緑、青の領域を有し、各領域はそれぞれ
の波長領域の光であって、左旋円偏光Lのみを透過し、
他の波長領域の光及び右旋円偏光Rを反射するようにさ
れている。
B)型であり、電場を印加することによって、液晶セル
20内の液晶層の複屈折を制御するものであって、VA
N方式、PAN方式、HAN方式等があり、印加電圧の
ON/OFFにより、透過光の位相シフト量が0又はπ
となるようにされている。
旋円偏光Lは位相シフト量が0であるので、そのまま透
過し、図2に示されるように、OFFの場合は位相シフ
ト量がπとなるので、右旋円偏光Rに変換されて出射す
る。
を有するフィルムを3層以上に積層してなり、更にこれ
に1/4波長層を積層したものであり、上記のような複
屈折性を有するフィルムは、前記コレステリック液晶フ
ィルムの他、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステル系
樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂等の面内複屈折性を
示す物質を延伸等の方法によって得ることができる。
高分子材料からなる位相板であり、入射する円偏光を直
線偏光に、又はその逆に変換する作用を備えている。従
って、この1/4波長板22は、液晶セル20から出射
した左旋円偏光Lと右旋円偏光Rとを、相互に偏光面が
直交する2種類の直線偏光に変換する。
方向を、前記左旋円偏光Lが変換された「←→」の直線
偏光の電場振動ベクトルの方向と一致するように配置さ
れている。
源12から出射された無偏光光は、円偏光分離フィルム
14において左旋円偏光Lのみがこれを透過して、前記
カラーフィルタ18に入射し、右旋円偏光Rは反射さ
れ、光源12方向に戻される。
され、位相が180°シフトされることによって左旋円
偏光Lに転換され、又は無偏光光となってその半分の左
旋円偏光Lが、円偏光分離フィルム14を透過してカラ
ーフィルタ18に入射する。
おけるR、G、Bの領域において、それぞれ対応する波
長領域の光のみが透過し、他の波長領域の光は反射され
る。この反射光は、前記円偏光分離フィルム14を経て
反射層12Aに到達し、ここで再度カラーフィルタ18
方向に反射される。
Nの状態では入射した左旋円偏光Lはそのまま透過し、
1/4波長板22に入射し、ここで光の位相が1/4波
長シフトされることにより「←→」の直線偏光に転換さ
れて、前記直線偏光板24から表示光として出射され
る。このとき、図3に示すように、液晶セル20の透過
光強度及び表示光強度は印加電圧に伴い増加する。
0の印加電圧がOFFの場合は、透過する光の位相がπ
シフトされるので、入射した左旋円偏光Lは右旋円偏光
Rとされ、更に、1/4波長板22において「・」の直
線偏光に転換されるが、これは直線偏光板24を透過す
ることができないので、暗表示となる。
液晶セル20は入射した円偏光をそのまま、印加電圧の
ON/OFFにより変調することができるので、ガラス
基板16A、16B内に1/4波長板22を設ける必要
がない。
ことができると共に、1/4波長板が、液晶セルの外に
あるため、配向膜の形成の際に、着色してしまうような
ことがない。
転させることにより、図4に示すような液晶セル20の
印加電圧がOFFの場合に明表示、液晶セル20の印加
電圧がONの場合に暗表示となるノーマリーホワイトモ
ードのディスプレイにすることもできる。
晶表示装置10においては、1/4波長板22は液晶セ
ル20と直線偏光板24との間に設けているが、1/4
波長板22Aをカラーフィルタ18の出光面側に隣接し
て設けることもできる。
設けられる液晶セル26は、直線偏光を変調させること
になるので、旋光モードの駆動方式となる。
/4波長板を必ずしも液晶セル内に設ける必要がなく、
設計の自由度が増大するという優れた効果を有する。
又、1/4波長板を液晶セル外に設けることによって、
セルの配向膜焼成時の着色を防止できる。
表示装置の要部を拡大して示す略示断面図
1と同様の略示断面図
印加電圧による相対透過率の変化を示す線図
の、前記液晶セルでの印加電圧による相対透過率の変化
を示す線図
Claims (2)
- 【請求項1】光源と、コレステリック液晶層又はカイラ
ルネマチック液晶層の一方からなり、前記光源から入射
した光のうち、右旋円偏光又は左旋円偏光成分の一方を
透過し、他方を反射するカラーフィルタと、このカラー
フィルタの出光面側に配置された液晶層及びこの液晶層
に電界を印加する電極を含んでなり、該液晶層の動作モ
ードが、印加電圧のON/OFFにより透過光の位相シ
フト量が0又はπとなるようにされた液晶セルと、を設
けたことを特徴とする透過型液晶表示装置。 - 【請求項2】請求項1において、前記液晶セルの出光面
側に配置され、光の位相を1/4波長シフトすることに
より、入射円偏光を直線偏光に変換して出射する1/4
波長板と、この1/4波長板の出光面側に配置され、前
記1/4波長層から出射した、偏光面が相互に直交する
2種類の直線偏光のうち一方のみを透過させる直線偏光
板と、を設けたことを特徴とする透過型液晶表示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15592799A JP4318794B2 (ja) | 1999-06-03 | 1999-06-03 | 透過型液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15592799A JP4318794B2 (ja) | 1999-06-03 | 1999-06-03 | 透過型液晶表示装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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JP4318794B2 JP4318794B2 (ja) | 2009-08-26 |
Family
ID=15616565
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15592799A Expired - Fee Related JP4318794B2 (ja) | 1999-06-03 | 1999-06-03 | 透過型液晶表示装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4318794B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7002662B2 (en) | 2001-10-16 | 2006-02-21 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Method of producing optical element by patterning liquid crystal films |
KR100956347B1 (ko) | 2003-09-05 | 2010-05-06 | 삼성전자주식회사 | 액정 표시 장치 |
-
1999
- 1999-06-03 JP JP15592799A patent/JP4318794B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7002662B2 (en) | 2001-10-16 | 2006-02-21 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Method of producing optical element by patterning liquid crystal films |
US7274427B2 (en) | 2001-10-16 | 2007-09-25 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Method of producing optical element by patterning liquid crystal films |
KR100956347B1 (ko) | 2003-09-05 | 2010-05-06 | 삼성전자주식회사 | 액정 표시 장치 |
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---|---|
JP4318794B2 (ja) | 2009-08-26 |
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