JP2002014338A

JP2002014338A - 液晶表示装置およびその照明装置

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Publication number: JP2002014338A
Application number: JP2000194632A
Authority: JP
Inventors: Mitsuyoshi Miyai; 三嘉宮井; Hiroshi Oshitani; 宏史押谷
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 2000-06-28
Filing date: 2000-06-28
Publication date: 2002-01-18

Abstract

(57)【要約】【課題】表示画素と非表示画素における反射光のコン
トラストを大きくして、表示品位の高い液晶表示装置を
提供する。【解決手段】本発明は、液晶表示パネルとフロントラ
イトを備えた液晶表示装置において、液晶表示パネル
は、光を所定の反射コントラスト以上で選択反射する選
択波長領域を有し、フロントライトは、選択波長領域に
おいて光強度の極大値を有する光を照明する液晶表示装
置を提供することを目的とする。これにより、表示画素
と非表示画素における反射光のコントラストを大きくし
て、その表示品位を向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特定の光波長域に
ある光を選択的に反射する液晶表示パネルを照明するた
めの照明装置、およびこれを用いた液晶表示装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、携帯電話やパームトップコンピュ
ータなどの小型で軽量の電子機器の普及が目覚しく、こ
れらの電子機器において反射型液晶表示装置が用いられ
ている。反射型液晶表示装置は、ＣＲＴ、プラズマディ
スプレイなどの他の表示装置と比較して、消費電力が小
さく、安価で、しかも小型・軽量であるといった優れた
利点を有する表示装置である。

【０００３】これまで広く利用されてきた反射型液晶表
示素子は、ネマチック相（例えば、ツイステッドネマチ
ックモードやスーパーツイステッドネマチックモード）
の液晶層を用いて、入射光の互いに直交する光成分に位
相差を与えることにより、光の透過・非透過を選択して
表示する反射型液晶表示素子（以下、「ネマチック式反
射型液晶表示素子」という。）である。このネマチック
式反射型液晶表示素子は、背面に反射板を有し、表示面
に偏光板を有する。このとき、照明された光の半分が偏
光板により吸収され、残り半分の光しか入射光として表
示に寄与しないので、観察者に対して出射される光の強
度は半減する。つまり、表示が暗くなる。また、ネマチ
ック式反射型液晶表示素子は、カラー表示するために、
１枚の液晶表示パネル上の画素を、青色、緑色、および
赤色表示するための画素に３分割しているので、各色を
表示するために反射（出射）する光の強度は、照明され
た光の強度の１／６となる。また、各々の画素上に対応
する色のカラーフィルタを配置しているので、入射光は
カラーフィルタによっても吸収されて、さらに表示が暗
くなる。

【０００４】そこで、従来式のネマチック式反射型液晶
表示素子とは異なり、光を選択的に反射するコレステリ
ック相を呈する液晶相を用いた反射型液晶表示素子（以
下、「カイラルネマチック式反射型液晶表示素子」とい
う。）の開発が進められてきた。カイラルネマチック式
液晶表示素子は、固有の光波長域にある光を選択的に反
射する。また、青色、緑色、および赤色に相当する光波
長域にある光を選択的に反射するカイラルネマチック式
液晶表示素子を積層したカイラルネマチック式ＲＧＢ液
晶表示素子を形成することにより、フルカラーで表示可
能な液晶表示素子を実現することができる。こうして、
このカイラルネマチック式ＲＧＢ液晶表示素子を用いれ
ば、上述のネマチック式反射型液晶表示素子には必要で
あった偏光板やカラーフィルタを省略することができ
る。したがって、偏光板やカラーフィルタにより入射光
が吸収されることを防止できるので、照明される光に対
して、表示に寄与する光の比率を大きくして、明るい表
示を実現することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、コレス
テリック相を呈する液晶材料は、プレーナ配列状態にあ
るとき、任意の可視光波長を有する光を一様に反射する
のではなく、固有の光波長領域にある光を選択的に反射
する。液晶材料は、例えば、緑色可視光の波長領域にあ
る光を選択的に反射する。つまり、緑色可視光を他の色
に比べて強く反射する。また、液晶材料によって反射さ
れる光の反射率（以下、「液晶反射率」という。）は、
後述するように、光波長に依存した実質的なガウス分布
上の関数値で与えられる。

【０００６】このように、カイラルネマチック式液晶表
示素子は、選択反射特性を有する。換言すると、緑色に
相当する光波長領域の光を主に選択反射する緑色液晶表
示パネルは、青色および赤色に相当する光波長領域にお
いて、極めて低い液晶反射率を有する。同様に、青色に
相当する光波長領域の光を主に選択反射する青色液晶表
示パネルは、緑色に相当する光波長領域において、比較
的に低い液晶反射率を有し、赤色相当する光波長領域に
おいては、ほとんど光を反射しない。さらに、赤色に相
当する光波長領域の光を主に選択反射する赤色液晶表示
パネルは、青色および緑色に相当する光波長領域におい
て、極めて低い液晶反射率を有する。

【０００７】このように、カイラルネマチック式液晶表
示素子は、選択反射波長特性を有するために、照明され
る光の波長によっては、表示画素において反射される光
強度が非常に弱くなり、あるいは非表示画素からの光反
射が強くなり、表示画素と非表示画素の間における反射
光の強弱（コントラスト）が極端に小さくなる。また、
液晶で反射されない光が光吸収層に到達するまでに、透
明電極、配向膜、絶縁層などにおいて部分的に反射さ
れ、結果的にコントラストを低下させている。反射光の
コントラストが小さくなると、液晶表示パネルとしての
表示品位は低下する。

【０００８】また、プレーナ配列状態の液晶材料は、右
円偏光光または左円偏光光のいずれか一方のみを反射し
他方を透過する。このため、選択反射されない右または
左円偏光光が、透明電極、配向膜、絶縁層などにおいて
部分的に反射されてしまい、コントラストを低下させる
原因になっている。

【０００９】そこで本発明は、表示画素と非表示画素か
らの反射光のコントラストが所定の値より大きくなるよ
うな光波長を有する光を液晶表示パネルに照明すること
により、表示品位の高い液晶表示装置、およびこの液晶
表示装置に用いられる照明装置を提供することを目的と
する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
は、入射光を所定の波長領域において選択反射すること
により表示を行う液晶表示素子と、液晶表示素子が選択
反射を行う選択反射波長領域内に光強度の極大値を有す
る光を、液晶表示素子の観察側から照射するためのフロ
ントライトとを備えた液晶表示装置を提供する。

【００１１】請求項２に記載の本発明は、入射光を所定
の波長領域において選択反射することにより表示を行う
液晶層を複数積層してなる液晶表示素子と、各液晶層が
選択反射を行う選択反射波長領域のうち少なくとも１つ
の波長領域内に光強度の極大値を有する光を、液晶表示
素子の観察側から照射するためのフロントライトとを備
えた液晶表示装置を提供する。

【００１２】請求項３に記載の本発明は、前記複数の液
晶層には、互いに選択反射波長領域が異なる少くとも２
つの液晶層が含まれる。

【００１３】請求項４に記載の本発明において、前記フ
ロントライトの照射光は、複数の液晶層の選択反射波長
領域内にそれぞれ光強度の極大値を有する。

【００１４】請求項５に記載の本発明において、前記フ
ロントライトの照射光は、すべての液晶層の選択反射波
長領域内にそれぞれ光強度の極大値を有する。

【００１５】請求項６に記載の本発明は、前記液晶層に
は、少なくとも青色の選択反射を行う青色表示用液晶
層、緑色の選択反射を行う緑色表示用液晶層、および赤
色の選択反射を行う赤色表示用液晶層が含まれる。

【００１６】請求項７に記載の本発明において、前記選
択反射波長領域は、選択反射状態における光反射率の、
非選択反射状態における光反射率に対する比で表される
コントラストが２以上となる波長領域である。

【００１７】請求項８に記載の本発明において、前記選
択反射波長領域は、選択反射状態における光反射率の、
非選択反射状態における光反射率に対する比で表される
コントラストが５以上となる波長領域である。

【００１８】請求項９に記載の本発明は、前記液晶表示
素子の背面に光吸収層を有する。

【００１９】請求項１０に記載の本発明において、前記
液晶層が、液晶のコレステリック層からの選択反射を利
用して表示を行うものである。

【００２０】請求項１１に記載の本発明において、前記
液晶層は、ネマティック液晶にカイラル材を添加してな
るカイラルネマティック液晶を含む。

【００２１】請求項１２に記載の本発明は、入射光を所
定の波長領域において選択反射することにより表示を行
う液晶表示素子に対して、該液晶表示素子が選択反射を
行う選択反射波長領域内に光強度の極大値を有する光を
照射するための光源を備えた照明装置を提供する。

【００２２】請求項１３に記載の本発明は、入射光を所
定の波長領域において選択反射することにより表示を行
う液晶層を複数積層してなる液晶表示素子に対して、各
液晶層が選択反射を行う選択反射波長領域のうち少なく
とも１つの波長領域内に光強度の最大値を有する光を照
射するための光源を備えた照明装置を提供する。

【００２３】請求項１４に記載の本発明において、前記
光源の照明光は、複数の液晶層の選択反射波長領域内に
それぞれ光強度の極大値を有する。

【００２４】請求項１５に記載の本発明において、前記
光源の照射光は、すべての液晶層の選択反射波長領域内
にそれぞれ光強度の極大値を有する。

【００２５】請求項１６に記載の本発明は、前記液晶層
には、少なくとも青色の選択反射を行う青色表示用液晶
層、緑色の選択反射を行う緑色表示用液晶層、および赤
色の選択反射を行う赤色表示用液晶層が含まれる。

【００２６】請求項１７に記載の本発明は、光強度の極
大値の波長が互いに異なる複数の光源を備える。

【００２７】請求項１８に記載の本発明は、光強度の極
大値を複数有する単一の光源を備える。

【００２８】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１を参照しなが
ら、本発明に係る実施の形態１のカイラルネマチック式
液晶表示装置について説明する。図１は、実施の形態１
のカイラルネマチック式液晶表示装置１の断面図であ
る。このカイラルネマチック式液晶表示装置１は、概
略、観察者側から光を照明するフロントライトユニット
１０と、カイラルネマチック式緑色液晶表示パネル３０
を備える。

【００２９】フロントライトユニット１０は、例えば、
約５４０ｎｍの光波長でピーク値を有する緑色ＬＥＤラ
ンプなどの所定の発光波長特性を有する光を発する光源
１１、光源１１からの光を緑色液晶表示パネル３０の方
へ導くための導光板１２、光源１１からの光を効率よく
導光板１２の方へ反射させるためのリフレクタ１３、お
よび導光板１２と緑色液晶表示パネル３０の間に設けた
反射防止膜１４を備えている。

【００３０】カイラルネマチック式緑色液晶表示パネル
３０は、一対の透明基板３１ａ、３１ｂと、シール材３
２と、その間に封入された室温でコレステリック相を呈
する液晶材料３３とを有する。また、この透明基板３１
ａ、３１ｂの対向する表面上には、それぞれ、所定の間
隔をあけて平行に配置された複数の透明電極３４ａ、３
４ｂが設けられている。透明電極３４ａ、３４ｂは、垂
直方向に交差するように向き合っており、両者が交差す
る領域が画素となる。さらに、この液晶表示パネル３０
は、下側の透明基板３１ｂの下側表面に、光を吸収する
ための光吸収層３５を有する。

【００３１】次に、このカイラルネマチック式液晶表示
装置１の動作について説明する。フロントライトユニッ
ト１０の光源１１からの緑色光は、リフレクタ１３によ
り効率よく集光されて導光板１２へ入射する。また、導
光板１２は、図１で示すように、液晶表示パネル３０に
対して傾斜した表面を有しているので、光源１１からの
緑色光を液晶表示パネル３０全体に亙って均一に照明す
ることができる。また、導光板１２の表面は、光源１１
からの光が液晶表示パネル３０の方へ効率よく照明する
ように、段差状または鋸状の微小な突起部（図示せず）
を有している。こうして、導光板１２からの光は、反射
防止膜１４を介して、液晶表示パネル３０を照明する
が、反射防止膜１４により、フロントライトユニット１
０と液晶表示パネル３０の間の界面で光が反射するのを
極力抑えることができる。

【００３２】カイラルネマチック式液晶表示パネル３０
は、上述のように、マトリックス状の透明電極３４を有
し、この透明電極３４の間に所定のパルス電圧を印加す
ることにより、内部に介在する液晶材料３３がプレーナ
配列状態またはフォーカルコニック配列状態となるよう
に切り替えることができる。

【００３３】表示したい画素（表示画素）に関連する透
明電極３４に、緑色表示用液晶材料３３がプレーナ配列
状態となるようなパルス電圧を印加する。すると、この
表示画素に入射する光のうち、とりわけ緑色に相当する
波長領域に含まれる光が多く選択反射される。一方、表
示させない画素（非表示画素）に関連する透明電極３４
には、液晶材料３３がフォーカルコニック配列状態とな
るようなパルス電圧を印加する。すると、非表示画素に
入射する光のうち、ほとんどの光は、液晶材料３３を透
過して、光吸収層３５で吸収される。こうして、この緑
色液晶表示パネル３０は、表示画素と非表示画素の間に
おける反射光の強弱（コントラスト）により、表示素子
として機能することができる。

【００３４】また、コレステリック相を呈する緑色表示
用液晶材料３３は、電圧無印加状態で、プレーナ配列状
態とフォーカルコニック配列状態の２つの安定的な状態
を維持することができる（双安定性を有する）。図２
は、プレーナ配列状態とフォーカルコニック配列状態に
ある緑色表示用液晶材料３３の光反射特性（光の波長と
反射率との関係）の一例を示す図である。図２の実線で
示すように、プレーナ配列状態にある液晶材料３３が所
定の波長λを有する光を反射する比率（以下、「緑色液
晶反射率ｆ_b（λ）」という。）は、実質的なガウス分
布上の関数値をとり、約５４５ｎｍでピーク値を有す
る。

【００３５】一方、可視光を選択する液晶材料の場合、
フォーカルコニック状態では、ほぼすべての可視光を透
過する。しかしながら実際には、図２の破線で示すよう
に、フォーカルコニック配列状態にある緑色表示用液晶
材料３３は、可視光域全体に亙ってほぼ一定の小さな反
射率を示す。これは、例えば、液晶材料３３と透明電極
３４の間の界面、透明電極３４と透明基板３１ａ、３１
ｂの間の界面、または透明基板３１ｂと光吸収層３５の
間の界面において、光が反射されることに起因するもの
と考えられる。そこで、フォーカルコニック状態におい
て観測される弱い反射はすべてこれらの界面からの反射
によるものと仮定して以下の説明を行う。また、これら
の界面で所定の波長λを有する光を反射する比率を以
下、「緑色界面反射率ｒ_b（λ）」ということにする。

【００３６】ここで、図３を参照しながら、表示画素と
非表示画素の間における反射光のコントラストについて
説明する。図３（ａ）および（ｂ）は、緑色表示用液晶
材料３３が、各々、プレーナ配列状態およびフォーカル
コニック配列状態にあるときの液晶表示パネル３０の断
面図を示す。この断面図においては、対向する透明電極
３４を省略してある。

【００３７】緑色表示用液晶材料３３がプレーナ配列状
態にあるとき、所定の波長λを有する光は、入射強度Ｉ
（λ）で入射すると、緑色表示用液晶材料３３と上述の
界面の両方で観察者側に反射するので、反射光の光強度
Ｒ_p（λ）が次式で表される。

【数１】Ｒ_p＝ｆ_b（λ）×Ｉ（λ）＋（１−ｆ_b（λ））×Ｉ（λ）×ｒ_b（λ）（１）

【００３８】一方、緑色表示用液晶材料３３がフォーカ
ルコニック配列状態にあるとき、所定の波長λを有する
光は、入射強度Ｉ（λ）で入射すると、上述の界面にお
いて観察者側に反射されるので、反射光の光強度Ｒ
_f（λ）が次式で表される。

【数２】Ｒ_f＝ｒ_b（λ）×Ｉ（λ）

【００３９】すると、表示画素と非表示画素からの反射
光のコントラストＣ（λ）は、次式で表される。

【数３】Ｃ（λ）＝Ｒ_p／Ｒ_f ＝ｆ_b（λ）×（１／ｒ_b（λ）−１）＋１（３）

【００４０】上式（３）から明らかなように、所定の光
波長にλに対する、緑色液晶反射率ｆ_b（λ）が大きい
ほど、コントラストＣ（λ）は大きくなる。また、緑色
界面反射率ｒ_b（λ）が小さいほど、コントラストＣ
（λ）は大きくなる。緑色界面反射率ｒ_b（λ）は、上
述の通り、光波長に対する依存性は小さく、全波長領域
においてほぼ一定しているので、緑色液晶反射率ｆ
_b（λ）に大きい値を与える光波長λを有する光を、こ
の緑色表示用液晶材料３３に照明すると、高いコントラ
ストを得られることが期待される。すなわち、液晶材料
の反射率のピーク値を示す波長に近い波長を持つ光ほ
ど、より高いコントラストにて表示を行わせることがで
きる。

【００４１】そこで、コントラストを基準にして、選択
反射波長領域を複数のレベルに段階分けすることができ
る。例えば、表示画素と非表示画素からの反射光のコン
トラストＣ（λ）が、２未満であるとき、液晶表示素
子としての表示品位が劣るレベル、コントラストＣ
（λ）が、２ないし５であるとき、実使用上差し支えの
ないレベル、５以上であるとき、表示品位が極めて良
好であるレベルというふうに段階分けされる。

【００４２】そこで、Ｃ（λ）＞２を上記(３)に代入す
ると、次の不等式が得られる。

【数４】｛ｆ_b（λ）＋１｝×｛１−ｒ_b（λ）｝＞１（４）

【００４３】同様に、Ｃ（λ）＞５を上記(３)に代入す
ると、次の不等式が得られる。

【数５】｛ｆ_b（λ）＋４｝×｛１−ｒ_b（λ）｝＞４（５）

【００４４】上式（４）および（５）が成立するときの
光波長λを、図２の概略図から読取ることができる。す
なわち、図２の光波長領域Ｄ_gおよびｄ_gで示す光波長領
域における波長が、各々、上式（４）および（５）を満
足する。したがって、光波長領域Ｄ_gにおける光波長を
有する光を、この液晶材料３３に照明すると、コントラ
ストが２より大きい反射光が得られる。同様に、光波長
領域ｄ_gにおける光波長を有する光を、この液晶材料３
３に照明すると、コントラストが５より大きい反射光が
得られる。

【００４５】本発明に係る緑色液晶表示パネル３０を照
明するフロントライト１０は、液晶材料３３の選択反射
波長領域におけるピーク反射率を示す波長にほぼ一致す
る。約５４０ｎｍの光波長でピーク値を有する緑色ＬＥ
Ｄランプをその光源１１として用いているので、この光
源１１からの光強度が、極めて良好な（５より大きい）
コントラストを与える光波長領域ｄ_gの範囲において、
他に比べて著しく強いため、表示品位の高いカイラルネ
マチック式液晶表示装置１を実現することができる。

【００４６】ところで、このように、実使用上差し支え
のないレベル（２より大きい）のコントラストを与える
光波長領域Ｄ_g、および極めて良好な（５より大きい）
コントラストを与える光波長領域ｄ_gが液晶材料３３に
依存して決定される。これまで緑色表示用液晶材料３３
を含む液晶パネル３０について説明したが、同様に、青
色液晶パネル２０および赤色液晶パネル４０は、図４お
よび図５で示すように、各々、実使用上差し支えのない
レベルである（２より大きい）コントラストを与える光
波長領域Ｄ_b、Ｄ_r、および極めて良好な（５より大き
い）コントラストを与える光波長領域ｄ_b、ｄ_rを有す
る。

【００４７】青色液晶パネル２０、緑色液晶パネル３
０、および赤色液晶パネル４０が有する実使用上差し支
えのないであるレベル（２より大きい）コントラストを
与える光波長領域と、極めて良好な（５より大きい）コ
ントラストを与える光波長領域を下表のように整理する
ことができる。

【表１】

【００４８】以上のように、液晶表示パネル２０、３
０、４０に対して、（極めて）良好なコントラストを与
える光波長領域にある光を、より多く照明することによ
り、同様に、より表示品位の高い液晶表示パネル２０、
３０、４０を実現できることは明白である。

【００４９】例えば、本発明に係る青色および赤色液晶
表示パネルを照明するフロントライト１０は、それらの
光源１１として、４５０ｎｍおよび６１０ｎｍの光波長
でピーク値を有する青色ＬＥＤおよび赤色ＬＥＤを用い
ることができる。こうして、表示品位の高い青色および
赤色カイラルネマチック式液晶表示装置１を形成するこ
とができる。この場合も、赤色光源および青色光源の光
強度のピーク値を示す波長がそれぞれ赤色表示用液晶表
示材料および青色用液晶材料のピーク反射率を示す波長
にほぼ一致させれば極めて表示品位の高い表示を実現す
ることができる。

【００５０】実施の形態２．図６を参照して、本発明に
係るカイラルネマチック式液晶表示装置の実施の形態２
について説明する。実施の形態２のカイラルネマチック
式液晶表示装置２は、青色、緑色、および赤色に相当す
る波長領域を選択的に反射するカイラルネマチック式液
晶表示パネル２０、３０、４０を積層して、カイラルネ
マチック式ＲＧＢ液晶表示素子を形成した点以外は、実
施の形態１と同様に構成されたものであるので、詳細な
説明を省略する。

【００５１】光源１１からの光は、例えば、図７で示す
ように、青色光、緑色光、および赤色光に相当する波長
領域に極大値（ピーク値）強度を有することが好まし
い。また、この光源１１からの光は、極めて良好な（５
より大きい）コントラストを与える光波長領域ｄの範囲
（各々、４３０ｎｍないし４９０ｎｍの青色光波長領
域、５１０ｎｍないし５７０ｎｍの緑色光波長領域、お
よび５９０ｎｍないし６３０ｎｍの赤色光波長領域）に
極大値を有することが、より好ましい。この光源１１
は、３波長域発光型蛍光管であってもよいし、青色、緑
色、および赤色ＬＥＤを組み合わせたものであってもよ
い。

【００５２】こうして、本発明に係るフロントライト１
０は、液晶表示素子２０、２０、４０に対して、極めて
良好な（５より大きい）コントラストを与える光を照明
することができる。その結果、表示品位の高いカイラル
ネマチック式ＲＧＢ液晶表示装置２を形成することがで
きる。

【００５３】

【発明の効果】請求項１に記載の本発明によれば、液晶
表示素子が選択反射を行う選択反射波長領域内に光強度
の極大値を有する光を照射するためのフロントライトと
を備えたことにより、コントラストが大きく、表示品位
の高い液晶表示装置を提供することができる。

【００５４】請求項２に記載の本発明によれば、複数の
液晶層積層にともなうコントラスト低下を効果的に防止
することができ、やはりコントラストが大きく、表示品
位の高い高い液晶表示装置を提供することができる。

【００５５】請求項２において、請求項３に記載するよ
うに、互いに選択反射波長領域が異なる少なくとも２つ
の液晶層が含まれることにより、複数色の表示を行うこ
とができる。

【００５６】また、請求項４に記載するように、複数の
液晶層の選択反射波長領域内にそれぞれ光強度の極大値
を有する照明光を用いることにより、反射率が大きく明
るい表示を実現することができる。

【００５７】さらに、請求項５に記載するように、すべ
ての液晶層の選択反射波長領域内にそれぞれ光強度の極
大値を有する照明光を用いることにより、より反射率お
よびコントラストが大きい表示を実現することができ
る。

【００５８】さらにまた、請求項６に記載するように、
青・緑・赤の各色表示用の液晶表示層を積層することに
より、コントラストが大きく、表示品位の高いフルカラ
ー表示を行うことができる。

【００５９】請求項７に記載するように、コントラスト
が２以上となる波長領域を選択反射波長領域とすること
で、コントラストをより大きくすることができる。ま
た、請求項８に記載するように、コントラストが５以上
となる波長領域を選択反射波長領域とすることで、さら
にコントラストを大きくすることができる。

【００６０】請求項９に記載するように、光吸収層を設
けることにより、液晶層で選択反射されなかった光を光
吸収層で吸収することができ、よりコントラストを大き
くすることができる。

【００６１】請求項１０に記載するように、コレステリ
ック相からの選択反射を利用して表示を行うことによ
り、偏光板などが不要となり、光の利用効率が高く明る
い表示を行うことができる。請求項１１に記載するよう
に、カイラルネマティック液晶をコレステリック層を示
す液晶として用いると、選択反射波長の調整が容易で、
液晶層にメモリ性を持たせることができる。

【００６２】一方、請求項１２に記載の本発明によれ
ば、液晶表示素子の選択反射波長領域内に光強度の極大
値を有する光を照射するため、コントラストが大きく、
表示品位の高い表示を液晶表示素子に行わせることがで
きる。

【００６３】請求項１３に記載の本発明によれば、複数
の液晶層積層にともなうコントラスト低下を効果的に防
止することができ、やはりコントラストが大きく、表示
品位の高い表示を液晶表示素子に行わせることができ
る。

【００６４】請求項１４において、請求項１３に記載す
るように、複数の液晶層の選択反射波長領域内にそれぞ
れ光強度の極大値を有する照明光を用いることにより、
反射率が大きく、明るい表示を液晶表示装置に行わせる
ことができる。

【００６５】また、請求項１５に記載するように、すべ
ての液晶層の選択反射波長領域内にそれぞれ光強度の極
大値を有する照射光を用いることにより、液晶表示素子
に、より反射率およびコントラストが大きい表示を行わ
せることができる。

【００６６】さらに、請求項１６に記載するように、液
晶表示素子が青・緑・赤の各色表示用の液晶表示層を積
層したものであれば、コントラストが大きく、表示品位
の高いフルカラー表示を行なわせることができる。

【００６７】さらにまた、請求項１７に記載するよう
に、光強度の極大値の波長が互いに異なる複数の光源を
用いることにより、各光源の光強度の極大値を各液晶層
の選択反射波長領域内に収めることが容易となる。

【００６８】請求項１８に記載するように、光強度の極
大値を複数有する単一の光源を用いることにより、装置
構成を簡単にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係る実施の形態１のカイラ
ルネマチック式液晶表示装置の断面図である。

【図２】図２は、プレーナ配列状態とフォーカルコニ
ック配列状態にある緑色表示用液晶材料の光反射特性
（光の波長と反射率との関係）の一例を示す図である。

【図３】図３は、プレーナ配列状態およびフォーカル
コニック配列状態にある緑色表示用液晶材料を含む液晶
表示パネルの断面図を示す。

【図４】図４は、プレーナ配列状態とフォーカルコニ
ック配列状態にある青色表示用液晶材料の光反射特性
（光の波長と反射率との関係）の一例を示す図である。

【図５】図５は、プレーナ配列状態とフォーカルコニ
ック配列状態にある赤色表示用液晶材料の光反射特性
（光の波長と反射率との関係）の一例を示す図である。

【図６】図６は、本発明に係る実施の形態２のカイラ
ルネマチック式液晶表示装置の断面図である。

【図７】図７は、本発明に係る実施の形態２の照明装
置の光源からの光の分光スペクトルを示した概略図であ
る。

【符号の説明】

１カイラルネマチック式緑色液晶表示装置、２カイ
ラルネマチック式ＲＧＢ液晶表示装置、１０フロント
ライトユニット、２０カイラルネマチック式青色液晶
表示パネル、３０カイラルネマチック式緑色液晶表示
パネル、４０カイラルネマチック式赤色液晶表示パネ
ル、１１光源、１２導光板、１３リフレクタ、１
４反射防止膜、３１透明基板、３２シール材、３３
液晶材料、３４透明電極、３５光吸収層。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H089 HA22 HA31 HA32 QA16 RA05 RA10 TA17 TA18 TA20 2H091 FA14Z FA23Z FA34Z FA37X FA41X FA45X HA07 HA10 LA17 5G435 AA02 BB12 BB16 EE22 FF03 FF08 GG24

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入射光を所定の波長領域において選択反
射することにより表示を行う液晶表示素子と、液晶表示
素子が選択反射を行う選択反射波長領域内に光強度の極
大値を有する光を、液晶表示素子の観察側から照射する
ためのフロントライトとを備えた液晶表示装置。
【請求項２】入射光を所定の波長領域において選択反
射することにより表示を行う液晶層を複数積層してなる
液晶表示素子と、各液晶層が選択反射を行う選択反射波
長領域のうち少なくとも１つの波長領域内に光強度の極
大値を有する光を、液晶表示素子の観察側から照射する
ためのフロントライトとを備えた液晶表示装置。
【請求項３】前記複数の液晶層には、互いに選択反射
波長領域が異なる少なくとも２つの液晶層が含まれる請
求項２記載の液晶表示装置。
【請求項４】前記フロントライトの照射光は、複数の
液晶層の選択反射波長領域内にそれぞれ光強度の極大値
を有する請求項２または３の液晶表示装置。
【請求項５】前記フロントライトの照射光は、すべて
の液晶層の選択反射波長領域内にそれぞれ光強度の極大
値を有する請求項２または３の液晶表示装置。
【請求項６】前記液晶層には、少なくとも青色の選択
反射を行う青色表示用液晶層、緑色の選択反射を行う緑
色表示用液晶層、および赤色の選択反射を行う赤色表示
用液晶層が含まれる請求項２ないし５のいずれかに記載
の液晶表示装置。
【請求項７】前記選択反射波長領域は、選択反射状態
における光反射率の、非選択反射状態における光反射率
に対する比で表されるコントラストが２以上となる波長
領域である請求項１ないし６のいずれかに記載の液晶表
示装置。
【請求項８】前記選択反射波長領域は、選択反射状態
における光反射率の、非選択反射状態における光反射率
に対する比で表されるコントラストが５以上となる波長
領域である請求項１ないし６のいずれかに記載の液晶表
示装置。
【請求項９】前記液晶表示素子の背面に光吸収層を有
する請求項１ないし８のいずれかに記載の液晶表示装
置。
【請求項１０】前記液晶層が、液晶のコレステリック
層からの選択反射を利用して表示を行うものである請求
項１ないし９のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１１】前記液晶層は、ネマティック液晶にカ
イラル材を添加してなるカイラルネマティック液晶を含
む請求項１０の液晶表示装置。
【請求項１２】入射光を所定の波長領域において選択
反射することにより表示を行う液晶表示素子に対して、
該液晶表示素子が選択反射を行う選択反射波長領域内に
光強度の極大値を有する光を照射するための光源を備え
た照明装置。
【請求項１３】入射光を所定の波長領域において選択
反射することにより表示を行う液晶層を複数積層してな
る液晶表示素子に対して、各液晶層が選択反射を行う選
択反射波長領域のうち少なくとも１つの波長領域内に光
強度の最大値を有する光を照射するための光源を備えた
照明装置。
【請求項１４】前記光源の照明光は、複数の液晶層の
選択反射波長領域内にそれぞれ光強度の極大値を有する
請求項１３の照明装置。
【請求項１５】前記光源の照射光は、すべての液晶層
の選択反射波長領域内にそれぞれ光強度の極大値を有す
る請求項１３の照明装置。
【請求項１６】前記液晶層には、少なくとも青色の選
択反射を行う青色表示用液晶層、緑色の選択反射を行う
緑色表示用液晶層、および赤色の選択反射を行う赤色表
示用液晶層が含まれる請求項１３ないし１５のいずれか
に記載の液晶表示装置。
【請求項１７】光強度の極大値の波長が互いに異なる
複数の光源を備えた請求項１４または１５に記載の照明
装置。
【請求項１８】光強度の極大値を複数有する単一の光
源を備えた請求項１４または１５に記載の照明装置。