JP2002162625A - 反射型カラーフィルター及びそれを用いた反射型カラー液晶表示装置 - Google Patents
反射型カラーフィルター及びそれを用いた反射型カラー液晶表示装置Info
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Abstract
へ回折する指向性白色反射板を用いて照明光を有効に利
用できる反射型カラーフィルターとそれを用いた反射型
カラー液晶表示装置。 【解決手段】 少なくとも2色以上の波長帯域の光を反
射するカラーフィルターが並列されている反射型カラー
フィルター10において、カラーフィルターは、背面基
板1の上に順に設けられた、白色照明光31を正反射方
向とは異なる反射方向へ回折する指向性白色反射板4
と、その上に設けられた少なくとも2色以上の並列され
ている吸収型フィルター5とを有する。
Description
ルター及びそれを用いた反射型カラー液晶表示装置に関
し、特に、反射型カラー液晶表示装置に用いられる反射
型カラーフィルターに関するものである。
ムを用いた反射型カラーフィルターとしては、R(赤
色)、G(緑色)、B(青色)3色のホログラムミラー
をアレー状に並列配置してなる反射型ホログラムカラー
フィルターが、特開平8−313898号等において知
られている。
正反射方向とは異なる反射方向へ回折するホログラム白
色反射板(特開平9−222512号)、計算機ホログ
ラム(特開平10−123919号)からなる計算機ホ
ログラム白色反射板、像空間の振幅分布をフーリエ変換
して記録面で振幅を一定とし位相のみを記録してなる計
算機位相板からなる白色反射板(特開平11−1837
16号、特開平11−296054号、特願2000−
159914)、格子間隔が2次元的に連続的に変化す
る2次元回折格子のアレーからなる複合回折格子白色反
射板(特願2000−309334)を提案している。
反射型ホログラムからなるカラーフィルターの場合、反
射型ホログラムの性質上、回折の帯域幅が狭く、照明光
を有効に使用できない問題がある。
れた種々の白色反射板は、何れも回折の帯域幅が体積型
反射ホログラムに比べて広いものである。
てなされたものであり、その目的は、白色照明光を正反
射方向とは異なる反射方向へ回折する指向性白色反射板
を用いて照明光を有効に利用できる反射型カラーフィル
ターとそれを用いた反射型カラー液晶表示装置を提供す
ることである。
明の反射型カラーフィルターは、少なくとも2色以上の
波長帯域の光を反射するカラーフィルターが並列されて
いる反射型カラーフィルターにおいて、前記カラーフィ
ルターは、背面基板の上に順に設けられた、白色照明光
を正反射方向とは異なる反射方向へ回折する指向性白色
反射板と、その上に設けられた少なくとも2色以上の並
列されている吸収型フィルターとを有することを特徴と
するものである。
例えば、像空間の複素振幅分布を波面変換して記録面で
振幅を一定とし位相のみを記録してなる計算機位相板か
らなる白色反射板、透過型の拡散ホログラムとその背面
に設けた反射層とからなる白色反射板、二光束干渉によ
る干渉縞を計算機により計算してその干渉縞のレリーフ
パターンを電子線描画等により形成してなる計算機ホロ
グラムからなる白色反射板、あるいは、格子間隔が2次
元的に連続的に変化する2次元回折格子のアレーからな
る白色反射板、の何れもが使用可能である。
ィルターとの間に透明層が介在していてもよい。
が設けられていてもよい。
対向電極の間に挟持され、画素毎に透過率が制御可能な
液晶層を備えた反射型液晶表示装置において、観察側と
反対側の基板として上記の何れかの反射型カラーフィル
ターを備えている反射型カラー液晶表示装置を含むもの
である。
明反射層として構成し、反射型カラー液晶表示装置の背
面側に配置したバックライト光源によりバックライト照
明が可能となっていてもよい。
察側に照明用の導光板を備えていてもよい。
波長帯域の光を反射するカラーフィルターが、白色照明
光を正反射方向とは異なる反射方向へ回折する指向性白
色反射板と、その上に設けられた少なくとも2色以上の
並列されている吸収型フィルターとからなるので、指向
性白色反射板の回折の帯域幅が広い分、照明光を有効に
使用することができ、また、液晶層を透過してきた光を
正反射方向とは異なる方向に回折反射するため、液晶表
示装置の表面反射に妨げられることなく、液晶表示を見
ることができ、さらに、液晶表示装置内に反射板を設け
るので、視差のない表示が得られる。特に、指向性白色
反射板を構成する透過型ホログラムあるいは位相板、回
折格子は回折の帯域幅が広いので、照明光を有効に使用
することができ、明るい反射型カラー液晶表示装置を構
成することができる。
とそれを用いた反射型カラー液晶表示装置を実施例に基
づいて説明する。
カラーフィルターの断面図を示す。図1の例の場合は、
白色照明光を正反射方向とは異なる反射方向へ回折する
指向性白色反射板として、特開平11−183716
号、特開平11−296054号、特願2000−15
9914、特に特願2000−159914による白色
反射板を用いる実施例である。この白色反射板は、像空
間の複素振幅分布を波面変換して記録面で振幅を一定と
し位相のみを記録してなる計算機位相板からなる白色反
射板である。
からなる位相板形成層2を設け、その表面に位相分布を
表すレリーフパターン3をスタンパー等により形成し、
そのレリーフパターン3上にアルミニウム等の薄い反射
層4を蒸着等により形成する。この実施例の場合は、位
相板形成層2とレリーフパターン3上の反射層4が指向
性白色反射板(指向性白色反射散乱板)を形成してい
る。そして、その反射層4上に、フォトリソグラフィ
ー、印刷等の手法により、吸収型のRGB3色の繰り返
しパターンからなる吸収フィルター層5が設けられてお
り、その吸収フィルター層5の上に保護層等の透明樹脂
層6を成膜し、その上にITO等の透明電極層7を成膜
して、反射型カラー液晶表示装置用の反射型カラーフィ
ルター10が構成される。
布は、反射層4の上に設けられる吸収フィルター層5の
屈折率を考慮してそのレリーフパターン3の深さの分布
が決められる。
リーフパターン3上の反射層4の上に直接吸収フィルタ
ー層5を設けるのではなく、反射層4の上に透明樹脂層
8を設けて表面を平滑面とし、その上に吸収フィルター
層5を成膜する点で異なっている。この場合は、計算機
位相板の位相分布は、反射層4の上に設けられる透明樹
脂層8の屈折率を考慮してそのレリーフパターン3の深
さの分布が決められる。この構成では、吸収フィルター
層5を並列して構成しているRGB層間に屈折率の差が
あっても何ら影響がない点で優れている。
に組み込む白色照明光を正反射方向とは異なる反射方向
へ回折する指向性白色反射板として、像空間の振幅分布
をフーリエ変換して記録面で振幅を一定とし位相のみを
記録してなる計算機位相板からなる白色反射板を用いる
ものとしたが、その代わりに、特開平9−222512
号等で提案されている透過型の拡散ホログラムとその背
面に設けた反射層とからなる白色反射板を用いてもよ
い。その場合は、図1(b)の層配置で、透明樹脂層8
が透過型の拡散ホログラムとなり、反射層4がその背面
の反射層となる。
ー中に組み込む上記のような指向性白色反射板として、
二光束干渉による干渉縞を計算機により計算してその干
渉縞のレリーフパターンを電子線描画等により形成して
なる計算機ホログラム(例えば、特開平10−1239
19号)からなる白色反射板を用いてもよい。その場合
は、図1(a)、(b)の何れの層構成も可能である。
込む白色照明光を正反射方向とは異なる反射方向へ回折
する指向性白色反射板として、特願2000−3093
34による格子間隔が2次元的に連続的に変化する2次
元回折格子のアレーからなる複合回折格子白色反射板を
用いてもよい。その場合も、図1(a)、(b)の何れ
の層構成も可能である。
ー10を組み込んだ反射型カラー液晶表示装置の1例の
断面図を図2に示す。観察側と反対側には、例えば図1
(a)に示したような本発明の反射型カラーフィルター
10が配置され、その観察側に、スペーサ21を介し
て、透明ガラス基板11の内表面にR、G、Bのカラー
画素毎に独立に透明画素電極12とTFT13が設けら
れてなる観察側透明基板20が配置され、その反射型カ
ラーフィルター10と観察側透明基板20の間に、ツイ
ストネマチック等の液晶層22が挟持されている。な
お、観察側透明基板20の表面には図示しない偏光板が
積層されている。また、透明電極層7、透明画素電極1
2、TFT13の液晶層22側には不図示の配向層も設
けて構成されている。
いて、その前面(観察側)から所定角度で照明光31が
入射すると、照明光31はR、G、B各画素のTFT1
3で制御される透明画素電極12と透明電極層7の間の
電圧印加状態に応じた変調を液晶層22で受けて反射型
カラーフィルター10側へ透過する。その透過光は吸収
フィルター層5の対応する色のフィルターを透過して対
応する色の光のみが透過し、その着色光は、指向性白色
反射板を構成している反射層4で反射回折光32として
正面方向の限定された角度範囲内に回折され、再度吸収
フィルター層5の同じ色のフィルターを透過し、液晶層
22で再度同じ変調を受けて背面側から前面側へ透過
し、表示光となる。そのため、カラー表示単位中の画素
R、G、Bの変調状態の組み合わせによって3つ色の表
示光の加法混色により任意の色が任意の輝度で表示可能
になり、2次元的に配置されたカラー表示単位の表示状
態の組み合わせで、指向性白色反射板の回折光32の角
度範囲内の任意の方向から観察可能な明るいカラー画像
表示ができるようになる。
環境光等の外光を想定しているが、反射型カラー液晶表
示装置の観察側に、特開平11−109338号に開示
されているような導光板40あるいは特願2000−3
19260で本出願人が提案しているような導光板40
をフロント照明光源として配置して人工的な照明光31
で図2の反射型カラー液晶表示装置を照明するようにし
てもよい。
フィルター10の基板1と位相板形成層2を透明なもの
で構成し、かつ、反射層4を半透明反射層として構成
し、反射型カラー液晶表示装置の背面側にバックライト
光源を配置することにより、バックライト照明も可能な
カラー液晶表示装置とすることもできる。
びそれを用いた反射型カラー液晶表示装置を実施例に基
づいて説明してきたが、本発明はこれら実施例に限定さ
れず種々の変形が可能である。例えば、吸収型フィルタ
ーの上に透明層を設けて、吸収型フィルターの凹凸を平
均化させた後、ITOからなる透明電極層を形成しても
よい。
の反射型カラーフィルター及びそれを用いた反射型カラ
ー液晶表示装置によると、少なくとも2色以上の波長帯
域の光を反射するカラーフィルターが、白色照明光を正
反射方向とは異なる反射方向へ回折する指向性白色反射
板と、その上に設けられた少なくとも2色以上の並列さ
れている吸収型フィルターとからなるので、指向性白色
反射板の回折の帯域幅が広い分、照明光を有効に使用す
ることができ、また、液晶層を透過してきた光を正反射
方向とは異なる方向に回折反射するため、液晶表示装置
の表面反射に妨げられることなく、液晶表示を見ること
ができ、さらに、液晶表示装置内に反射板を設けるの
で、視差のない表示が得られる。特に、指向性白色反射
板を構成する透過型ホログラムあるいは位相板、回折格
子は回折の帯域幅が広いので、照明光を有効に使用する
ことができ、明るい反射型カラー液晶表示装置を構成す
ることができる。
ターの断面図である。
射型カラー液晶表示装置の1例の断面図である。
Claims (10)
- 【請求項1】 少なくとも2色以上の波長帯域の光を反
射するカラーフィルターが並列されている反射型カラー
フィルターにおいて、 前記カラーフィルターは、背面基板の上に順に設けられ
た、白色照明光を正反射方向とは異なる反射方向へ回折
する指向性白色反射板と、その上に設けられた少なくと
も2色以上の並列されている吸収型フィルターとを有す
ることを特徴とする反射型カラーフィルター。 - 【請求項2】 前記指向性白色反射板が、像空間の複素
振幅分布を波面変換して記録面で振幅を一定とし位相の
みを記録してなる計算機位相板からなる白色反射板であ
ることを特徴とする請求項1記載の反射型カラーフィル
ター。 - 【請求項3】 前記指向性白色反射板が、透過型の拡散
ホログラムとその背面に設けた反射層とからなる白色反
射板であることを特徴とする請求項1記載の反射型カラ
ーフィルター。 - 【請求項4】 前記指向性白色反射板が、二光束干渉に
よる干渉縞を計算機により計算してその干渉縞のレリー
フパターンを電子線描画等により形成してなる計算機ホ
ログラムからなる白色反射板であることを特徴とする請
求項1記載の反射型カラーフィルター。 - 【請求項5】 前記指向性白色反射板が、格子間隔が2
次元的に連続的に変化する2次元回折格子のアレーから
なる白色反射板であることを特徴とする請求項1記載の
反射型カラーフィルター。 - 【請求項6】 前記指向性白色反射板と前記吸収型フィ
ルターとの間に透明層が介在していることを特徴とする
請求項1から5の何れか1項記載の反射型カラーフィル
ター。 - 【請求項7】 前記吸収型フィルターの上に透明電極層
が設けられていることを特徴とする請求項1から6の何
れか1項記載の反射型カラーフィルター。 - 【請求項8】 画素毎に区切られた画素電極と対向電極
の間に挟持され、画素毎に透過率が制御可能な液晶層を
備えた反射型液晶表示装置において、観察側と反対側の
基板として請求項1から7の何れか1項記載の反射型カ
ラーフィルターを備えていることを特徴とする反射型カ
ラー液晶表示装置。 - 【請求項9】 前記指向性白色反射板の反射層を半透明
反射層として構成し、反射型カラー液晶表示装置の背面
側に配置したバックライト光源によりバックライト照明
が可能となっていることを特徴とする請求項8記載の反
射型カラー液晶表示装置。 - 【請求項10】 反射型カラー液晶表示装置の観察側に
照明用の導光板を備えていることを特徴とする請求項8
記載の反射型カラー液晶表示装置。
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JP2000361084A JP4683446B2 (ja) | 2000-11-28 | 2000-11-28 | 反射型カラーフィルター及びそれを用いた反射型カラー液晶表示装置 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2005241894A (ja) * | 2004-02-26 | 2005-09-08 | Casio Comput Co Ltd | 液晶表示装置 |
JP2009048164A (ja) * | 2007-08-16 | 2009-03-05 | Samsung Electronics Co Ltd | 反射板、それを採用したディスプレイ及び反射光分布の制御方法 |
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-
2000
- 2000-11-28 JP JP2000361084A patent/JP4683446B2/ja not_active Expired - Fee Related
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