JP2010008441A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
高透過率を持つ散乱型液晶パネルのカラー表示装置を提供する。
【解決手段】
液晶表示パネルと、少なくとも２色の発光を行う光源と、該光源と前記パネルをそれぞれ制御する駆動回路とからなり、前記の光源を色別に順次点灯させるとともに、前記の表示パネルにおける所定の画素に、点灯周期に対応した電圧波形を印可するような液晶表示装置であって、前記液晶表示パネルの透過率が７０％を超える散乱型液晶表示パネルを特徴とする液晶カラー表示装置。
【選択図】図１

Description

本発明は多色のバックライトを時分割発光させカラー表示を行う液晶表示装置に関する。

これまで、カラー液晶表示装置のほとんどはカラーフィルター方式を用いた。その方式の欠点はパネルの透過率が低く、偏光板の吸収を考えると、理論的に透過率は５０％以下になる。
透過率を向上し、省エネと低価格を実現するため、フィールドシーケンシャルカラー表示方式が提案された。特に近年高速TNモードとAFLCモードを用い、フィールドシーケンシャルカラー表示パネルを容易に量産することができ、従来のカラーフィルター方式より高い透過率と省エネエネルギーを実現した。
ところが、TNモードとAFLCモードの液晶表示パネルのいずれも偏光板を使用する必要があり、理論的に透過率が５０％以下になり、それ以上の高い透過率が得られない。
しかし、近年ガラス基板に近い透過率を持つ液晶表示装置を求める用途が増えてきた。たとえば、腕時計の場合は、従来のアナログ時計表示盤の上にさらに透過率の高い液晶カラー表示パネルを設置し、必要なときだけカラーのデジタルの時計を表示し、必要でないときは、影響なくアナログ時計をみることができる。その場合には、現状のTNモードとAFLCモードでは透過率が低くて使えない。
また、一眼レフカメラ用のビューファインダーとして使う場合には、同じく高い透過率が求められる。且つ、カメラに偏光フィルターを装着するとき、ビューファインダー自身の偏光性が許されない。よって、偏光板を持つTNモードとAFLCモードなどは使えない。
特開平９−１０１４９７

本発明は、前記の問題点に鑑みてなされたものであり、発明が解決しようとする課題は、偏光性がなく、７０％以上高い透過率をもつカラー液晶表示装置を提供するものである。

本発明は前記の課題を解決するためになされたものであり、液晶表示パネルと、少なくとも２色の発光を行う光源と、該光源と前記パネルをそれぞれ制御する駆動回路とからなり、前記光源を色別に順次点灯させるとともに、前記の表示パネルにおける所定の画素に、点灯周期に対応した電圧波形を印可するような液晶表示装置において、前記液晶表示パネルの透過率が７０％を超える散乱型液晶表示パネルを特徴とする液晶表示装置。
または、本発明は前記散乱型液晶表示パネルに高分子材料を含有する液晶を用いたノーマルモード（電界印加時透明、電界無印加時散乱）とリバースモード（電界無印加時透明、電界印加時散乱）のいずれかを使ってもよい。偏光性がなく、高い透過率と低い印加電圧が得られる。ノーマルモードは２０％以上の高分子材料を含有する液晶を用いると散乱度合いがよく、高速応答ができ、カラー表示ができる。リバースモードは３％から２０％までの高分子材料を含有する液晶を用いると、高速応答ができ、カラー表示ができる。特に５％から１５％範囲内では高い透明度と安定した構造が得られる。リバースモードには負の誘電率異方性液晶と垂直配向処理を用いるとよい。
または、散乱型液晶表示パネルはDSモード（Dynamic Scattering Mode）方式を用いることもよい。
本発明の光源は赤、緑、青の３色発光を行う光源を用いれば、８色以上の色が得られる。また、光源としてLED、CCFL、OLEDが使える。光源は透過型表示パネルの裏に設定され、且つ斜め直進にパネルを照射する時には、視認者の目に光源の光があたらず、且つ色表示の品質がもっともよい。反射型表示パネルの場合には、パネルの側面あるいは前面に設定されればよい。高い反射率が得られる。

本発明では、散乱型液晶パネルと少なくとも２色の発光を行う光源及び該光源と前記パネルをそれぞれ制御する駆動回路とからなり、前記の光源を色別に順次点灯させるとともに、前記の表示パネルにおける所定の画素に、点灯周期に対応した電圧波形を印可するような液晶表示装置であって、前記液晶表示パネルの透過率が７０％を超える散乱型液晶表示パネルを特徴とする液晶表示装置を提供することができる。

（第１の実施形態）
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。図１に示すように、散乱型液晶パネル１と、赤、緑、青の発光を行う光源２と、図２に示すような前記の液晶パネルと光源を制御する駆動回路とからなる。散乱型液晶パネル１は３％から２０％までのＵＶモノマーを含有する液晶３を垂直配向剤（日産化学の１２１１）で処理された２枚の透明電極４付きガラス基板５の間に封止してから、紫外線照射により、ＵＶモノマーが液晶中に網状に高分子化されることによって形成されている。２枚のガラス基板５間のギャップは１０ｕｍで、ＵＶモノマーを含有する負の誘電率異方性液晶材料３はサンテック・ディスプレイ株式会社製の品番ＲＰ−２８４３（ＵＶモノマー３％含有）とサンテック・ディスプレイ株式会社製の品番ＲＰ−２８４８（ＵＶモノマー２０％含有）のものを用いて調合して使用した。液晶の△ｎはいずれも０．２１、△εはいずれもー３．２、実駆動電圧は１５Ｖである。光源２は前記の液晶パネル１の裏斜めに配置された赤６、緑７、青８のランプで形成される。
図２は上記の液晶パネル１と光源２をそれぞれ制御する駆動回路を示すブロック図である。光源駆動回路は赤、緑、青ランプを順次点灯させる。それらの点灯フレームに対応して、液晶パネル駆動回路から散乱型液晶パネル１の所定な画素に電圧を印可させ、必要な色を表示させる。
図３に示すように、１色合成フレーム（ここでは６０Ｈｚ）において、赤、緑、青のランプはそれぞれ一度ずつ点灯し、それらに対応して電圧ＯＮになった画素の色が目の残像によって合成され、所定の表示色になる。当然、電界ＯＦＦの画素は透明になる。
上記の散乱型表示パネル１は電界無印加時に透明で、印加時には散乱状態になり、ＵＶモノマーの含有率によっては表示特性が変化される。
上記の発明の実施形態１において、ＵＶモノマーの含有率を変化させることによって得られたリバースモード散乱型液晶表示装置はいずれもフレーム周波数６０Ｈｚにおいて良好なカラー表示ができた。特に５％から１５％範囲内ではもっともよい特性が得られていた。透過率は９０％以上を達した。
（第２の実施形態）
以下は本発明のカラー液晶表示装置の実施形態２を実施例について説明する。
本実施形態２において、散乱型液晶パネル１は負の誘電率異方性ネマチック液晶３のみを垂直配向剤（日産化学のSE-１２１１）で処理された２枚の透明電極４付きガラス基板５の間に封止することによって形成されている。液晶材料３は中国北京八億時空液晶材料科技有限公司製の品番Ｂ９０−２３のものを用いた。２枚の基板５間のギャップは１２ｕｍで、液晶の△ｎは０．２１２、実駆動電圧は２０Ｖである。
光源２は前記の液晶パネル１の裏斜めに配置された赤７、緑８のランプで形成される。
上記の散乱型液晶パネル１と光源２をそれぞれ制御する駆動回路実施例１とほぼ同様。光源駆動回路は赤、緑ランプを順次点灯させる。それらの点灯フレームに対応して、液晶パネル駆動回路から液晶パネル１の所定な画素に電圧を印可させ、必要な色を表示させる。
図４に示すように、１色合成フレーム（ここでは６０Ｈｚ）において、赤、緑のランプはそれぞれ一度ずつ点灯し、それらに対応して電圧ＯＮになった画素の色が目の残像によって合成され、所定の表示色になる。当然、電界ＯＦＦの画素は透明になる。
上記の散乱型表示パネル１は電界無印加時に良好な透明で、印加時には散乱状態になる。
上記の発明の実施形態において、フレーム周波数６０Ｈｚにおいても良好なカラー表示ができた。透過率は８０％以上を達した。

実施例におけるセル構造の概念図である。 本発明における液晶パネルと光源を制御する駆動回路のブロック図である。 本発明におけるカラー表示原理の説明図である。 本発明におけるカラー表示原理の説明図である。

符号の説明

１： 散乱型液晶パネルを表す
２： 光源を表す
３： 液晶を表す
４： 透明電極を表す
５： ガラス基板を表す
６： 赤色のランプを表す
７： 緑色のランプを表す
８： 青色のランプを表す

Claims (10)

1. 液晶表示パネルと、少なくとも２色の発光を行う光源と、該光源と前記パネルをそれぞれ制御する駆動回路とからなり、前記の光源を色別に順次点灯させるとともに、前記の表示パネルにおける所定の画素に、点灯周期に対応した電圧波形を印可するような液晶表示装置であって、前記液晶表示パネルの透過率が７０％を超える散乱型液晶表示パネルを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記の散乱型液晶表示パネルは高分子材料を含有する液晶を用い、ノーマルモード（電界印加時透明、電界無印加時散乱）とリバースモード（電界無印加時透明、電界印加時散乱）のいずれかを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記のリバースモード散乱型液晶表示パネルは３％から２０％までの高分子材料を含有する液晶を用いることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 前記のリバースモード散乱型液晶表示パネルは５％以上１５％以下の高分子材料を含有する液晶を用いることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
5. 前記のリバースモード散乱型液晶表示パネルは負の誘電率異方性液晶と垂直配向処理を用いることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の液晶表示装置。
6. 前記のノーマルモード散乱型液晶表示パネルは２０％以上の高分子材料を含有する液晶を用いることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
7. 前記の散乱型液晶表示パネルはDSモード（Dynamic Scattering Mode）方式を用いることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
8. 前記の光源は赤、緑、青の３色発光を行う光源を用いることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の液晶表示装置。
9. 前記の光源はLED、CCFL、OLEDを用いることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の液晶表示装置。
10. 前記の光源は透過型表示パネルの裏に設定され、且つ斜め直進にパネルを照射し、反射型表示パネルの側面あるいは前面に設定されることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の液晶表示装置。