JP2011164439A - カラー液晶表示素子およびカラー液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】カラー液晶表示素子は、表示面から、第1の色を定める第1の波長を選択的に反射する第1のコレステリック液晶層と、前記第1のコレステリック液晶層を透過した光の偏光状態を調整する第1の機能シートと、前記第1の機能シートで調整された光のうち、第2の色を定める第2の波長を選択的に反射する第2のコレステリック液晶層と、前記第2のコレステリック液晶層を透過した光の偏光状態を調整する第2の機能シートと、前記第2の機能シートで調整された光のうち、第3の色を定める第3の波長を選択的に反射する第3のコレステリック液晶層と、が積層されている。カラー液晶表示装置は、前記カラー液晶表示素子を用いる。
【選択図】 図1
Description
当該カラー液晶表示装置は、その表示面から、
第1の色を定める第1の波長を選択的に反射する第1のコレステリック液晶層と、
前記第1のコレステリック液晶層を透過した光の偏光状態を調整する第1の機能シートと、
前記第1の機能シートで調整された光のうち、第2の色を定める第2の波長を選択的に反射する第2のコレステリック液晶層と、
前記第2のコレステリック液晶層を透過した光の偏光状態を調整する第2の機能シートと、
前記第2の機能シートで調整された光のうち、第3の色を定める第3の波長を選択的に反射する第3のコレステリック液晶層と、が積層されている。
カラー液晶表示装置10は、3層のコレステリック液晶層を積層して、種々の色を表示する画素が平面上に配置された画像表示面を備える、反射型の表示装置であり、色純度の変化を抑制することができる装置である。
カラー液晶表示装置10は、表示本体部12と、制御部14とを有する。表示本体部12は、3層のコレステリック液晶層と、2層の1/4λシートと、光吸収層と、を主に有する。2層の1/4λシートは、3層のコレステリック液晶層の間に設けることにより、色純度の変化を抑制する。以降では、画像表示画面の表面の側の層を上層といい、光吸収層の側の層を下層という。
B液晶層、G液晶層およびR液晶層の反射/透過特性は、B液晶層、G液晶層およびR液晶層のそれぞれに設けられている透明電極に印加する電圧の制御によって調整される。
制御部14は、入力された画像データに基づいて、B液晶層、G液晶層、R液晶層の反射/透過特性を定め、定めた反射/透過特性から参照テーブルを用いて、B液晶層、G液晶層、R液晶層の透明電極に印加する電圧を設定して電圧を印加する。
図1(b)は、図1(a)に示す画素16のカラー液晶表示素子10をより詳しく説明する図である。
カラー液晶表示素子18は、B表示層20B、G表示層20GおよびR表示層20Rを備える。最表層の画像表示面から、B表示層20B、G表示層20G、R表示層20Rおよび光吸収層34が積層されている。
B表示層20Bは、上側基板22B、電極層24B、B液晶層26B、電極層28B、下側基板30B、1/4λシート32Bを備え、最表層の画像表示面の側から、この順番で設けられている。
同様に、G表示層20Gは、上側基板22G、電極層24G、G液晶層26G、電極層28G、下側基板30G、1/4λシート32Gを備え、上層から下層の側に向かって、この順番で設けられている。
同様に、R表示層20Rは、上側基板22R、電極層24R、R液晶層26R、電極層28R、下側基板30Rを備え、上層から下層の側に向かって、この順番で設けられている。
B表示層20B、G表示層20GおよびR表示層20Rの反射/透過特性は、後述するように波長選択性を有するので、反射/透過特性を印加する電圧を制御することにより、所望の波長の光を反射させることができる。
この他に図示されないが、最表層には保護フィルム等が設けられている。
B表示層20B、G表示層20GおよびR表示層20Rにおける各電極層は、例えばインジウム錫酸化物(ITO)を用いることができる。あるいはインジウム錫酸化物の代わりにインジウム亜鉛酸化物(IZO)等の透明導電膜を用いることもできる。
隔壁38は、スペーサ36とコレステリック液晶を区分けする。
図3(a),(b)は、各液晶層がPL状態およびFC状態にあるときの反射光及び透過光の偏光状態を説明する図である。図4(a)は、PL状態にあるB液晶層26Bの透過率を偏光成分毎に示した透過率のスペクトルの一例を示す図である。図4(b)は、FC状態にあるB液晶層26Bの透過率を偏光成分毎に示した透過率のスペクトルの一例を示す図である。
図3(a)に示すように、全ての液晶層がPL状態にあるとき、B液晶層26BはPL状態にあるので、RHを反射光とする。一方、B液晶層26Bを透過した光は、図4(a)に示すスペクトルから、G波長帯域(480nm〜580nm)においては、入射したRHの光はLHの透過光に、入射したLHの光はRHの透過光に変化する。この点は、G波長帯域(480nm〜580nm)において(RH→LH)の透過率および(LH→RH)の透過率が、(LH→LH)の透過率および(RH→RH)の透過率に比べて高いことからわかる。
しかし、B液晶層26Bの透過光は、1/4λシード32Bを透過することにより、RHとLHが同程度に含まれる直線偏光になるので、G液晶層26Gに入射する光は、G波長帯域においてRHとLHを同程度に含む。したがって、G液晶層26Gに入射する光は、自然光と同様な偏光状態Aとなる。
さらに、R液晶層に入射する光の偏光状態は、B液晶層のPL状態、FC状態における透過率のスペクトルおよびG液晶層のPL状態、FC状態における透過率のスペクトルに応じて、偏光状態A2、あるいは偏光状態A5に変化する。このため、R液晶層における反射光のスペクトル分布も、偏光状態A2、あるいは偏光状態A5に応じて変化する。
このように、従来のカラー液晶表示素子は、色純度が上層の液晶層のPL状態、FC状態あるいはPL状態とFC状態との間の中間状態に応じて変化する。しかし、本実施形態のカラー液晶表示素子18は、図4(a),(b)に示すように、1/4λシートを用いて色純度の変化を抑制することができる。
また、カラー液晶表示素子18は、1/4λシート32B,32Gあるいはランダム位相シート42の他に、光の偏光状態を調整する機能シートであれば、いずれのシートでも用いることができる。
(付記1)
反射光を用いてカラー表示をするカラー液晶表示素子であって、
前記カラー液晶表示装置の表示面から、
第1の色を定める第1の波長を選択的に反射する第1のコレステリック液晶層と、
前記第1のコレステリック液晶層を透過した光の偏光状態を調整する第1の機能シートと、
前記第1の機能シートで調整された光のうち、第2の色を定める第2の波長を選択的に反射する第2のコレステリック液晶層と、
前記第2のコレステリック液晶層を透過した光の偏光状態を調整する第2の機能シートと、
前記第2の機能シートで調整された光のうち、第3の色を定める第3の波長を選択的に反射する第3のコレステリック液晶層と、が積層されていることを特徴とするカラー液晶表示素子。
前記第1の機能シートおよび前記第2の機能シートの少なくとも一方は、1/4λシートである、付記1に記載のカラー液晶表示素子。
前記第1の機能シートおよび前記第2の機能シートの少なくとも一方は、ランダム位相シートである、付記1に記載のカラー液晶表示素子。
前記第1のコレステリック液晶層および前記第3のコレステリック液晶層が反射する光の偏光状態と、前記第2のコレステリック液晶層が反射する光の偏光状態が異なる、付記1〜3のいずれか1項に記載のカラー液晶表示素子。
前記第1、2、および3のコレステリック液晶層の反射特性を制御する電極層を備える、付記1〜4のいずれか1項に記載のカラー液晶表示素子。
付記1〜5のいずれか1項に記載のカラー液晶表示素子を1画素とし、複数の画素を平面上に配置したカラー液晶表示装置。
12表示本体部
14 制御部
14B B層用制御回路
14G G層用制御回路
14R R層用制御回路
16 画素
18 カラー液晶表示素子
20B B表示層
20G G表示層
20R R表示層
22B,20G,20R 上側基板
24B,28B,24G,28G,24R,28R 電極層
26B,26G,26R B液晶層
30B,30G,30R 下側基板
32B,32G 1/4λシート
34,106 光吸収層
36 スペーサ
38 隔壁
40 隔壁
42 ランダム位相シート
100B Bコレステリック液晶層
102G Gコレステリック液晶層
104R Rコレステリック液晶層
Claims (5)
- 反射光を用いてカラー表示をするカラー液晶表示素子であって、
前記カラー液晶表示装置の表示面から、
第1の色を定める第1の波長を選択的に反射する第1のコレステリック液晶層と、
前記第1のコレステリック液晶層を透過した光の偏光状態を調整する第1の機能シートと、
前記第1の機能シートで調整された光のうち、第2の色を定める第2の波長を選択的に反射する第2のコレステリック液晶層と、
前記第2のコレステリック液晶層を透過した光の偏光状態を調整する第2の機能シートと、
前記第2の機能シートで調整された光のうち、第3の色を定める第3の波長を選択的に反射する第3のコレステリック液晶層と、が積層されていることを特徴とするカラー液晶表示素子。 - 前記第1の機能シートおよび前記第2の機能シートの少なくとも一方は、1/4λシートである、請求項1に記載のカラー液晶表示素子。
- 前記第1の機能シートおよび前記第2の機能シートの少なくとも一方は、ランダム位相シートである、請求項1に記載のカラー液晶表示素子。
- 前記第1のコレステリック液晶層および前記第3のコレステリック液晶層が反射する光の偏光状態と、前記第2のコレステリック液晶層が反射する光の偏光状態が異なる、請求項1〜3のいずれか1項に記載のカラー液晶表示素子。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載のカラー液晶表示素子を1画素とし、複数の画素を平面上に配置したカラー液晶表示装置。
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JP2010028442A JP2011164439A (ja) | 2010-02-12 | 2010-02-12 | カラー液晶表示素子およびカラー液晶表示装置 |
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2010
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