JP3000669B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
液晶表示装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 ECB型の液晶表示装置に関し、 RGBの透過スペクトルを急峻にしてそれぞれの原色の
色純度を良くすることを目的とし、 ECB型の液晶表示パネルの表面に、結晶薄層が偏光板
の間に挟まれたリオフィルタが積層されているように構
成する。
色純度を良くすることを目的とし、 ECB型の液晶表示パネルの表面に、結晶薄層が偏光板
の間に挟まれたリオフィルタが積層されているように構
成する。
本発明は液晶表示装置に係わり、特にECB型液晶表示
パネルにバンドパスフィルタとしてリオフィルタを積層
し、RGBの三原色の色純度を良くしてなる液晶表示装置
に関する。
パネルにバンドパスフィルタとしてリオフィルタを積層
し、RGBの三原色の色純度を良くしてなる液晶表示装置
に関する。
近年、エレクトロニクスの長足な進展によって、電子
機器の小型化が促進されているが、機械と人間のインタ
フェースの要素デバイスの１つであるディスプレイに
は、液晶表示パネルを用いたいわゆるLCD（Liquid Crys
tal Display、液晶ディスプレイ）が、大きくて、重く
て、特に可搬形には向かないCRTディスプレイに替わる
新しいディスプレイとして注目されている。
機器の小型化が促進されているが、機械と人間のインタ
フェースの要素デバイスの１つであるディスプレイに
は、液晶表示パネルを用いたいわゆるLCD（Liquid Crys
tal Display、液晶ディスプレイ）が、大きくて、重く
て、特に可搬形には向かないCRTディスプレイに替わる
新しいディスプレイとして注目されている。
LCDは、かつて、動作速度が遅く、コントラストも低
く、カラー化も難しく、駆動回路も複雑で、大型のフラ
ットディスプレイとしてはとても実用にならないと評価
されていた。しかし、昨今の新しい液晶材料と駆動方式
の開発、表示素子の製造技術の改良などの革新的な進展
によって、CRTディスプレイに劣らないディスプレイに
なり得る可能性がでてきている。
く、カラー化も難しく、駆動回路も複雑で、大型のフラ
ットディスプレイとしてはとても実用にならないと評価
されていた。しかし、昨今の新しい液晶材料と駆動方式
の開発、表示素子の製造技術の改良などの革新的な進展
によって、CRTディスプレイに劣らないディスプレイに
なり得る可能性がでてきている。
そして、カラー液晶表示装置の実現に向けて検討が進
められているが、その中でも背面にいわゆるバックライ
トを必要としない反射型のカラー液晶表示装置の出現が
望まれている。
められているが、その中でも背面にいわゆるバックライ
トを必要としない反射型のカラー液晶表示装置の出現が
望まれている。
液晶表示パネルは、粘稠な液体の中で大きな分子を動
かして、偏光などの光学的効果を利用してディスプレイ
を得ようとするもので、一般には応答が遅いので、液晶
表示パネルを用いたLCDは動画のような動きの速い表示
には向かないといわれていた。
かして、偏光などの光学的効果を利用してディスプレイ
を得ようとするもので、一般には応答が遅いので、液晶
表示パネルを用いたLCDは動画のような動きの速い表示
には向かないといわれていた。
ところが、TN（Twist Nematic、ねじれネマチック）
とかSTN（Super TN、スーパTN）と呼ばれる新しい液晶
材料が開発される一方、TFT（Thin Film Transistor）
を画素ごとに配列してスイッチングするアクティブマト
リックス方式が実現して、液晶表示装置が今後最も注目
されるディスプレイとなっている。
とかSTN（Super TN、スーパTN）と呼ばれる新しい液晶
材料が開発される一方、TFT（Thin Film Transistor）
を画素ごとに配列してスイッチングするアクティブマト
リックス方式が実現して、液晶表示装置が今後最も注目
されるディスプレイとなっている。
一方、液晶表示装置のカラー化に対しては、白黒を表
示する液晶表示パネルの各画素ごとに、Ｒ（赤）Ｇ
（緑）Ｂ（青）の微細なフィルタを設けてマルチカラー
を表示する技術が開発され、例えば携帯用とか壁掛け用
とかのカラーTVやモニタが出現しはじめている。
示する液晶表示パネルの各画素ごとに、Ｒ（赤）Ｇ
（緑）Ｂ（青）の微細なフィルタを設けてマルチカラー
を表示する技術が開発され、例えば携帯用とか壁掛け用
とかのカラーTVやモニタが出現しはじめている。
しかし、カラーフィルタ方式によるカラー化は、偏光
板やカラーフィルタによる光の吸収が大きい上に、パネ
ルの透過率が10％以下と低いので、バックライトが必要
である。
板やカラーフィルタによる光の吸収が大きい上に、パネ
ルの透過率が10％以下と低いので、バックライトが必要
である。
一方、ネマチック液晶それ自体の複屈折効果を用いて
マルチカラーの表示を行う方式は、ECB（Electoriclly
Controlled Birefringence、電場による複屈折制御）方
式と呼ばれ、用いる液晶の初期分子配列によって幾つか
の方式に分けられるが、総じてこの方式を適用した液晶
表示パネルがECB型液晶表示パネルである。
マルチカラーの表示を行う方式は、ECB（Electoriclly
Controlled Birefringence、電場による複屈折制御）方
式と呼ばれ、用いる液晶の初期分子配列によって幾つか
の方式に分けられるが、総じてこの方式を適用した液晶
表示パネルがECB型液晶表示パネルである。
第５図はECB型液晶表示パネルの一例の構成断面図で
ある。
ある。
図中、22は偏光板、４は基板、５は電極、６は配向
膜、７は液晶、８は入射光、９は透過光、10はECB型液
晶表示パネルである。
膜、７は液晶、８は入射光、９は透過光、10はECB型液
晶表示パネルである。
第５図において、基板４はガラス板で、その上に例え
ば透明なITO（Indium Tin Oxide）膜からなる電極５が
設けられたいわゆる透明導電ガラスが２枚用いられる。
そして、それぞれの基板４には、電極５がエッチングな
どによって、Ｘ方向とＹ方向に縞状に設けられ、２枚の
基板４を重ねたとき電極５の交点が個々の画素となるい
わゆるマトリックス電極構成となっている。
ば透明なITO（Indium Tin Oxide）膜からなる電極５が
設けられたいわゆる透明導電ガラスが２枚用いられる。
そして、それぞれの基板４には、電極５がエッチングな
どによって、Ｘ方向とＹ方向に縞状に設けられ、２枚の
基板４を重ねたとき電極５の交点が個々の画素となるい
わゆるマトリックス電極構成となっている。
この電極５の上には、例えば膜厚が数十nmのポリイミ
ドとかポリビニルアルコールとかの配向膜６が設けら
れ、ラビング処理によって液晶７の配向機能が付与され
る。
ドとかポリビニルアルコールとかの配向膜６が設けら
れ、ラビング処理によって液晶７の配向機能が付与され
る。
液晶７には、ネマチック型と呼ばれる液晶材料が用い
られる。そして、例えば10μｍ程度の間隙をもって対向
している２枚の基板４の隙間に液晶７が充てんされ、例
えば熱硬化性の封止材によってシールされる。
られる。そして、例えば10μｍ程度の間隙をもって対向
している２枚の基板４の隙間に液晶７が充てんされ、例
えば熱硬化性の封止材によってシールされる。
基板４の外側には、偏光板22が設けられてECB型液晶
表示パネル10ができあがる。
表示パネル10ができあがる。
こゝで、配向膜６は液晶７の分子を基板４に対して垂
直からわずかに傾けて配向させる役目にしており、電極
５に電圧が印加されていない状態では、領域Ａで示した
ように液晶７の分子が基板４に垂直に並んでいる。そし
て、電極５に電圧を印加すると、領域Ｂに示したように
液晶７の分子が基板４に対して傾斜をもっていわゆるチ
ルト配列するようになり、液晶７が複屈折効果を示すよ
うになる。
直からわずかに傾けて配向させる役目にしており、電極
５に電圧が印加されていない状態では、領域Ａで示した
ように液晶７の分子が基板４に垂直に並んでいる。そし
て、電極５に電圧を印加すると、領域Ｂに示したように
液晶７の分子が基板４に対して傾斜をもっていわゆるチ
ルト配列するようになり、液晶７が複屈折効果を示すよ
うになる。
そして、液晶７の層の厚みをｄ、電極５に印加した電
圧（Ｖ）に応じた複屈折率をΔｎとすると、ｄΔｎは光
学位相差である。ECB型液晶パネル10はｄが一定である
が、ΔｎがＶによって連続的に変化するので光学位相差
がＶに対応して連続的に変化することになる。
圧（Ｖ）に応じた複屈折率をΔｎとすると、ｄΔｎは光
学位相差である。ECB型液晶パネル10はｄが一定である
が、ΔｎがＶによって連続的に変化するので光学位相差
がＶに対応して連続的に変化することになる。
従って、入射光８に白色光を用いれば、偏光板22を通
過した透過光９は、光学位相差ｄΔｎに応じた干渉色が
現れ着色する。
過した透過光９は、光学位相差ｄΔｎに応じた干渉色が
現れ着色する。
こうして、ECB型液晶パネル10においては、電極５に
印加する電圧によって液晶７自体の複屈折を制御し、マ
ルチカラー化を行ことができる。
印加する電圧によって液晶７自体の複屈折を制御し、マ
ルチカラー化を行ことができる。
このように、ECB型液晶パネルは、例えば光量を半減
させるカラーフィルタを用いずに、液晶自体の複屈折を
電場によって制御して、マルチカラー化が実現できる。
させるカラーフィルタを用いずに、液晶自体の複屈折を
電場によって制御して、マルチカラー化が実現できる。
第６図はECB型液晶パネルの発色スペクトルの一例で
ある。
ある。
図中、横軸はnmで表した波長、縦軸は偏光板を透過し
た光の強度（任意単位）である。
た光の強度（任意単位）である。
同図において、Ｂ（青）のスペクトル（一点破線）に
ついてみると、600nm近傍にも左上がりハッチングした
スペクトルが現れ、Ｇ（緑）のスペクトル（破線）で
は、400nm近傍と700nm近傍にも縦ハッチングしたスペク
トルが現れ、Ｒ（赤）のスペクトル（二点破線）では、
400nm近傍にも右上がりハッチングしたスペクトルが現
われる。
ついてみると、600nm近傍にも左上がりハッチングした
スペクトルが現れ、Ｇ（緑）のスペクトル（破線）で
は、400nm近傍と700nm近傍にも縦ハッチングしたスペク
トルが現れ、Ｒ（赤）のスペクトル（二点破線）では、
400nm近傍にも右上がりハッチングしたスペクトルが現
われる。
すなわち、Ｂには黄から赤の色が、Ｇには青色や赤色
が、Ｒには青色が混ざってしまい、色相分離が良くな
い。そのためECB型液晶パネルにおいては、何れの三原
色も色純度が悪く色が濁ってしまうという問題があっ
た。
が、Ｒには青色が混ざってしまい、色相分離が良くな
い。そのためECB型液晶パネルにおいては、何れの三原
色も色純度が悪く色が濁ってしまうという問題があっ
た。
そこで本発明は、ECB型液晶パネルにバンドパスフィ
ルタとしてリオフィルタを積層し、RGBの透過スペクト
ルを急峻にしてそれぞれの原色の色純度を良くしてなる
液晶表示装置を提供することを目的としている。
ルタとしてリオフィルタを積層し、RGBの透過スペクト
ルを急峻にしてそれぞれの原色の色純度を良くしてなる
液晶表示装置を提供することを目的としている。
上で述べた課題は、 ECB型の液晶表示パネルの表面に、結晶薄層が偏光板
の間に挟まれたリオフィルタが積層されており、 前記リオフィルタは、複屈折の基準値（ｄΔｎ＝
λ０、たゞしd:厚み、Δn:複屈折率、λ0:基準波長）
が、2400nmから4000nmの範囲にあり、 Ｒ（赤）、Ｇ（緑）Ｂ（青）のそれぞれの透過スペク
トルは、前記ｄΔｎが、ｄΔｎ＝（４＋ｍ）λ０、（５
＋ｍ）λ０、（６＋ｍ）λ０（ただし、ｍ＝０、１、２
・・・）のそれぞれに対しては、λ0/（４＋ｍ）、λ0/
（５＋ｍ）、λ0/（６＋ｍ）となるように選択される ように構成された液晶表表示装置によって解決され
る。
の間に挟まれたリオフィルタが積層されており、 前記リオフィルタは、複屈折の基準値（ｄΔｎ＝
λ０、たゞしd:厚み、Δn:複屈折率、λ0:基準波長）
が、2400nmから4000nmの範囲にあり、 Ｒ（赤）、Ｇ（緑）Ｂ（青）のそれぞれの透過スペク
トルは、前記ｄΔｎが、ｄΔｎ＝（４＋ｍ）λ０、（５
＋ｍ）λ０、（６＋ｍ）λ０（ただし、ｍ＝０、１、２
・・・）のそれぞれに対しては、λ0/（４＋ｍ）、λ0/
（５＋ｍ）、λ0/（６＋ｍ）となるように選択される ように構成された液晶表表示装置によって解決され
る。
ECB型の液晶表示装置は、色相分離が良くないためRGB
の三原色の色純度が良くないのに対して、本発明におい
てはバンドパスフィルタとしてリオフィルタを液晶表示
パネルに積層するようにしている。
の三原色の色純度が良くないのに対して、本発明におい
てはバンドパスフィルタとしてリオフィルタを液晶表示
パネルに積層するようにしている。
第４図はリオフィルタの原理構成図である。
こゝで示したリオフィルタ２は、偏光面の平行な偏光
板22の間にいろいろな厚さの結晶薄層21を挟んで光の干
渉を利用した複屈折型のフィルタで、狭い幅の透過スペ
クトルが得られる。
板22の間にいろいろな厚さの結晶薄層21を挟んで光の干
渉を利用した複屈折型のフィルタで、狭い幅の透過スペ
クトルが得られる。
そして、偏光板22とその偏光板22の間に挟まれた結晶
薄層21とがなすそれぞれのフィルタの光学位相差ｄΔｎ
が、λ０、２λ０、３λ０、・・・となるようにλ０の
整数倍にすると、それぞれのフィルタが透過するスペク
トルのピークの波長は、λ０、λ0/2、λ0/3、・・・の
ようにλ０の整数分の１の波長が透過するようになる。
薄層21とがなすそれぞれのフィルタの光学位相差ｄΔｎ
が、λ０、２λ０、３λ０、・・・となるようにλ０の
整数倍にすると、それぞれのフィルタが透過するスペク
トルのピークの波長は、λ０、λ0/2、λ0/3、・・・の
ようにλ０の整数分の１の波長が透過するようになる。
そこで、λ０を適当に選べば、λ０の整数分の１の波
長をRGBに対応させることができる。
長をRGBに対応させることができる。
こうして、本発明においてはECB型の液晶表示パネル
にリオフィルタを積層すれば、RGBを選択的に透過する
ので、反射型でも明るく、しかも液晶表示パネルが発す
る色相の色純度を高くすることができる。
にリオフィルタを積層すれば、RGBを選択的に透過する
ので、反射型でも明るく、しかも液晶表示パネルが発す
る色相の色純度を高くすることができる。
第１図は本発明の実施例の構成図、第２図は第１図の
要部の説明図、第３図は第１図の性能を示すスペクトル
である。
要部の説明図、第３図は第１図の性能を示すスペクトル
である。
図中、１は液晶表示パネル、２はリオフィルタ、21は
結晶薄層、22は偏光板、2aは第一のフィルム、2bは第二
のフィルム、３は反射鏡である。
結晶薄層、22は偏光板、2aは第一のフィルム、2bは第二
のフィルム、３は反射鏡である。
第１図〜第２図において、液晶表示パネル１は第５図
に示したECB型のパネルであり、その背面に反射鏡３が
配設されている。
に示したECB型のパネルであり、その背面に反射鏡３が
配設されている。
この液晶表示パネル１の表面に積層されるリオフィル
タ２は、偏光板22の間に結晶薄層21が挟まれた３つのフ
ィルタから構成されている。そして、それぞれのフィル
タが透過するスペクトルのピークがRGBに対応するよう
に、結晶薄層21の光学位相差ｄΔｎ＝λ０を選択する。
タ２は、偏光板22の間に結晶薄層21が挟まれた３つのフ
ィルタから構成されている。そして、それぞれのフィル
タが透過するスペクトルのピークがRGBに対応するよう
に、結晶薄層21の光学位相差ｄΔｎ＝λ０を選択する。
すなわち、例えば、 R:λ0/4＝620nm、 G:λ0/5＝550nm、 B:λ0/6＝480nm、あるいは、 R:λ0/5＝620nm、 G:λ0/6＝550nm、 B:λ0/7＝480nm、となるようにλ０を選択する。
従って、例えばλ０＝3300nmを選択すると、R:660n
m、G:550nm、B:480nmを透過スペクトルのピークにする
ことができる。
m、G:550nm、B:480nmを透過スペクトルのピークにする
ことができる。
こうして、ｄΔｎ＝λ０を2400nm〜4000nmの範囲にす
れば、その整数分の１の波長を可視光の特にRGBの三原
色のピーク波長に合わせることができる。
れば、その整数分の１の波長を可視光の特にRGBの三原
色のピーク波長に合わせることができる。
一方、結晶薄層21には、１軸延伸によって作られたプ
ラスチックフィルムを用いて構成する。
ラスチックフィルムを用いて構成する。
そして、光学位相差ｄΔｎを決めるには、まずフィル
ムの膜厚ｄを選択する。
ムの膜厚ｄを選択する。
次いで、Δｎの選択は、Δｎに対する波長依存性の強
い例えばPC（ポリカーボネート）を第一のフィルム2aと
なし、波長依存性の弱い例えばPVA（ポリビニルアルコ
ール）を第二のフィルム2bとなし、この二種類のフィル
ム2a、2bを重ねることによって行う。そして、Δｎは、
第一のフィルム2aと第二のフィルム2bを平行に重ねると
加算されて大きくなり、直交させると減算されて小さく
なる。従って、この２つのフィルム2a、2bの重ね合わせ
方によって調整する。
い例えばPC（ポリカーボネート）を第一のフィルム2aと
なし、波長依存性の弱い例えばPVA（ポリビニルアルコ
ール）を第二のフィルム2bとなし、この二種類のフィル
ム2a、2bを重ねることによって行う。そして、Δｎは、
第一のフィルム2aと第二のフィルム2bを平行に重ねると
加算されて大きくなり、直交させると減算されて小さく
なる。従って、この２つのフィルム2a、2bの重ね合わせ
方によって調整する。
こうして、所望の光学位相差ｄΔｎ＝λ０を決めるこ
とができる。
とができる。
いま、λ０＝3300nmとすると、R:660nm、G:550nm、B:
480nmをそれぞれ透過スペクトルのピークにすることが
できる。
480nmをそれぞれ透過スペクトルのピークにすることが
できる。
そうすると、色相分離性能は、第３図に示したように
RGBのそれぞれの三原色に対して急峻な透過性能をもっ
ており、色純度が高くなっていることが分かる。また、
透過率の悪いカラーフィルタを用いないので、反射型で
も明るいカラー画像が得られる。
RGBのそれぞれの三原色に対して急峻な透過性能をもっ
ており、色純度が高くなっていることが分かる。また、
透過率の悪いカラーフィルタを用いないので、反射型で
も明るいカラー画像が得られる。
ECB型の液晶表示装置は色相分離が悪いのに対して、
本発明においてはバンドパスフィルタとしてリオフィル
タを液晶表示パネルに積層することによって、RGBの三
原色の色純度を高くすることができ、反射型でも明るい
カラー画像が得られる。
本発明においてはバンドパスフィルタとしてリオフィル
タを液晶表示パネルに積層することによって、RGBの三
原色の色純度を高くすることができ、反射型でも明るい
カラー画像が得られる。
従って、今後カラーフィルタを用いないマルチカラー
液晶表示装置として期待されているECB型液晶表示装置
の実現に向けて、本発明は寄与するところが大である。
液晶表示装置として期待されているECB型液晶表示装置
の実現に向けて、本発明は寄与するところが大である。
第１図は本発明の実施例の構成図、 第２図は第１図の要部の説明図、 第３図は第１図の性能を示すスペクトル、 第４図はリオフィルタの原理構成図、 第５図はECB型液晶表示パネルの一例の構成断面図、 第６図はECB型液晶表示パネルの発色スペクトルの一
例、 である。 図において、 １は液晶表示パネル、 ２はリオフィルタ、 2aは第一のフィルム、2bは第二のフィルム、 21は結晶薄層、22は偏光板、 ３は反射鏡、 である。
例、 である。 図において、 １は液晶表示パネル、 ２はリオフィルタ、 2aは第一のフィルム、2bは第二のフィルム、 21は結晶薄層、22は偏光板、 ３は反射鏡、 である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭61−176531（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02F 1/1335 G02F 1/137 G09F 9/35
Claims (3)
- 【請求項１】ECB型の液晶表示パネルの表面に、結晶薄
層が偏光板の間に挟まれたリオフィルタが積層されてお
り、 前記リオフィルタは、複屈折の基準値（ｄΔｎ＝λ０、
たゞしd:厚み、Δn:複屈折率、λ0:基準波長）が、2400
nmから4000nmの範囲にあり、 Ｒ（赤）、Ｇ（緑）Ｂ（青）のそれぞれの透過スペクト
ルは、前記ｄΔｎが、ｄΔｎ＝（４＋ｍ）λ０、（５＋
ｍ）λ０、（６＋ｍ）λ０（ただし、ｍ＝０、１、２・
・・）のそれぞれに対しては、λ0/（４＋ｍ）、λ0/
（５＋ｍ）、λ0/（６＋ｍ）となるように選択される ことを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項２】前記液晶表示パネルの背面に、反射鏡が配
設されていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示
装置。 - 【請求項３】前記リオフィルタは、結晶薄層がポリマフ
ィルムからなるものであって、波長依存性の強い第一の
フィルムと弱い第二のフィルムからなり、かつ該第一と
第二のフィルムのそれぞれの延伸軸が直交または平行と
なるように重ねられたものであることを特徴とする請求
項１記載の液晶表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2331584A JP3000669B2 (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | 液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2331584A JP3000669B2 (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | 液晶表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04195117A JPH04195117A (ja) | 1992-07-15 |
| JP3000669B2 true JP3000669B2 (ja) | 2000-01-17 |
Family
ID=18245288
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2331584A Expired - Lifetime JP3000669B2 (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | 液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3000669B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009265196A (ja) * | 2008-04-22 | 2009-11-12 | Epson Toyocom Corp | 波長フィルタ |
-
1990
- 1990-11-28 JP JP2331584A patent/JP3000669B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009265196A (ja) * | 2008-04-22 | 2009-11-12 | Epson Toyocom Corp | 波長フィルタ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04195117A (ja) | 1992-07-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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