JP3341856B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
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Description
を達成できる液晶表示装置に関するものであり、高速応
答性を以て電気的にその表示を切り換えることによっ
て、公告板等の装飾表示板や、明るい画面を必要とする
時計、電卓、コンピュータ端末、プロジェクション等の
各種の表示装置として利用される。
従来、ネマチック液晶を使用したTN(ツイスティッド
・ネマチック)型や、STN(スーパー・ツイスティッ
ド・ネマチック)型のものが実用化されている。また、
強誘電性液晶を利用したものも提案されている。これら
は、偏光板を要するために表示を明るくすることに限界
がある。
コントラストのよい、大型で廉価な液晶素子を製造する
方法として、液晶のカプセル化により、ポリマー中に液
晶滴を分散させ、そのポリマーをフィルム化する方法が
知られている。特表昭58−501631号公報、米国
特許第4435047号明細書には、カプセル化物質と
して、ゼラチン、アラビアゴム、ポリビニルアルコール
等が提案され、これら以外にも、例えば、特表昭61−
502128号公報、特開昭61−305528号公
報、特開昭62−2231号公報、特開昭63−144
321号公報が知られている。
求される重要な特性である低電圧駆動性、高コントラス
ト、時分割駆動性を可能にするために、特開平1−19
8725号公報には、液晶材料が連続層を形成し、この
連続層中に、高分子物質が三次元網目状に分布した構造
を有する液晶素子が開示されている。
如き光散乱形液晶素子を液晶表示装置の表示パネルとし
て用いる場合、光散乱を利用しているために、電圧等を
印加しない時でもパネル後方に設置される部材の黒色ま
たはその他の色が遮断されず、表示面の白濁している部
分にも薄く写ってしまうという大きな欠点を有してい
る。このため、直視型の表示を困難にしており、特にフ
ルカラー表示は不可能とされていた。
晶表示装置には、各種の光学的部材を配置することが提
案されている。例えば、オーストラリア特許第4208
9/72号には支持媒体または基板の屈折率を調製する
ことが提案され、世界最初の量産化電卓「EL805」
(シャープ社製)には光を反射あるいは吸収する鏡や光
吸収体が使用され、第3回画像工学コンファレンス要旨
集にはルーバーを使用したものが報告されている。ま
た、これらには、光散乱形液晶素子と、鏡や光吸収体ま
たはルーバーとの相互間に空気層を設けて光散乱特性の
最適化をさせている。さらに、上記と同様な目的で、1
975年に米国特許第3910681号の技術が挙げら
れる。これは、全内部反射手段や誘電干渉層を設けるこ
とによりコントラストを改善した例である。また、NC
AP(ネマティック・カーブリニア・アラインド・フェ
ーズ)を用いた以外、米国特許第3910681号の技
術と全く同じものとして、米国特許第4606611
号、特開昭59−178428号公報がある。また最
近、特開平4−212125号公報にフレネルレンズを
用いた例がある。
は、表示の視野角を著しく制限させたり、新たにグレア
光やモアレなどを発生させてしまう問題を有している。
形液晶素子を有する液晶表示装置において、その一方の
面に関して配置された部材の写りが表示面に生じること
なく、光散乱形液晶素子に対する電圧無印加時の白濁性
を向上させ、視野角の制限、グレア光やモアレ等を発生
することなく、電圧印加時の光透過性が得られ、したが
って、高いコントラスト比や視認性に優れたカラー表示
が可能な液晶表示装置を提供することにある。
き光散乱形液晶素子の技術とホログラムの技術を組合わ
せることによって、前記課題を解決する新しい液晶表示
装置を確立するに至った。
ために、画素が形成された透明性電極層を有する透明な
2枚の基板と、これらの基板間に支持された調光層とを
有し、該透明性電極層に対する電圧印加または無印加に
より該調光層が光透過または散乱状態に制御されること
を特徴とする光散乱形液晶素子を有する液晶表示装置に
おいて、一方の前記基板の外側に、または一方の前記基
板および透明性電極層の間に、ホログラムを配置したこ
とを特徴とする液晶表示装置を提供する。
は、ガラスなどの堅固な材料やプラスチックフィルムの
如き柔軟性を有する材料であってもよい。この基板に
は、目的に応じて光透過、散乱の適宜な電極がその全面
または部分的に配置されていてもよく、また、少なくと
も一方の基板には信号線、画素電極および画素電極毎に
形成された非線形素子または能動素子を有することがで
きる。従来、カラー表示にはマイクロカラーフィルター
が用いられているが、本発明の液晶表示装置のようにホ
ログラムを使用した場合は、製造工程等を簡略できる特
徴が生じる。
材料としては、単一の液晶性化合物であることを要しな
いのは勿論で、2種以上の液晶化合物や液晶化合物以外
の物質も含んだ混合物であってもよく、通常この技術分
野で液晶材料として認識されるものであればよく、その
うちの正の誘電率異方性を有するものが好ましい。本発
明の液晶表示装置は光の利用率が特段に優れているの
で、使用する液晶材料の屈折率異方性Δnは0.05〜
0.30と従来より広い範囲のものも使用することがで
きる。また、光散乱形液晶素子が光透過状態の場合、液
晶分子の熱的ゆらぎが小さい液晶材料が、本来有してい
るホログラムの特性を効果的に利用でき、好適である。
層は、例えば、特表昭58−501631号公報に記載
の如き、ネマティック液晶材料をマイクロカプセル化し
たものでもよい。マイクロカプセルに包含されるネマテ
ィック液晶は、マイクロカプセルの内壁に平行に配向し
ており、電界無印加状態において、マイクロカプセルを
構成する高分子材料の屈折率とネマティック液晶の屈折
率の不一致によって光散乱が生じる。電界印加状態にお
いて、ネマティック液晶分子は電界の方向に配向し、前
記二つの屈折率がほぼ一致し光散乱が生ぜず、光透過状
態となる。液晶材料は、コロイドミルのような混合器に
送られた全溶液の容積当たり、多色性染料を含めて5か
ら20%の間で好ましくは約10%であるとよいが、実
際の量はカプセルの大きさを最適にするためにカプセル
包含用物質の体積量を越えねばならない。最適な高分子
材料はPVA(ポリビニルアルコール)であり、溶液中
のPVAの量は約5〜20%のオーダーで好ましくは約
7%であるべきだが、PVAの分子量に依存する。
公報に記載の如き、ネマティック液晶滴が、合成樹脂マ
トリックス中、特にエポキシ樹脂中に分散したものでも
よい。合成樹脂マトリックス中に分散したネマティック
液晶滴は、電界無印加状態において、合成樹脂の屈折率
とネマティック液晶の屈折率の不一致によって光散乱が
生じる。電界印加状態において、ネマティック液晶分子
は電界の方向に配向し、前記二つの屈折率がほぼ一致し
光散乱が生ぜず、光透過状態となる。液晶の個々の小滴
はエポキシ成分、特定の液晶、および準備方法に依存し
て変化する。各液晶滴の直径および間隔は、代表的に約
0.2ミクロン以上の範囲にある。
725号公報に記載の如き、液晶材料が連続層を形成
し、この連続層中に、透明性固体物質を構成する高分子
材料が三次元網目状に分布した構造を有するものであ
る。この場合、高分子材料に対する液晶材料の割合は、
60重量%以上が好ましく、さらに詳しくは60〜99
重量%の範囲が好ましく、70〜90重量%の範囲が特
に好ましい。形成される三次元網目状構造の平均径は、
光の波長に比べて大きすぎたり、小さすぎる場合、光散
乱性が衰える傾向にあるので、0.2〜2μmの範囲が
好ましい。また、調光層の層厚は使用目的に応じ設計で
きるが、光散乱による不透明性と電気的に達成した光透
過性との間の十分なコントラストを得るために2〜20
μmの範囲が好ましい。
よい光によって得られた像の回折光を感光材料に記録さ
せたものであり、この感光材料を参照光で照明すると像
が再生されるものである。また、表面上に凹凸を記録
し、この効果を得ることが可能としたものでもよい。
ラム、フーリエ変換ホログラムまたは計算機で求めた計
算機ホログラム等があり、感光材料によって平面ホログ
ラムまたは体積ホログラム等があるが、本発明には、こ
れらを用いることができる。
て変わり、その点から、吸収型、位相型、反射型のホロ
グラムに分類でき、本発明には、これらを用いることが
できる。
源、これらを集光させた手段による光源、または液晶表
示装置に設けたバックライトを参照光源として利用でき
るものである。このような光源は、白色光でも単色光で
もよく、単色光の場合はレーザーを用いてもよい。
させるために、本発明の液晶表示装置において、光散乱
形液晶素子の基板内の光透過性や基板表面の平滑性をよ
くしたり、表面上に他の光学的手段や接着手段として各
種の層を設けることが好ましく、これにより目的用途に
合わせることができる。直視型の液晶表示装置の場合に
は、光散乱形液晶素子の基板の厚みをできるだけ薄くす
ることが好適である。
組み合わせの具体的な例により、本発明の液晶表示装置
を説明する。
を、図1、2および3に示した。
透明性電極層を有する透明な2枚の基板と、これらの基
板間に支持された調光層とを有し、該透明性電極層に対
する電圧印加または無印加によって該調光層が光透過ま
たは散乱状態に制御されることを特徴とする光散乱形液
晶素子3と、反射型のホログラム2とからなる本発明の
液晶表示装置を示した模式図である。
印加によって光散乱形液晶素子3の調光層を光透過状態
に操作したとき、参照光源1からの光は、光散乱形液晶
素子3を直進透過し、反射型のホログラム2上を照射す
ることとなり、記録時の回折光方向に三次元または二次
元虚像が再生される。一方、透明性電極に対する電圧無
印加によって光散乱形液晶素子3の調光層を光散乱状態
に操作したとき、参照光源1からの光は、光散乱形液晶
素子3によって干渉性が著しく低下した散乱光5とな
り、この光がホログラム2上を照射しても、記録された
三次元または二次元虚像を再生せず反射される。
再生した像は単色光の濃淡によって形成され、白色光の
時は、複数の単色光に分かれて形成される。また、光散
乱形液晶素子3が光散乱状態の場合、光源の光強度をほ
とんど損なうことなく、単色光または白色光を呈した明
るいものとなる。このようにして、光散乱形液晶素子3
上に光散乱および透過によって形成された文字、図形等
の情報は、反射型のホログラム2に記録された三次元ま
たは二次元虚像として再生される。
ム2と、光散乱型液晶素子3とからなり、反射型のホロ
グラム2が光散乱型液晶素子3に対して平行に配置され
た本発明の液晶表示装置を示した模式図である。
過状態の時、光散乱形液晶素子3を直進透過した参照光
は、反射型のホログラム2上に三次元または二次元虚像
を再生し、再び光散乱形液晶素子3を透過する。一方、
光散乱状態の時、干渉性が著しく低下した散乱光5は、
反射型のホログラム2上で三次元または二次元虚像を再
生することなく反射されるので、光散乱を増強し、より
明るい表示を光散乱形液晶素子において形成する。この
ようにして、光散乱形液晶素子3上に再生光と散乱光に
よって形成された文字、図形等の情報を見ることができ
る。
3と、透過型のホログラム2’とからなり、透過型のホ
ログラム2’が光散乱型液晶素子3に対して平行に配置
された本発明の液晶表示装置を示した模式図である。
は、到達した参照光が反射される代わりに透過されるホ
ログラムであり、作用効果は、図1および2で説明した
ことと同じである。本発明の液晶表示装置を直視型とし
て用いる場合は、光散乱形液晶素子3と透過型のホログ
ラム2は、できるだけ接近させて配置することが好まし
い。
ために、従来の技術で開示された液晶表示装置の例を、
図4および5に示した。
の外側に、全内部反射フィルム6を平行配置した液晶表
示装置を示した模式図である。
された光は、フィルム内部において空気との境界面で全
反射をし、その一部が再び光散乱形液晶素子3に戻るこ
とによって白濁性が増加し、コントラストが改善される
ものである。しかし、光散乱形液晶素子3が光透過状態
の場合、屈折と反射の光学法則から決まる全反射が起き
る角度領域7では正反射光が生じ、これがグレア光8と
なりコントラストが消滅してしまう。したがって、光透
過状態の光散乱型液晶素子3を通過した光が光吸収体9
に届く角度領域10によって視野角が制限されている。
の外側に、フレネルレンズ11を配置した液晶表示装置
を示した模式図である。
示面の正面方向では白濁性が増し、コントラストが改善
される。しかし、光散乱形液晶素子3が光透過状態の場
合、フレネルレンズ11に形成された三角プリズムの形
状と材質の屈折率によって決定される角度で正反射光が
生じ、グレア光8をなくすことができない。このグレア
光が観測される角度では、反転現象が生じるほど著しく
コントラストが低下してしまう。さらに、フレネルレン
ズ11に形成された三角プリズムの山と谷が線上を成す
ことにより、実際に表示した時、モアレが生じてしま
う。
ても、光散乱形液晶素子3の一方の基板の外側に設置さ
れた部材の黒以外の色は遮断されず、前方散乱光の反射
によって表示面に薄く写ってしまうという欠点を改善さ
せるに至ってはいない。したがって、依然としてカラー
表示には問題を有している。
上述のグレア光やモアレを生じないか、または生じにく
いものである。すなわち、グレア光の原因となる正反射
光は、ホログラムによって三次元または二次元虚像に変
換され、あるいはこれによって軽減され、光散乱状態の
白濁状態と区別できるからである。これにより、当然の
ことながら、視角の制限を受けることなく、表示を見る
ことが可能である。また、表面上に凹凸を形成したホロ
グラムを用いた場合でも、その形状が光の波長と同程度
の短いものであるので、モアレは発生しない。このよう
に、本発明に使用するホログラムは、特別な制限を必要
とすることなく使用することができる。さらに、有色性
を示さないホログラムを用いれば、散乱光に対するホロ
グラムの反射は単に散乱する作用として働くので、色写
りの欠点がなく、カラー表示が可能である。
には、具象的な物体像、絵画、文様、図案等を再生する
ものがある。一方、最近、単に白色光を虹のように再生
するものもあり、これは光源の位置にかかわりなく、白
色光を干渉光に変え、この光を四方八方に送り出すもの
である。
明すると、このような無指向性の三次元または二次元虚
像を生ずる無指向性ホログラムが挙げられる。さらに、
無指向性ホログラムを幾何学的あるいはモザイク状に配
置させたものでもよい。この無指向性ホログラムは、例
えば、記録体に多重露光することによって複数の画像を
重ねて得ることができる。あるいは、本発明で使用する
ホログラムとしては、指向性ホログラムが挙げられる。
指向性ホログラムとは、参照光の位置に対して、特定の
方向に三次元または二次元虚像を再生するものであり、
このようなものは、特定の位置から照射した白色光を単
色光に変え、特定の方向に送り出す。
図6に示されるように、参照光源に対し波長の異なる複
数の単色光を同一方向に送り出すようにした反射型また
は透過型のホログラム12でもよい。この場合、参照光
源は一つでも複数でもよい。このようなホログラムは単
色光を送り出す各々のホログラムを配列させたことを特
徴とするものである。このような配列は光散乱形液晶素
子の各画素に対応していることが好ましく、例えばマト
リクス状になっていてもよい。特に、光三原色の単色光
を出せるようにしたホログラムは好適であり、上述して
きたホログラムを用いることにより、特に、フルカラー
表示を可能とできる。
光を同一方向に送り出すようにした反射型または透過型
のホログラム12を用いて本発明の液晶表示装置を作製
する場合、参照光源1、光散乱形液晶素子3および前記
ホログラム12は、各々一つでも複数でもよい。本発明
は、その具体例として、図7〜10に示される液晶表示
装置を提供することができる。
に配列した光三原色の三次元または二次元虚像が複数、
同一方向に生ずる反射型または透過型のホログラム12
を配置したことを特徴とする液晶表示装置を示した模式
図である。
し、光透過状態の各画素からの入射光に対し同一方向
に、前記画素に対応させた光三原色の三次元または二次
元虚像が生ずる反射型または透過型のホログラム12を
配置したことを特徴とする液晶表示装置を示した模式図
である。
液晶素子3からの三つの入射光により各々の光三原色の
三次元または二次元虚像が生ずる三つのホログラム14
を配置したことを特徴とする液晶表示装置を示した模式
図である。
するホログラムは図6に示される反射型または透過型の
ホログラム12でもよく、参照光源1に応じた単色光に
高い回折効率を示すものでもよく、単に指向性のもので
もよい。
表示用途として、さらに図10に示される液晶表示装置
を提供することができる。
おいて、光束を出射する光源手段および該光束を照射す
る集光手段を含む第一の光学的手段15と、画像を受光
する光学手段および拡大投影する投射を含む第二の光学
的手段16と、スクリーン17とを設け、光散乱形液晶
素子3に、第一の光学的手段15で出射された光束が照
射され、光散乱形液晶素子3において形成された散乱光
および直進透過光からなる像が一つまたは複数のホログ
ラム12に照射され、参照光としての前記直進透過光に
よって一つまたは複数のホログラム12から生じる前記
の像に対応した三次元または二次元虚像が第二の光学的
手段16によってスクリーン17上に投写されることを
特徴とする液晶表示装置を示した模式図である。
11に模式的に示されるように、画像を投写するスクリ
ーンとして、光透過性電極層に対する電圧印加または無
印加によって光透過または散乱状態に制御される光散乱
形液晶素子18を用いれば、特に、黒の表示を改善する
ことができる。
ム2、図3における透過型のホログラム2’図7〜11
における反射型または透過型のホログラム12は、図示
されるように、光散乱形液晶素子3の外側に配置されて
いるが、その一方の基板および透明電極層間に配置した
構成としてもよい。
装置は、用途目的に応じて設計することが可能であり、
従来の光学的手段で困難だった優れた表示を可能とした
ものである。
に具体的に説明する。しかしながら、本発明はこれらの
実施例に限定されるものではない。
−001」(RODIC社製の液晶組成物)80重量
%、透明性固体物質形成性オリゴマーとして「HX−6
20」(日本化薬社製カプロラクトン変性ヒドロキシピ
バリン酸エステルネオペンチルグリコールジアクリレー
ト)19.2重量%、および重合開始剤として2−ヒド
ロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1オン
0.2重量%からなる調光層形成材料を調製した。11
cm×27cmの大きさで、ITO電極を時計表示ができる
ように画素化したガラス板を用いて、10μmのスペー
サーを介在させた空セルを作製した。前記調光層形成材
料を空セルに注入し、これに紫外線を照射して、オリゴ
マーを硬化(高分子化)させた。硬化条件は、調光層形
成材料を挟持する基板を40℃に保ち、メタルハライド
ランプ(100W/cm2)の紫外線下を3.5m/分の速
度で通過させた。このようにして光散乱形液晶素子
(A)を得た。
下記に示すとおりであった。 転移温度: 68.5℃(N−I) 屈折率: ne=1.787 n0=1.583 屈折率異方性:Δn=0.254 しきい値電圧:Vth=1.15V
を電子顕微鏡で確認したところ、三次元網目状の透明性
固体物質が確認できた。
するホログラム『スペクトラテック・パターン:スペク
トラシーン(SPECTRATEK PATTERN: SPECTRASHEEN)』
(アクリミラー社製)を、光散乱形液晶素子(A)の一
方の基板の外側に配置して図2に示される本発明の液晶
表示装置(I)を作製した。
光散乱形液晶素子(A)の一方の基板の外側に、全内部
反射フィルム「LCF」(スリーエム社製)と、光吸収
体とを配置した本発明外の比較表示装置(a)を作製し
た。さらに、実施例1で作製した光散乱形液晶素子
(A)の一方の基板の外側に、フレネルレンズ「SOL
F」(住友スリーエム社製)と光吸収体を配置した本発
明外の比較表示装置(b)を作製した。それぞれ図4と
図5の配置に対応する。
で作製した表示装置の明るさを光散乱形液晶表示評価装
置「LCD−7000PN」(大塚電子社製)で測定し
た。
に対して48%の反射率を得たが、本発明外の比較表示
装置(a)では21%、比較表示装置(b)では15%
であった。
は、比較例に比べ、2倍以上の明るい時計表示ができ、
直視型表示に優れていることが明らかである。
3Vの電圧を印加して、実施例1と比較例1および2で
作製した液晶表示装置の視角特性を「LCD−7000
PN」で測定したところ、本発明の液晶表示装置(I)
は表示側の全ての角度で時計表示を読み取ることができ
た。しかし、本発明外の比較表示装置(a)では表示面
の法線方向から約60度以上の角度において、比較表示
装置(b)では約45度以上の角度において、グレア光
や反転現象の発生によって表示が視認できないか、ある
いは視認されにくい状態となった。
は、比較例1および2に比べ、視野角を制限させない表
示が得られ、直視型表示に優れていることが明かとなっ
た。
液晶素子(A)の背面に反射型で無指向性のモザイク状
パターンを有するホログラム『スペクトラテック・パタ
ーン:1/4”モザイク(SPECTRATEK PATTERN: 1/4"MO
SAIC)』(アクリミラー社製)を配置して図2に示され
る本発明の液晶表示装置(II)を作製した。
を測定したところ、広い視野角でグレア光が低減しモア
レがない明るい表示が得られた。
液晶素子(A)の一方の基板の外側に反射型で無指向性
のモザイク状パターンを有するホログラム『スペクトラ
テック・パターン:ペッベルズ,カラー・ティント・ゴ
ールド(SPECTRATEK PATTERN: PEBBLES, COLOR TINT-GO
LD)』(アクリミラー社製)を配置して、図2に示され
る本発明の液晶表示装置(III)を作製した。このホロ
グラムは金色がかった色をしているものである。
を測定したところ、広い視野角でグレア光が低減しモア
レがない明るい表示が得られた。
液晶素子(A)の背面に反射型で無指向性の幾何学的パ
ターンを有するホログラム『パターン:ハイパープレイ
ド(PATTERN: HYPER-PLAID)』(アクリミラー社製)を
配置して、図2に示される本発明の液晶表示装置(IV)
を作製した。
を測定したところ、広い視野角でグレア光が低減しモア
レがない明るい表示が得られた。
液晶素子(A)の背面に反射型で無指向性の幾何学的パ
ターンを有するホログラム『パターン:ハイパープレイ
ド(PATTERN: HYPER-PLAID)』(アクリミラー社製)を
配置して、図2に示される本発明の液晶表示装置(V)
を作製した。
を測定したところ、広い視野角でグレア光が低減しモア
レがない明るい表示が得られた。
−011」(大日本インキ化学社製の液晶組成物)80
重量%、透明性固体物質形成性オリゴマーとして「HX
−220」(日本化薬社製カプロラクトン変性ヒドロキ
シピバリン酸エステルネオペンチルグリコールジアクリ
レート)19.2重量%、および重合開始剤として2−
ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1オ
ン0.2重量%からなる調光層形成材料を調製した。
下記に示すとおりであった。 転移温度: 66.3 ℃(N−I) 屈折率: ne= 1.708 n0= 1.512 屈折率異方性:Δn=0.196 しきい値電圧:Vth=1.40V
2列のマトリクス表示ができるように画素化したガラス
板を用いて、11μmのスペーサーを介在させた空セル
を作製した。
れに紫外線を照射して、オリゴマーを硬化(高分子化)
させた。硬化条件は、調光層形成材料を挟持する基板を
27℃に保ち、メタルハライドランプ(100W/cm2)
の紫外線下を3.5m/分の速度で通過させた。このよ
うにして光散乱形液晶素子(B)を得た。
を電子顕微鏡で確認したところ、三次元網目状の透明性
固体物質が確認できた。
の外側に、透過型で無指向性の図柄がパターン化された
ホログラム(大日本印刷社等で製造され、一般的に入手
可能な周知のホログラム)を配置して、図3に示される
本発明の液晶表示装置(VI)を作製した。
って光散乱状態および透過状態にしたところ、ホログラ
ムからの干渉光が各々観測されない表示と観測される表
示が得られた。
液晶素子(B)の一方の基板の外側に、実施例4〜7で
用いたホログラムを配置して、図2に示される本発明の
液晶表示装置(VII)〜(X)を作製した。
を測定したところ、いずれの表示装置(VII)〜(X)も
広い視野角でグレア光が低減しモアレがない明るい表示
が得られた。
ガラス板を用いた以外は、実施例8と同様にして、光散
乱形液晶素子(C)を作製した。
を電子顕微鏡で確認したところ、三次元網目状の透明性
固体物質が確認できた。
成るフォトポリマー系感光材料を用いて、図6に示され
る反射型の位相ホログラムを作製した。このホログラム
は、赤(波長647nm)、緑(波長524nm)、青(波
長442nm)に感光し、良好な回折効率を有しているも
のである。
を用いて、図8に示される液晶表示装置を作製した。光
散乱形液晶素子(C)を動作させたところ、スクリーン
上にフルカラーの画像を投影させることができた。この
表示装置は、周囲が明るくても従来のものに比べて鮮明
な画像を投影させており、プロジェクションとして高い
光利用率となっていることを示した。
ガラス板を用いた以外は、実施例8と同様にして、光散
乱形液晶素子(D)を作製した。
を電子顕微鏡で確認したところ、三次元網目状の透明性
固体物質が確認できた。
形液晶素子(D)を用いて、図9に示される液晶表示装
置を作製した。光散乱形液晶素子(D)を動作させたと
ころ、スクリーン上にフルカラーの画像を投影させるこ
とができた。この液晶表示装置は、実施例10と同様
に、周囲が明るくても従来のものに比べて鮮明な画像を
投影させており、プロジェクションとして高い光利用率
となっていることを示した。
手段のものに比べて、グレア光やモアレの発生を軽減
し、明るく視野角の広い表示ができる。さらに、カラー
層を設けることを不必要なので、色写りの問題を解決
し、従来単独では不可能であった直視型カラー表示が可
能できる。
10に示される構成と図11に示される応用例から明ら
かなように、高い光利用率のプロジェクション型として
も使用できるものであり、高価なRGBのマイクロカラ
ーフィルター付きのネマチック液晶パネルを用いること
なく、フルカラー表示が可能である。
子の一方の基板の外側に反射型のホログラム配置した一
例を示す模式図である。
子の一方の基板の外側に反射型のホログラム配置した一
例を示す模式図である。
子の一方の基板の外側に透過型のホログラム配置した一
例を示す模式図である。
素子の一方の基板の外側に全内部反射フィルムと光吸収
体を配置した比較例を示す模式図である。
素子の一方の基板の外側にフレネルレンズと光吸収体を
配置した比較例を示す模式図である。
す模式図である。
子の一方の基板の外側に反射型の指向性ホログラム配置
した一例を示す模式図である。
液晶素子の一方の基板の外側に反射型の指向性ホログラ
ム配置した一例を示す模式図である。
を用いた場合の一例を示す模式図である。
ョン型の一例を示す模式図である。
る本発明の液晶表示装置を設置し、スクリーンとしての
光散乱形液晶素子上に液晶表示装置からの画像を投影で
きるようにした応用例を示す模式図である。
の基板と、これらの基板間に支持された調光層とを有
し、該透明性電極層に対する電圧印加または無印加によ
って該調光層を光透過または散乱状態に制御されること
を特徴とする光散乱形液晶素子 4 再生光 5 干渉性が著しく低下した散乱光 6 全内部反射フィルム 7 全反射する角度領域 8 グレア光 9 光吸収体 10 透過光が存在する角度領域 11 フレネルレンズ 12 参照光源に対し波長の異なる複数の単色光を送り
出すようにした反射型または透過型のホログラム 13 鏡 14 ホログラム12、または参照光源に応じた単色光
に高い回折効率を示すホログラム、または単に指向性を
有するホログラム 15 光束を出射する光源手段および該光束を照射する
集光手段を含む第一の光学的手段 16 画像を受光する光学手段および拡大投影する投写
手段を含む第二の光学的手段 17 スクリーン 18 透明性電極層を有する透明な2枚の基板と、これ
らの基板間に支持された調光層とを有し、該透明性電極
層に対する電圧印加または無印加によって該調光層を光
透過または散乱状態に制御されることを特徴とするスク
リーンとして使用される光散乱形液晶素子 19 図10に示される液晶表示装置と、光散乱形液晶
素子18とを囲う光吸収手段
Claims (8)
- 【請求項1】 画素が形成された透明性電極層を有する
透明な2枚の基板と、これらの基板間に支持された調光
層とを有し、該透明性電極層に対する電圧印加または無
印加により該調光層が光透過または散乱状態に制御され
ることを特徴とする光散乱形液晶素子を有する液晶表示
装置において、一方の前記基板の外側に、または一方の
前記基板および透明性電極層の間に、ホログラムを配置
し、該ホログラムが、前記調光層の光透過状態における
各画素を通過した参照光により虚像を生じさせることを
特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項2】 ホログラムが、参照光により、光三原色
に対応する規則的な配列の三次元または二次元虚像を複
数、同一方向に生じさせ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】 ホログラムが、調光層の光透過状態にお
ける各画素を通過した参照光により、前記画素に対応さ
せた光三原色の三次元または二次元虚像を生じさせるこ
とを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。 - 【請求項4】 複数のホログラムが、複数の参照光によ
り、各々の光三原色の三次元または二次元虚像を生じさ
せ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5】 画素が形成された透明性電極層を有する
透明な2枚の基板と、これらの基板間に支持された調光
層とを有し、該透明性電極層に対する電圧印加または無
印加により該調光層が光透過または散乱状態に制御され
ることを特徴とする光散乱形液晶素子を有する液晶表示
装置であって、一方の前記基板の外側に、または一方の
前記基板および透明性電極層の間に、ホログラムを配置
した液晶表示装置において、光束を出射する光源手段お
よび該光束を照射する集光手段を含む第一の光学的手段
と、画像を受光する光学手段および拡大投影する投射を
含む第二の光学的手段と、スクリーンとを設け、光散乱
形液晶素子に、前記第一の光学的手段で出射された光束
が照射され、光散乱形液晶素子において形成された散乱
光および直進透過光からなる像がホログラムに照射さ
れ、参照光としての前記直進透過光によってホログラム
から生じる前記の像に対応した三次元または二次元虚像
が前記第二の光学的手段によって前記スクリーン上に投
写されることを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項6】 請求項1、2、3または4に記載の液晶
表示装置において、光束を出射する光源手段および該光
束を照射する集光手段を含む第一の光学的手段と、画像
を受光する光学手段および拡大投影する投射を含む第二
の光学的手段と、スクリーンとを設け、光散乱形液晶素
子に、前記第一の光学的手段で出射された光束が照射さ
れ、光散乱形液晶素子において形成された散乱光および
直進透過光からなる像がホログラムに照射され、参照光
としての前記直進透過光によってホログラムから生じる
前記の像に対応した三次元または二次元虚像が前記第二
の光学的手段によって前記スクリーン上に投写されるこ
とを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項7】 調光層が、液晶材料および透明性固体物
質を含有することを特徴とする請求項1、2、3、4、
5または6に記載の液晶表示装置。 - 【請求項8】 透明性固体物質が、液晶材料の連続層中
に三次元網目状構造を有することを特徴とする請求項7
記載の液晶表示装置。
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---|---|---|---|
JP04512993A JP3341856B2 (ja) | 1993-03-05 | 1993-03-05 | 液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04512993A JP3341856B2 (ja) | 1993-03-05 | 1993-03-05 | 液晶表示装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06258630A JPH06258630A (ja) | 1994-09-16 |
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Family
ID=12710665
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP04512993A Expired - Lifetime JP3341856B2 (ja) | 1993-03-05 | 1993-03-05 | 液晶表示装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3341856B2 (ja) |
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KR100392632B1 (ko) * | 2001-02-14 | 2003-07-23 | 삼성전자주식회사 | 프로젝션 디스플레이 장치 |
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CN101681581B (zh) * | 2007-05-10 | 2013-07-17 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 用于商店照明的照明组件 |
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-
1993
- 1993-03-05 JP JP04512993A patent/JP3341856B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
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