JP3504174B2 - 反射型表示装置 - Google Patents

反射型表示装置

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JP3504174B2 JP3084899A JP3084899A JP3504174B2 JP 3504174 B2 JP3504174 B2 JP 3504174B2 JP 3084899 A JP3084899 A JP 3084899A JP 3084899 A JP3084899 A JP 3084899A JP 3504174 B2 JP3504174 B2 JP 3504174B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、反射型表示装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】携帯用カラー表示装置は、場所を問わず
に、鮮明なカラー表示を得られるという利点を有してお
り、ノートPC、携帯用情報端末等のディスプレイとして
広く利用されている。携帯用カラー表示装置は、低消費
電力である事、軽量である事などが要求される。これら
の特性を得る為には、バックライトを持たずに外からの
照射光を反射する反射型表示装置である事が望ましい。
しかし、この反射型表示装置を実現する為には、まだい
くつかの技術的課題が残されている。反射型表示装置特
有の問題としては、大きく分けると次の2つの問題が存
在する。まず、第1の問題は、照射光を反射する為、光
利用効率が低いと表示全体が暗くなってしまい、薄暗い
場所では表示が見にくい点である。この問題について
は、既に鋭意検討が進められている。例えば従来は、カ
ラーフィルターが光利用効率低下の主原因であったが、
特開平8-240708の様な特定の分光スペクトル形状を有す
るカラーフィルターを用いる事により光利用効率を上げ
られる事が、既に報告されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】第2の問題は、照明条
件が一定でない為、表示の色バランスの調整が困難な点
である。従来の透過型表示装置では、光源は常に内蔵す
るバックライトであった為、このバックライトにあわせ
て、カラーフィルターのRGBの分光スペクトル形状を調
整する事により、色バランスを保持してきた。ところ
が、反射型表示装置を用いる場合は、照明条件等、表示
装置を使用する環境の変化によって、表示装置に入射す
る照射光のR、G、B各成分の比も変化し、特定の光源を
仮定した色バランスの調整をすると、その他の条件では
鮮明なカラー画像を得られない可能性がある。すなわ
ち、太陽光、蛍光灯等で、各々の光のスペクトル形状が
異なるため、特定の光源を仮定して色バランスの調整を
行うと使用条件が限定され、場所を問わずに利用できる
というメリットが得られない。
【0004】
【課題を解決するための手段】そこで本発明は、第2の
問題点を克服する為、3層の色相が異なる液晶層を積層
させるゲスト−ホスト液晶層を有し、画像情報を表示す
る反射型表示手段と、反射型表示手段の最下層に設けら
れ、照射光の状態を検知する検知手段と、検知手段で検
知された照射光の状態を基に反射型表示手段の駆動方法
を制御する制御手段とからなる事を特徴とする反射型表
示装置を提供する事を目的とする。また、検知手段が照
射光のR、G、B成分比を検知するものであり、制御手
段が成分比を基に反射型表示手段の色バランスを調整す
るものであっても良いし、検知手段が照射光の強度と
R、G、B成分比を検知するものであり、制御手段が強
度及び成分比を基に反射型表示手段のコントラストまた
は色バランスを調整するものであっても良い。
【0005】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施例を挙げて
詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定され
るものではない。まず、本発明の第1の実施例について
説明する。本実施例では、 RGBのカラーフィルターを
用い、光の透過量を調整するモノクロのゲスト−ホスト
液晶層を有する反射型表示装置の表示領域の一部または
周辺部に光検知部を設け、R、G、B各成分の比を測定
し、これを駆動回路にフィードバックさせる事によって
色バランスを調整する。コレステリック・ネマティック
相転移型のブラックのゲスト−ホスト液晶層を作成する
際には、液晶としてチッ素石油工業社製液晶材料LIXON5
052XXを、カイラル剤はメルク社製カイラル剤S811を、
マゼンタの色素として日本感光色素社製二色性色素G-17
6を、シアンの色素として三井化学社製二色性色素材料S
I-497を、及びイエローの色素として図1の当社合成二色
性色素IYを使用する。カラーフィルターは特開平8-2407
08同様、図2の様な分光スペクトル形状を有するものを
用いる。 これらの部材を用い、反射型カラー液晶表示装
置を作成する。調整は従来の透過型カラー液晶表示装置
と同様に、光源としてバックライトを仮定した上で行
う。
【0006】色バランス調整方式としては、まず図3の
様に、表示装置の周辺部、またはその一部に、R、G、B
それぞれのカラーフィルター301とフォトダイオード302
を内蔵した検知手段303を設ける。検知手段303を、例え
ば図4の様に複数設け、光強度等のデータはその平均値
から計算する事が望ましい。R、G、Bそれぞれの光強度
は、これらの検知手段303によって検知され電圧に変換
されて制御手段304に送られる。制御手段304ではまず、
選択部305とゲイン決定部306からなるホワイトバランス
回路307に送られる。 R、G、B各々の出力をSr、Sg、Sb
とすると、ホワイトバランス回路307では、選択部305で
これらの出力を比較し一番小さいものを選択する。例え
ばそれがSrであった場合、そのSrを基準とし、ゲイン決
定部306で Sr=a*Sg=b*Sb となるようなゲイン、a、bを決定する。その後増幅器30
8において、表示に使用されるRGB信号Dr、Dg、Dbを、以
下の式に従ってゲイン倍する。 Dr'=Dr Dg'=a*Dg Db'=b*Db 一般に、ゲスト−ホスト液晶層に電圧を印加した場合、
液晶層を通る光の透過率(または吸収率)は図5の様にな
り、この特性は直線ではない為、増幅器308で決定され
た電圧をそのまま表示電圧と出来ない。よって増幅器30
8の出力はγ補正309を行い表示電圧とし表示手段310に
送られ、パネル311に表示される。
【0007】本実施例では、ゲインa、bをもたせている
ので、大きなゲインをもたせた場合、電圧が飽和し、そ
れ以上は色バランスが取れなくなるという問題が発生す
る可能性がある。そこで、その様な状態を避ける為に、
どれか1つの信号が最大値になったら、それ以上は他の
信号も上げない処理をする事により、色バランスを保つ
事が出来る。または、色バランスより表示の明るさを重
視し、突然色バランスが崩れていく事の無い様に、a、b
のゲインを少しずつ1に近づけていき、最終的に1となる
様に制御する方法も考えられる。この反射型表示装置を
用いて、夕方太陽光の下で白表示を見たところ、色バラ
ンスを調整する回路を駆動させない状態では、表示は薄
黄色であり、鮮明な色表示は得られなかった。日本規格
協会発行のJIS標準色票と照合したところ、5YのV=9、N=
4に該当した。ここで、色バランスを調整する回路を起
動させると、 JIS標準色票で5YのV=9、N=2に該当する
ほぼ白色が得られた。次に、本発明の第2の実施例につ
いて説明する。本実施例では、照射光のR、G、B成分比
の基準からのズレが大きい場合や、照射光の光強度が弱
い場合、またこれらの複合条件の場合に、本発明の反射
型表示装置を用い、コントラストを重視した駆動方法を
用いる。
【0008】コントラストを重視した駆動方法とは、色
バランスは考慮に入れずに、表示のオン−オフ比を重視
し、特に白表示時において、RGB全てに最大限の電圧を
印加する駆動方法の事を言う。つまり、図3の選択部305
で選択された、RGBのうちの一成分の出力が、ある基準
値を超えないと判断された時等に、増幅器308において
R、G、B各成分とも最大限の電圧を印加するよう、ゲイ
ン決定部306で決定すれば良い。また、視力、色認識
力、好み等の個人差を考え、色バランス調整を行うかコ
ントラストを重視した駆動方法を行うかの切り替えは、
手動で設定手段312に入力する事により行っても良い。
本発明の反射型表示装置を、可視光領域の短波長光をカ
ットしたイエロールームにおいて実験した。通常駆動で
は、表示色は極めて悪く鮮明な色表示を認める事が出来
ず、またコントラストも低下し、文字の識別にも支障を
きたす状態であった。ここで、コントラストを調整する
駆動方式に切り替えたところ、文字等の認識が容易にな
った。また、薄暗い室内において本発明の反射型表示装
置を用いたところ、通常駆動では、反射光強度が弱い
為、十分な明るさが認められなかった。そこで、コント
ラスト調整を行う駆動方法に切り替えたところ、文字等
の認識が容易になった。
【0009】次に、本発明の第3の実施例について説明
する。本実施例では、図6に示すように、1つ1つの画素
ごとに、可動板61、不動板62を持ち、可動板61の位置を
静電力によって制御し表示する反射型表示装置を用い、
不動板62の色を白、可動板61の色をRGBの配列とした反
射型表示装置を作成する。電極63、支持体64は電源65に
接続しており、各々の電位を適当に変化させることによ
り、可動板61の位置を制御する。この反射型表示装置で
は、可動板61を不動板62の上に露出する事により可動板
61の色を表示し、または可動板61を不動板62の下に隠す
事により不動板62の色を表示できる。また、可動板61の
位置をこれらの中間にする事により、可動板61と不動板
62の中間色を表示する事も出来る。図6の上部でこの反
射型表示装置を表し、そのうちの楕円で囲んだ部分の3
つの画素の横断面図を下部に示す。この3つの画素は、
左と右の画素では可動板61が隠されている為に不動板62
の色を表示し、中央の画素では可動板61が露出している
為に可動板61の色を表示している。この反射型表示装置
は、白表示時の反射率が大きく、明るい表示が得られる
事が特徴であるが、黒表示は照明条件に左右され、純粋
な黒を得ることが困難である為、図7の様な光調整機構
を導入する。実施例1では液晶表示装置を用いた為γ補
正309を行ったが、本実施例では行わない。また、色バ
ランス調整はこの反射型表示装置に印加する電圧を調整
し、可動板61の位置を微調整する事によって行う。
【0010】通常駆動では、黒表示のクローマは6を記
録した。そこで、可動板61の位置の微調整を行う上記色
バランス調整を行ったところ、太陽光、蛍光灯、それら
の混合光等の色々な照明条件においても、常に黒のクロ
ーマを2以内に押さえることが出来、見やすい黒表示を
得ることが出来た。次に本発明の第4の実施例について
説明する。本実施例では、撮像装置を用いて色バランス
を調整し、純粋な白表示を行う。まず実施例1と同様、
図8のように照射光がカラーフィルター301によってR、
G、Bそれぞれの成分に分離される。これらのR、G、Bに
分離された照射光を各々撮像装置81で撮像する。その
後、R、G、Bそれぞれの信号を用いて、エンコーダ82
で、輝度信号であるY信号と色差信号であるR-Y、B-Y信
号をマトリックス演算により作成した後、色差信号は変
調され NTSC信号としてコード化され、伝送される。一
方、色バランス調整は、この撮像装置81で撮像された
R、G、Bそれぞれの出力をホワイトバランス回路307にも
送る事により実施例1と同様に行う。撮像装置81のカラ
ーフィルター配列としては、RGB縦ストライプ配列、ベ
イヤ配列等、特に限定されるものではない。
【0011】表示方式としては、ブラックのゲスト−ホ
スト液晶層を用いた方式だけでなく、コレステリック液
晶を用いた選択反射方式や、3層の色相が異なる液晶層
を積層させるゲストーホスト方式の反射型液晶表示装置
等様々な方式の反射型液晶表示装置に応用する事が出来
る。3層の液晶層を積層させるゲスト−ホスト液晶層の
場合には、液晶層の最下層に光検知部を設けても良く、
1つの光検知部で全ての表示色を検知する事も出来る。
また、これらの反射型液晶表示装置、表示板位置制御型
表示装置のみならず、電気泳動型等様々な方式の反射型
表示装置に応用する事も出来る。
【0012】
【発明の効果】以上の様に、本発明の反射型表示装置に
よれば、安定して鮮明なカラー表示を得る事が出来る。
つまり、照射光の状態によって最適な駆動条件を選択
し、明るく鮮明なカラー表示の可能な反射型表示装置を
提供する事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 当社合成二色性色素IY
【図2】 本発明で用いたカラーフィルターの分光スペ
クトルの特性図
【図3】 本発明による色調整機構の説明図
【図4】 光検知部の配置の例
【図5】 本発明で用いたゲスト−ホスト液晶層の電気
光学特性
【図6】 本発明で用いた表示板位置制御型表示装置の
説明図
【図7】 本発明による表示板位置制御型表示装置を用
いた色バランス調整の説明図
【図8】 本発明による撮像装置を用いた色バランス調
整の説明図
【符号の説明】
21 レッド反射スペクトル 22 グリーン反射スペクトル 23 ブルー反射スペクトル 301 カラーフィルター 302 フォトダイオード 303 検知手段 304 制御手段 305 選択部 306 ゲイン決定部 307 ホワイトバランス回路 308 増幅器 309 γ補正 310 表示手段 311 パネル 312 設定手段 61 可動板 62 不動板 63 電極 64 支持体 65 電源 81 撮像装置 82 エンコーダ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥村 治彦 神奈川県横浜市磯子区新磯子町33番地 株式会社東芝 生産技術研究所内 (56)参考文献 特開 平10−282474(JP,A) 特開 平10−247064(JP,A) 特開 平7−255063(JP,A) 特開 平5−191687(JP,A) 特開 昭64−80189(JP,A) 特開 平11−326876(JP,A) 特開 平11−355797(JP,A) 特開2000−89733(JP,A) 特開 平5−292536(JP,A) 特開 昭61−172495(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/133 G02F 1/1347 G02F 1/137 G02F 1/13 505 G02F 1/1343 G02F 1/1335 G09G 3/36

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】3層の色相が異なる液晶層を積層させるゲ
    スト−ホスト液晶層を有し、画像情報を表示する反射型
    表示手段と、 前記反射型表示手段の最下層に設けられ、照射光の状態
    を検知する検知手段と、前記検知手段で検知された前記
    照射光の状態を基に前記反射型表示手段の駆動方法を制
    御する制御手段とからなる事を特徴とする反射型表示装
    置。
  2. 【請求項2】前記検知手段が前記照射光のR、G、B成
    分比を検知するものであり、前記制御手段が前記成分比
    を基に前記反射型表示手段の色バランスを調整するもの
    である事を特徴とする請求項1記載の反射型表示装置。
  3. 【請求項3】前記検知手段が前記照射光の強度とR、
    G、B成分比を検知するものであり、前記制御手段が前
    記強度及び前記成分比を基に前記反射型表示手段のコン
    トラストまたは色バランスを調整するものである事を特
    徴とする請求項1記載の反射型表示装置。
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