JPH03141324A - 液晶表示素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要） 投写型カラー表示を行う液晶表示素子に関し、明瞭な黒
色表示を行うことを目的とし、相転移型液晶表示素子に
カラーフィルタを設けた投写型液晶表示素子において、
液晶パネルを多層とすることにより良好な黒色表示を得
ることを特徴として液晶表示素子を構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は明瞭な黒色表示を行える投写型カラー液晶表示
素子に関する。

ＯＡ　（Ｏｆｆｉｃｅ　Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）化の進
展と共に講演会場や会議などにおいて投写型の表示を行
い乍ら説明を行う機会が増加している。

か＼る用途に対しては従来よりオーバヘッドプロジェク
タやスライドプロジェクタが使用されている。

然し、このように周期的に情報を入れ換えてスクリーン
に表示する投影装置よりも情報を信号の形で液晶表示素
子に入力し、随意に内容を書き換えてスクリーンに投写
表示できる表示装置の需要が高まっている。

〔従来の技術〕

発明者等は先に特開昭６１−１９８２７０号公報におい
てオーバヘッドプロジェクタ（略称０ＨＰ）の画像源と
してネマティック−コレステリック相転移型液晶を利用
した投写拡大用の液晶表示装置を提案している。

第２図はネマティック−コレステリック相転移型液晶の
表示原理を示すもので、横軸には印加電圧を、また継軸
には散乱することなく液晶層を通過する照射光の光透過
率（非散乱透過率）を示している。

すなわち、ネマティック液晶にコレステリック液晶を混
合した液晶組成物は電圧が加わらないか、或いは印加電
圧が低い場合、液晶は螺旋状の分子配列をとるコレステ
リック相をとり、光は散乱されて投写用の集光レンズの
外に敗ってしまうため光透過率は少なく、従ってスクリ
ーン上では暗部となる。

また、電圧が高い状態では液晶は電界の方向に分子が配
列したネマティック相となり、光は散乱れさずに集光レ
ンズに入射するため、スクリーン上では明部となる。

そして、コレステリック相とネマティック相との相転移
は同図に示すように印加電圧に対してヒステリシスカー
ブを描いている。

か−る相転移型液晶表示素子の必要条件はヒステリシス
ループの立ち上がり曲線ｌと立ち下がり曲線２の電圧幅
（ヒステリシス幅）が充分に広いことが必要である。

こ−で、ヒステリシス幅は立ち下がり曲線２で透過率が
９０％を示す印加電圧値＜Ｖｏｑ。）と立ち上がり曲線
１で透過率が２０％を示す印加電圧値（ＶＵ□。）の差
として定義されており、この中間の電圧値が駆動電圧（
Ｖ、）となる。

このことは、同一の駆動電圧（ｖＩｌ）で光学的に異な
る双安定状態をとり得ることを示しており、この現象を
利用して表示を行うものである。

すなわち、ネマティック相では液晶が透明となるので光
源の光は殆ど透過（〜９ｏ％）し、スクリーン上を明る
くする。

一方、コレステリック相では螺旋構造によって入射光が
散乱されるために偏光板を用いなくともスクリーン上を
暗くできる。

このように相転移型液晶パネルをＯＨＰの画像源として
使用すると偏光板を使用することなく明るい表示を行う
ことができる。

更に、本出願人は相転移型液晶パネルの光透過率が照射
光の波長とセル厚依存性をもっていることに着目した。

そして、この現象を利用した投写型カラー表示装置を提
案している。（特開昭６３−０４９７３６）然し、この
ようにして得られる表示色は赤と黒。

青と黒、或いはこの組み合わせであってパーソナルコン
ピュタ−等の８色表示に対応する表示ではない。

そこで、発明者等は液晶パネルの外表面にカラーフィル
タを取り付けることにより８色の表示ができる投写型カ
ラー表示装置を提案している。

〔発明が解決しようとする課題〕

発明者等が提案しているカラーフィルタを使用した液晶
表示装置は明るい表示ができ、また製造性にも優れてい
る。

然し、暗状態を相転移型液晶の光散乱によって得ている
ため、−層のパネル構成では散乱が弱く、また螺旋構造
をとっている液晶により回折散乱が起こるために透過光
に波長分散を生じ、充分な黒色が得られないといった問
題があった。

すなわち、表示色が赤味がかった黒色とか、青味がかっ
た黒色となっていた。

このように、相転移型液晶表示においては、暗状態を液
晶の光散乱によって得ているために充分な黒色表示がで
きないことが問題で、この解決が課題である。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題は相転移型液晶表示素子にカラーフィルタを
設けた投写型液晶表示素子において、液晶パネルを多層
とすることにより良好な黒色表示を得ることを特徴とし
て液晶表示素子を構成することにより解決することがで
きる。

〔作用〕

本発明は光散乱を強くし、また透過光の波長分散を小さ
くする方法として液晶パネルを多層構成とするものであ
る。

このようにすると、光散乱と波長分散の影響はそれぞれ
相乗されて効くために良好な黒色表示が得られるもので
ある。

〔実施例〕

相転移型液晶としては第１表に示すエタン系液晶からな
るネマティック液晶にカイラル中心を二つもつカイラル
ネマティック液晶を１０重量％混合して形成した。

第１表 こ＼で、Ｎｏ、　　１〜４のエタン系液晶の混合比は重
量比で２０　：　２０　：　１０　：　１０であり、残
りの４０％は他系の液晶である。

そして、他系の液晶の組成により液晶全体の屈折率異方
性を変え、またパネル厚を変えることにより表示画像の
色づきが赤、緑および青の表示パネルを作った。

なお、単位画素の大きさは３５０μｍ　Ｘ３３０μｍで
あり、１２インチ角の表示素子に６４０　Ｘ４００個の
画素が配列して構成されている。

第１図は赤パネルと緑パネルを重ね合わせて二層構造と
した場合の構造を示しており、ガラスからなり、厚さが
１．１　Ｉｎｌ１１の透明基板３の上に酸化インジウム
（ＩｎｚＯｚ）と酸化錫（ＳｎＯｚ）の固溶体（略称Ｉ
ＴＯ）からなり、厚さが約１０００人の第１の透明電極
４、厚さ約１０００人の第１の配向膜５．厚さ約５μｍ
の第１の液晶層６．１￥さ約１０００人の第２の配向膜
７．厚さが約１０００人の第２の透明電極８、第２の透
明基板９と順次に層形成して赤の表示パネル１０が構成
されており、この上に同様な構成で第２の液晶層６′の
みを変えて緑の表示パネル１１が構成されている。

そして、この上に透明基板１２上にＲＧＢカラーフィル
タを１３を付けたカラーフィルタパネル１４が配設され
ている。

第３図はこのカラーフィルタを付加した二層構成のパネ
ルについて、表示色の透過スペクトルを分光計（品名Ｍ
ＣＰＤ−１００．大塚電子社）で測定した結果を示して
いる。

すなわち、同図（Ａ）は赤色フィルタを備えた画素につ
いて、同図（Ｂ）は緑色フィルタを備えた画素について
、また、同Ｑ　（Ｃ）は青色フィルタを備えた画素につ
いて、画素の液晶を透明状態にした場合と散乱状態にし
た場合についての波長特性を示したものであり、また各
フィルタのみの波長特性も示している。

また、第４図は同様に青の表示パネルだけの単層につい
て、カラーフィルタを付加したものについて、表示色の
透過スペクトルを示している。

この第３図および第４図から液晶が透明状態の場合（−
点破線）、どちらの表示素子においてもカラーフィルタ
のスペクトル（実線）を余り低下させずに忠実に再現し
ており、良好な赤、緑、青の表示が行われていることを
示している。

然し、液晶が散乱状態の場合、第４図の青の表示パネル
にカラーフィルタを設けた一層のパネル構成では、液晶
の回折散乱によってスペクトルに波長依存性が生じてい
ること＼、投写光の漏れが多いことから破線で示すよう
に光透過率が高く、良好な黒色表示を行うことができな
い。

然し、二層のパネル構成とすると、第３図において破線
で示すように波長依存性がなくなり、また光透過率を約
１０％に減少することができ、これにより良好な黒色表
示を行えることが判る。

〔発明の効果〕

以上記したように本発明によれば、相転移型液晶パネル
にカラーフィルタを設けた液晶表示素子において、使用
する液晶パネルを多層構造として表示素子を構成すると
、暗状態における光散乱が強くなり、また透過光の波長
分散も小さくなるので良好な黒色表示を行うことが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る二層パネル構成を示す断面図、 第２図は相転移型液晶の表示原理図、 第３図は二層パネルにカラーフィルタを付加したちの＼
スペクトル、 第４図は青の表示パネルにカラーフィルタを付加したち
の一スペクトル、 である。 図において、 ６は第１の液晶層、　　　６′は第２の液晶層、１０は
赤の表示パネル、　１１は緑の表示パネル、１３はＲＧ
Ｂカラーフィルタ、 １４はカラーフィルタパネル、 である。 、１５長（ｎｉｎ） 二、沓ｊ＼”：ｉｌしく二月う−フィｊレタ乞イ１ノ几
しｒ：、シののス′ぐクトｊし第　　３　　図 オ月中云移雪り夜晶のｚしテＪ東理図 責のきυ負パネルにカラースルタを４−を力吐１こしの
のスペクトラレ第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　相転移型液晶表示素子にカラーフィルタを設けた投写
   型液晶表示素子において、液晶パネルを多層とすること
   により良好な黒色表示を得ることを特徴とする液晶表示
   素子。