JPH0380227A - Projection type color liquid crystal display element - Google Patents

Projection type color liquid crystal display element

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JPH0380227A
JPH0380227A JP21631789A JP21631789A JPH0380227A JP H0380227 A JPH0380227 A JP H0380227A JP 21631789 A JP21631789 A JP 21631789A JP 21631789 A JP21631789 A JP 21631789A JP H0380227 A JPH0380227 A JP H0380227A
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JP
Japan
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liquid crystal
display
hue
color
display element
Prior art date
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Pending
Application number
JP21631789A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiaki Yoshihara
敏明 吉原
Masayuki Iwasaki
正之 岩崎
Akihiro Mochizuki
昭宏 望月
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP21631789A priority Critical patent/JPH0380227A/en
Publication of JPH0380227A publication Critical patent/JPH0380227A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Liquid Crystal (AREA)
  • Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

PURPOSE:To suppress the change in display colors and to make stable display by constituting the element so as to allow the selective transmission of light of a green wavelength and mixing a yellow dichromatic dyestuff with a liquid crystal. CONSTITUTION:Colors change from green to blue in a clockwise direction with an increase in driving voltage in an L*a*b* color specification system. Color is determined by three elements; lightness L*, hue H* and saturation C*; the hue H<0> is expressed by a central angle and the saturation C* by the length of segments. The value of the hue H<0> increases with an increase in the driving voltage and enters a 3rd quadrant from a 2nd quadrant in the case of making of green display. The yellow dichromatic dyestuff is, thereupon, previously mixed in the liquid crystal, by which the increase of the value of the hue H<0> to enter the 3rd quadrant is prevented. The stable display is made in this way.

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、緑色表示
を安定して行うことを目的とし、ネマティック・コレス
テリック相転移型液晶の光波長選択性を利用し、白色光
源からの光を液晶セルに照射し、スクリーン上に緑色の
画像表示を行う表示素子において、前記液晶に黄色の二
色性色素を混合して投写型カラー液晶表示素子を構成す
る。
[Detailed Description of the Invention] [Summary] Regarding a liquid crystal display element that performs projection type color display, the aim is to stably display a green color by utilizing the optical wavelength selectivity of a nematic-cholesteric phase transition type liquid crystal. In a display element that displays a green image on a screen by irradiating a liquid crystal cell with light from a light source, a projection type color liquid crystal display element is constructed by mixing a yellow dichroic dye with the liquid crystal.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明は安定して緑色の表示を行える投写型カラー液晶
表示素子に関する。
The present invention relates to a projection type color liquid crystal display element that can stably display green color.

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。
With the progress of OA (Office Automation), opportunities to provide explanations while using projection-type displays at lecture halls, conferences, etc. are increasing.

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。
Overhead projectors and slide projectors have traditionally been used for such applications.

然し、このように周期的に情報を入れ換えてスクリーン
に表示する投影機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
示できる表示機の需要が高まっている。
However, rather than projectors that periodically change information and display it on a screen, there is an increasing demand for display devices that input information in the form of signals to a liquid crystal display element and can rewrite the content at will and display it on a screen. ing.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

発明者等はかねてよりネマティック・コレステリック相
転移型液晶表示の研究を行っており、液晶の白濁状態に
おけるコレテリツク相の螺旋構造に起因した回折散乱に
よって光透過率に波長依存性が生じるが、この現象を利
用した投写型カラー表示方法を提案している。
The inventors have been researching nematic-cholesteric phase transition type liquid crystal displays for some time, and have discovered that light transmittance becomes wavelength-dependent due to diffraction and scattering caused by the helical structure of the cholesteric phase in the cloudy state of liquid crystals. We have proposed a projection-type color display method using .

(特開昭63−49736.昭和63年3月21日公開
)この概要を説明すると次のようになる。
(Japanese Unexamined Patent Publication No. 63-49736. Published on March 21, 1986) The outline is as follows.

第4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、また縦軸
には散乱することなく液晶層を通過する投射光の光透過
率(非散乱透過率)を示している。
Figure 4 shows the display principle of a nematic cholesteric phase change liquid crystal. transmittance).

すなわち、ネマティック液晶にコレステリンク液晶を混
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。
In other words, when no voltage is applied to a liquid crystal composition consisting of a mixture of nematic liquid crystal and cholesteric liquid crystal, or when the applied voltage is low, the liquid crystal assumes a cholesteric phase with a spiral molecular arrangement, and light is scattered and used for projection. Since the light is reflected outside the condenser lens, the light transmittance is low, resulting in a dark area on the screen.

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、光は散乱れさすに集光レ
ンズに入射するため、スクリーン上では明部となる。
Furthermore, when the voltage is high, the liquid crystal becomes a nematic phase in which molecules are aligned in the direction of the electric field, and the light is scattered and directly enters the condenser lens, resulting in a bright area on the screen.

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。
The phase transition between the cholesteric phase and the nematic phase draws a hysteresis curve with respect to the applied voltage, as shown in the figure.

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1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。
A necessary condition for such a phase change type liquid crystal display element is that the voltage width (hysteresis width) of the rising curve 1 and falling curve 2 of the hysteresis loop is sufficiently wide.

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(VO2゜)と立ち上がり曲線
1で透過率が20%を示す印加電圧値(Vuz。)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。
Here, the hysteresis width is defined as the difference between the applied voltage value (VO2°) at which the transmittance is 90% in the falling curve 2 and the applied voltage value (Vuz.) at which the transmittance is 20% in the rising curve 1. This intermediate voltage value is the driving voltage (
V, ).

このことは、同一の駆動電圧(vo)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
用して大容量表示が行われている。
This indicates that optically different bistable states can be achieved with the same driving voltage (vo), and this phenomenon is utilized to perform large-capacity displays.

こ\で、発明者等は双安定状態におけるコレステリック
相での散乱は液晶の螺旋構造に原因しているが、螺旋ピ
ッチに対応して屈折率変調が起こり、これによって光が
回折されている点に着目した。
Here, the inventors believe that scattering in the cholesteric phase in a bistable state is caused by the helical structure of the liquid crystal, but that refractive index modulation occurs in response to the helical pitch, and light is diffracted by this. We focused on

すなわち、液晶分子は細長い構造をとり、屈折率の異方
性をもっているために、液晶分子が基板に垂直に配列し
ている所と、水平に配列している所とでは屈折率が異な
っている。
In other words, liquid crystal molecules have an elongated structure and have anisotropy in refractive index, so the refractive index is different where the liquid crystal molecules are aligned perpendicularly to the substrate and where they are aligned horizontally. .

そのため螺旋ピッチに対応した屈折率変調が存在し、体
積位相形の回折格子が形成されている。
Therefore, there is a refractive index modulation corresponding to the helical pitch, and a volume phase type diffraction grating is formed.

但し、螺旋ピッチにはある程度のばらつきがあり、また
螺旋軸の方向も一定ではないために光は幅の広い同心円
上に散乱される。
However, since there is some variation in the helical pitch and the direction of the helical axis is not constant, the light is scattered on wide concentric circles.

こ\で、散乱効率η、、1Xはブラッグ角入射の条件で
次式で近似されている。
Here, the scattering efficiency η,,1X is approximated by the following equation under the condition of Bragg angle incidence.

7i’ raax =sin”(k KΔnd/λ) 
  −(1)但し、Δ7 ・・・屈折率異方性 d  ・・・セル厚 λ  ・・・光の波長 この(1)式から判るように光透過率(非散乱透過率)
は波長とセル厚依存性をもっており、実験的にはセル厚
の増加に比例して光透過率は約40%から約2%の範囲
で周期的に変化し、また測定波長により繰り返し周期が
変化する。
7i' raax = sin" (k KΔnd/λ)
-(1) However, Δ7...Refractive index anisotropy d...Cell thickness λ...Light wavelength As can be seen from equation (1), light transmittance (non-scattering transmittance)
has wavelength and cell thickness dependence, and experimentally the light transmittance changes periodically in the range of about 40% to about 2% in proportion to the increase in cell thickness, and the repetition period changes depending on the measurement wavelength. do.

発明者が提案している投写型カラー表示方法はこのよう
な光透過率の波長依存性によりスクリーン上の画像に色
付きが生じるのを利用してカラー表示を行うものである
The projection type color display method proposed by the inventor performs color display by utilizing the fact that the image on the screen is colored due to the wavelength dependence of light transmittance.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

発明者等が提案している投写型カラー表示方法は液晶の
回折散乱を利用したものであって、緑のカラー表示に成
功している。
The projection type color display method proposed by the inventors utilizes the diffraction and scattering of liquid crystals, and has been successful in displaying green color.

然し、このような方法でカラー表示を行う場合、印加電
圧の増加と共に表示色の色合いが変化すると云う問題が
ある。
However, when color display is performed using this method, there is a problem in that the hue of the displayed color changes as the applied voltage increases.

すなわち、コレステリック相を形成している液晶の螺旋
ピッチは印加電圧の増加と共に螺旋ピッチは増加し、終
には螺旋が解けてネマティック相となるが、この過程で
液晶の屈折率異方性Δアの値も減少するために色合いが
変化し、青がかると云う問題がある。
In other words, the helical pitch of the liquid crystal forming the cholesteric phase increases as the applied voltage increases, and eventually the helix unravels to form the nematic phase, but in this process, the refractive index anisotropy Δa of the liquid crystal decreases. Since the value of is also decreased, there is a problem that the hue changes and becomes bluish.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記の課題はネマティック・コレステリック相転移型液
晶の光波長選択性を利用し、白色光源からの光を液晶セ
ルに照射し、スクリーン上に緑色の画像表示を行う表示
素子において、前記液晶に黄色の二色性色素を混合して
投写型カラー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。
The above problem is solved by using the light wavelength selectivity of nematic cholesteric phase transition type liquid crystal to irradiate a liquid crystal cell with light from a white light source to display a green image on the screen. This problem can be solved by configuring a projection type color liquid crystal display element by mixing dichroic dyes.

〔イ乍角ゴ 先に記したように、本発明に係る相転移型液晶を用いる
カラー表示においては駆動電圧により色相が変化すると
云う問題があるが、JIS Z 8721で決められて
いるL”a“b*表色系によって説明すると駆動電圧の
上昇と共に反時計方向(緑→青)に変化する。
[As mentioned above, in the color display using the phase change type liquid crystal according to the present invention, there is a problem that the hue changes depending on the driving voltage. To explain using the b* color system, the color changes counterclockwise (from green to blue) as the drive voltage increases.

第3図はLma* b*表色系色度図を示すもので、色
は明度(L” )、色相(H”)、彩度(C″)の三要
素によって決まるもので、色相(H”)は中心角で、彩
度(C1)は線分の長さで表されるが、緑色表示を行う
場合には駆動電圧の上昇と共に色相(Ho)の値が増加
し、第2象限から第3象限に入る。
Figure 3 shows the chromaticity diagram of the Lma*b* color system. Color is determined by three elements: lightness (L"), hue (H"), and saturation (C"). ”) is the central angle, and the saturation (C1) is expressed by the length of the line segment, but when displaying green, the value of the hue (Ho) increases as the drive voltage increases, and the color saturation (C1) is expressed by the length of the line segment. Enter the third quadrant.

そこで、本発明は液晶の中に黄色の二色性色素を混合し
ておくことにより、色相(Ho)の値が増加して第3象
限に入るのを防ぐものである。
Therefore, the present invention prevents the hue (Ho) value from increasing and entering the third quadrant by mixing a yellow dichroic dye into the liquid crystal.

〔実施例〕〔Example〕

相転移型液晶として第1表に示す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
里量%混合して形成した。
As a phase change type liquid crystal, 10 chiral nematic liquid crystals having two chiral centers are added to the nematic liquid crystals shown in Table 1.
It was formed by mixing the amount of %.

第1表 こ\で、No、  1〜4は何れもエタン系液晶で、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。
In Table 1, Nos. 1 to 4 are all ethane-based liquid crystals, with a mixing ratio of 20:20:10:10 by weight, and the remaining 40% is other-based liquid crystals.

か\る相転移型液晶に黄色の二色性色素としてアブ(A
zo)誘導体(品名5I−209,三井東圧化学■)お
よびペリレン(Perylen)誘導体(品名M−36
1、三井東圧化学■)をそれぞれ2重量%混合して二種
類の液晶を準備した。
Ab (A) is used as a yellow dichroic dye in phase change liquid crystals.
zo) derivative (product name 5I-209, Mitsui Toatsu Chemical ■) and perylene derivative (product name M-36)
1. Two types of liquid crystals were prepared by mixing 2% by weight of each of Mitsui Toatsu Chemical ■).

そして、この液晶を画素の大きさが350μm×330
μmで、640 X400個の画素を有する12インチ
の液晶表示素子に封入した。
The pixel size of this liquid crystal is 350μm x 330μm.
μm, and was encapsulated in a 12-inch liquid crystal display device having 640×400 pixels.

また、比較として二色性色素を混ぜない液晶を用いて表
示素子を形成した。
In addition, for comparison, a display element was formed using a liquid crystal containing no dichroic dye.

そして、これを投写型表示装置に装着し、それぞれの表
示素子における表示色の透過スペクトルを室温で印加電
圧を変えながら分光計(品名MCPD−100,大塚電
子社)で測定し、L” a ” b”表色系(JIS 
Z 8721)(7)彩度相当c” 、 色相相当HO
明度相当L*を求めた。
Then, this was attached to a projection display device, and the transmission spectrum of the displayed color in each display element was measured with a spectrometer (product name MCPD-100, Otsuka Electronics Co., Ltd.) while changing the applied voltage at room temperature, and L" a " b” color system (JIS
Z 8721) (7) Saturation equivalent c”, hue equivalent HO
The lightness equivalent L* was determined.

第1図は二色性色素としてアゾ誘導体(品名5l−20
9)を混合した表示素子についての測定結果、また、第
2図はペリレン誘導体(品名M−361)を混合した表
示素子についての測定結果であり、二色性色素を混ぜて
いないものと比較しである。
Figure 1 shows an azo derivative (product name 5l-20) as a dichroic dye.
9), and Figure 2 shows the measurement results for a display element mixed with a perylene derivative (Product name M-361), compared with a display element mixed with no dichroic dye. It is.

この図から、黄色の二色性色素を混合することによって
明らかに彩度および色相について印加電圧依存性が少な
くなっていることが判る。
From this figure, it can be seen that by mixing the yellow dichroic dye, the dependence of applied voltage on saturation and hue is clearly reduced.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上記したように緑の波長の光が選択的に透過するよう
構成された相転移型の液晶表示素子において、液晶に黄
色の二色性色素を混合することにより表示色の変化を抑
制することができ、安定した表示な行うことができる。
As described above, in a phase change type liquid crystal display element configured to selectively transmit green wavelength light, changes in display color can be suppressed by mixing a yellow dichroic dye into the liquid crystal. and stable display can be done.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は二色性色素(Sr−209)を混合した素子の
表示色の電圧依存性、 第2図は二色性色素(M−361)を混合した素子の表
示色の電圧依存性、 第3図はL“a9 bl 表色系色度図、 第4図は相転移型液晶の表示原理図、 である。 印加電圧(Vl 二色性色微(SI−20’l)と差金したぁ千の表示色
の電圧依仔姓第 図 印fID@圧M 印加電圧(V) 二色イ・生き禾(rl−361)ε7昆合した粂÷の表
示との電圧依存性第 2 図 前方向 Lablte糸e度図 第 図
Figure 1 shows the voltage dependence of the displayed color of an element mixed with a dichroic dye (Sr-209). Figure 2 shows the voltage dependence of the displayed color of an element mixed with a dichroic dye (M-361). Figure 3 is a chromaticity diagram of the L"a9 bl color system, and Figure 4 is a diagram of the display principle of phase change liquid crystal. Voltage dependence of voltage of 1,000 display colors fID@pressure M Applied voltage (V) Two colors I, Ikihe (rl-361) ε7 Voltage dependence with display of combined 粂÷ Figure 2 Front Direction Label Diagram Diagram

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] ネマティック・コレステリック相転移型液晶の光波長選
択性を利用し、白色光源からの光を液晶セルに照射し、
スクリーン上に緑色の画像表示を行う表示素子において
、前記液晶に黄色の二色性色素を混合してなることを特
徴とする投写型カラー液晶表示素子。
Utilizing the light wavelength selectivity of nematic-cholesteric phase transition type liquid crystal, the liquid crystal cell is irradiated with light from a white light source,
A projection type color liquid crystal display element for displaying a green image on a screen, characterized in that the liquid crystal is mixed with a yellow dichroic dye.
JP21631789A 1989-08-23 1989-08-23 Projection type color liquid crystal display element Pending JPH0380227A (en)

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