JPH06130424A - 液晶表示装置 - Google Patents
液晶表示装置Info
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- JPH06130424A JPH06130424A JP4277214A JP27721492A JPH06130424A JP H06130424 A JPH06130424 A JP H06130424A JP 4277214 A JP4277214 A JP 4277214A JP 27721492 A JP27721492 A JP 27721492A JP H06130424 A JPH06130424 A JP H06130424A
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- light
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- crystal layer
- electric field
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/133528—Polarisers
- G02F1/133536—Reflective polarizers
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/133528—Polarisers
- G02F1/133543—Cholesteric polarisers
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 短ピッチコレステリック液晶層は、特定波長
（例えば赤）の所定回転方向の光を反射し、逆方向の光
を透過させる。この性質を利用して、色選択手段は特定
波長の光の所定方向の円偏光を透過させ、所定方向の反
対の円偏光を反射する、表示制御のための電界印加手段
は持たないコレステリック液晶層により構成する。そし
てその色選択手段によって透過または反射した光を、電
界により円偏光のまま透過させるか、直線偏光などに変
換させるか等、偏光状態が切り替えられる液晶層を透過
させる。透過した光は偏光モードを選択する層に導き、
これにより特定波長の光で表示するか全ての光を遮断す
るかによって表示を行う。 【効果】 これにより光の利用効率が高く、しかも鮮や
かな表示を行い得る高時分割駆動可能な液晶表示装置を
提供する。
（例えば赤）の所定回転方向の光を反射し、逆方向の光
を透過させる。この性質を利用して、色選択手段は特定
波長の光の所定方向の円偏光を透過させ、所定方向の反
対の円偏光を反射する、表示制御のための電界印加手段
は持たないコレステリック液晶層により構成する。そし
てその色選択手段によって透過または反射した光を、電
界により円偏光のまま透過させるか、直線偏光などに変
換させるか等、偏光状態が切り替えられる液晶層を透過
させる。透過した光は偏光モードを選択する層に導き、
これにより特定波長の光で表示するか全ての光を遮断す
るかによって表示を行う。 【効果】 これにより光の利用効率が高く、しかも鮮や
かな表示を行い得る高時分割駆動可能な液晶表示装置を
提供する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は波長選択性を利用した液
晶表示装置に関する。
晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より電界効果型の液晶表示器は消費
電力が小さく薄型の表示器が構成できるという長所をも
っていた。このような表示器のもっとも代表的なものは
特開昭５１−１３６６６号公報に示されるようなカイラ
ルネマティック液晶層を直交ニコルで挾持するものであ
るが、視角が狭く又透過型でなければ実用的コントラス
トが得にくい。これは主として偏光板による光損失と偏
光軸の視角依存性により生じる欠点で、応答性や視角依
存性を改善するためにネマティック層の捩角を大きくし
複屈折性を利用した表示装置においても、光損失は一般
に５０％を越え、カラー表示に当ってはフィルターによ
りさらに光損失は増大する。そして透過型表示において
は、背面に照明手段を必要とし、これは表示器が厚くな
るばかりか消費電力が大きくなり、液晶表示器の長所を
減殺するものである。
電力が小さく薄型の表示器が構成できるという長所をも
っていた。このような表示器のもっとも代表的なものは
特開昭５１−１３６６６号公報に示されるようなカイラ
ルネマティック液晶層を直交ニコルで挾持するものであ
るが、視角が狭く又透過型でなければ実用的コントラス
トが得にくい。これは主として偏光板による光損失と偏
光軸の視角依存性により生じる欠点で、応答性や視角依
存性を改善するためにネマティック層の捩角を大きくし
複屈折性を利用した表示装置においても、光損失は一般
に５０％を越え、カラー表示に当ってはフィルターによ
りさらに光損失は増大する。そして透過型表示において
は、背面に照明手段を必要とし、これは表示器が厚くな
るばかりか消費電力が大きくなり、液晶表示器の長所を
減殺するものである。
【０００３】これに対してカイラルネマティック液晶に
染料を添加する、いわゆるゲストホスト型若しくはホワ
イトテーラー型の液晶表示器がある。これは染料が液晶
固有の電気光学的特性を制限するため、色彩が鮮やかで
液晶分子に馴染む染料が必要であるが、そのような染料
と電気的に優れた特性を有する液晶の組み合わせは実用
に至っていない。液晶の温度依存性による着色現象を表
示に利用する短ピッチのコレステリック液晶表示器の提
案もあるが、色の安定性と表示速度の高速化を満足させ
る表示器は得られていない。
染料を添加する、いわゆるゲストホスト型若しくはホワ
イトテーラー型の液晶表示器がある。これは染料が液晶
固有の電気光学的特性を制限するため、色彩が鮮やかで
液晶分子に馴染む染料が必要であるが、そのような染料
と電気的に優れた特性を有する液晶の組み合わせは実用
に至っていない。液晶の温度依存性による着色現象を表
示に利用する短ピッチのコレステリック液晶表示器の提
案もあるが、色の安定性と表示速度の高速化を満足させ
る表示器は得られていない。
【０００４】さらにはフォーカルコニック組織若しくは
ウイリアムスドメイン組織による光散乱を利用するもの
があり反射型の表示も可能であるが、液晶の自然的カイ
ラル能力に依存した電気光学的効果を利用するため、例
えば電界除去後にもとの状態を復元する力は液晶自身の
持つ配列性能しかなく、応答速度が遅い。この改良とも
言える三次元ネットワーク的な多孔質の高分子樹脂に液
晶を閉じ込めてカプセル化するものが、特表昭６１−５
０２１２８号公報、特開昭６２−２２３１号公報等に示
されているが、樹脂成分のために液晶が制御する光透過
量の変化が少なくコントラストが低く、さらにはカラー
フィルタの色が透過光と樹脂により常時淡く観察され、
カラー表示時に、非点灯部分が無彩色で点灯部分の彩度
が高くなるような、鮮やかな色表示は行えなかった。
ウイリアムスドメイン組織による光散乱を利用するもの
があり反射型の表示も可能であるが、液晶の自然的カイ
ラル能力に依存した電気光学的効果を利用するため、例
えば電界除去後にもとの状態を復元する力は液晶自身の
持つ配列性能しかなく、応答速度が遅い。この改良とも
言える三次元ネットワーク的な多孔質の高分子樹脂に液
晶を閉じ込めてカプセル化するものが、特表昭６１−５
０２１２８号公報、特開昭６２−２２３１号公報等に示
されているが、樹脂成分のために液晶が制御する光透過
量の変化が少なくコントラストが低く、さらにはカラー
フィルタの色が透過光と樹脂により常時淡く観察され、
カラー表示時に、非点灯部分が無彩色で点灯部分の彩度
が高くなるような、鮮やかな色表示は行えなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この様にいずれの液晶
においても光の利用効率が極めて低かったり、着想は素
晴らしくとも材料的に若しくはその他の解決すべき課題
が多いために、実用と成り得る光利用効率の高い液晶表
示装置が存在していないのが現実である。
においても光の利用効率が極めて低かったり、着想は素
晴らしくとも材料的に若しくはその他の解決すべき課題
が多いために、実用と成り得る光利用効率の高い液晶表
示装置が存在していないのが現実である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明はこの様な点に鑑
みて、特定の波長を極めて効率よく利用するため偏光方
式の変更を表示に利用することに着目して成されたもの
で、特定波長の光の所定方向の円偏光を透過させ、所定
方向の反対の円偏光を反射する、表示制御のための電界
印加手段を持たないコレステリック液晶層と、コレステ
リック液晶層によって透過または反射した光を電界によ
り透過選択性を持たせた電界印加手段を持つ液晶層と積
層したものである。
みて、特定の波長を極めて効率よく利用するため偏光方
式の変更を表示に利用することに着目して成されたもの
で、特定波長の光の所定方向の円偏光を透過させ、所定
方向の反対の円偏光を反射する、表示制御のための電界
印加手段を持たないコレステリック液晶層と、コレステ
リック液晶層によって透過または反射した光を電界によ
り透過選択性を持たせた電界印加手段を持つ液晶層と積
層したものである。
【０００７】また本発明は、複数の波長に対して各々円
偏光をさせる色選択層と、該色選択層に積層され電界の
有無により円偏光を直線偏光に変更するようなレターデ
ィションを有した液晶層と、該液晶層の出力光の偏光に
応じて光を選択的に透過させる選択層とを設けたもの
で、より好ましくは、特定波長の光を直接または反射ま
たは複屈折層を通過させることにより所定方向に円偏光
させて透過させる液晶層とその液晶層に一体化されもし
くは積層され非特定波長に対して遮光するフィルター層
とからなる色選択層と、特定波長の所定の偏光光を透過
する選択層と、前記色選択層と前記選択層の間に配置さ
れた電界の有無により所定方向の円偏光を所定の偏光に
変化させる液晶層とを具備し、若しくは、特定波長の光
を所定方向に円偏光させて反射させ透過した特定波長の
光を反射若しくは複屈折層を透過させることで所定方向
の円偏光として再度透過させる色選択層と、該色選択層
の反射光を電界の有無で所定の偏光に変化させる液晶層
と、液晶層から出る光を偏光モードによって検光する選
択層とを具備したものである。
偏光をさせる色選択層と、該色選択層に積層され電界の
有無により円偏光を直線偏光に変更するようなレターデ
ィションを有した液晶層と、該液晶層の出力光の偏光に
応じて光を選択的に透過させる選択層とを設けたもの
で、より好ましくは、特定波長の光を直接または反射ま
たは複屈折層を通過させることにより所定方向に円偏光
させて透過させる液晶層とその液晶層に一体化されもし
くは積層され非特定波長に対して遮光するフィルター層
とからなる色選択層と、特定波長の所定の偏光光を透過
する選択層と、前記色選択層と前記選択層の間に配置さ
れた電界の有無により所定方向の円偏光を所定の偏光に
変化させる液晶層とを具備し、若しくは、特定波長の光
を所定方向に円偏光させて反射させ透過した特定波長の
光を反射若しくは複屈折層を透過させることで所定方向
の円偏光として再度透過させる色選択層と、該色選択層
の反射光を電界の有無で所定の偏光に変化させる液晶層
と、液晶層から出る光を偏光モードによって検光する選
択層とを具備したものである。
【０００８】
【作用】これにより、例えば赤、青、緑の各々の光は、
色選択層で殆ど吸収のない状態で円偏光にされ、液晶層
を通過する際に電界の有無により円偏光のままであった
り直線偏光に変換されたりされ、選択層で一方の偏光状
態の光が殆ど吸収のない状態で取り出され、他方の偏光
状態の光は効率よく遮断される。
色選択層で殆ど吸収のない状態で円偏光にされ、液晶層
を通過する際に電界の有無により円偏光のままであった
り直線偏光に変換されたりされ、選択層で一方の偏光状
態の光が殆ど吸収のない状態で取り出され、他方の偏光
状態の光は効率よく遮断される。
【０００９】
【実施例】まず本発明の原理について図１を利用して説
明する。図１において１０は複数の波長に対して各々円
偏光をさせる色選択層で、例えば各々異なる特定波長、
具体的には光の三原色である赤、青、緑に対する色選択
領域２が整列され、その色選択領域２は赤、青、緑の各
々の特定波長の光を円偏光させるコレステリック液晶層
２２とその特定波長以外の光を遮断する赤、青、緑のコ
レステリック液晶層２２の選択色以外の２色からなるフ
ィルター層２３の積層体からなる。
明する。図１において１０は複数の波長に対して各々円
偏光をさせる色選択層で、例えば各々異なる特定波長、
具体的には光の三原色である赤、青、緑に対する色選択
領域２が整列され、その色選択領域２は赤、青、緑の各
々の特定波長の光を円偏光させるコレステリック液晶層
２２とその特定波長以外の光を遮断する赤、青、緑のコ
レステリック液晶層２２の選択色以外の２色からなるフ
ィルター層２３の積層体からなる。
【００１０】３は色選択層１０に積層された液晶層で、
その液晶層３は電界のない時円偏光を直線偏光に変更す
るようなレターディションを有し、電界を与えると円偏
光のまま光を透過させるもので、例えばいわゆるツイス
トネマティック（ＴＮ）液晶層、液晶分子の螺旋上捩れ
角が大きいスーパーツイストネマティック（ＳＴＮ）液
晶層、あるいはこれらの液晶層といわゆるＴＦＴ、ＭＩ
Ｍ等のアクティブマトリクス素子またはアクティブマト
リクス基板を組合せたもの等が利用でき、液晶３１を挟
んで透明電極からなる電界印加手段３２が配置されてい
る。
その液晶層３は電界のない時円偏光を直線偏光に変更す
るようなレターディションを有し、電界を与えると円偏
光のまま光を透過させるもので、例えばいわゆるツイス
トネマティック（ＴＮ）液晶層、液晶分子の螺旋上捩れ
角が大きいスーパーツイストネマティック（ＳＴＮ）液
晶層、あるいはこれらの液晶層といわゆるＴＦＴ、ＭＩ
Ｍ等のアクティブマトリクス素子またはアクティブマト
リクス基板を組合せたもの等が利用でき、液晶３１を挟
んで透明電極からなる電界印加手段３２が配置されてい
る。
【００１１】４は液晶層３の出力光の偏光に応じて光を
選択的に透過させる選択層で、例えば直線偏光板、円偏
光板等が利用できるが、最も好ましくは、後述するよう
に、逆回転円偏光の光を反射するので一層明暗が鮮明に
なるから、色選択層１０のコレステリック液晶層２２で
構成するのがよい。
選択的に透過させる選択層で、例えば直線偏光板、円偏
光板等が利用できるが、最も好ましくは、後述するよう
に、逆回転円偏光の光を反射するので一層明暗が鮮明に
なるから、色選択層１０のコレステリック液晶層２２で
構成するのがよい。
【００１２】なお原理説明の都合上、色選択層１０に
は、コレステリック液晶層２２の液晶層３の反対側に反
射板５が離隔して設けられているものとし、光源はこの
反射板５と色選択層１０の間に配置され、この光源６は
透明電極を有した透明樹脂シートに挾持された薄膜状Ｅ
Ｌなどからなる透明薄膜状白色面光源を例示している。
は、コレステリック液晶層２２の液晶層３の反対側に反
射板５が離隔して設けられているものとし、光源はこの
反射板５と色選択層１０の間に配置され、この光源６は
透明電極を有した透明樹脂シートに挾持された薄膜状Ｅ
Ｌなどからなる透明薄膜状白色面光源を例示している。
【００１３】この様な構成において、例えば赤色の光を
例に取り、コレステリック液晶層２２と選択層４は赤色
（例：波長６１０ｎｍ）右円偏光の光を透過させるもの
とする。光源６からの光は直接または反射して色選択層
１０に入射するが、従来よりよく知られているように、
短ピッチコレステリック液晶はその螺旋ピッチで選択さ
れた波長の光に対して所定方向の光を反射し、所定方向
の光を透過させ、他の波長域の光には影響を与えないの
で、色選択層１０のコレステリック液晶層２２により、
赤色の光のうち右円偏光した光は透過し左円偏光の光を
反射し、他の色波長の光は色選択層のフィルター層２３
で遮光される。コレステリック液晶層２２で反射された
赤色の左円偏光の光は反射板５で反射され、反射に当っ
て位相反転するので右円偏光となって色選択層１０を透
過する。このようにして大部分の赤色の光は色選択層１
０を透過し、液晶層３に至るが、この液晶層はレターデ
ィション調整されているので、無電界時に位相がπだけ
進み、左偏光となる。そして電界印加時にはレターディ
ションが崩されるので右偏光のままで液晶層３を透過す
る。そしてこれらの光は選択層４において無電界のとき
は選択された波長行きの逆方向の光であるから反射され
表示の色は無彩色（黒）となり、電界時には透過され表
示の色は赤色になる。
例に取り、コレステリック液晶層２２と選択層４は赤色
（例：波長６１０ｎｍ）右円偏光の光を透過させるもの
とする。光源６からの光は直接または反射して色選択層
１０に入射するが、従来よりよく知られているように、
短ピッチコレステリック液晶はその螺旋ピッチで選択さ
れた波長の光に対して所定方向の光を反射し、所定方向
の光を透過させ、他の波長域の光には影響を与えないの
で、色選択層１０のコレステリック液晶層２２により、
赤色の光のうち右円偏光した光は透過し左円偏光の光を
反射し、他の色波長の光は色選択層のフィルター層２３
で遮光される。コレステリック液晶層２２で反射された
赤色の左円偏光の光は反射板５で反射され、反射に当っ
て位相反転するので右円偏光となって色選択層１０を透
過する。このようにして大部分の赤色の光は色選択層１
０を透過し、液晶層３に至るが、この液晶層はレターデ
ィション調整されているので、無電界時に位相がπだけ
進み、左偏光となる。そして電界印加時にはレターディ
ションが崩されるので右偏光のままで液晶層３を透過す
る。そしてこれらの光は選択層４において無電界のとき
は選択された波長行きの逆方向の光であるから反射され
表示の色は無彩色（黒）となり、電界時には透過され表
示の色は赤色になる。
【００１４】この様に、特定波長の光の所定方向の円偏
光を透過させ、所定方向の反対の円偏光を反射する、表
示制御のための電界印加手段は持たないコレステリック
液晶層と、該コレステリック液晶層によって透過または
反射した光を電界により透過選択性を持たせるように積
層された電界印加手段を持つ液晶層とによって、光の利
用効率の高い表示が行える。
光を透過させ、所定方向の反対の円偏光を反射する、表
示制御のための電界印加手段は持たないコレステリック
液晶層と、該コレステリック液晶層によって透過または
反射した光を電界により透過選択性を持たせるように積
層された電界印加手段を持つ液晶層とによって、光の利
用効率の高い表示が行える。
【００１５】上述の例において、色選択層１０は、コレ
ステリック液晶層２２と２色から成るフィルター層２３
の積層体と説明したが、上述のフィルター層２３は染料
または顔料による色フィルターを考慮したもので、広い
波長域にわたって遮光することができまた光硬化型母材
等に複数の色顔料を混合しパターン精度よく形成できる
という有利なものであるが、これに限るものではない。
例えば、フィルター層２３はコレステリック液晶層２３
と異なる波長域に波長選択性を持つ若しくは逆回転方向
の波長選択性を持つ別のコレステリック液晶で構成して
もよく、またこれらを積層する事なく一体化してもよ
い。従って、色選択層１０は、特定波長の光を直接また
は反射または複屈折層を通過させることにより所定方向
に円偏光させて透過させるコレステリック液晶層とその
液晶層に一体化されもしくは積層され非特定波長に対し
て遮光するフィルター層とで構成するれば良いことにな
る。さらにこの様な表示装置は、図２に示す様に色選択
領域２０の間もしくは画素間に遮光膜２４を有していて
もよい。
ステリック液晶層２２と２色から成るフィルター層２３
の積層体と説明したが、上述のフィルター層２３は染料
または顔料による色フィルターを考慮したもので、広い
波長域にわたって遮光することができまた光硬化型母材
等に複数の色顔料を混合しパターン精度よく形成できる
という有利なものであるが、これに限るものではない。
例えば、フィルター層２３はコレステリック液晶層２３
と異なる波長域に波長選択性を持つ若しくは逆回転方向
の波長選択性を持つ別のコレステリック液晶で構成して
もよく、またこれらを積層する事なく一体化してもよ
い。従って、色選択層１０は、特定波長の光を直接また
は反射または複屈折層を通過させることにより所定方向
に円偏光させて透過させるコレステリック液晶層とその
液晶層に一体化されもしくは積層され非特定波長に対し
て遮光するフィルター層とで構成するれば良いことにな
る。さらにこの様な表示装置は、図２に示す様に色選択
領域２０の間もしくは画素間に遮光膜２４を有していて
もよい。
【００１６】また液晶層３は、特定波長の所定の偏光光
を透過する選択層と色選択層との間に配置されたもの
で、電界により所定方向の円偏光を所定の偏光に変化さ
せる役目をすればよく、１セルで１色を担当しこれを組
合せて表示を行うプロジェクションに於ては色毎、セル
毎にレターディション調整すればよく、例えば赤色に対
する色選択層１０と液晶層３の関係は図３に示すものが
利用でき、液晶層３の特性は波長分散性を持つものが利
用でき好ましい。しかし１セルで３原色を表示する場
合、例えば図２の様にストライプ状の色選択領域２０を
持たせる場合には、そのストライプに対応する延伸樹脂
シート等からなる位相補償板３３を液晶層３に積層し併
用するとレターディション調整が容易となる。
を透過する選択層と色選択層との間に配置されたもの
で、電界により所定方向の円偏光を所定の偏光に変化さ
せる役目をすればよく、１セルで１色を担当しこれを組
合せて表示を行うプロジェクションに於ては色毎、セル
毎にレターディション調整すればよく、例えば赤色に対
する色選択層１０と液晶層３の関係は図３に示すものが
利用でき、液晶層３の特性は波長分散性を持つものが利
用でき好ましい。しかし１セルで３原色を表示する場
合、例えば図２の様にストライプ状の色選択領域２０を
持たせる場合には、そのストライプに対応する延伸樹脂
シート等からなる位相補償板３３を液晶層３に積層し併
用するとレターディション調整が容易となる。
【００１７】また光源６０は上述したＥＬに限られるも
のではなく、側面に冷陰極管を配置した透明アクリル樹
脂からなる導光板を利用し、その裏面にアルミニウム等
の反射シート５０を貼付したもの等が利用できる。さら
にプロジェクション方式においては反射板５を曲面にす
ることでハロゲンランプ等の略点状光源を利用すること
も可能である。
のではなく、側面に冷陰極管を配置した透明アクリル樹
脂からなる導光板を利用し、その裏面にアルミニウム等
の反射シート５０を貼付したもの等が利用できる。さら
にプロジェクション方式においては反射板５を曲面にす
ることでハロゲンランプ等の略点状光源を利用すること
も可能である。
【００１８】さて、上述した色選択層１０のコレステリ
ック液晶層２２は、例えば特開昭５７−１６５４８０号
公報や特開昭６１−１３７１３３号公報に示される様な
コレステリック層を持つ高分子液晶材料が利用でき、例
えば、シロキサンリングに他のリングとの結合を行う例
えばアクリル基とコレステリック液晶が交互に周囲に結
合されたものを利用する場合には、このコレステリック
液晶を表示中に電界を印加しないといってもコレステリ
ックの螺旋方向が光軸に沿っていなければならないの
で、色選択層１０の支持基板１１との密着性を向上させ
る目的でアクリル基に−ＯＨ基を付加させたり、コレス
テリックの初期は意向を電界や磁界で行うに当ってはシ
ロキサンリングに結合されたコレステリックの誘電異方
性を特定させ、例えば誘電異方性を負にして厚み方向に
電界を印加した中で高分子液晶を封入するなどの配慮を
するのが好ましい。
ック液晶層２２は、例えば特開昭５７−１６５４８０号
公報や特開昭６１−１３７１３３号公報に示される様な
コレステリック層を持つ高分子液晶材料が利用でき、例
えば、シロキサンリングに他のリングとの結合を行う例
えばアクリル基とコレステリック液晶が交互に周囲に結
合されたものを利用する場合には、このコレステリック
液晶を表示中に電界を印加しないといってもコレステリ
ックの螺旋方向が光軸に沿っていなければならないの
で、色選択層１０の支持基板１１との密着性を向上させ
る目的でアクリル基に−ＯＨ基を付加させたり、コレス
テリックの初期は意向を電界や磁界で行うに当ってはシ
ロキサンリングに結合されたコレステリックの誘電異方
性を特定させ、例えば誘電異方性を負にして厚み方向に
電界を印加した中で高分子液晶を封入するなどの配慮を
するのが好ましい。
【００１９】また、色選択層１０や選択層４に用いられ
るコレステリック液晶層は、コレステリックのピッチに
より波長選択性を持つ。このようなコレステリック液晶
層においては、異常屈折率ｎe（Ｔ）が液晶オーダーパ
ラメータＳ（Ｔ）の温度依存性に比例するので、異常屈
折率ｎo（Ｔ）、ｎe（Ｔ）、温度依存螺旋ピッチＰ
（Ｔ）を適切に設計することで温度依存性を小さくで
き、あるいは加成性が成り立つので所定の色が選択でき
るようにピッチの異なるコレステリック液晶をブレンド
すればよい。さらにはこのようにして赤、青、緑の波長
に対して色選択を行うように調整したコレステリック液
晶をそれぞれの色選択性が損なわれないように混合し、
３つの波長選択性を持つ単一のコレステリック液晶層
と、透過光を選択するフィルター層との組み合わせにし
てもよい。
るコレステリック液晶層は、コレステリックのピッチに
より波長選択性を持つ。このようなコレステリック液晶
層においては、異常屈折率ｎe（Ｔ）が液晶オーダーパ
ラメータＳ（Ｔ）の温度依存性に比例するので、異常屈
折率ｎo（Ｔ）、ｎe（Ｔ）、温度依存螺旋ピッチＰ
（Ｔ）を適切に設計することで温度依存性を小さくで
き、あるいは加成性が成り立つので所定の色が選択でき
るようにピッチの異なるコレステリック液晶をブレンド
すればよい。さらにはこのようにして赤、青、緑の波長
に対して色選択を行うように調整したコレステリック液
晶をそれぞれの色選択性が損なわれないように混合し、
３つの波長選択性を持つ単一のコレステリック液晶層
と、透過光を選択するフィルター層との組み合わせにし
てもよい。
【００２０】さらにコレステリック液晶層２２は、コレ
ステリックのピッチに温度依存性があるので、ブラッグ
反射の原理により、色選択層の波長選択性も温度依存性
を持ち、上記のように液晶設計で温度依存性を小さくで
きるが、色調整その他で温度依存性が十分小さくできな
いときがある。例えば赤色に対してはコレステリック液
晶層の波長選択性が６２０ｎｍ±１０ｎｍに対してフィ
ルター層のカット波長が５９０ｎｍ以下であれば室温で
６１０ｎｍ〜６３０ｎｍの光を透過させ、温度変化して
も選択される波長の幅は略２０ｎｍの幅の光であること
に替わりがないが５９０ｎｍ以上の波長域の中から選択
的に透過されることになるので、例えば温度変化に対し
て例えば±３０ｎｍシフトしたとすれば、ある温度では
５９０ｎｍを含む色表示となり、ある温度では６５０ｎ
ｍを含む色表示となり、肉眼でも明らかに表示色の変化
が認識される。
ステリックのピッチに温度依存性があるので、ブラッグ
反射の原理により、色選択層の波長選択性も温度依存性
を持ち、上記のように液晶設計で温度依存性を小さくで
きるが、色調整その他で温度依存性が十分小さくできな
いときがある。例えば赤色に対してはコレステリック液
晶層の波長選択性が６２０ｎｍ±１０ｎｍに対してフィ
ルター層のカット波長が５９０ｎｍ以下であれば室温で
６１０ｎｍ〜６３０ｎｍの光を透過させ、温度変化して
も選択される波長の幅は略２０ｎｍの幅の光であること
に替わりがないが５９０ｎｍ以上の波長域の中から選択
的に透過されることになるので、例えば温度変化に対し
て例えば±３０ｎｍシフトしたとすれば、ある温度では
５９０ｎｍを含む色表示となり、ある温度では６５０ｎ
ｍを含む色表示となり、肉眼でも明らかに表示色の変化
が認識される。
【００２１】このためにはコレステリック液晶層の波長
選択性を広くしてフィルターの波長選択性を狭くすれば
よい。上述の例で言えば、人の色弁別閾は赤、緑、青で
弁別が悪く、他の波長の弁別閾１ｎｍに対して３〜１０
ｎｍであるから、フィルターのカット波長を６１０ｎｍ
以下と６３０ｎｍ以上とし、コレステリック液晶層の波
長選択性を６２０±３０ｎｍとしておけば、温度変化に
対して略６０ｎｍの幅を保ったまま波長選択性が変動す
るものの、その中の６２０±１０ｎｍの光が色選択層を
通過することとなり、表示色の変動はほとんど観察され
ない。
選択性を広くしてフィルターの波長選択性を狭くすれば
よい。上述の例で言えば、人の色弁別閾は赤、緑、青で
弁別が悪く、他の波長の弁別閾１ｎｍに対して３〜１０
ｎｍであるから、フィルターのカット波長を６１０ｎｍ
以下と６３０ｎｍ以上とし、コレステリック液晶層の波
長選択性を６２０±３０ｎｍとしておけば、温度変化に
対して略６０ｎｍの幅を保ったまま波長選択性が変動す
るものの、その中の６２０±１０ｎｍの光が色選択層を
通過することとなり、表示色の変動はほとんど観察され
ない。
【００２２】さて、上述の表示装置はいずれも透過型を
例に説明したが、反射型にも構成できる。図４を参照し
て説明すると、上述したと同様のコレステリック液晶層
２２の裏面には位相をπだけ進めるレターディションを
持つ位相差フィルムまたは液晶層からなる位相板２５
と、裏面に光吸収性の黒色遮光膜２７をもったコレステ
リック液晶２２と同じコレステリック液晶からなる反射
層２６とが配置されている。これらは、特定波長の光を
所定方向に円偏光させて反射させ透過した特定波長の光
を反射若しくは複屈折層を透過させることで所定方向の
円偏光として再度透過させる色選択層１２を構成するも
ので、コレステリック液晶層２２の裏面に波長選択性の
ある効率の良い反射面を配置したのと同様の効果をもた
らす。
例に説明したが、反射型にも構成できる。図４を参照し
て説明すると、上述したと同様のコレステリック液晶層
２２の裏面には位相をπだけ進めるレターディションを
持つ位相差フィルムまたは液晶層からなる位相板２５
と、裏面に光吸収性の黒色遮光膜２７をもったコレステ
リック液晶２２と同じコレステリック液晶からなる反射
層２６とが配置されている。これらは、特定波長の光を
所定方向に円偏光させて反射させ透過した特定波長の光
を反射若しくは複屈折層を透過させることで所定方向の
円偏光として再度透過させる色選択層１２を構成するも
ので、コレステリック液晶層２２の裏面に波長選択性の
ある効率の良い反射面を配置したのと同様の効果をもた
らす。
【００２３】コレステリック液晶層２２の表示面側には
位相をπ／２だけ進めるようにレターディション調整さ
れた液晶層３０と、検光の役目をする選択層としての偏
光板４０が配置してある。液晶層３０は色選択層１２の
反射光を電界の有無で所定の偏光に変化させるもので、
偏光板４０は、液晶層３０から出る光を偏光モードによ
って検光するものであり、これらの構成は特定波長の光
の所定方向の円偏光を透過させ、所定方向の反対の円偏
光を反射する、表示制御のための電界印加手段は持たな
いコレステリック液晶層と、該コレステリック液晶層に
よって透過または反射した光を電界により透過選択性を
持たせるように積層された電界印加手段を持つ液晶層と
の組合せに他ならない。
位相をπ／２だけ進めるようにレターディション調整さ
れた液晶層３０と、検光の役目をする選択層としての偏
光板４０が配置してある。液晶層３０は色選択層１２の
反射光を電界の有無で所定の偏光に変化させるもので、
偏光板４０は、液晶層３０から出る光を偏光モードによ
って検光するものであり、これらの構成は特定波長の光
の所定方向の円偏光を透過させ、所定方向の反対の円偏
光を反射する、表示制御のための電界印加手段は持たな
いコレステリック液晶層と、該コレステリック液晶層に
よって透過または反射した光を電界により透過選択性を
持たせるように積層された電界印加手段を持つ液晶層と
の組合せに他ならない。
【００２４】この様な構成において、偏光板４０の外側
にある白色工は振動方向のみが規制されて液晶層３０を
透過し、コレステリック液晶層２２で例えば赤の円偏光
された光のみが極めて効率よく反射される。ここに効率
よくとは、赤の左円偏光した光が反射されるとき赤の右
円偏光の光はコレステリック液晶層２２を透過し複数回
の円偏光回転方向反転をしながら反射されることによっ
て反射光束に加わり、他の波長の光は遮光膜２７に吸収
されるからである。このように円偏光下光は液晶層３０
中にあって、無電界のときは直線偏光に変換されるから
偏光板４０により遮光され、電界があれば円偏光のまま
なので偏光板４０を透過し赤色の表示を行う。
にある白色工は振動方向のみが規制されて液晶層３０を
透過し、コレステリック液晶層２２で例えば赤の円偏光
された光のみが極めて効率よく反射される。ここに効率
よくとは、赤の左円偏光した光が反射されるとき赤の右
円偏光の光はコレステリック液晶層２２を透過し複数回
の円偏光回転方向反転をしながら反射されることによっ
て反射光束に加わり、他の波長の光は遮光膜２７に吸収
されるからである。このように円偏光下光は液晶層３０
中にあって、無電界のときは直線偏光に変換されるから
偏光板４０により遮光され、電界があれば円偏光のまま
なので偏光板４０を透過し赤色の表示を行う。
【００２５】
【発明の効果】以上の如く、本発明にあっては特定の波
長域の光に着目してその波長域の光を有効に利用し、し
かも波長選択性を利用する液晶には電界を印加しないの
で電気的応答性等は積層した液晶層により高水準技術が
そのまま利用でき、明るく色コントラストのよい高時分
割駆動の表示が行える。
長域の光に着目してその波長域の光を有効に利用し、し
かも波長選択性を利用する液晶には電界を印加しないの
で電気的応答性等は積層した液晶層により高水準技術が
そのまま利用でき、明るく色コントラストのよい高時分
割駆動の表示が行える。
【図１】本発明の原理を説明する表示装置の断面図であ
る。
る。
【図２】本発明の実施例に係る液晶表示装置の要部断面
図である。
図である。
【図３】本発明に用いる液晶層の特性図である。
【図４】本発明の第２の実施例に係る液晶表示装置の要
部断面図である。
部断面図である。
１０ 色選択層 ２、２０ 色選択領域 ２２ コレステリック液晶層 ２３ フィルター層 ３、３０ 液晶層 ４ 選択層 ５ 反射板 ６ 光源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 稲村 弘 鳥取県鳥取市南吉方３丁目201番地 鳥取 三洋電機株式会社内 (72)発明者 須崎 剛 鳥取県鳥取市南吉方３丁目201番地 鳥取 三洋電機株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 特定の波長に対して円偏光をさせる色選
択層と、該色選択層に積層され電界の有無により円偏光
を他のモードの偏光に変更するようなレターディション
を有した液晶層と、該液晶層の出力光の偏光に応じて光
を選択的に透過させる選択層とを具備したことを特徴と
する液晶表示装置。 - 【請求項２】 特定波長の光を直接または反射または複
屈折層を通過させることにより所定方向に円偏光させて
透過させる液晶層とその液晶層に一体化されもしくは積
層され非特定波長に対して遮光するフィルター層とから
なる色選択層と、特定波長の所定の偏光光を透過する選
択層と、前記色選択層と前記選択層の間に配置された電
界の有無により所定方向の円偏光を所定の偏光に変化さ
せる液晶層とを具備したことを特徴とする液晶表示装
置。 - 【請求項３】 特定波長の光を所定方向に円偏光させて
反射させ透過した特定波長の光を反射若しくは複屈折層
を透過させることで所定方向の円偏光として再度透過さ
せる色選択層と、該色選択層の反射光を電界の有無で所
定の偏光に変化させる液晶層と、液晶層から出る光を偏
光モードによって検光する選択層とを具備したことを特
徴とする液晶表示装置。 - 【請求項４】 特定波長の光の所定方向の円偏光を透過
させ、所定方向の反対の円偏光を反射する、表示制御の
ための電界印加手段は持たないコレステリック液晶層
と、該コレステリック液晶層によって透過または反射し
た光を電界により透過選択性を持たせるように積層され
た電界印加手段を持つ液晶層とを具備したことを特徴と
する液晶表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4277214A JPH06130424A (ja) | 1992-10-15 | 1992-10-15 | 液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4277214A JPH06130424A (ja) | 1992-10-15 | 1992-10-15 | 液晶表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06130424A true JPH06130424A (ja) | 1994-05-13 |
Family
ID=17580406
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4277214A Pending JPH06130424A (ja) | 1992-10-15 | 1992-10-15 | 液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06130424A (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0720041A2 (en) * | 1994-12-29 | 1996-07-03 | Sharp Kabushiki Kaisha | Illumination system and display device |
| JPH08234143A (ja) * | 1994-12-29 | 1996-09-13 | Sharp Corp | 照明システムおよび表示装置 |
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-
1992
- 1992-10-15 JP JP4277214A patent/JPH06130424A/ja active Pending
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