JPH06265866A

JPH06265866A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH06265866A
Application number: JP5055333A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Yanagi; 雅宏柳
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 1993-03-16
Filing date: 1993-03-16
Publication date: 1994-09-22
Anticipated expiration: 2013-05-20
Also published as: JP2755543B2

Abstract

(57)【要約】【目的】小画面で高密度のカラー表示を可能にする液
晶表示装置を提供する。【構成】電極膜が設けられた２枚の透明基板により液
晶層が挾持された液晶表示パネル１と、前記電極膜によ
り形成された各画素５ごとに前記液晶表示パネル１に規
則的に設けられた２種以上の同じ大きさのカラーフィル
タ要素６ａ、６ｂ、６ｃと、該液晶表示パネル１の表示
面上を該表示パネルと平行に移動できるように設けられ
た導光板２とからなり、該導光板２には表示面側に向か
って大きくなるテーパ形状の導光部７が各画素５に対応
して設けられ、該導光部７の前記表示パネル側端部であ
る導光端部７ａは前記各カラーフィルタ要素６ａ、６
ｂ、６ｃに対応した大きさに形成されてなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶表示装置に関する。
さらに詳しくは、各画素が赤（以下、Ｒという）、緑
（以下、Ｇという）、青（以下、Ｂという）のいずれか
の単色光またはその合成光の表示を行うことができる液
晶表示装置（以下、ＬＣＤという）に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、液晶表示パネルを用いてカラ
ー表示を行うばあい、図６に示されるように、液晶表示
パネル31の画素32の表裏いずれかの面にカラーフィルタ
またはカラー偏光板など（図示せず）を設けてＲ、Ｇ、
Ｂいずれかの色を透過できるようにし、３個の画素を１
組の構成単位として多色表示を行っている。たとえば、
Ｒ、Ｇ、Ｂの順に縦に並ぶ画素32ａ、32ｂ、32ｃを１組
の構成単位とし、液晶表示パネル31の後方のバックライ
ト36から発せられた光のうち、所望の色の画素のみ光を
透過させ、該透過光を導光板33の開口部34によって前方
に向かって平行に導き、スクリーン35に投影し、カラー
表示を行う。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のＬＣＤ
では各画素への配線の引回しや表示パネルを多数個並べ
て大画面を構成する際に、継目での画素間隔が大きくな
っても開口率を大きくすることなどによるピッチの制約
により１個の画素の直径は２ｍｍより小さくすることが
できないため、液晶表示装置は大型になり、Ｒ、Ｇ、Ｂ
の視角混合によって色を認識するためには５ｍ以上の距
離が必要になる。このような大型画面の液晶表示装置
は、屋外での街頭表示用のディスプレイなどに適用する
ばあい、５ｍ以上の距離をとって見るのは容易である
が、屋内表示などで用いられる比較的小画面のディスプ
レイに適用したいばあい、距離をおいて見ることができ
ないため画素同士の間隔が目立って視角混合の効果が充
分えられない。その結果、高密度のカラー表示が困難に
なる。

【０００４】本発明はかかる問題を解消するためになさ
れたものであり、小画面で高密度のカラー表示を可能に
するＬＣＤを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のＬＣＤは、電極
膜が設けられた２枚の透明基板により液晶層が挾持され
た液晶表示パネルと、該液晶表示パネルの各画素ごとに
規則的に設けられた２種以上の同じ大きさのカラーフィ
ルタ要素と、該液晶表示パネルの表示面上を該表示パネ
ルと平行に移動できるように設けられた導光板とからな
り、該導光板には表示面側に向かって大きくなるテーパ
形状の導光部が各画素に対応して設けられ、該導光部の
前記表示パネル側端部である導光端部は前記各カラーフ
ィルタ要素に対応した大きさに形成されてなることを特
徴としている。

【０００６】また、前記カラーフィルタ要素が３個の円
形のカラーフィルタ要素からなり、該３個のカラーフィ
ルタ要素が正三角形状に配置され、かつ、各カラーフィ
ルタ要素間のピッチｐが前記カラーフィルタ要素の直径
をＤとしたとき、

【０００７】

【数２】

【０００８】の範囲であるのが好ましい。

【０００９】

【作用】本発明によれば、各画素に複数色のカラーフィ
ルタ要素を設け、各カラーフィルタの透過光を表示面上
に拡大する導光板を設けているため、各カラーフィルタ
の色の表示画面が容易にえられる。しかも導光板が液晶
表示パネル上で移動できるようにされているため、各画
素のカラーフィルタ要素の色を任意に変更することがで
き、２種以上のカラーフィルタ要素に導光板の導光部を
合わせることにより、２色以上の混合色をもうることも
でき、任意のカラー表示画面が簡単にえられる。

【００１０】

【実施例】つぎに、図面を参照しながら本発明のＬＣＤ
を説明する。図１は本発明のＬＣＤの一実施例を示す斜
視説明図であり、図２は図１のＬＣＤの導光板の拡大断
面説明図、図３〜４は図１のＬＣＤのＲＧＢの各カラー
フィルタ要素と導光板の導光端部との位置関係を示す概
略説明図、図５は図１のカラーフィルタ要素の位置関係
を示す説明図である。

【００１１】図１に示されるように、本発明のＬＣＤ
は、電極膜などが設けられた２枚の透明基板で液晶材料
を挾持した液晶表示パネル１の前面に導光板２および反
射防止膜などからなるスクリーン３が順に設けられ、背
面にバックライト４が設けられて構成され、マトリック
ス状に設けられた各画素５にはＲ、Ｇ、Ｂ三色のカラー
フィルタ要素６ａ、６ｂ、６ｃが正三角形をなすように
設けられている。導光板２は、図２に示されるように、
表示パネル１側はカラーフィルタ要素の大きさでスクリ
ーン３側は画素５の大きさになる導光部７が各画素に対
応して設けられ、横方向にスライドすることにより、各
画素の色を選択できるようになっている。

【００１２】各画素でのカラーフィルタ要素６ａ、６
ｂ、６ｃの関係を図３を参照しながら説明する。各画素
５はＲ、Ｇ、Ｂの三色のカラーフィルタ要素６ａ、６
ｂ、６ｃを１構成単位として形成され、カラーフィルタ
要素６ａ、６ｂ、６ｃの配置が正三角形をなすように一
定の位置関係で配置されている。

【００１３】この表示パネル上に導光端部７ａが、たと
えば図３の二重丸で示す位置になるように導光板２を横
に移動することにより、各画素はすべてカラーフィルタ
要素６ｃのＢ色を示す。さらに導光板２を導光端部７ａ
の位置が各画素５のＲ、Ｇ、Ｂいずれかの色のカラーフ
ィルタ要素６の位置と合わさるように調整することによ
り、所望の色の透過光のみを選択し、導光部７内で１画
素の大きさにまで拡大したのちスクリーン３に投影する
ことができる。その結果、表示画面の各画素５で同一の
色の表示をすることができる。したがって、３個の画素
のうちの所望の色の画素のみを用いて表示する従来の方
法に比べて表示画素の間隔が小さく、非常に高密度の表
示が可能になるとともに、導光端部７ａの位置をカラー
フィルタ要素６ａ、６ｂ、６ｃの中間におくことによ
り、任意の混色がえられる。たとえば図４に二重丸で示
す３色のカラーフィルタ要素の中心部に導光端部７ａを
位置合わせすることにより３色混合の白色がえられる。

【００１４】Ｒ、Ｇ、Ｂの混色表示について図５に基づ
きさらに詳細に説明する。画素上の範囲Ａ（図５の斜線
範囲）内を移動して２つのカラーフィルタ要素の中間位
置に導光部７の液晶表示パネル１側の導光端部７ａを配
置することにより、２つのカラーフィルタ要素を透過し
た光が導光部７内で合成され、中間色の光をスクリーン
３に投影し表示することができる。たとえば赤色表示用
のカラーフィルタ要素６ａと緑色表示用のカラーフィル
タ要素６ｂの中間位置の前方に導光板７の導光端部７ａ
を配置することにより、黄色をスクリーン３に投影する
ことができる。また、白色の表示を行うばあい、前述の
ように３つのカラーフィルタ要素６ａ〜６ｃのすべてに
同等面積が重なるように前記範囲Ａの中心付近に移動す
れば３色の光が混合されて白色の光がえられる。一方、
黒色の表示を行うばあい、液晶表示パネルの電極間の駆
動電圧により、光の透過を禁止することによりえられ
る。さらに、導光板２の導光端部７ａの位置をいずれか
のカラーフィルタ要素と多く重ならせることにより、中
間色のみならず任意の色の表示をできる。

【００１５】各画素でのＲ、Ｇ、Ｂのカラーフィルタ要
素６ａ、６ｂ、６ｃは前述のように、各画素に正三角形
をなすように設けることが、導光板を移動させて色を選
択するのに都合がよい。このばあい２色の混合色を考慮
すると、各カラーフィルタ要素の間隔を一定範囲に設定
することが望ましい。すなわち、導光端部７ａが光の混
合に使用されないカラーフィルタ要素（たとえば、図５
のばあい青色表示用のカラーフィルタ要素６ｃ）の上に
導光端部７ａが重ならないようにする必要がある。した
がって、導光端部７ａが２つのカラーフィルタ要素６
ａ、６ｂの中間位置にきたばあいでも導光端部７ａが残
りのカラーフィルタ要素６ｃの上に重ならないように各
カラーフィルタ要素の中心間の距離ｐを離す必要があ
る。したがって、各カラーフィルタ要素の直径をＤと
し、導光端部７ａの直径も同じ大きさとしたばあい、図
５において、カラーフィルタ要素６ａと６ｂのカラーフ
ィルタ要素６ｃ側の共通接線とカラーフィルタ要素６ｃ
の外周との最短距離ｘが正でなければならない。この関
係を式で表すと、

【００１６】

【数３】

【００１７】一方、２色を混合するためには、導光端部
７ａの直径が２色のカラーフィルタ要素（たとえばカラ
ーフィルタ要素６ａと６ｂ）と重ならなければならな
い。そのため、ｐ＜２Ｄ（２）でなければならない。各カラーフィルタ要素を透過した
光が導光端部７ａに入射しなければ透過光としてえられ
ないため、ｐ≦1.5 Ｄであることが好ましい。

【００１８】（１）（２）式より

【００１９】

【数４】

【００２０】であることが好ましい。

【００２１】さらに、表示の色を外部から調節するため
に、前記導光板２にサーボモータ、リニアモータまたは
パルスモータなどの駆動手段を設けてｘ、ｙ平面内の２
方向に高精度に移動できるようにすれば、外部からの色
信号に応じて導光板２を液晶表示パネルに対して相対的
に移動させて、各画素５の前方の所望の位置に前記導光
端部７ａを配置することができ、自動的に任意の色を表
示することができる。

【００２２】なお、カラーフィルタ要素６ａ、６ｂ、６
ｃを円形の例で説明したが、必ずしも円形には限定され
ず、その中心部が正三角形状に配置されればよい。ま
た、各画素の形状も円形には限定されず、多角形などで
もよい。これらの円形以外の多角形形状を呈するカラー
フィルタ要素のばあい、各カラーフィルタ要素の外接円
を考え、外接円の直径Ｄと各カラーフィルタ要素の間隔
ｐとの間に前記関係式（３）が成り立てば、前述の実施
例と同様に２種以上の混合色をうることができる。

【００２３】さらに、前記カラーフィルタ要素６ａ、６
ｂ、６ｃはＲ、Ｇ、Ｂの３色に限定されるものではな
く、他の配色で３色を構成してもよい。

【００２４】

【発明の効果】本発明のＬＣＤによれば、１つの画素で
複数色の光をうることができるため画素の高密度化なら
びに液晶表示パネルの小型化を達成することができる。
したがって近年開発、実用化されている小型で画素密度
の高い液晶表示装置、たとえば、液晶表示タイプのパソ
コンなどに適用することができる。また、液晶表示装置
の代わりにＰＤＰ（プラズマディスプレイ）またはＶＦ
Ｄ（蛍光表示管）について本発明を適用しても、充分な
視覚混合の効果がえられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＬＣＤの一実施例を示す斜視説明図で
ある。

【図２】図１のＬＣＤの導光板の拡大断面説明図であ
る。

【図３】図１のＬＣＤのＲ、Ｇ、Ｂの各カラーフィルタ
要素と導光板の導光端部との位置関係を示す概略説明図
である。

【図４】図１のＬＣＤのＲ、Ｇ、Ｂの各カラーフィルタ
要素と導光板の導光端部との位置関係を示す概略説明図
である。

【図５】図１のＬＣＤのカラーフィルタ要素の位置関係
を示す説明図である。

【図６】従来のカラー液晶表示装置の概略斜視図であ
る。

【符号の説明】

１液晶表示パネル２導光板５画素６ａ、６ｂ、６ｃカラーフィルタ要素７導光部７ａ導光端部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電極膜が設けられた２枚の透明基板によ
り液晶層が挾持された液晶表示パネルと、該液晶表示パ
ネルの各画素ごとに規則的に設けられた２種以上の同じ
大きさのカラーフィルタ要素と、該液晶表示パネルの表
示面上を該表示パネルと平行に移動できるように設けら
れた導光板とからなり、該導光板には表示面側に向かっ
て大きくなるテーパ形状の導光部が各画素に対応して設
けられ、該導光部の前記表示パネル側の端部である導光
端部は前記各カラーフィルタ要素に対応した大きさに形
成されてなる液晶表示装置。
【請求項２】前記カラーフィルタ要素が３個の円形の
カラーフィルタ要素からなり、該３個のカラーフィルタ
要素が正三角形状に配置され、かつ、各カラーフィルタ
要素間のピッチｐが前記カラーフィルタ要素の直径をＤ
としたとき、【数１】の範囲にされてなる請求項１記載の液晶表示装置。