JPH06273738A - 反射型液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 太陽光などの外部からの光によって表示を行
う反射型液晶表示装置において、液晶パネル１３の観察
者側に、反射防止膜２１がその表面に形成された吸収フ
ィルター２０を配置する。吸収フィルター２０は複数の
希土類化合物を含み、表示画像の色再現に与える影響を
少なくするように、また、眼に対する眩しさを低減する
ように、複数の波長領域の光を減衰させる。 【効果】 晴天時の屋外などの明るいところでもコント
ラストが高くて見やすく、かつ、画像の色付きが少ない
反射型液晶表示装置を提供することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、防眩性を有するフィル
ターを用いて見やすさを向上させた反射型液晶表示装置
の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】反射型液晶表示装置を、太陽光などが入
射する明るいところで使用すると、コントラストが低下
して画像が見にくくなる。これは太陽光などの外部光が
表示装置で直接反射され、表示画像とともに眼に入るか
らである。

【０００３】表示装置における不要な反射光を低減する
工夫が従来から考案されており、反射光を吸収するフィ
ルターを表示素子の前面に配置する構成の従来例を以下
に示す。

【０００４】（１）特開平２−２５４４０１号公報ある
いは特開平２−２５４４０２号公報には、希土類化合物
であるネオジウム化合物あるいはエルビウム化合物によ
って、眼の視感度が高い５７０乃至５９０ｎｍの波長の
光、あるいは５１０乃至５３０ｎｍの波長の光を吸収す
るプラスチック製光学素子が開示されている。

【０００５】また、（２）特開平３−１１６０２１号公
報には、表示装置の表示面側に配置した着色ガラスによ
って５００乃至６００ｎｍの波長の反射光を低減する液
晶表示装置が開示されている。

【０００６】また、（３）米国特許ＵＳＰ４、２４５、
２４２には、陰極線管（ＣＲＴ）において発光している
赤、緑、青の各波長領域だけを透過させ、これらの波長
領域以外の光は吸収する波長選択性を有するカラーフィ
ルターが開示されている。ここではネオジムとプラセオ
ジムが分離精製されていないジジムを含む波長選択性を
有するガラス製フィルターと、波長依存性の少ないＮＤ
フィルターが組み合わされたフィルターが、ＣＲＴのよ
うな発光型表示装置に適用されている。

【０００７】また、（４）テレビジョン学会技術報告Ｅ
Ｄ７８７、ＩＰＤ８７ー１（Ｊｕｎｅ、１９８４）に
は、発光している赤、緑、青の各波長領域だけを透過さ
せて、これらの領域外の光は吸収するフィルターが開示
されている。このフィルターでは、赤の領域を透過させ
るフィルターは、銅イオンのイオン交換を行ったガラス
であり、このガラスはディスプレイパネルの基板として
用いられる。一方、緑の波長領域を透過させるフィルタ
ーは、銅、クロム、コバルトを含む厚膜であり、また、
青の領域を透過させるフィルターは、コバルト系の顔料
を含む厚膜である。この２つの厚膜は赤のフィルターで
あるガラス基板上に成膜されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記
（１）の公報に開示されているフィルターでは、眼の視
感度が高く特に眩しさを感じる波長領域の光を減衰させ
るので反射光の眩しさは低減されるが、フィルターが着
色しており、表示装置で表示されている画像の色が変化
して見えるという問題点がある。

【０００９】また、前記（２）の公報に開示されている
方式では５００乃至６００ｎｍの広い波長範囲の反射光
を減衰させることができるが、着色ガラスの具体的な成
分は開示されておらず、また、５００〜６００ｎｍの波
長の光が吸収されることから緑色の減衰が予想され、表
示の色再現が不十分であることが予想される。

【００１０】外部光を光源として用いている反射型液晶
表示装置においてコントラストを向上させるには、表示
画像の色再現に必要な波長領域の光だけを透過させ、そ
れ以外の波長成分はカットするフィルターが実現できれ
ば良い。

【００１１】液晶表示装置用ではなくＣＲＴ用ではある
がこの様な考え方が開示されているのが前記（３）ある
いは前記（４）の公報である。

【００１２】しかしながら、前記（３）の公報に開示さ
れているフィルターは、波長選択性を有するカラーフィ
ルターと波長依存性が少ないＮＤフィルターとから構成
されており、フィルター全体の透過率はせいぜい４５％
程度である。液晶表示装置は非発光型の表示装置であ
り、発光型表示装置であるＣＲＴのようには明るくない
ので、液晶表示装置の前面にＮＤフィルターを配置する
ことによって画面が更に暗くなり、見にくい表示装置と
なってしまうという問題点がある。

【００１３】一方、前記（４）の公報に開示されている
フィルターは、透過させる波長によってフィルターの構
成が異なるために複雑な構成となっており、製造にも手
間がかかるという問題がある。

【００１４】本発明はこの様な問題点を解決するもの
で、一枚の光学部材で複数の所望の波長領域の光を減衰
させる、明るく、かつ、表示されている画像の色の変化
が少ないフィルターを用いてコントラストを向上させ、
視認性に優れた反射型液晶表示装置を提供することを目
的としている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の反射型液晶表示
装置は、複数の希土類化合物を含む材料から成る吸収フ
ィルターと、該吸収フィルターの表面に形成された反射
防止手段とから成るフィルターが、表示装置の視認光路
系内に配置されていることを特徴とする。

【００１６】

【作用】複数の希土類化合物を含んだフィルターは、単
一の希土類化合物を含むフィルターに比べて多くの波長
領域で光を吸収することができる。

【００１７】表示装置において色再現に必要な波長領域
以外の光を吸収する希土類化合物を含むフィルターを、
表示装置と表示装置を見ている人の眼の間までの光路内
に配置すると、表示に必要な波長の外部光はフィルター
を透過して表示装置に入り反射して眼に入る一方、表示
に必要でない波長の光はフィルターで吸収され、表示画
像のコントラストを向上させることができる。

【００１８】一方、黄から赤領域の光を吸収するフィル
ターを画面の前に配置すると表示画像は青味がかって見
える。また、緑から青領域の光を吸収するフィルターを
画面の前に配置すると表示画像は赤味がかって見える。
従って、例えば黄から赤領域に含まれる波長の光を吸収
する希土類イオンと、緑から青領域に含まれる波長の光
を吸収する希土類イオンとを同時に含むフィルターを用
いれば、表示画像の色付きが低減され、見やすい表示装
置を構成することができる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。

【００２０】（実施例１）図１は本実施例における反射
型液晶表示装置の構成を示す断面図である。

【００２１】ガラス基板１０に挟持された液晶層１１や
電極１２などから構成される液晶パネル１３、位相差補
償板１４、偏光板１５、反射板１６、フィルター１７か
ら構成されている。

【００２２】フィルター１７の構成の断面図を図２に示
す。

【００２３】本実施例におけるフィルター１７は、酸化
ネオジムおよび酸化プラセオジムを添加して作製したガ
ラスを厚さ１ｍｍに研磨した吸収フィルター２０と、誘
電体多層膜から成る反射防止膜２１とから構成されてい
る。なお、反射防止膜に限らず、吸収フィルター表面で
の反射を低減する処理が施されていても良い。

【００２４】酸化ネオジムを３．０重量％含むガラスの
透過率曲線を図３に示す。図の横軸は光の波長、縦軸は
透過率を示している。主に５００〜５４０ｎｍ及び５６
０〜６００ｎｍの波長の光が吸収される。

【００２５】一方、酸化プラセオジムを４．５重量％含
むガラスの透過率曲線を図４に示す。主に４５０ｎｍ〜
４９０ｎｍの波長の光が吸収される。

【００２６】本実施例における吸収フィルターは、２．
５重量％の酸化ネオジムと３．５重量％の酸化プラセオ
ジムを同時に含むガラスであり、その透過率曲線は図５
の曲線５０のようになる。

【００２７】反射型液晶表示装置では、照明光となる太
陽光などの外部光１８は観察者の眼に入るまでに２回吸
収フィルター２０を透過するので、曲線５１で表される
レベルまで減衰する。曲線５１は透過率の２乗を表して
いる。

【００２８】酸化ネオジムだけを含むガラスでは５００
〜５４０ｎｍ及び５６０〜６００ｎｍ付近の波長の光し
か吸収されなかったが、酸化プラセオジムを加えること
によってネオジムとプラセオジムによる吸収が足し合わ
されたような曲線となり、４５０〜４９０ｎｍの波長の
光も吸収されるようになる。

【００２９】外部光１８はフィルター１７、偏光板１
５、位相差補償板１４、液晶パネル１３、偏光板１５を
透過して反射板１６で反射され、再び液晶パネル１３を
透過して観察者の眼に入り画像が認識される。

【００３０】図５に示された吸収フィルターの透過率曲
線からわかるように、４３０ｎｍ、５５０ｎｍ、６１０
ｎｍ近傍の波長の光、すなわち赤、緑、青色の減衰は少
なく、白黒画像にしてもカラー画像にしても、表示の色
再現に必要な波長の光の減衰は少ない。

【００３１】一方、表示の色再現に必要ない波長領域の
光は、ネオジムイオンの吸収とプラセオジムイオンの吸
収によって大きく減衰する。従って、コントラストが向
上した視認性に優れた反射型液晶表示装置を構成でき
る。

【００３２】また、ネオジムイオンだけを含むフィルタ
ーを通して画像を見ると画像が青味がかって見え、一
方、プラセオジムイオンだけを含むフィルターを通して
画像を見ると画像が黄色っぽく見えるが、両方のイオン
を含ませることによって画像の色付きがバランスし、フ
ィルターによる着色の違和感が減少する、という効果も
有する。

【００３３】（実施例２）実施例１の表示装置と異な
り、液晶と高分子の界面における散乱を利用した反射型
液晶表示装置である。

【００３４】図６は本実施例における反射型液晶表示装
置の構成を示す断面図である。

【００３５】ガラス基板１０に挟持された液晶層６１、
電極１２、電極を兼ねた反射層６２などから液晶パネル
６０が構成されている。液晶パネル６０の観察者側には
実施例１と同様のフィルター１７が配置されている。

【００３６】実施例１と同様に不要な反射光を吸収する
ことによってコントラストが向上した、色付きが少な
い、視認性に優れた反射型液晶表示装置を構成できる。

【００３７】（実施例３）表示装置の構成は実施例１と
同様の構成であるが、吸収フィルター２０の構成が異な
っている。

【００３８】本実施例で用いられる吸収フィルターは、
ネオジム化合物、エルビウム化合物、ホルミウム化合物
を含む厚さ１ｍｍのプラスチック板である。

【００３９】ネオジム化合物を含むプラスチックの透過
率曲線を図７に、エルビウム化合物を含むプラスチック
の透過率曲線を図８に、また、ホルミウム化合物を含む
プラスチックの透過率曲線を図９に示す。

【００４０】本実施例で用いられる吸収フィルターはこ
れら３つの希土類イオンによる吸収が足し合わされたよ
うな分光特性を示す。その透過率曲線は図１０の曲線の
ようになる。図５に示されている実施例１のフィルター
の透過率曲線５０と比べると、青色（４５０ｎｍ近傍）
での吸収が少なくなっているが、エルビウムイオンとホ
ルミウムイオンによって赤色（６５０ｎｍ近傍）の吸収
が多くなっている。このように、吸収フィルターに含有
される希土類イオンの種類によって吸収特性を変えるこ
とができる。

【００４１】実施例１、実施例２と同様に不要な反射光
が吸収され、コントラストが向上した視認性に優れた反
射型液晶表示装置を構成できる。

【００４２】なお、本実施例で用いたフィルターは、実
施例２の構成の表示装置にも適用できる。

【００４３】（実施例４）実施例２の表示装置と同様に
液晶と高分子の界面における散乱を利用した反射型液晶
表示装置であるが、吸収フィルター２０の組成が異なっ
ている。

【００４４】本実施例で用いられる吸収フィルターは、
酸化ネオジム及び酸化エルビウムを含む厚さ１ｍｍのガ
ラスである。もちろん吸収フィルターの表面には反射防
止膜が形成されている。

【００４５】ネオジムによって５００〜５４０ｎｍ及び
５６０〜６００ｎｍの範囲の波長の光が吸収される。一
方、エルビウムによって主に５００〜５３０ｎｍの範囲
の波長の光が吸収される。従って、吸収フィルターにネ
オジムとエルビウムを同時に含ませることによって、５
００〜５３０ｎｍの範囲の波長の光に対する吸収は、ネ
オジムだけを含む吸収フィルターに比べて大きくなる。

【００４６】なお、本実施例で用いたフィルターは、実
施例１の構成の表示装置にも適用できる。

【００４７】（実施例５）実施例４の表示装置と同様に
液晶と高分子の界面における散乱を利用した反射型液晶
表示装置であるが、吸収フィルター２０の組成が異なっ
ている。

【００４８】本実施例で用いられる吸収フィルターは、
ネオジム化合物及びエルビウム化合物を含む厚さ１ｍｍ
のプラスチック板である。吸収フィルターの表面には反
射防止膜が形成されている。

【００４９】吸収フィルターは実施例４と同様の吸収ス
ペクトルを有し、ネオジムとエルビウムが同時に含まれ
ることによって、５００〜５３０ｎｍの範囲の波長の光
に対する吸収は、ネオジムだけを含む吸収フィルターに
比べて大きくなる。

【００５０】なお、本実施例で用いたフィルターは、実
施例１の構成の表示装置にも適用できる。

【００５１】以上実施例を述べたが、吸収フィルターに
含まれる希土類化合物は実施例で用いた化合物に限ら
ず、減衰させたい光の波長に応じて種類、組み合わせを
変えれば良い。

【００５２】

【発明の効果】本発明において用いられているフィルタ
ーは、表面に形成された反射防止膜と、適切に選ばれた
複数の希土類化合物を含んだ単一部材から成る吸収フィ
ルターとから構成されているので、単純な構造でありな
がら表面での反射を少なくできるとともに、所望の波長
領域の光を吸収できるという効果を有する。このフィル
ターに含まれる希土類化合物は、画像表示の色再現に必
要な波長の光に対する吸収が少なく、一方では、その他
の不要な、かつ、眩しさを強く感じる波長の光に対する
吸収が大きいように選ばれている。

【００５３】また、複数の希土類化合物を含むフィルタ
ーは、単一の希土類化合物を含むフィルターに比べて画
像の色付きを低減できるという効果も有する。

【００５４】このようなフィルターを視認光路系内に備
えた本発明の反射型液晶表示装置は、表示されている画
像の明るさの減衰及び色付きは少なく、かつ、表示装置
の表面及び内部で反射される不要な外部光は大きく減衰
させられるので、晴天時の屋外などの明るい場所でもコ
ントラストが高く見やすい、という効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の反射型液晶表示装置の第１の実施例
における表示装置の構成を示す断面図。

【図２】 本発明の反射型液晶表示装置に用いられるフ
ィルターの断面図。

【図３】 酸化ネオジムを含むガラスの透過率曲線。

【図４】 酸化プラセオジムを含むガラスの透過率曲
線。

【図５】 本発明の反射型液晶表示装置の第１の実施例
で用いられるフィルターを構成する吸収フィルターの透
過率曲線。

【図６】 本発明の反射型液晶表示装置の第２の実施例
における表示装置の構成を示す断面図。

【図７】 ネオジム化合物を含むプラスチックの透過率
曲線。

【図８】 エルビウム化合物を含むプラスチックの透過
率曲線。

【図９】 ホルミウム化合物を含むプラスチックの透過
率曲線。

【図１０】 本発明の反射型液晶表示装置の第３の実施
例で用いられるフィルターを構成する吸収フィルターの
透過率曲線。

【符号の説明】

１０ ガラス基板 １１ 液晶層 １２ 電極 １３、６０ 液晶パネル １４ 位相差補償板 １５ 偏光板 １６ 反射板 １７ フィルター １８ 外部光 ２０ 吸収フィルター ２１ 反射防止膜 ５０ 吸収フィルターの透過率曲線 ５１ 外部光が吸収フィルターを往復する場合の透過率 ６１ 反射層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の希土類化合物を含む材料から成る
   吸収フィルターと、該吸収フィルターの表面に形成され
   た反射防止手段とから成るフィルターが、表示装置の視
   認光路系内に配置されていることを特徴とする反射型液
   晶表示装置。