JPH0762746B2 - カラ−液晶表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、液晶の電気光学効果を応用した光シヤツタ
と、可視光波長域の波長選択透過性を有するカラーフイ
ルタと、光源とからなる液晶表示装置に関する。

〔従来の技術〕 フルカラーを表示できるカラー液晶表示装置は第１図
（ａ）に示すように、カラーフイルタ１と偏光板２を設
置した液晶光シヤツタ３と光源４から構成される透過タ
イプと、同図（ｂ）に示すようにカラーフイルタ１と偏
光板２を設置した液晶光シヤツタ３と反射板５から構成
される反射タイプがある。

前記カラーフイルタ１は、第２図（ａ），（ｂ）にそれ
ぞれ示すように、加法混色の場合にはＲ（赤）,G
（緑）,B（青）をストライプ状およびドツト状に配置し
てなるものである。なお、減法混色の場合にはシアン・
イエロー・マゼンタのカラーフイルタを重ねて配置する
ようにしている。

いずれの方法も平坦なスペクトルを持つ光源かあるいは
赤，緑，青の波長領域に発光ピークを持つ光源をカラー
フイルタとその変調を行う液晶光シヤツタにより、不用
な波長領域を減衰させ表示しようとする色および明るさ
に対応したスペクトルを合成する手法である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このような原理に基づくカラー液晶表示装置には、従
来、第３図（ａ）に示すように、平坦なスペクトルを有
する光源に比較して、同図（ｂ）に示すように色再現上
赤，緑，青の波長領域に発光ピークを有する光源が望ま
しいとされていた。しかし、このような平坦なスペクト
ルを有する光源、あるいは赤，緑，青の波長領域に発光
ピークを有する光源であつても、表示できる色の範囲及
び明るさはカラーフイルタ及び液晶光シヤツタの性能に
よつて限定されるものであつた。

第４図はR,G,Bフイルタと、CIE・Ｃ光源を組合せた系に
よる表色範囲を実線で囲まれた領域として表わしてい
る。ここに第４図に示す破線で囲まれた領域はカラーCR
Tの表色範囲である。いずれも完全な色再現性を持つて
いない。特にカラーフイルタ方式では、色素の吸収を用
いているため色純度の高い再現は不可能であり、表色範
囲も狭いという点で配慮がなされていなかつた。

本発明はこのような欠点に鑑みてなされたものであり、
明るく色純度の高い、色再現性に優れたカラー液晶表示
装置を提供することを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

このような目的を達成するため、本発明は赤，緑，青に
対応する波長域に透過率ピークをもつ偏光板とカラーフ
イルタを組み合わせることによつて、明るく色純度の高
い、色再現性に優れたカラー液晶表示装置を実現するよ
うにしたものである。すなわち、白色背面光源からの出
射光をR,G,Bの色要素からなるカラーフィルタを透過す
る光量を制御することによりカラー表示を行なうカラー
液晶表示装置において、前記カラーフィルタのR,G,Bの
各色要素と分光特性上で対応するほぼ同一のピーク特性
を有し、かつ判値幅がカラーフィルタの各色要素R,G,B
の半値幅より小さい分光特性を有する偏光板を用いるよ
うにしたものである。

〔実施例〕

以下、本発明によるカラー液晶表示装置の実施例を第５
図ないし第８図を用いて説明する。まず、第５図は本発
明によるカラー液晶表示装置用いられる偏光板の波長入
に対する透過率Ｔの特性を示すグラフである。前記偏光
板は三波長域透過型偏光板で、R,G,Bの波長領域に鋭い
ピークを有する。

一方、前記カラー液晶表示装置に用いられるR,G,B透過
型カラーフイルタの分光特性を第６図に示す。

また、第７図（ａ），（ｂ）は前記第３図に示す光源系
が、第５図に示す偏光板を用いた液晶光シヤツタ、およ
び第６図に示すカラーフイルタを透過した後における分
光特性を示している。この場合、第７図（ａ）は光源と
して全波長域発光型螢光管を用いた場合、また第７図
（ｂ）は三波長域発光型螢光管を用いた場合を示してい
る。そして、各図における一点鎖線はR,実線はG,および
破線はＢを表わしている。

第８図は第６図のカラーフイルタとCIE・Ｃ光源に本発
明の偏光板を用いた液晶光シヤツタを組合せた系による
表色範囲を表わしている。実線は従来のカラー液晶表示
装置，一点鎖線は本発明のカラー液晶表示装置、破線は
カラーCRTの表色範囲である。

このようなことから明らかなように、三波長域透過型偏
光板を用いた場合、第７図に示したように、カラーフイ
ルタ透過後においても鋭いピークをもつことになり、第
８図に示したように色純度の高い三原色に視覚されるこ
とになる。したがつて、従来のカラー液晶表示装置に比
べて、再現できる色の範囲が拡大されることになる。

また、第７図（ａ）に示したように、本発明の偏光板を
用いることにより従来色再現上好ましくないとされてい
た平坦なスペクトルを有する光源でも、カラーフイルタ
透過後も鋭いピーク特性を持ち、色純度の高い三原色に
視覚される。すなわち、従来、平坦なスペクトルを有す
る光源では、表示できる色の範囲がカラーフイルタの性
能によつて限定された。しかし、本発明の三波長域透過
型偏光板を用いることにより、光源により表示できる色
の範囲がカラーフイルタの性能に限定されず、明るくか
つ色純度の高い色の再現ができる。一般にカラーフィル
タまたは偏光板のみにR,G,Bの各色要素について鋭い分
光特性を持たせると、光源から表示画面への光の透過率
が極端に低下する。またR,G,Bの各色要素について鋭い
分光特性を有するカラーフィルタを製造するのは困難で
ある。本発明ではカラーフィルタのR,G,Bの各色要素と
分光特性上で対応するほぼ同一のピーク特性を有し、か
つ半値幅がカラーフィルタの各色要素のR,G,Bの半値幅
より小さい分光特性を有する偏光板を設けることによ
り、カラーフィルタと偏光板とで液晶表示部を構成する
光学系のフィルタ特性を分担させることによりカラーフ
ィルタに要求される分光特性の制約を緩和するようにし
ている。

三波長透過型偏光板のピーク透過波長域は使用する染料
または顔料によつて変化させることができる。

本実施例では、R,G,B透過型カラーフイルタを用いた場
合を示したものであるが、Y,C,Mの減法混色系のカラー
フイルタと、Ｒ波長域、Ｇ波長域およびＢ波長域に透過
率のピークを有する三波長域透過型偏光板を用いた場合
でも、色純度が高く、かつ色再現性に優れたものを得る
ことができるようになる。

これは、加法混色系がＲ波長域,G波長域,B波長域に限定
された波長の光を加算するのに対し、白色系からＲ波長
域,G波長域,B波長域の成分を順次減算する違いであり、
三波長域透過型偏光板の分光特性がＲ波長域,G波長域,B
波長域で狭帯域のピーク透過特性を有していれば、透過
する光はY,C,Mの減法混色系であつても、狭帯域の単色
光に近い光となるからである。

〔発明の効果〕

以上説明したことから明らかなように、本発明によるカ
ラー液晶表示装置によれば、明るく色純度の高い、色再
現性に優れたものを得ることができる。また偏光板にも
フィルタ特性を持たせるためカラーフィルタのフィルタ
特性についての制約が緩和され、透過率の高いカラーフ
ィルタを使用でき、画面が明るくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的なカラー液晶表示装置の構成図であり、
第１図（ａ）は透過型の場合、第１図（ｂ）は反射型の
場合を示す図、第２図はカラーフイルタの構成図であ
り、第２図（ａ）は各色要素をストライプ状に配置した
場合、第２図（ｂ）はドツト状に配置した場合を示す
図、第３図は光源の発光スペクトルの一例であり、第３
図（ａ）は全波長域発光型螢光管、第３図（ｂ）は三波
長域発光型螢光管を示す図、第４図は表色範囲をCIE座
標上に表わした図、第５図は偏光板の透過特性の一例を
示す図、第６図はカラーフイルタの透過特性の一例を示
す図、第７図は光源光がカラーフイルタおよび偏光板透
過後のスペクトルを示す図であり、第７図（ａ）は光源
に全波長域発光型螢光管を用いた場合、第７図（ｂ）は
三波長域発光型螢光管を用いた場合を示す図、第８図は
本発明のカラー液晶表示装置の表色範囲をCIE色度座標
上に表わした図である。 １……カラーフイルタ、２……偏光板、３……液晶光シ
ヤツタ、４……光源、５……反射板。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】白色背面光源からの出射光をR,G,Bの色要
   素からなるカラーフィルタを透過する光量を制御するこ
   とによりカラー表示を行なうカラー液晶表示装置におい
   て、前記カラーフィルタのR,G,Bの各色要素と分光特性
   上で対応するほぼ同一のピーク特性を有し、かつ判値幅
   がカラーフィルタの各色要素R,G,Bの半値幅より小さい
   分光特性を有する偏光板を用いることを特徴とするカラ
   ー液晶装置。