JPH10111501A - ホログラムを用いた反射型液晶表示装置 - Google Patents
ホログラムを用いた反射型液晶表示装置Info
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- JPH10111501A JPH10111501A JP8264437A JP26443796A JPH10111501A JP H10111501 A JPH10111501 A JP H10111501A JP 8264437 A JP8264437 A JP 8264437A JP 26443796 A JP26443796 A JP 26443796A JP H10111501 A JPH10111501 A JP H10111501A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 カラーフィルターとしてホログラムを用い
て、反射型液晶表示装置の反射輝度を向上させて明るい
カラー画像が得られるようにする。 【解決手段】 画素毎に区切られた画素電極５と共通電
極２の間に挟持され、画素毎に透過率が制御可能な液晶
層３を備えた反射型液晶表示装置において、液晶層の観
察側と反対側に、隣接する画素間で所定の入射角で観察
側から入射する光１５中の異なる波長成分を制限された
反射散乱角α内に回折する反射型カラーフィルター兼用
の反射散乱ホログラム層２４を備えている。
て、反射型液晶表示装置の反射輝度を向上させて明るい
カラー画像が得られるようにする。 【解決手段】 画素毎に区切られた画素電極５と共通電
極２の間に挟持され、画素毎に透過率が制御可能な液晶
層３を備えた反射型液晶表示装置において、液晶層の観
察側と反対側に、隣接する画素間で所定の入射角で観察
側から入射する光１５中の異なる波長成分を制限された
反射散乱角α内に回折する反射型カラーフィルター兼用
の反射散乱ホログラム層２４を備えている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ホログラムを用い
た反射型液晶表示装置に関し、特に、カラーフィルター
としてホログラムを用いた反射型液晶表示装置に関す
る。
た反射型液晶表示装置に関し、特に、カラーフィルター
としてホログラムを用いた反射型液晶表示装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、反射型液晶表示装置は、表示コン
トラストを重視してきたため、偏光板を用いてＴＮ、Ｓ
ＴＮモードでの駆動が中心であった。このとき、液晶パ
ネルへの入射光を散乱性反射板により反射させ表示を行
っていた。しかし、この方式では、入射光の半分以上が
偏光板により吸収されてしまい、反射輝度が低下し表示
の明るさが不十分であるという欠点があった。
トラストを重視してきたため、偏光板を用いてＴＮ、Ｓ
ＴＮモードでの駆動が中心であった。このとき、液晶パ
ネルへの入射光を散乱性反射板により反射させ表示を行
っていた。しかし、この方式では、入射光の半分以上が
偏光板により吸収されてしまい、反射輝度が低下し表示
の明るさが不十分であるという欠点があった。
【０００３】このような反射輝度の低さを補うため、こ
こ数年、偏光板を用いないパネル構造がいくつか提案さ
れ、携帯用情報端末の表示装置として要求される明るさ
に近づいてきた。このような構造では、液晶層の背後の
ＴＦＴ等の駆動素子の上に絶縁層を介して反射板兼電極
を形成する。反射板は入射光を散乱させるために粗面化
してあり、どの角度からでも表示が見えるようになって
いる。
こ数年、偏光板を用いないパネル構造がいくつか提案さ
れ、携帯用情報端末の表示装置として要求される明るさ
に近づいてきた。このような構造では、液晶層の背後の
ＴＦＴ等の駆動素子の上に絶縁層を介して反射板兼電極
を形成する。反射板は入射光を散乱させるために粗面化
してあり、どの角度からでも表示が見えるようになって
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
反射板は、紙のようにどの角度からでもある程度の明る
さで見える代わりに、観察者が通常最も頻繁に見る角度
においてあまり明るくないという欠点があった。また、
カラー表示を行う場合に、液晶パネル表面にカラーフィ
ルターを配置すると、さらに反射輝度が低下して十分な
明るさが得られなかった。
反射板は、紙のようにどの角度からでもある程度の明る
さで見える代わりに、観察者が通常最も頻繁に見る角度
においてあまり明るくないという欠点があった。また、
カラー表示を行う場合に、液晶パネル表面にカラーフィ
ルターを配置すると、さらに反射輝度が低下して十分な
明るさが得られなかった。
【０００５】ところで、反射光をある散乱角度内に制限
して輝度を向上させるためには、微粒子を分散した散乱
フィルムを液晶パネル表面に貼る方法がある。しかし、
この方法は、反射輝度の向上のみが可能であり、カラー
化する場合にはカラーフィルターを別途用いる必要があ
ると言う問題があった。
して輝度を向上させるためには、微粒子を分散した散乱
フィルムを液晶パネル表面に貼る方法がある。しかし、
この方法は、反射輝度の向上のみが可能であり、カラー
化する場合にはカラーフィルターを別途用いる必要があ
ると言う問題があった。
【０００６】本発明はこのような従来技術の問題点に鑑
みてなされたものであり、その目的は、カラーフィルタ
ーとしてホログラムを用いて、反射型液晶表示装置の反
射輝度を向上させて明るいカラー画像が得られるように
することである。
みてなされたものであり、その目的は、カラーフィルタ
ーとしてホログラムを用いて、反射型液晶表示装置の反
射輝度を向上させて明るいカラー画像が得られるように
することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の第１のホログラムを用いた反射型液晶表示装
置は、画素毎に区切られた画素電極と共通電極の間に挟
持され、画素毎に透過率が制御可能な液晶層を備えた反
射型液晶表示装置において、液晶層の観察側と反対側
に、所定の入射角で観察側から入射する光を制限された
反射散乱角内に回折する反射散乱ホログラム層を備えて
いることを特徴とするものである。
の本発明の第１のホログラムを用いた反射型液晶表示装
置は、画素毎に区切られた画素電極と共通電極の間に挟
持され、画素毎に透過率が制御可能な液晶層を備えた反
射型液晶表示装置において、液晶層の観察側と反対側
に、所定の入射角で観察側から入射する光を制限された
反射散乱角内に回折する反射散乱ホログラム層を備えて
いることを特徴とするものである。
【０００８】この場合、反射散乱ホログラム層が複数の
波長域において制限された反射散乱角内に回折する特性
を有するものであること、あるいは、連続する波長域に
おいて制限された反射散乱角内に回折する特性を有する
ことが望ましい。
波長域において制限された反射散乱角内に回折する特性
を有するものであること、あるいは、連続する波長域に
おいて制限された反射散乱角内に回折する特性を有する
ことが望ましい。
【０００９】また、液晶層の観察側に画素電極と整列し
てＲＧＢのカラーフィルターを配置してカラー化を図る
ことができる。
てＲＧＢのカラーフィルターを配置してカラー化を図る
ことができる。
【００１０】本発明の第２のホログラムを用いた反射型
液晶表示装置は、画素毎に区切られた画素電極と共通電
極の間に挟持され、画素毎に透過率が制御可能な液晶層
を備えた反射型液晶表示装置において、液晶層の観察側
と反対側に、隣接する画素間で所定の入射角で観察側か
ら入射する光中の異なる波長成分を制限された反射散乱
角内に回折する反射型カラーフィルター兼用の反射散乱
ホログラム層を備えていることを特徴とするものであ
る。
液晶表示装置は、画素毎に区切られた画素電極と共通電
極の間に挟持され、画素毎に透過率が制御可能な液晶層
を備えた反射型液晶表示装置において、液晶層の観察側
と反対側に、隣接する画素間で所定の入射角で観察側か
ら入射する光中の異なる波長成分を制限された反射散乱
角内に回折する反射型カラーフィルター兼用の反射散乱
ホログラム層を備えていることを特徴とするものであ
る。
【００１１】本発明の第３のホログラムを用いた反射型
液晶表示装置は、画素毎に区切られた画素電極と共通電
極の間に挟持され、画素毎に透過率が制御可能な液晶層
を備えた反射型液晶表示装置において、液晶層の観察側
に、隣接する画素間で所定の入射角で観察側から入射す
る光中の異なる波長成分を観察域外に反射回折する反射
型ホログラム層を備えていることを特徴とするものであ
る。
液晶表示装置は、画素毎に区切られた画素電極と共通電
極の間に挟持され、画素毎に透過率が制御可能な液晶層
を備えた反射型液晶表示装置において、液晶層の観察側
に、隣接する画素間で所定の入射角で観察側から入射す
る光中の異なる波長成分を観察域外に反射回折する反射
型ホログラム層を備えていることを特徴とするものであ
る。
【００１２】この場合に、その観察域外に反射回折され
る波長成分をＲ、Ｇ、Ｂの何れかの成分とすることが望
ましい。
る波長成分をＲ、Ｇ、Ｂの何れかの成分とすることが望
ましい。
【００１３】以上の各反射型液晶表示装置において、液
晶層としては例えば相転移型ゲストホスト液晶から構成
することができる。
晶層としては例えば相転移型ゲストホスト液晶から構成
することができる。
【００１４】本発明においては、制限された反射散乱角
内に回折する反射散乱ホログラム層を備える場合には、
その反射散乱角が任意に設定できるので、反射型液晶表
示装置の用途に最も適した視角特性を得ることができ
る。また、制限された反射散乱角内に回折する反射型カ
ラーフィルター兼用の反射散乱ホログラム層を備える場
合には、それに加えて、カラーフィルタを使用すること
なく反射型液晶表示装置の反射輝度を向上させて、明る
いカラー画像が得られる。さらに、液晶層の観察側に、
隣接する画素間で所定の入射角で観察側から入射する光
中の異なる波長成分を観察域外に反射回折する反射型ホ
ログラム層を備える場合には、Ｃ、Ｍ、Ｙの加法混色に
より明るい反射型カラー液晶表示装置を構成することが
できる。
内に回折する反射散乱ホログラム層を備える場合には、
その反射散乱角が任意に設定できるので、反射型液晶表
示装置の用途に最も適した視角特性を得ることができ
る。また、制限された反射散乱角内に回折する反射型カ
ラーフィルター兼用の反射散乱ホログラム層を備える場
合には、それに加えて、カラーフィルタを使用すること
なく反射型液晶表示装置の反射輝度を向上させて、明る
いカラー画像が得られる。さらに、液晶層の観察側に、
隣接する画素間で所定の入射角で観察側から入射する光
中の異なる波長成分を観察域外に反射回折する反射型ホ
ログラム層を備える場合には、Ｃ、Ｍ、Ｙの加法混色に
より明るい反射型カラー液晶表示装置を構成することが
できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照にして本発明の
ホログラムを用いた反射型液晶表示装置のいくつかの実
施形態を説明する。図１は、本発明の反射型液晶表示装
置の基本形態の断面図であり、観察側から、ガラス基板
１、対向共通透明電極を構成するＩＴＯ（酸化インジウ
ム錫）膜２、偏光板を用いなくとも光変調動作の可能な
相転移型ゲストホスト液晶等の液晶層３、本発明による
視角が制限された反射散乱ホログラム４、反射板兼画素
電極５、アクリル等の絶縁層６、ＴＦＴ７、ガラス基板
８からなり、各画素電極５は絶縁層６を介して各ＴＦＴ
７に接続されており、ＴＦＴ７の状態により画素電極５
とＩＴＯ膜２の間に画素毎に選択的に電圧印加制御が可
能になっている。
ホログラムを用いた反射型液晶表示装置のいくつかの実
施形態を説明する。図１は、本発明の反射型液晶表示装
置の基本形態の断面図であり、観察側から、ガラス基板
１、対向共通透明電極を構成するＩＴＯ（酸化インジウ
ム錫）膜２、偏光板を用いなくとも光変調動作の可能な
相転移型ゲストホスト液晶等の液晶層３、本発明による
視角が制限された反射散乱ホログラム４、反射板兼画素
電極５、アクリル等の絶縁層６、ＴＦＴ７、ガラス基板
８からなり、各画素電極５は絶縁層６を介して各ＴＦＴ
７に接続されており、ＴＦＴ７の状態により画素電極５
とＩＴＯ膜２の間に画素毎に選択的に電圧印加制御が可
能になっている。
【００１６】本発明による視角が制限された反射散乱ホ
ログラム４は、例えば図２に示すような配置で撮影され
る。すなわち、フォトポリマー等の体積ホログラム感材
１０の背後に所定の距離離間して散乱板１１を配置し、
ホログラム感材１０の前面から所定の入射角θ（２０°
程度）で参照光１２を入射させ、一方同じ波長の照明光
１３で散乱板１１を照明し、その散乱板１１からの散乱
光１４をホログラム感材１０の背面から同時に入射さ
せ、参照光１２と散乱光１４をホログラム感材１０中で
干渉させて反射散乱ホログラム４を撮影する。
ログラム４は、例えば図２に示すような配置で撮影され
る。すなわち、フォトポリマー等の体積ホログラム感材
１０の背後に所定の距離離間して散乱板１１を配置し、
ホログラム感材１０の前面から所定の入射角θ（２０°
程度）で参照光１２を入射させ、一方同じ波長の照明光
１３で散乱板１１を照明し、その散乱板１１からの散乱
光１４をホログラム感材１０の背面から同時に入射さ
せ、参照光１２と散乱光１４をホログラム感材１０中で
干渉させて反射散乱ホログラム４を撮影する。
【００１７】このような反射散乱ホログラム４は、図３
に示すように、入射角θで入射する外光１５を、あたか
も撮影の際の散乱板１１の位置から散乱光が出るように
回折光１６が角度α内に制限されて反射回折する。この
角度αは、図２の撮影の際の散乱板１１のホログラム感
材１０からの距離と寸法に依存するので、これらのパラ
メータを調整することにより、角度αは所望の範囲に設
定できる。
に示すように、入射角θで入射する外光１５を、あたか
も撮影の際の散乱板１１の位置から散乱光が出るように
回折光１６が角度α内に制限されて反射回折する。この
角度αは、図２の撮影の際の散乱板１１のホログラム感
材１０からの距離と寸法に依存するので、これらのパラ
メータを調整することにより、角度αは所望の範囲に設
定できる。
【００１８】したがって、このように反射回折角がα内
に制限されている反射散乱ホログラム４を、図１に示す
ように、液晶層３の背面に配置すると、反射型液晶表示
装置の観察側から入射する外光中の入射角θで入射する
成分１５は、ガラス基板１、ＩＴＯ膜２を経て、ＴＦＴ
７のスイッチングにより画素電極５とＩＴＯ膜２の間に
電圧印加がされて透過状態にある画素の液晶層３を透過
し、反射散乱ホログラム４により角度（視角）α内に反
射散乱され、再度液晶層３、ＩＴＯ膜２、ガラス基板１
を通って、視角α内にある観察者の目に達する。
に制限されている反射散乱ホログラム４を、図１に示す
ように、液晶層３の背面に配置すると、反射型液晶表示
装置の観察側から入射する外光中の入射角θで入射する
成分１５は、ガラス基板１、ＩＴＯ膜２を経て、ＴＦＴ
７のスイッチングにより画素電極５とＩＴＯ膜２の間に
電圧印加がされて透過状態にある画素の液晶層３を透過
し、反射散乱ホログラム４により角度（視角）α内に反
射散乱され、再度液晶層３、ＩＴＯ膜２、ガラス基板１
を通って、視角α内にある観察者の目に達する。
【００１９】そのため、図１のような構成により、各画
素のＴＦＴ７による変調状態の組み合せにより任意の画
像が反射表示できる。しかも、外光を全角度に散乱させ
るのではなく、観察者が最も頻繁に画面を見る角度αの
範囲内に制限して散乱させるので、表示輝度を向上させ
た明るい画像表示が可能になる。
素のＴＦＴ７による変調状態の組み合せにより任意の画
像が反射表示できる。しかも、外光を全角度に散乱させ
るのではなく、観察者が最も頻繁に画面を見る角度αの
範囲内に制限して散乱させるので、表示輝度を向上させ
た明るい画像表示が可能になる。
【００２０】なお、図２のような配置で撮影した反射散
乱ホログラム４は単色の散乱しかせず、表示は色の着い
たモノクロ表示となる。これを白色の散乱をするように
するには、図２の配置での撮影をＲ（赤色）、Ｇ（緑
色）、Ｂ（青色）各波長域内にある３つの波長で３回多
重に行えばよい。また、それら各波長で記録した同様の
ホログラムを３枚重ねて用いてもよい。さらには、フォ
トポリマー等の体積ホログラム感材１０中にモノマー、
可塑剤等を拡散させて回折波長を調節するカラーチュー
ニングフィルムの密着・加熱（特開平３−４６６８７
号）による回折波長の半値幅の増加によってもよい。
乱ホログラム４は単色の散乱しかせず、表示は色の着い
たモノクロ表示となる。これを白色の散乱をするように
するには、図２の配置での撮影をＲ（赤色）、Ｇ（緑
色）、Ｂ（青色）各波長域内にある３つの波長で３回多
重に行えばよい。また、それら各波長で記録した同様の
ホログラムを３枚重ねて用いてもよい。さらには、フォ
トポリマー等の体積ホログラム感材１０中にモノマー、
可塑剤等を拡散させて回折波長を調節するカラーチュー
ニングフィルムの密着・加熱（特開平３−４６６８７
号）による回折波長の半値幅の増加によってもよい。
【００２１】次に、図１のような配置を用いて反射型カ
ラー液晶表示装置を構成する例について、図４の断面図
を用いて説明する。図４の構成は、観察側のガラス基板
１とＩＴＯ膜２の間に、カラーフィルター２０を追加し
た点以外は、図１の構成と同じであり、カラーフィルタ
ー２０のＲ、Ｇ、Ｂフィルターそれぞれを画素電極５と
整列させてあり、隣接するＲ、Ｇ、Ｂフィルター（画
素）３つで１つのカラー表示単位２１を構成している。
ラー液晶表示装置を構成する例について、図４の断面図
を用いて説明する。図４の構成は、観察側のガラス基板
１とＩＴＯ膜２の間に、カラーフィルター２０を追加し
た点以外は、図１の構成と同じであり、カラーフィルタ
ー２０のＲ、Ｇ、Ｂフィルターそれぞれを画素電極５と
整列させてあり、隣接するＲ、Ｇ、Ｂフィルター（画
素）３つで１つのカラー表示単位２１を構成している。
【００２２】この場合は、反射散乱ホログラム４は、上
記のように、白色の散乱をするように構成されたもので
あり、外光中の入射角θで入射する成分１５は、ガラス
基板１、カラーフィルター２０、ＩＴＯ膜２を経て、Ｔ
ＦＴ７のスイッチングにより画素電極５とＩＴＯ膜２の
間に電圧印加がされて透過状態にある画素の液晶層３を
透過し、反射散乱ホログラム４により角度（視角）α内
に反射散乱され、再度液晶層３、ＩＴＯ膜２、カラーフ
ィルター２０、ガラス基板１を通って、その画素のカラ
ーフィルター２０の色の光が視角α内にある観察者の目
に達する。
記のように、白色の散乱をするように構成されたもので
あり、外光中の入射角θで入射する成分１５は、ガラス
基板１、カラーフィルター２０、ＩＴＯ膜２を経て、Ｔ
ＦＴ７のスイッチングにより画素電極５とＩＴＯ膜２の
間に電圧印加がされて透過状態にある画素の液晶層３を
透過し、反射散乱ホログラム４により角度（視角）α内
に反射散乱され、再度液晶層３、ＩＴＯ膜２、カラーフ
ィルター２０、ガラス基板１を通って、その画素のカラ
ーフィルター２０の色の光が視角α内にある観察者の目
に達する。
【００２３】したがって、カラー表示単位２１中の画素
Ｒ、Ｇ、Ｂの変調状態の組み合せによって３つの色の光
の加法混色により任意の色が任意の輝度で表示可能にな
り、２次元的に配置されたカラー表示単位２１の組み合
わせで、観察者が最も頻繁に画面を見る角度αの範囲内
で、表示輝度を向上させた明るいカラー画像表示が可能
になる。
Ｒ、Ｇ、Ｂの変調状態の組み合せによって３つの色の光
の加法混色により任意の色が任意の輝度で表示可能にな
り、２次元的に配置されたカラー表示単位２１の組み合
わせで、観察者が最も頻繁に画面を見る角度αの範囲内
で、表示輝度を向上させた明るいカラー画像表示が可能
になる。
【００２４】次に、図１のような配置において、反射散
乱ホログラム４にカラーフィルターの機能を兼用させ
て、図４のようなカラーフィルター２０を用いない例に
ついて、図５の断面図を用いて説明する。観察側から、
ガラス基板１、対向共通透明電極を構成するＩＴＯ膜
２、相転移型ゲストホスト液晶等の液晶層３、カラーフ
ィルター兼用の視角が制限された反射散乱ホログラム２
４、反射板兼画素電極５、絶縁層６、ＴＦＴ７、ガラス
基板８からなり、各画素電極５は絶縁層６を介して各Ｔ
ＦＴ７に接続されており、ＴＦＴ７の状態により画素電
極５とＩＴＯ膜２の間に画素毎に選択的に電圧印加制御
が可能になっている。
乱ホログラム４にカラーフィルターの機能を兼用させ
て、図４のようなカラーフィルター２０を用いない例に
ついて、図５の断面図を用いて説明する。観察側から、
ガラス基板１、対向共通透明電極を構成するＩＴＯ膜
２、相転移型ゲストホスト液晶等の液晶層３、カラーフ
ィルター兼用の視角が制限された反射散乱ホログラム２
４、反射板兼画素電極５、絶縁層６、ＴＦＴ７、ガラス
基板８からなり、各画素電極５は絶縁層６を介して各Ｔ
ＦＴ７に接続されており、ＴＦＴ７の状態により画素電
極５とＩＴＯ膜２の間に画素毎に選択的に電圧印加制御
が可能になっている。
【００２５】ここで、カラーフィルター兼用の視角が制
限された反射散乱ホログラム２４は、図６（ａ）に示す
ように、例えば、Ｒ波長域内にある波長の参照光１２Ｒ
と照明光１３Ｒを用い、図２と同様な配置で、しかも、
ホログラム感材１０の露光域をＲ画素の位置に制限する
開口板２５Ｒをホログラム感材１０の両側に配置して
（図６では、片方の開口板２５Ｒのみを図示してある。
以下、同様）、そのＲ画素の位置にＲ波長域内にある波
長の光のみを反射散乱回折する反射散乱ホログラムを記
録する。同様に、図６（ｂ）に示すように、ホログラム
感材１０の露光域をＧ画素の位置に制限する開口板２５
Ｇをホログラム感材１０の両側に配置して、Ｇ波長域内
にある波長の参照光１２Ｇと照明光１３Ｇを用い、同様
な配置でＧ画素の位置にＧ波長域内にある波長の光のみ
を反射散乱回折する反射散乱ホログラムを記録する。同
様の記録をＢ画素の位置にＢ波長域内にある波長の光の
みを反射散乱回折する反射散乱ホログラムを記録する。
この３回の記録を行って作製されたホログラムが図５の
カラーフィルター兼用の視角が制限された反射散乱ホロ
グラム２４である。なお、Ｒ、Ｇ、Ｂ画素がストライプ
型配置の場合は、開口板２５Ｒ、２５Ｇ、２５Ｂは同じ
１枚の開口板を１画素ずつずらして用いればよい。
限された反射散乱ホログラム２４は、図６（ａ）に示す
ように、例えば、Ｒ波長域内にある波長の参照光１２Ｒ
と照明光１３Ｒを用い、図２と同様な配置で、しかも、
ホログラム感材１０の露光域をＲ画素の位置に制限する
開口板２５Ｒをホログラム感材１０の両側に配置して
（図６では、片方の開口板２５Ｒのみを図示してある。
以下、同様）、そのＲ画素の位置にＲ波長域内にある波
長の光のみを反射散乱回折する反射散乱ホログラムを記
録する。同様に、図６（ｂ）に示すように、ホログラム
感材１０の露光域をＧ画素の位置に制限する開口板２５
Ｇをホログラム感材１０の両側に配置して、Ｇ波長域内
にある波長の参照光１２Ｇと照明光１３Ｇを用い、同様
な配置でＧ画素の位置にＧ波長域内にある波長の光のみ
を反射散乱回折する反射散乱ホログラムを記録する。同
様の記録をＢ画素の位置にＢ波長域内にある波長の光の
みを反射散乱回折する反射散乱ホログラムを記録する。
この３回の記録を行って作製されたホログラムが図５の
カラーフィルター兼用の視角が制限された反射散乱ホロ
グラム２４である。なお、Ｒ、Ｇ、Ｂ画素がストライプ
型配置の場合は、開口板２５Ｒ、２５Ｇ、２５Ｂは同じ
１枚の開口板を１画素ずつずらして用いればよい。
【００２６】図５に戻って、カラーフィルター兼用の視
角が制限された反射散乱ホログラム２４のＲ、Ｇ、Ｂフ
ィルターそれぞれは画素電極５と整列させてあり、隣接
するＲ、Ｇ、Ｂフィルター（画素）３つで１つのカラー
表示単位２１を構成している。この場合、外光中の入射
角θで入射する成分１５は、ガラス基板１、ＩＴＯ膜２
を経て、ＴＦＴ７のスイッチングにより画素電極５とＩ
ＴＯ膜２の間に電圧印加がされて透過状態にある画素の
液晶層３を透過し、反射散乱ホログラム２４によりその
画素位置の波長の光のみが角度（視角）α内に反射散乱
され、再度液晶層３、ＩＴＯ膜２、ガラス基板１を通っ
て、その画素の反射散乱ホログラム２４の反射散乱波長
の色の光のみが視角α内にある観察者の目に達する。
角が制限された反射散乱ホログラム２４のＲ、Ｇ、Ｂフ
ィルターそれぞれは画素電極５と整列させてあり、隣接
するＲ、Ｇ、Ｂフィルター（画素）３つで１つのカラー
表示単位２１を構成している。この場合、外光中の入射
角θで入射する成分１５は、ガラス基板１、ＩＴＯ膜２
を経て、ＴＦＴ７のスイッチングにより画素電極５とＩ
ＴＯ膜２の間に電圧印加がされて透過状態にある画素の
液晶層３を透過し、反射散乱ホログラム２４によりその
画素位置の波長の光のみが角度（視角）α内に反射散乱
され、再度液晶層３、ＩＴＯ膜２、ガラス基板１を通っ
て、その画素の反射散乱ホログラム２４の反射散乱波長
の色の光のみが視角α内にある観察者の目に達する。
【００２７】したがって、カラー表示単位２１中の画素
Ｒ、Ｇ、Ｂの変調状態の組み合せによって３つの色の光
の加法混色により任意の色が任意の輝度で表示可能にな
り、２次元的に配置されたカラー表示単位２１の組み合
わせで、観察者が最も頻繁に画面を見る角度αの範囲内
で、表示輝度を向上させた明るいカラー画像表示が可能
になる。この例の場合は、図４の例と比較して、カラー
フィルター２０を用いない分部品点数が少なくてすみ、
また、吸収フィルターであるカラーフィルター２０を用
いない分明るい表示が可能になる。
Ｒ、Ｇ、Ｂの変調状態の組み合せによって３つの色の光
の加法混色により任意の色が任意の輝度で表示可能にな
り、２次元的に配置されたカラー表示単位２１の組み合
わせで、観察者が最も頻繁に画面を見る角度αの範囲内
で、表示輝度を向上させた明るいカラー画像表示が可能
になる。この例の場合は、図４の例と比較して、カラー
フィルター２０を用いない分部品点数が少なくてすみ、
また、吸収フィルターであるカラーフィルター２０を用
いない分明るい表示が可能になる。
【００２８】次に、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ
（イエロー）の３色からなるホログラムカラーフィルタ
ーを液晶層の表面側に配置してなる反射型液晶表示装置
の例を図７の断面図を参照にして説明する。この実施例
の場合、観察側から、ガラス基板１、ホログラムカラー
フィルター２８、対向共通透明電極を構成するＩＴＯ膜
２、相転移型ゲストホスト液晶等の液晶層３、反射板兼
画素電極５、絶縁層６、ＴＦＴ７、ガラス基板８からな
り、各画素電極５は絶縁層６を介して各ＴＦＴ７に接続
されており、ＴＦＴ７の状態により画素電極５とＩＴＯ
膜２の間に画素毎に選択的に電圧印加制御が可能になっ
ている。
（イエロー）の３色からなるホログラムカラーフィルタ
ーを液晶層の表面側に配置してなる反射型液晶表示装置
の例を図７の断面図を参照にして説明する。この実施例
の場合、観察側から、ガラス基板１、ホログラムカラー
フィルター２８、対向共通透明電極を構成するＩＴＯ膜
２、相転移型ゲストホスト液晶等の液晶層３、反射板兼
画素電極５、絶縁層６、ＴＦＴ７、ガラス基板８からな
り、各画素電極５は絶縁層６を介して各ＴＦＴ７に接続
されており、ＴＦＴ７の状態により画素電極５とＩＴＯ
膜２の間に画素毎に選択的に電圧印加制御が可能になっ
ている。
【００２９】ここで、ホログラムカラーフィルター２８
は、画素電極５と整列して配置されているＣ、Ｍ、Ｙフ
ィルターの繰り返しからなり、隣接するＣ、Ｍ、Ｙフィ
ルター（画素）３つで１つのカラー表示単位２１を構成
している。そして、Ｃフィルターは、入射角θで入射す
る外光１５中のＲ（赤色）成分を観察者が通常見る角度
（視角α）外に反射回折するように構成されており、同
様に、Ｍフィルターは、入射角θで入射する外光１５中
のＧ（緑色）成分を視角α外に反射回折するように、Ｙ
フィルターは、入射角θで入射する外光１５中のＢ（青
色）成分を視角α外に反射回折するように構成されてい
る。
は、画素電極５と整列して配置されているＣ、Ｍ、Ｙフ
ィルターの繰り返しからなり、隣接するＣ、Ｍ、Ｙフィ
ルター（画素）３つで１つのカラー表示単位２１を構成
している。そして、Ｃフィルターは、入射角θで入射す
る外光１５中のＲ（赤色）成分を観察者が通常見る角度
（視角α）外に反射回折するように構成されており、同
様に、Ｍフィルターは、入射角θで入射する外光１５中
のＧ（緑色）成分を視角α外に反射回折するように、Ｙ
フィルターは、入射角θで入射する外光１５中のＢ（青
色）成分を視角α外に反射回折するように構成されてい
る。
【００３０】したがって、外光中の入射角θで入射する
成分１５は、ガラス基板１を経てホログラムカラーフィ
ルター２８に入射し、Ｃフィルターの画素においては、
Ｒ成分が抜けたＣ成分が、Ｍフィルターの画素において
は、Ｇ成分が抜けたＭ成分が、Ｙフィルターの画素にお
いては、Ｂ成分が抜けたＹ成分がそれぞれ通過し、ＩＴ
Ｏ膜２を経て、ＴＦＴ７のスイッチングにより画素電極
５とＩＴＯ膜２の間に電圧印加がされて透過状態にある
画素の液晶層３を透過し、反射板兼画素電極５により所
定方向に反射され（反射板兼画素電極５の表面が鏡面の
場合は正反射、散乱反射面の場合は反射散乱）、再度液
晶層３、ＩＴＯ膜２、ホログラムカラーフィルター２
８、ガラス基板１を通って、その画素のフィルターの通
過成分の色の光のみが観察者の目に達する。
成分１５は、ガラス基板１を経てホログラムカラーフィ
ルター２８に入射し、Ｃフィルターの画素においては、
Ｒ成分が抜けたＣ成分が、Ｍフィルターの画素において
は、Ｇ成分が抜けたＭ成分が、Ｙフィルターの画素にお
いては、Ｂ成分が抜けたＹ成分がそれぞれ通過し、ＩＴ
Ｏ膜２を経て、ＴＦＴ７のスイッチングにより画素電極
５とＩＴＯ膜２の間に電圧印加がされて透過状態にある
画素の液晶層３を透過し、反射板兼画素電極５により所
定方向に反射され（反射板兼画素電極５の表面が鏡面の
場合は正反射、散乱反射面の場合は反射散乱）、再度液
晶層３、ＩＴＯ膜２、ホログラムカラーフィルター２
８、ガラス基板１を通って、その画素のフィルターの通
過成分の色の光のみが観察者の目に達する。
【００３１】この例の場合、反射型ホログラム２８の回
折角度制限特性を視角制限に利用できないが、カラー表
示単位２１中の画素Ｃ、Ｍ、Ｙの変調状態の組み合せに
よって３つの色の光の加法混色により任意の色が任意の
輝度で明るい表示が可能になる。Ｃ、Ｍ、Ｙの加法混色
のため色の純度が低下するが、バックライトを用いない
で明るい反射型のカラー液晶表示装置を構成することが
できる。
折角度制限特性を視角制限に利用できないが、カラー表
示単位２１中の画素Ｃ、Ｍ、Ｙの変調状態の組み合せに
よって３つの色の光の加法混色により任意の色が任意の
輝度で明るい表示が可能になる。Ｃ、Ｍ、Ｙの加法混色
のため色の純度が低下するが、バックライトを用いない
で明るい反射型のカラー液晶表示装置を構成することが
できる。
【００３２】以下、図５の反射型カラー液晶表示装置の
具体例を説明する。ＴＦＴが形成されたガラス基板上に
アクリルをスピンコートより成膜した後、ＴＦＴとのコ
ンタクトホールを形成し、その上にアルミニウムをスパ
ッタリングし、フォトリソグラフィーにより反射電極を
形成した。
具体例を説明する。ＴＦＴが形成されたガラス基板上に
アクリルをスピンコートより成膜した後、ＴＦＴとのコ
ンタクトホールを形成し、その上にアルミニウムをスパ
ッタリングし、フォトリソグラフィーにより反射電極を
形成した。
【００３３】他方、体積ホログラム用フォトポリマーフ
ィルムを両面からメタルマスク（開口板）で挟み、メタ
ルマスクを１画素ずつずらしながら、６３３ｎｍ（Ｈｅ
−Ｎｅレーザー）、５１４ｎｍ（Ａｒレーザー）、４８
８ｎｍ（Ａｒレーザー）の露光を順次行い、リップマン
ホログラムを作製した。このメタルマスクには、１画素
ピッチに相当する幅のストライプ状の孔が形成されたも
のを使用した。露光は、参照光はフィルム表面に法線方
向と２０°なすように入射させ、物体光は散乱板からの
散乱光がフィルム裏面に略垂直になるように入射させ
た。以上の操作により、フィルムに直角な方向から２０
°の角度で入射した光が最も効率よく正面に反射され、
しかも、Ｒ、Ｇ、Ｂの反射特性を有するホログラムのス
トライプパターンを作製することができた。
ィルムを両面からメタルマスク（開口板）で挟み、メタ
ルマスクを１画素ずつずらしながら、６３３ｎｍ（Ｈｅ
−Ｎｅレーザー）、５１４ｎｍ（Ａｒレーザー）、４８
８ｎｍ（Ａｒレーザー）の露光を順次行い、リップマン
ホログラムを作製した。このメタルマスクには、１画素
ピッチに相当する幅のストライプ状の孔が形成されたも
のを使用した。露光は、参照光はフィルム表面に法線方
向と２０°なすように入射させ、物体光は散乱板からの
散乱光がフィルム裏面に略垂直になるように入射させ
た。以上の操作により、フィルムに直角な方向から２０
°の角度で入射した光が最も効率よく正面に反射され、
しかも、Ｒ、Ｇ、Ｂの反射特性を有するホログラムのス
トライプパターンを作製することができた。
【００３４】このホログラムを上記反射電極面上に整列
してラミネートした後、その基板と表示部分にＩＴＯ膜
が全面に成膜された基板とを、通常のセル組工程を経て
貼り合わせ、相転移型ゲストホスト液晶を間に注入し
て、ホログラム反射散乱層を反射電極上に有する反射型
液晶パネルを作製した。
してラミネートした後、その基板と表示部分にＩＴＯ膜
が全面に成膜された基板とを、通常のセル組工程を経て
貼り合わせ、相転移型ゲストホスト液晶を間に注入し
て、ホログラム反射散乱層を反射電極上に有する反射型
液晶パネルを作製した。
【００３５】この反射型液晶パネルの駆動試験を行い、
通常の角度方向から表示を観察したところ、従来の偏光
板付き反射型パネルとＯＮ状態で比較すると、より明る
い表示が得られた。
通常の角度方向から表示を観察したところ、従来の偏光
板付き反射型パネルとＯＮ状態で比較すると、より明る
い表示が得られた。
【００３６】以上、本発明のホログラムを用いた反射型
液晶表示装置をいくつかの実施例に基づいて説明してき
たが、本発明はこれら実施例に限定されず種々の変形が
可能である。また、使用する液晶も相転移型ゲストホス
ト液晶に限らず、偏光板を用いたり偏光板を用いないで
よい各種の液晶、例えば、ＴＮ、ＳＴＮ、反射型ＳＴ
Ｎ、電界誘起複屈折モード、Optically Compensated Be
ndモード、Heilmeier 型ゲストホストモード、二層型ゲ
ストホストモード、αゲストホストモード、コレステリ
ック・ネマチック相転移モード、高分子分散型モード等
の液晶を用いることもできる。
液晶表示装置をいくつかの実施例に基づいて説明してき
たが、本発明はこれら実施例に限定されず種々の変形が
可能である。また、使用する液晶も相転移型ゲストホス
ト液晶に限らず、偏光板を用いたり偏光板を用いないで
よい各種の液晶、例えば、ＴＮ、ＳＴＮ、反射型ＳＴ
Ｎ、電界誘起複屈折モード、Optically Compensated Be
ndモード、Heilmeier 型ゲストホストモード、二層型ゲ
ストホストモード、αゲストホストモード、コレステリ
ック・ネマチック相転移モード、高分子分散型モード等
の液晶を用いることもできる。
【００３７】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のホログラムを用いた反射型液晶表示装置によると、制
限された反射散乱角内に回折する反射散乱ホログラム層
を備える場合には、その反射散乱角が任意に設定できる
ので、反射型液晶表示装置の用途に最も適した視角特性
を得ることができる。また、制限された反射散乱角内に
回折する反射型カラーフィルター兼用の反射散乱ホログ
ラム層を備える場合には、それに加えて、カラーフィル
タを使用することなく反射型液晶表示装置の反射輝度を
向上させて、明るいカラー画像が得られる。さらに、液
晶層の観察側に、隣接する画素間で所定の入射角で観察
側から入射する光中の異なる波長成分を観察域外に反射
回折する反射型ホログラム層を備える場合には、Ｃ、
Ｍ、Ｙの加法混色により明るい反射型カラー液晶表示装
置を構成することができる。
のホログラムを用いた反射型液晶表示装置によると、制
限された反射散乱角内に回折する反射散乱ホログラム層
を備える場合には、その反射散乱角が任意に設定できる
ので、反射型液晶表示装置の用途に最も適した視角特性
を得ることができる。また、制限された反射散乱角内に
回折する反射型カラーフィルター兼用の反射散乱ホログ
ラム層を備える場合には、それに加えて、カラーフィル
タを使用することなく反射型液晶表示装置の反射輝度を
向上させて、明るいカラー画像が得られる。さらに、液
晶層の観察側に、隣接する画素間で所定の入射角で観察
側から入射する光中の異なる波長成分を観察域外に反射
回折する反射型ホログラム層を備える場合には、Ｃ、
Ｍ、Ｙの加法混色により明るい反射型カラー液晶表示装
置を構成することができる。
【図１】本発明によるホログラムを用いた反射型液晶表
示装置の第１の実施例の断面図である。
示装置の第１の実施例の断面図である。
【図２】図１の反射型液晶表示装置に用いる反射散乱ホ
ログラムの撮影のための配置を示す図である。
ログラムの撮影のための配置を示す図である。
【図３】図２の配置によって得られた反射散乱ホログラ
ムの作用を説明するための図である。
ムの作用を説明するための図である。
【図４】図１の反射型液晶表示装置を反射型カラー液晶
表示装置に構成した実施例の断面図である。
表示装置に構成した実施例の断面図である。
【図５】本発明によるホログラムを用いた反射型液晶表
示装置の第２の実施例の断面図である。
示装置の第２の実施例の断面図である。
【図６】図２の反射型液晶表示装置に用いる反射散乱ホ
ログラムの撮影のための配置を示す図である。
ログラムの撮影のための配置を示す図である。
【図７】本発明によるホログラムを用いた反射型液晶表
示装置の第３の実施例の断面図である。
示装置の第３の実施例の断面図である。
１…ガラス基板 ２…ＩＴＯ膜 ３…液晶層 ４…反射散乱ホログラム ５…反射板兼画素電極 ６…絶縁層 ７…ＴＦＴ ８…ガラス基板 １０…体積ホログラム感材 １１…散乱板 １２…参照光 １２Ｒ…Ｒ波長域内にある波長の参照光 １２Ｇ…Ｇ波長域内にある波長の参照光 １３…照明光 １３Ｒ…Ｒ波長域内にある波長の照明光 １３Ｇ…Ｇ波長域内にある波長の照明光 １４…散乱光 １５…外光 １６…回折光 ２０…カラーフィルター ２１…カラー表示単位 ２４…カラーフィルター兼用の視角が制限された反射散
乱ホログラム ２５Ｒ…露光域をＲ画素の位置に制限する開口板 ２５Ｇ…露光域をＧ画素の位置に制限する開口板 ２８…ホログラムカラーフィルター
乱ホログラム ２５Ｒ…露光域をＲ画素の位置に制限する開口板 ２５Ｇ…露光域をＧ画素の位置に制限する開口板 ２８…ホログラムカラーフィルター
Claims (8)
- 【請求項１】 画素毎に区切られた画素電極と共通電極
の間に挟持され、画素毎に透過率が制御可能な液晶層を
備えた反射型液晶表示装置において、液晶層の観察側と
反対側に、所定の入射角で観察側から入射する光を制限
された反射散乱角内に回折する反射散乱ホログラム層を
備えていることを特徴とするホログラムを用いた反射型
液晶表示装置。 - 【請求項２】 前記反射散乱ホログラム層が複数の波長
域において制限された反射散乱角内に回折する特性を有
することを特徴とする請求項１記載のホログラムを用い
た反射型液晶表示装置。 - 【請求項３】 前記反射散乱ホログラム層が連続する波
長域において制限された反射散乱角内に回折する特性を
有することを特徴とする請求項１記載のホログラムを用
いた反射型液晶表示装置。 - 【請求項４】 前記液晶層の観察側に画素電極と整列し
てＲＧＢのカラーフィルターが配置されていることを特
徴とする請求項１から３の何れか１項記載のホログラム
を用いた反射型液晶表示装置。 - 【請求項５】 画素毎に区切られた画素電極と共通電極
の間に挟持され、画素毎に透過率が制御可能な液晶層を
備えた反射型液晶表示装置において、液晶層の観察側と
反対側に、隣接する画素間で所定の入射角で観察側から
入射する光中の異なる波長成分を制限された反射散乱角
内に回折する反射型カラーフィルター兼用の反射散乱ホ
ログラム層を備えていることを特徴とするホログラムを
用いた反射型液晶表示装置。 - 【請求項６】 画素毎に区切られた画素電極と共通電極
の間に挟持され、画素毎に透過率が制御可能な液晶層を
備えた反射型液晶表示装置において、液晶層の観察側
に、隣接する画素間で所定の入射角で観察側から入射す
る光中の異なる波長成分を観察域外に反射回折する反射
型ホログラム層を備えていることを特徴とするホログラ
ムを用いた反射型液晶表示装置。 - 【請求項７】 前記の観察域外に反射回折される波長成
分がＲ、Ｇ、Ｂの何れかの成分であることを特徴とする
請求項６記載のホログラムを用いた反射型液晶表示装
置。 - 【請求項８】 前記液晶層が相転移型ゲストホスト液晶
からなることを特徴とする請求項１から７の何れか１項
記載のホログラムを用いた反射型液晶表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26443796A JP3717016B2 (ja) | 1996-10-04 | 1996-10-04 | ホログラムを用いた反射型液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26443796A JP3717016B2 (ja) | 1996-10-04 | 1996-10-04 | ホログラムを用いた反射型液晶表示装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004335698A Division JP3916244B2 (ja) | 2004-11-19 | 2004-11-19 | ホログラムを用いた反射型液晶表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10111501A true JPH10111501A (ja) | 1998-04-28 |
| JP3717016B2 JP3717016B2 (ja) | 2005-11-16 |
Family
ID=17403187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26443796A Expired - Fee Related JP3717016B2 (ja) | 1996-10-04 | 1996-10-04 | ホログラムを用いた反射型液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3717016B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000180624A (ja) * | 1998-10-05 | 2000-06-30 | Dainippon Printing Co Ltd | カラ―フィルタ |
| JP2002014629A (ja) * | 2000-06-28 | 2002-01-18 | Dainippon Printing Co Ltd | カラー表示装置 |
| JP2002148421A (ja) * | 2000-11-08 | 2002-05-22 | Dainippon Printing Co Ltd | 反射型ホログラムカラーフィルター及びそれを用いた反射型液晶表示装置 |
| KR20030024595A (ko) * | 2001-09-18 | 2003-03-26 | 세이코 엡슨 가부시키가이샤 | 액정 표시 장치 및 전자기기 |
| US6762810B2 (en) * | 1995-11-30 | 2004-07-13 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Liquid crystal display device using a hologram, hologram scatter plate, and process of replicating a diffuse reflection type hologram |
-
1996
- 1996-10-04 JP JP26443796A patent/JP3717016B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6762810B2 (en) * | 1995-11-30 | 2004-07-13 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Liquid crystal display device using a hologram, hologram scatter plate, and process of replicating a diffuse reflection type hologram |
| JP2000180624A (ja) * | 1998-10-05 | 2000-06-30 | Dainippon Printing Co Ltd | カラ―フィルタ |
| JP4504482B2 (ja) * | 1998-10-05 | 2010-07-14 | 大日本印刷株式会社 | カラーフィルタ |
| JP2002014629A (ja) * | 2000-06-28 | 2002-01-18 | Dainippon Printing Co Ltd | カラー表示装置 |
| JP2002148421A (ja) * | 2000-11-08 | 2002-05-22 | Dainippon Printing Co Ltd | 反射型ホログラムカラーフィルター及びそれを用いた反射型液晶表示装置 |
| KR20030024595A (ko) * | 2001-09-18 | 2003-03-26 | 세이코 엡슨 가부시키가이샤 | 액정 표시 장치 및 전자기기 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3717016B2 (ja) | 2005-11-16 |
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