JPS5895378A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は液晶の配向角を電界によって制御する事により
、種々の表示色を実現する事のできる、いわゆるＥＣＢ
（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｂｉｒｅｆｆｒ
ｅｎｇｅｎｃｅ）効果を利用した液晶表示装置に関する
ものである。

発明の技術的背景 第１図はＥＣＢ型カラー液晶表示装置の構造の一例を示
したものである。２枚の透明電極基板１１．１２はそれ
ぞれガラス寺の透明基板１１１゜１２１に透明電極’１
ｘ、１２２を設けたものであり、この基板１１．１２間
にネマチック液晶１３を挾持して表示セルを構成してい
る。液晶１３はその分子軸が基板の表面に垂直になるよ
うに配向されている。この表示セルに電界を印加すると
、液晶分子軸と基板人面とのなす角度を変える事ができ
、この結果液晶層の屈折率を変える事ができる。表示セ
ルの両側には偏光板１４゜１５が、その偏光軸が互いに
直交するように配置されている。

偏光板１４．１５の偏光軸と液晶分子軸の配向方向の関
係は第２図に示すように、偏光板１４．１５の偏光軸２
２．２３が液晶分子軸２１と約４５°をなすように設定
されている。

この装置において、いま偏光板１５側に光源１６をおい
たときの入射光の伝播についてみると、まず電圧無印加
時は、入射光は偏光板１５によシ偏光された後液晶１３
を伝播するが、液晶の光軸方向に沿っての伝播であるの
で何の影響も無く偏光板１４に到達する。このとき偏光
板１４．１５の偏光軸が直交しているので光は透過しな
い。次に電圧が印加されると液晶分子と基板とのなす角
が変化し、液晶層の屈折率異方性が生ずるため、入射光
は液晶中で楕円偏光を受け、偏光板１４を透過して外部
に出てくる。

この透過光強度は複屈折による正常光と異常光の干渉に
よって波長依存性を生じ、この波長依存性は液晶分子の
角度によって変わる。そこで電圧によって液晶分子角度
をコントロールする事によシ、透過光の波長すなわち表
示色を変える事ができる。

上述の例では液晶分子は基板表面に垂直に配向したが、
平行に配向しても良く、又一方は垂直、他方は水平に配
向しても良い。

背景技術の問題点 ＥＣＢ型カラー液晶表示装置は、正常光と異常光の干渉
を利用するものであり、入射光の入射角が異なると液晶
層での光路差が異なるため干渉波長が変化し、このため
入射角が一定でないと、色純度が下がり、視角によって
表示色が変わる、という問題が有った。このような問題
を低減するため、現実に使用する際は第３図に示すよう
な投写型にする必要があった。即ち光源３１からの元を
レンズ３２で集光して液晶光示器３３に入射し表示器３
３上の像をレンズ３４によってスクリーン３５に投影す
る。これによシ、液晶表示器３３への入射角はレンズの
開口角程度に制限されるから、上記の問題は一応解消さ
れる。しかしながら、このようにすると投写型であるた
めどうしても装置が大形になり、用途も限定され、特に
奥行きが制限される用途には全く不適であった。又光源
３１も投写用の光源が必要であシ、安価な白熱ランプ、
螢光灯々どは使用できなかった。

発明の目的 本発明は、投写型とすることなく視角によシ光示色か変
化するという問題を解決した、ＥＣＢ効果を利用した液
晶表示装置を提供するものである。

発明のＳ要 本発明は、ＥＣＢ効果を利用してカラー表示を行なう液
晶表示セルの少なくとも一方の面に、表示セルへの入射
光のうち一定範囲の入射角の光のみを伝達する光ガイド
板を設けることにより、複屈折性の角度依存性を低減し
、視角によって表示色が変化するという問題を解決する
。

発明の効果 本発明によれは、投写型にすることなく表示色の角度依
存性を低減することができる。従っ５− てまた、装置を大型にすることなく広い用途に利用する
ことが可能となシ、光源としても安価な白熱ランプや螢
光灯を用いることができる。

発明の実施例 以下に本発明の実施例につき述べる。第４図は本発明の
第１の実施例である。基本構成は第１図と同じであるの
で、対応する部分には第１図と同一符号を付しである。

第１図と異なる点は、表示セルの光源１６と反対側の面
に光ガイド板としてファイバープレート４１を配設しで
あることである。ファイバープレートは良く知られてい
るように一定の開口角で入射してくる光のみを伝達する
。従ってこの実施例によればファイバープレート４１を
通して観測者に到達する光は一定範囲の入射角で液晶層
を通過してきた光であるので、前述した表示色の視角依
存性を低減する事ができる。この場合特に、ファイバー
プレート４ノの光出射端面を拡散性にしておけば任意の
方向から像を見る事ができる。

この時基板１２１の厚みは十分薄くすることが望６− ましく、実際は０．６　ｕ以下で大きな効果を得ること
が出来た。壕だ、ファイバープレート４１と基板１２１
を兼ねても良い。

こうして、この実施例によれば、小形で広い視角にわた
って表示色の変化がないカラー液晶表示装置が実現でき
る。

第５図は本発明の８ｇ２の実施例である。本実施例にお
いては光ガイド板としてマイクロルーパー５１を用い、
更にその前面に拡散フィルム５２を設けている。マイク
ロルーバー５１として、たとえばライトコントロールフ
ィルム（３Ｍ社製）を用いる事ができる。ライトコント
ロールフィルムの構造の一例を第６図に示す。このライ
トコントロールフィルムは透明層６１に非透明層６２が
層状に埋設された構造を有し、非透明層６２に平行に入
射した光のみが通過し、他は吸収されるという特徴をも
つもので、透過光の角度分布を限定することができる。

第６図のライトコントロールフィルムは通常用いられて
いるスリット状の一方向性ルーパーであり、非透明層６
２と直交する方向には透過光の角度分布を限定すること
が可能であるが、平行方向にはルーパーの効果が光われ
ない。このため、第７図に示すような、透明層７Ｉ内に
非透明層７２１と７２２をその面を互いに直交させて積
層した構造の格子状のルーパーを用いることにより任意
の方向に透過光の角度分布を限定することが出来る。

この実施例においても、観測者に到達する光は一定の入
射角をもって液晶層を通過してきた光のみとなり透過光
の色純度の低下や視角方向による色変化等の影響を少な
くすることができる。そしてこの光を拡散フィルム５２
で拡散させる事によって任意の方向から像を見る事がで
き、広視角化をはかることができる。またマイクロルー
バー５１と拡散フィルム５２を一体化することも■効で
ある。この場合も基板１２１の厚さは十分薄くする必要
が有シ、また基板１２１とマイクロルーバー５１とは兼
ねる方がより好ましい。

なお、以上の２つの実施例では、光ガイド板を液晶表示
セルの光源と反対側の面、即ち表示面側に設けたが、こ
れは光源側の面に設けてもよい。ただし、この場合にも
拡散フィルムは光源と反対側の面に設けなければ、広視
角化の効果が得られない。また液晶分子の配向方向は、
前述のように、基板に垂直の場合に限らず、水平配向さ
せてもよいし、一方の面側で垂直配向、他方の面側で水
平配向となるようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図はＥＣＢ型カラー液晶表示装置の基本構造図、第
２図はこの液晶表示装置の偏光板の偏光軸と液晶分子軸
との関係を示す図、第３図は従来のｇｃＢ型カラー液晶
人示装置の投写形構成図、第４図は本発明の第１の実施
例の構造図、第５図は本発明の第２の実施例の構造図、
第６図および第７図はマイクロルーバーの構造例を模式
的に示す図である。 １１．１２・・・透明電極基板、１３・・・ネマチック
液晶、１４．１５・・・偏光板、１６・・・光源、９− ４１・・・ファイバーフレート、５ノ・・・マイクロル
ーバー、５．？・・・拡散フィルム。 出願人代理人　　升埋士　鈴　江　武　彦１０− 第４図 第５図 ５５２− 第６図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１〕２枚の透明電極基板間に所定方向に配向したネマ
   チック液晶を挾持してなる表示セルの少なくとも一方に
   偏光板を配置し、この表示セルに印加する電界によシ液
   晶分子の方向を変化させ、液晶層を伝播する正常光と異
   常光の干渉を利用して表示色を変化させるようにした液
   晶表示装置において、前記表示セルの少なくとも一方の
   面に表示セルへの入射光のうち一定範囲の入射角の光の
   みを伝達する光ガイド板を設けたことを特徴とする液晶
   表示装置。 （２〕　　光ガイド板はファイバープレートまたはマイ
   クロルーバーでめる特許請求の範囲第１項記載の液晶表
   示装置。 （３）　　光ガイド板は透明電極基板を兼用するもので
   ある特許請求の範囲第１項記載の液晶表示装置。