JPS63286819A - 相転移型液晶を用いた多色表示装置 - Google Patents

相転移型液晶を用いた多色表示装置

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JPS63286819A
JPS63286819A JP12104587A JP12104587A JPS63286819A JP S63286819 A JPS63286819 A JP S63286819A JP 12104587 A JP12104587 A JP 12104587A JP 12104587 A JP12104587 A JP 12104587A JP S63286819 A JPS63286819 A JP S63286819A
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JP
Japan
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liquid crystal
type liquid
voltage
display device
phase change
Prior art date
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Pending
Application number
JP12104587A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroyuki Gondo
権藤 浩之
Yoshiro Koike
善郎 小池
Hisashi Yamaguchi
久 山口
Yoshikazu Toyama
嘉一 遠山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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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】 〔概 要〕 本発明は異なる波長選択特性を有する相転移形液晶構造
体を複数個積層してライトバルブを構成し、このライト
バルブの各液晶に互いに表示色の異なる2組の双安定表
示状態となる電圧を与え、各液晶に与える電圧の組み合
わせで多色表示を可能にした相転移形液晶を用いた多色
表示装置である。
〔産業上の利用分野〕
本発明は特定の波長選択特性を有する相転移形液晶構造
体を複数個組み合わせて作ったライトバルブを用いた多
色表示装置に関する。
会議、教育、公衆への宣伝等、多数の人への情報の表示
を目的とした大画面表示方式として、相転移形液晶を用
いた投写方式が挙げられる。また、これに頻した表示方
式としては、投写型CRT、レーザ熱書込方式による液
晶ライトバルブ方式等が挙げられるが、これらは装置の
大きさや価格面で問題があり、十分な普及はなされてい
ない。
これに対して、相転移形液晶を用いた方式は、電界のみ
による書込方式であり、さらに簡単な光学系で済むため
小型で安価な投写表示システムを構成できるという特徴
を持っている。また、液晶自身がメモリ機能を持つため
に、大容量表示が可能であり、TN型液晶のように偏光
板を必要としないため明るい表示が実現できる。
現在、この相転移形液晶による投写型表示装置として多
色表示可能なマルチカラー表示装置が要望されている。
〔従来の技術〕
従来のマルチカラー表示装置の構成例が第9図および第
10図に示される。
第9図は液晶の各ドツトに対応したカラーフィルタを持
たせて多色表示を行う装置のパネル9oの部分のみを示
すものである。この装置ではたとえば、R(赤)、G(
緑)、B(青)の三原色のフィルタ構成をとっており、
各ドツトを構成する液晶のオン、オフにより8色(R,
G、 B、 RG、 RB、 GRと黒、白)のマルチ
カラー表示が可能となる。
ところが、この方式の装置ではR,G、Hの3つのドツ
トで1画素を構成しているので、画像の分解能がドツト
数の1/3になり、また、明るさも1/3になってしま
うという欠点がある。更に投写表示時にはこれを拡大表
示するために、混色が薄れて見づらいものとなる。
第10図は各色に対応したライトパルプ(遮光可能な弁
機能を持つ液晶パネル)を3組使用してこれをスクリー
ン上で重ね合わせて多色表示を行う戸 装置を示している。図において、41は光源、42はプ
リズム、43は特定の波長の色を透過させるダイクロツ
クミラー、44は特定の波長の色を透過させる液晶ライ
トバルブ、45は反射板、46は投射レンズ、47はス
クリーンであ、る。
この装置では光源41から出た光はプリズム42で波長
毎に分光され、グイクロックミラー43を通過して液晶
ライトバルブ44に至り、ここで透過制御されて反射板
45で反射し、再び液晶ライトバルブ44、グイクロッ
クミラー43、プリズム42を通って投射レンズ46に
至り、スクリーン47上に像を結ぶ。
この方式では各色が同一ドツト上に像を結ぶことができ
るので、明るく、分解能も良い。
ところが、この方式では明るさは確保できるが、液晶ラ
イトバルブ44や反射板45が3&I必要であるために
装置が複雑化し、コストも高いという欠点がある。
これらに対して、第11図に示すような相転移形液晶の
多層構造からなるマルチカラー表示装置が提案されてい
る。この装置は液晶ライトバルブ44が複数の表示色か
らなる多層液晶パネルであり、これら液晶層々のオン/
オフの組み合わせで多色発色が可能である。即ち、多層
状に積層する相転移形液晶構造体は、各々が異なる波長
の光を透過するように液晶層の材料構成やギャップに差
を持たせ、コレステリック相のフォーカルコニック状態
において透過波長選択性により各々の表示色が異なるよ
うになっている。
この例では2つの液晶構造体141.142が積層され
ている。第1の液晶構造体141は第1の基板111と
第2の基板112の間に第1の液晶層115があり、こ
の液晶層115の両面には互いに直交する透明電極11
6.117が設けられている。この構造は第2の液晶構
造体142についても同様であり、第3の基板113と
第4の基板115の間に第2の液晶H115があり、こ
の液晶層115の両面には互いに直交する透明電極11
9,120がある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところが、従来の多層構造パネルによるマルチカラー表
示装置は、第12図に示すように、相転移形液晶のヒス
テリシス特性を用いてネマチック層のホメオトロピック
状態H(透明、スクリーン上の表示色は白)と、コレス
テリック府のフォーカルコニック状aF (散乱、所定
の表示色)を用いて表示を行っていた為に、例えば2層
構造でBとGが表示色で、表示色以外の時は透明Tにな
る場合、下表に示すような各々の組み合わせにより4色
しか選ぶことができず、表示色が少ないという問題点が
あった。
表1 従来の2層構造パネルによる表示色本発明は前記
従来の多層構造パネルによるマルチカラー表示装置の表
示色数の少なさを解消し、同一の多層構造パネルによる
マルチカラー表示装置を用いてより多くの色数を表示で
きるようにすることを目的としている。
〔問題点を解決するための手段〕
前記目的を達成する本発明の相転移形液晶を用いた多色
表示装置の原理ブロック図が第1図に示される。
図において、液晶パネル1は透過光の波長選択特性の異
なる複数の相転移形液晶構造体が積層されて構成され、
光源3はこの液晶パネルに光を入射させ、投射レンズ4
は前記液晶パネルを透過した光を集光して所定距離離れ
た場所に像を結ばせる。そして前記液晶パネル1の各相
転移形液晶構造体にそれぞれ接続した電圧制御回路2は
、各液晶を独立にネマチック相のホメオトロピック状態
、コレステリック相のフォーカルコニック状態およびコ
レステリック相のグランジャン状態の3つの状態のいず
れかの状態に保持することができる。
〔作 用〕
本発明の相転移形液晶を用いた多色表示装置によれば、
相転移形液晶構造体を複数個積層した多層構造パネルの
各々の相転移形液晶に印加する電圧を変化させることに
より、ネマチック相のホメオトロピック状態、コレステ
リック相のフォーカルコニック状態およびコレステリッ
ク相のグランジャン状態の3つの状態が作り出されるの
で、ドツト毎に印加する電圧を変えて表示できる色の組
み合わせを増やすことができる。
〔実施例〕
以下添付図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する
第2図は本発明の相転移形液晶を用いた多色表示装置の
一実施例の構成を示すものである。図において、1はそ
の構造が第3図に詳細に示される透過光の波長選択性が
それぞれ異なる2つの相転移形液晶が積層された液晶パ
ネル、2は電圧制御回路であり、第1層駆動回路21と
第2層駆動回路とから構成される。3は光源であり、こ
の光源3から出た光はレンズ5.6によって光路を整え
られて液晶パネル1を透過した後に集光レンズ4を通っ
てスクリーン7に到達する。
光源3から出た光は白色光であり、液晶パネルl上の第
1層、第2層の液晶構造体が共に透明状態の液晶セルを
透過した光はスクリーン7上に白として表示されるが、
第1層あるいは第2層の液晶構造体が透過光の波長選択
性を持つ状態となったセルを透過した光はそのセルの持
つ光選択性に応じた表示色でスクリーン7上に表示され
る。第1層の液晶構造体および第2層の液晶構造体の各
セルが透明になるか光選択性を持つかは、それぞれ前記
第1層駆動回路21と第2層駆動回路22により各セル
に印加される電圧によって変化するようになっている。
第3図は前記液晶パネル1の構成の一例を示す断面図で
ある。積層する2つの相転移形液晶構造体1a、 lb
は、各々が異なる波長の光を透過するように液晶層の材
料構成やギャップに差を持たせ、コレステリック相のフ
ォーカルコニック状態において透過波長選択特性により
各々の表示色が異なるようになっている。ま尼、この例
では2つの液晶構造体1a、 lbは第1の基板11と
第3の基板13との間にある第2の基板12を共有して
おり、2層同時に製造されるようになっている。14.
15はそれぞれ第1、第2の液晶層を示しており、液晶
層14゜15の両面には互いに直交する複数本の透明電
極16が設けられている。
本発明では以上のように構成された液晶パネル1の第1
層の相転移形液晶構造体に、第4図(b)に示すような
青(B)を最も良く透過するような透過波長選択特性を
持ったものを使用し、第2層の相転移形液晶構造体に、
第4図(dlに示すような緑(G)を最も良く透過する
ような透過波長選択特性を持ったものを使用する。
第4図(alは前記第1層の相転移形液晶構造体の各セ
ルの電圧−透過率特性を示すものである。第1層の液晶
構造体が表示できる色はT(ネマチック相のホメオトロ
ピック状[)、St(コレステリック相のフォーカルコ
ニック状B)、Bt  (:]レステリツク相のグラン
ジャン状B)の三色であり、これらはそれぞれ次のよう
にして作る。
T ・・・電圧2Vdを印加し〔■の経路〕、その後電
圧をVdに保持する〔■の経路〕。
B2・・・電圧Vdの状態でTを表示している液晶構造
体の印加電圧を瞬時に0にし、そのまま無電圧を保持す
る〔■の経路〕。
B1・・・(L)電圧0の状態でB!を表示している液
晶構造体の印加電圧をVdまで引き上げる〔■の経路〕
、B1表示状態はこのまま電圧をVdに保持するか、ま
たは電圧を0に落とす〔■、■の経路〕。
(2)電圧Vdの状態でTを表示している液晶構造体の
印加電圧を徐々に0に落とす (■、■の経路〕。B1表示状態はこのまま電圧をVd
に引き上げても変わらない〔■の経路〕。
第4図(C)は前記第2層の相転移形液晶構造体の各セ
ルの電圧−透過率特性を示すものである。第2層の液晶
構造体が表示できる色はT、G、。
Gよの三色であり、これらの色を表示させる方法はTは
前記Tに同じであり、G2は前記B2と同じ、G、は前
記Bヨと同じである。
第5図中)は前記液晶パネル1の第1M上の液晶セルC
の配置および各液晶セルに電圧を印加する電極X、Yの
配置の一部を示すものである。以後これら9つのセルC
および電極X1〜X3、電極Y1〜Y3を用いて、各セ
ルCの表示色を駆動制御する方法について説明する。
第5図(a)は前記9つのセルCに全て異なった色を表
示させるために、実際に電極X1〜X3、電極Y1〜Y
3に印加する電圧のシーケンスを示している。液晶の劣
化を防止するために、この電圧の印加は液晶セルCに交
流が印加されるように、±2Vdの範囲で行う。
l)初期化・・・画面内金てのセルに共通に2Vd (
Vdはヒステリシスの中心電圧)を印加し、 透明な“■”状態とする。初期化時間 は40+++s (常温)を要し、1周期4vbsのパ
ルスを10周期繰り返す。
2)書込み・・・線順次に書込み変調動作で白濁化する
セル(OFFセル)には0■を印加し、透明化するセル
(ONセル)には2Vdを印加して“■”状態を保持す
る。こ れを全走査ラインに繰り返して書込 みを終了する。書込み時間は1ライ ンに付き4+msを要す、なお、選択後液晶セルにはV
dを非選択電圧として 印加する。
3)固定化・・・書込終了後、全てのセルに電圧Vdを
印加して透明状態または白濁状態の どちらかにする。
4)蓄積表示・・・固定化の状態から半白濁状態(前述
のグランジャン状態)にするセルに のみ、Ovを印加する。
以上第5図(a)のシーケンスにより、同図(b)に示
した9つのセルCに印加される電圧を電極間電圧Xm−
Ynで表し、それを絶対値で示したものが第6図である
。この図では各セルCの透明状態を○で表し、白濁状態
を・で表し、半白濁状態を■で表している。
初期化時には全ての電掻間に2Vdの電圧が印加されて
いる0次の書込期間では、透明状態にするセルのみが一
度電圧2Vdの状態に引き上げられた後に電圧Vdの状
態に保持され、白濁状態にするセルは一度電圧0に落と
された後に電圧Vdの状態に保持される。更に、固定化
期間では全てのセルCに電圧Vdが印加され、前記書込
期間で設定された表示が保持される。
蓄積表示期間では半白濁状態にするセルCの電極間電圧
が0■にされる。半白濁状態にできるのは前記固定化期
間で白濁状態となっているセルCのみであり、この例で
はXI   Yt 、X3−Yt 1X2−Y3間の電
圧が0■にされてセルCが半白濁化されている。
第7図は第5図(a)のシーケンスを液晶パネル1の第
1層液晶構造体に適用した結果、第5図(b)に示した
各セルCが表示する色を示している。そして、前記第5
図(alのようなシーケンスを別に作成して第2層液晶
構造体に電圧を印加し、例えば第8図のような表示色を
第2層に形成すると、液晶パネル1を透過して現れる色
の種類は下表のように9種類になる。
表2 本発明の液晶パネルによる表示色x、    x
t   x3 このように本発明の装置によれば、2つの相転移形液晶
構造体を積層するだけで9色を同時に表示することがで
きる。そして、積層する透過波長特性の異なる相転移形
液晶構造体の数を増やせば更に多くの色を表示すること
ができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明の相転移形液晶を用いた多
色表示装置によれば、従来の相転移形液晶を用いた多色
表示装置に比べてより多くの色表示が可能となり、安価
で小型な多色表示装置が実現できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理ブロック図、第2図は本発明の相
転移形液晶を用いた多色表示装置の一実施例の構成図、
第3図は第2図の液晶パネルの構成を示す断面図、第4
図(a)〜(d)は本発明に使用する相転移形液晶の電
圧−透過率特性および透過波長特性を示す線図、第5図
(a)は本発明の相転移形液晶構造体の各電極に印加す
る電圧波形図、第5図山)は本発明に使用する液晶パネ
ル上の液晶セルおよび電極の一部の構成を示す図、第6
図は第5図(b)の各電極間の電圧を同図(alのシー
ケンスで実行した時の各電極間電圧を絶対値で表したタ
イムチャート、第7図は第5図(a)のシーケンスによ
り液晶パネル上の第1層に表示される表示色を示す平面
図、第8図は第7図の第1Nに重ね合わされる第2層に
表示させる表示色の例を示す図、第9図は従来の多色表
示装置の表示パネルの斜視図、第10図は従来の液晶を
用いた多色表示装置の構成図、第11図は従来の相転移
形液晶を用いた多色表示装置の構成図、第12図は相転
移形液晶の駆動原理を示す図である。 1・・・液晶パネル、2・・・電圧制御回路、3・・・
光源、4・・・投射レンズ、5.6・・・レンズ、7・
・・スクリーン、14・・・第1の液晶層、15・・・
第2の液晶層、16・・・透明電極。 本発明の原理ブロック図 第1図 本発明の実施例のブロック図 第2図 第3図 (a)第1液晶層の電圧−透過率特性を示す図(C)第
2液晶層の電圧−透過率特性を示す図第4図 第1層の表示動作を示す電極間電圧のタイムチャート第
6図 第5図の釧句こより第1層に現れる表示色第2層に作る
表示色 第8図 従来の多色表示装置の・母ネル 第9図 従来の液晶を用いた多色表示装置 第10図 ■;11 従来の液晶表示装置の構成図 第11図 相転移形液晶の駆動原理を示す図 第12図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 透過光の波長選択特性がそれぞれ異なる複数の相転移型
    液晶構造体を積層した液晶パネル(1)と、この液晶パ
    ネルに光を入射させる光源(3)と、前記液晶パネルを
    透過した光を所定距離離れた場所に像を結ばせる投射レ
    ンズ(4)と、 前記液晶パネルの各相転移型液晶構造体にそれぞれ接続
    し、各液晶を独立にネマチック相のホメオトロピック状
    態、コレステリック相のフォーカルコニック状態および
    コレステリック相のグランジャン状態の3つの状態のい
    ずれかの状態に保持することができる電圧制御回路(2
    )と、 を備えた相転移形液晶を用いた多色表示装置。
JP12104587A 1987-05-20 1987-05-20 相転移型液晶を用いた多色表示装置 Pending JPS63286819A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4966441A (en) * 1989-03-28 1990-10-30 In Focus Systems, Inc. Hybrid color display system
US5050965A (en) * 1989-09-01 1991-09-24 In Focus Systems, Inc. Color display using supertwisted nematic liquid crystal material
US5302946A (en) * 1988-07-21 1994-04-12 Leonid Shapiro Stacked display panel construction and method of making same

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