JPS6349736A - 投写型カラー表示装置 - Google Patents

投写型カラー表示装置

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JPS6349736A
JPS6349736A JP61194617A JP19461786A JPS6349736A JP S6349736 A JPS6349736 A JP S6349736A JP 61194617 A JP61194617 A JP 61194617A JP 19461786 A JP19461786 A JP 19461786A JP S6349736 A JPS6349736 A JP S6349736A
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康男 山岸
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昭宏 望月
Masayuki Iwasaki
正之 岩崎
Toshiaki Yoshihara
敏明 吉原
Fumiyo Onda
恩田　文代
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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〕 液晶セルの光波長選択性を利用して選択波長の異なるセ
ルを積層し、これに白色光を投写し、通過光を集光レン
ズで集光してスクリーンに投写するカラー表示方法。
〔産業上の利用分野〕
本発明は螺旋構造をとるコレステリック液晶の波長選択
性を利用する投写形カラー表示方法に関する。
今まで、液晶表示法として模れネマティック効果（Ｔｗ
ｉｓｔｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ　Ｅｆｆｅｃｔ）を用いた
ＴＮ表示が−ａに行われているが、偏光板を必要とする
ため投写表示を行うには、光損失が大きく、明るい表示
が得られに（い。
一方、ネマティック−コレステリンク相転移形液晶表示
は偏光板を用いないために明るく、見やすい表示を得る
ことができ、また単純マ；・リソクス構成で大容量表示
ができると云う特徴がある。
第３図は相転移形液晶を用いた投写形ディスプレイの表
示原理を示すもので、横軸には印加電圧を、縦軸には散
乱することなく液晶層を通過した光量比（非散乱透過率
）を示している。
すなわち、印加電圧が低い場合は液晶は螺旋状の分子配
列をとるコレステリック相をとり、光は散乱されて投写
用の集光レンズの外に敗ってしまうため、スクリーン上
では暗部となる。
また、電圧が高い状態では液晶は電界の方向に分子が配
列したネマティック相となり、光は散乱されずにレンズ
に入射するため、スクリーン上では明部となる。
このようにネマティック液晶にコレステリンク液晶を混
合した液晶組成物は電圧が掛からない状態ではコレステ
リック相を示しているが、電界の増加によりネマティッ
ク相に変化し、一方、電界を滅じてゆくとネマティック
相からコレステリック相に相転移が起こり、この際の相
変化が印加電圧に対してヒステリシスカーブを描くこと
が知られている。
このことは、同一の駆動電圧で光学的に異なる双安定状
態をとり得ることを示し、このメモリ効果を利用して大
容量表示が行われている。
（Ａ、Ｍｏｃｈｉｚｕｋｉ　ｅｔｃ、Ｎｅｗ　Ｎｅｍａ
ｔｉｃ−Ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃ　ＬＣＤ　Ｕｓｉｎｇ
　ｌ１ｙｓｔｅｒｅｓｉｓ　Ｂｅｈａｖｉｏｒ’（ネマ
ティック−コレステリンク液晶のヒステリシス特性を用
いた表示方法）Ｓｏｃｉｅｔｙ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏ
ｎ　Ｄｉｓｐｌａｙ　１９８５　）本発明はか＼るネマ
ティック−コレステリック相転移液晶を用いた投写形カ
ラー表示に関するものである。
〔従来の技術〕
今まで、投写形のカラー表示法として、次の二つの方法
が知られているが、何れも実用化されるに到っていない
。
■　ＲＧＢ（Ｒｅｄ−Ｇｒｅｅｎ−Ｂｌｕｅ）フィルタ
を使う方法。
■　それぞれ別の液晶層を透過した光を光学系によって
スクリーン上で混合して投写する方法。
ここで、■の方法はスクリーンに投写すると、投写光量
が白黒画像の場合の１７３以下になると云う問題がある
。
すなわち、投写形ディスプレイを会議や公衆への表示に
用いる場合、暗闇で使用することは希であり、そのため
投写光量が少ないと投写像が外部光で隠れてしまうこと
による。
また、■の方法は装置が大形化してしまい、高価につい
てしまうと云う問題がある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
以上記したように液晶を使用した投写形のカラー表示に
は性能的および価格的な問題がある。
そこで、大容量表示が可能な相転移形液晶表示法を用い
、明るく、解像度が高く、且つコンパクトな投写形カラ
表示装置を実現することが課題である。
〔問題点を解決するための手段〕
上記の目的はコレステリッターネマティック相転移形液
晶を用いる液晶表示において、波長選択性をもつ複数の
液晶パネルを重ね合わせ、光源からの光を該複数の液晶
パネルに投写し、通過光を集光レンズを通してスクリー
ン上に投写して表示する表示方法をとることにより実現
することができる。
〔作用〕
本発明はコレステリッターネマティック相転移形液晶の
光散乱を研究した結果なされたものである。
すなわち、発明者等は双安定状態におけるコレステリッ
ク相での散乱は螺旋構造に由来するものであり、螺旋ピ
ッチに対応した屈折率変調によって光が回折されている
点に着目した。
すなわち、液晶分子は細長い構造をとり、屈折率の異方
性をもっているために液晶分子が基板に垂直に配列して
いる所と、水平に配列している所とでは屈折率が異なる
。
そのために螺旋ピッチに対応した屈折率変調が存在し体
積位相形の回折格子が形成されている。
但し２．螺旋ピッチにはある程度のばらつきがあり、ま
た螺旋軸の方向はランダムなため光は幅の広い同心円状
に散乱される。
この条件で散乱効率η□８はブラッグ角入射において次
式で近似されている。
ηｓａｗ　＝Ｓｉｎ”（１（πδ、　ｄ／λ）ここで６
７・・・屈折率異方性 ｄ　・・・セル厚 λ　・・・光の波長 である。
これから、η１ＩａＸはセル厚の増加に伴って周期的に
変動することが判る。
第１図は第３図に示したように広いヒステリシス幅をも
つ相転浮彫液晶についてセル厚と非散乱透過率′Ｉ／、
ｉ□との関係を示すもので、光源としてアルゴン（静）
レーザＩ（波長４７６ｎｍ）とヘリウム−ネオン（Ｈｅ
−Ｎｅ）レーザ２　（波長６３３ｎｍ）を用いて測定し
た結果を示している。
ここで、’Ｆ　ｒ＊　ｉ　、、は第３図に示すヒステリ
シスループにおいて最良の動作条件である駆動電圧Ｖｄ
を印加したときのネマティック状態３の非散乱透過光量
に対するコレステリンク状態４の透過光量の比である。
第１図から平＋ｓｉｎはセル厚が増すに従って周期的に
変動し、また測定波長が短いと周期も短くなることが判
る。
同図から青色の表示を行うにはセル厚を７μｍとするの
がよく、また赤色の表示を行うにはセル厚を３μｍとす
るのがよいことが判る。
すなわちセル厚が７μｍの場合は、赤い光は散乱されて
青色光がスクリーンに投写される。
また、３μｍの場合は青色光が散乱され、赤色光が投写
されて赤色の表示が得られる。
なお、より鮮やかな発色を得るには二色性色素を併用す
るのは補助的手段として有効である。
本発明はこのようにコレステリック−ネマティック相転
移形液晶を用いた液晶セルは第１図に示すように波長選
択性をもつことから、第４図に示すように複数の液晶セ
ルを重ね合わせ、これに光を投写してカラー表示を行う
ものである。
第４図は二個の液晶セルを重ね合わせた例で、両面に透
明電極５を設けた第１のガラス基板６に対向させて透明
電極７を設けた第２のガラス基板８．９を設け、セパレ
ータ１０により一定の間隔を保って液晶１１を封入した
構造をしている。
ここで、二個の液晶セルの厚さを、それぞれ表示色に対
応した光の波長に対して透過率が高くなるように設定し
、白色光に対して減色混合によって表示を行う。
すなわち、二つの層ともネマティック相のときは白色表
示となり、片方だけコレステリック相のときは、そのセ
ル厚の条件に対応した色となり、両方ともコレステリッ
ク相のときは二つの色の減色混合色を呈することになる
。
〔実施例〕
第２図は本発明に使用した投写形表示装置の断面図を示
すもので、光源１３よりの光は第１のフレネルレンズ１
４により平行光とした後、紫外線カツトフィルタ１５を
通して液晶パネル１６に入射し、透過光は第２のフレネ
ルレンズ１７でレンズ１８に集光され、ミラー１９で反
射されて、スクリーン２０に投影される。
ここで液晶パネル１６は本実施例の場合、二個の液晶セ
ルで構成しであるが、この液晶の組成はネマティック液
晶としてエタン系、ビシクロヘキサン系およびエステル
系を主成分とする混合液晶を８７重景％、コレステリフ
ク液晶として不斉炭素を二個有するカイラルネマテイン
ク液晶を１３３重丸を用い、これを等労相転移温度以上
で混合して相転浮彫液晶を作った。
この液晶をセル厚の異なる液晶セルに注入し、セル厚と
非散乱透過率との関係をＨｅ−Ｎｅ　レーザ（６３３ｎ
ｍ）　と計レーザ（４７６ｎｍ）を用いて測定し、第１
図の結果を得た。
この結果から青表示用のセルの厚さは７．０　μｍに、
また赤表示用のセルの厚さとして４．０μｍを選び、そ
れぞれ８０　Ｘ　１．２０　　ドツトの表示パネルを形
成した。
これらの表示パネルに上記の相転浮彫液晶を注入し、封
止したが、その際に青表示用の液晶セルには青の二色性
色素を、また赤表示用液晶セルには赤の二色性色素を１
重量％づつ添加した。
このように二層の液晶セルからなる表示パネル１６を第
２図に示すように表示装置にセットし、また光源は６５
０Ｗのハロゲンランプを用いた。
そして、青のカラー表示をする場合は赤表示用の液晶セ
ルはネマティック相として透明状態としておき、青表示
用の液晶セルに画像を形成して行う。
また赤のカラー表示をする場合は同様に青表示用の液晶
セルは透明状態としておき、赤表示用の液晶セルを表示
させる。
また黒（現実にはやや紫）の表示を行うには両方のセル
を同時に表示させればよい。
このようにすることにより青、赤、黒、白く背景部）の
四色表示を行うことができた。
なお、液晶セルを層構成することにより、−層の場合に
較べて光損失が大きいように思われるが、液晶セルが名
マチイック相をとる場合はセル厚が薄いこともあり、透
過率は良く、光吸収の影響は無視することができる。
〔発明の効果〕
以上記したようにコレステリック−ネマティック液晶セ
ルを波長選択性をもたせて形成し、これを重ね合わせて
形成すると複数のカラー表示を行うことができる。
なお、会議用や公衆表示用としては注意をひくべき部分
にのみ色付けを行うので、通常は二層構成で足りるが、
三層構成にすれば更に多くのカラー表示を行うことがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第１図は非散乱透過率（”Ｐ、ｉ、）とセル厚との関係
図、 第２図は本発明に使用した投写形表示装置の断面図、 第３図は相転浮彫液晶について非散乱透過率と印加電圧
との関係図、 第４図は本発明に使用した液晶パネルの断面図。 である。 図において、 ３はネマティック状態、 ４はコレステリック状態、工１は液晶、１３は光源、　
　　　　　　１６は液晶パネル、２０はスクリーン、 である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）コレステリック−ネマティック相転移形液晶を用
    いる液晶表示において、光波長選択性をもつ複数の液晶
    セルを積層し、白色光源からの光を該積層液晶セルに照
    射し、透過光をスクリーン上に投写して表示することを
    特徴とする投写形カラー表示方法。
  2. （２）積層して使用する複数の液晶セルのセル厚がそれ
    ぞれ異なり、波長選択性を備えて形成されていることを
    特徴とする特許請求の範囲第１項記載の投写形カラー表
    示装置。
JP61194617A 1986-08-20 1986-08-20 投写型カラー表示装置 Granted JPS6349736A (ja)

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CA000544780A CA1278080C (en) 1986-08-20 1987-08-18 Projection-type multi-color liquid crystal display device
US07/086,803 US4832461A (en) 1986-08-20 1987-08-19 Projection-type multi-color liquid crystal display device
EP87307321A EP0259058B1 (en) 1986-08-20 1987-08-19 Projection-type multi-colour liquid crystal display device
DE3789081T DE3789081T2 (de) 1986-08-20 1987-08-19 Projektions-Farb-Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung.

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