JPH01200327A - 投写型カラー液晶表示装置 - 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】 〔概要〕 相転移型液晶を利用した投写型カラー表示装置に関し、 簡単な方法でカラー表示を行うことを目的とし、液晶表
示パネルの片面を構成する複数の電極片のそれぞれの両
端に電極端子を設け、必要とする電極片の電極端子間に
通電し、該電極片を加熱して液晶の温度を局所的に変え
ることにより投写型カラー液晶表示装置を構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は相転移型液晶を利用した投写型カラー表示装置
に関する。

投写型表示方法としては捩れネマティック効果（Ｔｗｉ
ｓｔｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ　Ｅｆｆｅｃｔ）を用いたＴ
Ｎ表示が行われているが、偏光板を必要とするため光損
失が大きく、明るい表示が得られにくい。

一方、ネマティック−コレステリック相転移型液晶表示
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、また単純マトリックス構成で大容量表示が
できると云う特徴がある。

次に、投写型カラー表示方法としては次の二つの方法が
知られている。

■　ＲＧＢ　（Ｒｅｄ−Ｇｒｅｅｎ−Ｂｌｕｅ）のフィ
ルタを使用する方法。

■　それぞれ別の液晶層を透過した光を光学系によりス
クリーン上で混合して投写する方法。

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。

また、■の方法は装置が大形化してしまい、コスト高に
なると云う問題がある。

これらのことから何れも実用化されるに到っていない。

〔従来の技術〕

発明者等はかねてよりネマティック−コレステリック相
転移型液晶表示の研究を行っており、液晶の白濁状態に
おけるコレステリック相の螺旋構造に起因した回折散乱
によって光透過率に波長依存性が生じるが、この現象を
利用した投写型カラー表示方法を提案している。（特願
昭６１−１９４６１７昭和６２年８月７日出願） この概要を説明すると次のようになる。

第４図はネマティック−コレステリック相転移型液晶の
表示原理を示すもので、横軸には印加電圧を、また縦軸
には散乱することなく液晶層を通過した投射光の光透過
率（非散乱透過率）を示している。

すなわち、ネマティック液晶にコレステリック液晶を混
合した液晶組成物は、電圧が加わらないか或いは印加電
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、光は散乱されて投射用の集光レンズの
外に散ってしまうため光透過率は少なく、従ってスクリ
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、光は散乱されずに集光レ
ンズに入射するため、スクリーン上では明部となる。

そして、コレステリック相とネマティック相との相転移
は同図に示すように印加電圧に対してヒステリシスカー
ブを描く。

このことは同一の駆動電圧（Ｖｄ）で光学的に異なる双
安定状態をとり得ることを示しており、この現象を利用
して大容量表示が行われている。

こ＼で、発明者等は双安定状態におけるコレステリック
相での散乱は液晶の螺旋構造に原因しているが、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
っている。

そのため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、螺旋ピッチにはある程度のばらつきがあり、また
螺旋軸の方向も一定でないために光は幅の広い同心円上
に散乱される。

こ＼で、散乱効率η□、はブラック角入射の条件で次式
で近似されている。

Ｗ＋ｓａｘ　＝ｓｉｎ”（ｋπδ１１ｄ／λ）　　　　
・（１）但し、δ、・・・屈折率異方性 ｄ　・・・セル厚 λ　・・・光の波長 この（１）式から判るように光透過率は波長とセル厚依
存性をもっており、実験的にはセル厚の増加に比例して
光透過率は約４０％から約２％の範囲で周期的に変化し
、また測定波長により繰り返し周期が変化する。

発明者等が提案している投写型カラー表示方法はこのよ
うな光透過率の波長依存性によりスクリーン上の画、像
に色付きが生じるのを利用してカラー表示を行うもので
ある。

然し、か＼るカラー表示は表示装置を構成する液晶の温
度によっても敏感に影響することが判った。

すなわち、双安定状態におけるコレステリッターネマテ
ィック液晶の光透過率は波長依存性と共に顕著な温度依
存性をもっている。

そのため、カラー表示を行うためには液晶を所定の温度
に保って１史用しなければならないと云う煩わしさがあ
った。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上記したように双安定状態におけるコレステリック−
ネマティック液晶の光透過率は波長依存性と共に顕著な
温度依存性をもっており、安定したカラー表示を行うに
は温度管理が重要であることが問題である。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題は液晶表示パネルの片面を構成する複数の電
極片のそれぞれの両端に電極端子を設け、必要とする電
極片の電極端子間に通電し、該電極片を加熱するごとに
より液晶の温度を局所的に変え、カラー表示を行う投写
型カラー液晶表示装置により解決することができる。

〔作用〕

本発明は投写型液晶表示装置において、スクリーンに投
写した画像の色が温度変化により変化するのを逆に利用
し、カラー表示を行うものである。

−例として、第２図に示す５成分からなるコレステリッ
ク−ネマティック液晶組成物について温度依存性を説明
する。

第２図の成分のうち、エタン系、ビシクロヘキサン系お
よびビフェニル系液晶はネマティック液晶であり、カイ
ラルネマティック系液晶はコレステリンク液晶である。

この混合液晶を等刃組転移温度以上で混合して相転移型
の液晶を作り、これをパネル厚が６μｍの液晶セルに注
入して白濁状態の液晶パネルを作り、これに平行度のよ
い白色光を垂直に入射させ、液晶の温度を１０〜５０℃
の範囲で階段的に変えながら液晶輝度計を用いて色の三
要素であるマンセル彩度（純度）、マンセル色相および
マンセル明度（明るさ）を測定した結果が第３図である
。

本発明は液晶の温度により表示色が顕著に異なるのを利
用し、逆に積極的に液晶の温度を変えることによりカラ
ー投写表示を行うものである。

〔実施例〕

第１図はセグメント方式をとる液晶表示パネルの電極の
構成を示す模式図であって上部電極と下部電極の構成を
示している。

こ−で、電極は酸化５ｙＪ（ＳｎＯ□）と酸化インジウ
ム（ＩｎＯｚ）の固溶体からなる透明電極から構成され
ており、従来と異なるところは上部電極の各電極片（セ
グメント）１の両端に電極端子２，２′が設けられてい
て、各電極片１の電極端子２，２゛までパターン形成さ
れている端子３．３′を通じて通電することにより各電
極片１が加熱するよう構成されていることである。

なお、各電極片１に対する駆動電圧の印加は各電極片１
に通じる端子３，３′の何れか（例えば３）と共通電極
である下部電極の端子４との間に行われる。

そして、表示しようとする電極片１と下部電極の間に駆
動電圧（Ｖｄ）を印加すると同時に電極片１に各色の発
色に必要な電流を通じ、電極片１を加熱すればよい。

このような方法をとることによりカラー表示を行うこと
ができる。

〔発明の効果〕

相転移型液晶の温度を変えてカラー表示を行う本発明の
実施により簡単な方法で多色のカラー投写表示が可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は液晶パネルの電極構成図、 第２図は使用液晶の組成、 第３図は投写表示色の温度依存性、 第４図は相転移型液晶について光透過率と印加電圧との
関係図、 である。 図において、 １は電極片、　　　　　　２．２′は電極端子、３．３
”、４は端子、 である。 ソＥＪｂノぐネルめ１ｉネジ涜」＾（図％　１　図 Ｃ２Ｈ，−＠−（（Ｈ２）２−＠−Ｃ，Ｈ，，エタン秀
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ク！、　　　ＩＯ′Ｉ蚊写表１、色ｎ温演依春逢 第　３　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　相転移型液晶を利用した投写型カラー表示装置におい
   て、 液晶表示パネルの片面を構成する複数の電極片のそれぞ
   れの両端に電極端子を設け、必要とする電極片の電極端
   子間に通電し、該電極片を加熱することにより液晶の温
   度を局所的に変え、カラー表示を行うことを特徴とする
   投写型カラー液晶表示装置。