JPH03150533A - 投写型カラー液晶表示素子 - Google Patents
投写型カラー液晶表示素子Info
- Publication number
- JPH03150533A JPH03150533A JP29068689A JP29068689A JPH03150533A JP H03150533 A JPH03150533 A JP H03150533A JP 29068689 A JP29068689 A JP 29068689A JP 29068689 A JP29068689 A JP 29068689A JP H03150533 A JPH03150533 A JP H03150533A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid crystal
- display
- green
- display element
- refractive index
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
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。
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〕
投写型カラー表示を行う液晶表示素子に関し、応答の速
い緑色表示を行うことを目的とし、ネマティック・コレ
ステリック相転移型液晶の光波長選択性を利用し、白色
光源からの光を液晶セルに照射し、スクリーン上に青色
の画像表示を行う表示素子において、前記液晶に黄色の
二色性色素を混合して緑色表示を行うことを特徴として
投写型カラー液晶表示素子を構成する。
い緑色表示を行うことを目的とし、ネマティック・コレ
ステリック相転移型液晶の光波長選択性を利用し、白色
光源からの光を液晶セルに照射し、スクリーン上に青色
の画像表示を行う表示素子において、前記液晶に黄色の
二色性色素を混合して緑色表示を行うことを特徴として
投写型カラー液晶表示素子を構成する。
〔産業上の利用分野］
本発明は応答の速い緑色表示を得る投写型カラー液晶表
示素子に関する。
示素子に関する。
ＯＡ （Ｏｆｆｉｃｅ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）化の進
展と共に講演会場や会議などにおいて投写型の表示を行
い乍ら説明を行う機会が増加している。
展と共に講演会場や会議などにおいて投写型の表示を行
い乍ら説明を行う機会が増加している。
か＼る用途に対しては従来よりオーバヘラ［プロジェク
タやスライドプロジェクタが使用されている。
タやスライドプロジェクタが使用されている。
然し、このように周期的に情報を入れ換えてスクリーン
に表示する投影装置よりも情報を信号の形で液晶表示素
子に入力し、随意に内容を書き換えてスクリーンに投写
表示できる表示装置の需要が高まっている。
に表示する投影装置よりも情報を信号の形で液晶表示素
子に入力し、随意に内容を書き換えてスクリーンに投写
表示できる表示装置の需要が高まっている。
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
おけるコレテリツ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。
転移型液晶表示の研究を行っており、液晶の白濁状態に
おけるコレテリツ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。
（特開昭６３−４９７３６．昭和６３年３月２１日公開
）この概要を説明すると次のようになる。
）この概要を説明すると次のようになる。
第２図はネマティック・コレステリンク相転移型液晶の
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する照射光の光透過
率（非散乱透過率）を示している。
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する照射光の光透過
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、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。
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、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、光は散乱れさすに集光レ
ンズに入射するため、スクリーン上では明部となる。
列したネマティック相となり、光は散乱れさすに集光レ
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１．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
ーブを描いている。
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
ーブを描いている。
か＼る相転移型液晶表示素子の必要条件はヒステリシス
ループの立ち上がり曲線１と立ち下がり曲線２の電圧幅
（ヒステリシス幅）が充分に広いことが必要である。
ループの立ち上がり曲線１と立ち下がり曲線２の電圧幅
（ヒステリシス幅）が充分に広いことが必要である。
こ−で、ヒステリシス幅は立ち下がり曲線２で透過率が
９０％を示す印加電圧値（ＶＤ！。）と立ち上がり曲線
１で透過率が２０％を示す印加電圧値（ｖ、２゜）の差
として定義されており、この中間の電圧値が駆動電圧（
Ｖ、）となる。
９０％を示す印加電圧値（ＶＤ！。）と立ち上がり曲線
１で透過率が２０％を示す印加電圧値（ｖ、２゜）の差
として定義されており、この中間の電圧値が駆動電圧（
Ｖ、）となる。
このことは、同一の駆動電圧（ν、）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。
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。
ご覧で、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
ッチに対応して屈折率変調が起こり、これによって光が
回折されている点に着目した。
相での散乱は液晶の螺旋構造に原因しているが、螺旋ピ
ッチに対応して屈折率変調が起こり、これによって光が
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。
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。
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はないために光は幅の広い同心円
上に散乱される。
螺旋軸の方向も一定ではないために光は幅の広い同心円
上に散乱される。
ニーで、散乱効率η、１８はブラッグ角入射の条件で次
式で近似されている。
式で近似されている。
ηｍａｘ ＝ｓｉｎ２（ｋｇΔ、、ｄ／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（非散乱透過率）
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。
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（非散乱透過率）
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
付きが生しるのを利用してカラー表示を行うものであり
、屈折率異方性やセル厚が大きくなると、表示色が赤→
紫→青→緑と変化することが明らかとなっている。
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
付きが生しるのを利用してカラー表示を行うものであり
、屈折率異方性やセル厚が大きくなると、表示色が赤→
紫→青→緑と変化することが明らかとなっている。
〔発明が解決しようとする課Ｈ］
発明者等が提案している投写型カラー表示方法は液晶の
回折散乱を利用したものであって、緑のカラー表示に成
功している。
回折散乱を利用したものであって、緑のカラー表示に成
功している。
然し、このような方法で緑のカラー表示を行う場合は屈
折率異方性やセル厚を大きくする必要がある。
折率異方性やセル厚を大きくする必要がある。
然し、屈折率異方性を大きくすると、一般に液晶の粘度
が高くなり、また、セル厚を厚くすると駆動電圧がセル
厚に比例して高くなるので安価なＣ−ＭＯＳ ＩＣでは
駆動できないと云う問題がある。
が高くなり、また、セル厚を厚くすると駆動電圧がセル
厚に比例して高くなるので安価なＣ−ＭＯＳ ＩＣでは
駆動できないと云う問題がある。
上記の課題はネマティック・コレステリック相転移型液
晶の光波長選択性を利用し、白色光源からの光を液晶セ
ルに照射し、スクリーン上に青色の画像表示を行う表示
素子において、前記液晶に黄色の二色性色素を混合して
緑色表示を行うことを特徴として投写型カラー液晶表示
素子を構成することにより解決することができる。
晶の光波長選択性を利用し、白色光源からの光を液晶セ
ルに照射し、スクリーン上に青色の画像表示を行う表示
素子において、前記液晶に黄色の二色性色素を混合して
緑色表示を行うことを特徴として投写型カラー液晶表示
素子を構成することにより解決することができる。
先に記したように、本発明に係る相転移型液晶を用いて
緑のカラー表示を行う場合、駆動電圧をＣ−ＭＯＳ Ｉ
Ｃに適合させるためにセル厚を抑えると、屈折率異方性
を太き（しなければならず、このため液晶の粘度が上昇
して応答が遅くなってしまうと云う問題がある。
緑のカラー表示を行う場合、駆動電圧をＣ−ＭＯＳ Ｉ
Ｃに適合させるためにセル厚を抑えると、屈折率異方性
を太き（しなければならず、このため液晶の粘度が上昇
して応答が遅くなってしまうと云う問題がある。
そこで、本発明は屈折率異方性やセル厚が小さくて済む
青の表示液晶に黄色の二色性色素を混合することにより
、色相を青色より緑色に変化させるもので、この青の表
示液晶は屈折率異方性が小さいので粘度が低く、そのた
め応答速度の速い緑色投写型カラー液晶表示素子を得る
ことができる。
青の表示液晶に黄色の二色性色素を混合することにより
、色相を青色より緑色に変化させるもので、この青の表
示液晶は屈折率異方性が小さいので粘度が低く、そのた
め応答速度の速い緑色投写型カラー液晶表示素子を得る
ことができる。
なお、二色性色素とは長軸方向に光を照射する場合には
透明であるが、短軸方向に照射する場合には着色する方
向性をもつ色素である。
透明であるが、短軸方向に照射する場合には着色する方
向性をもつ色素である。
相転移型液晶として第１表に示すネマティック液晶にカ
イラル中心を二つもつカイラルネマテインク液晶を１０
重量％混合して形成した。
イラル中心を二つもつカイラルネマテインク液晶を１０
重量％混合して形成した。
第１表
こ＼で、Ｎｏ。
１〜４は何れもエタン系液晶で、
混合比は重量比で２０：２０：１０：１０であり、残り
の４０％は他系の液晶である。
の４０％は他系の液晶である。
そして、他系の液晶の組成を変えて青色表示用ネマティ
ック液晶の屈折率異方性を２５°Ｃで０．２０３に、ま
た緑色表示用ネマティック液晶の屈折率異方性を２５°
Ｃで０．２５３に調整した。
ック液晶の屈折率異方性を２５°Ｃで０．２０３に、ま
た緑色表示用ネマティック液晶の屈折率異方性を２５°
Ｃで０．２５３に調整した。
なお、粘度はそれぞれ２５°Ｃで青色表示用液晶は２０
．８ｃｐｓ、緑色表示用は６５ｃｐｓであった。
．８ｃｐｓ、緑色表示用は６５ｃｐｓであった。
次に、青色表示用液晶に色調が黄色のアゾ（＾２ｏＮＭ
導体二色性色素（品名５ｌ−２０９，三井東圧化学■）
を２重量％混合した。
導体二色性色素（品名５ｌ−２０９，三井東圧化学■）
を２重量％混合した。
そして、この液晶を画素の大きさが３５０１ｔｔｎ ｘ
３３０ μｍで、６４０ Ｘ４００個の画素を有する１
２インチの液晶表示素子に封入した。
３３０ μｍで、６４０ Ｘ４００個の画素を有する１
２インチの液晶表示素子に封入した。
また、比較として二色性色素を混ぜない緑色表示用液晶
を用いて表示素子を形成した。
を用いて表示素子を形成した。
そして、相転移型液晶をネマティック相からコレステリ
ック相へと変化さゼたときの光透過半変化をストレージ
スコープ（品名０３４０２０． Ｇｏｌｆ、Ｄ社）に記
録し、ネマティック相からコレステリック相へ相転移す
る時間である応答時間を測定した。
ック相へと変化さゼたときの光透過半変化をストレージ
スコープ（品名０３４０２０． Ｇｏｌｆ、Ｄ社）に記
録し、ネマティック相からコレステリック相へ相転移す
る時間である応答時間を測定した。
得られた値は青色表示用液晶に黄色の二色性色素を混合
したもので２．４ｍｓ 、また緑色表示液晶で６．６ｍ
ｓであった。
したもので２．４ｍｓ 、また緑色表示液晶で６．６ｍ
ｓであった。
次に、この表示素子を投写型表示装置に装着し、それぞ
れの表示素子における表示色の透過スペクトルを室温で
印加電圧を変えながらＪＩＳ Ｚ ８７２１に示すＬ”
ａ“ｂ“表示系の彩度相当Ｃ９５色相相当Ｈ°、明度
相当Ｌ＊を求めた。
れの表示素子における表示色の透過スペクトルを室温で
印加電圧を変えながらＪＩＳ Ｚ ８７２１に示すＬ”
ａ“ｂ“表示系の彩度相当Ｃ９５色相相当Ｈ°、明度
相当Ｌ＊を求めた。
なお、相転移型液晶がネマティック相からコレステリッ
ク相へ相転移する応答時間に０．５ｍｓを加えた時間を
書込み時間とした結果、青色表示用液晶に黄色の二色性
色素を混合したものは３Ｉｌｌｓ／ライン、また緑色表
示液晶で７ ｆａｓ／ラインであった。
ク相へ相転移する応答時間に０．５ｍｓを加えた時間を
書込み時間とした結果、青色表示用液晶に黄色の二色性
色素を混合したものは３Ｉｌｌｓ／ライン、また緑色表
示液晶で７ ｆａｓ／ラインであった。
第１図は青色表示液晶に二色性色素を封入した素子（実
線表示）と緑色表示液晶を封入した素子（破線表示）に
ついて、色相相当Ｈ０，彩度相当Ｃ″および明度相当Ｌ
１について印加電圧依存性を示すもので、この図から色
相は何れも緑であり、彩度と明度については緑色表示液
晶よりも多少見劣りしているのが判る。
線表示）と緑色表示液晶を封入した素子（破線表示）に
ついて、色相相当Ｈ０，彩度相当Ｃ″および明度相当Ｌ
１について印加電圧依存性を示すもので、この図から色
相は何れも緑であり、彩度と明度については緑色表示液
晶よりも多少見劣りしているのが判る。
然し、応答時間は先に記したように二倍以上速くなって
おり、彩度および明度についての弱点を補って余りがあ
ると言える。
おり、彩度および明度についての弱点を補って余りがあ
ると言える。
本発明は青の光が選択的に透過するよう構成されている
相転移型液晶に黄色の二色性色素を混合することにより
色相を緑色としたもので、元の液晶の粘度が低いために
、応答の速い緑色投写型カラー表示素子を実現すること
ができる。
相転移型液晶に黄色の二色性色素を混合することにより
色相を緑色としたもので、元の液晶の粘度が低いために
、応答の速い緑色投写型カラー表示素子を実現すること
ができる。
第１図は実施例の表示素子の表示特性、第２図は相転移
型液晶の表示原理図、 である。
型液晶の表示原理図、 である。
Claims (1)
- ネマティック・コレステリック相転移型液晶の光波長選
択性を利用し、白色光源からの光を液晶セルに照射し、
スクリーン上に青色の画像表示を行う表示素子において
、前記液晶に黄色の二色性色素を混合して緑色表示を行
うことを特徴とする投写型カラー液晶表示素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29068689A JPH03150533A (ja) | 1989-11-08 | 1989-11-08 | 投写型カラー液晶表示素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29068689A JPH03150533A (ja) | 1989-11-08 | 1989-11-08 | 投写型カラー液晶表示素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03150533A true JPH03150533A (ja) | 1991-06-26 |
Family
ID=17759191
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29068689A Pending JPH03150533A (ja) | 1989-11-08 | 1989-11-08 | 投写型カラー液晶表示素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03150533A (ja) |
-
1989
- 1989-11-08 JP JP29068689A patent/JPH03150533A/ja active Pending
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