JPH05127189A - カラー表示装置 - Google Patents
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- G02F1/137—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
- G02F1/139—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent
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Abstract
(57)【要約】
【目的】製造が容易で高精細カラー表示が可能な液晶表
示方式、並びに装置を提供する。 【構成】白色光源，第１のカラー偏光子，アクティブ・
マトリクス駆動方式の液晶素子，第２のカラー偏光子，
第２の液晶素子，第３のカラー偏光子、及び第３の液晶
素子とから構成され、アクティブ・マトリクス駆動方式
の液晶素子は画像形成素子として機能し、第２，第３の
液晶素子は光スイッチ素子として各々のオン，オフの組
合わせによって光の三原色を選択して透過させる機能を
有し、両者を同期を取って駆動することで、光の三原色
に対応する画像を順次表示し、カラー表示を実現する。 【効果】中精細液晶ディスプレイを高精細化できる。更
には、モノクロディスプレイに本発明の光学系を付設す
ることでカラー化が図れる。
示方式、並びに装置を提供する。 【構成】白色光源，第１のカラー偏光子，アクティブ・
マトリクス駆動方式の液晶素子，第２のカラー偏光子，
第２の液晶素子，第３のカラー偏光子、及び第３の液晶
素子とから構成され、アクティブ・マトリクス駆動方式
の液晶素子は画像形成素子として機能し、第２，第３の
液晶素子は光スイッチ素子として各々のオン，オフの組
合わせによって光の三原色を選択して透過させる機能を
有し、両者を同期を取って駆動することで、光の三原色
に対応する画像を順次表示し、カラー表示を実現する。 【効果】中精細液晶ディスプレイを高精細化できる。更
には、モノクロディスプレイに本発明の光学系を付設す
ることでカラー化が図れる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は液晶を用いたカラー表示
装置に係り、例えばオフィス用情報機器やＴＶに使用す
る液晶表示装置に係る。
装置に係り、例えばオフィス用情報機器やＴＶに使用す
る液晶表示装置に係る。
【０００２】
【従来の技術】液晶表示装置は、現在パーソナルコンピ
ュータ，ワードプロセッサ等のオフィス用情報機器，電
卓，電子手帳等の携帯用事務機器、あるいは携帯用ＴＶ
等に広く用いられている。世のニーズは、大容量高精細
化，多色表示化を指向し、要求に合致した表示方式並び
に装置の開発が切に望まれている。
ュータ，ワードプロセッサ等のオフィス用情報機器，電
卓，電子手帳等の携帯用事務機器、あるいは携帯用ＴＶ
等に広く用いられている。世のニーズは、大容量高精細
化，多色表示化を指向し、要求に合致した表示方式並び
に装置の開発が切に望まれている。
【０００３】現在用いられている液晶表示装置は、一つ
は、表示モードとしてＴＮモード(Twisted Nematicの
略；日本特開昭47−11737号参照)、駆動方式としてＴＦ
Ｔ(Thin Film Transistor）やＭＩＭ(Metal−Insulator
−Metal)素子をマトリクス状に形成して液晶を駆動する
アクティブマトリクス駆動方式の組合わせ、もう一つ
は、表示モードにＳＴＮモード(Super Twisted Nematic
の略；日本特開昭60−107020号参照）を用いて単純マト
リクス駆動方式により表示する方式が主流となっている
（日経ＢＰ社編，「フラットディスプレイ’９１」,(日
経ＢＰ，1990)参照）。
は、表示モードとしてＴＮモード(Twisted Nematicの
略；日本特開昭47−11737号参照)、駆動方式としてＴＦ
Ｔ(Thin Film Transistor）やＭＩＭ(Metal−Insulator
−Metal)素子をマトリクス状に形成して液晶を駆動する
アクティブマトリクス駆動方式の組合わせ、もう一つ
は、表示モードにＳＴＮモード(Super Twisted Nematic
の略；日本特開昭60−107020号参照）を用いて単純マト
リクス駆動方式により表示する方式が主流となっている
（日経ＢＰ社編，「フラットディスプレイ’９１」,(日
経ＢＰ，1990)参照）。
【０００４】第１のタイプのＴＮモードは、初期状態と
して液晶分子の配列方向が素子内部で９０°前後捩じれ
た構造を取る。液晶に入射した光は、この捩じれ構造
と、液晶の複屈折によって偏光状態が変化し、出射す
る。液晶層に電界を印加すると、液晶分子が電界方向に
再配列し、捩じれ構造が解ける。このときには、入射光
はその偏光状態を変化すること無く出射するようにな
る。２枚の偏光子でこの液晶素子を挾持した構成とする
と、出射する光の偏光状態の差が透過光量の差となり、
明暗のコントラストを生ずる。この表示モードでは、透
過光量−印加電圧特性（Ｉ−Ｖ特性）があまり急峻でな
いため、ストライプ状の電極を組合わせた、いわゆる単
純マトリクス駆動では表示行数に限界がある。そこで、
表示画素毎にトランジスタ，ダイオード，ＭＩＭ素子等
の駆動用素子を形成することで大容量，高精細表示を実
現する。多色表示については３原色のカラーフィルタを
画素に対応してマトリクス状に設置して対応している。
原理的にはＣＲＴ（Cathode RayTube）以上の画質を達
成し得る。
して液晶分子の配列方向が素子内部で９０°前後捩じれ
た構造を取る。液晶に入射した光は、この捩じれ構造
と、液晶の複屈折によって偏光状態が変化し、出射す
る。液晶層に電界を印加すると、液晶分子が電界方向に
再配列し、捩じれ構造が解ける。このときには、入射光
はその偏光状態を変化すること無く出射するようにな
る。２枚の偏光子でこの液晶素子を挾持した構成とする
と、出射する光の偏光状態の差が透過光量の差となり、
明暗のコントラストを生ずる。この表示モードでは、透
過光量−印加電圧特性（Ｉ−Ｖ特性）があまり急峻でな
いため、ストライプ状の電極を組合わせた、いわゆる単
純マトリクス駆動では表示行数に限界がある。そこで、
表示画素毎にトランジスタ，ダイオード，ＭＩＭ素子等
の駆動用素子を形成することで大容量，高精細表示を実
現する。多色表示については３原色のカラーフィルタを
画素に対応してマトリクス状に設置して対応している。
原理的にはＣＲＴ（Cathode RayTube）以上の画質を達
成し得る。
【０００５】この液晶表示装置においては、表示の大容
量化，高精細化が進むにつれ、上記駆動素子の数，精細
度共に増加することになる。しかも、１画素につき３原
色に対応する素子を形成しなくてはならない。カラーフ
ィルタについても同様である。駆動素子作製技術あるい
はカラーフィルタ製造技術の高度化によって上記動向に
仮に対応できたにしても、製造コストの上昇は避けられ
ない。まして、技術的にも大変である。
量化，高精細化が進むにつれ、上記駆動素子の数，精細
度共に増加することになる。しかも、１画素につき３原
色に対応する素子を形成しなくてはならない。カラーフ
ィルタについても同様である。駆動素子作製技術あるい
はカラーフィルタ製造技術の高度化によって上記動向に
仮に対応できたにしても、製造コストの上昇は避けられ
ない。まして、技術的にも大変である。
【０００６】もう１つの表示モードであるＳＴＮ方式の
素子は、捩じれ構造をＴＮ方式に比べ更に極端にしてい
る。即ち、捩じれ角をＴＮ方式の約３倍に相当する２４
０°，−２６０°とし、結果としてＩ−Ｖ特性を急峻に
して単純マトリクス駆動にて１００行以上の表示を実現
する。現在、約８００行のディスプレイの試作が試みら
れているが、性能の点から限界に近く、今後の高精細化
の要求には対応できないと考えられる。また、多色表示
実現には基本性能として階調性が要求されるが、本方式
では対処が困難である。
素子は、捩じれ構造をＴＮ方式に比べ更に極端にしてい
る。即ち、捩じれ角をＴＮ方式の約３倍に相当する２４
０°，−２６０°とし、結果としてＩ−Ｖ特性を急峻に
して単純マトリクス駆動にて１００行以上の表示を実現
する。現在、約８００行のディスプレイの試作が試みら
れているが、性能の点から限界に近く、今後の高精細化
の要求には対応できないと考えられる。また、多色表示
実現には基本性能として階調性が要求されるが、本方式
では対処が困難である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ＯＡ
機器をはじめとする各種ディスプレイに適したカラー液
晶表示装置を提供することであり、特に高精細表示が可
能であり、製造技術的にも従来技術の延長で対応可能な
カラー表示装置を提案することである。
機器をはじめとする各種ディスプレイに適したカラー液
晶表示装置を提供することであり、特に高精細表示が可
能であり、製造技術的にも従来技術の延長で対応可能な
カラー表示装置を提案することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第１の発明においては、白色光源と、第１のカラー
偏光子と、アクティブ・マトリクス駆動液晶素子と、第
２のカラー偏光子と、第２の液晶素子と、第３のカラー
偏光子及び第３の液晶素子を順次配置して構成し、前記
第１，第２及び第３のカラー偏光子は、入射した光の偏
光方向によって透過する光のスペクトルを異ならせる機
能を有し、前記アクティブ・マトリクス駆動液晶素子
は、表示する情報に対応した駆動信号を発生させ、前記
第２の液晶素子は、それを通過した光の偏光状態を変
化，出射するとともに、該変化量を制御するための駆動
系を有し、前記第３の液晶素子は、それを透過する光の
偏光方向を切り替えるとともに、該切り替えを制御する
ための駆動系を有し、前記第１，第２及び第３の液晶素
子は同期を取って駆動され、光の三原色に対応する画像
を順次表示するカラー液晶表示装置を提案する。
め、第１の発明においては、白色光源と、第１のカラー
偏光子と、アクティブ・マトリクス駆動液晶素子と、第
２のカラー偏光子と、第２の液晶素子と、第３のカラー
偏光子及び第３の液晶素子を順次配置して構成し、前記
第１，第２及び第３のカラー偏光子は、入射した光の偏
光方向によって透過する光のスペクトルを異ならせる機
能を有し、前記アクティブ・マトリクス駆動液晶素子
は、表示する情報に対応した駆動信号を発生させ、前記
第２の液晶素子は、それを通過した光の偏光状態を変
化，出射するとともに、該変化量を制御するための駆動
系を有し、前記第３の液晶素子は、それを透過する光の
偏光方向を切り替えるとともに、該切り替えを制御する
ための駆動系を有し、前記第１，第２及び第３の液晶素
子は同期を取って駆動され、光の三原色に対応する画像
を順次表示するカラー液晶表示装置を提案する。
【０００９】前記アクティブ・マトリクス方式の液晶素
子は、薄膜トランジスタと透明電極とを画素の一構成要
素としてなる液晶素子であることが画質の面から望まし
い。また、前記第２の液晶素子の機能としては、電界が
印加されていない時には入射した光の偏光方向をπ／２
回転させ、電界が印加された時にはほとんど変化させず
に出射させるものである。上記のようなアクティブ・マ
トリクス方式の液晶素子及び第２の液晶素子としては、
（１）初期配列状態として捩じれ構造を持つネマティッ
ク液晶を挾持したもの、（２）初期配列状態として捩じ
れ構造を持たないネマティック液晶を挾持しており、且
つ透過する光に位相遅れを生じさせる位相板が設けら
れ、素子を透過する光の位相遅れ（リターデーション）
を略πと０との間で変化するように電界が印加されるも
の、（３）強誘電性液晶を挾持しており、該素子を透過
する光の位相遅れは略πであり、且つ前記強誘電性液晶
の光学的な分子傾き角が略π／８であるもの、（４）二
色性色素を含む強誘電性液晶を挾持しており、且つ前記
強誘電性液晶の光学的な分子傾き角が略π／４であるも
のが適している。また、第３の液晶素子としては、
（１）初期配列状態として捩じれ構造を持つネマティッ
ク液晶を挾持しており、且つ光の出射側に偏光子が設置
されているもの、（２）初期配列状態として捩じれ構造
を持たないネマティック液晶を挾持しており、透過する
光に位相遅れを生じさせる位相板が設けられ、素子を透
過する光の位相遅れ（リターデーション）を略πと０と
の間で変化するように電界が印加され、且つ光の出射側
に偏光子が設置されているもの、(３)強誘電性液晶を挾
持しており、該素子を透過する光の位相遅れは略πであ
り、また前記強誘電性液晶の光学的な分子傾き角が略π
／８であり、且つ光の出射側に偏光子が設置されている
もの、（４）二色性色素を含む強誘電性液晶を挾持して
おり、且つ前記強誘電性液晶の光学的な分子傾き角が略
π／４であるものを用いる。前記第１，第２及び第３の
カラー偏光子は、必ずしも単層構造でなくとも透過する
光のスペクトルが異なる複数のカラー偏光子を組み合わ
せた構成で差し支えない。なお、一つの画像の選択時間
は、人の目の残像時間，フリッカーを考慮すると、１０
ｍｓ以下であることが望ましい。
子は、薄膜トランジスタと透明電極とを画素の一構成要
素としてなる液晶素子であることが画質の面から望まし
い。また、前記第２の液晶素子の機能としては、電界が
印加されていない時には入射した光の偏光方向をπ／２
回転させ、電界が印加された時にはほとんど変化させず
に出射させるものである。上記のようなアクティブ・マ
トリクス方式の液晶素子及び第２の液晶素子としては、
（１）初期配列状態として捩じれ構造を持つネマティッ
ク液晶を挾持したもの、（２）初期配列状態として捩じ
れ構造を持たないネマティック液晶を挾持しており、且
つ透過する光に位相遅れを生じさせる位相板が設けら
れ、素子を透過する光の位相遅れ（リターデーション）
を略πと０との間で変化するように電界が印加されるも
の、（３）強誘電性液晶を挾持しており、該素子を透過
する光の位相遅れは略πであり、且つ前記強誘電性液晶
の光学的な分子傾き角が略π／８であるもの、（４）二
色性色素を含む強誘電性液晶を挾持しており、且つ前記
強誘電性液晶の光学的な分子傾き角が略π／４であるも
のが適している。また、第３の液晶素子としては、
（１）初期配列状態として捩じれ構造を持つネマティッ
ク液晶を挾持しており、且つ光の出射側に偏光子が設置
されているもの、（２）初期配列状態として捩じれ構造
を持たないネマティック液晶を挾持しており、透過する
光に位相遅れを生じさせる位相板が設けられ、素子を透
過する光の位相遅れ（リターデーション）を略πと０と
の間で変化するように電界が印加され、且つ光の出射側
に偏光子が設置されているもの、(３)強誘電性液晶を挾
持しており、該素子を透過する光の位相遅れは略πであ
り、また前記強誘電性液晶の光学的な分子傾き角が略π
／８であり、且つ光の出射側に偏光子が設置されている
もの、（４）二色性色素を含む強誘電性液晶を挾持して
おり、且つ前記強誘電性液晶の光学的な分子傾き角が略
π／４であるものを用いる。前記第１，第２及び第３の
カラー偏光子は、必ずしも単層構造でなくとも透過する
光のスペクトルが異なる複数のカラー偏光子を組み合わ
せた構成で差し支えない。なお、一つの画像の選択時間
は、人の目の残像時間，フリッカーを考慮すると、１０
ｍｓ以下であることが望ましい。
【００１０】第２の発明に於いては、白色光源と、画像
形成素子と、２個の光スイッチ素子より構成され、前記
画像形成素子は電界によって光学的性質が変化する電気
光学物質と該電気光学物質に画像情報に対応する電気信
号を印加する手段が形成され、前記２つの光スイッチ素
子は各々のオン，オフの組合わせによって光の三原色を
選択して透過させる機能を有し、且つ前記画像形成素子
と同期を取って駆動され、光の三原色に対応する画像を
順次表示するカラー表示装置を提案する。
形成素子と、２個の光スイッチ素子より構成され、前記
画像形成素子は電界によって光学的性質が変化する電気
光学物質と該電気光学物質に画像情報に対応する電気信
号を印加する手段が形成され、前記２つの光スイッチ素
子は各々のオン，オフの組合わせによって光の三原色を
選択して透過させる機能を有し、且つ前記画像形成素子
と同期を取って駆動され、光の三原色に対応する画像を
順次表示するカラー表示装置を提案する。
【００１１】この場合、前記画像形成素子は電界によっ
て光学的性質が変化する電気光学物質と該電気光学物質
に画像情報に対応する電気信号を印加する手段が形成さ
れてなり、前記２つの光スイッチ素子は各々のオン，オ
フの組合わせによって光の三原色を選択して透過させる
機能を有し、且つ前記画像形成素子と動機を取って駆動
され、光の三原色に対応する画像を順次表示することに
よる。
て光学的性質が変化する電気光学物質と該電気光学物質
に画像情報に対応する電気信号を印加する手段が形成さ
れてなり、前記２つの光スイッチ素子は各々のオン，オ
フの組合わせによって光の三原色を選択して透過させる
機能を有し、且つ前記画像形成素子と動機を取って駆動
され、光の三原色に対応する画像を順次表示することに
よる。
【００１２】第３の発明に於いては、アクティブ・マト
リクス駆動方式の液晶素子と、第１のカラー偏光子と、
第２の液晶素子と、第２のカラー偏光子と、第３の液晶
素子を順次配置して構成され、前記第１，第２及び第３
のカラー偏光子は透過する光のスペクトル（色相）を入
射した際の偏光方向によって異ならせ、前記アクティブ
・マトリクス駆動液晶素子は表示する画像情報に対応し
た駆動信号を発生させ、液晶素子に印加するための制御
系を有し、前記第２の液晶素子は、前記第２のカラー偏
光子を通過した光の偏光状態を変化，出射させ、且つ該
変化量を制御するための駆動系を有し、前記第３の液晶
素子は、透過する光の偏光方向を切り替える機能及び該
切り替えを制御するための駆動系を有し、前記第１，第
２及び第３の液晶素子は同期を取って駆動され、光の三
原色に対応する画像を順次表示するカラー表示装置を提
案する。
リクス駆動方式の液晶素子と、第１のカラー偏光子と、
第２の液晶素子と、第２のカラー偏光子と、第３の液晶
素子を順次配置して構成され、前記第１，第２及び第３
のカラー偏光子は透過する光のスペクトル（色相）を入
射した際の偏光方向によって異ならせ、前記アクティブ
・マトリクス駆動液晶素子は表示する画像情報に対応し
た駆動信号を発生させ、液晶素子に印加するための制御
系を有し、前記第２の液晶素子は、前記第２のカラー偏
光子を通過した光の偏光状態を変化，出射させ、且つ該
変化量を制御するための駆動系を有し、前記第３の液晶
素子は、透過する光の偏光方向を切り替える機能及び該
切り替えを制御するための駆動系を有し、前記第１，第
２及び第３の液晶素子は同期を取って駆動され、光の三
原色に対応する画像を順次表示するカラー表示装置を提
案する。
【００１３】この場合、前記アクティブ・マトリクス駆
動方式の液晶素子は表示する画像情報に対応した駆動信
号を発生させ、前記第２の液晶素子は、前記第２のカラ
ー偏光子を通過した光の偏光状態を変化させ、出射させ
る機能を有し、前記第３の液晶素子は、透過する光の偏
光方向を切り替える機能を有し、該切り替えを制御する
ための駆動系を伴っており、前記第１，第２及び第３の
液晶素子は同期を取って駆動され、光の三原色に対応す
る画像を順次表示することによる。アクティブ・マトリ
クス駆動方式の第１の液晶素子は、アクティブ・マトリ
クス駆動方式の液晶素子に用いられる（１）から（３）
の液晶素子である。
動方式の液晶素子は表示する画像情報に対応した駆動信
号を発生させ、前記第２の液晶素子は、前記第２のカラ
ー偏光子を通過した光の偏光状態を変化させ、出射させ
る機能を有し、前記第３の液晶素子は、透過する光の偏
光方向を切り替える機能を有し、該切り替えを制御する
ための駆動系を伴っており、前記第１，第２及び第３の
液晶素子は同期を取って駆動され、光の三原色に対応す
る画像を順次表示することによる。アクティブ・マトリ
クス駆動方式の第１の液晶素子は、アクティブ・マトリ
クス駆動方式の液晶素子に用いられる（１）から（３）
の液晶素子である。
【００１４】更に、第４の発明においては、アクティブ
・マトリクス駆動方式の液晶素子と、第１のカラー偏光
子と、第２の液晶素子と、第２のカラー偏光子と、第３
の液晶素子を順次配置して構成され、前記第１，第２及
び第３のカラー偏光子は透過する光のスペクトル（色
相）を入射した際の偏光方向によって異ならせ、前記ア
クティブ・マトリクス駆動液晶素子は表示する画像情報
に対応した駆動信号を発生させ、液晶素子に印加するた
めの制御系を有し、前記第２の液晶素子は、前記第２の
カラー偏光子を通過した光の偏光状態を変化，出射さ
せ、且つ該変化量を制御するための駆動系を有し、前記
第３の液晶素子は、透過する光の偏光方向を切り替える
機能及び該切り替えを制御するための駆動系を有し、前
記第１，第２及び第３の液晶素子は同期を取って駆動さ
れ、光の三原色に対応する画像を順次表示するカラー表
示装置を提案する。
・マトリクス駆動方式の液晶素子と、第１のカラー偏光
子と、第２の液晶素子と、第２のカラー偏光子と、第３
の液晶素子を順次配置して構成され、前記第１，第２及
び第３のカラー偏光子は透過する光のスペクトル（色
相）を入射した際の偏光方向によって異ならせ、前記ア
クティブ・マトリクス駆動液晶素子は表示する画像情報
に対応した駆動信号を発生させ、液晶素子に印加するた
めの制御系を有し、前記第２の液晶素子は、前記第２の
カラー偏光子を通過した光の偏光状態を変化，出射さ
せ、且つ該変化量を制御するための駆動系を有し、前記
第３の液晶素子は、透過する光の偏光方向を切り替える
機能及び該切り替えを制御するための駆動系を有し、前
記第１，第２及び第３の液晶素子は同期を取って駆動さ
れ、光の三原色に対応する画像を順次表示するカラー表
示装置を提案する。
【００１５】この場合、前記第１，第２及び第３の液晶
素子は同期を取って駆動され、光の三原色に対応する画
像を順次表示する方式とする。ここでアクティブ・マト
リクス駆動方式の第１の液晶素子として使用される素子
は、電界印加によって光の透過率が変化する機能を有す
る物であり、例えば高分子マトリクス中にネマティック
液晶が分散されてなる液晶素子がふさわしい。
素子は同期を取って駆動され、光の三原色に対応する画
像を順次表示する方式とする。ここでアクティブ・マト
リクス駆動方式の第１の液晶素子として使用される素子
は、電界印加によって光の透過率が変化する機能を有す
る物であり、例えば高分子マトリクス中にネマティック
液晶が分散されてなる液晶素子がふさわしい。
【００１６】
【作用】次に、本発明の動作原理を図を用いて説明す
る。
る。
【００１７】図１は本発明の第１の基本構成であり、一
実施例である。白色光源５から出射した光は、垂直方向
の偏光成分は緑Ｇと青Ｂのみが、水平方向の偏光成分は
赤Ｒのみが第１のカラー偏光子３Ａを透過する。画像形
成用アクティブ・マトリクス駆動方式の液晶素子１によ
って各偏光成分は制御装置４１から送られた画像信号に
対応した変調を受ける。仮に、アクティブ・マトリクス
駆動方式の液晶素子１の表示画素に電界が印加されない
場合（ｏｆｆ状態）には、直線偏光を９０°（π／２）
その向きを変化させ、十分な電界が印加されたとき（ｏ
ｎ状態）には状態を変化させずに透過するものとする。
第２のカラー偏光子３Ｂが第１のカラー偏光子３Ａと同
じ機能を有し、同じ向きに配置する場合（ノーマリー・
ブラック）を考える。前記アクティブ・マトリクス駆動
方式の液晶素子１の表示画素がｏｆｆ状態のとき光は第
２のカラー偏光子３Ｂによって吸収され透過することが
できない。他方、ｏｎ状態では透過することになり、明
暗のコントラストを得る。即ち、制御装置４１からの画
像信号に対応した透過光強度の強弱で表示する。なお、
第２のカラー偏光子３Ｂの配置を９０°回転させた配置
（ノーマリー・ホワイト）としても構わない。但し、そ
の場合、ｏｎ，ｏｆｆ時の明暗は反転する。
実施例である。白色光源５から出射した光は、垂直方向
の偏光成分は緑Ｇと青Ｂのみが、水平方向の偏光成分は
赤Ｒのみが第１のカラー偏光子３Ａを透過する。画像形
成用アクティブ・マトリクス駆動方式の液晶素子１によ
って各偏光成分は制御装置４１から送られた画像信号に
対応した変調を受ける。仮に、アクティブ・マトリクス
駆動方式の液晶素子１の表示画素に電界が印加されない
場合（ｏｆｆ状態）には、直線偏光を９０°（π／２）
その向きを変化させ、十分な電界が印加されたとき（ｏ
ｎ状態）には状態を変化させずに透過するものとする。
第２のカラー偏光子３Ｂが第１のカラー偏光子３Ａと同
じ機能を有し、同じ向きに配置する場合（ノーマリー・
ブラック）を考える。前記アクティブ・マトリクス駆動
方式の液晶素子１の表示画素がｏｆｆ状態のとき光は第
２のカラー偏光子３Ｂによって吸収され透過することが
できない。他方、ｏｎ状態では透過することになり、明
暗のコントラストを得る。即ち、制御装置４１からの画
像信号に対応した透過光強度の強弱で表示する。なお、
第２のカラー偏光子３Ｂの配置を９０°回転させた配置
（ノーマリー・ホワイト）としても構わない。但し、そ
の場合、ｏｎ，ｏｆｆ時の明暗は反転する。
【００１８】次に、第２，第３の液晶素子２Ａ，２Ｂで
最終的にこの光学系を透過する光のスペクトル（色相）
を選択する。即ち、第２の液晶素子は基本的には素子全
面にわたって電極が形成されており、電界を印加するか
否か（ｏｎかｏｆｆか）によって透過する光の偏光方向
を変化させずに透過させるか９０°回転させるか選択す
る。第３の液晶素子２Ｂはｏｎ，ｏｆｆで透過する偏光
の方向を選択する機能を持つ。仮に、ｏｆｆでは垂直方
向の偏光成分のみを、ｏｎでは水平方向の偏光成分のみ
を透過させるものとする。また、第１，第２のカラー偏
光子３Ａ，３Ｂとは基本的な機能は同一ながら透過する
色相の組合わせを異にする第３のカラー偏光子３Ｃが、
第２，第３の液晶素子２Ａ，２Ｂの間に配置されてい
る。即ち、垂直方向の偏光成分は緑Ｇと赤Ｒが、水平方
向の偏光成分は青Ｂのみが第３のカラー偏光子３Ｃを透
過する。このとき、第２及び第３の液晶素子２Ａ，２Ｂ
のｏｎ，ｏｆｆの組合わせによって透過する光の色相は
表１のようになる。
最終的にこの光学系を透過する光のスペクトル（色相）
を選択する。即ち、第２の液晶素子は基本的には素子全
面にわたって電極が形成されており、電界を印加するか
否か（ｏｎかｏｆｆか）によって透過する光の偏光方向
を変化させずに透過させるか９０°回転させるか選択す
る。第３の液晶素子２Ｂはｏｎ，ｏｆｆで透過する偏光
の方向を選択する機能を持つ。仮に、ｏｆｆでは垂直方
向の偏光成分のみを、ｏｎでは水平方向の偏光成分のみ
を透過させるものとする。また、第１，第２のカラー偏
光子３Ａ，３Ｂとは基本的な機能は同一ながら透過する
色相の組合わせを異にする第３のカラー偏光子３Ｃが、
第２，第３の液晶素子２Ａ，２Ｂの間に配置されてい
る。即ち、垂直方向の偏光成分は緑Ｇと赤Ｒが、水平方
向の偏光成分は青Ｂのみが第３のカラー偏光子３Ｃを透
過する。このとき、第２及び第３の液晶素子２Ａ，２Ｂ
のｏｎ，ｏｆｆの組合わせによって透過する光の色相は
表１のようになる。
【００１９】
【表１】
【００２０】図２（ａ）,（ｂ）にカラー偏光子２種の
透過光スペクトル、図２(ｃ)〜(ｅ)に液晶素子２Ａ，２
Ｂを動作させたときの透過光スペクトルを模式的に示し
た。なお、カラー偏光子３Ａ，３Ｂ，３Ｃの色相の選
択、第２の液晶素子２Ａの変調機能、第３の液晶素子の
選択機能をどのように組み合わせるかは裁量の余地があ
り、上述した組合わせが唯一絶対のものではない。
透過光スペクトル、図２(ｃ)〜(ｅ)に液晶素子２Ａ，２
Ｂを動作させたときの透過光スペクトルを模式的に示し
た。なお、カラー偏光子３Ａ，３Ｂ，３Ｃの色相の選
択、第２の液晶素子２Ａの変調機能、第３の液晶素子の
選択機能をどのように組み合わせるかは裁量の余地があ
り、上述した組合わせが唯一絶対のものではない。
【００２１】ここで、第１の液晶素子１と第２，第３の
液晶素子２Ａ，２Ｂを同期を取って駆動すると、光の三
原色である赤，緑，青の画面を順次表示することができ
る。人間の視覚神経の応答時間を考慮して、テレビジョ
ン，ビデオテープレコーダの１画面表示時間は設定され
ているが、３０ｍｓ／画面で表示することで人の目には
動画として捉えられる。つまり、赤，緑，青の画面を約
３０ｍｓの間に表示することでフルカラーあるいはマル
チカラー表示を可能とする。従来の赤，緑，青のカラー
フィルタをアクティブ駆動素子に合わせてマトリクス状
に配置した場合に比べて３倍の画素数の表示となる。逆
に表示画素数を同じとするならば、１／３のアクティブ
駆動素子を形成するだけでよく、製造プロセス状有利と
なり、製造コストの低減，歩留まりの向上が図れる。
液晶素子２Ａ，２Ｂを同期を取って駆動すると、光の三
原色である赤，緑，青の画面を順次表示することができ
る。人間の視覚神経の応答時間を考慮して、テレビジョ
ン，ビデオテープレコーダの１画面表示時間は設定され
ているが、３０ｍｓ／画面で表示することで人の目には
動画として捉えられる。つまり、赤，緑，青の画面を約
３０ｍｓの間に表示することでフルカラーあるいはマル
チカラー表示を可能とする。従来の赤，緑，青のカラー
フィルタをアクティブ駆動素子に合わせてマトリクス状
に配置した場合に比べて３倍の画素数の表示となる。逆
に表示画素数を同じとするならば、１／３のアクティブ
駆動素子を形成するだけでよく、製造プロセス状有利と
なり、製造コストの低減，歩留まりの向上が図れる。
【００２２】ところで、３０ｍｓの間に三色の画面を表
示するためには、３つの液晶素子１，２Ａ，２Ｂが数ｍ
ｓの応答時間で動作する必要がある。しかしながら、現
在、実用に供されているＴＮ液晶素子、あるいはＳＴＮ
液晶素子では本発明の目的とする応答時間を達成するこ
とはできない。そこで、第１の方法として、同じＴＮ方
式の表示素子としても捩じれ角を小さくし（例えば６０
°程度にし）、且つ液晶セルの厚み（即ち、液晶層の厚
み）を従来より極めて薄くして、例えば通常のセルの半
分程度に相当する３μｍ程度とする。図３にその構成を
模式的に示した。液晶の応答時間はセルの厚みｄの平方
に比例するため、応答時間は約１／４にまで短縮され、
本発明の表示に有用である。第２の方法としては、捩じ
れ構造を持たない配列状態のネマティック液晶を用い、
液晶の屈折率異方性Δｎとセルの厚みｄとの積：Δｎ・
ｄが０.２８μｍ となるような構成とする（図４）。仮
に、使用する液晶のΔｎが０.１だとすればｄは２.８μ
ｍであり、やはり応答時間的に本発明の目的に合致す
る。第３の方法は、第２の方法と同様の配列のネマティ
ック液晶を用いながら、従来素子相当のセル厚で高速応
答を実現しようとするものである。これは、ｏｎ，ｏｆ
ｆいずれの状態もある定められた電界を印加する方法で
ある（図５）。J.Appl.Phys.、６５，５２７(１９８
９)、あるいは、ＳＩＤ ８３ Digest ｐｐ．３０−３１
（１９８３）に記載されているように、高電界を印加し
た２状態間のスイッチングは非常に高速となることが知
られている。この原因としては、一つにはスイッチング
する２状態の配列が似通っていることが、もう一つには
応答に寄与する実質的な液晶層厚が非常に薄くなること
が挙げられている。更に、第４，第５の方法として強誘
電性液晶を用いる方法が考えられる。例えば、Jpn.J.Ap
pl.Phys.、２４，ｐｐ.１３８９−１３９３(1985)、あ
るいは、Proc.6th Int.Display Res. Conf.(Japan Disp
lay’８６）ｐｐ．４７２−４７４（１９８６）に見ら
れるように、強誘電性液晶は１ｍｓ以下で応答し、本発
明の素子、特に第２，第３の液晶素子として最適であ
る。複屈折を利用する表示モード（第４の方式（図
６））、あるいは二色性色素を混入させたGuest−Host
モード(第５の方式（図７））が考えられる。また、第
６の方式として、反強誘電性液晶を用いてもよい。
示するためには、３つの液晶素子１，２Ａ，２Ｂが数ｍ
ｓの応答時間で動作する必要がある。しかしながら、現
在、実用に供されているＴＮ液晶素子、あるいはＳＴＮ
液晶素子では本発明の目的とする応答時間を達成するこ
とはできない。そこで、第１の方法として、同じＴＮ方
式の表示素子としても捩じれ角を小さくし（例えば６０
°程度にし）、且つ液晶セルの厚み（即ち、液晶層の厚
み）を従来より極めて薄くして、例えば通常のセルの半
分程度に相当する３μｍ程度とする。図３にその構成を
模式的に示した。液晶の応答時間はセルの厚みｄの平方
に比例するため、応答時間は約１／４にまで短縮され、
本発明の表示に有用である。第２の方法としては、捩じ
れ構造を持たない配列状態のネマティック液晶を用い、
液晶の屈折率異方性Δｎとセルの厚みｄとの積：Δｎ・
ｄが０.２８μｍ となるような構成とする（図４）。仮
に、使用する液晶のΔｎが０.１だとすればｄは２.８μ
ｍであり、やはり応答時間的に本発明の目的に合致す
る。第３の方法は、第２の方法と同様の配列のネマティ
ック液晶を用いながら、従来素子相当のセル厚で高速応
答を実現しようとするものである。これは、ｏｎ，ｏｆ
ｆいずれの状態もある定められた電界を印加する方法で
ある（図５）。J.Appl.Phys.、６５，５２７(１９８
９)、あるいは、ＳＩＤ ８３ Digest ｐｐ．３０−３１
（１９８３）に記載されているように、高電界を印加し
た２状態間のスイッチングは非常に高速となることが知
られている。この原因としては、一つにはスイッチング
する２状態の配列が似通っていることが、もう一つには
応答に寄与する実質的な液晶層厚が非常に薄くなること
が挙げられている。更に、第４，第５の方法として強誘
電性液晶を用いる方法が考えられる。例えば、Jpn.J.Ap
pl.Phys.、２４，ｐｐ.１３８９−１３９３(1985)、あ
るいは、Proc.6th Int.Display Res. Conf.(Japan Disp
lay’８６）ｐｐ．４７２−４７４（１９８６）に見ら
れるように、強誘電性液晶は１ｍｓ以下で応答し、本発
明の素子、特に第２，第３の液晶素子として最適であ
る。複屈折を利用する表示モード（第４の方式（図
６））、あるいは二色性色素を混入させたGuest−Host
モード(第５の方式（図７））が考えられる。また、第
６の方式として、反強誘電性液晶を用いてもよい。
【００２３】さて、上述した第１から第６の素子態様に
おいて、第５の方式のGuest−Hostモードの素子を除
き、透過する光の偏光状態を変化させるような働きを示
す、いわゆる位相板を設置することができる。これは、
例えば第２の方式の素子の場合、通常十分な表示コント
ラストを得るためには非常に高い電圧を印加する必要が
あるが、位相板を設置することで透過率が最低となる電
界強度をシフトさせ、実用の電界にて最大のコントラス
トが得られるようにするものである。また、第４の方式
である強誘電性液晶素子の場合は位相板設置により通常
のセル厚の構成にすることができる。
おいて、第５の方式のGuest−Hostモードの素子を除
き、透過する光の偏光状態を変化させるような働きを示
す、いわゆる位相板を設置することができる。これは、
例えば第２の方式の素子の場合、通常十分な表示コント
ラストを得るためには非常に高い電圧を印加する必要が
あるが、位相板を設置することで透過率が最低となる電
界強度をシフトさせ、実用の電界にて最大のコントラス
トが得られるようにするものである。また、第４の方式
である強誘電性液晶素子の場合は位相板設置により通常
のセル厚の構成にすることができる。
【００２４】なお、上記６つの方式の液晶素子を適用す
るに当っては、第１あるいは第２の液晶素子に適用する
か、第３の素子に適用するかによって構成が多少異な
る。動作原理を説明したときに述べたように、第１と第
２の液晶素子の機能は同じと言って良い。即ち、入射し
た光の偏光方向をπ／２回転させるか否かをスイッチさ
せるものである。両者の違いは単に表示画素に相当する
駆動素子がマトリクス状に形成されているかいないかの
みである。偏光方向をπ／２回転させるためには捩じれ
構造によるか、複屈折によるか、あるいは両者の複合作
用として機能させることで達成される。ところが、第３
の液晶素子では、２つの偏光の内から１つを選択する機
能が必須である。そこで、捩じれ構造や複屈折を動作原
理とする素子では、第３の液晶素子として適用する場合
は偏光子を付設して用いることになる。他方、第５の方
式の場合は光を偏光方向に対して選択的に吸収するモー
ドであるため、偏光子は必要としない。逆にこの素子を
第２の液晶素子として使用する場合には、出射側に位相
板（λ／４板）を設置し、出射光を円偏光に近い状態に
する必要がある。
るに当っては、第１あるいは第２の液晶素子に適用する
か、第３の素子に適用するかによって構成が多少異な
る。動作原理を説明したときに述べたように、第１と第
２の液晶素子の機能は同じと言って良い。即ち、入射し
た光の偏光方向をπ／２回転させるか否かをスイッチさ
せるものである。両者の違いは単に表示画素に相当する
駆動素子がマトリクス状に形成されているかいないかの
みである。偏光方向をπ／２回転させるためには捩じれ
構造によるか、複屈折によるか、あるいは両者の複合作
用として機能させることで達成される。ところが、第３
の液晶素子では、２つの偏光の内から１つを選択する機
能が必須である。そこで、捩じれ構造や複屈折を動作原
理とする素子では、第３の液晶素子として適用する場合
は偏光子を付設して用いることになる。他方、第５の方
式の場合は光を偏光方向に対して選択的に吸収するモー
ドであるため、偏光子は必要としない。逆にこの素子を
第２の液晶素子として使用する場合には、出射側に位相
板（λ／４板）を設置し、出射光を円偏光に近い状態に
する必要がある。
【００２５】図８に、本発明の第２の基本構成を示す。
第１の基本構成における第１のカラー偏光子３Ａを直線
偏光子６とした。このとき、アクティブ・マトリクス駆
動の液晶素子１の表示画像は、第１の基本構成の場合と
異なり、緑（Ｇ）と青（Ｂ）の光に対してと、赤（Ｒ）
に対してとでは、ｏｎ，ｏｆｆでの明暗が逆になる。従
って、制御装置４１からの画像信号は反転を考慮したも
のとする必要がある。図９に、本発明の第３の基本構成
を示す。画像形成用の第１の液晶素子１がこれまで述べ
てきたような入射した光の偏光状態を変調する方式（位
相変調方式）でなく、光の透過率そのものを変化させる
方式（強度変調方式）の場合、図に示した構成でカラー
表示を実現できる。強度変調方式の液晶素子としては、
例えば高分子分散液晶(ＰＤＬＣ：Polymer Dispersed L
iquid Crystals）がある。電界が印加されない状態（ｏ
ｆｆ状態）では液晶の屈折率と高分子マトリクスの屈折
率の不整合によって光が散乱され、ｏｎ状態では両者の
整合がとれて透明となる。コントラストを高めるために
二色性色素をネマティック液晶に混入して用いても良
い。この表示モードではネマティック液晶が高分子中に
μｍオーダに仕切られているために応答速度はｍｓオー
ダであり、本発明の表示モードとして望ましい。２枚の
カラー偏光子３Ｂ，３Ｃ，第２，第３の液晶素子２Ａ，
２Ｂの機能は上述した第１の基本構成の場合と同じであ
る。
第１の基本構成における第１のカラー偏光子３Ａを直線
偏光子６とした。このとき、アクティブ・マトリクス駆
動の液晶素子１の表示画像は、第１の基本構成の場合と
異なり、緑（Ｇ）と青（Ｂ）の光に対してと、赤（Ｒ）
に対してとでは、ｏｎ，ｏｆｆでの明暗が逆になる。従
って、制御装置４１からの画像信号は反転を考慮したも
のとする必要がある。図９に、本発明の第３の基本構成
を示す。画像形成用の第１の液晶素子１がこれまで述べ
てきたような入射した光の偏光状態を変調する方式（位
相変調方式）でなく、光の透過率そのものを変化させる
方式（強度変調方式）の場合、図に示した構成でカラー
表示を実現できる。強度変調方式の液晶素子としては、
例えば高分子分散液晶(ＰＤＬＣ：Polymer Dispersed L
iquid Crystals）がある。電界が印加されない状態（ｏ
ｆｆ状態）では液晶の屈折率と高分子マトリクスの屈折
率の不整合によって光が散乱され、ｏｎ状態では両者の
整合がとれて透明となる。コントラストを高めるために
二色性色素をネマティック液晶に混入して用いても良
い。この表示モードではネマティック液晶が高分子中に
μｍオーダに仕切られているために応答速度はｍｓオー
ダであり、本発明の表示モードとして望ましい。２枚の
カラー偏光子３Ｂ，３Ｃ，第２，第３の液晶素子２Ａ，
２Ｂの機能は上述した第１の基本構成の場合と同じであ
る。
【００２６】以上説明してきたように、本発明の構成に
することでカラーフィルタを基板上のアクティブ・マト
リクス駆動素子に対応させてマトリクス状に形成しなく
ともカラー表示が実現できる。しかも、表示容量は原理
的に３倍になり、高精細表示を実現する。
することでカラーフィルタを基板上のアクティブ・マト
リクス駆動素子に対応させてマトリクス状に形成しなく
ともカラー表示が実現できる。しかも、表示容量は原理
的に３倍になり、高精細表示を実現する。
【００２７】
【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について述べ
る。
る。
【００２８】表２に本発明の動作を検証した液晶素子の
組合わせを示した。
組合わせを示した。
【００２９】
【表２】
【００３０】上記２０組について、その表示特性を測定
したが、必ずしもこの組合わせだけに限定されるもので
ないことは明らかである。今回の実施例としてその代表
的なものについてのみ試験を行ったものである。以下、
具体的な素子構成について述べ、最後に表示性能につい
て述べる。
したが、必ずしもこの組合わせだけに限定されるもので
ないことは明らかである。今回の実施例としてその代表
的なものについてのみ試験を行ったものである。以下、
具体的な素子構成について述べ、最後に表示性能につい
て述べる。
【００３１】（第１の液晶素子）第１の画像形成用の液
晶素子として３種類の素子を作製した。５インチサイズ
のポータブル液晶ＴＶに用いているＴＦＴ基板を用い
た。即ち、アクティブ駆動基板として、ガラス基板上に
アモルファスシリコントランジスタ（以下ａ−ＳｉＴＦ
Ｔ）をマトリクス状に形成したもので、研磨した石英ガ
ラス基板上にゲート電極形成後、プラズマＣＶＤ法によ
って絶縁層（窒化シリコン）、ａ−Ｓｉ層を形成し、次
いで画素電極（ＩＴＯ電極）を形成し、最後にソース・
ドレイン電極を形成してａ−Ｓｉ ＴＦＴ としたもので
ある。対向基板としては、表示する領域全域にわたって
ＩＴＯ電極が形成されたガラス基板を用いた。カラー表
示をする場合、通常３原色（ＲＧＢ）のフィルタが対向
するＴＦＴに対応するようマトリクス状に配置される
が、本発明の場合先述したようにその必要は無く、従っ
てフィルタの無い構成となっている。
晶素子として３種類の素子を作製した。５インチサイズ
のポータブル液晶ＴＶに用いているＴＦＴ基板を用い
た。即ち、アクティブ駆動基板として、ガラス基板上に
アモルファスシリコントランジスタ（以下ａ−ＳｉＴＦ
Ｔ）をマトリクス状に形成したもので、研磨した石英ガ
ラス基板上にゲート電極形成後、プラズマＣＶＤ法によ
って絶縁層（窒化シリコン）、ａ−Ｓｉ層を形成し、次
いで画素電極（ＩＴＯ電極）を形成し、最後にソース・
ドレイン電極を形成してａ−Ｓｉ ＴＦＴ としたもので
ある。対向基板としては、表示する領域全域にわたって
ＩＴＯ電極が形成されたガラス基板を用いた。カラー表
示をする場合、通常３原色（ＲＧＢ）のフィルタが対向
するＴＦＴに対応するようマトリクス状に配置される
が、本発明の場合先述したようにその必要は無く、従っ
てフィルタの無い構成となっている。
【００３２】ＴＮ素子，新ＥＣＢ素子の場合、両基板上
に液晶を配向させるためにポリイミド膜を回転塗布して
焼成後バフ布を貼り付けたロールを回転させ一様に表面
をラビングした。ＴＮ素子の場合は２枚のラビング方向
が６０°となるように基板を組み合わせ、新ＥＣＢ素子
の場合は反平行になるように組み合わせた。スペーサと
して前者では３μｍ径のガラスファイバを、後者では６
μｍ径のガラスファイバを乳鉢で砕き、シール剤に適量
混入させ用いた。ネマティック液晶として、メルク社製
ＺＬＩ−４１７９を真空封入し第１の液晶素子とした。
に液晶を配向させるためにポリイミド膜を回転塗布して
焼成後バフ布を貼り付けたロールを回転させ一様に表面
をラビングした。ＴＮ素子の場合は２枚のラビング方向
が６０°となるように基板を組み合わせ、新ＥＣＢ素子
の場合は反平行になるように組み合わせた。スペーサと
して前者では３μｍ径のガラスファイバを、後者では６
μｍ径のガラスファイバを乳鉢で砕き、シール剤に適量
混入させ用いた。ネマティック液晶として、メルク社製
ＺＬＩ−４１７９を真空封入し第１の液晶素子とした。
【００３３】ＰＤＬＣ素子の場合にはポリビニルアルコ
ール（重合度５００程度）１０％水溶液にネマティック
液晶：ＢＤＨ社製Ｅ７を混入させ、ホモミキサにて回転
混合させ乳化させたものをＴＦＴ基板上に注射器で取り
出しスキージを使って薄く伸ばしてから対向基板で挾み
液晶素子とした。
ール（重合度５００程度）１０％水溶液にネマティック
液晶：ＢＤＨ社製Ｅ７を混入させ、ホモミキサにて回転
混合させ乳化させたものをＴＦＴ基板上に注射器で取り
出しスキージを使って薄く伸ばしてから対向基板で挾み
液晶素子とした。
【００３４】（第２，第３の液晶素子）第２，第３の液
晶素子として５種類の液晶素子を作製した。いずれの素
子でも表示領域にわたってＩＴＯ電極が形成された２枚
のガラス基板を用いた。ＴＮ素子，新ＥＣＢ素子は第１
の液晶素子と基板以外は全て同じ構成とした。ＥＣＢ素
子では第１の液晶素子に用いた液晶より屈折率の異方性
が小さな、メルク社製ＭＬＣ−１３４１を用い、スペー
サとして３μｍ径のガラスファイバを用いた。ＦＬＣ
Ｂ，ＦＬＣＧ素子は強誘電性液晶として前者にはチッソ
石油化学（株）製ＣＳ−１０２６を、後者には下記組成
の強誘電性液晶に二色性色素として三菱化成工業（株）
製ＬＳＹ−１１６，ＬＳＲ−４０１，ＬＳＢ−３３５を
適量混合し、総量として約３重量％混入させたものを用
いた。スペーサとしては、前者の素子では１.８μｍ 径
シリカビーズを、後者の素子では６μｍ径のガラスファ
イバを用いた。
晶素子として５種類の液晶素子を作製した。いずれの素
子でも表示領域にわたってＩＴＯ電極が形成された２枚
のガラス基板を用いた。ＴＮ素子，新ＥＣＢ素子は第１
の液晶素子と基板以外は全て同じ構成とした。ＥＣＢ素
子では第１の液晶素子に用いた液晶より屈折率の異方性
が小さな、メルク社製ＭＬＣ−１３４１を用い、スペー
サとして３μｍ径のガラスファイバを用いた。ＦＬＣ
Ｂ，ＦＬＣＧ素子は強誘電性液晶として前者にはチッソ
石油化学（株）製ＣＳ−１０２６を、後者には下記組成
の強誘電性液晶に二色性色素として三菱化成工業（株）
製ＬＳＹ−１１６，ＬＳＲ−４０１，ＬＳＢ−３３５を
適量混合し、総量として約３重量％混入させたものを用
いた。スペーサとしては、前者の素子では１.８μｍ 径
シリカビーズを、後者の素子では６μｍ径のガラスファ
イバを用いた。
【００３５】図１０にＮｏ.１からＮｏ.２０の構成の液
晶表示装置の表示性能を色度図に示した。この図から本
発明の構成により良好なカラー表示が実現できることが
分かる。
晶表示装置の表示性能を色度図に示した。この図から本
発明の構成により良好なカラー表示が実現できることが
分かる。
【００３６】
【発明の効果】本発明によれば、現状のＴＦＴマトリク
ス素子を用いても十分な高精細化が簡単な構成にて実現
できることが分かる。
ス素子を用いても十分な高精細化が簡単な構成にて実現
できることが分かる。
【００３７】また、モノクロ表示のディスプレイに適用
すればカラー表示が可能になる。
すればカラー表示が可能になる。
【図１】本発明の第１の基本光学系構成図。
【図２】（ａ）〜（ｅ）本発明の動作原理を示すための
透過スペクトル模式図。
透過スペクトル模式図。
【図３】（ａ）〜（ｂ）本発明で用いる液晶素子の第１
例の構成を示す模式図。
例の構成を示す模式図。
【図４】（ａ）〜（ｂ）本発明で用いる液晶素子の第２
例の構成を示す模式図。
例の構成を示す模式図。
【図５】（ａ）〜（ｂ）本発明で用いる液晶素子の第３
例の構成を示す模式図。
例の構成を示す模式図。
【図６】（ａ）〜（ｂ）本発明で用いる液晶素子の第４
例の構成を示す模式図。
例の構成を示す模式図。
【図７】（ａ）〜（ｂ）本発明で用いる液晶素子の第５
例の構成を示す模式図。
例の構成を示す模式図。
【図８】本発明の第２の基本光学系構成図。
【図９】本発明の第３の基本光学系構成図。
１…アクティブ・マトリクス駆動方式の液晶素子、２
Ａ，２Ｂ…透過色選択用液晶素子、３Ａ，３Ｂ，３Ｃ…
カラーフィルタ、４，４１，４２…液晶素子駆動系、５
…白色光源、６…偏光子、３１…液晶層、３２Ａ，３２
Ｂ…透明基板、３３Ａ，３３Ｂ…透明電極、３４Ａ，３
４Ｂ…配向制御膜。
Ａ，２Ｂ…透過色選択用液晶素子、３Ａ，３Ｂ，３Ｃ…
カラーフィルタ、４，４１，４２…液晶素子駆動系、５
…白色光源、６…偏光子、３１…液晶層、３２Ａ，３２
Ｂ…透明基板、３３Ａ，３３Ｂ…透明電極、３４Ａ，３
４Ｂ…配向制御膜。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大江 昌人 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内
Claims (18)
- 【請求項１】白色光源と、第１のカラー偏光子と、アク
ティブ・マトリクス駆動液晶素子と、第２のカラー偏光
子と、第２の液晶素子と、第３のカラー偏光子及び第３
の液晶素子を順次配置して構成し、前記第１，第２及び
第３のカラー偏光子は、入射した光の偏光方向によって
透過する光のスペクトルを異ならせる機能を有し、前記
アクティブ・マトリクス駆動液晶素子は、表示する情報
に対応した駆動信号を発生させ、前記第２の液晶素子
は、それを通過した光の偏光状態を変化，出射するとと
もに、該変化量を制御するための駆動系を有し、前記第
３の液晶素子は、それを透過する光の偏光方向を切り替
えるとともに、該切り替えを制御するための駆動系を有
し、前記第１，第２及び第３の液晶素子は同期を取って
駆動され、光の三原色に対応する画像を順次表示するカ
ラー表示装置。 - 【請求項２】前記アクティブ・マトリクス方式の液晶素
子が、薄膜トランジスタと透明電極とを画素の一構成要
素としてなる液晶素子であることを特徴とする請求項１
に記載のカラー表示装置。 - 【請求項３】前記第２の液晶素子は、電界が印加されて
いない時には入射した光の偏光方向をπ／２回転させ、
電界が印加された時には実質的に変化させずに出射させ
るものであることを特徴とする請求項１に記載のカラー
表示装置。 - 【請求項４】前記アクティブ・マトリクス駆動液晶素子
及び前記第２の液晶素子の少なくとも一方が、初期配列
状態として捩じれ構造を持つネマティック液晶を挾持し
ていることを特徴とする請求項１に記載のカラー表示装
置。 - 【請求項５】前記アクティブ・マトリクス駆動液晶素子
を透過する光の位相遅れ（リターデーション）を略πと
０との間で変化するように電界を印加する手段を有する
ことを特徴とする請求項１に記載のカラー表示装置。 - 【請求項６】前記アクティブ・マトリクス駆動液晶素子
及び前記第２の液晶素子の少なくとも一方が、強誘電性
液晶を挾持しており、該素子を透過する光の位相遅れは
略πであり、且つ前記強誘電性液晶の光学的な分子傾き
角が略π／８であることを特徴とする請求項１に記載の
カラー表示装置。 - 【請求項７】前記アクティブ・マトリクス駆動液晶素
子、前記第２の液晶素子及び第３の液晶素子の少なくと
も一つが、二色性色素を含む強誘電性液晶を挾持してお
り、且つ前記強誘電性液晶の光学的な分子傾き角が略π
／４であることを特徴とする請求項１に記載のカラー表
示装置。 - 【請求項８】前記第３の液晶素子が、初期配列状態とし
て捩じれ構造を持つネマティック液晶を挾持しており、
且つ光の出射側に偏光子が設置されていることを特徴と
する請求項１に記載のカラー表示装置。 - 【請求項９】前記第３の液晶素子が、初期配列状態とし
て捩じれ構造を持たないネマティック液晶を挾持してお
り、透過する光に位相遅れを生じさせる位相板が設けら
れ、素子を透過する光の位相遅れ（リターデーション）
を略πと０との間で変化するように電界が印加され、且
つ光の出射側に偏光子が設置されていることを特徴とす
る請求項１に記載のカラー表示装置。 - 【請求項１０】前記第３の液晶素子が、強誘電性液晶を
挾持しており、該素子を透過する光の位相遅れは略πで
あり、また前記強誘電性液晶の光学的な分子傾き角が略
π／８であり、且つ光の出射側に偏光子が設置されてい
ることを特徴とする請求項１に記載のカラー表示装置。 - 【請求項１１】前記第１，第２及び第３のカラー偏光子
の少なくとも１つが透過する光のスペクトルが異なる複
数のカラー偏光子を組み合わせてなることを特徴とする
請求項１に記載のカラー表示装置。 - 【請求項１２】一つの画像の選択時間が１０ｍｓ以下で
あることを特徴とする請求項１に記載のカラー表示装
置。 - 【請求項１３】白色光源と、画像形成素子と、２個の光
スイッチ素子より構成され、前記画像形成素子は電界に
よって光学的性質が変化する電気光学物質と該電気光学
物質に画像情報に対応する電気信号を印加する手段が形
成され、前記２つの光スイッチ素子は各々のオン，オフ
の組合わせによって光の三原色を選択して透過させる機
能を有し、且つ前記画像形成素子と同期を取って駆動さ
れ、光の三原色に対応する画像を順次表示するカラー表
示装置。 - 【請求項１４】白色光源と、偏光子と、アクティブ・マ
トリクス駆動方式の液晶素子と、第１のカラー偏光子
と、第２の液晶素子と、第２のカラー偏光子及び第３の
液晶素子を順次配置して構成され、前記第１，第２及び
第３のカラー偏光子はそれぞれに入射した光の偏光方向
によって透過する光のスペクトル（色相）を異ならせる
機能を有し、前記アクティブ・マトリクス駆動液晶素子
は表示する情報に対応した駆動信号を発生させ、液晶素
子に印加するための制御系を伴っており、前記第２の液
晶素子は、前記第２のカラー偏光子を通過した光の偏光
状態を変化，出射させる機能を有し、前記第３の液晶素
子は、透過する光の偏光方向を切り替える機能を有し、
前記第１，第２及び第３の液晶素子は同期を取って駆動
され、光の三原色に対応する画像を順次表示するカラー
表示装置。 - 【請求項１５】請求項１４に記載のアクティブ・マトリ
クス駆動方式の第１の液晶素子が請求項４−６に記載の
液晶素子であることを特徴とするカラー表示装置。 - 【請求項１６】アクティブ・マトリクス駆動方式の液晶
素子と、第１のカラー偏光子と、第２の液晶素子と、第
２のカラー偏光子と、第３の液晶素子を順次配置して構
成され、前記第１，第２及び第３のカラー偏光子は透過
する光のスペクトル（色相）を入射した際の偏光方向に
よって異ならせ、前記アクティブ・マトリクス駆動液晶
素子は表示する画像情報に対応した駆動信号を発生さ
せ、液晶素子に印加するための制御系を有し、前記第２
の液晶素子は、前記第２のカラー偏光子を通過した光の
偏光状態を変化，出射させ、且つ該変化量を制御するた
めの駆動系を有し、前記第３の液晶素子は、透過する光
の偏光方向を切り替える機能及び該切り替えを制御する
ための駆動系を有し、前記第１，第２及び第３の液晶素
子は同期を取って駆動され、光の三原色に対応する画像
を順次表示するカラー表示装置。 - 【請求項１７】請求項１６に記載のアクティブ・マトリ
クス駆動液晶素子が電界印加によって光の透過率が変化
する機能を有することを特徴とするカラー表示装置。 - 【請求項１８】請求項１７に記載のアクティブ・マトリ
クス駆動液晶素子が、高分子マトリクス中にネマティッ
ク液晶が分散されてなることを特徴とするカラー表示装
置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3291213A JPH05127189A (ja) | 1991-11-07 | 1991-11-07 | カラー表示装置 |
| CN92113770A CN1073267A (zh) | 1991-11-07 | 1992-11-06 | 彩色显示装置 |
| KR1019920020862A KR930010587A (ko) | 1991-11-07 | 1992-11-07 | 칼라 표시장치 |
| EP92119147A EP0541128A1 (en) | 1991-11-07 | 1992-11-09 | Color display device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3291213A JPH05127189A (ja) | 1991-11-07 | 1991-11-07 | カラー表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05127189A true JPH05127189A (ja) | 1993-05-25 |
Family
ID=17765932
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3291213A Pending JPH05127189A (ja) | 1991-11-07 | 1991-11-07 | カラー表示装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0541128A1 (ja) |
| JP (1) | JPH05127189A (ja) |
| KR (1) | KR930010587A (ja) |
| CN (1) | CN1073267A (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69319215T2 (de) * | 1992-12-25 | 1998-10-22 | Mitsui Chemicals Inc | Polarisierender Farbfilter |
| GB9316961D0 (en) * | 1993-08-14 | 1994-01-26 | Marconi Gec Ltd | Display arrangements |
| FR2709854B1 (fr) * | 1993-09-07 | 1995-10-06 | Sextant Avionique | Dispositif de visualisation à couleurs optimisées. |
| KR0176426B1 (ko) * | 1995-12-15 | 1999-05-01 | 윤종용 | 라이트 밸브와 이를 이용한 투사장치 |
| KR100751191B1 (ko) * | 2000-12-29 | 2007-08-22 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 강유전성 액정표시장치및 그의 구동방법 |
| EP2273481A3 (en) * | 2001-06-11 | 2012-02-22 | Genoa Color Technologies Ltd. | Device, system and method for color display |
| CN113448119A (zh) * | 2021-07-13 | 2021-09-28 | 深圳市兔高科技有限公司 | 液晶调光膜 |
| CN116500826A (zh) * | 2022-01-19 | 2023-07-28 | 华为技术有限公司 | 偏振光栅装置及液晶显示器 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4635051A (en) * | 1983-09-26 | 1987-01-06 | Tektronix, Inc. | High-speed electro-optical light gate and field sequential full color display system incorporating same |
| CA1270583A (en) * | 1986-02-05 | 1990-06-19 | Frederick J. Porter | Color selectable liquid crystal display system |
| JPH0666018B2 (ja) * | 1987-01-09 | 1994-08-24 | 株式会社日立製作所 | 液晶プロジェクション装置 |
| DE4011893A1 (de) * | 1990-04-12 | 1991-10-17 | Liesegang Fa Ed | Fluessigkristallzellenanordnung |
-
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- 1991-11-07 JP JP3291213A patent/JPH05127189A/ja active Pending
-
1992
- 1992-11-06 CN CN92113770A patent/CN1073267A/zh active Pending
- 1992-11-07 KR KR1019920020862A patent/KR930010587A/ko not_active Withdrawn
- 1992-11-09 EP EP92119147A patent/EP0541128A1/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0541128A1 (en) | 1993-05-12 |
| CN1073267A (zh) | 1993-06-16 |
| KR930010587A (ko) | 1993-06-22 |
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