JPS63293532A - 液晶カラ−表示体 - Google Patents
液晶カラ−表示体Info
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- JPS63293532A JPS63293532A JP12909987A JP12909987A JPS63293532A JP S63293532 A JPS63293532 A JP S63293532A JP 12909987 A JP12909987 A JP 12909987A JP 12909987 A JP12909987 A JP 12909987A JP S63293532 A JPS63293532 A JP S63293532A
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 25
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—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
- G02F1/01—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
- G02F1/13—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
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/133509—Filters, e.g. light shielding masks
- G02F1/133514—Colour filters
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
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- Optics & Photonics (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は液晶カラー表示体の構成に関するものである。
第６図は従来の液晶を用いたカラー表示体の一例である
。ガラス基板１上に３色の色フィルタ赤（Ｒ）２、緑（
Ｇ）６、青（Ｂ）４を設け、それに重ねて透明電極５が
設けられている。対向するガラス基板６上には透明電極
５に直交するように透明電極７が設けられている。対向
する透明電極５．７が重なり合って色フィルタと共に矩
形の色画素を構成している。
。ガラス基板１上に３色の色フィルタ赤（Ｒ）２、緑（
Ｇ）６、青（Ｂ）４を設け、それに重ねて透明電極５が
設けられている。対向するガラス基板６上には透明電極
５に直交するように透明電極７が設けられている。対向
する透明電極５．７が重なり合って色フィルタと共に矩
形の色画素を構成している。
透明電極５．７間に印加する電圧を各色画素ごとに制御
することによって、液晶８の状態が変化し、偏光子９で
直線偏光となった入射光の偏光面が、液晶の状態に応じ
て回転し、検光子１０を透過する割合が各色画素ごとに
異なるようにすることが出来る。この様にして、液晶カ
ラー表示体は３色Ｒ−ＧΦＢの空間的混色により、カラ
ー表示を実現している。
することによって、液晶８の状態が変化し、偏光子９で
直線偏光となった入射光の偏光面が、液晶の状態に応じ
て回転し、検光子１０を透過する割合が各色画素ごとに
異なるようにすることが出来る。この様にして、液晶カ
ラー表示体は３色Ｒ−ＧΦＢの空間的混色により、カラ
ー表示を実現している。
従来の方法は構成が簡単で実現が容易であることから、
広く用いられている。しかしながら、従来の色フィルタ
は、光の吸収により所定の透過光の色を得ているのであ
るから、３色の混色法では原理的に少な（とも可視光の
２／３の光が吸収されている事になる。
広く用いられている。しかしながら、従来の色フィルタ
は、光の吸収により所定の透過光の色を得ているのであ
るから、３色の混色法では原理的に少な（とも可視光の
２／３の光が吸収されている事になる。
液晶表示体は自らが発光しているわけではないから、外
部照明を必要とする。したがって従来の方法では、吸収
損失の大きい分だけより大きな外部照明の消費電力を必
要とし、結局、電池寿命の低下などの問題を生じている
。
部照明を必要とする。したがって従来の方法では、吸収
損失の大きい分だけより大きな外部照明の消費電力を必
要とし、結局、電池寿命の低下などの問題を生じている
。
この問題を解決するために、光の吸収によらない色の表
現法がいくつか提案されている。たとえばマイクロプリ
ズムアレイによる分光手段、或はマイクロ干渉フィルタ
アレイによる分光手段などが考えられる。しかし、これ
らの手段は立体的なマイクロ光学構造を必要とし、実現
が困難である。
現法がいくつか提案されている。たとえばマイクロプリ
ズムアレイによる分光手段、或はマイクロ干渉フィルタ
アレイによる分光手段などが考えられる。しかし、これ
らの手段は立体的なマイクロ光学構造を必要とし、実現
が困難である。
別の方法として、Ｒ−Ｇ−Ｂの螢光体に紫外線を照射す
ることも考えられるが、紫外線を通す物質が必要となる
など、やはり、あまり現実的でない。
ることも考えられるが、紫外線を通す物質が必要となる
など、やはり、あまり現実的でない。
本発明の目的は、光の吸収によって色を表現する色フィ
ルタに白色光を入射する方法に代えて、色フィルタに入
射する光のスペクトル分布を各色画素ごとに変化させて
、全体として透過光エネルギが多（なるような構造を提
供することにある。
ルタに白色光を入射する方法に代えて、色フィルタに入
射する光のスペクトル分布を各色画素ごとに変化させて
、全体として透過光エネルギが多（なるような構造を提
供することにある。
上記目的を達成するため本発明は色フィルタと光源の間
に波長変換素子を配置し、色フィルタに入射する光量は
波長変換素子をそのまま透過する光と波長変換された光
の和とすることにより従来の色画素を透過する光量より
多（なるようにしたものである。
に波長変換素子を配置し、色フィルタに入射する光量は
波長変換素子をそのまま透過する光と波長変換された光
の和とすることにより従来の色画素を透過する光量より
多（なるようにしたものである。
第４図は本発明の基本構成を示して（・る。色フィルタ
１１のＲ，Ｇに対応して波長変換素子１２緑色光を赤色
光に変換し、Ｇは青色光を緑色光に変換する。この様に
配置することにより、各色画素を透過する光量が増加す
ることを赤色の色画素を例にとって次に説明する。第５
図（ａ）は波長変換素子１２のＲの吸光スペクトル５１
と発光スペクトル５２を模式的に示したものである。し
たがって、波長変換素子１２を通った後のスペクトルは
第５図（ｂ）に示されている様に発光波長付近で入射光
強度を越えることができる。すなわち、波長変換素子１
２を光源と赤色フィルタの間に入れることにより赤色フ
ィルタを透過できる波長の光が増加することになる。緑
色の色画素についても同様に説明される。青色の色画素
については光源として青、緑、赤からなる３色光源を用
いる場合には波長変換の効果は期待できないが、青色よ
り短波長成分を含む光源を使用することが出来れば効果
を得るので、波長液°換素子Ｂを色フィルタＢに重ねて
配置してもよい。
１１のＲ，Ｇに対応して波長変換素子１２緑色光を赤色
光に変換し、Ｇは青色光を緑色光に変換する。この様に
配置することにより、各色画素を透過する光量が増加す
ることを赤色の色画素を例にとって次に説明する。第５
図（ａ）は波長変換素子１２のＲの吸光スペクトル５１
と発光スペクトル５２を模式的に示したものである。し
たがって、波長変換素子１２を通った後のスペクトルは
第５図（ｂ）に示されている様に発光波長付近で入射光
強度を越えることができる。すなわち、波長変換素子１
２を光源と赤色フィルタの間に入れることにより赤色フ
ィルタを透過できる波長の光が増加することになる。緑
色の色画素についても同様に説明される。青色の色画素
については光源として青、緑、赤からなる３色光源を用
いる場合には波長変換の効果は期待できないが、青色よ
り短波長成分を含む光源を使用することが出来れば効果
を得るので、波長液°換素子Ｂを色フィルタＢに重ねて
配置してもよい。
第１図は本発明の一実施例を示している。ガラス基板１
６上に色フィルタＲ２２、Ｇ２３、ＢＢ２７を配置する
。
６上に色フィルタＲ２２、Ｇ２３、ＢＢ２７を配置する
。
Ｒ２５は青色光、緑色光を赤色光に変換し、Ｇ２６は青
色光を緑色光に変換する。Ｂ２７は紫外光を青色に変換
することが出来るが、本実施例では紫外光を含まない光
源を用いるので８２７の効果はないとする。但し、波長
変換素子の構造を作製する上でＲ２５、Ｇ２６と同じ形
状に透明媒質を配置してお（方がよい。
色光を緑色光に変換する。Ｂ２７は紫外光を青色に変換
することが出来るが、本実施例では紫外光を含まない光
源を用いるので８２７の効果はないとする。但し、波長
変換素子の構造を作製する上でＲ２５、Ｇ２６と同じ形
状に透明媒質を配置してお（方がよい。
波長変換素子Ｒ２５は青色光、緑色光を吸収して赤色で
発光する螢光色素をＰＭＭＡ等のプラスチック樹脂中に
分散させて作る。このための螢光色素として、例えばＢ
ＡＳＦ社製のＬｕｍｏｇｅｎ ＦＲＥＤ３００ を用
いた場合、赤色の色フィルタを透過する光量が約３０％
増加することが実験で確認されている。この値は用いる
色素の特性、色フィルタのスペクトル特性波長変換素子
の光学的構造等によって変化し、さらに大きくすること
が可能である。波長変換素子Ｇ２６についても同様であ
るが、励起光が青色のみであるため、赤色の場合よりは
効率向上の割合は小さい。
発光する螢光色素をＰＭＭＡ等のプラスチック樹脂中に
分散させて作る。このための螢光色素として、例えばＢ
ＡＳＦ社製のＬｕｍｏｇｅｎ ＦＲＥＤ３００ を用
いた場合、赤色の色フィルタを透過する光量が約３０％
増加することが実験で確認されている。この値は用いる
色素の特性、色フィルタのスペクトル特性波長変換素子
の光学的構造等によって変化し、さらに大きくすること
が可能である。波長変換素子Ｇ２６についても同様であ
るが、励起光が青色のみであるため、赤色の場合よりは
効率向上の割合は小さい。
以上の説明から明らかな様に、入射光が白色の場合、各
色に対して効率が異なるため、波長変換素子を通った後
では白色光とはならない。したがって、本実施例では光
源として青、緑、赤の強度比が５：３：２の３色光源を
用いることによって白色バランスをとるようにしている
。
色に対して効率が異なるため、波長変換素子を通った後
では白色光とはならない。したがって、本実施例では光
源として青、緑、赤の強度比が５：３：２の３色光源を
用いることによって白色バランスをとるようにしている
。
赤色について説明すると、入射光２８が波長変換素子Ｒ
２５に入射すると入射光の成分の内、青色・緑色光は赤
色光に変換される。変換によって生じた赤色光と透過赤
色光の強度比は約３：２となり、両者の和の強度が青色
光と等しくなる。緑色の色画素についても同様である。
２５に入射すると入射光の成分の内、青色・緑色光は赤
色光に変換される。変換によって生じた赤色光と透過赤
色光の強度比は約３：２となり、両者の和の強度が青色
光と等しくなる。緑色の色画素についても同様である。
したがって、波長変換素子を配置したことにより、透過
光量が５０％増加する。
光量が５０％増加する。
本実施例は、従来の色画素の構成に、螢光色素を含む平
面膜を付は加えるだけで実現出来ることが特徴である。
面膜を付は加えるだけで実現出来ることが特徴である。
しかし、波長変換により生じた光の半分は光源側に向っ
て放射され、損失してしまう。この光をさらに有効に利
用するために、構成は複雑となるが第２図に示されてい
るような構成にしてもよい。入射光２８は微小レンズア
レイ６２によって集光され、スリット６１を通過して波
長変換素子Ｒ内部へ入射される。波長変換素子Ｒ内部で
発生し、光源側に向かう光２９は反射板６０により前面
に反射される。
て放射され、損失してしまう。この光をさらに有効に利
用するために、構成は複雑となるが第２図に示されてい
るような構成にしてもよい。入射光２８は微小レンズア
レイ６２によって集光され、スリット６１を通過して波
長変換素子Ｒ内部へ入射される。波長変換素子Ｒ内部で
発生し、光源側に向かう光２９は反射板６０により前面
に反射される。
したがって、一層の効率向上が可能となる。この目的の
ためには第３図に示す様に干渉フィルタ６６を用いるこ
とも出来る。この干渉フィルタ６３は青色のみ透過し、
緑色、赤色は反射する性質を持っている。光源は青色光
のみを成分としているものを用いる。まず、青色の色画
素については、入射光が青色なので、青色または透明な
フィルタを用いればよい。緑色、赤色の色画素について
は波長変換素子Ｇ、Ｈにより、入射光から変換される緑
色光、赤色光が対応する色画素から発生することになり
、しかも、干渉フィルタ６６０反射効果も加わって効率
的なカラー表示が可能となる。
ためには第３図に示す様に干渉フィルタ６６を用いるこ
とも出来る。この干渉フィルタ６３は青色のみ透過し、
緑色、赤色は反射する性質を持っている。光源は青色光
のみを成分としているものを用いる。まず、青色の色画
素については、入射光が青色なので、青色または透明な
フィルタを用いればよい。緑色、赤色の色画素について
は波長変換素子Ｇ、Ｈにより、入射光から変換される緑
色光、赤色光が対応する色画素から発生することになり
、しかも、干渉フィルタ６６０反射効果も加わって効率
的なカラー表示が可能となる。
以上の説明で示したように、本発明によれば、色画素に
入射する光のスペクトルを各色画素ごとに変化させるこ
とができるので、各色画素を透過できる光の量が全体と
して増加し、光利用効率を高めることができる。これに
より、従来よりも高輝度の視認性のよい液晶カラー表示
が可能となる。
入射する光のスペクトルを各色画素ごとに変化させるこ
とができるので、各色画素を透過できる光の量が全体と
して増加し、光利用効率を高めることができる。これに
より、従来よりも高輝度の視認性のよい液晶カラー表示
が可能となる。
第１図は本発明の実施例を示す波長変換素子を用いた液
晶表示装置の断面図、第２図は本発明の実施例に微小レ
ンズアレイを加えた液晶表示装置の断面図、第３図は本
発明の実施例に干渉フィルタを加えた液晶表示装置の断
面図、第４図、第５図は本発明の原理説明図、第６図は
従来の液晶表示装置の断面図である。 ２２．２５．２４・・・・・・色フィルタ、２５．２６
．２７・・・・・・波長変換素子、３０・・・・・・反
射板、 ６２・・・・・・微小レンズアレイ、 ６６・・・・・・干渉フィルタ。 第１図 第３図 第４図 波長（ｎｍ） 第６図
晶表示装置の断面図、第２図は本発明の実施例に微小レ
ンズアレイを加えた液晶表示装置の断面図、第３図は本
発明の実施例に干渉フィルタを加えた液晶表示装置の断
面図、第４図、第５図は本発明の原理説明図、第６図は
従来の液晶表示装置の断面図である。 ２２．２５．２４・・・・・・色フィルタ、２５．２６
．２７・・・・・・波長変換素子、３０・・・・・・反
射板、 ６２・・・・・・微小レンズアレイ、 ６６・・・・・・干渉フィルタ。 第１図 第３図 第４図 波長（ｎｍ） 第６図
Claims (2)
- （１）平面上に複数の色フィルタをモザイク状又はスト
ライプ状に配置し、前記色フィルタを透過する光量を電
気的に制御することによりカラー表示を実現する液晶カ
ラー表示体において、光源と前記色フィルタの間に、波
長変換素子を配置したことを特徴とする液晶カラー表示
体。 - （２）波長変換素子は、螢光色素を用いることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の液晶カラー表示体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12909987A JPS63293532A (ja) | 1987-05-26 | 1987-05-26 | 液晶カラ−表示体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12909987A JPS63293532A (ja) | 1987-05-26 | 1987-05-26 | 液晶カラ−表示体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63293532A true JPS63293532A (ja) | 1988-11-30 |
Family
ID=15001045
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12909987A Pending JPS63293532A (ja) | 1987-05-26 | 1987-05-26 | 液晶カラ−表示体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63293532A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6670083B2 (en) * | 2000-12-08 | 2003-12-30 | Hitachi, Ltd. | Color filter and liquid crystal display provided therewith |
-
1987
- 1987-05-26 JP JP12909987A patent/JPS63293532A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6670083B2 (en) * | 2000-12-08 | 2003-12-30 | Hitachi, Ltd. | Color filter and liquid crystal display provided therewith |
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