JP4343419B2 - 液晶装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的には、液晶を利用してカラー表示を行う液晶装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カラー表示が可能な液晶装置が種々の分野で使用されているが、かかる液晶装置には、
▲１▼ 各画素にマイクロカラーフィルターを配置してカラー表示を可能にしたもの（以下、“マイクロカラーフィルター方式”とする）や、
▲２▼ 異なる色の光を順次照射すると共に該光の照射に同期して光のスイッチングを行うことによりフルカラー表示を行うようにしたもの（以下、“フィールドシーケンシャル方式”とする）、
がある。このうち、フィールドシーケンシャル方式の液晶装置は、複数の画素の組み合せによって色表示するマイクロカラーフィルター方式と異なり、１つの画素だけで色表示をすることができて精細度を高くすることができ、開口率を上げて画像輝度を高めることができるという特徴を有している。また、各画素にマイクロカラーフィルターを設ける必要がないため製造歩留まりが向上するという特徴をも有している。
【０００３】
ここで、フィールドシーケンシャル方式の液晶装置について、図８及び図９を参照して簡単に説明する。
【０００４】
図８は、従来の液晶装置の構造の一例を示すブロック図であるが、該液晶装置は、各画素毎に光のスイッチングを行う液晶パネルＰと、該液晶パネルＰを駆動するドライバ５，６等と、液晶パネルＰに対して異なる色の光（赤色光、緑色光、青色光）を順次照射するバックライト装置Ｂと、該バックライト装置Ｂを駆動するバックライト駆動部７と、によって構成されている。
【０００５】
そして、この液晶装置を駆動するに際しては、図９に示すように、１フレーム期間Ｆ０を３つのフィールド期間Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３に分割し（例えば、フレーム周波数を６０Ｈｚとした場合には１フレーム期間Ｆ０は１６．７ｍｓとなり、１つのフィールド期間Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３は約５．５ｍｓとなる）、各フィールド期間Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３毎にバックライト装置Ｂから液晶パネルＰに対して各色光（赤色光、緑色光、青色光）を順次照射すると共に（図９ (a) (b) (c) 参照）、該光の照射に同期させて各フィールド期間Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３毎に液晶パネルＰによって各画素毎に光のスイッチングを行わせることにより（すなわち、Ｒ用の白黒画像、Ｇ用の白黒画像及びＢ用の白黒画像を順に表示することにより）、異なる色の画像を順次認識させ、人間の目の残像現象を利用することによってそれらの画像（赤色像、緑色像及び青色像）を視覚上で混色させてフルカラー画像として認識させるようになっている。なお、各フィールド期間Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３における白黒画像の表示は、図９(d) に示すように、各走査ラインを線順次走査することにより達成される。
【０００６】
しかしながら、このようなフィールドシーケンシャル方式の場合、１フレーム期間の１／３という短い期間Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３で液晶応答が完了している必要があるため、高速応答が可能な液晶モードを用いる必要がある。以下、この点について説明する。
【０００７】
従来、液晶パネルとしては、一つ一つの画素にトランジスタ（例えば、ＴＦＴ等の薄膜トランジスタ）のような能動素子を配置したアクティブマトリクス型で、ネマチック液晶を用いたものが開発されている。このアクティブマトリクス型の液晶パネルでは、ツイステッドネマチック（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モードが広く用いられており、該モードは「Ａｐｐｌｉｅｄ ＰｈｙｓｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ、第１８巻、第４号（１９７１年２月１５日発行）第１２７頁から１２８頁、エム・シャット（Ｍ．Ｓｃｈａｄｔ）とダブリュー・ヘルフリッヒ（Ｗ．Ｈｅｌｆｒｉｃｈ）著」に記載されている。また、最近では横方向電圧を利用したインプレインスイッチング（Ｉｎ−Ｐｌａｉｎ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードが発表されており、ツイステッドネマチックモードの欠点であった視野角特性の改善がなされている。
【０００８】
その他、アクティブマトリクス型でない液晶パネルには、スーパーツイステッドネマチック（Ｓｕｐｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モードが用いられている。
【０００９】
ところで、これらのいずれのモードであっても、ネマチック液晶の応答速度は数十ミリ秒以上と遅く、フィールドシーケンシャル方式には適さないという問題があった。
【００１０】
これに対し、応答速度を改善した液晶パネルとしてベンド配向セル（πセル）が１９８３年にＢｏｓらによって発表されている。このベンド配向セルは、両方の基板のラビング方向を同一方向とし、スプレイ配向であるネマチック液晶に所定値以上の電圧を印加してベンド配向（図３参照）を実現するものであるが、応答速度が数ｍｓｅｃと非常に速いためフィールドシーケンシャル方式に適しており（特開平１１−１４９８８号公報、ＯＣＢセル、内田ら）、光の透過率（セルが反射型の場合には光の反射率）は印加電圧によって制御するようになっている。
【００１１】
なお、印加電圧を変化させるとリタデーション量が変化し、該リタデーション量の変化に伴って光の透過率や反射率が変化するが、リタデーション量と透過率Ｔとの関係は、光の波長をλとすると、
Ｔ＝ｓｉｎ２（πＲ／λ）
となり、リタデーション量と反射率Ｔとの関係は、
Ｔ＝ｃｏｓ２（π・２Ｒ／λ）
となる。したがって、透過型の液晶パネルにおいて光透過率を０％〜１００％に変化させるにはリタデーション量を０〜λ／２に変化させる必要があり、反射型の液晶パネルにおいて光反射率を０％〜１００％に変化させるにはリタデーション量を０〜λ／４に変化させる必要がある。しかし、リタデーション量と印加電圧との関係は、例えば図４に示すようなものであるが、このような特性曲線の場合には横軸との交点を有しないためにＲ＝０を実現できない。そこで、両基板に施された配向制御方向と直交する方向に複屈折媒体による位相差補正板を用いることにより、特性曲線を符号Ｒ２で示すようにし、Ｒ２＝０を実現できるようにしている。
【００１２】
また内田等は視野角改善の観点から１９９２年に位相差部材として２軸位相差板を用いることを発表している（ＯＣＢセル）。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したベンド配向セルでは、印加電圧Ｖと透過率（又は反射率）Ｔとの関係は照射光の波長によって異なる。図１は、赤色光・緑色光・青色光について印加電圧Ｖと透過率Ｔとの関係を示す図であるが、同じ電圧を印加した場合、光の色によって透過率Ｔが異なってしまうという現象がある。このため、例えば、黒表示を行おうとして一定電圧を印加しても、特定の光は漏れてしまい、本来の黒色を表示できないという問題があった。また、このような光漏れのためにコントラストが低くなってしまうという問題があった。さらに、他の中間色を表示しようとしても、電圧と光透過率との関係が各色毎に異なるため、所望通りの中間色を表示できず、画質が悪くなってしまうという問題があった。
【００１４】
そこで、本発明は、画質の劣化を防止する液晶装置を提供することを目的とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記事情を考慮してなされたものであり、所定間隙を開けた状態に配置された一対の基板、前記一対の基板の間にベンド配向状態で配置されたネマチック液晶、及び該ネマチック液晶を挟むように配置された一対の電極を有するアクティブマトリクス型の液晶素子と、該液晶素子に対して異なる色の光を順次照射する照明装置と、を備え、かつ、該光の照射に同期させて前記液晶素子によって光のスイッチングを行わせることによりフルカラー画像を認識せしめる液晶装置において、光の波長により異なるリタデーション量を有し、遅相軸を前記ネマチック液晶の遅相軸と直交させて配置された位相差部材と、目標の透過率又は反射率を実現すべく前記照明装置が照射する光の色に応じて異ならせた電圧を前記一対の電極に印加することにより前記液晶素子に光のスイッチングを行わせる駆動手段と、を備え、かつ、該駆動手段は、前記液晶素子を明状態にするとき及び暗状態にするときに前記一対の電極に印加する電圧を、前記照明装置が照射する光の色毎に前記位相差部材のリタデーション量に応じて前記液晶素子の明状態と暗状態とで独立して設定する、ことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図４を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００１８】
本発明に係る液晶装置は、図２に符号１で示すように、各画素毎に光のスイッチングを行う液晶素子Ｐと、該液晶素子Ｐに対して異なる色の光を順次照射する照明装置Ｂと、を備えている。
【００１９】
このうち、液晶素子Ｐは、図３に示すように、所定間隙を開けた状態に配置された一対の基板２ａ，２ｂと、これら一対の基板２ａ，２ｂの間に配置されてなるベンド配向状態のネマチック液晶３と、該ネマチック液晶３を挟むように配置された一対の電極４ａ，４ｂと、からなる。
【００２０】
なお、本発明が適用される液晶素子Ｐは、透過する光のスイッチングを行う透過型であっても、反射される光のスイッチングを行う反射型であっても良いが、透過型にする場合には、両方の基板２ａ，２ｂや電極４ａ，４ｂを透明とし、液晶素子Ｐの両側にはそれぞれ偏光板（不図示）を配置すると良い。また、反射型にする場合には、いずれか一方の基板２ａ又は２ｂや電極４ａ又は４ｂを透明とし、偏光板は１枚だけとし、反射板を配置して光を反射させれば良い。
【００２１】
ところで、本発明に係る液晶装置１は、前記液晶３の遅相軸と直交する遅相軸を持つ位相差部材（不図示）を備えている。ここで、ベンド配向状態のネマチック液晶３を用いた液晶素子（ベンド配向セル）においては、前記一対の電極４ａ，４ｂに印加する電圧Ｖを変化させると液晶３の複屈折量Ｒも変化し、該複屈折量Ｒと印加電圧Ｖとの関係を示す特性曲線は、図４に符号Ｒ１（＝ＲＬＣ）で例示するように縦軸とは交わらないが、前記位相差部材を設けることによって一定量ＲＣだけ低減して符号Ｒ２（＝ＲＬＣ−ＲＣ）に示すように特性曲線を変化させ、縦軸と交わるようにしている。そして、上述のような位相差部材を設けることによって、液晶素子Ｐを透過型にする場合には、複屈折量Ｒ２（＝ＲＬＣ−ＲＣ）と透過率Ｔとの関係が
Ｔ＝ｓｉｎ２{π（ＲＬＣ−ＲＣ）／λ}
ここで、ＲＬＣ；液晶３のリタデーション量
ＲＣ ；位相差部材のリタデーション量
λ ；照射光の波長
となるようにし、液晶素子Ｐを反射型にする場合には、複屈折量Ｒ２（＝ＲＬＣ−ＲＣ）と反射率Ｔとの関係が、
Ｔ＝ｃｏｓ２{π・２（ＲＬＣ−ＲＣ）／λ}
ここで、ＲＬＣ；液晶３のリタデーション量
ＲＣ ；位相差部材のリタデーション量
λ ；照射光の波長
となるようにしている。
【００２２】
液晶素子Ｐが透過型の場合、いずれの波長の光においても、
π（ＲＬＣ−ＲＣ）／λ＝０ すなわち、 ＲＬＣ−ＲＣ＝０
において暗状態を取り、
π（ＲＬＣ−ＲＣ）／λ＝π／２或いは−π／２
すなわち、 ＲＬＣ−ＲＣ＝±λ／２
において明状態を取るようにしている。また、液晶素子Ｐが反射型の場合、いずれの波長の光においても、
π（ＲＬＣ−ＲＣ）／λ＝０ すなわち、 ＲＬＣ−ＲＣ＝０
において明状態を取り、
π（ＲＬＣ−ＲＣ）／λ＝π／４或いは−π／４
すなわち、 ＲＬＣ−ＲＣ＝±λ／４
において暗状態を取るようにしている。
【００２３】
ところで、ベンド配向状態にあるネマチック液晶３は、図３に示すように、液晶層中心部の液晶ダイレクタが基板２ａ，２ｂに対し垂直となるが、このような配向状態は、両方の基板２ａ，２ｂにほぼ同一方向に一軸性配向処理を施すことによって実現できる。
【００２４】
また、上述したような光のスイッチングは、図２に示すように、電極４ａ，４ｂに駆動手段５，６を接続して電圧Ｖを印加することによって行えば良いが、該印加される電圧Ｖは、目標とする光透過率や光反射率だけでなく光の波長（すなわち、色）をも考慮して決定される。例えば、図１は、光の波長（色）をパラメータとして透過率Ｔと印加電圧Ｖとの関係を図示したものであるが、このような透過率Ｔと印加電圧Ｖとの関係を光の色毎に記憶しておき、照射される光の色、並びに目標とする透過率に基づいて印加電圧を決定すれば良い。例えば、５０％の透過率Ｔを得たい場合、光の色によって印加電圧値をＶ１，Ｖ２，Ｖ３と変化させれば良い。これにより、光の波長にかかわらず目標の光透過率や光反射率を実現することができる。
【００２５】
本実施の形態によれば、照明装置Ｂから液晶素子Ｐに対して異なる色の光を順次照射すると共に、該光の照射に同期させて前記液晶素子Ｐによって各画素毎に光のスイッチングを行わせることにより、異なる色の画像を順次認識させ、人間の目の残像現象を利用することによってそれらの画像を混色させてフルカラー画像として認識させるようになっている。
【００２６】
次に、本実施の形態の効果について説明する。
【００２７】
本実施の形態によれば、液晶３はベンド配向であって応答速度が非常に速いため、各フィールド期間が短いフィールドシーケンシャル方式でありながらも、輝度の高い表示を可能としている。また、液晶３の応答速度が非常に速いため、短時間でリセットすることができ、混色を低減することができる。
【００２８】
一方、本実施の形態によれば、１つの画素だけで色表示をすることができ、マイクロカラーフィルター方式のように複数の画素の組み合せで色表示をする場合に比べて精細度を高くすることができる。また、開口率を上げて画像輝度を高めることができる。さらに、各画素にカラーフィルターを設ける必要がない分、製造歩留まりを向上させることができる。
【００２９】
また一方、本実施の形態によれば、光の波長にかかわらず目標の光透過率や光反射率を実現することができ、表示色が正確なものとなって、画質を向上させることができる。例えば、黒を表示したい場合には、各画素の光透過率や光反射率を０％として、本来の黒（青味がかった黒や緑味がかった黒ではなく本来の黒）を表示できる。また、黒色以外の中間色を表示する場合も色バランスに優れた色を表示できる。さらに、光漏れのためにコントラストが低くなってしまうという問題も無い。
【００３０】
【実施例】
以下、実施例に沿って本発明を更に詳細に説明する。
【００３１】
（実施例１）
本実施例においては、図５に示すアクティブマトリクス型の液晶パネルＰを作製した。
【００３２】
すなわち、一方の基板２ｂには、ゲート絶縁膜として窒化シリコン膜を備えたａ−ＳｉＴＦＴ１０を画素毎に形成し、該ＴＦＴ１０には、１３００ÅのＩＴＯ膜からなる透明電極４ｂを接続した。また、他方の基板２ａ（図３参照）には、１３００ÅのＩＴＯ（インジウム・ティン・オキサイド）膜によって透明電極４ａを形成し、膜厚４００Åの市販のＴＦＴ用配向膜ＪＡＬＳ２０２２（ＪＳＲ社製）によって配向制御膜（不図示）を形成した。なお、画面サイズは３インチとし、画素数は８００×６００とし、基板間の距離は８μｍとした。そして、ネマチック液晶３としては、市販の液晶材料ＫＮ５０２７（チッソ社製）を用いた。
【００３３】
また、本実施例におけるバックライト装置Ｂは、図６に示すような装置を３つ組み合せて構成した。ここで、図６に示す装置は、７個のＬＥＤ２０、トランジスタ２１及び電源２２を直列接続して構成し、トランジスタ２１には波形発生器２３を接続した。なお、図示の７個のＬＥＤ２０では赤色光を照射するようにし、別の７個のＬＥＤでは青色光、さらに別の７個のＬＥＤでは緑色光を照射するようにした。なお、ＲＧＢ光源材料としては、ＲにはＧａＡＩＡｓを用い、ＧやＢにはＧａＮを用いた。また、トランジスタ２１は波形発生器２３でゲート電圧が調整され、ＬＥＤ２０への電流を制御する。またさらに、それぞれの色の主波長はそれぞれ４５３ｎｍ ５４９ｎｍ ６４０ｎｍであった。このように、応答時間が数μＳオーダーのＬＥＤを光源として用いることで、数ｍｓといった短いフレーム期間内にＲＧＢ各色が順次点灯するバックライト光源とすることが出来る。
【００３４】
液晶層のＲＧＢ各波長での電圧−リタデーション特性より、ベンド保持電圧１．１６Ｖでの青色波長４５３ｎｍでの液晶層のリタデーションは７１２ｎｍであった。本実施例では青色波長４５３ｎｍに対してリタデーション量７１２ｎｍ、緑色波長５４９ｎｍに対してリタデーション量６９８ｎｍ、赤色波長６４０ｎｍに対してリタデーション量６７８ｎｍとなる波長分散特性を持つポリカーボネイト材料による位相差板（位相差部材）を用いた。
【００３５】
以上、該液晶層の各ＲＧＢ波長での電圧リタデーション特性と、該位相差板の各ＲＧＢ波長でのリタデーション量を、
π（ＲＬＣ−ＲＣ）／λ＝０
π（ＲＬＣ−Ｒｃ）／λ＝π／２
に代入し、それぞれ明状態、暗状態を為す電圧値を算出した結果は
明状態 ４．０Ｖ（青）、８．０Ｖ（緑）、１３．５Ｖ（赤）
暗状態 １．１６Ｖ（青）、１．４３Ｖ（緑）、１．６Ｖ（赤）
となる。計算に用いる各ＲＧＢ波長での電圧リタデーション特性は、液晶材料の複屈折の波長依存性を考慮し、ＲＧＢそれぞれの波長での実測値を用いることが好ましい。
【００３６】
ここで、補足する。
【００３７】
位相差部材のリタデーション量Ｒｃは波長に依存して変化する。上の例では、ベンド保持電圧での液晶層の青波長のリタデーションに対して、位相差部材のリタデーション量Ｒｃを設定している。これは、実際の液晶素子の駆動ではベンド保持電圧以下の電圧では駆動できないため、青よりも波長の長いリタデーションで値を合わせると、青波長での最適電圧がベンド保持電圧を下回ってしまうためである。上述の部分で計算される電圧は青波長でのものが一番小さいため、それをベンド保持電圧に合わせる必要があるということになる。
【００３８】
次に、図７に沿って、信号の流れを説明する。
【００３９】
入力端子３０Ｒに入力されたＲのアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換器（アナログ／デジタル変換器）３１Ｒにてデジタル信号に変換され、レベル補正回路３２Ｒにより強度レベルが変換される。このレベル補正回路３２Ｒは、逆γ補正回路、γ補正向路より構成され、γ補正時に先の透過率の極値条件に適した信号レベルに変換される。なお、他のＢ信号やＧ信号についても、同様に、Ａ／Ｄ変換器（アナログ／デジタル変換器）３１Ｂ，３１Ｇにてデジタル信号に変換され、レベル補正回路３２Ｂ，３２Ｇにより強度レベルが変換される。
【００４０】
ところで、これらのＲＧＢデジタル信号は、同期信号Ｖ−Ｓｙｎｃと共にＰ／Ｓ変換器（パラレル／シリアル変換器）３３に入力され、３倍速処理が施された上でシリアル出力される。そして、該Ｐ／Ｓ変換器３３から出力される表示データや駆動電圧や駆動信号や走査データは、液晶パネルドライバ５，６やバックライト駆動部７へそれぞれ供給される。
【００４１】
このことにより、Ｒ画像が表示されているときにＲ光源が点灯し、Ｇ画像が表示されているときにＧ光源が表示され、同じようにＢ画像が表示されているときにＢ光源が点灯する。よって、上記処理にて映し出されるＲＧＢの画像を順次表示することによりフルカラー画像を映し出すことが出来る。
【００４２】
次に、本実施例の効果について説明する。
【００４３】
本実施例によれば、ＲＧＢ３色のそれぞれにおいて所望の透過率を得ることができ、黒表示時の各波長での光漏れを抑えることで、２００以上のコントラストが得られた。
【００４４】
本実施例によれば、液晶３はベンド配向であって応答速度が非常に速いため、いずれの色の場合であっても最大透過率が９７％程度の高輝度表示が可能となった。すなわち、上述のように作製した液晶パネルについて、各色光を照射した場合の最大透過率を実測した。例えば、青色光を照射した状態で明状態電圧（すなわち、４．０Ｖ）を印加し、緑色光を照射した状態で明状態電圧（すなわち、８．０Ｖ）を印加し、赤色光を照射した状態で明状態電圧（すなわち、１３．５Ｖ）を印加し、それぞれの透過率を実測したところ、いずれの場合も９７％程度（但し、液晶層が等方相となる１１０℃でのパネル透過光強度を１００％としている）であった。
【００４５】
また、明状態と暗状態のコントラスト比を測定したところ、２００以上のコントラストが得られた。
【００４６】
（比較例１）
上記実施例では各色の駆動電圧幅をそれぞれ変えたが、本比較例では、駆動電圧幅を固定とした。
【００４７】
前記実施例１において作成した該液晶パネルにおいて、赤・緑・青それぞれのＬＥＤの点灯期間において明状態と暗状態をとる電圧を８．０Ｖと１．４３Ｖとした他は実施例１と同様な測定を行ったところ、ＲＧＢ各波長での透過率は８０％，９７％，９０％となり、実施例１に比べ悪化した。また、白色表示時のコントラストは８０程度であった。
【００４８】
（実施例２）
本実施例においては、一方の偏光子の代わりとして反射板を配置して反射型のアクティブマトリクス型液晶パネル（液晶素子）を作成した。基板間隙は半分としたが、その他の構成は実施例１と同様とした。
【００４９】
この構成において、液晶層のＲＧＢ各波長での電圧−リタデーション特性より、ベンド保持電圧１．１６Ｖでの青色波長４５３ｎｍでの液晶層のリタデーションは３６６ｎｍであった。本実施例では青色波長４５３ｎｍに対してリタデーション量３６６ｎｍ、緑色波長５４９ｎｍに対してリタデーション量３３３ｎｍ，赤色波長６４０ｎｍに対してリタデーション量３２０ｎｍとなる波長分散特性を持つポリカーボネイト材料による位相差板を用いた。
【００５０】
以上、該液晶層の各ＲＧＢ波長での電圧リタデーション特性と、該位相差板の各ＲＧＢ波長でのリタデーション量を、
π（ＲＬＣ−Ｒｃ）／λ＝０
π（ＲＬＣ−Ｒｃ）／λ＝π／４
に代入し、それぞれ明状態、暗状態を為す電圧値を算出した結果は
明状態 ４．０Ｖ（青），７．８Ｖ（緑），１１．５Ｖ（赤）
暗状態１．１７Ｖ（青），１．４３Ｖ（緑），１．６Ｖ（赤）
となる。
【００５１】
前記明状態となる電圧値で、該液晶層が等方相となる摂氏１１０度でのパネル反射光強度を１００％とし、パネル法線方向より光を入射し、全反射における反射率を測定したところ、ＲＧＢ各波長で９７％程度となった。
【００５２】
また、明状態と暗状態のコントラスト比を測定したところ、白色表示時に１００以上のコントラストが得られた。
【００５３】
（比較例２）
前記実施例２において作成した該液晶パネルにおいて、赤・緑・青それぞれのＬＥＤの点灯期間において明状態と暗状態をとる電圧を７．８Ｖと１．４３Ｖとしたほかは実施例２と同様な測定を行ったところ、ＲＧＢ各波長での反射率は８５％，９７％，９２％となり、悪化した。また、白色表示時のコントラストは７０程度であった。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、液晶はベンド配向であって応答速度が非常に速いため、各フィールド期間が短いフィールドシーケンシャル方式でありながらも、輝度の高い表示を可能としている。また、液晶の応答速度が非常に速いため、短時間でリセットすることができ、混色を低減することができる。
【００５５】
一方、本発明によれば、１つの画素だけで色表示をすることができ、マイクロカラーフィルター方式のように複数の画素の組み合せで色表示をする場合に比べて精細度を高くすることができる。また、開口率を上げて画像輝度を高めることができる。さらに、各画素にカラーフィルターを設ける必要がない分、製造歩留まりを向上させることができる。
【００５６】
また一方、本発明によれば、光の波長にかかわらず目標の光透過率や光反射率を実現することができ、表示色が正確なものとなって、画質を向上させることができる。例えば、黒を表示したい場合には、各画素の光透過率や光反射率を０％として、本来の黒（青味がかった黒や緑味がかった黒ではなく本来の黒）を表示できる。また、黒色以外の中間色を表示する場合も色バランスに優れた色を表示できる。さらに、光漏れのためにコントラストが低くなってしまうという問題も無い。
【図面の簡単な説明】
【図１】光の波長をパラメータとして、透過率Ｔと印加電圧Ｖとの関係を示した図。
【図２】液晶装置の概略構造を説明するためのブロック図。
【図３】液晶パネルの構造を示す断面図。
【図４】印加電圧と複屈折量との関係を示す図。
【図５】液晶パネルの全体構造を示す平面図。
【図６】バックライト装置の構造を説明するためのブロック図。
【図７】信号の流れを説明するためのブロック図。
【図８】従来の液晶装置の構造の一例を示すブロック図。
【図９】液晶装置の駆動方法の一例を示すタイミングチャート図。
【符号の説明】
１ 液晶装置
２ａ，２ｂ 基板
３ ネマチック液晶
４ａ，４ｂ 電極
５，６ 液晶パネルドライバ（駆動手段）
Ｂ バックライト装置（照明装置）
Ｐ 液晶パネル（液晶素子）
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的には、液晶を利用してカラー表示を行う液晶装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カラー表示が可能な液晶装置が種々の分野で使用されているが、かかる液晶装置には、
▲１▼ 各画素にマイクロカラーフィルターを配置してカラー表示を可能にしたもの（以下、“マイクロカラーフィルター方式”とする）や、
▲２▼ 異なる色の光を順次照射すると共に該光の照射に同期して光のスイッチングを行うことによりフルカラー表示を行うようにしたもの（以下、“フィールドシーケンシャル方式”とする）、
がある。このうち、フィールドシーケンシャル方式の液晶装置は、複数の画素の組み合せによって色表示するマイクロカラーフィルター方式と異なり、１つの画素だけで色表示をすることができて精細度を高くすることができ、開口率を上げて画像輝度を高めることができるという特徴を有している。また、各画素にマイクロカラーフィルターを設ける必要がないため製造歩留まりが向上するという特徴をも有している。
【０００３】
ここで、フィールドシーケンシャル方式の液晶装置について、図８及び図９を参照して簡単に説明する。
【０００４】
図８は、従来の液晶装置の構造の一例を示すブロック図であるが、該液晶装置は、各画素毎に光のスイッチングを行う液晶パネルＰと、該液晶パネルＰを駆動するドライバ５，６等と、液晶パネルＰに対して異なる色の光（赤色光、緑色光、青色光）を順次照射するバックライト装置Ｂと、該バックライト装置Ｂを駆動するバックライト駆動部７と、によって構成されている。
【０００５】
そして、この液晶装置を駆動するに際しては、図９に示すように、１フレーム期間Ｆ０を３つのフィールド期間Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３に分割し（例えば、フレーム周波数を６０Ｈｚとした場合には１フレーム期間Ｆ０は１６．７ｍｓとなり、１つのフィールド期間Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３は約５．５ｍｓとなる）、各フィールド期間Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３毎にバックライト装置Ｂから液晶パネルＰに対して各色光（赤色光、緑色光、青色光）を順次照射すると共に（図９ (a) (b) (c) 参照）、該光の照射に同期させて各フィールド期間Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３毎に液晶パネルＰによって各画素毎に光のスイッチングを行わせることにより（すなわち、Ｒ用の白黒画像、Ｇ用の白黒画像及びＢ用の白黒画像を順に表示することにより）、異なる色の画像を順次認識させ、人間の目の残像現象を利用することによってそれらの画像（赤色像、緑色像及び青色像）を視覚上で混色させてフルカラー画像として認識させるようになっている。なお、各フィールド期間Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３における白黒画像の表示は、図９(d) に示すように、各走査ラインを線順次走査することにより達成される。
【０００６】
しかしながら、このようなフィールドシーケンシャル方式の場合、１フレーム期間の１／３という短い期間Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３で液晶応答が完了している必要があるため、高速応答が可能な液晶モードを用いる必要がある。以下、この点について説明する。
【０００７】
従来、液晶パネルとしては、一つ一つの画素にトランジスタ（例えば、ＴＦＴ等の薄膜トランジスタ）のような能動素子を配置したアクティブマトリクス型で、ネマチック液晶を用いたものが開発されている。このアクティブマトリクス型の液晶パネルでは、ツイステッドネマチック（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モードが広く用いられており、該モードは「Ａｐｐｌｉｅｄ ＰｈｙｓｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ、第１８巻、第４号（１９７１年２月１５日発行）第１２７頁から１２８頁、エム・シャット（Ｍ．Ｓｃｈａｄｔ）とダブリュー・ヘルフリッヒ（Ｗ．Ｈｅｌｆｒｉｃｈ）著」に記載されている。また、最近では横方向電圧を利用したインプレインスイッチング（Ｉｎ−Ｐｌａｉｎ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードが発表されており、ツイステッドネマチックモードの欠点であった視野角特性の改善がなされている。
【０００８】
その他、アクティブマトリクス型でない液晶パネルには、スーパーツイステッドネマチック（Ｓｕｐｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モードが用いられている。
【０００９】
ところで、これらのいずれのモードであっても、ネマチック液晶の応答速度は数十ミリ秒以上と遅く、フィールドシーケンシャル方式には適さないという問題があった。
【００１０】
これに対し、応答速度を改善した液晶パネルとしてベンド配向セル（πセル）が１９８３年にＢｏｓらによって発表されている。このベンド配向セルは、両方の基板のラビング方向を同一方向とし、スプレイ配向であるネマチック液晶に所定値以上の電圧を印加してベンド配向（図３参照）を実現するものであるが、応答速度が数ｍｓｅｃと非常に速いためフィールドシーケンシャル方式に適しており（特開平１１−１４９８８号公報、ＯＣＢセル、内田ら）、光の透過率（セルが反射型の場合には光の反射率）は印加電圧によって制御するようになっている。
【００１１】
なお、印加電圧を変化させるとリタデーション量が変化し、該リタデーション量の変化に伴って光の透過率や反射率が変化するが、リタデーション量と透過率Ｔとの関係は、光の波長をλとすると、
Ｔ＝ｓｉｎ２（πＲ／λ）
となり、リタデーション量と反射率Ｔとの関係は、
Ｔ＝ｃｏｓ２（π・２Ｒ／λ）
となる。したがって、透過型の液晶パネルにおいて光透過率を０％〜１００％に変化させるにはリタデーション量を０〜λ／２に変化させる必要があり、反射型の液晶パネルにおいて光反射率を０％〜１００％に変化させるにはリタデーション量を０〜λ／４に変化させる必要がある。しかし、リタデーション量と印加電圧との関係は、例えば図４に示すようなものであるが、このような特性曲線の場合には横軸との交点を有しないためにＲ＝０を実現できない。そこで、両基板に施された配向制御方向と直交する方向に複屈折媒体による位相差補正板を用いることにより、特性曲線を符号Ｒ２で示すようにし、Ｒ２＝０を実現できるようにしている。
【００１２】
また内田等は視野角改善の観点から１９９２年に位相差部材として２軸位相差板を用いることを発表している（ＯＣＢセル）。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したベンド配向セルでは、印加電圧Ｖと透過率（又は反射率）Ｔとの関係は照射光の波長によって異なる。図１は、赤色光・緑色光・青色光について印加電圧Ｖと透過率Ｔとの関係を示す図であるが、同じ電圧を印加した場合、光の色によって透過率Ｔが異なってしまうという現象がある。このため、例えば、黒表示を行おうとして一定電圧を印加しても、特定の光は漏れてしまい、本来の黒色を表示できないという問題があった。また、このような光漏れのためにコントラストが低くなってしまうという問題があった。さらに、他の中間色を表示しようとしても、電圧と光透過率との関係が各色毎に異なるため、所望通りの中間色を表示できず、画質が悪くなってしまうという問題があった。
【００１４】
そこで、本発明は、画質の劣化を防止する液晶装置を提供することを目的とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記事情を考慮してなされたものであり、所定間隙を開けた状態に配置された一対の基板、前記一対の基板の間にベンド配向状態で配置されたネマチック液晶、及び該ネマチック液晶を挟むように配置された一対の電極を有するアクティブマトリクス型の液晶素子と、該液晶素子に対して異なる色の光を順次照射する照明装置と、を備え、かつ、該光の照射に同期させて前記液晶素子によって光のスイッチングを行わせることによりフルカラー画像を認識せしめる液晶装置において、光の波長により異なるリタデーション量を有し、遅相軸を前記ネマチック液晶の遅相軸と直交させて配置された位相差部材と、目標の透過率又は反射率を実現すべく前記照明装置が照射する光の色に応じて異ならせた電圧を前記一対の電極に印加することにより前記液晶素子に光のスイッチングを行わせる駆動手段と、を備え、かつ、該駆動手段は、前記液晶素子を明状態にするとき及び暗状態にするときに前記一対の電極に印加する電圧を、前記照明装置が照射する光の色毎に前記位相差部材のリタデーション量に応じて前記液晶素子の明状態と暗状態とで独立して設定する、ことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図４を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００１８】
本発明に係る液晶装置は、図２に符号１で示すように、各画素毎に光のスイッチングを行う液晶素子Ｐと、該液晶素子Ｐに対して異なる色の光を順次照射する照明装置Ｂと、を備えている。
【００１９】
このうち、液晶素子Ｐは、図３に示すように、所定間隙を開けた状態に配置された一対の基板２ａ，２ｂと、これら一対の基板２ａ，２ｂの間に配置されてなるベンド配向状態のネマチック液晶３と、該ネマチック液晶３を挟むように配置された一対の電極４ａ，４ｂと、からなる。
【００２０】
なお、本発明が適用される液晶素子Ｐは、透過する光のスイッチングを行う透過型であっても、反射される光のスイッチングを行う反射型であっても良いが、透過型にする場合には、両方の基板２ａ，２ｂや電極４ａ，４ｂを透明とし、液晶素子Ｐの両側にはそれぞれ偏光板（不図示）を配置すると良い。また、反射型にする場合には、いずれか一方の基板２ａ又は２ｂや電極４ａ又は４ｂを透明とし、偏光板は１枚だけとし、反射板を配置して光を反射させれば良い。
【００２１】
ところで、本発明に係る液晶装置１は、前記液晶３の遅相軸と直交する遅相軸を持つ位相差部材（不図示）を備えている。ここで、ベンド配向状態のネマチック液晶３を用いた液晶素子（ベンド配向セル）においては、前記一対の電極４ａ，４ｂに印加する電圧Ｖを変化させると液晶３の複屈折量Ｒも変化し、該複屈折量Ｒと印加電圧Ｖとの関係を示す特性曲線は、図４に符号Ｒ１（＝ＲＬＣ）で例示するように縦軸とは交わらないが、前記位相差部材を設けることによって一定量ＲＣだけ低減して符号Ｒ２（＝ＲＬＣ−ＲＣ）に示すように特性曲線を変化させ、縦軸と交わるようにしている。そして、上述のような位相差部材を設けることによって、液晶素子Ｐを透過型にする場合には、複屈折量Ｒ２（＝ＲＬＣ−ＲＣ）と透過率Ｔとの関係が
Ｔ＝ｓｉｎ２{π（ＲＬＣ−ＲＣ）／λ}
ここで、ＲＬＣ；液晶３のリタデーション量
ＲＣ ；位相差部材のリタデーション量
λ ；照射光の波長
となるようにし、液晶素子Ｐを反射型にする場合には、複屈折量Ｒ２（＝ＲＬＣ−ＲＣ）と反射率Ｔとの関係が、
Ｔ＝ｃｏｓ２{π・２（ＲＬＣ−ＲＣ）／λ}
ここで、ＲＬＣ；液晶３のリタデーション量
ＲＣ ；位相差部材のリタデーション量
λ ；照射光の波長
となるようにしている。
【００２２】
液晶素子Ｐが透過型の場合、いずれの波長の光においても、
π（ＲＬＣ−ＲＣ）／λ＝０ すなわち、 ＲＬＣ−ＲＣ＝０
において暗状態を取り、
π（ＲＬＣ−ＲＣ）／λ＝π／２或いは−π／２
すなわち、 ＲＬＣ−ＲＣ＝±λ／２
において明状態を取るようにしている。また、液晶素子Ｐが反射型の場合、いずれの波長の光においても、
π（ＲＬＣ−ＲＣ）／λ＝０ すなわち、 ＲＬＣ−ＲＣ＝０
において明状態を取り、
π（ＲＬＣ−ＲＣ）／λ＝π／４或いは−π／４
すなわち、 ＲＬＣ−ＲＣ＝±λ／４
において暗状態を取るようにしている。
【００２３】
ところで、ベンド配向状態にあるネマチック液晶３は、図３に示すように、液晶層中心部の液晶ダイレクタが基板２ａ，２ｂに対し垂直となるが、このような配向状態は、両方の基板２ａ，２ｂにほぼ同一方向に一軸性配向処理を施すことによって実現できる。
【００２４】
また、上述したような光のスイッチングは、図２に示すように、電極４ａ，４ｂに駆動手段５，６を接続して電圧Ｖを印加することによって行えば良いが、該印加される電圧Ｖは、目標とする光透過率や光反射率だけでなく光の波長（すなわち、色）をも考慮して決定される。例えば、図１は、光の波長（色）をパラメータとして透過率Ｔと印加電圧Ｖとの関係を図示したものであるが、このような透過率Ｔと印加電圧Ｖとの関係を光の色毎に記憶しておき、照射される光の色、並びに目標とする透過率に基づいて印加電圧を決定すれば良い。例えば、５０％の透過率Ｔを得たい場合、光の色によって印加電圧値をＶ１，Ｖ２，Ｖ３と変化させれば良い。これにより、光の波長にかかわらず目標の光透過率や光反射率を実現することができる。
【００２５】
本実施の形態によれば、照明装置Ｂから液晶素子Ｐに対して異なる色の光を順次照射すると共に、該光の照射に同期させて前記液晶素子Ｐによって各画素毎に光のスイッチングを行わせることにより、異なる色の画像を順次認識させ、人間の目の残像現象を利用することによってそれらの画像を混色させてフルカラー画像として認識させるようになっている。
【００２６】
次に、本実施の形態の効果について説明する。
【００２７】
本実施の形態によれば、液晶３はベンド配向であって応答速度が非常に速いため、各フィールド期間が短いフィールドシーケンシャル方式でありながらも、輝度の高い表示を可能としている。また、液晶３の応答速度が非常に速いため、短時間でリセットすることができ、混色を低減することができる。
【００２８】
一方、本実施の形態によれば、１つの画素だけで色表示をすることができ、マイクロカラーフィルター方式のように複数の画素の組み合せで色表示をする場合に比べて精細度を高くすることができる。また、開口率を上げて画像輝度を高めることができる。さらに、各画素にカラーフィルターを設ける必要がない分、製造歩留まりを向上させることができる。
【００２９】
また一方、本実施の形態によれば、光の波長にかかわらず目標の光透過率や光反射率を実現することができ、表示色が正確なものとなって、画質を向上させることができる。例えば、黒を表示したい場合には、各画素の光透過率や光反射率を０％として、本来の黒（青味がかった黒や緑味がかった黒ではなく本来の黒）を表示できる。また、黒色以外の中間色を表示する場合も色バランスに優れた色を表示できる。さらに、光漏れのためにコントラストが低くなってしまうという問題も無い。
【００３０】
【実施例】
以下、実施例に沿って本発明を更に詳細に説明する。
【００３１】
（実施例１）
本実施例においては、図５に示すアクティブマトリクス型の液晶パネルＰを作製した。
【００３２】
すなわち、一方の基板２ｂには、ゲート絶縁膜として窒化シリコン膜を備えたａ−ＳｉＴＦＴ１０を画素毎に形成し、該ＴＦＴ１０には、１３００ÅのＩＴＯ膜からなる透明電極４ｂを接続した。また、他方の基板２ａ（図３参照）には、１３００ÅのＩＴＯ（インジウム・ティン・オキサイド）膜によって透明電極４ａを形成し、膜厚４００Åの市販のＴＦＴ用配向膜ＪＡＬＳ２０２２（ＪＳＲ社製）によって配向制御膜（不図示）を形成した。なお、画面サイズは３インチとし、画素数は８００×６００とし、基板間の距離は８μｍとした。そして、ネマチック液晶３としては、市販の液晶材料ＫＮ５０２７（チッソ社製）を用いた。
【００３３】
また、本実施例におけるバックライト装置Ｂは、図６に示すような装置を３つ組み合せて構成した。ここで、図６に示す装置は、７個のＬＥＤ２０、トランジスタ２１及び電源２２を直列接続して構成し、トランジスタ２１には波形発生器２３を接続した。なお、図示の７個のＬＥＤ２０では赤色光を照射するようにし、別の７個のＬＥＤでは青色光、さらに別の７個のＬＥＤでは緑色光を照射するようにした。なお、ＲＧＢ光源材料としては、ＲにはＧａＡＩＡｓを用い、ＧやＢにはＧａＮを用いた。また、トランジスタ２１は波形発生器２３でゲート電圧が調整され、ＬＥＤ２０への電流を制御する。またさらに、それぞれの色の主波長はそれぞれ４５３ｎｍ ５４９ｎｍ ６４０ｎｍであった。このように、応答時間が数μＳオーダーのＬＥＤを光源として用いることで、数ｍｓといった短いフレーム期間内にＲＧＢ各色が順次点灯するバックライト光源とすることが出来る。
【００３４】
液晶層のＲＧＢ各波長での電圧−リタデーション特性より、ベンド保持電圧１．１６Ｖでの青色波長４５３ｎｍでの液晶層のリタデーションは７１２ｎｍであった。本実施例では青色波長４５３ｎｍに対してリタデーション量７１２ｎｍ、緑色波長５４９ｎｍに対してリタデーション量６９８ｎｍ、赤色波長６４０ｎｍに対してリタデーション量６７８ｎｍとなる波長分散特性を持つポリカーボネイト材料による位相差板（位相差部材）を用いた。
【００３５】
以上、該液晶層の各ＲＧＢ波長での電圧リタデーション特性と、該位相差板の各ＲＧＢ波長でのリタデーション量を、
π（ＲＬＣ−ＲＣ）／λ＝０
π（ＲＬＣ−Ｒｃ）／λ＝π／２
に代入し、それぞれ明状態、暗状態を為す電圧値を算出した結果は
明状態 ４．０Ｖ（青）、８．０Ｖ（緑）、１３．５Ｖ（赤）
暗状態 １．１６Ｖ（青）、１．４３Ｖ（緑）、１．６Ｖ（赤）
となる。計算に用いる各ＲＧＢ波長での電圧リタデーション特性は、液晶材料の複屈折の波長依存性を考慮し、ＲＧＢそれぞれの波長での実測値を用いることが好ましい。
【００３６】
ここで、補足する。
【００３７】
位相差部材のリタデーション量Ｒｃは波長に依存して変化する。上の例では、ベンド保持電圧での液晶層の青波長のリタデーションに対して、位相差部材のリタデーション量Ｒｃを設定している。これは、実際の液晶素子の駆動ではベンド保持電圧以下の電圧では駆動できないため、青よりも波長の長いリタデーションで値を合わせると、青波長での最適電圧がベンド保持電圧を下回ってしまうためである。上述の部分で計算される電圧は青波長でのものが一番小さいため、それをベンド保持電圧に合わせる必要があるということになる。
【００３８】
次に、図７に沿って、信号の流れを説明する。
【００３９】
入力端子３０Ｒに入力されたＲのアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換器（アナログ／デジタル変換器）３１Ｒにてデジタル信号に変換され、レベル補正回路３２Ｒにより強度レベルが変換される。このレベル補正回路３２Ｒは、逆γ補正回路、γ補正向路より構成され、γ補正時に先の透過率の極値条件に適した信号レベルに変換される。なお、他のＢ信号やＧ信号についても、同様に、Ａ／Ｄ変換器（アナログ／デジタル変換器）３１Ｂ，３１Ｇにてデジタル信号に変換され、レベル補正回路３２Ｂ，３２Ｇにより強度レベルが変換される。
【００４０】
ところで、これらのＲＧＢデジタル信号は、同期信号Ｖ−Ｓｙｎｃと共にＰ／Ｓ変換器（パラレル／シリアル変換器）３３に入力され、３倍速処理が施された上でシリアル出力される。そして、該Ｐ／Ｓ変換器３３から出力される表示データや駆動電圧や駆動信号や走査データは、液晶パネルドライバ５，６やバックライト駆動部７へそれぞれ供給される。
【００４１】
このことにより、Ｒ画像が表示されているときにＲ光源が点灯し、Ｇ画像が表示されているときにＧ光源が表示され、同じようにＢ画像が表示されているときにＢ光源が点灯する。よって、上記処理にて映し出されるＲＧＢの画像を順次表示することによりフルカラー画像を映し出すことが出来る。
【００４２】
次に、本実施例の効果について説明する。
【００４３】
本実施例によれば、ＲＧＢ３色のそれぞれにおいて所望の透過率を得ることができ、黒表示時の各波長での光漏れを抑えることで、２００以上のコントラストが得られた。
【００４４】
本実施例によれば、液晶３はベンド配向であって応答速度が非常に速いため、いずれの色の場合であっても最大透過率が９７％程度の高輝度表示が可能となった。すなわち、上述のように作製した液晶パネルについて、各色光を照射した場合の最大透過率を実測した。例えば、青色光を照射した状態で明状態電圧（すなわち、４．０Ｖ）を印加し、緑色光を照射した状態で明状態電圧（すなわち、８．０Ｖ）を印加し、赤色光を照射した状態で明状態電圧（すなわち、１３．５Ｖ）を印加し、それぞれの透過率を実測したところ、いずれの場合も９７％程度（但し、液晶層が等方相となる１１０℃でのパネル透過光強度を１００％としている）であった。
【００４５】
また、明状態と暗状態のコントラスト比を測定したところ、２００以上のコントラストが得られた。
【００４６】
（比較例１）
上記実施例では各色の駆動電圧幅をそれぞれ変えたが、本比較例では、駆動電圧幅を固定とした。
【００４７】
前記実施例１において作成した該液晶パネルにおいて、赤・緑・青それぞれのＬＥＤの点灯期間において明状態と暗状態をとる電圧を８．０Ｖと１．４３Ｖとした他は実施例１と同様な測定を行ったところ、ＲＧＢ各波長での透過率は８０％，９７％，９０％となり、実施例１に比べ悪化した。また、白色表示時のコントラストは８０程度であった。
【００４８】
（実施例２）
本実施例においては、一方の偏光子の代わりとして反射板を配置して反射型のアクティブマトリクス型液晶パネル（液晶素子）を作成した。基板間隙は半分としたが、その他の構成は実施例１と同様とした。
【００４９】
この構成において、液晶層のＲＧＢ各波長での電圧−リタデーション特性より、ベンド保持電圧１．１６Ｖでの青色波長４５３ｎｍでの液晶層のリタデーションは３６６ｎｍであった。本実施例では青色波長４５３ｎｍに対してリタデーション量３６６ｎｍ、緑色波長５４９ｎｍに対してリタデーション量３３３ｎｍ，赤色波長６４０ｎｍに対してリタデーション量３２０ｎｍとなる波長分散特性を持つポリカーボネイト材料による位相差板を用いた。
【００５０】
以上、該液晶層の各ＲＧＢ波長での電圧リタデーション特性と、該位相差板の各ＲＧＢ波長でのリタデーション量を、
π（ＲＬＣ−Ｒｃ）／λ＝０
π（ＲＬＣ−Ｒｃ）／λ＝π／４
に代入し、それぞれ明状態、暗状態を為す電圧値を算出した結果は
明状態 ４．０Ｖ（青），７．８Ｖ（緑），１１．５Ｖ（赤）
暗状態１．１７Ｖ（青），１．４３Ｖ（緑），１．６Ｖ（赤）
となる。
【００５１】
前記明状態となる電圧値で、該液晶層が等方相となる摂氏１１０度でのパネル反射光強度を１００％とし、パネル法線方向より光を入射し、全反射における反射率を測定したところ、ＲＧＢ各波長で９７％程度となった。
【００５２】
また、明状態と暗状態のコントラスト比を測定したところ、白色表示時に１００以上のコントラストが得られた。
【００５３】
（比較例２）
前記実施例２において作成した該液晶パネルにおいて、赤・緑・青それぞれのＬＥＤの点灯期間において明状態と暗状態をとる電圧を７．８Ｖと１．４３Ｖとしたほかは実施例２と同様な測定を行ったところ、ＲＧＢ各波長での反射率は８５％，９７％，９２％となり、悪化した。また、白色表示時のコントラストは７０程度であった。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、液晶はベンド配向であって応答速度が非常に速いため、各フィールド期間が短いフィールドシーケンシャル方式でありながらも、輝度の高い表示を可能としている。また、液晶の応答速度が非常に速いため、短時間でリセットすることができ、混色を低減することができる。
【００５５】
一方、本発明によれば、１つの画素だけで色表示をすることができ、マイクロカラーフィルター方式のように複数の画素の組み合せで色表示をする場合に比べて精細度を高くすることができる。また、開口率を上げて画像輝度を高めることができる。さらに、各画素にカラーフィルターを設ける必要がない分、製造歩留まりを向上させることができる。
【００５６】
また一方、本発明によれば、光の波長にかかわらず目標の光透過率や光反射率を実現することができ、表示色が正確なものとなって、画質を向上させることができる。例えば、黒を表示したい場合には、各画素の光透過率や光反射率を０％として、本来の黒（青味がかった黒や緑味がかった黒ではなく本来の黒）を表示できる。また、黒色以外の中間色を表示する場合も色バランスに優れた色を表示できる。さらに、光漏れのためにコントラストが低くなってしまうという問題も無い。
【図面の簡単な説明】
【図１】光の波長をパラメータとして、透過率Ｔと印加電圧Ｖとの関係を示した図。
【図２】液晶装置の概略構造を説明するためのブロック図。
【図３】液晶パネルの構造を示す断面図。
【図４】印加電圧と複屈折量との関係を示す図。
【図５】液晶パネルの全体構造を示す平面図。
【図６】バックライト装置の構造を説明するためのブロック図。
【図７】信号の流れを説明するためのブロック図。
【図８】従来の液晶装置の構造の一例を示すブロック図。
【図９】液晶装置の駆動方法の一例を示すタイミングチャート図。
【符号の説明】
１ 液晶装置
２ａ，２ｂ 基板
３ ネマチック液晶
４ａ，４ｂ 電極
５，６ 液晶パネルドライバ（駆動手段）
Ｂ バックライト装置（照明装置）
Ｐ 液晶パネル（液晶素子）
Claims (4)
- 所定間隙を開けた状態に配置された一対の基板、前記一対の基板の間にベンド配向状態で配置されたネマチック液晶、及び該ネマチック液晶を挟むように配置された一対の電極を有するアクティブマトリクス型の液晶素子と、該液晶素子に対して異なる色の光を順次照射する照明装置と、を備え、かつ、該光の照射に同期させて前記液晶素子によって光のスイッチングを行わせることによりフルカラー画像を認識せしめる液晶装置において、
光の波長により異なるリタデーション量を有し、遅相軸を前記ネマチック液晶の遅相軸と直交させて配置された位相差部材と、
目標の透過率又は反射率を実現すべく前記照明装置が照射する光の色に応じて異ならせた電圧を前記一対の電極に印加することにより前記液晶素子に光のスイッチングを行わせる駆動手段と、を備え、かつ、
該駆動手段は、前記液晶素子を明状態にするとき及び暗状態にするときに前記一対の電極に印加する電圧を、前記照明装置が照射する光の色毎に前記位相差部材のリタデーション量に応じて前記液晶素子の明状態と暗状態とで独立して設定する、
ことを特徴とする液晶装置。 - 前記液晶素子は、光の透過率Ｔ、液晶のリタデーション量Ｒ ＬＣ 、位相差部材によりオフセットされるリタデーション量Ｒ Ｃ 、及び光の波長λの関係が、
Ｔ＝ｓｉｎ ２ ｛π（Ｒ ＬＣ −Ｒ Ｃ ）／λ｝
である透過型であり、
いずれの波長の光においても、
π（Ｒ ＬＣ −Ｒ Ｃ ）／λ＝０
において暗状態を取り、
π（Ｒ ＬＣ −Ｒ Ｃ ）／λ＝π／２或いは−π／２
において明状態を取る、
ことを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。 - 前記液晶素子は、光の反射率Ｔ、液晶のリタデーション量Ｒ ＬＣ 、位相差部材によりオフセットされるリタデーション量Ｒ Ｃ 、及び光の波長λの関係が、
Ｔ＝ｃｏｓ ２ ｛π・２（Ｒ ＬＣ −Ｒ Ｃ ）／λ｝
である反射型であり、
いずれの波長の光においても、
π（Ｒ ＬＣ −Ｒ Ｃ ）／λ＝０
において明状態を取り、
π（Ｒ ＬＣ −Ｒ Ｃ ）／λ＝π／４或いは−π／４
において暗状態を取る、
ことを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。 - 前記照明装置が順次照射する光が、青、緑、赤の３色であり、
前記駆動手段は、前記液晶素子を明状態又は暗状態とする際に前記一対の電極に印加する電圧を、前記液晶素子に照射される光が３色のうち青色光のとき最も小さくする、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の液晶装置。
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