(57)【要約】バックライトを有する液晶表示装置に関する。その液晶セルは、それぞれの上に偏光手段が設けられたフロントパネル及びリヤパネルを有するものであり、そのフロント偏光手段は、反射型偏光子及び二色性偏光子を含むものである。
2008512693.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
「オン」状態及び「オフ」状態にあるピクセルを有する画像を生成させるための液晶表示装置であって、
それぞれの上に偏光手段が設けられたフロントパネル及びリヤパネルを有する液晶セルと、
光源及び反射体を有するバックライトシステムを有し、
前記フロントパネル上の前記偏光手段は、反射型偏光子及び二色性偏光子を含むものであり、かつ
前記反射型偏光子と前記二色性偏光子の透過軸は一致しており、かつ前記二色性偏光子は前記反射型偏光子の上に配置されている、液晶表示装置。
【請求項２】
前記光源の輝度が「オン」状態にあるピクセルの数に比例することを保証するフィードバックシステムをさらに有する、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記反射型偏光子は複数の材料層の多層積層体であり、かつ隣接する層の各対は、前記反射型偏光子の面内にある一つの方向において屈折率が一致していることを特徴とし、かつその直交方向において屈折率が実質的に異なることを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記材料層は、実質的に透明であり、かつ前記隣接する層間で屈折率が異なる方向において偏光される光の波長の１／４の光学的厚みを有する、請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記隣接する層の各対における層の少なくとも一つは、負の複屈折性を有する異方性材料から作成されており、前記異方性材料は、共役π系を有する少なくとも一つの多環式有機化合物によって形成される結晶構造を有するとともに、異常光軸の方向において３．４±０．３Åの分子間間隔を有する、請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記異方性材料は、アセナフト［１，２−ｂ］キノキサリンのスルホ誘導体を含む、請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記層は０．４以上の異方性度を有する、請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記層の一つの屈折率が２．２を超えている、請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記層の厚みは１００ｎｍを超えていない、請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記リヤパネル上の前記偏光手段は、干渉反射型偏光子を有する、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記リヤパネル上の前記偏光手段は、さらなる二色性偏光子をさらに有するものであり、前記干渉反射型偏光子の透過軸と前記リヤパネル上の前記さらなる二色性偏光子の透過軸とは一致している、請求項１０に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
前記液晶セルの上に配置される防眩コーティングをさらに有する、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
カラー吸収フィルターをさらに有する、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
前記フロントパネルの前記二色性偏光子及び前記反射型偏光子は、広帯域偏光子であり、かつ前記カラー吸収フィルターは、４００〜５００ｎｍの範囲にある波長の青、５００〜６００ｎｍの範囲にある波長の緑、及び６００〜７００ｎｍの範囲にある波長の赤の三原色を含むカラー要素のマトリックスを有する、請求項１３に記載の液晶表示装置。
【請求項１５】
前記カラー吸収フィルターは、前記フロントパネル上の前記反射型偏光子と前記二色性偏光子との間に配置されている、請求項１４に記載の液晶表示装置。
【請求項１６】
前記カラー吸収フィルターは、前記二色性偏光子と前記液晶層との間に配置されている、請求項１４に記載の液晶表示装置。
【請求項１７】
前記フロントパネルの前記二色性偏光子は広帯域偏光子であり、かつ前記反射型偏光子は、青、緑又は赤の範囲の一つにおいてそれぞれ反射するカラー反射要素のマトリックスを有し、かつ前記カラー吸収フィルターは、前記カラー反射要素に適合する青、緑又は赤の三原色を含むカラー要素のマトリックスを有する、請求項１３に記載の液晶表示装置。
【請求項１８】
前記光源は、２５０〜４５０ｎｍの波長範囲に少なくとも一つのピークが存在する発光スペクトルを有するものであり、かつ前記バックライトシステムは、この範囲において吸収がある異方性の蛍光結晶薄膜をさらに有する、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１９】
前記バックライトシステムは、前記異方性の蛍光結晶薄膜上に配置される可視光の偏光子をさらに有する、請求項１８に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本願は、米国仮特許出願第６０／５５１９３５号（２００４年３月９日出願）の優先権を主張するものである。
【発明の分野】
【０００２】
本発明は、データ表示装置の分野に関する。より具体的に本発明は、光学特性が向上しかつ光学損失が減少したバックライトシステムを有する液晶表示装置に関する。
【発明の背景】
【０００３】
フラットパネル表示装置又は液晶表示装置（ＬＣＤ）は、コンピュータが生成させる情報を伝達するための一般的な表示装置である。フラットパネル表示装置は軽く小さいため、陰極線管（ＣＲＴ）表示装置に対して、大きな利点をもたらす。高品位フラットパネル表示装置は、典型的にバックライト型であり、すなわち、画像の視覚化を容易にするためＬＣＤ層の後ろに照明源を配置している。フラットパネルＬＣＤ装置は、コンピュータ産業を含む多くの用途において用いられており、そこにおいて、フラットパネルＬＣＤユニットは、ラップトップコンピュータ及び他の携帯型電子装置にとって優れた表示装置の選択肢の一つである。しかし、フラットパネルＬＣＤ技術の急速な進歩のため、これらの装置の使用は、他の主流となる用途、例えば、デスクトップコンピュータ、ハイエンドグラフィックコンピュータ、及びテレビ並びに他のマルチメディアモニターにおいて増加している。
【０００４】
液晶表示装置は、典型的に、駆動電極を有する一対のプレートと、それらのプレートの間に閉じ込められたねじれネマチック（ＴＮ）又は超ねじれネマチック（ＳＴＮ）液晶材料の層とを有する。その液晶層の厚み及び異方性は、可視スペクトルにおける少なくとも一つの波長について、法線入射光線の偏光状態を約８０〜１００°（ＴＮにおいて）又は１８０〜２３０°（ＳＴＮにおいて）回転することができるようになっている。前記装置はさらに、所定の方向に配向した透過軸を有する後方の光入射側偏光子と、前者と異なる方向に配向した透過軸を有する前方の光出射側偏光子とを有し、それにより、ノーマリホワイト又はノーマリブラックの表示装置となっており、さらに、バックライトシステムを有する。また前記装置は、後方の偏光子とねじれネマチック液晶層との間に配置される後方位相差フィルムと、前方の偏光子と液晶層との間に配置される前方位相差フィルムとをさらに有することができる。
【０００５】
表示装置の画像は、何千もの小さな画像形成要素、すなわち「ピクセル」によって形成され、それらは、「オン」、「オフ」、又は「部分的にオン」のいずれかになる。画像は、通常、個々のピクセルに電界を印加することにより表示される。ねじれネマチック（ＴＮ）ＬＣＤの場合、ある特定のピクセルが「オン」であるとすると、直線偏光された光線の位相及び偏光状態は、前記光線が前記ピクセルを通過するとき、変わらずにそのままである。一方、前記ピクセルが「オフ」である場合、前記光線の偏光面は回転される。すなわち、その位相は変えられ、その結果、その偏光角は９０°変わる。前記ピクセルが「部分的にオン」の場合、光線の偏光軸は９０°未満で回転される。「オン」のピクセルは、黒又は白のいずれかとなるよう設定できる。「オン」のピクセルを黒として設定する場合、「オフ」のピクセルは白として設定され、またその逆も可能である。「部分的にオン」のピクセルは、グレーの色調となる。ＬＣＤ上には偏光子が設けられ、それにより、ピクセルを通過する光の偏光状態は、適当な透過量（黒、白、又はグレー）に変換される。
【０００６】
超ねじれネマチック（ＳＴＮ）ＬＣＤの場合、光学効果は、複屈折によるものであり、そのため、「オン」、「オフ」及び「部分的にオン」のピクセルのそれぞれは、ある固有の複屈折色を有する。「青色モード」を用いる場合、「オフ」のピクセルが青色を有することとなり、一方「オン」のピクセルはクリーム色となる。「黄色モード」を用いる場合、「オフ」のピクセルが黄色となり、「オン」のピクセルが青灰色となる。表示色を中和するため、すなわち、カラー表示を白黒表示に変換するため、ＳＴＮ・ＬＣＤとその偏光子の一つとの間にフィルムを加えることができる。
【０００７】
フラットパネルＬＣＤには典型的にバックライトシステムが設けられる。バックライトシステムは、少なくとも部分的に偏光された光を発することが好ましい。バックライトシステムの偏光されていない入射光束のすべてを最小限の損失で偏光に変えることができる最も効率的なシステムは、反射型偏光子を用いるいわゆる光学的リサイクル機構により、もたらされる。
【０００８】
反射型偏光子は、通常、交互に配置される異方性層と等方性層とからなる多層構造を有し、そこで等方性層の屈折率は異方性層の一つの屈折率に等しくなっている。この構造は、ある一つの偏光状態の光を透過させることができる一方、直交方向に偏光される光を反射することができる。そのような構造の一つにおいて、反射される偏光は、１／４波長板を通過して、偏光方向を変え、鏡で反射され、そして反射型偏光子に再度入射する。このときが、第一の偏光状態である。反射型偏光子は、バックライトシステム上又はＬＣＤのリヤプレート上に配置される。
【０００９】
多くの天然の結晶性化合物が、複屈折（又は反射型）偏光子として作用する。例えば、方解石（炭酸カルシウム）結晶は、よく知られた複屈折性を有する。しかし、単結晶は、高価な材料であり、また特定の用途に必要な望ましい形又は構造に容易に成形することができない。従来技術において、複屈折偏光子は、板状又はシート状の複屈折ポリマー、例えば、ポリエチレンテレフタレートを等方性ポリマーマトリックスに組み込んだものから製造されていた（例えばMakas、米国特許第３４３８６９１号参照）。
【００１０】
多くの場合、ポリマー類は、Rogersら、米国特許第４５２５４１３号に記載されるように、分子レベルでポリマー鎖を整列させるよう、一軸延伸によって配向させることができる。屈折率差の大きな高複屈折ポリマーと等方性ポリマーとが交互に配置される層からなる多層光学装置もまた、Rogersらによって提案されている。しかし、それらの装置は、その分子構造と電子密度分布との間の特定の数学的関係に従う特異的な高複屈折ポリマーを使用する必要がある。
【００１１】
多層シート又はフィルムの形態の複屈折干渉偏光子が知られており、それは、よく確立された共押出法を用いて容易に入手できる材料から製造することができる。その複数の層は、交互に配置される複屈折材料と等方性材料とから形成することができる。この系において、複屈折材料の二つの屈折率の一つは、隣接する層における等方性材料の屈折率とほぼ一致しているか、あるいは、交互に配置される層を、一方の材料の二つの屈折率のうち低い方が他方の材料の二つの屈折率の高い方にほぼ一致するように選択された二つの異なる複屈折材料から形成することができる。後者の態様において隣接する層がともに正又は負の複屈折性である場合、それらの光軸は直交とすべきである。複屈折の符号が正と負の場合、それら二つの光軸は平行とすべきである。上述した非常に高い効率を得るため、それらの層は、所定の光の波長の１／４に等しい光学的厚みを有するべきである。
【００１２】
リヤパネル上に反射型偏光子を有するＬＣＤも知られており、その反射型偏光子は、同じ材料から作製された複数の異方性層を含む多層構造となっている。
【００１３】
拡散反射性偏光材料の具体例は、米国特許第５７８３１２０号及び第５８２５５４３号、並びにＰＣＴ特許出願公報ＷＯ９７／３２２２３、ＷＯ９７／３２２２４、ＷＯ９７／３２２２５、ＷＯ９７／３２２２６、ＷＯ９７／３２２２７、及びＷＯ９７／３２２３０に記載されている。多層反射型偏光子の具体例は、米国特許第５８８２７７４号に記載されている。コレステリック反射型偏光子の具体例は、ＥＰ６０６９４０及び米国特許第５３２５２１８号に記載されている。
【００１４】
異方性フィルムの製造に有望ないくつかの材料は、米国特許第５７３９２９６号、第６１７４３９４号、及び第６５６３６４０号に記載されている。ＰＣＴ特許出願公報ＷＯ０２／６３６６０は、そのようなフィルムの製造方法を記載する。この発明は、表示輝度の向上をもたらし、そして、鮮明な色スペクトルの画像を得ることを可能にし、また、白、黒、及びカラー成分を画像中に作り出すことを可能にする。それにより、表示装置の視野角（アスペクト角）のほかに、画像のコントラスト及び深みを向上させることができる。
【発明の概要】
【００１５】
本開示の発明の目的は、ＬＣＤ表示装置の光学損失を低減し、そして大型表示装置、例えば家庭用ＴＶ機器用表示装置、の熱を低減することである。
【００１６】
本発明による液晶表示装置は、「オン」又は「オフ」のいずれかの状態で存在するピクセルからなる画像を形成する。前記液晶表示装置は、それぞれの上に偏光手段が設けられたフロントパネル及びリヤパネルによって形成される液晶セルと、光源及び反射体を有するバックライトシステムとを有する。前記フロントパネル上の前記偏光手段は、反射型偏光子及び二色性偏光子を含み、そこにおいて、両偏光子の透過軸は一致し、かつ前記二色性偏光子は前記反射型偏光子の上に配置される。さらに前記ＬＣＤはフィードバックシステムを有する。前記光源の輝度は、画像の「オン」ピクセルの数に比例するよう変更され、それは前記フィードバックシステムによりもたらされる。
【００１７】
前記反射型偏光子は、複数の層の多層積層体である。隣接する層の各対は、前記反射型偏光子の面内にある一つの方向において屈折率が一致していることを特徴とし、かつ、それに直交方向の屈折率が実質的に異なることを特徴とする。上述した非常に高い効率を得るため、それらの層は、所定の光の波長の１／４の光学的厚みを有する。
【特定の実施態様の詳細な説明】
【００１８】
図１は、ＬＣＤの断面を示すものであり、前記ＬＣＤは、それぞれの上に偏光手段が設けられたフロントパネル２及びリヤパネル３によって形成される液晶セル１と、バックライトシステム４とを有する。液晶５の層は、それらのパネルの間に配置される。フロントパネルの偏光手段は、反射型偏光子６と、前記反射型偏光子の上に付与された二色性偏光子７とを含む。それら両方の偏光子の透過軸は一致している。リヤパネルは、任意の種類の直線偏光子８を有する。
【００１９】
バックライトシステムは、エッジバックライト型の光共振器であり、それは反射ランプハウジング１０内にランプ９を有する。ランプが発する光は、光導体１１に送られ、そこで、光は、拡散反射構造体又はスポットアレイのような層１２に達するまで伝播する。複数のスポットのこの不連続なアレイは、光を反射して液晶セルの方向に誘導するよう配置されている。また、前記光共振器に入射する周囲光は、スポットに当たるか又はスポット間の隙間の領域を介して光導体から出て行くことができる。拡散反射層１２は、光導体の下に配置され、光線を遮るとともに反射する。一般的な場合、光共振器から出射するすべての光線が液晶セルに入射する。
【００２０】
一実施態様において、バックライトシステムは、複数の光源の組合せ、例えば複数の発光ランプの組合せ又はＬＥＤマトリックスである、を有する。バックライトシステムの後ろに配置される反射体は、この発光源のより効果的な利用を可能にする。反射体は任意の種類（鏡面型又は拡散型）とすることができる。また、バックライトシステムは、光コリメーターとして機能するさらなる光学要素、例えば複数のプリズムの組合せ、を有してもよい。この要素は、バックライトシステムの面に対して法線光線を透過することにより光コリメーターの機能を果たすとともに同時に透過光の偏光度を増加させる。
【００２１】
さらにもう一つの実施態様において、バックライトシステムには、さらなる二色性偏光子が設けられ、それは、前記システムの出力側に配置されるか又はＬＣＤのパネル上に付与される。
【００２２】
もう一つの効率的なバックライトシステムは、異方性の蛍光結晶薄膜（ＡＦＴＣＦ）を有する装置によってもたらされ、前記異方性の蛍光結晶薄膜は、光源と前記システムの出力側との間にある少なくとも一つのバックライトシステム要素の表面に付与される。前記ＡＦＴＣＦは、以下に記載するようなカスケード結晶化プロセスによって形成される。
【００２３】
そのようなシステムのバックライト用光源は、低圧又は高圧のガス放電灯とすることができ、そのようなガス放電灯には、ある帯域スペクトルを有するもの、例えば、Ｈｇ、Ｈ、Ｘｅランプ及び他の類似するランプ、高圧及び超低圧のアーク放電灯、パルスプラズマ放電灯、発光光源、並びに同様のシステムに利用される任意のその他の光源がある。これらの光源は、通常、２６０〜４５０ｎｍの波長範囲において少なくとも一つの強い発光ピークを示す。ＡＦＴＣＦは、光源の発光スペクトルにおける上記ピークに対応してある帯域が存在する発光励起スペクトルを前記膜の材料が有するよう、選択される。ＡＦＴＣＦは、可視スペクトル領域において無色（透明）でも色付き（吸収性）でもよい。後者の場合、前記膜は、特定の光学特性に応じて、可視光を遅延又は偏光する機能を果たすと同時に偏光を発する本来の機能を果たす。
【００２４】
さらに、ＡＦＴＣＦがある十分に狭いスペクトル範囲内で偏光を発するよう、前記膜の材料を選択することができる。そのような膜は、偏光されたカラー光の光源を作製するため用いることができ、特に、カラーＬＣＤのバックライトシステムに使用するカラーマトリックスに用いることができる。ＡＦＴＣＦを有するバックライトシステムを用いることにより、液晶セルに対して偏光を得ることが可能になり、また、システムの内部要素における吸収損失を減らして光の収率を高めることが可能になる。
【００２５】
反射型偏光子は、ＬＣＤのフロントパネル上に配置される。この反射型偏光子は、ほぼＬＣＤの作動領域内にある材料から作成される多層積層体を有する。隣接する層のそれぞれの対は、前記反射型偏光子の面内にある一つの方向において屈折率が一致することを特徴とし、さらに、その直交方向において屈折率が実質的に異なることを特徴とする。効果的な反射型偏光子にするため、それらの層が有する光学的厚みは、隣接する層間の屈折率が異なる方向において偏光される光の波長の１／４である。
【００２６】
好ましい実施態様において、各対における少なくとも一つの層は、負の複屈折性を有する二軸材料からなる。前記二軸材料は、共役π系の結合を有しかつ光軸の一つの方向において分子間間隔が３．４±０．３Åである少なくとも一つの多環式有機化合物によって形成される結晶構造を有する。この材料は、高度の異方性（０．４以上）及び少なくとも一つの方向における高い値の屈折率（２．２を超える）を含む適当な光学特性を有する。さらにこの材料は良好な技術上の特性を有する。必要な条件は、分子の共役芳香環の間にπ共役結合の発達した系が存在すること、及び分子の面内に存在しかつ芳香族系の結合に関与する基（例えばアミン、フェノール、ケトンなど）が存在することである。その分子及び／又はその分子のフラグメントは、平面構造を有するとともに溶液において超分子を形成することができる。もう一つの必要な条件は、超分子の積層体においてπ軌道の重なりが最大であるということである。そのような材料は、そのスペクトル特性を考慮して選択される。アセナフト［１，２−ｂ］キノキサリンのスルホ誘導体から形成される材料は、これらの目的によく適している。しかしながら、この材料は、一具体例として本明細書に示すものであり、本発明に利用できる材料は、この化合物を用いることだけに限定されるものではない。
【００２７】
そのような化合物は、以下の一般構造式を有する。
【００２８】
【化１】
2008512693.tif 000003
【００２９】
式中、ｎは１〜４の範囲にある整数であり、ｍは０〜４の範囲にある整数であり、ｚは０〜６の範囲にある整数であり、かつｍ＋ｚ＋ｎは１０以下であり、Ｘ及びＹはそれぞれ独立してＣＨ３、Ｃ２Ｈ５、ＯＣＨ３、ＯＣ２Ｈ５、Ｃｌ、Ｂｒ、ＯＨ、及びＮＨ２からなる群より選ばれるものであり、Ｍは対イオンであり、かつｊは前記分子における対イオンの数である。
【００３０】
前記層のもう一つの名前は、結晶薄膜、すなわちＴＣＦである。前記ＴＣＦは、Optiva，Inc．により開発されたカスケード結晶化プロセスと呼ばれる方法によって得ることができる（例えばP．Lazarev and M．Paukshto，Proceedings of the 7th International Workshop“Displays，Materials and Components”（Kobe，Japan，November 29−December 1，2000），pp．1159−1160参照）。この方法によれば、適当な溶媒に溶解される有機化合物がコロイド系（リオトロピック液晶溶液）を形成し、そこにおいて分子は前記系の動力学的単位を構成する超分子にまとめられている。この液晶相は、本質的に、前記系の秩序づけられた状態の前駆体であり、それから、固体の異方性結晶膜（結晶薄膜、ＴＣＦと呼ばれる）が、その後の超分子の配向および溶媒の除去の過程において形成される。
【００３１】
反射型偏光子の多層積層体における各対のもう一つの層は、適当なラッカー又はポリマーから作ることができる。
【００３２】
上述したように製造される反射型偏光子は、多数の層を必要とせず、その厚みは小さく、また、その偏光効率は高い。
【００３３】
本開示のＬＣＤの機能は、個々のピクセルの状態の変化が制御されていることにある。図２は、表示装置１を介する光の伝播を示している。例えば、９０°ＴＮ・ＬＣＤ（図２）において、ある特定のピクセルが「オン」の場合、直線偏光された光線の位相そして偏光状態（偏光モード−ａ）は変化せずにそのままであり、そのとき光はピクセルを通過する。一方、そのピクセルが「オフ」の場合、光の偏光面は回転され（偏光状態−ｂ）、すなわち、その位相は変調され、その結果、その偏光角は９０°変化し、そして光線は反射型偏光子６で反射される。この光線は、再度液晶層５を通過し、拡散反射体１２に当たる。この光は、偏光が解消され（偏光モード−ａ＋ｂ）そしてこのピクセル及び残りのピクセルを通じて液晶セルに再度向けられる。ピクセルが「部分的にオン」の場合、光線は９０°未満で回転される。「オン」のピクセルは、黒又は白のいずれかとなるよう設定することができる。「オン」のピクセルを黒として設定する場合、「オフ」のピクセルは白として設定される。またその逆も可能である。「部分的にオン」のピクセルは、グレーの色調となる。ＬＣＤ上には偏光子が設けられ、それにより、ピクセルを通過する光の偏光状態は、適当な透過量（黒、白、又はグレー）に変換される。干渉反射型偏光子によって反射される光は、「オン」のピクセルを通過し、それはＬＣＤの輝度を増加させる。このようにして、光源の出力を、ＬＣＤ上に表示される画像の「オン」ピクセルの数に比例して低下させることができる。光共振器と反射型偏光子の組合せによってもたらされる光の再循環の繰り返しは、状態（ｂ）から状態（ａ）へ光を変換するための効率的な機構を提供するとともに、「オン」ピクセルの間で見る者に対して最高の透過をもたらすための割り当てを提供する。
【００３４】
反射型偏光子がフロントパネル上に配置される場合に生じる問題は、外部光源からの付随的な反射により光斑が現れる可能性があるということである。そのような光斑を排除するため、さらなる二色性偏光子７を反射型偏光子上に配置する。外部光源からの偏光されていない光（偏光モードａ＋ｂ）が二色性偏光子と反射型偏光子の組合せに入射すると、偏光モード（ｂ）の光成分は二色性偏光子に吸収される一方、偏光モード（ａ）の成分は内部に透過させられて利用される。二色性偏光子に吸収されなかった非常にわずかの光の部分は、反射型偏光子によって反射され、二色性偏光子に戻され、そこで完全に吸収される。
【００３５】
二色性（吸収性）偏光子をさらに表示装置の構造に組み込むことによって、有効シグナルの強度は実質的に変わらない。両偏光子の透過軸は平行であるため、そのような組合せにおいて偏光状態（ａ）の光の損失は、最小限（１％未満）である。従って、この組合せにおける二色性偏光子は、二重の機能（一つ目は二色比を高めること、二つ目は光斑を排除すること）を果たしている。二色性偏光子は大きな視野角（アスペクト角）を有することが望ましい。特に、二色性染料をベースとする結晶薄膜を用いることができる。
【００３６】
本発明による液晶表示装置は、異なる種々の態様で作られたいくつかの機能的要素を有することができる。図３における具体的な実施態様は、平行な光軸を有する二色性偏光子１３と反射型偏光子１４の組合せを有するリヤパネル偏光子を示している。さらにこのＬＣＤには、必要に応じて防眩コーティング１５を設けることができる。
【００３７】
ＳＴＮ・ＬＣＤの機能は上記と同様である。超ねじれネマチック液晶を用いたＬＣＤはフロントパネル上に反射型偏光子を有する。前記反射型偏光子は、複数の色つき反射要素のマトリックスを有し、前記反射要素のそれぞれは、上述したスペクトル領域の少なくとも一部において光を反射する。一般的な場合、その色は、青（４００〜５００ｎｍの範囲の波長）、緑（５００〜６００ｎｍ）、及び赤（６００〜７００ｎｍ）である。
【００３８】
図４〜６は、カラー吸収フィルターを有するフロントパネルの異なる種々の態様を示している。図４において、フロントパネルは、広帯域反射型偏光子１６、広帯域二色性偏光子１７、及びそれら二つの偏光子の間に閉じ込められたカラー要素のアレイ（カラーフィルター１８）を有する。
【００３９】
図５に示すもう一つの態様において、カラー要素のマトリックスは、反射型偏光子１６とフロントパネル２の間に配置される。広帯域二色性偏光子１７とカラーフィルター１８の組合せは、コントラストの向上をもたらすとともに、白黒ＬＣＤについて上述したような光斑を排除する。
【００４０】
図６において、反射型偏光子２０は、複数のカラー反射要素のアレイを有する。この偏光子は、ある特定のスペクトル範囲の光を透過させるよう、選択された要素からなる多層構造体である。そのような反射型偏光子を有するＬＣＤにおいて、カラーフィルターは、それに対応する形状及び色の要素を有する。このフィルターは、反射型偏光子２０と二色性偏光子１７の間に配置される。
【００４１】
液晶表示装置は、「オン」状態又は「オフ」状態のいずれかで存在するピクセルからなる画像を形成する。典型的なＬＣＤ、例えば、図７に示すような９０°ねじれを有するＴＮ表示装置において、液晶層７１は一対の直交偏光子７２と７３の間に挟まれている。偏光子７２は配向されており、その結果、透過軸が液晶の入射端における配向ベクトルと平行になっている。検光子７３（反射型偏光子）も配向されており、その結果、透過軸が液晶の出射端における配向ベクトルと平行になっている。これは、ノーマリホワイト（ＮＷ）構造として知られているものである。前記パネルの内部表面には、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）の導電性コーティングにより作成された透明電極７４及び７５が設けられる。
【００４２】
活性状態（電圧オン）において、低い電圧（３〜５Ｖ）を電極に印加するとき、液晶には強い電界が生じる。誘電異方性の結果、液晶は、印加された電界の方向に平行に配向する。これはゼロ透過をもたらす。
【００４３】
従って、電圧オン又はオフの付与により、液晶セルを介する光の通過を制御することができる。
【００４４】
液晶表示装置を制御するため、液晶セルを電気的にアドレスする必要がある。高コンテンツ情報の表示装置（例えばＴＶ及びコンピュータ用モニター）について、その電気的なアドレスは、多重化技術を利用することにより達成される。
【００４５】
本発明による液晶表示装置は、光源７６の輝度を制御するためのフィードバックシステムをさらに有する。
【００４６】
本発明によるＬＣＤは、「無損失」装置の分野に関するものである。ピクセルが「オフ」の場合、対応する光は後方に反射され、そして装置内での再分配の後、「オン」であるピクセルを通過して照射される。画像の明るい部分の輝度は上昇することとなる。見る者に画像の輝度及び色調の変化がわからないよう、光源の全輝度を低下させる必要がある。この光源の輝度は、「オン」状態にあるピクセルの数に比例して（又は「オフ」状態にあるピクセルの数に反比例して）変えられる。このプロセスの制御は、フィードバックシステムにより実現される。
【００４７】
本発明の技術的範囲は、上述した表示要素の種々の態様に限定されるものではない。本発明によるＬＣＤ表示装置の個々の要素（バックライトシステム、二色性偏光子、反射型偏光子、カラーフィルターなどを含む）は、従来技術において知られる任意のデザインで組み込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明による液晶表示装置の断面図である。
【図２】本発明によるＬＣＤにおいて光の伝播を示す図である。
【図３】本発明によるもう一つのＬＣＤの断面図である。
【図４】本発明によるカラーＬＣＤのフロントパネルの部分断面図である。
【図５】本発明によるもう一つのカラーＬＣＤのフロントパネルの部分断面図である。
【図６】本発明によるもう一つのカラーＬＣＤのフロントパネルの部分断面図である。
【図７】９０°のねじれを有する本発明によるＴＮ・ＬＣＤの部分断面図及びその光源の輝度を制御するためのフィードバックシステムを示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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