超低電力・動画用・反射型フルカラー液晶ディスプレイの開発

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09355011
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 内田 龍男 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60091659)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 川上 徹 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (90282102) ; 宮下 哲哉 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (10239402) ; 関 秀廣 八戸工業大学, 工学部, 教授 (30134018) ; 福田 一郎 金沢工業大学, 工学部, 教授 (10064445)
• Keywords: 液晶 / ディスプレイ / 反射型 / 高速応答 / 動画表示 / 超低電力 / 高輝度 / フルカラー

Research Abstract

情報ネットワークを有効に生かすための携帯用の高度情報システムでは、システムの軽量化・低消費電カが必要である。このシステムの実現の鍵となるのが超低電力・動画用・反射型フルカラー液晶ディスプレイの実現である。本研究では、このようなディスプレイを実現するために、光の制御を行う液晶の表示方式の検討を行い、最適設計条件の導出を行った。
まず、周囲光の利用効率を最大限に上げるために、背面に鏡面を置く方法を採用した。鏡面を通すことにより、液晶の分子配向が光学的に対称となるため三次元的な光学補償が可能となり視角特性を著しく向上させることができる。また、液晶を薄くできることにより応答速度を著しく向上できる。このコンセプトに基づいた表示方式は、鏡面反射板を背面においた液晶セルと前方散乱フィルムおよび一枚の偏光板によって構成され、このような新たに考案した表示モードを反射型複屈折モードと名付けた。
まず、この表示モードにおいて光学設計の最適化を行うためにコンピュータによる電気光学特性の解析ソフトを開発した。これにより、液晶の配向としてTN配向、平行配向、HAN配向を採用し、明るさ・視野角・コントラストおよび波長依存性の面から最適設計条件を明らかにした。その結果、いずれの表示モードでも著しく広い視野角および高いコントラスト、明るい表示を実現する事ができた。また、特に平行配向を用いて試作した液晶セルにより、従来の透過型の液晶表示モードの20倍以上高速応答特性が得られることを示した。
以上、本研究成果により、紙と同様の質感及び明るさを持つ鮮やかな反射型フルカラー液晶ディスプレイを実現できる見込みが得られ、将来の高速応答を必要とする高度情報システムへの実現に向けて大きな前進が得られた。

Research Products

• [Publications] T.Ishinabe,T.Miyashita and T.Uchida: "Optical Design of R-OCB Mode Full-Color Reflective LCD with Wide Viewing Angleand High Contrast" 1998 SID International Symposium Digest of Technical Papers. 774-777 (1998)
• [Publications] M.Shibazaki,T.Ishinabe,T.Miyashita,T.Uchida,M.Miyai,K.Yoshida and Y.Ugai: "Full-Color Reflective TFT-LCD Using the R-OCB Mode with Wide Viewing Angle and Hign Contrast" 1998 International Workshop on Active-Matrix Liquid Crystal Display. 27-30 (1998)
• [Publications] M.Shibazaki,T.Ishinabe,M.Miyai,K.Yoshida Y.Ugai,T.Miyashita and T.Uchida: "Full-Color Reflective TFT-LCD Using the R-OCB Mode with Wide Viewing Angle and Hign Contrast Ratio" Prodeedings of the 18th International Display Research Conference. 51-54 (1998)
• [Publications] T.Uwano,H.Seki and T.uchida: "Color Matching in Reflective Guest-Host Liquid Crystal Displays" Proceedings of the Fifth International Display Workshops. 37-40 (1998)
• [Publications] I.Fukuda,N.Matui,Y.Kotani and T.Uchida: "Reflective-Type TN-LCDs with Single Polarizer" Proceedings of SPIE. 3475. 24-34 (1998)
• [Publications] H.Seki,T.Uwano and T.Uchida: "Colorimatric Design of Guest-Host Liquid Crystal Display" Adstracts of 17th International Liquid Crystal Conference. 123 (1998)
• [Publications] H.Seki,T.Uwano and T.Uchida: "Dye Optimization of Guest-Host Liquid Crystal Displays" Proceedings of the 18th International Display Research Conference. 901-904 (1998)
• [Publications] H.Seki,T.Uwano and T.Uchida: "Dye Optimization of Guest-Host Liquid Crystal Displays" 98 Chinese Conference of Flat Panel Display. 5 (1998)
• [Publications] H.Seki and T.Uchida: "Recent Development of Reflective Color LCDs" Proceedings of 1998 International Chinese Liquid Crystal Symposium. 1-2 (1998)
• [Publications] H.Seki,M.Itoh and T.Uchida: "New Reflective Display in ECB Mode" Proceedings of SPIE. 3318. 465-470 (1998)
• [Publications] 石鍋隆宏・宮下哲哉・内田龍男: "R-OCB方式を用いた広視野角・高コントラスト反射型カラーLCDの光学設計" 電子情報通信学会技術研究報告. 98・107. 29-34 (1998)
• [Publications] H.Seki,T.Uwano and T.Uchida: "Color Matching of Guest-Host Liquud Crystal Displays" Mol.Cryst.Liq.Cryst.印刷中. (1999)
• [Publications] 内田龍男、関 秀廣、他: "エレクトロニクス材料・技術シリーズ 反射型カラーLCD総合技術" (株)シーエムシー, 262 (1998)