JPH0990315A - カラー液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】透過率を高くするとともに１つの画素で複数の
色を表示し、しかもコントラストが高くまた色質も良い
高品質のカラー表示を実現する。 【解決手段】表側偏光板２０と液晶セル１０との間に２
枚の位相差板２２，２３を配置し、そのうちのセル位相
差板２３のリタデーションを、偏光板側位相差板２２の
リタデーションの２．５〜３．５倍にするとともに、液
晶セル１０の液晶分子のツイスト角およびΔｎｄの値
と、２枚の位相差板２２，２３のリタデーションの値
と、表裏の偏光板２０，２１と各位相差板２２，２３の
光学軸の方向と、液晶セル１０の両基板の近傍における
液晶分子の配向方向とを、一方の偏光板２０を透過して
入射した直線偏光が、位相差板２２，２３と液晶セル１
０の液晶層とを透過する間にそれらの複屈折作用を受
け、その光が他方の偏光板２１を透過して、その各波長
光の光強度の比が所望の比率になるように設定した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、カラーフィルタ
を用いずに着色した表示を得るカラー液晶表示装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】着色した表示が得られるカラー液晶表示
装置としては、一般に、カラーフィルタを用いて光を着
色するものが利用されている。しかし、このカラー液晶
表示装置は、カラーフィルタを用いて光を着色するもの
であるため、光の透過率が低く、したがって表示が暗い
という問題をもっている。

【０００３】これは、カラーフィルタでの光の吸収によ
るものであり、カラーフィルタは、その色に対応する波
長帯域外の波長光だけでなく、前記波長帯域の光もかな
り高い吸収率で吸収するため、カラーフィルタを通った
着色光が、カラーフィルタに入射する前の前記波長帯域
の光に比べて大幅に光強度を減じた光になり、表示が暗
くなってしまう。

【０００４】なお、液晶表示装置には、バックライトか
らの光を利用して表示する透過型のものと、自然光や室
内照明光等の外光を利用し、その光を液晶表示装置の裏
面側に配置した反射板で反射させて表示する反射型のも
のとがあるが、カラーフィルタを用いて光を着色するカ
ラー液晶表示装置を反射型とすると、その表面側から入
射し裏面側の反射板で反射されて表面側に出射する光が
カラーフィルタを２度通って二重に光強度を減じるた
め、表示が極端に暗くなって、表示装置としてはほとん
ど使用できなくなる。

【０００５】しかも、カラーフィルタを用いて光を着色
するカラー液晶表示装置は、１つ１つの画素の表示色が
その画素に対応するカラーフィルタの色によって決まる
ため、多くの色を表示するには、例えば赤、緑、青の三
原色のカラーフィルタをそれぞれ対応させた３つの画素
を一組として、その各画素の光の透過を制御することに
より所望の表示色を得なければならず、そのために、画
素数が多くなって、構造が複雑化してしまう。

【０００６】一方、従来から、カラーフィルタを用いず
に着色した表示を得るカラー液晶表示装置として、ＥＣ
Ｂ型（複屈折効果型）の液晶表示装置が知られている。
このＥＣＢ型液晶表示装置は、内面に電極が形成された
一対の基板間に液晶層を設けてなる液晶セルをはさんで
一対の偏光板を配置したものであり、このＥＣＢ型液晶
表示装置においては、一方の偏光板を透過して入射した
直線偏光が、液晶セルを透過する過程で液晶層の複屈折
作用により各波長光がそれぞれ偏光状態の異なる楕円偏
光となった光となり、その光が他方の偏光板に入射し
て、この他方の偏光板を選択的に透過した波長光からな
る光が、その光を構成する各波長光の光強度の比に応じ
た色の着色光になる。

【０００７】すなわち、上記ＥＣＢ型液晶表示装置は、
カラーフィルタを用いずに、液晶セルの液晶層の複屈折
作用と一対の偏光板の偏光作用とを利用して光を着色す
るものであり、したがってカラーフィルタによる光の吸
収がないから、光の透過率を高くして明るいカラー表示
を得ることができる。

【０００８】しかも、上記ＥＣＢ型液晶表示装置は、液
晶セルの両基板の電極間に印加される電圧に応じた液晶
分子の配向状態によって液晶層の複屈折性が変化し、そ
れに応じて他方の偏光板に入射する各波長光の偏光状態
が変化するため、液晶セルの電極間への印加電圧を制御
することによって上記着色光の色を変化させることがで
き、したがって、１つの画素で複数の色を表示すること
ができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ＥＣＢ型液晶表示装置は、その表示のコントラストが低
く、また表示の色質、つまり色純度や各色の輝度等の色
の質も劣るという問題をもっている。

【００１０】この発明は、光の透過率を高くして明るい
カラー表示を得るとともに、１つの画素で複数の色を表
示することができ、しかも、コントラストが高くまた色
質も良い、高品質のカラー表示を実現することができる
カラー液晶表示装置を提供することを目的としたもので
ある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明のカラー液晶表
示装置は、内面に電極が形成された一対の基板間に液晶
分子がツイスト配向した液晶層を設けてなる液晶セル
と、この液晶セルをはさんで配置された一対の偏光板
と、そのいずれかの偏光板と前記液晶セルとの間に互い
に重ねて配置された２枚の位相差板とを備え、前記２枚
の位相差板のうちの液晶セル側の位相差板のリタデーシ
ョンを、偏光板側の位相差板のリタデーションの２．５
〜３．５倍にするとともに、前記液晶セルの液晶分子の
ツイスト角および液晶の屈折率異方性Δｎと液晶層厚ｄ
との積Δｎｄの値と、前記２枚の位相差板のそれぞれの
リタデーションの値と、前記一対の偏光板と前記２枚の
位相差板のそれぞれの光学軸の方向と、前記液晶セルの
両基板の近傍における液晶分子の配向方向とを、一方の
偏光板を透過して入射した直線偏光が、前記２枚の位相
差板と液晶セルとを透過する間に、各位相差板の複屈折
作用と液晶層の複屈折作用とを受け、その光が他方の偏
光板を透過して、その各波長光の光強度の比が所望の比
率になるように設定したことを特徴とするものである。

【００１２】この発明は、透過型の液晶表示装置にも、
反射型の液晶表示装置にも適用できるものであり、反射
型の液晶表示装置に適用する場合は、いずれかの偏光板
の外面に反射板を配置すればよい。

【００１３】この発明のカラー液晶表示装置において
は、この液晶表示装置への入射光が一方の偏光板を透過
して直線偏光となり、その光が２枚の位相差板と液晶セ
ルとを透過する過程で各位相差板および液晶層の複屈折
作用により偏光状態を変えられて他方の偏光板に入射し
て、この偏光板を透過した光が、その光を構成する各波
長光の光強度の比に応じた色の光になる。

【００１４】そして、液晶セルの液晶層の液晶分子は、
液晶セルの電極間に印加される電圧に応じて、ツイスト
配向状態を保ちつつ立上がり配向するため、液晶セルの
電極間に印加する電圧を変化させると、その電圧による
液晶分子の配向状態の変化によって液晶層の複屈折性が
変化し、それにともなって前記他方の偏光板に入射する
光の偏光状態が変化して、この偏光板を透過する光の各
波長光の光強度比が変化し、その光の色が変化する。

【００１５】なお、透過型の液晶表示装置においては、
前記他方の偏光板を透過した光が出射光となり、反射型
の液晶表示装置においては、前記他方の偏光板を透過し
た光が反射板で反射され、前記他方の偏光板と位相差板
および液晶セルと前記一方の偏光板とを透過して出射す
る。

【００１６】このように、このカラー液晶表示装置は、
２枚の位相差板および液晶セルの液晶層の複屈折作用と
偏光板の偏光作用とを利用して、カラーフィルタを用い
ずに着色した表示を得るものであり、したがって、光の
透過率を高くして明るいカラー表示を得るとともに、液
晶セルへの印加電圧を制御することにより、１つの画素
で複数の色を表示することができる。

【００１７】しかも、このカラー液晶表示装置は、２枚
の位相差板を備えるとともに、そのうちの液晶セル側の
位相差板のリタデーションを、偏光板側の位相差板のリ
タデーションの２．５〜３．５倍にしているため、２枚
の位相差板の複屈折作用によって光の偏光状態を大きく
変化させることができ、したがって、コントラストが高
くまた色質も良い、高品質のカラー表示を実現すること
ができる。

【００１８】このカラー液晶表示装置において、例え
ば、液晶セルの液晶分子のツイスト角を２５０°±２０
°、Δｎｄの値を１５００ｎｍ〜１６００ｎｍとし、前
記液晶セル側の位相差板のリタデーションの値を１５５
０ｎｍ〜１６５０ｎｍ、偏光板側の位相差板のリタデー
ションの値を５００ｎｍ〜６００ｎｍとするとともに、
この液晶セルの位相差板配置側とは反対側の基板の近傍
における液晶分子の配向方向を０°の方向としたとき、
位相差板を配置した側の偏光板の透過軸を液晶分子のツ
イスト方向と同方向に１０°±１０°方向、反対側の偏
光板の透過軸を前記ツイスト方向と逆方向に２５°±１
０°方向、液晶セル側の位相差板の遅相軸を前記ツイス
ト方向と逆方向に２５°±１０°方向、偏光板側の位相
差板の遅相軸を前記ツイスト方向と逆方向に５５°±１
０°方向に設定すれば、入射光が白色光である場合で、
液晶セルへの印加電圧を制御することにより、１つの画
素で、白、ピンク、青、緑を表示することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、この発明を反射型のカラー
液晶表示装置に適用した一実施例を図１〜図３を参照し
て説明する。図１はこの実施例のカラー液晶表示装置の
断面図であり、このカラー液晶表示装置は、液晶セル１
０と、この液晶セル１０をはさんでその表面側と裏面側
とに配置された表側偏光板２０および裏側偏光板２１
と、前記表側偏光板２０と液晶セル１０との間に互いに
重ねて配置された２枚の位相差板２２，２３と、前記裏
側偏光板２１の裏面側に配置された反射板２４とからな
っている。なお、前記反射板２４は、樹脂フィルム等か
らなるベースシートの表面に銀またはアルミニウム等の
金属膜を蒸着した無指向性反射板である。

【００２０】上記液晶セル１０は、ＩＴＯ膜等からなる
透明電極１３，１４を形成しその上に配向膜１５，１６
を形成した一対の透明基板（例えばガラス基板）１１，
１２間にネマティック液晶１８を挟持しその分子を両基
板１１，１２間においてツイスト配向させたものであ
り、前記両基板１１，１２は枠状のシール材１７を介し
て接合されており、液晶１８は両基板１１，１２間の前
記シール材１７で囲まれた領域に封入されている。

【００２１】この液晶セル１０は、単純マトリックス型
のものであり、表側の基板１１に設けられた電極１３
は、複数本互いに平行に形成された走査電極、裏側の基
板１２に設けられた電極１４は、前記走査電極１３とほ
ぼ直交させて複数本互いに平行に形成された信号電極で
ある。

【００２２】また、上記両基板１１，１２に設けた配向
膜１５，１６は、ポリイミド等からなる水平配向膜であ
る。これら配向膜１５，１６はそれぞれ所定の方向に配
向処理（ラビング処理）されており、液晶１８の分子
は、両基板１１，１２上（配向膜１５，１６の上）にお
ける配向方向を配向膜１５，１６で規制され、前記配向
膜１５，１６面に対し僅かなプレチルト角で傾斜した状
態で、両基板１１，１２間において所定のツイスト角で
ツイスト配向している。

【００２３】このカラー液晶表示装置では、上記液晶セ
ル１０として、液晶分子のツイスト角を２５０°±２０
°とし、かつ、液晶１８の屈折率異方性Δｎと液晶層厚
ｄとの積Δｎｄの値を１５００ｎｍ〜１６００ｎｍの範
囲に設定したものを用いている。

【００２４】この実施例で用いた液晶セル１０は、液晶
１８の屈折率異方性Δｎが０．２２９で、液晶層厚ｄが
６．８μｍのものであり、この液晶セル１０のΔｎｄの
値は１５５７ｎｍである。

【００２５】また、上記２枚の位相差板２２，２３は、
ポリカーボネート製フィルム等を機械的に延伸して光学
的な位相差をもたせたものであり、このカラー液晶表示
装置では、液晶セル１０側の位相差板（以下、セル側位
相差板という）２３のリタデーションを、偏光板２０側
の位相差板（以下、偏光板側位相差板という）２２のリ
タデーションの２．５〜３．５倍にしている。

【００２６】この実施例では、セル側位相差板２３とし
て、リタデーションの値が１５５０ｎｍ〜１６５０ｎｍ
の範囲に設定されたものを用い、偏光板側位相差板２２
として、リタデーションの値が５００ｎｍ〜６００ｎｍ
の範囲に設定されたものを用いており、したがって、セ
ル側位相差板２３のリタデーションは、偏光板側位相差
板２２のリタデーションの２．７５〜３．１倍である。

【００２７】また、この実施例では、リタデーションの
値が大きい方の位相差板、つまりセル側位相差板２３
に、延伸方向（遅相軸方向）であるｘ軸方向と、ｙ軸方
向（位相差板面に沿いかつ延伸方向に対して直交する方
向）と、ｚ軸方向（位相差板の法線方向）とのそれぞれ
の屈折率ｎ_x ，ｎ_y ，ｎ_z の差に応じた屈折率異方性を
もち、かつ、これらｘ，ｙ，ｚ軸方向の屈折率ｎ_x ，ｎ
_y ，ｎ_z が、ｎ_x ＞ｎ_z＞ｎ_y の関係にある二軸性位相
差板を用いている。

【００２８】なお、リタデーションの値が小さい方の位
相差板、つまり偏光板側位相差板２２は、前記ｘ軸方向
とｙ軸方向との屈折率ｎ_x ，ｎ_y の差に応じた屈折率異
方性をもち、これらｘ，ｙ軸方向の屈折率ｎ_x ，ｎ_y
が、ｎ_x ＞ｎ_y の関係にある一軸性位相差板である。

【００２９】そして、上記２枚の位相差板２２，２３
は、それぞれの光学軸（遅相軸または進相軸）を所定角
度斜めにずらして配置されており、また、表側偏光板２
０はその光学軸の向きを上記偏光板側位相差板２２の光
学軸に対し所定角度斜めにずらして配置され、裏側偏光
板２１はその光学軸の向きを上記液晶セル１０の裏側基
板１２の近傍における液晶分子の配向方向に対し所定角
度斜めにずらして配置されている。

【００３０】図２は、上記液晶セル１０の両基板１１，
１２の近傍における液晶分子の配向方向と、表裏の偏光
板２０，２１の光学軸（ここでは透過軸）および２枚の
位相差板２２，２３の光学軸（ここでは遅相軸）の向き
を液晶表示装置の表面側から見た図である。

【００３１】この図２のように、液晶セル１０の液晶分
子は、そのツイスト方向を破線矢印で示したように、裏
側基板１２から表側基板１１に向かい、表面側から見て
右回りに２５０°±２０°のツイスト角でツイスト配向
している。なお、液晶セル１０の表側基板１１の近傍に
おける液晶分子の配向方向（配向膜１５の配向処理方
向）１１ａは、液晶セル１０の横軸Ｓに対し表面側から
見て右回りに３５°±１０°の方向、裏側基板１２の近
傍における液晶分子の配向方向（配向膜１６の配向処理
方向）１２ａは、前記横軸Ｓに対し表面側から見て左回
りに３５°±１０°の方向にある。

【００３２】そして、液晶セル１０の裏側基板１２の近
傍における液晶分子配向方向１２ａを０°の方向とする
と、表側偏光板２０の透過軸２０ａは、表面側から見て
前記液晶分子のツイスト方向（表面側から見たツイスト
方向）と同方向に１０°±１０°の方向にあり、裏側偏
光板２１の透過軸２１ａは、表面側から見て前記ツイス
ト方向と逆方向に２５°±１０°の方向にある。

【００３３】また、偏光板側位相差板２２の遅相軸２２
ａは、上記０°の方向に対し、表面側から見て前記ツイ
スト方向と逆方向に５５°±１０°の方向にあり、セル
側位相差板２３の遅相軸２３ａは、上記０°の方向に対
し、表面側から見て前記ツイスト方向と逆方向に２５°
±１０°の方向にある。

【００３４】このカラー液晶表示装置は、自然光や室内
照明光等の外光を利用し、表面側から入射する光を裏面
側に配置した反射板２４で反射させて表示するものであ
り、このカラー液晶表示装置は、液晶セル１０の両基板
１１，１２の電極１３，１４間に電圧を印加して表示駆
動される。

【００３５】このカラー液晶表示装置においては、その
表面側からの入射光が、表側偏光板２０を透過して直線
偏光となり、その光が２枚の位相差板２２，２３と液晶
セル１０とを透過して裏側偏光板２１に入射する。

【００３６】そして、このカラー液晶表示装置では、そ
の表側偏光板２０の透過軸２０ａに対して偏光板側位相
差板２２の遅相軸２２ａを斜めにずらすとともに、前記
偏光板側位相差板２２の遅相軸２２ａとセル側位相差板
２３の遅相軸２３ａとを互いに斜めにずらしているた
め、表側偏光板２０の透過軸２０ａを透過して入射した
直線偏光は、まず偏光板側位相差板２２を透過する過程
でこの位相差板２２による複屈折作用を受け、各波長光
がそれぞれ偏光状態の異なる楕円偏光となった光にな
り、さらにセル側位相差板２３を透過する過程でこの位
相差板２３による複屈折作用を受けて、各波長光の偏光
状態がさらに変化した光になる。

【００３７】さらに、この光は、液晶セル１０を透過す
る過程でこの液晶セル１０の液晶層による複屈折作用を
受け、各波長光の偏光状態がさらに変化した光となって
裏側偏光板２１に入射し、この裏側偏光板２１の透過軸
２１ａと平行な成分の光だけが裏側偏光板２１を透過し
て、この透過光を構成する各波長光の光量比に応じた色
の着色光になる。

【００３８】また、上記液晶セル１０の液晶層の液晶分
子は、液晶セル１０の電極１３，１４間に印加される電
圧に応じて、ツイスト配向状態を保ちつつ立上がり配向
するため、この液晶セル１０の液晶層の複屈折作用は印
加電圧に応じて変化する。

【００３９】したがって、２枚の位相差板２２，２３と
液晶セル１０とを順に透過して裏側偏光板２１に入射す
る光の各波長光の偏光状態は、液晶セル１０への印加電
圧に応じて変化し、それにより、裏側偏光板２１を透過
する光の各波長光の光量比が変化して、上記着色光の色
が変化する。

【００４０】なお、液晶セル１０の液晶層の複屈折性
は、液晶分子の立上がり角が大きくなるのにともなって
小さくなり、液晶分子がほぼ垂直に立上がり配向する
と、液晶層による複屈折作用がほとんど無くなって、２
枚の位相差板２２，２３による複屈折作用だけを受けた
光が裏側偏光板２１に入射する。

【００４１】また、裏側偏光板２１を透過した光、つま
り着色光は、反射板２４で反射され、前記裏側偏光板２
１と液晶セル１０および位相差板２３，２２と表側偏光
板２０とを透過して表面側に出射する。

【００４２】なお、反射板２４で反射された光は、表面
側に出射する過程で、液晶セル１０の液晶層および２枚
の位相差板２３，２２により入射時とは逆の複屈折作用
を受け、入射時とほぼ同じ直線偏光となって表面側偏光
板２０に入射するため、この表面側偏光板２０を透過し
て出射する光は、反射板２４で反射された光とほとんど
変わらない着色光である。

【００４３】このように、上記カラー液晶表示装置は、
２枚の位相差板２２，２３および液晶セル１０の液晶層
の複屈折作用と偏光板２０，２１の偏光作用とを利用し
て、カラーフィルタを用いずに着色した表示を得るもの
であり、したがって、光の透過率を高くして明るいカラ
ー表示を得るとともに、液晶セル１０への印加電圧を制
御することにより、１つの画素で複数の色を表示するこ
とができる。

【００４４】しかも、上記カラー液晶表示装置は、２枚
の位相差板２２，２３を備えるとともに、そのうちの液
晶セル１０側の位相差板２３のリタデーションを、偏光
板２０側の位相差板２２のリタデーションの２．５〜
３．５倍（この実施例では２．７５〜３．１倍）にして
いるため、２枚の位相差板２２，２３の複屈折作用によ
って光の偏光状態を大きく変化させることができ、した
がって、コントラストが高くまた色質も良い、高品質の
カラー表示を実現することができる。

【００４５】上記カラー液晶表示装置の１つの画素で表
示できる色は、液晶セル１０の液晶分子のツイスト角お
よびΔｎｄの値と、２枚の位相差板２２，２３のそれぞ
れのリタデーションの値と、表裏の偏光板２０，２１と
２枚の位相差板２２，２３のそれぞれの光学軸の方向
と、液晶セル１０の両基板１１，１２の近傍における液
晶分子の配向方向とによって決まる。

【００４６】すなわち、この実施例のように、液晶セル
１０の液晶分子のツイスト角を２５０°±２０°、この
液晶セル１０のΔｎｄの値を１５００ｎｍ〜１６００ｎ
ｍとし、偏光板側位相差板２２のリタデーションの値が
５００ｎｍ〜６００ｎｍ、セル位相差板２３のリタデー
ションの値が１５５０ｎｍ〜１６５０ｎｍとするととも
に、前記液晶セル１０の位相差板配置側とは反対側の基
板（裏側基板）１２の近傍における液晶分子の配向方向
１２ａを基準（０°の方向）として、位相差板２２，２
３を配置した側の偏光板（表側偏光板）２０の透過軸２
０ａを前記液晶分子のツイスト方向と同方向に１０°±
１０°方向、反対側の偏光板（裏側偏光板）２１の透過
軸２１ａを前記ツイスト方向と逆方向に２５°±１０°
方向、液晶セル側の位相差板２３の遅相軸２３ａを前記
ツイスト方向と逆方向に２５°±１０°方向、偏光板２
０側の位相差板２２の遅相軸２２ａを前記ツイスト方向
と逆方向に５５°±１０°方向に設定したときの、１つ
の画素で表示できる色は、入射光が白色光である場合
で、無彩色の明表示である白と、ピンク、青、緑の各色
である。

【００４７】図３は上記カラー液晶表示装置の表示色の
変化を示すＣＩＥ色度図であり、このカラー液晶表示装
置の表示色は、液晶セル１０の電極１３，１４間に印加
する電圧を高くしてゆくのにともなって、白→ピンク→
青→緑の順に変化する。

【００４８】すなわち、上記カラー液晶表示装置では、
液晶セル１０の液晶分子が初期の配向状態（基板１１，
１２面に対して最も倒伏したツイスト配向状態）から僅
かに立ち上がり配向したときに、２枚の位相差板２２，
２３のトータルの複屈折作用と液晶層の複屈折作用とが
互いに打ち消し合うようになり、位相差板２２，２３と
液晶セル１０とを透過した光がほとんど直線偏光となっ
て裏側偏光板２１に入射して、裏側偏光板２１を透過し
た光が無彩色の白色光になる。また、液晶セル１０への
印加電圧を高くしてゆくのにともなって液晶分子がさら
に立ち上がり配向すると、それにともなって位相差板２
２，２３と液晶セル１０とを透過した光の各波長光の偏
光状態が変化し、裏側偏光板２１を透過した光の色が、
ピンク、青、緑に変化する。

【００４９】したがって、このカラー液晶表示素子によ
れば、各画素の色を、白、ピンク、青、緑の各色に変化
させて、マルチカラーと呼ばれる色彩の豊かな多色カラ
ー表示を実現することができる。

【００５０】なお、上記白、ピンク、青、緑のそれぞれ
の表示の輝度（入射光の輝度を１００％としたときの
値）は、白で７７％、ピンクで５０％、青で３４％、緑
で５９％であり、また、ピンクの表示色は、赤に近い鮮
明な色である。

【００５１】さらに、上記カラー液晶表示装置において
は、光が液晶セル１０の液晶層を垂直に透過したときと
斜めに透過したときとの位相差が位相差板２２，２３に
よって補償されるため、表示を見る方向によって表示色
が変化してしまうという視角依存性を軽減して、視野角
を広くすることができる。

【００５２】また、上記位相差板２２，２３は、温度の
変化による複屈折性の変化が、液晶セル１０の液晶層の
複屈折性の変化に比べてかなり小さいため、液晶セル１
０の液晶層と位相差板２２，２３とのトータルの複屈折
性の温度依存性が小さくなり、したがって、温度による
表示色の変化も小さくすることができる。

【００５３】なお、上記実施例のカラー液晶表示装置
は、１つの画素で、無彩色の明表示である白と、ピン
ク、青、緑の各色を表示するものであるが、前記１つの
画素で表示できる色は、液晶セル１０の液晶分子のツイ
スト角およびΔｎｄの値と、２枚の位相差板２２，２３
のそれぞれのリタデーションの値と、表裏の偏光板２
０，２１と２枚の位相差板２２，２３のそれぞれの光学
軸の方向と、液晶セル１０の両基板１１，１２の近傍に
おける液晶分子の配向方向とを選択することによって任
意に選ぶことができる。

【００５４】また、２枚の位相差板２２，２３は、その
両方を二軸性位相差板としても、両方を一軸性位相差板
としてもよいし、さらに、液晶セル１０側の位相差板２
３を一軸性位相差板とし、偏光板２０側の位相差板２２
を二軸性位相差板としてもよい。

【００５５】さらに、上記実施例のカラー液晶表示装置
は、その裏面側に反射板２４を配置した反射型のもので
あるが、この発明は、バックライトからの光を利用して
表示する透過型のカラー液晶表示装置にも、また、裏面
側に半透過反射板を配置して反射型と透過型の両方の機
能をもたせたカラー液晶表示装置にも適用できる。

【００５６】その場合も、一対の偏光板のいずれかと液
晶セルとの間に２枚の位相差板を互いに重ねて配置し、
そのうちの液晶セル側の位相差板のリタデーションを、
偏光板側の位相差板のリタデーションの２．５〜３．５
倍にするとともに、前記液晶セルの液晶分子のツイスト
角および液晶の屈折率異方性Δｎと液晶層厚ｄとの積Δ
ｎｄの値と、前記２枚の位相差板のそれぞれのリタデー
ションの値と、前記一対の偏光板と前記２枚の位相差板
のそれぞれの光学軸の方向と、前記液晶セルの両基板の
近傍における液晶分子の配向方向とを、一方の偏光板を
透過して入射した直線偏光が、前記２枚の位相差板と液
晶セルとを透過する間に、各位相差板の複屈折作用と液
晶層の複屈折作用とを受け、その光が他方の偏光板を透
過して、その各波長光の光強度の比が所望の比率になる
ように設定すれば、液晶セルへの印加電圧を制御するこ
とにより、１つの画素で複数の色を表示することができ
る。

【００５７】

【発明の効果】この発明のカラー液晶表示装置によれ
ば、光の透過率を高くして明るいカラー表示を得るとと
もに、１つの画素で複数の色を表示することができ、し
かも、コントラストが高くまた色質も良い、高品質のカ
ラー表示を実現することができる。

【００５８】また、この発明のカラー液晶表示装置にお
いて、液晶セルの液晶分子のツイスト角を２５０°±２
０°、Δｎｄの値を１５００ｎｍ〜１６００ｎｍとし、
前記液晶セル側の位相差板のリタデーションの値を１５
５０ｎｍ〜１６５０ｎｍ、偏光板側の位相差板のリタデ
ーションの値を５００ｎｍ〜６００ｎｍとするととも
に、この液晶セルの位相差板配置側とは反対側の基板の
近傍における液晶分子の配向方向を０°の方向としたと
き、位相差板を配置した側の偏光板の透過軸を液晶分子
のツイスト方向と同方向に１０°±１０°方向、反対側
の偏光板の透過軸を前記ツイスト方向と逆方向に２５°
±１０°方向、液晶セル側の位相差板の遅相軸を前記ツ
イスト方向と逆方向に２５°±１０°方向、偏光板側の
位相差板の遅相軸を前記ツイスト方向と逆方向に５５°
±１０°方向に設定すれば、入射光が白色光である場合
で、液晶セルへの印加電圧を制御することにより、１つ
の画素で、白、ピンク、青、緑を表示することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示すカラー液晶表示装置
の断面図。

【図２】同カラー液晶表示装置における液晶セルの両基
板の近傍における液晶分子の配向方向と、表裏の偏光板
の光学軸および２枚の位相差板の光学軸の向きを液晶表
示装置の表面側から見た図。

【図３】同カラー液晶表示装置の表示色の変化を示すＣ
ＩＥ色度図。

【符号の説明】

１０…液晶セル １１ａ…表側基板の近傍における液晶分子の配向方向 １２ａ…裏側基板の近傍における液晶分子の配向方向 ２０，２１…偏光板 ２０ａ，２１ａ…透過軸 ２２，２３…位相差板 ２２ａ，２３ａ…遅相軸 ２４…反射板

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内面に電極が形成された一対の基板間に液
   晶分子がツイスト配向した液晶層を設けてなる液晶セル
   と、この液晶セルをはさんで配置された一対の偏光板
   と、そのいずれかの偏光板と前記液晶セルとの間に互い
   に重ねて配置された２枚の位相差板とを備え、 前記２枚の位相差板のうちの液晶セル側の位相差板のリ
   タデーションを、偏光板側の位相差板のリタデーション
   の２．５〜３．５倍にするとともに、 前記液晶セルの液晶分子のツイスト角および液晶の屈折
   率異方性Δｎと液晶層厚ｄとの積Δｎｄの値と、前記２
   枚の位相差板のそれぞれのリタデーションの値と、前記
   一対の偏光板と前記２枚の位相差板のそれぞれの光学軸
   の方向と、前記液晶セルの両基板の近傍における液晶分
   子の配向方向とを、 一方の偏光板を透過して入射した直線偏光が、前記２枚
   の位相差板と液晶セルとを透過する間に、各位相差板の
   複屈折作用と液晶層の複屈折作用とを受け、その光が他
   方の偏光板を透過して、その各波長光の光強度の比が所
   望の比率になるように設定したことを特徴とするカラー
   液晶表示装置。
2. 【請求項２】液晶セルの液晶分子のツイスト角は２５０
   °±２０°であり、Δｎｄの値は１５００ｎｍ〜１６０
   ０ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載のカラー
   液晶表示装置。
3. 【請求項３】液晶セル側の位相差板のリタデーションの
   値は１５５０ｎｍ〜１６５０ｎｍであり、偏光板側の位
   相差板のリタデーションの値は５００ｎｍ〜６００ｎｍ
   であることを特徴とする請求項１に記載のカラー液晶表
   示装置。
4. 【請求項４】液晶セルの液晶分子は、位相差板を配置し
   た側とは反対側の基板から位相差板配置側の基板に向か
   って所定の方向に２５０°±２０°のツイスト角でツイ
   スト配向しており、 前記位相差板を配置した側とは反対側の基板の近傍にお
   ける液晶分子の配向方向を０°の方向としたとき、 位相差板を配置した側の偏光板の透過軸が前記液晶分子
   のツイスト方向と同方向に１０°±１０°方向、反対側
   の偏光板の透過軸が前記ツイスト方向と逆方向に２５°
   ±１０°方向、液晶セル側の位相差板の遅相軸が前記ツ
   イスト方向と逆方向に２５°±１０°方向、偏光板側の
   位相差板の遅相軸が前記ツイスト方向と逆方向に５５°
   ±１０°方向にあることを特徴とする請求項１に記載の
   カラー液晶表示装置。
5. 【請求項５】いずれかの偏光板の外面に反射板が配置さ
   れていることを特徴とする請求項１に記載のカラー液晶
   表示装置。