JP2001215511A

JP2001215511A - カラー液晶表示装置

Info

Publication number: JP2001215511A
Application number: JP2000023198A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yabuta; 浩志薮田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2000-01-31
Filing date: 2000-01-31
Publication date: 2001-08-10

Abstract

(57)【要約】【課題】背景が無彩色で、かつ、黄色の発色を主とし
た特定色の発色及び安定性に優れ、暗表示が可能であ
り、しかも位相差板の使用枚数を減らし、コスト面でも
有利なカラー液晶表示装置を提供する。【解決手段】表示用電極を備えた複屈折型の液晶セル
と、液晶セルを挟持するように設置された一対の偏光板
と、一対の偏光板間に設置された位相差層とを備え複屈
折効果によりカラー表示を行う。表示用電極間における
スーパーツイステッドネマティック型液晶の屈折率異方
性Δｎと液晶セルのセル厚ｄとの積ｄΔｎと、位相差層
のリタデーションＲｅとの差を１２００〜１２５０ｎｍ
とし、かつ電圧無印加時に白色を呈するように下側偏光
板吸収軸２４及び上側偏光板吸収軸２５の各軸を設定す
ることにより、電圧無印加時に白色を表示でき、電圧印
加時に所望の黄色を発色させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複屈折効果を用い
て表示を行うスーパーツイステッドネマティック型（Ｓ
ＴＮ型）カラー液晶表示装置に関するものであり、特
に、電圧無印加時において着色の低減と高明度化とを可
能とし、かつ、特定色の発色に優れたカラー液晶表示装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、携帯型情報機器のディスプレイに
は、携帯性を考慮して反射型の白黒液晶表示装置が採用
されていたが、近年視認性向上のために、複数色のカラ
ー表示が可能なマルチカラー液晶表示装置の開発が行わ
れている。

【０００３】上記カラー表示を行うためには、カラーフ
ィルタを用いる方法が一般的である。このカラーフィル
タを用いる方法は、液晶を挟持する一対の透光性基板の
うち一方の透光性基板上に、各画素に対応して赤、緑、
青のカラーフィルタを形成し、上記画素を通過する光を
前記カラーフィルタによって着色させ、マルチカラー表
示を実現するものである。

【０００４】上記カラーフィルタを用いるカラー液晶表
示装置は、全体の光透過率がかなり低いので、バックラ
イトの付加が必須であるという問題を有している。

【０００５】そこで、この問題を解消するために、カラ
ーフィルタを用いないでカラー表示を行うことが行われ
ている。

【０００６】カラーフィルタを用いないでカラー表示を
行うカラー液晶表示装置としては、複屈折制御型のカラ
ー液晶表示装置が知られている。

【０００７】上記複屈折制御型カラー液晶表示装置は、
液晶層を通過する光の強度が、液晶セルのセルギャップ
ｄと屈折率異方性Δｎとの積ｄΔｎ（以下、「液晶セル
の積ｄΔｎ」という）の値に応じて変化するという複屈
折効果を利用してマルチカラー表示を実現するものであ
る。具体的には、複屈折制御型カラー液晶表示装置で
は、液晶セルに印加する電圧を変えて液晶分子のチルト
角を制御することにより液晶分子の配向状態が変わるの
で、これにより、液晶セル中を透過する光の複屈折の状
態を変化させ複屈折された光の相互干渉によって表示色
を変えることができるようになっている。

【０００８】この複屈折制御型カラー液晶表示装置は、
バックライトが不要又はバックライトの小電力化を図る
ことができる点で好ましいが、上述したように、複屈折
された光の相互干渉を用いるので、黄色や青色等といっ
た色が最初から着色される傾向があり、逆に、白や黒が
表示し難いとい問題点を有している。また、複屈折を用
いるので、セル厚の影響が大きく、セル厚にむらがある
と、そのセル厚の変化は色の変化として顕著に現れると
いった問題点も有している。

【０００９】上記複屈折制御型カラー液晶表示装置にお
ける従来技術を開示したものとしては、例えば、特開平
８−１６０３８３号公報、特開平８−１９００８１号公
報及び特開平１０−３０１１０２号公報がある。

【００１０】上記の特開平８−１６０３８３号公報で
は、初期の液晶セルの積ｄΔｎが５００ｎｍ以上、及び
位相差板のリタデーションＲｅが５０〜２００ｎｍに設
定された複屈折制御型カラー液晶表示装置が提案されて
いる。なお、位相差板のリタデーションＲｅとは、位相
差板の複屈折率をΔｎとし位相差板の厚さをｄとしたと
きの積Δｎｄをいう。

【００１１】上記公報では、ＴＦＴ（Thin Film Transi
stor）駆動における高電圧印加時の残留リタデーション
を補償して色純度と白の明るさを改善する方法が開示さ
れている。

【００１２】また、上記特開平８−１９００８１号公報
には、初期の液晶セルの積ｄΔｎが１２１０±５０ｎ
ｍ、第１の位相差板のリタデーションＲｅが１３００±
３０ｎｍ、及び第２の位相差板のＲｅが１１５０±３０
ｎｍである２枚の位相差板を用いた複屈折制御型カラー
液晶表示装置が提案されている。これにより、白黒と、
青、黄緑、ピンクのように色純度の高い三彩色とを発色
し得るようになっている。

【００１３】さらに、特開平１０−３０１１０２号公報
には、初期の液晶セルの積ｄΔｎが１２００〜２０００
ｎｍ、第１の位相差板のリタデーションＲｅが４２０±
１００ｎｍ、第２の位相差板のリタデーションＲｅが４
００±１００ｎｍである２枚の位相差板を用いた複屈折
制御型カラー液晶表示装置が提案されている。これによ
り、電圧印加時に良好な黒又は白を表示することができ
るようになっている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のカラー液晶表示装置では、以下の問題点を有してい
る。

【００１５】先ず、前記特開平８−１６０３８３号公報
のカラー液晶表示装置では、高電圧印加時における残留
リタデーションのみを補償するため、電圧無印加時にお
いては著しく緑に着色している。このため、電圧が印加
されない電極間は常に着色状態にあり、カラー表示の際
の色の濁りが発生する。特に、黄色等の色を表示しよう
とした場合、電極間の着色による濁りは顕著に現れる。

【００１６】次に、前記特開平８−１９００８１号公報
のカラー液晶表示素子では、白、黒、青、黄緑、ピンク
を発色するに当たり、位相差板を２枚必要としている。
このため、コスト高となる。また、位相差板が積層型位
相差板であって、それぞれの位相差板の遅相軸がある角
度をもって積層されている場合、積層位相差板全体の位
相差はそれぞれの位相差板の和では求められない。した
がって、制御が複雑になる。

【００１７】また、黄の発色が挙げられておらず、初期
の液晶セルの積ｄΔｎの値も１２１０±５０ｎｍと小さ
い。さらに、白黒及び色純度の高い三彩色の表示を目的
としており、特定色の発色及び電極間の着色に関しては
示されていない。

【００１８】次に、前記特開平１０−３０１１０２号公
報のカラー液晶表示装置は、時分割駆動時におけるＯＮ
電圧印加時の残留リタデーションを補償することによっ
て最後に黒又は白を表示するものであり、電圧無印加時
には着色が見られる。このため、電圧が印加されない電
極間は常に着色状態にあり、カラー表示の際の色の濁り
が発生する。特に、黄色等の色を表示しようとした場
合、電極間の着色による濁りは顕著に現れる。また、こ
のカラー液晶表示装置においても位相差板が２枚必要と
なる。

【００１９】本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされ
たものであって、その目的は、背景が無彩色で、かつ、
黄色の発色を主とした特定色の発色及び安定性に優れ、
暗表示が可能であり、しかも位相差板の使用枚数を減ら
し、コスト面でも有利なカラー液晶表示装置を提供する
ことにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明のカラー液晶表示
装置は、上記課題を解決するために、表示用電極を備え
た複屈折型の液晶セルと、上記液晶セルを挟持するよう
に設置された一対の偏光板と、上記一対の偏光板間に設
置された位相差層とを備え複屈折効果によりカラー表示
を行うカラー液晶表示装置において、上記表示用電極間
におけるスーパーツイステッドネマティック型液晶の屈
折率異方性Δｎと上記液晶セルのセル厚ｄとの積ｄΔｎ
と、上記位相差層のリタデーションＲｅとの差（以下、
「差ΔＲｅ」と記載する。）が１２００〜１２５０ｎｍ
であり、かつ電圧無印加時に白色を呈するように各軸を
設定したことを特徴としている。

【００２１】すなわち、電圧無印加時に白色を呈するよ
うに各軸を設定した場合、つまりモノクロ液晶表示装置
におけるノーマリーホワイトモードにおいては、電圧無
印加での色付きを無くすためには、表示用電極間におけ
るスーパーツイステッドネマティック型液晶の屈折率異
方性Δｎと上記液晶セルのセル厚ｄとの積ｄΔｎと、上
記位相差層のリタデーションＲｅとの差（以下、「差Δ
Ｒｅ」と記載する。）を０ｎｍにして白色にすることが
最も望ましい（図１参照）。

【００２２】しかしながら、液晶セルの積ｄΔｎと位相
差層のリタデーションＲｅとの差ΔＲｅを０ｎｍにして
複屈折性カラー液晶表示装置による多色表示を実現しよ
うとすると、電圧印加による液晶セルの積ｄΔｎの変化
量を大きく取るためには液晶セルの積ｄΔｎが大きい値
となる液晶が必要となる。ところが、液晶セルの積ｄΔ
ｎが大きい値、例えば１５００ｎｍ以上の液晶は、応答
速度が遅くムラが目立ち易いという不具合がある。

【００２３】そこで、本願発明者らは、液晶セルの積ｄ
Δｎと位相差層のリタデーションＲｅとの差ΔＲｅと、
発色の種類との関係を検討した結果、図１に示す差ΔＲ
ｅと発色の種類との関係を見い出した。

【００２４】すなわち、その差ΔＲｅを１２００〜１２
５０ｎｍに設定し、かつ電圧無印加時に白色を呈するよ
うに各軸を設定することにより、図１に示すように、白
を発色することができ、電圧無印加である背景色の色付
きを少なくすることができることが分かった。なお、こ
の条件においては、パネル点灯時においても電圧が印加
されることのない画素間つまり表示電極間をこの範囲に
設定することによって、背景色が各発色時における色純
度に影響を及ぼすことなく、発色の良い表示が得られ
る。

【００２５】なお、電圧無印加時において黒色を表示す
るように各軸を配置した、いわゆるモノクロ液晶表示装
置におけるノーマリーブラックモードの場合において
は、図７に示すように、色付きのない発色は２００ｎｍ
付近でしか得られず、この条件で複屈折性カラー液晶表
示装置による多色表示を実現しようとすると、液晶セル
の積ｄΔｎが大きい値の液晶が必要となり、上記と同じ
理由で好ましくない。

【００２６】また、本発明のカラー液晶表示装置は、上
記課題を解決するために、上記カラー液晶表示装置にお
いて、スーパーツイステッドネマティック型液晶の屈折
率異方性Δｎと液晶セルのセル厚ｄとの積ｄΔｎと、位
相差層のリタデーションＲｅとの関係が、ｄΔｎ＞Ｒｅ
であることを特徴としている。

【００２７】上記発明によれば、ｄΔｎ＞Ｒｅとするこ
とにより、位相差層として位相差板１枚にてカラー液晶
表示装置が得られるためコスト的に有利である。

【００２８】さらに、後述するように、本願発明の目的
である特定色を安定して発色させるために、最も表示さ
せたい色を、印加する電圧の中で最も高い電圧で発色さ
せようとした場合、Ｒｅ＞ｄΔｎでは、位相差層のリタ
デーションＲｅを大きくとる必要が生じ、位相差層のリ
タデーションＲｅを大きく取ることにより位相差板の枚
数が増えてしまうのである。つまり、位相差板の枚数が
２枚以上となる。

【００２９】この場合、汎用の例えば４００〜６００ｎ
ｍ等の一軸性位相差板にて本発明のように発色の良い黄
色を得ようとした場合、位相差板は４枚程度必要になり
現実的ではない。

【００３０】また、本発明のカラー液晶表示装置は、上
記課題を解決するために、上記カラー液晶表示装置にお
いて、スーパーツイステッドネマティック型液晶の屈折
率異方性Δｎと液晶セルのセル厚ｄとの積ｄΔｎと、位
相差層のリタデーションＲｅとの差が、時分割駆動方式
におけるＯＮ電圧印加時に４００〜６００ｎｍであるこ
とを特徴としている。

【００３１】上記発明によれば、液晶セルの積ｄΔｎと
位相差層のリタデーションＲｅとの差が、時分割駆動方
式におけるＯＮ電圧印加時に４００〜６００ｎｍになる
ように設定することにより、本発明で最も必要とした黄
色を発色させることができる。

【００３２】ところで、液晶パネルに電圧を印加した場
合、徐々に液晶セルの積ｄΔｎが低下していくが、液晶
パネルの特性上、初期の液晶セルの積ｄΔｎの約５０％
まで低下するとそれ以降は変化が緩慢となり、デューテ
ィ駆動では印加できる電圧に制限があるため、十分な液
晶セルの積ｄΔｎ変化が得られず発色が少なくなるとい
う問題が起こる。

【００３３】初期の液晶パネルにおける液晶セルの積ｄ
Δｎが１２００〜１２５０ｎｍである場合は、緩慢とな
った時の液晶セルの積ｄΔｎは約６００〜６２５ｎｍで
あるため、前記の条件である４００〜６００ｎｍを満た
すことができない。

【００３４】ここで、位相差層のリタデーションＲｅが
１００〜１５０ｎｍの位相差板を用いて、又は／及び液
晶パネルのｄΔｎを１３００〜１４００ｎｍにすること
により、緩慢となった時の液晶セルの積ｄΔｎは約６５
０〜７００ｎｍとなり、かつ位相差層のリタデーション
Ｒｅとの差ΔＲｅは４００〜６００ｎｍになり、上記条
件を満たすことができるので、黄色を十分に発色させる
ことができる。

【００３５】そこで、本発明のカラー液晶表示装置は、
上記課題を解決するために、上記カラー液晶表示装置に
おいて、スーパーツイステッドネマティック型液晶の屈
折率異方性Δｎと液晶セルとの積ｄΔｎが１３００〜１
４００ｎｍであることを特徴としている。

【００３６】また、本発明のカラー液晶表示装置は、上
記課題を解決するために、上記カラー液晶表示装置にお
いて、位相差層のリタデーションＲｅが１００〜１５０
ｎｍであることを特徴としている。

【００３７】次に、電圧に対して液晶セルの積ｄΔｎの
変化が緩慢になるために、液晶セルの積ｄΔｎそのもの
の値が安定し、結果として色純度良く、かつデューティ
駆動時に安定に黄色を発色させることが可能となる。

【００３８】ところが、単に偏光板と位相差層とを液晶
パネルに配置するだけでは補償効果が得られず、十分な
発色と背景色を得ることができない。そこで、所定の軸
角度にてそれぞれを配置させる必要がある。

【００３９】そこで、本発明のカラー液晶表示装置は、
上記課題を解決するために、上記カラー液晶表示装置に
おいて、スーパーツイステッドネマティック型液晶は、
２枚の基板間においては液晶分子が２４０°ねじれてお
り、上下一対の偏光板間に設置された一軸性延伸フィル
ムからなる位相差層の遅相軸は、隣接する液晶分子の配
向軸と８０〜１００°の角度を有して交差するように配
置されているとともに、液晶セルを挟持する上下一対の
偏光板のうち、上側偏光板は隣接する一軸性延伸フィル
ムからなる位相差層の遅相軸と２０〜４０°の角度を有
して交差するように配置されている一方、下側偏光板は
隣接する液晶分子の配向軸と４５〜６５°の角度を有し
て交差するように配置されていることを特徴としてい
る。

【００４０】これにより、十分な発色と背景色を得るこ
とができる。

【００４１】また、本発明のカラー液晶表示装置は、上
記課題を解決するために、上記カラー液晶表示装置にお
いて、最も表示させたい色を、印加する電圧のうち最も
高い電圧にて発色させることを特徴としている。

【００４２】上記の発明によれば、最も表示させたい色
を、印加する電圧のうち最も高い電圧にて発色させるこ
とによって、特定色を安定して発色させるさせることが
できる。

【００４３】

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態について図
１ないし図５に基づいて説明すれば、以下の通りであ
る。

【００４４】本実施の形態の複屈折制御型のカラー液晶
表示装置における液晶パネルは、図２に示すように、シ
ール２…を介して貼り合わされた一対の基板としての透
光性基板３・４間に液晶１を封入した液晶セル１０と、
この液晶セル１０を挟んで１対の偏光板としての上側偏
光板１１及び下側偏光板１２を配置するとともに、液晶
セル１０と上記上側偏光板１１との間に、位相差層とし
ての位相差板１３を配置して構成されている。また、最
も下側位置には、反射板１４が設けられている。ただ
し、この反射板１４は、必ずしも設けられていなくても
良い。すなわち、透過型のカラー液晶表示装置であって
も良い。

【００４５】ここで、上記一対の透光性基板３・４のそ
れぞれの一方表面には、ストライプ状の表示用電極とし
ての透明電極５・６及びこれらを覆うように配向膜７・
８が形成されている。上記ストライプ状の透明電極５・
６は直交して向かい合うように貼り合わされている。な
お、上記位相差板１３は、複数枚設けても良い。

【００４６】上記液晶パネルはスーパーツイステッドネ
マティック（ＳＴＮ：Super Twisted Nematic)型のもの
である。したがって、液晶セル１０に含まれる液晶１の
液晶分子は、上記一対の透光性基板３・４間において２
４０°ねじれるように配向されている。

【００４７】本実施の形態においては、液晶１における
液晶分子の屈折率異方性Δｎは例えば０．２２９とし
た。また、セル厚は例えば６μｍとした。したがって、
液晶分子の屈折率異方性Δｎと液晶セル１０のセル厚ｄ
との積ｄΔｎ（以下、「液晶セル１０の積ｄΔｎ」とい
う。）は１３７４ｎｍとなっている。

【００４８】また、本実施の形態においては、上側偏光
板１１には日東電工社製の偏光板（商品名「ＥＧ１２２
５ＤＵ」）を使用し、下側偏光板１２には反射板一体型
偏光板である日東電工社製の偏光板（商品名「Ｆ３２０
５ＧＲ」）を使用した。

【００４９】さらに、位相差板１３には、一軸延伸フィ
ルムである日東電工社製のポリカーボネイト材（商品名
「ＮＲＦ」）を使用した。なお、本実施の形態における
位相差板１３の屈折率異方性Δｎ_Rと厚さｄ_Rとの積ｄ
_RΔｎ_Rは例えば１３７ｎｍである。

【００５０】また、本実施の形態におけるカラー液晶表
示装置においては、液晶分子の配向方向である下側液晶
配向軸２１及び上側液晶配向軸２２、位相差板遅相軸２
３、並びに下側偏光板吸収軸２４及び上側偏光板吸収軸
２５の配置は、観測者側から見た平面図では、図３に示
すようになっている。

【００５１】同図において、先ず、下側液晶配向軸２１
と上側液晶配向軸２２とはθ１＝２４０°ねじれてい
る。また、位相差板遅相軸２３はこれに隣接する側の液
晶分子配向方向である上側液晶配向軸２２と交差角θ２
＝９０°を有して交差している。この交差角θ２は、８
０°〜１００°の範囲が好ましい。

【００５２】また、上側偏光板吸収軸２５はこれに隣接
する位相差板遅相軸２３と交差角θ３＝３０°を有して
交差している。この交差角θ３は、２０°〜４０°の範
囲が好ましい。

【００５３】さらに、下側偏光板吸収軸２４とこれに隣
接する側の液晶分子の配向方向である下側液晶配向軸２
１との交差角θ４が５５°となっている。この交差角θ
４は、４５°〜６５°の範囲が好ましい。

【００５４】また、下側偏光板吸収軸２４と上側偏光板
吸収軸２５との交差角θ５は、１２５°となっている。

【００５５】上記のカラー液晶表示装置を、図示しない
電圧駆動装置によって（１／３２）Ｄｕｔｙ、（１／
６．７）Ｂｉａｓにて時分割駆動方式で電圧駆動させ、
階調電圧を印加したところ、印加された階調電圧に応じ
て前記液晶分子の配向が変化し、この変化に伴って、図
４のＣＩＥ色度図及び図５に示すように黄色及び暗色、
他に黄緑、緑、紫を発色し、カラー表示ができるように
なった。

【００５６】また、液晶分子の配向方向、位相差板遅相
軸２３、並びに下側偏光板吸収軸２４及び上側偏光板吸
収軸２５を最適化したので、鮮やかな黄色とコントラス
ト特性が向上した。

【００５７】なお、図４に示すＣＩＥ色度図において、
彩度Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）Ｙ（黄）は、「ＪＩＳハ
ンドブック色彩１９８６」に示されているＸＹＺ表色系
のｘ、ｙ、Ｙの値から定まる値であり、これらの値が大
きい程彩度が大きいことを示す。また、上記ｘ、ｙは、
ＪＩＳＺ８７２２によって求めた色度座標であり、Ｙは
視角反射率である。

【００５８】本実施の形態のカラー液晶表示装置の液晶
パネルにおいては、図１に示すように、液晶セル１０の
積ｄΔｎと位相差板１３のリタデーションＲｅとの差を
１２００〜１２５０ｎｍに設定し、かつ電圧無印加時に
白色を呈するように、下側偏光板吸収軸２４及び上側偏
光板吸収軸２５の各軸を設定することにより、背景色、
具体的には電極間の着色を抑えることができ、また、明
度を上げることができる。

【００５９】すなわち、差ΔＲｅを１２００〜１２５０
ｎｍに設定することにより、楕円偏光とした光の長軸が
最も揃い、この揃った軸に対して下側偏光板吸収軸２４
及び上側偏光板吸収軸２５の軸を設定することにより、
より良い白色を再現することができる。

【００６０】そして、点灯画素間では常に電圧無印加で
あるため、この背景色が各発色時における明度、色純度
に影響し、結果として発色が良くなる。なお、詳細に
は、電極のある部分と無い部分（電極と電極間に相当）
とでは段差が存在するが、その上に配向膜や絶縁膜等が
製膜されるので段差は緩和される。

【００６１】一方、液晶パネルに電圧を印加した場合、
徐々に液晶セル１０の積ｄΔｎが低下して行く。したが
って、液晶セル１０の積ｄΔｎを位相差板１３のリタデ
ーションＲｅよりも大きくし、両者の差ΔＲｅを徐々に
小さくなるように設定することによって、位相差板１３
のリタデーションＲｅの設定を小さくすることが可能に
なり、位相差板１３を１枚にて実現することができる。

【００６２】また、液晶セル１０の積ｄΔｎと位相差板
１３のリタデーションＲｅとの差ΔＲｅが、時分割駆動
方式におけるＯＮ電圧印加時に４００〜６００ｎｍにな
るように設定することにより、本実施の形態で最も必要
とした黄色を発色させることができる。なお、この黄色
の発色は、ユーザの要望が大きいことによるものであ
る。

【００６３】一方、液晶パネルに電圧を印加した場合、
徐々に液晶セル１０の積ｄΔｎが低下して行くが、液晶
パネルの特性上、初期の液晶セル１０の積ｄΔｎの約５
０％まで低下するとそれ以降は変化が緩慢となる。とこ
ろが、デューティ駆動では印加できる電圧に制限がある
ため、十分な液晶セル１０の積ｄΔｎの変化が得られず
発色が少なくなるという問題が起こる。

【００６４】この問題に対し、初期の液晶セル１０の積
ｄΔｎが１２００〜１２５０ｎｍである場合は、緩慢と
なった時の液晶セル１０の積ｄΔｎは約６００〜６２５
ｎｍであるが、液晶セル１０の積ｄΔｎを１３００〜１
４００ｎｍに設定すると緩慢となった時の液晶セル１０
の積ｄΔｎを約６５０〜７００ｎｍにすることができ
る。この結果、変化量をより大きくすることができるの
で、所定の色つまり黄色を発色させることができる。

【００６５】また、位相差板１３のリタデーションＲｅ
を１００〜１５０ｎｍとすることによって、液晶セル１
０の積ｄΔｎと位相差板１３のリタデーションＲｅとの
差ΔＲｅを所定の値である、初期値１２００〜１２５０
ｎｍ及び電圧印加時の値４００〜６００ｎｍにすること
ができる。

【００６６】さらに、液晶ツイスト角θ１、下側液晶配
向軸２１及び上側液晶配向軸２２、位相差板遅相軸２
３、並びに下側偏光板吸収軸２４及び上側偏光板吸収軸
２５を最適化することによって、鮮やかな黄色と高コン
トラストを得ることができるようになる。

【００６７】また、最も表示させたい色を印加する電圧
の中で最も高い電圧で発色させることによって、色純度
の良い安定した発色を得ることができる。なお、安定と
は、電圧変動及び視覚変動の両方において安定している
ことを意味する。

【００６８】したがって、視認性が高く、純度の高い発
色を得るために電圧無印加時の着色を低減し、かつ明度
を高くし、ディスプレイとして重要な文字に相当する暗
色を発色し、最も表現したい表示色を最後に設定するこ
とによって、さらに色純度が高く、安定した表示を得る
ことができる。

【００６９】さらに、本実施の形態では、位相差板１３
の使用枚数を１枚にすることができ、つまり位相差層が
単一の位相差板１３にてなっていることから、コスト的
にも安価になる。

【００７０】

【実施例】本実施例では、前記実施の形態の各条件を得
るために行った詳細データの検討結果について説明す
る。

【００７１】〔実施例１〕先ず、実施例１として、図２
に示す液晶パネルにおいて、スーパーツイステッドネマ
ティック型（ＳＴＮ型）の液晶１を用いて、液晶セル１
０の積ｄΔｎと位相差板１３のリタデーションＲｅとの
差ΔＲｅによる発色について調査した。

【００７２】この結果、図１に示す差ΔＲｅと発色との
関係を得た。なお、この関係は、積ｄΔｎ−Ｒｅ、又は
Ｒｅ−ｄΔｎのいずれにおいても成り立ち、この発色が
得られた。

【００７３】また、この差ΔＲｅと発色との関係につい
て、さらに詳細に検討した結果、液晶セル１０の積ｄΔ
ｎと位相差板１３のリタデーションＲｅとの差ΔＲｅが
１２００〜１２５０ｎｍのときに、背景色の着色を抑え
て白色を出すことができ、明度を上げることができるこ
とがわかった。

【００７４】次いで、上記差ΔＲｅを１２００〜１２５
０ｎｍに維持した状態にて、電圧を印加した結果、図５
に示すように、電圧印加時における液晶セル１０の積ｄ
Δｎと位相差板１３のリタデーションＲｅとの差ΔＲｅ
の変化とその時の発色との関係を得た。

【００７５】このときのスーパーツイステッドネマティ
ック型（ＳＴＮ型）の液晶１における液晶分子の屈折率
異方性Δｎは０．２２９とし、セル厚は６μｍとした。
また、位相差板１３の屈折率異方性Δｎ_Rと厚さｄ_Rと
の積ｄ_RΔｎ_RであるリタデーションＲｅは１３７ｎｍ
とした。したがって、液晶セル１０の積ｄΔｎは、１３
７４ｎｍとなっており、液晶セル１０の積ｄΔｎと位相
差板１３のリタデーションＲｅとの差ΔＲｅは１２３７
ｎｍとなっている。

【００７６】図５の結果、差ΔＲｅが４００〜６００ｎ
ｍにおいて、最も必要とする黄色を発色し得ることが分
かった。また、差ΔＲｅが４００ｎｍ以下では黄色が淡
くなり、６００ｎｍ以上では褐色がかかることが分かっ
た。

【００７７】〔比較例１〕液晶セル１０の積ｄΔｎの下
限界値を求めるため、比較例１として、液晶パネルの構
成は、実施例１にて用いたものと同じ構成であるが、液
晶セル１０の積ｄΔｎを実施例１と異ならせたものにつ
いて調査した。

【００７８】具体的には、液晶分子の屈折率異方性Δｎ
を０．２１とし、セル厚を６μｍとした。したがって、
液晶セル１０の積ｄΔｎは１２６０ｎｍとなっている。

【００７９】これに伴い、比較例１では、差ΔＲｅを調
整するために位相差板１３を省略した。また、液晶分子
の配向方向、下側偏光板吸収軸２４及び上側偏光板吸収
軸２５の設定は、図６に示すようにした。すなわち、下
側偏光板吸収軸２４と上側偏光板吸収軸２５との交差角
θ５は３５°となっている。この交差角θ５は、図３に
示す実施例１のものと比較すると、上側偏光板吸収軸２
５が９０°ずれている。このようにしたのは、電圧無印
加時に白色を呈するようにするためである。

【００８０】この液晶パネルにおける液晶セル１０の積
ｄΔｎと位相差板１３のリタデーションＲｅ（＝０）と
の差ΔＲｅによる発色について調査した。この結果、図
７に示す差ΔＲｅと発色との関係を得た。

【００８１】同図から分かるように、色付きのない発色
は２００ｎｍ付近でしか得られず、この条件で複屈折性
カラー液晶表示装置による多色表示を実現しようとする
と、液晶セルの積ｄΔｎが大きい値の液晶１が必要とな
り、好ましくない。

【００８２】次に、上記のカラー液晶表示装置を（１／
３２）Ｄｕｔｙ、（１／６．７）Ｂｉａｓで電圧駆動さ
せ、階調電圧を印加したところ、印加された階調電圧に
応じて前記液晶分子の配向が変化し、この変化に伴っ
て、黄緑、緑、紫、黄と色変化が起るが、十分な黄が得
られず、発色は良好ではないことが分かった。

【００８３】この時の差ΔＲｅ変化と印加電圧との関係
は、図８に示すように、液晶セル１０の積ｄΔｎが不足
しているため、十分な差ΔＲｅが得られないものとなっ
ている。

【００８４】〔比較例２〕次に、液晶セル１０の積ｄΔ
ｎの上限界値を求めるため、比較例２として、液晶パネ
ルの構成は、実施例１にて用いた図１に示すものと同じ
構成であるが、液晶セル１０の積ｄΔｎを実施例１と異
ならせて調査した。

【００８５】具体的には、液晶分子の屈折率異方性Δｎ
を０．２５とし、セル厚を６μｍとして、液晶セル１０
の積ｄΔｎを１５００ｎｍとした。

【００８６】これに伴い、差ΔＲｅを調整するために位
相差板１３のリタデーションＲｅを２５０ｎｍとした。
なお、液晶分子の配向方向、下側偏光板吸収軸２４及び
上側偏光板吸収軸２５の設定は、実施例１と同一であ
る。

【００８７】この条件で、カラー液晶表示装置を（１／
３２）Ｄｕｔｙ、（１／６．７）Ｂｉａｓにて電圧駆動
させ、階調電圧を印加したところ、印加された階調電圧
に応じて液晶分子の配向が変化し、この変化に伴って、
黄緑、緑、紫、黄と色変化が起る。しかしながら、十分
な黄色は得られず、発色は良好ではないことが分かっ
た。

【００８８】この時のΔＲｅ変化と印加電圧との関係
は、図８に示すように、液晶セル１０の積ｄΔｎが大き
過ぎるので差ΔＲｅの変化が大きく、淡い黄色となって
しまうことが分かった。

【００８９】〔実施例２〕次に、下側偏光板１２と下側
液晶配向軸２１との軸配置の最適条件を求めるために、
液晶パネルの構成は、実施例１にて用いた図１に示すも
のと同じ構成であるが、下側偏光板吸収軸２４と下側液
晶配向軸２１との交差角θ４を実施例１と異ならせて調
査を行った。

【００９０】具体的には、下側偏光板吸収軸２４と下側
液晶配向軸２１との交差角θ４を表１に示すように設定
した。その他の設定は実施例１と同一である。

【００９１】

【表１】

【００９２】表１に示す軸配置によって作成したカラー
液晶表示装置を（１／３２）Ｄｕｔｙ、（１／６．７）
Ｂｉａｓで電圧駆動させ、階調電圧を印加したところ、
印加された階調電圧に応じて液晶分子の配向が変化し、
この変化に伴って、表１に示すような色変化となった。

【００９３】すなわち、交差角θ４を小さくすると背景
色が赤味を帯び、黄色の発色が褐色がかり、コントラス
トが低下する。一方、交差角θ４を大きくすると背景色
が緑味を帯び、黄色の発色が薄くなり、コントラストが
低下する。よって、交差角θ４は４５〜６５°が望まし
いことが分かった。

【００９４】〔実施例３〕次に、位相差板１３と上側液
晶配向軸２２との軸配置の最適条件を求めるために、液
晶パネルの構成は、実施例１にて用いた図１に示すもの
と同じ構成であるが、位相差板遅相軸２３と上側液晶配
向軸２２との交差角θ２を実施例１と異ならせて調査を
行った。

【００９５】具体的には、位相差板遅相軸２３と上側液
晶配向軸２２との交差角θ２を、表２に示すように設定
した。その他の設定は実施例１と同一である。

【００９６】

【表２】

【００９７】表２に示す軸配置によって作成したカラー
液晶表示装置を（１／３２）Ｄｕｔｙ、（１／６．７）
Ｂｉａｓにて電圧駆動させ、階調電圧を印加したとこ
ろ、印加された階調電圧に応じて液晶分子の配向が変化
し、この変化に伴って、表２に示す色変化となった。

【００９８】すなわち、交差角θ２を小さくすると背景
色が赤味を帯び、黄色の発色が褐色がかり、コントラス
トが低下する。一方、交差角θ２を大きくすると背景色
が緑味を帯び、黄色の発色が薄くなり、コントラストが
低下する。よって、交差角θ２は８０〜１００°が望ま
しいことが分かった。

【００９９】〔実施例４〕次に、位相差板１３と上側偏
光板１１との軸配置の最適条件を求めるために、液晶パ
ネルの構成は、実施例１にて用いた図１に示すものと同
じ構成であるが、位相差板遅相軸２３と上側偏光板吸収
軸２５との交差角θ３を実施例１と異ならせて調査を行
った。

【０１００】具体的には、位相差板遅相軸２３と上側偏
光板吸収軸２５との交差角θ３を表３に示すように設定
した。その他の設定は実施例１と同一である。

【０１０１】

【表３】

【０１０２】表３に示す軸配置によって作成したカラー
液晶表示装置を（１／３２）Ｄｕｔｙ、（１／６．７）
Ｂｉａｓにて電圧駆動させ、階調電圧を印加したとこ
ろ、印加された階調電圧に応じて液晶分子の配向が変化
し、この変化に伴って、表３に示す色変化となった。

【０１０３】すなわち、交差角θ３を小さくすると全体
的に淡い発色となる。また、交差角θ３を大きくすると
全体的に明度が低下する。よって、交差角θ３は２０〜
４０°が望ましいことが分かった。

【０１０４】

【発明の効果】本発明のカラー液晶表示装置は、以上の
ように、表示用電極間におけるスーパーツイステッドネ
マティック型液晶の屈折率異方性Δｎと上記液晶セルの
セル厚ｄとの積ｄΔｎと、上記位相差層のリタデーショ
ンＲｅとの差が１２００〜１２５０ｎｍであり、かつ電
圧無印加時に白色を呈するように各軸を設定したもので
ある。

【０１０５】それゆえ、液晶セルの積ｄΔｎと位相差層
のリタデーションＲｅとの差を１２００〜１２５０ｎｍ
に設定し、かつ電圧無印加時に白色を呈するように各軸
を設定することにより、背景色の着色を抑えることがで
き、また、明度を上げることができる。

【０１０６】この結果、背景が無彩色で、かつ、黄色の
発色を主とした特定色の発色及び安定性に優れ、暗表示
が可能であり、しかも位相差板の使用枚数を減らし、コ
スト面でも有利なカラー液晶表示装置を提供することが
できるという効果を奏する。

【０１０７】また、本発明のカラー液晶表示装置は、以
上のように、上記カラー液晶表示装置において、スーパ
ーツイステッドネマティック型液晶の屈折率異方性Δｎ
と液晶セルのセル厚ｄとの積ｄΔｎと、位相差層のリタ
デーションＲｅとの関係が、ｄΔｎ＞Ｒｅとなっている
ものである。

【０１０８】それゆえ、液晶セルの積ｄΔｎを位相差層
のリタデーションＲｅよりも大きくし、両者の差ΔＲｅ
を徐々に小さくなるように設定することによって、位相
差層のリタデーションＲｅの設定を小さくすることが可
能になり、位相差板を１枚にて実現することができると
いう効果を奏する。

【０１０９】また、本発明のカラー液晶表示装置は、以
上のように、上記カラー液晶表示装置において、スーパ
ーツイステッドネマティック型液晶の屈折率異方性Δｎ
と液晶セルのセル厚ｄとの積ｄΔｎと、位相差層のリタ
デーションＲｅとの差が、時分割駆動方式におけるＯＮ
電圧印加時に４００〜６００ｎｍとなっているものであ
る。

【０１１０】それゆえ、最も必要とする特定色である黄
色を発色させることができるという効果を奏する。

【０１１１】また、本発明のカラー液晶表示装置は、以
上のように、上記カラー液晶表示装置において、スーパ
ーツイステッドネマティック型液晶の屈折率異方性Δｎ
と液晶セルとの積ｄΔｎが１３００〜１４００ｎｍとな
っているものである。

【０１１２】それゆえ、液晶セルの積ｄΔｎを１３００
〜１４００ｎｍに設定することによって、液晶パネルに
電圧を印加した場合に緩慢となった時の液晶セルの積ｄ
Δｎを約６５０〜７００ｎｍにすることができる。

【０１１３】この結果、変化量をより大きくすることが
できるので、所定の色つまり黄色を発色させることがで
きるという効果を奏する。

【０１１４】また、本発明のカラー液晶表示装置は、以
上のように、上記カラー液晶表示装置において、位相差
層のリタデーションＲｅが１００〜１５０ｎｍとなって
いるものである。

【０１１５】それゆえ、位相差層のリタデーションＲｅ
を１００〜１５０ｎｍとすることによって、液晶セルの
積ｄΔｎと位相差層のリタデーションＲｅとの差を所定
の値である、初期値１２００〜１２５０ｎｍ及び電圧印
加時の値４００〜６００ｎｍにすることができるという
効果を奏する。

【０１１６】また、本発明のカラー液晶表示装置は、以
上のように、上記カラー液晶表示装置において、スーパ
ーツイステッドネマティック型液晶は、２枚の基板間に
おいては液晶分子が２４０°ねじれており、上下一対の
偏光板間に設置された一軸性延伸フィルムからなる位相
差層の遅相軸は、隣接する液晶分子の配向軸と８０〜１
００°の角度を有して交差するように配置されていると
ともに、液晶セルを挟持する上下一対の偏光板のうち、
上側偏光板は隣接する一軸性延伸フィルムからなる位相
差層の遅相軸と２０〜４０°の角度を有して交差するよ
うに配置されている一方、下側偏光板は隣接する液晶分
子の配向軸と４５〜６５°の角度を有して交差するよう
に配置されているものである。

【０１１７】それゆえ、液晶ツイスト角、液晶配向軸、
位相差層の遅相軸、偏光板吸収軸を最適化することによ
って、鮮やかな黄色と高コントラストを得ることができ
るようになるという効果を奏する。

【０１１８】また、本発明のカラー液晶表示装置は、以
上のように、上記カラー液晶表示装置において、最も表
示させたい色を、印加する電圧のうち最も高い電圧にて
発色させるものである。

【０１１９】それゆえ、最も表示させたい色を印加する
電圧の中で最も高い電圧で発色させることによって、色
純度の良い安定した発色を得ることができるという効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明におけるカラー液晶表示装置の実施の一
形態を示すものであり、液晶セルの積ｄΔｎと位相差板
のリタデーションＲｅとの差ΔＲｅと、発色の種類との
関係を示す説明図である。

【図２】上記カラー液晶表示装置における液晶パネルを
示す構成図である。

【図３】上記カラー液晶表示装置の液晶パネルにおける
液晶分子配向と位相差板遅相軸と上下一対の偏光板の吸
収軸との関係を示す説明図である。

【図４】上記カラー液晶表示装置によって得られる発色
を示すＣＩＥ色度図である。

【図５】上記カラー液晶表示装置における差ΔＲｅと印
加電圧との関係を示す説明図である。

【図６】上記カラー液晶表示装置の液晶パネルにおいて
上側液晶配向軸を９０°ずらした場合の液晶分子配向と
上下一対の偏光板の吸収軸との関係を示す説明図であ
る。

【図７】上記上側液晶配向軸を９０°ずらした場合のカ
ラー液晶表示装置における液晶セルの積ｄΔｎと位相差
板のリタデーションＲｅとの差ΔＲｅと、発色の種類と
の関係を示す説明図である。

【図８】上記液晶パネルにおける液晶セルの積ｄΔｎと
位相差板のリタデーションＲｅとの差ΔＲｅと、印加電
圧との関係を示す説明図である。

【符号の説明】

１液晶３透光性基板（基板）４透光性基板（基板）５透明電極（表示用電極）６透明電極（表示用電極）１０液晶セル１１上側偏光板（一対の偏光板）１２下側偏光板（一対の偏光板）１３位相差板（位相差層）１４反射板２１上側液晶配向軸２２下側液晶配向軸２３位相差板遅相軸２４上側偏光板吸収軸２５下側偏光板吸収軸ｄ液晶のセル厚 Δｎ液晶の屈折率異方性Ｒｅ位相差層のリタデーション

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表示用電極を備えた複屈折型の液晶セル
と、上記液晶セルを挟持するように設置された一対の偏
光板と、上記一対の偏光板間に設置された位相差層とを
備え複屈折効果によりカラー表示を行うカラー液晶表示
装置において、上記表示用電極間におけるスーパーツイステッドネマテ
ィック型液晶の屈折率異方性Δｎと上記液晶セルのセル
厚ｄとの積ｄΔｎと、上記位相差層のリタデーションＲ
ｅとの差が１２００〜１２５０ｎｍであり、かつ電圧無
印加時に白色を呈するように各軸を設定したことを特徴
とするカラー液晶表示装置。
【請求項２】スーパーツイステッドネマティック型液晶
の屈折率異方性Δｎと液晶セルのセル厚ｄとの積ｄΔｎ
と、位相差層のリタデーションＲｅとの関係が、ｄΔｎ
＞Ｒｅであることを特徴とする請求項１記載のカラー液
晶表示装置。
【請求項３】スーパーツイステッドネマティック型液晶
の屈折率異方性Δｎと液晶セルのセル厚ｄとの積ｄΔｎ
と、位相差層のリタデーションＲｅとの差が、時分割駆
動方式におけるＯＮ電圧印加時に４００〜６００ｎｍで
あることを特徴とする請求項１又は２記載のカラー液晶
表示装置。
【請求項４】スーパーツイステッドネマティック型液晶
の屈折率異方性Δｎと液晶セルとの積ｄΔｎが１３００
〜１４００ｎｍであることを特徴とする請求項１、２又
は３記載のカラー液晶表示装置。
【請求項５】位相差層のリタデーションＲｅが１００〜
１５０ｎｍであることを特徴とする請求項１、２又は３
記載のカラー液晶表示装置。
【請求項６】スーパーツイステッドネマティック型液晶
は、２枚の基板間においては液晶分子が２４０°ねじれ
ており、上下一対の偏光板間に設置された一軸性延伸フ
ィルムからなる位相差層の遅相軸は、隣接する液晶分子
の配向軸と８０〜１００°の角度を有して交差するよう
に配置されているとともに、液晶セルを挟持する上下一対の偏光板のうち、上側偏光
板は隣接する一軸性延伸フィルムからなる位相差層の遅
相軸と２０〜４０°の角度を有して交差するように配置
されている一方、下側偏光板は隣接する液晶分子の配向
軸と４５〜６５°の角度を有して交差するように配置さ
れていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項
に記載のカラー液晶表示装置。
【請求項７】最も表示させたい色を、印加する電圧のう
ち最も高い電圧にて発色させることを特徴とする請求項
１〜６のいずれか１項に記載のカラー液晶表示装置。