JP2003121835A

JP2003121835A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2003121835A
Application number: JP2002219570A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Kaneko; 金子　　靖; Masashi Ide; 昌史井出; Takashi Akiyama; 貴秋山
Original assignee: Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 1998-03-03
Filing date: 2002-07-29
Publication date: 2003-04-23

Abstract

(57)【要約】【課題】【解決手段】それぞれ透明電極３，４を有する一対の
透明基板１，２の間に約９０゜ツイスト配向しているネ
マチック液晶６を封入してなるＴＮ液晶素子７を備え、
そのＴＮ液晶素子７の視認側に第１の偏光板１７を配置
し、視認側と反対側に順次第２の偏光板１８と、円偏光
位相差板９と、コレステリック液晶ポリマーシート１０
と、半透過光吸収部材１５と、バックライト１６とを配
置し、外光を用いる反射状態での表示とバックライト１
６を用いる透過状態での表示とで黒白関係が同じになる
ようにする。

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、液晶表示装置に
関するもので、特に背景や表示部に色彩をつける単色カ
ラーの液晶表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、液晶表示装置の背景や表示部に色
をつける単色カラーの液晶表示装置としては、いくつか
の方式が提案さてれいる。第１の方式は、液晶表示素子
の外側にカラー偏光板を設けることによって単色カラー
の液晶表示装置とするもので、構成が簡単であり、一般
的に多用されている。第２の方式は、液晶表示素子のネ
マチック液晶に２色性色素を混合し、ネマチック液晶分
子の動作によりその２色性色素も一緒に動作させるよう
にした、単色カラーの液晶表示装置で、ゲストホスト方
式と呼ばれている。

【０００３】しかし、このような従来の方式による単色
カラーの液晶表示装置は、いずれも白背景に染料や２色
性色素の色文字や色図形を表示するか、逆に染料や２色
性色素の背景色に白文字や白い図形を表示するので、コ
ントラストが低くなってしまう。また、染料や２色性色
素の数が限られるため、液晶表示装置としての色数も限
られるという問題もある。そこで、第３の方式として、
１枚の偏光板と、９０゜ツイスト配向のＴＮ液晶素子
（セル）と、円偏光位相差板（１／４λ板）と、コレス
テリック液晶ポリマ−シートと、光吸収部材とによって
構成した単色カラーの液晶表示装置が提案されている。

【０００４】この方式による単色カラーの液晶表示装置
の表示原理を、図１３によって説明する。この液晶表示
装置は、図１３に示すように、偏光板８と、図示しない
９０゜ツイスト配向のＴＮ液晶素子と、円偏光位相差板
９と、コレステリック液晶ポリマーシート１０と、光吸
収部材１１とによって構成されている。この図の左側は
色を表示するオフ状態を示しており、偏光板８の透過軸
８ｂが円偏光位相差板９の遅相軸９ａに対して右回り４
５゜になるように、偏光板８と円偏光位相差板９とを配
置している。そのため、偏光板８を透過した直線偏光
が、円偏光位相差板９を通過すると、右回りの右円偏光
となる。

【０００５】コレステリック液晶ポリマーシート１０
は、ねじれ方向１０ａが右回りで、ねじれピッチが光の
波長に近いので、このコレステリック液晶ポリマーシー
ト１０に右円偏光が入射すると、散乱中心波長λ_Ｃを中
心に散乱バンド幅Δλの光が選択散乱現象により反射す
る。そして、黒い紙や黒いプラスチックシートからなる
光吸収部材１１により、散乱バンド幅Δλ以外の波長領
域の光である透過光を吸収すると、鮮やかな反射色を得
ることができる。コレステリック液晶ポリマーの屈折率
をｎ、コレステリック液晶ポリマーのねじれピッチをＰ
と定義すると、散乱中心波長λ_Ｃ＝ｎ×Ｐとなり、コレ
ステリック液晶ポリマーのねじれピッチＰを調整するこ
とによって、いろいろな反射色のコレステリック液晶ポ
リマーシート１０を得ることができる。

【０００６】一方、図１３の右側は黒表示であるオン状
態を示しており、偏光板８の透過軸８ａを９０゜回転
し、透過軸８ａが円偏光位相差板９の遅相軸９ａに対し
て、左回り４５゜になるように偏光板８と円偏光位相差
板９とを配置すると、円偏光位相差板９を通過した光は
左回りの左円偏光となる。したがって、ねじれ方向１０
ａが右回りのコレステリック液晶ポリマーシート１０に
その左円偏光が入射しても、選択散乱は発生せず、すべ
ての左円偏光はコレステリック液晶ポリマーシート１０
を透過し、光吸収部材１１に吸収されるため、黒表示と
なる。

【０００７】偏光板８の透過軸８ａを回転するかわり
に、偏光板８と円偏光位相差板９の間に９０゜ツイスト
配向のＴＮ液晶素子を設けると、ＴＮ液晶素子への印加
電圧の有無により、円偏光位相差板９に入射する直線偏
光の偏光方向を約９０゜変えることができるので、オフ
状態の背景部とオン状態の表示部とを任意に制御でき
る。したがって、鮮やかなメタリック調のカラー背景に
黒文字を表示する単色カラーの液晶表示装置とすること
ができる。なお、このような従来技術については、特開
昭５２−５５５０号公報および特開平６−２３０３６２
号公報に開示されている。また、同様な液晶表示装置
で、ＴＮ液晶素子と円偏光位相差板との間に第２の偏光
板を設け、第１の偏光板と、ＴＮ液晶素子と、第２の偏
光板と、円偏光位相差板と、コレステリック液晶ポリマ
ーシートと、光吸収部材とによって単色カラーの液晶表
示装置を構成したものも、例えば特開平６−２３０３７
１号公報に開示されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらのコレ
ステリック液晶ポリマーシートを用いた単色カラーの液
晶表示装置では、黒い紙や黒いプラスチックシートなど
の不透明な光吸収部材を用いているため、バックライト
照明ができず、夜間などの暗い環境では表示できないと
いう問題があった。

【０００９】この発明は上記の問題を解決するためにな
されたものであり、バックライト照明により夜間などの
暗環境でも表示を認識できるようにし、いつでも、黒背
景に鮮やかな色文字や色図形を表示するか、逆にカラフ
ルな色背景に黒文字や黒図形を表示できる単色カラーの
液晶表示装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明による液晶表示
装置は上記の目的を達成するため、それぞれ透明電極を
有する一対の透明基板の間に約９０゜ツイスト配向して
いるネマチック液晶を封入してなるＴＮ液晶素子（セ
ル）と、そのＴＮ液晶素子の視認側に配置した第１の偏
光板と、そのＴＮ液晶素子の視認側と反対側に順次配置
した第２の偏光板と、円偏光位相差板と、コレステリッ
ク液晶ポリマーシートと、半透過光吸収部材と、バック
ライトとを備え、外光を用いる反射状態での表示とバッ
クライトを用いる透過状態での表示とで黒白関係が同じ
になるようにしたものである。

【００１１】上記ＴＮ液晶素子に代えて、それぞれ透明
電極を有する一対の透明基板の間に１８０゜〜２７０゜
ツイスト配向しているネマチック液晶を狭持してなるＳ
ＴＮ液晶素子を設け、そのＳＴＮ液晶素子の視認側に位
相差板を配置し、その外側に第１の偏光板を配置するよ
うにしてもよい。また、その位相差板に代えて、ねじれ
位相差板を配置してもよい。さらに、上記半透過光吸収
部材を設けずに、上記バックライトの発光面に偏光散乱
機能を持たせ、そのバックライトを直接上記コレステリ
ック液晶ポリマーシートと対向させて配置するようにし
てもよい。

【００１２】そして、上記バックライトの発光中心波長
は、上記コレステリック液晶ポリマーシートの選択散乱
中心波長から、５０ｎｍ以上ずれているのが望ましい。
また、上記バックライトが２つ以上の発光中心波長を持
ち、かつ少なくとも１つの発光中心波長が、上記コレス
テリック液晶ポリマーシートの選択散乱中心波長から５
０ｎｍ以上ずれているとなおよい。上記第２の偏光板と
して反射型偏光板（偏光方向が透過軸に直交する直線偏
光は反射する偏光板）を配置してもよい。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いてこの発明によ
る液晶表示装置の好ましい実施の形態の構成および作用
効果について詳細に説明する。〔第１の実施形態：図１，図２，図１１〕まず、この発
明による液晶表示装置の第１の実施形態の構成を図１お
よび図２によって説明する。図１はその液晶表示装置の
模式的な断面図であり、図２はその液晶表示装置の各要
素の配置関係を示す説明図である。

【００１４】この第１の実施形態の液晶表示装置は、図
１に示すように、酸化インジュウム錫（以後「ＩＴＯ」
と略称する）からなる第１の透明電極３が形成されてい
る厚さ０．７ｍｍのガラス板からなる透明な第１の基板
１と、ＩＴＯからなる第２の透明電極４が形成されてい
る厚さ０．７ｍｍのガラス板からなる透明な第２の基板
２と、これらの一対の基板を張り合わせるシール材５と
によって、一対の透明な基板１，２の間に９０゜ツイス
ト配向しているネマチック液晶６を封入して、ＴＮ液晶
素子７を形成している。

【００１５】このＴＮ液晶素子７の第２の基板２の視認
側（観察者が見る側で、図１では上側）に第１の偏光板
１７を配置し、視認側と反対側の第１の基板１の下側
に、第２の偏光板１８と、円偏光位相差板９と、コレス
テリック液晶ポリマーシート１０と、半透過型光吸収部
材１５と、バックライト１６とを順次配置して、液晶表
示装置４０を構成している。第１の基板１と第２の偏光
板１８と円偏光位相差板９とコレステリック液晶ポリマ
ーシート１０は、アクリル系粘着剤（図示せず）を用い
て接着している。また、第１の偏光板１７と第２の基板
２もアクリル系粘着剤（図示せず）を用いて接着してい
る。

【００１６】このＴＮ液晶素子７に使用するネマチック
液晶６の複屈折の差Δｎは０．１５で、第１の基板１と
第２の基板２の隙間であるセルギャップｄは８０００ｎ
ｍとする。したがって、ネマチック液晶６の複屈折の差
Δｎとセルギャップｄとの積で表すＴＮ液晶素子７のΔ
ｎｄ値は、１２００ｎｍである。Δｎｄ値が小さくなる
と、光の旋光能力が低下するため、Δｎｄ値は５００ｎ
ｍ以上が好ましい。第１の透明電極３と第２の透明電極
４の表面には配向膜（図示せず）が形成されている。そ
れによって、図２に示すように、第１の基板１は水平軸
Ｈを基準として−４５゜方向にラビング処理することに
より、下液晶分子配向方向７ａを右下がり４５゜とし、
第２の基板２は＋４５゜方向にラビング処理することに
より、上液晶分子配向方向７ｂを右上がり４５゜とし
て、左回り９０゜ツイスト配向のＴＮ液晶素子７を形成
している。

【００１７】第１の偏光板１７の透過軸１７ａを、ＴＮ
液晶素子７の上液晶分子配向方向７ｂと同じ右上がり４
５゜に配置し、第２の偏光板１８の透過軸１８ａを、Ｔ
Ｎ液晶素子７の下液晶分子配向方向７ａと同じ右下がり
４５゜に配置する。円偏光位相差板９は、ポリカーボネ
ート樹脂を延伸して厚さ約６０μｍに形成したものであ
り、その位相差値は１４０ｎｍであり、遅相軸９ａは水
平に配置している。この円偏光位相差板９の下側にコレ
ステリック液晶ポリマーシート１０を配置し、さらに、
半透過型光吸収部材１５として厚さ２０μｍのポリエチ
レンテレフタレート（以降「ＰＥＴ」と略称する）フィ
ルムに黒色の染料を透過率５０％になるように染色した
フィルムを配置している。

【００１８】コレステリック液晶ポリマーシート１０
は、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルムで、厚
さ８０μｍのベースフィルム（図示せず）に配向処理を
行い、その上にコレステリック液晶ポリマーを塗布し、
液晶相を示す高温で、ねじれピッチＰ＝３８０ｎｍでベ
ースフィルムに平行なプレーナ配向で右回りになるよう
に調節し、その後、ガラス転移温度以下に冷却して固形
化させたシートである。したがって、ねじれ中心軸はベ
ースフィルムに対して垂直方向となっている。バックラ
イト１６としては、厚さ２００μｍで、発光色が青緑の
エレクトロルミネッセンス板（以降「ＥＬ板」と略称す
る）を用いる。なお、コレステリック液晶ポリマーシー
ト１０と半透過型光吸収部材１５とバックライト１６
は、互いに平行な面内でどのような回転角度で配置して
も表示特性に影響しないので、図２ではその配置方向の
図示を省略している。

【００１９】次に、この第１の実施形態の液晶表示装置
によって色彩を表示する作用について説明する。この液
晶表示装置４０において、ＴＮ液晶素子７の第１，第２
の透明電極３，４間に電圧を印加しない状態では、図２
を参照して、この液晶表示装置に視認側から入射して第
１の偏光板１７を通過した透過軸１７ａの方向に偏光さ
れた直線偏光は、ＴＮ液晶素子７の上液晶分子配向方向
７ｂでＴＮ液晶素子７に入射し、ＴＮ液晶素子７により
９０゜旋光され、下液晶分子配向方向７ａの直線偏光と
なって出射する。

【００２０】その下液晶分子配向方向７ａと第２の偏光
板１８の透過軸１８ａとが平行になるように第２の偏光
板１８が配置されているので、第２の偏光板１８に入射
した直線偏光はそのまま第２の偏光板１８を透過する。
そのため、円偏光位相差板９に、その遅相軸９ａに対し
て右回り４５゜に直線偏光が入射する。したがって、図
１３に示したオフ状態の場合と同様に、右回りの右円偏
光となり、コレステリック液晶ポリマーシート１０のね
じれ方向１０ａと同じ右回りであるため、その右円偏光
がコレステリック液晶ポリマーシート１０に入射する
と、散乱中心波長λ_Ｃを中心に散乱バンド幅Δλの光が
選択散乱により反射し、散乱バンド幅Δλ以外の透過光
を半透過型光吸収部材１５が吸収するため、鮮やかな色
彩のメタリック調の反射色を得ることができる。

【００２１】コレステリック液晶ポリマーの屈折率を
ｎ、コレステリック液晶ポリマーのねじれピッチをＰと
定義すると、散乱中心波長λ_Ｃ＝ｎ×Ｐとなる。この実
施形態では、ｎ＝１．６５、Ｐ＝３７０ｎｍの右ねじれ
のコレステリック液晶ポリマーを使用したので、散乱中
心波長λ_Ｃ＝６１０ｎｍとなり、メタリック調で金色の
反射色を呈する。

【００２２】次に、ＴＮ液晶素子７の第１の透明電極３
と第２の透明電極４の間に電圧を印加すると、ネマチッ
ク液晶６の分子が立ち上がり、旋光性が消滅し、上液晶
分子配向方向７ｂの方向に偏光された直線偏光は、ＴＮ
液晶素子７に入射するとそのまま通過する。したがっ
て、ＴＮ液晶素子７を透過して第２の偏光板１８に入射
する直線偏光は、その透過軸１８ａと直交する方向に偏
光しているので、入射光はすべて第２の偏光板１８で吸
収され、黒色を表示する。

【００２３】図１１に、この実施形態で用いたコレステ
リック液晶ポリマーシート１０の選択散乱時（透明電極
３，４間に電圧無印加時）における透過率を実線の曲線
５３で、黒表時（透明電極３，４間に電圧印加時）にお
ける透過率を実線の曲線５２でそれぞれ示す。選択散乱
時には曲線５３で示すように、散乱中心波長λ_Ｃ＝６１
０ｎｍを中心に、５６０ｎｍ〜６７０ｎｍの範囲の右円
偏光が反射され、散乱バンド幅以外の波長の光はそのま
ま透過していることがわかる。したがって、その透過光
を半透過型光吸収部材１５で吸収して視認側への戻りを
抑えると、選択散乱による反射光によって鮮やかな金色
の表示が可能になる。黒表紙時には曲線５２で示すよう
に、第１の偏光板１７を透過した光は略すべて、第２の
偏光板１８に吸収されるため黒表示となっている。

【００２４】次に、図１におけるバックライト１６の作
用について説明する。図１１における破線の曲線５４
は、この実施形態の液晶表示装置４０におけるバックラ
イト１６として用いた青緑発光色のＥＬ板の相対発光強
度のスペクトルである。発光中心波長λ_Ｌ＝５１０ｎｍ
で青緑の発光色を示す。この実施形態の液晶表示装置４
０において、電圧を印加した黒表示のオン部分は、曲線
５２で示すように光を透過しないので、バックライト１
６を点灯しても暗いままである。しかし、電圧無印加状
態では金色の反射色を示し、曲線５３に示すように、波
長５６０ｎｍ以下の光は透過することができる。

【００２５】したがって、コレステリック液晶ポリマー
シート１０の選択散乱中心波長λ_Ｃ＝６１０ｎｍより、
発光中心波長λ_Ｌが約１００ｎｍ小さいλ_Ｌ＝５１０ｎ
ｍであるバックライト１６によって発光される光は、ほ
ぼ完全にコレステリック液晶ポリマーシート１０を透過
し、明るく照明され、夜間でも良好な視認性を得ること
ができる。なお、図１における第２の偏光板１８がなく
ても、半透過型光吸収部材１５とバックライト１６を備
えることで、メタリック調の単色カラー表示の液晶表示
装置は得られるが、その場合は、金色を示すオフ状態で
は上述した第１の実施形態の場合と同じ作用であるが、
黒表示のオン状態では、円偏光位相差板９から出射した
光は左円偏光状態となり、右ねじれのコレステリック液
晶ポリマーシート１０を透過し、半透過型光吸収部材１
５に吸収されて黒色を示す。

【００２６】この状態でバックライト１６を点灯する
と、半透過型光吸収部材１５を透過した光は、オン状態
の黒表示部分の透過率が高いので明るく輝き、オフ状態
の金色の部分の方が透過率が低いので暗くなり、外光を
用いて反射状態で見る場合と黒白関係が反転表示とな
る。この場合、オン状態とオフ状態のバックライト１６
の透過光量差が少なく、コントラストが低くなる。さら
に、薄暗い環境で液晶表示装置４０のバックライト１６
を点灯した場合、オフ表示の金色部分が外光に反射して
ひかり、オン状態の黒色部分もバックライト１６を透過
して光るため、文字と背景のコントラストがほとんど無
い状態となる場合があり、視認性が著しく低下する。

【００２７】しかし、この実施形態の液晶表示装置４０
は、外光を用いて反射状態で見る場合と、バックライト
を用いて透過状態で見る場合の黒白関係が同じ表示であ
り、薄暗い環境でバックライトを点灯した際の視認性も
向上する。このように、第１の偏光板１７と、ＴＮ液晶
素子７と、第２の偏光板１８と、円偏光位相差板９と、
コレステリック液晶ポリマーシート１０と、半透過型光
吸収部材１５と、バックライト１６とからなる構成によ
り、鮮やかな反射色での高コントラスト表示が得られ、
かつ、バックライト照明によっても正転表示となり、夜
間でも視認性の高いメタリック調の単色カラー表示の液
晶表示装置が得られる。

【００２８】〔第１の実施形態の変形例〕上述の第１の
実施形態では、コレステリック液晶ポリマーシート１０
の選択散乱中心波長λ_Ｃと、バックライトの発光中心波
長λ_Ｌを約１００ｎｍずらしたが、選択散乱中心波長λ
_Ｃと発光中心波長λ_Ｌは５０ｎｍ以上ずれていれば、バ
ックライト照明の明るさは多少低下するが問題ない。

【００２９】第１の実施形態では、コレステリック液晶
ポリマーシート１０に、ピッチＰ＝３７０ｎｍのコレス
テリック液晶ポリマーを用いて、金色と黒表示の液晶表
示装置としたが、コレステリック液晶ポリマーのピッチ
Ｐを変えることによって、反射状態の色調を任意に変え
ることができる。例えば、Ｐ＝３００ｎｍ（λ_Ｃ＝４９
０ｎｍ）にすると、青色と黒表示の液晶表示装置が得ら
れる。この場合、バックライト１６としては、発光中心
波長λ_Ｌ＝５６０ｎｍの発光色オレンジのＥＬ板を用い
た。また、第１の実施形態では、バックライト１６とし
て発光色が青緑のＥＬ板を用いたが、プラスチック製の
導光板に発光色が緑の発光ダイオード（ＬＥＤ）を取り
付けたサイドライトを用いても、全く同様に明るい照明
が得られる。

【００３０】さらに、第１の実施形態では、電圧無印加
状態でカラー表示、電圧印加状態で黒表示となるように
したが、第１の偏光板１７の透過軸１７ａを９０゜回転
し、下液晶分子配向方向７ａと同じ方向に配置すると、
電圧無印加状態で黒表示、電圧印加状態でカラー表示に
することも可能である。あるいは、第２の偏光板１８の
透過軸１８ａを９０゜回転しても、電圧無印加状態で黒
表示、電圧印加状態でカラー表示とすることができる。
また、第１の実施形態では、円偏光位相差板９を第２の
偏光板１８とコレステリック液晶ポリマーシート１０と
の間に設けたが、コレステリック液晶ポリマーシート１
０からの反射効率が低下し、メタリック色が多少暗くな
るが、円偏光位相差板９を取り除くことも可能である。

【００３１】〔第２の実施形態：図３，図４〕次に、こ
の発明による液晶表示装置の第２の実施形態について、
図３および図４によって説明する。この第２の実施形態
の液晶表示装置は、液晶素子として２２５゜ツイストの
ＳＴＮ液晶素子を用い、位相差板を使用している点が第
１の実施の形態と異なる以外は、第１の実施の形態の構
成と同じである。図３および図４は、その第２の実施形
態の液晶表示装置の構成を説明するための図１および図
２と同様な図であり、それらと対応する部分には同一の
符号を付し、それらの説明は省略する。

【００３２】この液晶表示装置４０は、ＩＴＯからなる
第１の透明電極３が形成されている厚さ０．７ｍｍのガ
ラス板からなる透明な第１の基板１と、ＩＴＯからなる
第２の透明電極４が形成されている厚さ０．７ｍｍのガ
ラス板からなる透明な第２の基板２と、その一対の基板
１，２を張り合わせるシール材５とによって、一対の基
板１，２の間に２２５゜ツイスト配向しているネマチッ
ク液晶６を封入して、ＳＴＮ液晶素子１２を形成してい
る。このＳＴＮ液晶素子１２の視認側の第２の基板２の
外側に、位相差板１３と第１の偏光板１７とを順次配置
し、視認側と反対側の第１の基板１の下側に、第２の偏
光板１８と、円偏光位相差板９と、コレステリック液晶
ポリマーシート１０と、半透過型光吸収部材１５と、バ
ックライト１６とを順次配置して、液晶表示装置４０を
構成している。

【００３３】第１の偏光板１７と、第２の偏光板１８
と、コレステリック液晶ポリマ−シート１０と、円偏光
位相差板９と、半透過型光吸収部材１５と、バックライ
ト１６は、第１の実施形態と同じものを用いる。第１の
基板１と第２の偏光板１８と円偏光位相差板９とコレス
テリック液晶ポリマーシート１０は、アクリル系粘着剤
（図示せず）を用いて接着している。また、第１の偏光
板１７と位相差板１３と第２の基板２もアクリル系粘着
剤（図示せず）を用いて接着している。

【００３４】使用するネマチック液晶６の複屈折の差Δ
ｎは０．１５で、第１の基板１と第２の基板２の隙間で
あるセルギャップｄは５４００ｎｍとする。したがって
ネマチック液晶６の複屈折の差Δｎとセルギャップｄと
の積で表す液晶素子のΔｎｄ値は、８１０ｎｍである。
また、ネマチック液晶６のねじれピッチは１１００ｎｍ
に調整してある。第１の透明電極３と第２の透明電極４
の表面には配向膜（図示せず）が形成され、図４に示す
ように、第１の基板１は、水平軸Ｈを基準として、＋２
２．５゜方向にラビング処理することにより、下液晶分
子配向方向１２ａは右上がり２２．５゜となり、第２の
基板２は−２２．５゜方向にラビング処理することによ
り、上液晶分子配向方向１２ｂは右下がり２２．５゜と
なり、左回り２２５゜ツイスト配向のＳＴＮ液晶素子１
２を形成している。

【００３５】第１の偏光板１７の透過軸１７ａを、水平
軸Ｈを基準にして−７０゜に配置し、ＳＴＮ液晶素子１
２と第１の偏光板１７の間に、ポリカーボネート樹脂か
らなり厚さ５０μｍで位相差値５５０ｎｍの位相差板１
３を、その遅相軸１３ａが水平軸Ｈを基準にして６０゜
になる様に配置している。ＳＴＮ液晶素子１２の下側
に、第２の偏光板１８を透過軸１８ａが水平軸Ｈを基準
にして−１５゜になるように配置し、円偏光位相差板９
をその遅相軸９ａが、第２の偏光板１８の透過軸１８ａ
に対して４５゜になるようにするため、水平軸Ｈに対し
て３０゜に配置している。

【００３６】位相差板１３は視野角特性を改善するた
め、遅相軸方向の屈折率をｎｘ、Ｙ軸方向の屈折率をｎ
ｙ、厚み方向の屈折率をｎｚとしたとき、ｎｘ＞ｎｚ＞
ｎｙとなっている２軸性の位相差板を使用した。もちろ
ん、１軸性の位相差板でも問題はない。コレステリック
液晶ポリマーシート１０と、半透過型光吸収部材１５
と、バックライト１６は、互いに平行な面内でどのよう
な回転角度に配置しても表示特性に影響しないので、図
４の平面図ではその配置方向の図示を省略している。

【００３７】次に、この第２の実施形態の液晶表示装置
４０による色彩を表示する作用について説明する。この
液晶表示装置４０において、ＳＴＮ液晶素子１２に電圧
無印加の状態では、視認側（図１の上方）から第１の偏
光板１７を通して入射した透過軸１７ａの方向に偏光さ
れた直線偏光は、位相差板１３がない場合には、ＳＴＮ
液晶素子１２を透過した状態で、楕円偏光状態となり、
円偏光位相差板９を通過しても円偏光にすることができ
ず、表示が不十分になる。しかし、位相差板１３を第１
の偏光板１７とＳＴＮ液晶素子１２の間に配置したの
で、第１の偏光板１７を通過して位相差板１３に入射し
た直線偏光は、楕円偏光状態となる。その楕円偏光は、
ＳＴＮ液晶素子１２を透過する間に補正され、ほぼ直線
偏光で、第１の偏光板１７の透過軸１７ａに対して約５
５゜左回転した直線偏光となって出射する。

【００３８】第２の偏光板１８をその透過軸１８ａが水
平軸Ｈを基準として−１５゜になるように配置してある
ので、第１の偏光板１７から入射した直線偏光はそのま
ま第２の偏光板１８を透過する。第２の偏光板の透過軸
１８ａに対して、＋４５゜の角度に円偏光位相差板９の
遅層軸９ａが配置されており、円偏光位相差板９の遅相
軸９ａに対して右回り４５゜に直線偏光が入射するの
で、右回りの右円偏光となる。コレステリック液晶ポリ
マーシート１０として、第１の実施形態と同様に右ねじ
れのものを採用したので、散乱中心波長λ_Ｃを中心に、
散乱バンド幅Δλの光が選択散乱により反射し、散乱バ
ンド幅Δλ以外の透過光を半透過型光吸収部材１５が吸
収するため、鮮やかな色彩のメタリック調で金色の反射
色を得ることができる。

【００３９】次に、ＳＴＮ液晶素子１２の第１の透明電
極３と第２の透明電極４の間に電圧を印加すると、ネマ
チック液晶６の分子が立ち上がり、ＳＴＮ液晶素子１２
の複屈折性が変化し、出射する直線偏光が約９０゜回転
し、図４に示す水平軸Ｈに対して＋７５゜の方向にな
る。したがって、ＳＴＮ液晶素子１２を透過した直線偏
光は、第２の偏光板１８の透過軸１８ａに対して偏光方
向が９０゜ずれるので、その入射光は第２の偏光板１８
に全て吸収され、黒表示となる。したがって、第２の偏
光板１８を用いることによって、高コントラストの黒表
示が可能になる。バックライト１６として、第１の実施
形態と同じく、発光中心波長λ_Ｌ＝５１０ｎｍで、青緑
の発光色を示すＥＬ板を用いる。電圧を印加した黒表示
状態では、液晶表示装置は光を透過しないが、電圧無印
加で金色の反射色を示している状態では、波長５６０ｎ
ｍ以下の光は透過することができる。

【００４０】したがって、コレステリック液晶ポリマー
シート１０の選択散乱中心波長λ_Ｃ＝６１０ｎｍより約
１００ｎｍ小さい発光中心波長λ_Ｌであるバックライト
１６が発光する光はほぼ完全に透過し、明るく照明でき
る。かつ、バックライト１６を点灯せず、外光による表
示を行う時と同じ明暗関係の表示となり、夜間でも良好
な視認性を得ることができる。このように、第１の偏光
板１７と、位相差板１３と、ＳＴＮ液晶素子１２と、第
２の偏光板１８と、円偏光位相差板９と、コレステリッ
ク液晶ポリマーシート１０と、半透過型光吸収部材１５
と、バックライト１６とからなる構成により、鮮やかな
反射色でのコントラストの高い表示が得られ、且つバッ
クライト照明でも正転表示となり、夜間でも視認性が高
いメタリック調の単色カラー表示の液晶表示装置が得ら
れる。

【００４１】〔第２の実施形態の変形例〕上述の第２の
実施形態では、ＳＴＮ液晶素子１２として２２５゜ツイ
ストのＳＴＮ液晶素子を用いたが、１８０゜〜２７０゜
ツイストのＳＴＮ液晶素子を使用しても同様な液晶表示
装置が得られる。また、第２の実施形態では、ＳＴＮ液
晶素子１２の楕円偏光状態を直線偏光に戻すために、位
相差板１３を１枚用いたが、位相差板を複数枚用いると
より完全な直線偏光に戻すことができ、より良好な黒表
示とカラー表示が得られる。位相差板は、ＳＴＮ液晶素
子１２の片側に複数枚配置しても、あるいはＳＴＮ液晶
素子１２の両側に分けて配置することも可能である。

【００４２】さらに、この第２の実施形態では、円偏光
位相差板９を第２の偏光板１８とコレステリック液晶ポ
リマーシート１０との間に設けたが、この円偏光位相差
板９を省略しても、コレステリック液晶ポリマーシート
１０からの反射効率が低下して、メタリック色が多少暗
くなるが、実用上は使用可能である。

【００４３】〔第３の実施形態：図５，図６〕次に、こ
の本発明による液晶表示装置の第３の実施形態につい
て、図５および図６によって説明する。この第２の実施
形態の液晶表示装置は、液晶素子として２４０゜ツイス
トのＳＴＮ液晶素子を使用し、ねじれ位相差板を設けた
こと以外は、第１の実施形態の構成と同じである。図５
および図６は、その第３の実施形態の液晶表示装置の構
成を説明するための図１および図２と同様な図であり、
それらと対応する部分には同一の符号を付し、それらの
説明は省略する。

【００４４】この第３の実施形態の液晶表示装置４０
は、ＩＴＯからなる第１の透明電極３が形成されている
厚さ０．７ｍｍのガラス板からなる透明な第１の基板１
と、ＩＴＯからなる第２の透明電極４が形成されている
厚さＯ．７ｍｍのガラス板からなる透明な第２の基板２
と、その一対の基板１，２を張り合わせるシール材５と
によって、一対の基板１，２の間に２４０゜ツイスト配
向しているネマチック液晶６を封入してＳＴＮ液晶素子
１４を形成している。このＳＴＮ液晶素子１４の視認側
の第２の基板２の外側に、ねじれ位相差板１９と第１の
偏光板１７を順次配置し、視認側と反対側の第１の基板
１の下側に、第２の偏光板１８と、円偏光位相差板９
と、コレステリック液晶ポリマーシート１０と、半透過
型光吸収部材１５と、バックライト１６とを順次配置し
て、液晶表示装置４０を構成している。

【００４５】その第１の偏光板１７と、第２の偏光板１
８と、コレステリック液晶ポリマーシート１０と、円偏
向位相差板９と、半透過型光吸収部材１５と、バックラ
イト１６は、第１の実施形態と同じものを用いる。第１
の基板１と第２の偏光板１８と円偏光位相差板９とコレ
ステリック液晶ポリマーシート１０は、アクリル系粘着
剤（図示せず）を用いて接着している。また、第１の偏
光板１７とねじれ位相差板１９と第２の基板２もアクリ
ル系粘着剤（図示せず）を用いて接着している。

【００４６】このＳＴＮ液晶素子１４に使用するネマチ
ック液晶６の複屈折の差Δｎは０．１５で、第１の基板
１と第２の基板２の隙間であるセルギャップｄは５６０
０ｎｍとする。したがって、ネマチック液晶６の複屈折
の差Δｎとセルギャップｄとの積で表す液晶素子のΔｎ
ｄ値は、８４０ｎｍである。また、ネマチック液晶６の
ねじれピッチは１１００ｎｍに調整してある。第１の透
明電極３と第２の透明電極４の表面には配向膜（図示せ
ず）が形成され、図６に示すように、第１の基板１は、
水平軸Ｈを基準として、＋３０゜方向にラビング処理す
ることにより、下液晶分子配向方向１４ａは右上がり３
０゜となり、第２の基板２は、−３０゜方向にラビング
処理することにより、上液晶分子配向方向１４ｂは右下
がり３０゜となり、左回り２４０゜ツイスト配向のＳＴ
Ｎ液晶素子１４を形成している。

【００４７】第１の偏光板１７の透過軸１７ａを、水平
軸Ｈを基準にして−４５゜に配置し、ＳＴＮ液晶素子１
４と第１の偏光板１７の間に、Δｎｄ値が６１０ｎｍで
右回り２２０゜ツイストのねじれ位相差板１９を、下分
子軸１９ａが上液晶分子配向方向１４ｂとほぼ直角にな
るように、水平軸Ｈを基準にして＋５５゜に配置する。
したがって、ねじれ位相差板１９の上分子軸１９ｂは−
８５゜となる。第１の基板１の下側に、第２の偏光板１
８をその透過軸１８ａが＋８５゜になるように配置し、
円偏光位相差板９をその遅相軸９ａが第２の偏光板１８
の透過軸１８ａに対して４５゜になるように配置するた
め、遅相軸９ａを水平軸Ｈに対して−５０゜にして配置
している。

【００４８】ねじれ位相差板１９は、トリアセチルセル
ロース（ＴＡＣ）フィルムで厚さ８０μｍのベースフィ
ルム（図示せず）に、配向処理を行い、その上に液晶ポ
リマーを塗布し、液晶相を示す高温で、ツイスト角が２
２０゜になるように厚さとねじれピッチを調節し、その
後、ガラス転移温度以下に冷却して固形化させたシート
である。コレステリック液晶ポリマーシート１０と、半
透過型光吸収部材１５と、バックライト１６は、互いに
平行する面内でどのような回転角度で配置しても、表示
特性に影響しないので、図６ではその配置方向の図示を
省略している。

【００４９】次に、この第３の実施形態の液晶表示装置
による色彩を表示する作用について説明する。この液晶
表示装置４０において、ＳＴＮ液晶素子１４に電圧無印
加の状態では、視認側から第１の偏光板１７を通して入
射した直線偏光は、その透過軸１７ａの方向に偏光して
おり、ねじれ位相差板１９がない場合は、ＳＴＮ液晶素
子１４を透過した状態で楕円偏光状態となり、円偏光位
相差板９を通過しても円偏光にすることができず、表示
が不十分になる。

【００５０】しかし、ねじれ位相差板１９を第１の偏光
板１７とＳＴＮ液晶素子１４との間に配置したので、第
１の偏光板１７よりねじれ位相差板１９に入射した直線
偏光は、楕円偏光状態となる。その楕円偏光は、ＳＴＮ
液晶素子１４を透過する間に補正されてほぼ直線偏光と
なり、第１の偏光板１７の透過軸１７ａに対して約５０
゜右回転し、図６における水平軸Ｈを基準にして８５゜
の偏光方向となって出射する。第２の偏光板１８を、そ
の透過軸１８ａが水平軸Ｈを基準として８５゜になるよ
うに配置してあるので、第１の偏光板１７から入射した
直線偏光は、そのまま第２の偏光板１８を透過する。第
２の偏光板に対して、遅相軸９ａが＋４５゜の角度にな
るように円偏光位相差板９を配置してあるので、その円
偏光位相差板９の遅相に対して右回り４５゜に直線偏光
が入射するため、右回りの右円偏光となる。

【００５１】コレステリック液晶ポリマーシート１０と
して、第１の実施形態と同様に右ねじれのものを採用し
たので、散乱中心波長λ_Ｃを中心に、散乱バンド幅Δλ
の光が選択散乱により反射し、散乱バンド幅Δλ以外の
透過光を半透過型光吸収部材１５が吸収するため、鮮や
かな色彩のメタリック調で金色の反射色を得ることがで
きる。

【００５２】次に、ＳＴＮ液晶素子１４の第１の透明電
極３と第２の透明電極４の間に電圧を印加すると、ネマ
チック液晶６の分子が立ち上がり、ＳＴＮ液晶素子１４
の複屈折性が変化し、出射する直線偏光が約９０゜旋光
し、水平軸Ｈに対して−５゜の方向になる。したがっ
て、ＳＴＮ液晶素子１４を透過した直線偏光は、第２の
偏光板１８の透過軸１８ａに対して９０゜ずれるので、
第２の偏光板１８への入射光はそこで全て吸収され、黒
表示となる。また、第２の実施の形態で用いた位相差板
１３の代わりに、ねじれ位相差板１９を用いたことによ
り、楕円偏光の補正が完全になり、ＳＴＮ液晶素子１４
を透過した光の直線偏光性が高くなり、位相差板１３を
用いた液晶表示装置より明るく、コントラストが高い表
示が得られる。

【００５３】バックライト１６として、第１の実施の形
態と同じく、発光中心波長λ_Ｌ＝５１０ｎｍで、青緑の
発光色を示すＥＬ板を用いる。電圧を印加した黒表示状
態では、液晶表示装置４０は光を透過しないが、電圧無
印加で、金色の反射色を示している状態では、波長５６
０ｎｍ以下の光は透過することができる。したがって、
コレステリック液晶ポリマーシート１０の選択散乱中心
波長λ_Ｃ＝６１０ｎｍより約１００ｎｍ小さい発光中心
波長λ_Ｌであるバックライト１６が発光する光はほぼ完
全に透過し、明るく照明できる。しかも、バックライト
１６を点灯しない外光による表示時と同じ正転表示とな
り、夜間でも良好な視認性を得ることができる。

【００５４】このように、第１の偏光板１７と、ねじれ
位相差板１９と、ＳＴＮ液晶素子１４と、第２の偏光板
１８と、円偏光位相差板９と、コレステリック液晶ポリ
マーシート１０と、半透過型光吸収部材１５と、バック
ライト１６とからなる構成により、鮮やかな反射色でコ
ントラストの高い表示が得られ、且つバックライト照明
による表示も反転せず、夜間でも視認性の高いメタリッ
ク調の単色カラー表示の液晶表示装置が得られる。

【００５５】〔第３の実施形態の変形例〕この第３の実
施の形態では、ＳＴＮ液晶素子１４として、２４０゜ツ
イストのＳＴＮ液晶素子を用いたが、１８０゜〜２７０
゜ツイストのＳＴＮ液晶素子を用いても同様な液晶表示
装置が得られる。また、この実施形態では、円偏光位相
差板９を第２の偏光板１８とコレステリック液晶ポリマ
ーシート１０との間に設けたが、その円偏光位相差板９
を省略しても、コレステリック液晶ポリマーシート１０
からの反射効率が低下し、メタリック色が多少暗くなる
が、実用上は使用可能である。

【００５６】〔第４の実施形態：図７〕次に、この発明
による液晶表示装置の第４の実施について、図７によっ
て説明する。この第４の実施形態の液晶表示装置は、半
透過型光吸収部材１５を取り除いた以外は、第２の実施
の形態の構成と同じであるので、その変更点についての
みを説明する。

【００５７】この実施の形態の液晶表示装置４０は、２
２５゜ツイスト配向しているネマチック液晶６を封入し
たＳＴＮ液晶素子１２と、その視認側（図で上側）に順
次配置した位相差板１３と第１の偏光板１７と、視認側
と反対側（図で下側）に順次配置した第２の偏光板１８
と、円偏光位相差板９と、コレステリック液晶ポリマー
シート１０と、バックライト１６とから構成している。
なお、このバックライト１６の発光面、すなわちコレス
テリック液晶ポリマーシート１０と対向する面は偏光散
乱機能を有している。

【００５８】この第４の実施形態の液晶表示装置４０に
よる色彩を表示する作用について説明する。この液晶表
示装置４０において、ＳＴＮ液晶素子１２に電圧を印加
しない状態では、視認側から第１の偏光板１７を通して
位相差板１３に入射した直線偏光は、位相差板１３を透
過すると楕円偏光状態となる。その楕円偏光は、ＳＴＮ
液晶素子１２を透過する間に補正され、ほぼ直線偏光と
なり、図４における第１の偏光板１７の透過軸１７ａに
対して約５５゜左回転した偏光方向で出射する。第２の
偏光板１８は、その透過軸１８ａが水平軸Ｈを基準とし
て−１５゜になるように配置しているので、第１の偏光
板１７から入射した直線偏光は、そのまま第２の偏光板
１８を透過する。

【００５９】円偏光位相差板９は、第２の偏光板に対し
て＋４５゜の角度に配置しているので、第２の偏光板１
８を透過した直線偏光が、その円偏光位相差板９の遅相
軸９ａに対して右回り４５゜に入射するので、右回りの
右円偏光となる。コレステリック液晶ポリマーシート１
０として、第１の実施形態と同様に右ねじれのものを採
用したので、散乱中心波長λ_Ｃを中心に、散乱バンド幅
Δλの光が選択散乱により反射する。

【００６０】散乱バンド幅Δλ以外の透過光は、第２の
実施形態では設けていた半透過型光吸収部材１５がない
ため、バックライト１６に到達する。バックライト１６
としては、第２の実施形態と同じく青緑発光色のＥＬ板
を用いている。このＥＬ板は、粒状の発光体をベースフ
ィルムに印刷し、その上を透明な電極を形成したフィル
ムで覆って形成してある。したがって、その発光面は偏
光散乱機能を有し、バックライト１６に到達した散乱バ
ンド幅Δλ以外の透過光は、その発光体粒子により偏光
状態が乱されて反射する。

【００６１】図７において、バックライト１６からの反
射光は、コレステリック液晶ポリマーシート１０を透過
し、円偏光位相差板９をもう１度透過し、第２の偏光板
１８に到達する。しかし、バックライト１６で偏光状態
が乱れているので、円偏光位相差板９で、完全な直線偏
光に戻すことができず、バックライト１６からの反射光
のほとんどが第２の偏光板１８に吸収されてしまう。し
たがって、半透過型光吸収部材がなくても、鮮やかな色
彩のメタリック調で金色の反射色を得ることができる。

【００６２】次に、ＳＴＮ液晶素子１２の第１の透明電
極３と第２の透明電極４の間に電圧を印加すると、ネマ
チック液晶６の分子が立ち上がり、ＳＴＮ液晶素子１２
の複屈折性が変化し、出射する直線偏光が約９０゜旋光
し、水平軸Ｈに対して＋７５゜の方向になる。したがっ
て、ＳＴＮ液晶素子１２を透過した直線偏光は、第２の
偏光板１８の透過軸１８ａに対して偏光方向が９０゜ず
れるので、第２の偏光板１８に吸収され、黒表示とな
る。バックライト１６として、第１の実施形態と同じ
く、発光中心波長λ_Ｌ＝５１０ｎｍで、青緑の発光色を
示すＥＬ板を用いるので、電圧を印加した黒表示状態で
は光を透過しないが、電圧無印加で金色の反射色を示し
ている状態では、波長５６０ｎｍ以下の光は透過するこ
とができ、外光による表示時と同じ明暗状態の表示とな
り、夜間でも良好な視認性を得ることができる。

【００６３】また、第２の実施の形態と比較して、半透
過型光吸収部材を設けないため、バックライト点灯時の
透過光量が増し、表示輝度が上昇して明るい照明が可能
になる。このように、第１の偏光板１７と、位相差板１
３と、ＳＴＮ液晶素子１２と、第２の偏光板１８と、円
偏光位相差板９と、コレステリック液晶ポリマーシート
１０と、バックライト１６とからなる構成により、鮮や
かな反射色でのコントラストの高い表示が得られ、且つ
バックライト照明によっても外光による表示時と同じ明
暗関係の表示となり、夜間でも視認性の高いメタリック
調の単色カラー表示の液晶表示装置が得られる。

【００６４】〔第４の実施形態の変形例〕上述した第４
の実施形態では、ＳＴＮ液晶素子１２と位相差板１３を
用いたが、第１の実施形態に用いたＴＮ液晶素子７を用
いる液晶表示装置や、第３の実施の形態に用いたＳＴＮ
液晶素子１４とねじれ位相差板１９を用いる液晶表示装
置においても、この実施形態の液晶表示装置と同様に、
半透過型光吸収部材１５を取り除いて、バックライト１
６の発光面の偏光散乱機能を利用するようにしてもよ
い。その場合にも、第１または第３の実施形態の液晶表
示装置よりも、バックライト点灯時に明るい表示が得ら
れる。

【００６５】また、上記第４の実施形態では、バックラ
イト１６として発光色が青緑のＥＬ板を用いたが、プラ
スチック製の導光板に発光色が緑の発光ダイオード（Ｌ
ＥＤ）を取り付けたサイドライトを用いることも可能で
ある。この場合、プラスチック製の導光板の表面に凹凸
を設けたり、プラスチック製の導光板の下部に表面がザ
ラザラしている反射板を配置することなどにより、効果
的な偏光散乱機能を持たせることができる。

【００６６】〔第５の実施形態：図８〕次に、この発明
による液晶表示装置の第５の実施形態について、図８に
よって説明する。この第５の実施の形態の液晶表示装置
は、第２の偏光板が反射型偏光板であること以外は、図
３および図４によって説明した第２の実施の形態の構成
と同じであるので、その変更点についてのみ図８によっ
て説明する。

【００６７】この実施形態の液晶表示装置４０は、２２
５゜ツイスト配向しているネマチック液晶６を封入した
ＳＴＮ液晶素子１２と、その視認側（図で上側）に順次
配置した位相差板１３と第１の偏光板１７、視認側と反
対側（図で下側）に順次配置した反射型偏光板２６と、
円偏光位相差板９と、コレステリック液晶ポリマーシー
ト１０と、半透過型光吸収部材１５と、バックライト１
６とによって構成されている。

【００６８】まず、反射型偏光板２６について説明す
る。これまでの実施形態で使用した第１の偏光板１７お
よび第２の偏光板１８は通常の偏光板、すなわち吸収型
偏光板であり、偏光方向が透過軸と直交する直線偏光は
吸収して、黒色を示す。これに対して、反射型偏光板
は、偏光方向が透過軸と直交する直線偏光は反射して、
銀色を示す偏光板である。この第５の実施形態では、住
友３Ｍ社製の反射型偏光板である商品名Ｄ−ＢＥＦを用
いた。

【００６９】次に、この第５の実施形態の液晶表示装置
４０による色彩を表示する作用について説明する。この
液晶表示装置４０において、ＳＴＮ液晶素子１２に電圧
を印加しない状態では、視認側から第１の偏光板１７を
通過して位相差板１３に入射した直線偏光は、その位相
差板１３を透過すると楕円偏光状態となる。その楕円偏
光は、ＳＴＮ液晶素子１２を透過する間に補正され、ほ
ぼ直線偏光となり、図４において、第１の偏光板１７の
透過軸１７ａに対して約５５゜左回転した偏光方向の直
線偏光となって出射する。

【００７０】反射型偏光板２６の透過軸は、第２の実施
の形態における第２の偏光板１８の透過軸１８ａと同じ
で、水平軸Ｈを基準として−１５゜に配置している。従
って、第１の偏光板１７から入射した直線偏光は、その
まま反射型偏光板２６を透過する。円偏光位相差板９
は、その遅相軸９ａが反射型偏光板２６の透過軸に対し
て、＋４５゜の角度になるように配置してあるので、反
射型偏光板２６からの直線偏光が、円偏光位相差板９の
遅相軸９ａに対して右回り４５゜に入射するので、右回
りの右円偏光となる。

【００７１】コレステリック液晶ポリマーシート１０と
して、第１の実施形態と同様に右ねじれのものを採用し
たので、散乱中心波長λ_Ｃを中心に、散乱バンド幅Δλ
の光が選択散乱により反射し、散乱バンド幅Δλ以外の
透過光を半透過型光吸収部材１５によって吸収されるこ
とにより、鮮やかな色彩のメタリック調で金色の反射色
を得ることができる。次に、ＳＴＮ液晶素子１２の第１
の透明電極３と第２の透明電極４の間に電圧を印加する
と、ネマチック液晶６の分子が立ち上がり、ＳＴＮ液晶
素子１２の複屈折性が変化し、出射する直線偏光が約９
０゜旋光し、水平軸に対して＋７５゜の方向になる。

【００７２】したがって、ＳＴＮ液晶素子１２を透過し
た直線偏光は、反射型偏光板２６の透過軸に対して偏光
方向が９０゜ずれて入射するので、入射光は反射型偏光
板２６で殆ど反射され、銀表示となる。バックライト１
６として、第１の実施形態と同じく、発光中心波長λ_Ｌ
＝５１０ｎｍで、青緑の発光色を示すＥＬ板を用いるの
で、電圧を印加した銀表示状態では光を透過しないが、
電圧無印加で金色の反射色を示している状態では、波長
５６０ｎｍ以下の光は透過することができ、且つバック
ライト１６を点灯しない外光による表示時と同じ明暗関
係の表示となり、夜間でも良好な視認性を得ることがで
きる。

【００７３】このように、第１の偏光板１７と、位相差
板１３と、ＳＴＮ液晶素子１２と、反射型偏光板２６
と、円偏光位相差板９と、コレステリック液晶ポリマー
シート１０と、半透過型光吸収部材１５と、バックライ
ト１６とからなる構成により、鮮やかな反射色で、金色
背景に銀色の文字の表示が得られ、且つバックライト照
明によっても外光による表示時と同じ正転表示となり、
夜間でも視認性の高いメタリック調の単色カラー表示の
液晶表示装置が得られる。

【００７４】〔第５の実施形態の変形例〕上述した第５
の実施形態では、ＳＴＮ液晶素子１２と位相差板１３を
用いたが、第１の実施形態に用いたＴＮ液晶素子７を用
いる液晶表示装置や、第３の実施の形態に用いたＳＴＮ
液晶素子１４とねじれ位相差板１９を用いる液晶表示装
置においても、第２の偏光板１８のかわりに反射型偏光
板２６を用いることによって、この第５の実施形態と同
様な液晶表示装置を得ることができる。

【００７５】また、この実施形態では、金色背景に銀色
文字の表示を行う液晶表示装置としたが、第１の偏光板
１７の透過軸１７ａを９０゜回転することにより、銀背
景に金色文字を表示することも可能である。さらに、コ
レステリック液晶ポリマーシート１０のねじれピッチを
変えることによって、銀背景にメタリックな青文字や、
銀背景にメタリックな緑文字など、種々な表示色の液晶
表示装置を得ることも可能である。さらに、この実施形
態では、半透過型光吸収部材１５をバックライト１６と
コレステリック液晶ポリマーシート１０の間に設けた
が、第４の実施の形態で説明したように、半透過型光吸
収部材１５を取り除いて、バックライト１６の発光面の
偏光散乱機能を利用するようにしても、第４の実施形態
と同様な液晶表示装置が得られる。

【００７６】〔第６の実施形態：図９，図１０〕次に、
この発明による液晶表示装置の第６の実施形態につい
て、図９および図１０によって説明する。この実施形態
の液晶表示装置は、円偏光位相差板を２枚用いること
と、第２の偏光板１８の位置が異なること以外は、第１
の実施形態の構成と同じであるから、その変更点につい
てのみ説明する。

【００７７】この実施形態の液晶表示装置４０は、図９
に示すように、視認側（図で上側）から順に配置した、
第１の偏光板１７、ＴＮ液晶素子７、コレステリック液
晶ポリマーシート１０、第２の偏光板１８、半透過型光
吸収部材１５、およびバックライト１６は、図１によっ
て説明した第１の実施の形態で用いたものと同じであ
る。また、ＴＮ液晶素子７とコレステリック液晶ポリマ
ーシート１０との間に配置した第１の円偏光位相差板２
７と、コレステリック液晶ポリマーシート１０と第２の
偏光板１８との間に配置した第２の円偏光位相差板２８
は、第１の実施の形態で用いた円偏光位相差板９（図
１）と同じで１／４λ板ともいい、ポリカーボネート樹
脂を厚さ約６０μｍに延伸したもので、位相差値は１４
０ｎｍである。

【００７８】第１の基板１と、第１の円偏光位相差板２
７と、コレステリック液晶ポリマーシート１０と、第２
の円偏光位相差板２８と、第２の偏光板１８とは、アク
リル系粘着剤（図示せず）を用いて接着している。ま
た、第１の偏光板１７と第２の基板２もアクリル系粘着
剤（図示せず）を用いて接着している。図１０に示すよ
うに、第１の偏光板１７の透過軸１７ａを、ＴＮ液晶素
子７の上液晶分子配向方向７ｂと同じ右上がり４５゜に
配置し、第２の偏光板１８の透過軸１８ａも、ＴＮ液晶
素子７の上液晶分子配向方向７ｂと同じ右上がり４５゜
に配置し、第１の円偏光位相差板２７の遅相軸２７ａと
第２の円偏光位相差板２８の遅相軸２８ａは水平に配置
している。

【００７９】次に、この第６の実施形態の液晶表示装置
４０による色彩を表示する作用について説明する。この
液晶表示装置４０において、ＴＮ液晶素子７に電圧を印
加しない状態では、図１０を参照して、視認側から第１
の偏光板１７を通して入射する透過軸１７ａの方向に変
更した直線偏光は、ＴＮ液晶素子７の上液晶分子配向方
向７ｂと同じ方向に偏光してＴＮ液晶素子７に入射し、
ＴＮ液晶素子７により９０゜旋光されて、下液晶分子配
向方向７ａの方向の直線偏光となって出射する。

【００８０】そのＴＮ液晶素子７から射出した直線偏光
は、第１の円偏光位相差板２７の遅相軸２７ａに対し
て、右回り４５゜の直線偏光として入射する。したがっ
て、図１３のオフ状態に示したように、右回りの右円偏
光となり、コレステリック液晶ポリマーシート１０のね
じれ方向１０ａと同じ右回りであるため、散乱中心波長
λ_Ｃを中心に、散乱バンド幅Δλの光が選択散乱により
反射し、散乱バンド幅Δλ以外の透過光は、第２の円偏
光位相差板２８を透過するが、半透過型光吸収部材１５
に吸収されるので、鮮やかな色彩のメタリック調で金色
の反射色を得ることができる。

【００８１】次に第１の透明電極３と第２の透明電極４
の間に電圧を印加すると、ネマチック液晶６の分子が立
ち上がり、旋光性が消滅し、上液晶分子配向方向７ｂか
ら入射した直線偏光は、そのままの方向でＴＮ液晶素子
７を通過する。したがって、ＴＮ液晶素子７を透過した
直線偏光は、第１の円偏光位相差板２７ａに対して、左
回り４５゜の角度で入射するので、図１３のオン状態に
示すように左回りの左円偏光となり、コレステリック液
晶ポリマーシート１０のねじれ方向１０ａと逆であるの
で、すべての波長の光がコレステリック液晶ポリマーシ
ート１０を透過する。

【００８２】コレステリック液晶ポリマーシート１０を
透過した光は、第２の円偏光位相差板２８で直線偏光に
戻るが、その振動方向は、第１の円偏光位相差板２７へ
入射した方向から９０゜回転し、下液晶分子配向方向７
ａと同じ方向になる。第２の偏光板１８の透過軸１８ａ
を上液晶分子配向方向７ｂと同じ＋４５゜に配置してい
るので、第２の円偏光位相差板２８を透過した光は、す
べて第２の偏光板１８で吸収され、黒表示となる。バッ
クライト１６として、第１の実施の形態と同じく、発光
中心波長λ_Ｌが５１０ｎｍで、青緑の発光色を示すＥＬ
板を用いる。電圧を印加した黒表示状態でバックライト
１６を点灯すると、第２の偏光板１８を透過した光は、
第２の円偏光位相差板２８と第１の円偏光位相差板２７
により９０゜回転し、第１の偏光板１７で吸収されるの
で、バックライト１６の光は透過しない。

【００８３】電圧無印加で金色の反射色を示しているオ
フ状態では、波長５６０ｎｍ以下の光は透過するので明
るく照明でき、且つバックライト１６を点灯せず外光に
よって表示する時と明暗の関係が同じ表示（正転表示）
となり、夜間でも良好な視認性を得ることができる。こ
のように、第１の偏光板１７と、ＴＮ液晶素子７と、第
１の円偏光位相差板２７と、コレステリック液晶ポリマ
ーシート１０と、第２の円偏光位相差板２８と、第２の
偏光板１８と、半透過型光吸収部材１５と、バックライ
ト１６からなる構成により、鮮やかな反射色でコントラ
ストの高い表示が得られ、且つバックライト照明によっ
ても、外光による表示時と明暗の関係が同じ表示とな
り、夜間でも視認性の高いメタリック調の単色カラー表
示の液晶表示装置が得られる。

【００８４】〔第６の実施形態の変形例〕この実施形態
ではＴＮ液晶素子７を用いたが、第２の実施の形態に用
いたＳＴＮ液晶素子１２と位相差板１３を用いる液晶表
示装置や、第３の実施の形態に用いたＳＴＮ液晶素子２
０とねじれ位相差板１９を用いる液晶表示装置におい
て、第１の円偏光位相差板２７とコレステリック液晶ポ
リマーシート１０と第２の円偏光位相差板２８と第２の
偏光板１８とを用いることによっても、この第６の実施
形態と同様な液晶表示装置を得ることができる。

【００８５】また、この実施形態では、半透過型光吸収
部材１５をバックライト１６と第２の偏光板１８の間に
設けたが、第４の実施の形態で説明したように、半透過
型光吸収部材１５を取り除いても同様な液晶表示装置が
得られる。さらに、この実施形態では、第２の偏光板１
８として、通常の吸収型偏光板を用いたが、第５の実施
の形態で説明したように、反射型偏光板を用いることも
可能である。

【００８６】〔第７の実施形態：図１２〕次に、この発
明による液晶表示装置の第７の実施形態について、図１
２によって説明する。この第７の実施形態の液晶表示装
置は、バックライトとして、発光色が白色のＥＬ板を用
いること以外は、図３によって説明した第２の実施形態
の構成と同じであるので、断面図による構成の説明は省
略する。白色ＥＬ板は、第２の実施形態で用いた青緑発
光色のＥＬ板の表面に発光波長５８０ｎｍの蛍光染料を
塗布したもので、その白色ＥＬ板の発光スペクトルと、
液晶表示装置の透過率曲線を図１２に示す。

【００８７】ここで、この第７の実施形態の発色作用と
バックライト点灯時の作用を、図１２を用いて説明す
る。図１２において、この実施形態の液晶表示装置に電
圧を印加しない状態での選択散乱時の透過率を実線の曲
線５３で示し、電圧印加状態で黒表示のときの透過率を
実線の曲線５２で示す。電圧無印加状態では、曲線５３
に示すように選択散乱中心波長λ_Ｃ＝６１０ｎｍを中心
に、５６０ｎｍ〜６７０ｎｍの範囲の右円偏光が反射さ
れ、散乱バンド幅以外の波長の光はそのまま透過してい
ることがわかる。

【００８８】したがって、透過光を半透過型光吸収部材
１５で吸収したり、バックライト１６の発光面の偏光散
乱機能により視認側への光の戻りを抑えると、選択散乱
による反射光によって鮮やかな金色の表示が可能とな
る。電圧印加状態では、曲線５２に示すように第１の偏
光板１７を透過した光は、ほぼすべて第２の偏光板１８
に吸収されて、黒表示となっている。次に、バックライ
トの作用について説明する。白色ＥＬ板は、青緑発光色
のＥＬ板の表面に発光中心波長５８０ｎｍの蛍光染料を
印刷してあるので、２つの発光中心波長を持つ。図１２
の破線で示す曲線５５は、この実施形態に用いる白色Ｅ
Ｌ板の相対発光スペクトルである。この白色ＥＬ板は、
第１の発光中心波長λ _Ｌ１＝４９０ｎｍ、第２の発光中
心波長λ_Ｌ２＝５８０ｎｍの２つの発光ピークを持ち、
白っぽい発光色を示す。

【００８９】そして、電圧無印加状態では、この液晶表
示装置は金色の反射色を示すが、曲線５３に示すように
波長５６０ｎｍ以下の光はコレステリック液晶ポリマー
シートを透過することができる。したがって、第１の発
光ピ−クの光と、第２の発光ピ−クの内第２の発光中心
波長λ_Ｌ２より波長の短い光は、コレステリック液晶ポ
リマーシートを透過し、明るく照明できるので、夜間で
も良好な視認性を得ることができる。このように、バッ
クライト１６として２つ以上の発光中心波長を持つもの
を用いることによって、鮮やかな反射色でコントラスト
の高い表示が得られ、且つバックライト照明により、バ
ックライトを点灯せず外光による表示時と明暗の関係が
同じ表示となり、夜間でも視認性の高いメタリック調の
単色カラー表示の液晶表示装置が得られる。

【００９０】〔第７の実施形態の変形例〕この実施形態
では、ＳＴＮ液晶素子１２と位相差板１３を用いたが、
第１の実施の形態に用いたＴＮ液晶素子７を用いる液晶
表示装置や、第３の実施の形態に用いたＳＴＮ液晶素子
２０とねじれ位相差板１９を用いる液晶表示装置におい
ても、バックライト１６として、複数の発光中心波長を
持つ白色ＥＬ板を用いることによって、この実施形態と
同様な液晶表示装置を得ることができる。

【００９１】また、この実施形態では、白色ＥＬ板とし
て、発光色が青緑のＥＬ板の表面に、発光波長５８０ｎ
ｍの蛍光染料を塗布したものを用いたが、青緑のＥＬ板
の表面にある透明電極の下側に蛍光染料を印刷したり、
あるいは、青緑の発光体に蛍光染料を混合することなど
によって形成した白色のＥＬ板を用いることも可能であ
る。さらに、この実施の形態では、バックライト１６と
して、発光中心波長がλ_Ｌ _１＝４９０ｎｍとλ_Ｌ２＝５
８０ｎｍの２つあるＥＬ板を用いたが、少なくとも１つ
の発光中心波長が、コレステリック液晶ポリマーシート
１０の選択散乱中心波長λ_Ｃから５０ｎｍ以上ずれてい
ると、ＥＬ点灯時に明るい表示が可能である。

【００９２】また、この実施形態では、バックライト１
６として白色ＥＬ板を用いたが、プラスチック製の導光
板に発光色が緑と赤の２種類の発光ダイオード（ＬＥ
Ｄ）を取り付けたサイドライトや、プラスチック製の導
光板に発光色が白色の蛍光灯を取り付けたサイドライト
を使用しても、全く同様に明るい照明が得られる。ま
た、この実施の形態では、半透過型光吸収部材１５をバ
ックライト１６とコレステリック液晶ポリマーシート１
０の間に設けたが、第４の実施の形態で説明したよう
に、半透過型光吸収部材１５を取り除いても、もちろん
同様な液晶表示装置が得られる。

【００９３】

【発明の効果】以上によって明らかなように、この発明
による液晶表示装置は、鮮やかな反射色が得られるメタ
リック調の単色カラー表示が可能で、且つバックライト
を点灯することによって、夜間等の暗環境でも表示可能
な単色カラー表示の液晶表示装置を提供することができ
る。また、半透過型光吸収部材を使用しないようにすれ
ば、より鮮やかな反射色が得られるメタリック調の単色
カラー表示が可能で、且つバックライトを点灯時の輝度
がより明るい液晶表示装置を提供することができる。し
かも、外光を用いる反射状態の表示と、バックライトを
用いる透過状態の表示とで黒白関係が同じであり、薄暗
い環境でバックライトを点灯した際の視認性も向上す
る。したがって、この発明による液晶表示装置は、各種
の時計や携帯用電子機器、ゲーム器、その他の表示装置
として広範な利用が期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による液晶表示装置の第１の実施形態
の構成を示す模式的な断面図である。

【図２】同じくその液晶表示装置の各要素の配置関係を
示す説明図である。

【図３】この発明による液晶表示装置の第２の実施形態
の構成を示す模式的な断面図である。

【図４】同じくその液晶表示装置の各要素の配置関係を
示す説明図である。

【図５】この発明による液晶表示装置の第３の実施形態
の構成を示す模式的な断面図である。

【図６】同じくその液晶表示装置の各要素の配置関係を
示す説明図である。

【図７】この発明による液晶表示装置の第４の実施形態
の構成を示す模式的な断面図である。

【図８】この発明による液晶表示装置の第５の実施形態
の構成を示す模式的な断面図である。

【図９】この発明による液晶表示装置の第６の実施形態
の構成を示す模式的な断面図である。

【図１０】同じくその液晶表示装置の各要素の配置関係
を示す説明図である。

【図１１】この発明による液晶表示装置の第１乃至第６
の実施形態における透過率とバックライトの発光スペク
トルを示す線図である。

【図１２】この発明による液晶表示装置の第７の実施形
態における透過率とバックライトの発光スペクトルを示
す線図である。

【図１３】従来例のコレステリック液晶ポリマーシート
を用いた単色カラーの液晶表示装置の表示原理を説明す
るための模式的な斜視説明図である。

【符号の説明】

１，２：透明基板３，４：透明電極５：シール材６：ネマチック液晶７：ＴＮ液晶素子９，２７，２８：円偏光位相差板１０：コレステリック液晶ポリマーシート１２，１４：ＳＴＮ液晶素子１３：位相差板１５：半透過型光吸収部材１６：バックライト１７：第１の偏光板１８：第２の偏光板１９：ねじれ位相差板２６：反射型偏光板４０：液晶表示装置５２，５３：透過率５４，５５：バックライトの相対発光強度のスペクトル７ａ，１２ａ，１４ａ：下液晶分子配向方向７ｂ，１２ｂ，１４ｂ：上液晶分子配向方向９ａ，１３ａ，２７ａ，２８ａ：遅相軸１７ａ，１８ａ：透過軸１９ａ：下分子軸１９ｂ：上分子軸 λ_Ｃ：散乱中心波長 λ_Ｌ，λ_Ｌ１，λ_Ｌ２：発光中心波長

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０２Ｆ 1/137 Ｇ０２Ｆ 1/137 1/139 1/139 (72)発明者秋山貴埼玉県所沢市大字下富字武野840番地シチズン時計株式会社技術研究所内Ｆターム(参考） 2H042 AA09 AA11 AA26 2H049 BA02 BA03 BA25 BA42 BA43 BB03 BB42 BB49 BB62 BC04 BC22 2H088 GA03 HA15 HA18 HA21 HA28 JA05 JA13 KA07 KA11 MA01 MA02 2H091 FA08X FA08Z FA11X FA14Y FA41X GA02 GA06 HA07 HA10 KA02 LA15 LA17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】それぞれ透明電極を有する一対の透明基
板の間に約９０゜ツイスト配向しているネマチック液晶
を封入してなるＴＮ液晶素子と、該ＴＮ液晶素子の視認側に配置した第１の偏光板と、前記ＴＮ液晶素子の視認側と反対側に順次配置した第２
の偏光板と、円偏光位相差板と、コレステリック液晶ポ
リマーシートと、半透過光吸収部材と、バックライトと
を備え、外光を用いる反射状態での表示と前記バックライトを用
いる透過状態での表示とで黒白関係が同じであることを
特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】それぞれ透明電極を有する一対の透明基
板の間に１８０゜〜２７０゜ツイスト配向しているネマ
チック液晶を狭持してなるＳＴＮ液晶素子と、該ＳＴＮ液晶素子の視認側に配置した位相差板と、該位相差板の外側に配置した第１の偏光板と、前記ＳＴＮ液晶素子の視認側と反対側に順次配置した第
２の偏光板と、円偏光位相差板と、コレステリック液晶
ポリマーシートと、半透過光吸収部材と、バックライト
とを備え、外光を用いる反射状態での表示と前記バックライトを用
いる透過状態での表示とで黒白関係が同じであることを
特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】それぞれ透明電極を有する一対の透明基
板の間に約９０゜ツイスト配向しているネマチック液晶
を封入してなるＴＮ液晶素子と、該ＴＮ液晶素子の視認側に配置した第１の偏光板と、前記ＴＮ液晶素子の視認側と反対側に順次配置した第２
の偏光板と、円偏光位相差板と、コレステリック液晶ポ
リマーシートと、バックライトとを備え、前記バックライトの前記コレステリック液晶ポリマーシ
ートと対向する面が偏光散乱機能を有し、かつ外光を用
いる反射状態での表示と前記バックライトを用いる透過
状態での表示とで黒白関係が同じであることを特徴とす
る液晶表示装置。
【請求項４】それぞれ透明電極を有する一対の透明基
板の間に１８０゜〜２７０゜ツイスト配向しているネマ
チック液晶を狭持してなるＳＴＮ液晶素子と、該ＳＴＮ液晶素子の視認側に配置した位相差板と、該位相差板の外側に配置した第１の偏光板と、前記ＳＴＮ液晶素子の視認側と反対側に順次配置した第
２の偏光板と、円偏光位相差板と、コレステリック液晶
ポリマーシートと、バックライトとを備え、前記バックライトの前記コレステリック液晶ポリマーシ
ートと対向する面が偏光散乱機能を有し、かつ外光を用
いる反射状態での表示と前記バックライトを用いる透過
状態での表示とで黒白関係が同じであることを特徴とす
る液晶表示装置。
【請求項５】前記位相差板がねじれ位相差板である請
求項２又は４に記載の液晶表示装置。
【請求項６】前記バックライトの発光中心波長が、前
記コレステリック液晶ポリマーシートの選択散乱中心波
長から５０ｎｍ以上ずれていることを特徴とする請求項
１又は３に記載の液晶表示装置。
【請求項７】前記バックライトが２つ以上の発光中心
波長を持ち、かつ少なくとも１つの発光中心波長が、前
記コレステリック液晶ポリマーシートの選択散乱中心波
長から５０ｎｍ以上ずれていることを特徴とする請求項
１又は３に記載の液晶表示装置。
【請求項８】前記第２の偏光板が反射型偏光板である
ことを特徴とする請求項１又は３に記載の液晶表示装
置。