JP2713184B2 - カラー液晶表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カラーフィルタを用い
ずに明るいカラー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。

【０００３】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。

【０００４】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量を減じた光になり、表示が暗く
なってしまう。

【０００５】なお、液晶表示装置には、その裏面側に配
置される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、外光を利用し液晶表示装置を通った光を裏
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、上記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度通って二重に光量を
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。

【０００６】しかも、上記カラー液晶表示装置では、液
晶セルの両基板の電極が互いに対向している各箇所の表
示色がこの箇所に設けたカラーフィルタの色によって決
まるため、同じ箇所には１の色しか表示できなかった。

【０００７】なお、液晶表示装置には、セグメント表示
方式のものとドットマトリックス表示方式のものとがあ
り、セグメント表示方式の従来のカラー液晶表示装置で
は、１つ１つの表示パターンの表示色がそのパターンを
表示するためのセグメント電極に対応するカラーフィル
タの色によって決まり、ドット表示型液晶セルを用いる
従来のカラー液晶表示装置では、１つ１つの画素の色が
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。

【０００８】一方、カラーフィルタを必要としないＥＣ
Ｂ（複屈折効果）型のカラー液晶表示装置が従来知られ
ている。

【０００９】このＥＣＢ型液晶表示装置は、内面（液晶
層との対向面）に透明な電極を形成した一対の透明基板
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、前記液晶セルとしては、一般
に、液晶分子が、ツイスト配向、ホモジニアス配向、ホ
メオトロピック配向、ハイブリッド配向のいずれかの配
向状態に配向しているものが用いられている。

【００１０】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効果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透過した光
が、その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。

【００１１】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
効果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。

【００１２】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よる液晶分
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、同じ箇所で複数の色を表示することができる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記ＥＣＢ型
液晶表示装置は、液晶セルの液晶層の複屈折性が光の入
射角によって大きく変化するため、表示色が視角（表示
の観察角）によって大きく変化してしまい、したがっ
て、視野角が狭いという問題ももっている。

【００１４】しかも、上記ＥＣＢ型液晶表示装置は、温
度による表示色の色変化が大きいという問題をもってい
る。これは、液晶セルの液晶層の複屈折性に温度依存性
があるためであり、液晶セルの液晶層の複屈折性は、液
晶セルのΔｎ・ｄ（液晶の屈折率異方性Δｎと液晶層厚
ｄとの積）の値によって決まるが、液晶の屈折率異方性
Δｎは温度によって大きく変化するため、液晶層の複屈
折性が温度によって大きく変化し、表示色が変化してし
まう。

【００１５】本発明は、カラーフィルタを用いずに明る
いカラー表示を得るとともに、同じ箇所で複数の色を表
示することができ、しかも、視野角が広く、温度による
表示色の色変化も小さい、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。

【００１６】

【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、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ネマティック液晶層を設けてなる
液晶セルと、前記液晶セルをはさんでその表面側と裏面
側とに配置された一対の偏光板と、前記一対の偏光板の
間に配置された位相差板とを備え、かつ、前記位相差板
は、その遅相軸であるｘ軸方向の屈折率ｎ_x と、ｙ軸方
向の屈折率ｎ_y およびｚ軸方向の屈折率ｎ_z とが、ｎ_x
＞ｎ_z ＞ｎ_y の関係にある二軸性位相差板であって、前
記二軸性位相差板は、その遅相軸をこれに隣接する一方
の偏光板の透過軸に対してこの偏光板を透過して前記二
軸性位相差板に入射する直線偏光を各波長光毎に偏光状
態の異なる楕円偏光として出射させる角度で交差する方
向に向けて配置され、前記液晶セルは、その基板近傍の
液晶分子の配向方向をその基板に隣接する前記二軸性位
相差板の遅相軸に対して前記二軸性位相差板を出射した
前記楕円偏光の各波長光毎の偏光状態をさらに変化させ
る角度で交差する方向に向けて配置され、他方の偏光板
は、その透過軸をこの偏光板の透過光を構成する各波長
光の光量比が所望の着色光に対応した比率となる方向に
向けて配置されていることを特徴とするものである。

【００１７】本発明は、透過型の液晶表示装置にも、液
晶セルの裏面側に配置された裏側偏光板の背後に反射板
を配置した反射型の液晶表示装置にも適用できるもので
あり、前記二軸性位相差板の数は１枚でも２枚でもよ
く、また、前記液晶セルの液晶分子のツイスト角は、８
０°〜１１０°、１１０°〜１３０°、１８０°〜２７
０°のいずれであってもよい。

【００１８】また、反射型液晶表示装置において、１枚
の二軸性位相差板を用いる場合は、前記位相差板を、液
晶セルの表面側に配置された表側偏光板と前記液晶セル
との間に配置するのが望ましく、その場合は、少なくと
も、前記表側偏光板の透過軸と、前記位相差板の遅相軸
とを、所定角度斜めにずらせばよい。

【００１９】さらに、反射型液晶表示装置において、２
枚の二軸性位相差板を用いる場合は、表側偏光板と液晶
セルとの間と、裏側偏光板と前記液晶セルとの間とに、
それぞれ１枚ずつ位相差板を配置してもよく、その場合
は、少なくとも、前記表側偏光板の透過軸と、この偏光
板に隣接する位相差板の遅相軸とを、所定角度斜めにず
らせばよい。

【００２０】さらにまた、反射型液晶表示装置におい
て、２枚の二軸性位相差板を用いる場合は、表側偏光板
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
してもよく、その場合は、少なくとも、前記表側偏光板
の透過軸と、前記２枚の位相差板のうちの前記表側偏光
板に隣接する位相差板の遅相軸とを、所定角度斜めにず
らせばよい。

【００２１】本発明を、表側偏光板と液晶セルとの間に
１枚の二軸性位相差板を配置した反射型液晶表示装置に
適用する場合の例としては、液晶セルの液晶分子のツイ
スト角を８０°〜１１０°、前記液晶セルのΔｎ・ｄ
（液晶の屈折率異方性Δｎと液晶層厚ｄとの積）の値を
５２０ｎｍ〜５８０ｎｍ、位相差板のリタデーション
（位相差板の屈折率異方性Δｎと位相差板の厚さｄとの
積）の値を４００ｎｍ〜４６０ｎｍにする。

【００２２】液晶セルの液晶分子のツイスト角を１１０
°〜１３０°、前記液晶セルの液晶の値を８８０ｎｍ〜
９７０ｎｍ、位相差板のリタデーションの値を１２７０
ｎｍ〜１５３０ｎｍにする。

【００２３】液晶セルの液晶分子のツイスト角を１８０
°〜２７０°、前記液晶セルのΔｎ・ｄの値を８５０ｎ
ｍ〜９１０ｎｍ、位相差板のリタデーションの値を４０
０ｎｍ〜４６０ｎｍにする。

【００２４】等の例がある。

【００２５】また、本発明を、表側偏光板と液晶セルと
の間と、裏側偏光板と液晶セルとの間とに、それぞれ１
枚ずつ二軸性位相差板を配置した反射型液晶表示装置に
適用する例としては、液晶セルの液晶分子のツイスト角
が１８０°〜２７０°、前記液晶セルのΔｎ・ｄの値を
１２５０ｎｍ〜１４５０ｎｍ、表側偏光板に隣接する位
相差板のリタデーションの値を１５７０ｎｍ〜１６３０
ｎｍ、裏側偏光板に隣接する位相差板のリタデーション
の値を１５７０ｎｍ〜１６３０ｎｍにする例がある。

【００２６】また、本発明を、表側偏光板と液晶セルと
の間に２枚の二軸性位相差板を互いに重ねて配置した反
射型液晶表示装置に適用とする例としては、液晶セルの
液晶分子のツイスト角を１８０°〜２７０°、前記液晶
セルのΔｎ・ｄの値を１２５０ｎｍ〜１４５０ｎｍ、表
側偏光板に隣接する位相差板のリタデーションの値を１
５７０ｎｍ〜１６３０ｎｍ、液晶セルに隣接する位相差
板のリタデーションの値を１５２０ｎｍ〜１５８０ｎｍ
にする例がある。

【００２７】さらに、表側偏光板と液晶セルとの間に２
枚の二軸性位相差板を互いに重ねて配置した反射型液晶
表示装置において、前記液晶セルの液晶分子のツイスト
角が１８０°〜２７０°である場合は、前記液晶セルの
Δｎ・ｄの値を１４９０ｎｍ以上と大きくしてもよい。

【００２８】その例としては、液晶セルのΔｎ・ｄの値
を１４９０ｎｍ〜１５９０ｎｍ、表側偏光板に隣接する
位相差板のリタデーションの値を１５７０ｎｍ〜１６３
０ｎｍ、液晶セルに隣接する位相差板のリタデーション
の値を１４２０ｎｍ〜１４８０ｎｍにする。

【００２９】液晶セルのΔｎ・ｄの値を１５３０ｎｍ〜
１７３０ｎｍ、表側偏光板に隣接する位相差板のリタデ
ーションの値を１５７０ｎｍ〜１６３０ｎｍ、液晶セル
に隣接する位相差板のリタデーションの値を１５２０ｎ
ｍ〜１５８０ｎｍにする。

【００３０】等の例がある。

【００３１】また、本発明の他のカラー液晶表示装置
は、反射型表示装置として使用されるものであり、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
配向したネマティック液晶層を設けてなる液晶セルと、
前記液晶セルの表面側だけに配置された１枚の偏光板
と、前記液晶セルの裏面側に配置された反射板と、前記
偏光板と反射板との間に配置された位相差板とを備え、
かつ、前記位相差板は、その遅相軸であるｘ軸方向の屈
折率ｎ_x と、ｙ軸方向の屈折率ｎ_y およびｚ軸方向の屈
折率ｎ_z とが、ｎ_x ＞ｎ_z ＞ｎ_y の関係にある二軸性位
相差板であって、前記二軸性位相差板は、その遅相軸を
これに隣接する前記偏光板の透過軸に対してこの偏光板
を透過して前記二軸性位相差板に入射する直線偏光を各
波長光毎に偏光状態の異なる楕円偏光として出射させる
角度で交差する方向に向けて配置され、前記液晶セル
は、その基板近傍の液晶分子の配向方向をその基板に隣
接する前記二軸性位相差板の遅相軸に対して前記二軸性
位相差板を出射した前記楕円偏光の各波長光毎の偏光状
態をさらに変化させる角度で交差する方向に向けて配置
され、前記偏光板は、その透過軸をこの偏光板の透過光
を構成する各波長光の光量比が所望の着色光に対応した
比率となる方向に向けて配置されていることを特徴とす
るものである。

【００３２】

【作用】本発明のカラー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、位相差板と液
晶セルとを透過する間に、前記位相差板の複屈折効果と
液晶セルの液晶層の複屈折効果とによって各波長光がそ
れぞれ偏光状態の異なる楕円偏光となり、その光が他方
の偏光板に入射して、この他方の偏光板を透過した光
が、その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。

【００３３】なお、液晶セルの裏面側に配置された裏側
偏光板の背後に反射板を配置した反射型液晶表示装置に
おいては、その表面側からの入射光が表側偏光板、位相
差板および液晶セルを透過して裏側偏光板に入射し、こ
の裏側偏光板を透過して着色光となった光が反射板で反
射され、前記裏側偏光板と液晶セルおよび位相差板と表
側偏光板とを透過して表面側に出射する。

【００３４】この着色光の色は、一対の偏光板の透過軸
の方向および位相差板の遅相軸の方向と液晶セルの両基
板の近傍における液晶分子の配向方向とを、前記他方の
偏光板を透過した光の各波長光の光量比が所望の着色光
に対応した比率になるように設定することによって任意
に選ぶことができる。

【００３５】すなわち、このカラー液晶表示装置は、カ
ラーフィルタを用いずに、位相差板の複屈折効果と、液
晶セルの液晶層の複屈折効果と、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、透過型、反射
型を問わず、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。

【００３６】また、このカラー液晶表示装置において
は、位相差板の複屈折性はこの位相差板のリタデーショ
ンの値によって決まるが、液晶セルの液晶層の複屈折性
が、その両基板の電極間に印加される電圧に応じた液晶
分子の配向状態の変化によって変化し、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、同じ
箇所で複数の色を表示することができる。

【００３７】しかも、このカラー液晶表示装置において
は、液晶セルの液晶層の複屈折性は光の入射角によって
変化するが、位相差板の複屈折性は光の入射角が変化し
てもほとんど変わらないし、また、前記位相差板が、遅
相軸であるｘ軸方向の屈折率ｎ_x と、ｙ軸方向の屈折率
ｎ_y およびｚ軸方向の屈折率ｎ_z とが、ｎ_x ＞ｎ_z ＞ｎ
_y の関係にある二軸性位相差板であるため、光が液晶セ
ルの液晶層を垂直に透過したときと斜めに透過したとき
との位相差が前記二軸性位相差板によって補償されるか
ら、視野角が広くなる。

【００３８】さらに、このカラー液晶表示装置において
は、液晶セルの液晶層の複屈折性は温度によって変化す
るが、位相差板の温度による複屈折性の変化は極く小さ
いため、液晶セルの液晶層と位相差板との全体の複屈折
性は、温度依存性の小さい特性であり、したがって、温
度による表示色の色変化も小さくなる。

【００３９】また、反射型液晶表示装置において、１枚
の二軸性位相差板を用いる場合、この位相差板を、表側
偏光板と液晶セルとの間に配置し、少なくとも、前記表
側偏光板の透過軸と位相差板の遅相軸とを所定角度斜め
にずらしておけば、表側偏光板を透過して入射した直線
偏光が、まず位相差板を透過する過程でその複屈折効果
により偏光状態を変えられ、その光が液晶セルを透過す
る過程で液晶層の複屈折効果によりさらに偏光状態を変
えられて裏側偏光板に入射するため、上述した着色光を
得ることができる。

【００４０】また、反射型液晶表示装置において、２枚
の二軸性位相差板を用いる場合、表側偏光板と液晶セル
との間と、裏側偏光板と液晶セルとの間とに、それぞれ
１枚ずつ位相差板を配置し、少なくとも、表側偏光板の
透過軸とこの偏光板に隣接する位相差板の遅相軸とを所
定角度斜めにずらしておけば、表側偏光板を透過して入
射した直線偏光が、まず表側偏光板に隣接する位相差板
を透過する過程でその複屈折効果により偏光状態を変え
られ、その光が液晶セルを透過する過程で液晶層の複屈
折効果によりさらに偏光状態を変えられ、さらにその光
が裏側偏光板に隣接する位相差板を透過する過程でその
複屈折効果により偏光状態を変えられて裏側偏光板に入
射するため、上述した着色光を得ることができる。

【００４１】また、反射型液晶表示装置において、２枚
の二軸性位相差板を用いる場合、表側偏光板と液晶セル
との間に２枚の二軸性位相差板を互いに重ねて配置し、
少なくとも、表側偏光板の透過軸と２枚の位相差板のう
ちの前記表側偏光板に隣接する位相差板の遅相軸とを所
定角度斜めにずらしておけば、表側偏光板を透過して入
射した直線偏光が、まず表側偏光板に隣接する位相差板
を透過する過程でその複屈折効果により偏光状態を変え
られ、その光が液晶セルに隣接する位相差板を透過する
過程でその複屈折効果によりさらに偏光状態を変えら
れ、さらにその光が液晶セルを透過する過程で液晶層の
複屈折効果により偏光状態を変えられて裏側偏光板に入
射するため、上述した着色光を得ることができる。

【００４２】上記２枚の二軸性位相差板を用いる液晶表
示装置においては、光が液晶セル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２枚の二軸
性位相差板によってより効果的に補償されるから、視野
角がさらに広くなるし、また、液晶セルの液晶層と２枚
の位相差板との全体の複屈折性が、さらに温度依存性の
小さい特性になるため、温度による表示色の色変化もよ
り小さくなる。

【００４３】さらに、表側偏光板と液晶セルとの間に２
枚の二軸性位相差板を互いに重ねて配置した反射型液晶
表示装置において、液晶セルの液晶分子のツイスト角が
１８０°〜２７０°である場合、前記液晶セルのΔｎ・
ｄの値を１４９０ｎｍ以上と大きくすれば、その液晶層
の印加電圧に対する複屈折性の変化が大きくなるため、
表示色数を多くすることができる。

【００４４】また、本発明の他のカラー液晶表示装置
は、反射型表示装置として使用されるものであり、この
カラー液晶表示装置においては、液晶セルの表面側に配
置された偏光板を透過して入射した直線偏光が、位相差
板と液晶セルとを透過し、さらに反射板で反射されて、
前記液晶セルと位相差板とを再び透過する間に、前記位
相差板の複屈折効果と液晶セルの液晶層の複屈折効果と
によって各波長光がそれぞれ偏光状態の異なる楕円偏光
となり、その光が前記偏光板に入射して、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量比に応
じた色の着色光になる。

【００４５】この着色光の色は、前記偏光板の透過軸の
方向および位相差板の遅相軸の方向と液晶セルの両基板
の近傍における液晶分子の配向方向とを、前記偏光板を
透過した光の各波長光の光量比が所望の着色光に対応し
た比率になるように設定することによって任意に選ぶこ
とができる。

【００４６】すなわち、このカラー液晶表示装置は、カ
ラーフィルタを用いずに、位相差板の複屈折効果と、液
晶セルの液晶層の複屈折効果と、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、反射型のものであっ
ても、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。

【００４７】そして、このカラー液晶表示装置において
も、液晶セルの液晶層の複屈折性が、その両基板の電極
間に印加される電圧に応じた液晶分子の配向状態の変化
によって変化するため、液晶セル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、同じ箇所で複数の色を表示することが
できる。

【００４８】また、このカラー液晶表示装置において
も、液晶セルの液晶層の複屈折性は光の入射角によって
変化するが、位相差板の複屈折性は光の入射角が変化し
てもほとんど変わらないし、また、前記位相差板が、遅
相軸であるｘ軸方向の屈折率ｎ_x と、ｙ軸方向の屈折率
ｎ_y およびｚ軸方向の屈折率ｎ_z とが、ｎ_x ＞ｎ_z ＞ｎ
_y の関係にある二軸性位相差板であるため、光が液晶セ
ルの液晶層を垂直に透過したときと斜めに透過したとき
との位相差が前記二軸性位相差板によって補償されるか
ら、視野角が広くなる。

【００４９】さらに、このカラー液晶表示装置において
も、液晶セルの液晶層の複屈折性は温度によって変化す
るが、位相差板の温度による複屈折性の変化は極く小さ
いため、液晶セルの液晶層と位相差板との全体の複屈折
性は、温度依存性の小さい特性であり、したがって、温
度による表示色の色変化も小さくなる。

【００５０】

【実施例】

［第１の実施例］以下、本発明の第１の実施例を図１〜
図５を参照して説明する。この実施例のカラー液晶表示
装置は、液晶分子のツイスト角が８０°〜１１０°の液
晶セルと１枚の二軸性位相差板を用いたものである。

【００５１】図１はカラー液晶表示装置の断面図であ
り、この液晶表示装置は、液晶セル１０と、この液晶セ
ル１０をはさんでその表面側（図において上面側）と裏
面側（図において下面側）に配置された一対の偏光板２
１，２２と、液晶セル１０の表面側に配置された表側偏
光板２１と前記液晶セル１０との間に配置された１枚の
位相差板２３と、液晶セル１０の裏面側に配置された裏
側偏光板２２の背後に配置された反射板２５とからなっ
ている。

【００５２】上記液晶セル１０は、内面に透明電極１
３，１４が形成されその上に配向膜１５，１６が形成さ
れた一対の透明基板１１，１２を枠状のシール材１７を
介して接合し、この両基板１１，１２間の前記シール材
１７で囲まれた領域に、液晶分子がツイスト配向したネ
マティック液晶層１８を設けたものである。

【００５３】この液晶セル１０は、単純マトリックス型
のものであり、表側基板１１の内面に形成された電極１
３は走査電極、裏側基板１２の内面に形成された電極１
４は信号電極である。

【００５４】また、両基板１１，１２の内面にそれぞれ
設けられた配向膜１５，１６は、例えばポリイミド等か
らなる水平配向膜であり、これら配向膜１５，１６は、
その膜面を所定方向にラビングすることによって配向処
理されている。

【００５５】そして、前記液晶層１８の液晶の分子は、
それぞれの基板１１，１２側における配向方向を前記配
向膜１５，１６で規制され、両基板１１，１２間におい
て８０°〜１１０°（この実施例ではほぼ９０°）のツ
イスト角でツイスト配向している。なお、この液晶層１
８には、液晶分子にツイスト配向性を付与するカイラル
液晶が添加されている。

【００５６】また、上記一対の偏光板２１，２２のう
ち、表側偏光板２１は、その透過軸を、上記液晶セル１
０の一方の基板の近傍における液晶分子の配向方向とほ
ぼ平行にするかあるいはほぼ直交させて配置され、裏側
偏光板２２は、その透過軸を、前記表側偏光板２１の透
過軸とほぼ平行にするかあるいはほぼ直交させて配置さ
れており、さらに、位相差板２３は、その遅相軸を、前
記表側偏光板２１の透過軸に対して所定角度斜めにずら
して設けられている。

【００５７】図２は、液晶セル１０の液晶分子配向方向
と、偏光板２１，２２の透過軸の向きと、位相差板２３
の遅相軸の向きとを示す表面側から見た図であり、図に
おいて、１１ａは液晶セル１０の表側基板１１の近傍に
おける液晶分子の配向方向、１２ａは液晶セル１０の裏
側基板１２の近傍における液晶分子の配向方向を示して
いる。

【００５８】この図２のように、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１２ａは、液
晶セル１０の横軸Ｓに対し、表面側から見て右回りにほ
ぼ４５°の方向、表側基板１１の近傍における液晶分子
の配向方向１１ａは、前記裏側基板１２の近傍における
液晶分子の配向方向１２ａに対し、表面側から見て左回
りにほぼ９０°の方向にあり、液晶分子は、裏側基板１
２側から表側基板１１側に向かい、表面側から見て右回
りにほぼ９０°のツイスト角でツイスト配向している。

【００５９】また、図２において、２１ａは表側偏光板
２１の透過軸、２２ａは裏側偏光板２２の透過軸を示し
ており、この実施例では、表側偏光板２１の透過軸２１
ａを上記液晶セル１０の表側基板１１の近傍における液
晶分子の配向方向１１ａに対してほぼ直交させ、裏偏光
板２２の透過軸２２ａを表側偏光板２１の透過軸２１ａ
とほぼ平行にしている。

【００６０】さらに、図２において、２３ａは上記位相
差板２３の遅相軸を示しており、この位相差板２３の遅
相軸２３ａは、表側偏光板２１の透過軸２１ａに対して
所定角度斜めにずらしてある。なお、この実施例では、
位相差板２３の遅相軸２３ａを、表側偏光板２１の透過
軸２１ａに対して、表面側から見て液晶セル１０の液晶
分子ツイスト方向と逆方向（左回り）にほぼ４５°ずら
している。

【００６１】図３は上記位相差板２３の斜視図であり、
この位相差板２３は、その遅相軸（延伸軸）２３ａであ
るｘ軸方向の屈折率ｎ_x と、ｙ軸方向の屈折率ｎ_y およ
びｚ軸方向の屈折率ｎ_z とがｎ_x ＞ｎ_z ＞ｎ_y の関係に
ある二軸性位相板である。

【００６２】また、この実施例では、上記液晶セル１０
として、液晶の屈折率異方性Δｎと液晶層厚ｄとの積Δ
ｎ・ｄの値が５５２ｎｍのものを用いている。なお、こ
の液晶セル１０の液晶の複屈折率Δｎおよび液晶層厚ｄ
は、 Δｎ＝０．０９２ ｄ＝６μｍ である。

【００６３】さらに、この実施例では、上記二軸性位相
差板２３として、ｘ，ｙ，ｚ軸方向の屈折率ｎ_x ，
ｎ_y ，ｎ_z およびその板厚（屈折率異方性のある部分の
厚み）ｄが、 ｎ_x ＝１．４ ｎ_y ＝１．２ ｎ_z ＝１．３ ｄ＝２．１５μｍ のものを用いている。

【００６４】この二軸性位相差板２３は、ｘ軸方向の屈
折率ｎ_x とｙ軸方向の屈折率ｎ_y との差に応じた屈折率
異方性Δｎ（Δｎ＝ｎ_x −ｎ_y ）をもっており、そのリ
タデーション（位相差板の屈折率異方性Δｎと位相差板
の板厚ｄとの積）の値は、４３０ｎｍである。

【００６５】上記カラー液晶表示装置は、その表面側か
ら入射する外光（自然光または室内照明光等）を裏面側
の反射板２５で反射させて表示するものであり、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。

【００６６】そして、このカラー液晶表示装置において
は、その表面側から表側偏光板２１を透過して入射した
直線偏光が、位相差板２３および液晶セル１０を順次透
過する間に、前記位相差板２３の複屈折効果および液晶
セル１０の液晶層１８の複屈折効果により偏光状態を変
えられて裏側偏光板２２に入射し、この裏側偏光板２２
を透過した光が着色光になる。

【００６７】この光の着色について説明すると、液晶表
示装置に入射する外光は、表側偏光板２１を透過して直
線偏光となった後に、まず位相差板２３に入射するが、
この位相差板２３遅相軸２３ａが前記表側偏光板２１の
透過軸２１ａに対して所定角度（この実施例ではほぼ４
５°）斜めにずれているため、表側偏光板２１を透過し
た直線偏光が、位相差板２３を透過する間にそのリタデ
ーションの値に応じた複屈折作用を受け、各波長光がそ
れぞれ偏光状態の異なる楕円偏光となる。

【００６８】また、上記位相差板２３を透過した光は、
液晶セル１０に入射し、その液晶層１８を透過する間
に、この液晶セル１０のΔｎ・ｄの値と液晶分子の配向
状態とに応じた複屈折作用を受け、各波長光の楕円偏光
の状態がさらに変化した光になる。

【００６９】そして、このように、位相差板２３の複屈
折効果と液晶セル１０の液晶層１８の複屈折効果とによ
って各波長光がそれぞれ偏光状態の異なる楕円偏光とな
った光は、裏側偏光板２２に入射し、その光のうち、裏
側偏光板２２の透過軸２２ａに沿った成分の光だけがこ
の裏側偏光板２２を透過して、この透過光（直線偏光）
が、そ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。

【００７０】この着色光の色は、一対の偏光板２１，２
２の透過軸２１ａ，２２ａおよび位相差板２３の遅相軸
２３ａの向きと、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１１ａ，１２ａと、液晶
セル１０のΔｎ・ｄの値および位相差板２３のリタデー
ションの値とを、裏側偏光板２２を透過した光を構成す
る各波長光の光量比が所望の着色光に対応した比率にな
るように設定することによって任意に選ぶことができ
る。

【００７１】また、裏側偏光板２２を透過した着色光
は、反射板２５で反射されて上述した光経路と逆の経路
で液晶表示装置の上面側に出射し、この着色光によって
カラー画像が表示される。

【００７２】なお、この場合、反射板２５で反射される
着色光は、位相差板２３および液晶セル１０の液晶層１
８の複屈折効果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のうちの、裏側偏光板２２の透
過軸２２ａに沿った成分の光だけであり、その波長域の
域端の極く僅かな波長成分の光は、液晶セル１０および
位相差板２３を再び透過する過程で複屈折されて表側偏
光板２１で吸収されるため、表側偏光板２１を透過して
出射する着色光は、反射板２５で反射された着色光より
もさらに色純度が良くなった光となる。

【００７３】すなわち、上記カラー液晶表示装置は、カ
ラーフィルタを用いずに、位相差板２３の複屈折効果
と、液晶セル１０の液晶層１８の複屈折効果と、一対の
偏光板２１，２２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、光の透過率を高くすることができる。この
ため、上記カラー液晶表示装置は、反射型のものであっ
ても、非常に明るいカラー表示を得ることができる。

【００７４】また、このカラー液晶表示装置において
は、上記位相差板２３の複屈折性はこの位相差板２３の
リタデーションの値によって決まるが、液晶セル１０の
液晶層１８の複屈折性が、その両基板１１，１２の電極
１３，１４間に印加される電圧に応じた液晶分子の配向
状態の変化によって変化し、それに応じて上記裏側偏光
板２２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１０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、同じ
箇所、つまり同じ画素で、複数の色を表示することがで
きる。

【００７５】すなわち、液晶セル１０の液晶分子は、電
極１３，１４間に電圧を印加していない状態では、基板
１１，１２面に対して最も倒伏した初期のツイスト配向
状態にあり、電極１３，１４間に電圧を印加すると、印
加電圧を高くしてゆくのにともなってツイスト配向状態
を保ちつつ立上り配向してゆき、最終的に、基板１１，
１２面に対してほぼ垂直に立上がった状態になる。

【００７６】そして、液晶の屈折率異方性Δｎの値は、
見掛上、液晶分子が立上り配向してゆくのにともなって
小さくなり、液晶分子が垂直に立上がり配向したときに
“０”になるため、液晶セル１０の見掛上のΔｎ・ｄの
値は、液晶分子が初期のツイスト配向状態にあるときに
最も大きく、液晶分子が垂直に立上がり配向したときに
“０”になる。

【００７７】このため、液晶セル１０の液晶層１８の複
屈折性は、電圧無印加状態、つまり液晶分子が初期のツ
イスト配向状態にあるときが最も大きく、このときは、
位相差板２３の複屈折効果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が、液晶層１８によ
り大きく複屈折されて裏側偏光板２２に入射し、この偏
光板２２を透過した光が、ある色の着色光になる。

【００７８】また、液晶セル１０に電圧を印加すると、
その電圧に応じて液晶層１８の複屈折性が変化し、上記
電圧無印加状態のときとは異なる偏光状態の光が裏側偏
光板２２に入射して、この偏光板２２を透過した光が他
の色に着色する。

【００７９】さらに、液晶セル１０に液晶分子がほぼ垂
直に立上がり配向する電圧を印加すると、液晶層１８の
複屈折性がほとんど無くなり、位相差板２３の複屈折効
果により各波長光がそれぞれ偏光状態の異なる楕円偏光
となった光が、その偏光状態のまま液晶セル１０を透過
して裏側偏光板２２に入射するため、このときは、前記
裏側偏光板２２を透過した光が、位相差板２３の複屈折
効果だけによる着色光になる。

【００８０】このカラー液晶表示装置の表示色は、一対
の偏光板２１，２２の透過軸２１ａ，２２ａおよび位相
差板２３の遅相軸２３ａの向きと、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１１
ａ，１２ａと、液晶セル１０のΔｎ・ｄの値および位相
差板２３のリタデーションの値と、液晶セル１０への印
加電圧値とによって決まる。

【００８１】このカラー液晶表示装置の表示色について
説明すると、図２に示したように、液晶セル１０の液晶
分子のツイスト角がほぼ９０°、表側偏光板２１の透過
軸２１ａと位相差板２３の遅相軸２３ａとのずれ角がほ
ぼ４５°、表側偏光板２１の透過軸２１ａが液晶セル１
０の表側基板１１の近傍における液晶分子の配向方向１
１ａに対してほぼ直交、裏偏光板２２の透過軸２２ａが
表側偏光板２１の透過軸２１ａとほぼ平行であり、液晶
セル１０のΔｎ・ｄの値が５５２ｎｍ、位相差板２３の
リタデーションの値が４３０ｎｍである場合、液晶セル
１０への印加電圧と表示色の関係は次のようになる。な
お、ここで、印加電圧値は実効値であり、表示色は、液
晶表示装置の表示を真正面から見たときの色である。

【００８２】 （印加電圧） （表示色） １．７ｖ以下 オレンジ ２．９〜３．５ｖ 黒 ４．５ｖ以上 青 このように、上記カラー液晶表示装置の表示色は、液晶
セル１０に印加する電圧を高くしていくのにともなっ
て、オレンジ→黒→青の順に変化する。

【００８３】なお、ここでは、液晶セル１０の液晶分子
のツイスト角をほぼ９０°、液晶セル１０のΔｎ・ｄの
値を５５２ｎｍ、位相差板２３のリタデーションの値を
４３０ｎｍとしたが、液晶セル１０の液晶分子のツイス
ト角が８０°〜１１０°の範囲で、表側偏光板２１の透
過軸２１ａが液晶セル１０の一方の基板の近傍における
液晶分子の配向方向１１ａまたは１２ａとほぼ平行かあ
るいはほぼ直交し、裏側偏光板２２の透過軸２２ａが前
記表側偏光板２１の透過軸２１ａとほぼ平行かあるいは
ほぼ直交しているとともに、表側偏光板２１の透過軸２
１ａに対する位相差板２３の遅相軸２３ａのずれ角が４
５°±５°であり、かつ、液晶セル１０のΔｎ・ｄの値
が５２０ｎｍ〜５８０ｎｍ、位相差板２３のリタデーシ
ョンの値が４００ｎｍ〜４６０ｎｍの範囲であれば、上
記オレンジ，黒，青の表示色が得られる。

【００８４】しかも、上記カラー液晶表示装置において
は、液晶セル１０の液晶層１８の複屈折性は光の入射角
によって変化するが、位相差板２３の複屈折性は光の入
射角が変化してもほとんど変わらないし、また、前記位
相差板２３が、遅相軸２３ａであるｘ軸方向の屈折率ｎ
_x と、ｙ軸方向の屈折率ｎ_y およびｚ軸方向の屈折率ｎ
_z とが、ｎ_x ＞ｎ_z ＞ｎ_y の関係にある二軸性位相差板
であるため、光が液晶セル１０の液晶層１８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前記二軸
性位相差板２３によって補償されるから、視野角が広く
なる。

【００８５】これは、上記二軸性位相差板２３が、その
厚さ方向にも位相差をもっており、通常用いられている
一軸性位相差板に比べて、光の入射角に対する位相差の
変化が小さいためである。

【００８６】すなわち、位相差板の光入射角に対する
ｘ，ｙ軸方向の位相差Ｒ_xyは、位相差板の法線（ｘ軸と
ｙ軸を通る面に対して垂直な線）に沿う方向から光が入
射した場合、つまり位相差板の法線に対する光入射角が
０°の場合の位相差Ｒ_xy（０）が、 Ｒ_xy（０）＝（ｎ_x −ｎ_y ）ｄ ……(1) （ｄは位相差板の板厚） 位相差板の法線に対してθ°傾いた方向から斜めに光が
入射した場合の位相差Ｒ_xy（θ）が、

【数１】 となる。

【００８７】そして、通常の一軸性位相差板は、図３に
示したｘ，ｙ，ｚ軸方向の屈折率ｎ_x ，ｎ_y ，ｎ_z が、
ｎ_x ＞ｎ_y ＝ｎ_z であるため、この一軸性位相差板の光
入射角が０°の場合の位相差Ｒ_xy（０）と、光入射角が
θ°の場合の位相差Ｒ_xy（θ）との比Ｒ_xy（θ）／Ｒ_xy
（０）は、光の入射角によって大きく変化する。

【００８８】これに対して、二軸性位相差板は、ｘ，
ｙ，ｚ軸方向の屈折率ｎ_x ，ｎ_y ，ｎ_z が、ｎ_x ＞ｎ_z
＞ｎ_y であるため、光入射角によるＲ_xy（θ）／Ｒ
_xy（０）の変化が小さく、したがって、光入射角による
位相差の変化が小さい。

【００８９】すなわち、図４は、二軸性位相差板におけ
るＲ_xy（θ）／Ｒ_xy（０）の光入射角による変化を、一
軸性位相差板と比較して示したものであり、一軸性位相
差板は、そのＲ_xy（θ）／Ｒ_xy（０）が図に破線で示し
たように、光の入射角によって大きく変化するため、光
の入射角が大きくなると位相差が大きく変化してしまう
が、二軸性位相差板は、光入射角によるＲ_xy（θ）／Ｒ
_xy（０）の変化が図に実線で示すように小さく、したが
って光入射角による位相差の変化が小さい。

【００９０】なお、図４に示した一軸性位相差板のＲ_xy
（θ）／Ｒ_xy（０）の値は、ｎ_x ＝１．４，ｎ_y ＝ｎ_z
＝１．２である位相差板の値、二軸性位相差板のＲ
_xy（θ）／Ｒ_xy（０）の値は、ｎ_x ＝１．４，ｎ_y ＝
１．２，ｎ_z ＝１．３である位相差板の値である。

【００９１】このように、通常の一軸性位相差板は光の
入射角によって位相差が大きく変化するため、上記カラ
ー液晶表示装置に一軸性位相差板を用いたのでは、視角
によって表示色がある程度変化してしまうが、二軸性位
相差板は光の入射角に対する位相差の変化が小さいた
め、この二軸性位相差板を用いれば、視角による表示色
の変化、つまり表示色の視角依存性がかなり小さくな
る。

【００９２】図５は、位相差板２３に、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た上記実施例のカラー液
晶表示装置と、前記位相差板２３をｎ_x ＞ｎ_y ＝ｎ_z の
通常の一軸性位相差板に置き換えた比較装置との視角と
表示色の色差（ΔＥ^* ab）との関係を示しており、実線
は実施例装置の視角による色差の変化を示し、破線は比
較装置の視角による色差の変化を示している。

【００９３】なお、実施例装置と比較装置は、いずれ
も、液晶セルの液晶分子ツイスト角をほぼ９０°、液晶
の複屈折率Δｎを０．０９２、液晶層厚を６μｍ、表側
偏光板の透過軸に対する位相差板の遅相軸のずれ角をほ
ぼ４５°、表側偏光板の透過軸を液晶セルの表側基板の
近傍における液晶分子の配向方向に対してほぼ直交、裏
側偏光板の透過軸を表側偏光板の透過軸とほぼ平行にし
たものであり、また実施例装置に用いた二軸性位相差板
はｎ_x ＝１．４，ｎ_y ＝１．２，ｎ_z ＝１．３の位相差
板、比較装置に用いた一軸性位相差板はｎ_x ＝１．４，
ｎ_y ＝ｎ_z ＝１．２の位相差板である。ただし、これら
位相差板の板厚はいずれも２．１５μｍである。

【００９４】また、上記表示色の色差（ΔＥ^* ab）は、
視角が０°、つまり表示装置の真正面から表示を見たと
きの色度を基準とした値であり、この基準色度と各視角
での表示色の色度との差である。

【００９５】この図５のように、ｘ，ｙ，ｚ軸方向の屈
折率ｎ_x ，ｎ_y ，ｎ_z がｎ_x ＞ｎ_y＝ｎ_z である通常の
一軸性位相差板を用いた比較装置は、視角による色差の
変化が大きく、したがって表示色の視角依存性が大きい
が、ｎ_x ＞ｎ_z ＞ｎ_y の二軸性位相差板を用いた実施例
装置は、前記比較装置に比べて視角による色差の変化が
かなり小さく、したがって表示色の視角依存性が小さい
から、充分広い視野角をもっている。

【００９６】さらに、上記実施例のカラー液晶表示装置
においては、液晶セル１０の液晶層１８の複屈折性は温
度によって変化するが、位相差板２３の温度による複屈
折性の変化は極く小さいため、液晶セル１０の液晶層１
８と位相差板２３との全体の複屈折性は、温度依存性の
小さい特性であり、したがって、温度による表示色の色
変化も小さい。

【００９７】なお、上記実施例では、位相差板２３を表
側偏光板２１と液晶セル１０との間に設けているが、こ
の位相差板２３は裏側偏光板２２と液晶セル１０との間
に設けてもよく、また、位相差板２３の遅相軸２３ａと
この位相差板２３が隣接する偏光板２１（または２２）
の透過軸２１ａ（または２２ａ）とのずれ角も任意でよ
い。ただし、位相差板２３の偏光作用による着色効果を
十分に得るには、前記ずれ角は４５±５°が望ましい。

【００９８】また、上記実施例のカラー液晶表示装置
は、その裏面に反射板２５を設けた反射型のものである
が、この液晶表示装置は、前記反射板２５をなくして透
過型装置として使用することも可能である。

【００９９】［第２の実施例］なお、上記第１の実施例
では、液晶セル１０の液晶分子のツイスト角を８０°〜
１１０°としたが、この液晶セル１０の液晶分子のツイ
スト角は、１８０°〜２７０°にしてもよい。

【０１００】図６は、本発明の第２の実施例を示す、液
晶セル１０の液晶分子配向方向と、偏光板２１，２２の
透過軸の向きと、位相差板２３の遅相軸の向きとを示す
表面側から見た図であり、この実施例では、液晶セル１
０の液晶分子のツイスト角を、ほぼ２５０°としてい
る。

【０１０１】なお、この実施例のカラー液晶表示装置
は、液晶セルの液晶分子のツイスト角をほぼ２５０°と
したものであるが、表示装置全体の基本的な構成は図１
に示したものと同じであるから、その説明は省略する。

【０１０２】この実施例では、図７のように、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
１２ａを、液晶セル１０の横軸Ｓに対し、表面側から見
て右回りにほぼ１００°の方向、表側基板１１の近傍に
おける液晶分子の配向方向１１ａは、前記裏側基板１２
の近傍における液晶分子の配向方向１２ａに対し、表面
側から見て右回りにほぼ７０°の方向にし、液晶分子
を、裏側基板１２側から表側基板１１側に向かい表面側
から見て右回りにほぼ２５０°のツイスト角でツイスト
配向させている。

【０１０３】また、この実施例では、表側偏光板２１の
透過軸２１ａと、裏側偏光板２２の透過軸２２ａとを次
のような向きにするとともに、位相差板２３の遅相軸２
３ａを、表側偏光板２１の透過軸２１ａに対して所定角
度斜めにずらしている。

【０１０４】すなわち、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１２ａを基準方向（０
°の方向）としたとき、表側偏光板２１の透過軸２１ａ
は、前記基準方向に対して、表面側から見て液晶セル１
０の液晶分子ツイスト方向と逆方向（左回り）にほぼ５
５°の方向にあり、裏側偏光板２２の透過軸２２ａは、
上記基準方向に対して、表面側から見て前記液晶分子ツ
イスト方向と逆方向にほぼ４５°の方向にある。

【０１０５】また、位相差板２３の遅相軸２３ａは、上
記基準方向に対して、表面側から見て前記液晶分子ツイ
スト方向と同方向（右回り）にほぼ８０°の方向にあ
り、この位相差板２３の遅相軸２３ａは、表側偏光板２
１の透過軸２１ａに対して、表面側から見て前記液晶分
子ツイスト方向と逆方向にぼ４５°ずれている。

【０１０６】また、この実施例では、上記液晶セル１０
として、液晶の屈折率異方性Δｎと液晶層厚ｄとの積Δ
ｎ・ｄの値が８８０ｎｍのものを用いている。なお、こ
の液晶セル１０の液晶の複屈折率Δｎおよび液晶層厚ｄ
は、 Δｎ＝０．１３ ｄ＝６．８μｍ である。

【０１０７】なお、上記二軸性位相差板２３は、第１の
実施例で用いたものと同じものであり、そのリタデーシ
ョンの値は４３０ｎｍ（ｎ_x ＝１．４，ｎ_y ＝１．２，
ｎ_z＝１．３，ｄ＝２．１５μｍ）である。

【０１０８】この実施例のカラー液晶表示装置は、表面
側から入射する外光を裏面側の反射板２５で反射させて
表示するものであり、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。

【０１０９】そして、このカラー液晶表示装置において
は、その表面側から表側偏光板２１を透過して入射した
直線偏光が、位相差板２３および液晶セル１０を順次透
過する間に、前記位相差板２３の複屈折効果および液晶
セル１０の液晶層１８の複屈折効果により偏光状態を変
えられて裏側偏光板２２に入射し、この裏側偏光板２２
を透過した光が着色光になる。

【０１１０】この光の着色について説明すると、液晶表
示装置に入射する外光は、表側偏光板２１を透過して直
線偏光となった後に、まず位相差板２３に入射するが、
この位相差板２３遅相軸２３ａが前記表側偏光板２１の
透過軸２１ａに対して所定角度（この実施例ではほぼ４
５°）斜めにずれているため、表側偏光板２１を透過し
た直線偏光が、位相差板２３を透過する間にそのリタデ
ーションの値に応じた複屈折作用を受け、各波長光がそ
れぞれ偏光状態の異なる楕円偏光となる。

【０１１１】また、上記位相差板２３を透過した光は、
液晶セル１０に入射し、その液晶層１８を透過する間
に、この液晶セル１０のΔｎ・ｄの値と液晶分子の配向
状態とに応じた複屈折作用を受け、各波長光の楕円偏光
の状態がさらに変化した光になる。

【０１１２】この場合、この実施例では、液晶セル１０
の液晶分子のツイスト角をほぼ２５０°と大きくしてい
るため、液晶セル１０の液晶層１８の複屈折作用は、上
述した第１の実施例よりも大きい。

【０１１３】そして、このように、位相差板２３の複屈
折効果と液晶セル１０の液晶層１８の複屈折効果とによ
って各波長光がそれぞれ偏光状態の異なる楕円偏光とな
った光は、裏側偏光板２２に入射し、その光のうち、裏
側偏光板２２の透過軸２２ａに沿った成分の光だけがこ
の裏側偏光板２２を透過して、この透過光（直線偏光）
が、そ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。

【０１１４】この着色光の色は、一対の偏光板２１，２
２の透過軸２１ａ，２２ａおよび位相差板２３の遅相軸
２３ａの向きと、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１１ａ，１２ａと、液晶
セル１０のΔｎ・ｄの値および位相差板２３のリタデー
ションの値とを、裏側偏光板２２を透過した光を構成す
る各波長光の光量比が所望の着色光に対応した比率にな
るように設定することによって任意に選ぶことができ
る。

【０１１５】また、裏側偏光板２２を透過した着色光
は、反射板２５で反射されて上述した光経路と逆の経路
で液晶表示装置の上面側に出射し、この着色光によって
カラー画像が表示される。

【０１１６】この反射板２５で反射された着色光は、位
相差板２３および液晶セル１０の液晶層１８の複屈折効
果により各波長光がそれぞれ偏光状態の異なる楕円偏光
となった光のうちの、裏側偏光板２２の透過軸２２ａに
沿った成分の光だけであり、その波長域の域端の極く僅
かな波長成分の光は、液晶セル１０および位相差板２３
を再び透過する過程で複屈折されて表側偏光板２１で吸
収されるため、表側偏光板２１を透過して出射する着色
光は、反射板２５で反射された着色光よりもさらに色純
度が良くなった光となる。

【０１１７】すなわち、このカラー液晶表示装置は、カ
ラーフィルタを用いずに、位相差板２３の複屈折効果
と、液晶セル１０の液晶層１８の複屈折効果と、一対の
偏光板２１，２２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、光の透過率を高くすることができる。この
ため、上記カラー液晶表示装置は、反射型のものであっ
ても、非常に明るいカラー表示を得ることができる。

【０１１８】また、このカラー液晶表示装置において
は、上記位相差板２３の複屈折性はこの位相差板２３の
リタデーションの値によって決まるが、液晶セル１０の
液晶層１８の複屈折性が、その両基板１１，１２の電極
１３，１４間に印加される電圧に応じた液晶分子の配向
状態の変化によって変化し、それに応じて上記裏側偏光
板２２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１０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、同じ
箇所、つまり同じ画素で、複数の色を表示することがで
きる。

【０１１９】このカラー液晶表示装置の表示色は、一対
の偏光板２１，２２の透過軸２１ａ，２２ａおよび位相
差板２３の遅相軸２３ａの向きと、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１１
ａ，１２ａと、液晶セル１０のΔｎ・ｄの値および位相
差板２３のリタデーションの値と、液晶セル１０への印
加電圧値とによって決まる。

【０１２０】このカラー液晶表示装置の表示色について
説明すると、図６に示したように、液晶セル１０の液晶
分子のツイスト角がほぼ２５０°、表側偏光板２１の透
過軸２１ａと位相差板２３の遅相軸２３ａとのずれ角が
ほぼ４５°であって、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１２ａを基準方向とした
とき、表側偏光板２１の透過軸２１ａが前記基準方向に
対し表面側から見て液晶セル１０の液晶分子ツイスト方
向と逆方向にほぼ５５°の方向、裏偏光板２２の透過軸
２２ａが前記基準方向に対し表面側から見て前記液晶分
子ツイスト方向と逆方向にほぼ４５°の方向、位相差板
２３の遅相軸２３ａが前記基準方向に対し表面側から見
て前記液晶分子ツイスト方向と同方向にほぼ８０°の方
向にあり、液晶セル１０のΔｎ・ｄの値が８８０ｎｍ、
位相差板２３のリタデーションの値が４３０ｎｍである
場合、液晶セル１０への印加電圧と表示色の関係は次の
ようになる。なお、ここで、印加電圧値は実効値であ
り、表示色は、液晶表示装置の表示を真正面から見たと
きの色である。

【０１２１】 （印加電圧） （表示色） ２．０４ｖ以下 赤 ２．１８〜２．２２ｖ 緑 ２．４４ｖ以上 青 このように、上記カラー液晶表示装置の表示色は、液晶
セル１０に印加する電圧を高くしていくのにともなっ
て、赤→緑→青の順に変化するため、１つの画素で、光
の三原色である赤，緑，青を表示することができる。

【０１２２】なお、ここでは、液晶セル１０の液晶分子
のツイスト角をほぼ２５０°、液晶セル１０のΔｎ・ｄ
の値を８８０ｎｍ、位相差板２３のリタデーションの値
を４３０ｎｍとしたが、液晶セル１０の液晶分子のツイ
スト角が１８０°〜２７０°の範囲（望ましくは２５０
°±１０°）で、表側偏光板２１の透過軸２１ａに対す
る位相差板２３の遅相軸２３ａのずれ角が４５°±５°
であり、液晶セル１０の裏側基板１２の近傍における液
晶分子の配向方向を基準方向としたとき、表側偏光板２
１の透過軸２１ａが前記基準方向に対し表面側から見て
液晶セル１０の液晶分子ツイスト方向と逆方向に５５°
±１０°の方向、裏側偏光板２２の透過軸２２ａが前記
基準方向に対し表面側から見て前記液晶分子ツイスト方
向と逆方向に４５°±１０°の方向、位相差板２３の遅
相軸２３ａが前記基準方向に対し表面側から見て前記液
晶分子ツイスト方向と同方向に８０°±１０°の方向に
あり、前記液晶セル１０のΔｎ・ｄの値が８５０ｎｍ〜
９１０ｎｍ、位相差板２３のリタデーションの値が４０
０ｎｍ〜４６０ｎｍの範囲であれば、上記赤，緑，青の
表示色が得られる。

【０１２３】しかも、上記カラー液晶表示装置において
は、液晶セル１０の液晶層１８の複屈折性は光の入射角
によって変化するが、位相差板２３の複屈折性は光の入
射角が変化してもほとんど変わらないし、また、前記位
相差板２３が、遅相軸２３ａであるｘ軸方向の屈折率ｎ
_x と、ｙ軸方向の屈折率ｎ_y およびｚ軸方向の屈折率ｎ
_z とが、ｎ_x ＞ｎ_z ＞ｎ_y の関係にある二軸性位相差板
であるため、光が液晶セル１０の液晶層１８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前記二軸
性位相差板２３によって補償されるから、視野角が広く
なる。

【０１２４】この視野角の広さは、第１の実施例におい
て説明した通りであり、前記位相差板２３に通常の一軸
性位相差板を用いたのでは、視角によって表示色がある
程度変化してしまうが、二軸性位相差板は光の入射角に
対する位相差の変化が小さいため、この二軸性位相差板
を用いれば、視角による表示色の変化、つまり表示色の
視角依存性がかなり小さくなるから、視野角を充分広く
することができる。

【０１２５】さらに、このカラー液晶表示装置において
は、液晶セル１０の液晶層１８の複屈折性は温度によっ
て変化するが、位相差板２３の温度による複屈折性の変
化は極く小さいため、液晶セル１０の液晶層１８と位相
差板２３との全体の複屈折性は、温度依存性の小さい特
性であり、したがって、温度による表示色の色変化も小
さい。

【０１２６】なお、上記実施例では、位相差板２３を表
側偏光板２１と液晶セル１０との間に設けているが、こ
の位相差板２３は裏側偏光板２２と液晶セル１０との間
に設けてもよく、また、位相差板２３の遅相軸２３ａと
この位相差板２３が隣接する偏光板２１（または２２）
の透過軸２１ａ（または２２ａ）とのずれ角も任意でよ
い。ただし、位相差板２３の偏光作用による着色効果を
十分に得るには、前記ずれ角は４５±５°が望ましい。

【０１２７】また、上記実施例のカラー液晶表示装置
は、その裏面に反射板２５を設けた反射型のものである
が、この液晶表示装置は、前記反射板２５をなくして透
過型装置として使用することも可能である。

【０１２８】［第３の実施例］なお、上記第２の実施例
では、液晶セル１０の液晶分子のツイスト角を１８０°
〜２７０°としたが、この液晶セル１０の液晶分子のツ
イスト角は、第１の実施例より若干大きく上記第２の実
施例よりは小さい、１１０°〜１３０°にしてもよい。

【０１２９】図７は本発明の第３の実施例を示す、液晶
セル１０の液晶分子配向方向と、偏光板２１，２２の透
過軸の向きと、位相差板２３の遅相軸の向きとを示す表
面側から見た図であり、この実施例では、液晶セル１０
の液晶分子のツイスト角を、１１０°〜１３０°として
いる。

【０１３０】なお、この実施例のカラー液晶表示装置
は、液晶セルの液晶分子のツイスト角をほぼ２５０°と
したものであるが、表示装置全体の基本的な構成は図１
に示したものと同じであるから、その説明は省略する。

【０１３１】この実施例では、図７のように、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
１２ａを、液晶セル１０の横軸Ｓに対し、表面側から見
て右回りに３０°±５°の方向、表側基板１１の近傍に
おける液晶分子の配向方向１１ａを、前記裏側基板１２
の近傍における液晶分子の配向方向１２ａに対し、表面
側から見て左回りに６０°±５°の方向にし、液晶分子
を、裏側基板１２側から表側基板１１側に向かい表面側
から見て右回りに１２０°±１０°（１１０°〜１３０
°）のツイスト角でツイスト配向させている。

【０１３２】また、この実施例では、表側偏光板２１の
透過軸２１ａと、裏側偏光板２２の透過軸２２ａとを次
のような向きにするとともに、位相差板２３の遅相軸２
３ａを、表側偏光板２１の透過軸２１ａに対して所定角
度斜めにずらしている。

【０１３３】すなわち、表側偏光板２１の透過軸２１ａ
は、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１２ａを基準方向（０°の方向）としたと
き、この基準方向に対して、表面側から見て液晶セル１
０の液晶分子ツイスト方向と逆方向（左回り）に９０°
±１０°の方向にあり、裏側偏光板２２の透過軸２２ａ
は、上記基準方向に対して、表面側から見て前記液晶分
子ツイスト方向と逆方向に５０°±１０°の方向にあ
る。

【０１３４】また、位相差板２３の遅相軸２３ａは、上
記基準方向に対して、表面側から見て前記液晶分子ツイ
スト方向と逆方向に１００°±１０°の方向にあり、こ
の位相差板２３の遅相軸２３ａは、表側偏光板２１の透
過軸２１ａに対し、表面側から見て前記液晶分子ツイス
ト方向と逆方向に１０°±５°ずれている。

【０１３５】そして、この実施例では、上記液晶セル１
０として、液晶の屈折率異方性Δｎと液晶層厚ｄとの積
Δｎ・ｄの値が８８０ｎｍ〜９７０ｎｍ（Δｎ＝０．１
０５±０．０５，ｄ＝８．８μｍ±０．２μｍ）のもの
を用い、上記二軸性位相差板２３として、リタデーショ
ンの値が１４７０ｎｍ〜１５３０ｎｍのものを用いてい
る。

【０１３６】この実施例のカラー液晶表示装置は、表面
側から入射する外光を裏面側の反射板２５で反射させて
表示するものであり、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。

【０１３７】そして、このカラー液晶表示装置において
は、その表面側から表側偏光板２１を透過して入射した
直線偏光が、位相差板２３および液晶セル１０を順次透
過する間に、前記位相差板２３の複屈折効果および液晶
セル１０の液晶層１８の複屈折効果により偏光状態を変
えられて裏側偏光板２２に入射し、この裏側偏光板２２
を透過した光が着色光になる。

【０１３８】この光の着色について説明すると、液晶表
示装置に入射する外光は、表側偏光板２１を透過して直
線偏光となった後に、まず位相差板２３に入射するが、
この位相差板２３遅相軸２３ａが前記表側偏光板２１の
透過軸２１ａに対して所定角度（この実施例では１０°
±５°）斜めにずれているため、表側偏光板２１を透過
した直線偏光が、位相差板２３を透過する間にそのリタ
デーションの値に応じた複屈折作用を受け、各波長光が
それぞれ偏光状態の異なる楕円偏光となる。

【０１３９】また、上記位相差板２３を透過した光は、
液晶セル１０に入射し、その液晶層１８を透過する間
に、この液晶セル１０のΔｎ・ｄの値と液晶分子の配向
状態とに応じた複屈折作用を受け、各波長光の楕円偏光
の状態がさらに変化した光になる。

【０１４０】この場合、この実施例では、液晶セル１０
の液晶分子をツイスト角を１２０°±１０°にしている
ため、液晶セル１０の液晶層１８の複屈折作用は、上述
した第１の実施例よりも大きい。

【０１４１】そして、このように、位相差板２３の複屈
折効果と液晶セル１０の液晶層１８の複屈折効果とによ
って各波長光がそれぞれ偏光状態の異なる楕円偏光とな
った光は、裏側偏光板２２に入射し、その光のうち、裏
側偏光板２２の透過軸２２ａに沿った成分の光だけがこ
の裏側偏光板２２を透過して、この透過光（直線偏光）
が、そ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。

【０１４２】この着色光の色は、一対の偏光板２１，２
２の透過軸２１ａ，２２ａおよび位相差板２３の遅相軸
２３ａの向きと、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１１ａ，１２ａと、液晶
セル１０のΔｎ・ｄの値および位相差板２３のリタデー
ションの値とを、裏側偏光板２２を透過した光を構成す
る各波長光の光量比が所望の着色光に対応した比率にな
るように設定することによって任意に選ぶことができ
る。

【０１４３】また、裏側偏光板２２を透過した着色光
は、反射板２５で反射されて上述した光経路と逆の経路
で液晶表示装置の上面側に出射し、この着色光によって
カラー画像が表示される。

【０１４４】この反射板２５で反射された着色光は、位
相差板２３および液晶セル１０の液晶層１８の複屈折効
果により各波長光がそれぞれ偏光状態の異なる楕円偏光
となった光のうちの、裏側偏光板２２の透過軸２２ａに
沿った成分の光だけであり、その波長域の域端の極く僅
かな波長成分の光は、液晶セル１０および位相差板２３
を再び透過する過程で複屈折されて表側偏光板２１で吸
収されるため、表側偏光板２１を透過して出射する着色
光は、反射板２５で反射された着色光よりもさらに色純
度が良くなった光となる。

【０１４５】すなわち、このカラー液晶表示装置は、カ
ラーフィルタを用いずに、位相差板２３の複屈折効果
と、液晶セル１０の液晶層１８の複屈折効果と、一対の
偏光板２１，２２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、光の透過率を高くすることができる。この
ため、上記カラー液晶表示装置は、反射型のものであっ
ても、非常に明るいカラー表示を得ることができる。

【０１４６】また、このカラー液晶表示装置において
は、上記位相差板２３の複屈折性はこの位相差板２３の
リタデーションの値によって決まるが、液晶セル１０の
液晶層１８の複屈折性が、その両基板１１，１２の電極
１３，１４間に印加される電圧に応じた液晶分子の配向
状態の変化によって変化し、それに応じて上記裏側偏光
板２２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１０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、同じ
箇所、つまり同じ画素で、複数の色を表示することがで
きる。

【０１４７】このカラー液晶表示装置の表示色は、一対
の偏光板２１，２２の透過軸２１ａ，２２ａおよび位相
差板２３の遅相軸２３ａの向きと、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１１
ａ，１２ａと、液晶セル１０のΔｎ・ｄの値および位相
差板２３のリタデーションの値と、液晶セル１０への印
加電圧値とによって決まる。

【０１４８】このカラー液晶表示装置の表示色について
説明すると、図７に示したように、液晶セル１０の液晶
分子のツイスト角が１２０°±１０°、表側偏光板２１
の透過軸２１ａと位相差板２３の遅相軸２３ａとのずれ
角が１０°±５°であって、液晶セル１０の裏側基板１
２の近傍における液晶分子の配向方向１２ａを基準方向
としたとき、表側偏光板２１の透過軸２１ａが前記基準
方向に対し表面側から見て液晶セル１０の液晶分子ツイ
スト方向と逆方向に９０°±１０°の方向、裏偏光板２
２の透過軸２２ａが前記基準方向に対し表面側から見て
前記液晶分子ツイスト方向と逆方向に５０°±１０°の
方向、位相差板２３の遅相軸２３ａが前記基準方向に対
し表面側から見て前記液晶分子ツイスト方向と逆方向に
１００°±１０°の方向にあり、液晶セル１０のΔｎ・
ｄの値が８８０ｎｍ〜９７０ｎｍ、位相差板２３のリタ
デーションの値が１４７０ｎｍ〜１５３０ｎｍである場
合、液晶セル１０への印加電圧と表示色の関係は次のよ
うになる。なお、ここで、印加電圧値は実効値であり、
表示色は、液晶表示装置の表示を真正面から見たときの
色である。

【０１４９】 （印加電圧） （表示色） １．２０ｖ以下 緑 １．２１〜１．６０ｖ 青 １．７０〜２．１０ｖ 赤 ２．１１ｖ以上 白 このように、上記カラー液晶表示装置の表示色は、液晶
セル１０に印加する電圧を高くしていくのにともなっ
て、緑→青→赤→白の順に変化するため、１つの画素
で、光の三原色である赤，緑，青と、白とを表示するこ
とができる。

【０１５０】しかも、上記カラー液晶表示装置において
は、液晶セル１０の液晶層１８の複屈折性は光の入射角
によって変化するが、位相差板２３の複屈折性は光の入
射角が変化してもほとんど変わらないし、また、前記位
相差板２３が、遅相軸２３ａであるｘ軸方向の屈折率ｎ
_x と、ｙ軸方向の屈折率ｎ_y およびｚ軸方向の屈折率ｎ
_z とが、ｎ_x ＞ｎ_z ＞ｎ_y の関係にある二軸性位相差板
であるため、光が液晶セル１０の液晶層１８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前記二軸
性位相差板２３によって補償されるから、視野角が広く
なる。

【０１５１】この視野角の広さは、第１の実施例におい
て説明した通りであり、前記位相差板２３に通常の一軸
性位相差板を用いたのでは、視角によって表示色がある
程度変化してしまうが、二軸性位相差板は光の入射角に
対する位相差の変化が小さいため、この二軸性位相差板
を用いれば、視角による表示色の変化、つまり表示色の
視角依存性がかなり小さくなるから、視野角を充分広く
することができる。

【０１５２】さらに、このカラー液晶表示装置において
は、液晶セル１０の液晶層１８の複屈折性は温度によっ
て変化するが、位相差板２３の温度による複屈折性の変
化は極く小さいため、液晶セル１０の液晶層１８と位相
差板２３との全体の複屈折性は、温度依存性の小さい特
性であり、したがって、温度による表示色の色変化も小
さい。

【０１５３】なお、上記実施例では、一対の偏光板２
１，２２の透過軸２１ａ，２２ａおよび位相差板２３の
遅相軸２３ａを、図７に示すように設定したが、これら
の軸方向は、例えば次のように設定してもよい。

【０１５４】図８は、上記第３の実施例のカラー液晶表
示装置における、偏光板２１，２２の透過軸２１ａ，２
２ａおよび位相差板２３の遅相軸２３ａの向きの他の設
定例を示す表面側から見た図である。

【０１５５】この例において、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１２ａは、液晶
セル１０の横軸Ｓに対し、表面側から見て右回りに３０
°±５°の方向、表側基板１１の近傍における液晶分子
の配向方向１１ａは、前記裏側基板１２の近傍における
液晶分子の配向方向１２ａに対し、表面側から見て左回
りに６０°±５°の方向にあり、液晶分子は、裏側基板
１２側から表側基板１１側に向かい表面側から見て右回
りに１２０°±１０°（１１０°〜１３０°）のツイス
ト角でツイスト配向している。

【０１５６】そして、表側偏光板２１の透過軸２１ａ
は、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１２ａを基準方向（０°の方向）としたと
き、この基準方向に対して、表面側から見て液晶セル１
０の液晶分子ツイスト方向と逆方向（左回り）に３０°
±１０°の方向にあり、裏側偏光板２２の透過軸２２ａ
は、上記基準方向に対して、表面側から見て前記液晶分
子ツイスト方向と逆方向に１５０°±１０°の方向にあ
る。

【０１５７】また、位相差板２３の遅相軸２３ａは、上
記基準方向に対して、表面側から見て前記液晶分子ツイ
スト方向と逆方向に１００°±１０°の方向にあり、こ
の位相差板２３の遅相軸２３ａは、表側偏光板２１の透
過軸２１ａに対し、表面側から見て前記液晶分子ツイス
ト方向と逆方向に７０°±１０°ずれている。

【０１５８】さらに、この例では、上記液晶セル１０と
して、液晶の屈折率異方性Δｎと液晶層厚ｄとの積Δｎ
・ｄの値が８８０ｎｍ〜９７０ｎｍ（Δｎ＝０．１０５
±０．０５，ｄ＝８．８μｍ±０．２μｍ）のものを用
い、二軸性位相差板２３として、リタデーションの値が
１２７０ｎｍ〜１３３０ｎｍのものを用いている。

【０１５９】このように、液晶セル１０の液晶分子のツ
イスト角が１２０°±１０°、表側偏光板２１の透過軸
２１ａと位相差板２３の遅相軸２３ａとのずれ角が７０
°±１０°であって、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１２ａを基準方向とした
とき、表側偏光板２１の透過軸２１ａが前記基準方向に
対し表面側から見て液晶セル１０の液晶分子ツイスト方
向と逆方向に３０°±１０°の方向、裏偏光板２２の透
過軸２２ａが前記基準方向に対し表面側から見て前記液
晶分子ツイスト方向と逆方向に１５０°±１０°の方
向、位相差板２３の遅相軸２３ａが前記基準方向に対し
表面側から見て前記液晶分子ツイスト方向と逆方向に１
００°±１０°の方向にあり、液晶セル１０のΔｎ・ｄ
の値が８８０ｎｍ〜９７０ｎｍ、位相差板２３のリタデ
ーションの値が１２７０ｎｍ〜１３３０ｎｍである場
合、液晶セル１０への印加電圧と表示色の関係は次のよ
うになる。なお、ここで、印加電圧値は実効値であり、
表示色は、液晶表示装置の表示を真正面から見たときの
色である。

【０１６０】 （印加電圧） （表示色） １．３０ｖ以下 白 １．３１〜１．６０ｖ 青 １．６１ｖ以上 赤 すなわち、この例では、表示色が、液晶セル１０に印加
する電圧を高くしていくのにともなって、白→青→赤の
順に変化する。

【０１６１】なお、上記実施例では、位相差板２３を表
側偏光板２１と液晶セル１０との間に設けているが、こ
の位相差板２３は裏側偏光板２２と液晶セル１０との間
に設けてもよく、また、位相差板２３の遅相軸２３ａと
この位相差板２３が隣接する偏光板２１（または２２）
の透過軸２１ａ（または２２ａ）とのずれ角も任意でよ
い。

【０１６２】また、上記実施例のカラー液晶表示装置
は、その裏面に反射板２５を設けた反射型のものである
が、この液晶表示装置は、前記反射板２５をなくして透
過型装置として使用することも可能である。

【０１６３】［第４の実施例］次に、本発明の第４の実
施例を図９および図１０を参照して説明する。この実施
例のカラー液晶表示装置は、液晶分子のツイスト角が１
８０°〜２７０°の液晶セルと２枚の二軸性位相差板を
用いたものである。

【０１６４】図９はカラー液晶表示装置の断面図であ
り、この液晶表示装置は、液晶セル１０と、この液晶セ
ル１０をはさんでその表面側（図において上面側）と裏
面側（図において下面側）に配置された一対の偏光板２
１，２２と、液晶セル１０の表面側に配置された表側偏
光板２１と前記液晶セル１０との間に配置された第１の
位相差板２３と、液晶セル１０の裏面側に配置された裏
側偏光板２２と前記液晶セル１０との間に配置された第
２の位相差板２４と、前記裏側偏光板２２の背後に配置
された反射板２５とからなっている。

【０１６５】上記液晶セル１０は、液晶分子のツイスト
角が１８０°〜２７０°のものであり、この実施例で
は、液晶分子のツイスト角を２５０°±２０°（２３０
°〜２７０°にしている。なお、この液晶セル１０の基
本的な構成は上述した第１の実施例における液晶セルと
同じであるから、重複する説明は図に同符号を付して省
略する。

【０１６６】また、上記第１および第２の位相差板２
３，２４は、いずれも、その遅相軸であるｘ軸方向の屈
折率ｎ_x と、ｙ軸方向の屈折率ｎ_y およびｚ軸方向の屈
折率ｎ_z とが、ｎ_x ＞ｎ_z ＞ｎ_y の関係にある二軸性位
相板である。

【０１６７】図１０は、この実施例のカラー液晶表示装
置における、液晶セル１０の液晶分子配向方向と、偏光
板２１，２２の透過軸の向きと、第１および第２の位相
差板２３，２４の遅相軸の向きとを示す表面側から見た
図である。

【０１６８】この図１０のように、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１２ａは、
液晶セル１０の横軸Ｓに対し、表面側から見て左回りに
３５°±１０°の方向、表側基板１１の近傍における液
晶分子の配向方向１１ａは、前記裏側基板１２の近傍に
おける液晶分子の配向方向１２ａに対し、表面側から見
て右回りに７０°±１０°の方向にあり、液晶分子は、
裏側基板１２側から表側基板１１側に向かい表面側から
見て右回りに２５０°±２０°（望ましくは２５０°±
１０°）のツイスト角でツイスト配向している。

【０１６９】また、この実施例では、表側偏光板２１の
透過軸２１ａと、裏側偏光板２２の透過軸２２ａとを次
のような向きにするとともに、表側偏光板２１と液晶セ
ル１０との間に配置した第１の位相差板２３の遅相軸２
３ａを、前記表側偏光板２１の透過軸２１ａに対して所
定角度斜めにずらし、さらに、裏側偏光板２２と液晶セ
ル１０との間に配置した第２の位相差板２４の遅相軸２
４ａを、次のような向きにしている。

【０１７０】すなわち、表側偏光板２１の透過軸２１ａ
は、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１２ａを基準方向（０°の方向）としたと
き、この基準方向に対して、表面側から見て液晶セル１
０の液晶分子ツイスト方向と同方向（右回り）に８０°
±１０°の方向にあり、裏側偏光板２２の透過軸２２ａ
は、上記基準方向に対して、表面側から見て前記液晶分
子ツイスト方向と同方向に４５°±１０°の方向にあ
る。

【０１７１】また、上記第１の位相差板２３の遅相軸２
３ａは、上記基準方向に対して、表面側から見て前記液
晶分子ツイスト方向と同方向に３５°±１０°の方向に
あり、この位相差板２３の遅相軸２３ａは、表側偏光板
２１の透過軸２１ａに対し、表面側から見て前記液晶分
子ツイスト方向と逆方向（左回り）に４５°±２０°ず
れている。

【０１７２】さらに、上記第２の位相差板２４の遅相軸
２４ａは、上記基準方向に対して、表面側から見て前記
液晶分子ツイスト方向と逆方向に１０°±１０°の方向
にある。

【０１７３】そして、この実施例では、上記液晶セル１
０として、液晶の屈折率異方性Δｎと液晶層厚ｄとの積
Δｎ・ｄの値が１３５０ｎｍ±１００ｎｍ（１２５０ｎ
ｍ〜１４５０ｎｍ）のものを用いている。

【０１７４】また、この実施例では、上記第１の二軸性
位相差板２３として、リタデーションの値が１６００ｎ
ｍ±３０ｎｍ（１５７０ｎｍ〜１６３０ｎｍ）、Ｎz 値
［Ｎz ＝（ｎ_x −ｎ_z ）／（ｎ_x −ｎ_y ）］が０．３〜
０．７（望ましくは０．４５±０．１）のものを用い、
第２の二軸性位相差板２４として、リタデーションの値
が１６００ｎｍ±３０ｎｍ（１５７０ｎｍ〜１６３０ｎ
ｍ）、Ｎz 値が０．３〜０．７（望ましくは０．４５±
０．１）のものを用いている。

【０１７５】この実施例のカラー液晶表示装置は、表面
側から入射する外光を裏面側の反射板２５で反射させて
表示するものであり、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。

【０１７６】そして、このカラー液晶表示装置において
は、その表面側から表側偏光板２１を透過して入射した
直線偏光が、第１の位相差板２３と液晶セル１０と第２
の位相差板２４とを順次透過する間に、前記位相差板２
３，２４の複屈折効果および液晶セル１０の液晶層１８
の複屈折効果により偏光状態を変えられて裏側偏光板２
２に入射し、この裏側偏光板２２を透過した光が着色光
になる。

【０１７７】この光の着色について説明すると、液晶表
示装置に入射する外光は、表側偏光板２１を透過して直
線偏光となった後に、まず第１の位相差板２３に入射す
るが、この位相差板２３遅相軸２３ａが前記表側偏光板
２１の透過軸２１ａに対して所定角度（この実施例では
４５°±２０°）斜めにずれているため、表側偏光板２
１を透過した直線偏光が、第１の位相差板２３を透過す
る間にそのリタデーションの値に応じた複屈折作用を受
け、各波長光がそれぞれ偏光状態の異なる楕円偏光とな
る。

【０１７８】また、上記第１の位相差板２３を透過した
光は、液晶セル１０に入射し、その液晶層１８を透過す
る間に、この液晶セル１０のΔｎ・ｄの値と液晶分子の
配向状態とに応じた複屈折作用を受け、各波長光の楕円
偏光の状態がさらに変化した光になる。

【０１７９】この場合、この実施例では、液晶セル１０
の液晶分子をツイスト角を２５０°±２０°にしている
ため、液晶セル１０の液晶層１８の複屈折作用は、上述
した第１の実施例よりも大きい。

【０１８０】さらに、上記液晶セルを透過した光は、第
２の位相差板２４に入射し、そのリタデーションの値に
応じた複屈折作用を受けて、各波長光の楕円偏光の状態
がさらに変化した光になる。

【０１８１】そして、このように、第１の位相差板２３
の複屈折効果と液晶セル１０の液晶層１８の複屈折効果
と第２の位相差板２４の複屈折効果とによって各波長光
がそれぞれ偏光状態の異なる楕円偏光となった光は、裏
側偏光板２２に入射し、その光のうち、裏側偏光板２２
の透過軸２２ａに沿った成分の光だけがこの裏側偏光板
２２を透過して、この透過光（直線偏光）が、その透過
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。

【０１８２】この着色光の色は、一対の偏光板２１，２
２の透過軸２１ａ，２２ａおよび２枚の位相差板２３，
２４の遅相軸２３ａ，２４ａの向きと、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１
１ａ，１２ａと、液晶セル１０のΔｎ・ｄの値と、第１
の位相差板２３のリタデーションの値と、第２の位相差
板２４のリタデーションの値とを、裏側偏光板２２を透
過した光を構成する各波長光の光量比が所望の着色光に
対応した比率になるように設定することによって任意に
選ぶことができる。

【０１８３】また、裏側偏光板２２を透過した着色光
は、反射板２５で反射されて上述した光経路と逆の経路
で液晶表示装置の上面側に出射し、この着色光によって
カラー画像が表示される。

【０１８４】この反射板２５で反射された着色光は、位
相差板２３，２４および液晶セル１０の液晶層１８の複
屈折効果により各波長光がそれぞれ偏光状態の異なる楕
円偏光となった光のうちの、裏側偏光板２２の透過軸２
２ａに沿った成分の光だけであり、その波長域の域端の
極く僅かな波長成分の光は、第２の位相差板２４と液晶
セル１０および第１の位相差板２３を再び透過する過程
で複屈折されて表側偏光板２１で吸収されるため、表側
偏光板２１を透過して出射する着色光は、反射板２５で
反射された着色光よりもさらに色純度が良くなった光と
なる。

【０１８５】すなわち、このカラー液晶表示装置は、カ
ラーフィルタを用いずに、２枚の位相差板２３，２４の
複屈折効果と、液晶セル１０の液晶層１８の複屈折効果
と、一対の偏光板２１，２２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、光の透過率を高くすることがで
きる。このため、上記カラー液晶表示装置は、反射型の
ものであっても、非常に明るいカラー表示を得ることが
できる。

【０１８６】また、このカラー液晶表示装置において
は、上記位相差板２３，２４の複屈折性はこれら位相差
板２３，２４のリタデーションの値によって決まるが、
液晶セル１０の液晶層１８の複屈折性が、その両基板１
１，１２の電極１３，１４間に印加される電圧に応じた
液晶分子の配向状態の変化によって変化し、それに応じ
て上記裏側偏光板２２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１０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、同じ箇所、つまり同じ画素で、複数の色を表
示することができる。

【０１８７】このカラー液晶表示装置の表示色は、一対
の偏光板２１，２２の透過軸２１ａ，２２ａおよび２枚
の位相差板２３，２４の遅相軸２３ａ，２４ａの向き
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１１ａ，１２ａと、液晶セル１０のΔ
ｎ・ｄの値および位相差板２３，２４のリタデーション
の値と、液晶セル１０への印加電圧値とによって決ま
る。

【０１８８】このカラー液晶表示装置の表示色について
説明すると、図１０に示したように、液晶セル１０の液
晶分子のツイスト角が２５０°±２０°、表側偏光板２
１の透過軸２１ａと前記表側偏光板２１に隣接する第１
の位相差板２３の遅相軸２３ａとのずれ角が４５°±２
０°であって、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１２ａを基準方向としたとき、
表側偏光板２１の透過軸２１ａが前記基準方向に対し表
面側から見て液晶セル１０の液晶分子ツイスト方向と同
方向に８０°±１０°の方向、裏偏光板２２の透過軸２
２ａが前記基準方向に対し表面側から見て前記液晶分子
ツイスト方向と同方向に４５°±１０°の方向、前記第
１の位相差板２３の遅相軸２３ａが前記基準方向に対し
表面側から見て前記液晶分子ツイスト方向と同方向に３
５°±１０°の方向、前記裏偏光板２２に隣接する第２
の位相差板２４の遅相軸２４ａが前記基準方向に対し表
面側から見て前記液晶分子ツイスト方向と逆方向に１０
°±１０°の方向にあり、液晶セル１０のΔｎ・ｄの値
が１３００ｎｍ±１００ｎｍ、第１の位相差板２３のリ
タデーションの値が１５００ｎｍ±３０ｎｍ、第２の位
相差板２４のリタデーションの値が１５００ｎｍ±３０
ｎｍである場合、液晶セル１０への印加電圧と表示色の
関係は次のようになる。なお、ここで、印加電圧値は実
効値であり、表示色は、液晶表示装置の表示を真正面か
ら見たときの色である。

【０１８９】 （印加電圧） （表示色） ２．３２ｖ以下 赤紫 ２．４２〜２．６０ｖ 白 ２．９８〜３．０２ｖ 青紫 ３．５ｖ以上 黒 このように、上記カラー液晶表示装置の表示色は、液晶
セル１０に印加する電圧を高くしていくのにともなっ
て、赤紫→白→青紫→黒の順に変化する。

【０１９０】しかも、上記カラー液晶表示装置において
は、液晶セル１０の液晶層１８の複屈折性は光の入射角
によって変化するが、位相差板２３，２４の複屈折性は
光の入射角が変化してもほとんど変わらないし、また、
前記位相差板２３，２４がいずれも、その遅相軸２３
ａ，２４ａであるｘ軸方向の屈折率ｎ_x と、ｙ軸方向の
屈折率ｎ_y およびｚ軸方向の屈折率ｎ_z とが、ｎ_x ＞ｎ
_z ＞ｎ_y の関係にある二軸性位相差板であるため、光が
液晶セル１０の液晶層１８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前記二軸性位相差板２３，
２４によって補償されるから、視野角が広くなる。

【０１９１】この視野角の広さは、第１の実施例におい
て説明した通りであり、前記位相差板２３に通常の一軸
性位相差板を用いたのでは、視角によって表示色がある
程度変化してしまうが、二軸性位相差板は光の入射角に
対する位相差の変化が小さいため、この二軸性位相差板
を用いれば、視角による表示色の変化、つまり表示色の
視角依存性がかなり小さくなる。

【０１９２】さらに、このカラー液晶表示装置において
は、液晶セル１０の液晶層１８の複屈折性は温度によっ
て変化するが、位相差板２３，２４の温度による複屈折
性の変化は極く小さいため、液晶セル１０の液晶層１８
と位相差板２３，２４との全体の複屈折性は、温度依存
性の小さい特性である。

【０１９３】そして、この実施例では、２枚の二軸性位
相差板２３，２４を用いているため、１枚の二軸性位相
差板を用いている上述した第１〜第３の実施例よりも、
光が液晶セル１０の液晶層１８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２枚の二軸性位相差板
２３，２４によってより効果的に補償されるから、視野
角がさらに広くなるし、また、液晶セルの液晶層と２枚
の位相差板との全体の複屈折性が、さらに温度依存性の
小さい特性になるため、温度による表示色の色変化もよ
り小さくすることができる。

【０１９４】なお、上記実施例では、液晶セル１０の液
晶分子のツイスト角を２５０°±２０°（望ましくは２
５０°±１０°）としたが、このツイスト角は、１８０
°〜２７０°の範囲であればよい。

【０１９５】また、上記実施例のカラー液晶表示装置
は、その裏面に反射板２５を設けた反射型のものである
が、この液晶表示装置は、前記反射板２５をなくして透
過型装置として使用することも可能である。

【０１９６】［第５の実施例］次に、本発明の第５の実
施例を図１１および図１２を参照して説明する。この実
施例のカラー液晶表示装置は、液晶分子のツイスト角が
１８０°〜２７０°の液晶セルと２枚の二軸性位相差板
を用いたものである。

【０１９７】図１１はカラー液晶表示装置の断面図であ
り、この液晶表示装置は、液晶セル１０と、この液晶セ
ル１０をはさんでその表面側（図において上面側）と裏
面側（図において下面側）に配置された一対の偏光板２
１，２２と、液晶セル１０の表面側に配置された表側偏
光板２１と前記液晶セル１０との間に互いに重ねて配置
された２枚の位相差板２３，２４と、前記裏側偏光板２
２の背後に配置された反射板２５とからなっている。

【０１９８】上記液晶セル１０は、液晶分子のツイスト
角が１８０°〜２７０°のものであり、この実施例で
は、液晶分子のツイスト角を２５０°±２０°にしてい
る。なお、この液晶セル１０の基本的な構成は上述した
第１の実施例における液晶セルと同じであるから、重複
する説明は図に同符号を付して省略する。

【０１９９】また、上記２枚の位相差板２３，２４は、
いずれも、その遅相軸であるｘ軸方向の屈折率ｎ_x と、
ｙ軸方向の屈折率ｎ_y およびｚ軸方向の屈折率ｎ_z と
が、ｎ_x ＞ｎ_z ＞ｎ_y の関係にある二軸性位相板であ
る。

【０２００】図１２は、この実施例のカラー液晶表示装
置における、液晶セル１０の液晶分子配向方向と、偏光
板２１，２２の透過軸の向きと、位相差板２３，２４の
遅相軸の向きとを示す表面側から見た図である。

【０２０１】この図１２のように、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１２ａは、
液晶セル１０の横軸Ｓに対し、表面側から見て左回りに
３５°±１０°の方向、表側基板１１の近傍における液
晶分子の配向方向１１ａは、前記裏側基板１２の近傍に
おける液晶分子の配向方向１２ａに対し、表面側から見
て右回りに７０°±１０°の方向にあり、液晶分子は、
裏側基板１２側から表側基板１１側に向かい表面側から
見て右回りに２５０°±２０°（望ましくは２５０°±
１０°）のツイスト角でツイスト配向している。

【０２０２】また、この実施例では、表側偏光板２１の
透過軸２１ａと、裏側偏光板２２の透過軸２２ａとを次
のような向きにするとともに、上記２枚の位相差板２３
のうちの表側偏光板２１に隣接する第１の位相差板２３
の遅相軸２３ａを、前記表側偏光板２１の透過軸２１ａ
に対して所定角度斜めにずらし、液晶セル１０に隣接す
る第２の位相差板２４の遅相軸２４ａを次のような向き
にしている。

【０２０３】すなわち、表側偏光板２１の透過軸２１ａ
は、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１２ａを基準方向（０°の方向）としたと
き、この基準方向に対して、表面側から見て液晶セル１
０の液晶分子ツイスト方向と逆方向（左回り）に５０°
±１０°の方向にあり、裏側偏光板２２の透過軸２２ａ
は、上記基準方向に対して、表面側から見て前記液晶分
子ツイスト方向と同方向（右回り）に４５°±１０°の
方向にある。

【０２０４】また、第１の位相差板２３の遅相軸２３ａ
は、上記基準方向に対して、表面側から見て前記液晶分
子ツイスト方向と同方向に２５°±１０°の方向にあ
り、この位相差板２３の遅相軸２３ａは、表側偏光板２
１の透過軸２１ａに対し、表面側から見て前記液晶分子
ツイスト方向と逆方向に７５°±２０°ずれている。

【０２０５】さらに、第２の位相差板２４の遅相軸２４
ａは、上記基準方向に対して、表面側から見て前記液晶
分子ツイスト方向と逆方向に１５°±１０°の方向にあ
る。この第２の位相差板２４の遅相軸２４ａと、前記第
１の位相差板２３の遅相軸２３ａとのずれ角は４０°±
２０°である。

【０２０６】そして、この実施例では、上記液晶セル１
０として、液晶の屈折率異方性Δｎと液晶層厚ｄとの積
Δｎ・ｄの値が１３５０ｎｍ±１００ｎｍ（１２５０ｎ
ｍ〜１４５０ｎｍ）のものを用いている。

【０２０７】また、この実施例では、上記第１の二軸性
位相差板２３として、リタデーションの値が１６００ｎ
ｍ±３０ｎｍ（１５７０ｎｍ〜１６３０ｎｍ）、Ｎz 値
［Ｎz ＝（ｎ_x −ｎ_z ）／（ｎ_x −ｎ_y ）］が０．３〜
０．７（望ましくは０．４５±０．１）のものを用い、
第２の二軸性位相差板２４として、リタデーションの値
が１５５０ｎｍ±３０ｎｍ（１５２０ｎｍ〜１５８０ｎ
ｍ）、Ｎz 値が０．３〜０．７（望ましくは０．４５±
０．１）のものを用いている。

【０２０８】この実施例のカラー液晶表示装置は、表面
側から入射する外光を裏面側の反射板２５で反射させて
表示するものであり、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。

【０２０９】そして、このカラー液晶表示装置において
は、その表面側から表側偏光板２１を透過して入射した
直線偏光が、第１の位相差板２３と第２の位相差板２４
と液晶セル１０とを順次透過する間に、前記位相差板２
３，２４の複屈折効果および液晶セル１０の液晶層１８
の複屈折効果により偏光状態を変えられて裏側偏光板２
２に入射し、この裏側偏光板２２を透過した光が着色光
になる。

【０２１０】この光の着色について説明すると、液晶表
示装置に入射する外光は、表側偏光板２１を透過して直
線偏光となった後に、まず第１の位相差板２３に入射す
るが、この位相差板２３遅相軸２３ａが前記表側偏光板
２１の透過軸２１ａに対して所定角度（この実施例では
５０°±２０°）斜めにずれているため、表側偏光板２
１を透過した直線偏光が、第１の位相差板２３を透過す
る間にそのリタデーションの値に応じた複屈折作用を受
け、各波長光がそれぞれ偏光状態の異なる楕円偏光とな
る。

【０２１１】また、上記第１の位相差板２３を透過した
光は、第２の位相差板２４に入射し、そのリタデーショ
ンの値に応じた複屈折作用を受けて、各波長光の楕円偏
光の状態がさらに変化した光になる。

【０２１２】さらに、上記第２の位相差板２４を透過し
た光は、液晶セル１０に入射し、その液晶層１８を透過
する間に、この液晶セル１０のΔｎ・ｄの値と液晶分子
の配向状態とに応じた複屈折作用を受け、各波長光の楕
円偏光の状態がさらに変化した光になる。

【０２１３】この場合、この実施例では、液晶セル１０
の液晶分子をツイスト角を２５０°±２０°にしている
ため、液晶セル１０の液晶層１８の複屈折作用は、上述
した第１の実施例よりも大きい。

【０２１４】そして、このように、第１の位相差板２３
の複屈折効果と第２の位相差板２４の複屈折効果と液晶
セル１０の液晶層１８の複屈折効果とによって各波長光
がそれぞれ偏光状態の異なる楕円偏光となった光は、裏
側偏光板２２に入射し、その光のうち、裏側偏光板２２
の透過軸２２ａに沿った成分の光だけがこの裏側偏光板
２２を透過して、この透過光（直線偏光）が、その透過
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。

【０２１５】この着色光の色は、一対の偏光板２１，２
２の透過軸２１ａ，２２ａおよび２枚の位相差板２３，
２４の遅相軸２３ａ，２４ａの向きと、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１
１ａ，１２ａと、液晶セル１０のΔｎ・ｄの値と、第１
の位相差板２３のリタデーションの値と、第２の位相差
板２４のリタデーションの値とを、裏側偏光板２２を透
過した光を構成する各波長光の光量比が所望の着色光に
対応した比率になるように設定することによって任意に
選ぶことができる。

【０２１６】また、裏側偏光板２２を透過した着色光
は、反射板２５で反射されて上述した光経路と逆の経路
で液晶表示装置の上面側に出射し、この着色光によって
カラー画像が表示される。

【０２１７】この反射板２５で反射された着色光は、位
相差板２３，２４および液晶セル１０の液晶層１８の複
屈折効果により各波長光がそれぞれ偏光状態の異なる楕
円偏光となった光のうちの、裏側偏光板２２の透過軸２
２ａに沿った成分の光だけであり、その波長域の域端の
極く僅かな波長成分の光は、液晶セル１０と第２の位相
差板２４および第１の位相差板２３を再び透過する過程
で複屈折されて表側偏光板２１で吸収されるため、表側
偏光板２１を透過して出射する着色光は、反射板２５で
反射された着色光よりもさらに色純度が良くなった光と
なる。

【０２１８】すなわち、このカラー液晶表示装置は、カ
ラーフィルタを用いずに、２枚の位相差板２３，２４の
複屈折効果と、液晶セル１０の液晶層１８の複屈折効果
と、一対の偏光板２１，２２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、光の透過率を高くすることがで
きる。このため、上記カラー液晶表示装置は、反射型の
ものであっても、非常に明るいカラー表示を得ることが
できる。

【０２１９】また、このカラー液晶表示装置において
は、上記位相差板２３，２４の複屈折性はこれら位相差
板２３，２４のリタデーションの値によって決まるが、
液晶セル１０の液晶層１８の複屈折性が、その両基板１
１，１２の電極１３，１４間に印加される電圧に応じた
液晶分子の配向状態の変化によって変化し、それに応じ
て上記裏側偏光板２２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１０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、同じ箇所、つまり同じ画素で、複数の色を表
示することができる。

【０２２０】このカラー液晶表示装置の表示色は、一対
の偏光板２１，２２の透過軸２１ａ，２２ａおよび２枚
の位相差板２３，２４の遅相軸２３ａ，２４ａの向き
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１１ａ，１２ａと、液晶セル１０のΔ
ｎ・ｄの値および位相差板２３，２４のリタデーション
の値と、液晶セル１０への印加電圧値とによって決ま
る。

【０２２１】このカラー液晶表示装置の表示色について
説明すると、図１２に示したように、液晶セル１０の液
晶分子のツイスト角が２５０°±２０°、表側偏光板２
１の透過軸２１ａと前記表側偏光板２１に隣接する第１
の位相差板２３の遅相軸２３ａとのずれ角が７５°±２
０°であって、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１２ａを基準方向としたとき、
表側偏光板２１の透過軸２１ａが前記基準方向に対し表
面側から見て液晶セル１０の液晶分子ツイスト方向と逆
方向に５０°±１０°の方向、裏偏光板２２の透過軸２
２ａが前記基準方向に対し表面側から見て前記液晶分子
ツイスト方向と同方向に４５°±１０°の方向、前記第
１の位相差板２３の遅相軸２３ａが前記基準方向に対し
表面側から見て前記液晶分子ツイスト方向と同方向に２
５°±１０°の方向、前記液晶セル１０に隣接する第２
の位相差板２４の遅相軸２４ａが前記基準方向に対し表
面側から見て前記液晶分子ツイスト方向と逆方向に１５
°±１０°の方向にあり、液晶セル１０のΔｎ・ｄの値
がほぼ１３９０ｎｍ、第１の位相差板２３のリタデーシ
ョンの値が１６００ｎｍ±３０ｎｍ、第２の位相差板２
４のリタデーションの値が１５５０ｎｍ±３０ｎｍであ
る場合、液晶セル１０への印加電圧と表示色の関係は次
のようになる。なお、ここで、印加電圧値は実効値であ
り、表示色は、液晶表示装置の表示を真正面から見たと
きの色である。

【０２２２】 （印加電圧） （表示色） ２．０４ｖ以下 白 ２．１５〜２．１７ｖ 赤 ２．１８〜２．２２ｖ 青 ２．２６ｖ以上 緑 このように、上記カラー液晶表示装置の表示色は、液晶
セル１０に印加する電圧を高くしていくのにともなっ
て、白→赤→青→緑の順に変化する。

【０２２３】なお、ここでは、液晶セル１０のΔｎ・ｄ
の値をほぼ１３９０ｎｍとしたが、このΔｎ・ｄの値が
１２５０ｎｍ〜１４５０ｎｍ（１３５０ｎｍ±１００ｎ
ｍ）の範囲であれば、上記白，赤，青，緑の表示色が得
られる。

【０２２４】しかも、上記カラー液晶表示装置において
は、液晶セル１０の液晶層１８の複屈折性は光の入射角
によって変化するが、位相差板２３，２４の複屈折性は
光の入射角が変化してもほとんど変わらないし、また、
前記位相差板２３，２４がいずれも、その遅相軸２３
ａ，２４ａであるｘ軸方向の屈折率ｎ_x と、ｙ軸方向の
屈折率ｎ_y およびｚ軸方向の屈折率ｎ_z とが、ｎ_x ＞ｎ
_z ＞ｎ_y の関係にある二軸性位相差板であるため、光が
液晶セル１０の液晶層１８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前記二軸性位相差板２３，
２４によって補償されるから、視野角が広くなる。

【０２２５】この視野角の広さは、第１の実施例におい
て説明した通りであり、前記位相差板２３に通常の一軸
性位相差板を用いたのでは、視角によって表示色がある
程度変化してしまうが、二軸性位相差板は光の入射角に
対する位相差の変化が小さいため、この二軸性位相差板
を用いれば、視角による表示色の変化、つまり表示色の
視角依存性がかなり小さくなる。

【０２２６】さらに、このカラー液晶表示装置において
は、液晶セル１０の液晶層１８の複屈折性は温度によっ
て変化するが、位相差板２３，２４の温度による複屈折
性の変化は極く小さいため、液晶セル１０の液晶層１８
と位相差板２３，２４との全体の複屈折性は、温度依存
性の小さい特性である。

【０２２７】そして、この実施例では、２枚の二軸性位
相差板２３，２４を用いているため、１枚の二軸性位相
差板を用いている上述した第１〜第３の実施例よりも、
光が液晶セル１０の液晶層１８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２枚の二軸性位相差板
２３，２４によってより効果的に補償されるから、視野
角がさらに広くなるし、また、液晶セルの液晶層と２枚
の位相差板との全体の複屈折性が、さらに温度依存性の
小さい特性になるため、温度による表示色の色変化もよ
り小さくすることができる。

【０２２８】なお、上記実施例では、液晶セル１０の液
晶分子のツイスト角を２５０°±２０°（望ましくは２
５０°±１０°）としたが、このツイスト角は、１８０
°〜２７０°の範囲であればよい。

【０２２９】また、上記実施例のカラー液晶表示装置
は、その裏面に反射板２５を設けた反射型のものである
が、この液晶表示装置は、前記反射板２５をなくして透
過型装置として使用することも可能である。

【０２３０】［第６の実施例］なお、上記第５の実施例
では、液晶セル１０のΔｎ・ｄの値を１２５０ｎｍ〜１
４５０ｎｍとしたが、この液晶分子のΔｎ・ｄの値は、
１４９０ｎｍ以上と大きくしてもよい。

【０２３１】図１３は、本発明の第６の実施例を示す、
液晶セル１０の液晶分子配向方向と、偏光板２１，２２
の透過軸の向きと、位相差板２３，２４の遅相軸の向き
とを示す表面側から見た図である。

【０２３２】なお、この実施例のカラー液晶表示装置
は、液晶セル１０のΔｎ・ｄの値を１４９０ｎｍ以上と
大きくしたものであるが、表示装置全体の基本的な構成
は図１１に示したものと同じであるから、その説明は省
略する。

【０２３３】この実施例では、図１３のように、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１２ａを、液晶セル１０の横軸Ｓに対し、表面側から
見て左回りに３０°±１０°の方向、表側基板１１の近
傍における液晶分子の配向方向１１ａを、前記裏側基板
１２の近傍における液晶分子の配向方向１２ａに対し、
表面側から見て右回りに６０°±１０°の方向にし、液
晶分子を、裏側基板１２側から表側基板１１側に向かい
表面側から見て右回りに２４０°±２０°（望ましくは
２４０°±１０°）のツイスト角でツイスト配向させて
いる。

【０２３４】また、この実施例では、表側偏光板２１の
透過軸２１ａと、裏側偏光板２２の透過軸２２ａとを次
のような向きにするとともに、上記２枚の位相差板２３
のうちの表側偏光板２１に隣接する第１の位相差板２３
の遅相軸２３ａを、前記表側偏光板２１の透過軸２１ａ
に対して所定角度斜めにずらし、液晶セル１０に隣接す
る第２の位相差板２４の遅相軸２４ａを次のような向き
にしている。

【０２３５】すなわち、表側偏光板２１の透過軸２１ａ
は、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１２ａを基準方向（０°の方向）としたと
き、この基準方向に対して、表面側から見て液晶セル１
０の液晶分子ツイスト方向と逆方向（左回り）に５０°
±１０°の方向にあり、裏側偏光板２２の透過軸２２ａ
は、上記基準方向に対して、表面側から見て前記液晶分
子ツイスト方向と逆方向に４５°±１０°の方向にあ
る。

【０２３６】また、第１の位相差板２３の遅相軸２３ａ
は、上記基準方向に対して、表面側から見て前記液晶分
子ツイスト方向と同方向（右回り）に３０°±１０°の
方向にあり、この位相差板２３の遅相軸２３ａは、表側
偏光板２１の透過軸２１ａに対し、表面側から見て前記
液晶分子ツイスト方向と逆方向に８０°±２０°ずれて
いる。

【０２３７】さらに、第２の位相差板２４の遅相軸２４
ａは、上記基準方向に対して、表面側から見て前記液晶
分子ツイスト方向と逆方向に２０°±１０°の方向にあ
る。この第２の位相差板２４の遅相軸２４ａと、前記第
１の位相差板２３の遅相軸２３ａとのずれ角は５０°±
２０°である。

【０２３８】そして、この実施例では、上記液晶セル１
０として、液晶の屈折率異方性Δｎと液晶層厚ｄとの積
Δｎ・ｄの値が１４９０ｎｍ以上、例えば、１４９０ｎ
ｍ〜１５９０ｎｍ）のものを用いている。

【０２３９】また、この実施例では、上記第１の二軸性
位相差板２３として、リタデーションの値が１６００ｎ
ｍ±３０ｎｍ（１５７０ｎｍ〜１６３０ｎｍ）のものを
用い、第２の二軸性位相差板２４として、リタデーショ
ンの値が１４５０ｎｍ±３０ｎｍ（１４２０ｎｍ〜１５
３０ｎｍ）のものを用いている。

【０２４０】この実施例のカラー液晶表示装置は、表面
側から入射する外光を裏面側の反射板２５で反射させて
表示するものであり、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。

【０２４１】そして、このカラー液晶表示装置において
は、その表面側から表側偏光板２１を透過して入射した
直線偏光が、第１の位相差板２３と第２の位相差板２４
と液晶セル１０とを順次透過する間に、前記位相差板２
３，２４の複屈折効果および液晶セル１０の液晶層１８
の複屈折効果により偏光状態を変えられて裏側偏光板２
２に入射し、この裏側偏光板２２を透過した光が着色光
になる。

【０２４２】この光の着色について説明すると、液晶表
示装置に入射する外光は、表側偏光板２１を透過して直
線偏光となった後に、まず第１の位相差板２３に入射す
るが、この位相差板２３遅相軸２３ａが前記表側偏光板
２１の透過軸２１ａに対して所定角度（この実施例では
８０°±２０°）斜めにずれているため、表側偏光板２
１を透過した直線偏光が、第１の位相差板２３を透過す
る間にそのリタデーションの値に応じた複屈折作用を受
け、各波長光がそれぞれ偏光状態の異なる楕円偏光とな
る。

【０２４３】また、上記第１の位相差板２３を透過した
光は、第２の位相差板２４に入射し、そのリタデーショ
ンの値に応じた複屈折作用を受けて、各波長光の楕円偏
光の状態がさらに変化した光になる。

【０２４４】さらに、上記第２の位相差板２４を透過し
た光は、液晶セル１０に入射し、その液晶層１８を透過
する間に、この液晶セル１０のΔｎ・ｄの値と液晶分子
の配向状態とに応じた複屈折作用を受け、各波長光の楕
円偏光の状態がさらに変化した光になる。

【０２４５】この場合、この実施例では、液晶セル１０
の液晶分子をツイスト角を２４０°±２０°にしている
ため、液晶セル１０の液晶層１８の複屈折作用は、上述
した第１の実施例よりも大きい。

【０２４６】そして、このように、第１の位相差板２３
の複屈折効果と第２の位相差板２４の複屈折効果と液晶
セル１０の液晶層１８の複屈折効果とによって各波長光
がそれぞれ偏光状態の異なる楕円偏光となった光は、裏
側偏光板２２に入射し、その光のうち、裏側偏光板２２
の透過軸２２ａに沿った成分の光だけがこの裏側偏光板
２２を透過して、この透過光（直線偏光）が、その透過
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。

【０２４７】この着色光の色は、一対の偏光板２１，２
２の透過軸２１ａ，２２ａおよび２枚の位相差板２３，
２４の遅相軸２３ａ，２４ａの向きと、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１
１ａ，１２ａと、液晶セル１０のΔｎ・ｄの値と、第１
の位相差板２３のリタデーションの値と、第２の位相差
板２４のリタデーションの値とを、裏側偏光板２２を透
過した光を構成する各波長光の光量比が所望の着色光に
対応した比率になるように設定することによって任意に
選ぶことができる。

【０２４８】また、裏側偏光板２２を透過した着色光
は、反射板２５で反射されて上述した光経路と逆の経路
で液晶表示装置の上面側に出射し、この着色光によって
カラー画像が表示される。

【０２４９】この反射板２５で反射された着色光は、位
相差板２３，２４および液晶セル１０の液晶層１８の複
屈折効果により各波長光がそれぞれ偏光状態の異なる楕
円偏光となった光のうちの、裏側偏光板２２の透過軸２
２ａに沿った成分の光だけであり、その波長域の域端の
極く僅かな波長成分の光は、液晶セル１０と第２の位相
差板２４および第１の位相差板２３を再び透過する過程
で複屈折されて表側偏光板２１で吸収されるため、表側
偏光板２１を透過して出射する着色光は、反射板２５で
反射された着色光よりもさらに色純度が良くなった光と
なる。

【０２５０】すなわち、このカラー液晶表示装置は、カ
ラーフィルタを用いずに、２枚の位相差板２３，２４の
複屈折効果と、液晶セル１０の液晶層１８の複屈折効果
と、一対の偏光板２１，２２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、光の透過率を高くすることがで
きる。このため、上記カラー液晶表示装置は、反射型の
ものであっても、非常に明るいカラー表示を得ることが
できる。

【０２５１】また、このカラー液晶表示装置において
は、上記位相差板２３，２４の複屈折性はこれら位相差
板２３，２４のリタデーションの値によって決まるが、
液晶セル１０の液晶層１８の複屈折性が、その両基板１
１，１２の電極１３，１４間に印加される電圧に応じた
液晶分子の配向状態の変化によって変化し、それに応じ
て上記裏側偏光板２２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１０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、同じ箇所、つまり同じ画素で、複数の色を表
示することができる。

【０２５２】上記カラー液晶表示装置の表示色は、一対
の偏光板２１，２２の透過軸２１ａ，２２ａおよび２枚
の位相差板２３，２４の遅相軸２３ａ，２４ａの向き
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１１ａ，１２ａと、液晶セル１０のΔ
ｎ・ｄの値および位相差板２３，２４のリタデーション
の値と、液晶セル１０への印加電圧値とによって決まる
が、この実施例のカラー液晶表示装置では、液晶セルの
Δｎ・ｄの値を１４９０ｎｍ〜１５９０ｎｍと大きくし
ているため、その液晶層１８の印加電圧に対する複屈折
性の変化が大きく、したがって、表示色数を多くするこ
とができる。

【０２５３】このカラー液晶表示装置の表示色について
説明すると、図１３に示したように、液晶セル１０の液
晶分子のツイスト角が２４０°±２０°、表側偏光板２
１の透過軸２１ａと前記表側偏光板２１に隣接する第１
の位相差板２３の遅相軸２３ａとのずれ角が８０°±２
０°であって、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１２ａを基準方向としたとき、
表側偏光板２１の透過軸２１ａが前記基準方向に対し表
面側から見て液晶セル１０の液晶分子ツイスト方向と逆
方向に５０°±１０°の方向、裏偏光板２２の透過軸２
２ａが前記基準方向に対し表面側から見て前記液晶分子
ツイスト方向と逆方向に４５°±１０°の方向、前記第
１の位相差板２３の遅相軸２３ａが前記基準方向に対し
表面側から見て前記液晶分子ツイスト方向と同方向に３
０°±１０°の方向、前記液晶セル１０に隣接する第２
の位相差板２４の遅相軸２４ａが前記基準方向に対し表
面側から見て前記液晶分子ツイスト方向と逆方向に２０
°±１０°の方向にあり、液晶セル１０のΔｎ・ｄの値
が１４９０ｎｍ〜１５９０ｎｍ、第１の位相差板２３の
リタデーションの値が１６００ｎｍ±３０ｎｍ、第２の
位相差板２４のリタデーションの値が１４５０ｎｍ±３
０ｎｍである場合、液晶セル１０への印加電圧と表示色
の関係は次のようになる。なお、ここで、印加電圧値は
実効値であり、表示色は、液晶表示装置の表示を真正面
から見たときの色である。

【０２５４】 （印加電圧） （表示色） １．３０ｖ以下 白 １．８１〜２．１０ｖ 黒 ２．１１〜２．２０ｖ 青 ２．２１〜２．６０ｖ 黄緑 ２．６１ｖ以上 ピンク 図１４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に印加する電圧を高くしていくのにと
もなって、白→黒→青→黄緑→ピンクの順に変化する。

【０２５５】また、図１５は、上記カラー液晶表示装置
における液晶セル１０への印加電圧と、赤Ｒ，緑Ｇ，青
Ｂの各色の波長域の光の出射率と、表示色との関係を示
している。

【０２５６】この図１５のように、上記カラー液晶表示
装置は、“白”を表示させる電圧を印加したときの赤
Ｒ，緑Ｇ，青Ｂの各波長域光の出射率がほぼ同じで、か
つその値が充分高く、したがって、ほぼ完全な無彩色の
明るい“白”を表示できるし、また、“黒”を表示させ
る電圧を印加したときの赤Ｒ，緑Ｇ，青Ｂの各波長域の
光の出射率がほぼ同じで、かつその値が充分低いため、
純度の高い“黒”を表示することができる。

【０２５７】しかも、上記カラー液晶表示装置において
は、液晶セル１０の液晶層１８の複屈折性は光の入射角
によって変化するが、位相差板２３，２４の複屈折性は
光の入射角が変化してもほとんど変わらないし、また、
前記位相差板２３，２４がいずれも、その遅相軸２３
ａ，２４ａであるｘ軸方向の屈折率ｎ_x と、ｙ軸方向の
屈折率ｎ_y およびｚ軸方向の屈折率ｎ_z とが、ｎ_x ＞ｎ
_z ＞ｎ_y の関係にある二軸性位相差板であるため、光が
液晶セル１０の液晶層１８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前記二軸性位相差板２３，
２４によって補償されるから、視野角が広くなる。

【０２５８】この視野角の広さは、第１の実施例におい
て説明した通りであり、前記位相差板２３に通常の一軸
性位相差板を用いたのでは、視角によって表示色がある
程度変化してしまうが、二軸性位相差板は光の入射角に
対する位相差の変化が小さいため、この二軸性位相差板
を用いれば、視角による表示色の変化、つまり表示色の
視角依存性がかなり小さくなる。

【０２５９】さらに、このカラー液晶表示装置において
は、液晶セル１０の液晶層１８の複屈折性は温度によっ
て変化するが、位相差板２３，２４の温度による複屈折
性の変化は極く小さいため、液晶セル１０の液晶層１８
と位相差板２３，２４との全体の複屈折性は、温度依存
性の小さい特性である。

【０２６０】そして、この実施例では、２枚の二軸性位
相差板２３，２４を用いているため、１枚の二軸性位相
差板を用いている上述した第１〜第３の実施例よりも、
光が液晶セル１０の液晶層１８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２枚の二軸性位相差板
２３，２４によってより効果的に補償されるから、視野
角がさらに広くなるし、また、液晶セルの液晶層と２枚
の位相差板との全体の複屈折性が、さらに温度依存性の
小さい特性になるため、温度による表示色の色変化もよ
り小さくすることができる。

【０２６１】なお、上記実施例では、液晶セル１０の液
晶分子のツイスト角を２４０°±２０°（望ましくは２
４０°±１０°）としたが、このツイスト角は、１８０
°〜２７０°の範囲であればよい。

【０２６２】また、上記実施例のカラー液晶表示装置
は、その裏面に反射板２５を設けた反射型のものである
が、この液晶表示装置は、前記反射板２５をなくして透
過型装置として使用することも可能である。

【０２６３】［第７の実施例］なお、上記第６の実施例
では、液晶セル１０のΔｎ・ｄの値を１４９０ｎｍ〜１
５９０ｎｍとしたが、この液晶分子のΔｎ・ｄの値は、
１５２０ｎｍ以上とさらに大きくしてもよい。

【０２６４】図１６は、本発明の第７の実施例を示す、
液晶セル１０の液晶分子配向方向と、偏光板２１，２２
の透過軸の向きと、位相差板２３，２４の遅相軸の向き
とを示す表面側から見た図である。

【０２６５】なお、この実施例のカラー液晶表示装置
は、液晶セル１０のΔｎ・ｄの値を１５２０ｎｍ以上と
大きくしたものであるが、表示装置全体の基本的な構成
は図１１に示したものと同じであるから、その説明は省
略する。

【０２６６】この実施例では、図１６のように、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１２ａを、液晶セル１０の横軸Ｓに対し、表面側から
見て左回りに３５°±１０°の方向、表側基板１１の近
傍における液晶分子の配向方向１１ａを、前記裏側基板
１２の近傍における液晶分子の配向方向１２ａに対し、
表面側から見て右回りに７０°±１０°の方向にし、液
晶分子を、裏側基板１２側から表側基板１１側に向かい
表面側から見て右回りに２５０°±２０°（望ましくは
２５０°±１０°）のツイスト角でツイスト配向させて
いる。

【０２６７】また、この実施例では、表側偏光板２１の
透過軸２１ａと、裏側偏光板２２の透過軸２２ａとを次
のような向きにするとともに、上記２枚の位相差板２３
のうちの表側偏光板２１に隣接する第１の位相差板２３
の遅相軸２３ａを、前記表側偏光板２１の透過軸２１ａ
に対して所定角度斜めにずらし、液晶セル１０に隣接す
る第２の位相差板２４の遅相軸２４ａを次のような向き
にしている。

【０２６８】すなわち、表側偏光板２１の透過軸２１ａ
は、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１２ａを基準方向（０°の方向）としたと
き、この基準方向に対して、表面側から見て液晶セル１
０の液晶分子ツイスト方向と逆方向（左回り）に５０°
±１０°の方向にあり、裏側偏光板２２の透過軸２２ａ
は、上記基準方向に対して、表面側から見て前記液晶分
子ツイスト方向と同方向（右回り）に４５°±１０°の
方向にある。

【０２６９】また、第１の位相差板２３の遅相軸２３ａ
は、上記基準方向に対して、表面側から見て前記液晶分
子ツイスト方向と同方向に２５°±１０°の方向にあ
り、この位相差板２３の遅相軸２３ａは、表側偏光板２
１の透過軸２１ａに対し、表面側から見て前記液晶分子
ツイスト方向と逆方向に７５°±２０°ずれている。

【０２７０】さらに、第２の位相差板２４の遅相軸２４
ａは、上記基準方向に対して、表面側から見て前記液晶
分子ツイスト方向と逆方向に１５°±１０°の方向にあ
る。この第２の位相差板２４の遅相軸２４ａと、前記第
１の位相差板２３の遅相軸２３ａとのずれ角は４０°±
２０°である。

【０２７１】そして、この実施例では、上記液晶セル１
０として、液晶の屈折率異方性Δｎと液晶層厚ｄとの積
Δｎ・ｄの値が１５３０ｎｍ以上、例えば、１５３０ｎ
ｍ〜１７３０ｎｍ）のものを用いている。

【０２７２】また、この実施例では、上記第１の二軸性
位相差板２３として、リタデーションの値が１６００ｎ
ｍ±３０ｎｍ（１５７０ｎｍ〜１６３０ｎｍ）のものを
用い、第２の二軸性位相差板２４として、リタデーショ
ンの値が１５５０ｎｍ±３０ｎｍ（１５２０ｎｍ〜１５
８０ｎｍ）のものを用いている。

【０２７３】この実施例のカラー液晶表示装置は、表面
側から入射する外光を裏面側の反射板２５で反射させて
表示するものであり、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。

【０２７４】そして、このカラー液晶表示装置において
は、その表面側から表側偏光板２１を透過して入射した
直線偏光が、第１の位相差板２３と第２の位相差板２４
と液晶セル１０とを順次透過する間に、前記位相差板２
３，２４の複屈折効果および液晶セル１０の液晶層１８
の複屈折効果により偏光状態を変えられて裏側偏光板２
２に入射し、この裏側偏光板２２を透過した光が着色光
になる。

【０２７５】この光の着色について説明すると、液晶表
示装置に入射する外光は、表側偏光板２１を透過して直
線偏光となった後に、まず第１の位相差板２３に入射す
るが、この位相差板２３遅相軸２３ａが前記表側偏光板
２１の透過軸２１ａに対して所定角度（この実施例では
７５°±２０°）斜めにずれているため、表側偏光板２
１を透過した直線偏光が、第１の位相差板２３を透過す
る間にそのリタデーションの値に応じた複屈折作用を受
け、各波長光がそれぞれ偏光状態の異なる楕円偏光とな
る。

【０２７６】また、上記第１の位相差板２３を透過した
光は、第２の位相差板２４に入射し、そのリタデーショ
ンの値に応じた複屈折作用を受けて、各波長光の楕円偏
光の状態がさらに変化した光になる。

【０２７７】さらに、上記第２の位相差板２４を透過し
た光は、液晶セル１０に入射し、その液晶層１８を透過
する間に、この液晶セル１０のΔｎ・ｄの値と液晶分子
の配向状態とに応じた複屈折作用を受け、各波長光の楕
円偏光の状態がさらに変化した光になる。

【０２７８】この場合、この実施例では、液晶セル１０
の液晶分子をツイスト角を２５０°±２０°にしている
ため、液晶セル１０の液晶層１８の複屈折作用は、上述
した第１の実施例よりも大きい。

【０２７９】そして、このように、第１の位相差板２３
の複屈折効果と第２の位相差板２４の複屈折効果と液晶
セル１０の液晶層１８の複屈折効果とによって各波長光
がそれぞれ偏光状態の異なる楕円偏光となった光は、裏
側偏光板２２に入射し、その光のうち、裏側偏光板２２
の透過軸２２ａに沿った成分の光だけがこの裏側偏光板
２２を透過して、この透過光（直線偏光）が、その透過
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。

【０２８０】この着色光の色は、一対の偏光板２１，２
２の透過軸２１ａ，２２ａおよび２枚の位相差板２３，
２４の遅相軸２３ａ，２４ａの向きと、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１
１ａ，１２ａと、液晶セル１０のΔｎ・ｄの値と、第１
の位相差板２３のリタデーションの値と、第２の位相差
板２４のリタデーションの値とを、裏側偏光板２２を透
過した光を構成する各波長光の光量比が所望の着色光に
対応した比率になるように設定することによって任意に
選ぶことができる。

【０２８１】また、裏側偏光板２２を透過した着色光
は、反射板２５で反射されて上述した光経路と逆の経路
で液晶表示装置の上面側に出射し、この着色光によって
カラー画像が表示される。

【０２８２】この反射板２５で反射された着色光は、位
相差板２３，２４および液晶セル１０の液晶層１８の複
屈折効果により各波長光がそれぞれ偏光状態の異なる楕
円偏光となった光のうちの、裏側偏光板２２の透過軸２
２ａに沿った成分の光だけであり、その波長域の域端の
極く僅かな波長成分の光は、液晶セル１０と第２の位相
差板２４および第１の位相差板２３を再び透過する過程
で複屈折されて表側偏光板２１で吸収されるため、表側
偏光板２１を透過して出射する着色光は、反射板２５で
反射された着色光よりもさらに色純度が良くなった光と
なる。

【０２８３】すなわち、このカラー液晶表示装置は、カ
ラーフィルタを用いずに、２枚の位相差板２３，２４の
複屈折効果と、液晶セル１０の液晶層１８の複屈折効果
と、一対の偏光板２１，２２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、光の透過率を高くすることがで
きる。このため、上記カラー液晶表示装置は、反射型の
ものであっても、非常に明るいカラー表示を得ることが
できる。

【０２８４】また、このカラー液晶表示装置において
は、上記位相差板２３，２４の複屈折性はこれら位相差
板２３，２４のリタデーションの値によって決まるが、
液晶セル１０の液晶層１８の複屈折性が、その両基板１
１，１２の電極１３，１４間に印加される電圧に応じた
液晶分子の配向状態の変化によって変化し、それに応じ
て上記裏側偏光板２２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１０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、同じ箇所、つまり同じ画素で、複数の色を表
示することができる。

【０２８５】上記カラー液晶表示装置の表示色は、一対
の偏光板２１，２２の透過軸２１ａ，２２ａおよび２枚
の位相差板２３，２４の遅相軸２３ａ，２４ａの向き
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１１ａ，１２ａと、液晶セル１０のΔ
ｎ・ｄの値および位相差板２３，２４のリタデーション
の値と、液晶セル１０への印加電圧値とによって決まる
が、この実施例のカラー液晶表示装置では、液晶セルの
Δｎ・ｄの値を１５３０ｎｍ〜１７３０ｎｍと大きくし
ているため、その液晶層１８の印加電圧に対する複屈折
性の変化が大きく、したがって、表示色数を多くするこ
とができる。

【０２８６】このカラー液晶表示装置の表示色について
説明すると、図１６に示したように、液晶セル１０の液
晶分子のツイスト角が２５０°±２０°、表側偏光板２
１の透過軸２１ａと前記表側偏光板２１に隣接する第１
の位相差板２３の遅相軸２３ａとのずれ角が７５°±２
０°であって、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１２ａを基準方向としたとき、
表側偏光板２１の透過軸２１ａが前記基準方向に対し表
面側から見て液晶セル１０の液晶分子ツイスト方向と逆
方向に５０°±１０°の方向、裏偏光板２２の透過軸２
２ａが前記基準方向に対し表面側から見て前記液晶分子
ツイスト方向と同方向に４５°±１０°の方向、前記第
１の位相差板２３の遅相軸２３ａが前記基準方向に対し
表面側から見て前記液晶分子ツイスト方向と同方向に２
５°±１０°の方向、前記液晶セル１０に隣接する第２
の位相差板２４の遅相軸２４ａが前記基準方向に対し表
面側から見て前記液晶分子ツイスト方向と逆方向に１５
°±１０°の方向にあり、液晶セル１０のΔｎ・ｄの値
が１５３０ｎｍ〜１７３０ｎｍ、第１の位相差板２３の
リタデーションの値が１６００ｎｍ±３０ｎｍ、第２の
位相差板２４のリタデーションの値が１５５０ｎｍ±３
０ｎｍである場合、液晶セル１０への印加電圧と表示色
の関係は次のようになる。なお、ここで、印加電圧値は
実効値であり、表示色は、液晶表示装置の表示を真正面
から見たときの色である。

【０２８７】 （印加電圧） （表示色） １．８０ｖ以下 黒 １．８１〜２．１０ｖ 白 ２．１１〜２．２０ｖ 赤 ２．２１〜２．４０ｖ 青 ２．４１ｖ以上 緑 このように、上記カラー液晶表示装置の表示色は、液晶
セル１０に印加する電圧を高くしていくのにともなっ
て、黒→白→赤→緑→青の順に変化するため、１つの画
素で、光の三原色である赤，緑，青と、白と黒とを表示
することができ、したがって、フルカラー画像の表示が
可能である。

【０２８８】しかも、上記カラー液晶表示装置において
は、液晶セル１０の液晶層１８の複屈折性は光の入射角
によって変化するが、位相差板２３，２４の複屈折性は
光の入射角が変化してもほとんど変わらないし、また、
前記位相差板２３，２４がいずれも、その遅相軸２３
ａ，２４ａであるｘ軸方向の屈折率ｎ_x と、ｙ軸方向の
屈折率ｎ_y およびｚ軸方向の屈折率ｎ_z とが、ｎ_x ＞ｎ
_z ＞ｎ_y の関係にある二軸性位相差板であるため、光が
液晶セル１０の液晶層１８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前記二軸性位相差板２３，
２４によって補償されるから、視野角が広くなる。

【０２８９】この視野角の広さは、第１の実施例におい
て説明した通りであり、前記位相差板２３に通常の一軸
性位相差板を用いたのでは、視角によって表示色がある
程度変化してしまうが、二軸性位相差板は光の入射角に
対する位相差の変化が小さいため、この二軸性位相差板
を用いれば、視角による表示色の変化、つまり表示色の
視角依存性がかなり小さくなる。

【０２９０】さらに、このカラー液晶表示装置において
は、液晶セル１０の液晶層１８の複屈折性は温度によっ
て変化するが、位相差板２３，２４の温度による複屈折
性の変化は極く小さいため、液晶セル１０の液晶層１８
と位相差板２３，２４との全体の複屈折性は、温度依存
性の小さい特性である。

【０２９１】そして、この実施例では、２枚の二軸性位
相差板２３，２４を用いているため、１枚の二軸性位相
差板を用いている上述した第１〜第３の実施例よりも、
光が液晶セル１０の液晶層１８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２枚の二軸性位相差板
２３，２４によってより効果的に補償されるから、視野
角がさらに広くなるし、また、液晶セルの液晶層と２枚
の位相差板との全体の複屈折性が、さらに温度依存性の
小さい特性になるため、温度による表示色の色変化もよ
り小さくすることができる。

【０２９２】なお、上記実施例では、一対の偏光板２
１，２２の透過軸２１ａ，２２ａおよび位相差板２３の
遅相軸２３ａを、図１６に示すように設定したが、これ
らの軸方向は、例えば次のように設定してもよい。

【０２９３】図１７は、上記第７の実施例のカラー液晶
表示装置における、偏光板２１，２２の透過軸２１ａ，
２２ａおよび位相差板２３の遅相軸２３ａの向きの他の
設定例を示す表面側から見た図である。

【０２９４】この例では、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１１ａ，１２ａ
と液晶分子のツイスト角およびツイスト方向と、表側偏
光板２１の透過軸２１ａの向きと、第１の位相差板２３
の遅相軸２３ａおよび第２の位相差板２４の遅相軸２４
ａの向きは図１６に示した実施例と同じにし、裏側偏光
板２２の透過軸２１ａの向きを、基準方向（液晶セル１
０の裏側基板１２の近傍における液晶分子の配向方向１
２ａ）に対して、液晶セル１０の液晶分子ツイスト方向
と逆方向（左回り）に４５°±１０°の方向にしてい
る。

【０２９５】なお、上記液晶セル１０のΔｎ・ｄの値は
１５３０ｎｍ〜１７３０ｎｍ、第１の二軸性位相差板２
３のリタデーションの値は１６００ｎｍ±３０ｎｍ、第
２の二軸性位相差板２４のリタデーションの値は１５５
０ｎｍ±３０ｎｍである。

【０２９６】このように、液晶セル１０の液晶分子のツ
イスト角が２５０°±２０°、表側偏光板２１の透過軸
２１ａと位相差板２３の遅相軸２３ａとのずれ角が７５
°±２０°であって、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１２ａを基準方向とした
とき、表側偏光板２１の透過軸２１ａが前記基準方向に
対し表面側から見て液晶セル１０の液晶分子ツイスト方
向と逆方向に５０°±１０°の方向、裏偏光板２２の透
過軸２２ａが前記基準方向に対し表面側から見て前記液
晶分子ツイスト方向と逆方向に４５°±１０°の方向、
表側偏光板２１に隣接する第１の位相差板２３の遅相軸
２３ａが前記基準方向に対し表面側から見て前記液晶分
子ツイスト方向と同方向に２５°±１０°の方向、裏側
偏光板２２に隣接する第２の位相差板２４の遅相軸２４
ａが前記基準方向に対し表面側から見て前記液晶分子ツ
イスト方向と同方向に１５°±１０°の方向にあり、液
晶セル１０のΔｎ・ｄの値が１５３０ｎｍ〜１７３０ｎ
ｍ、第１の位相差板２３のリタデーションの値が１６０
０ｎｍ±３０ｎｍ、第２の二軸性位相差板２４のリタデ
ーションの値が１５５０ｎｍ±３０ｎｍである場合、液
晶セル１０への印加電圧と表示色の関係は次のようにな
る。なお、ここで、印加電圧値は実効値であり、表示色
は、液晶表示装置の表示を真正面から見たときの色であ
る。

【０２９７】 （印加電圧） （表示色） １．９０ｖ以下 白 １．９１〜２．１０ｖ 黒 ２．１１〜２．２０ｖ 青 ２．２１〜２．３０ｖ 緑 ２．３１ｖ以上 赤 すなわち、この例では、表示色が、液晶セル１０に印加
する電圧を高くしていくのにともなって、白→黒→青→
緑→赤の順に変化するため、１つの画素で、光の三原色
である赤，緑，青と、白と黒とを表示することができ、
したがって、フルカラー画像の表示が可能である。

【０２９８】なお、上記実施例では、液晶セル１０の液
晶分子のツイスト角を２５０°±２０°（望ましくは２
５０°±１０°）としたが、このツイスト角は、１８０
°〜２７０°の範囲であればよい。

【０２９９】また、上記実施例のカラー液晶表示装置
は、その裏面に反射板２５を設けた反射型のものである
が、この液晶表示装置は、前記反射板２５をなくして透
過型装置として使用することも可能である。

【０３００】［第８の実施例］次に、本発明の第８の実
施例を図１８および図１９を参照して説明する。この実
施例のカラー液晶表示装置は、反射型表示装置として使
用されるものであって、液晶セルと偏光板と二軸性位相
差板および反射板を備え、かつ前記偏光板の数を１枚に
したものである。

【０３０１】図１８はカラー液晶表示装置の断面図であ
り、この液晶表示装置は、液晶セル１０と、この液晶セ
ル１０の表面側（図において上面側）に配置された１枚
の偏光板２１と、この偏光板２１と前記液晶セル１０と
の間に配置された１枚の位相差板２３と、前記液晶セル
１０の裏面側に配置された反射板２５とからなってい
る。

【０３０２】上記液晶セル１０は、例えば、液晶分子の
ツイスト角が８０°〜１１０°のものであり、この実施
例では、液晶分子のツイスト角をほぼ９０°にしてい
る。なお、この液晶セル１０の基本的な構成は上述した
第１の実施例における液晶セルと同じであるから、重複
する説明は図に同符号を付して省略する。

【０３０３】また、上記位相差板２３は、その遅相軸で
あるｘ軸方向の屈折率ｎ_x と、ｙ軸方向の屈折率ｎ_y お
よびｚ軸方向の屈折率ｎ_z とが、ｎ_x ＞ｎ_z ＞ｎ_y の関
係にある二軸性位相板である。

【０３０４】図１９は、液晶セル１０の液晶分子配向方
向と、偏光板２１の透過軸の向きと、位相差板２３の遅
相軸の向きとを示す表面側から見た図である。

【０３０５】この図１９のように、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１２ａは、
液晶セル１０の横軸Ｓに対し、表面側から見て右回りに
ほぼ４５°の方向、表側基板１１の近傍における液晶分
子の配向方向１１ａは、前記裏側基板１２の近傍におけ
る液晶分子の配向方向１２ａに対し、表面側から見て左
回りにほぼ９０°の方向にあり、液晶分子は、裏側基板
１２側から表側基板１１側に向かい、表面側から見て右
回りにほぼ９０°のツイスト角でツイスト配向してい
る。

【０３０６】また、上記偏光板２１の透過軸２１ａは、
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１１ａに対してほぼ直交しており、位相差板２
３の遅相軸２３ａは、前記偏光板２１の透過軸２１ａに
対して所定角度斜めにずらしてある。なお、この実施例
では、位相差板２３の遅相軸２３ａを、表偏光板２１の
透過軸２１ａに対して、表面側から見て液晶セル１０の
液晶分子ツイスト方向と逆方向（左回り）にほぼ４５°
ずらしている。

【０３０７】この実施例のカラー液晶表示装置は、表面
側から入射する外光を裏面側の反射板２５で反射させて
表示するものであり、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。

【０３０８】そして、このカラー液晶表示装置において
は、その表面側から表側偏光板２１を透過して入射した
直線偏光が、位相差板２３と液晶セル１０とを順次透過
し、さらに反射板２５で反射されて、前記液晶セル１０
と位相差板２３とを再び透過する間に、前記位相差板２
３の複屈折効果および液晶セル１０の液晶層１８の複屈
折効果により偏光状態を変えられて前記偏光板２１に入
射し、この偏光板２１を透過した光が着色光になる。

【０３０９】この光の着色について説明すると、液晶表
示装置に入射する外光は、偏光板２１を透過して直線偏
光となった後に、位相差板２３に入射するが、この位相
差板２３遅相軸２３ａが前記偏光板２１の透過軸２１ａ
に対して所定角度（この実施例ではほぼ４５°）斜めに
ずれているため、偏光板２１を透過した直線偏光が、位
相差板２３を透過する間にそのリタデーションの値に応
じた複屈折作用を受け、各波長光がそれぞれ偏光状態の
異なる楕円偏光となり、その光が、液晶セル１０に入射
の液晶層１８を透過する間に、この液晶セル１０のΔｎ
・ｄの値と液晶分子の配向状態とに応じた複屈折作用を
受けて、各波長光の楕円偏光の状態がさらに変化した光
になる。

【０３１０】そして、液晶セル１０を透過した光は、反
射板２５で反射され、再び液晶セル１０の液晶層１８と
位相差板２３とを透過する間に、それらの複屈折作用に
よりさらに各波長光の楕円偏光の状態が変化した光にな
って前記偏光板２１に入射し、その光のうち、前記偏光
板２１の透過軸２１a に沿った成分の光だけがこの前記
偏光板２１を透過して、この透過光（直線偏光）が、そ
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。

【０３１１】この着色光の色は、偏光板２１の透過軸２
１ａおよび位相差板２３の遅相軸２３ａの向きと、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１１ａ，１２ａと、液晶セル１０のΔｎ・ｄの
値と、位相差板２３のリタデーションの値とを、前記偏
光板２１を透過した光を構成する各波長光の光量比が所
望の着色光に対応した比率になるように設定することに
よって任意に選ぶことができる。

【０３１２】すなわち、このカラー液晶表示装置は、カ
ラーフィルタを用いずに、位相差板の複屈折効果と、液
晶セルの液晶層の複屈折効果と、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、反射型のものであっ
ても、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。

【０３１３】そして、このカラー液晶表示装置において
も、液晶セルの液晶層の複屈折性が、その両基板の電極
間に印加される電圧に応じた液晶分子の配向状態の変化
によって変化するため、液晶セル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、同じ箇所で複数の色を表示することが
できる。

【０３１４】また、このカラー液晶表示装置において
も、液晶セル１０の液晶層１８の複屈折性は光の入射角
によって変化するが、位相差板２３の複屈折性は光の入
射角が変化してもほとんど変わらないし、また、前記位
相差板２３が、遅相軸であるｘ軸方向の屈折率ｎ_x と、
ｙ軸方向の屈折率ｎ_y およびｚ軸方向の屈折率ｎ_z と
が、ｎ_x ＞ｎ_z ＞ｎ_y の関係にある二軸性位相差板であ
るため、光が液晶セル１０の液晶層１８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前記二軸性位
相差板２３によって補償されるから、視野角が広くな
る。

【０３１５】さらに、このカラー液晶表示装置において
も、液晶セル１０の液晶層１８の複屈折性は温度によっ
て変化するが、位相差板２３の温度による複屈折性の変
化は極く小さいため、液晶セル１０の液晶層１８と位相
差板２３との全体の複屈折性は、温度依存性の小さい特
性であり、したがって、温度による表示色の色変化も小
さくなる。

【０３１６】また、この実施例のカラー液晶表示装置
は、液晶セル１０の表面側だけに１枚の偏光板２１を配
置して、この偏光板２１に、液晶表示装置への入射光を
直線偏光にするための偏光子と、位相差板２３および液
晶セル１０を透過した楕円偏光光のうちのある成分の光
だけを透過させて着色光を得るための検光子とを兼ねさ
せているため、液晶セルの表面側と裏面側とにそれぞれ
偏光板を配置する場合に比べて、液晶表示装置の価格を
低減することができる。

【０３１７】なお、上記実施例では、液晶セル１０の液
晶分子のツイスト角を８０°〜１１０°（図１９ではほ
ぼ９０°）としたが、この液晶分子のツイスト角は、１
８０°〜２７０°でも、また、１１０°〜１３０°でも
よい。

【０３１８】また、上記実施例では、１枚の二軸性位相
差板２３を用いているが、この二軸性位相差板は２枚と
してもよく、その場合は、偏光板２１と液晶セル１０と
の間、および液晶セル１０と反射板２５との間にそれぞ
れ１枚ずつ位相差板を配置しても、また、偏光板２１と
液晶セル１０との間に２枚の位相差板を互いに重ねて配
置してもよい。

【０３１９】なお、上述した第１〜第８の実施例では、
液晶セル１０として、単純マトリックス型のものを用い
たが、この液晶セル１０は、ＴＦＴ（薄膜トランジス
タ）、またはＭＩＭ等の２端子の非線形抵抗素子を能動
素子とするアクティブマトリックス型のものであって
も、また、時分割駆動されるセグメント表示型のもので
あってもよい。

【０３２０】

【発明の効果】本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
向したネマティック液晶層を設けてなる液晶セルと、前
記液晶セルをはさんでその表面側と裏面側とに配置され
た一対の偏光板と、前記一対の偏光板の間に配置された
位相差板とを備え、かつ、前記位相差板は、その遅相軸
であるｘ軸方向の屈折率ｎ_x と、ｙ軸方向の屈折率ｎ_y
およびｚ軸方向の屈折率ｎ_z とが、ｎ_x ＞ｎ_z ＞ｎ_y の
関係にある二軸性位相差板であって、前記一対の偏光板
の透過軸および前記位相差板の遅相軸の向きと前記液晶
セルの基板近傍における液晶分子の配向方向とが、一方
の偏光板を透過して入射した光が前記位相差板の複屈折
効果と前記液晶セルの液晶層の複屈折効果とによって各
波長光がそれぞれ偏光状態の異なる楕円偏光となり、か
つ、その光のうちの他方の偏光板を透過した光の各波長
光の光量比が所望の着色光に対応した比率になるように
設定されていることを特徴とするものであるから、カラ
ーフィルタを用いずに明るいカラー表示を得るととも
に、同じ箇所で複数の色を表示することができ、しか
も、視野角を広くし、さらに温度による表示色の色変化
も小さくすることができる。

【０３２１】また、反射型液晶表示装置において、１枚
の二軸性位相差板を用いる場合、この位相差板を、表側
偏光板と液晶セルとの間に配置し、少なくとも、前記表
側偏光板の透過軸と位相差板の遅相軸とを所定角度斜め
にずらしておけば、表側偏光板を透過して入射した直線
偏光が、まず位相差板を透過する過程でその複屈折効果
により偏光状態を変えられ、その光が液晶セルを透過す
る過程で液晶層の複屈折効果によりさらに偏光状態を変
えられて裏側偏光板に入射するため、上述した着色光を
得ることができる。

【０３２２】また、反射型液晶表示装置において、２枚
の二軸性位相差板を用いる場合、表側偏光板と液晶セル
との間と、裏側偏光板と液晶セルとの間とに、それぞれ
１枚ずつ位相差板を配置し、少なくとも、表側偏光板の
透過軸とこの偏光板に隣接する位相差板の遅相軸とを所
定角度斜めにずらしておけば、表側偏光板を透過して入
射した直線偏光が、まず表側偏光板に隣接する位相差板
を透過する過程でその複屈折効果により偏光状態を変え
られ、その光が液晶セルを透過する過程で液晶層の複屈
折効果によりさらに偏光状態を変えられ、さらにその光
が裏側偏光板に隣接する位相差板を透過する過程でその
複屈折効果により偏光状態を変えられて裏側偏光板に入
射するため、上述した着色光を得ることができる。

【０３２３】また、反射型液晶表示装置において、２枚
の二軸性位相差板を用いる場合、表側偏光板と液晶セル
との間に２枚の二軸性位相差板を互いに重ねて配置し、
少なくとも、表側偏光板の透過軸と２枚の位相差板のう
ちの前記表側偏光板に隣接する位相差板の遅相軸とを所
定角度斜めにずらしておけば、表側偏光板を透過して入
射した直線偏光が、まず表側偏光板に隣接する位相差板
を透過する過程でその複屈折効果により偏光状態を変え
られ、その光が液晶セルに隣接する位相差板を透過する
過程でその複屈折効果によりさらに偏光状態を変えら
れ、さらにその光が液晶セルを透過する過程で液晶層の
複屈折効果により偏光状態を変えられて裏側偏光板に入
射するため、上述した着色光を得ることができる。

【０３２４】上記２枚の二軸性位相差板を用いる液晶表
示装置においては、光が液晶セル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２枚の二軸
性位相差板によってより効果的に補償されるから、視野
角がさらに広くなるし、また、液晶セルの液晶層と２枚
の位相差板との全体の複屈折性が、さらに温度依存性の
小さい特性になるため、温度による表示色の色変化もよ
り小さくなる。

【０３２５】さらに、表側偏光板と液晶セルとの間に２
枚の二軸性位相差板を互いに重ねて配置した反射型液晶
表示装置において、液晶セルの液晶分子のツイスト角が
１８０°〜２７０°である場合、前記液晶セルのΔｎ・
ｄの値を１４９０ｎｍ以上と大きくすれば、その液晶層
の印加電圧に対する複屈折性の変化が大きくなるため、
表示色数を多くすることができる。

【０３２６】また、本発明の他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
ツイスト配向したネマティック液晶層を設けてなる液晶
セルと、前記液晶セルの表面側だけに配置された１枚の
偏光板と、前記液晶セルの裏面側に配置された反射板
と、前記偏光板と反射板との間に配置された位相差板と
を備え、かつ、前記位相差板は、その遅相軸であるｘ軸
方向の屈折率ｎ_x と、ｙ軸方向の屈折率ｎ_y およびｚ軸
方向の屈折率ｎ_z とが、ｎ_x ＞ｎ_z ＞ｎ_y の関係にある
二軸性位相差板であって、前記偏光板の透過軸および前
記位相差板の遅相軸の向きと前記液晶セルの基板近傍に
おける液晶分子の配向方向とが、前記偏光板を透過して
入射し前記反射板で反射されて前記偏光板に入射する光
が前記位相差板の複屈折効果と前記液晶セルの液晶層の
複屈折効果とによって各波長光がそれぞれ偏光状態の異
なる楕円偏光となり、かつ、その光のうちの前記偏光板
を透過した光の各波長光の光量比が所望の着色光に対応
した比率になるように設定されていることを特徴とする
ものであるから、カラーフィルタを用いずに明るいカラ
ー表示を得るとともに、同じ箇所で複数の色を表示する
ことができ、しかも、視野角を広くし、さらに温度によ
る表示色の色変化も小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示すカラー液晶表示装
置の構成図。

【図２】第１の実施例における液晶セルの液晶分子配向
方向と、偏光板の透過軸の向きと、位相差板の遅相軸の
向きとを示す表面側から見た図。

【図３】二軸性位相差板の斜視図。

【図４】二軸性位相差板における光入射角が０°の場合
の位相差Ｒ_xy（０）と光入射角がθ°の場合の位相差Ｒ
_xy（θ）との比Ｒ_xy（θ）／Ｒ_xy（０）の光入射角によ
る変化を、通常の一軸性位相差板と比較して示す図。

【図５】第１の実施例のカラー液晶表示装置と、位相差
板をｎ_x ＞ｎ_y ＝ｎ_z の通常の一軸性位相差板に置き換
えた比較装置との視角と表示色の色差（ΔＥ^* ab）との
関係を示す図。

【図６】本発明の第２の実施例を示す、液晶セルの液晶
分子配向方向と、偏光板の透過軸の向きと、位相差板の
遅相軸の向きとを示す表面側から見た図。

【図７】本発明の第３の実施例を示す、液晶セルの液晶
分子配向方向と、偏光板の透過軸の向きと、位相差板の
遅相軸の向きとを示す表面側から見た図。

【図８】第３の実施例における偏光板の透過軸および位
相差板の遅相軸の向きの他の設定例を示す表面側から見
た図。

【図９】本発明の第４の実施例を示すカラー液晶表示装
置の断面図。

【図１０】第４の実施例における液晶セルの液晶分子配
向方向と、偏光板の透過軸の向きと、位相差板の遅相軸
の向きとを示す表面側から見た図。

【図１１】本発明の第５の実施例を示すカラー液晶表示
装置の断面図。

【図１２】第５の実施例における液晶セルの液晶分子配
向方向と、偏光板の透過軸の向きと、位相差板の遅相軸
の向きとを示す表面側から見た図。

【図１３】本発明の第６の実施例を示す、液晶セルの液
晶分子配向方向と、偏光板の透過軸の向きと、位相差板
の遅相軸の向きとを示す表面側から見た図。

【図１４】第６の実施例のカラー液晶表示装置の表示色
の変化を示すＣＩＥ色度図。

【図１５】第６の実施例のカラー液晶表示装置における
液晶セルへの印加電圧と、赤，緑，青の各色の波長域の
光の出射率と、表示色との関係を示す図。

【図１６】本発明の第７の実施例を示す、液晶セルの液
晶分子配向方向と、偏光板の透過軸の向きと、位相差板
の遅相軸の向きとを示す表面側から見た図。

【図１７】第７の実施例における偏光板の透過軸および
位相差板の遅相軸の向きの他の設定例を示す表面側から
見た図。

【図１８】本発明の第８の実施例を示すカラー液晶表示
装置の断面図。

【図１９】第８の実施例における液晶セルの液晶分子配
向方向と、偏光板の透過軸の向きと、位相差板の遅相軸
の向きとを示す表面側から見た図。

【符号の説明】

１０…液晶セル １１，１２…基板 １１ａ…表側基板の近傍における液晶分子配向方向 １２ａ…裏側基板の近傍における液晶分子配向方向 １３，１４…電極 １５，１６…配向膜 １８…液晶層 ２１，２２…偏光板 ２１ａ，２２ａ…透過軸 ２３，２４…二軸性位相差板 ２３ａ，２４ａ…遅相軸 ２５…反射板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−138529（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−118516（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−289824（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−16916（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−264919（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−519（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−97121（ＪＰ，Ａ)

Claims (16)

(57)【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ネマティック液晶層を設けて
   なる液晶セルと、前記液晶セルをはさんでその表面側と
   裏面側とに配置された一対の偏光板と、前記一対の偏光
   板の間に配置された位相差板とを備え、 かつ、前記位相差板は、その遅相軸であるｘ軸方向の屈
   折率ｎ_x と、ｙ軸方向の屈折率ｎ_y およびｚ軸方向の屈
   折率ｎ_z とが、ｎ_x ＞ｎ_z ＞ｎ_y の関係にある二軸性位
   相差板であって、前記二軸性位相差板は、その遅相軸をこれに隣接する一
   方の偏光板の透過軸に対してこの偏光板を透過して前記
   二軸性位相差板に入射する直線偏光を各波長光毎に偏光
   状態の異なる楕円偏光として出射させる角度で交差する
   方向に向けて配置され、前記液晶セルは、その基板近傍
   の液晶分子の配向方向をその基板に隣接する前記二軸性
   位相差板の遅相軸に対して前記二軸性位相差板を出射し
   た前記楕円偏光の各波長光毎の偏光状態をさらに変化さ
   せる角度で交差する方向に向けて配置され、他方の偏光
   板は、その透過軸をこの偏光板の透過光を構成する各波
   長光の光量比が所望の着色光に対応した比率となる方向
   に向けて配置されている ことを特徴とするカラー液晶表
   示装置。
2. 【請求項２】液晶セルの裏面側に配置された裏側偏光板
   の背後に反射板が配置されており、液晶セルの表面側に
   配置された表側偏光板と前記液晶セルとの間に１枚の二
   軸性位相差板が配置されるとともに、少なくとも、前記
   表側偏光板の透過軸と、前記位相差板の遅相軸とが、所
   定角度斜めにずれていることを特徴とする請求項１に記
   載の力ラー液晶表示装置。
3. 【請求項３】液晶セルの裏面側に配置された裏側偏光板
   の背後に反射板が配置されており、液晶セルの表面側に
   配置された表側偏光板と前記液晶セルとの間と、液晶セ
   ルの裏面側に配置された裏側偏光板と前記液晶セルとの
   間とに、それぞれ１枚ずつニ軸性位相差板が配置される
   とともに、少なくとも、前記表側偏光板の透過軸と、こ
   の偏光板に隣接する位相差板の遅相軸とが、所定角度斜
   めにずれていることを特徴とする請求項１に記載の力ラ
   ー液晶表示装置。
4. 【請求項４】液晶セルの裏面側に配置された裏側偏光板
   の背後に反射板が配置されており、液晶セルの表面側に
   配置された表側偏光板と前記液晶セルとの間に、２枚の
   二軸性位相差板が互いに重ねて配置されるとともに、少
   なくとも、前記表側偏光板の透過軸と、前記２枚の位相
   差板のうちの前記表側偏光板に隣接する位相差板の遅相
   軸とが、所定角度斜めにずれていることを特徴とする請
   求項１に記載の力ラー液晶表示装置。
5. 【請求項５】液晶セルの液晶分子のツイスト角は８０゜
   〜１１０゜であることを特徴とする請求項１〜請求項４
   のいずれか１つに記載の力ラー液晶表示装置。
6. 【請求項６】液晶セルの液晶分子のツイスト角は１１０
   ゜〜１３０゜であることを特徴とする請求項１〜請求項
   ４のいずれか１つに記載のカラー液晶表示装置。
7. 【請求項７】液晶セルの液晶分子のツイスト角は１８０
   ゜〜２７０゜であることを特徴とする請求項１〜請求項
   ４のいずれか１つに記載の力ラー液晶表示装置。
8. 【請求項８】液晶セルの液晶分子のツイスト角は８０゜
   〜１１０゜であり、前記液晶セルの液晶の屈折率異方性
   Δｎと液晶層厚ｄとの積Δｎ・ｄの値が５２０ｎｍ〜５
   ８０ｎｍ、位相差板のリタデーションの値が４００ｎｍ
   〜４６０ｎｍであることを特徴とする請求項２に記載の
   力ラー液晶表示装置。
9. 【請求項９】液晶セルの液晶分子のツイスト角は１１０
   ゜〜１３０゜であり、前記液晶セルの液晶の屈折率異方
   性Δｎと液晶層厚ｄとの積Δｎ・ｄの値が８８０ｎｍ〜
   ９７０ｎｍ、位相差板のリタデーションの値が１２７０
   ｎｍ〜１５３０ｎｍであることを特徴とする請求項２に
   記載のカラー液晶表示装置。
10. 【請求項１０】液晶セルの液晶分子のツイスト角は１８
    ０゜〜２７０゜であり、前記液晶セルの液晶の屈折率異
    方性Δｎと液晶層厚ｄとの積Δｎ・ｄの値が８５０ｎｍ
    〜９１０ｎｍ、位相差板のリタデーションの値が４００
    ｎｍ〜４６０ｎｍであることを特徴とする請求項２に記
    載のカラー液晶表示装置。
11. 【請求項１１】液晶セルの液晶分子のツイスト角は１８
    ０゜〜２７０゜であり、前記液晶セルの液晶の屈折率異
    万性Δｎと液晶層厚ｄとの積Δｎ・ｄの値が１２５０ｎ
    ｍ〜１４５０ｎｍ、表側偏光板に隣接する位相差板のリ
    タデーションの値が１５７０ｎｍ〜１６３０ｎｍ、裏側
    偏光板に隣接する位相差板のリタデーションの値が１５
    ７０ｎｍ〜１６３０ｎｍであることを特徴とする請求項
    ３に記載のカラー液晶表示装置。
12. 【請求項１２】液晶セルの液晶分子のツイスト角は１８
    ０゜〜２７０゜であり、前記液晶セルの液晶の屈折率異
    方性Δｎと液晶層厚ｄとの積Δｎ・ｄの値が１２５０ｎ
    ｍ〜１４５０ｎｍ、表側偏光板に隣接する位相差板のリ
    タデーションの値が１５７０ｎｍ〜１６３０ｎｍ、液晶
    セルに隣接する位相差板のリタデーションの値が１５２
    ０ｎｍ〜１５８０ｎｍであることを特徴とする請求項４
    に記載のカラー液晶表示装置。
13. 【請求項１３】液晶セルの液晶分子のツイスト角は１８
    ０゜〜２７０゜であり、前記液晶セルの液晶の屈折率異
    方性Δｎと液晶層厚ｄとの積Δｎ・ｄの値が１４９０ｎ
    ｍ以上であることを特徴とする請求項４に記載のカラー
    液晶表示装置。
14. 【請求項１４】液晶セルのΔｎ・ｄの値が１４９０ｎｍ
    〜１５９０ｎｍ、表側偏光板に隣接する位相差板のリタ
    デーションの値が１５７０ｎｍ〜１６３０ｎｍ、液晶セ
    ルに隣接する位相差板のリタデーションの値が１４２０
    ｎｍ〜１４８０ｎｍであることを特徴とする請求項１３
    に記載のカラー液晶表示装置。
15. 【請求項１５】前記液晶セルのΔｎ・ｄの値が１５３０
    ｎｍ〜１７３０ｎｍ、表側偏光板に隣接する位相差板の
    リタデーションの値が１５７０ｎｍ〜１６３０ｎｍ、液
    晶セルに隣接する位相差板のリタデーションの値が１５
    ２０ｎｍ〜１５８０ｎｍであることを特徴とする請求項
    １３に記載の力ラー液晶表示装置。
16. 【請求項１６】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ネマティック液晶層を設け
    てなる液晶セルと、前記液晶セルの表面側だけに配置さ
    れた１枚の偏光板と、前記液晶セルの裏面側に配置され
    た反射板と、前記偏光板と反射板との間に配置された位
    相差板とを備え、 かつ、前記位相差板は、その遅相軸であるｘ軸方向の屈
    折率ｎ_x と、ｙ軸方向の屈折率ｎ_y およびｚ軸方向の屈
    折率ｎ_z とが、ｎ_x ＞ｎ_z ＞ｎ_y の関係にある二軸性位
    相差板であって、前記二軸性位相差板は、その遅相軸をこれに隣接する前
    記偏光板の透過軸に対してこの偏光板を透過して前記二
    軸性位相差板に入射する直線偏光を各波長光毎に偏光状
    態の異なる楕円偏光として出射させる角度で交差する方
    向に向けて配置され、前記液晶セルは、その基板近傍の
    液晶分子の配向方向をその基板に隣接する前記二軸性位
    相差板の遅相軸に対して前記二軸性位相差板を出射した
    前記楕円偏光の各波長光毎の偏光状態をさらに変化させ
    る角度で交差する方向に向けて配置され、前記偏光板
    は、その透過軸をこの偏光板の透過光を構成する各波長
    光の光量比が所望の着色光に対応した比率となる方向に
    向けて配置されている ことを特徴とするカラー液晶表示
    装置。