JP3289368B2 - カラー液晶表示装置 - Google Patents
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- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/13363—Birefringent elements, e.g. for optical compensation
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- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はカラー液晶表示装置に関
するものである。
するものである。
【０００２】
【従来の技術】電卓や電子手帳等の小型電子機器に用い
られる液晶表示装置として、着色した表示が得られるカ
ラー液晶表示装置がある。
られる液晶表示装置として、着色した表示が得られるカ
ラー液晶表示装置がある。
【０００３】図７は従来の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、カラーフィルタを備えた
液晶セル１０と、この液晶セル１０をはさんで配置され
た一対の偏光板２１，２２とからなっている。
であり、この液晶表示装置は、カラーフィルタを備えた
液晶セル１０と、この液晶セル１０をはさんで配置され
た一対の偏光板２１，２２とからなっている。
【０００４】上記液晶セル１０は、透明電極１３，１４
を形成しその上に配向膜１５，１６を形成した上下一対
の透明基板１１，１２を枠状のシール材１８を介して接
合し、この両基板１１，１２間の前記シール材１８で囲
まれた領域に液晶１９を封入したもので、この液晶セル
１０の一方の基板、例えば図において下基板１２には、
表示を着色するためのカラーフィルタ１７が設けられて
いる。なお、このカラーフィルタ１７は基板１２上に形
成されており、この基板１２側の透明電極１４は前記カ
ラーフィルタ１７を覆う保護膜（図示せず）の上に形成
されている。
を形成しその上に配向膜１５，１６を形成した上下一対
の透明基板１１，１２を枠状のシール材１８を介して接
合し、この両基板１１，１２間の前記シール材１８で囲
まれた領域に液晶１９を封入したもので、この液晶セル
１０の一方の基板、例えば図において下基板１２には、
表示を着色するためのカラーフィルタ１７が設けられて
いる。なお、このカラーフィルタ１７は基板１２上に形
成されており、この基板１２側の透明電極１４は前記カ
ラーフィルタ１７を覆う保護膜（図示せず）の上に形成
されている。
【０００５】また、この液晶セル１０は、ＴＮ（ツイス
テッド・ネマティック）型のものであり、液晶１９の分
子１９ａは、両基板１１，１２側での配向方向を上記配
向膜１５，１６によって規制され、両基板１１，１２間
においてほぼ９０°のツイスト角でツイスト配列されて
いる。
テッド・ネマティック）型のものであり、液晶１９の分
子１９ａは、両基板１１，１２側での配向方向を上記配
向膜１５，１６によって規制され、両基板１１，１２間
においてほぼ９０°のツイスト角でツイスト配列されて
いる。
【０００６】図８は、上記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、一対の偏光板２１，２２
の透過軸とを示す平面図であり、図において１１ａは液
晶セル１０の上基板１１側の液晶分子配向方向、１２ａ
は液晶セル１０の下基板１２側の液晶分子配向方向、２
１ａは上偏光板２１の透過軸、２２ａは下偏光板２２の
透過軸を示している。
ル１０の液晶分子配向方向と、一対の偏光板２１，２２
の透過軸とを示す平面図であり、図において１１ａは液
晶セル１０の上基板１１側の液晶分子配向方向、１２ａ
は液晶セル１０の下基板１２側の液晶分子配向方向、２
１ａは上偏光板２１の透過軸、２２ａは下偏光板２２の
透過軸を示している。
【０００７】この図８のように、液晶セル１０の両基板
１１，１２側の液晶分子配向方向１１ａ，１２ａは、基
準線（図では水平線）Ｏに対し互いに逆方向に４５°ず
つ傾いた方向にあり、液晶分子１９ａは、そのツイスト
方向を図に矢印Ｔで示したように、下基板１２側から上
基板１１側に向かってほぼ９０°のツイスト角でツイス
ト配列している。
１１，１２側の液晶分子配向方向１１ａ，１２ａは、基
準線（図では水平線）Ｏに対し互いに逆方向に４５°ず
つ傾いた方向にあり、液晶分子１９ａは、そのツイスト
方向を図に矢印Ｔで示したように、下基板１２側から上
基板１１側に向かってほぼ９０°のツイスト角でツイス
ト配列している。
【０００８】また、上記一対の偏光板２１，２２は、そ
の透過軸２１ａ，２２ａを互いにほぼ平行にして配置さ
れており、これら偏光板２１，２２の透過軸２１ａ，２
２ａは、上記基準線Ｏに対して同方向に４５°ずつ傾い
た方向（液晶セル１０の上基板１１側の液晶分子配向方
向１１ａとほぼ平行な方向）にある。
の透過軸２１ａ，２２ａを互いにほぼ平行にして配置さ
れており、これら偏光板２１，２２の透過軸２１ａ，２
２ａは、上記基準線Ｏに対して同方向に４５°ずつ傾い
た方向（液晶セル１０の上基板１１側の液晶分子配向方
向１１ａとほぼ平行な方向）にある。
【０００９】なお、上記液晶表示装置には反射型のもの
と透過型のものとがあり、反射型の液晶表示装置では、
図７に示したように、その裏面（下偏光板２２の下面）
に反射板２３を配置している。
と透過型のものとがあり、反射型の液晶表示装置では、
図７に示したように、その裏面（下偏光板２２の下面）
に反射板２３を配置している。
【００１０】上記液晶表示装置は、その液晶セル１０の
両基板１１，１２の電極１３，１４間に電圧を印加して
表示駆動されるもので、裏面に反射板２３を配置した液
晶表示装置では、外部からの光が上偏光板２１により直
線偏光されて液晶セル１０にその上面から入射する。
両基板１１，１２の電極１３，１４間に電圧を印加して
表示駆動されるもので、裏面に反射板２３を配置した液
晶表示装置では、外部からの光が上偏光板２１により直
線偏光されて液晶セル１０にその上面から入射する。
【００１１】そして、液晶セル１０に入射した直線偏光
は、液晶層を通り、さらにカラーフィルタ１７を通って
液晶セル１０の下面側に出射するが、その場合、カラー
フィルタ１７の色に対応する波長の光はカラーフィルタ
１７を透過するが、他の波長の光はカラーフィルタ１７
で吸収されるため、出射光がカラーフィルタ１７の色に
着色された光となる。
は、液晶層を通り、さらにカラーフィルタ１７を通って
液晶セル１０の下面側に出射するが、その場合、カラー
フィルタ１７の色に対応する波長の光はカラーフィルタ
１７を透過するが、他の波長の光はカラーフィルタ１７
で吸収されるため、出射光がカラーフィルタ１７の色に
着色された光となる。
【００１２】また、液晶セル１０の電極１３，１４間に
ＯＮ電圧が印加されていない状態では、液晶分子１９ａ
がツイスト配列状態にあり、液晶セル１０を通る光が液
晶１９による偏光作用を受けて、液晶層を通過し終った
ときに液晶セル１０に入射した直線偏光とほぼ直交する
方向の直線偏光になるため、このときは、液晶セル１０
の下面側に出射した直線偏光が下偏光板２２で遮断（吸
収）されて、表示が暗（黒）状態になる。
ＯＮ電圧が印加されていない状態では、液晶分子１９ａ
がツイスト配列状態にあり、液晶セル１０を通る光が液
晶１９による偏光作用を受けて、液晶層を通過し終った
ときに液晶セル１０に入射した直線偏光とほぼ直交する
方向の直線偏光になるため、このときは、液晶セル１０
の下面側に出射した直線偏光が下偏光板２２で遮断（吸
収）されて、表示が暗（黒）状態になる。
【００１３】一方、液晶セル１０の電極１３，１４間に
ＯＮ電圧を印加すると、液晶分子１９ａが基板１１，１
２面に対してほぼ垂直に立上り配向し、液晶１９による
偏光作用はほとんどなくなるため、液晶セル１０に入射
した直線偏光がそのまま液晶セル１０の下面側に出射す
る。そして、このときは、液晶セル１０の下面側に出射
した直線偏光が下偏光板２２を透過して反射板２３で反
射され、上述した光経路と逆の経路で表示装置の上面側
に出射して、表示がカラーフィルタ１７により着色され
た色の明表示になる。
ＯＮ電圧を印加すると、液晶分子１９ａが基板１１，１
２面に対してほぼ垂直に立上り配向し、液晶１９による
偏光作用はほとんどなくなるため、液晶セル１０に入射
した直線偏光がそのまま液晶セル１０の下面側に出射す
る。そして、このときは、液晶セル１０の下面側に出射
した直線偏光が下偏光板２２を透過して反射板２３で反
射され、上述した光経路と逆の経路で表示装置の上面側
に出射して、表示がカラーフィルタ１７により着色され
た色の明表示になる。
【００１４】なお、裏面に反射板を備えていない透過型
液晶表示装置では、その裏面側から光を入射させ、表面
側への光の出射を液晶セルへの電圧印加により制御して
表示するが、その表示動作は基本的に、上述した反射型
の液晶表示装置の動作と同じである。
液晶表示装置では、その裏面側から光を入射させ、表面
側への光の出射を液晶セルへの電圧印加により制御して
表示するが、その表示動作は基本的に、上述した反射型
の液晶表示装置の動作と同じである。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のカラー液晶表示装置は、カラーフィルタ１７を用い
て表示を着色するものであるため、表示着色以外の表示
つまり背景表示は、光の遮断により暗（黒）で表示する
しかなく、したがって、画面全体が暗くなってしまうと
いう問題をもっていた。
来のカラー液晶表示装置は、カラーフィルタ１７を用い
て表示を着色するものであるため、表示着色以外の表示
つまり背景表示は、光の遮断により暗（黒）で表示する
しかなく、したがって、画面全体が暗くなってしまうと
いう問題をもっていた。
【００１６】本発明は、カラーフィルタを用いずに表示
を着色することができ、しかも背景部を明るくして画面
全体の明るさを向上させることができるカラー液晶表示
装置を提供することにある。
を着色することができ、しかも背景部を明るくして画面
全体の明るさを向上させることができるカラー液晶表示
装置を提供することにある。
【００１７】
【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、透明電極を形成した一対の透明基板間に液晶を
封入しその分子をホモジニアス配向させた液晶セルと、
前記液晶セルを挟んで互いの透過軸をほぼ平行に配置さ
れた一対の偏光板と、前記液晶セルによる透過光のリタ
デーションを打ち消すために、前記液晶セルのΔｎｄの
値とほぼ等しい値のリタデーションを有し、且つ遅相軸
又は進相軸を前記液晶セルの液晶分子の配向方向に対し
互いにほぼ直交させて前記液晶セルと一方の偏光板との
間に配置された位相板とを備え、前記一対の偏光板は、
前記液晶セルによるリタデーションが変化したとき、前
記偏光板を出射した直線偏光を前記位相板と前記液晶セ
ルとにより楕円偏光にし、この楕円偏光のうち前記液晶
セルの偏光作用の変化に応じた波長帯域の着色光を透過
させるために、前記一対の偏光板の透過軸を隣接する前
記位相板の遅相軸に対し所定角度斜めにずらして配置さ
れていることを特徴とするものである。
装置は、透明電極を形成した一対の透明基板間に液晶を
封入しその分子をホモジニアス配向させた液晶セルと、
前記液晶セルを挟んで互いの透過軸をほぼ平行に配置さ
れた一対の偏光板と、前記液晶セルによる透過光のリタ
デーションを打ち消すために、前記液晶セルのΔｎｄの
値とほぼ等しい値のリタデーションを有し、且つ遅相軸
又は進相軸を前記液晶セルの液晶分子の配向方向に対し
互いにほぼ直交させて前記液晶セルと一方の偏光板との
間に配置された位相板とを備え、前記一対の偏光板は、
前記液晶セルによるリタデーションが変化したとき、前
記偏光板を出射した直線偏光を前記位相板と前記液晶セ
ルとにより楕円偏光にし、この楕円偏光のうち前記液晶
セルの偏光作用の変化に応じた波長帯域の着色光を透過
させるために、前記一対の偏光板の透過軸を隣接する前
記位相板の遅相軸に対し所定角度斜めにずらして配置さ
れていることを特徴とするものである。
【００１８】
【作用】このカラー液晶表示装置は、上記位相板を表示
の着色に用い、上記液晶セルを消色に用いてカラー表示
を行なうものであり、一方の偏光板を通って位相板に入
射した直線偏光は、この位相板を通る過程で位相板の偏
光作用により楕円偏光となるため、この楕円偏光のう
ち、他方の偏光板を透過する偏光成分の波長光だけがこ
の偏光板を透過して着色光になる。
の着色に用い、上記液晶セルを消色に用いてカラー表示
を行なうものであり、一方の偏光板を通って位相板に入
射した直線偏光は、この位相板を通る過程で位相板の偏
光作用により楕円偏光となるため、この楕円偏光のう
ち、他方の偏光板を透過する偏光成分の波長光だけがこ
の偏光板を透過して着色光になる。
【００１９】また、上記液晶分子をホモジニアス配向さ
せた液晶セルは、液晶分子の長軸方向に遅相軸がある位
相板と考えてよく、したがって、上記位相板のリタデー
ションと前記液晶セルのΔｎｄとがほぼ等しく、位相板
の遅相軸または進相軸と液晶セルの液晶分子配向方向と
がほぼ直交していれば、液晶セルの電極間にＯＮ電圧を
印加していない状態（液晶分子がホモジニアス配向して
いる状態）では、上記位相板による偏光作用と液晶セル
による偏光作用とが互いに逆になり、位相板によって直
線偏光から楕円偏光に偏光された光が、液晶セルによっ
て再び直線偏光に戻される。
せた液晶セルは、液晶分子の長軸方向に遅相軸がある位
相板と考えてよく、したがって、上記位相板のリタデー
ションと前記液晶セルのΔｎｄとがほぼ等しく、位相板
の遅相軸または進相軸と液晶セルの液晶分子配向方向と
がほぼ直交していれば、液晶セルの電極間にＯＮ電圧を
印加していない状態（液晶分子がホモジニアス配向して
いる状態）では、上記位相板による偏光作用と液晶セル
による偏光作用とが互いに逆になり、位相板によって直
線偏光から楕円偏光に偏光された光が、液晶セルによっ
て再び直線偏光に戻される。
【００２０】そして、本発明では、一対の偏光板の透過
軸を互いにほぼ平行にしているため、上記液晶セルを出
射した直線偏光はそのまま他方の偏光板を透過する。す
なわち、このときに前記他方の偏光板を出射する光は、
上述した位相板による着色効果を液晶セルによって打消
された消色光である。
軸を互いにほぼ平行にしているため、上記液晶セルを出
射した直線偏光はそのまま他方の偏光板を透過する。す
なわち、このときに前記他方の偏光板を出射する光は、
上述した位相板による着色効果を液晶セルによって打消
された消色光である。
【００２１】一方、上記液晶セルの電極間にＯＮ電圧を
印加すると、この液晶セルの液晶分子が基板面に対して
立上り配向し、それにともなって液晶セルによる偏光作
用が小さくなる。
印加すると、この液晶セルの液晶分子が基板面に対して
立上り配向し、それにともなって液晶セルによる偏光作
用が小さくなる。
【００２２】このため、液晶セルにＯＮ電圧を印加した
ときは、上記位相板による着色効果が液晶セルによって
打消されなくなり、上記他方の偏光板を透過した光が上
述した着色光になる。
ときは、上記位相板による着色効果が液晶セルによって
打消されなくなり、上記他方の偏光板を透過した光が上
述した着色光になる。
【００２３】したがって、本発明のカラー液晶表示装置
によれば、従来の液晶表示装置のようにカラーフィルタ
を用いずに表示を着色することができるし、また、背景
部が位相板による着色効果を液晶セルによって打消した
消色光で表示されるため、背景部を明るくして画面全体
の明るさを向上させることができる。
によれば、従来の液晶表示装置のようにカラーフィルタ
を用いずに表示を着色することができるし、また、背景
部が位相板による着色効果を液晶セルによって打消した
消色光で表示されるため、背景部を明るくして画面全体
の明るさを向上させることができる。
【００２４】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜図６を参照
して説明する。図１はカラー液晶表示装置の断面図であ
る。
して説明する。図１はカラー液晶表示装置の断面図であ
る。
【００２５】このカラー液晶表示装置は、液晶セル３０
をはさんで一対の偏光板４１、４２を配置するととも
に、前記液晶セル３０と一方の偏光板（この実施例では
上偏光板）４１との間に、位相板４０を配置して構成さ
れている。なお、この実施例の液晶表示装置は反射型の
ものであり、その裏面（下偏光板４２の下面）には、図
１に示したように反射板４３が配置されている。
をはさんで一対の偏光板４１、４２を配置するととも
に、前記液晶セル３０と一方の偏光板（この実施例では
上偏光板）４１との間に、位相板４０を配置して構成さ
れている。なお、この実施例の液晶表示装置は反射型の
ものであり、その裏面（下偏光板４２の下面）には、図
１に示したように反射板４３が配置されている。
【００２６】上記液晶セル３０は、透明電極３３，３４
を形成しその上に水平配向膜３５，３６を形成した上下
一対の透明基板３１，３２を枠状のシール材３７を介し
て接合し、この両基板３１，３２間の前記シール材３７
で囲まれた領域に液晶３８を封入したもので、両基板３
１，３２上の水平配向膜３５，３６は互いに平行な方向
に配向処理されており、液晶３８の分子３８ａは、一方
向にホモジニアス配向されている。
を形成しその上に水平配向膜３５，３６を形成した上下
一対の透明基板３１，３２を枠状のシール材３７を介し
て接合し、この両基板３１，３２間の前記シール材３７
で囲まれた領域に液晶３８を封入したもので、両基板３
１，３２上の水平配向膜３５，３６は互いに平行な方向
に配向処理されており、液晶３８の分子３８ａは、一方
向にホモジニアス配向されている。
【００２７】一方、上記位相板４０は、リタデーション
Ｒe が上記液晶セル３０のΔｎｄ（液晶３８の複屈折位
相差Δｎと液晶層厚ｄとの積）とほぼ等しいものとされ
ており、この位相板４０は、その遅相軸を液晶セル３０
の液晶分子配向方向（ホモジニアス配向方向）とほぼ直
交させて配置されている。
Ｒe が上記液晶セル３０のΔｎｄ（液晶３８の複屈折位
相差Δｎと液晶層厚ｄとの積）とほぼ等しいものとされ
ており、この位相板４０は、その遅相軸を液晶セル３０
の液晶分子配向方向（ホモジニアス配向方向）とほぼ直
交させて配置されている。
【００２８】また、上記一対の偏光板４１，４２は、そ
の透過軸を互いにほぼ平行にするとともに、これら偏光
板４１，４２の透過軸を上記位相板４０の遅相軸に対し
て所定角度斜めにずらして配置されている。
の透過軸を互いにほぼ平行にするとともに、これら偏光
板４１，４２の透過軸を上記位相板４０の遅相軸に対し
て所定角度斜めにずらして配置されている。
【００２９】すなわち、図２は、上記液晶表示装置にお
ける液晶セル３０の液晶分子配向方向と、位相板４０の
遅相軸と、一対の偏光板４１，４２の透過軸とを示す平
面図であり、位相板４０の遅相軸４０ａは、液晶セル３
０の液晶分子配向方向に対してほぼ直交している。
ける液晶セル３０の液晶分子配向方向と、位相板４０の
遅相軸と、一対の偏光板４１，４２の透過軸とを示す平
面図であり、位相板４０の遅相軸４０ａは、液晶セル３
０の液晶分子配向方向に対してほぼ直交している。
【００３０】また、図２において、４０ａは位相板４０
の遅相軸、４１ａは上偏光板４１の透過軸、４２ａは下
偏光板２２の透過軸であり、この実施例では、両偏光板
４１，４２の透過軸４１ａ，４２ａを互いにほぼ平行に
するとともに、これら偏光板４１，４２の透過軸４１
ａ，４２ａを、上記位相板４０の遅相軸４０ａに対して
４５°斜め方向にずらしている。
の遅相軸、４１ａは上偏光板４１の透過軸、４２ａは下
偏光板２２の透過軸であり、この実施例では、両偏光板
４１，４２の透過軸４１ａ，４２ａを互いにほぼ平行に
するとともに、これら偏光板４１，４２の透過軸４１
ａ，４２ａを、上記位相板４０の遅相軸４０ａに対して
４５°斜め方向にずらしている。
【００３１】上記カラー液晶表示装置は、液晶セル３０
の両基板３１，３２の電極３３，３４間に電圧を印加し
て表示駆動されるもので、表示の着色は位相板４０の偏
光作用を利用して行なわれ、また背景部は、位相板４０
による着色効果を液晶セル３０によって打消して表示さ
れる。
の両基板３１，３２の電極３３，３４間に電圧を印加し
て表示駆動されるもので、表示の着色は位相板４０の偏
光作用を利用して行なわれ、また背景部は、位相板４０
による着色効果を液晶セル３０によって打消して表示さ
れる。
【００３２】まず、上記位相板４０による表示の着色に
ついて説明すると、外部からの光（自然光または照明光
源からの光）は、上偏光板４１により直線偏光されて位
相板４０に入射するが、前記上偏光板４１の透過軸４１
ａと、位相板４０の遅相軸４０ａとは４５°ずれている
ため、位相板４０に入射した直線偏光は、この位相板４
０を通る過程で位相板４０の偏光作用により楕円偏光と
なる。
ついて説明すると、外部からの光（自然光または照明光
源からの光）は、上偏光板４１により直線偏光されて位
相板４０に入射するが、前記上偏光板４１の透過軸４１
ａと、位相板４０の遅相軸４０ａとは４５°ずれている
ため、位相板４０に入射した直線偏光は、この位相板４
０を通る過程で位相板４０の偏光作用により楕円偏光と
なる。
【００３３】そして、位相板４０を出射した楕円偏光が
そのまま液晶セル３０を透過して下偏光板４２に入射す
ると、この楕円偏光のうち、下偏光板４２を透過する偏
光成分の波長光だけが下偏光板４２を透過するため、下
偏光板４２を通った光（直線偏光）が着色光になる。
そのまま液晶セル３０を透過して下偏光板４２に入射す
ると、この楕円偏光のうち、下偏光板４２を透過する偏
光成分の波長光だけが下偏光板４２を透過するため、下
偏光板４２を通った光（直線偏光）が着色光になる。
【００３４】次に、上記液晶セル３０による消色につい
て説明すると、この液晶セル３０は液晶分子３８ａをホ
モジニアス配向させたものであるため、液晶分子３８ａ
の長軸方向に遅相軸がある位相板と考えてよい。
て説明すると、この液晶セル３０は液晶分子３８ａをホ
モジニアス配向させたものであるため、液晶分子３８ａ
の長軸方向に遅相軸がある位相板と考えてよい。
【００３５】したがって、上記位相板４０のリタデーシ
ョンＲe と液晶セル３０のΔｎｄとがほぼ等しく、位相
板４０の遅相軸４０ａと液晶セル３０の液晶分子配向方
向とがほぼ直交していれば、液晶セル３０の電極３３，
３４間にＯＮ電圧を印加していない状態（液晶分子３８
がホモジニアス配向している状態）では、上記位相板４
０による偏光作用と液晶セル３０による偏光作用とが互
いに逆になり、位相板４０によって直線偏光から楕円偏
光に偏光された光が、液晶セル３０によって再び元の直
線偏光（上偏光板４１により直線偏光された光）に戻さ
れる。
ョンＲe と液晶セル３０のΔｎｄとがほぼ等しく、位相
板４０の遅相軸４０ａと液晶セル３０の液晶分子配向方
向とがほぼ直交していれば、液晶セル３０の電極３３，
３４間にＯＮ電圧を印加していない状態（液晶分子３８
がホモジニアス配向している状態）では、上記位相板４
０による偏光作用と液晶セル３０による偏光作用とが互
いに逆になり、位相板４０によって直線偏光から楕円偏
光に偏光された光が、液晶セル３０によって再び元の直
線偏光（上偏光板４１により直線偏光された光）に戻さ
れる。
【００３６】そして、上記液晶表示装置では、一対の偏
光板４１，４２の透過軸４１ａ，４２ａを互いにほぼ平
行にしているため、液晶セル３０によって元の直線偏光
に戻された光はそのまま下偏光板４２を透過する。すな
わち、このときに下偏光板４２を出射する光は、上述し
た位相板４０による着色効果を液晶セル３０によって打
消された消色光である。
光板４１，４２の透過軸４１ａ，４２ａを互いにほぼ平
行にしているため、液晶セル３０によって元の直線偏光
に戻された光はそのまま下偏光板４２を透過する。すな
わち、このときに下偏光板４２を出射する光は、上述し
た位相板４０による着色効果を液晶セル３０によって打
消された消色光である。
【００３７】一方、上記液晶セル３０の電極３３，３４
間にＯＮ電圧を印加すると、この液晶セル３０の液晶分
子３８ａが基板３１，３２面に対して立上り配向し、そ
れにともなって液晶セル３０のΔｎｄの値が小さくなる
ため、液晶セル３０での液晶３８による偏光作用が小さ
くなる。
間にＯＮ電圧を印加すると、この液晶セル３０の液晶分
子３８ａが基板３１，３２面に対して立上り配向し、そ
れにともなって液晶セル３０のΔｎｄの値が小さくなる
ため、液晶セル３０での液晶３８による偏光作用が小さ
くなる。
【００３８】すなわち、液晶セル３０のΔｎｄは、液晶
３８の複屈折位相差Δｎと液晶層厚ｄとの積であるが、
液晶の複屈折位相差Δｎは、電圧の印加により液晶分子
３８ａが立上り配向するのにともなって小さくなり、液
晶分子３８ａが垂直に立上り配向したとき“０”となる
ため、液晶セル３０のΔｎｄの値は最終的にΔｎｄ＝０
となる。
３８の複屈折位相差Δｎと液晶層厚ｄとの積であるが、
液晶の複屈折位相差Δｎは、電圧の印加により液晶分子
３８ａが立上り配向するのにともなって小さくなり、液
晶分子３８ａが垂直に立上り配向したとき“０”となる
ため、液晶セル３０のΔｎｄの値は最終的にΔｎｄ＝０
となる。
【００３９】そして、液晶セル３０にΔｎ＝０となるＯ
Ｎ電圧を印加したときは、この液晶セル３０での液晶３
８による偏光作用が“０”となり、上記位相板４０によ
る着色効果が液晶セル３０によって打消されなくなるた
め、位相板４０を出射した楕円偏光がそのまま液晶セル
３０を透過して下偏光板４２に入射し、この下偏光板４
２を透過した光が上述した着色光になる。
Ｎ電圧を印加したときは、この液晶セル３０での液晶３
８による偏光作用が“０”となり、上記位相板４０によ
る着色効果が液晶セル３０によって打消されなくなるた
め、位相板４０を出射した楕円偏光がそのまま液晶セル
３０を透過して下偏光板４２に入射し、この下偏光板４
２を透過した光が上述した着色光になる。
【００４０】なお、下偏光板４２を通った着色光および
消色光は、反射板４３で反射されて、上述した光経路と
逆の経路で表示装置の上面側に出射し、消色光で表示さ
れる背景中に着色光による着色表示が観察される。
消色光は、反射板４３で反射されて、上述した光経路と
逆の経路で表示装置の上面側に出射し、消色光で表示さ
れる背景中に着色光による着色表示が観察される。
【００４１】したがって、上記カラー液晶表示装置によ
れば、従来の液晶表示装置のようにカラーフィルタを用
いずに表示を着色することができるし、また、背景部が
位相板４０による着色効果を液晶セル３０によって打消
した消色光で表示されるため、背景部を明るくして画面
全体の明るさを向上させることができる。
れば、従来の液晶表示装置のようにカラーフィルタを用
いずに表示を着色することができるし、また、背景部が
位相板４０による着色効果を液晶セル３０によって打消
した消色光で表示されるため、背景部を明るくして画面
全体の明るさを向上させることができる。
【００４２】すなわち、上記カラー液晶表示装置におけ
る表示の光強度Ｉを、液晶セル３０に電圧を印加してい
ないときと、液晶セル３０に電圧を印加したときとにつ
いて求めると、液晶セル３０に電圧を印加していないと
きの光強度（背景部の消色光の強度）Ｉは、
る表示の光強度Ｉを、液晶セル３０に電圧を印加してい
ないときと、液晶セル３０に電圧を印加したときとにつ
いて求めると、液晶セル３０に電圧を印加していないと
きの光強度（背景部の消色光の強度）Ｉは、
【００４３】
【数１】 となる。
【００４４】この (1)式で求められる光強度Ｉの値は、
液晶表示装置に入射する光強度のほぼ１／２（カラーフ
ィルタを備えていない通常のＴＮ型液晶表示装置の明表
示とほぼ同じ明るさ）である。また、液晶セル３０にΔ
ｎ＝０となる電圧を印加したときの着色表示の光強度Ｉ
は、
液晶表示装置に入射する光強度のほぼ１／２（カラーフ
ィルタを備えていない通常のＴＮ型液晶表示装置の明表
示とほぼ同じ明るさ）である。また、液晶セル３０にΔ
ｎ＝０となる電圧を印加したときの着色表示の光強度Ｉ
は、
【００４５】
【数２】 となる。
【００４６】そして、上記液晶表示装置の表示色は、位
相板４０のリタデーションＲe の値に応じた色となる
が、上記 (2)式における光強度Ｉは透過光の波長λによ
って変化し、いくつかの波長の光に対して高い強度とな
る。
相板４０のリタデーションＲe の値に応じた色となる
が、上記 (2)式における光強度Ｉは透過光の波長λによ
って変化し、いくつかの波長の光に対して高い強度とな
る。
【００４７】したがって、位相板４０のリタセーション
Ｒe は、上記 (2)式における光強度Ｉが十分高い値にな
り、しかも色純度の高い表示色が得られる値に選べばよ
い。また、位相板４０のリタセーションＲe と液晶セル
３０のΔｎｄの値をほぼ等しくすれば、背景部は白色
（入射光が自然光または白色光源からの光である場合）
になる。
Ｒe は、上記 (2)式における光強度Ｉが十分高い値にな
り、しかも色純度の高い表示色が得られる値に選べばよ
い。また、位相板４０のリタセーションＲe と液晶セル
３０のΔｎｄの値をほぼ等しくすれば、背景部は白色
（入射光が自然光または白色光源からの光である場合）
になる。
【００４８】次の［表１］は、上記液晶表示装置の表示
モード例を示しており、図３〜図６は、［表１］に示し
たＲ1 ，Ｇ1 ，Ｂ1 ，Ｂ2 の各モードの表示装置のＣＩ
Ｅ色度図である。
モード例を示しており、図３〜図６は、［表１］に示し
たＲ1 ，Ｇ1 ，Ｂ1 ，Ｂ2 の各モードの表示装置のＣＩ
Ｅ色度図である。
【００４９】
【表１】
【００５０】上記［表１］および図３〜図６のように、
Ｒ1 ，Ｇ1 ，Ｂ1 ，Ｂ2 の各モードの表示装置は、その
背景色が“白”であり、最終表示色（液晶セル３０の液
晶分子３８ａが垂直に配向したときの表示色）は、位相
板４０のリタセーションＲeの値に応じた色になる。
Ｒ1 ，Ｇ1 ，Ｂ1 ，Ｂ2 の各モードの表示装置は、その
背景色が“白”であり、最終表示色（液晶セル３０の液
晶分子３８ａが垂直に配向したときの表示色）は、位相
板４０のリタセーションＲeの値に応じた色になる。
【００５１】また、例えばＲ1 モードの表示装置は、液
晶セル３０に印加する電圧を高くして行くのにともなっ
て表示色が“白”から“赤”に変わるが、その途中で、
表示の光強度Ｉが高くかつ色純度も高い“青”と“黄”
の表示色になるため、液晶セル３０への印加電圧を制御
すれば、前記“青”と“黄”の表示を中間色表示に利用
することができる。
晶セル３０に印加する電圧を高くして行くのにともなっ
て表示色が“白”から“赤”に変わるが、その途中で、
表示の光強度Ｉが高くかつ色純度も高い“青”と“黄”
の表示色になるため、液晶セル３０への印加電圧を制御
すれば、前記“青”と“黄”の表示を中間色表示に利用
することができる。
【００５２】これは、Ｇ1 モードおよびＢ1 モードの表
示装置においても同様であり、Ｇ1モードの中間色は
“青”と“黄”、Ｂ1 モードの中間色は“赤”である。
なお、Ｂ2 モードの表示装置には、表示に利用できる中
間色、つまり光強度Ｉが高くかつ色純度も高い中間色は
ない。
示装置においても同様であり、Ｇ1モードの中間色は
“青”と“黄”、Ｂ1 モードの中間色は“赤”である。
なお、Ｂ2 モードの表示装置には、表示に利用できる中
間色、つまり光強度Ｉが高くかつ色純度も高い中間色は
ない。
【００５３】なお、上記実施例では、位相板４０の遅相
軸４０ａを液晶セル３０の液晶分子配向方向に対してほ
ぼ直交させているが、位相板４０の進相軸を液晶セル３
０の液晶分子配向方向とほぼ直交させても、上記実施例
と同様な効果が得られる。
軸４０ａを液晶セル３０の液晶分子配向方向に対してほ
ぼ直交させているが、位相板４０の進相軸を液晶セル３
０の液晶分子配向方向とほぼ直交させても、上記実施例
と同様な効果が得られる。
【００５４】また、一対の偏光板４１，４２の透過軸４
１ａ，４２ａと、位相板４０の遅相軸４０ａとのずれ角
は、４５°に限らず、任意に選ぶことができる。ただ
し、位相板４０による着色効果を十分に得るには、前記
ずれ角を４５±５°とするのが望ましい。
１ａ，４２ａと、位相板４０の遅相軸４０ａとのずれ角
は、４５°に限らず、任意に選ぶことができる。ただ
し、位相板４０による着色効果を十分に得るには、前記
ずれ角を４５±５°とするのが望ましい。
【００５５】さらに、上記実施例では、位相板４０を液
晶セル３０と上偏光板４１との間に配置したが、前記位
相板４０は液晶セル３０と下偏光板４２との間に配置し
てもよい。また、位相板は１枚に限らず、複数枚用いて
もよく、その場合は、複数枚の位相板のトータルのリタ
デーション値が、液晶セル３０のΔｎｄとほぼ等しくな
るようにすればよい。なお、複数枚の位相板を用いる場
合は、これら位相板を液晶セル３０の上下に分配して配
置してもよい。また、本発明は、反射型に限らず、透過
型の液晶表示装置にも適用することができる。
晶セル３０と上偏光板４１との間に配置したが、前記位
相板４０は液晶セル３０と下偏光板４２との間に配置し
てもよい。また、位相板は１枚に限らず、複数枚用いて
もよく、その場合は、複数枚の位相板のトータルのリタ
デーション値が、液晶セル３０のΔｎｄとほぼ等しくな
るようにすればよい。なお、複数枚の位相板を用いる場
合は、これら位相板を液晶セル３０の上下に分配して配
置してもよい。また、本発明は、反射型に限らず、透過
型の液晶表示装置にも適用することができる。
【００５６】
【発明の効果】本発明のカラー液晶表示装置は、透明電
極を形成した一対の透明基板間に液晶を封入しその分子
をホモジニアス配向させた液晶セルと、前記液晶セルを
挟んで互いの透過軸をほぼ平行に配置された一対の偏光
板と、前記液晶セルによる透過光のリタデーションを打
ち消すために、前記液晶セルのΔｎｄの値とほぼ等しい
値のリタデーションを有し、且つ遅相軸又は進相軸を前
記液晶セルの液晶分子の配向方向に対し互いにほぼ直交
させて前記液晶セルと一方の偏光板との間に配置された
位相板とを備え、前記一対の偏光板は、前記液晶セルに
よるリタデーションが変化したとき、前記偏光板を出射
した直線偏光を前記位相板と前記液晶セルとにより楕円
偏光にし、この楕円偏光のうち前記液晶セルの偏光作用
の変化に応じた波長帯域の着色光を透過させるために、
前記一対の偏光板の透過軸を隣接する前記位相板の遅相
軸に対し所定角度斜めにずらして配置されているもので
あるから、カラーフィルタを用いずに透過光を着色して
光の透過率を高くし、表示の明るさを十分高くすること
ができる。
極を形成した一対の透明基板間に液晶を封入しその分子
をホモジニアス配向させた液晶セルと、前記液晶セルを
挟んで互いの透過軸をほぼ平行に配置された一対の偏光
板と、前記液晶セルによる透過光のリタデーションを打
ち消すために、前記液晶セルのΔｎｄの値とほぼ等しい
値のリタデーションを有し、且つ遅相軸又は進相軸を前
記液晶セルの液晶分子の配向方向に対し互いにほぼ直交
させて前記液晶セルと一方の偏光板との間に配置された
位相板とを備え、前記一対の偏光板は、前記液晶セルに
よるリタデーションが変化したとき、前記偏光板を出射
した直線偏光を前記位相板と前記液晶セルとにより楕円
偏光にし、この楕円偏光のうち前記液晶セルの偏光作用
の変化に応じた波長帯域の着色光を透過させるために、
前記一対の偏光板の透過軸を隣接する前記位相板の遅相
軸に対し所定角度斜めにずらして配置されているもので
あるから、カラーフィルタを用いずに透過光を着色して
光の透過率を高くし、表示の明るさを十分高くすること
ができる。
【図１】本発明の一実施例によるカラー液晶表示装置の
断面図。
断面図。
【図２】図１の液晶表示装置における液晶セルの液晶分
子配向方向と位相板の遅相軸と一対の偏光板の透過軸と
を示す平面図。
子配向方向と位相板の遅相軸と一対の偏光板の透過軸と
を示す平面図。
【図３】［表１］に示したＲ1 モードの表示装置のＣＩ
Ｅ色度図。
Ｅ色度図。
【図４】［表１］に示したＧ1 モードの表示装置のＣＩ
Ｅ色度図。
Ｅ色度図。
【図５】［表１］に示したＢ1 モードの表示装置のＣＩ
Ｅ色度図。
Ｅ色度図。
【図６】［表１］に示したＢ2 モードの表示装置のＣＩ
Ｅ色度図。
Ｅ色度図。
【図７】従来のカラー液晶表示装置の断面図。
【図８】従来の液晶表示装置における液晶セルの液晶分
子配向方向と一対の偏光板の透過軸とを示す平面図。
子配向方向と一対の偏光板の透過軸とを示す平面図。
３０…液晶セル（消色用） ３１，３２…透明基板 ３０ａ…液晶分子配向方向（ホモジニアス配向方向） ３３，３４…透明電極 ３５，３６…配向膜 ３８…液晶 ３８ａ…液晶分子 ４０…位相板（着色用） ４１，４２…偏光板 ４１ａ，４２ａ…透過軸 ４３…反射板
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02F 1/139 G02F 1/1335 G02F 1/13363
Claims (2)
- 【請求項１】透明電極を形成した一対の透明基板間に液
晶を封入しその分子をホモジニアス配向させた液晶セル
と、 前記液晶セルを挟んで互いの透過軸をほぼ平行に配置さ
れた一対の偏光板と、 前記液晶セルによる透過光のリタデーションを打ち消す
ために、前記液晶セルのΔｎｄの値とほぼ等しい値のリ
タデーションを有し、且つ遅相軸又は進相軸を前記液晶
セルの液晶分子の配向方向に対し互いにほぼ直交させて
前記液晶セルと一方の偏光板との間に配置された位相板
とを備え、 前記一対の偏光板は、前記液晶セルによるリタデーショ
ンが変化したとき、前記偏光板を出射した直線偏光を前
記位相板と前記液晶セルとにより楕円偏光にし、この楕
円偏光のうち前記液晶セルの偏光作用の変化に応じた波
長帯域の着色光を透過させるために、前記一対の偏光板
の透過軸を隣接する前記位相板の遅相軸に対し所定角度
斜めにずらして配置されている ことを特徴とするカラー
液晶表示装置。 - 【請求項２】一対の偏光板の透過軸と位相板の遅相軸と
のずれ角は４５±５°であることを特徴とする請求項１
に記載のカラー液晶表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05069693A JP3289368B2 (ja) | 1993-03-11 | 1993-03-11 | カラー液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05069693A JP3289368B2 (ja) | 1993-03-11 | 1993-03-11 | カラー液晶表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06265871A JPH06265871A (ja) | 1994-09-22 |
| JP3289368B2 true JP3289368B2 (ja) | 2002-06-04 |
Family
ID=12866085
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05069693A Expired - Lifetime JP3289368B2 (ja) | 1993-03-11 | 1993-03-11 | カラー液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3289368B2 (ja) |
-
1993
- 1993-03-11 JP JP05069693A patent/JP3289368B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06265871A (ja) | 1994-09-22 |
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Legal Events
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