JP3405546B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 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。

背景技術 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。

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ーシート
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。

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、第13図によって説明する。

この液晶表示装置は、第13図に示すように、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45゜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。

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λｃを中心に散乱バンド幅Δ
λ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、色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λｃ＝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。

一方、第13図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10a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。

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52−55
50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６−230371号公報に開示されている。

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。

発明の開示 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。

この発明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いる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１の円偏光位相差板と、コレステリック液晶ポリマー
シートと、第２の円偏光位相差板と、第２の偏光板と、
半透過光吸収部材と、バックライトとによって、液晶表
示装置を構成する。

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挟持してなるSTN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
ライトを直接上記第２の偏光板と対向させて配置するよ
うにしてもよい。

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
50nm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。

図面の簡単な説明 第１図はこの発明に関連する液晶表示装置の第１の参
考形態の構成を示す模式的な断面図である。

第２図は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。

第３図はこの発明に関連する液晶表示装置の第２の参
考形態の構成を示す模式的な断面図である。

第４図は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。

第５図はこの発明に関連する液晶表示装置の第３の参
考形態の構成を示す模式的な断面図である。

第６図は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。

第７図はこの発明に関連する液晶表示装置の第４の参
考形態の構成を示す模式的な断面図である。

第８図はこの発明に関連する液晶表示装置の第５の参
考形態の構成を示す模式的な断面図である。

第９図は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。

第10図は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。

第11図はこの発明による液晶表示装置の第１の実施形
態ならびに第１乃至第５の参考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。

第12図はこの発明による液晶表示装置の第２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。

第13図は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。

発明を実施するための最良の形態 以下、図面を用いてこの発明による液晶表示装置の好
ましい実施の形態及び参考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の参考形態：第１図，第２図，第11図〕 まず、この発明による液晶表示装置の第１の参考形態
の構成を第１図および第２図によって説明する。

第１図はその液晶表示装置の模式的な断面図であり、
第２図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。

この第１の参考形態の液晶表示装置は、第１図に示す
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。

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、第１図では上側）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。

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8000nm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Δnd値は、1200nmである。Δ
nd値が小さくなると、光の旋光能力が低下するため、Δ
nd値は500nm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、第２
図に示すように、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。

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を、TN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「PE
T」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。

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、第２図ではその配置方向の図
示を省略している。

次に、この第１の参考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、第２
図を参照して、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。

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、第13
図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λｃ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。

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λｃ＝ｎ×Ｐとなる。この参考形態では、
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λｃ＝610nmと
なり、メタリック調で金色の反射色を呈する。

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。

第11図に、この参考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λｃ＝610nmを中心に、560nm〜67
0nm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。

次に、第１図におけるバックライト16の作用について
説明する。第11図における破線の曲線54は、この参考形
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λＬ＝510nmで青緑の発光色を示す。

この参考形態の液晶表示装置40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16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。

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λｃ＝610nmより、発光中心波長λＬ
が約100nm小さいλＬ＝510nm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、第１図における第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の参考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15に吸収されて黒
色を示す。

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。

しかし、この参考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。

〔第１の参考形態の変形例〕 上述の第１の参考形態では、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λｃと、バックライト
の発光中心波長λＬを約100nmずらしたが、選択散乱中
心波長λｃと発光中心波長λＬ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。

第１の参考形態では、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（λｃ＝490nm）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λＬ＝560nmの発光色オレ
ンジのEL板を用いた。

また、第１の参考形態では、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。

さらに、第１の参考形態では、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の参考形態では、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、円偏光位相差板９を取り除くことも可能である。

〔第２の参考形態：第３図，第４図〕 次に、この発明による液晶表示装置の第２の参考形態
について、第３図および第４図によって説明する。

この第２の参考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の参考形態と異なる以外は、第１の参
考形態の構成と同じである。

第３図および第４図は、その第２の参考形態の液晶表
示装置の構成を説明するための第１図および第２図と同
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。

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1
2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。

第１の偏光板17と、第２の偏光板18と、コレステリッ
ク液晶ポリマーシート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の参考形
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。

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、、第４図に示すように、第
１の基板１は、水平軸Ｈを基準として、22.5゜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S
TN液晶素子12を形成している。

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12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13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。

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ny、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、第４図の平面図ではその配置方向の図示を省略し
ている。

次に、この第２の参考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（第１図の上方）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1
2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55゜左回転した直線偏光となって出射する。

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−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
参考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λｃ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。

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、第４図に示す水
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の参考形態と同じく、発
光中心波長λＬ＝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560nm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λｃ＝610nmより約100nm小さい発光中
心波長λＬ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。

〔第２の参考形態の変形例〕 上述の第２の参考形態では、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の参考形態では、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の片側の複数枚配置
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。

さらに、この第２の参考形態では、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。

〔第３の参考形態：第５図，第６図〕 次に、この本発明による液晶表示装置の第３の参考形
態について、第５図および第６図によって説明する。

この第２の参考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の参考形態の構成と同じで
ある。

第５図および第６図は、その第３の参考形態の液晶表
示装置の構成を説明するための第１図および第２図と同
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。

この第３の参考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。

その第１の偏光板17と、第２の偏光板18と、コレステ
リック液晶ポリマーシート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の参
考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。

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5600nm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、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、第６図に示すように、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30゜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STN液晶
素子14を形成している。

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14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18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。

ねじれ位相差板19は、トリアセチルセルロース（TA
C）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220゜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、第６図ではその配置方向の図示を省略してい
る。

次に、この第３の参考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。

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、第６図における水平軸
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。

コレステリック液晶ポリマーシート10として、第１の
参考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λｃ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。

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の参考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。

バックライト16として、第１の参考形態と同じく、発
光中心波長λＬ＝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560nm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λｃ＝610nmより約100nm小さい発光中
心波長λＬ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。

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。

〔第３の参考形態の変形例〕 この第３の参考形態では、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、この参考形態では、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。

〔第４の参考形態：第７図〕 次に、この発明による液晶表示装置の第４の参考形態
について、第７図によって説明する。

この第４の参考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の参考形態の構成と
同じであるので、その変更点についてのみを説明する。

この参考形態の液晶表示装置40は、225゜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。

この第４の参考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、第４図における第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。

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18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10として、第１の
参考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λｃ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。

散乱バンド幅Δλ以外の透過光は、第２の参考形態で
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
参考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。

第７図において、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。

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の参考形態と同じく、発
光中心波長λＬ＝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。

また、第２の参考形態と比較して、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、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。

〔第４の参考形態の変形例〕 上述した第４の参考形態では、STN液晶素子12と位相
差板13を用いたが、第１の参考形態に用いたTN液晶素子
７を用いる液晶表示装置や、第３の参考形態に用いたST
N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、この参考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16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の参考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。

また、上記第４の参考形態では、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。

〔第５の参考形態：第８図〕 次に、この発明による液晶表示装置の第５の参考形態
について、第８図によって説明する。

この第５の参考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、第３図および第４図
によって説明した第２の参考形態の構成と同じであるの
で、その変更点についてのみ第８図によって説明する。

この参考形態の液晶表示装置40は、225゜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16とによって構成されている。

まず、反射型偏光板26について説明する。これまでの
参考形態で使用した第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の参考形態では、住友3M社製の反射型偏光
板である商品名Ｄ−BEFを用いた。

次に、この第５の参考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、第４図にお
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。

反射型偏光板26の透過軸は、第２の参考形態おける第
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。

コレステリック液晶ポリマーシート10として、第１の
参考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λｃ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90゜旋光し、水平軸に対して
＋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、
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16として、第１の参考形態と同じく、発
光中心波長λＬ＝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。

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。

〔第５の参考形態の変形例〕 上述した第５の参考形態では、STN液晶素子12と位相
差板13を用いたが、第１の参考形態に用いたTN液晶素子
７を用いる液晶表示装置や、第３の参考形態に用いたST
N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の参考形態と同様な液
晶表示装置を得ることができる。

また、この参考形態では、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、この参考形態では、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の参考形態で説明
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の参考形態と同様な液晶表示装置が得られ
る。

〔第１の実施形態：第９図，第10図〕 次に、この発明による液晶表示装置の第１の実施形態
について、第９図および第10図によって説明する。

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の参考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。

この実施形態の液晶表示装置40は、第９図に示すよう
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、第１図によって説明した第１の参考
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27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の参考
形態で用いた円偏光位相差板９（第１図）と同じで1/4
λ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140nmである。

第１の基板１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。

第10図に示すように、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。

次に、この第１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、第10図を参照して、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。

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、第13図のオフ状態
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λｃ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。

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、第13図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。

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7a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7
b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の参考形態と同じく、発
光中心波長λＬ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。

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。

〔第１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の参
考形態に用いた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の参考形態に用いた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、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１の実施形態と同様な液
晶表示装置を得ることができる。

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
参考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18として、
通常の吸収型偏光板を用いたが、第５の参考形態で説明
したように、反射型偏光板を用いることも可能である。

〔第２の実施形態：第12図〕 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、第12図によって説明する。

この第２の実施形態の液晶表示装置は、バックライト
として、発色光が白色のEL板を用いること以外は、第３
図によって説明した第２の参考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の参考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
透過率曲線を第12図に示す。

ここで、この第２の実施形態の発色作用とバックライ
ト点灯時の作用を、第12図を用いて説明する。

第12図において、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λｃ＝610nmを中心に、560nm〜67
0nm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、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。第12図の破線で示す曲線55は、この実施形態に用い
る白色EL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λL1＝490nm、第２の発光中心
波長λL2＝580nmの２つの発光ピークを持ち、白っぽい
発光色を示す。

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の発光ピークの光と、
第２の発光ピークの内第２の発光中心波長λL2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。

〔第２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の参考形態に用いたTN液晶素子７を用いる
液晶表示装置や、第３の参考形態に用いた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
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。

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580nm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λL1＝490nmとλL2＝580nm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λｃ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。

また、この実施形態では、バックライト16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（LED）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の参考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。

産業上の利用可能性 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。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−230371（ＪＰ，Ａ) 国際公開97／001788（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/1335 G02F 1/13357

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【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１の
   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、第２の円偏光位相差板と、第２の偏光板と、半透過
   光吸収部材と、バックライトと からなることを特徴とする液晶表示装置。
2. 【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
   晶を挟持してなる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１
   の円偏光位相差板と、コレステリック液晶ポリマーシー
   トと、第２の円偏光位相差板と、第２の偏光板と、半透
   過光吸収部材と、バックライトと からなることを特徴とする液晶表示装置。
3. 【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１の
   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、第２の円偏光位相差板と、第２の偏光板と、バック
   ライトとからなり、 前記バックライトの前記第２の偏光板と対向する面が偏
   光散乱機能を有することを特徴とする液晶表示装置。
4. 【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
   晶を挟持してなる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１
   の円偏光位相差板と、コレステリック液晶ポリマーシー
   トと、第２の円偏光位相差板と、第２の偏光板と、バッ
   クライトとからなり、 前記バックライトの前記第２の偏光板と対向する面が偏
   光散乱機能を有することを特徴とする液晶表示装置。
5. 【請求項５】前記位相差板がねじれ位相差板である請求
   の範囲第２項又は第４項に記載の液晶表示装置。
6. 【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以上ずれている請求の範囲第１項又は第３項に
   記載の液晶表示装置。
7. 【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以上ずれている請求の範囲第１項又は第３項に
   記載の液晶表示装置。
8. 【請求項８】前記第２の偏光板が反射型偏光板である請
   求の範囲第１項又は第３項に記載の液晶表示装置。