JPH06337397A - カラー液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】カラーフィルタを用いずに透過光を着色して、
表示の明るさを十分高くするとともに、同じ箇所の表示
色を複数色に変化させる。 【構成】液晶表示体１０を、ＳＴＮ型液晶セル２０をは
さんで一対の偏光板３１，３２を配置するとともに、液
晶セル２０と上偏光板３１との間に位相差板３０を配置
し、かつ位相差板３０は、その遅相軸をこの位相差板が
隣接する上偏光板３１の透過軸に対して所定角度斜めに
ずらして配置して構成し、この液晶表示体１０を、液晶
セル２０の各画素部の電極間にそれぞれ少なくとも１画
面を作るのに必要なフレーム数の全フレームにおける印
加電圧がいずれも前記液晶表示体を透過した出射光が第
１の色に着色する電圧である駆動電圧と、前記全フレー
ムにおける印加電圧がいずれも出射光が第２の色に着色
する電圧である駆動電圧と、前記フレーム数のうち所望
数のフレームにおける印加電圧が出射光が第１の色に着
色する電圧であり他のフレームにおける印加電圧が出射
光が前記第２の色に着色する電圧である駆動電圧とを選
択的に印加する表示駆動回路４０によって駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は着色した表示が得られる
カラー液晶表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、着色した表示が得られるカラー液
晶表示装置としては、カラーフィルタを用いて透過光を
着色するものが用いられている。このカラー液晶表示装
置は、カラーフィルタを備えた液晶セルとこの液晶セル
をはさんで配置された一対の偏光板とからなる液晶表示
体と、前記液晶セルを駆動する表示駆動手段とで構成さ
れている。

【０００３】上記液晶セルは、透明電極を形成した一対
の透明基板間に液晶を封入したものであり、透過光を着
色するためのカラーフィルタは、前記液晶セルの一方の
基板に設けられている。

【０００４】なお、上記液晶セルとしては、一般に、液
晶分子を両基板間においてほぼ９０°のツイスト角でツ
イスト配向させたＴＮ（ツイステッド・ネマティック）
型のものが用いられており、一対の偏光板は、その透過
軸を互いにほぼ平行にするとともに、これら偏光板の透
過軸を液晶セルのいずれか一方の基板側の液晶分子配向
方向とほぼ平行にして配置されている。

【０００５】このカラー液晶表示装置は、その裏面側に
光源を配置し、上記表示駆動手段により液晶セルの両基
板の透明電極間に駆動電圧を印加して表示駆動されるも
ので、光源からの光は、入射側（裏面側）の偏光板によ
り直線偏光されて液晶セルに入射する。

【０００６】そして、液晶セルに入射した直線偏光は、
カラーフィルタと液晶層とを通って液晶セルを出射する
が、その場合、カラーフィルタの色に対応する波長帯域
以外の波長光がカラーフィルタで吸収されるため、液晶
セルを出射する光がカラーフィルタの色に着色された光
となる。

【０００７】また、液晶セルの電極間に駆動電圧を印加
していない状態、つまり液晶分子がツイスト配向してい
る状態では、液晶セルに入射した直線偏光がほぼ９０°
旋光されて液晶セルを出射するため、このときは液晶セ
ルを出射した光が出射側（表面側）の偏光板で吸収さ
れ、表示が暗（黒）状態になる。

【０００８】一方、液晶セルの電極間に駆動電圧を印加
すると、液晶分子が基板面に対してほぼ垂直に立上り配
向し、液晶セルに入射した直線偏光がそのまま液晶セル
を出射するため、このときは液晶セルを出射した光が出
射側偏光板を透過し、表示がカラーフィルタにより着色
された色になる。

【０００９】

【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、カラーフィルタを用いて透
過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。

【００１０】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。

【００１１】なお、従来のカラー液晶表示装置は透過型
とされているが、このカラー液晶表示装置の裏面に反射
板を配置して反射型装置とすると、装置の表面側から入
射し、裏面の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、
表示がかなり暗くなって、表示装置としてはほとんど使
用できなくなる。

【００１２】しかも、上記従来の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。

【００１３】本発明は、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とともに、同じ箇所の表示色を複
数色に変化させることができるカラー液晶表示装置を提
供することを目的としたものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、透明電極
を形成した一対の透明基板間に液晶を封入しこの液晶の
分子を両基板間においてツイストさせた液晶セルをはさ
んで一対の偏光板を配置するとともに、前記液晶セルと
一方の偏光板との間に位相差板を配置してなり、かつ前
記位相差板はその遅相軸をこの位相差板が隣接する偏光
板の透過軸に対して所定角度斜めにずらして配置した液
晶表示体と、前記液晶セルの両基板の透明電極間に、少
なくとも、１画面を作るのに必要なフレーム数の全ての
フレームにおける印加電圧がいずれも前記液晶表示体を
透過した出射光が第１の色に着色する電圧である駆動電
圧と、１画面を作るのに必要なフレーム数の全てのフレ
ームにおける印加電圧がいずれも前記出射光が第２の色
に着色する電圧である駆動電圧と、１画面を作るのに必
要なフレーム数のうち所望数のフレームにおける印加電
圧が前記出射光が前記第１の色に着色する電圧であり他
のフレームにおける印加電圧が前記出射光が前記第２の
色に着色する電圧である駆動電圧とを選択的に印加して
前記液晶セルを時分割駆動する表示駆動手段とを備えた
ことを特徴とするものである。

【００１５】上記第１の発明において、上記液晶表示体
の一対の偏光板は、その透過軸を互いにほぼ平行にする
かあるいはほぼ直交させて配置するのが望ましい。ま
た、上記第１の本発明において、上記位相差板の遅相軸
と位相差板隣接偏光板の透過軸とのずれ角は、ほぼ４５
°であるのが望ましい。

【００１６】第２の発明は、透明電極を形成した一対の
透明基板間に液晶を封入しこの液晶の分子を両基板間に
おいてツイストさせた液晶セルの表面側に偏光板を配置
し、前記液晶セルの裏面側に反射板を配置するととも
に、前記偏光板と反射板のいずれか一方と前記液晶セル
との間に位相差板を配置してなり、かつ前記位相差板は
その遅相軸を前記偏光板の透過軸に対して所定角度斜め
にずらして配置した液晶表示体と、前記液晶セルの両基
板の透明電極間に、少なくとも、１画面を作るのに必要
なフレーム数の全てのフレームにおける印加電圧がいず
れも前記液晶表示体を透過した出射光が第１の色に着色
する電圧である駆動電圧と、１画面を作るのに必要なフ
レーム数の全てのフレームにおける印加電圧がいずれも
前記出射光が第２の色に着色する電圧である駆動電圧
と、１画面を作るのに必要なフレーム数のうち所望数の
フレームにおける印加電圧が前記出射光が前記第１の色
に着色する電圧であり他のフレームにおける印加電圧が
前記出射光が前記第２の色に着色する電圧である駆動電
圧とを選択的に印加して前記液晶セルを時分割駆動する
表示駆動手段とを備えたことを特徴とするものである。
上記第２の発明において、偏光板の透過軸と位相差板の
遅相軸とのずれ角はほぼ４５°であるのが望ましい。

【００１７】

【作用】上記第１の発明のカラー液晶表示装置は、位相
差板の偏光作用と液晶セルの偏光作用とによって透過光
を着色するものであり、一方の偏光板を通って位相差板
に入射した直線偏光は、この偏光板の透過軸に対して遅
相軸が所定角度斜めにずれている位相差板と液晶セルと
を通る過程でこれらの偏光作用により偏光状態を変えら
れ、非直線偏光となって他方の偏光板に入射するため、
この非直線偏光のうち、前記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。

【００１８】この場合、位相差板の偏光作用は変化しな
いが、上記液晶セルの液晶分子の配向状態は両基板の透
明電極間に印加される電圧に応じて変化するため、この
液晶セルは、液晶分子の配向状態により異なる偏光作用
を示す。

【００１９】このため、位相差板と液晶セルとによる偏
光作用を受けた光は、液晶セルの液晶分子配向状態によ
り異なる偏光状態の光となって他方の偏光板に入射する
から、液晶セルへの印加電圧の極性を変えることによ
り、上記着色光の色を変えることができる。

【００２０】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透過光を着色するものであり、
したがって着色光の光量は、表示装置に入射する光のう
ちの前記着色光となる波長帯域の光の量とほとんど変わ
らないから、光の透過率を高くして、表示の明るさを十
分高くすることができる。

【００２１】しかも、このカラー液晶表示装置では、上
記表示駆動手段を、液晶セルの両基板の透明電極間に、
上述した少なくとも３通りの駆動電圧を選択的に印加す
るものとしているため、これら駆動電圧の印加により、
液晶セルの両基板の透明電極が互いに対向している各箇
所の表示色を、少なくとも、第１の色と、第２の色と、
前記第１の色と第２の色とが混合した混色とに変化させ
ることができる。

【００２２】また、上記第２の発明のカラー液晶表示装
置は、その表面側から入射する光を裏面側の反射板で反
射させて表示する反射型のものであり、表面側からの入
射光は、偏光板と位相差板と液晶セルを通って反射板で
反射され、再び前記液晶セルと位相差板と偏光板を通っ
て出射する。

【００２３】そして、このカラー液晶表示装置において
は、偏光板を通って入射した直線偏光が、この偏光板の
透過軸に対して遅相軸が所定角度斜めにずれている位相
差板と、液晶セルとを通る過程でこれらの偏光作用によ
り偏光状態を変えられるとともに、反射板で反射されて
再び前記液晶セルおよび位相差板を通る過程でさらに偏
光状態を変えられるため、前記位相差板と液晶セルを通
って再び偏光板に入射する光は、位相差板と液晶セルと
による２度ずつの偏光作用を受けた非直線偏光であり、
したがって、この光のうち偏光板を透過する偏光成分の
波長光だけが偏光板を透過して出射し、出射光が着色光
になる。

【００２４】なお、このカラー液晶表示装置において
も、位相差板の偏光作用は変化しないが、上記液晶セル
の液晶分子の配向状態は両基板の透明電極間に印加され
る電圧に応じて変化するため、この液晶セルは、液晶分
子の配向状態により異なる偏光作用を示す。

【００２５】このため、位相差板と液晶セルとによる２
度ずつの偏光作用を受けた光は、液晶セルの液晶分子配
向状態により異なる偏光状態の光となって偏光板に入射
するから、液晶セルへの印加電圧の極性を変えることに
より、偏光板を透過して出射する着色光の色を変えるこ
とができる。

【００２６】すなわち、このカラー液晶表示装置も、上
記第１の発明カラー液晶表示装置と同様に、カラーフィ
ルタを用いずに透過光を着色するものであり、したがっ
て着色光の光量は、表示装置に入射する光のうちの前記
着色光となる波長帯域の光の量とほとんど変わらないか
ら、光の透過率を高くして、表示の明るさを十分高くす
ることができる。

【００２７】また、このカラー液晶表示装置において
も、上記第１の発明カラー液晶表示装置と同様に、上記
表示駆動手段を、液晶セルの両基板の透明電極間に、上
述した少なくとも３通りの駆動電圧を選択的に印加する
ものとしているため、これら駆動電圧の印加により、液
晶セルの両基板の透明電極が互いに対向している各箇所
の表示色を、少なくとも、第１の色と、第２の色と、前
記第１の色と第２の色とが混合した混色とに変化させる
ことができる。

【００２８】

【実施例】

［第１の発明の実施例］以下、第１の発明の第１の実施
例を図１〜図３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り、このカラー液晶表示装置は、
液晶表示体１０と、その表示駆動回路４０とからなって
いる。

【００２９】上記液晶表示体１０は、液晶セル２０をは
さんで一対の偏光板３１，３２を配置するとともに、前
記液晶セル２０と一方の偏光板（この実施例では上偏光
板）３１との間に、位相差板３０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３２の下面）には反射板３
３が配置されている。

【００３０】上記液晶セル２０は、透明電極２３，２４
を形成しその上に配向膜２５，２６を形成した上下一対
の透明基板２１，２２を枠状のシール材２７を介して接
合し、この両基板２１，２２間の前記シール材２７で囲
まれた領域に液晶２８を封入して構成されている。

【００３１】この液晶セル２０は、ＳＴＮ（スーパー・
ツイステッド・ネマティック）型のものであり、液晶２
８の分子は両基板２１，２２間において、１８０〜２７
０°のツイスト角でツイスト配向されている。また、こ
の液晶セル２０は、時分割駆動されるセグメント電極型
のものであり、上基板２１に形成された透明電極２３は
複数に分割されたコモン電極、下基板２２に形成された
透明電極２４は表示パターンに応じた形状の複数のセグ
メント電極である。

【００３２】そして、上記位相差板３０は、その遅相軸
をこの位相差板３０が隣接する上偏光板３１の透過軸に
対し所定角度斜めにずらして配置されており、さらに、
上記液晶セル２０は、その位相差板隣接基板（上基板）
２１側の液晶分子配向方向を位相差板３０の遅相軸に対
し所定角度斜めにずらして配置され、一対の偏光板３
１，３２は、その透過軸を互いにほぼ平行にして配置さ
れている。

【００３３】図２は、上記液晶セル２０の液晶分子配向
方向と位相差板３０の遅相軸と一対の偏光板３１，３２
の透過軸とを示す平面図であり、図において、２１ａは
液晶セル２０の上基板２１側の液晶分子配向方向、２２
ａは下基板２２側の液晶分子配向方向を示している。

【００３４】この図２のように、上記液晶セル２０の両
基板２１，２２側の液晶分子配向方向２１ａ，２２ａ
は、基準線（図では水平線）Ｏに対し互いに逆方向に所
定角度θずつ傾いた方向にあり、液晶分子は、そのツイ
スト方向を図に矢印Ｔで示したように、下基板２２側か
ら上基板２１側に向かってツイスト配向している。な
お、この実施例では、液晶セル２０として、両基板２
１，２２側の液晶分子配向方向２１ａ，２２ａと基準線
Ｏとの角度θをそれぞれ３０°とし、液晶分子を２４０
°のツイスト角でツイスト配向させたＳＴＮ型液晶セル
を用いている。

【００３５】また、図２において、３０ａは位相差板３
０の遅相軸であり、この実施例では、位相差板３０の遅
相軸３０ａを、上記基準線Ｏに対し所定の傾き角ψで斜
めに交差させている。したがって、この位相差板３０の
遅相軸３０ａと液晶セル２０の位相板隣接基板２１側の
液晶分子配向方向２１ａとはψ−θずれている。

【００３６】さらに図２において、３１ａは位相差板３
０が隣接する上偏光板３１の透過軸、３２ａは下偏光板
３２の透過軸であり、この実施例では、両偏光板３１，
３２をいずれもその透過軸３１ａ，３２ａを上記基準線
Ｏに対し直交させて配置して、これら偏光板３１，３２
の透過軸３１ａ，３２ａを互いに平行にしている。

【００３７】そして、この実施例では、上記基準線Ｏに
対する位相差板３０の遅相軸３０ａの傾き角ψを４５°
とし、位相差板３０の遅相軸３０ａとこの位相差板３０
が隣接する上偏光板３１の透過軸３１ａとのずれ角φを
４５°としている。

【００３８】一方、上記表示駆動回路４０は、上記液晶
セル２０の上基板２１の各コモン電極２３と下基板２２
の各セグメント電極２４との間にそれぞれ駆動電圧を印
加するもので、液晶セル２０の各コモン電極２３と各セ
グメント電極２４はそれぞれ、その端子部において前記
表示駆動回路４０に接続されている。

【００３９】このカラー液晶表示装置は、その表面側か
ら入射する光（自然光または照明光源からの光）を裏面
側の反射板３３で反射させて表示するものであり、表面
側からの入射光は、上偏光板３１と位相差板３０と液晶
セル２０と下偏光板３２とを通って反射板３３で反射さ
れ、再び前記下偏光板３２と液晶セル２０と位相差板３
と上偏光板３１とを通って出射する。

【００４０】そして、このカラー液晶表示装置において
は、上偏光板３１を通って入射した直線偏光が、位相差
板３０を通る過程でこの位相差板３０の偏光作用を受け
て楕円偏光となり、さらに液晶セル２０を通る過程でこ
の液晶セル２０の偏光作用を受けて偏光状態を変えられ
る。

【００４１】このため、上記位相差板３０と液晶セル２
０を通って下偏光板３２に入射する光は、位相差板３０
と液晶セル２０とによる偏光作用を受けた非直線偏光で
あり、この非直線偏光のうち、下偏光板３２を透過する
偏光成分の波長光だけがこの下偏光板３２を透過して着
色光になる。

【００４２】この場合、位相差板３０の偏光作用は変化
しないが、上記液晶セル２０の液晶分子の配向状態は両
基板２１，２２の電極２３，２４間に印加される電圧に
応じて変化するため、この液晶セル２０は、液晶分子の
配向状態により異なる偏光作用を示す。

【００４３】上記位相差板３０の偏光作用による透過光
の着色について説明すると、外部からの光は、上偏光板
３１により直線偏光されて、この上偏光板３１の透過軸
３１ａに対し遅相軸３０ａが所定角度φ（この実施例で
はφ＝４５°）斜４５°ずれている位相差板３０に入射
し、この位相差板３０を通る過程で、位相差板３０のリ
タデーションＲe の値に応じた偏光作用を受けて楕円偏
光となる。

【００４４】そして、位相差板３０を出射した楕円偏光
がそのまま液晶セル２０を透過して下偏光板３２に入射
すると、この楕円偏光のうち、下偏光板３２を透過する
偏光成分の波長光だけが下偏光板３２を透過するため、
下偏光板３２を通った光（直線偏光）が着色光になる。

【００４５】次に、上記液晶セル２０の偏光作用による
透過光の着色について説明すると、このカラー液晶表示
装置においては、上偏光板３１を通って入射した光が、
上記位相差板３０と、液晶分子を２４０°のツイスト角
でツイスト配向させている液晶セル２０とを通るため、
液晶セル２０の両基板２１，２２の電極２３，２４間に
電圧を印加していない状態、つまり液晶分子がツイスト
配向している状態では、透過光が、液晶セル２０のΔｎ
・ｄ（液晶２８の屈折率異方性Δｎと液晶層厚ｄとの
積）の値と液晶分子のツイスト角とに応じた偏光作用を
受ける。

【００４６】すなわち、位相差板３０の遅相軸３０ａと
液晶セル２０の位相板隣接基板（上基板）２１側の液晶
分子配向方向２１ａとは所定角度（ψ−θ）斜めにずれ
ているため、上記位相差板３０を通る過程でこの位相差
板３０の偏光作用により楕円偏光となった光は、液晶セ
ル２０を通る過程でさらに偏光状態を変えられる。

【００４７】このため、液晶セル２０に電圧を印加して
いない状態では、下偏光板３２を透過した光が、位相差
板３０の偏光作用による着色光とは異なった色の着色光
になる。

【００４８】また、上記液晶セル２０の電極２３，２４
間に電圧を印加すると、印加電圧を上げてゆくのにとも
なって液晶分子がツイスト配向状態から立上り配向して
ゆき、この液晶分子の配向状態の変化に対応して液晶セ
ル２０での偏光作用が変化するため、位相差板３０と液
晶セル２０との両方の偏光作用による着色光の色が変化
する。

【００４９】さらに、液晶分子が基板２１，２２面に対
してほぼ垂直に立上がった状態になると、液晶セル２０
による偏光作用がほとんど無くなり、下偏光板３２を透
過した光が、上述した位相差板３０の偏光作用のみによ
る着色光になる。

【００５０】このため、位相差板３０と液晶セル２０と
による偏光作用を受けた光は、液晶セル２０の液晶分子
配向状態により異なる偏光状態の光となって下偏光板３
２に入射するから、液晶セル２０の液晶分子配向状態を
変えることにより、上記着色光の色を変えることができ
る。

【００５１】また、下偏光板３２を通った着色光は、反
射板３３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、この着色光により表示パターン
が表示される。

【００５２】なお、この場合、反射板３３で反射される
着色光は、上述した位相差板３０と液晶セル２０との偏
光作用により非直線偏光となった光のうちの下偏光板３
２を透過した偏光成分の波長光だけであり、この光のほ
とんどは液晶セル２０および位相差板３０による偏光作
用を受けることなくこれらを透過するが、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２０および位
相差板３０を通る過程で偏光されて上偏光板３１で吸収
されるため、上偏光板３１を透過して出射する着色光
は、反射板３３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。

【００５３】このように、上記カラー液晶表示装置は、
カラーフィルタを用いずに透過光を着色するものであ
り、したがって着色光の光量は、表示装置に入射する光
のうちの前記着色光となる波長帯域の光の量とほとんど
変わらないから、光の透過率を高くして、表示の明るさ
を十分高くすることができる。

【００５４】すなわち、従来のカラー液晶表示装置で
は、表示装置に入射する光のうちの着色光となる波長帯
域の光量に比べて、カラーフィルタを通った着色光の光
量がかなり減少するが、上記カラー液晶表示装置では、
このような光量の減少はほとんど生じない。

【００５５】このため、上記カラー液晶表示装置は、反
射型のものであるが、その表示の明るさは十分であり、
カラーフィルタを用いている従来のカラー液晶表示装置
に比べて、格段に明るい着色表示が得られる。

【００５６】また、従来の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いが、上
記実施例のカラー液晶表示装置では、位相差板３０の偏
光作用による着色光と、位相差板３０と液晶セル２０と
の両方の偏光作用による着色光とが得られるとともに、
この両方の偏光作用による着色光の色が液晶セル２０へ
の印加電圧に応じて変化する。

【００５７】このカラー液晶表示装置の表示色は、位相
差板３０のリタデーションＲe の値と、液晶セル２０の
液晶セル２０のΔｎ・ｄ（液晶２８の屈折率異方性Δｎ
と液晶層厚ｄとの積）の値および液晶分子ツイスト角
と、上偏光板３１の透過軸３１ａと位相差板３０の遅相
軸３０ａとのずれ角φと、液晶セル２０の位相差板隣接
基板２１側における液晶分子配向方向２１ａｂと位相差
板３０の遅相軸３０ａとのずれ角ψ−θとによって決ま
る。

【００５８】その一例を上げると、上偏光板３１の透過
軸３１ａと位相差板３０の遅相軸３０ａとのずれ角φを
φ＝４５°、液晶セル２０の位相差板隣接基板２１側の
液晶分子配向方向２１ａと位相差板３０の遅相軸３０ａ
とのずれ角ψ−θをψ−θ＝１５°とし、位相差板３０
のリタデーションＲｅをＲｅ＝１２４０ｎｍ、液晶セル
２０のΔｎ・ｄをΔｎ・ｄ＝８２４ｎｍ（Δｎ＝０．１
２３８，ｄ＝６．８μｍ）、液晶分子ツイスト角を２４
０°としたときは、液晶セル２０の液晶分子が初期のツ
イスト配向状態にあるときに表示色が“青”になり、液
晶分子をほぼ垂直に立上り配向させたときに表示色が
“赤”になり、また、液晶分子の配向状態が初期のツイ
スト配向状態から立上り配向して行く途中で、光強度が
高くかつ色純度も高い“緑”の表示色になる。

【００５９】次に、上記表示駆動回路４０について説明
すると、この表示駆動回路４０は、液晶セル２０の互い
に対向する各電極２３，２４間にそれぞれ、第１〜第７
の７通りの駆動電圧を、図示しない外部回路からの色デ
ータ信号に応じて選択的に印加する。

【００６０】上記第１〜第７の駆動電圧について説明す
ると、上記第１の駆動電圧は、１画面を作るのに必要な
フレーム数の全てのフレームにおける印加電圧（実効電
圧）をいずれも、上記液晶表示体１０を透過した出射光
が第１の色、例えば液晶セル２０の液晶分子をほぼ垂直
に立上り配向させたときの表示色に着色する電圧とした
波形の駆動電圧である。

【００６１】第２の駆動電圧は、１画面を作るのに必要
なフレーム数の全てのフレームにおける印加電圧（実効
電圧）をいずれも、上記出射光が第２の色、例えば液晶
分子の配向状態が初期のツイスト配向状態から立上り配
向して行く途中で光強度が高くかつ色純度も高い色に着
色する電圧とした波形の駆動電圧である。

【００６２】第３の駆動電圧は、１画面を作るのに必要
なフレーム数の全てのフレームにおける選択期間の印加
電圧（実効電圧）をいずれも、出射光が第３の色、例え
ば液晶分子の配向状態が初期のツイスト配向状態にある
ときの表示色に着色する電圧とした波形の駆動電圧であ
る。

【００６３】また、第４の駆動電圧は、１画面を作るの
に必要なフレーム数を所望数ずつ２つのフレーム群に分
け、その一方のフレーム群の各フレームにおける印加電
圧を出射光が上記第１の色に着色する電圧とし、他方の
フレーム群の各フレームにおける印加電圧を出射光が上
記第２の色に着色する電圧とした波形の駆動電圧であ
る。

【００６４】第５の駆動電圧は、１画面を作るのに必要
なフレーム数を所望数ずつ２つのフレーム群に分け、そ
の一方のフレーム群の各フレームにおける印加電圧を出
射光が上記第２の色に着色する電圧とし、他方のフレー
ム群の各フレームにおける印加電圧を出射光が上記第３
の色に着色する電圧とした波形の駆動電圧である。

【００６５】第６の駆動電圧は、１画面を作るのに必要
なフレーム数を所望数ずつ２つのフレーム群に分け、そ
の一方のフレーム群の各フレームにおける印加電圧を出
射光が上記第３の色に着色する電圧とし、他方のフレー
ム群の各フレームにおける印加電圧を出射光が上記第１
の色に着色する電圧とした波形の駆動電圧である。

【００６６】さらに、第７の駆動電圧は、１画面を作る
のに必要なフレーム数を所望数ずつ３つのフレーム群に
分け、その１つのフレーム群の各フレームにおける印加
電圧を上記出射光が上記第１の色に着色する電圧とし、
他の１つのフレーム群の各フレームにおける印加電圧を
出射光が上記第２の色に着色する電圧とし、残りの１つ
のフレーム群の各フレームにおける印加電圧を出射光が
上記第３の色に着色する電圧とした波形の駆動電圧であ
る。

【００６７】すなわち、上記表示駆動回路４０は、液晶
セル２０の各電極２３，２４間にそれぞれ、上述した第
１〜第７の駆動電圧を選択的に印加して液晶セル２０を
駆動するものであり、上記第１の駆動電圧を印加すると
表示色が第１の色となり、第２の駆動電圧を印加すると
表示色が第２の色となり、第３の駆動電圧を印加すると
表示色が第３の色となる。

【００６８】また、上記第４の駆動電圧を印加すると表
示色が第１の色と第２の色とが混合した混色となり、第
５の駆動電圧を印加すると表示色が第２の色と第３の色
とが混合した混色となり、第６の駆動電圧を印加すると
表示色が第３の色と第１の色とが混合した混色となり、
第７の駆動電圧を印加すると表示色が第１の色と第２の
色と第３の色とが混合した混色となる。

【００６９】このため、上記カラー液晶表示装置によれ
ば、同じ箇所の表示色、つまり１つのコモン電極２３と
１つのセグメント電極２４とが対向している箇所の表示
色を、混色を含む複数の色に変化させることができる。

【００７０】図３は、液晶セル２０のコモン電極２３を
３分割して３デューティで時分割駆動する場合の、１つ
のコモン電極２３と１つのセグメント電極２４との間に
印加される駆動電圧の波形を示しており、図において、
（Ａ）は第１の駆動電圧、（Ｂ）は第２の駆動電圧、
（Ｃ）は第３の駆動電圧、（Ｄ）は第４の駆動電圧、
（Ｅ）は第５の駆動電圧、（Ｆ）は第６の駆動電圧、
（Ｇ）は第７の駆動電圧である。なお、この例では、１
フレームＴf をＴf ＝１／１２０ secとし、１２フレー
ム（１２Ｔf ）で１画面を作るようにしている。

【００７１】上記第１の駆動電圧（Ａ）は、１画面を作
るのに必要なフレーム数（１２フレーム）の全てのフレ
ームＴf における選択期間Ｔs の電圧値が選択期間全体
にわたってＶ1 であり、非選択期間の電圧値がＶ2 であ
る駆動電圧である。

【００７２】上記第２の駆動電圧（Ｂ）は、上記１画面
を作るのに必要なフレーム数の全てのフレームＴf にお
ける選択期間Ｔs の初期にＴf ／Ｎ（Ｎはデューティ
数、この例ではＮ＝３）の期間だけ電圧値がＶ1 とな
り、その後の選択期間Ｔs は電圧値がＶ3 となるととも
に、非選択期間は電圧値がＶ2 となる駆動電圧である。

【００７３】上記第３の駆動電圧（Ｃ）は、上記１画面
を作るのに必要なフレーム数の全てのフレームＴf にお
ける選択期間Ｔs の電圧値が選択期間全体にわたってＶ
3 であり、非選択期間の電圧値がＶ2 である駆動電圧で
ある。

【００７４】なお、これら第１〜第３の駆動電圧は、１
フレームごとに極性が反転する。また、上記第４の駆動
信号（Ｄ）は、１画面を作るのに必要なフレーム数（１
２フレーム）の前半の６フレームにおける各フレームＴ
f の波形が上記第１の駆動電圧（Ａ）と同じで、後半の
６フレームにおける各フレームＴf の波形が上記第２の
駆動電圧（Ｂ）と同じ駆動電圧である。

【００７５】上記第５の駆動信号（Ｅ）は、上記１画面
を作るのに必要なフレーム数（１２フレーム）の前半の
６フレームにおける各フレームＴf の波形が上記第２の
駆動電圧（Ｂ）と同じで、後半の６フレームにおける各
フレームＴf の波形が上記第３の駆動電圧（Ｃ）と同じ
駆動電圧である。

【００７６】上記第６の駆動信号（Ｆ）は、上記１画面
を作るのに必要なフレーム数（１２フレーム）の前半の
６フレームにおける各フレームＴf の波形が上記第３の
駆動電圧（Ｃ）と同じで、後半の６フレームにおける各
フレームＴf の波形が上記第１の駆動電圧（Ａ）と同じ
駆動電圧である。

【００７７】さらに、上記第７の駆動信号（Ｇ）は、上
記１画面を作るのに必要なフレーム数（１２フレーム）
のうち前の３フレームにおける各フレームＴf の波形が
上記第１の駆動電圧（Ａ）と同じで、中間の３フレーム
における各フレームＴf の波形が上記第２の駆動電圧
（Ｂ）と同じであり、後の３フレームにおける各フレー
ムＴf の波形が上記第３の駆動電圧（Ｃ）と同じ駆動電
圧である。

【００７８】上記各駆動電圧（Ａ）〜（Ｇ）の選択期間
Ｔs の電圧値Ｖ1 およびＶ3 と、非選択期間の電圧値Ｖ
2 について説明すると、時分割駆動される液晶セル２０
の電極２３，２４間に印加される実効電圧（選択期間Ｔ
s および非選択期間に印加される総電圧）Ｖは、次の
(1)式で表される。

【００７９】

【数１】

【００８０】そして、例えば上述したように、上偏光板
３１の透過軸３１ａと位相差板３０の遅相軸３０ａとの
ずれ角φをφ＝４５°、液晶セル２０の位相差板隣接基
板２１側の液晶分子配向方向２１ａと位相差板３０の遅
相軸３０ａとのずれ角ψ−θをψ−θ＝１５°とし、位
相差板３０のリタデーションＲｅをＲｅ＝１２４０ｎ
ｍ、液晶セル２０のΔｎ・ｄをΔｎ・ｄ＝８２４ｎｍ、
液晶分子ツイスト角を２４０°としたカラー液晶表示装
置、つまり基本表示色として“赤”，“緑”，“青”の
３色を表示するカラー液晶表示装置においては、上記選
択期間Ｔs の電圧値Ｖ1 およびＶ3 と非選択期間の電圧
値Ｖ2 を、上記 (1)式に基づいて、次の (2)〜 (4)式で
表される値とする。

【００８１】

【数２】

【００８２】このように選択期間Ｔs の電圧値Ｖ1 およ
びＶ3 と非選択期間の電圧値Ｖ2 を設定して、基本表示
色が“赤”，“緑”，“青”の上記カラー液晶表示装置
を駆動すると、例えばデューティ数ＮをＮ＝３、バイア
ス比ｂをｂ＝２．７、選択期間Ｔs に印加する電圧の最
大値Ｖ₀ をＶ₀ ＝３．２ｖとした場合は、分割電圧値の
順番数ＰがＰ＝０，Ｐ＝１，Ｐ＝３のときの実効電圧Ｖ
と表示色は次のようになる。

【００８３】Ｐ＝０のとき、Ｖ＝１．１ｖ，表示色
“青” Ｐ＝１のとき、Ｖ＝１．５ｖ，表示色“緑” Ｐ＝３のとき、Ｖ＝２．１ｖ，表示色“赤” なお、このカラー液晶表示装置の場合は、Ｐ＝２の分割
電圧値では表示色がきれいに出ないため、Ｐ＝２の分割
電圧値は駆動に使用しない。

【００８４】そして、基本表示色が“赤”，“緑”，
“青”の上記カラー液晶表示装置の場合は、図３に示し
たように、液晶セル２０の電極２３，２４間に上記第１
の駆動電圧（Ａ）を印加すると表示色が“赤”になり、
第２の駆動電圧（Ｂ）を印加すると表示色が“緑”にな
り、第３の駆動電圧（Ｃ）を印加すると表示色が“青”
になる。

【００８５】なお、この場合、１フレームＴf はＴf ＝
１／１２０ secと極く短いが、上記駆動電圧は１２フレ
ームを１単位として印加されるため、上記“赤”，
“緑”，“青”の表示はそれぞれ１２フレーム（１２Ｔ
f ＝１／１０ sec）持続されるから、表示の観察者に各
色の表示を認識させることができる。

【００８６】また、液晶セル２０の電極２３，２４間に
上記第４の駆動電圧（Ｄ）を印加すると、このときは、
１画面を作る１２フレームのうち前半の６フレームで
は、上記第１駆動電圧（Ａ）を印加した場合と同様に
“赤”が表示され、後半の６フレームでは、上記第２の
駆動電圧（Ｂ）を印加した場合と同様に“緑”が表示さ
れる。

【００８７】そして、この場合は、“赤”の表示と
“緑”の表示とが、各々６フレーム（６Ｔf ＝１／２０
sec）ずつ持続されるが、この程度の時間では人間の目
で“赤”と“緑”の基本色を個々に認識することはでき
ないため、このときは、１画面を作る１２フレームの全
ての表示の色を混合した色が表示色として認識される。

【００８８】このような色混合は時間差混合と呼ばれて
おり、上記のように６フレーム分の表示が“赤”、他の
６フレーム分の表示が“緑”である場合は、認識される
表示色は“黄”である。

【００８９】これは、第５の駆動電圧（Ｅ）および第６
の駆動電圧（Ｆ）を印加した場合も同様であり、第５の
駆動電圧（Ｅ）を印加したときは、前半の６フレームで
“緑”が表示され、後半の６フレームで“青”が表示さ
れて、その混色である“シアン”が表示色として認識さ
れる。また、第６の駆動電圧（Ｆ）を印加したときは、
前半の６フレームで“青”が表示され、後半の６フレー
ムで“赤”が表示されて、その混色である“マゼンタ”
が表示色として認識される。

【００９０】さらに、上記第７の駆動電圧（Ｇ）を印加
すると、このときは、１画面を作る１２フレームのうち
前の４フレームでは上記第１駆動電圧（Ａ）を印加した
場合と同様に“赤”が表示され、中間の４フレームでは
上記第２駆動電圧（Ｂ）を印加した場合と同様に“緑”
が表示され、後の４フレームでは上記第３の駆動電圧
（Ｃ）を印加した場合と同様に“青”が表示される。

【００９１】この場合も、“赤”の表示と“緑”の表示
と“青”の表示とは、各々４フレーム（４Ｔf ＝１／３
０ sec）ずつ持続されるだけであり、したがって人間の
目でこれら“赤”，“緑”，“青”の基本色を個々に認
識することはできないため、その全ての色の混色である
“白”が表示色として認識される。

【００９２】なお、上記カラー液晶表示装置の表示色の
うちの基本色は、上記“赤”，“緑”“青”の３色に限
らず、位相差板３０のリタデーションＲｅと、液晶セル
２０のΔｎ・ｄおよび液晶分子ツイスト角と、上偏光板
３１の透過軸３１ａと位相差板３０の遅相軸３０ａとの
ずれ角φと、液晶セル２０の位相差板隣接基板２１側の
液晶分子配向方向２１ａと位相差板３０の遅相軸３０ａ
とのずれ角ψ−θとを選択することにより任意に選ぶこ
とができる。

【００９３】さらに、上記実施例では、１画面を作るの
に必要なフレーム数を１２フレームとしたが、このフレ
ーム数は、１フレームＴf の時間に応じて任意に設定す
ればよい。

【００９４】また、上記実施例では、第４〜第７の駆動
電圧（Ｄ）〜（Ｇ）として、１画面を作るのに必要なフ
レーム数を均等分割し、その各フレーム群の波形を、第
１の基本色（図３では“赤”）と、第２の基本色（図３
では“緑”）と、第３の基本色（図３では“青”）との
いずれかを表示させる波形とした駆動電圧を用いたが、
この第４〜第７の駆動電圧（Ｄ）〜（Ｇ）のフレーム配
分は任意でよい。

【００９５】この場合は、表示される混色が、フレーム
数を多くしたフレーム群の表示色成分を多く含む色とな
るため、第４〜第７の駆動電圧（Ｄ）〜（Ｇ）として、
フレーム配分を異ならせた複数の波形の電圧を用いれ
ば、基本色の混合比が異なる複数の色合いの混色を表示
することができる。

【００９６】ただし、このように駆動電圧のフレーム配
分を異ならせる場合、混色を作る各基本色のうち、色成
分を多くする色の表示持続時間が１／２０ secを越える
と、この色が人間の目で認識できるようになって表示に
“ちらつき”が生じるし、また色成分を少なくする色の
表示持続時間が１／１０ secより短いと、液晶２８の応
答性の関係で液晶分子の配向状態を十分に制御できなく
なるため、上記第４〜第７の駆動電圧（Ｄ）〜（Ｇ）の
フレーム配分は、１つの基本色の表示持続時間が１／１
０ sec以上で１／１５ sec以下となるように設定するの
が望ましい。

【００９７】また、上記実施例では、位相差板３０を液
晶セル２０と上偏光板３１との間に配置したが、この位
相差板３０は、液晶セル２０と下偏光板３２との間に配
置してもよく、また、位相差板隣接基板つまり上偏光板
３１の透過軸３１ａと位相差板３０の遅相軸３０ａとの
ずれ角φも、４５°に限らず任意に選ぶことができる。
ただし、上述した着色効果を十分に得るには、前記ずれ
角φをほぼ４５°（例えば４５±５°）とするのが望ま
しい。

【００９８】さらに、上記実施例では、一対の偏光板３
１，３２をその透過軸３１ａ，３２ａを互いにほぼ平行
にして配置したが、この両偏光板３１，３２は、その透
過軸３１ａ，３２ａを互いにほぼ直交させて配置しても
よい。

【００９９】図４は第１の発明の第２の実施例による、
液晶セル２０の２つの液晶分子配向方向と位相差板３０
の遅相軸と一対の偏光板３１，３２の透過軸とを示す平
面図であり、この実施例では、下偏光板３２の透過軸３
２ａを上偏光板３１の透過軸３１ａに対してほぼ直交さ
せ、その他は上記第１の実施例と同じにしている。

【０１００】また、上記実施例では、液晶セル２０とし
てＳＴＮ型のものを用いているが、この液晶セル２０
は、液晶分子のツイスト角をほぼ９０°としたＴＮ型の
ものであってもよい。

【０１０１】図５は第１の発明の第３の実施例による、
液晶セル２０の２つの液晶分子配向方向と位相差板３０
の遅相軸と一対の偏光板３１，３２の透過軸とを示す平
面図であり、この実施例では、液晶セル２０として、そ
の両基板側における液晶分子配向方向２１ａ，２２ａを
ほぼ直交させて液晶分子をほぼ９０°のツイスト角でツ
イスト配向させたＴＮ型のものを用い、その他は上記第
１の実施例と同じにしている。

【０１０２】この実施例のカラー液晶表示装置も、位相
差板３０の偏光作用と液晶セル２０の偏光作用とによ
り、カラーフィルタを用いずに透過光を着色するもので
あり、したがって着色光の光量は、表示装置に入射する
光のうちの前記着色光となる波長帯域の光の量とほとん
ど変わらないから、光の透過率を高くして表示の明るさ
を十分高くすることができるし、また、液晶セル２０の
各電極間にそれぞれ複数種の駆動電圧を選択的に印加す
ることにより、同じ箇所の表示色を混色を含む複数の色
に変えることができる。

【０１０３】なお、上記第１の発明は、裏面側に反射板
を配置した反射型のものに限らず、透過型のカラー液晶
表示装置にも適用することができるし、また、液晶セル
２０も、セグメント型のものに限らず、高デューティで
時分割駆動される単純マトリックス型やアクティブマト
リックス型のものであってもよい。

【０１０４】さらに、上記実施例では、液晶セル２０
を、上述した（Ａ）〜（Ｇ）の７通りの駆動電圧を印加
する表示駆動回路４０によって駆動しているが、液晶セ
ル２０の電極２３，２４間に電圧を印加する表示駆動手
段は、少なくとも、１画面を作るのに必要なフレーム数
の全てのフレームにおける印加電圧がいずれも液晶表示
体１０を透過した出射光が第１の色に着色する電圧であ
る駆動電圧と、１画面を作るのに必要なフレーム数の全
てのフレームにおける印加電圧がいずれも前記出射光が
第２の色に着色する電圧である駆動電圧と、１画面を作
るのに必要なフレーム数のうち所望数のフレームにおけ
る印加電圧が前記出射光が前記第１の色に着色する電圧
であり他のフレームにおける印加電圧が前記出射光が前
記第２の色に着色する電圧である駆動電圧とを選択的に
印加して液晶セル２０を時分割駆動するものであればよ
い。

【０１０５】［第２の発明の実施例］次に、第２の発明
の一実施例を図６および図７を参照して説明する。図６
はカラー液晶表示装置の断面図であり、このカラー液晶
表示装置は、液晶表示体１０と、その表示駆動回路４０
とからなっている。なお図６において、図１に示したも
のと対応するものには同符号を付し、重複する説明は省
略する。

【０１０６】上記液晶表示体１０は、１つのＳＴＮ型液
晶セル２０と、１枚の位相差板３０と、１枚の偏光板３
１と、１枚の反射板３３とからなっており、前記偏光板
３１は液晶セル２０の表面（図において上面）側に配置
され、前記反射板３３は液晶セル２０の裏面（図におい
て下面）側に配置され、また位相差板３０は前記液晶セ
ル２０と偏光板３１との間に配置されている。

【０１０７】図７は上記液晶セル２０の液晶分子配向方
向と位相差板３０の遅相軸と偏光板３１の透過軸とを示
す平面図であり、図において、２１ａは液晶セル２０の
上基板２１側の液晶分子配向方向、２２ａは下基板２２
側の液晶分子配向方向を示している。

【０１０８】この図７のように、上記液晶セル２０の両
基板２１，２２側の液晶分子配向方向２１ａ，２２ａ
は、基準線（図では水平線）Ｏに対し互いに逆方向に所
定角度θずつ傾いた方向にあり、液晶分子は、そのツイ
スト方向を図に矢印Ｔで示したように、下基板２２側か
ら上基板２１側に向かってツイスト配向している。な
お、この実施例では、液晶セル２０として、両基板２
１，２２側の液晶分子配向方向２１ａ，２２ａと基準線
Ｏとの角度θをそれぞれ３０°とし、液晶分子を２４０
°のツイスト角でツイスト配向させたＳＴＮ型液晶セル
を用いている。

【０１０９】また、図７において、３０ａは位相差板３
０の遅相軸であり、この実施例では、位相差板３０の遅
相軸３０ａを、上記基準線Ｏに対し所定の傾き角ψで斜
めに交差させている。したがって、この位相差板３０の
遅相軸３０ａと液晶セル２０の位相板隣接基板２１側の
液晶分子配向方向２１ａとはψ−θずれている。

【０１１０】さらに図７において、３１ａは上記偏光板
３１の透過軸であり、この実施例では、この偏光板３１
を、その透過軸３１ａを上記基準線Ｏに対し直交させて
配置している。

【０１１１】そして、この実施例では、上記基準線Ｏに
対する位相差板３０の遅相軸３０ａの傾き角ψを４５°
とし、位相差板３０の遅相軸３０ａと偏光板３１の透過
軸３１ａとのずれ角φを４５°としている。

【０１１２】一方、上記表示駆動回路４０は、上記液晶
セル２０の上基板２１の各コモン電極２３と下基板２２
の各セグメント電極２４との間にそれぞれ駆動電圧を印
加するもので、液晶セル２０の各コモン電極２３と各セ
グメント電極２４はそれぞれ、その端子部において前記
表示駆動回路４０に接続されている。

【０１１３】このカラー液晶表示装置は、その表面側か
ら入射する光（自然光または照明光源からの光）を裏面
側の反射板３３で反射させて表示する反射型のものであ
り、表面側からの入射光は、偏光板３１と位相差板３０
と液晶セル２０を通って反射板３３で反射され、再び前
記液晶セル２０と位相差板３０と偏光板３１を通って出
射する。

【０１１４】一方、上記表示駆動回路４０は、上記液晶
セル２０の電極２３，２４間に駆動電圧を印加するもの
で、この表示駆動回路４０は、図１に示したカラー液晶
表示装置の表示駆動回路４０と同様に、液晶セル２０の
各電極２３，２４間にそれぞれ、少なくとも、１画面を
作るのに必要なフレーム数の全てのフレームにおける印
加電圧がいずれも液晶表示体１０を透過した出射光が第
１の色に着色する電圧である駆動電圧と、１画面を作る
のに必要なフレーム数の全てのフレームにおける印加電
圧がいずれも前記出射光が第２の色に着色する電圧であ
る駆動電圧と、１画面を作るのに必要なフレーム数のう
ち所望数のフレームにおける印加電圧が前記出射光が前
記第１の色に着色する電圧であり他のフレームにおける
印加電圧が前記出射光が前記第２の色に着色する電圧で
ある駆動電圧とを選択的に印加して前記液晶セルを時分
割駆動する。

【０１１５】そして、このカラー液晶表示装置において
は、偏光板３１を通って入射した直線偏光が、この偏光
板３１の透過軸３１ａに対して遅相軸３０ａが所定角度
（この実施例ではφ＝４５°）斜めにずれている位相差
板３０と、液晶セル２０とを通る過程でこれらの偏光作
用により偏光状態を変えられるとともに、反射板３３で
反射されて再び前記液晶セル２０および位相差板３０を
通る過程でさらに偏光状態を変えられる。

【０１１６】このため、上記位相差板３０と液晶セル２
０を通って再び偏光板３１に入射する光は、位相差板３
０と液晶セル２０とによる２度ずつの偏光作用を受けた
非直線偏光であり、したがって、この光のうち偏光板３
１を透過する偏光成分の波長光だけがこの偏光板３１を
透過して出射し、出射光が着色光になる。

【０１１７】この場合、位相差板３０の偏光作用は変化
しないが、上記液晶セル２０は、液晶分子の配向状態に
応じて異なる偏光作用を示すため、位相差板３０と液晶
セル２０とによる２度ずつの偏光作用を受けた光は、液
晶セル２０の液晶分子配向状態により異なる偏光状態の
光となって偏光板３１に入射するから、液晶セル２０の
液晶分子配向状態を変えることにより、偏光板３１を透
過して出射する着色光の色を変えることができる。

【０１１８】このように、上記カラー液晶表示装置は、
カラーフィルタを用いずに透過光を着色するものであ
り、したがって着色光の光量は、表示装置に入射する光
のうちの前記着色光となる波長帯域の光の量とほとんど
変わらないから、反射型のものでありながら、光の透過
率を高くして、表示の明るさを十分高くすることができ
る。

【０１１９】また、カラー液晶表示装置は、位相差板３
０の偏光作用による着色光と、位相差板３０と液晶セル
２０との両方の偏光作用による着色光とが得られるとと
もに、この両方の偏光作用による着色光の色が液晶セル
２０への印加電圧に応じて変化する。

【０１２０】このカラー液晶表示装置の表示色は、位相
差板３０のリタデーションＲe の値と、液晶セル２０の
液晶セル２０のΔｎ・ｄ（液晶２８の屈折率異方性Δｎ
と液晶層厚ｄとの積）の値および液晶分子ツイスト角
と、偏光板３１の透過軸３１ａと位相差板３０の遅相軸
３０ａとのずれ角φと、液晶セル２０の位相差板隣接基
板２１側における液晶分子配向方向２１ａｂと位相差板
３０の遅相軸３０ａとのずれ角ψ−θとによって決ま
る。

【０１２１】その一例を上げると、偏光板３１の透過軸
３１ａと位相差板３０の遅相軸３０ａとのずれ角φをφ
＝４５°、液晶セル２０の位相差板隣接基板２１側の液
晶分子配向方向２１ａと位相差板３０の遅相軸３０ａと
のずれ角ψ−θをψ−θ＝１５°とし、位相差板３０の
リタデーションＲｅをＲｅ＝９００ｎｍ、液晶セル２０
のΔｎ・ｄをΔｎ・ｄ＝１３００ｎｍ、液晶分子ツイス
ト角を２４０°としたときは、液晶セル２０の液晶分子
が初期のツイスト配向状態にあるときに表示色が“白”
になり、液晶分子をほぼ垂直に立上り配向させたときに
表示色が“緑”になり、また、液晶分子の配向状態が初
期のツイスト配向状態から立上り配向して行く途中で、
光強度が高くかつ色純度も高い“青”の表示色になる。

【０１２２】次に、上記表示駆動回路４０について説明
すると、この表示駆動回路４０は、液晶セル２０の互い
に対向する各電極２３，２４間にそれぞれ、複数種の駆
動電圧を、図示しない外部回路からの色データ信号に応
じて選択的に印加する。

【０１２３】上記駆動電圧について説明すると、この実
施例においては、時分割駆動される液晶セル２０の電極
２３，２４間に印加される実効電圧Ｖは、上述した第１
の発明の実施例と同様に上記 (1)式で表される。

【０１２４】そして、例えば上述したように、偏光板３
１の透過軸３１ａと位相差板３０の遅相軸３０ａとのず
れ角φをφ＝４５°、液晶セル２０の位相差板隣接基板
２１側の液晶分子配向方向２１ａと位相差板３０の遅相
軸３０ａとのずれ角ψ−θをψ−θ＝１５°とし、位相
差板３０のリタデーションＲｅをＲｅ＝９００ｎｍ、液
晶セル２０のΔｎ・ｄをΔｎ・ｄ＝１３００ｎｍ、液晶
分子ツイスト角を２４０°としたカラー液晶表示装置、
つまり基本表示色として“白”，“青”，“緑”の３色
を表示するカラー液晶表示装置においては、例えばデュ
ーティ数ＮをＮ＝１６、バイアス比ｂをｂ＝５、選択期
間に印加する電圧の最大値Ｖ₀ をＶ₀ ＝５ｖとした場合
で、分割電圧値の順番数ＰがＰ＝０，Ｐ＝１，Ｐ＝３の
ときの実効電圧Ｖと表示色が次のようになる。

【０１２５】Ｐ＝０のとき、Ｖ＝１．２ｖ，表示色
“白” Ｐ＝１のとき、Ｖ＝１．４ｖ，表示色“青” Ｐ＝３のとき、Ｖ＝１．６ｖ，表示色“緑” なお、このカラー液晶表示装置の場合は、Ｐ＝２の分割
電圧値では表示色がきれいに出ないため、Ｐ＝２の分割
電圧値は駆動に使用しない。

【０１２６】そして、基本表示色が“白”，“青”，
“緑”の上記カラー液晶表示装置の場合は、液晶セル２
０の電極２３，２４間に、１画面を作るのに必要なフレ
ーム数の全フレームにおける実効電圧Ｖが１．２ｖとな
る駆動電圧を印加すると、表示色が“白”になり、全フ
レームにおける実効電圧Ｖが１．４ｖとなる駆動電圧を
印加すると、表示色が“青”になり、全フレームにおけ
る実効電圧Ｖが１．６ｖとなる駆動電圧を印加すると、
表示色が“緑”になる。

【０１２７】また、１画面を作るのに必要なフレーム数
を２分割して、一方のフレーム群の各フレームの実効電
圧Ｖが１．２ｖ、他方のフレーム群の各フレームの実効
電圧が１．４ｖとなる駆動電圧を印加すると、“白”と
“青”が所望フレーム数ずつ表示され、その混色である
“淡い青”が表示色として認識される。

【０１２８】これは、各フレーム群の実効電圧値を変え
た場合も同様であり、例えば、一方のフレーム群の各フ
レームの実効電圧Ｖが１．２ｖ、他方のフレーム群の各
フレームの実効電圧Ｖが１．６ｖとなる駆動電圧を印加
すると、“白”と“緑”が所望フレーム数ずつ表示され
てその混色である“淡い緑”が表示色として認識され、
一方のフレーム群の各フレームの実効電圧Ｖが１．４
ｖ、他方のフレーム群の各フレームの実効電圧Ｖが１．
６ｖとなる駆動電圧を印加すると、“青”と“緑”が所
望フレーム数ずつ表示されてその混色である“シアン”
が表示色として認識される。

【０１２９】さらに、１画面を作るのに必要なフレーム
数を３分割して、その１つのフレーム群の各フレームの
実効電圧Ｖが１．２ｖ、他の１つのフレーム群の各フレ
ームの実効電圧が１．４ｖ、残りのフレーム群の各フレ
ームの実効電圧が１．６ｖとなる駆動電圧を印加する
と、“白”と“緑”と“青”が所望フレーム数ずつ表示
され、その混色である“淡いシアン”が表示色として認
識される。

【０１３０】したがって、このカラー液晶表示装置によ
れば、上記のような駆動電圧の印加により、同じ箇所の
表示色を複数色に変化させることができる。なお、この
カラー液晶表示装置においても、上記混色を作る各基本
色の表示持続時間が１／２０ secを越えると、この色が
人間の目で認識できるようになって表示に“ちらつき”
が生じるし、また表示持続時間が１／１０ secより短い
と、液晶２８の応答性の関係で液晶分子の配向状態を十
分に制御できなくなるため、混色を表示させる駆動電圧
のフレーム配分は、１つの基本色の表示持続時間が１／
１０ sec以上で１／１５ sec以下となるように設定する
のが望ましい。

【０１３１】また、上記実施例では、位相差板３０を液
晶セル２０と偏光板３１との間に配置したが、この位相
差板３０は、液晶セル２０と反射板３３との間に配置し
てもよく、また、偏光板３１の透過軸３１ａと位相差板
３０の遅相軸３０ａとのずれ角φも、４５°に限らず任
意に選ぶことができる。ただし、上述した着色効果を十
分に得るには、前記ずれ角φをほぼ４５°（例えば４５
±５°）とするのが望ましい。

【０１３２】さらに、上記実施例では、液晶セル２０と
してＳＴＮ型のものを用いているが、この液晶セル２０
は、液晶分子のツイスト角をほぼ９０°としたＴＮ型の
ものであってもよく、さらにこの液晶セル２０は、セグ
メント型のものに限らず、高デューティで時分割駆動さ
れる単純マトリックス型やアクティブマトリックス型の
ものであってもよい。

【０１３３】

【発明の効果】第１の発明のカラー液晶表示装置は、液
晶表示体を、液晶分子をツイスト配向させた液晶セルを
はさんで一対の偏光板を配置するとともに、前記液晶セ
ルと一方の偏光板との間に位相差板を配置してなり、か
つ前記位相差板はその遅相軸をこの位相差板が隣接する
偏光板の透過軸に対して所定角度斜めにずらして配置し
た構成とし、この液晶表示体の液晶セルを、少なくと
も、１画面を作るのに必要なフレーム数の全てのフレー
ムにおける印加電圧がいずれも前記液晶表示体を透過し
た出射光が第１の色に着色する電圧である駆動電圧と、
１画面を作るのに必要なフレーム数の全てのフレームに
おける印加電圧がいずれも前記出射光が第２の色に着色
する電圧である駆動電圧と、１画面を作るのに必要なフ
レーム数のうち所望数のフレームにおける印加電圧が前
記出射光が前記第１の色に着色する電圧であり他のフレ
ームにおける印加電圧が前記出射光が前記第２の色に着
色する電圧である駆動電圧とを選択的に印加する表示駆
動手段によって駆動するものであるから、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とともに、同じ
箇所の表示色を複数色に変化させることができる。

【０１３４】また、第２の発明のカラー液晶表示装置
は、液晶表示体を、液晶分子をツイスト配向させた液晶
セルの表面側に偏光板を配置し、前記液晶セルの裏面側
に反射板を配置するとともに、前記偏光板と反射板のい
ずれか一方と前記液晶セルとの間に位相差板を配置して
なり、かつ前記位相差板はその遅相軸を前記偏光板の透
過軸に対して所定角度斜めにずらして配置した構成と
し、この液晶表示体の液晶セルを、上記第１の発明と同
様な駆動電圧を印加する表示駆動手段によって駆動する
ものであるから、反射型のものでありながら、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ととも
に、同じ箇所の表示色を複数色に変化させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の発明の第１の実施例によるカラー液晶表
示装置の断面図。

【図２】同実施例による液晶セルの液晶分子配向方向と
位相差板の遅相軸と偏光板の透過軸とを示す平面図。

【図３】液晶セルの電極間に印加される駆動電圧の波形
図。

【図４】第１の発明の第２の実施例による液晶セルの液
晶分子配向方向と位相差板の遅相軸と偏光板の透過軸と
を示す平面図。

【図５】第１の発明の第３の実施例による液晶セルの液
晶分子配向方向と位相差板の遅相軸と偏光板の透過軸と
を示す平面図。

【図６】第２の発明の一実施例によるカラー液晶表示装
置の断面図。

【図７】同実施例による強誘電性液晶セルの液晶分子配
向方向と位相差板の遅相軸と偏光板の透過軸とを示す平
面図。

【符号の説明】

１０…液晶表示体 ２０…液晶セル ２１，２２…透明基板 ２１ａ…上基板側における液晶分子配向方向 ２２ａ…下基板側における液晶分子配向方向 ２３，２４…透明電極 ２５，２６…配向膜 ２８…強誘電性液晶 ３０…位相差板 ３０ａ…遅相軸 ３１，３２…偏光板 ３１ａ，３２ａ…透過軸 ３３…反射板 ４０…表示駆動回路

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】透明電極を形成した一対の透明基板間に液
   晶を封入しこの液晶の分子を両基板間においてツイスト
   させた液晶セルをはさんで一対の偏光板を配置するとと
   もに、前記液晶セルと一方の偏光板との間に位相差板を
   配置してなり、かつ前記位相差板はその遅相軸をこの位
   相差板が隣接する偏光板の透過軸に対して所定角度斜め
   にずらして配置した液晶表示体と、 前記液晶セルの両基板の透明電極間に、少なくとも、１
   画面を作るのに必要なフレーム数の全てのフレームにお
   ける印加電圧がいずれも前記液晶表示体を透過した出射
   光が第１の色に着色する電圧である駆動電圧と、１画面
   を作るのに必要なフレーム数の全てのフレームにおける
   印加電圧がいずれも前記出射光が第２の色に着色する電
   圧である駆動電圧と、１画面を作るのに必要なフレーム
   数のうち所望数のフレームにおける印加電圧が前記出射
   光が前記第１の色に着色する電圧であり他のフレームに
   おける印加電圧が前記出射光が前記第２の色に着色する
   電圧である駆動電圧とを選択的に印加して前記液晶セル
   を時分割駆動する表示駆動手段とを備えたことを特徴と
   するカラー液晶表示装置。
2. 【請求項２】液晶表示体の一対の偏光板はその透過軸を
   互いにほぼ平行にするかあるいはほぼ直交させて配置さ
   れてい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。
3. 【請求項３】位相差板の遅相軸とこの位相差板が隣接す
   る偏光板の透過軸とのずれ角はほぼ４５°であることを
   特徴とする請求項１または請求項２に記載のカラー液晶
   表示装置。
4. 【請求項４】透明電極を形成した一対の透明基板間に液
   晶を封入しこの液晶の分子を両基板間においてツイスト
   させた液晶セルの表面側に偏光板を配置し、前記液晶セ
   ルの裏面側に反射板を配置するとともに、前記偏光板と
   反射板のいずれか一方と前記液晶セルとの間に位相差板
   を配置してなり、かつ前記位相差板はその遅相軸を前記
   偏光板の透過軸に対して所定角度斜めにずらして配置し
   た液晶表示体と、 前記液晶セルの両基板の透明電極間に、少なくとも、１
   画面を作るのに必要なフレーム数の全てのフレームにお
   ける印加電圧がいずれも前記液晶表示体を透過した出射
   光が第１の色に着色する電圧である駆動電圧と、１画面
   を作るのに必要なフレーム数の全てのフレームにおける
   印加電圧がいずれも前記出射光が第２の色に着色する電
   圧である駆動電圧と、１画面を作るのに必要なフレーム
   数のうち所望数のフレームにおける印加電圧が前記出射
   光が前記第１の色に着色する電圧であり他のフレームに
   おける印加電圧が前記出射光が前記第２の色に着色する
   電圧である駆動電圧とを選択的に印加して前記液晶セル
   を時分割駆動する表示駆動手段とを備えたことを特徴と
   するカラー液晶表示装置。
5. 【請求項５】偏光板の透過軸と位相差板の遅相軸とのず
   れ角はほぼ４５°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。