JPH07146463A - 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カラー表示可能
で、反射型に好適なカラー液晶表示装置を提供する。 【構成】 電極３６，３８に印加する駆動電圧Ｖ0，Ｖ
1，Ｖ2に応じて異なる色を表示する液晶表示体３と、駆
動電圧Ｖ0，Ｖ1，Ｖ2から一電圧を選択して印加する駆
動制御回路５とを備えている。液晶表示体３の各信号電
極Ｙａ，…，Ｙｍには、夫々３個ずつトランスファゲー
ト５３ａ0，…，５３ｍ2が接続されている。制御部５７
は、色情報を含む表示データをシフトレジスタ５０ａ，
…，５０ｍに出力し、ラッチ回路５１ａ，…，５１ｍは
その表示データをラッチする。デコーダ５２ａ，…，５
２ｍはその表示データをデコードして各トランスファゲ
ート５３ａ0，…，５３ｍ2にオン／オフ用制御信号を出
力する。その制御信号により、各トランスファゲート５
３ａ0，…，５３ｍ2がオン／オフして電圧Ｖ0，Ｖ1，Ｖ
2の選択が行われ、その電圧値に応じた色に各画素の表
示が着色される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カラー液晶表示装置に
係り、詳細には、液晶の複屈折性を利用してカラー表示
を行うカラー液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、テレビやパーソナルコンピュータ
や腕時計などにおける表示装置として、液晶表示装置が
公知であり、近年、液晶カラーテレビやコンピュータ端
末のカラーディスプレイなどのように、有彩色の表示を
行うことのできるカラー液晶表示装置も一般化してきて
いる。

【０００３】カラー液晶表示装置においては、一般に、
その表示体は、液晶セルを一対の偏光板で挟み、一方の
偏光板の外側にバックライト（照明光源）を配置した透
過型のものである。その場合の液晶セルは、相対峙する
一対の透明電極の間に液晶を挟んでできていて、その一
方の透明電極側に特定の波長光を選択的に透過させるカ
ラーフィルタが設けられている。

【０００４】そして、一対の透明電極間に印加する駆動
電圧をオン／オフすることによって、バックライトの光
が液晶表示体を透過したりしなかったりする。バックラ
イトの光は、液晶表示体の内のカラーフィルタを透過す
る際にそのカラーフィルタによって選択透過される特定
色に着色される。その着色された透過光が液晶表示体か
ら出射して、カラーフィルタの色に着色された表示が得
られる。

【０００５】つまり、従来の液晶表示体では、液晶セル
は単に光スイッチとして機能しているだけであり、光の
着色はカラーフィルタによりなされている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、カラー
フィルタは一般に光透過率が小さい為、上記従来のカラ
ーフィルタを用いるカラー液晶表示装置では透過光の光
損失が大きくなり、表示が暗くなる傾向がある。特に、
電卓や時計等のそれほど精細な表示を要しない簡易的な
表示部に用いる反射型の液晶表示装置は、専用の光源
（バックライト）を備えていない上に、カラーフィルタ
を設けた場合に反射前と反射後とで二度カラーフィルタ
を透過して光損失を受けることになるから、カラーフィ
ルタによるカラー化は極めて困難である。

【０００７】又、カラーフィルタは、偏光板等の他の光
学素子と同様に厚さ等の寸法やその組み付けに高精度が
要求され、液晶表示装置のコストアップの原因となる。

【０００８】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、カラーフィルタを用いな
いで明るいカラー表示が可能なカラー液晶表示装置を提
供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明は、対向する一対の電極間に
液晶層が介装されてなる液晶セルの、少なくとも光が入
射する側の面に、直接又は位相差板を介して偏光板が配
置されてなる液晶表示体を備え、前記液晶層を透過する
光を液晶の複屈折作用により楕円偏光させ、前記液晶層
に印加する液晶駆動電圧を変えて液晶層のリタデーショ
ンを変化させることにより楕円偏光の偏光状態を変化さ
せ透過光の色を変化させるカラー液晶表示装置であっ
て、複数の相異なる大きさの駆動電圧を発生する駆動電
圧発生回路と、前記駆動電圧発生回路の発生する駆動電
圧から、表示させる色情報を含んだ表示データに対応す
る駆動電圧を選択する選択手段と、前記一対の電極間に
前記選択手段の選択した駆動電圧からなる液晶駆動電圧
を印加する液晶駆動回路と、を備えたことを特徴とす
る。

【００１０】具体的な実施例としては、請求項２に記載
のように、前記液晶表示体は、前記液晶セルの上面に前
記位相差板を介して偏光板が配置されているとともに、
前記液晶セルの下面に偏光板を介して反射板が配置され
てもよく、さらに、前記液晶セルは、液晶層において液
晶分子が１８０゜以上２７０゜以下のツイスト角でツイ
スト配向されてなる超ねじれネマティック型セルであっ
てもよい。

【００１１】また、請求項３に記載のように、前記液晶
表示体は、前記液晶セルの上面に前記位相差板を介して
偏光板が配置されているとともに、前記液晶セルの下面
に反射板が直接配置された構造のものでもよい。

【００１２】さらに、請求項４に記載のように、前記液
晶表示体は、複数の画素がマトリクス状に配設されてで
きており、前記選択回路は、前記マトリクス状に配設さ
れた各画素毎に、前記表示データに対応した前記駆動電
圧を選択し、前記駆動回路は、時分割駆動を行なうとと
もに、前記各画素の各電極間に、前記選択手段の選択し
た駆動電圧を印加するようになっていてもよい。

【００１３】

【作用】上記カラー液晶表示装置によれば、印加する駆
動電圧値に対応して異なる色を表示する液晶表示体の電
極に、複数の相異なる大きさの駆動電圧から、表示させ
る色情報を含んだ表示データに対応する駆動電圧を選択
して印加するので、選択駆動電圧に対応した楕円偏光の
透過光が得られ、カラーフィルタを用いることなく、前
記電極に印加する駆動電圧の種類数に対応した色数のカ
ラー表示が可能となる。

【００１４】従って、カラーフィルタを用いる場合に較
べて、カラーフィルタによる光の透過損失がなくなるの
で、明るいカラー表示が得られ、透過型は勿論、バック
ライトを必要としない反射型の液晶表示体においてもカ
ラー表示が可能となり、液晶表示装置の低廉化、薄型化
及び低消費電力化が達成される。

【００１５】又、色情報を含んだ表示データによって信
号電極を駆動するから、色情報専用のデータ線が不要と
なり、液晶表示装置の駆動制御回路の構造が簡単なもの
となり、カラー液晶表示装置の低廉化が更に促進され
る。

【００１６】

【実施例】

（第１実施例）本発明に係るカラー液晶表示装置の第１
実施例を図１乃至図３に基き、以下に説明する。

【００１７】図１には、本発明に係るカラー液晶表示装
置の一例の断面が模式的に示されている。同図に示すよ
うに、このカラー液晶表示装置１は、液晶表示体３及び
それの駆動を行う駆動制御回路５を備えており、液晶表
示体３に印加する駆動電圧値に応じて異なる色により表
示を行うものである。

【００１８】液晶表示体３は、液晶セル３０を一対の上
偏光板４０及び下偏光板４１で挟み、さらに液晶セル３
０と上偏光板４０との間に位相差板４２を介装するとと
もに、下偏光板４１の下面（液晶表示体３の裏面）に反
射板４３を設けた反射型のものである。

【００１９】液晶セル３０は、一対の透明基板３１，３
２をシール材３３を介して接合し、その内部に液晶層３
４を封入したものである。透明基板３１，３２の相対峙
する面には、夫々予め透明電極３６，３８が形成されて
おり、さらに各透明電極３６，３８を被うように夫々配
向膜３７，３９が形成されている。

【００２０】配向膜３７，３９は、液晶分子の配向方向
を規制する為に設けてあり、例えば配向膜３７，３９表
面を布で擦るラビング等の配向処理を施すことにより、
その配向処理方向に液晶分子の長軸方向が沿うように近
接する液晶分子の配向方向を規制する。これにより、液
晶層３４の液晶分子３４ａの配列状態が、一方の透明基
板３１から他方の透明基板３２に向けて１８０゜〜２７
０゜の角度で捩れる様に並んだ状態となる。即ち、液晶
セル３０は、超捩れネマティック（ＳＴＮ）型液晶セル
である。

【００２１】上記位相差板４２は、上偏光板４０を透過
した直線偏光を楕円偏光させるもので、その光学軸（進
相軸又は遅相軸）を、位相差板４２に隣接する上偏光板
４０の透過軸４０ａに対して所定角度斜めにずらした状
態で配置されている。

【００２２】図２には、上記液晶セル３０における配向
処理方向と上記位相差板４２の光学軸と上記偏光板４
０，４１の透過軸の組合せの一例が、各構成要素毎に模
式的平面図でされている。同図において、片矢印付直線
３１ａ，３２ａは夫々液晶セル３０における下側配向膜
３７及び上側配向膜３９に施された配向処理方向であ
り、両矢印付直線４０ａ，４１ａは夫々上偏光板４０及
び下偏光板４１の透過軸であり、直線４２ａは位相差板
４２の光学軸である。なお、直線Ｓは表示面の左右方向
に沿う基準線であり、説明の便宜上設けた。

【００２３】図２に示すように、液晶セル３０の配向処
理方向３１ａ，３２ａは、基準線Ｓに対して互いに逆方
向に所定角度θずつ傾いた方向に設定されており、これ
により液晶分子３４ａの配向状態は、下側の透明基板３
１側から上側の透明基板３２側に向かって矢印Ｔで示す
角度と方向にツイストした配向状態となる。

【００２４】また、位相差板４２の光学軸４２ａは、こ
こでは遅相軸であり、基準線Ｓに対して所定の傾き角ψ
で斜めに交差している。さらに、この実施例において
は、上下一対の偏光板４０，４１の透過軸４０ａ，４１
ａは互いに略平行であり、位相差板４２の光学軸４２ａ
に対して傾き角φだけ斜め方向にずれている。

【００２５】以上の構成の液晶表示体３を有するカラー
液晶表示装置１は、位相差板４２の偏光作用と液晶セル
３０の偏光作用とにより、液晶表示体３に入射し、反射
板４３で反射されて液晶表示体３の外に出射する光が着
色されるものであり、その際、液晶セル３０に印加する
電圧の大きさを駆動制御回路５において変えることによ
り、表示色を任意に変え得るようになっている。

【００２６】その着色機構について以下に説明する。外
部からの光は、上偏光板４０の透過により直線偏光とな
り、さらに位相差板４２を透過する過程で、位相差板４
２の光学軸４２ａの位置等の光学的配置条件とリタデー
ションの値に応じた偏光作用を受けて楕円偏光となる。
その楕円偏光は、液晶セル３０を通る過程で、さらに液
晶セル３０の光学的配置条件とリタデーションの値に応
じた偏光作用を受けて、その偏光状態が変わる。

【００２７】そして、位相差板４２及び液晶セル３０に
よる偏光作用を受けた楕円偏光が下偏光板４１に入射す
ると、その楕円偏光のうち、下偏光板４１の透過軸４１
ａに一致する偏光成分の波長光だけが下偏光板４１を透
過する。それ故、下偏光板４１から出射する光（直線偏
光）は、着色された状態となる。その色相は、主に位相
差板４２のリタデーションと液晶セル３０のリタデーシ
ョンとによって決まる。

【００２８】さらに、下偏光板４１を通った光は、反射
板４３で反射されて、上述した光経路と逆の経路で液晶
表示体３の上面側に出射するため、この出射光の色によ
る表示が得られる。

【００２９】なお、位相差板４２のリタデーションは、
位相差板４２の屈折率異方性Δｎと板厚ｄとの積Δｎ・
ｄによって決まり、また液晶セル３０のリタデーション
は、液晶層３４の屈折率異方性Δｎと液晶層厚ｄとの積
Δｎ・ｄと液晶分子３４ａの配向状態とによって決ま
る。従って、液晶セル３０に印加する電圧値を変えて液
晶分子３４ａの配向状態を変化させることにより、液晶
セル３０のリタデーションが変わり、液晶セル３０にお
ける偏光作用が変化する。

【００３０】具体的には、液晶セル３０に電圧を印加し
ていない時には、液晶表示体３に入射した光は、位相差
板４２の偏光作用と、液晶分子３４ａの初期のツイスト
角Ｔに応じた偏光作用とを受け、それに応じた楕円偏光
となる。そして、下偏光板４１を透過し、反射板４３で
反射され、逆の経路を経て、液晶表示体３の上面側に出
射する。その時の表示色は、上記位相差板４２及び初期
のツイスト角Ｔで配向してなる液晶層３４の両者のリタ
デーションに応じた色となる。

【００３１】また、液晶セル３０の透明電極３６，３８
間に電圧を印加すると、その電圧値を大きくしていくの
にともなって液晶分子３４ａは初期のツイスト状態から
徐々に立ち上っていく。その立ち上がった配向状態に応
じて液晶セル３０のリタデーションが変化し、液晶表示
体３に入射した光は、位相差板４２の偏光作用と、液晶
セル３０の変化したリタデーションに応じた偏光作用と
を受け、それに応じた楕円偏光となる。そのため、その
時の表示色は、上述した液晶セル３０に電圧を印加して
いない時の色とは異なる。

【００３２】さらに、液晶セル３０に、液晶分子３４ａ
がほぼ垂直に立上り配向する大きさの電圧を印加した時
には、液晶セル３０のリタデーションもほぼ“０”とな
る。よって、液晶セル３０による偏光作用がなくなり、
液晶表示体３に入射した光は、位相差板４２の偏光作用
のみによる楕円偏光となる。そして、その楕円偏光は、
下偏光板４１、反射板４３及びその逆の経路を経て、液
晶表示体３から出射し、位相差板４２のリタデーション
に応じた色に着色される。

【００３３】上述した各角度θ、Ｔ、ψ、φについて
は、例えば、θは３０゜、Ｔは２４０゜、ψは４５゜、
φは４５゜程度が好適である。また、位相差板４２のリ
タデーションは１２４０nm程度で、液晶セル３０のΔｎ
は０．１２３８で、ｄは６．８μｍであって、その時の
Δｎ・ｄが８４２nm程度が好ましい。その場合に上記構
成の液晶表示体３においては、液晶セル３０に印加され
る実効駆動電圧が１．０Ｖ、１．３Ｖ、２．３Ｖ程度の
時に、夫々青色、緑色、赤色の表示が得られる。

【００３４】次に、上記液晶表示体３において、３色の
表示を行なうように構成された駆動制御回路５の一例を
説明する。

【００３５】図３には、その回路構成の一例が示されて
いる。同図に示すように、駆動制御回路５は、複数のシ
フトレジスタ５０ａ，…，５０ｍ、複数のラッチ回路５
１ａ，…，５１ｍ、複数のデコーダ５２ａ，…，５２
ｍ、及び複数のトランスファゲート５３ａ0，５３ａ1，
５３ａ2，…，５３ｍ0，５３ｍ1，５３ｍ2からなる信号
電極駆動回路、駆動電圧発生回路５４、走査電極駆動回
路５５、キー入力部５６、制御部５７及び同期制御回路
５８を有している。なお、図３においては、液晶表示体
３の表示部ＭＤは、例えばＮ行の走査電極Ｘａ，…，Ｘ
ｎとＭ列の信号電極Ｙａ，…，Ｙｍとによる単純マトリ
クス表示構成となっており、駆動制御回路５により時分
割駆動される。

【００３６】各信号電極には、夫々３個ずつのトランス
ファゲートが接続されている。即ち、トランスファゲー
ト５３ａ0，５３ａ1，５３ａ2（以下、５３ａ0〜ａ2と
略記する。他のトランスファゲートについても同じ。）
の各出力端子は共通接続されて信号電極Ｙａに、またト
ランスファゲート５３ｂ0〜ｂ2の各出力端子は共通接続
されて信号電極Ｙｂに、さらにトランスファゲート５３
ｍ0〜ｍ2の各出力端子は共通接続されて信号電極Ｙｍ
に、夫々接続されている。なお、信号電極Ｙｂと信号電
極Ｙｍとの間については、信号電極Ｙａ，Ｙｂ，Ｙｍと
同様な回路構成となっているため、以下の説明において
は、図示及び説明ともに省略する。

【００３７】トランスファゲート５３ａ0〜ａ2の各非制
御端子は、夫々、各電源線Ｌ0，Ｌ1，Ｌ2を介して駆動
電圧発生回路５４に接続されており、各非制御端子には
各電源線Ｌ0，Ｌ1，Ｌ2を介して駆動電圧Ｖ0，Ｖ1，Ｖ2
が夫々印加される。また、トランスファゲート５３ａ0
〜ａ2の各制御端子は、各信号線Ｌａ0，Ｌａ1，Ｌａ2を
介してデコーダ５２ａに接続されており、そのデコーダ
５２ａの出力する各制御信号により各トランスファゲー
ト５３ａ0〜ａ2がオン／オフする。そして、それらトラ
ンスファゲート５３ａ0〜ａ2のうちオンしたゲートは、
その非制御端子の入力（即ち、駆動電圧Ｖ0，Ｖ1，Ｖ
2）を出力端子から出力する。

【００３８】同様に、トランスファゲート５３ｂ0〜ｂ2
（，…，５３ｍ0〜ｍ2）の各非制御端子は夫々各電源線
Ｌ0，Ｌ1，Ｌ2を介して駆動電圧発生回路５４に接続さ
れ、各制御端子は各信号線Ｌａ0，Ｌａ1，Ｌａ2（，
…，Ｌｍ0，Ｌｍ1，Ｌｍ2）を介してデコーダ５２
ｂ（，…，５２ｍ）に接続されている。

【００３９】つまり、デコーダ５２ａ，…，５２ｍ及び
トランスファゲート５３ａ0〜ａ2，…，５３ｍ0〜５３
ｍ2により選択手段が構成されており、その選択手段
は、駆動電圧Ｖ0，Ｖ1，Ｖ2のうちから適当な大きさの
電圧を選択する。

【００４０】ところで、上記シフトレジスタ５０ａ，
…，５０ｍは、データ線ＤL，ＤLを介して制御部５７に
接続されており、制御部５７から入力される、各信号電
極Ｙａ，…，Ｙｍに対応した表示データを、同期制御回
路５８から入力される同期制御信号に同期して、順次取
り込んで各ラッチ回路５１ａ，…，５１ｍに出力する。

【００４１】ラッチ回路５１ａ，…，５１ｍは、同期制
御回路５８から入力される同期制御信号に同期して、シ
フトレジスタ５０ａ，…，５０ｍから入力される表示デ
ータをラッチしてデコーダ５２ａ，…，５２ｍに出力す
る。

【００４２】デコーダ５２ａ，…，５２ｍは、ラッチ回
路５１ａ，…，５１ｍから入力される表示データをデコ
ードし、夫々の信号線Ｌａ0，Ｌａ1，Ｌａ2，Ｌｂ0，Ｌ
ｂ1，Ｌｂ2，…，Ｌｍ0，Ｌｍ1，Ｌｍ2に、表示データ
に対応した上記各トランスファゲート５３ａ0〜ａ2，
…，５３ｍ0〜５３ｍ2のオン／オフ用の制御信号（具体
的には、ハイ・ローの信号）を出力する。

【００４３】駆動電圧発生回路５４は、電源電圧、又は
必要に応じて電源電圧をＤＣ−ＤＣコンバータにより昇
圧してなる所定値の電圧、から適当な負荷を介して上記
駆動電圧Ｖ0，Ｖ1，Ｖ2を生成し、その駆動電圧Ｖ0，Ｖ
1，Ｖ2を夫々電源線Ｌ0，Ｌ1，Ｌ2に供給するととも
に、走査電極駆動回路５５に走査電極Ｘａ，…，Ｘｎの
選択・非選択用の電圧を電源線Ｌ3を介して供給する。

【００４４】制御部５７は、キー入力部５６から入力さ
れた入力データに基いて演算処理を行い、表示データを
生成し、その表示データをデータ線ＤL，ＤLを通じてシ
フトレジスタ５０ａ，…，５０ｍに出力するとともに、
同期制御回路５８に制御信号を出力する。表示データ
は、本例では２ビットで構成されたデータである。

【００４５】走査電極駆動回路５５は、同期制御回路５
８からの同期制御信号に同期して走査信号を生成し、そ
の走査信号に基づいて走査電極Ｘａ，…，Ｘｎを線順次
に走査し上記駆動電圧発生回路５４で生成した印加電圧
（走査電圧）を印加していく。走査開始にあたって、走
査電極駆動回路５５には、駆動電圧発生回路５４からス
タートパルスが入力される。

【００４６】なお、同期制御回路５８は、同期制御信号
を生成し、シフトレジスタ５０ａ，…，５０ｍ、ラッチ
回路５１ａ，…，５１ｍ及び走査電極駆動回路５５に同
期制御信号を出力する。また、キー入力部５６は、文字
キーやテンキーや各種関数キーなどを備えており、例え
ばこの液晶表示装置１が電卓等の表示部として使用され
る場合には種々の関数や数値等のデータの入力に供せら
れる。

【００４７】以下に、上記構成の駆動制御回路５の作用
を、図３を参考にして、具体的に説明する。ここでは、
上述した液晶表示体３の表示部ＭＤに、Ｘ軸とＹ軸より
なる直交軸（ＸａＹａ−ＸｎＹｍ方向のハッチを付した
画素よりなる。）と、関数（ｙ＝ａｘ＋ｂ）を表す直線
（ＸａＹｍ−ＸｎＹａ方向のハッチを付した画素よりな
る。）を表示させる場合を例に挙げる。

【００４８】また、液晶表示体３においては、角度θ、
Ｔ、ψ、φ、位相差板４２のリタデーション及び液晶セ
ル３０のΔｎ・ｄの値は上記例示した値とする。そし
て、駆動電圧発生回路５４から各トランスファゲートに
出力される駆動電圧Ｖ0，Ｖ1，Ｖ2は何れも実効値で夫
々１．０Ｖ、１．３Ｖ、２．３Ｖとなる様に設定され
る。この場合、色情報を含む２ビットの表示データと、
印加電圧値（実効値）と、表示色との関係は表１のよう
になっている。

【表１】

【００４９】先ず、キー入力部５６から関数が入力され
ると、制御部５７は、入力された関数の演算を行い、Ｘ
軸、Ｙ軸、関数のＸ座標及びＹ座標について、表示デー
タを作成して、シフトレジスタ５０ａに出力するととも
に、同期制御回路５８に制御信号を出力する。そして、
同期制御回路５８から順次入力される同期制御信号に同
期して、各シフトレジスタ５０ａ，…，５０ｍは、順
次、データ線ＤL，ＤLを介して２ビットの表示データを
取り込む。

【００５０】例えば、走査電極Ｘａが関与する表示の場
合には、信号電極Ｙｂに対応したシフトレジスタ５０ｂ
に表示データ（０，１）が入力され、信号電極Ｙｋに対
応したシフトレジスタ（図示省略）に表示データ（１，
１）が入力される。その他の信号電極（例えば、信号電
極Ｙａや信号電極Ｙｍ）に対応したシフトレジスタ（例
えば、シフトレジスタ５０ａやシフトレジスタ５０ｍ）
には表示データ（１，０）が入力される。

【００５１】そして、それら各シフトレジスタ５０ａ，
…，５０ｍは、表示データを取り込むと、それら表示デ
ータをラッチ回路５１ａ，…，５１ｍに出力する。

【００５２】ラッチ回路５１ａ，…，５１ｍは、同期制
御回路５８からの同期制御信号に同期して、シフトレジ
スタ５０ａ，…，５０ｍから入力される各表示データを
ラッチしデコーダ５２ａ，…，５２ｍに出力する。

【００５３】デコーダ５２ａ，…，５２ｍは、ラッチ回
路５１ａ，…，５１ｍから入力される各表示データをデ
コードし、各トランスファゲート５３ａ0〜ａ2，…，５
３ｍ0〜ｍ2のオン／オフ用の制御信号を生成し、それら
生成した各制御信号を各信号線Ｌａ0，Ｌａ1，Ｌａ2，
…，Ｌｍ0，Ｌｍ1，Ｌｍ2を介して各トランスファゲー
ト５３ａ0〜ａ2，…，５３ｍ0〜５３ｍ2の制御端子に出
力する。

【００５４】その各トランスファゲート５３ａ0〜ａ2，
…，５３ｍ0〜ｍ2のオン／オフ用の制御信号は、例えば
走査電極Ｘａの表示の場合、以下の通りである。

【００５５】即ち、信号電極Ｙｂについては、表示デー
タが（０，１）であるので、印加実効電圧が１．３Ｖと
なる駆動電圧Ｖ1を印加すべく電源線Ｌ1に接続されたト
ランスファゲート５３ｂ1をオンさせるハイ信号と、電
源線Ｌ0，Ｌ2に接続されたトランスファゲート５３ｂ
0，５３ｂ2をオフさせるロー信号がデコーダ５２ａから
出力される。

【００５６】信号電極Ｙｋについては、表示データが
（１，１）であるので、印加実効電圧が２．３Ｖとなる
駆動電圧Ｖ2を印加すべく電源線Ｌ2に接続されたトラン
スファゲート（図示省略）をオンさせるハイ信号と、電
源線Ｌ0，Ｌ1に接続されたトランスファゲート（図示省
略）をオフさせるロー信号が対応するデコーダ（図示省
略）から出力される。

【００５７】その他の信号電極（例えば、信号電極Ｙａ
や信号電極Ｙｍ）については、表示データが（１，０）
であるので、印加実効電圧が１．０Ｖとなる駆動電圧Ｖ
0を印加すべく電源線Ｌ0に接続されたトランスファゲー
ト（例えば、トランスファゲート５３ａ0やトランスフ
ァゲート５３ｍ0）をオンさせるハイ信号と、電源線Ｌ
1，Ｌ2に接続されたトランスファゲート（例えば、トラ
ンスファゲート５３ａ1，５３ａ2やトランスファゲート
５３ｍ1，５３ｍ2）をオフさせるロー信号が夫々対応す
るデコーダから出力される。

【００５８】一方、制御部５７は、同期制御回路５８に
制御信号を出力し、同期制御回路５８は、走査電極駆動
回路５５に同期制御信号を出力する。走査電極駆動回路
５５は、同期制御回路５８から入力される同期制御信号
に同期して、走査電極Ｘａ，…，Ｘｎを順次選択する走
査信号を生成し、その走査信号を走査電極Ｘａ，…，Ｘ
ｎに出力する。

【００５９】走査電極駆動回路５５から走査電極Ｘａに
選択走査信号が出力されると、これに同期して各信号電
極Ｙａ〜Ｙｍには上述した様に表示データに応じた駆動
電圧Ｖ0，Ｖ1，Ｖ2が出力される。この後、走査電極駆
動回路５５が走査電極Ｘｂ，…，Ｘｎを順次選択し、こ
の選択タイミングに同期して表示データに応じた駆動電
圧が各信号電極Ｙａ〜Ｙｍに出力される同様の動作が繰
り返され、一フレームの表示駆動動作が終了する。この
一フレームの表示駆動動作が所定回数繰り返されること
により、例えば画素ＸａＹｂはその電極間に１．３Ｖの
実効電圧が印加されて緑色の表示となり、画素ＸａＹｋ
はその電極間に２．３Ｖの実効電圧が印加されて赤色の
表示となり、背景画素ＸａＹａ，ＸａＹｍ等はそれら各
電極間に１．０Ｖの実効電圧が印加されて青色の表示と
なる。

【００６０】なお、図３の例においては、Ｘ軸とＹ軸は
緑色に表示され、関数の直線は赤色に表示され、その他
の部分は背景色として青色が表示されている。

【００６１】以上、詳述したように、第１実施例のカラ
ー液晶表示装置１によれば、従来のカラー液晶表示装置
と異なり、カラーフィルタを用いなくても液晶セル３０
に印加する駆動電圧の大きさを変えるだけで、異なる色
を表示することができる。この場合、カラーフィルタを
使用しない為に透過光量の損失が格段に少なくなくな
り、表示の明るさを充分高くすることができる。それ
故、上記実施例における液晶表示体３のように、バック
ライトを用いない反射型の表示体であっても表示の明る
さは充分であり、実用上何等不都合を生じない。従っ
て、カラー液晶表示装置の低廉化、薄型化及び低消費電
力化が達成される。

【００６２】また、例えば、電卓や腕時計などの反射型
の液晶表示装置において数色程度のカラー表示を行う場
合には、その駆動回路を上記駆動制御回路５のように構
成することによって、簡素な回路構成でカラー表示を行
うことができる。

【００６３】（第２実施例）本発明に係るカラー液晶表
示装置の第２実施例を図４及び図５に示し、以下に説明
する。

【００６４】このカラー液晶表示装置１００が第１実施
例と異なるのは、液晶表示体１０３には偏光板が上偏光
板４０しか設けられていない点である。即ち、この液晶
表示体１０３には、第１実施例において設けられていた
下偏光板４１が設けられていない。その他の構成等につ
いては、上記第１実施例と同じである。なお、上記第１
実施例と同一の構成要素等については同一の符合を付
し、その説明を省略する。

【００６５】図４には、そのカラー液晶表示装置１００
の断面が模式的に示されており、図５には、液晶表示体
１０３における液晶セル３０における配向膜３７，３９
に施された配向処理方向と位相差板４２の光学軸と偏光
板４０の透過軸の組合せの一例が、各構成要素毎に模式
的に平面図で示されている。

【００６６】この場合には、液晶表示体１０３に入射し
た外部光は、上偏光板４０の透過により直線偏光とな
り、さらに位相差板４２を透過する過程で、位相差板４
２の光学的配置条件とリタデーションの値に応じた偏光
作用を受けて楕円偏光となる。その楕円偏光は、液晶セ
ル３０を通る過程で、さらに液晶セル３０の光学的配置
条件とリタデーションの値に応じた偏光作用を受けて、
その偏光状態が変わる。そして、その楕円偏光は反射板
４３で反射されて、再び液晶セル３０と位相差板４２に
よる同様の偏光作用を受け、上偏光板４０に入射する。
その入射した楕円偏光のうち、上偏光板４０の透過軸４
０ａに一致する偏光成分の波長光だけが上偏光板４０を
透過するため、上偏光板４０から出射する光（直線偏
光）は、その波長光の色に着色された状態となる。

【００６７】なお、上記第１実施例と同様に、液晶セル
３０のリタデーションは、液晶セル３０のΔｎ・ｄと液
晶分子３４ａのツイスト角とによって決まる。そのた
め、液晶セル３０に印加する電圧値を変えて液晶分子３
４ａの配向状態を変化させることにより、液晶セル３０
のリタデーションが変わり、液晶セル３０における偏光
作用が変化するので、表示色を変えることができる。

【００６８】表示色の一例を挙げる。ここでは、液晶表
示体１０３において、各部材の配置角度θ、Ｔ、ψ、
φ、位相差板４２のリタデーション及び液晶セル３０の
Δｎ・ｄの値は上記第１実施例と同じ値とする。そし
て、駆動電圧発生回路５４から各トランスファゲートに
出力される駆動電圧Ｖ0，Ｖ1，Ｖ2は何れも実効値で夫
々１．９Ｖ以下、２．３Ｖ、３．２Ｖ以上とする。この
場合、表示データと、上記駆動電圧値（実効値）と、表
示色との関係は表２のようになっている。

【表２】

【００６９】この実施例によれば、上記第１実施例と同
様に、カラーフィルタを用いなくても、駆動電圧を変え
るだけで、カラー表示を行なうことができる。また、液
晶表示体１０３に入射した光は出射するまでに上偏光板
４０を２回透過するだけで済み、上記第１実施例に較べ
て偏光板の透過回数が半分であるので、より明るい表示
が得られる。従って、反射型のものにも充分適用可能で
あり、カラー液晶表示装置の低廉化、薄型化及び低消費
電力化が達成される。

【００７０】また、例えば、電卓や時計などにおいて数
色程度のカラー表示を行う場合には、その駆動回路を上
記駆動制御回路５のように構成することによって、簡素
な回路構成でカラー表示を行うことができる。

【００７１】なお、上記各実施例においては、液晶表示
体３，１０３は反射型としたが、反射板４３を設けずに
透過型のものとしてもよい。

【００７２】また、上記各実施例においては、液晶セル
３０はＳＴＮ型セルであるとしたが、それに限定される
ものではなく、例えば液晶分子配向のツイスト角度が９
０゜程度のねじれネマティック（ＴＮ）型セルや、ツイ
スト配向させずに基板に沿って一方向に配向させたホモ
ジニアスセルなどであってもよい。

【００７３】さらに、上記各実施例においては、表示色
が３色の場合について説明したが、２色でもよいし、４
色以上でもよいのは勿論である。表示色が多くなる場合
には、表示データのビット数を増やし、駆動電圧発生回
路５４から発生させる電圧値の種類を増やし、さらに信
号電極一つ当りのトランスファゲートの数を増やせばよ
い。

【００７４】さらにまた、上記各実施例においては、位
相差板４２を設けているが、位相差板はなくてもよい。
また、上偏光板４０と下偏光板４１の透過軸は平行に限
らず、直交していてもよい。そのような場合でも、上記
各実施例と同様に、信号電極Ｙａ，…，Ｙｍに印加する
電圧値を変えることによって表示色が変わり、カラー表
示可能である。

【００７５】また、本発明は、上記各実施例のような単
純マトリクス方式に限らず、アクティブマトリクス方式
やセグメント表示方式などにも適用可能であり、さら
に、時分割駆動以外のスタティック駆動方式等にも同様
に、適用可能である。

【００７６】又さらに、信号電極Ｙａ，…，Ｙｍに印加
する駆動電圧を所定の実効値に設定することができれ
ば、オン電圧を印加するパルスのパルス幅を変えたり、
複数のフレームのうちオン電圧を印加する回数を変える
などしてもよく、その駆動形式は問わない。

【００７７】

【発明の効果】本発明に係るカラー液晶表示装置によれ
ば、印加する駆動電圧値に対応して異なる色を表示する
液晶表示体の電極に、複数の相異なる大きさの駆動電圧
から、表示させる色情報を含んだ表示データに対応する
駆動電圧を選択して印加するので、カラーフィルタを用
いることなく、前記電極に印加する駆動電圧の種類数に
対応した色数のカラー表示が可能である。

【００７８】従って、透過型は勿論、バックライトを必
要としない反射型の液晶表示体においてもカラー表示が
可能となり、カラー液晶表示装置の低廉化、薄型化及び
低消費電力化が達成される。

【００７９】色情報を含んだ表示データによって信号電
極を駆動するから、色情報専用のデータ線が不要とな
り、液晶表示装置の駆動制御回路の構造が簡単なものと
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るカラー液晶表示装置の第１実施例
の模式断面図である。

【図２】第１実施例の液晶セルにおける液晶分子の配向
方向と位相差板の光学軸と偏光板の透過軸の組合せの一
例を、各構成要素毎に示す模式図である。

【図３】第１実施例のカラー液晶表示装置における駆動
回路の構成の一例を示すブロック図である。

【図４】本発明に係るカラー液晶表示装置の第２実施例
の模式断面図である。

【図５】第２実施例の液晶セルにおける液晶分子の配向
方向と位相差板の光学軸と偏光板の透過軸の組合せの一
例を、各構成要素毎に示す模式図である。

【符号の説明】

Ｖ0，Ｖ1，Ｖ2 駆動電圧 Ｘａ〜Ｘｎ 走査電極 Ｙａ〜Ｙｍ 信号電極 １，１００ カラー液晶表示装置 ３，１０３ 液晶表示体 ５ 駆動制御回路 ３０ 液晶セル ３１，３２ 透明基板 ３３ シール材 ３４ 液晶層 ３６，３８ 透明電極 ３７，３９ 配向膜 ４０ 上偏光板 ４１ 下偏光板 ４２ 位相差板 ４３ 反射板 ５０ａ〜５０ｍ シフトレジスタ ５１ａ〜５１ｍ ラッチ回路 ５２ａ〜５２ｍ デコーダ（選択手段） ５３ａ0〜５３ｍ2 トランスファゲート（選択手段） ５４ 駆動電圧発生回路 ５５ 走査電極駆動回路 ５６ キー入力部 ５７ 制御部 ５８ 同期制御回路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対向する一対の電極間に液晶層が介装さ
   れてなる液晶セルの、少なくとも光が入射する側の面
   に、直接又は位相差板を介して偏光板が配置されてなる
   液晶表示体を備え、 前記液晶層を透過する光を液晶の複屈折作用により楕円
   偏光させ、前記液晶層に印加する液晶駆動電圧を変えて
   液晶層のリタデーションを変化させることにより楕円偏
   光の偏光状態を変化させ透過光の色を変化させるカラー
   液晶表示装置であって、 複数の相異なる大きさの駆動電圧を発生する駆動電圧発
   生回路と、 前記駆動電圧発生回路の発生する駆動電圧から、表示さ
   せる色情報を含んだ表示データに対応する駆動電圧を選
   択する選択手段と、 前記一対の電極間に前記選択手段の選択した駆動電圧か
   らなる液晶駆動電圧を印加する液晶駆動回路と、 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】 前記液晶表示体は、前記液晶セルの上面
   に前記位相差板を介して偏光板が配置されているととも
   に、前記液晶セルの下面に偏光板を介して反射板が配置
   されてなり、 さらに、前記液晶セルは、液晶層において液晶分子が１
   ８０゜以上２７０゜以下のツイスト角でツイスト配向さ
   れてなる超ねじれネマティック型セルであることを特徴
   とする請求項１記載のカラー液晶表示装置。
3. 【請求項３】 前記液晶表示体は、前記液晶セルの上面
   に前記位相差板を介して偏光板が配置されているととも
   に、前記液晶セルの下面に反射板が直接配置されてな
   り、 さらに、前記液晶セルは、液晶層において液晶分子が１
   ８０゜以上２７０゜以下のツイスト角でツイスト配向さ
   れてなる超ねじれネマティック型セルであることを特徴
   とする請求項１記載のカラー液晶表示装置。
4. 【請求項４】 前記液晶表示体は、複数の画素がマトリ
   クス状に配設されてできており、 前記選択回路は、前記マトリクス状に配設された各画素
   毎に、前記表示データに対応した前記駆動電圧を選択
   し、 前記駆動回路は、時分割駆動を行なうとともに、前記各
   画素の各電極間に、前記選択手段の選択した駆動電圧を
   印加することを特徴とする請求項１、請求項２又は請求
   項３の何れかに記載のカラー液晶表示装置。