JPH07146464A

JPH07146464A - カラー液晶表示装置

Info

Publication number: JPH07146464A
Application number: JP31734093A
Authority: JP
Inventors: Kazutami Noguchi; 和民野口
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1993-11-22
Filing date: 1993-11-22
Publication date: 1995-06-06

Abstract

(57)【要約】【目的】カラーフィルタを用いないで明るいカラー表
示が得られるとともに表示色の色相調整が簡単な構造で
可能なカラー液晶表示装置を提供する。【構成】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，…，５
３ｍ2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
ラッチし、デコーダ５２ａ，…，５２ｍ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５３ａ0，…，５３
ｍ2がオン／オフして、電圧Ｖ0，Ｖ1，Ｖ2が選択され
る。電圧Ｖ0，Ｖ1，Ｖ2を供給する電源線Ｌ0，Ｌ1，Ｌ2
には、可変抵抗Ｒ0，Ｒ1，Ｒ2が夫々介設され、それら
可変抵抗Ｒ0，Ｒ1，Ｒ2を調節することにより、電圧Ｖ
0，Ｖ1，Ｖ2を調整することができ、各表示色の色相調
整が行える。

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
を透過する為に光損失が顕著に多くなり、表示の明るさ
が極端に低下する。従って、反射型液晶表示装置のカラ
ーフィルタによるカラー化は極めて困難となる。

【０００７】又、カラーフィルタを用いる液晶表示装置
では、色の明るさは液晶層の透過光量を制御することに
より調整できるが、色相の調整は異なる色光を混ぜるこ
とにより調整しなければならない。従って、２〜４色程
度の多色表示を行う簡易マルチカラー液晶表示装置であ
っても、カラーフィルタや液晶セル及びその駆動回路等
の液晶表示装置の構造が大幅に複雑化し高価なものとな
る。

【０００８】加えて、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。

【０００９】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得られるとともに表示色の色相
調整が簡単な構造で可能なカラー液晶表示装置を提供す
ることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、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、前記駆動電圧発生回路の発生する駆動電圧
の少なくとも一つの駆動電圧の電位を変化させる電圧可
変手段と、を備えたことを特徴とする。

【００１１】

【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。

【００１２】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、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。

【００１３】また、駆動電圧の電位を連続的に変化させ
て微調節することにより、表示色の色相の調節が可能と
なる。

【００１４】

【実施例】本発明に係るカラー液晶表示装置の実施例を
図１乃至図３に基き、以下に説明する。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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
に沿わせた基準線であり、説明の便宜上設けた。

【００２１】図２に示すように、液晶セル３０における
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３１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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】上述した各配置角度θ、ψ、φについて
は、特に限定しないが、例えば、θは３０゜、Ｔは２４
０゜、ψは４５゜、φは４５゜程度が好ましい。また、
位相差板４２のリタデーションは１３５０nm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１．１６Ｖ以下、
１．２８〜１．４０Ｖ、２．３２Ｖ以上程度の時に、夫
々青色、緑色、赤色の表示が得られる。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】また、図３において、Ｒ0，Ｒ1，Ｒ2は、
駆動電圧発生回路５４から出力される駆動電圧Ｖ0，Ｖ
1，Ｖ2を夫々ボリューム調節する為の可変抵抗（電圧可
変手段）である。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，…，Ｘｎ
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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】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を夫々可変抵抗Ｒ0，Ｒ1，Ｒ2を介して電源線Ｌ
0，Ｌ1，Ｌ2に供給する。その際、駆動電圧Ｖ0，Ｖ1，
Ｖ2は、上記可変抵抗Ｒ0，Ｒ1，Ｒ2により夫々適当な大
きさに調節され、それによって各駆動電圧Ｖ0，Ｖ1，Ｖ
2に対応する各表示色の色相が調節される。また、駆動
電圧発生回路５４は、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。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】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。

【００４７】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、夫々、可変抵抗
Ｒ0，Ｒ1，Ｒ2によりボリューム調節され、夫々、何れ
も実効値が１．１６Ｖ以下、１．２８〜１．４０Ｖ、
２．３２Ｖ以上となる範囲で調節される。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】

【００４８】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。

【００４９】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。

【００５０】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。

【００５１】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。

【００５２】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。

【００５３】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。

【００５４】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１．２８〜
１．４０Ｖとなる範囲内で可変抵抗Ｒ1で調節された駆
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Ｌ
0，Ｌ2に接続されたトランスファゲート５３ｂ0，５３
ｂ2をオフさせるロー信号がデコーダ５２ａから出力さ
れる。

【００５５】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２．３２Ｖ以上
となる範囲内で可変抵抗Ｒ2で調節された駆動電圧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。

【００５６】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１．１６Ｖ以下となる範囲
内で可変抵抗Ｒ0で調節された駆動電圧Ｖ0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５３
ｍ0）をオンさせるハイ信号と、電源線Ｌ1，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５３ｍ1，５
３ｍ2）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。

【００５７】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。

【００５８】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。

【００５９】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。

【００６０】その青色の色相は、可変抵抗Ｒ0を調節し
て駆動電圧Ｖ0を印加実効電圧が１．１６Ｖに近づくよ
うに調整すると緑色がかり、１．１６Ｖから遠ざかるよ
うに調整するとより鮮明な青色となる。

【００６１】また、緑色の色相は、可変抵抗Ｒ1を調節
して駆動電圧Ｖ1を印加実効電圧が１．２８Ｖに近づく
ように調整すると青色がかり、印加実効電圧が１．４０
Ｖに近づくように調整すると赤色がかってくる。

【００６２】そして、赤色の色相は、可変抵抗Ｒ2を調
節して駆動電圧Ｖ2を印加実効電圧が２．３２Ｖに近づ
くように調整すると緑色がかり、印加実効電圧が２．３
２Ｖから遠ざかるように調整するとより鮮明な赤色とな
る。

【００６３】なお、駆動電圧Ｖ0，Ｖ1，Ｖ2の調節可能
範囲は上記の区分によらないのはいうまでもなく、印加
実効電圧が１．１６〜１．２８Ｖ及び１．４０〜２．３
２Ｖとなる範囲を含めてもよい。そのような範囲におい
ては、表示色は夫々青色と緑色、緑色と赤色の混色とな
る。

【００６４】以上、詳述したように、本実施例のカラー
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実効値を変えるだけで、異なる色を
表示することができる。また、カラーフィルタを使用し
ないから透過光量の損失が格段に少なくなり、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。特に電卓や腕時計などの反射型の液晶表示装置にお
いて簡易的にカラー表示させるのに好適である。

【００６５】さらに、各可変抵抗Ｒ0，Ｒ1，Ｒ2で駆動
電圧Ｖ0，Ｖ1，Ｖ2を適当に調整することにより、各表
示色の色相を調節することができる。

【００６６】次に、上記実施例における駆動電圧Ｖ0，
Ｖ1，Ｖ2を発生させて調整する回路構成の変形例につい
て説明する。図４に、変形実施例としての駆動電圧Ｖ
0，Ｖ1，Ｖ2を発生させて調整する駆動電圧供給回路６
０を示す。

【００６７】図４に示す様に、駆動電圧供給回路６０
は、電源電圧Ｅに可変抵抗Ｒ3と分圧抵抗Ｒ4，Ｒ5を直
列に接続してなる。そして、分圧抵抗Ｒ4，Ｒ5の接続部
と各端部から夫々信号電極の駆動電圧Ｖ1とＶ0，Ｖ2が
取り出される。この取り出された駆動電圧Ｖ0，Ｖ1，Ｖ
2は、図３に示される電源線Ｌ0，Ｌ1，Ｌ2を通じて対応
する各トランスファゲート５３ａ0，…，５３ｍ2に供給
される。

【００６８】本例の駆動電圧供給回路６０によれば、可
変抵抗Ｒ3のボリューム調節を行なうことによって、各
電源線Ｌ0，Ｌ1，Ｌ2に出力される各駆動電圧Ｖ0，Ｖ
1，Ｖ2は、同時に且つ同じ傾向、即ち３電圧とも大きく
なるか、又は小さくなるように調整される。色相を調整
する必要のあるときは、例えば「全体的に青味がかって
いる」とか「全体的に赤味が強い」などのように、全体
として色が特定の方向に偏ってずれているのが一般的で
あり、各色がばらばらにずれていることは少ない。従っ
て、本例のように可変抵抗Ｒ3を電源電圧Ｅに直列接続
して設け、可変抵抗Ｒ3を調節するだけでも、充分に色
相調整を行なうことができる。

【００６９】なお、上記実施例においては、液晶表示体
３は反射型のものであるとしたが、反射板４３を設けず
に透過型のものとしてもよい。

【００７０】また、上記実施例においては、液晶セル３
０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９０
゜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。

【００７１】さらに、上記実施例においては、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。

【００７２】さらにまた、上記実施例においては、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
であるとともに、色相調整可能である。

【００７３】また、本発明は、上記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。

【００７４】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が得られるように設定する
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。

【００７５】

【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。

【００７６】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。

【００７７】また、各駆動電圧値を例えばボリューム操
作等により調節し、表示色の色相調整を行うことができ
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実施例の模
式断面図である。

【図２】本発明の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】本発明の実施例のカラー液晶表示装置における
駆動制御回路の構成の一例を示すブロック図である。

【図４】上記実施例における駆動電圧発生回路と電圧調
整部の変形例を示す回路図である。

【符号の説明】

Ｒ0，Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3 可変抵抗（電圧可変手段）Ｖ0，Ｖ1，Ｖ2 駆動電圧Ｘａ〜Ｘｎ走査電極Ｙａ〜Ｙｍ信号電極１カラー液晶表示装置３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６０駆動電圧供給回路

Claims

【特許請求の範囲】

【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、前記駆動電圧発生回路の発生する駆動電圧の少なくとも
一つの駆動電圧の電位を変化させる電圧可変手段と、を
備えたことを特徴とするカラー液晶表示装置。