JPH07225374A - 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光を着色して明るい
カラー表示を得るとともに、同じ箇所で複数の色を表示
することができ、しかも、温度による表示色の色変化も
小さくすることができるカラー液晶表示装置を提供す
る。 【構成】液晶分子がツイスト配向している液晶セル１０
はさんで偏光板２１，２２を配置し、上偏光板２１と液
晶セル１０との間に２枚の位相差板２３，２４を配置す
るとともに、偏光板２１，２２および位相差板２３，２
４のそれぞれの光学軸の方向と液晶セル１０の両基板１
１，１２の近傍における液晶分子の配向方向を、上偏光
板２１を透過して入射した直線偏光が、液晶セル１０お
よび位相差板２３，２４を透過する間に、液晶セル１０
の液晶層１８の複屈折効果と位相差板２３，２４の複屈
折効果とによって各波長光がそれぞれ偏光状態の異なる
楕円偏光となった光となり、かつ、その光のうちの下偏
光板２２を透過した光の各波長光の光量比が所望の着色
光に対応した比率になるように設定した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カラーフィルタを用い
ずに明るい着色表示を得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】着色した表示が得られるカラー液晶表示
装置としては、一般に、カラーフィルタを用いて光を着
色するものが利用されている。しかし、このカラー液晶
表示装置は、カラーフィルタを用いて光を着色するもの
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。

【０００３】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
長帯域外の波長光だけでなく、前記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。

【０００４】なお、液晶表示装置には、その裏面側に配
置されるバックライトからの光を利用して表示する透過
型のものと、外光を利用し液晶表示装置を通った光を裏
面側に配置した反射板で反射させて表示する反射型のも
のとがあるが、上記カラー液晶表示装置を反射型とする
と、その表面側から入射し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、表示が極端に暗くなって、表示装置として
はほとんど使用できなくなる。

【０００５】しかも、上記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。

【０００６】なお、液晶表示装置には、セグメント表示
方式のものとドットマトリックス表示方式のものとがあ
り、セグメント表示方式の従来のカラー液晶表示装置で
は、１つ１つの表示パターンの表示色がそのパターンを
表示するためのセグメント電極に対応するカラーフィル
タの色によって決まり、ドット表示型液晶セルを用いる
従来のカラー液晶表示装置では、１つ１つの画素の色が
その画素に対応するカラーフィルタの色によって決ま
る。

【０００７】一方、カラーフィルタを必要としないＥＣ
Ｂ（複屈折効果）型のカラー液晶表示装置が従来知られ
ている。このＥＣＢ型液晶表示装置は、内面（液晶層と
の対向面）に透明な電極を形成した一対の透明基板間に
液晶層を設けてなる液晶セルをはさんで一対の偏光板を
配置したものであり、前記液晶セルとしては、一般に、
液晶分子が、ホモジニアス配向、ホメオトロピック配
向、ハイブリッド配向のいずれかの配向状態に配向して
いるものが用いられている。

【０００８】このＥＣＢ型液晶表示装置においては、一
方の偏光板を透過して入射した直線偏光が、液晶セルを
透過する過程で液晶層の複屈折効果により各波長光がそ
れぞれ偏光状態の異なる楕円偏光となった光となり、そ
の光が他方の偏光板に入射して、この他方の偏光板を透
過した光が、その光を構成する各波長光の光量比に応じ
た色の着色光になる。

【０００９】すなわち、上記ＥＣＢ型液晶表示装置は、
カラーフィルタを用いずに、液晶セルの液晶層の複屈折
効果と一対の偏光板の偏光作用とを利用して光を着色す
るものであり、したがってカラーフィルタによる光の吸
収がないから、光の透過率を高くして明るいカラー表示
を得ることができる。

【００１０】しかも、上記ＥＣＢ型液晶表示装置は、液
晶セルの両基板の電極間に印加される電圧による液晶分
子の配向状態によって液晶層の複屈折性が変化し、それ
に応じて他方の偏光板に入射する各波長光の偏光状態が
変化するため、液晶セルへの印加電圧を制御することに
よって上記着色光の色を変化させることができ、したが
って、同じ箇所で複数の色を表示することができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記Ｅ
ＣＢ型液晶表示装置は、温度による表示色の色変化が大
きいという問題をもっている。これは、液晶セルの液晶
層の複屈折性に温度依存性があるためである。

【００１２】すなわち、液晶セルの液晶層の複屈折性
は、液晶セルのΔｎ・ｄ（液晶の屈折率異方性Δｎと液
晶層厚ｄとの積）の値によって決まるが、液晶の屈折率
異方性Δｎは温度によって大きく変化するため、液晶層
の複屈折性が温度によって大きく変化し、表示色が変化
してしまう。

【００１３】本発明は、カラーフィルタを用いずに光を
着色して明るいカラー表示を得るとともに、同じ箇所で
複数の色を表示することができ、しかも、温度による表
示色の色変化も小さくす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】本発明のカラー液晶表示
装置は、内面に電極が形成された一対の基板間に液晶分
子がツイスト配向したネマティック液晶層を設けてなる
液晶セルと、前記液晶セルをはさんで配置された一対の
偏光板と、前記一対の偏光板の間に配置された複数枚の
位相差板とを備え、前記一対の偏光板および各位相差板
のそれぞれの光学軸の方向と前記液晶セルの両基板の近
傍における液晶分子の配向方向を、一方の偏光板を透過
して入射した直線偏光が、前記液晶セルおよび各位相差
板を透過する間に、前記液晶セルの液晶層の複屈折効果
と前記各位相差板の複屈折効果とによって各波長光がそ
れぞれ偏光状態の異なる楕円偏光となった光となり、か
つ、その光のうちの他方の偏光板を透過した光の各波長
光の光量比が、所望の着色光に対応した比率になるよう
に設定したことを特徴とするものである。

【００１５】本発明のカラー液晶表示装置において、前
記位相差板の数は２枚でよく、この２枚の位相差板は、
その両方を一方の偏光板と液晶セルとの間に配置する
か、あるいは、１枚の位相差板を一方の偏光板と液晶セ
ルとの間に配置し、他の１枚の位相差板を他方の偏光板
と前記液晶セルとの間に配置する。

【００１６】上記２枚の位相差板を一方の偏光板と液晶
セルとの間に配置する場合は、この両位相差板を、光が
入射する側の偏光板と液晶セルとの間に配置するのが望
ましく、その場合は、少なくとも、前記光が入射する側
の偏光板の光学軸とこの偏光板に隣接する位相差板の光
学軸とを互いに斜めにずらす。

【００１７】この光が入射する側の偏光板の光学軸とこ
の偏光板に隣接する位相差板の光学軸とのずれ角は、前
記液晶セルの液晶分子ツイスト角に応じて選び、液晶分
子ツイスト角が８０°〜１２０°の場合は前記ずれ角を
ほぼ７０°、液晶分子ツイスト角が１８０°〜２７０°
の場合は前記ずれ角をほぼ３５°とする。

【００１８】また、１枚の位相差板を一方の偏光板と液
晶セルとの間に配置し、他の１枚の位相差板を他方の偏
光板と前記液晶セルとの間に配置する場合は、少なくと
も、光が入射する側の偏光板の光学軸とこの偏光板に隣
接する位相差板の光学軸とを互いに斜めにずらす。

【００１９】この光が入射する側の偏光板の光学軸とこ
の偏光板に隣接する位相差板の光学軸とのずれ角は、液
晶セルの液晶分子ツイスト角が８０°〜１２０°の場合
も、また液晶分子ツイスト角が１８０°〜２７０°の場
合、ほぼ４５°とする。

【００２０】また、このカラー液晶表示装置は、透過型
表示装置にも、反射型表示装置にも適用できるもので、
反射型表示装置とする場合は、光が入射する側とは反対
側の偏光板の背後に反射板を設ける。

【００２１】

【作用】本発明のカラー液晶表示装置においては、一方
の偏光板を透過して入射した直線偏光が、液晶セルおよ
び各位相差板を透過する間に、前記液晶セルの液晶層の
複屈折効果と複数枚の位相差板の複屈折効果とによって
各波長光がそれぞれ偏光状態の異なる楕円偏光となった
光となり、その光が他方の偏光板に入射して、この他方
の偏光板を透過した光が、その光を構成する各波長光の
光量比に応じた色の着色光になる。

【００２２】この着色光の色は、一対の偏光板および各
位相差板のそれぞれの光学軸の方向と液晶セルの両基板
の近傍における液晶分子の配向方向とを、前記他方の偏
光板を透過した光の各波長光の光量比が所望の着色光に
対応した比率になるように設定することによって任意に
選ぶことができる。

【００２３】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、複数枚の位相差板の複屈折効
果と、液晶セルの液晶層の複屈折効果と、一対の偏光板
の偏光作用とを利用して光を着色するものであり、した
がってカラーフィルタによる光の吸収がないから、光の
透過率を高くして明るいカラー表示を得ることができ
る。

【００２４】また、このカラー液晶表示装置おいては、
各位相差板の複屈折性はこれら位相差板のリタデーショ
ンの値によって決まるが、液晶セルの液晶層の複屈折性
が、その両基板の電極間に印加される電圧による液晶分
子の配向状態によって変化し、それに応じて他方の偏光
板に入射する各波長光の偏光状態が変化するため、液晶
セルへの印加電圧を制御することによって上記着色光の
色を変化させることができ、したがって、同じ箇所で複
数の色を表示することができる。

【００２５】一方、液晶セルの液晶層の複屈折性は温度
によって変化するが、それに比べて、位相差板の温度に
よる複屈折性の変化は極く小さい。そして、このカラー
液晶表示装置においては、温度による複屈折性の変化が
小さい位相差板を複数枚用いているため、液晶セルの液
晶層と複数枚の位相差板との全体の複屈折性が、液晶層
の複屈折性のみでカラー表示を得る従来のＥＣＢ型表示
装置に比べて大幅に小さくなり、したがって、温度によ
る表示色の色変化を小さくすることができる。

【００２６】また、上記カラー液晶表示装置において、
一方の偏光板と液晶セルとの間に２枚の位相差板を配置
する場合、この両位相差板を、光が入射する側の偏光板
と液晶セルとの間に配置し、少なくとも、光が入射する
側の偏光板の光学軸とこの偏光板に隣接する位相差板の
光学軸とを互いに斜めにずらしておけば、入射側の偏光
板を透過して入射した直線偏光が、まず前記偏光板に隣
接する位相差板の複屈折効果により各波長光がそれぞれ
偏光状態の異なる楕円偏光となった光となり、その光
が、次の位相差板の複屈折効果と液晶セルの液晶層の複
屈折効果とにより順次偏光状態を変えられて他方の偏光
板に入射して、この他方の偏光板を透過した光が、その
透過光を構成する各波長光の光量比に応じた色の着色光
になる。

【００２７】この場合、入射側の偏光板の光学軸とこの
偏光板に隣接する位相差板の光学軸とのずれ角を、液晶
セルの液晶分子ツイスト角が８０°〜１２０°の場合で
ほぼ７０°、液晶分子ツイスト角が１８０°〜２７０°
の場合でほぼ３５°とすれば、各位相差板を透過した光
が、各波長光の偏光状態の差が大きい光となるため、他
方の偏光板に入射する光の各波長光の偏光状態の差を大
きくして鮮明な着色光を得ることができる。

【００２８】また、上記カラー液晶表示装置において、
１枚の位相差板を一方の偏光板と液晶セルとの間に配置
し、他の１枚の位相差板を他方の偏光板と前記液晶セル
との間に配置する場合、少なくとも、光が入射する側の
偏光板の光学軸とこの偏光板に隣接する位相差板の光学
軸とを互いに斜めにずらしておけば、入射側の偏光板を
透過して入射した直線偏光が、まず入射側の偏光板に隣
接する位相差板の複屈折効果により各波長光がそれぞれ
偏光状態の異なる楕円偏光となった光となり、その光
が、液晶セルの液晶層の複屈折効果と他の１枚の位相差
板の複屈折効果とにより順次偏光状態を変えられて他方
の偏光板に入射して、この他方の偏光板を透過した光
が、その透過光を構成する各波長光の光量比に応じた色
の着色光になる。

【００２９】この場合、液晶セルの液晶分子ツイスト角
が８０°〜１２０°の場合も、また液晶分子ツイスト角
が１８０°〜２７０°の場合も、入射側の偏光板の光学
軸とこの偏光板に隣接する位相差板の光学軸とのずれ角
をほぼ４５°とすれば、前記位相差板を透過した光が各
波長光の偏光状態の差が大きい光となるため、他方の偏
光板に入射する光の各波長光の偏光状態の差を大きくし
て鮮明な着色光を得ることができる。

【００３０】また、本発明のカラー液晶表示装置は、光
が入射する側とは反対側の偏光板の背後に反射板を設け
ることにより、反射型表示装置として使用することがで
き、その場合、反射型であるにもかかわらず、明るいカ
ラー表示が得られる。

【００３１】

【実施例】

［第１の実施例］以下、本発明の第１の実施例を図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、図２はカラー液晶表示装置を構成する液晶セル
と一対の偏光板と２枚の位相差板と反射板の平面図であ
る。

【００３２】この実施例のカラー液晶表示装置は反射型
のものであり、液晶セル１０と、この液晶セル１０をは
さんで配置された上下一対の偏光板２１，２２と、これ
ら一対の偏光板２１，２２の間に配置された２枚の位相
差板２３，２４とを備え、かつ、光が入射する側（図１
において上側）とは反対側の下偏光板２２の背後に反射
板２５を配置した構成となっている。

【００３３】上記液晶セル１０は、内面（液晶層側の
面）に透明な電極１３，１４を形成しその上に配向膜１
５，１６を形成した上下一対の透明基板１１，１２を、
枠状のシール材１７を介して接合し、この両基板１１，
１２間のシール材１７で囲まれた領域に、液晶分子が８
０°〜１２０°のツイスト角でツイスト配向したネマテ
ィック液晶層１８を設けて構成されている。

【００３４】なお、この液晶セル１０は、時分割駆動さ
れるセグメント表示型のものであり、上基板１１に形成
された透明電極１３は複数に分割されたコモン電極、下
基板１２に形成された透明電極１４は表示パターンに対
応する形状の複数のセグメント電極である。

【００３５】また、上記２枚の位相差板２３，２４は、
ポリカーボネート等の一軸延伸フィルムからなってお
り、両位相差板２３，２４は、互いに積層されて、一方
の偏光板、例えば光が入射する側の上偏光板２１と、液
晶セル１０との間に配置されている。

【００３６】そして、この実施例では、上記一対の偏光
板２１，２２の光学軸（透過軸または吸収軸）の方向
と、各位相差板２３，２４の光学軸（遅相軸または進相
軸）の方向と、液晶セル１０の両基板１１，１２の近傍
における液晶分子の配向方向とを、次のように設定して
いる。

【００３７】まず、液晶セル１０の両基板１１，１２の
近傍における液晶分子の配向方向について説明すると、
図２において、１１ａは液晶セル１０の上基板１１の近
傍における液晶分子の配向方向、１２ａは下基板１２の
近傍における液晶分子の配向方向を示している。

【００３８】この液晶セル２０の両基板１１，１２の近
傍における液晶分子配向方向１１ａ，１２ａは、基準線
（図では水平線）Ｏに対し互いに逆方向にほぼ４５°ず
つ傾いた方向にあり、液晶分子は、そのツイスト方向を
図に矢印で示したように、下基板１２側から上基板１１
側に向かって、光の入射側から見て右回り（図２におい
て右回り）にほぼ９０°のツイスト角でツイスト配向し
ている。

【００３９】また、図２において、２１ａは上偏光板２
１の透過軸、２２ａは下偏光板２２の透過軸であり、こ
の実施例では、上偏光板２１の透過軸２１ａを液晶セル
１０の上基板１１の近傍における液晶分子配向方向１１
ａとほぼ平行（基準線Ｏに対してほぼ４５°の角度で交
差する方向）にし、下偏光板２２の透過軸２２ａを上偏
光板２１の透過軸２１ａとほぼ平行にしている。

【００４０】一方、上記２枚の位相差板２３，２４のう
ち、上偏光板２１に隣接する第１の位相差板２３は、そ
の遅相軸を前記上偏光板２１の透過軸２１ａに対し所定
角度斜めにずらして設けられている。

【００４１】すなわち、図２において、２３ａは第１位
相差板２３の遅相軸を示しており、この第１位相差板２
３の遅相軸２３ａは、上偏光板２１の透過軸２１ａに対
し、光の入射側から見て右回りにθ1 のずれ角で斜めに
ずれている。この第１位相差板２３の遅相軸２３ａは、
上記基準線Ｏに対して光の入射側から見て右回りにほぼ
２５°の方向にあり、したがって、上偏光板２１の透過
軸２１ａに対する第１位相差板２３の遅相軸２３ａのず
れ角θ1 は、ほぼ７０°である。

【００４２】また、図２において、２４ａは液晶セル１
０に隣接する第２の位相差板２４の遅相軸を示してお
り、この第２位相差板２４の遅相軸２４ａは、前記第１
位相差板２３の遅相軸２３ａに対し、光の入射側から見
て左回りにθ2 のずれ角で斜めにずれている。このずれ
角θ2 はほぼ２５°である。

【００４３】この第２位相差板２４の遅相軸２４ａは基
準線Ｏとほぼ平行な方向にあり、液晶セル１０の上基板
１１の近傍における液晶分子配向方向１１ａは、第２位
相差板２４の遅相軸２４ａに対して、光の入射側から見
て左回りにほぼ４５°ずれている。

【００４４】上記カラー液晶表示装置は、その表面側
（図１において上側）から入射する外光（自然光または
室内照明光等）を裏面側の反射板２５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２１
と２枚の位相差板２３，２４と液晶セル１０と下偏光板
２２とを通って反射板２５で反射され、再び前記下偏光
板２２と液晶セル１０と２枚の位相差板２４，２３と上
偏光板２１とを通って出射する。

【００４５】そして、このカラー液晶表示装置において
は、上偏光板２１を透過して入射した直線偏光が、第１
位相差板２３、第２位相差板２４、液晶セル１０を順次
透過する過程で、前記位相差板２３，２４の複屈折効果
および液晶セル１０の液晶層１８の複屈折効果により偏
光状態を変えられて下偏光板２２に入射し、この下偏光
板２２を透過した光が着色光になる。

【００４６】この光の着色について説明すると、液晶表
示装置に入射する外光は、上偏光板２１を透過して直線
偏光となった後に、まず、前記上偏光板２１に隣接する
第１位相差板２３に入射するが、この第１位相差板２３
の遅相軸２３ａが前記上偏光板２１の透過軸２１ａに対
して斜めにずれているため、上偏光板２１を透過した直
線偏光が、第１位相差板２３を透過する過程でそのリタ
デーションＲe1の値に応じた複屈折作用を受け、各波長
光がそれぞれ偏光状態の異なる楕円偏光となった光とな
る。

【００４７】また、上記第１位相差板２３を透過した光
は、次の第２位相差板２４に入射し、この第２位相差板
２４を透過する過程でそのリタデーションＲe2の値に応
じた複屈折作用を受けて、各波長光の楕円偏光の状態が
さらに変化した光になる。

【００４８】さらに、上記第２位相差板２４を透過した
光は、液晶セル１０に入射して、その液晶層１８を透過
する過程で液晶セル１０のΔｎ・ｄ（液晶の屈折率異方
性Δｎと液晶層厚ｄとの積）の値と液晶分子の配向状態
とに応じた複屈折作用を受ける。

【００４９】そして、上記液晶セル１０を透過した光
は、下偏光板２２に入射し、その光のうち、下偏光板２
２の透過軸２２ａに沿った成分の光だけがこの下偏光板
２２を透過して、この透過光（直線偏光）が、その透過
光を構成する各波長光の光量比に応じた着色光になる。

【００５０】この着色光の色は、一対の偏光板２１，２
２の透過軸２１ａ，２２ａおよび各位相差板２３，２４
の遅相軸２３ａ，２４ａの方向と，液晶セル１０の両基
板１１，１２の近傍における液晶分子配向方向１１ａ，
１２ａと、各位相差板２３，２４のリタデーションＲe
1，Ｒe2および液晶セル１０のΔｎ・ｄの値とを、下偏
光板２２を透過した光を構成する各波長光の光量比が所
望の着色光に対応した比率になるように設定することに
よって任意に選ぶことができる。

【００５１】また、下偏光板２２を透過した着色光は、
反射板２５で反射されて上述した光経路と逆の経路で液
晶表示装置の上面側に出射し、この着色光によって表示
パターンが表示される。

【００５２】なお、この場合、反射板２５で反射される
着色光は、位相差板２３，２４および液晶セル１０の液
晶層１８の複屈折効果により各波長光がそれぞれ偏光状
態の異なる楕円偏光となった光のうちの、下偏光板２２
の透過軸２２ａに沿った成分の光だけであり、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１０およ
び位相差板２３，２４を通る過程で複屈折されて上偏光
板２１で吸収されるため、上偏光板２１を透過して出射
する着色光は、反射板２５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】すなわち、上記カラー液晶表示装置は、カ
ラーフィルタを用いずに、２枚の位相差板２３，２４の
複屈折効果と、液晶セル１０の液晶層１８の複屈折効果
と、一対の偏光板２１，２２の偏光作用とを利用して光
を着色するものであり、したがってカラーフィルタによ
る光の吸収がないから、光の透過率を高くすることがで
きる。このため、上記カラー液晶表示装置は、反射型の
ものであっても、非常に明るいカラー表示を得ることが
できる。

【００５４】また、このカラー液晶表示装置おいては、
各位相差板２３，２４の複屈折性はこれら位相差板のリ
タデーションＲe1，Ｒe2の値によって決まるが、液晶セ
ル１０の液晶層１８の複屈折性が、その両基板１１，１
２の電極１３，１４間に印加される電圧による液晶分子
の配向状態によって変化し、それに応じて下偏光板２２
に入射する各波長光の偏光状態が変化するため、液晶セ
ル１０への印加電圧を制御することによって上記着色光
の色を変化させることができ、したがって、同じ箇所で
複数の色を表示することができる。

【００５５】すなわち、液晶セル１０の液晶分子は、電
極１３，１４間に電圧を印加していない状態では、基板
１１，１２面に対して最も倒伏した初期のツイスト配向
状態にあり、電極１３，１４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ツイスト配向状態を
保ちつつ立上り配向してゆき、最終的に、基板１１，１
２面に対してほぼ垂直に立上がった状態になる。

【００５６】そして、液晶の屈折率異方性Δｎの値は、
見掛上、液晶分子が立上り配向してゆくのにともなって
小さくなり、液晶分子が垂直に立上がり配向したときに
“０”になるるため、液晶セル１０の見掛上のΔｎ・ｄ
の値は、液晶分子が初期のツイスト配向状態にあるとき
に最も大きく、液晶分子が垂直に立上がり配向したとき
に“０”になる。

【００５７】このため、液晶セル１０の液晶層１８の複
屈折性は、電圧無印加状態、つまり液晶分子が初期のツ
イスト配向状態にあるときが最も大きく、このときは、
第１および第２の位相差板２３，２４の複屈折効果によ
り各波長光がそれぞれ偏光状態の異なる楕円偏光となっ
た光が、液晶層１８により大きく複屈折されて下偏光板
２２に入射し、この下偏光板２２を透過した光が、ある
色の着色光になる。

【００５８】また、液晶セル１０に電圧を印加すると、
その電圧に応じて液晶層１８の複屈折性が変化し、上記
電圧無印加状態のときとは異なる偏光状態の光が下偏光
板２２に入射して、この下偏光板２２を透過した光が他
の色に着色する。

【００５９】さらに、液晶セル１０に液晶分子がほぼ垂
直に立上がり配向する電圧を印加すると、液晶層１８の
複屈折性がほとんど無くなり、第１および第２の位相差
板２３，２４の複屈折効果により各波長光がそれぞれ偏
光状態の異なる楕円偏光となった光が、その偏光状態の
まま液晶セル１０を透過して下偏光板２２に入射するた
め、このときは、下偏光板２２を透過した光が、位相差
板２３，２４の複屈折効果だけによる着色光になる。

【００６０】このカラー液晶表示装置の表示色は、位相
差板２３，２４のリタデーションＲe1，Ｒe2の値と、液
晶セル１０のΔｎ・ｄの値および液晶分子ツイスト角
と、上偏光板２１の透過軸２１ａに対する第１位相差板
２３の遅相軸２３ａのずれ角θ1 と、第１位相差板２３
の遅相軸２３ａに対する第２位相差板２４の遅相軸２４
ａのずれ角θ2 と、液晶セル１０への印加電圧値と、上
偏光板２１および下偏光板２２の透過軸２１ａ，２２ａ
の方向とによって決まる。

【００６１】その一例を上げると、図２のように、上偏
光板２１の透過軸２１ａに対する第１位相差板２３の遅
相軸２３ａのずれ角θ1 がほぼ７０°、第１位相差板２
３の遅相軸２３ａに対する第２位相差板２４の遅相軸２
４ａのずれ角θ2 がほぼ２５°、液晶セル１０の上基板
１１の近傍における液晶分子配向方向１１ａと前記第２
位相差板２４の遅相軸２４ａとのずれ角がほぼ４５°で
あり、上偏光板２１の透過軸２１ａが液晶セル１０の上
基板１１の近傍における液晶分子配向方向１１ａと平行
で、上偏光板２１および下偏光板２２の透過軸２１ａ，
２２ａが互いに平行である場合、例えば第１位相差板２
３のリタデーションＲe1と第２位相差板２４のリタデー
ションＲe2とをそれぞれ４５０ｎｍ、液晶セル１０のΔ
ｎ・ｄを１．３０μｍ、液晶分子ツイスト角をほぼ９０
°とすると、液晶セル１０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“オレンジ”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
“青”になり、また、液晶分子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“黄緑”の表示色になる。

【００６２】次の［表１］は、上記カラー液晶表示装置
の液晶セル１０に印加する電圧と表示色との関係を示し
ている。なお、この［表１］において、印加電圧の値
は、液晶セル１０の電極１３，１４間に加わる実効電圧
値である。

【００６３】

【表１】

【００６４】このように、上記カラー液晶表示装置は、
液晶セル１０への印加電圧に応じて表示色が変化するた
め、このカラー液晶表示装置によれば、液晶セル１０の
電極１３，１４間に印加する電圧を制御することによ
り、同じ箇所の表示色、つまり同じセグメント電極１４
に対応する部分の表示色を複数の色に変化させることが
できる。

【００６５】なお、この実施例では、液晶セル１０の液
晶分子ツイスト角をほぼ９０°としたが、この液晶分子
ツイスト角が８０°〜１２０°の範囲であれば、［表
１］に示した着色光を得ることができる。

【００６６】次に、温度による表示色の色変化について
説明すると、カラーフィルタを必要としないカラー液晶
表示装置として従来知られているＥＣＢ型液晶表示装置
は、液晶セルの液晶層の複屈折性が温度によって大きく
変化するため、表示色が温度によって大きく変化してし
まうが、上記カラー液晶表示装置では、温度による表示
色の変化は小さい。

【００６７】すなわち、液晶セル１０の液晶層１８の複
屈折性は、液晶セルのΔｎ・ｄの値によって決まるが、
液晶の屈折率異方性Δｎは温度によって大きく変化する
ため、液晶層１８の複屈折性は温度によって変化する。

【００６８】一方、位相差板２３，２４の複屈折性は、
この位相差板２３，２４のリタデーションＲe1，Ｒe2の
値、つまり、位相差板の屈折率異方性とその板厚との積
によって決まるが、温度による位相差板の屈折率異方性
の変化は極く僅かであるため、位相差板２３，２４の温
度による複屈折性の変化は、液晶層１８の複屈折性の変
化に比べて極く小さい。

【００６９】そして、上記カラー液晶表示装置において
は、温度による複屈折性の変化が小さい位相差板を２枚
用いているため、液晶セル１０の液晶層１８と２枚の位
相差板２３，２４との全体の複屈折性は温度依存性が小
さい特性である。

【００７０】つまり、仮に、液晶層１８の複屈折性の大
きさと、第１位相差板２３の複屈折性の大きさと、第２
位相差板２４の複屈折性の大きさとの比が、１：１：１
であるとすると、前記全体の複屈折性に対する液晶層１
８の複屈折性の割合は１／３であり、したがって、温度
による液晶層１８の複屈折性の変化が全体の複屈折性に
及ぼす影響は小さいから、前記全体の複屈折性の温度依
存性が小さくなる。

【００７１】このため、上記カラー液晶表示装置は、Ｅ
ＣＢ型液晶表示装置に比べて、温度による表示色の色変
化が小さく、したがって、温度による表示色の色ずれを
小さくすることができる。

【００７２】さらに、ＥＣＢ型液晶表示装置は、視角
（表示を見る角度）によっても表示色が大きく変化して
しまうが、上記カラー液晶表示装置は、液晶セル１０と
一方の偏光板（この実施例では上偏光板２１）との間に
２枚の位相差板２３，２４を配置したものであるため、
視角による表示色の色ずれもＥＣＢ型液晶表示装置に比
べて小さい。

【００７３】なお、上記全体の複屈折性の温度や視角に
よる変化は、位相差板の数を多くする程小さくなるた
め、位相差板の数は３枚以上としてもよいが、位相差板
を２枚にするだけでも、前記全体の複屈折性が、温度依
存性が小さく、かつ視角による変化も小さい特性にな
る。

【００７４】上記カラー液晶表示装置の具体的な表示例
を説明すると、図３〜図６は上記カラー液晶表示装置を
アラーム機能付き電子時計に適用した例を示しており、
図３は液晶セル１０の一方の基板１２に形成したセグメ
ント電極１４の形状を示す図、図４〜図６はそれぞれ時
計の表示状態を示す図である。

【００７５】まず、液晶セル１０の一方の基板１２に形
成したセグメント電極１４について説明すると、このセ
グメント電極１４としては、図３に示したように、ＡＭ
／ＰＭ（午前／午後）を表示するための電極ａと、時刻
を表示するための電極ｂと、アラームマークを表示する
ための電極ｃとが形成されている。

【００７６】この電子時計は、通常時は時刻を所定の色
で表示し、アラームがセットされた状態では時刻の表示
色の変化させるとともにアラームマークを表示し、さら
にアラームセット時刻までの残り時間が所定時間以下に
なったときにアラームマークの表示色を変化させて残り
時間を報知する機能をもっている。

【００７７】この電子時計においては、上記カラー液晶
表示装置の液晶セル１０を、各セグメント電極１４およ
び各コモン電極１３に、その間に次のような電圧（実効
電圧）が印加される波形のセグメント電極印加電圧およ
びコモン電極印加電圧を供給して時分割駆動する。

【００７８】なお、この表示例は、カラー液晶表示装置
の液晶セル１０に印加する電圧と表示色とが上記［表
１］の関係にある場合の例であり、したがって、液晶セ
ル１０のセグメント電極１４がない部分および非選択の
セグメント電極１４に対応する背景領域の表示色（背景
色）は“オレンジ”である。

【００７９】まず、通常時は、表示データに応じて選択
したＡＭ／ＰＭ表示用および時刻表示用のセグメント電
極１４とこれらに対向するコモン電極１３との間に［表
１］のＶ2 の電圧を印加する。このような電圧で液晶セ
ル１０を駆動すると、図４に示すように、“オレンジ”
の背景中に時刻（図ではＡＭ１０：４３）が“黄緑”で
表示される。

【００８０】一方、アラームがセットされたときは、表
示データに応じて選択したＡＭ／ＰＭ表示用および時刻
表示用のセグメント電極１４とこれらに対向するコモン
電極１３との間に［表１］のＶ3 の電圧を印加するとと
もに、アラームマーク表示用のセグメント電極１４とそ
れに対向するコモン電極１３との間に［表１］のＶ2の
電圧を印加する。このような電圧で液晶セル１０を駆動
すると、図５に示すように、“オレンジ”の背景中に表
示される時刻（図ではＡＭ１０：４３）の表示色が
“青”になるとともに、アラームマークが“黄緑”で表
示され、アラームのセットが分かりやすく示される。

【００８１】また、アラームがセットされている状態に
おいて、アラームセット時刻までの残り時間が所定時
間、例えば３０分以下になったときは、表示データに応
じて選択したＡＭ／ＰＭ表示用および時刻表示用とアラ
ームマーク表示用のセグメント電極１４とこれらに対向
するコモン電極１３との間に［表１］のＶ3 の電圧を印
加する。このような電圧で液晶セル１０を駆動すると、
図６に示すように、“オレンジ”の背景中に表示されて
いる時刻（図ではＰＭ２：３０）の表示色はアラームセ
ット状態を示す“青”のままであるが、アラームマーク
の表示色が“黄緑”から“青”に変り、アラームセット
時刻までの残り時間が所定時間以下になったことが分か
りやすく示される。

【００８２】そして、アラームは、アラームセット時刻
になったときに始動して、一定時間（例えば５分）を経
過するか、あるいはアラームの解除操作が行なわれるま
で継続され、その後、アラームが停止すると同時に表示
色が図４のような通常時の表示色に戻される。

【００８３】なお、上記表示例では、通常時は時刻を
“黄緑”で表示し、アラームセット状態では時刻を
“青”、アラームマークを“黄緑”で表示し、アラーム
セット時刻までの残り時間が所定時間以下になったとき
に、時刻とアラームマークの両方を“青”で表示した
が、これら各状態と表示色との関係は任意に選ぶことが
できる。

【００８４】また、上記カラー液晶表示装置は、電子時
計に限らず、種々の電子機器の表示装置に利用できるも
ので、その場合も、表示データに応じて液晶セル１０の
電極１３，１４間に印加する電圧を制御することによ
り、種々の表示パターンを色を変えて分かりやすく表示
することができる。

【００８５】なお、上記実施例では、上偏光板２１の透
過軸２１ａとこの上偏光板２１に隣接する第１の位相差
板２３の遅相軸２３ａとのずれ角θ1 をほぼ７０°とし
たが、前記上偏光板２１の透過軸２１ａと第１の位相差
板２３の遅相軸２３ａとは、その方向が互いに斜めにず
れていれば、そのずれ角θ1 は任意でよい。

【００８６】ただし、液晶セル１０の液晶分子ツイスト
角が８０°〜１２０°（両基板１１，１２の近傍におけ
る液晶分子配向方向１１ａ，１２ａの基準線Ｏに対する
傾き角がそれぞれ互いに逆方向に５０°〜３０°）であ
る場合、前記上偏光板２１の透過軸２１ａと第１の位相
差板２３の遅相軸２３ａとのずれ角θ1 はほぼ７０°が
最も望ましく、このずれ角θ1 がほぼ７０°であれば、
第１および第２の位相差板２３，２４を透過した光が、
各波長光の偏光状態の差が大きい光となり、下偏光板２
２を透過した光が鮮明な色に着色する。

【００８７】さらに、上記実施例では、液晶セル１０
を、時分割駆動されるセグメント表示型のものとした
が、この液晶セル１０は、単純マトリックス型またはア
クティブマトリックス型のものであってもよく、その場
合は、１つ１つの画素の表示色を複数の色に変化させる
ことができる。

【００８８】また、上記実施例では、下偏光板２２の背
後に反射板２５を配置しているが、この反射板２５を備
えなければ、上記カラー液晶表示装置を透過型表示装置
として使用することができる。その場合は、上偏光板２
１側と下偏光板２２側とのいずれを光の入射側としても
よい。ただし、反射型表示装置の場合も、透過型表示装
置の場合も、２枚の位相差板２３，２４は、光が入射す
る側の偏光板と液晶セル１０との間に配置するのが望ま
しい。

【００８９】［第２の実施例］次に、本発明の第２の実
施例を図７および図８を参照して説明する。図７はカラ
ー液晶表示装置の断面図、図８はカラー液晶表示装置を
構成する液晶セルと一対の偏光板と２枚の位相差板と反
射板の平面図である。

【００９０】この実施例のカラー液晶表示装置は反射型
のものであり、液晶セル１０と、この液晶セル１０をは
さんで配置された上下一対の偏光板２１，２２と、これ
ら一対の偏光板２１，２２の間に配置された２枚の位相
差板２３，２４とを備え、かつ、光が入射する側（図７
において上側）とは反対側の下偏光板２２の背後に反射
板２５を配置した構成となっている。

【００９１】上記液晶セル１０は、例えば時分割駆動さ
れるセグメント表示型のものであり、この液晶セル１０
は、上下一対の透明基板１１，１２間に、液晶分子が１
８０°〜２７０°のツイスト角でツイスト配向したネマ
ティック液晶層１８を設けて構成されている。

【００９２】なお、この液晶セル１０は、液晶分子のツ
イスト角を１８０°〜２７０°としたものであるが、そ
の他の構成は図１に示した液晶セル１０と同じであるか
ら、重複する説明は図に同符号を付して省略する。

【００９３】また、上記２枚の位相差板２３，２４は、
ポリカーボネート等の一軸延伸フィルムからなってお
り、両位相差板２３，２４は、互いに積層されて、一方
の偏光板、例えば光が入射する側の上偏光板２１と、液
晶セル１０との間に配置されている。

【００９４】そして、この実施例では、上記一対の偏光
板２１，２２の光学軸（透過軸または吸収軸）の方向
と、各位相差板２３，２４の光学軸（遅相軸または進相
軸）の方向と、液晶セル１０の両基板１１，１２の近傍
における液晶分子の配向方向とを、次のように設定して
いる。

【００９５】まず、液晶セル１０の両基板１１，１２の
近傍における液晶分子の配向方向について説明すると、
図８において、１１ａは液晶セル１０の上基板１１の近
傍における液晶分子の配向方向、１２ａは下基板１２の
近傍における液晶分子の配向方向を示している。

【００９６】この液晶セル２０の両基板１１，１２の近
傍における液晶分子配向方向１１ａ，１２ａは、基準線
（図では水平線）Ｏに対し互いに逆方向にほぼ３５°ず
つ傾いた方向にあり、液晶分子は、そのツイスト方向を
図に矢印で示したように、下基板１２側から上基板１１
側に向かって、光の入射側から見て右回り（図８におい
て右回り）にほぼ２５０°のツイスト角でツイスト配向
している。

【００９７】また、図８において、２１ａは上偏光板２
１の透過軸、２２ａは下偏光板２２の透過軸であり、こ
の実施例では、上偏光板２１の透過軸２１ａを、基準線
Ｏに対して光の入射側から見て左回りにほぼ１１０°ず
らし、下偏光板２２の透過軸２２ａを基準線Ｏに対して
光の入射側から見て左回りにほぼ１７０°ずらしてい
る。

【００９８】一方、上記２枚の位相差板２３，２４のう
ち、上偏光板２１に隣接する第１の位相差板２３は、そ
の遅相軸を前記上偏光板２１の透過軸２１ａに対し所定
角度斜めにずらして設けられている。

【００９９】すなわち、図８において、２３ａは第１位
相差板２３の遅相軸を示しており、この第１位相差板２
３の遅相軸２３ａは、上偏光板２１の透過軸２１ａに対
し、光の入射側から見て右回りにθ1 のずれ角で斜めに
ずれている。この第１位相差板２３の遅相軸２３ａは、
上記基準線Ｏに対して光の入射側から見て左回りにほぼ
７５°の方向にあり、したがって、上偏光板２１の透過
軸２１ａに対する第１位相差板２３の遅相軸２３ａのず
れ角θ1 は、ほぼ３５°である。

【０１００】また、図８において、２４ａは液晶セル１
０に隣接する第２の位相差板２４の遅相軸を示してお
り、この第２位相差板２４の遅相軸２４ａは、前記第１
位相差板２３の遅相軸２３ａに対し、光の入射側から見
て右回りにθ2 のずれ角で斜めにずれている。このずれ
角θ2 はほぼ３５°である。

【０１０１】この第２位相差板２４の遅相軸２４ａは、
基準線Ｏに対して光の入射側から見て左回りにほぼ４０
°の方向にあり、液晶セル１０の上基板１１の近傍にお
ける液晶分子配向方向１１ａは、第２位相差板２４の遅
相軸２４ａに対して、光の入射側から見て右回りにほぼ
７５°ずれている。

【０１０２】上記カラー液晶表示装置は、その表面側
（図７において上側）から入射する外光（自然光または
室内照明光等）を裏面側の反射板２５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２１
と２枚の位相差板２３，２４と液晶セル１０と下偏光板
２２とを通って反射板２５で反射され、再び前記下偏光
板２２と液晶セル１０と２枚の位相差板２４，２３と上
偏光板２１とを通って出射する。

【０１０３】そして、このカラー液晶表示装置において
は、上偏光板２１を透過して入射した直線偏光が、第１
位相差板２３、第２位相差板２４、液晶セル１０を順次
透過する過程で、前記位相差板２３，２４の複屈折効果
および液晶セル１０の液晶層１８の複屈折効果により偏
光状態を変えられて下偏光板２２に入射し、この下偏光
板２２を透過した光が着色光になる。

【０１０４】この光の着色原理は上述した第１の実施例
と同じであり、この実施例のカラー液晶表示装置におい
ても、光が入射する側の上偏光板２１の透過軸２１ａと
この上偏光板２１に隣接する第１位相差板２３の遅相軸
２３ａとを互いに斜めにずらしているため、上偏光板２
１を透過して入射した直線偏光が、まず第１位相差板２
３の複屈折効果により各波長光がそれぞれ偏光状態の異
なる楕円偏光となった光となり、その光が、第２位相差
板２４の複屈折効果と液晶セル１０の液晶層１８の複屈
折効果とにより順次偏光状態を変えられて下偏光板２２
に入射して、この下偏光板２２を透過した光が、その透
過光を構成する各波長光の光量比に応じた色の着色光に
なる。

【０１０５】この着色光の色は、一対の偏光板２１，２
２の透過軸２１ａ，２２ａおよび各位相差板２３，２４
の遅相軸２３ａ，２４ａの方向と，液晶セル１０の両基
板１１，１２の近傍における液晶分子配向方向１１ａ，
１２ａと、各位相差板２３，２４のリタデーションＲe
1，Ｒe2および液晶セル１０のΔｎ・ｄの値とを、下偏
光板２２を透過した光を構成する各波長光の光量比が所
望の着色光に対応した比率になるように設定することに
よって任意に選ぶことができる。

【０１０６】また、下偏光板２２を透過した着色光は、
反射板２５で反射されて上述した光経路と逆の経路で液
晶表示装置の上面側に出射し、この着色光によって表示
パターンが表示される。なお、このカラー液晶表示装置
においても、上述した第１の実施例と同様に、液晶表示
装置の上面側に出射する着色光は、反射板２５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。

【０１０７】すなわち、このカラー液晶表示装置も、カ
ラーフィルタを用いずに、２枚の位相差板２３，２４の
複屈折効果と、液晶セル１０の液晶層１８の複屈折効果
と、一対の偏光板２１，２２の偏光作用とを利用して光
を着色するものであり、したがって光の透過率を高くす
ることができから、反射型のものであっても、非常に明
るいカラー表示を得ることができる。

【０１０８】また、このカラー液晶表示装置において
も、各位相差板２３，２４の複屈折性はこれら位相差板
のリタデーションＲe1，Ｒe2の値によって決まるが、液
晶セル１０の液晶層１８の複屈折性が、その両基板１
１，１２の電極１３，１４間に印加される電圧による液
晶分子の配向状態によって変化し、それに応じて下偏光
板２２に入射する各波長光の偏光状態が変化するため、
液晶セル１０への印加電圧を制御することによって上記
着色光の色を変化させることができ、したがって、上述
した第１の実施例のカラー液晶表示装置と同様に、同じ
箇所で複数の色を表示することができる。

【０１０９】このカラー液晶表示装置の表示色は、位相
差板２３，２４のリタデーションＲe1，Ｒe2の値と、液
晶セル１０のΔｎ・ｄの値および液晶分子ツイスト角
と、上偏光板２１の透過軸２１ａに対する第１位相差板
２３の遅相軸２３ａのずれ角θ1 と、第１位相差板２３
の遅相軸２３ａに対する第２位相差板２４の遅相軸２４
ａのずれ角θ2 と、液晶セル１０への印加電圧値と、上
偏光板２１および下偏光板２２の透過軸２１ａ，２２ａ
の方向とによって決まる。

【０１１０】その一例を上げると、図８のように、上偏
光板２１の透過軸２１ａに対する第１位相差板２３の遅
相軸２３ａのずれ角θ1 がほぼ３５°、第１位相差板２
３の遅相軸２３ａに対する第２位相差板２４の遅相軸２
４ａのずれ角θ2 がほぼ３５°、液晶セル１０の上基板
１１の近傍における液晶分子配向方向１１ａと第２位相
差板２４の遅相軸２４ａとのずれ角がほぼ７５°であ
り、基準線Ｏに対する上偏光板２１の透過軸２１ａのず
れ角がほぼ１１０°、前記基準線Ｏに対する下偏光板２
２の透過軸２２ａのずれ角がほぼ１７０°である場合、
例えば第１位相差板２３のリタデーションＲe1と第２位
相差板２４のリタデーションＲe2とをそれぞれ１２００
ｎｍ、液晶セル１０のΔｎ・ｄを０．８８４μｍ、液晶
分子のツイスト角を２５０°とすると、液晶セル１０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“赤”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。

【０１１１】次の［表２］は、上記カラー液晶表示装置
の液晶セル１０に印加する電圧と表示色との関係を示し
ている。なお、この［表２］において、印加電圧の値
は、液晶セル１０の電極１３，１４間に加わる実効電圧
値である。

【０１１２】

【表２】

【０１１３】このように、上記カラー液晶表示装置は、
液晶セル１０への印加電圧に応じて表示色が変化するた
め、このカラー液晶表示装置によれば、液晶セル１０の
電極１３，１４間に印加する電圧を制御することによ
り、同じ箇所の表示色、つまり同じセグメント電極１４
に対応する部分の表示色を複数の色に変化させることが
できる。

【０１１４】なお、この実施例では、液晶セル１０の液
晶分子ツイスト角をほぼ２５０°としたが、この液晶分
子ツイスト角が１８０°〜２７０°の範囲であれば、
［表２］に示した着色光を得ることができる。

【０１１５】また、この実施例のカラー液晶表示装置
も、温度による複屈折性の変化が小さい位相差板を２枚
用いているため、上述した第１の実施例のカラー液晶表
示装置と同様に、液晶セル１０の液晶層１８と２枚の位
相差板２３，２４との全体の複屈折性が、従来のＥＣＢ
型表示装置に比べて大幅に小さくなり、したがって、温
度による表示色の色変化が小さいし、また視角による表
示色の色ずれもＥＣＢ型表示装置に比べて小さい。

【０１１６】なお、この実施例のカラー液晶表示装置に
おいても、上記全体の複屈折性の温度や視角による変化
は、位相差板の数を多くする程小さくなるため、位相差
板の数は３枚以上としてもよいが、位相差板を２枚にす
るだけでも、前記全体の複屈折性が、温度依存性が小さ
く、かつ視角による変化も小さい特性になる。

【０１１７】そして、この実施例のカラー液晶表示装置
も、同じ箇所の表示色を複数の色に変化させることがで
きるため、表示データに応じて液晶セル１０の電極１
３，１４間に印加する電圧を制御することにより、種々
の表示パターンを色を変えて分かりやすく表示すること
ができる。

【０１１８】なお、上記実施例では、上偏光板２１の透
過軸２１ａとこの上偏光板２１に隣接する第１の位相差
板２３の遅相軸２３ａとのずれ角θ1 をほぼ３５°とし
たが、前記上偏光板２１の透過軸２１ａと第１の位相差
板２３の遅相軸２３ａとは、その方向が互いに斜めにず
れていれば、そのずれ角θ1 は任意でよい。

【０１１９】ただし、液晶セル１０の液晶分子ツイスト
角が１８０°〜２７０°（両基板１１，１２の近傍にお
ける液晶分子配向方向１１ａ，１２ａの基準線Ｏに対す
る傾き角がそれぞれ互いに逆方向に０°〜４５°）であ
る場合、前記上偏光板２１の透過軸２１ａと第１の位相
差板２３の遅相軸２３ａとのずれ角θ1 はほぼ３５°が
最も望ましく、このずれ角θ1 がほぼ３５°であれば、
第１および第２の位相差板２３，２４を透過した光が、
各波長光の偏光状態の差が大きい光となり、下偏光板２
２を透過した光が鮮明な色に着色する。

【０１２０】さらに、上記実施例では、液晶セル１０
を、時分割駆動されるセグメント表示型のものとした
が、この液晶セル１０は、単純マトリックス型またはア
クティブマトリックス型のものであってもよく、その場
合は、１つ１つの画素の表示色を複数の色に変化させる
ことができる。

【０１２１】また、上記実施例では、下偏光板２２の背
後に反射板２５を配置しているが、この反射板２５を備
えなければ、上記カラー液晶表示装置を透過型表示装置
として使用することができる。その場合は、上偏光板２
１側と下偏光板２２側とのいずれを光の入射側としても
よい。ただし、反射型表示装置の場合も、透過型表示装
置の場合も、２枚の位相差板２３，２４は、光が入射す
る側の偏光板と液晶セル１０との間に配置するのが望ま
しい。

【０１２２】［第３の実施例］次に、本発明の第３の実
施例を図９および図１０を参照して説明する。図９はカ
ラー液晶表示装置の断面図、図１０はカラー液晶表示装
置を構成する液晶セルと一対の偏光板と２枚の位相差板
と反射板の平面図である。

【０１２３】この実施例のカラー液晶表示装置は反射型
のものであり、液晶セル１０と、この液晶セル１０をは
さんで配置された上下一対の偏光板２１，２２と、これ
ら一対の偏光板２１，２２の間に配置された２枚の位相
差板２３，２４とを備え、かつ、光が入射する側（図９
において上側）とは反対側の下偏光板２２の背後に反射
板２５を配置した構成となっている。

【０１２４】上記液晶セル１０は、例えば時分割駆動さ
れるセグメント表示型のものであり、この液晶セル１０
は、上下一対の透明基板１１，１２間に、液晶分子が８
０°〜１２０°のツイスト角でツイスト配向したネマテ
ィック液晶層１８を設けて構成されている。なお、この
液晶セル１０は、図１に示した液晶セル１０と同じもの
であるから、重複する説明は図に同符号を付して省略す
る。

【０１２５】また、上記２枚の位相差板２３，２４は、
ポリカーボネート等の一軸延伸フィルムからなってお
り、第１の位相差板２３は上偏光板２１と液晶セル１０
との間に配置され、第２の位相差板２４は前記液晶セル
１０と下偏光板２２との間に配置されている。

【０１２６】そして、この実施例では、上記一対の偏光
板２１，２２の光学軸（透過軸または吸収軸）の方向
と、各位相差板２３，２４の光学軸（遅相軸または進相
軸）の方向と、液晶セル１０の両基板１１，１２の近傍
における液晶分子の配向方向とを、次のように設定して
いる。

【０１２７】まず、液晶セル１０の両基板１１，１２の
近傍における液晶分子の配向方向について説明すると、
図１０において、１１ａは液晶セル１０の上基板１１の
近傍における液晶分子の配向方向、１２ａは下基板１２
の近傍における液晶分子の配向方向を示している。

【０１２８】この液晶セル２０の両基板１１，１２の近
傍における液晶分子配向方向１１ａ，１２ａは、基準線
（図では水平線）Ｏに対し互いに逆方向にほぼ４５°ず
つ傾いた方向にあり、液晶分子は、そのツイスト方向を
図に矢印で示したように、下基板１２側から上基板１１
側に向かって、光の入射側から見て右回り（図１０にお
いて右回り）にほぼ９０°のツイスト角でツイスト配向
している。

【０１２９】また、図１０において、２１ａは上偏光板
２１の透過軸、２２ａは下偏光板２２の透過軸であり、
この実施例では、上偏光板２１の透過軸２１ａを液晶セ
ル１０の上基板１１の近傍における液晶分子配向方向１
１ａとほぼ平行（基準線Ｏに対してほぼ４５°の角度で
交差する方向）にし、下偏光板２２の透過軸２２ａを上
偏光板２１の透過軸２１ａとほぼ直交させている。

【０１３０】一方、上記２枚の位相差板２３，２４のう
ち、上偏光板２１と液晶セル１０との間に配置された第
１の位相差板２３は、その遅相軸を前記上偏光板２１の
透過軸２１ａに対し所定角度斜めにずらして設けられて
いる。

【０１３１】すなわち、図１０において、２３ａは第１
位相差板２３の遅相軸を示しており、この第１位相差板
２３の遅相軸２３ａは、上偏光板２１の透過軸２１ａに
対し、光の入射側から見て右回りにほぼ４５°ずれてい
る。

【０１３２】なお、この第１位相差板２３の遅相軸２３
ａは上記基準線Ｏとほぼ平行な方向にあり、液晶セル１
０の上基板１１の近傍における液晶分子配向方向１１ａ
は、第１位相差板２３の遅相軸２３ａに対し、光の入射
側から見て左回りにほぼ４５°ずれている。

【０１３３】また、図１０において、２４ａは、下偏光
板２２と液晶セル１０との間に配置された第２の位相差
板２４の遅相軸を示しており、この実施例では、第２位
相差板２４の遅相軸２４ａを、上記第１位相差板２３の
遅相軸２３ａに対してほぼ直交させている。

【０１３４】すなわち、第２位相差板２４の遅相軸２４
ａは、上記基準線Ｏに対してほぼ直交する方向にあり、
したがって、この第２位相差板２４の遅相軸２４ａは、
液晶セル１０の下基板１２の近傍における液晶分子配向
方向１２ａに対し、光の入射側から見て右回りにほぼ４
５°ずれている。

【０１３５】上記カラー液晶表示装置は、その表面側
（図９において上側）から入射する光（自然光または室
内照明光等）を裏面側の反射板２５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２１と
第１位相差板２３と液晶セル１０と第２位相差板２４と
下偏光板２２とを通って反射板２５で反射され、再び前
記下偏光板２２と第２位相差板２４と液晶セル１０と第
１位相差板２３と上偏光板２１とを通って出射する。

【０１３６】このカラー液晶表示装置においては、上偏
光板２１を通って入射した直線偏光が、第１位相差板２
３、液晶セル１０、第２位相差板２４を順次透過する過
程で、前記位相差板２３，２４の複屈折効果および液晶
セル１０の液晶層１８の複屈折効果により偏光状態を変
えられて下偏光板２２に入射し、この下偏光板２２を透
過した光が着色光になる。

【０１３７】この光の着色について説明すると、液晶表
示装置に入射する外光は、上偏光板２１を透過して直線
偏光となった後に、まず第１位相差板２３に入射する
が、この第１位相差板２３の遅相軸２３ａが前記上偏光
板２１の透過軸２１ａに対して斜めにずれているため、
上偏光板２１を透過した直線偏光が、第１位相差板２３
を透過する過程でそのリタデーションＲe1の値に応じた
複屈折作用を受け、各波長光がそれぞれ偏光状態の異な
る楕円偏光となった光となる。

【０１３８】また、上記第１位相差板２３を透過した光
は液晶セル１０に入射し、その液晶層１８を透過する過
程で液晶セル１０のΔｎ・ｄの値と液晶分子の配向状態
とに応じた複屈折作用を受ける。

【０１３９】さらに、上記液晶セル１０を透過した光は
第２位相差板２４に入射し、この第２位相差板２４を透
過する過程でそのリタデーションＲe2の値に応じた複屈
折作用を受けて、各波長光の楕円偏光の状態がさらに変
化した光になる。

【０１４０】そして、上記第２位相差板２４を透過した
光は、下偏光板２２に入射し、その光のうち、下偏光板
２２の透過軸２２ａに沿った成分の光だけがこの下偏光
板２２を透過して、この透過光（直線偏光）が、その光
を構成する各波長光の光量比に応じた着色光になる。

【０１４１】この着色光の色は、一対の偏光板２１，２
２の透過軸２１ａ，２２ａおよび各位相差板２３，２４
の遅相軸２３ａ，２４ａの方向と，液晶セル１０の両基
板１１，１２の近傍における液晶分子配向方向１１ａ，
１２ａと、各位相差板２３，２４のリタデーションＲe
1，Ｒe2および液晶セル１０のΔｎ・ｄの値とを、下偏
光板２２を透過した光を構成する各波長光の光量比が所
望の着色光に対応した比率になるように設定することに
よって任意に選ぶことができる。

【０１４２】また、下偏光板２２を透過した着色光は、
反射板２５で反射されて上述した光経路と逆の経路で液
晶表示装置の上面側に出射し、この着色光によって表示
パターンが表示される。なお、このカラー液晶表示装置
においても、上述した第１の実施例と同様に、液晶表示
装置の上面側に出射する着色光は、反射板２５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。

【０１４３】すなわち、この実施例のカラー液晶表示装
置も、カラーフィルタを用いずに、２枚の位相差板２
３，２４の複屈折効果と、液晶セル１０の液晶層１８の
複屈折効果と、一対の偏光板２１，２２の偏光作用とを
利用して光を着色するものであり、したがって光の透過
率を高くすることができから、反射型のものであって
も、非常に明るいカラー表示を得ることができる。

【０１４４】また、このカラー液晶表示装置において
も、各位相差板２３，２４の複屈折性はこれら位相差板
のリタデーションＲe1，Ｒe2の値によって決まるが、液
晶セル１０の液晶層１８の複屈折性が、その両基板１
１，１２の電極１３，１４間に印加される電圧による液
晶分子の配向状態によって変化し、それに応じて下偏光
板２２に入射する各波長光の偏光状態が変化するため、
液晶セル１０への印加電圧を制御することによって上記
着色光の色を変化させることができ、したがって、同じ
箇所で複数の色を表示することができる。

【０１４５】このカラー液晶表示装置の表示色は、位相
差板２３，２４のリタデーションＲe1，Ｒe2の値と、液
晶セル１０のΔｎ・ｄの値および液晶分子ツイスト角
と、上偏光板２１の透過軸２１ａに対する第１位相差板
２３の遅相軸２３ａのずれ角と、第２位相差板２４の遅
相軸２４ａの方向と、上偏光板２１および下偏光板２２
の透過軸２１ａ，２２ａの方向とによって決まる。

【０１４６】その一例を上げると、図１０に示したよう
に、上偏光板２１の透過軸２１ａに対する第１位相差板
２３の遅相軸２３ａのずれ角がほぼ４５°、第２位相差
板２４の遅相軸２４ａの方向が第１位相差板２３の遅相
軸２３ａに対してほぼ直交、液晶セル１０の上基板１１
の近傍における液晶分子配向方向１１ａと第１位相差板
２３の遅相軸２３ａとのずれ角がほぼ４５°であり、上
偏光板２１と下偏光板２２の透過軸２１ａ，２２ａが互
いにほぼ直交している場合、例えば第１位相差板２３の
リタデーションＲe1と第２位相差板２４のリタデーショ
ンＲe2とをそれぞれ４５０ｎｍ、液晶セル１０のΔｎ・
ｄを１．２４μｍ、液晶分子ツイスト角を９０°とする
と、液晶セル１０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“淡い青”になり、液晶分子を垂
直に立上り配向させたときに表示色が“黒”になり、ま
た、液晶分子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“紫”
と“黄”の表示色になる。

【０１４７】なお、液晶セル１０の液晶分子を垂直に立
上り配向させたときに表示色が“黒”になるのは、第１
位相差板２３のリタデーションＲe1と第２位相差板２４
のリタデーションＲe2とが等しく、かつ第１位相差板２
３の遅相軸２３ａと第２位相差板２４の遅相軸２４ａと
が直交しているとともに、上下の偏光板２１，２２の透
過軸２１ａ，２２ａが互いに直交しているためであり、
液晶セル１０での偏光作用がなければ、第１位相差板２
３を出射した楕円偏光が第２位相差板２４によって元の
直線偏光（上偏光板２１を通って入射した直線偏光）に
戻され、この直線偏光が全て下偏光板２２で吸収され
て、表示色が“黒”になる。

【０１４８】次の［表３］は、上記カラー液晶表示装置
の液晶セル１０に印加する電圧と表示色との関係を示し
ている。なお、この［表３］において、印加電圧の値
は、液晶セル１０の電極１３，１４間に加わる実効電圧
値である。

【０１４９】

【表３】

【０１５０】このように、上記カラー液晶表示装置は、
液晶セル１０への印加電圧に応じて表示色が変化するた
め、このカラー液晶表示装置によれば、液晶セル１０の
電極１３，１４間に印加する電圧を制御することによ
り、同じ箇所の表示色、つまり同じセグメント電極１４
に対応する部分の表示色を複数の色に変化させることが
できる。

【０１５１】なお、この実施例では、液晶セル１０の液
晶分子ツイスト角をほぼ９０°としたが、この液晶分子
ツイスト角が８０°〜１２０°の範囲であれば、［表
３］に示した着色光を得ることができる。

【０１５２】また、この実施例のカラー液晶表示装置
も、温度による複屈折性の変化が小さい位相差板を２枚
用いているため、上述した第１の実施例のカラー液晶表
示装置と同様に、液晶セル１０の液晶層１８と２枚の位
相差板２３，２４との全体の複屈折性は、従来のＥＣＢ
型液晶表示装置に比べて温度依存性が小さい特性であ
り、したがって、温度による表示色の色変化が小さい
し、また視角による表示色の色ずれも小さい。

【０１５３】なお、この実施例のカラー液晶表示装置に
おいても、上記全体の複屈折性の温度や視角による変化
は、位相差板の数を多くする程小さくなるため、位相差
板の数は３枚以上としてもよいが、位相差板を２枚にす
るだけでも、前記全体の複屈折性が、温度依存性が小さ
く、かつ視角による変化も小さい特性になる。

【０１５４】そして、この実施例のカラー液晶表示装置
も、同じ箇所の表示色を複数の色に変化させることがで
きるため、表示データに応じて液晶セル１０の電極１
３，１４間に印加する電圧を制御することにより、種々
の表示パターンを色を変えて分かりやすく表示すること
ができる。

【０１５５】なお、上記実施例では、上偏光板２１の透
過軸２１ａとこの上偏光板２１に隣接する第１の位相差
板２３の遅相軸２３ａとのずれ角をほぼ４５°とした
が、前記上偏光板２１の透過軸２１ａと第１の位相差板
２３の遅相軸２３ａとは、その方向が互いに斜めにずれ
ていれば、そのずれ角は任意でよい。

【０１５６】ただし、上記実施例のように、第１位相差
板２３を上偏光板２１と液晶セル１０との間に配置し、
第２位相差板２４を下偏光板２２と液晶セル１０との間
に配置する場合は、前記上偏光板２１の透過軸２１ａと
第１の位相差板２３の遅相軸２３ａとのずれ角はほぼ４
５°が最も望ましく、このずれ角がほぼ４５°であれ
ば、第１位相差板２３を透過した光が各波長光の偏光状
態の差が大きい光となるため、鮮明な着色光を得ること
ができる。

【０１５７】さらに、上記実施例では、液晶セル１０
を、時分割駆動されるセグメント表示型のものとした
が、この液晶セル１０は、単純マトリックス型またはア
クティブマトリックス型のものであってもよく、その場
合は、１つ１つの画素の表示色を複数の色に変化させる
ことができる。

【０１５８】また、上記実施例では、下偏光板２２の背
後に反射板２５を配置しているが、この反射板２５を備
えなければ、上記カラー液晶表示装置を透過型表示装置
として使用することができる。その場合は、上偏光板２
１側と下偏光板２２側とのいずれを光の入射側としても
よい。

【０１５９】［第４の実施例］次に、本発明の第４の実
施例を図１１および図１２を参照して説明する。図１１
はカラー液晶表示装置の断面図、図１２はカラー液晶表
示装置を構成する液晶セルと一対の偏光板と２枚の位相
差板と反射板の平面図である。

【０１６０】この実施例のカラー液晶表示装置は反射型
のものであり、液晶セル１０と、この液晶セル１０をは
さんで配置された上下一対の偏光板２１，２２と、これ
ら一対の偏光板２１，２２の間に配置された２枚の位相
差板２３，２４とを備え、かつ、光が入射する側（図１
１において上側）とは反対側の下偏光板２２の背後に反
射板２５を配置した構成となっている。

【０１６１】上記液晶セル１０は、例えば時分割駆動さ
れるセグメント表示型のものであり、この液晶セル１０
は、上下一対の透明基板１１，１２間に、液晶分子が１
８０°〜２７０°のツイスト角でツイスト配向したネマ
ティック液晶層１８を設けて構成されている。

【０１６２】なお、この液晶セル１０は、液晶分子のツ
イスト角を１８０°〜２７０°としたものであるが、そ
の他の構成は図１に示した液晶セル１０と同じであるか
ら、重複する説明は図に同符号を付して省略する。

【０１６３】また、上記２枚の位相差板２３，２４は、
ポリカーボネート等の一軸延伸フィルムからなってお
り、第１の位相差板２３は上偏光板２１と液晶セル１０
との間に配置され、第２の位相差板２４は前記液晶セル
１０と下偏光板２２との間に配置されている。

【０１６４】そして、この実施例では、上記一対の偏光
板２１，２２の光学軸（透過軸または吸収軸）の方向
と、各位相差板２３，２４の光学軸（遅相軸または進相
軸）の方向と、液晶セル１０の両基板１１，１２の近傍
における液晶分子の配向方向とを、次のように設定して
いる。

【０１６５】まず、液晶セル１０の両基板１１，１２の
近傍における液晶分子の配向方向について説明すると、
図１２において、１１ａは液晶セル１０の上基板１１の
近傍における液晶分子の配向方向、１２ａは下基板１２
の近傍における液晶分子の配向方向を示している。

【０１６６】この液晶セル２０の両基板１１，１２の近
傍における液晶分子配向方向１１ａ，１２ａは、基準線
（図では水平線）Ｏに対し互いに逆方向にほぼ３５°ず
つ傾いた方向にあり、液晶分子は、そのツイスト方向を
図に矢印で示したように、下基板１２側から上基板１１
側に向かって、光の入射側から見て右回り（図１２にお
いて右回り）にほぼ２５０°のツイスト角でツイスト配
向している。

【０１６７】また、図１２において、２１ａは上偏光板
２１の透過軸、２２ａは下偏光板２２の透過軸であり、
この実施例では、上偏光板２１の透過軸２１ａの方向を
上記基準線Ｏに対してほぼ直交させ、下偏光板２２の透
過軸２２ａの方向を、上偏光板２１の透過軸２１ａとほ
ぼ直交する方向（基準線Ｏとほぼほぼ平行な方向）にし
ている。

【０１６８】一方、上記２枚の位相差板２３，２４のう
ち、上偏光板２１と液晶セル１０との間に配置された第
１の位相差板２３は、その遅相軸を前記上偏光板２１の
透過軸２１ａに対し所定角度斜めにずらして設けられて
いる。

【０１６９】すなわち、図１２において、２３ａは第１
位相差板２３の遅相軸を示しており、この第１位相差板
２３の遅相軸２３ａは、上偏光板２１の透過軸２１ａに
対し、光の入射側から見て右回りにほぼ４５°ずれてい
る。

【０１７０】なお、この第１位相差板２３の遅相軸２３
ａは上記基準線Ｏに対し、入射側から見て左回りにほぼ
４５°ずれており、液晶セル１０の上基板１１の近傍に
おける液晶分子配向方向１１ａは、第１位相差板２３の
遅相軸２３ａに対し、光の入射側から見て右回りにほぼ
８０°ずれている。

【０１７１】また、図１２において、２４ａは、下偏光
板２２と液晶セル１０との間に配置された第２の位相差
板２４の遅相軸を示しており、この実施例では、第２位
相差板２４の遅相軸２４ａを、上記第１位相差板２３の
遅相軸２３ａに対してほぼ直交させている。

【０１７２】すなわち、第２位相差板２４の遅相軸２４
ａは、上記基準線Ｏに対し、光の入射側から見て左回り
にほぼ１３５°ずれた方向にあり、したがって、この第
２位相差板２４の遅相軸２４ａは、液晶セル１０の下基
板１２の近傍における液晶分子配向方向１２ａに対し、
光の入射側から見て左回りにほぼ１００°ずれている。

【０１７３】上記カラー液晶表示装置は、その表面側
（図１１において上側）から入射する光（自然光または
室内照明光等）を裏面側の反射板２５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２１
と第１位相差板２３と液晶セル１０と第２位相差板２４
と下偏光板２２とを通って反射板２５で反射され、再び
前記下偏光板２２と第２位相差板２４と液晶セル１０と
第１位相差板２３と上偏光板２１とを通って出射する。

【０１７４】このカラー液晶表示装置においては、上偏
光板２１を通って入射した直線偏光が、第１位相差板２
３、液晶セル１０、第２位相差板２４を順次透過する過
程で、前記位相差板２３，２４の複屈折効果および液晶
セル１０の液晶層１８の複屈折効果により偏光状態を変
えられて下偏光板２２に入射し、この下偏光板２２を透
過した光が着色光になる。

【０１７５】この光の着色原理は上述した第３の実施例
と同じであり、この実施例のカラー液晶表示装置におい
ても、光が入射する側の上偏光板２１の透過軸２１ａと
この上偏光板２１に隣接する第１位相差板２３の遅相軸
２３ａとを互いに斜めにずらしているため、上偏光板２
１を透過して入射した直線偏光が、まず第１位相差板２
３の複屈折効果により各波長光がそれぞれ偏光状態の異
なる楕円偏光となった光となり、その光が、液晶セル１
０の液晶層１８と第２位相差板２４の複屈折効果とによ
り順次偏光状態を変えられて下偏光板２２に入射して、
この下偏光板２２を透過した光が、その透過光を構成す
る各波長光の光量比に応じた色の着色光になる。

【０１７６】この着色光の色は、一対の偏光板２１，２
２の透過軸２１ａ，２２ａおよび各位相差板２３，２４
の遅相軸２３ａ，２４ａの方向と，液晶セル１０の両基
板１１，１２の近傍における液晶分子配向方向１１ａ，
１２ａと、各位相差板２３，２４のリタデーションＲe
1，Ｒe2および液晶セル１０のΔｎ・ｄの値とを、下偏
光板２２を透過した光を構成する各波長光の光量比が所
望の着色光に対応した比率になるように設定することに
よって任意に選ぶことができる。

【０１７７】また、下偏光板２２を透過した着色光は、
反射板２５で反射されて上述した光経路と逆の経路で液
晶表示装置の上面側に出射し、この着色光によって表示
パターンが表示される。なお、このカラー液晶表示装置
においても、上述した第１の実施例と同様に、液晶表示
装置の上面側に出射する着色光は、反射板２５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。

【０１７８】すなわち、この実施例のカラー液晶表示装
置も、カラーフィルタを用いずに、２枚の位相差板２
３，２４の複屈折効果と、液晶セル１０の液晶層１８の
複屈折効果と、一対の偏光板２１，２２の偏光作用とを
利用して光を着色するものであり、したがって光の透過
率を高くすることができから、反射型のものであって
も、非常に明るいカラー表示を得ることができる。

【０１７９】また、このカラー液晶表示装置において
も、各位相差板２３，２４の複屈折性はこれら位相差板
のリタデーションＲe1，Ｒe2の値によって決まるが、液
晶セル１０の液晶層１８の複屈折性が、その両基板１
１，１２の電極１３，１４間に印加される電圧による液
晶分子の配向状態によって変化し、それに応じて下偏光
板２２に入射する各波長光の偏光状態が変化するため、
液晶セル１０への印加電圧を制御することによって上記
着色光の色を変化させることができ、したがって、同じ
箇所で複数の色を表示することができる。

【０１８０】このカラー液晶表示装置の表示色は、位相
差板２３，２４のリタデーションＲe1，Ｒe2の値と、液
晶セル１０のΔｎ・ｄの値および液晶分子ツイスト角
と、上偏光板２１の透過軸２１ａに対する第１位相差板
２３の遅相軸２３ａのずれ角と、第２位相差板２４の遅
相軸２４ａの方向と、上偏光板２１および下偏光板２２
の透過軸２１ａ，２２ａの方向とによって決まる。

【０１８１】その一例を上げると、図１２に示したよう
に、上偏光板２１の透過軸２１ａに対する第１位相差板
２３の遅相軸２３ａのずれ角がほぼ４５°、第２位相差
板２４の遅相軸２４ａの方向が第１位相差板２３の遅相
軸２３ａに対してほぼ直交、液晶セル１０の上基板１１
の近傍における液晶分子配向方向１１ａと第１位相差板
２３の遅相軸２３ａのずれ角がほぼ８０°であり、上偏
光板２１と下偏光板２２の透過軸２１ａ，２２ａが互い
に直交している場合、例えば第１位相差板２３のリタデ
ーションＲe1と第２位相差板２４のリタデーションＲe2
とをそれぞれ１３５０ｎｍ、液晶セル１０のΔｎ・ｄを
０．８８４μｍ、液晶分子のツイスト角を２５０°とす
ると、液晶セル１０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“黄”になり、液晶分子を垂直
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“黒”
の表示色になる。

【０１８２】次の［表４］は、上記カラー液晶表示装置
の液晶セル１０に印加する電圧と表示色との関係を示し
ている。なお、この［表４］において、印加電圧の値
は、液晶セル１０の電極１３，１４間に加わる実効電圧
値である。

【０１８３】

【表４】

【０１８４】このように、上記カラー液晶表示装置は、
液晶セル１０への印加電圧に応じて表示色が変化するた
め、このカラー液晶表示装置によれば、液晶セル１０の
電極１３，１４間に印加する電圧を制御することによ
り、同じ箇所の表示色、つまり同じセグメント電極１４
に対応する部分の表示色を複数の色に変化させることが
できる。

【０１８５】なお、この実施例では、液晶セル１０の液
晶分子ツイスト角をほぼ２５０°としたが、この液晶分
子ツイスト角が１８０°〜２７０°の範囲であれば、
［表４］に示した着色光を得ることができる。

【０１８６】また、この実施例のカラー液晶表示装置
も、温度による複屈折性の変化が小さい位相差板を２枚
用いているため、上述した第１の実施例のカラー液晶表
示装置と同様に、液晶セル１０の液晶層１８と２枚の位
相差板２３，２４との全体の複屈折性は、従来のＥＣＢ
型液晶表示装置に比べて温度依存性が小さい特性であ
り、したがって、温度による表示色の色変化が小さい
し、また視角による表示色の色ずれも小さい。

【０１８７】なお、この実施例のカラー液晶表示装置に
おいても、上記全体の複屈折性の温度や視角による変化
は、位相差板の数を多くする程小さくなるため、位相差
板の数は３枚以上としてもよいが、位相差板を２枚にす
るだけでも、前記全体の複屈折性が、温度依存性が小さ
く、かつ視角による変化も小さい特性になる。

【０１８８】そして、この実施例のカラー液晶表示装置
も、同じ箇所の表示色を複数の色に変化させることがで
きるため、表示データに応じて液晶セル１０の電極１
３，１４間に印加する電圧を制御することにより、種々
の表示パターンを色を変えて分かりやすく表示すること
ができる。

【０１８９】なお、上記実施例では、上偏光板２１の透
過軸２１ａとこの上偏光板２１に隣接する第１の位相差
板２３の遅相軸２３ａとのずれ角をほぼ４５°とした
が、前記上偏光板２１の透過軸２１ａと第１の位相差板
２３の遅相軸２３ａとは、その方向が互いに斜めにずれ
ていれば、そのずれ角は任意でよい。

【０１９０】ただし、上記実施例のように、第１位相差
板２３を上偏光板２１と液晶セル１０との間に配置し、
第２位相差板２４を下偏光板２２と液晶セル１０との間
に配置する場合は、前記上偏光板２１の透過軸２１ａと
第１の位相差板２３の遅相軸２３ａとのずれ角はほぼ４
５°が最も望ましく、このずれ角がほぼ４５°であれ
ば、第１位相差板２３を透過した光が各波長光の偏光状
態の差が大きい光となるため、鮮明な着色光を得ること
ができる。

【０１９１】さらに、上記実施例では、液晶セル１０
を、時分割駆動されるセグメント表示型のものとした
が、この液晶セル１０は、単純マトリックス型またはア
クティブマトリックス型のものであってもよく、その場
合は、１つ１つの画素の表示色を複数の色に変化させる
ことができる。

【０１９２】また、上記実施例では、下偏光板２２の背
後に反射板２５を配置しているが、この反射板２５を備
えなければ、上記カラー液晶表示装置を透過型表示装置
として使用することができる。その場合は、上偏光板２
１側と下偏光板２２側とのいずれを光の入射側としても
よい。

【０１９３】

【発明の効果】本発明のカラー液晶表示装置は、カラー
フィルタを用いずに、複数枚の位相差板の複屈折効果
と、液晶セルの液晶層の複屈折効果と、一対の偏光板の
偏光作用とを利用して光を着色するものであるから、明
るいカラー表示を得るとともに、同じ箇所で複数の色を
表示することができ、しかも、温度による表示色の色変
化も小さくすることができる。

【０１９４】また、本発明のカラー液晶表示装置におい
て、一方の偏光板と液晶セルとの間に２枚の位相差板を
配置する場合、この両位相差板を、光が入射する側の偏
光板と液晶セルとの間に配置し、入射側の偏光板の光学
軸とこの偏光板に隣接する位相差板の光学軸とのずれ角
を、液晶セルの液晶分子ツイスト角が８０°〜１２０°
の場合でほぼ７０°、液晶分子ツイスト角が１８０°〜
２７０°の場合でほぼ３５°とすれば、各位相差板を透
過した光が、各波長光の偏光状態の差が大きい光となる
ため、他方の偏光板に入射する光の各波長光の偏光状態
の差を大きくして鮮明な着色光を得ることができる。

【０１９５】さらに、本発明のカラー液晶表示装置にお
いて、１枚の位相差板を一方の偏光板と液晶セルとの間
に配置し、他の１枚の位相差板を他方の偏光板と前記液
晶セルとの間に配置する場合、液晶セルの液晶分子ツイ
スト角が８０°〜１２０°の場合も、また液晶分子ツイ
スト角が１８０°〜２７０°の場合も、入射側の偏光板
の光学軸とこの偏光板に隣接する位相差板の光学軸との
ずれ角をほぼ４５°とすれば、前記位相差板を透過した
光が各波長光の偏光状態の差が大きい光となるため、他
方の偏光板に入射する光の各波長光の偏光状態の差を大
きくして鮮明な着色光を得ることができる。

【０１９６】また、本発明のカラー液晶表示装置は、光
が入射する側とは反対側の偏光板の背後に反射板を設け
ることにより、反射型表示装置として使用することがで
き、その場合も、反射型であるにもかかわらず、明るい
カラー表示を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示すカラー液晶表示装
置の構成図。

【図２】第１の実施例のカラー液晶表示装置を構成する
液晶セルと一対の偏光板と２枚の位相差板と反射板の平
面図。

【図３】カラー液晶表示装置をアラーム機能付き電子時
計に適用した例を示す液晶セルの一方の基板に形成した
セグメント電極の形状図。

【図４】時計の表示例を示す通常時の表示状態図。

【図５】同じくアラームがセットされているときの表示
状態図。

【図６】同じくアラームセット時刻までの残り時間が所
定時間以下になったときの表示状態図。

【図７】本発明の第２の実施例を示すカラー液晶表示装
置の構成図。

【図８】第２の実施例のカラー液晶表示装置を構成する
液晶セルと一対の偏光板と２枚の位相差板と反射板の平
面図。

【図９】本発明の第３の実施例を示すカラー液晶表示装
置の構成図。

【図１０】第３の実施例のカラー液晶表示装置を構成す
る液晶セルと一対の偏光板と２枚の位相差板と反射板の
平面図。

【図１１】本発明の第４の実施例を示すカラー液晶表示
装置の構成図。

【図１２】第４の実施例のカラー液晶表示装置を構成す
る液晶セルと一対の偏光板と２枚の位相差板と反射板の
平面図。

【符号の説明】

１０…液晶セル １１，１２…基板 １１ａ…上基板の近傍における液晶分子配向方向 １２ａ…下基板の近傍における液晶分子配向方向 １３…コモン電極 １４…セグメント電極 １５，１６…配向膜 １８…液晶層 ２１…上偏光板 ２１ａ…透過軸 ２２…下偏光板 ２２ａ…透過軸 ２３…第１位相差板 ２３ａ…遅相軸 ２４…第２位相差板 ２４ａ…遅相軸 ２５…反射板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平5−312088 (32)優先日 平５(1993)12月13日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (72)発明者 西田 八寿史 東京都八王子市石川町2951番地の５ カシ オ計算機株式会社八王子研究所内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内面に電極が形成された一対の基板間に液
   晶分子がツイスト配向したネマティック液晶層を設けて
   なる液晶セルと、前記液晶セルをはさんで配置された一
   対の偏光板と、前記一対の偏光板の間に配置された複数
   枚の位相差板とを備え、 前記一対の偏光板および各位相差板のそれぞれの光学軸
   の方向と前記液晶セルの両基板の近傍における液晶分子
   の配向方向を、 一方の偏光板を透過して入射した直線偏光が、前記液晶
   セルおよび各位相差板を透過する間に、前記液晶セルの
   液晶層の複屈折効果と前記各位相差板の複屈折効果とに
   よって各波長光がそれぞれ偏光状態の異なる楕円偏光と
   なった光となり、かつ、その光のうちの他方の偏光板を
   透過した光の各波長光の光量比が、所望の着色光に対応
   した比率になるように設定したことを特徴とするカラー
   液晶表示装置。
2. 【請求項２】位相差板の数は２枚であり、その両位相差
   板が、一方の偏光板と液晶セルとの間に配置されている
   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】２枚の位相差板は、光が入射する側の偏光
   板と液晶セルとの間に配置されており、少なくとも、前
   記光が入射する側の偏光板の光学軸とこの偏光板に隣接
   する位相差板の光学軸とが互いに斜めにずれていること
   を特徴とする請求項２に記載のカラー液晶表示装置。
4. 【請求項４】液晶セルの液晶分子ツイスト角は８０°〜
   １２０°であり、光が入射する側の偏光板の光学軸とこ
   の偏光板に隣接する位相差板の光学軸とのずれ角はほぼ
   ７０°であることを特徴とする請求項３に記載のカラー
   液晶表示装置。
5. 【請求項５】液晶セルの液晶分子ツイスト角は１８０°
   〜２７０°であり、光が入射する側の偏光板の光学軸と
   この偏光板に隣接する位相差板の光学軸とのずれ角はほ
   ぼ３５°であることを特徴とする請求項３に記載のカラ
   ー液晶表示装置。
6. 【請求項６】位相差板の数は２枚であり、そのうちの１
   枚の位相差板が、一方の偏光板と液晶セルとの間に配置
   され、他の１枚の位相差板が、他方の偏光板と前記液晶
   セルとの間に配置されているとともに、少なくとも、光
   が入射する側の偏光板の光学軸とこの偏光板に隣接する
   位相差板の光学軸とが互いに斜めにずれていることを特
   徴とする請求項１に記載のカラー液晶表示装置。
7. 【請求項７】液晶セルの液晶分子ツイスト角は８０°〜
   １２０°であり、光が入射する側の偏光板の光学軸とこ
   の偏光板に隣接する位相差板の光学軸とのずれ角はほぼ
   ４５°であることを特徴とする請求項６に記載のカラー
   液晶表示装置。
8. 【請求項８】液晶セルの液晶分子ツイスト角は１８０°
   〜２７０°であり、光が入射する側の偏光板の光学軸と
   この偏光板に隣接する位相差板の光学軸とのずれ角はほ
   ぼ４５°であることを特徴とする請求項６に記載のカラ
   ー液晶表示装置。
9. 【請求項９】光が入射する側とは反対側の偏光板の背後
   に反射板が設けられていることを特徴とする請求項１〜
   請求項８のいずれか１つに記載のカラー液晶表示装置。