JPH07270776A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】複屈折効果によって着色光を得る液晶表示装置
として、表示色の色数を多くして色彩の豊かなカラー画
像を表示することができ、しかも、各色の表示の明るさ
を任意に変化させて階調のあるカラー表示を実現するこ
とができるものを提供する。 【構成】液晶セル１０の表面側と裏面側とに偏光板３
１，３２を配置し、一方の偏光板３１と液晶セル１０と
の間に位相差板３３を設けるとともに、前記液晶セル１
０をアクティブマトリックス型の液晶セルとし、かつ、
その隣接する３つの画素部Ｄ1 ，Ｄ2 ，Ｄ3 を１単位と
する単位領域Ａごとに、その領域の各画素部の液晶層厚
ｄ1 ，ｄ2 ，ｄ3 を互いに異ならせた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複屈折効果によって着
色光を得る液晶表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】カラー画像を表示する液晶表示装置とし
て、複屈折効果によって着色光を得るＥＣＢ（複屈折制
御）方式のものがある。このＥＣＢ方式の液晶表示装置
は、一般に、液晶セルの表面側と裏面側とにそれぞれ偏
光板を配置した構成となっており、前記液晶セルとして
は、従来、セグメント表示型のものが用いられている。

【０００３】前記セグメント表示型の液晶セルは、液晶
層をはさんで対向する一対の透明基板のうち、一方の基
板の内面に表示パターンに対応した形状のセグメント電
極を設け、他方の基板の内面にコモン電極を設けたもの
で、両基板の電極形成面上にはそれぞれ配向膜が形成さ
れており、液晶の分子は、前記配向膜によって所定の配
向状態に配向されている。

【０００４】上記ＥＣＢ方式の液晶表示装置には、例え
ば、液晶分子をツイスト配向させた液晶セルを用いるも
のがあり、このツイスト配向セルを用いる液晶表示装置
では、液晶セルの表面側と裏面側とにそれぞれ配置する
一対の偏光板のうち、光入射側の偏光板を、その透過軸
を液晶セルの入射側基板上における液晶分子の配向方向
に対して所定角度斜めにずらして設けている。

【０００５】この液晶表示装置においては、入射側偏光
板の透過軸と液晶セルの入射側基板上における液晶分子
の配向方向とが斜めにずれているため、前記入射側偏光
板を通って入射した直線偏光が、液晶セル１０を通る過
程で、その液晶層の複屈折効果により各波長光の偏光状
態が異なる楕円偏光となり、その光のうち、出射側の偏
光板を透過する偏光成分の光がこの出射側偏光板を通っ
て出射して、この出射光の波長に対応した色の光にな
る。

【０００６】すなわち、上記ＥＣＢ方式の液晶表示装置
は、カラーフィルタを用いずに、複屈折効果によって着
色光を得るものであり、液晶層の複屈折効果により偏光
状態を変えられ、出射側偏光板を透過して出射する着色
光の光量は、入射側偏光板を通って入射した直線偏光の
うちの前記着色光となる波長域の光の量とほとんど変わ
らないから、光の吸収が大きいカラーフィルタを用いる
液晶表示装置に比べて、非常に明るいカラー表示が得ら
れる。

【０００７】また、カラーフィルタを用いる液晶表示装
置では、その表示色がカラーフィルタ色によって決まる
が、上記ＥＣＢ方式の液晶表示装置においては、液晶セ
ルの両基板の電極間に印加する電圧の大きさに応じて液
晶分子の配向状態が変化し、それによって液晶層の複屈
折性が変化するため、液晶セルへの印加電圧を制御する
ことにより、液晶層の複屈折効果により偏光状態を変え
られた後に出射側偏光板を透過して出射する着色光の色
を変化させることができ、したがって、同じ表示箇所の
表示色を複数の色に変化させることができる。

【０００８】なお、上記ＥＣＢ方式の液晶表示装置に
は、液晶分子をツイスト配向させた液晶セルを用いるも
ののほかに、液晶分子を、スプレイ配向、ホモジニアス
配向、ハイブリッド配向、ホメオトロピック配向等のい
ずれかに配向させた液晶セルを用いるものもあり、これ
らの液晶表示装置においても、明るいカラー表示が得ら
れるし、また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。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のＥＣＢ
方式の液晶表示装置は、その表示色の色数が少なく、し
たがって、色彩の豊かなカラー画像を表示することがで
きないし、また、各色の表示の明るさを任意に変化させ
ることが難しいため、階調のあるカラー表示は行なえな
かった。

【００１０】すなわち、ＥＣＢ方式の液晶表示装置にお
いては、その表示色が、液晶セルに印加する電圧を変化
させるのにともなって連続的に変化するが、光強度が高
くかつ色純度もよい出射光が得られる電圧値は数通りし
かなく、したがって表示色の色数が数色であるし、ま
た、各表示色ごとにその明るさ（光強度）も決まってし
まう。

【００１１】本発明は、複屈折効果によって着色光を得
る液晶表示装置として、表示色の色数を多くして色彩の
豊かなカラー画像を表示することができ、しかも、各色
の表示の明るさを任意に変化させて階調のあるカラー表
示を実現することができるものを提供することを目的と
したものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、複屈折効果に
よって着色光を得る液晶表示装置において、その液晶セ
ルをドットマトリックス型の液晶セルとし、かつ、隣接
する複数の画素部を１単位とする単位領域ごとに、その
領域の各画素部に対応する液晶層厚を互いに異ならせた
ことを特徴とするものである。

【００１３】本発明は、透過型の液晶表示装置にも、ま
た反射型の液晶表示装置にも適用できるが、いずれの場
合も、位相差板を付加するのが望ましい。この位相差板
を付加する場合、透過型の液晶表示装置においては、液
晶セルの表面側と裏面側とにそれぞれ偏光板を配置し、
その一方の偏光板と前記液晶セルとの間に位相差板を配
置する。

【００１４】また、反射型の液晶表示装置においては、
液晶セルの表面側と裏面側とにそれぞれ偏光板を配置
し、その一方の偏光板と前記液晶セルとの間に位相差板
を配置するとともに、裏面側の偏光板の外面に反射板を
設ける。

【００１５】さらに、本発明を反射型の液晶表示装置に
適用する場合の他の例としては、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と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するか、あるいは、
液晶セルをその表面側から入射し液晶層を通った光を反
射させて表面側に出射させる反射型セルとし、この液晶
セルの表面側に偏光板を配置するとともに、この偏光板
と前記液晶セルとの間に位相差板を配置する。

【００１６】

【作用】本発明の液晶表示装置は、複屈折効果によって
着色光を得るものであるが、液晶セルをドットマトリッ
クス型の液晶セルとしているため、１つの画素部におけ
る出射光の色数が少なくても、隣接する複数の画素部の
出射光の組合わせによってそれらの色の混色を表示する
ことができ、したがって、隣接する複数の画素部を１単
位とする単位領域の表示色の色数を多くして、色彩の豊
かなカラー画像を表示することができる。

【００１７】しかも、この液晶表示装置においては、液
晶セルの前記単位領域における各画素部の液晶層厚が互
いに異なっているため、これらの画素部の液晶層の複屈
折効果が互いに異なり、したがって、各画素部を出射す
る光の明るさに差があるから、これら明るさの異なる光
の組合わせによって前記単位領域の表示の明るさを任意
に変化させ、階調のあるカラー表示を実現することがで
きる。

【００１８】また、本発明の液晶表示装置において、液
晶セルの表面側と裏面側とにそれぞれ偏光板を配置し、
その一方の偏光板と前記液晶セルとの間に位相差板を配
置すれば、一方の偏光板を通って入射した直線偏光が、
液晶セルの液晶層と前記位相差板との両方の複屈折効果
によって偏光状態を変えられるため、液晶層の複屈折効
果だけを利用するものに比べて、各波長の光に対する複
屈折効果の差が大きく、したがって、各波長光の偏光状
態の差が大きくなるから、他方の偏光板を透過して出射
する着色光の色がより鮮明になる。

【００１９】さらに、この場合、液晶セルの裏面側に配
置した偏光板の裏面に反射板を設けて反射型の液晶表示
装置とすれば、表面側の偏光板を通って入射し、液晶セ
ルの液晶層と位相差板との両方の複屈折効果により偏光
状態を変えられるとともに裏面側の偏光板を透過して着
色光となった光が反射板で反射され、再び前記位相差板
と液晶セルと表面側偏光板とを通って表面側に出射する
ため、前記反射板で反射された着色光に含まれている無
用な波長光（得ようとする着色光の波長域以外の波長
光）を前記表面側偏光板で吸収させて、さらに鮮明な着
色光を得ることができる。

【００２０】また、本発明を反射型の液晶表示装置に適
用する場合、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
相差板を配置するか、あるいは、液晶セルをその表面側
から入射し液晶層を通った光を反射させて表面側に出射
させる反射型セルとし、この液晶セルの表面側に偏光板
を配置するとともに、この偏光板と前記液晶セルとの間
に位相差板を配置すれば、前記偏光板を通って入射した
直線偏光が、液晶セルの液晶層と位相差板との両方の複
屈折効果により偏光状態を変えられるとともに、その光
が反射されて再び前記位相差板と液晶層とを通って前記
偏光板に戻り、この偏光板を透過して着色光となる。

【００２１】そして、この場合も、入射光が液晶層と位
相差板との両方の複屈折効果によって偏光状態を変えら
れるため、液晶層の複屈折効果だけを利用するものに比
べて着色光の色がより鮮明になるし、また偏光板が１枚
だけであるために、偏光板による光の吸収量が少ないか
ら、２枚の偏光板を用いる液晶表示装置に比べて明るい
表示を得ることができる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は本発明の第１の実施例を示す液晶表示装置
の一部分の断面図である。この実施例の液晶表示装置
は、ドットマトリックス型の液晶セル１０と、２枚の偏
光板３１，３２と、１枚の位相差板３３とで構成されて
おり、前記偏光板３１，３２は液晶セル１０をはさんで
その表面側と裏面側とに配置され、位相差板３３は表面
側の偏光板３１と液晶セル１０との間に配置されてい
る。

【００２３】まず、上記液晶セル１０について説明する
と、この液晶セル１０はアクティブマトリックス型セル
であり、この実施例では、液晶の分子をツイスト配向さ
せたものを用いている。

【００２４】この液晶セル１０は、ガラス等からなる一
対の透明基板１１，１２間に液晶２５を挟持させたもの
であり、一対の基板１１，１２のうち、裏面側の基板
（図において下側の基板）１１の内面つまり液晶層との
対向面には、行方向および列方向にマトリックス状に配
設された複数の透明な画素電極１３と、これら各画素電
極１３にそれぞれ対応する複数のスイッチング素子１４
とが設けられており、その上に配向膜２２が設けられて
いる。

【００２５】上記スイッチング素子１４は例えばＴＦＴ
（薄膜トランジスタ）であり、このＴＦＴ１４は、基板
１１上に形成されたゲート電極１５と、このゲート電極
１５を覆うゲート絶縁膜１６と、このゲート絶縁膜１６
の上に前記ゲート電極１５と対向させて形成されたａ−
Ｓi （アモルファスシリコン）等からなる半導体膜１７
と、この半導体膜１７の両側部に形成されたソース電極
１８およびドレイン電極１９とからなっている。なお、
前記ゲート絶縁膜１６は、Ｓi Ｎ（窒化シリコン）等か
らなる透明膜であり、このゲート絶縁膜１６は基板１１
のほぼ全面にわたって形成されている。

【００２６】また、図示しないが、裏面側基板１１に
は、上記ＴＦＴ１４にゲート信号を供給するゲートライ
ン（アドレスライン）と、前記ＴＦＴ１４に画像データ
に応じたデータ信号を供給するデータラインとが設けら
れており、ＴＦＴ１４のゲート電極１５は前記ゲートラ
インに一体に形成され、ドレイン電極１９は前記データ
ラインにつながっている。

【００２７】なお、上記ゲートラインは、基板１１上
に、ＴＦＴ１４のゲート電極１５と一体に形成されてお
り、このゲートラインは、その端子部を除いて前記ゲー
ト絶縁膜１６で覆われている。また、上記データライン
は、前記ゲート絶縁膜１６の上に形成されており、この
データラインは上記ＴＦＴ１４のドレイン電極１９につ
ながっている。

【００２８】さらに、上記ゲート絶縁膜１６の上には、
隣接する３つずつの画素電極１３のうちの２つの画素電
極１３の形成部分にそれぞれ対応させて、Ｓi Ｎ等の透
明絶縁膜からなる下地膜２０，２１が、その膜厚を互い
に異ならせて設けられている。

【００２９】そして、隣接する３つの画素電極１３のう
ち、第１の画素電極（図において左側の電極）と第２の
画素電極（図において中央の電極）は前記下地膜２０，
２１の上にそれぞれ形成され、第３の画素電極（図にお
いて右側の電極）は前記ゲート絶縁膜１６の上に形成さ
れており、これら画素電極１３はそれぞれ、その端部に
おいて対応するＴＦＴ１４のソース電極１８に接続され
ている。

【００３０】すなわち、隣接する３つの画素電極１３
は、その表面高さを互いに異ならせて設けられている。
なお、この実施例では、上記下地膜２０，２１のうち、
第１の画素電極の下地膜２０を、第２の画素電極の下地
膜２１よりも厚い膜厚に形成しており、したがって、前
記３つの画素電極１３の表面高さは、第３の画素電極、
第２の画素電極、第１の画素電極の順に順次高くなって
いる。

【００３１】また、上記画素電極１３の上に設けられた
配向膜２２も、その全域にわたって均一な膜厚に形成さ
れており、したがって、この配向膜２２の膜面も、前記
各画素電極１３の表面高さの差に応じた段差をもってい
る。

【００３２】一方、表面側基板（図において上側の基板
という）１２には、上記裏面側基板１１に配設された全
ての画素電極１３に対向する透明な対向電極２３が設け
られており、その表面に配向膜２４が設けられている。

【００３３】そして、上記裏面側基板１１と表面側基板
１２とは、図示しないが、その外周縁部において枠状の
シール材を介して接合されており、この両基板１１，１
２間の前記シール材で囲まれた領域に液晶２５が充填さ
れている。

【００３４】この液晶２５は、誘電異方性が正のネマテ
ィック液晶であり、この液晶２５の分子は、両基板１
１，１２に設けた配向膜２２，２４によってそれぞれの
基板１１，１２上での配向方向を規制され、両基板１
１，１２間においてほぼ９０°ツイスト角でツイスト配
向されている。なお、上記配向膜２２，２４は、ポリイ
ミド等からなる水平配向膜であり、その膜面にはラビン
グによる配向処理が施されている。

【００３５】上記液晶セル１０は、その裏面側基板１１
に配設する各画素電極１３を、上述したように、隣接す
る３つずつの画素電極１３の表面高さを互いに異ならせ
て設けているため、隣接する３つの画素部（画素電極１
３が対応する部分）Ｄ1 ，Ｄ2 ，Ｄ3 を１単位とする単
位領域Ａごとに、その領域Ａの各画素部Ｄ1 ，Ｄ2 ，Ｄ
3 の液晶層厚ｄ1 ，ｄ2 ，ｄ3 が互いに異なっており、
したがって、各画素部Ｄ1 ，Ｄ2 ，Ｄ3 のΔｎｄ（液晶
２５の屈折率異方性Δｎと液晶層厚ｄとの積）の値が互
いに異なっている。

【００３６】なお、この実施例では、前記３つの画素電
極１３の表面高さを、第３の画素部Ｄ1 の画素電極、第
２の画素部Ｄ2 の画素電極、第１の画素部Ｄ3 の画素電
極の順に順次高くしているため、隣接する３つの画素部
Ｄ1 ，Ｄ2 ，Ｄ3 の液晶層厚ｄ1 ，ｄ2 ，ｄ3 は、ｄ1
＜ｄ2 ＜ｄ3 となっている。

【００３７】そして、この実施例の液晶表示装置では、
上記液晶セル１０の両基板１１，１２上における液晶分
子の配向方向（配向膜２２，２４のラビング方向）と、
一対の偏光板３１，３２の透過軸の方向および位相差板
３３の遅相軸の方向を次のように設定している。

【００３８】なお、この実施例では、液晶セル１０の裏
面側基板１１上における液晶分子配向方向を方位角０°
の方向とし、この方向を基準として、液晶セル１０の表
面側基板１２上における液晶分子配向方向と偏光板３
１，３２の透過軸方向および位相差板３３の遅相軸方向
を設定している。

【００３９】すなわち、図２は、上記液晶表示装置にお
ける液晶セル１０の液晶分子配向方向と、偏光板３１，
３２の透過軸と、位相差板３３の遅相軸とを示す平面図
であり、図において１１ａは液晶セル１０の裏面側基板
１１上における液晶分子の配向方向、１２ａは液晶セル
１０の表面側基板１２上における液晶分子の配向方向を
示している。

【００４０】この図２のように、液晶セル１０の表面側
基板１２上における液晶分子配向方向１２ａは、裏面側
基板１１上における液晶分子配向方向１１ａに対し、表
面側から見て左回りにほぼ９０°ずれており、液晶の分
子は両基板１１，１２間においてほぼ９０°のツイスト
角でツイスト配向されている。

【００４１】また、図２において、３２ａは液晶セル１
０の裏面側に配置した裏面側偏光板３２の透過軸を示し
ており、この裏面側偏光板３２の透過軸３２ａは方位角
０°、つまり、液晶セル１０の裏面側基板１１上におけ
る液晶分子配向方向１１ａに対して、表面側から見て左
回りにほぼ６０°斜めにずれた方向にある。

【００４２】さらに、図２において、３１ａは液晶セル
１０の表面側に配置した表面側偏光板３１の透過軸、３
３ａは前記表面側偏光板３１と液晶セル１０との間に配
置した位相差板３３の遅相軸を示しており、位相差板３
３の遅相軸３３ａは、前記方位角０°の方向に対し表面
側から見て左回りにほぼ１２０°の方向にあり、表面側
偏光板３１の透過軸３１ａは、前記位相差板３３の遅相
軸３３ａとほぼ平行な方向（方位角０°の方向に対し表
面側から見て左回りにほぼ１２０°の方向）にある。

【００４３】この実施例の液晶表示装置は、その裏面側
から光（例えば光源からの光）を入射させ、その光を表
面側に出射させて表示する透過型のものであり、この液
晶表示装置は、液晶セル１０の裏面側基板１１の各画素
電極１３と表面側基板１２の対向電極２３との間に印加
する電圧の大きさを制御して表示駆動される。

【００４４】この液晶表示装置においては、光入射側で
ある裏面側の偏光板３２の透過軸３２ａと、液晶セル１
０の裏面側（光入射側）基板１１上における液晶分子配
向方向１１ａとが斜めにずれているため、裏面側偏光板
３２を通って入射した直線偏光が、液晶セル１０を通る
過程で、その液晶層の複屈折効果により各波長光の偏光
状態が異なる楕円偏光となる。

【００４５】また、液晶セル１０を出射した楕円偏光は
位相差板３３に入射し、この位相差板３３の複屈折効果
によりさらに偏光状態を変えられて、その後、表面側偏
光板３１に入射する。

【００４６】そして、この光は、液晶セル１０の液晶層
および位相差板３３の複屈折効果によって偏光状態を変
えられた、各波長光の偏光状態が異なる楕円偏光である
ため、その光のうち、表面側偏光板３１を透過する偏光
成分の光がこの偏光板３１を通って出射して、この出射
光の波長に対応した着色光となる。

【００４７】すなわち、上記液晶表示装置は、液晶セル
１０の液晶層と位相差板３３との複屈折効果によって着
色光を得るものであり、この液晶表示装置によれば、表
面側偏光板３１を透過して出射する着色光の光量が、裏
面側偏光板３２を通って入射した直線偏光のうちの前記
着色光となる波長域の光の量とほとんど変わらないか
ら、光の吸収が大きいカラーフィルタを用いる液晶表示
装置に比べて、非常に明るいカラー表示が得られる。

【００４８】また、この液晶表示装置においては、通常
の使用温度では上記位相差板３３の複屈折効果は一定で
あるが、液晶セル１０の液晶層の複屈折性は、液晶分子
の配向状態に応じて変化するため、液晶セル１０の両基
板１１，１２の電極１３，２３間に印加する電圧を制御
することによって着色光の色を変化させることができ
る。

【００４９】この液晶表示装置の着色光の色は、液晶セ
ル１０の液晶分子のツイスト角および液晶２５の屈折率
異方性Δｎと液晶層厚ｄ、位相差板３３のリタデーショ
ンＲe 、各偏光板３１，３２の透過軸３１ａ，３２ａお
よび位相差板３３の遅相軸３３ａの向きによって決ま
る。

【００５０】図３〜図８は、液晶セル１０の液晶分子の
ツイスト角が９０°、液晶２５の屈折率異方性Δｎが
０．１４、位相差板３３のリタデーションＲe が９００
ｎｍ（Ｎa −Ｄ線に対する測定値）であり、各偏光板３
１，３２の透過軸３１ａ，３２ａおよび位相差板３３の
遅相軸３３ａが図２に示した向きにある液晶表示装置の
１つの画素部の印加電圧に対する出射光の色変化を、そ
の画素部の液晶層厚ｄを、ｄ＝５μｍ，ｄ＝６μｍ，ｄ
＝７μｍ，ｄ＝８μｍ，ｄ＝９μｍ，ｄ＝１０μｍの６
通りに選んで調べた結果を示すＣＩＥ色度図である。

【００５１】この図３〜図８のように、上記画素部の出
射光の色は、印加電圧に応じて変化し、電極１３，２３
間に電圧を印加すると、まず出射光が無彩色光である白
色光になる。また、印加電圧を高くしてゆくと、それに
ともなって出射光の色が白Ｗから×点の色まで矢印のよ
うに変化してゆき、その途中で、光強度が高くかつ色純
度もよい色になる。

【００５２】この白Ｗから×点の色まで変化してゆく途
中で得られる色（光強度が高くかつ色純度もよい色）
は、ｄ＝５μｍでは図３のように赤Ｒであり、したがっ
て、液晶層厚ｄが５μｍの画素部の出射光の色は、白と
赤の２色である。

【００５３】また、図４に示すように、ｄ＝６μｍで
は、出射光の色が白Ｗから×点の色まで変化してゆく途
中で得られる色に、赤Ｒと青Ｂとがあり、したがって、
液晶層厚ｄが６μｍの画素部の出射光の色に、白，赤，
青の３色がある。

【００５４】さらに、図５〜図８に示すように、ｄ＝７
μｍ、ｄ＝８μｍ、ｄ＝９μｍ、ｄ＝１０μｍでは、出
射光の色が白Ｗから×点の色まで変化してゆく途中で得
られる色に、赤Ｒと青Ｂと緑Ｇとがあり、したがって、
液晶層厚ｄが７μｍ〜１０μｍの画素部の出射光の色
に、白，赤，緑，青の４色がある。上記画素部の液晶層
厚ｄと各色の出射光の有無との関係をまとめると、次の
［表１］のようになる。

【００５５】

【表１】

【００５６】上記各色の出射光は、同系の色の光であっ
ても、その明るさ（光強度）が液晶層厚ｄによって異な
っており、例えば白の出射光の明るさ（Ｙ値）は、ｄ＝
５μｍで４．４、ｄ＝６μｍで８．８、ｄ＝７μｍで２
０．０、ｄ＝８μｍで１８．８、ｄ＝９μｍで１０．
４、ｄ＝１０μｍで１０．０である。

【００５７】そして、上記液晶表示装置では、液晶セル
１０をアクティブマトリックス型の液晶セルとしている
ため、１つの画素部における出射光の色数が上述したよ
うに２〜４色と少なくても、隣接する３つの画素部Ｄ1
，Ｄ2 ，Ｄ3 の出射光の組合わせによってそれらの色
の混色を表示することができ、したがって、前記３つの
画素部Ｄ1 ，Ｄ2 ，Ｄ3 を１単位とする単位領域Ａの表
示色の色数を多くして、色彩の豊かなカラー画像を表示
することができる。

【００５８】しかも、この液晶表示装置においては、液
晶セル１０の前記単位領域Ａにおける各画素部Ｄ1 ，Ｄ
2 ，Ｄ3 の液晶層厚ｄ1 ，ｄ2 ，ｄ3 を互いに異ならせ
ているため、各画素部Ｄ1 ，Ｄ2 ，Ｄ3 のΔｎｄ（液晶
２５の屈折率異方性Δｎと液晶層厚ｄとの積）の値が互
いに異なっている。そのため、これらの画素部Ｄ1 ，Ｄ
2 ，Ｄ3 の液晶層の複屈折効果が互いに異なり、したが
って、各画素部Ｄ1 ，Ｄ2 ，Ｄ3 を出射する光の明るさ
に差があるから、これら明るさの異なる光の組合わせに
よって前記単位領域Ａの表示の明るさを任意に変化さ
せ、階調のあるカラー表示を実現することができる。

【００５９】次の［表２］および［表３］は、液晶セル
１０の液晶分子のツイスト角が９０°、液晶２５の屈折
率異方性Δｎが０．１４、位相差板３３のリタデーショ
ンＲe が９００ｎｍであり、各偏光板３１，３２の透過
軸３１ａ，３２ａおよび位相差板３３の遅相軸３３ａが
図２に示した向きにある液晶表示装置の、隣接する３つ
の画素部Ｄ1 ，Ｄ2 ，Ｄ3 の出射光の組合わせ例と、そ
れに対応した前記単位領域Ａの表示色とを示している。

【００６０】なお、この例は、各画素部Ｄ1 ，Ｄ2 ，Ｄ
3 の液晶層厚ｄ1 ，ｄ2 ，ｄ3 を、ｄ1 ＝５μｍ，ｄ2
＝７μｍ，ｄ3 ＝９μｍとした例であり、液晶層厚ｄ1
が５μｍの画素部Ｄ1 の出射光の色は白と赤の２色、液
晶層厚ｄ2 が７μｍの画素部Ｄ2 および液晶層厚ｄ3 が
９μｍの画素部Ｄ3 の出射光の色はそれぞれ、白，赤，
緑，青の４色である。

【００６１】

【表２】

【００６２】

【表３】

【００６３】［表２］および［表３］の各表示色につい
て説明すると、例えば“白１”〜“白３”の表示色はい
ずれもほぼ白色（無彩色）であるが、３つの画素部Ｄ1
，Ｄ2 ，Ｄ3 の出射光を全て白にして表示される“白
１”と、第１の画素部Ｄ1 の出射光を赤、第２と第３の
画素部Ｄ2 ，Ｄ3 のうちの一方の画素部の出射光を緑、
他方の出射光を青にしてそれらの混色で表示される“白
２”および“白３”とはその白さの度合が異なるし、ま
た、各画素部Ｄ1 ，Ｄ2 ，Ｄ3 の出射光の明るさに差が
あるため、“白１”〜“白３”の表示の明るさもそれぞ
れ異なる。

【００６４】また、“赤１”〜“赤７”の表示色はいず
れも赤系色であるが、３つの画素部Ｄ1 ，Ｄ2 ，Ｄ3 の
出射光を全て赤として表示される“赤１”と、各画素部
Ｄ1，Ｄ2 ，Ｄ3 のうちの１つの画素部の出射光を白と
して表示される“赤２”〜“赤４”と、２つの画素部の
出射光を白として表示される“赤５”〜“赤７”とはそ
の色の濃さが異なるし、また、各画素部Ｄ1 ，Ｄ2 ，Ｄ
3 の出射光の明るさに差があるため、“赤１”〜“赤
７”の表示の明るさもそれぞれ異なる。

【００６５】さらに、前記３つの画素部Ｄ1 ，Ｄ2 ，Ｄ
3 のうち、液晶層厚ｄ1 が５μｍである第１の画素部Ｄ
1 の出射光は白と赤だけであるため、“緑１”〜“緑
３”の表示色は、前記第１の画素部Ｄ1 の出射光を白と
し、第２と第３の画素部Ｄ2 ，Ｄ3 の両方の出射光を緑
とするか、この画素部Ｄ2 ，Ｄ3 の一方の出射光を緑、
他方の出射光を白として表示されるが、この“緑１”〜
“緑３”の表示色の濃さおよび明るさも、前記第２と第
３の画素部Ｄ2 ，Ｄ3 の出射光の組合わせによって異な
る。

【００６６】これは、“青１”〜“青３”の表示色にお
いても同様であり、この“緑１”〜“緑３”の表示色
は、第１の画素部Ｄ1 の出射光を白とし、第２と第３の
画素部Ｄ2 ，Ｄ3 の両方の出射光を青とするか、この画
素部Ｄ2 ，Ｄ3 の一方の出射光を青、他方の出射光を白
として表示されるが、この“青１”〜“青３”の表示色
の濃さおよび明るさも各色ごとに異なる。

【００６７】また、“黄１”〜“黄７”の表示色は、第
１の画素部Ｄ1 の出射光を赤とし、第２と第３の画素部
Ｄ2 ，Ｄ3 の一方の出射光を緑、他方の出射光を緑また
は白とするか、第１の画素部Ｄ1 の出射光を赤とし、第
２と第３の画素部Ｄ2 ，Ｄ3の一方の出射光を赤、他方
の出射光を緑とするか、あるいは、第１の画素部Ｄ1の
出射光を白とし、第２と第３の画素部Ｄ2 ，Ｄ3 の一方
の出射光を赤、他方の出射光を緑として表示されるが、
この“黄１”〜“黄３”の表示色の濃さおよび明るさも
各色ごとに異なる。

【００６８】これは、“マゼンタ１”〜“マゼンタ７”
の表示色においても同様であり、この“マゼンタ１”〜
“マゼンタ７”の表示色は、第１の画素部Ｄ1 の出射光
を赤とし、第２と第３の画素部Ｄ2 ，Ｄ3 の一方の出射
光を青、他方の出射光を青または白とするか、第１の画
素部Ｄ1 の出射光を赤とし、第２と第３の画素部Ｄ2，
Ｄ3 の一方の出射光を青、他方の出射光を赤または白と
するか、あるいは、第１の画素部Ｄ1 の出射光を白と
し、第２と第３の画素部Ｄ2 ，Ｄ3 の一方の出射光を
赤、他方の出射光を青として表示されるが、この“マゼ
ンタ１”〜“マゼンタ７”の表示色の濃さおよび明るさ
も各色ごとに異なる。

【００６９】さらに、“シアン１”〜“シアン３”表示
色は、第１の画素部Ｄ1 の出射光を白とし、第２と第３
の画素部Ｄ2 ，Ｄ3 の一方の出射光を緑、他方の出射光
を青として表示されるが、この“シアン１”〜“シアン
３”の表示色の濃さおよび明るさも各色ごとに異なる。

【００７０】このように、上記液晶表示装置は、その単
位領域Ａの表示色の色数が多く、したがって色彩の豊か
なカラー画像を表示することができるし、また、各色の
表示の明るさを任意に選んで、階調のあるカラー表示を
実現することができる。

【００７１】また、上記液晶表示装置は、液晶セル１０
の表面側と裏面側とにそれぞれ偏光板３１，３２を配置
し、表面側偏光板３１と前記液晶セル１０との間に位相
差板３３を配置したものであるため、裏面側偏光板３２
を通って入射した直線偏光が、液晶セル１０の液晶層と
前記位相差板３３との両方の複屈折効果によって偏光さ
れる。

【００７２】このため、上記液晶表示装置は、液晶層の
複屈折効果だけを利用するものに比べて、各波長の光に
対する複屈折効果の差が大きく、したがって、各波長光
の偏光状態の差が大きくなるから、表面側偏光板３２を
透過して出射する着色光の色がより鮮明になる。

【００７３】なお、上記実施例の液晶表示装置の単位領
域Ａの表示色は、［表２］および［表３］の色に限ら
ず、液晶セル１０の液晶分子ツイスト角、液晶２５の屈
折率異方性Δｎ、位相差板３３のリタデーションＲe 、
各偏光板３１，３２の透過軸３１ａ，３２ａおよび位相
差板３３の遅相軸３３ａ向きと、隣接する３つの画素部
Ｄ1 ，Ｄ2 ，Ｄ3 の液晶層厚ｄ1 ，ｄ2 ，ｄ3 を選択す
ることによって任意に選ぶことができる。

【００７４】次に、本発明の他の実施例を説明する。図
９は本発明の第２の実施例を示す液晶表示装置の一部分
の断面図である。この実施例の液晶表示装置は、液晶分
子をツイスト配向させたアクティブマトリックス型の液
晶セル１０と、２枚の偏光板３１，３２と、１枚の位相
差板３３とで構成されており、前記偏光板３１，３２は
液晶セル１０をはさんでその表面側と裏面側とに配置さ
れ、位相差板３３は表面側の偏光板３１と液晶セル１０
との間に配置されている。

【００７５】上記液晶セル１０は、隣接する２つずつの
画素電極１３をそれぞれ１単位とし、各単位の一方電極
１３と他方の電極１３とを、その表面高さを互いに異な
らせて設けたものであり、これら画素電極１３は、裏面
側基板１１の上に設けられているＴＦＴ１４のゲート絶
縁膜１６の上に前記隣接する２つずつの画素電極１３の
形成部分にそれぞれ対応させて設けた膜厚が互いに異な
る下地膜（Ｓi Ｎ等の透明絶縁）２０，２１の上に形成
されている。

【００７６】なお、この液晶セル１０は、隣接する２つ
ずつの画素電極１３の表面高さを互いに異ならせて設け
た点を除けば、その他の構成は図１に示した第１の実施
例における液晶セル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。

【００７７】上記液晶セル１０は、その裏面側基板１１
に配設する各画素電極１３を、上述したように、隣接す
る２つずつの画素電極１３の表面高さを互いに異ならせ
て設けているため、隣接する２つの画素部Ｄ11，Ｄ12を
１単位とする単位領域Ｂごとに、その領域Ｂの各画素部
Ｄ11，Ｄ12の液晶層厚ｄ11，ｄ12が互いに異なってお
り、したがって、各画素部Ｄ11，Ｄ12のΔｎｄの値が互
いに異なっている。

【００７８】また、この実施例の液晶表示装置でも、上
記第１の実施例と同様に、液晶セル１０の両基板１１，
１２上における液晶分子の配向方向（配向膜２２，２４
のラビング方向）と、一対の偏光板３１，３２の透過軸
の方向および位相差板３３の遅相軸の方向を図２に示し
たように設定している。

【００７９】この実施例の液晶表示装置も、上述した第
１の実施例の液晶表示装置と同様に、その裏面側から光
を入射させ、その光を表面側に出射させて表示するもの
であり、裏面側偏光板３２を通って入射した直線偏光
は、液晶セル１０の液晶層および位相差板３３の複屈折
効果によって偏光状態を変えられて表面側偏光板３１に
入射し、その光のうち、前記表面側偏光板３１を透過す
る偏光成分の光がこの偏光板３１を通って出射して、こ
の出射光の波長に対応した着色光となる。

【００８０】すなわち、この液晶表示装置も、液晶セル
１０の液晶層と位相差板３３との複屈折効果によって着
色光を得るものであり、したがって非常に明るいカラー
表示が得られるし、また、液晶セル１０の両基板１１，
１２の電極１３，２３間に印加する電圧を制御すること
によって着色光の色を変化させることができる。

【００８１】そして、上記液晶表示装置も、液晶セル１
０をアクティブマトリックス型の液晶セルとしているた
め、１つの画素部における出射光の色数が少なくても、
隣接する２つの画素部Ｄ11，Ｄ12の出射光の組合わせに
よってそれらの色の混色を表示することができ、したが
って、前記２つの画素部Ｄ11，Ｄ12を１単位とする単位
領域Ａの表示色の色数を多くして、色彩の豊かなカラー
画像を表示することができる。

【００８２】また、この液晶表示装置においても、液晶
セル１０の前記単位領域Ｂにおける各画素部Ｄ11，Ｄ12
の液晶層厚ｄ11，ｄ12を互いに異ならせているため、各
画素部Ｄ11，Ｄ12のΔｎｄの値が互いに異なっている。
そのため、これらの画素部Ｄ11，Ｄ12の液晶層の複屈折
効果が互いに異なり、したがって、各画素部Ｄ11，Ｄ12
を出射する光の明るさに差があるから、これら明るさの
異なる光の組合わせによって前記単位領域Ｂの表示の明
るさを任意に変化させ、階調のあるカラー表示を実現す
ることができる。

【００８３】次の［表４］は、液晶セル１０の液晶分子
のツイスト角が９０°、液晶２５の屈折率異方性Δｎが
０．１４、位相差板３３のリタデーションＲe が９００
ｎｍであり、各偏光板３１，３２の透過軸３１ａ，３２
ａおよび位相差板３３の遅相軸３３ａが図２に示した向
きにある液晶表示装置の、隣接する２つの画素部Ｄ11，
Ｄ12の出射光の組合わせ例と、それに対応した前記単位
領域Ｂの表示色とを示している。

【００８４】なお、この例は、各画素部Ｄ11，Ｄ12の液
晶層厚ｄ11，ｄ12を、ｄ11＝７μｍ，ｄ12＝９μｍとし
た例であり、両画素部Ｄ11，Ｄ12の出射光の色は、上記
［表１］に示したように、白，赤，緑，青の４色であ
る。

【００８５】

【表４】

【００８６】この［表４］の各表示色について説明する
と、例えば“赤１”〜“赤３”の表示色はいずれも赤系
色であるが、２つの画素部Ｄ11，Ｄ12の出射光をいずれ
も赤として表示される“赤１”と、一方の画素部の出射
光を赤とし、他方の画素部の出射光を白として表示され
る“赤２”および“赤３”とはその色の濃さが異なる
し、また、各画素部Ｄ11，Ｄ12の出射光の明るさに差が
あるため、“赤１”，“赤２”，“赤３”の表示の明る
さもそれぞれ異なる。

【００８７】これは、他の表示色、つまり、“緑１”〜
“緑３”の緑色系表示色、“青１”〜“青３”の青色系
表示色、“黄１”，“黄２”の黄色系表示色、“マゼン
タ１”，“マゼンタ２”のマゼンタ色系表示色、“シア
ン１”，“シアン２”シアン色系表示色においても同様
であり、これら各色系の表示色の濃さおよび明るさも各
色ごとに異なる。

【００８８】このように、上記液晶表示装置は、その単
位領域Ｂの表示色の色数が多く、したがって色彩の豊か
なカラー画像を表示することができるし、また、各色の
表示の明るさを任意に選んで、階調のあるカラー表示を
実現することができる。

【００８９】また、上記液晶表示装置も、上述した第１
の実施例と同様に、裏面側偏光板３２を通って入射した
直線偏光が、液晶セル１０の液晶層と前記位相差板３３
との両方の複屈折効果によって偏光されるため、液晶層
の複屈折効果だけを利用するものに比べて、各波長の光
に対する複屈折効果の差が大きく、したがって、各波長
光の偏光状態の差が大きくなるから、表面側偏光板３２
を透過して出射する着色光の色がより鮮明になる。

【００９０】なお、この実施例の液晶表示装置の単位領
域Ｂの表示色も、［表４］の色に限らず、液晶セル１０
の液晶分子ツイスト角、液晶２５の屈折率異方性Δｎ、
位相差板３３のリタデーションＲe 、各偏光板３１，３
２の透過軸３１ａ，３２ａおよび位相差板３３の遅相軸
３３ａ向きと、隣接する２つの画素部Ｄ11，Ｄ12の液晶
層厚ｄ11，ｄ12を選択することによって任意に選ぶこと
ができる。

【００９１】また、上述した第１および第２の実施例の
液晶表示装置では、位相差板３３を光の出射側である表
面側の偏光板３１と液晶セル１０との間に配置している
が、この位相差板３３は、光の入射側である裏面側の偏
光板３２と液晶セル１０との間に配置してもよい。

【００９２】その場合は、位相差板３３の遅相軸３３ａ
を裏面側偏光板３２の透過軸３２ａに対して所定角度斜
めにずらし、液晶セル１０の両基板１１，１２上におけ
る液晶分子配向方向１１ａ，１２ａおよび表面側偏光板
３１の透過軸３１ａの向きを任意に設定すればよく、こ
のようにすれば、裏面側偏光板３２を通って入射した直
線偏光が、まず位相差板３３の複屈折効果により各波長
光の偏光状態が異なる楕円偏光となり、次いで液晶セル
１０の液晶層の複屈折効果によりさらに偏光状態を変え
られて表面側偏光板３１に入射し、その光のうち、表面
側偏光板３１を透過する偏光成分の光がこの偏光板３１
を通って出射して、この出射光の波長に対応した着色光
となる。

【００９３】また、上記第１および第２の実施例の液晶
表示装置はいずれも透過型のものであるが、本発明は、
反射型の液晶表示装置にも適用することができる。図１
０は本発明の第３の実施例を示す液晶表示装置の一部分
の断面図であり、この実施例の液晶表示装置は反射型の
ものである。

【００９４】この実施例の液晶表示装置は、図１に示し
た第１の実施例の液晶表示装置において表面側偏光板３
１と液晶セル１０との間に配置した位相差板３３を、前
記裏面側偏光板３２と液晶セル１０との間に配置し、さ
らに裏面側偏光板３２の裏面に反射板３４を設けたもの
であり、この液晶表示装置では、表面側偏光板３１を、
その透過軸を液晶セル１０の表面側基板１２上における
液晶分子配向方向に対し所定角度斜めにずらして設けて
いる。なお、液晶セル１０の両基板１１，１２上におけ
る液晶分子配向方向と、位相差板３３の遅相軸と、裏面
側偏光板３２の透過軸の向きは任意でよい。

【００９５】上記液晶セル１０は、液晶分子をほぼ９０
°のツイスト角でツイスト配向させたアクティブマトリ
ックス型のものであって、隣接する複数（この実施例で
は３つ）の画素部Ｄ1 ，Ｄ2 ，Ｄ3 の液晶層厚ｄ1 ，ｄ
2 ，ｄ3 が互いに異ならせたものである。なお、この液
晶セル１０は、図１に示した第１の実施例における液晶
セル１０と同じ構成のものであるから、その構成の説明
は図に同符号を付して省略する。

【００９６】この実施例の液晶表示装置は、その表面側
から外光（自然光または室内照明光）を入射させ、その
光を裏面側の反射板３４で反射させて表示するものであ
り、この液晶表示装置においては、表面側偏光板３１を
通って入射した直線偏光が、液晶セル１０の液晶層の複
屈折効果により各波長光の偏光状態が異なる楕円偏光と
なるとともに、位相差板３３の複屈折効果によりさらに
偏光状態を変えられて裏面側偏光板３２に入射し、その
光のうち、裏面側偏光板３２を透過する偏光成分の光が
この偏光板３２を通って出射して、この出射光の波長に
対応した着色光となり、この光が、反射板３４で反射さ
れ、再び裏面側偏光板３２と位相差板３３と液晶セル１
０と表面側偏光板３１とを順次通って表面側に出射す
る。

【００９７】すなわち、この実施例の液晶表示装置も、
液晶セル１０の液晶層と位相差板３３との複屈折効果に
よって着色光を得るものであり、したがって非常に明る
いカラー表示が得られるし、また、液晶セル１０の両基
板１１，１２の電極１３，２３間に印加する電圧を制御
することによって着色光の色を変化させることができ
る。

【００９８】そして、この液晶表示装置においても、上
記液晶セル１０がアクティブマトリックス型の液晶セル
であり、かつ、液晶セル１０の単位領域Ａにおける各画
素部Ｄ1 ，Ｄ2 ，Ｄ3 の液晶層厚ｄ1 ，ｄ2 ，ｄ3 が互
いに異なっているため、前記単位領域Ａの表示色の色数
が多く、したがって色彩の豊かなカラー画像を表示する
ことができるし、また、各色の表示の明るさを任意に選
んで、階調のあるカラー表示を実現することができる。

【００９９】さらに、この液晶表示装置は、裏面側偏光
板３２の裏面に反射板３４を設けた反射型のものであ
り、表面側偏光板３１を通って入射し、液晶セル１０の
液晶層と位相差板３３との両方の複屈折効果により偏光
されるとともに裏面側偏光板３２を透過して着色光とな
った光が反射板３４で反射され、再び前記位相差板３３
と液晶セル１０と表面側偏光板３１とを通って表面側に
出射するため、前記反射板３４で反射された着色光に含
まれている無用な波長光（得ようとする着色光の波長域
以外の波長光）を前記表面側偏光板３１で吸収させて、
さらに鮮明な着色光を得ることができる。

【０１００】なお、この実施例では、位相差板３３を裏
面側偏光板３２と液晶セル１０との間に配置している
が、この位相差板３３は、表面側偏光板３１と液晶セル
１０との間に配置してもよい。

【０１０１】また、上記第３の実施例では、液晶セル１
０の表面側と裏面側とにそれぞれ偏光板３１，３２を設
けているが、反射型の液晶表示装置の場合は、偏光板を
液晶セル１０の表面側だけに設けてもよい。

【０１０２】すなわち、図１１は本発明の第４の実施例
を示す反射型液晶表示装置の一部分の断面図であり、こ
の実施例の液晶表示装置は、液晶セル１０の表面側に偏
光板３１を配置し、前記液晶セル１０の裏面側には反射
板３４を配置するとともに、前記液晶セル１０と反射板
３４との間に位相差板３３を配置したものである。

【０１０３】なお、この実施例の液晶表示装置は、図１
０に示した第３の実施例における液晶表示装置から裏面
側の偏光板３２を除いたものであり、その他の構成は第
３の実施例の液晶表示装置と同じであるから、その構成
の説明は図に同符号を付して省略する。

【０１０４】この実施例の液晶表示装置も、その表面側
から外光を入射させ、その光を裏面側の反射板３４で反
射させて表示するものであり、この液晶表示装置におい
ては、表面側偏光板３１を通って入射した直線偏光が、
液晶セル１０の液晶層と位相差板３３の複屈折効果によ
り偏光状態を変えられるとともに、その光が反射板３４
で反射されて再び前記位相差板３３と液晶層とを通って
前記偏光板３１に戻り、この偏光板３１を透過して着色
光となる。

【０１０５】この液晶表示装置においても、入射光が液
晶セル１０の液晶層と位相差板３３との両方の複屈折効
果によって偏光状態を変えられるため、液晶層の複屈折
効果だけを利用するものに比べて着色光の色がより鮮明
になるし、また、液晶セル１０がアクティブマトリック
ス型の液晶セルであり、かつ、液晶セル１０の単位領域
Ａにおける各画素部Ｄ1 ，Ｄ2 ，Ｄ3 の液晶層厚ｄ1 ，
ｄ2 ，ｄ3 が互いに異なっているため、前記単位領域Ａ
の表示色の色数が多く、したがって色彩の豊かなカラー
画像を表示することができるし、また、各色の表示の明
るさを任意に選んで、階調のあるカラー表示を実現する
ことができる。

【０１０６】そして、この実施例の液晶表示装置は、偏
光板３１が１枚だけであるために、偏光板による光の吸
収量が少ないから、２枚の偏光板を用いる液晶表示装置
に比べて明るい表示を得ることができる。

【０１０７】なお、この実施例では、位相差板３３を液
晶セル１０と反射板３４との間に配置しているが、この
位相差板３３は、液晶セル１０と偏光板３１との間に配
置してもよい。

【０１０８】また、上記第４の実施例では、液晶セル１
０の裏面側に反射板３４を配置しているが、液晶セル１
０を、その表面側から入射し液晶層を通った光を反射さ
せて表面側に出射させる反射型セルとすれば、前記反射
板３４は不要である。

【０１０９】図１２は本発明の第５の実施例を示す反射
型液晶表示装置の一部分の断面図であり、この実施例の
液晶表示装置は、液晶セル１０を反射型セルとし、この
液晶セル１０の表面側に偏光板３１を配置するととも
に、この偏光板３１と前記液晶セル１０との間に位相差
板３３を配置したものである。

【０１１０】なお、この実施例における反射型セルは、
図１に示した第１の実施例の液晶表示装置に用いた液晶
セル１０の裏面側基板１１の外面にアルミニウム膜等の
反射膜３５を設けて反射型としたものであり、その他の
構造は第１の実施例のものと同じであるから、その構成
の説明は図に同符号を付して省略する。

【０１１１】この実施例の液晶表示装置も、その表面側
から外光を入射させ、その光を裏面側の反射板３４で反
射させて表示するものであり、この液晶表示装置におい
ては、表面側偏光板３１を通って入射した直線偏光が、
位相差板３３と液晶セル１０の液晶層との複屈折効果に
より偏光状態を変えられるとともに、その光が液晶セル
１０の裏面の反射膜３５で反射されて再び前記液晶層と
位相差板３３とを通って前記偏光板３１に戻り、この偏
光板３１を透過して着色光となる。

【０１１２】この液晶表示装置においても、入射光が液
晶セル１０の液晶層と位相差板３３との両方の複屈折効
果によって偏光状態を変えられるため、液晶層の複屈折
効果だけを利用するものに比べて着色光の色がより鮮明
になるし、また、液晶セル１０がアクティブマトリック
ス型の液晶セルであり、かつ、液晶セル１０の単位領域
Ａにおける各画素部Ｄ1 ，Ｄ2 ，Ｄ3 の液晶層厚ｄ1 ，
ｄ2 ，ｄ3 が互いに異なっているため、前記単位領域Ａ
の表示色の色数が多く、したがって色彩の豊かなカラー
画像を表示することができるし、また、各色の表示の明
るさを任意に選んで、階調のあるカラー表示を実現する
ことができる。

【０１１３】そして、この実施例の液晶表示装置も、偏
光板３１が１枚だけであるために、偏光板による光の吸
収量が少ないから、上述した第４の実施例の液晶表示装
置と同様に、２枚の偏光板を用いる液晶表示装置に比べ
て明るい表示を得ることができる。

【０１１４】なお、この実施例では、液晶セル１０を反
射型セルとするために、その裏面側基板１１の外面に反
射膜３５を設けているが、前記反射膜３５は、裏面側基
板１１の内面に設けてもよく（その場合は、裏面側基板
１１の内面に反射膜を覆う透明絶縁膜を設け、その上に
ＴＦＴ１４および画素電極１３を設ける）、また、裏面
側基板１１上に設ける全ての画素電極１３をアルミニウ
ム等の金属膜で形成して、この画素電極１３に反射膜を
兼ねさせてもよい。

【０１１５】このように、液晶セル１０の裏面側基板１
１の内面に反射膜を設けるか、あるいは裏面側基板１１
上の画素電極１３に反射膜を兼ねさせれば、入射光が液
晶セル１０の裏面側基板１１を通らずに反射されるた
め、液晶セル１０の基板である程度の光が吸収されるこ
とによる光量ロスが、表面側基板１２によるロスだけに
なるから、液晶セル１０の基板による光量ロスを少なく
することができる。

【０１１６】なお、上述した第１〜第５の実施例の液晶
表示装置では、液晶セル１０の単位領域ＡまたはＢの各
画素部Ｄ1 ，Ｄ2 ，Ｄ3 またはＤ11，Ｄ12の液晶層厚ｄ
1 ，ｄ2 ，ｄ3 またはｄ11，ｄ12を互いに異ならせるた
めに、前記各画素部の画素電極１３の表面高さを異なら
せているが、前記液晶層厚は、対向電極の表面高さを各
画素部ごとに異ならせることによって異ならせてもよ
い。

【０１１７】さらに、上記液晶セルは、ＴＦＴをスイッ
チング素子とするものに限らず、ＭＩＭ等をスイッチン
グ素子とするアクティブマトリックス型のものでもよい
し、また、表面側基板に画素電極とスイッチング素子を
設け、裏面側基板に対向電極を設けたものでもよい。

【０１１８】また、上記液晶セルは、アクティブマトリ
ックス型のものに限らず、一方の基板に複数本の走査電
極を互いに平行に設け、他方の基板に前記走査電極と直
交させて複数本の信号電極を設けた単純マトリックス型
のものでもよく、その場合は、前記走査電極または信号
電極の表面高さを各画素部ごとに異ならせて、単位領域
の各画素部の液晶層厚を互いに異ならせればよい。

【０１１９】さらに、上記第１〜第５の実施例では、液
晶セル１０として液晶分子をツイスト配向させたものを
用いているが、この液晶セルは、液晶分子を、ホメオト
ロピック配向、ホモジニアス配向、またはハイブリッド
配向のいずれかに配向させたものであってもよく、ま
た、位相差板３３は無くてもよい。

【０１２０】

【発明の効果】本発明の液晶表示装置は、複屈折効果に
よって着色光を得るものであるが、液晶セルをドットマ
トリックス型の液晶セルとしているため、１つの画素部
における出射光の色数が少なくても、隣接する複数の画
素部の出射光の組合わせによってそれらの色の混色を表
示することができ、したがって、隣接する複数の画素部
を１単位とする単位領域の表示色の色数を多くして、色
彩の豊かなカラー画像を表示することができるし、ま
た、液晶セルの前記単位領域における各画素部の液晶層
厚が互いに異なっているため、これらの画素部の液晶層
の複屈折効果が互いに異なり、したがって、各画素部を
出射する光の明るさに差があるから、これら明るさの異
なる光の組合わせによって前記単位領域の表示の明るさ
を任意に変化させ、階調のあるカラー表示を実現するこ
とができる。

【０１２１】また、本発明の液晶表示装置において、液
晶セルの表面側と裏面側とにそれぞれ偏光板を配置し、
その一方の偏光板と前記液晶セルとの間に位相差板を配
置すれば、一方の偏光板を通って入射した直線偏光が、
液晶セルの液晶層と前記位相差板との両方の複屈折効果
によって偏光状態を変えられるため、液晶層の複屈折効
果だけを利用するものに比べて、各波長の光に対する複
屈折効果の差が大きく、したがって、各波長光の偏光状
態の差が大きくなるから、他方の偏光板を透過して出射
する着色光の色がより鮮明になる。

【０１２２】さらに、この場合、液晶セルの裏面側に配
置した偏光板の裏面に反射板を設けて反射型の液晶表示
装置とすれば、表面側の偏光板を通って入射し、液晶セ
ルの液晶層と位相差板との両方の複屈折効果により偏光
状態を変えられるとともに裏面側の偏光板を透過して着
色光となった光が反射板で反射され、再び前記位相差板
と液晶セルと表面側偏光板とを通って表面側に出射する
ため、前記反射板で反射された着色光に含まれている無
用な波長光（得ようとする着色光の波長域以外の波長
光）を前記表面側偏光板で吸収させて、さらに鮮明な着
色光を得ることができる。

【０１２３】また、本発明を反射型の液晶表示装置に適
用する場合、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
相差板を配置するか、あるいは、液晶セルをその表面側
から入射し液晶層を通った光を反射させて表面側に出射
させる反射型セルとし、この液晶セルの表面側に偏光板
を配置するとともに、この偏光板と前記液晶セルとの間
に位相差板を配置すれば、前記偏光板を通って入射した
直線偏光が、液晶セルの液晶層と位相差板との両方の複
屈折効果により偏光状態を変えられるとともに、その光
が反射されて再び前記位相差板と液晶層とを通って前記
偏光板に戻り、この偏光板を透過して着色光となる。

【０１２４】そして、この場合も、入射光が液晶層と位
相差板との両方の複屈折効果によって偏光状態を変えら
れるため、液晶層の複屈折効果だけを利用するものに比
べて着色光の色がより鮮明になるし、また偏光板が１枚
だけであるために、偏光板による光の吸収量が少ないか
ら、２枚の偏光板を用いる液晶表示装置に比べて明るい
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の実施例を示す液晶表示装置の一
部分の断面図。

【図２】同液晶表示装置の液晶セルの液晶分子配向方向
と偏光板の透過軸と位相差板の遅相軸とを示す平面図。

【図３】画素部の液晶層厚ｄを５μｍとした液晶表示装
置のＣＩＥ色度図。

【図４】画素部の液晶層厚ｄを６μｍとした液晶表示装
置のＣＩＥ色度図。

【図５】画素部の液晶層厚ｄを７μｍとした液晶表示装
置のＣＩＥ色度図。

【図６】画素部の液晶層厚ｄを８μｍとした液晶表示装
置のＣＩＥ色度図。

【図７】画素部の液晶層厚ｄを９μｍとした液晶表示装
置のＣＩＥ色度図。

【図８】画素部の液晶層厚ｄを１０μｍとした液晶表示
装置のＣＩＥ色度図。

【図９】本発明の第２の実施例を示す液晶表示装置の一
部分の断面図。

【図１０】本発明の第３の実施例を示す液晶表示装置の
一部分の断面図。

【図１１】本発明の第４の実施例を示す液晶表示装置の
一部分の断面図。

【図１２】本発明の第５の実施例を示す液晶表示装置の
一部分の断面図。

【符号の説明】

１０…液晶セル １１，１２…基板 １１ａ，１２ａ…液晶分子配向方向 １３…画素電極 １４…ＴＦＴ（スイッチング素子） ２０…保護絶縁膜 ２１，２１…下地膜 ２２…配向膜 ２３…対向電極 ２４…配向膜 ２５…液晶 Ａ，Ｂ…単位領域 Ｄ1 ，Ｄ2 ，Ｄ3 ，Ｄ11，Ｄ12…画素部 ｄ1 ，ｄ2 ，ｄ3 ，ｄ11，ｄ12…液晶層厚 ３１，３２…偏光板 ３０ａ，３２ａ…透過軸 ３３…位相差板 ３３ａ…遅相軸 ３４…反射板 ３５…反射膜

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複屈折効果によって着色光を得る液晶表示
   装置であって、その液晶セルがドットマトリックス型の
   液晶セルであり、かつ、隣接する複数の画素部を１単位
   とする単位領域ごとに、その領域の各画素部に対応する
   液晶層厚が互いに異なっていることを特徴とする液晶表
   示装置。
2. 【請求項２】液晶セルの表面側と裏面側とにそれぞれ偏
   光板が配置されており、その一方の偏光板と前記液晶セ
   ルとの間に位相差板が配置されていることを特徴とする
   請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 【請求項３】裏面側の偏光板の裏面に反射板が設けられ
   ていることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装
   置。
4. 【請求項４】液晶セルの表面側に偏光板が配置され、前
   記液晶セルの裏面側には反射板が配置されており、前記
   偏光板と前記反射板とのいずれか一方と前記液晶セルと
   の間に位相差板が配置されていることを特徴とする請求
   項１に記載の液晶表示装置。
5. 【請求項５】液晶セルは、その表面側から入射し液晶層
   を通った光を反射させて表面側に出射させる反射型セル
   であり、この液晶セルの表面側に偏光板が配置されると
   ともに、この偏光板と前記液晶セルとの間に位相差板が
   配置されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶
   表示装置。