JPH0815691A - Color liquid crystal display device - Google Patents

Color liquid crystal display device

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JPH0815691A
JPH0815691A JP6235640A JP23564094A JPH0815691A JP H0815691 A JPH0815691 A JP H0815691A JP 6235640 A JP6235640 A JP 6235640A JP 23564094 A JP23564094 A JP 23564094A JP H0815691 A JPH0815691 A JP H0815691A
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liquid crystal
crystal cell
retardation
plate
light
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Toshiharu Nishino
利晴 西野
Hidehiko Shidara
英彦 設楽
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2203/00Function characteristic
    • G02F2203/34Colour display without the use of colour mosaic filters

Abstract

PURPOSE:To obtain a bright color display without using color filters, to widen visual field angles and to lessen color changes of display colors by temp. CONSTITUTION:Polarizing plates 21, 22 are arranged across a liquid crystal cell 10 where liquid crystal molecules are twist oriented. A biaxial phase difference plate 23 having a refractive index nx in an x-axis direction which is a delay axis phase, a refractive index ny in a y-axis direction and a refractive index nz in a z-axis direction in a relation nx>nz>ny is arranged between the front side polarizing plate 21 and the liquid crystal cell 10. The directions of the transmission axes of the polarizing plates 21, 22 and the delay axis of the phase difference plate 23 and the orienting direction of liquid crystal moleculates near the substrate of the liquid crystal cell 10 are so set that the respective wavelength light rays of the incident light after transmitting the front side polarizing plate 21 are made into elliptically polarized light rays of the respectively different polarization states by the double refractive effect of the phase difference plate 23 and the double refractive effect of the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10 and that the light quantity ratios of the respective wavelength light rays of the light transmitted through the rear side polarizing plate 22 among these light rays attains the ratios corresponding to the desired colored light rays.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、カラーフィルタを用い
ずに明るいカラー表示を得るカラー液晶表示装置に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a color liquid crystal display device for obtaining bright color display without using a color filter.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art As a color liquid crystal display device capable of providing a colored display, one that colors light using a color filter is generally used.

【0003】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。
However, this color liquid crystal display device has a problem that the light transmittance is low and therefore the display is dark because it uses a color filter to color light.

【0004】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。
This is due to the absorption of light by the color filter, and the color filter absorbs not only the wavelength light outside the wavelength band corresponding to the color but also the light in the wavelength band with a considerably high absorption rate. Therefore, the colored light that has passed through the color filter has a significantly reduced amount of light as compared with the light in the wavelength band before entering the color filter, and the display becomes dark.

【0005】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。
There are two types of liquid crystal display devices, a transmissive type that uses light from a backlight arranged on the back surface side of the liquid crystal display device, and a light that passes through the liquid crystal display device using external light on the back surface side. There is a reflective type that reflects and displays with a reflective plate disposed in, but when the color liquid crystal display device is a reflective type, light that enters from the front surface side and is reflected by the reflective plate and emitted to the front surface side is displayed. Since the light amount is doubled by passing through the color filter twice, the display becomes extremely dark, and it becomes almost unusable as a display device.

【0006】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。
Moreover, in the above-mentioned color liquid crystal display device, the display color at each location where the electrodes of both substrates of the liquid crystal cell face each other is determined by the color of the color filter provided at this location, so that 1 is provided at the same location. I could only display colors.

【0007】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。
There are two types of liquid crystal display devices, a segment display type and a dot matrix display type. In a conventional color liquid crystal display device of the segment display type, the display color of each display pattern is the same. In the conventional color liquid crystal display device using the dot display type liquid crystal cell, which is determined by the color of the color filter corresponding to the segment electrode for displaying the pattern, the color of each pixel is the color of the color filter corresponding to that pixel. Depends on

【0008】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。
On the other hand, an EC that does not require a color filter
A B (birefringence effect) type color liquid crystal display device is conventionally known.

【0009】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、ツイスト配向、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。
In this ECB type liquid crystal display device, a pair of polarizing plates are sandwiched by a liquid crystal cell having a liquid crystal layer provided between a pair of transparent substrates having a transparent electrode formed on the inner surface (a surface facing the liquid crystal layer). As the liquid crystal cells, those in which liquid crystal molecules are aligned in any one of twist alignment, homogeneous alignment, homeotropic alignment, and hybrid alignment are generally used as the liquid crystal cells.

【0010】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。
In this ECB type liquid crystal display device, the linearly polarized light that has entered through one of the polarizing plates and is incident on the liquid crystal cell is an ellipse having different polarization states due to the birefringence effect of the liquid crystal layer. The light becomes polarized light, the light enters the other polarizing plate, and the light transmitted through the other polarizing plate becomes colored light having a color corresponding to the light amount ratio of each wavelength light forming the light.

【0011】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。
That is, the ECB type liquid crystal display device is
Light is colored by utilizing the birefringence effect of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell and the polarization effect of the pair of polarizing plates without using a color filter, and therefore, there is no absorption of light by the color filter. It is possible to obtain a bright color display by increasing the transmittance.

【0012】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。
In addition, in the ECB type liquid crystal display device, the birefringence of the liquid crystal layer changes depending on the alignment state of the liquid crystal molecules due to the voltage applied between the electrodes of both substrates of the liquid crystal cell, and the other polarizing plate is correspondingly changed. Since the polarization state of each wavelength light incident on is changed, it is possible to change the color of the colored light by controlling the voltage applied to the liquid crystal cell, and thus it is possible to display a plurality of colors at the same location. it can.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記ECB型
液晶表示装置は、液晶セルの液晶層の複屈折性が光の入
射角によって大きく変化するため、表示色が視角(表示
の観察角)によって大きく変化してしまい、したがっ
て、視野角が狭いという問題ももっている。
However, in the above-mentioned ECB type liquid crystal display device, the birefringence of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell largely changes depending on the incident angle of light, so that the display color changes depending on the viewing angle (observation angle of display). There is also a problem that the viewing angle is narrow because of a large change.

【0014】しかも、上記ECB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
があるためであり、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。
Moreover, the ECB type liquid crystal display device has a problem that the color change of the display color is large depending on the temperature. This is because the birefringence of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell has temperature dependence, and the birefringence of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell is Δn · d (refractive index anisotropy Δn of liquid crystal and liquid crystal Although it depends on the value of (the product of the layer thickness d), the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal largely changes with temperature, so that the birefringence of the liquid crystal layer greatly changes with temperature and the display color changes.

【0015】本発明は、カラーフィルタを用いずに明る
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、視野角が広く、温度による
表示色の色変化も小さい、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。
According to the present invention, a bright color display can be obtained without using a color filter, a plurality of colors can be displayed at the same location, and the viewing angle is wide, and the color change of the display color due to temperature is small. An object of the present invention is to provide a color liquid crystal display device.

【0016】[0016]

【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その表面側と裏面
側とに配置された一対の偏光板と、前記一対の偏光板の
間に配置された位相差板とを備え、かつ、前記位相差板
は、その遅相軸であるx軸方向の屈折率nx と、y軸方
向の屈折率ny およびz軸方向の屈折率nz とが、nx
>nz >ny の関係にある二軸性位相差板であって、前
記一対の偏光板の透過軸および前記位相差板の遅相軸の
向きと前記液晶セルの基板近傍における液晶分子の配向
方向とが、一方の偏光板を透過して入射した光が前記位
相差板の複屈折効果と前記液晶セルの液晶層の複屈折効
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されていることを特徴とするもので
ある。
A color liquid crystal display device of the present invention is a liquid crystal cell comprising a nematic liquid crystal layer in which liquid crystal molecules are twist-aligned between a pair of substrates having electrodes formed on the inner surfaces thereof, and the liquid crystal cell. A pair of polarizing plates arranged on the front surface side and the back surface side of the polarizing plate, and a retardation plate disposed between the pair of polarizing plates, and the retardation plate has a slow axis the refractive indices n x a certain x-axis direction, a refractive index n z in the refractive index n y and z-axis direction of the y-axis direction, n x
A biaxial retardation plate having a relation of> n z > n y , wherein the transmission axes of the pair of polarizing plates and the directions of the slow axes of the retardation plates and the liquid crystal molecules in the vicinity of the substrate of the liquid crystal cell Alignment direction, the light incident through the one polarizing plate is elliptically polarized light having different polarization states due to the birefringence effect of the retardation plate and the birefringence effect of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell. The light quantity ratio of each wavelength light of the light transmitted through the other polarizing plate of the light is set to be a ratio corresponding to a desired colored light.

【0017】本発明は、透過型の液晶表示装置にも、液
晶セルの裏面側に配置された裏側偏光板の背後に反射板
を配置した反射型の液晶表示装置にも適用できるもので
あり、前記二軸性位相差板の数は1枚でも2枚でもよ
く、また、前記液晶セルの液晶分子のツイスト角は、8
0°〜110°、110°〜130°、180°〜27
0°のいずれであってもよい。
The present invention can be applied to both a transmissive liquid crystal display device and a reflective liquid crystal display device in which a reflecting plate is arranged behind a back side polarizing plate arranged on the back side of a liquid crystal cell. The number of the biaxial retardation plate may be one or two, and the twist angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell is 8
0 ° -110 °, 110 ° -130 °, 180 ° -27
It may be 0 °.

【0018】また、反射型液晶表示装置において、1枚
の二軸性位相差板を用いる場合は、前記位相差板を、液
晶セルの表面側に配置された表側偏光板と前記液晶セル
との間に配置するのが望ましく、その場合は、少なくと
も、前記表側偏光板の透過軸と、前記位相差板の遅相軸
とを、所定角度斜めにずらせばよい。
Further, in the case of using one biaxial retardation plate in the reflection type liquid crystal display device, the retardation plate is composed of the front side polarizing plate arranged on the surface side of the liquid crystal cell and the liquid crystal cell. It is desirable to dispose them between them. In that case, at least the transmission axis of the front-side polarizing plate and the slow axis of the retardation plate may be slanted by a predetermined angle.

【0019】さらに、反射型液晶表示装置において、2
枚の二軸性位相差板を用いる場合は、表側偏光板と液晶
セルとの間と、裏側偏光板と前記液晶セルとの間とに、
それぞれ1枚ずつ位相差板を配置してもよく、その場合
は、少なくとも、前記表側偏光板の透過軸と、この偏光
板に隣接する位相差板の遅相軸とを、所定角度斜めにず
らせばよい。
Further, in the reflection type liquid crystal display device, 2
When using a sheet of biaxial retardation plate, between the front side polarizing plate and the liquid crystal cell, and between the back side polarizing plate and the liquid crystal cell,
One retardation plate may be provided, and in that case, at least the transmission axis of the front-side polarizing plate and the slow axis of the retardation plate adjacent to this polarizing plate are slanted by a predetermined angle. Good.

【0020】さらにまた、反射型液晶表示装置におい
て、2枚の二軸性位相差板を用いる場合は、表側偏光板
と液晶セルとの間に2枚の位相差板を互いに重ねて配置
してもよく、その場合は、少なくとも、前記表側偏光板
の透過軸と、前記2枚の位相差板のうちの前記表側偏光
板に隣接する位相差板の遅相軸とを、所定角度斜めにず
らせばよい。
Furthermore, in the case of using two biaxial retardation plates in the reflection type liquid crystal display device, two retardation plates are placed to overlap each other between the front side polarizing plate and the liquid crystal cell. In that case, at least the transmission axis of the front-side polarizing plate and the slow axis of the retardation plate adjacent to the front-side polarizing plate of the two retardation plates are offset by a predetermined angle. Good.

【0021】本発明を、表側偏光板と液晶セルとの間に
1枚の二軸性位相差板を配置した反射型液晶表示装置に
適用する場合の例としては、液晶セルの液晶分子のツイ
スト角を80°〜110°、前記液晶セルのΔn・d
(液晶の屈折率異方性Δnと液晶層厚dとの積)の値を
520nm〜580nm、位相差板のリタデーション
(位相差板の屈折率異方性Δnと位相差板の厚さdとの
積)の値を400nm〜460nmにする。
As an example of applying the present invention to a reflection type liquid crystal display device in which one biaxial retardation plate is arranged between a front side polarizing plate and a liquid crystal cell, a twist of liquid crystal molecules of a liquid crystal cell is given as an example. Angle of 80 ° to 110 °, Δn · d of the liquid crystal cell
The value of (product of refractive index anisotropy Δn of liquid crystal and liquid crystal layer thickness d) is 520 nm to 580 nm, retardation of retardation plate (refractive index anisotropy Δn of retardation plate and thickness d of retardation plate) Value) of 400 nm to 460 nm.

【0022】液晶セルの液晶分子のツイスト角を110
°〜130°、前記液晶セルの液晶の値を880nm〜
970nm、位相差板のリタデーションの値を1270
nm〜1530nmにする。
The twist angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell is set to 110.
° ~ 130 °, the liquid crystal value of the liquid crystal cell is 880 nm ~
970 nm, the retardation value of the retardation plate is 1270
nm to 1530 nm.

【0023】液晶セルの液晶分子のツイスト角を180
°〜270°、前記液晶セルのΔn・dの値を850n
m〜910nm、位相差板のリタデーションの値を40
0nm〜460nmにする。
The twist angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell is set to 180.
° to 270 °, the value of Δn · d of the liquid crystal cell is set to 850n
m to 910 nm, retardation value of retardation plate is 40
It is set to 0 nm to 460 nm.

【0024】等の例がある。There are examples such as

【0025】また、本発明を、表側偏光板と液晶セルと
の間と、裏側偏光板と液晶セルとの間とに、それぞれ1
枚ずつ二軸性位相差板を配置した反射型液晶表示装置に
適用する例としては、液晶セルの液晶分子のツイスト角
が180°〜270°、前記液晶セルのΔn・dの値を
1250nm〜1450nm、表側偏光板に隣接する位
相差板のリタデーションの値を1570nm〜1630
nm、裏側偏光板に隣接する位相差板のリタデーション
の値を1570nm〜1630nmにする例がある。
Further, according to the present invention, 1 is provided between the front side polarizing plate and the liquid crystal cell and between the back side polarizing plate and the liquid crystal cell.
As an example of application to a reflective liquid crystal display device in which biaxial retardation plates are arranged one by one, the twist angle of liquid crystal molecules of the liquid crystal cell is 180 ° to 270 °, and the value of Δn · d of the liquid crystal cell is 1250 nm to 1450 nm, the retardation value of the retardation plate adjacent to the front polarizing plate is set to 1570 nm to 1630.
nm, there is an example in which the retardation value of the retardation plate adjacent to the back side polarizing plate is set to 1570 nm to 1630 nm.

【0026】また、本発明を、表側偏光板と液晶セルと
の間に2枚の二軸性位相差板を互いに重ねて配置した反
射型液晶表示装置に適用とする例としては、液晶セルの
液晶分子のツイスト角を180°〜270°、前記液晶
セルのΔn・dの値を1250nm〜1450nm、表
側偏光板に隣接する位相差板のリタデーションの値を1
570nm〜1630nm、液晶セルに隣接する位相差
板のリタデーションの値を1520nm〜1580nm
にする例がある。
Further, as an example in which the present invention is applied to a reflection type liquid crystal display device in which two biaxial retardation plates are arranged to overlap each other between a front side polarizing plate and a liquid crystal cell, The twist angle of the liquid crystal molecule is 180 ° to 270 °, the value of Δn · d of the liquid crystal cell is 1250 nm to 1450 nm, and the retardation value of the retardation plate adjacent to the front polarizing plate is 1.
570 nm to 1630 nm, the retardation value of the retardation plate adjacent to the liquid crystal cell is 1520 nm to 1580 nm
There is an example.

【0027】さらに、表側偏光板と液晶セルとの間に2
枚の二軸性位相差板を互いに重ねて配置した反射型液晶
表示装置において、前記液晶セルの液晶分子のツイスト
角が180°〜270°である場合は、前記液晶セルの
Δn・dの値を1490nm以上と大きくしてもよい。
Further, 2 is provided between the front side polarizing plate and the liquid crystal cell.
In a reflection type liquid crystal display device in which two biaxial retardation plates are arranged to overlap each other, when the twist angle of liquid crystal molecules of the liquid crystal cell is 180 ° to 270 °, the value of Δn · d of the liquid crystal cell May be as large as 1490 nm or more.

【0028】その例としては、液晶セルのΔn・dの値
を1490nm〜1590nm、表側偏光板に隣接する
位相差板のリタデーションの値を1570nm〜163
0nm、液晶セルに隣接する位相差板のリタデーション
の値を1420nm〜1480nmにする。
As an example, the value of Δn · d of the liquid crystal cell is 1490 nm to 1590 nm, and the value of retardation of the retardation plate adjacent to the front polarizing plate is 1570 nm to 163.
The retardation value of the retardation film adjacent to the liquid crystal cell is set to 0 nm and 1420 nm to 1480 nm.

【0029】液晶セルのΔn・dの値を1530nm〜
1730nm、表側偏光板に隣接する位相差板のリタデ
ーションの値を1570nm〜1630nm、液晶セル
に隣接する位相差板のリタデーションの値を1520n
m〜1580nmにする。
The value of Δn · d of the liquid crystal cell is from 1530 nm to
1730 nm, the retardation value of the retardation plate adjacent to the front-side polarizing plate is 1570 nm to 1630 nm, and the retardation value of the retardation plate adjacent to the liquid crystal cell is 1520 n.
m to 1580 nm.

【0030】等の例がある。There are examples such as

【0031】また、本発明の他のカラー液晶表示装置
は、反射型表示装置として使用されるものであり、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、
前記液晶セルの表面側だけに配置された1枚の偏光板
と、前記液晶セルの裏面側に配置された反射板と、前記
偏光板と反射板との間に配置された位相差板とを備え、
かつ、前記位相差板は、その遅相軸であるx軸方向の屈
折率nx と、y軸方向の屈折率ny およびz軸方向の屈
折率nz とが、nx >nz >ny の関係にある二軸性位
相差板であって、前記偏光板の透過軸および前記位相差
板の遅相軸の向きと前記液晶セルの基板近傍における液
晶分子の配向方向とが、前記偏光板を透過して入射し前
記反射板で反射されて前記偏光板に入射する光が前記位
相差板の複屈折効果と前記液晶セルの液晶層の複屈折効
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
偏光となり、かつ、その光のうちの前記偏光板を透過し
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
になるように設定されていることを特徴とするものであ
る。
Further, another color liquid crystal display device of the present invention is used as a reflection type display device and has a nematic liquid crystal layer in which liquid crystal molecules are twist-aligned between a pair of substrates having electrodes formed on the inner surfaces thereof. A liquid crystal cell provided,
A single polarizing plate arranged only on the front surface side of the liquid crystal cell, a reflecting plate arranged on the rear surface side of the liquid crystal cell, and a retardation plate arranged between the polarizing plate and the reflecting plate. Prepare,
Further, in the retardation plate, the refractive index n x in the x-axis direction, which is the slow axis, and the refractive index n y in the y- axis direction and the refractive index n z in the z-axis direction are n x > n z >. In the biaxial retardation plate having a relationship of n y, the directions of the transmission axis of the polarizing plate and the slow axis of the retardation plate and the alignment direction of liquid crystal molecules near the substrate of the liquid crystal cell are The light that passes through the polarizing plate and is reflected by the reflecting plate and then enters the polarizing plate is polarized by the birefringence effect of the retardation plate and the birefringence effect of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell. It is characterized in that elliptically polarized light in different states is obtained, and the light amount ratio of each wavelength light of the light transmitted through the polarizing plate of the light is set to a ratio corresponding to a desired colored light. It is a thing.

【0032】[0032]

【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、位相差板と液
晶セルとを透過する間に、前記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。
In the color liquid crystal display device of the present invention, while the linearly polarized light that has been transmitted through one of the polarizing plates and is incident thereon is transmitted through the retardation plate and the liquid crystal cell, the birefringence effect of the retardation plate and the liquid crystal Due to the birefringence effect of the liquid crystal layer of the cell, each wavelength light becomes elliptically polarized light having a different polarization state, the light enters the other polarizing plate, and the light transmitted through the other polarizing plate constitutes the light. The colored light has a color corresponding to the light amount ratio of each wavelength light.

【0033】なお、液晶セルの裏面側に配置された裏側
偏光板の背後に反射板を配置した反射型液晶表示装置に
おいては、その表面側からの入射光が表側偏光板、位相
差板および液晶セルを透過して裏側偏光板に入射し、こ
の裏側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、前記裏側偏光板と液晶セルおよび位相差板と表
側偏光板とを透過して表面側に出射する。
In a reflection type liquid crystal display device in which a reflection plate is arranged behind a back side polarizing plate arranged on the back side of the liquid crystal cell, incident light from the front side is the front side polarizing plate, the retardation plate and the liquid crystal. The light that has passed through the cell and is incident on the back-side polarizing plate, and the light that has passed through the back-side polarizing plate and has become colored light is reflected by the reflection plate, and the back-side polarizing plate and the liquid crystal cell, and the retardation plate and the front-side polarizing plate. The light is transmitted and emitted to the surface side.

【0034】この着色光の色は、一対の偏光板の透過軸
の方向および位相差板の遅相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。
The color of this colored light is the direction of the transmission axis of the pair of polarizing plates, the direction of the slow axis of the retardation plate, and the alignment direction of the liquid crystal molecules in the vicinity of both substrates of the liquid crystal cell. It can be arbitrarily selected by setting the light amount ratio of each wavelength light of the light transmitted through the plate to be a ratio corresponding to a desired colored light.

【0035】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、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、透過型、反射
型を問わず、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。
That is, this color liquid crystal display device utilizes the birefringence effect of the retardation film, the birefringence effect of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell, and the polarization effect of the pair of polarizing plates without using a color filter. Since it does not absorb light by the color filter, it is possible to obtain a bright color display by increasing the light transmittance regardless of whether it is a transmission type or a reflection type.

【0036】また、このカラー液晶表示装置において
は、位相差板の複屈折性はこの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応じた液晶
分子の配向状態の変化によって変化し、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。
Further, in this color liquid crystal display device, the birefringence of the retardation plate is determined by the retardation value of the retardation plate, but the birefringence of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell is determined by the difference between the electrodes of both substrates. The voltage applied to the liquid crystal molecules changes depending on the alignment state of the liquid crystal molecules, and the polarization state of each wavelength light incident on the other polarizing plate changes accordingly. It is possible to change the color of the colored light, and thus it is possible to display a plurality of colors at the same place.

【0037】しかも、このカラー液晶表示装置において
は、液晶セルの液晶層の複屈折性は光の入射角によって
変化するが、位相差板の複屈折性は光の入射角が変化し
てもほとんど変わらないし、また、前記位相差板が、遅
相軸であるx軸方向の屈折率nx と、y軸方向の屈折率
y およびz軸方向の屈折率nz とが、nx >nz >n
y の関係にある二軸性位相差板であるため、光が液晶セ
ルの液晶層を垂直に透過したときと斜めに透過したとき
との位相差が前記二軸性位相差板によって補償されるか
ら、視野角が広くなる。
Moreover, in this color liquid crystal display device, the birefringence of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell changes depending on the incident angle of light, but the birefringence of the retardation plate hardly changes even when the incident angle of light changes. In the retardation plate, the refractive index n x in the x-axis direction, which is the slow axis, and the refractive index n y in the y- axis direction and the refractive index n z in the z-axis direction are n x > n. z > n
Since it is a biaxial retardation plate having a relation of y, the biaxial retardation plate compensates for the phase difference between when the light is transmitted vertically through the liquid crystal layer of the liquid crystal cell and when it is transmitted obliquely. Therefore, the viewing angle becomes wider.

【0038】さらに、このカラー液晶表示装置において
は、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、位相差板の温度による複屈折性の変化は極く小さ
いため、液晶セルの液晶層と位相差板との全体の複屈折
性は、温度依存性の小さい特性であり、したがって、温
度による表示色の色変化も小さくなる。
Further, in this color liquid crystal display device, the birefringence of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell changes depending on the temperature, but the birefringence change of the retardation plate due to the temperature is very small, so that the liquid crystal of the liquid crystal cell is changed. The birefringence of the entire layer and the retardation film has a characteristic that the temperature dependence is small, and therefore the color change of the display color due to the temperature is also small.

【0039】また、反射型液晶表示装置において、1枚
の二軸性位相差板を用いる場合、この位相差板を、表側
偏光板と液晶セルとの間に配置し、少なくとも、前記表
側偏光板の透過軸と位相差板の遅相軸とを所定角度斜め
にずらしておけば、表側偏光板を透過して入射した直線
偏光が、まず位相差板を透過する過程でその複屈折効果
により偏光状態を変えられ、その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さらに偏光状態を変
えられて裏側偏光板に入射するため、上述した着色光を
得ることができる。
Further, in the case of using one biaxial retardation plate in the reflection type liquid crystal display device, this retardation plate is arranged between the front side polarizing plate and the liquid crystal cell, and at least the front side polarizing plate is used. If the transmission axis of and the slow axis of the retardation plate are slanted by a predetermined angle, linearly polarized light that has passed through the front side polarizing plate and enters will be polarized by the birefringence effect in the process of passing through the retardation plate. Since the light is changed in state and the light is further changed in polarization state by the birefringence effect of the liquid crystal layer in the process of passing through the liquid crystal cell and is incident on the back side polarizing plate, the above-mentioned colored light can be obtained.

【0040】また、反射型液晶表示装置において、2枚
の二軸性位相差板を用いる場合、表側偏光板と液晶セル
との間と、裏側偏光板と液晶セルとの間とに、それぞれ
1枚ずつ位相差板を配置し、少なくとも、表側偏光板の
透過軸とこの偏光板に隣接する位相差板の遅相軸とを所
定角度斜めにずらしておけば、表側偏光板を透過して入
射した直線偏光が、まず表側偏光板に隣接する位相差板
を透過する過程でその複屈折効果により偏光状態を変え
られ、その光が液晶セルを透過する過程で液晶層の複屈
折効果によりさらに偏光状態を変えられ、さらにその光
が裏側偏光板に隣接する位相差板を透過する過程でその
複屈折効果により偏光状態を変えられて裏側偏光板に入
射するため、上述した着色光を得ることができる。
When two biaxial retardation plates are used in the reflection type liquid crystal display device, 1 is provided between the front side polarizing plate and the liquid crystal cell and between the back side polarizing plate and the liquid crystal cell. By arranging retardation plates one by one, and at least shifting the transmission axis of the front side polarizing plate and the slow axis of the retardation plate adjacent to this polarizing plate by a predetermined angle, the light is transmitted through the front side polarizing plate and incident. The linearly polarized light is changed in polarization state by the birefringence effect in the process of passing through the retardation plate adjacent to the front side polarizing plate, and further polarized by the birefringence effect in the liquid crystal layer in the process in which the light passes through the liquid crystal cell. It is possible to obtain the above-mentioned colored light because the polarization state is changed by the birefringence effect and is incident on the back side polarizing plate in the process of changing the state and further transmitting the light through the retardation plate adjacent to the back side polarizing plate. it can.

【0041】また、反射型液晶表示装置において、2枚
の二軸性位相差板を用いる場合、表側偏光板と液晶セル
との間に2枚の二軸性位相差板を互いに重ねて配置し、
少なくとも、表側偏光板の透過軸と2枚の位相差板のう
ちの前記表側偏光板に隣接する位相差板の遅相軸とを所
定角度斜めにずらしておけば、表側偏光板を透過して入
射した直線偏光が、まず表側偏光板に隣接する位相差板
を透過する過程でその複屈折効果により偏光状態を変え
られ、その光が液晶セルに隣接する位相差板を透過する
過程でその複屈折効果によりさらに偏光状態を変えら
れ、さらにその光が液晶セルを透過する過程で液晶層の
複屈折効果により偏光状態を変えられて裏側偏光板に入
射するため、上述した着色光を得ることができる。
When two biaxial retardation plates are used in the reflection type liquid crystal display device, the two biaxial retardation plates are arranged to overlap each other between the front side polarizing plate and the liquid crystal cell. ,
If at least the transmission axis of the front-side polarizing plate and the slow axis of the retardation plate of the two retardation plates adjacent to the front-side polarizing plate are offset by a predetermined angle, the front-side polarizing plate is transmitted. The incident linearly polarized light is changed in polarization state by the birefringence effect in the process of passing through the retardation plate adjacent to the front side polarizing plate, and the polarized light is changed in the process of passing through the retardation plate adjacent to the liquid crystal cell. The polarization state can be further changed by the refraction effect, and the polarization state can be changed by the birefringence effect of the liquid crystal layer in the process of transmitting the light through the liquid crystal cell to be incident on the back side polarizing plate. it can.

【0042】上記2枚の二軸性位相差板を用いる液晶表
示装置においては、光が液晶セルの液晶層を垂直に透過
したときと斜めに透過したときとの位相差が2枚の二軸
性位相差板によってより効果的に補償されるから、視野
角がさらに広くなるし、また、液晶セルの液晶層と2枚
の位相差板との全体の複屈折性が、さらに温度依存性の
小さい特性になるため、温度による表示色の色変化もよ
り小さくなる。
In the liquid crystal display device using the above-mentioned two biaxial retardation plates, the phase difference between when light vertically passes through the liquid crystal layer of the liquid crystal cell and when it obliquely passes is two biaxial. Since it is more effectively compensated by the retardation film, the viewing angle is further widened, and the birefringence of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell and the two retardation plates is further dependent on the temperature. Since the characteristic becomes small, the color change of the display color due to the temperature becomes smaller.

【0043】さらに、表側偏光板と液晶セルとの間に2
枚の二軸性位相差板を互いに重ねて配置した反射型液晶
表示装置において、液晶セルの液晶分子のツイスト角が
180°〜270°である場合、前記液晶セルのΔn・
dの値を1490nm以上と大きくすれば、その液晶層
の印加電圧に対する複屈折性の変化が大きくなるため、
表示色数を多くすることができる。
Further, 2 is provided between the front side polarizing plate and the liquid crystal cell.
In a reflection-type liquid crystal display device in which two biaxial retardation plates are arranged on top of each other, when the twist angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell is 180 ° to 270 °, Δn.
If the value of d is increased to 1490 nm or more, the change in birefringence with respect to the applied voltage of the liquid crystal layer becomes large.
The number of display colors can be increased.

【0044】また、本発明の他のカラー液晶表示装置
は、反射型表示装置として使用されるものであり、この
カラー液晶表示装置においては、液晶セルの表面側に配
置された偏光板を透過して入射した直線偏光が、位相差
板と液晶セルとを透過し、さらに反射板で反射されて、
前記液晶セルと位相差板とを再び透過する間に、前記位
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
となり、その光が前記偏光板に入射して、この偏光板を
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。
Further, another color liquid crystal display device of the present invention is used as a reflection type display device, and in this color liquid crystal display device, the light is transmitted through a polarizing plate arranged on the surface side of the liquid crystal cell. The linearly polarized light that has been incident as an incident light passes through the retardation plate and the liquid crystal cell, and is further reflected by the reflection plate,
While passing through the liquid crystal cell and the retardation plate again, each wavelength light becomes elliptically polarized light having different polarization states due to the birefringence effect of the retardation plate and the birefringence effect of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell, and the light The light incident on the polarizing plate and transmitted through the polarizing plate becomes colored light of a color corresponding to the light quantity ratio of the wavelength lights constituting the light.

【0045】この着色光の色は、前記偏光板の透過軸の
方向および位相差板の遅相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。
The color of the colored light is transmitted through the polarizing plate in the directions of the transmission axis of the polarizing plate, the slow axis of the retardation plate, and the alignment direction of liquid crystal molecules in the vicinity of both substrates of the liquid crystal cell. It can be arbitrarily selected by setting the light quantity ratio of each wavelength light of the above-mentioned light to be a ratio corresponding to a desired colored light.

【0046】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、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、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、反射型のものであっ
ても、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。
That is, this color liquid crystal display device utilizes the birefringence effect of the retardation plate, the birefringence effect of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell, and the polarization effect of the polarizing plate without using a color filter. Therefore, since the color filter does not absorb light, it is possible to obtain a bright color display by increasing the light transmittance even in the reflective type.

【0047】そして、このカラー液晶表示装置において
も、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応じた液晶分子の配向状態の変化
によって変化するため、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。
Also in this color liquid crystal display device, the birefringence of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell is changed by the change of the alignment state of the liquid crystal molecules according to the voltage applied between the electrodes of the both substrates. The color of the colored light can be changed by controlling the voltage applied to the liquid crystal cell, and therefore, a plurality of colors can be displayed at the same place.

【0048】また、このカラー液晶表示装置において
も、液晶セルの液晶層の複屈折性は光の入射角によって
変化するが、位相差板の複屈折性は光の入射角が変化し
てもほとんど変わらないし、また、前記位相差板が、遅
相軸であるx軸方向の屈折率nx と、y軸方向の屈折率
y およびz軸方向の屈折率nz とが、nx >nz >n
y の関係にある二軸性位相差板であるため、光が液晶セ
ルの液晶層を垂直に透過したときと斜めに透過したとき
との位相差が前記二軸性位相差板によって補償されるか
ら、視野角が広くなる。
Also in this color liquid crystal display device, the birefringence of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell changes depending on the incident angle of light, but the birefringence of the retardation plate hardly changes even when the incident angle of light changes. In the retardation plate, the refractive index n x in the x-axis direction, which is the slow axis, and the refractive index n y in the y- axis direction and the refractive index n z in the z-axis direction are n x > n. z > n
Since it is a biaxial retardation plate having a relation of y, the biaxial retardation plate compensates for the phase difference between when the light is transmitted vertically through the liquid crystal layer of the liquid crystal cell and when it is transmitted obliquely. Therefore, the viewing angle becomes wider.

【0049】さらに、このカラー液晶表示装置において
も、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、位相差板の温度による複屈折性の変化は極く小さ
いため、液晶セルの液晶層と位相差板との全体の複屈折
性は、温度依存性の小さい特性であり、したがって、温
度による表示色の色変化も小さくなる。
Further, also in this color liquid crystal display device, the birefringence of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell changes depending on the temperature, but the birefringence change of the retardation plate due to the temperature is extremely small, and therefore the liquid crystal of the liquid crystal cell is The birefringence of the entire layer and the retardation film has a characteristic that the temperature dependence is small, and therefore the color change of the display color due to the temperature is also small.

【0050】[0050]

【実施例】【Example】

[第1の実施例]以下、本発明の第1の実施例を図1〜
図5を参照して説明する。この実施例のカラー液晶表示
装置は、液晶分子のツイスト角が80°〜110°の液
晶セルと1枚の二軸性位相差板を用いたものである。
[First Embodiment] Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG. The color liquid crystal display device of this embodiment uses a liquid crystal cell in which the twist angle of liquid crystal molecules is 80 ° to 110 ° and one biaxial retardation plate.

【0051】図1はカラー液晶表示装置の断面図であ
り、この液晶表示装置は、液晶セル10と、この液晶セ
ル10をはさんでその表面側(図において上面側)と裏
面側(図において下面側)に配置された一対の偏光板2
1,22と、液晶セル10の表面側に配置された表側偏
光板21と前記液晶セル10との間に配置された1枚の
位相差板23と、液晶セル10の裏面側に配置された裏
側偏光板22の背後に配置された反射板25とからなっ
ている。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a color liquid crystal display device. This liquid crystal display device includes a liquid crystal cell 10 and a front surface side (upper surface side in the drawing) and a back surface side (in the drawing) of the liquid crystal cell 10. A pair of polarizing plates 2 arranged on the lower surface side)
1, 22 and one front side polarizing plate 21 arranged on the front surface side of the liquid crystal cell 10 and one retardation plate 23 arranged between the liquid crystal cell 10 and the rear surface side of the liquid crystal cell 10. It is composed of a reflecting plate 25 arranged behind the back side polarizing plate 22.

【0052】上記液晶セル10は、内面に透明電極1
3,14が形成されその上に配向膜15,16が形成さ
れた一対の透明基板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間の前記シール材
17で囲まれた領域に、液晶分子がツイスト配向したネ
マティック液晶層18を設けたものである。
The liquid crystal cell 10 has a transparent electrode 1 on its inner surface.
3, a pair of transparent substrates 11 and 12 on which alignment films 15 and 16 are formed are bonded via a frame-shaped sealing material 17, and the sealing material 17 between the substrates 11 and 12 is joined. A nematic liquid crystal layer 18 in which liquid crystal molecules are twist-aligned is provided in a region surrounded by.

【0053】この液晶セル10は、単純マトリックス型
のものであり、表側基板11の内面に形成された電極1
3は走査電極、裏側基板12の内面に形成された電極1
4は信号電極である。
The liquid crystal cell 10 is of a simple matrix type and has electrodes 1 formed on the inner surface of the front substrate 11.
Reference numeral 3 denotes a scanning electrode, and an electrode 1 formed on the inner surface of the back substrate 12
4 is a signal electrode.

【0054】また、両基板11,12の内面にそれぞれ
設けられた配向膜15,16は、例えばポリイミド等か
らなる水平配向膜であり、これら配向膜15,16は、
その膜面を所定方向にラビングすることによって配向処
理されている。
The alignment films 15 and 16 provided on the inner surfaces of both substrates 11 and 12 are horizontal alignment films made of, for example, polyimide, and these alignment films 15 and 16 are
Alignment treatment is performed by rubbing the film surface in a predetermined direction.

【0055】そして、前記液晶層18の液晶の分子は、
それぞれの基板11,12側における配向方向を前記配
向膜15,16で規制され、両基板11,12間におい
て80°〜110°(この実施例ではほぼ90°)のツ
イスト角でツイスト配向している。なお、この液晶層1
8には、液晶分子にツイスト配向性を付与するカイラル
液晶が添加されている。
The molecules of the liquid crystal of the liquid crystal layer 18 are
The orientation directions on the substrates 11 and 12 side are regulated by the orientation films 15 and 16, and the substrates 11 and 12 are twist-oriented at a twist angle of 80 ° to 110 ° (approximately 90 ° in this embodiment). There is. The liquid crystal layer 1
In 8, a chiral liquid crystal that imparts twist alignment to liquid crystal molecules is added.

【0056】また、上記一対の偏光板21,22のう
ち、表側偏光板21は、その透過軸を、上記液晶セル1
0の一方の基板の近傍における液晶分子の配向方向とほ
ぼ平行にするかあるいはほぼ直交させて配置され、裏側
偏光板22は、その透過軸を、前記表側偏光板21の透
過軸とほぼ平行にするかあるいはほぼ直交させて配置さ
れており、さらに、位相差板23は、その遅相軸を、前
記表側偏光板21の透過軸に対して所定角度斜めにずら
して設けられている。
Of the pair of polarizing plates 21 and 22, the front polarizing plate 21 has its transmission axis set to the liquid crystal cell 1 described above.
0 is disposed substantially parallel to or substantially orthogonal to the alignment direction of liquid crystal molecules in the vicinity of one substrate, and the rear side polarizing plate 22 has its transmission axis substantially parallel to the transmission axis of the front side polarizing plate 21. The retardation plate 23 is provided so as to be inclined or substantially orthogonal to each other, and the slow axis thereof is slanted by a predetermined angle with respect to the transmission axis of the front side polarizing plate 21.

【0057】図2は、液晶セル10の液晶分子配向方向
と、偏光板21,22の透過軸の向きと、位相差板23
の遅相軸の向きとを示す表面側から見た図であり、図に
おいて、11aは液晶セル10の表側基板11の近傍に
おける液晶分子の配向方向、12aは液晶セル10の裏
側基板12の近傍における液晶分子の配向方向を示して
いる。
FIG. 2 shows the alignment directions of liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10, the transmission axes of the polarizing plates 21 and 22, and the retardation plate 23.
FIG. 11 is a view showing the direction of the slow axis of the liquid crystal cell when viewed from the front side, in which 11a is the alignment direction of liquid crystal molecules in the vicinity of the front substrate 11 of the liquid crystal cell 10, and 12a is the vicinity of the back substrate 12 of the liquid crystal cell 10. 3 shows the orientation direction of liquid crystal molecules.

【0058】この図2のように、液晶セル10の裏側基
板12の近傍における液晶分子の配向方向12aは、液
晶セル10の横軸Sに対し、表面側から見て右回りにほ
ぼ45°の方向、表側基板11の近傍における液晶分子
の配向方向11aは、前記裏側基板12の近傍における
液晶分子の配向方向12aに対し、表面側から見て左回
りにほぼ90°の方向にあり、液晶分子は、裏側基板1
2側から表側基板11側に向かい、表面側から見て右回
りにほぼ90°のツイスト角でツイスト配向している。
As shown in FIG. 2, the alignment direction 12a of the liquid crystal molecules in the vicinity of the back substrate 12 of the liquid crystal cell 10 is about 45 ° clockwise with respect to the horizontal axis S of the liquid crystal cell 10 when viewed from the front side. Direction, the alignment direction 11a of the liquid crystal molecules near the front substrate 11 is approximately 90 ° counterclockwise when viewed from the front side with respect to the alignment direction 12a of the liquid crystal molecules near the back substrate 12. Is the backside substrate 1
From the 2nd side to the front side substrate 11 side, as viewed from the front side, the twist orientation is clockwise with a twist angle of about 90 °.

【0059】また、図2において、21aは表側偏光板
21の透過軸、22aは裏側偏光板22の透過軸を示し
ており、この実施例では、表側偏光板21の透過軸21
aを上記液晶セル10の表側基板11の近傍における液
晶分子の配向方向11aに対してほぼ直交させ、裏偏光
板22の透過軸22aを表側偏光板21の透過軸21a
とほぼ平行にしている。
Further, in FIG. 2, 21a indicates a transmission axis of the front side polarizing plate 21, and 22a indicates a transmission axis of the back side polarizing plate 22. In this embodiment, the transmission axis 21 of the front side polarizing plate 21 is shown.
a is substantially orthogonal to the alignment direction 11a of the liquid crystal molecules near the front substrate 11 of the liquid crystal cell 10, and the transmission axis 22a of the back polarizing plate 22 is the transmission axis 21a of the front polarizing plate 21.
It is almost parallel to.

【0060】さらに、図2において、23aは上記位相
差板23の遅相軸を示しており、この位相差板23の遅
相軸23aは、表側偏光板21の透過軸21aに対して
所定角度斜めにずらしてある。なお、この実施例では、
位相差板23の遅相軸23aを、表側偏光板21の透過
軸21aに対して、表面側から見て液晶セル10の液晶
分子ツイスト方向と逆方向(左回り)にほぼ45°ずら
している。
Further, in FIG. 2, reference numeral 23a denotes a slow axis of the retardation plate 23, and the slow axis 23a of the retardation plate 23 is at a predetermined angle with respect to the transmission axis 21a of the front side polarizing plate 21. It is slanted. In this embodiment,
The slow axis 23a of the retardation plate 23 is shifted from the transmission axis 21a of the front-side polarizing plate 21 by approximately 45 ° in the opposite direction (counterclockwise) to the liquid crystal molecule twist direction of the liquid crystal cell 10 when viewed from the surface side. .

【0061】図3は上記位相差板23の斜視図であり、
この位相差板23は、その遅相軸(延伸軸)23aであ
るx軸方向の屈折率nx と、y軸方向の屈折率ny およ
びz軸方向の屈折率nz とがnx >nz >ny の関係に
ある二軸性位相板である。
FIG. 3 is a perspective view of the retardation plate 23.
The retardation plate 23 has a refractive index n x in the x-axis direction, which is the slow axis (stretching axis) 23 a, a refractive index n y in the y- axis direction, and a refractive index n z in the z-axis direction, n x >. It is a biaxial phase plate having a relationship of n z > n y .

【0062】また、この実施例では、上記液晶セル10
として、液晶の屈折率異方性Δnと液晶層厚dとの積Δ
n・dの値が552nmのものを用いている。なお、こ
の液晶セル10の液晶の複屈折率Δnおよび液晶層厚d
は、 Δn=0.092 d=6μm である。
Further, in this embodiment, the liquid crystal cell 10 described above is used.
Is the product Δ of the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal and the liquid crystal layer thickness d.
The value of n · d is 552 nm. The birefringence Δn of the liquid crystal of the liquid crystal cell 10 and the liquid crystal layer thickness d
Is Δn = 0.092 d = 6 μm.

【0063】さらに、この実施例では、上記二軸性位相
差板23として、x,y,z軸方向の屈折率nx
y ,nz およびその板厚(屈折率異方性のある部分の
厚み)dが、 nx =1.4 ny =1.2 nz =1.3 d=2.15μm のものを用いている。
Further, in this embodiment, as the biaxial retardation plate 23, the refractive index n x in the x-, y-, and z-axis directions,
n y and n z and their plate thicknesses (thicknesses of the portion having the refractive index anisotropy) are n x = 1.4 n y = 1.2 n z = 1.3 d = 2.15 μm I am using.

【0064】この二軸性位相差板23は、x軸方向の屈
折率nx とy軸方向の屈折率ny との差に応じた屈折率
異方性Δn(Δn=nx −ny )をもっており、そのリ
タデーション(位相差板の屈折率異方性Δnと位相差板
の板厚dとの積)の値は、430nmである。
The biaxial retardation plate 23 has a refractive index anisotropy Δn (Δn = n x −n y) corresponding to the difference between the refractive index n x in the x- axis direction and the refractive index n y in the y-axis direction. ), And the value of its retardation (the product of the refractive index anisotropy Δn of the retardation plate and the plate thickness d of the retardation plate) is 430 nm.

【0065】上記カラー液晶表示装置は、その表面側か
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、液晶セ
ル10の両基板11,12の電極13,14間に電圧を
印加して表示駆動される。
The above-mentioned color liquid crystal display device displays external light (natural light, indoor illumination light, etc.) incident from the front surface side by reflecting it on the rear surface side reflection plate 25, and displays it on both substrates 11 of the liquid crystal cell 10. , 12 are applied to drive a display by applying a voltage between the electrodes 13 and 14.

【0066】そして、このカラー液晶表示装置において
は、その表面側から表側偏光板21を透過して入射した
直線偏光が、位相差板23および液晶セル10を順次透
過する間に、前記位相差板23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
えられて裏側偏光板22に入射し、この裏側偏光板22
を透過した光が着色光になる。
In this color liquid crystal display device, while the linearly polarized light which has passed through the front-side polarizing plate 21 and is incident from the surface side thereof sequentially passes through the retardation plate 23 and the liquid crystal cell 10, the retardation plate is formed. The polarization state is changed by the birefringence effect of 23 and the birefringence effect of the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10, and enters the back-side polarizing plate 22.
The light transmitted through becomes the colored light.

【0067】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、表側偏光板21を透過して直
線偏光となった後に、まず位相差板23に入射するが、
この位相差板23遅相軸23aが前記表側偏光板21の
透過軸21aに対して所定角度(この実施例ではほぼ4
5°)斜めにずれているため、表側偏光板21を透過し
た直線偏光が、位相差板23を透過する間にそのリタデ
ーション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る。
Explaining the coloring of this light, external light entering the liquid crystal display device first enters the retardation film 23 after passing through the front side polarizing plate 21 to become linearly polarized light.
The retardation plate 23 has a slow axis 23a at a predetermined angle with respect to the transmission axis 21a of the front-side polarizing plate 21 (in this embodiment, approximately 4 degrees).
5 °) Since it is deviated obliquely, the linearly polarized light that has passed through the front-side polarizing plate 21 undergoes a birefringence action according to the value of its retardation while passing through the retardation plate 23, and each wavelength light has its respective polarization state. Different elliptically polarized light.

【0068】また、上記位相差板23を透過した光は、
液晶セル10に入射し、その液晶層18を透過する間
に、この液晶セル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、各波長光の楕円偏光
の状態がさらに変化した光になる。
The light transmitted through the phase difference plate 23 is
While entering the liquid crystal cell 10 and passing through the liquid crystal layer 18, the liquid crystal cell 10 is subjected to a birefringence action according to the value of Δn · d of the liquid crystal cell 10 and the alignment state of the liquid crystal molecules, and the elliptically polarized light of each wavelength light The light becomes a state that has changed further.

【0069】そして、このように、位相差板23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
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
った光は、裏側偏光板22に入射し、その光のうち、裏
側偏光板22の透過軸22aに沿った成分の光だけがこ
の裏側偏光板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色
の着色光になる。
Thus, the elliptically polarized light of which the respective wavelengths have different polarization states due to the birefringence effect of the retardation film 23 and the birefringence effect of the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10 is backside polarized light. Of the light that has entered the plate 22, only the component light along the transmission axis 22a of the back-side polarizing plate 22 passes through this back-side polarizing plate 22, and this transmitted light (linearly polarized light)
However, the colored light becomes a colored light having a color corresponding to the light amount ratio of each wavelength light that constitutes the transmitted light.

【0070】この着色光の色は、一対の偏光板21,2
2の透過軸21a,22aおよび位相差板23の遅相軸
23aの向きと、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11a,12aと、液晶
セル10のΔn・dの値および位相差板23のリタデー
ションの値とを、裏側偏光板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。
The color of this colored light depends on the pair of polarizing plates 21 and 2.
2, the transmission axes 21a and 22a and the slow axis 23a of the retardation plate 23, the orientation directions 11a and 12a of liquid crystal molecules near the substrates 11 and 12 of the liquid crystal cell 10, and Δn · d of the liquid crystal cell 10. And the retardation value of the retardation film 23 are set so that the light quantity ratio of each wavelength light constituting the light transmitted through the back side polarizing plate 22 becomes a ratio corresponding to a desired colored light. You can choose.

【0071】また、裏側偏光板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
カラー画像が表示される。
Further, the colored light transmitted through the back side polarizing plate 22 is reflected by the reflection plate 25 and is emitted to the upper surface side of the liquid crystal display device through a route opposite to the above-mentioned optical route, and the colored light displays a color image. To be done.

【0072】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および液晶セル10の液晶層1
8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、裏側偏光板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を再び透過する過程で複屈折されて表側偏
光板21で吸収されるため、表側偏光板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。
In this case, the colored light reflected by the reflection plate 25 is the phase difference plate 23 and the liquid crystal layer 1 of the liquid crystal cell 10.
Of the light that has become elliptically polarized light having different polarization states due to the birefringence effect of 8, the light is only the component of the component along the transmission axis 22a of the back-side polarizing plate 22, Light of a very small wavelength component is birefringent in the process of passing through the liquid crystal cell 10 and the retardation film 23 again and is absorbed by the front side polarizing plate 21, so that the colored light that passes through the front side polarizing plate 21 and is emitted. Is light whose color purity is better than that of the colored light reflected by the reflector 25.

【0073】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、位相差板23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。
That is, in the color liquid crystal display device, the birefringence effect of the retardation plate 23, the birefringence effect of the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10, and the pair of polarizing plates 21 and 22 are used without using the color filter. Since the light is colored by utilizing the polarization effect, and the light is not absorbed by the color filter, the light transmittance can be increased. Therefore, even if the color liquid crystal display device is of a reflective type, a very bright color display can be obtained.

【0074】また、このカラー液晶表示装置において
は、上記位相差板23の複屈折性はこの位相差板23の
リタデーション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11,12の電極
13,14間に印加される電圧に応じた液晶分子の配向
状態の変化によって変化し、それに応じて上記裏側偏光
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、つまり同じ画素で、複数の色を表示することがで
きる。
Further, in this color liquid crystal display device, the birefringence of the retardation plate 23 is determined by the retardation value of the retardation plate 23, but the birefringence of the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10 is It changes depending on the change of the alignment state of the liquid crystal molecules according to the voltage applied between the electrodes 13 and 14 of both substrates 11 and 12, and the polarization state of each wavelength light incident on the back side polarizing plate 22 changes accordingly. For,
The color of the colored light can be changed by controlling the voltage applied to the liquid crystal cell 10, and therefore, a plurality of colors can be displayed at the same location, that is, the same pixel.

【0075】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
加電圧を高くし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,
12面に対してほぼ垂直に立上がった状態になる。
That is, the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10 are in the initial twist alignment state in which they are most collapsed with respect to the surfaces of the substrates 11 and 12 when no voltage is applied between the electrodes 13 and 14. When a voltage is applied between 14, as the applied voltage is increased, the rise alignment is performed while maintaining the twist alignment state, and finally, the substrate 11,
It will be in a state of rising almost vertically to the 12th surface.

【0076】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。
The value of the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal is
Apparently, the liquid crystal molecules become smaller as they rise and align, and become “0” when the liquid crystal molecules vertically rise and align. Therefore, the apparent value of Δn · d of the liquid crystal cell 10 is The maximum value is obtained when the liquid crystal molecules are in the initial twist alignment state, and is “0” when the liquid crystal molecules are vertically oriented and aligned.

【0077】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、
位相差板23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裏側偏光板22に入射し、この偏
光板22を透過した光が、ある色の着色光になる。
For this reason, the birefringence of the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10 is the largest when no voltage is applied, that is, when the liquid crystal molecules are in the initial twist alignment state.
Due to the birefringence effect of the retardation plate 23, the elliptically polarized light of which the wavelengths are different from each other in the polarization state is largely birefringent by the liquid crystal layer 18, enters the back side polarizing plate 22, and is transmitted through this polarizing plate 22. The light becomes a colored light of a certain color.

【0078】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裏側偏
光板22に入射して、この偏光板22を透過した光が他
の色に着色する。
When a voltage is applied to the liquid crystal cell 10,
The birefringence of the liquid crystal layer 18 changes according to the voltage, and light having a polarization state different from that in the state in which no voltage is applied is incident on the back side polarizing plate 22 and the light transmitted through this polarizing plate 22 is other. To the color of.

【0079】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、位相差板23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
して裏側偏光板22に入射するため、このときは、前記
裏側偏光板22を透過した光が、位相差板23の複屈折
効果だけによる着色光になる。
Furthermore, when a voltage is applied to the liquid crystal cell 10 so that the liquid crystal molecules rise and align substantially vertically, the birefringence of the liquid crystal layer 18 is almost lost, and the birefringence effect of the retardation plate 23 causes the light of each wavelength to be polarized. Since the different elliptically polarized lights having different polarizations pass through the liquid crystal cell 10 in that polarization state and enter the back side polarizing plate 22, at this time, the light passing through the back side polarizing plate 22 changes the phase difference plate 23. It becomes colored light only by the birefringence effect of.

【0080】このカラー液晶表示装置の表示色は、一対
の偏光板21,22の透過軸21a,22aおよび位相
差板23の遅相軸23aの向きと、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11
a,12aと、液晶セル10のΔn・dの値および位相
差板23のリタデーションの値と、液晶セル10への印
加電圧値とによって決まる。
The display colors of this color liquid crystal display device are the directions of the transmission axes 21a and 22a of the pair of polarizing plates 21 and 22 and the slow axis 23a of the retardation plate 23, and the orientations of both substrates 11 and 12 of the liquid crystal cell 10. Orientation direction of liquid crystal molecules in the vicinity 11
a, 12a, the value of Δn · d of the liquid crystal cell 10, the value of the retardation of the retardation film 23, and the value of the voltage applied to the liquid crystal cell 10.

【0081】このカラー液晶表示装置の表示色について
説明すると、図2に示したように、液晶セル10の液晶
分子のツイスト角がほぼ90°、表側偏光板21の透過
軸21aと位相差板23の遅相軸23aとのずれ角がほ
ぼ45°、表側偏光板21の透過軸21aが液晶セル1
0の表側基板11の近傍における液晶分子の配向方向1
1aに対してほぼ直交、裏偏光板22の透過軸22aが
表側偏光板21の透過軸21aとほぼ平行であり、液晶
セル10のΔn・dの値が552nm、位相差板23の
リタデーションの値が430nmである場合、液晶セル
10への印加電圧と表示色の関係は次のようになる。な
お、ここで、印加電圧値は実効値であり、表示色は、液
晶表示装置の表示を真正面から見たときの色である。
The display color of this color liquid crystal display device will be described. As shown in FIG. 2, the twist angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10 is approximately 90 °, the transmission axis 21a of the front polarizing plate 21 and the retardation plate 23. The deviation angle from the slow axis 23a of the liquid crystal cell 1 is about 45 °, and the transmission axis 21a of the front-side polarizing plate 21 is the liquid crystal cell 1.
Orientation direction 1 of liquid crystal molecules near the front substrate 11 of 0
1a, the transmission axis 22a of the back polarizing plate 22 is substantially parallel to the transmission axis 21a of the front polarizing plate 21, the value of Δn · d of the liquid crystal cell 10 is 552 nm, and the retardation value of the retardation plate 23. Is 430 nm, the relationship between the applied voltage to the liquid crystal cell 10 and the display color is as follows. Here, the applied voltage value is an effective value, and the display color is a color when the display of the liquid crystal display device is viewed from the front.

【0082】 (印加電圧) (表示色) 1.7v以下 オレンジ 2.9〜3.5v 黒 4.5v以上 青 このように、上記カラー液晶表示装置の表示色は、液晶
セル10に印加する電圧を高くしていくのにともなっ
て、オレンジ→黒→青の順に変化する。
(Applied Voltage) (Display Color) 1.7v or Less Orange 2.9 to 3.5v Black 4.5v or More Blue As described above, the display color of the color liquid crystal display device is the voltage applied to the liquid crystal cell 10. As you increase, the value changes in the order of orange → black → blue.

【0083】なお、ここでは、液晶セル10の液晶分子
のツイスト角をほぼ90°、液晶セル10のΔn・dの
値を552nm、位相差板23のリタデーションの値を
430nmとしたが、液晶セル10の液晶分子のツイス
ト角が80°〜110°の範囲で、表側偏光板21の透
過軸21aが液晶セル10の一方の基板の近傍における
液晶分子の配向方向11aまたは12aとほぼ平行かあ
るいはほぼ直交し、裏側偏光板22の透過軸22aが前
記表側偏光板21の透過軸21aとほぼ平行かあるいは
ほぼ直交しているとともに、表側偏光板21の透過軸2
1aに対する位相差板23の遅相軸23aのずれ角が4
5°±5°であり、かつ、液晶セル10のΔn・dの値
が520nm〜580nm、位相差板23のリタデーシ
ョンの値が400nm〜460nmの範囲であれば、上
記オレンジ,黒,青の表示色が得られる。
Here, the twist angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10 is about 90 °, the value Δn · d of the liquid crystal cell 10 is 552 nm, and the retardation value of the retardation plate 23 is 430 nm. When the twist angle of the liquid crystal molecule 10 is in the range of 80 ° to 110 °, the transmission axis 21a of the front-side polarizing plate 21 is substantially parallel or almost parallel to the alignment direction 11a or 12a of the liquid crystal molecule near one substrate of the liquid crystal cell 10. The transmission axis 22a of the back side polarizing plate 22 is substantially parallel or substantially orthogonal to the transmission axis 21a of the front side polarizing plate 21, and the transmission axis 2 of the front side polarizing plate 21 is orthogonal to each other.
The deviation angle of the slow axis 23a of the phase difference plate 23 with respect to 1a is 4
If it is 5 ° ± 5 °, and the value of Δn · d of the liquid crystal cell 10 is in the range of 520 nm to 580 nm and the retardation value of the retardation plate 23 is in the range of 400 nm to 460 nm, the above-mentioned orange, black, and blue display is performed. The color is obtained.

【0084】しかも、上記カラー液晶表示装置において
は、液晶セル10の液晶層18の複屈折性は光の入射角
によって変化するが、位相差板23の複屈折性は光の入
射角が変化してもほとんど変わらないし、また、前記位
相差板23が、遅相軸23aであるx軸方向の屈折率n
x と、y軸方向の屈折率ny およびz軸方向の屈折率n
z とが、nx >nz >ny の関係にある二軸性位相差板
であるため、光が液晶セル10の液晶層18を垂直に透
過したときと斜めに透過したときとの位相差が前記二軸
性位相差板23によって補償されるから、視野角が広く
なる。
Moreover, in the color liquid crystal display device, the birefringence of the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10 changes depending on the incident angle of light, but the birefringence of the retardation plate 23 changes the incident angle of light. However, the retardation plate 23 has a refractive index n in the x-axis direction which is the slow axis 23a.
x , the refractive index n y in the y-axis direction and the refractive index n in the z-axis direction
Since z is a biaxial retardation plate having a relationship of n x > n z > ny , the position between when light is transmitted vertically through the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10 and when it is transmitted obliquely. Since the phase difference is compensated by the biaxial retardation plate 23, the viewing angle becomes wide.

【0085】これは、上記二軸性位相差板23が、その
厚さ方向にも位相差をもっており、通常用いられている
一軸性位相差板に比べて、光の入射角に対する位相差の
変化が小さいためである。
This is because the biaxial retardation plate 23 has a retardation also in its thickness direction, and changes in the retardation with respect to the incident angle of light as compared with the normally used uniaxial retardation plate. Is small.

【0086】すなわち、位相差板の光入射角に対する
x,y軸方向の位相差Rxyは、位相差板の法線(x軸と
y軸を通る面に対して垂直な線)に沿う方向から光が入
射した場合、つまり位相差板の法線に対する光入射角が
0°の場合の位相差Rxy(0)が、 Rxy(0)=(nx −ny )d ……(1) (dは位相差板の板厚) 位相差板の法線に対してθ°傾いた方向から斜めに光が
入射した場合の位相差Rxy(θ)が、
That is, the phase difference R xy in the x and y axis directions with respect to the light incident angle of the retardation plate is the direction along the normal line of the retardation plate (the line perpendicular to the plane passing through the x axis and the y axis). When light is incident on the optical disc, that is, when the incident angle of light with respect to the normal line of the retardation plate is 0 °, the phase difference R xy (0) is R xy (0) = (n x −n y ) d ...... ( 1) (d is the thickness of the retardation plate) The phase difference R xy (θ) when light is obliquely incident from the direction inclined by θ ° with respect to the normal line of the retardation plate is

【数1】 となる。[Equation 1] Becomes

【0087】そして、通常の一軸性位相差板は、図3に
示したx,y,z軸方向の屈折率nx ,ny ,nz が、
x >ny =nz であるため、この一軸性位相差板の光
入射角が0°の場合の位相差Rxy(0)と、光入射角が
θ°の場合の位相差Rxy(θ)との比Rxy(θ)/Rxy
(0)は、光の入射角によって大きく変化する。
In the ordinary uniaxial retardation plate, the refractive indices n x , n y and n z in the x, y and z axis directions shown in FIG.
Since a n x> n y = n z , a phase difference R xy where light incident angle of the uniaxial retardation plate is 0 ° (0), when the light incident angle of theta ° phase difference R xy Ratio with (θ) R xy (θ) / R xy
(0) greatly changes depending on the incident angle of light.

【0088】これに対して、二軸性位相差板は、x,
y,z軸方向の屈折率nx ,ny ,nz が、nx >nz
>ny であるため、光入射角によるRxy(θ)/R
xy(0)の変化が小さく、したがって、光入射角による
位相差の変化が小さい。
On the other hand, the biaxial retardation plate has x,
Refractive indices n x , n y , and n z in the y and z axis directions are n x > n z
Since> ny , R xy (θ) / R depending on the incident angle of light
The change of xy (0) is small, and therefore the change of the phase difference due to the light incident angle is small.

【0089】すなわち、図4は、二軸性位相差板におけ
るRxy(θ)/Rxy(0)の光入射角による変化を、一
軸性位相差板と比較して示したものであり、一軸性位相
差板は、そのRxy(θ)/Rxy(0)が図に破線で示し
たように、光の入射角によって大きく変化するため、光
の入射角が大きくなると位相差が大きく変化してしまう
が、二軸性位相差板は、光入射角によるRxy(θ)/R
xy(0)の変化が図に実線で示すように小さく、したが
って光入射角による位相差の変化が小さい。
That is, FIG. 4 shows the change of R xy (θ) / R xy (0) in the biaxial retardation plate depending on the incident angle of light, as compared with the uniaxial retardation plate. Since the R xy (θ) / R xy (0) of the uniaxial retardation plate largely changes depending on the incident angle of light as shown by the broken line in the figure, the phase difference increases as the incident angle of light increases. Although it changes, the biaxial retardation plate changes R xy (θ) / R depending on the incident angle of light.
The change in xy (0) is small as shown by the solid line in the figure, and therefore the change in the phase difference due to the light incident angle is small.

【0090】なお、図4に示した一軸性位相差板のRxy
(θ)/Rxy(0)の値は、nx =1.4,ny =nz
=1.2である位相差板の値、二軸性位相差板のR
xy(θ)/Rxy(0)の値は、nx =1.4,ny
1.2,nz =1.3である位相差板の値である。
Note that R xy of the uniaxial retardation plate shown in FIG.
The values of (θ) / R xy (0) are n x = 1.4 and n y = n z
= 1.2, the value of the retarder, R of the biaxial retarder
The values of xy (θ) / R xy (0) are n x = 1.4 and n y =
It is the value of the retardation plate with 1.2 and nz = 1.3.

【0091】このように、通常の一軸性位相差板は光の
入射角によって位相差が大きく変化するため、上記カラ
ー液晶表示装置に一軸性位相差板を用いたのでは、視角
によって表示色がある程度変化してしまうが、二軸性位
相差板は光の入射角に対する位相差の変化が小さいた
め、この二軸性位相差板を用いれば、視角による表示色
の変化、つまり表示色の視角依存性がかなり小さくな
る。
As described above, since the phase difference of the ordinary uniaxial retardation plate largely changes depending on the incident angle of light, when the uniaxial retardation plate is used in the color liquid crystal display device, the display color varies depending on the viewing angle. Although it changes to some extent, the change in phase difference with respect to the incident angle of light is small in the biaxial retardation plate.Therefore, if this biaxial retardation plate is used, the display color changes depending on the viewing angle, that is, the viewing angle of the display color. Dependencies are much smaller.

【0092】図5は、位相差板23に、x,y,z軸方
向の屈折率nx ,ny ,nz が、nx >nz >ny の関
係にある二軸性位相差板を用いた上記実施例のカラー液
晶表示装置と、前記位相差板23をnx >ny =nz
通常の一軸性位相差板に置き換えた比較装置との視角と
表示色の色差(ΔE* ab)との関係を示しており、実線
は実施例装置の視角による色差の変化を示し、破線は比
較装置の視角による色差の変化を示している。
[0092] Figure 5 is a phase difference plate 23, x, y, the refractive indices n x a z-axis direction, n y, n z is biaxial retardation in relation n x> n z> n y The viewing angle and display color difference between the color liquid crystal display device of the above embodiment using a plate and a comparison device in which the retardation plate 23 is replaced with a normal uniaxial retardation plate of n x > n y = n z ( ΔE * ab), where the solid line shows the change in color difference depending on the viewing angle of the embodiment apparatus, and the broken line shows the change in color difference depending on the viewing angle of the comparison apparatus.

【0093】なお、実施例装置と比較装置は、いずれ
も、液晶セルの液晶分子ツイスト角をほぼ90°、液晶
の複屈折率Δnを0.092、液晶層厚を6μm、表側
偏光板の透過軸に対する位相差板の遅相軸のずれ角をほ
ぼ45°、表側偏光板の透過軸を液晶セルの表側基板の
近傍における液晶分子の配向方向に対してほぼ直交、裏
側偏光板の透過軸を表側偏光板の透過軸とほぼ平行にし
たものであり、また実施例装置に用いた二軸性位相差板
はnx =1.4,ny =1.2,nz =1.3の位相差
板、比較装置に用いた一軸性位相差板はnx =1.4,
y =nz =1.2の位相差板である。ただし、これら
位相差板の板厚はいずれも2.15μmである。
In each of the device of the embodiment and the device of comparison, the liquid crystal molecule twist angle of the liquid crystal cell is approximately 90 °, the birefringence index Δn of the liquid crystal is 0.092, the liquid crystal layer thickness is 6 μm, and the transmission of the front side polarizing plate. The angle of deviation of the slow axis of the retardation plate with respect to the axis is approximately 45 °, the transmission axis of the front side polarizing plate is substantially orthogonal to the alignment direction of the liquid crystal molecules near the front side substrate of the liquid crystal cell, and the transmission axis of the back side polarizing plate is The transmission axis of the front-side polarizing plate is approximately parallel to the transmission axis, and the biaxial retardation plate used in the device of the embodiment has n x = 1.4, n y = 1.2, and n z = 1.3. The retardation plate, the uniaxial retardation plate used in the comparison device has n x = 1.4,
It is a retardation plate with n y = n z = 1.2. However, the plate thickness of each of these retardation films is 2.15 μm.

【0094】また、上記表示色の色差(ΔE* ab)は、
視角が0°、つまり表示装置の真正面から表示を見たと
きの色度を基準とした値であり、この基準色度と各視角
での表示色の色度との差である。
The color difference (ΔE * ab) of the display colors is
The viewing angle is 0 °, that is, a value based on the chromaticity when the display is viewed from directly in front of the display device, which is the difference between the reference chromaticity and the chromaticity of the display color at each viewing angle.

【0095】この図5のように、x,y,z軸方向の屈
折率nx ,ny ,nz がnx >ny=nz である通常の
一軸性位相差板を用いた比較装置は、視角による色差の
変化が大きく、したがって表示色の視角依存性が大きい
が、nx >nz >ny の二軸性位相差板を用いた実施例
装置は、前記比較装置に比べて視角による色差の変化が
かなり小さく、したがって表示色の視角依存性が小さい
から、充分広い視野角をもっている。
As shown in FIG. 5, a comparison is made using an ordinary uniaxial retardation plate in which the refractive indices n x , n y and n z in the x, y and z axis directions are n x > n y = n z. apparatus, large changes in the color difference depending on the viewing angle is, therefore is large viewing angle dependence of display colors, examples device using a biaxial retardation film of n x> n z> n y, compared to the comparison device Since the change in color difference depending on the viewing angle is quite small, and the viewing angle dependency of the display color is small, the viewing angle is sufficiently wide.

【0096】さらに、上記実施例のカラー液晶表示装置
においては、液晶セル10の液晶層18の複屈折性は温
度によって変化するが、位相差板23の温度による複屈
折性の変化は極く小さいため、液晶セル10の液晶層1
8と位相差板23との全体の複屈折性は、温度依存性の
小さい特性であり、したがって、温度による表示色の色
変化も小さい。
Further, in the color liquid crystal display device of the above embodiment, the birefringence of the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10 changes with temperature, but the birefringence of the phase difference plate 23 with temperature is very small. Therefore, the liquid crystal layer 1 of the liquid crystal cell 10
The total birefringence of 8 and the retardation film 23 is a characteristic that temperature dependence is small, and therefore the color change of the display color due to temperature is also small.

【0097】なお、上記実施例では、位相差板23を表
側偏光板21と液晶セル10との間に設けているが、こ
の位相差板23は裏側偏光板22と液晶セル10との間
に設けてもよく、また、位相差板23の遅相軸23aと
この位相差板23が隣接する偏光板21(または22)
の透過軸21a(または22a)とのずれ角も任意でよ
い。ただし、位相差板23の偏光作用による着色効果を
十分に得るには、前記ずれ角は45±5°が望ましい。
Although the retardation plate 23 is provided between the front polarizing plate 21 and the liquid crystal cell 10 in the above embodiment, the retardation plate 23 is provided between the back polarizing plate 22 and the liquid crystal cell 10. It may be provided, and the slow axis 23a of the retardation plate 23 and the polarizing plate 21 (or 22) adjacent to this retardation plate 23
The deviation angle from the transmission axis 21a (or 22a) may be arbitrary. However, in order to sufficiently obtain the coloring effect of the polarization effect of the retardation plate 23, the shift angle is preferably 45 ± 5 °.

【0098】また、上記実施例のカラー液晶表示装置
は、その裏面に反射板25を設けた反射型のものである
が、この液晶表示装置は、前記反射板25をなくして透
過型装置として使用することも可能である。
Further, the color liquid crystal display device of the above-mentioned embodiment is of a reflection type in which the reflection plate 25 is provided on the back surface thereof, but this liquid crystal display device is used as a transmission type device without the reflection plate 25. It is also possible to do so.

【0099】[第2の実施例]なお、上記第1の実施例
では、液晶セル10の液晶分子のツイスト角を80°〜
110°としたが、この液晶セル10の液晶分子のツイ
スト角は、180°〜270°にしてもよい。
[Second Embodiment] In the first embodiment, the twist angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10 is 80 ° to 80 °.
Although it is set to 110 °, the twist angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10 may be set to 180 ° to 270 °.

【0100】図6は、本発明の第2の実施例を示す、液
晶セル10の液晶分子配向方向と、偏光板21,22の
透過軸の向きと、位相差板23の遅相軸の向きとを示す
表面側から見た図であり、この実施例では、液晶セル1
0の液晶分子のツイスト角を、ほぼ250°としてい
る。
FIG. 6 shows a second embodiment of the present invention, in which the liquid crystal molecule orientation direction of the liquid crystal cell 10, the transmission axis directions of the polarizing plates 21 and 22, and the slow axis direction of the retardation film 23. FIG. 3 is a view showing the above from the front side, and in this embodiment, the liquid crystal cell 1
The twist angle of the liquid crystal molecules of 0 is set to about 250 °.

【0101】なお、この実施例のカラー液晶表示装置
は、液晶セルの液晶分子のツイスト角をほぼ250°と
したものであるが、表示装置全体の基本的な構成は図1
に示したものと同じであるから、その説明は省略する。
In the color liquid crystal display device of this embodiment, the twist angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell is set to approximately 250 °. The basic structure of the entire display device is shown in FIG.
The description is omitted because it is the same as that shown in FIG.

【0102】この実施例では、図7のように、液晶セル
10の裏側基板12の近傍における液晶分子の配向方向
12aを、液晶セル10の横軸Sに対し、表面側から見
て右回りにほぼ100°の方向、表側基板11の近傍に
おける液晶分子の配向方向11aは、前記裏側基板12
の近傍における液晶分子の配向方向12aに対し、表面
側から見て右回りにほぼ70°の方向にし、液晶分子
を、裏側基板12側から表側基板11側に向かい表面側
から見て右回りにほぼ250°のツイスト角でツイスト
配向させている。
In this embodiment, as shown in FIG. 7, the alignment direction 12a of the liquid crystal molecules in the vicinity of the back substrate 12 of the liquid crystal cell 10 is clockwise with respect to the horizontal axis S of the liquid crystal cell 10 when viewed from the front side. The orientation 11a of liquid crystal molecules in the vicinity of the front substrate 11 is approximately 100 °, and
With respect to the orientation direction 12a of the liquid crystal molecules in the vicinity of, the liquid crystal molecules are turned clockwise by about 70 ° when viewed from the surface side, and the liquid crystal molecules are turned clockwise when viewed from the front side substrate 11 side from the back side substrate 12 side. Twist orientation is performed at a twist angle of approximately 250 °.

【0103】また、この実施例では、表側偏光板21の
透過軸21aと、裏側偏光板22の透過軸22aとを次
のような向きにするとともに、位相差板23の遅相軸2
3aを、表側偏光板21の透過軸21aに対して所定角
度斜めにずらしている。
Further, in this embodiment, the transmission axis 21a of the front side polarizing plate 21 and the transmission axis 22a of the back side polarizing plate 22 are oriented as follows, and the slow axis 2 of the retardation plate 23 is set.
3a is slanted by a predetermined angle with respect to the transmission axis 21a of the front polarizing plate 21.

【0104】すなわち、液晶セル10の裏側基板12の
近傍における液晶分子の配向方向12aを基準方向(0
°の方向)としたとき、表側偏光板21の透過軸21a
は、前記基準方向に対して、表面側から見て液晶セル1
0の液晶分子ツイスト方向と逆方向(左回り)にほぼ5
5°の方向にあり、裏側偏光板22の透過軸22aは、
上記基準方向に対して、表面側から見て前記液晶分子ツ
イスト方向と逆方向にほぼ45°の方向にある。
That is, the alignment direction 12a of liquid crystal molecules in the vicinity of the back substrate 12 of the liquid crystal cell 10 is set to the reference direction (0
Direction), the transmission axis 21a of the front polarizing plate 21
Is the liquid crystal cell 1 when viewed from the front side with respect to the reference direction.
Almost 5 in the opposite direction (counterclockwise) to the twist direction of 0 liquid crystal molecules
The transmission axis 22a of the back side polarizing plate 22 is in the direction of 5 °,
With respect to the reference direction, the direction is approximately 45 ° opposite to the twist direction of the liquid crystal molecules as viewed from the surface side.

【0105】また、位相差板23の遅相軸23aは、上
記基準方向に対して、表面側から見て前記液晶分子ツイ
スト方向と同方向(右回り)にほぼ80°の方向にあ
り、この位相差板23の遅相軸23aは、表側偏光板2
1の透過軸21aに対して、表面側から見て前記液晶分
子ツイスト方向と逆方向にぼ45°ずれている。
The slow axis 23a of the retardation plate 23 is approximately 80 ° in the same direction (clockwise direction) as the liquid crystal molecule twist direction as viewed from the surface side with respect to the reference direction. The slow axis 23a of the retardation plate 23 is the front side polarizing plate 2
With respect to the transmission axis 21a of No. 1, as viewed from the front surface side, the liquid crystal molecule is displaced by 45 ° in a direction opposite to the twist direction.

【0106】また、この実施例では、上記液晶セル10
として、液晶の屈折率異方性Δnと液晶層厚dとの積Δ
n・dの値が880nmのものを用いている。なお、こ
の液晶セル10の液晶の複屈折率Δnおよび液晶層厚d
は、 Δn=0.13 d=6.8μm である。
Further, in this embodiment, the liquid crystal cell 10 described above is used.
Is the product Δ of the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal and the liquid crystal layer thickness d.
The value of n · d used is 880 nm. The birefringence Δn of the liquid crystal of the liquid crystal cell 10 and the liquid crystal layer thickness d
Is Δn = 0.13 d = 6.8 μm.

【0107】なお、上記二軸性位相差板23は、第1の
実施例で用いたものと同じものであり、そのリタデーシ
ョンの値は430nm(nx =1.4,ny =1.2,
z=1.3,d=2.15μm)である。
The biaxial retardation plate 23 is the same as that used in the first embodiment, and its retardation value is 430 nm (n x = 1.4, n y = 1.2). ,
n z = 1.3, d = 2.15 μm).

【0108】この実施例のカラー液晶表示装置は、表面
側から入射する外光を裏面側の反射板25で反射させて
表示するものであり、液晶セル10の両基板11,12
の電極13,14間に電圧を印加して表示駆動される。
In the color liquid crystal display device of this embodiment, external light incident from the front surface side is reflected by the reflection plate 25 on the rear surface side for display, and both substrates 11, 12 of the liquid crystal cell 10 are displayed.
A display is driven by applying a voltage between the electrodes 13 and 14 of the.

【0109】そして、このカラー液晶表示装置において
は、その表面側から表側偏光板21を透過して入射した
直線偏光が、位相差板23および液晶セル10を順次透
過する間に、前記位相差板23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
えられて裏側偏光板22に入射し、この裏側偏光板22
を透過した光が着色光になる。
In this color liquid crystal display device, while the linearly polarized light which has passed through the front-side polarizing plate 21 and is incident from the surface side thereof sequentially passes through the retardation plate 23 and the liquid crystal cell 10, the retardation plate is introduced. The polarization state is changed by the birefringence effect of 23 and the birefringence effect of the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10, and enters the back-side polarizing plate 22.
The light transmitted through becomes the colored light.

【0110】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、表側偏光板21を透過して直
線偏光となった後に、まず位相差板23に入射するが、
この位相差板23遅相軸23aが前記表側偏光板21の
透過軸21aに対して所定角度(この実施例ではほぼ4
5°)斜めにずれているため、表側偏光板21を透過し
た直線偏光が、位相差板23を透過する間にそのリタデ
ーション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る。
Explaining this coloring of light, external light entering the liquid crystal display device first enters the retardation film 23 after being transmitted through the front side polarizing plate 21 to become linearly polarized light.
The retardation plate 23 has a slow axis 23a at a predetermined angle with respect to the transmission axis 21a of the front-side polarizing plate 21 (in this embodiment, approximately 4 degrees).
5 °) Since it is obliquely displaced, the linearly polarized light that has passed through the front-side polarizing plate 21 undergoes a birefringence action according to the value of its retardation while passing through the retardation plate 23, and each wavelength light has its respective polarization state. Different elliptically polarized light.

【0111】また、上記位相差板23を透過した光は、
液晶セル10に入射し、その液晶層18を透過する間
に、この液晶セル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、各波長光の楕円偏光
の状態がさらに変化した光になる。
The light transmitted through the phase difference plate 23 is
While entering the liquid crystal cell 10 and passing through the liquid crystal layer 18, the liquid crystal cell 10 is subjected to a birefringence action according to the value of Δn · d of the liquid crystal cell 10 and the alignment state of the liquid crystal molecules, and the elliptically polarized light of each wavelength light The light becomes a state that has changed further.

【0112】この場合、この実施例では、液晶セル10
の液晶分子のツイスト角をほぼ250°と大きくしてい
るため、液晶セル10の液晶層18の複屈折作用は、上
述した第1の実施例よりも大きい。
In this case, in this embodiment, the liquid crystal cell 10
Since the twist angle of the liquid crystal molecules is as large as approximately 250 °, the birefringence action of the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10 is larger than that in the first embodiment described above.

【0113】そして、このように、位相差板23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
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
った光は、裏側偏光板22に入射し、その光のうち、裏
側偏光板22の透過軸22aに沿った成分の光だけがこ
の裏側偏光板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色
の着色光になる。
Thus, the elliptically polarized light of which the respective wavelengths have different polarization states due to the birefringence effect of the retardation film 23 and the birefringence effect of the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10 is backside polarized light. Of the light that has entered the plate 22, only the component light along the transmission axis 22a of the back-side polarizing plate 22 passes through this back-side polarizing plate 22, and this transmitted light (linearly polarized light)
However, the colored light becomes a colored light having a color corresponding to the light amount ratio of each wavelength light that constitutes the transmitted light.

【0114】この着色光の色は、一対の偏光板21,2
2の透過軸21a,22aおよび位相差板23の遅相軸
23aの向きと、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11a,12aと、液晶
セル10のΔn・dの値および位相差板23のリタデー
ションの値とを、裏側偏光板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。
The color of this colored light corresponds to a pair of polarizing plates 21 and 2.
2, the transmission axes 21a and 22a and the slow axis 23a of the retardation plate 23, the orientation directions 11a and 12a of liquid crystal molecules near the substrates 11 and 12 of the liquid crystal cell 10, and Δn · d of the liquid crystal cell 10. And the retardation value of the retardation plate 23 are set so that the light quantity ratio of each wavelength light forming the light transmitted through the back side polarizing plate 22 becomes a ratio corresponding to a desired colored light. You can choose.

【0115】また、裏側偏光板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
カラー画像が表示される。
Further, the colored light transmitted through the back side polarizing plate 22 is reflected by the reflection plate 25 and is emitted to the upper surface side of the liquid crystal display device in the route opposite to the above-mentioned optical path, and the colored light displays a color image. To be done.

【0116】この反射板25で反射された着色光は、位
相差板23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、裏側偏光板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
を再び透過する過程で複屈折されて表側偏光板21で吸
収されるため、表側偏光板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。
The colored light reflected by the reflection plate 25 is elliptically polarized light of which the respective wavelengths are different due to the birefringence effect of the retardation plate 23 and the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10. , Light having a component along the transmission axis 22a of the back-side polarizing plate 22 and light having a very small wavelength component at the end of the wavelength range is the liquid crystal cell 10 and the retardation plate 23.
Is again birefringent and is absorbed by the front-side polarizing plate 21, the colored light that passes through the front-side polarizing plate 21 and is emitted has a better color purity than the colored light reflected by the reflecting plate 25. It becomes the light that became.

【0117】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、位相差板23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。
That is, in this color liquid crystal display device, the birefringence effect of the retardation plate 23, the birefringence effect of the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10 and the pair of polarizing plates 21 and 22 are used without using a color filter. Since the light is colored by utilizing the polarization effect, and the light is not absorbed by the color filter, the light transmittance can be increased. Therefore, even if the color liquid crystal display device is of a reflective type, a very bright color display can be obtained.

【0118】また、このカラー液晶表示装置において
は、上記位相差板23の複屈折性はこの位相差板23の
リタデーション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11,12の電極
13,14間に印加される電圧に応じた液晶分子の配向
状態の変化によって変化し、それに応じて上記裏側偏光
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、つまり同じ画素で、複数の色を表示することがで
きる。
In the color liquid crystal display device, the birefringence of the retardation plate 23 is determined by the retardation value of the retardation plate 23, but the birefringence of the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10 is It changes depending on the change of the alignment state of the liquid crystal molecules according to the voltage applied between the electrodes 13 and 14 of both substrates 11 and 12, and the polarization state of each wavelength light incident on the back side polarizing plate 22 changes accordingly. For,
The color of the colored light can be changed by controlling the voltage applied to the liquid crystal cell 10, and therefore, a plurality of colors can be displayed at the same location, that is, the same pixel.

【0119】このカラー液晶表示装置の表示色は、一対
の偏光板21,22の透過軸21a,22aおよび位相
差板23の遅相軸23aの向きと、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11
a,12aと、液晶セル10のΔn・dの値および位相
差板23のリタデーションの値と、液晶セル10への印
加電圧値とによって決まる。
The display colors of this color liquid crystal display device are the orientations of the transmission axes 21a and 22a of the pair of polarizing plates 21 and 22 and the slow axis 23a of the retardation plate 23, and the orientations of both substrates 11 and 12 of the liquid crystal cell 10. Orientation direction of liquid crystal molecules in the vicinity 11
a, 12a, the value of Δn · d of the liquid crystal cell 10, the value of the retardation of the retardation film 23, and the value of the voltage applied to the liquid crystal cell 10.

【0120】このカラー液晶表示装置の表示色について
説明すると、図6に示したように、液晶セル10の液晶
分子のツイスト角がほぼ250°、表側偏光板21の透
過軸21aと位相差板23の遅相軸23aとのずれ角が
ほぼ45°であって、液晶セル10の裏側基板12の近
傍における液晶分子の配向方向12aを基準方向とした
とき、表側偏光板21の透過軸21aが前記基準方向に
対し表面側から見て液晶セル10の液晶分子ツイスト方
向と逆方向にほぼ55°の方向、裏偏光板22の透過軸
22aが前記基準方向に対し表面側から見て前記液晶分
子ツイスト方向と逆方向にほぼ45°の方向、位相差板
23の遅相軸23aが前記基準方向に対し表面側から見
て前記液晶分子ツイスト方向と同方向にほぼ80°の方
向にあり、液晶セル10のΔn・dの値が880nm、
位相差板23のリタデーションの値が430nmである
場合、液晶セル10への印加電圧と表示色の関係は次の
ようになる。なお、ここで、印加電圧値は実効値であ
り、表示色は、液晶表示装置の表示を真正面から見たと
きの色である。
The display color of this color liquid crystal display device will be described. As shown in FIG. 6, the twist angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10 is approximately 250 °, the transmission axis 21a of the front side polarizing plate 21 and the retardation plate 23. Is about 45 ° with respect to the slow axis 23a, and when the alignment direction 12a of the liquid crystal molecules in the vicinity of the back substrate 12 of the liquid crystal cell 10 is used as a reference direction, the transmission axis 21a of the front polarizing plate 21 is When viewed from the front side with respect to the reference direction, the liquid crystal molecule twist direction of the liquid crystal cell 10 is approximately 55 ° in the opposite direction, and the transmission axis 22a of the back polarizing plate 22 is the liquid crystal molecule twist viewed from the front side with respect to the reference direction. And the slow axis 23a of the retardation plate 23 is in the direction of about 80 ° in the same direction as the liquid crystal molecule twist direction when viewed from the surface side with respect to the reference direction. 1 The value of Δn · d of 0 is 880 nm,
When the retardation value of the retardation film 23 is 430 nm, the relationship between the applied voltage to the liquid crystal cell 10 and the display color is as follows. Here, the applied voltage value is an effective value, and the display color is a color when the display of the liquid crystal display device is viewed from the front.

【0121】 (印加電圧) (表示色) 2.04v以下 赤 2.18〜2.22v 緑 2.44v以上 青 このように、上記カラー液晶表示装置の表示色は、液晶
セル10に印加する電圧を高くしていくのにともなっ
て、赤→緑→青の順に変化するため、1つの画素で、光
の三原色である赤,緑,青を表示することができる。
(Applied Voltage) (Display Color) 2.04v or Less Red 2.18 to 2.22v Green 2.44v or More Blue As described above, the display color of the color liquid crystal display device is the voltage applied to the liquid crystal cell 10. As the value increases, the color changes in the order of red → green → blue, so that one pixel can display the three primary colors of light, red, green, and blue.

【0122】なお、ここでは、液晶セル10の液晶分子
のツイスト角をほぼ250°、液晶セル10のΔn・d
の値を880nm、位相差板23のリタデーションの値
を430nmとしたが、液晶セル10の液晶分子のツイ
スト角が180°〜270°の範囲(望ましくは250
°±10°)で、表側偏光板21の透過軸21aに対す
る位相差板23の遅相軸23aのずれ角が45°±5°
であり、液晶セル10の裏側基板12の近傍における液
晶分子の配向方向を基準方向としたとき、表側偏光板2
1の透過軸21aが前記基準方向に対し表面側から見て
液晶セル10の液晶分子ツイスト方向と逆方向に55°
±10°の方向、裏側偏光板22の透過軸22aが前記
基準方向に対し表面側から見て前記液晶分子ツイスト方
向と逆方向に45°±10°の方向、位相差板23の遅
相軸23aが前記基準方向に対し表面側から見て前記液
晶分子ツイスト方向と同方向に80°±10°の方向に
あり、前記液晶セル10のΔn・dの値が850nm〜
910nm、位相差板23のリタデーションの値が40
0nm〜460nmの範囲であれば、上記赤,緑,青の
表示色が得られる。
Here, the twist angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10 is approximately 250 °, and Δn · d of the liquid crystal cell 10 is
Was set to 880 nm and the retardation value of the retardation plate 23 was set to 430 nm, but the twist angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10 was in the range of 180 ° to 270 ° (desirably 250).
Angle ± 10 °), the shift angle of the slow axis 23a of the retardation plate 23 with respect to the transmission axis 21a of the front polarizing plate 21 is 45 ° ± 5 °.
When the alignment direction of the liquid crystal molecules in the vicinity of the back substrate 12 of the liquid crystal cell 10 is the reference direction, the front polarizing plate 2
The transmission axis 21a of No. 1 is 55 ° in the direction opposite to the liquid crystal molecule twist direction of the liquid crystal cell 10 when viewed from the front side with respect to the reference direction.
± 10 ° direction, the transmission axis 22a of the back side polarizing plate 22 is 45 ° ± 10 ° in the direction opposite to the liquid crystal molecule twist direction when viewed from the front side with respect to the reference direction, and the slow axis of the retardation plate 23. 23a is in a direction of 80 ° ± 10 ° in the same direction as the liquid crystal molecule twist direction with respect to the reference direction from the surface side, and the value of Δn · d of the liquid crystal cell 10 is 850 nm to
910 nm, the retardation value of the retardation plate 23 is 40
In the range of 0 nm to 460 nm, the red, green, and blue display colors can be obtained.

【0123】しかも、上記カラー液晶表示装置において
は、液晶セル10の液晶層18の複屈折性は光の入射角
によって変化するが、位相差板23の複屈折性は光の入
射角が変化してもほとんど変わらないし、また、前記位
相差板23が、遅相軸23aであるx軸方向の屈折率n
x と、y軸方向の屈折率ny およびz軸方向の屈折率n
z とが、nx >nz >ny の関係にある二軸性位相差板
であるため、光が液晶セル10の液晶層18を垂直に透
過したときと斜めに透過したときとの位相差が前記二軸
性位相差板23によって補償されるから、視野角が広く
なる。
Moreover, in the color liquid crystal display device, the birefringence of the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10 changes depending on the incident angle of light, but the birefringence of the retardation plate 23 changes the incident angle of light. However, the retardation plate 23 has a refractive index n in the x-axis direction which is the slow axis 23a.
x , the refractive index n y in the y-axis direction and the refractive index n in the z-axis direction
Since z is a biaxial retardation plate having a relationship of n x > n z > ny , the position between when light is transmitted vertically through the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10 and when it is transmitted obliquely. Since the phase difference is compensated by the biaxial retardation plate 23, the viewing angle becomes wide.

【0124】この視野角の広さは、第1の実施例におい
て説明した通りであり、前記位相差板23に通常の一軸
性位相差板を用いたのでは、視角によって表示色がある
程度変化してしまうが、二軸性位相差板は光の入射角に
対する位相差の変化が小さいため、この二軸性位相差板
を用いれば、視角による表示色の変化、つまり表示色の
視角依存性がかなり小さくなるから、視野角を充分広く
することができる。
The width of this viewing angle is as described in the first embodiment. When a normal uniaxial retardation plate is used as the retardation plate 23, the display color changes to some extent depending on the viewing angle. However, since the biaxial retardation plate has a small change in the phase difference with respect to the incident angle of light, if this biaxial retardation plate is used, the change in the display color depending on the viewing angle, that is, the viewing angle dependence of the display color. Since it is considerably small, the viewing angle can be widened sufficiently.

【0125】さらに、このカラー液晶表示装置において
は、液晶セル10の液晶層18の複屈折性は温度によっ
て変化するが、位相差板23の温度による複屈折性の変
化は極く小さいため、液晶セル10の液晶層18と位相
差板23との全体の複屈折性は、温度依存性の小さい特
性であり、したがって、温度による表示色の色変化も小
さい。
Further, in this color liquid crystal display device, the birefringence of the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10 changes with temperature, but the birefringence of the phase difference plate 23 with temperature changes very little, so that the liquid crystal The birefringence of the entire liquid crystal layer 18 of the cell 10 and the retardation film 23 has a characteristic that temperature dependence is small, and therefore the color change of the display color due to temperature is also small.

【0126】なお、上記実施例では、位相差板23を表
側偏光板21と液晶セル10との間に設けているが、こ
の位相差板23は裏側偏光板22と液晶セル10との間
に設けてもよく、また、位相差板23の遅相軸23aと
この位相差板23が隣接する偏光板21(または22)
の透過軸21a(または22a)とのずれ角も任意でよ
い。ただし、位相差板23の偏光作用による着色効果を
十分に得るには、前記ずれ角は45±5°が望ましい。
In the above embodiment, the retardation plate 23 is provided between the front polarizing plate 21 and the liquid crystal cell 10. However, the retardation plate 23 is provided between the back polarizing plate 22 and the liquid crystal cell 10. It may be provided, and the slow axis 23a of the retardation plate 23 and the polarizing plate 21 (or 22) adjacent to this retardation plate 23
The deviation angle from the transmission axis 21a (or 22a) may be arbitrary. However, in order to sufficiently obtain the coloring effect of the polarization effect of the retardation plate 23, the shift angle is preferably 45 ± 5 °.

【0127】また、上記実施例のカラー液晶表示装置
は、その裏面に反射板25を設けた反射型のものである
が、この液晶表示装置は、前記反射板25をなくして透
過型装置として使用することも可能である。
Further, the color liquid crystal display device of the above-mentioned embodiment is a reflection type in which the reflection plate 25 is provided on the back surface thereof, but this liquid crystal display device is used as a transmission type device without the reflection plate 25. It is also possible to do so.

【0128】[第3の実施例]なお、上記第2の実施例
では、液晶セル10の液晶分子のツイスト角を180°
〜270°としたが、この液晶セル10の液晶分子のツ
イスト角は、第1の実施例より若干大きく上記第2の実
施例よりは小さい、110°〜130°にしてもよい。
[Third Embodiment] In the second embodiment, the twist angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10 is 180 °.
However, the twist angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10 may be 110 ° to 130 °, which is slightly larger than that in the first embodiment and smaller than that in the second embodiment.

【0129】図7は本発明の第3の実施例を示す、液晶
セル10の液晶分子配向方向と、偏光板21,22の透
過軸の向きと、位相差板23の遅相軸の向きとを示す表
面側から見た図であり、この実施例では、液晶セル10
の液晶分子のツイスト角を、110°〜130°として
いる。
FIG. 7 shows the third embodiment of the present invention, in which the liquid crystal molecule orientation direction of the liquid crystal cell 10, the transmission axis directions of the polarizing plates 21 and 22, and the slow axis direction of the retardation film 23 are shown. FIG. 3 is a view from the front side showing the liquid crystal cell 10 in this embodiment.
The twist angle of the liquid crystal molecule is 110 ° to 130 °.

【0130】なお、この実施例のカラー液晶表示装置
は、液晶セルの液晶分子のツイスト角をほぼ250°と
したものであるが、表示装置全体の基本的な構成は図1
に示したものと同じであるから、その説明は省略する。
In the color liquid crystal display device of this embodiment, the twist angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell is approximately 250 °, but the basic structure of the entire display device is shown in FIG.
The description is omitted because it is the same as that shown in FIG.

【0131】この実施例では、図7のように、液晶セル
10の裏側基板12の近傍における液晶分子の配向方向
12aを、液晶セル10の横軸Sに対し、表面側から見
て右回りに30°±5°の方向、表側基板11の近傍に
おける液晶分子の配向方向11aを、前記裏側基板12
の近傍における液晶分子の配向方向12aに対し、表面
側から見て左回りに60°±5°の方向にし、液晶分子
を、裏側基板12側から表側基板11側に向かい表面側
から見て右回りに120°±10°(110°〜130
°)のツイスト角でツイスト配向させている。
In this embodiment, as shown in FIG. 7, the alignment direction 12a of liquid crystal molecules in the vicinity of the back substrate 12 of the liquid crystal cell 10 is turned clockwise with respect to the horizontal axis S of the liquid crystal cell 10 when viewed from the front side. The direction of 30 ° ± 5 °, the alignment direction 11a of the liquid crystal molecules in the vicinity of the front side substrate 11,
With respect to the alignment direction 12a of the liquid crystal molecules in the vicinity of the direction of 60 ° ± 5 ° counterclockwise when viewed from the surface side, and the liquid crystal molecules are viewed from the front side substrate 11 side to the right side when viewed from the front side substrate 11 side. Around 120 ° ± 10 ° (110 ° ~ 130
The twist angle is (°).

【0132】また、この実施例では、表側偏光板21の
透過軸21aと、裏側偏光板22の透過軸22aとを次
のような向きにするとともに、位相差板23の遅相軸2
3aを、表側偏光板21の透過軸21aに対して所定角
度斜めにずらしている。
Further, in this embodiment, the transmission axis 21a of the front side polarizing plate 21 and the transmission axis 22a of the back side polarizing plate 22 are oriented as follows, and the slow axis 2 of the retardation plate 23 is
3a is slanted by a predetermined angle with respect to the transmission axis 21a of the front polarizing plate 21.

【0133】すなわち、表側偏光板21の透過軸21a
は、液晶セル10の裏側基板12の近傍における液晶分
子の配向方向12aを基準方向(0°の方向)としたと
き、この基準方向に対して、表面側から見て液晶セル1
0の液晶分子ツイスト方向と逆方向(左回り)に90°
±10°の方向にあり、裏側偏光板22の透過軸22a
は、上記基準方向に対して、表面側から見て前記液晶分
子ツイスト方向と逆方向に50°±10°の方向にあ
る。
That is, the transmission axis 21a of the front polarizing plate 21
When the alignment direction 12a of the liquid crystal molecules near the back substrate 12 of the liquid crystal cell 10 is the reference direction (direction of 0 °), the liquid crystal cell 1 is viewed from the front side with respect to the reference direction.
90 ° in the opposite direction (counterclockwise) to the twist direction of 0 liquid crystal molecules
The transmission axis 22a of the back side polarizing plate 22 is in the direction of ± 10 °.
Is in the direction of 50 ° ± 10 ° in the direction opposite to the liquid crystal molecule twist direction when viewed from the surface side with respect to the reference direction.

【0134】また、位相差板23の遅相軸23aは、上
記基準方向に対して、表面側から見て前記液晶分子ツイ
スト方向と逆方向に100°±10°の方向にあり、こ
の位相差板23の遅相軸23aは、表側偏光板21の透
過軸21aに対し、表面側から見て前記液晶分子ツイス
ト方向と逆方向に10°±5°ずれている。
The slow axis 23a of the retardation plate 23 is in the direction of 100 ° ± 10 ° in the direction opposite to the twist direction of the liquid crystal molecules when viewed from the surface side with respect to the reference direction, and this phase difference The slow axis 23a of the plate 23 is deviated from the transmission axis 21a of the front side polarizing plate 21 by 10 ° ± 5 ° in the direction opposite to the twist direction of the liquid crystal molecules when viewed from the surface side.

【0135】そして、この実施例では、上記液晶セル1
0として、液晶の屈折率異方性Δnと液晶層厚dとの積
Δn・dの値が880nm〜970nm(Δn=0.1
05±0.05,d=8.8μm±0.2μm)のもの
を用い、上記二軸性位相差板23として、リタデーショ
ンの値が1470nm〜1530nmのものを用いてい
る。
In this embodiment, the liquid crystal cell 1 described above is used.
The value of the product Δn · d of the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal and the liquid crystal layer thickness d is 880 nm to 970 nm (Δn = 0.1).
05 ± 0.05, d = 8.8 μm ± 0.2 μm), and the biaxial retardation plate 23 has a retardation value of 1470 nm to 1530 nm.

【0136】この実施例のカラー液晶表示装置は、表面
側から入射する外光を裏面側の反射板25で反射させて
表示するものであり、液晶セル10の両基板11,12
の電極13,14間に電圧を印加して表示駆動される。
In the color liquid crystal display device of this embodiment, the external light incident from the front surface side is reflected by the reflection plate 25 on the rear surface side for display, and both substrates 11, 12 of the liquid crystal cell 10 are displayed.
A display is driven by applying a voltage between the electrodes 13 and 14 of the.

【0137】そして、このカラー液晶表示装置において
は、その表面側から表側偏光板21を透過して入射した
直線偏光が、位相差板23および液晶セル10を順次透
過する間に、前記位相差板23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
えられて裏側偏光板22に入射し、この裏側偏光板22
を透過した光が着色光になる。
In this color liquid crystal display device, while the linearly polarized light which has passed through the front-side polarizing plate 21 from the front side and is incident on the retardation plate 23 and the liquid crystal cell 10 sequentially, the retardation plate is formed. The polarization state is changed by the birefringence effect of 23 and the birefringence effect of the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10, and enters the back-side polarizing plate 22.
The light transmitted through becomes the colored light.

【0138】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、表側偏光板21を透過して直
線偏光となった後に、まず位相差板23に入射するが、
この位相差板23遅相軸23aが前記表側偏光板21の
透過軸21aに対して所定角度(この実施例では10°
±5°)斜めにずれているため、表側偏光板21を透過
した直線偏光が、位相差板23を透過する間にそのリタ
デーション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る。
Explaining the coloring of this light, the external light entering the liquid crystal display device first enters the retardation film 23 after being transmitted through the front polarizing plate 21 to become linearly polarized light.
The retardation plate 23 slow axis 23a forms a predetermined angle (10 ° in this embodiment) with respect to the transmission axis 21a of the front side polarizing plate 21.
Since the linearly polarized light transmitted through the front-side polarizing plate 21 is birefringent according to the retardation value thereof while being transmitted through the retardation plate 23, each wavelength light is polarized. It becomes elliptically polarized light in different states.

【0139】また、上記位相差板23を透過した光は、
液晶セル10に入射し、その液晶層18を透過する間
に、この液晶セル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、各波長光の楕円偏光
の状態がさらに変化した光になる。
The light transmitted through the retardation plate 23 is
While entering the liquid crystal cell 10 and passing through the liquid crystal layer 18, the liquid crystal cell 10 is subjected to a birefringence action according to the value of Δn · d of the liquid crystal cell 10 and the alignment state of the liquid crystal molecules, and the elliptically polarized light of each wavelength light The light becomes a state that has changed further.

【0140】この場合、この実施例では、液晶セル10
の液晶分子をツイスト角を120°±10°にしている
ため、液晶セル10の液晶層18の複屈折作用は、上述
した第1の実施例よりも大きい。
In this case, in this embodiment, the liquid crystal cell 10
Since the twist angle of the liquid crystal molecules is 120 ° ± 10 °, the birefringence action of the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10 is larger than that in the first embodiment described above.

【0141】そして、このように、位相差板23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
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
った光は、裏側偏光板22に入射し、その光のうち、裏
側偏光板22の透過軸22aに沿った成分の光だけがこ
の裏側偏光板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色
の着色光になる。
As described above, the elliptically polarized light of which the wavelengths are different from each other due to the birefringence effect of the retardation film 23 and the birefringence effect of the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10 is the backside polarized light. Of the light that has entered the plate 22, only the component light along the transmission axis 22a of the back-side polarizing plate 22 passes through this back-side polarizing plate 22, and this transmitted light (linearly polarized light)
However, the colored light becomes a colored light having a color corresponding to the light amount ratio of each wavelength light that constitutes the transmitted light.

【0142】この着色光の色は、一対の偏光板21,2
2の透過軸21a,22aおよび位相差板23の遅相軸
23aの向きと、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11a,12aと、液晶
セル10のΔn・dの値および位相差板23のリタデー
ションの値とを、裏側偏光板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。
The color of this colored light corresponds to a pair of polarizing plates 21 and 2.
2, the transmission axes 21a and 22a and the slow axis 23a of the retardation plate 23, the orientation directions 11a and 12a of liquid crystal molecules near the substrates 11 and 12 of the liquid crystal cell 10, and Δn · d of the liquid crystal cell 10. And the retardation value of the retardation plate 23 are set so that the light quantity ratio of each wavelength light forming the light transmitted through the back side polarizing plate 22 becomes a ratio corresponding to a desired colored light. You can choose.

【0143】また、裏側偏光板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
カラー画像が表示される。
Further, the colored light transmitted through the back side polarizing plate 22 is reflected by the reflection plate 25 and is emitted to the upper surface side of the liquid crystal display device through a route opposite to the above-mentioned optical route, and a color image is displayed by this colored light. To be done.

【0144】この反射板25で反射された着色光は、位
相差板23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、裏側偏光板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
を再び透過する過程で複屈折されて表側偏光板21で吸
収されるため、表側偏光板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。
The colored light reflected by the reflection plate 25 is elliptically polarized light of which the respective wavelengths are different due to the birefringence effect of the retardation plate 23 and the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10. , Light having a component along the transmission axis 22a of the back-side polarizing plate 22 and light having a very small wavelength component at the end of the wavelength range is the liquid crystal cell 10 and the retardation plate 23.
Is again birefringent and is absorbed by the front-side polarizing plate 21, the colored light that passes through the front-side polarizing plate 21 and is emitted has a better color purity than the colored light reflected by the reflecting plate 25. It becomes the light that became.

【0145】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、位相差板23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。
That is, in this color liquid crystal display device, the birefringence effect of the retardation plate 23, the birefringence effect of the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10 and the pair of polarizing plates 21 and 22 are used without using a color filter. Since the light is colored by utilizing the polarization effect, and the light is not absorbed by the color filter, the light transmittance can be increased. Therefore, even if the color liquid crystal display device is of a reflective type, a very bright color display can be obtained.

【0146】また、このカラー液晶表示装置において
は、上記位相差板23の複屈折性はこの位相差板23の
リタデーション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11,12の電極
13,14間に印加される電圧に応じた液晶分子の配向
状態の変化によって変化し、それに応じて上記裏側偏光
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、つまり同じ画素で、複数の色を表示することがで
きる。
In this color liquid crystal display device, the birefringence of the retardation plate 23 is determined by the retardation value of the retardation plate 23, but the birefringence of the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10 is It changes depending on the change of the alignment state of the liquid crystal molecules according to the voltage applied between the electrodes 13 and 14 of both substrates 11 and 12, and the polarization state of each wavelength light incident on the back side polarizing plate 22 changes accordingly. For,
The color of the colored light can be changed by controlling the voltage applied to the liquid crystal cell 10, and therefore, a plurality of colors can be displayed at the same location, that is, the same pixel.

【0147】このカラー液晶表示装置の表示色は、一対
の偏光板21,22の透過軸21a,22aおよび位相
差板23の遅相軸23aの向きと、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11
a,12aと、液晶セル10のΔn・dの値および位相
差板23のリタデーションの値と、液晶セル10への印
加電圧値とによって決まる。
The display colors of this color liquid crystal display device are the orientations of the transmission axes 21a and 22a of the pair of polarizing plates 21 and 22 and the slow axis 23a of the retardation plate 23, and the orientations of both substrates 11 and 12 of the liquid crystal cell 10. Orientation direction of liquid crystal molecules in the vicinity 11
a, 12a, the value of Δn · d of the liquid crystal cell 10, the value of the retardation of the retardation film 23, and the value of the voltage applied to the liquid crystal cell 10.

【0148】このカラー液晶表示装置の表示色について
説明すると、図7に示したように、液晶セル10の液晶
分子のツイスト角が120°±10°、表側偏光板21
の透過軸21aと位相差板23の遅相軸23aとのずれ
角が10°±5°であって、液晶セル10の裏側基板1
2の近傍における液晶分子の配向方向12aを基準方向
としたとき、表側偏光板21の透過軸21aが前記基準
方向に対し表面側から見て液晶セル10の液晶分子ツイ
スト方向と逆方向に90°±10°の方向、裏偏光板2
2の透過軸22aが前記基準方向に対し表面側から見て
前記液晶分子ツイスト方向と逆方向に50°±10°の
方向、位相差板23の遅相軸23aが前記基準方向に対
し表面側から見て前記液晶分子ツイスト方向と逆方向に
100°±10°の方向にあり、液晶セル10のΔn・
dの値が880nm〜970nm、位相差板23のリタ
デーションの値が1470nm〜1530nmである場
合、液晶セル10への印加電圧と表示色の関係は次のよ
うになる。なお、ここで、印加電圧値は実効値であり、
表示色は、液晶表示装置の表示を真正面から見たときの
色である。
The display color of this color liquid crystal display device will be described. As shown in FIG. 7, the twist angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10 is 120 ° ± 10 °, and the front side polarizing plate 21.
The deviation angle between the transmission axis 21a of the liquid crystal display panel 21a and the slow axis 23a of the retardation plate 23 is 10 ° ± 5 °, and the back substrate 1 of the liquid crystal cell 10 is
When the alignment direction 12a of the liquid crystal molecules near 2 is the reference direction, the transmission axis 21a of the front side polarizing plate 21 is 90 ° in the direction opposite to the twist direction of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10 when viewed from the front side with respect to the reference direction. ± 10 ° direction, back polarizing plate 2
The transmission axis 22a of 2 is 50 ° ± 10 ° in the direction opposite to the twist direction of the liquid crystal molecules when viewed from the surface side with respect to the reference direction, and the slow axis 23a of the retardation plate 23 is the surface side with respect to the reference direction. Seen from above, the liquid crystal molecules are in the direction of 100 ° ± 10 ° opposite to the twist direction, and Δn ·
When the value of d is 880 nm to 970 nm and the retardation value of the retardation plate 23 is 1470 nm to 1530 nm, the relationship between the applied voltage to the liquid crystal cell 10 and the display color is as follows. Here, the applied voltage value is an effective value,
The display color is a color when the display of the liquid crystal display device is viewed from the front.

【0149】 (印加電圧) (表示色) 1.20v以下 緑 1.21〜1.60v 青 1.70〜2.10v 赤 2.11v以上 白 このように、上記カラー液晶表示装置の表示色は、液晶
セル10に印加する電圧を高くしていくのにともなっ
て、緑→青→赤→白の順に変化するため、1つの画素
で、光の三原色である赤,緑,青と、白とを表示するこ
とができる。
(Applied voltage) (Display color) 1.20v or less Green 1.21 to 1.60v Blue 1.70 to 2.10v Red 2.11v or more White As described above, the display color of the color liquid crystal display device is , As the voltage applied to the liquid crystal cell 10 is increased, the order of change is green → blue → red → white. Therefore, in one pixel, the three primary colors of light are red, green, blue, and white. Can be displayed.

【0150】しかも、上記カラー液晶表示装置において
は、液晶セル10の液晶層18の複屈折性は光の入射角
によって変化するが、位相差板23の複屈折性は光の入
射角が変化してもほとんど変わらないし、また、前記位
相差板23が、遅相軸23aであるx軸方向の屈折率n
x と、y軸方向の屈折率ny およびz軸方向の屈折率n
z とが、nx >nz >ny の関係にある二軸性位相差板
であるため、光が液晶セル10の液晶層18を垂直に透
過したときと斜めに透過したときとの位相差が前記二軸
性位相差板23によって補償されるから、視野角が広く
なる。
Moreover, in the color liquid crystal display device, the birefringence of the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10 changes depending on the incident angle of light, but the birefringence of the retardation plate 23 changes the incident angle of light. However, the retardation plate 23 has a refractive index n in the x-axis direction which is the slow axis 23a.
x , the refractive index n y in the y-axis direction and the refractive index n in the z-axis direction
Since z is a biaxial retardation plate having a relationship of n x > n z > ny , the position between when light is transmitted vertically through the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10 and when it is transmitted obliquely. Since the phase difference is compensated by the biaxial retardation plate 23, the viewing angle becomes wide.

【0151】この視野角の広さは、第1の実施例におい
て説明した通りであり、前記位相差板23に通常の一軸
性位相差板を用いたのでは、視角によって表示色がある
程度変化してしまうが、二軸性位相差板は光の入射角に
対する位相差の変化が小さいため、この二軸性位相差板
を用いれば、視角による表示色の変化、つまり表示色の
視角依存性がかなり小さくなるから、視野角を充分広く
することができる。
The width of this viewing angle is as described in the first embodiment. If a normal uniaxial retardation plate is used as the retardation plate 23, the display color changes to some extent depending on the viewing angle. However, since the biaxial retardation plate has a small change in the phase difference with respect to the incident angle of light, if this biaxial retardation plate is used, the change in the display color depending on the viewing angle, that is, the viewing angle dependence of the display color. Since it is considerably small, the viewing angle can be widened sufficiently.

【0152】さらに、このカラー液晶表示装置において
は、液晶セル10の液晶層18の複屈折性は温度によっ
て変化するが、位相差板23の温度による複屈折性の変
化は極く小さいため、液晶セル10の液晶層18と位相
差板23との全体の複屈折性は、温度依存性の小さい特
性であり、したがって、温度による表示色の色変化も小
さい。
Further, in this color liquid crystal display device, the birefringence of the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10 changes depending on the temperature, but the birefringence change of the retardation plate 23 due to the temperature is very small. The birefringence of the entire liquid crystal layer 18 of the cell 10 and the retardation film 23 has a characteristic that the temperature dependence is small, and therefore the color change of the display color due to the temperature is also small.

【0153】なお、上記実施例では、一対の偏光板2
1,22の透過軸21a,22aおよび位相差板23の
遅相軸23aを、図7に示すように設定したが、これら
の軸方向は、例えば次のように設定してもよい。
In the above embodiment, the pair of polarizing plates 2
Although the transmission axes 21a and 22a of 1 and 22 and the slow axis 23a of the retardation plate 23 are set as shown in FIG. 7, these axial directions may be set as follows, for example.

【0154】図8は、上記第3の実施例のカラー液晶表
示装置における、偏光板21,22の透過軸21a,2
2aおよび位相差板23の遅相軸23aの向きの他の設
定例を示す表面側から見た図である。
FIG. 8 shows the transmission axes 21a, 2 of the polarizing plates 21, 22 in the color liquid crystal display device of the third embodiment.
It is the figure seen from the surface side which shows the other setting example of 2a and the direction of the slow axis 23a of the phase plate 23.

【0155】この例において、液晶セル10の裏側基板
12の近傍における液晶分子の配向方向12aは、液晶
セル10の横軸Sに対し、表面側から見て右回りに30
°±5°の方向、表側基板11の近傍における液晶分子
の配向方向11aは、前記裏側基板12の近傍における
液晶分子の配向方向12aに対し、表面側から見て左回
りに60°±5°の方向にあり、液晶分子は、裏側基板
12側から表側基板11側に向かい表面側から見て右回
りに120°±10°(110°〜130°)のツイス
ト角でツイスト配向している。
In this example, the alignment direction 12a of the liquid crystal molecules in the vicinity of the back substrate 12 of the liquid crystal cell 10 is 30 clockwise with respect to the horizontal axis S of the liquid crystal cell 10 when viewed from the front side.
The alignment direction 11a of the liquid crystal molecules in the vicinity of the front substrate 11 is 60 ° ± 5 ° counterclockwise when viewed from the front side with respect to the alignment direction 12a of the liquid crystal molecules in the vicinity of the back substrate 12. The liquid crystal molecules are twisted in a direction of 120 ° ± 10 ° (110 ° to 130 °) in a clockwise direction when viewed from the front side from the back substrate 12 side to the front substrate 11 side.

【0156】そして、表側偏光板21の透過軸21a
は、液晶セル10の裏側基板12の近傍における液晶分
子の配向方向12aを基準方向(0°の方向)としたと
き、この基準方向に対して、表面側から見て液晶セル1
0の液晶分子ツイスト方向と逆方向(左回り)に30°
±10°の方向にあり、裏側偏光板22の透過軸22a
は、上記基準方向に対して、表面側から見て前記液晶分
子ツイスト方向と逆方向に150°±10°の方向にあ
る。
Then, the transmission axis 21a of the front polarizing plate 21
When the alignment direction 12a of the liquid crystal molecules near the back substrate 12 of the liquid crystal cell 10 is the reference direction (direction of 0 °), the liquid crystal cell 1 is viewed from the front side with respect to the reference direction.
30 ° in the opposite direction (counterclockwise) to the twist direction of 0 liquid crystal molecules
The transmission axis 22a of the back side polarizing plate 22 is in the direction of ± 10 °.
Is 150 ° ± 10 ° in the direction opposite to the twist direction of the liquid crystal molecules when viewed from the surface side with respect to the reference direction.

【0157】また、位相差板23の遅相軸23aは、上
記基準方向に対して、表面側から見て前記液晶分子ツイ
スト方向と逆方向に100°±10°の方向にあり、こ
の位相差板23の遅相軸23aは、表側偏光板21の透
過軸21aに対し、表面側から見て前記液晶分子ツイス
ト方向と逆方向に70°±10°ずれている。
The slow axis 23a of the retardation plate 23 is in the direction of 100 ° ± 10 ° in the direction opposite to the liquid crystal molecule twist direction as viewed from the surface side with respect to the reference direction. The slow axis 23a of the plate 23 is deviated from the transmission axis 21a of the front polarizing plate 21 by 70 ° ± 10 ° in the direction opposite to the twist direction of the liquid crystal molecules when viewed from the surface side.

【0158】さらに、この例では、上記液晶セル10と
して、液晶の屈折率異方性Δnと液晶層厚dとの積Δn
・dの値が880nm〜970nm(Δn=0.105
±0.05,d=8.8μm±0.2μm)のものを用
い、二軸性位相差板23として、リタデーションの値が
1270nm〜1330nmのものを用いている。
Furthermore, in this example, as the liquid crystal cell 10, the product Δn of the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal and the liquid crystal layer thickness d.
The value of d is 880 nm to 970 nm (Δn = 0.105
± 0.05, d = 8.8 μm ± 0.2 μm), and the biaxial retardation plate 23 having a retardation value of 1270 nm to 1330 nm is used.

【0159】このように、液晶セル10の液晶分子のツ
イスト角が120°±10°、表側偏光板21の透過軸
21aと位相差板23の遅相軸23aとのずれ角が70
°±10°であって、液晶セル10の裏側基板12の近
傍における液晶分子の配向方向12aを基準方向とした
とき、表側偏光板21の透過軸21aが前記基準方向に
対し表面側から見て液晶セル10の液晶分子ツイスト方
向と逆方向に30°±10°の方向、裏偏光板22の透
過軸22aが前記基準方向に対し表面側から見て前記液
晶分子ツイスト方向と逆方向に150°±10°の方
向、位相差板23の遅相軸23aが前記基準方向に対し
表面側から見て前記液晶分子ツイスト方向と逆方向に1
00°±10°の方向にあり、液晶セル10のΔn・d
の値が880nm〜970nm、位相差板23のリタデ
ーションの値が1270nm〜1330nmである場
合、液晶セル10への印加電圧と表示色の関係は次のよ
うになる。なお、ここで、印加電圧値は実効値であり、
表示色は、液晶表示装置の表示を真正面から見たときの
色である。
As described above, the twist angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10 is 120 ° ± 10 °, and the shift angle between the transmission axis 21a of the front polarizing plate 21 and the slow axis 23a of the retardation plate 23 is 70.
When the alignment direction 12a of the liquid crystal molecules in the vicinity of the back substrate 12 of the liquid crystal cell 10 is used as a reference direction, the transmission axis 21a of the front polarizing plate 21 is viewed from the front side with respect to the reference direction. A direction of 30 ° ± 10 ° in a direction opposite to the liquid crystal molecule twist direction of the liquid crystal cell 10, and a transmission axis 22a of the back polarizing plate 22 is 150 ° in a direction opposite to the liquid crystal molecule twist direction with respect to the reference direction when viewed from the surface side. In the direction of ± 10 °, the slow axis 23a of the retardation film 23 is 1 in the direction opposite to the liquid crystal molecule twist direction when viewed from the surface side with respect to the reference direction.
In the direction of 00 ° ± 10 °, Δn · d of the liquid crystal cell 10
When the value of is 880 nm to 970 nm and the retardation value of the retardation film 23 is 1270 nm to 1330 nm, the relationship between the applied voltage to the liquid crystal cell 10 and the display color is as follows. Here, the applied voltage value is an effective value,
The display color is a color when the display of the liquid crystal display device is viewed from the front.

【0160】 (印加電圧) (表示色) 1.30v以下 白 1.31〜1.60v 青 1.61v以上 赤 すなわち、この例では、表示色が、液晶セル10に印加
する電圧を高くしていくのにともなって、白→青→赤の
順に変化する。
(Applied voltage) (Display color) 1.30v or less White 1.31 to 1.60v Blue 1.61v or more Red That is, in this example, the display color is set by increasing the voltage applied to the liquid crystal cell 10. As it goes, it changes from white to blue to red.

【0161】なお、上記実施例では、位相差板23を表
側偏光板21と液晶セル10との間に設けているが、こ
の位相差板23は裏側偏光板22と液晶セル10との間
に設けてもよく、また、位相差板23の遅相軸23aと
この位相差板23が隣接する偏光板21(または22)
の透過軸21a(または22a)とのずれ角も任意でよ
い。
Although the retardation plate 23 is provided between the front side polarizing plate 21 and the liquid crystal cell 10 in the above embodiment, the retardation plate 23 is provided between the back side polarizing plate 22 and the liquid crystal cell 10. It may be provided, and the slow axis 23a of the retardation plate 23 and the polarizing plate 21 (or 22) adjacent to this retardation plate 23
The deviation angle from the transmission axis 21a (or 22a) may be arbitrary.

【0162】また、上記実施例のカラー液晶表示装置
は、その裏面に反射板25を設けた反射型のものである
が、この液晶表示装置は、前記反射板25をなくして透
過型装置として使用することも可能である。
Further, the color liquid crystal display device of the above-mentioned embodiment is of a reflection type in which the reflection plate 25 is provided on the back surface thereof, but this liquid crystal display device is used as a transmission type device without the reflection plate 25. It is also possible to do so.

【0163】[第4の実施例]次に、本発明の第4の実
施例を図9および図10を参照して説明する。この実施
例のカラー液晶表示装置は、液晶分子のツイスト角が1
80°〜270°の液晶セルと2枚の二軸性位相差板を
用いたものである。
[Fourth Embodiment] Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 and 10. In the color liquid crystal display device of this embodiment, the twist angle of liquid crystal molecules is 1
A liquid crystal cell of 80 ° to 270 ° and two biaxial retardation plates are used.

【0164】図9はカラー液晶表示装置の断面図であ
り、この液晶表示装置は、液晶セル10と、この液晶セ
ル10をはさんでその表面側(図において上面側)と裏
面側(図において下面側)に配置された一対の偏光板2
1,22と、液晶セル10の表面側に配置された表側偏
光板21と前記液晶セル10との間に配置された第1の
位相差板23と、液晶セル10の裏面側に配置された裏
側偏光板22と前記液晶セル10との間に配置された第
2の位相差板24と、前記裏側偏光板22の背後に配置
された反射板25とからなっている。
FIG. 9 is a cross-sectional view of a color liquid crystal display device. This liquid crystal display device includes a liquid crystal cell 10, and a front surface side (upper surface side in the drawing) and a back surface side (in the drawing) of the liquid crystal cell 10 sandwiched therebetween. A pair of polarizing plates 2 arranged on the lower surface side)
1, 22 and the first retardation plate 23 arranged between the liquid crystal cell 10 and the front polarizing plate 21 arranged on the front surface side of the liquid crystal cell 10, and arranged on the rear surface side of the liquid crystal cell 10. It comprises a second retardation plate 24 arranged between the back side polarizing plate 22 and the liquid crystal cell 10, and a reflecting plate 25 arranged behind the back side polarizing plate 22.

【0165】上記液晶セル10は、液晶分子のツイスト
角が180°〜270°のものであり、この実施例で
は、液晶分子のツイスト角を250°±20°(230
°〜270°にしている。なお、この液晶セル10の基
本的な構成は上述した第1の実施例における液晶セルと
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。
The liquid crystal cell 10 has a liquid crystal molecule twist angle of 180 ° to 270 °. In this embodiment, the liquid crystal molecule twist angle is 250 ° ± 20 ° (230 ° C.).
The angle is set to ° to 270 °. Since the basic configuration of the liquid crystal cell 10 is the same as that of the liquid crystal cell in the first embodiment described above, the duplicated description will be omitted by giving the same reference numerals to the drawings.

【0166】また、上記第1および第2の位相差板2
3,24は、いずれも、その遅相軸であるx軸方向の屈
折率nx と、y軸方向の屈折率ny およびz軸方向の屈
折率nz とが、nx >nz >ny の関係にある二軸性位
相板である。
Also, the first and second retardation plates 2
3 and 24 have a refractive index n x in the x-axis direction, which is the slow axis, a refractive index n y in the y- axis direction, and a refractive index n z in the z-axis direction, n x > n z >. It is a biaxial phase plate having a relationship of n y .

【0167】図10は、この実施例のカラー液晶表示装
置における、液晶セル10の液晶分子配向方向と、偏光
板21,22の透過軸の向きと、第1および第2の位相
差板23,24の遅相軸の向きとを示す表面側から見た
図である。
FIG. 10 shows the alignment directions of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10, the transmission axes of the polarizing plates 21 and 22, and the first and second retardation plates 23, 23 in the color liquid crystal display device of this embodiment. It is the figure seen from the surface side which shows the direction of the slow axis of 24.

【0168】この図10のように、液晶セル10の裏側
基板12の近傍における液晶分子の配向方向12aは、
液晶セル10の横軸Sに対し、表面側から見て左回りに
35°±10°の方向、表側基板11の近傍における液
晶分子の配向方向11aは、前記裏側基板12の近傍に
おける液晶分子の配向方向12aに対し、表面側から見
て右回りに70°±10°の方向にあり、液晶分子は、
裏側基板12側から表側基板11側に向かい表面側から
見て右回りに250°±20°(望ましくは250°±
10°)のツイスト角でツイスト配向している。
As shown in FIG. 10, the alignment direction 12a of liquid crystal molecules in the vicinity of the back substrate 12 of the liquid crystal cell 10 is
With respect to the horizontal axis S of the liquid crystal cell 10, a direction of 35 ° ± 10 ° counterclockwise when viewed from the front side, and an alignment direction 11a of liquid crystal molecules in the vicinity of the front substrate 11, the liquid crystal molecules in the vicinity of the back substrate 12 are With respect to the alignment direction 12a, the direction is 70 ° ± 10 ° clockwise when viewed from the surface side, and the liquid crystal molecules are
250 ° ± 20 ° (desirably 250 ° ± 20 °) clockwise when viewed from the front side from the back substrate 12 side toward the front substrate 11 side.
The twist orientation is 10 °).

【0169】また、この実施例では、表側偏光板21の
透過軸21aと、裏側偏光板22の透過軸22aとを次
のような向きにするとともに、表側偏光板21と液晶セ
ル10との間に配置した第1の位相差板23の遅相軸2
3aを、前記表側偏光板21の透過軸21aに対して所
定角度斜めにずらし、さらに、裏側偏光板22と液晶セ
ル10との間に配置した第2の位相差板24の遅相軸2
4aを、次のような向きにしている。
Further, in this embodiment, the transmission axis 21a of the front side polarizing plate 21 and the transmission axis 22a of the back side polarizing plate 22 are oriented as follows, and between the front side polarizing plate 21 and the liquid crystal cell 10. Slow axis 2 of the first retardation plate 23 arranged in
3a is slanted at a predetermined angle with respect to the transmission axis 21a of the front-side polarizing plate 21, and further, the slow axis 2 of the second retardation plate 24 arranged between the back-side polarizing plate 22 and the liquid crystal cell 10.
4a is oriented as follows.

【0170】すなわち、表側偏光板21の透過軸21a
は、液晶セル10の裏側基板12の近傍における液晶分
子の配向方向12aを基準方向(0°の方向)としたと
き、この基準方向に対して、表面側から見て液晶セル1
0の液晶分子ツイスト方向と同方向(右回り)に80°
±10°の方向にあり、裏側偏光板22の透過軸22a
は、上記基準方向に対して、表面側から見て前記液晶分
子ツイスト方向と同方向に45°±10°の方向にあ
る。
That is, the transmission axis 21a of the front polarizing plate 21
When the alignment direction 12a of the liquid crystal molecules near the back substrate 12 of the liquid crystal cell 10 is the reference direction (direction of 0 °), the liquid crystal cell 1 is viewed from the front side with respect to the reference direction.
80 ° in the same direction (clockwise) as the liquid crystal molecule twist direction of 0
The transmission axis 22a of the back side polarizing plate 22 is in the direction of ± 10 °.
Is 45 ° ± 10 ° in the same direction as the liquid crystal molecule twist direction when viewed from the surface side with respect to the reference direction.

【0171】また、上記第1の位相差板23の遅相軸2
3aは、上記基準方向に対して、表面側から見て前記液
晶分子ツイスト方向と同方向に35°±10°の方向に
あり、この位相差板23の遅相軸23aは、表側偏光板
21の透過軸21aに対し、表面側から見て前記液晶分
子ツイスト方向と逆方向(左回り)に45°±20°ず
れている。
Further, the slow axis 2 of the first retardation plate 23 is
3a is in the direction of 35 ° ± 10 ° in the same direction as the liquid crystal molecule twist direction when viewed from the surface side with respect to the reference direction, and the slow axis 23a of the retardation plate 23 is the front side polarizing plate 21. With respect to the transmission axis 21a of the above, when viewed from the surface side, it is deviated by 45 ° ± 20 ° in a direction (counterclockwise) opposite to the twist direction of the liquid crystal molecules.

【0172】さらに、上記第2の位相差板24の遅相軸
24aは、上記基準方向に対して、表面側から見て前記
液晶分子ツイスト方向と逆方向に10°±10°の方向
にある。
Further, the slow axis 24a of the second retardation plate 24 is in the direction of 10 ° ± 10 ° in the opposite direction to the liquid crystal molecule twist direction when viewed from the surface side with respect to the reference direction. .

【0173】そして、この実施例では、上記液晶セル1
0として、液晶の屈折率異方性Δnと液晶層厚dとの積
Δn・dの値が1350nm±100nm(1250n
m〜1450nm)のものを用いている。
In this embodiment, the liquid crystal cell 1 described above is used.
The value of the product Δn · d of the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal and the liquid crystal layer thickness d is 1350 nm ± 100 nm (1250 n
m-1450 nm) is used.

【0174】また、この実施例では、上記第1の二軸性
位相差板23として、リタデーションの値が1600n
m±30nm(1570nm〜1630nm)、Nz 値
[Nz =(nx −nz )/(nx −ny )]が0.3〜
0.7(望ましくは0.45±0.1)のものを用い、
第2の二軸性位相差板24として、リタデーションの値
が1600nm±30nm(1570nm〜1630n
m)、Nz 値が0.3〜0.7(望ましくは0.45±
0.1)のものを用いている。
In this embodiment, the first biaxial retardation plate 23 has a retardation value of 1600n.
m ± 30 nm (1570 nm to 1630 nm), Nz value [Nz = (n x −n z ) / (n x −n y )] is 0.3 to
Use 0.7 (preferably 0.45 ± 0.1),
The second biaxial retardation plate 24 has a retardation value of 1600 nm ± 30 nm (1570 nm to 1630 n).
m), Nz value is 0.3 to 0.7 (preferably 0.45 ±
0.1) is used.

【0175】この実施例のカラー液晶表示装置は、表面
側から入射する外光を裏面側の反射板25で反射させて
表示するものであり、液晶セル10の両基板11,12
の電極13,14間に電圧を印加して表示駆動される。
In the color liquid crystal display device of this embodiment, external light incident from the front side is reflected by the reflection plate 25 on the back side for display, and both substrates 11, 12 of the liquid crystal cell 10 are displayed.
A display is driven by applying a voltage between the electrodes 13 and 14 of the.

【0176】そして、このカラー液晶表示装置において
は、その表面側から表側偏光板21を透過して入射した
直線偏光が、第1の位相差板23と液晶セル10と第2
の位相差板24とを順次透過する間に、前記位相差板2
3,24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裏側偏光板2
2に入射し、この裏側偏光板22を透過した光が着色光
になる。
In this color liquid crystal display device, the linearly polarized light which has passed through the front side polarizing plate 21 from the front side thereof and is incident thereon has the first retardation plate 23, the liquid crystal cell 10 and the second retardation plate 23.
Of the phase difference plate 2 while sequentially passing through the phase difference plate 24 of
3, 24 birefringence effect and liquid crystal layer 18 of liquid crystal cell 10
Polarizing state can be changed by the birefringence effect of
The light that has entered 2 and transmitted through this back-side polarizing plate 22 becomes colored light.

【0177】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、表側偏光板21を透過して直
線偏光となった後に、まず第1の位相差板23に入射す
るが、この位相差板23遅相軸23aが前記表側偏光板
21の透過軸21aに対して所定角度(この実施例では
45°±20°)斜めにずれているため、表側偏光板2
1を透過した直線偏光が、第1の位相差板23を透過す
る間にそのリタデーション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
る。
Explaining the coloring of this light, the external light entering the liquid crystal display device first enters the first retardation plate 23 after passing through the front side polarizing plate 21 to become linearly polarized light. Since the slow axis 23a of the retardation film 23 is slanted at a predetermined angle (45 ° ± 20 ° in this embodiment) with respect to the transmission axis 21a of the front polarizing plate 21, the front polarizing plate 2
The linearly polarized light having passed through 1 is subjected to a birefringence action according to the value of its retardation while passing through the first retardation plate 23, and each wavelength light becomes elliptically polarized light having a different polarization state.

【0178】また、上記第1の位相差板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
る間に、この液晶セル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、各波長光の楕円
偏光の状態がさらに変化した光になる。
The light transmitted through the first retardation plate 23 is incident on the liquid crystal cell 10 and while passing through the liquid crystal layer 18, the value of Δn · d and the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10 are changed. By the birefringence action depending on the orientation state, the light having the elliptically polarized state of each wavelength light is further changed.

【0179】この場合、この実施例では、液晶セル10
の液晶分子をツイスト角を250°±20°にしている
ため、液晶セル10の液晶層18の複屈折作用は、上述
した第1の実施例よりも大きい。
In this case, in this embodiment, the liquid crystal cell 10
Since the twist angle of the liquid crystal molecules is 250 ° ± 20 °, the birefringence action of the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10 is larger than that of the first embodiment described above.

【0180】さらに、上記液晶セルを透過した光は、第
2の位相差板24に入射し、そのリタデーションの値に
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。
Further, the light transmitted through the liquid crystal cell is incident on the second retardation plate 24 and is subjected to the birefringence action according to the retardation value thereof, and the elliptically polarized state of each wavelength light is further changed. It becomes the light.

【0181】そして、このように、第1の位相差板23
の複屈折効果と液晶セル10の液晶層18の複屈折効果
と第2の位相差板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は、裏
側偏光板22に入射し、その光のうち、裏側偏光板22
の透過軸22aに沿った成分の光だけがこの裏側偏光板
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色の着色光にな
る。
As described above, the first retardation film 23
Due to the birefringence effect of 1), the birefringence effect of the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10 and the birefringence effect of the second retardation plate 24, light of each wavelength becomes elliptically polarized light having different polarization states. The light enters the backside polarizing plate 22 of
Of the component along the transmission axis 22a of the light is transmitted through the back side polarizing plate 22, and the transmitted light (linearly polarized light) is a colored light of a color corresponding to the light quantity ratio of each wavelength light constituting the transmitted light. become.

【0182】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2枚の位相差板23,
24の遅相軸23a,24aの向きと、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1
1a,12aと、液晶セル10のΔn・dの値と、第1
の位相差板23のリタデーションの値と、第2の位相差
板24のリタデーションの値とを、裏側偏光板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。
The color of this colored light depends on the pair of polarizing plates 21 and 2.
Two transmission axes 21a, 22a and two retardation plates 23,
The orientations of the slow axes 23a and 24a of 24 and the alignment direction 1 of the liquid crystal molecules in the vicinity of both substrates 11 and 12 of the liquid crystal cell 10.
1a and 12a, the value of Δn · d of the liquid crystal cell 10, and the first
The retardation value of the retardation plate 23 and the retardation value of the second retardation plate 24 are set so that the light amount ratio of each wavelength light component of the light transmitted through the back side polarizing plate 22 corresponds to the desired colored light. It can be arbitrarily selected by setting the ratio.

【0183】また、裏側偏光板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
カラー画像が表示される。
Further, the colored light transmitted through the back side polarizing plate 22 is reflected by the reflection plate 25 and emitted to the upper surface side of the liquid crystal display device through a route opposite to the above-mentioned optical route, and the colored light displays a color image. To be done.

【0184】この反射板25で反射された着色光は、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、裏側偏光板22の透過軸2
2a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、第2の位相差板24と液晶
セル10および第1の位相差板23を再び透過する過程
で複屈折されて表側偏光板21で吸収されるため、表側
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。
The colored light reflected by the reflector 25 is elliptically polarized light whose wavelengths are different from each other due to the birefringence effect of the phase difference plates 23 and 24 and the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10. The transmission axis 2 of the back side polarizing plate 22
The light having only the component along 2a, and the light having a very small wavelength component at the end of the wavelength range is transmitted through the second retardation plate 24, the liquid crystal cell 10 and the first retardation plate 23 again. Since the birefringent light is absorbed by the front-side polarizing plate 21 in the process of being processed, the colored light that passes through the front-side polarizing plate 21 and is emitted has a higher color purity than the colored light reflected by the reflecting plate 25. Becomes

【0185】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、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。
That is, in this color liquid crystal display device, the birefringence effect of the two retardation films 23 and 24, the birefringence effect of the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10 and the pair of polarized lights are used without using a color filter. The light is colored by utilizing the polarization effect of the plates 21 and 22, and therefore the light is not absorbed by the color filter, so that the light transmittance can be increased. Therefore, even if the color liquid crystal display device is of a reflective type, a very bright color display can be obtained.

【0186】また、このカラー液晶表示装置において
は、上記位相差板23,24の複屈折性はこれら位相差
板23,24のリタデーション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応じた
液晶分子の配向状態の変化によって変化し、それに応じ
て上記裏側偏光板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、つまり同じ画素で、複数の色を表
示することができる。
In this color liquid crystal display device, the birefringence of the retardation plates 23 and 24 is determined by the retardation value of the retardation plates 23 and 24.
The birefringence of the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10 depends on the substrate 1
1, 12 changes depending on the change in the alignment state of the liquid crystal molecules according to the voltage applied between the electrodes 13 and 14, and accordingly the polarization state of each wavelength light incident on the back side polarizing plate 22 changes. The color of the colored light can be changed by controlling the voltage applied to the liquid crystal cell 10, and therefore, a plurality of colors can be displayed at the same location, that is, the same pixel.

【0187】このカラー液晶表示装置の表示色は、一対
の偏光板21,22の透過軸21a,22aおよび2枚
の位相差板23,24の遅相軸23a,24aの向き
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11a,12aと、液晶セル10のΔ
n・dの値および位相差板23,24のリタデーション
の値と、液晶セル10への印加電圧値とによって決ま
る。
The display colors of this color liquid crystal display device are the orientations of the transmission axes 21a and 22a of the pair of polarizing plates 21 and 22 and the slow axes 23a and 24a of the two retardation plates 23 and 24, and the liquid crystal cell 10. The alignment directions 11a and 12a of the liquid crystal molecules in the vicinity of both substrates 11 and 12, and Δ of the liquid crystal cell 10.
It is determined by the value of n · d, the retardation value of the retardation films 23 and 24, and the voltage value applied to the liquid crystal cell 10.

【0188】このカラー液晶表示装置の表示色について
説明すると、図10に示したように、液晶セル10の液
晶分子のツイスト角が250°±20°、表側偏光板2
1の透過軸21aと前記表側偏光板21に隣接する第1
の位相差板23の遅相軸23aとのずれ角が45°±2
0°であって、液晶セル10の裏側基板12の近傍にお
ける液晶分子の配向方向12aを基準方向としたとき、
表側偏光板21の透過軸21aが前記基準方向に対し表
面側から見て液晶セル10の液晶分子ツイスト方向と同
方向に80°±10°の方向、裏偏光板22の透過軸2
2aが前記基準方向に対し表面側から見て前記液晶分子
ツイスト方向と同方向に45°±10°の方向、前記第
1の位相差板23の遅相軸23aが前記基準方向に対し
表面側から見て前記液晶分子ツイスト方向と同方向に3
5°±10°の方向、前記裏偏光板22に隣接する第2
の位相差板24の遅相軸24aが前記基準方向に対し表
面側から見て前記液晶分子ツイスト方向と逆方向に10
°±10°の方向にあり、液晶セル10のΔn・dの値
が1300nm±100nm、第1の位相差板23のリ
タデーションの値が1500nm±30nm、第2の位
相差板24のリタデーションの値が1500nm±30
nmである場合、液晶セル10への印加電圧と表示色の
関係は次のようになる。なお、ここで、印加電圧値は実
効値であり、表示色は、液晶表示装置の表示を真正面か
ら見たときの色である。
The display color of this color liquid crystal display device will be described. As shown in FIG. 10, the twist angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10 is 250 ° ± 20 °, and the front side polarizing plate 2
No. 1 adjacent to the transmission axis 21a and the front side polarizing plate 21
Of the phase difference plate 23 with respect to the slow axis 23a is 45 ° ± 2
When the angle is 0 ° and the alignment direction 12a of the liquid crystal molecules in the vicinity of the back substrate 12 of the liquid crystal cell 10 is the reference direction,
The transmission axis 21a of the front polarizing plate 21 is 80 ° ± 10 ° in the same direction as the liquid crystal molecule twist direction of the liquid crystal cell 10 when viewed from the front side with respect to the reference direction, and the transmission axis 2 of the back polarizing plate 22.
2a is a direction of 45 ° ± 10 ° in the same direction as the liquid crystal molecule twist direction when viewed from the front side with respect to the reference direction, and the slow axis 23a of the first retardation plate 23 is the front side with respect to the reference direction. Seen from above, 3 in the same direction as the liquid crystal molecule twist direction
Second direction adjacent to the back polarizing plate 22 in the direction of 5 ° ± 10 °
The retardation axis 24a of the retardation plate 24 is 10 in the direction opposite to the twist direction of the liquid crystal molecules when viewed from the surface side with respect to the reference direction.
The liquid crystal cell 10 has a Δn · d value of 1300 nm ± 100 nm, a retardation value of the first retardation plate 23 of 1500 nm ± 30 nm, and a retardation value of the second retardation plate 24. Is 1500 nm ± 30
In the case of nm, the relationship between the applied voltage to the liquid crystal cell 10 and the display color is as follows. Here, the applied voltage value is an effective value, and the display color is a color when the display of the liquid crystal display device is viewed from the front.

【0189】 (印加電圧) (表示色) 2.32v以下 赤紫 2.42〜2.60v 白 2.98〜3.02v 青紫 3.5v以上 黒 このように、上記カラー液晶表示装置の表示色は、液晶
セル10に印加する電圧を高くしていくのにともなっ
て、赤紫→白→青紫→黒の順に変化する。
(Applied Voltage) (Display Color) 2.32v or Less Red Purple 2.42 to 2.60v White 2.98 to 3.02v Blue Purple 3.5v or More Black Thus, the display color of the color liquid crystal display device Changes in the order of reddish purple → white → blue purple → black as the voltage applied to the liquid crystal cell 10 is increased.

【0190】しかも、上記カラー液晶表示装置において
は、液晶セル10の液晶層18の複屈折性は光の入射角
によって変化するが、位相差板23,24の複屈折性は
光の入射角が変化してもほとんど変わらないし、また、
前記位相差板23,24がいずれも、その遅相軸23
a,24aであるx軸方向の屈折率nx と、y軸方向の
屈折率ny およびz軸方向の屈折率nz とが、nx >n
z >ny の関係にある二軸性位相差板であるため、光が
液晶セル10の液晶層18を垂直に透過したときと斜め
に透過したときとの位相差が前記二軸性位相差板23,
24によって補償されるから、視野角が広くなる。
In addition, in the above color liquid crystal display device, the birefringence of the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10 changes depending on the incident angle of light, but the birefringence of the phase difference plates 23 and 24 depends on the incident angle of light. Even if it changes, it hardly changes, and
The retardation plates 23 and 24 are both the slow axis 23
a, the refractive indices n x in the x axis direction is 24a, and the refractive index n z in the refractive index n y and z-axis direction of the y-axis direction, n x> n
Since the biaxial retardation plate has a relationship of z > ny, the phase difference between when the light vertically passes through the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10 and when the light obliquely passes through the biaxial retardation plate. Plate 23,
Since it is compensated by 24, the viewing angle becomes wide.

【0191】この視野角の広さは、第1の実施例におい
て説明した通りであり、前記位相差板23に通常の一軸
性位相差板を用いたのでは、視角によって表示色がある
程度変化してしまうが、二軸性位相差板は光の入射角に
対する位相差の変化が小さいため、この二軸性位相差板
を用いれば、視角による表示色の変化、つまり表示色の
視角依存性がかなり小さくなる。
The width of this viewing angle is as described in the first embodiment. When a normal uniaxial retardation plate is used as the retardation plate 23, the display color changes to some extent depending on the viewing angle. However, since the biaxial retardation plate has a small change in the phase difference with respect to the incident angle of light, if this biaxial retardation plate is used, the change in the display color depending on the viewing angle, that is, the viewing angle dependence of the display color. It gets quite small.

【0192】さらに、このカラー液晶表示装置において
は、液晶セル10の液晶層18の複屈折性は温度によっ
て変化するが、位相差板23,24の温度による複屈折
性の変化は極く小さいため、液晶セル10の液晶層18
と位相差板23,24との全体の複屈折性は、温度依存
性の小さい特性である。
Further, in this color liquid crystal display device, the birefringence of the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10 changes with temperature, but the birefringence of the phase difference plates 23 and 24 changes very little because of the temperature. The liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10
The total birefringence of the phase difference plates 23 and 24 is a characteristic that temperature dependence is small.

【0193】そして、この実施例では、2枚の二軸性位
相差板23,24を用いているため、1枚の二軸性位相
差板を用いている上述した第1〜第3の実施例よりも、
光が液晶セル10の液晶層18を垂直に透過したときと
斜めに透過したときとの位相差が2枚の二軸性位相差板
23,24によってより効果的に補償されるから、視野
角がさらに広くなるし、また、液晶セルの液晶層と2枚
の位相差板との全体の複屈折性が、さらに温度依存性の
小さい特性になるため、温度による表示色の色変化もよ
り小さくすることができる。
In this embodiment, since the two biaxial retardation plates 23 and 24 are used, the above-mentioned first to third embodiments in which one biaxial retardation plate is used. Than the example
The phase difference between when light vertically passes through the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10 and when it obliquely passes is more effectively compensated by the two biaxial retardation plates 23 and 24. Is further widened, and since the birefringence of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell and the two retardation plates has a characteristic that the temperature dependence is smaller, the color change of the display color due to the temperature is also smaller. can do.

【0194】なお、上記実施例では、液晶セル10の液
晶分子のツイスト角を250°±20°(望ましくは2
50°±10°)としたが、このツイスト角は、180
°〜270°の範囲であればよい。
In the above embodiment, the twist angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10 is 250 ° ± 20 ° (desirably 2).
50 ° ± 10 °), but this twist angle is 180
It may be in the range of ° to 270 °.

【0195】また、上記実施例のカラー液晶表示装置
は、その裏面に反射板25を設けた反射型のものである
が、この液晶表示装置は、前記反射板25をなくして透
過型装置として使用することも可能である。
Further, the color liquid crystal display device of the above-mentioned embodiment is a reflection type in which the reflection plate 25 is provided on the back surface thereof, but this liquid crystal display device is used as a transmission type device without the reflection plate 25. It is also possible to do so.

【0196】[第5の実施例]次に、本発明の第5の実
施例を図11および図12を参照して説明する。この実
施例のカラー液晶表示装置は、液晶分子のツイスト角が
180°〜270°の液晶セルと2枚の二軸性位相差板
を用いたものである。
[Fifth Embodiment] Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 11 and 12. The color liquid crystal display device of this embodiment uses a liquid crystal cell in which liquid crystal molecules have a twist angle of 180 ° to 270 ° and two biaxial retardation plates.

【0197】図11はカラー液晶表示装置の断面図であ
り、この液晶表示装置は、液晶セル10と、この液晶セ
ル10をはさんでその表面側(図において上面側)と裏
面側(図において下面側)に配置された一対の偏光板2
1,22と、液晶セル10の表面側に配置された表側偏
光板21と前記液晶セル10との間に互いに重ねて配置
された2枚の位相差板23,24と、前記裏側偏光板2
2の背後に配置された反射板25とからなっている。
FIG. 11 is a cross-sectional view of a color liquid crystal display device. This liquid crystal display device includes a liquid crystal cell 10 and a front surface side (upper surface side in the drawing) and a back surface side (in the drawing) of the liquid crystal cell 10 sandwiched therebetween. A pair of polarizing plates 2 arranged on the lower surface side)
1, 22 and two front-side polarizing plates 21 arranged on the front surface side of the liquid crystal cell 10 and two retardation plates 23 and 24 arranged to overlap each other between the liquid crystal cell 10 and the back-side polarizing plate 2
2 and a reflecting plate 25 arranged behind it.

【0198】上記液晶セル10は、液晶分子のツイスト
角が180°〜270°のものであり、この実施例で
は、液晶分子のツイスト角を250°±20°にしてい
る。なお、この液晶セル10の基本的な構成は上述した
第1の実施例における液晶セルと同じであるから、重複
する説明は図に同符号を付して省略する。
The liquid crystal cell 10 has a liquid crystal molecule twist angle of 180 ° to 270 °. In this embodiment, the liquid crystal molecule twist angle is 250 ° ± 20 °. Since the basic configuration of the liquid crystal cell 10 is the same as that of the liquid crystal cell in the first embodiment described above, the duplicated description will be omitted by giving the same reference numerals to the drawings.

【0199】また、上記2枚の位相差板23,24は、
いずれも、その遅相軸であるx軸方向の屈折率nx と、
y軸方向の屈折率ny およびz軸方向の屈折率nz
が、nx >nz >ny の関係にある二軸性位相板であ
る。
The two phase difference plates 23 and 24 are
In each case, the refractive index n x in the x-axis direction, which is the slow axis,
and refractive index n z in the refractive index n y and z-axis direction of the y-axis direction, a biaxial phase plate having a relationship of n x> n z> n y .

【0200】図12は、この実施例のカラー液晶表示装
置における、液晶セル10の液晶分子配向方向と、偏光
板21,22の透過軸の向きと、位相差板23,24の
遅相軸の向きとを示す表面側から見た図である。
FIG. 12 shows the alignment directions of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10, the transmission axes of the polarizing plates 21 and 22, and the slow axes of the retardation films 23 and 24 in the color liquid crystal display device of this embodiment. It is the figure seen from the surface side which shows the direction.

【0201】この図12のように、液晶セル10の裏側
基板12の近傍における液晶分子の配向方向12aは、
液晶セル10の横軸Sに対し、表面側から見て左回りに
35°±10°の方向、表側基板11の近傍における液
晶分子の配向方向11aは、前記裏側基板12の近傍に
おける液晶分子の配向方向12aに対し、表面側から見
て右回りに70°±10°の方向にあり、液晶分子は、
裏側基板12側から表側基板11側に向かい表面側から
見て右回りに250°±20°(望ましくは250°±
10°)のツイスト角でツイスト配向している。
As shown in FIG. 12, the alignment direction 12a of liquid crystal molecules in the vicinity of the back substrate 12 of the liquid crystal cell 10 is
With respect to the horizontal axis S of the liquid crystal cell 10, a direction of 35 ° ± 10 ° counterclockwise when viewed from the front side, and an alignment direction 11a of liquid crystal molecules in the vicinity of the front substrate 11, the liquid crystal molecules in the vicinity of the back substrate 12 are With respect to the alignment direction 12a, the direction is 70 ° ± 10 ° clockwise when viewed from the surface side, and the liquid crystal molecules are
250 ° ± 20 ° (desirably 250 ° ± 20 °) clockwise when viewed from the front side from the back substrate 12 side toward the front substrate 11 side.
The twist orientation is 10 °).

【0202】また、この実施例では、表側偏光板21の
透過軸21aと、裏側偏光板22の透過軸22aとを次
のような向きにするとともに、上記2枚の位相差板23
のうちの表側偏光板21に隣接する第1の位相差板23
の遅相軸23aを、前記表側偏光板21の透過軸21a
に対して所定角度斜めにずらし、液晶セル10に隣接す
る第2の位相差板24の遅相軸24aを次のような向き
にしている。
Further, in this embodiment, the transmission axis 21a of the front side polarizing plate 21 and the transmission axis 22a of the back side polarizing plate 22 are oriented as follows, and the two phase difference plates 23 are arranged.
Of the first retardation film 23 adjacent to the front polarizing plate 21
Of the slow axis 23a of the front side polarizing plate 21 of the transmission axis 21a
And the slow axis 24a of the second retardation plate 24 adjacent to the liquid crystal cell 10 is oriented obliquely by a predetermined angle with respect to the following.

【0203】すなわち、表側偏光板21の透過軸21a
は、液晶セル10の裏側基板12の近傍における液晶分
子の配向方向12aを基準方向(0°の方向)としたと
き、この基準方向に対して、表面側から見て液晶セル1
0の液晶分子ツイスト方向と逆方向(左回り)に50°
±10°の方向にあり、裏側偏光板22の透過軸22a
は、上記基準方向に対して、表面側から見て前記液晶分
子ツイスト方向と同方向(右回り)に45°±10°の
方向にある。
That is, the transmission axis 21a of the front polarizing plate 21
When the alignment direction 12a of the liquid crystal molecules near the back substrate 12 of the liquid crystal cell 10 is the reference direction (direction of 0 °), the liquid crystal cell 1 is viewed from the front side with respect to the reference direction.
50 ° in the opposite direction (counterclockwise) to the twist direction of 0 liquid crystal molecules
The transmission axis 22a of the back side polarizing plate 22 is in the direction of ± 10 °.
Is 45 ° ± 10 ° in the same direction (clockwise) as the liquid crystal molecule twist direction when viewed from the surface side with respect to the reference direction.

【0204】また、第1の位相差板23の遅相軸23a
は、上記基準方向に対して、表面側から見て前記液晶分
子ツイスト方向と同方向に25°±10°の方向にあ
り、この位相差板23の遅相軸23aは、表側偏光板2
1の透過軸21aに対し、表面側から見て前記液晶分子
ツイスト方向と逆方向に75°±20°ずれている。
The slow axis 23a of the first retardation plate 23
Is in the direction of 25 ° ± 10 ° in the same direction as the liquid crystal molecule twist direction as viewed from the surface side with respect to the reference direction, and the slow axis 23a of the retardation plate 23 is the front side polarizing plate 2
The transmission axis 21a of No. 1 is displaced by 75 ° ± 20 ° in the direction opposite to the twist direction of the liquid crystal molecules when viewed from the surface side.

【0205】さらに、第2の位相差板24の遅相軸24
aは、上記基準方向に対して、表面側から見て前記液晶
分子ツイスト方向と逆方向に15°±10°の方向にあ
る。この第2の位相差板24の遅相軸24aと、前記第
1の位相差板23の遅相軸23aとのずれ角は40°±
20°である。
Furthermore, the slow axis 24 of the second retardation plate 24
a is in the direction of 15 ° ± 10 ° in the opposite direction to the liquid crystal molecule twist direction when viewed from the surface side with respect to the reference direction. The deviation angle between the slow axis 24a of the second retardation plate 24 and the slow axis 23a of the first retardation plate 23 is 40 ° ±.
It is 20 °.

【0206】そして、この実施例では、上記液晶セル1
0として、液晶の屈折率異方性Δnと液晶層厚dとの積
Δn・dの値が1350nm±100nm(1250n
m〜1450nm)のものを用いている。
In this embodiment, the liquid crystal cell 1 described above is used.
The value of the product Δn · d of the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal and the liquid crystal layer thickness d is 1350 nm ± 100 nm (1250 n
m-1450 nm) is used.

【0207】また、この実施例では、上記第1の二軸性
位相差板23として、リタデーションの値が1600n
m±30nm(1570nm〜1630nm)、Nz 値
[Nz =(nx −nz )/(nx −ny )]が0.3〜
0.7(望ましくは0.45±0.1)のものを用い、
第2の二軸性位相差板24として、リタデーションの値
が1550nm±30nm(1520nm〜1580n
m)、Nz 値が0.3〜0.7(望ましくは0.45±
0.1)のものを用いている。
In this embodiment, the first biaxial retardation plate 23 has a retardation value of 1600n.
m ± 30 nm (1570 nm to 1630 nm), Nz value [Nz = (n x −n z ) / (n x −n y )] is 0.3 to
Use 0.7 (preferably 0.45 ± 0.1),
The second biaxial retardation plate 24 has a retardation value of 1550 nm ± 30 nm (1520 nm to 1580 n).
m), Nz value is 0.3 to 0.7 (preferably 0.45 ±
0.1) is used.

【0208】この実施例のカラー液晶表示装置は、表面
側から入射する外光を裏面側の反射板25で反射させて
表示するものであり、液晶セル10の両基板11,12
の電極13,14間に電圧を印加して表示駆動される。
In the color liquid crystal display device of this embodiment, external light incident from the front surface side is reflected by the reflection plate 25 on the rear surface side for display, and both substrates 11, 12 of the liquid crystal cell 10 are displayed.
A display is driven by applying a voltage between the electrodes 13 and 14 of the.

【0209】そして、このカラー液晶表示装置において
は、その表面側から表側偏光板21を透過して入射した
直線偏光が、第1の位相差板23と第2の位相差板24
と液晶セル10とを順次透過する間に、前記位相差板2
3,24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裏側偏光板2
2に入射し、この裏側偏光板22を透過した光が着色光
になる。
In this color liquid crystal display device, the linearly polarized light which has passed through the front side polarizing plate 21 from the front side thereof and is incident thereon has the first retardation plate 23 and the second retardation plate 24.
And the liquid crystal cell 10 are sequentially transmitted, the phase difference plate 2
3, 24 birefringence effect and liquid crystal layer 18 of liquid crystal cell 10
Polarizing state can be changed by the birefringence effect of
The light that has entered 2 and transmitted through this back-side polarizing plate 22 becomes colored light.

【0210】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、表側偏光板21を透過して直
線偏光となった後に、まず第1の位相差板23に入射す
るが、この位相差板23遅相軸23aが前記表側偏光板
21の透過軸21aに対して所定角度(この実施例では
50°±20°)斜めにずれているため、表側偏光板2
1を透過した直線偏光が、第1の位相差板23を透過す
る間にそのリタデーション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
る。
Explaining the coloring of this light, the external light entering the liquid crystal display device first enters the first retardation plate 23 after passing through the front side polarizing plate 21 to become linearly polarized light. Since the slow axis 23a of the retardation plate 23 is obliquely displaced from the transmission axis 21a of the front side polarizing plate 21 by a predetermined angle (50 ° ± 20 ° in this embodiment), the front side polarizing plate 2
The linearly polarized light having passed through 1 is subjected to a birefringence action according to the value of its retardation while passing through the first retardation plate 23, and each wavelength light becomes elliptically polarized light having a different polarization state.

【0211】また、上記第1の位相差板23を透過した
光は、第2の位相差板24に入射し、そのリタデーショ
ン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。
The light transmitted through the first retardation plate 23 is incident on the second retardation plate 24 and is subjected to the birefringence action according to the retardation value thereof, so that the elliptically polarized light of each wavelength light is obtained. The state of becomes a light that has changed further.

【0212】さらに、上記第2の位相差板24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
する間に、この液晶セル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、各波長光の楕
円偏光の状態がさらに変化した光になる。
Further, the light transmitted through the second retardation plate 24 enters the liquid crystal cell 10 and while passing through the liquid crystal layer 18, the value of Δn · d of the liquid crystal cell 10 and the liquid crystal molecule By the birefringence action depending on the orientation state, the light having the elliptically polarized state of each wavelength light is further changed.

【0213】この場合、この実施例では、液晶セル10
の液晶分子をツイスト角を250°±20°にしている
ため、液晶セル10の液晶層18の複屈折作用は、上述
した第1の実施例よりも大きい。
In this case, in this embodiment, the liquid crystal cell 10
Since the twist angle of the liquid crystal molecules is 250 ° ± 20 °, the birefringence action of the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10 is larger than that of the first embodiment described above.

【0214】そして、このように、第1の位相差板23
の複屈折効果と第2の位相差板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は、裏
側偏光板22に入射し、その光のうち、裏側偏光板22
の透過軸22aに沿った成分の光だけがこの裏側偏光板
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色の着色光にな
る。
Then, as described above, the first retardation film 23
Due to the birefringence effect of the above, the birefringence effect of the second retardation plate 24, and the birefringence effect of the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10, the light whose wavelengths have become elliptically polarized lights having different polarization states is the back side polarization plate. The light enters the backside polarizing plate 22 of
Of the component along the transmission axis 22a of the light is transmitted through the back side polarizing plate 22, and the transmitted light (linearly polarized light) is a colored light of a color corresponding to the light quantity ratio of each wavelength light constituting the transmitted light. become.

【0215】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2枚の位相差板23,
24の遅相軸23a,24aの向きと、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1
1a,12aと、液晶セル10のΔn・dの値と、第1
の位相差板23のリタデーションの値と、第2の位相差
板24のリタデーションの値とを、裏側偏光板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。
The color of this colored light is the same as that of the pair of polarizing plates 21 and 2.
Two transmission axes 21a, 22a and two retardation plates 23,
The orientations of the slow axes 23a and 24a of 24 and the alignment direction 1 of the liquid crystal molecules in the vicinity of both substrates 11 and 12 of the liquid crystal cell 10.
1a and 12a, the value of Δn · d of the liquid crystal cell 10, and the first
The retardation value of the retardation plate 23 and the retardation value of the second retardation plate 24 are set so that the light amount ratio of each wavelength light component of the light transmitted through the back side polarizing plate 22 corresponds to the desired colored light. It can be arbitrarily selected by setting the ratio.

【0216】また、裏側偏光板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
カラー画像が表示される。
Further, the colored light transmitted through the back side polarizing plate 22 is reflected by the reflection plate 25 and emitted to the upper surface side of the liquid crystal display device through a route opposite to the above-mentioned optical route, and the colored light displays a color image. To be done.

【0217】この反射板25で反射された着色光は、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、裏側偏光板22の透過軸2
2a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と第2の位相
差板24および第1の位相差板23を再び透過する過程
で複屈折されて表側偏光板21で吸収されるため、表側
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。
The colored light reflected by the reflecting plate 25 is elliptically polarized light of which wavelengths are different from each other due to the birefringence effect of the phase difference plates 23 and 24 and the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10. The transmission axis 2 of the back side polarizing plate 22
The light having only the component along 2a and the light having a very small wavelength component at the end of the wavelength range is transmitted through the liquid crystal cell 10, the second retardation plate 24, and the first retardation plate 23 again. Since the birefringent light is absorbed by the front-side polarizing plate 21 in the process of being processed, the colored light that passes through the front-side polarizing plate 21 and is emitted has a higher color purity than the colored light reflected by the reflecting plate 25. Becomes

【0218】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、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。
That is, this color liquid crystal display device uses the birefringence effect of the two retardation plates 23 and 24, the birefringence effect of the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10, and the pair of polarized lights without using the color filter. The light is colored by utilizing the polarization effect of the plates 21 and 22, and therefore the light is not absorbed by the color filter, so that the light transmittance can be increased. Therefore, even if the color liquid crystal display device is of a reflective type, a very bright color display can be obtained.

【0219】また、このカラー液晶表示装置において
は、上記位相差板23,24の複屈折性はこれら位相差
板23,24のリタデーション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応じた
液晶分子の配向状態の変化によって変化し、それに応じ
て上記裏側偏光板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、つまり同じ画素で、複数の色を表
示することができる。
Further, in this color liquid crystal display device, the birefringence of the retardation plates 23 and 24 is determined by the retardation value of the retardation plates 23 and 24.
The birefringence of the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10 depends on the substrate 1
1, 12 changes depending on the change in the alignment state of the liquid crystal molecules according to the voltage applied between the electrodes 13 and 14, and accordingly the polarization state of each wavelength light incident on the back side polarizing plate 22 changes. The color of the colored light can be changed by controlling the voltage applied to the liquid crystal cell 10, and therefore, a plurality of colors can be displayed at the same location, that is, the same pixel.

【0220】このカラー液晶表示装置の表示色は、一対
の偏光板21,22の透過軸21a,22aおよび2枚
の位相差板23,24の遅相軸23a,24aの向き
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11a,12aと、液晶セル10のΔ
n・dの値および位相差板23,24のリタデーション
の値と、液晶セル10への印加電圧値とによって決ま
る。
The display colors of this color liquid crystal display device are the orientations of the transmission axes 21a and 22a of the pair of polarizing plates 21 and 22 and the slow axes 23a and 24a of the two retardation plates 23 and 24, and the liquid crystal cell 10. The alignment directions 11a and 12a of the liquid crystal molecules in the vicinity of both substrates 11 and 12, and Δ of the liquid crystal cell 10.
It is determined by the value of n · d, the retardation value of the retardation films 23 and 24, and the voltage value applied to the liquid crystal cell 10.

【0221】このカラー液晶表示装置の表示色について
説明すると、図12に示したように、液晶セル10の液
晶分子のツイスト角が250°±20°、表側偏光板2
1の透過軸21aと前記表側偏光板21に隣接する第1
の位相差板23の遅相軸23aとのずれ角が75°±2
0°であって、液晶セル10の裏側基板12の近傍にお
ける液晶分子の配向方向12aを基準方向としたとき、
表側偏光板21の透過軸21aが前記基準方向に対し表
面側から見て液晶セル10の液晶分子ツイスト方向と逆
方向に50°±10°の方向、裏偏光板22の透過軸2
2aが前記基準方向に対し表面側から見て前記液晶分子
ツイスト方向と同方向に45°±10°の方向、前記第
1の位相差板23の遅相軸23aが前記基準方向に対し
表面側から見て前記液晶分子ツイスト方向と同方向に2
5°±10°の方向、前記液晶セル10に隣接する第2
の位相差板24の遅相軸24aが前記基準方向に対し表
面側から見て前記液晶分子ツイスト方向と逆方向に15
°±10°の方向にあり、液晶セル10のΔn・dの値
がほぼ1390nm、第1の位相差板23のリタデーシ
ョンの値が1600nm±30nm、第2の位相差板2
4のリタデーションの値が1550nm±30nmであ
る場合、液晶セル10への印加電圧と表示色の関係は次
のようになる。なお、ここで、印加電圧値は実効値であ
り、表示色は、液晶表示装置の表示を真正面から見たと
きの色である。
The display color of this color liquid crystal display device will be described. As shown in FIG. 12, the twist angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10 is 250 ° ± 20 °, and the front side polarizing plate 2
No. 1 adjacent to the transmission axis 21a and the front side polarizing plate 21
Of the phase difference plate 23 with respect to the slow axis 23a is 75 ° ± 2
When the angle is 0 ° and the alignment direction 12a of the liquid crystal molecules in the vicinity of the back substrate 12 of the liquid crystal cell 10 is the reference direction,
The transmission axis 21a of the front polarizing plate 21 is 50 ° ± 10 ° in the direction opposite to the liquid crystal molecule twist direction of the liquid crystal cell 10 when viewed from the front side with respect to the reference direction, and the transmission axis 2 of the back polarizing plate 22.
2a is a direction of 45 ° ± 10 ° in the same direction as the liquid crystal molecule twist direction when viewed from the front side with respect to the reference direction, and the slow axis 23a of the first retardation plate 23 is the front side with respect to the reference direction. When viewed from the above, the liquid crystal molecule is twisted in the same direction as the 2
Second direction adjacent to the liquid crystal cell 10 in the direction of 5 ° ± 10 °
The retardation axis 24a of the retardation plate 24 is 15 in the direction opposite to the liquid crystal molecule twist direction when viewed from the surface side with respect to the reference direction.
The liquid crystal cell 10 has a Δn · d value of approximately 1390 nm, a retardation value of the first retardation plate 23 of 1600 nm ± 30 nm, and a second retardation plate 2
When the retardation value of 4 is 1550 nm ± 30 nm, the relationship between the applied voltage to the liquid crystal cell 10 and the display color is as follows. Here, the applied voltage value is an effective value, and the display color is a color when the display of the liquid crystal display device is viewed from the front.

【0222】 (印加電圧) (表示色) 2.04v以下 白 2.15〜2.17v 赤 2.18〜2.22v 青 2.26v以上 緑 このように、上記カラー液晶表示装置の表示色は、液晶
セル10に印加する電圧を高くしていくのにともなっ
て、白→赤→青→緑の順に変化する。
(Applied voltage) (Display color) 2.04v or less White 2.15 to 2.17v Red 2.18 to 2.22v Blue 2.26v or more Green As described above, the display color of the color liquid crystal display device is As the voltage applied to the liquid crystal cell 10 is increased, it changes in the order of white → red → blue → green.

【0223】なお、ここでは、液晶セル10のΔn・d
の値をほぼ1390nmとしたが、このΔn・dの値が
1250nm〜1450nm(1350nm±100n
m)の範囲であれば、上記白,赤,青,緑の表示色が得
られる。
Here, Δn · d of the liquid crystal cell 10 is
Although the value of Δn · d is set to approximately 1390 nm, the value of Δn · d is 1250 nm to 1450 nm (1350 nm ± 100 n
Within the range of m), the display colors of white, red, blue and green can be obtained.

【0224】しかも、上記カラー液晶表示装置において
は、液晶セル10の液晶層18の複屈折性は光の入射角
によって変化するが、位相差板23,24の複屈折性は
光の入射角が変化してもほとんど変わらないし、また、
前記位相差板23,24がいずれも、その遅相軸23
a,24aであるx軸方向の屈折率nx と、y軸方向の
屈折率ny およびz軸方向の屈折率nz とが、nx >n
z >ny の関係にある二軸性位相差板であるため、光が
液晶セル10の液晶層18を垂直に透過したときと斜め
に透過したときとの位相差が前記二軸性位相差板23,
24によって補償されるから、視野角が広くなる。
In addition, in the above color liquid crystal display device, the birefringence of the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10 changes depending on the incident angle of light, but the birefringence of the phase difference plates 23 and 24 depends on the incident angle of light. Even if it changes, it hardly changes, and
The retardation plates 23 and 24 are both the slow axis 23
a, the refractive indices n x in the x axis direction is 24a, and the refractive index n z in the refractive index n y and z-axis direction of the y-axis direction, n x> n
Since the biaxial retardation plate has a relationship of z > ny, the phase difference between when the light vertically passes through the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10 and when the light obliquely passes through the biaxial retardation plate. Plate 23,
Since it is compensated by 24, the viewing angle becomes wide.

【0225】この視野角の広さは、第1の実施例におい
て説明した通りであり、前記位相差板23に通常の一軸
性位相差板を用いたのでは、視角によって表示色がある
程度変化してしまうが、二軸性位相差板は光の入射角に
対する位相差の変化が小さいため、この二軸性位相差板
を用いれば、視角による表示色の変化、つまり表示色の
視角依存性がかなり小さくなる。
The width of this viewing angle is as described in the first embodiment. If a normal uniaxial retardation plate is used as the retardation plate 23, the display color changes to some extent depending on the viewing angle. However, since the biaxial retardation plate has a small change in the phase difference with respect to the incident angle of light, if this biaxial retardation plate is used, the change in the display color depending on the viewing angle, that is, the viewing angle dependence of the display color. It gets quite small.

【0226】さらに、このカラー液晶表示装置において
は、液晶セル10の液晶層18の複屈折性は温度によっ
て変化するが、位相差板23,24の温度による複屈折
性の変化は極く小さいため、液晶セル10の液晶層18
と位相差板23,24との全体の複屈折性は、温度依存
性の小さい特性である。
Further, in this color liquid crystal display device, the birefringence of the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10 changes with temperature, but the birefringence of the phase difference plates 23 and 24 changes very little. The liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10
The total birefringence of the phase difference plates 23 and 24 is a characteristic that temperature dependence is small.

【0227】そして、この実施例では、2枚の二軸性位
相差板23,24を用いているため、1枚の二軸性位相
差板を用いている上述した第1〜第3の実施例よりも、
光が液晶セル10の液晶層18を垂直に透過したときと
斜めに透過したときとの位相差が2枚の二軸性位相差板
23,24によってより効果的に補償されるから、視野
角がさらに広くなるし、また、液晶セルの液晶層と2枚
の位相差板との全体の複屈折性が、さらに温度依存性の
小さい特性になるため、温度による表示色の色変化もよ
り小さくすることができる。
In this embodiment, since the two biaxial retardation plates 23 and 24 are used, the above-mentioned first to third embodiments using one biaxial retardation plate. Than the example
The phase difference between when light vertically passes through the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10 and when it obliquely passes is more effectively compensated by the two biaxial retardation plates 23 and 24. Is further widened, and since the birefringence of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell and the two retardation plates has a characteristic that the temperature dependence is smaller, the color change of the display color due to the temperature is also smaller. can do.

【0228】なお、上記実施例では、液晶セル10の液
晶分子のツイスト角を250°±20°(望ましくは2
50°±10°)としたが、このツイスト角は、180
°〜270°の範囲であればよい。
In the above embodiment, the twist angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10 is 250 ° ± 20 ° (desirably 2).
50 ° ± 10 °), but this twist angle is 180
It may be in the range of ° to 270 °.

【0229】また、上記実施例のカラー液晶表示装置
は、その裏面に反射板25を設けた反射型のものである
が、この液晶表示装置は、前記反射板25をなくして透
過型装置として使用することも可能である。
Further, the color liquid crystal display device of the above-mentioned embodiment is a reflection type in which the reflection plate 25 is provided on the back surface thereof, but this liquid crystal display device is used as a transmission type device without the reflection plate 25. It is also possible to do so.

【0230】[第6の実施例]なお、上記第5の実施例
では、液晶セル10のΔn・dの値を1250nm〜1
450nmとしたが、この液晶分子のΔn・dの値は、
1490nm以上と大きくしてもよい。
[Sixth Embodiment] In the fifth embodiment, the value of Δn · d of the liquid crystal cell 10 is 1250 nm to 1 nm.
The value of Δn · d of this liquid crystal molecule is 450 nm.
You may make it large as 1490 nm or more.

【0231】図13は、本発明の第6の実施例を示す、
液晶セル10の液晶分子配向方向と、偏光板21,22
の透過軸の向きと、位相差板23,24の遅相軸の向き
とを示す表面側から見た図である。
FIG. 13 shows the sixth embodiment of the present invention.
Liquid crystal molecule orientation direction of the liquid crystal cell 10 and the polarizing plates 21 and 22
FIG. 6 is a view showing the direction of the transmission axis of and the direction of the slow axis of the phase difference plates 23 and 24 as viewed from the surface side.

【0232】なお、この実施例のカラー液晶表示装置
は、液晶セル10のΔn・dの値を1490nm以上と
大きくしたものであるが、表示装置全体の基本的な構成
は図11に示したものと同じであるから、その説明は省
略する。
In the color liquid crystal display device of this embodiment, the value of Δn · d of the liquid crystal cell 10 is increased to 1490 nm or more, but the basic structure of the entire display device is shown in FIG. Since it is the same as the above, its explanation is omitted.

【0233】この実施例では、図13のように、液晶セ
ル10の裏側基板12の近傍における液晶分子の配向方
向12aを、液晶セル10の横軸Sに対し、表面側から
見て左回りに30°±10°の方向、表側基板11の近
傍における液晶分子の配向方向11aを、前記裏側基板
12の近傍における液晶分子の配向方向12aに対し、
表面側から見て右回りに60°±10°の方向にし、液
晶分子を、裏側基板12側から表側基板11側に向かい
表面側から見て右回りに240°±20°(望ましくは
240°±10°)のツイスト角でツイスト配向させて
いる。
In this embodiment, as shown in FIG. 13, the alignment direction 12a of liquid crystal molecules in the vicinity of the back substrate 12 of the liquid crystal cell 10 is counterclockwise when viewed from the front side with respect to the horizontal axis S of the liquid crystal cell 10. The direction of 30 ° ± 10 °, the alignment direction 11a of liquid crystal molecules in the vicinity of the front substrate 11, and the alignment direction 12a of liquid crystal molecules in the vicinity of the back substrate 12,
The direction of rotation is 60 ° ± 10 ° clockwise when viewed from the front surface side, and the liquid crystal molecules are rotated from the back substrate 12 side toward the front substrate 11 side in a clockwise direction when viewed from the surface side 240 ° ± 20 ° (desirably 240 °). Twist orientation is performed at a twist angle of ± 10 °.

【0234】また、この実施例では、表側偏光板21の
透過軸21aと、裏側偏光板22の透過軸22aとを次
のような向きにするとともに、上記2枚の位相差板23
のうちの表側偏光板21に隣接する第1の位相差板23
の遅相軸23aを、前記表側偏光板21の透過軸21a
に対して所定角度斜めにずらし、液晶セル10に隣接す
る第2の位相差板24の遅相軸24aを次のような向き
にしている。
Further, in this embodiment, the transmission axis 21a of the front side polarizing plate 21 and the transmission axis 22a of the back side polarizing plate 22 are oriented as follows, and the two retardation plates 23 are
Of the first retardation film 23 adjacent to the front polarizing plate 21
Of the slow axis 23a of the front side polarizing plate 21 of the transmission axis 21a
And the slow axis 24a of the second retardation plate 24 adjacent to the liquid crystal cell 10 is oriented obliquely by a predetermined angle with respect to the following.

【0235】すなわち、表側偏光板21の透過軸21a
は、液晶セル10の裏側基板12の近傍における液晶分
子の配向方向12aを基準方向(0°の方向)としたと
き、この基準方向に対して、表面側から見て液晶セル1
0の液晶分子ツイスト方向と逆方向(左回り)に50°
±10°の方向にあり、裏側偏光板22の透過軸22a
は、上記基準方向に対して、表面側から見て前記液晶分
子ツイスト方向と逆方向に45°±10°の方向にあ
る。
That is, the transmission axis 21a of the front polarizing plate 21.
When the alignment direction 12a of the liquid crystal molecules near the back substrate 12 of the liquid crystal cell 10 is the reference direction (direction of 0 °), the liquid crystal cell 1 is viewed from the front side with respect to the reference direction.
50 ° in the opposite direction (counterclockwise) to the twist direction of 0 liquid crystal molecules
The transmission axis 22a of the back side polarizing plate 22 is in the direction of ± 10 °.
Is 45 ° ± 10 ° in the direction opposite to the liquid crystal molecule twist direction as viewed from the surface side with respect to the reference direction.

【0236】また、第1の位相差板23の遅相軸23a
は、上記基準方向に対して、表面側から見て前記液晶分
子ツイスト方向と同方向(右回り)に30°±10°の
方向にあり、この位相差板23の遅相軸23aは、表側
偏光板21の透過軸21aに対し、表面側から見て前記
液晶分子ツイスト方向と逆方向に80°±20°ずれて
いる。
Also, the slow axis 23a of the first retardation plate 23
Is 30 ° ± 10 ° in the same direction (clockwise) as the liquid crystal molecule twist direction with respect to the reference direction, and the slow axis 23a of the retardation plate 23 is the front side. The transmission axis 21a of the polarizing plate 21 is offset by 80 ° ± 20 ° in the direction opposite to the twist direction of the liquid crystal molecules when viewed from the surface side.

【0237】さらに、第2の位相差板24の遅相軸24
aは、上記基準方向に対して、表面側から見て前記液晶
分子ツイスト方向と逆方向に20°±10°の方向にあ
る。この第2の位相差板24の遅相軸24aと、前記第
1の位相差板23の遅相軸23aとのずれ角は50°±
20°である。
Further, the slow axis 24 of the second retardation plate 24
The angle a is 20 ° ± 10 ° in the direction opposite to the liquid crystal molecule twist direction when viewed from the surface side with respect to the reference direction. A deviation angle between the slow axis 24a of the second retardation plate 24 and the slow axis 23a of the first retardation plate 23 is 50 ° ±.
It is 20 °.

【0238】そして、この実施例では、上記液晶セル1
0として、液晶の屈折率異方性Δnと液晶層厚dとの積
Δn・dの値が1490nm以上、例えば、1490n
m〜1590nm)のものを用いている。
In this embodiment, the liquid crystal cell 1 described above is used.
The value of the product Δn · d of the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal and the liquid crystal layer thickness d is 1490 nm or more, for example, 1490n.
m-1590 nm) is used.

【0239】また、この実施例では、上記第1の二軸性
位相差板23として、リタデーションの値が1600n
m±30nm(1570nm〜1630nm)のものを
用い、第2の二軸性位相差板24として、リタデーショ
ンの値が1450nm±30nm(1420nm〜15
30nm)のものを用いている。
In this embodiment, the first biaxial retardation plate 23 has a retardation value of 1600n.
m ± 30 nm (1570 nm to 1630 nm), and the second biaxial retardation plate 24 has a retardation value of 1450 nm ± 30 nm (1420 nm to 1520 nm).
30 nm) is used.

【0240】この実施例のカラー液晶表示装置は、表面
側から入射する外光を裏面側の反射板25で反射させて
表示するものであり、液晶セル10の両基板11,12
の電極13,14間に電圧を印加して表示駆動される。
The color liquid crystal display device of this embodiment displays external light incident from the front surface side by reflecting the light on the rear surface side reflection plate 25, and displays both substrates 11 and 12 of the liquid crystal cell 10.
A display is driven by applying a voltage between the electrodes 13 and 14 of the.

【0241】そして、このカラー液晶表示装置において
は、その表面側から表側偏光板21を透過して入射した
直線偏光が、第1の位相差板23と第2の位相差板24
と液晶セル10とを順次透過する間に、前記位相差板2
3,24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裏側偏光板2
2に入射し、この裏側偏光板22を透過した光が着色光
になる。
In this color liquid crystal display device, the linearly polarized light which has passed through the front side polarizing plate 21 from the front side thereof and is incident thereon has the first retardation plate 23 and the second retardation plate 24.
And the liquid crystal cell 10 are sequentially transmitted, the phase difference plate 2
3, 24 birefringence effect and liquid crystal layer 18 of liquid crystal cell 10
Polarizing state can be changed by the birefringence effect of
The light that has entered 2 and transmitted through this back-side polarizing plate 22 becomes colored light.

【0242】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、表側偏光板21を透過して直
線偏光となった後に、まず第1の位相差板23に入射す
るが、この位相差板23遅相軸23aが前記表側偏光板
21の透過軸21aに対して所定角度(この実施例では
80°±20°)斜めにずれているため、表側偏光板2
1を透過した直線偏光が、第1の位相差板23を透過す
る間にそのリタデーション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
る。
Explaining the coloring of this light, external light entering the liquid crystal display device first enters the first retardation plate 23 after being transmitted through the front polarizing plate 21 to become linearly polarized light. Since the slow axis 23a of the retardation plate 23 is obliquely displaced from the transmission axis 21a of the front side polarizing plate 21 by a predetermined angle (80 ° ± 20 ° in this embodiment), the front side polarizing plate 2
The linearly polarized light having passed through 1 is subjected to a birefringence action according to the value of its retardation while passing through the first retardation plate 23, and each wavelength light becomes elliptically polarized light having a different polarization state.

【0243】また、上記第1の位相差板23を透過した
光は、第2の位相差板24に入射し、そのリタデーショ
ン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。
The light transmitted through the first retardation plate 23 is incident on the second retardation plate 24, and is subjected to the birefringence action according to the retardation value thereof, so that the elliptically polarized light of each wavelength light is obtained. The state of becomes a light that has changed further.

【0244】さらに、上記第2の位相差板24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
する間に、この液晶セル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、各波長光の楕
円偏光の状態がさらに変化した光になる。
Further, the light transmitted through the second retardation plate 24 is incident on the liquid crystal cell 10 and while passing through the liquid crystal layer 18, the value of Δn · d and the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10 are changed. By the birefringence action depending on the orientation state, the light having the elliptically polarized state of each wavelength light is further changed.

【0245】この場合、この実施例では、液晶セル10
の液晶分子をツイスト角を240°±20°にしている
ため、液晶セル10の液晶層18の複屈折作用は、上述
した第1の実施例よりも大きい。
In this case, in this embodiment, the liquid crystal cell 10
Since the twist angle of the liquid crystal molecules is 240 ° ± 20 °, the birefringence action of the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10 is larger than that of the first embodiment described above.

【0246】そして、このように、第1の位相差板23
の複屈折効果と第2の位相差板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は、裏
側偏光板22に入射し、その光のうち、裏側偏光板22
の透過軸22aに沿った成分の光だけがこの裏側偏光板
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色の着色光にな
る。
Then, in this way, the first retardation film 23
Due to the birefringence effect of the above, the birefringence effect of the second retardation plate 24, and the birefringence effect of the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10, the light whose wavelengths have become elliptically polarized lights having different polarization states is the back side polarization plate. The light enters the backside polarizing plate 22 of
Of the component along the transmission axis 22a of the light is transmitted through the back side polarizing plate 22, and the transmitted light (linearly polarized light) is a colored light of a color corresponding to the light quantity ratio of each wavelength light constituting the transmitted light. become.

【0247】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2枚の位相差板23,
24の遅相軸23a,24aの向きと、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1
1a,12aと、液晶セル10のΔn・dの値と、第1
の位相差板23のリタデーションの値と、第2の位相差
板24のリタデーションの値とを、裏側偏光板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。
The color of this colored light depends on the pair of polarizing plates 21 and 2.
Two transmission axes 21a, 22a and two retardation plates 23,
The orientations of the slow axes 23a and 24a of 24 and the alignment direction 1 of the liquid crystal molecules in the vicinity of both substrates 11 and 12 of the liquid crystal cell 10.
1a and 12a, the value of Δn · d of the liquid crystal cell 10, and the first
The retardation value of the retardation plate 23 and the retardation value of the second retardation plate 24 are set so that the light amount ratio of each wavelength light component of the light transmitted through the back side polarizing plate 22 corresponds to the desired colored light. It can be arbitrarily selected by setting the ratio.

【0248】また、裏側偏光板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
カラー画像が表示される。
Further, the colored light transmitted through the back side polarizing plate 22 is reflected by the reflection plate 25 and emitted to the upper surface side of the liquid crystal display device through a route opposite to the above-mentioned optical route, and a color image is displayed by this colored light. To be done.

【0249】この反射板25で反射された着色光は、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、裏側偏光板22の透過軸2
2a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と第2の位相
差板24および第1の位相差板23を再び透過する過程
で複屈折されて表側偏光板21で吸収されるため、表側
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。
The colored light reflected by the reflecting plate 25 is an elliptically polarized light whose wavelengths are different due to the birefringence effect of the phase difference plates 23 and 24 and the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10. The transmission axis 2 of the back side polarizing plate 22
The light having only the component along 2a and the light having a very small wavelength component at the end of the wavelength range is transmitted through the liquid crystal cell 10, the second retardation plate 24, and the first retardation plate 23 again. Since the birefringent light is absorbed by the front-side polarizing plate 21 in the process of being processed, the colored light that passes through the front-side polarizing plate 21 and is emitted has a higher color purity than the colored light reflected by the reflecting plate 25. Becomes

【0250】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、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。
That is, in this color liquid crystal display device, the birefringence effect of the two retardation plates 23 and 24, the birefringence effect of the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10 and the pair of polarized lights are used without using a color filter. The light is colored by utilizing the polarization effect of the plates 21 and 22, and therefore the light is not absorbed by the color filter, so that the light transmittance can be increased. Therefore, even if the color liquid crystal display device is of a reflective type, a very bright color display can be obtained.

【0251】また、このカラー液晶表示装置において
は、上記位相差板23,24の複屈折性はこれら位相差
板23,24のリタデーション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応じた
液晶分子の配向状態の変化によって変化し、それに応じ
て上記裏側偏光板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、つまり同じ画素で、複数の色を表
示することができる。
In this color liquid crystal display device, the birefringence of the retardation plates 23 and 24 is determined by the retardation value of the retardation plates 23 and 24.
The birefringence of the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10 depends on the substrate 1
1, 12 changes depending on the change in the alignment state of the liquid crystal molecules depending on the voltage applied between the electrodes 13 and 14, and accordingly the polarization state of each wavelength light incident on the back side polarizing plate 22 changes. The color of the colored light can be changed by controlling the voltage applied to the liquid crystal cell 10, and therefore, a plurality of colors can be displayed at the same location, that is, the same pixel.

【0252】上記カラー液晶表示装置の表示色は、一対
の偏光板21,22の透過軸21a,22aおよび2枚
の位相差板23,24の遅相軸23a,24aの向き
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11a,12aと、液晶セル10のΔ
n・dの値および位相差板23,24のリタデーション
の値と、液晶セル10への印加電圧値とによって決まる
が、この実施例のカラー液晶表示装置では、液晶セルの
Δn・dの値を1490nm〜1590nmと大きくし
ているため、その液晶層18の印加電圧に対する複屈折
性の変化が大きく、したがって、表示色数を多くするこ
とができる。
The display colors of the color liquid crystal display device are as follows: the transmission axes 21a and 22a of the pair of polarizing plates 21 and 22 and the directions of the slow axes 23a and 24a of the two retardation plates 23 and 24, and the liquid crystal cell 10. The alignment directions 11a and 12a of the liquid crystal molecules in the vicinity of both substrates 11 and 12, and Δ of the liquid crystal cell 10.
It depends on the value of n · d and the retardation values of the retardation films 23 and 24 and the value of the voltage applied to the liquid crystal cell 10. In the color liquid crystal display device of this embodiment, the value of Δn · d of the liquid crystal cell is Since it is as large as 1490 nm to 1590 nm, the change in birefringence with respect to the applied voltage of the liquid crystal layer 18 is large, so that the number of display colors can be increased.

【0253】このカラー液晶表示装置の表示色について
説明すると、図13に示したように、液晶セル10の液
晶分子のツイスト角が240°±20°、表側偏光板2
1の透過軸21aと前記表側偏光板21に隣接する第1
の位相差板23の遅相軸23aとのずれ角が80°±2
0°であって、液晶セル10の裏側基板12の近傍にお
ける液晶分子の配向方向12aを基準方向としたとき、
表側偏光板21の透過軸21aが前記基準方向に対し表
面側から見て液晶セル10の液晶分子ツイスト方向と逆
方向に50°±10°の方向、裏偏光板22の透過軸2
2aが前記基準方向に対し表面側から見て前記液晶分子
ツイスト方向と逆方向に45°±10°の方向、前記第
1の位相差板23の遅相軸23aが前記基準方向に対し
表面側から見て前記液晶分子ツイスト方向と同方向に3
0°±10°の方向、前記液晶セル10に隣接する第2
の位相差板24の遅相軸24aが前記基準方向に対し表
面側から見て前記液晶分子ツイスト方向と逆方向に20
°±10°の方向にあり、液晶セル10のΔn・dの値
が1490nm〜1590nm、第1の位相差板23の
リタデーションの値が1600nm±30nm、第2の
位相差板24のリタデーションの値が1450nm±3
0nmである場合、液晶セル10への印加電圧と表示色
の関係は次のようになる。なお、ここで、印加電圧値は
実効値であり、表示色は、液晶表示装置の表示を真正面
から見たときの色である。
The display color of this color liquid crystal display device will be described. As shown in FIG. 13, the twist angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10 is 240 ° ± 20 °, and the front side polarizing plate 2
No. 1 adjacent to the transmission axis 21a and the front side polarizing plate 21
Of the phase difference plate 23 with respect to the slow axis 23a is 80 ° ± 2
When the angle is 0 ° and the alignment direction 12a of the liquid crystal molecules in the vicinity of the back substrate 12 of the liquid crystal cell 10 is the reference direction,
The transmission axis 21a of the front polarizing plate 21 is 50 ° ± 10 ° in the direction opposite to the liquid crystal molecule twist direction of the liquid crystal cell 10 when viewed from the front side with respect to the reference direction, and the transmission axis 2 of the back polarizing plate 22.
2a is a direction of 45 ° ± 10 ° in the direction opposite to the liquid crystal molecule twist direction with respect to the reference direction, and the slow axis 23a of the first retardation plate 23 is the surface side with respect to the reference direction. Seen from above, 3 in the same direction as the liquid crystal molecule twist direction
Second direction adjacent to the liquid crystal cell 10 in the direction of 0 ° ± 10 °
The slow axis 24a of the retardation plate 24 is 20 in the direction opposite to the liquid crystal molecule twist direction when viewed from the surface side with respect to the reference direction.
The value of Δn · d of the liquid crystal cell 10 is 1490 nm to 1590 nm, the retardation value of the first retardation plate 23 is 1600 nm ± 30 nm, and the retardation value of the second retardation plate 24 is in the direction of ± 10 °. Is 1450nm ± 3
When the thickness is 0 nm, the relationship between the applied voltage to the liquid crystal cell 10 and the display color is as follows. Here, the applied voltage value is an effective value, and the display color is a color when the display of the liquid crystal display device is viewed from the front.

【0254】 (印加電圧) (表示色) 1.30v以下 白 1.81〜2.10v 黒 2.11〜2.20v 青 2.21〜2.60v 黄緑 2.61v以上 ピンク 図14は上記カラー液晶表示装置の表示色の変化を示す
CIE色度図であり、このカラー液晶表示装置の表示色
は、液晶セル10に印加する電圧を高くしていくのにと
もなって、白→黒→青→黄緑→ピンクの順に変化する。
(Applied voltage) (Display color) 1.30v or less White 1.81 to 2.10v Black 2.11 to 2.20v Blue 2.21 to 2.60v Yellow green 2.61v or more Pink FIG. FIG. 6 is a CIE chromaticity diagram showing a change in display color of a color liquid crystal display device. The display color of this color liquid crystal display device is white → black → blue as the voltage applied to the liquid crystal cell 10 is increased. → It changes in the order of yellow-green → pink.

【0255】また、図15は、上記カラー液晶表示装置
における液晶セル10への印加電圧と、赤R,緑G,青
Bの各色の波長域の光の出射率と、表示色との関係を示
している。
FIG. 15 shows the relationship between the applied voltage to the liquid crystal cell 10 in the color liquid crystal display device, the emission rate of light in the wavelength regions of red R, green G, and blue B, and the display color. Shows.

【0256】この図15のように、上記カラー液晶表示
装置は、“白”を表示させる電圧を印加したときの赤
R,緑G,青Bの各波長域光の出射率がほぼ同じで、か
つその値が充分高く、したがって、ほぼ完全な無彩色の
明るい“白”を表示できるし、また、“黒”を表示させ
る電圧を印加したときの赤R,緑G,青Bの各波長域の
光の出射率がほぼ同じで、かつその値が充分低いため、
純度の高い“黒”を表示することができる。
As shown in FIG. 15, in the color liquid crystal display device, when the voltage for displaying "white" is applied, the emission rates of light in the respective wavelength regions of red R, green G and blue B are almost the same, In addition, the value is sufficiently high, and therefore, it is possible to display almost completely achromatic bright "white", and the wavelength ranges of red R, green G, and blue B when a voltage for displaying "black" is applied. Since the light emission rate of is almost the same and its value is low enough,
Highly pure "black" can be displayed.

【0257】しかも、上記カラー液晶表示装置において
は、液晶セル10の液晶層18の複屈折性は光の入射角
によって変化するが、位相差板23,24の複屈折性は
光の入射角が変化してもほとんど変わらないし、また、
前記位相差板23,24がいずれも、その遅相軸23
a,24aであるx軸方向の屈折率nx と、y軸方向の
屈折率ny およびz軸方向の屈折率nz とが、nx >n
z >ny の関係にある二軸性位相差板であるため、光が
液晶セル10の液晶層18を垂直に透過したときと斜め
に透過したときとの位相差が前記二軸性位相差板23,
24によって補償されるから、視野角が広くなる。
Moreover, in the color liquid crystal display device described above, the birefringence of the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10 changes depending on the incident angle of light, but the birefringence of the phase difference plates 23 and 24 varies depending on the incident angle of light. Even if it changes, it hardly changes, and
The retardation plates 23 and 24 are both the slow axis 23
a, the refractive indices n x in the x axis direction is 24a, and the refractive index n z in the refractive index n y and z-axis direction of the y-axis direction, n x> n
Since the biaxial retardation plate has a relationship of z > ny, the phase difference between when the light vertically passes through the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10 and when the light obliquely passes through the biaxial retardation plate. Plate 23,
Since it is compensated by 24, the viewing angle becomes wide.

【0258】この視野角の広さは、第1の実施例におい
て説明した通りであり、前記位相差板23に通常の一軸
性位相差板を用いたのでは、視角によって表示色がある
程度変化してしまうが、二軸性位相差板は光の入射角に
対する位相差の変化が小さいため、この二軸性位相差板
を用いれば、視角による表示色の変化、つまり表示色の
視角依存性がかなり小さくなる。
The width of this viewing angle is as described in the first embodiment. If a normal uniaxial retardation plate is used as the retardation plate 23, the display color changes to some extent depending on the viewing angle. However, since the biaxial retardation plate has a small change in the phase difference with respect to the incident angle of light, if this biaxial retardation plate is used, the change in the display color depending on the viewing angle, that is, the viewing angle dependence of the display color. It gets quite small.

【0259】さらに、このカラー液晶表示装置において
は、液晶セル10の液晶層18の複屈折性は温度によっ
て変化するが、位相差板23,24の温度による複屈折
性の変化は極く小さいため、液晶セル10の液晶層18
と位相差板23,24との全体の複屈折性は、温度依存
性の小さい特性である。
Further, in this color liquid crystal display device, the birefringence of the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10 changes with temperature, but the birefringence of the phase difference plates 23 and 24 with temperature is extremely small. The liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10
The total birefringence of the phase difference plates 23 and 24 is a characteristic that temperature dependence is small.

【0260】そして、この実施例では、2枚の二軸性位
相差板23,24を用いているため、1枚の二軸性位相
差板を用いている上述した第1〜第3の実施例よりも、
光が液晶セル10の液晶層18を垂直に透過したときと
斜めに透過したときとの位相差が2枚の二軸性位相差板
23,24によってより効果的に補償されるから、視野
角がさらに広くなるし、また、液晶セルの液晶層と2枚
の位相差板との全体の複屈折性が、さらに温度依存性の
小さい特性になるため、温度による表示色の色変化もよ
り小さくすることができる。
In this embodiment, since the two biaxial retardation plates 23 and 24 are used, the above-mentioned first to third embodiments in which one biaxial retardation plate is used. Than the example
The phase difference between when light vertically passes through the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10 and when it obliquely passes is more effectively compensated by the two biaxial retardation plates 23 and 24. Is further widened, and since the birefringence of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell and the two retardation plates has a characteristic that the temperature dependence is smaller, the color change of the display color due to the temperature is also smaller. can do.

【0261】なお、上記実施例では、液晶セル10の液
晶分子のツイスト角を240°±20°(望ましくは2
40°±10°)としたが、このツイスト角は、180
°〜270°の範囲であればよい。
In the above embodiment, the twist angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10 is 240 ° ± 20 ° (preferably 2).
40 ° ± 10 °), but this twist angle is 180
It may be in the range of ° to 270 °.

【0262】また、上記実施例のカラー液晶表示装置
は、その裏面に反射板25を設けた反射型のものである
が、この液晶表示装置は、前記反射板25をなくして透
過型装置として使用することも可能である。
Further, the color liquid crystal display device of the above-mentioned embodiment is of a reflection type in which the reflection plate 25 is provided on the back surface, but this liquid crystal display device is used as a transmission type device without the reflection plate 25. It is also possible to do so.

【0263】[第7の実施例]なお、上記第6の実施例
では、液晶セル10のΔn・dの値を1490nm〜1
590nmとしたが、この液晶分子のΔn・dの値は、
1520nm以上とさらに大きくしてもよい。
[Seventh Embodiment] In the sixth embodiment, the value of Δn · d of the liquid crystal cell 10 is set to 1490 nm-1.
The value of Δn · d of this liquid crystal molecule is 590 nm.
It may be further increased to 1520 nm or more.

【0264】図16は、本発明の第7の実施例を示す、
液晶セル10の液晶分子配向方向と、偏光板21,22
の透過軸の向きと、位相差板23,24の遅相軸の向き
とを示す表面側から見た図である。
FIG. 16 shows the seventh embodiment of the present invention.
Liquid crystal molecule orientation direction of the liquid crystal cell 10 and the polarizing plates 21 and 22
FIG. 6 is a view showing the direction of the transmission axis of and the direction of the slow axis of the phase difference plates 23 and 24 as viewed from the surface side.

【0265】なお、この実施例のカラー液晶表示装置
は、液晶セル10のΔn・dの値を1520nm以上と
大きくしたものであるが、表示装置全体の基本的な構成
は図11に示したものと同じであるから、その説明は省
略する。
In the color liquid crystal display device of this embodiment, the value of Δn · d of the liquid crystal cell 10 is increased to 1520 nm or more, but the basic structure of the entire display device is shown in FIG. Since it is the same as the above, its explanation is omitted.

【0266】この実施例では、図16のように、液晶セ
ル10の裏側基板12の近傍における液晶分子の配向方
向12aを、液晶セル10の横軸Sに対し、表面側から
見て左回りに35°±10°の方向、表側基板11の近
傍における液晶分子の配向方向11aを、前記裏側基板
12の近傍における液晶分子の配向方向12aに対し、
表面側から見て右回りに70°±10°の方向にし、液
晶分子を、裏側基板12側から表側基板11側に向かい
表面側から見て右回りに250°±20°(望ましくは
250°±10°)のツイスト角でツイスト配向させて
いる。
In this embodiment, as shown in FIG. 16, the alignment direction 12a of liquid crystal molecules in the vicinity of the back substrate 12 of the liquid crystal cell 10 is counterclockwise when viewed from the front side with respect to the horizontal axis S of the liquid crystal cell 10. The direction of 35 ° ± 10 °, the alignment direction 11a of the liquid crystal molecules near the front substrate 11, and the alignment direction 12a of the liquid crystal molecules near the back substrate 12,
The direction of rotation is 70 ° ± 10 ° clockwise when viewed from the front side, and the liquid crystal molecules are rotated from the back substrate 12 side toward the front substrate 11 side in a clockwise direction when viewed from the front side 250 ° ± 20 ° (desirably 250 °). Twist orientation is performed at a twist angle of ± 10 °.

【0267】また、この実施例では、表側偏光板21の
透過軸21aと、裏側偏光板22の透過軸22aとを次
のような向きにするとともに、上記2枚の位相差板23
のうちの表側偏光板21に隣接する第1の位相差板23
の遅相軸23aを、前記表側偏光板21の透過軸21a
に対して所定角度斜めにずらし、液晶セル10に隣接す
る第2の位相差板24の遅相軸24aを次のような向き
にしている。
Further, in this embodiment, the transmission axis 21a of the front side polarizing plate 21 and the transmission axis 22a of the back side polarizing plate 22 are oriented as follows, and the two retardation plates 23
Of the first retardation film 23 adjacent to the front polarizing plate 21
Of the slow axis 23a of the front side polarizing plate 21 of the transmission axis 21a
And the slow axis 24a of the second retardation plate 24 adjacent to the liquid crystal cell 10 is oriented obliquely by a predetermined angle with respect to the following.

【0268】すなわち、表側偏光板21の透過軸21a
は、液晶セル10の裏側基板12の近傍における液晶分
子の配向方向12aを基準方向(0°の方向)としたと
き、この基準方向に対して、表面側から見て液晶セル1
0の液晶分子ツイスト方向と逆方向(左回り)に50°
±10°の方向にあり、裏側偏光板22の透過軸22a
は、上記基準方向に対して、表面側から見て前記液晶分
子ツイスト方向と同方向(右回り)に45°±10°の
方向にある。
That is, the transmission axis 21a of the front polarizing plate 21.
When the alignment direction 12a of the liquid crystal molecules near the back substrate 12 of the liquid crystal cell 10 is the reference direction (direction of 0 °), the liquid crystal cell 1 is viewed from the front side with respect to the reference direction.
50 ° in the opposite direction (counterclockwise) to the twist direction of 0 liquid crystal molecules
The transmission axis 22a of the back side polarizing plate 22 is in the direction of ± 10 °.
Is 45 ° ± 10 ° in the same direction (clockwise) as the liquid crystal molecule twist direction when viewed from the surface side with respect to the reference direction.

【0269】また、第1の位相差板23の遅相軸23a
は、上記基準方向に対して、表面側から見て前記液晶分
子ツイスト方向と同方向に25°±10°の方向にあ
り、この位相差板23の遅相軸23aは、表側偏光板2
1の透過軸21aに対し、表面側から見て前記液晶分子
ツイスト方向と逆方向に75°±20°ずれている。
Also, the slow axis 23a of the first retardation plate 23
Is in the direction of 25 ° ± 10 ° in the same direction as the liquid crystal molecule twist direction as viewed from the surface side with respect to the reference direction, and the slow axis 23a of the retardation plate 23 is the front side polarizing plate 2
The transmission axis 21a of No. 1 is displaced by 75 ° ± 20 ° in the direction opposite to the twist direction of the liquid crystal molecules when viewed from the surface side.

【0270】さらに、第2の位相差板24の遅相軸24
aは、上記基準方向に対して、表面側から見て前記液晶
分子ツイスト方向と逆方向に15°±10°の方向にあ
る。この第2の位相差板24の遅相軸24aと、前記第
1の位相差板23の遅相軸23aとのずれ角は40°±
20°である。
Further, the slow axis 24 of the second retardation plate 24
a is in the direction of 15 ° ± 10 ° in the opposite direction to the liquid crystal molecule twist direction when viewed from the surface side with respect to the reference direction. The deviation angle between the slow axis 24a of the second retardation plate 24 and the slow axis 23a of the first retardation plate 23 is 40 ° ±.
It is 20 °.

【0271】そして、この実施例では、上記液晶セル1
0として、液晶の屈折率異方性Δnと液晶層厚dとの積
Δn・dの値が1530nm以上、例えば、1530n
m〜1730nm)のものを用いている。
In this embodiment, the liquid crystal cell 1 described above is used.
The value of the product Δn · d of the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal and the liquid crystal layer thickness d is 1530 nm or more, for example, 1530n.
m-1730 nm) is used.

【0272】また、この実施例では、上記第1の二軸性
位相差板23として、リタデーションの値が1600n
m±30nm(1570nm〜1630nm)のものを
用い、第2の二軸性位相差板24として、リタデーショ
ンの値が1550nm±30nm(1520nm〜15
80nm)のものを用いている。
In this embodiment, the first biaxial retardation plate 23 has a retardation value of 1600n.
m ± 30 nm (1570 nm to 1630 nm) is used, and the second biaxial retardation plate 24 has a retardation value of 1550 nm ± 30 nm (1520 nm to 1520 nm).
80 nm) is used.

【0273】この実施例のカラー液晶表示装置は、表面
側から入射する外光を裏面側の反射板25で反射させて
表示するものであり、液晶セル10の両基板11,12
の電極13,14間に電圧を印加して表示駆動される。
The color liquid crystal display device of this embodiment displays external light incident from the front surface side by reflecting it on the rear surface side reflection plate 25, and displays both substrates 11 and 12 of the liquid crystal cell 10.
A display is driven by applying a voltage between the electrodes 13 and 14 of the.

【0274】そして、このカラー液晶表示装置において
は、その表面側から表側偏光板21を透過して入射した
直線偏光が、第1の位相差板23と第2の位相差板24
と液晶セル10とを順次透過する間に、前記位相差板2
3,24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裏側偏光板2
2に入射し、この裏側偏光板22を透過した光が着色光
になる。
In this color liquid crystal display device, the linearly polarized light that has passed through the front-side polarizing plate 21 from the front side thereof and is incident thereon has the first retardation plate 23 and the second retardation plate 24.
And the liquid crystal cell 10 are sequentially transmitted, the phase difference plate 2
3, 24 birefringence effect and liquid crystal layer 18 of liquid crystal cell 10
Polarizing state can be changed by the birefringence effect of
The light that has entered 2 and transmitted through this back-side polarizing plate 22 becomes colored light.

【0275】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、表側偏光板21を透過して直
線偏光となった後に、まず第1の位相差板23に入射す
るが、この位相差板23遅相軸23aが前記表側偏光板
21の透過軸21aに対して所定角度(この実施例では
75°±20°)斜めにずれているため、表側偏光板2
1を透過した直線偏光が、第1の位相差板23を透過す
る間にそのリタデーション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
る。
Explaining the coloring of this light, the external light entering the liquid crystal display device first enters the first retardation plate 23 after passing through the front polarizing plate 21 to become linearly polarized light. Since the retardation plate 23 and the slow axis 23a are obliquely displaced from the transmission axis 21a of the front side polarizing plate 21 by a predetermined angle (75 ° ± 20 ° in this embodiment), the front side polarizing plate 2
The linearly polarized light having passed through 1 is subjected to a birefringence action according to the value of its retardation while passing through the first retardation plate 23, and each wavelength light becomes elliptically polarized light having a different polarization state.

【0276】また、上記第1の位相差板23を透過した
光は、第2の位相差板24に入射し、そのリタデーショ
ン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。
The light transmitted through the first retardation plate 23 is incident on the second retardation plate 24 and is subjected to the birefringence action according to the retardation value thereof, so that the elliptically polarized light of each wavelength light is obtained. The state of becomes a light that has changed further.

【0277】さらに、上記第2の位相差板24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
する間に、この液晶セル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、各波長光の楕
円偏光の状態がさらに変化した光になる。
Further, the light transmitted through the second retardation plate 24 enters the liquid crystal cell 10 and while passing through the liquid crystal layer 18, the value of Δn · d and the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10 are changed. By the birefringence action depending on the orientation state, the light having the elliptically polarized state of each wavelength light is further changed.

【0278】この場合、この実施例では、液晶セル10
の液晶分子をツイスト角を250°±20°にしている
ため、液晶セル10の液晶層18の複屈折作用は、上述
した第1の実施例よりも大きい。
In this case, in this embodiment, the liquid crystal cell 10
Since the twist angle of the liquid crystal molecules is 250 ° ± 20 °, the birefringence action of the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10 is larger than that of the first embodiment described above.

【0279】そして、このように、第1の位相差板23
の複屈折効果と第2の位相差板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は、裏
側偏光板22に入射し、その光のうち、裏側偏光板22
の透過軸22aに沿った成分の光だけがこの裏側偏光板
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色の着色光にな
る。
As described above, the first retardation film 23
Due to the birefringence effect of the above, the birefringence effect of the second retardation plate 24, and the birefringence effect of the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10, the light whose wavelengths have become elliptically polarized lights having different polarization states is the back side polarization plate. The light enters the backside polarizing plate 22 of
Of the component along the transmission axis 22a of the light is transmitted through the back side polarizing plate 22, and the transmitted light (linearly polarized light) is a colored light of a color corresponding to the light quantity ratio of each wavelength light constituting the transmitted light. become.

【0280】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2枚の位相差板23,
24の遅相軸23a,24aの向きと、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1
1a,12aと、液晶セル10のΔn・dの値と、第1
の位相差板23のリタデーションの値と、第2の位相差
板24のリタデーションの値とを、裏側偏光板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。
The color of this colored light depends on the pair of polarizing plates 21 and 2.
Two transmission axes 21a, 22a and two retardation plates 23,
The orientations of the slow axes 23a and 24a of 24 and the alignment direction 1 of the liquid crystal molecules in the vicinity of both substrates 11 and 12 of the liquid crystal cell 10.
1a and 12a, the value of Δn · d of the liquid crystal cell 10, and the first
The retardation value of the retardation plate 23 and the retardation value of the second retardation plate 24 are set so that the light amount ratio of each wavelength light component of the light transmitted through the back side polarizing plate 22 corresponds to the desired colored light. It can be arbitrarily selected by setting the ratio.

【0281】また、裏側偏光板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
カラー画像が表示される。
Further, the colored light transmitted through the back side polarizing plate 22 is reflected by the reflection plate 25 and is emitted to the upper surface side of the liquid crystal display device through a route opposite to the above-mentioned optical path, and a colored image is displayed by this colored light. To be done.

【0282】この反射板25で反射された着色光は、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、裏側偏光板22の透過軸2
2a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と第2の位相
差板24および第1の位相差板23を再び透過する過程
で複屈折されて表側偏光板21で吸収されるため、表側
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。
The colored light reflected by the reflecting plate 25 is elliptically polarized light whose wavelengths are different due to the birefringence effect of the phase difference plates 23 and 24 and the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10. The transmission axis 2 of the back side polarizing plate 22
The light having only the component along 2a and the light having a very small wavelength component at the end of the wavelength range is transmitted through the liquid crystal cell 10, the second retardation plate 24, and the first retardation plate 23 again. Since the birefringent light is absorbed by the front-side polarizing plate 21 in the process of being processed, the colored light that passes through the front-side polarizing plate 21 and is emitted has a higher color purity than the colored light reflected by the reflecting plate 25. Becomes

【0283】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、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。
That is, in this color liquid crystal display device, the birefringence effect of the two retardation plates 23 and 24, the birefringence effect of the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10 and the pair of polarized lights are used without using a color filter. The light is colored by utilizing the polarization effect of the plates 21 and 22, and therefore the light is not absorbed by the color filter, so that the light transmittance can be increased. Therefore, even if the color liquid crystal display device is of a reflective type, a very bright color display can be obtained.

【0284】また、このカラー液晶表示装置において
は、上記位相差板23,24の複屈折性はこれら位相差
板23,24のリタデーション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応じた
液晶分子の配向状態の変化によって変化し、それに応じ
て上記裏側偏光板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、つまり同じ画素で、複数の色を表
示することができる。
In this color liquid crystal display device, the birefringence of the retardation plates 23 and 24 is determined by the retardation value of the retardation plates 23 and 24.
The birefringence of the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10 depends on the substrate 1
1, 12 changes depending on the change in the alignment state of the liquid crystal molecules according to the voltage applied between the electrodes 13 and 14, and accordingly the polarization state of each wavelength light incident on the back side polarizing plate 22 changes. The color of the colored light can be changed by controlling the voltage applied to the liquid crystal cell 10, and therefore, a plurality of colors can be displayed at the same location, that is, the same pixel.

【0285】上記カラー液晶表示装置の表示色は、一対
の偏光板21,22の透過軸21a,22aおよび2枚
の位相差板23,24の遅相軸23a,24aの向き
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11a,12aと、液晶セル10のΔ
n・dの値および位相差板23,24のリタデーション
の値と、液晶セル10への印加電圧値とによって決まる
が、この実施例のカラー液晶表示装置では、液晶セルの
Δn・dの値を1530nm〜1730nmと大きくし
ているため、その液晶層18の印加電圧に対する複屈折
性の変化が大きく、したがって、表示色数を多くするこ
とができる。
The display colors of the color liquid crystal display device are as follows: the transmission axes 21a and 22a of the pair of polarizing plates 21 and 22 and the directions of the slow axes 23a and 24a of the two retardation plates 23 and 24, and the liquid crystal cell 10. The alignment directions 11a and 12a of the liquid crystal molecules in the vicinity of both substrates 11 and 12, and Δ of the liquid crystal cell 10.
It depends on the value of n · d and the retardation values of the retardation films 23 and 24 and the value of the voltage applied to the liquid crystal cell 10. In the color liquid crystal display device of this embodiment, the value of Δn · d of the liquid crystal cell is Since it is as large as 1530 nm to 1730 nm, the change in birefringence with respect to the applied voltage of the liquid crystal layer 18 is large, so that the number of display colors can be increased.

【0286】このカラー液晶表示装置の表示色について
説明すると、図16に示したように、液晶セル10の液
晶分子のツイスト角が250°±20°、表側偏光板2
1の透過軸21aと前記表側偏光板21に隣接する第1
の位相差板23の遅相軸23aとのずれ角が75°±2
0°であって、液晶セル10の裏側基板12の近傍にお
ける液晶分子の配向方向12aを基準方向としたとき、
表側偏光板21の透過軸21aが前記基準方向に対し表
面側から見て液晶セル10の液晶分子ツイスト方向と逆
方向に50°±10°の方向、裏偏光板22の透過軸2
2aが前記基準方向に対し表面側から見て前記液晶分子
ツイスト方向と同方向に45°±10°の方向、前記第
1の位相差板23の遅相軸23aが前記基準方向に対し
表面側から見て前記液晶分子ツイスト方向と同方向に2
5°±10°の方向、前記液晶セル10に隣接する第2
の位相差板24の遅相軸24aが前記基準方向に対し表
面側から見て前記液晶分子ツイスト方向と逆方向に15
°±10°の方向にあり、液晶セル10のΔn・dの値
が1530nm〜1730nm、第1の位相差板23の
リタデーションの値が1600nm±30nm、第2の
位相差板24のリタデーションの値が1550nm±3
0nmである場合、液晶セル10への印加電圧と表示色
の関係は次のようになる。なお、ここで、印加電圧値は
実効値であり、表示色は、液晶表示装置の表示を真正面
から見たときの色である。
The display color of this color liquid crystal display device will be described. As shown in FIG. 16, the twist angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10 is 250 ° ± 20 °, and the front side polarizing plate 2
No. 1 adjacent to the transmission axis 21a and the front side polarizing plate 21
Of the phase difference plate 23 with respect to the slow axis 23a is 75 ° ± 2
When the angle is 0 ° and the alignment direction 12a of the liquid crystal molecules in the vicinity of the back substrate 12 of the liquid crystal cell 10 is the reference direction,
The transmission axis 21a of the front polarizing plate 21 is 50 ° ± 10 ° in the direction opposite to the liquid crystal molecule twist direction of the liquid crystal cell 10 when viewed from the front side with respect to the reference direction, and the transmission axis 2 of the back polarizing plate 22.
2a is a direction of 45 ° ± 10 ° in the same direction as the liquid crystal molecule twist direction when viewed from the front side with respect to the reference direction, and the slow axis 23a of the first retardation plate 23 is the front side with respect to the reference direction. When viewed from the above, the liquid crystal molecule is twisted in the same direction as the 2
Second direction adjacent to the liquid crystal cell 10 in the direction of 5 ° ± 10 °
The retardation axis 24a of the retardation plate 24 is 15 in the direction opposite to the liquid crystal molecule twist direction when viewed from the surface side with respect to the reference direction.
The value of Δn · d of the liquid crystal cell 10 is 1530 nm to 1730 nm, the retardation value of the first retardation plate 23 is 1600 nm ± 30 nm, and the retardation value of the second retardation plate 24 is in the direction of ± 10 °. Is 1550 nm ± 3
When the thickness is 0 nm, the relationship between the applied voltage to the liquid crystal cell 10 and the display color is as follows. Here, the applied voltage value is an effective value, and the display color is a color when the display of the liquid crystal display device is viewed from the front.

【0287】 (印加電圧) (表示色) 1.80v以下 黒 1.81〜2.10v 白 2.11〜2.20v 赤 2.21〜2.40v 青 2.41v以上 緑 このように、上記カラー液晶表示装置の表示色は、液晶
セル10に印加する電圧を高くしていくのにともなっ
て、黒→白→赤→緑→青の順に変化するため、1つの画
素で、光の三原色である赤,緑,青と、白と黒とを表示
することができ、したがって、フルカラー画像の表示が
可能である。
(Applied voltage) (Display color) 1.80 v or less Black 1.81 to 2.10 v White 2.11 to 2.20 v Red 2.21 to 2.40 v Blue 2.41 v or more Green As described above, The display color of the color liquid crystal display device changes in the order of black → white → red → green → blue as the voltage applied to the liquid crystal cell 10 is increased. Therefore, one pixel has three primary colors of light. It is possible to display certain reds, greens and blues and whites and blacks, thus allowing the display of full color images.

【0288】しかも、上記カラー液晶表示装置において
は、液晶セル10の液晶層18の複屈折性は光の入射角
によって変化するが、位相差板23,24の複屈折性は
光の入射角が変化してもほとんど変わらないし、また、
前記位相差板23,24がいずれも、その遅相軸23
a,24aであるx軸方向の屈折率nx と、y軸方向の
屈折率ny およびz軸方向の屈折率nz とが、nx >n
z >ny の関係にある二軸性位相差板であるため、光が
液晶セル10の液晶層18を垂直に透過したときと斜め
に透過したときとの位相差が前記二軸性位相差板23,
24によって補償されるから、視野角が広くなる。
Moreover, in the above color liquid crystal display device, the birefringence of the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10 changes depending on the incident angle of light, but the birefringence of the phase difference plates 23 and 24 depends on the incident angle of light. Even if it changes, it hardly changes, and
The retardation plates 23 and 24 are both the slow axis 23
a, the refractive indices n x in the x axis direction is 24a, and the refractive index n z in the refractive index n y and z-axis direction of the y-axis direction, n x> n
Since the biaxial retardation plate has a relationship of z > ny, the phase difference between when the light vertically passes through the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10 and when the light obliquely passes through the biaxial retardation plate. Plate 23,
Since it is compensated by 24, the viewing angle becomes wide.

【0289】この視野角の広さは、第1の実施例におい
て説明した通りであり、前記位相差板23に通常の一軸
性位相差板を用いたのでは、視角によって表示色がある
程度変化してしまうが、二軸性位相差板は光の入射角に
対する位相差の変化が小さいため、この二軸性位相差板
を用いれば、視角による表示色の変化、つまり表示色の
視角依存性がかなり小さくなる。
The width of this viewing angle is as described in the first embodiment. When a normal uniaxial retardation plate is used as the retardation plate 23, the display color changes to some extent depending on the viewing angle. However, since the biaxial retardation plate has a small change in the phase difference with respect to the incident angle of light, if this biaxial retardation plate is used, the change in the display color depending on the viewing angle, that is, the viewing angle dependence of the display color. It gets quite small.

【0290】さらに、このカラー液晶表示装置において
は、液晶セル10の液晶層18の複屈折性は温度によっ
て変化するが、位相差板23,24の温度による複屈折
性の変化は極く小さいため、液晶セル10の液晶層18
と位相差板23,24との全体の複屈折性は、温度依存
性の小さい特性である。
Further, in this color liquid crystal display device, the birefringence of the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10 changes depending on the temperature, but the birefringence of the phase difference plates 23 and 24 changes little with temperature. The liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10
The total birefringence of the phase difference plates 23 and 24 is a characteristic that temperature dependence is small.

【0291】そして、この実施例では、2枚の二軸性位
相差板23,24を用いているため、1枚の二軸性位相
差板を用いている上述した第1〜第3の実施例よりも、
光が液晶セル10の液晶層18を垂直に透過したときと
斜めに透過したときとの位相差が2枚の二軸性位相差板
23,24によってより効果的に補償されるから、視野
角がさらに広くなるし、また、液晶セルの液晶層と2枚
の位相差板との全体の複屈折性が、さらに温度依存性の
小さい特性になるため、温度による表示色の色変化もよ
り小さくすることができる。
In this embodiment, since the two biaxial retardation plates 23 and 24 are used, the above-mentioned first to third embodiments in which one biaxial retardation plate is used. Than the example
The phase difference between when light vertically passes through the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10 and when it obliquely passes is more effectively compensated by the two biaxial retardation plates 23 and 24. Is further widened, and since the birefringence of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell and the two retardation plates has a characteristic that the temperature dependence is smaller, the color change of the display color due to the temperature is also smaller. can do.

【0292】なお、上記実施例では、一対の偏光板2
1,22の透過軸21a,22aおよび位相差板23の
遅相軸23aを、図16に示すように設定したが、これ
らの軸方向は、例えば次のように設定してもよい。
In the above embodiment, the pair of polarizing plates 2
Although the transmission axes 21a and 22a of 1 and 22 and the slow axis 23a of the phase plate 23 are set as shown in FIG. 16, these axial directions may be set as follows, for example.

【0293】図17は、上記第7の実施例のカラー液晶
表示装置における、偏光板21,22の透過軸21a,
22aおよび位相差板23の遅相軸23aの向きの他の
設定例を示す表面側から見た図である。
FIG. 17 shows the transmission axes 21a of the polarizing plates 21 and 22 in the color liquid crystal display device of the seventh embodiment.
22a is a diagram showing another setting example of the orientations of the slow axis 23a of the phase difference plate 23a and 22a as viewed from the front surface side.

【0294】この例では、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11a,12a
と液晶分子のツイスト角およびツイスト方向と、表側偏
光板21の透過軸21aの向きと、第1の位相差板23
の遅相軸23aおよび第2の位相差板24の遅相軸24
aの向きは図16に示した実施例と同じにし、裏側偏光
板22の透過軸21aの向きを、基準方向(液晶セル1
0の裏側基板12の近傍における液晶分子の配向方向1
2a)に対して、液晶セル10の液晶分子ツイスト方向
と逆方向(左回り)に45°±10°の方向にしてい
る。
In this example, both substrates 11 of the liquid crystal cell 10,
Alignment directions 11a and 12a of liquid crystal molecules near 12
And the twist angle and the twist direction of the liquid crystal molecules, the direction of the transmission axis 21a of the front side polarizing plate 21, and the first retardation plate 23.
Slow axis 23a and the slow axis 24 of the second retardation plate 24
The orientation of a is the same as that of the embodiment shown in FIG. 16, and the orientation of the transmission axis 21a of the back side polarizing plate 22 is set to the reference direction (the liquid crystal cell 1).
Alignment direction 1 of liquid crystal molecules near the back substrate 12
With respect to 2a), the direction is 45 ° ± 10 ° in the opposite direction (counterclockwise) to the twist direction of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10.

【0295】なお、上記液晶セル10のΔn・dの値は
1530nm〜1730nm、第1の二軸性位相差板2
3のリタデーションの値は1600nm±30nm、第
2の二軸性位相差板24のリタデーションの値は155
0nm±30nmである。
The value of Δn · d of the liquid crystal cell 10 is 1530 nm to 1730 nm, and the first biaxial retardation plate 2 is used.
3 has a retardation value of 1600 nm ± 30 nm, and the second biaxial retardation plate 24 has a retardation value of 155.
It is 0 nm ± 30 nm.

【0296】このように、液晶セル10の液晶分子のツ
イスト角が250°±20°、表側偏光板21の透過軸
21aと位相差板23の遅相軸23aとのずれ角が75
°±20°であって、液晶セル10の裏側基板12の近
傍における液晶分子の配向方向12aを基準方向とした
とき、表側偏光板21の透過軸21aが前記基準方向に
対し表面側から見て液晶セル10の液晶分子ツイスト方
向と逆方向に50°±10°の方向、裏偏光板22の透
過軸22aが前記基準方向に対し表面側から見て前記液
晶分子ツイスト方向と逆方向に45°±10°の方向、
表側偏光板21に隣接する第1の位相差板23の遅相軸
23aが前記基準方向に対し表面側から見て前記液晶分
子ツイスト方向と同方向に25°±10°の方向、裏側
偏光板22に隣接する第2の位相差板24の遅相軸24
aが前記基準方向に対し表面側から見て前記液晶分子ツ
イスト方向と同方向に15°±10°の方向にあり、液
晶セル10のΔn・dの値が1530nm〜1730n
m、第1の位相差板23のリタデーションの値が160
0nm±30nm、第2の二軸性位相差板24のリタデ
ーションの値が1550nm±30nmである場合、液
晶セル10への印加電圧と表示色の関係は次のようにな
る。なお、ここで、印加電圧値は実効値であり、表示色
は、液晶表示装置の表示を真正面から見たときの色であ
る。
In this way, the twist angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10 is 250 ° ± 20 °, and the shift angle between the transmission axis 21a of the front polarizing plate 21 and the slow axis 23a of the retardation plate 23 is 75.
When the alignment direction 12a of the liquid crystal molecules in the vicinity of the back substrate 12 of the liquid crystal cell 10 is used as a reference direction, the transmission axis 21a of the front polarizing plate 21 is viewed from the front side with respect to the reference direction. A direction of 50 ° ± 10 ° in a direction opposite to the liquid crystal molecule twist direction of the liquid crystal cell 10, and a transmission axis 22a of the back polarizing plate 22 is 45 ° in a direction opposite to the liquid crystal molecule twist direction when viewed from the front side with respect to the reference direction. ± 10 ° direction,
The slow axis 23a of the first retardation plate 23 adjacent to the front-side polarizing plate 21 is 25 ° ± 10 ° in the same direction as the liquid crystal molecule twist direction when viewed from the front side with respect to the reference direction, and the back-side polarizing plate The slow axis 24 of the second retardation plate 24 adjacent to 22
a is 15 ° ± 10 ° in the same direction as the liquid crystal molecule twist direction with respect to the reference direction from the surface side, and the value of Δn · d of the liquid crystal cell 10 is 1530 nm to 1730 n.
m, the retardation value of the first retardation plate 23 is 160
When the retardation value of the second biaxial retardation film 24 is 0 nm ± 30 nm and the retardation value is 1550 nm ± 30 nm, the relationship between the applied voltage to the liquid crystal cell 10 and the display color is as follows. Here, the applied voltage value is an effective value, and the display color is a color when the display of the liquid crystal display device is viewed from the front.

【0297】 (印加電圧) (表示色) 1.90v以下 白 1.91〜2.10v 黒 2.11〜2.20v 青 2.21〜2.30v 緑 2.31v以上 赤 すなわち、この例では、表示色が、液晶セル10に印加
する電圧を高くしていくのにともなって、白→黒→青→
緑→赤の順に変化するため、1つの画素で、光の三原色
である赤,緑,青と、白と黒とを表示することができ、
したがって、フルカラー画像の表示が可能である。
(Applied voltage) (Display color) 1.90v or less White 1.91 to 2.10v Black 2.11 to 2.20v Blue 2.21 to 2.30v Green 2.31v or more Red That is, in this example , The display color increases as the voltage applied to the liquid crystal cell 10 increases, white → black → blue →
Since it changes from green to red, one pixel can display the three primary colors of light, red, green, and blue, and white and black.
Therefore, a full-color image can be displayed.

【0298】なお、上記実施例では、液晶セル10の液
晶分子のツイスト角を250°±20°(望ましくは2
50°±10°)としたが、このツイスト角は、180
°〜270°の範囲であればよい。
In the above embodiment, the twist angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10 is 250 ° ± 20 ° (desirably 2).
50 ° ± 10 °), but this twist angle is 180
It may be in the range of ° to 270 °.

【0299】また、上記実施例のカラー液晶表示装置
は、その裏面に反射板25を設けた反射型のものである
が、この液晶表示装置は、前記反射板25をなくして透
過型装置として使用することも可能である。
Further, the color liquid crystal display device of the above-mentioned embodiment is of a reflection type in which the reflection plate 25 is provided on the back surface thereof, but this liquid crystal display device is used as a transmission type device without the reflection plate 25. It is also possible to do so.

【0300】[第8の実施例]次に、本発明の第8の実
施例を図18および図19を参照して説明する。この実
施例のカラー液晶表示装置は、反射型表示装置として使
用されるものであって、液晶セルと偏光板と二軸性位相
差板および反射板を備え、かつ前記偏光板の数を1枚に
したものである。
[Eighth Embodiment] Next, an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 18 and 19. The color liquid crystal display device of this embodiment is used as a reflection type display device and is provided with a liquid crystal cell, a polarizing plate, a biaxial retardation plate and a reflecting plate, and the number of the polarizing plates is one. It is the one.

【0301】図18はカラー液晶表示装置の断面図であ
り、この液晶表示装置は、液晶セル10と、この液晶セ
ル10の表面側(図において上面側)に配置された1枚
の偏光板21と、この偏光板21と前記液晶セル10と
の間に配置された1枚の位相差板23と、前記液晶セル
10の裏面側に配置された反射板25とからなってい
る。
FIG. 18 is a cross-sectional view of a color liquid crystal display device. This liquid crystal display device includes a liquid crystal cell 10 and one polarizing plate 21 arranged on the surface side (upper surface side in the figure) of the liquid crystal cell 10. And a single retardation plate 23 arranged between the polarizing plate 21 and the liquid crystal cell 10, and a reflection plate 25 arranged on the back side of the liquid crystal cell 10.

【0302】上記液晶セル10は、例えば、液晶分子の
ツイスト角が80°〜110°のものであり、この実施
例では、液晶分子のツイスト角をほぼ90°にしてい
る。なお、この液晶セル10の基本的な構成は上述した
第1の実施例における液晶セルと同じであるから、重複
する説明は図に同符号を付して省略する。
The liquid crystal cell 10 has, for example, a twist angle of liquid crystal molecules of 80 ° to 110 °, and in this embodiment, the twist angle of the liquid crystal molecules is approximately 90 °. Since the basic configuration of the liquid crystal cell 10 is the same as that of the liquid crystal cell in the first embodiment described above, the duplicated description will be omitted by giving the same reference numerals to the drawings.

【0303】また、上記位相差板23は、その遅相軸で
あるx軸方向の屈折率nx と、y軸方向の屈折率ny
よびz軸方向の屈折率nz とが、nx >nz >ny の関
係にある二軸性位相板である。
In the retardation plate 23, the refractive index n x in the x-axis direction, which is the slow axis, the refractive index n y in the y- axis direction, and the refractive index n z in the z-axis direction are n x. It is a biaxial phase plate having a relationship of> n z > n y .

【0304】図19は、液晶セル10の液晶分子配向方
向と、偏光板21の透過軸の向きと、位相差板23の遅
相軸の向きとを示す表面側から見た図である。
FIG. 19 is a view showing the alignment direction of liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10, the direction of the transmission axis of the polarizing plate 21, and the direction of the slow axis of the retardation plate 23 as viewed from the front side.

【0305】この図19のように、液晶セル10の裏側
基板12の近傍における液晶分子の配向方向12aは、
液晶セル10の横軸Sに対し、表面側から見て右回りに
ほぼ45°の方向、表側基板11の近傍における液晶分
子の配向方向11aは、前記裏側基板12の近傍におけ
る液晶分子の配向方向12aに対し、表面側から見て左
回りにほぼ90°の方向にあり、液晶分子は、裏側基板
12側から表側基板11側に向かい、表面側から見て右
回りにほぼ90°のツイスト角でツイスト配向してい
る。
As shown in FIG. 19, the alignment direction 12a of liquid crystal molecules in the vicinity of the back substrate 12 of the liquid crystal cell 10 is
With respect to the horizontal axis S of the liquid crystal cell 10, a direction of about 45 ° clockwise when viewed from the front side, and an alignment direction 11a of liquid crystal molecules near the front substrate 11 is an alignment direction of liquid crystal molecules near the back substrate 12. 12a is in a direction of approximately 90 ° counterclockwise when viewed from the surface side, and the liquid crystal molecules are directed from the back substrate 12 side to the front substrate 11 side, and the twist angle is approximately 90 ° clockwise when viewed from the surface side. It has a twist orientation.

【0306】また、上記偏光板21の透過軸21aは、
液晶セル10の表側基板11の近傍における液晶分子の
配向方向11aに対してほぼ直交しており、位相差板2
3の遅相軸23aは、前記偏光板21の透過軸21aに
対して所定角度斜めにずらしてある。なお、この実施例
では、位相差板23の遅相軸23aを、表偏光板21の
透過軸21aに対して、表面側から見て液晶セル10の
液晶分子ツイスト方向と逆方向(左回り)にほぼ45°
ずらしている。
The transmission axis 21a of the polarizing plate 21 is
The liquid crystal cell 10 is substantially orthogonal to the alignment direction 11a of liquid crystal molecules in the vicinity of the front substrate 11, and the retardation plate 2
The slow axis 23a of No. 3 is slanted by a predetermined angle with respect to the transmission axis 21a of the polarizing plate 21. In this embodiment, the slow axis 23a of the retardation plate 23 is opposite to the liquid crystal molecule twist direction of the liquid crystal cell 10 (counterclockwise) with respect to the transmission axis 21a of the front polarizing plate 21 when viewed from the surface side. Almost 45 °
They are staggering.

【0307】この実施例のカラー液晶表示装置は、表面
側から入射する外光を裏面側の反射板25で反射させて
表示するものであり、液晶セル10の両基板11,12
の電極13,14間に電圧を印加して表示駆動される。
In the color liquid crystal display device of this embodiment, the external light incident from the front surface side is reflected by the reflection plate 25 on the rear surface side for display, and both substrates 11, 12 of the liquid crystal cell 10 are displayed.
A display is driven by applying a voltage between the electrodes 13 and 14 of the.

【0308】そして、このカラー液晶表示装置において
は、その表面側から表側偏光板21を透過して入射した
直線偏光が、位相差板23と液晶セル10とを順次透過
し、さらに反射板25で反射されて、前記液晶セル10
と位相差板23とを再び透過する間に、前記位相差板2
3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前記偏光板21に入
射し、この偏光板21を透過した光が着色光になる。
In this color liquid crystal display device, the linearly polarized light which is transmitted through the front side polarizing plate 21 from the front side thereof and is incident thereon is sequentially transmitted through the retardation plate 23 and the liquid crystal cell 10, and is further reflected by the reflection plate 25. The liquid crystal cell 10 is reflected.
And the phase difference plate 23, the phase difference plate 2
The polarization state is changed by the birefringence effect of No. 3 and the birefringence effect of the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10, enters the polarizing plate 21, and the light transmitted through the polarizing plate 21 becomes colored light.

【0309】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、偏光板21を透過して直線偏
光となった後に、位相差板23に入射するが、この位相
差板23遅相軸23aが前記偏光板21の透過軸21a
に対して所定角度(この実施例ではほぼ45°)斜めに
ずれているため、偏光板21を透過した直線偏光が、位
相差板23を透過する間にそのリタデーションの値に応
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り、その光が、液晶セル10に入射
の液晶層18を透過する間に、この液晶セル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。
Explaining the coloring of this light, the external light entering the liquid crystal display device enters the retardation film 23 after passing through the polarizing plate 21 to become linearly polarized light. The phase axis 23a is the transmission axis 21a of the polarizing plate 21.
With respect to the predetermined angle (in this embodiment, approximately 45 °), the linearly polarized light transmitted through the polarizing plate 21 is birefringent according to its retardation value while being transmitted through the retardation plate 23. Accordingly, the light of each wavelength becomes elliptically polarized light having a different polarization state, and while the light is transmitted through the liquid crystal layer 18 incident on the liquid crystal cell 10, Δn of the liquid crystal cell 10 is increased.
The light having the elliptically polarized light of each wavelength is further changed by being subjected to the birefringence action depending on the value of d and the alignment state of the liquid crystal molecules.

【0310】そして、液晶セル10を透過した光は、反
射板25で反射され、再び液晶セル10の液晶層18と
位相差板23とを透過する間に、それらの複屈折作用に
よりさらに各波長光の楕円偏光の状態が変化した光にな
って前記偏光板21に入射し、その光のうち、裏側偏光
板22の透過軸22aに沿った成分の光だけがこの裏側
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色の着色
光になる。
The light transmitted through the liquid crystal cell 10 is reflected by the reflection plate 25, and while passing through the liquid crystal layer 18 and the retardation film 23 of the liquid crystal cell 10 again, each wavelength is further increased by their birefringence action. The light whose elliptically polarized state has changed is incident on the polarizing plate 21, and only the component light along the transmission axis 22a of the rear polarizing plate 22 is transmitted through this polarizing plate 22. Then, the transmitted light (linearly polarized light) becomes colored light having a color corresponding to the light amount ratio of the wavelength light components of the transmitted light.

【0311】この着色光の色は、偏光板21の透過軸2
1aおよび位相差板23の遅相軸23aの向きと、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11a,12aと、液晶セル10のΔn・dの
値と、位相差板23のリタデーションの値とを、前記偏
光板21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。
The color of this colored light depends on the transmission axis 2 of the polarizing plate 21.
1a and the direction of the slow axis 23a of the retardation plate 23, the alignment directions 11a and 12a of the liquid crystal molecules near the substrates 11 and 12 of the liquid crystal cell 10, the value of Δn · d of the liquid crystal cell 10, and the phase difference. The value of the retardation of the plate 23 can be arbitrarily selected by setting it so that the light amount ratio of each wavelength light constituting the light transmitted through the polarizing plate 21 becomes a ratio corresponding to a desired colored light.

【0312】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、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、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、反射型のものであっ
ても、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。
That is, this color liquid crystal display device uses the birefringence effect of the retardation film, the birefringence effect of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell, and the polarization effect of the polarizing plate without using a color filter. Therefore, since the color filter does not absorb light, it is possible to obtain a bright color display by increasing the light transmittance even in the reflective type.

【0313】そして、このカラー液晶表示装置において
も、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応じた液晶分子の配向状態の変化
によって変化するため、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。
Also in this color liquid crystal display device, the birefringence of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell is changed by the change of the alignment state of the liquid crystal molecules according to the voltage applied between the electrodes of both substrates. The color of the colored light can be changed by controlling the voltage applied to the liquid crystal cell, and therefore, a plurality of colors can be displayed at the same place.

【0314】また、このカラー液晶表示装置において
も、液晶セル10の液晶層18の複屈折性は光の入射角
によって変化するが、位相差板23の複屈折性は光の入
射角が変化してもほとんど変わらないし、また、前記位
相差板23が、遅相軸であるx軸方向の屈折率nx と、
y軸方向の屈折率ny およびz軸方向の屈折率nz
が、nx >nz >ny の関係にある二軸性位相差板であ
るため、光が液晶セル10の液晶層18を垂直に透過し
たときと斜めに透過したときとの位相差が前記二軸性位
相差板23によって補償されるから、視野角が広くな
る。
Also in this color liquid crystal display device, the birefringence of the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10 changes depending on the incident angle of light, but the birefringence of the retardation plate 23 changes the incident angle of light. However, the retardation plate 23 has a refractive index n x in the x-axis direction, which is the slow axis,
the y-axis direction of the refractive index n y and z refractive index of the axis n z is, n x> n z> for a biaxial retardation film having a relationship of n y, the liquid crystal layer of the light the liquid crystal cell 10 The biaxial retardation plate 23 compensates for the phase difference between when the light is transmitted vertically through 18 and when it is transmitted obliquely, so that the viewing angle is widened.

【0315】さらに、このカラー液晶表示装置において
も、液晶セル10の液晶層18の複屈折性は温度によっ
て変化するが、位相差板23の温度による複屈折性の変
化は極く小さいため、液晶セル10の液晶層18と位相
差板23との全体の複屈折性は、温度依存性の小さい特
性であり、したがって、温度による表示色の色変化も小
さくなる。
Further, also in this color liquid crystal display device, the birefringence of the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10 changes with temperature, but the change of the birefringence with temperature of the retardation plate 23 is extremely small, and therefore, the liquid crystal. The birefringence of the entire liquid crystal layer 18 of the cell 10 and the retardation film 23 has a characteristic that temperature dependence is small, and therefore the color change of the display color due to temperature is also small.

【0316】また、この実施例のカラー液晶表示装置
は、液晶セル10の表面側だけに1枚の偏光板21を配
置して、この偏光板21に、液晶表示装置への入射光を
直線偏光にするための偏光子と、位相差板23および液
晶セル10を透過した楕円偏光光のうちのある成分の光
だけを透過させて着色光を得るための検光子とを兼ねさ
せているため、液晶セルの表面側と裏面側とにそれぞれ
偏光板を配置する場合に比べて、液晶表示装置の価格を
低減することができる。
Further, in the color liquid crystal display device of this embodiment, one polarizing plate 21 is arranged only on the front surface side of the liquid crystal cell 10, and this polarizing plate 21 linearly polarizes light incident on the liquid crystal display device. Since it also serves as a polarizer for obtaining a colored light by transmitting only a certain component of the elliptically polarized light transmitted through the phase difference plate 23 and the liquid crystal cell 10, The price of the liquid crystal display device can be reduced as compared with the case where the polarizing plates are respectively arranged on the front surface side and the rear surface side of the liquid crystal cell.

【0317】なお、上記実施例では、液晶セル10の液
晶分子のツイスト角を80°〜110°(図19ではほ
ぼ90°)としたが、この液晶分子のツイスト角は、1
80°〜270°でも、また、110°〜130°でも
よい。
Although the twist angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10 is 80 ° to 110 ° (approximately 90 ° in FIG. 19) in the above embodiment, the twist angle of the liquid crystal molecules is 1 °.
It may be 80 ° to 270 ° or 110 ° to 130 °.

【0318】また、上記実施例では、1枚の二軸性位相
差板23を用いているが、この二軸性位相差板は2枚と
してもよく、その場合は、偏光板21と液晶セル10と
の間、および液晶セル10と反射板25との間にそれぞ
れ1枚ずつ位相差板を配置しても、また、偏光板21と
液晶セル10との間に2枚の位相差板を互いに重ねて配
置してもよい。
In the above embodiment, one biaxial retardation plate 23 is used, but the biaxial retardation plate may be two. In that case, the polarizing plate 21 and the liquid crystal cell are used. 10 and between the liquid crystal cell 10 and the reflection plate 25, one retardation plate is provided, and two retardation plates are provided between the polarizing plate 21 and the liquid crystal cell 10. You may arrange | position on top of each other.

【0319】なお、上述した第1〜第8の実施例では、
液晶セル10として、単純マトリックス型のものを用い
たが、この液晶セル10は、TFT(薄膜トランジス
タ)、またはMIM等の2端子の非線形抵抗素子を能動
素子とするアクティブマトリックス型のものであって
も、また、時分割駆動されるセグメント表示型のもので
あってもよい。
In the above-mentioned first to eighth embodiments,
As the liquid crystal cell 10, a simple matrix type is used, but the liquid crystal cell 10 may be an active matrix type in which a two-terminal nonlinear resistance element such as a TFT (thin film transistor) or MIM is used as an active element. Alternatively, it may be of a segment display type which is driven in a time division manner.

【0320】[0320]

【発明の効果】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その表面側と裏面側とに配置され
た一対の偏光板と、前記一対の偏光板の間に配置された
位相差板とを備え、かつ、前記位相差板は、その遅相軸
であるx軸方向の屈折率nx と、y軸方向の屈折率ny
およびz軸方向の屈折率nz とが、nx >nz >ny
関係にある二軸性位相差板であって、前記一対の偏光板
の透過軸および前記位相差板の遅相軸の向きと前記液晶
セルの基板近傍における液晶分子の配向方向とが、一方
の偏光板を透過して入射した光が前記位相差板の複屈折
効果と前記液晶セルの液晶層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
設定されていることを特徴とするものであるから、カラ
ーフィルタを用いずに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、視野角を広くし、さらに温度による表示色の色変化
も小さくすることができる。
The color liquid crystal display device of the present invention includes a liquid crystal cell in which a nematic liquid crystal layer in which liquid crystal molecules are twist-aligned is provided between a pair of substrates having electrodes formed on the inner surface, and the liquid crystal cell is sandwiched therebetween. A pair of polarizing plates disposed on the front surface side and the back surface side of the polarizing plate, and a retardation plate disposed between the pair of polarizing plates, wherein the retardation plate is the slow axis in the x-axis direction. the refractive indices n x a, the refractive index in the y-axis direction n y
And a refractive index n z in the z-axis direction are in a relationship of n x > n z > n y , wherein the transmission axes of the pair of polarizing plates and the slow phase of the retardation plate are The direction of the axis and the alignment direction of the liquid crystal molecules in the vicinity of the substrate of the liquid crystal cell are such that the light incident through the one polarizing plate has a birefringence effect of the retardation plate and a birefringence effect of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell. By so that each wavelength light becomes elliptically polarized light having a different polarization state, and the light amount ratio of each wavelength light of the light transmitted through the other polarizing plate of the light becomes a ratio corresponding to the desired colored light. Since it is characterized by being set, it is possible to obtain a bright color display without using a color filter, display multiple colors at the same location, and widen the viewing angle and further improve the temperature. The change in display color due to You.

【0321】また、反射型液晶表示装置において、1枚
の二軸性位相差板を用いる場合、この位相差板を、表側
偏光板と液晶セルとの間に配置し、少なくとも、前記表
側偏光板の透過軸と位相差板の遅相軸とを所定角度斜め
にずらしておけば、表側偏光板を透過して入射した直線
偏光が、まず位相差板を透過する過程でその複屈折効果
により偏光状態を変えられ、その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さらに偏光状態を変
えられて裏側偏光板に入射するため、上述した着色光を
得ることができる。
When one biaxial retardation plate is used in the reflection type liquid crystal display device, this retardation plate is arranged between the front side polarizing plate and the liquid crystal cell, and at least the front side polarizing plate is used. If the transmission axis of and the slow axis of the retardation plate are slanted by a predetermined angle, linearly polarized light that has passed through the front side polarizing plate and enters will be polarized by the birefringence effect in the process of passing through the retardation plate. Since the light is changed in state and the light is further changed in polarization state by the birefringence effect of the liquid crystal layer in the process of passing through the liquid crystal cell and is incident on the back side polarizing plate, the above-mentioned colored light can be obtained.

【0322】また、反射型液晶表示装置において、2枚
の二軸性位相差板を用いる場合、表側偏光板と液晶セル
との間と、裏側偏光板と液晶セルとの間とに、それぞれ
1枚ずつ位相差板を配置し、少なくとも、表側偏光板の
透過軸とこの偏光板に隣接する位相差板の遅相軸とを所
定角度斜めにずらしておけば、表側偏光板を透過して入
射した直線偏光が、まず表側偏光板に隣接する位相差板
を透過する過程でその複屈折効果により偏光状態を変え
られ、その光が液晶セルを透過する過程で液晶層の複屈
折効果によりさらに偏光状態を変えられ、さらにその光
が裏側偏光板に隣接する位相差板を透過する過程でその
複屈折効果により偏光状態を変えられて裏側偏光板に入
射するため、上述した着色光を得ることができる。
In the case of using two biaxial retardation plates in the reflection type liquid crystal display device, 1 is provided between the front side polarizing plate and the liquid crystal cell and between the back side polarizing plate and the liquid crystal cell. By arranging retardation plates one by one, and at least shifting the transmission axis of the front side polarizing plate and the slow axis of the retardation plate adjacent to this polarizing plate by a predetermined angle, the light is transmitted through the front side polarizing plate and incident. The linearly polarized light is changed in polarization state by the birefringence effect in the process of passing through the retardation plate adjacent to the front side polarizing plate, and further polarized by the birefringence effect in the liquid crystal layer in the process in which the light passes through the liquid crystal cell. It is possible to obtain the above-mentioned colored light because the polarization state is changed by the birefringence effect and is incident on the back side polarizing plate in the process of changing the state and further transmitting the light through the retardation plate adjacent to the back side polarizing plate. it can.

【0323】また、反射型液晶表示装置において、2枚
の二軸性位相差板を用いる場合、表側偏光板と液晶セル
との間に2枚の二軸性位相差板を互いに重ねて配置し、
少なくとも、表側偏光板の透過軸と2枚の位相差板のう
ちの前記表側偏光板に隣接する位相差板の遅相軸とを所
定角度斜めにずらしておけば、表側偏光板を透過して入
射した直線偏光が、まず表側偏光板に隣接する位相差板
を透過する過程でその複屈折効果により偏光状態を変え
られ、その光が液晶セルに隣接する位相差板を透過する
過程でその複屈折効果によりさらに偏光状態を変えら
れ、さらにその光が液晶セルを透過する過程で液晶層の
複屈折効果により偏光状態を変えられて裏側偏光板に入
射するため、上述した着色光を得ることができる。
When two biaxial retardation plates are used in the reflective liquid crystal display device, the two biaxial retardation plates are placed between the front side polarizing plate and the liquid crystal cell so as to overlap each other. ,
If at least the transmission axis of the front-side polarizing plate and the slow axis of the retardation plate of the two retardation plates adjacent to the front-side polarizing plate are offset by a predetermined angle, the front-side polarizing plate is transmitted. The incident linearly polarized light is changed in polarization state by the birefringence effect in the process of passing through the retardation plate adjacent to the front side polarizing plate, and the polarized light is changed in the process of passing through the retardation plate adjacent to the liquid crystal cell. The polarization state can be further changed by the refraction effect, and the polarization state can be changed by the birefringence effect of the liquid crystal layer in the process of transmitting the light through the liquid crystal cell to be incident on the back side polarizing plate. it can.

【0324】上記2枚の二軸性位相差板を用いる液晶表
示装置においては、光が液晶セルの液晶層を垂直に透過
したときと斜めに透過したときとの位相差が2枚の二軸
性位相差板によってより効果的に補償されるから、視野
角がさらに広くなるし、また、液晶セルの液晶層と2枚
の位相差板との全体の複屈折性が、さらに温度依存性の
小さい特性になるため、温度による表示色の色変化もよ
り小さくなる。
In the liquid crystal display device using the above-mentioned two biaxial retardation plates, the phase difference between when light is vertically transmitted through the liquid crystal layer of the liquid crystal cell and when it is obliquely transmitted is two biaxial retardation plates. Since it is more effectively compensated by the retardation film, the viewing angle is further widened, and the birefringence of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell and the two retardation plates is further dependent on the temperature. Since the characteristic becomes small, the color change of the display color due to the temperature becomes smaller.

【0325】さらに、表側偏光板と液晶セルとの間に2
枚の二軸性位相差板を互いに重ねて配置した反射型液晶
表示装置において、液晶セルの液晶分子のツイスト角が
180°〜270°である場合、前記液晶セルのΔn・
dの値を1490nm以上と大きくすれば、その液晶層
の印加電圧に対する複屈折性の変化が大きくなるため、
表示色数を多くすることができる。
Furthermore, 2 is provided between the front side polarizing plate and the liquid crystal cell.
In a reflection-type liquid crystal display device in which two biaxial retardation plates are arranged on top of each other, when the twist angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell is 180 ° to 270 °, Δn.
If the value of d is increased to 1490 nm or more, the change in birefringence with respect to the applied voltage of the liquid crystal layer becomes large.
The number of display colors can be increased.

【0326】また、本発明の他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、前記液晶セルの表面側だけに配置された1枚の
偏光板と、前記液晶セルの裏面側に配置された反射板
と、前記偏光板と反射板との間に配置された位相差板と
を備え、かつ、前記位相差板は、その遅相軸であるx軸
方向の屈折率nx と、y軸方向の屈折率ny およびz軸
方向の屈折率nz とが、nx >nz >ny の関係にある
二軸性位相差板であって、前記偏光板の透過軸および前
記位相差板の遅相軸の向きと前記液晶セルの基板近傍に
おける液晶分子の配向方向とが、前記偏光板を透過して
入射し前記反射板で反射されて前記偏光板に入射する光
が前記位相差板の複屈折効果と前記液晶セルの液晶層の
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
なる楕円偏光となり、かつ、その光のうちの前記偏光板
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されていることを特徴とする
ものであるから、カラーフィルタを用いずに明るいカラ
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、視野角を広くし、さらに温度によ
る表示色の色変化も小さくすることができる。
Another color liquid crystal display device of the present invention is a liquid crystal cell having a nematic liquid crystal layer in which liquid crystal molecules are twist-aligned between a pair of substrates having electrodes formed on the inner surface thereof, and the surface of the liquid crystal cell. One polarizing plate disposed only on the side, a reflection plate disposed on the back surface side of the liquid crystal cell, and a retardation plate disposed between the polarization plate and the reflection plate, and The retardation plate has a refractive index n x in the x-axis direction, which is the slow axis, and a refractive index n y in the y- axis direction and a refractive index n z in the z-axis direction, where n x > n z > n y In a biaxial retardation plate having a relationship, the transmission axis of the polarizing plate and the direction of the slow axis of the retardation plate, and the alignment direction of liquid crystal molecules in the vicinity of the substrate of the liquid crystal cell, the polarizing plate The light that passes through and enters the polarizing plate after being reflected by the reflecting plate is birefringent in the retardation plate. Due to the result and the birefringence effect of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell, each wavelength light becomes an elliptically polarized light having a different polarization state, and the light amount ratio of each wavelength light of the light transmitted through the polarizing plate is desired. Since the ratio is set to correspond to the colored light of, it is possible to obtain a bright color display without using a color filter and display multiple colors at the same location. Moreover, it is possible to widen the viewing angle and reduce the color change of the display color due to the temperature.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【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。
FIG. 1 is a configuration diagram of a color liquid crystal display device showing a first embodiment of the present invention.

【図2】第1の実施例における液晶セルの液晶分子配向
方向と、偏光板の透過軸の向きと、位相差板の遅相軸の
向きとを示す表面側から見た図。
FIG. 2 is a diagram showing the alignment direction of liquid crystal molecules of the liquid crystal cell, the direction of the transmission axis of the polarizing plate, and the direction of the slow axis of the retardation plate as seen from the surface side in the first embodiment.

【図3】二軸性位相差板の斜視図。FIG. 3 is a perspective view of a biaxial retardation plate.

【図4】二軸性位相差板における光入射角が0°の場合
の位相差Rxy(0)と光入射角がθ°の場合の位相差R
xy(θ)との比Rxy(θ)/Rxy(0)の光入射角によ
る変化を、通常の一軸性位相差板と比較して示す図。
FIG. 4 is a phase difference R xy (0) when the light incident angle is 0 ° and a phase difference R when the light incident angle is θ ° in the biaxial retardation plate.
The figure which shows the change by the light incident angle of ratio Rxy ((theta)) / Rxy (0) with xy ((theta)) compared with a normal uniaxial phase difference plate.

【図5】第1の実施例のカラー液晶表示装置と、位相差
板をnx >ny =nz の通常の一軸性位相差板に置き換
えた比較装置との視角と表示色の色差(ΔE* ab)との
関係を示す図。
FIG. 5 is a view angle and display color difference between the color liquid crystal display device of the first embodiment and a comparison device in which the retardation plate is replaced with a normal uniaxial retardation plate of n x > n y = n z ( The figure which shows the relationship with (DELTA) E * ab).

【図6】本発明の第2の実施例を示す、液晶セルの液晶
分子配向方向と、偏光板の透過軸の向きと、位相差板の
遅相軸の向きとを示す表面側から見た図。
FIG. 6 shows a second embodiment of the present invention, which is viewed from the surface side showing the liquid crystal molecule alignment direction of the liquid crystal cell, the transmission axis direction of the polarizing plate, and the slow axis direction of the retardation plate. Fig.

【図7】本発明の第3の実施例を示す、液晶セルの液晶
分子配向方向と、偏光板の透過軸の向きと、位相差板の
遅相軸の向きとを示す表面側から見た図。
FIG. 7 shows a third embodiment of the present invention, as viewed from the surface side showing the liquid crystal molecule alignment direction of the liquid crystal cell, the transmission axis direction of the polarizing plate, and the slow axis direction of the retardation plate. Fig.

【図8】第3の実施例における偏光板の透過軸および位
相差板の遅相軸の向きの他の設定例を示す表面側から見
た図。
FIG. 8 is a diagram showing another example of setting the directions of the transmission axis of the polarizing plate and the slow axis of the retardation plate as seen from the surface side in the third embodiment.

【図9】本発明の第4の実施例を示すカラー液晶表示装
置の断面図。
FIG. 9 is a sectional view of a color liquid crystal display device showing a fourth embodiment of the present invention.

【図10】第4の実施例における液晶セルの液晶分子配
向方向と、偏光板の透過軸の向きと、位相差板の遅相軸
の向きとを示す表面側から見た図。
FIG. 10 is a diagram showing a liquid crystal molecule alignment direction of a liquid crystal cell, a transmission axis direction of a polarizing plate, and a slow axis direction of a retardation plate as seen from the front surface side in a fourth example.

【図11】本発明の第5の実施例を示すカラー液晶表示
装置の断面図。
FIG. 11 is a sectional view of a color liquid crystal display device showing a fifth embodiment of the present invention.

【図12】第5の実施例における液晶セルの液晶分子配
向方向と、偏光板の透過軸の向きと、位相差板の遅相軸
の向きとを示す表面側から見た図。
FIG. 12 is a diagram showing the alignment direction of liquid crystal molecules of a liquid crystal cell, the orientation of a transmission axis of a polarizing plate, and the orientation of a slow axis of a retardation plate as seen from the surface side in a fifth embodiment.

【図13】本発明の第6の実施例を示す、液晶セルの液
晶分子配向方向と、偏光板の透過軸の向きと、位相差板
の遅相軸の向きとを示す表面側から見た図。
FIG. 13 shows a sixth embodiment of the present invention, which is viewed from the surface side showing the liquid crystal molecule alignment direction of the liquid crystal cell, the transmission axis direction of the polarizing plate, and the slow axis direction of the retardation plate. Fig.

【図14】第6の実施例のカラー液晶表示装置の表示色
の変化を示すCIE色度図。
FIG. 14 is a CIE chromaticity diagram showing a change in display color of the color liquid crystal display device of the sixth embodiment.

【図15】第6の実施例のカラー液晶表示装置における
液晶セルへの印加電圧と、赤,緑,青の各色の波長域の
光の出射率と、表示色との関係を示す図。
FIG. 15 is a diagram showing a relationship between a voltage applied to a liquid crystal cell in a color liquid crystal display device of a sixth embodiment, an emission rate of light in wavelength ranges of red, green, and blue, and a display color.

【図16】本発明の第7の実施例を示す、液晶セルの液
晶分子配向方向と、偏光板の透過軸の向きと、位相差板
の遅相軸の向きとを示す表面側から見た図。
FIG. 16 shows a seventh embodiment of the present invention, as viewed from the surface side showing the liquid crystal molecule alignment direction of the liquid crystal cell, the transmission axis direction of the polarizing plate, and the slow axis direction of the retardation plate. Fig.

【図17】第7の実施例における偏光板の透過軸および
位相差板の遅相軸の向きの他の設定例を示す表面側から
見た図。
FIG. 17 is a diagram showing another example of setting the directions of the transmission axis of the polarizing plate and the slow axis of the retardation plate as seen from the front surface side in the seventh embodiment.

【図18】本発明の第8の実施例を示すカラー液晶表示
装置の断面図。
FIG. 18 is a sectional view of a color liquid crystal display device showing an eighth embodiment of the present invention.

【図19】第8の実施例における液晶セルの液晶分子配
向方向と、偏光板の透過軸の向きと、位相差板の遅相軸
の向きとを示す表面側から見た図。
FIG. 19 is a view showing the alignment direction of liquid crystal molecules of a liquid crystal cell, the direction of the transmission axis of a polarizing plate, and the direction of the slow axis of a retardation plate as seen from the surface side in the eighth example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…液晶セル 11,12…基板 11a…表側基板の近傍における液晶分子配向方向 12a…裏側基板の近傍における液晶分子配向方向 13,14…電極 15,16…配向膜 18…液晶層 21,22…偏光板 21a,22a…透過軸 23,24…二軸性位相差板 23a,24a…遅相軸 25…反射板 10 ... Liquid crystal cell 11, 12 ... Substrate 11a ... Liquid crystal molecule alignment direction in the vicinity of front side substrate 12a ... Liquid crystal molecule alignment direction in the vicinity of back side substrate 13, 14 ... Electrode 15, 16 ... Alignment film 18 ... Liquid crystal layers 21, 22 ... Polarizing plates 21a, 22a ... Transmission axis 23, 24 ... Biaxial retardation plate 23a, 24a ... Slow axis 25 ... Reflector

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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その表面側と
裏面側とに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位相差板とを備え、 かつ、前記位相差板は、その遅相軸であるx軸方向の屈
折率nx と、y軸方向の屈折率ny およびz軸方向の屈
折率nz とが、nx >nz >ny の関係にある二軸性位
相差板であって、 前記一対の偏光板の透過軸および前記位相差板の遅相軸
の向きと前記液晶セルの基板近傍における液晶分子の配
向方向とが、 一方の偏光板を透過して入射した光が前記位相差板の複
屈折効果と前記液晶セルの液晶層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
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
ように設定されていることを特徴とするカラー液晶表示
装置。
1. A liquid crystal cell comprising a nematic liquid crystal layer in which liquid crystal molecules are twist-aligned between a pair of substrates having electrodes formed on the inner surface thereof, and arranged on the front surface side and the back surface side with the liquid crystal cell interposed therebetween. And a retardation plate disposed between the pair of polarizing plates, wherein the retardation plate has a refractive index n x in the x-axis direction, which is the slow axis, and a y-axis. A biaxial retardation plate having a refractive index n y in the direction and a refractive index n z in the z-axis direction of n x > n z > n y , wherein the transmission axis of the pair of polarizing plates and the The direction of the slow axis of the retardation plate and the alignment direction of the liquid crystal molecules in the vicinity of the substrate of the liquid crystal cell are such that the light incident through the one polarizing plate has the birefringence effect of the retardation plate and the liquid crystal cell Due to the birefringence effect of the liquid crystal layer, each wavelength light becomes elliptically polarized light with different polarization state, One, the color liquid crystal display device, characterized in that the other light amount ratio of each wavelength of light transmitted through the polarizing plate of the light is set to be the ratio corresponding to the desired colored light.
【請求項2】液晶セルの裏面側に配置された裏側偏光板
の背後に反射板が配置されており、液晶セルの表面側に
配置された表側偏光板と前記液晶セルとの間に1枚の二
軸性位相差板が配置されるとともに、少なくとも、前記
表側偏光板の透過軸と、前記位相差板の遅相軸とが、所
定角度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。
2. A reflection plate is arranged behind a back side polarizing plate arranged on the back side of the liquid crystal cell, and one sheet is provided between the front side polarizing plate arranged on the front side of the liquid crystal cell and the liquid crystal cell. 2. The biaxial retardation plate according to claim 1 is arranged, and at least the transmission axis of the front-side polarizing plate and the slow axis of the retardation plate are obliquely displaced by a predetermined angle. The color liquid crystal display device described in 1.
【請求項3】液晶セルの裏面側に配置された裏側偏光板
の背後に反射板が配置されており、液晶セルの表面側に
配置された表側偏光板と前記液晶セルとの間と、液晶セ
ルの裏面側に配置された裏側偏光板と前記液晶セルとの
間とに、それぞれ1枚ずつ二軸性位相差板が配置される
とともに、少なくとも、前記表側偏光板の透過軸と、こ
の偏光板に隣接する位相差板の遅相軸とが、所定角度斜
めにずれている特徴とする請求項1に記載のカラー液晶
表示装置。
3. A reflection plate is arranged behind a back side polarizing plate arranged on the back side of the liquid crystal cell, between the front side polarizing plate arranged on the front side of the liquid crystal cell and the liquid crystal cell, and a liquid crystal. One biaxial retardation plate is disposed between each of the back side polarizing plate disposed on the back side of the cell and the liquid crystal cell, and at least the transmission axis of the front side polarizing plate and The color liquid crystal display device according to claim 1, wherein a retardation axis of a retardation plate adjacent to the plate is obliquely displaced by a predetermined angle.
【請求項4】液晶セルの裏面側に配置された裏側偏光板
の背後に反射板が配置されており、液晶セルの表面側に
配置された表側偏光板と前記液晶セルとの間に、2枚の
二軸性位相差板が互いに重ねて配置されるとともに、少
なくとも、前記表側偏光板の透過軸と、前記2枚の位相
差板のうちの前記表側偏光板に隣接する位相差板の遅相
軸とが、所定角度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。
4. A reflection plate is arranged behind a back side polarizing plate arranged on the back side of the liquid crystal cell, and a reflector is arranged between the front side polarizing plate arranged on the front side of the liquid crystal cell and the liquid crystal cell. The two biaxial retardation plates are arranged to overlap each other, and at least the transmission axis of the front side polarizing plate and the retardation of the retardation plate adjacent to the front side polarizing plate of the two retardation plates are delayed. The color liquid crystal display device according to claim 1, wherein the phase axis is obliquely displaced by a predetermined angle.
【請求項5】液晶セルの液晶分子のツイスト角は80°
〜110°であることを特徴とする請求項1〜請求項4
のいずれか1つに記載のカラー液晶表示装置。
5. The twist angle of liquid crystal molecules of the liquid crystal cell is 80 °.
It is -110 degrees, It is characterized by the above-mentioned.
7. The color liquid crystal display device according to any one of 1.
【請求項6】液晶セルの液晶分子のツイスト角は110
°〜130°であることを特徴とする請求項1〜請求項
4のいずれか1つに記載のカラー液晶表示装置。
6. The twist angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell is 110.
5. The color liquid crystal display device according to claim 1, wherein the color liquid crystal display device has an angle of .degree.
【請求項7】液晶セルの液晶分子のツイスト角は180
°〜270°であることを特徴とする請求項1〜請求項
4のいずれか1つに記載のカラー液晶表示装置。
7. The twist angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell is 180.
5. The color liquid crystal display device according to claim 1, wherein the color liquid crystal display device is in the range of 0 ° to 270 °.
【請求項8】液晶セルの液晶分子のツイスト角は80°
〜110°であり、前記液晶セルの液晶の屈折率異方性
Δnと液晶層厚dとの積Δn・dの値が520nm〜5
80nm、位相差板のリタデーションの値が400nm
〜460nmであ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。
8. The twist angle of liquid crystal molecules of the liquid crystal cell is 80 °.
Is 110 °, and the value of the product Δn · d of the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal of the liquid crystal cell and the liquid crystal layer thickness d is 520 nm to 5
80 nm, retardation value of retardation plate is 400 nm
The color liquid crystal display device according to claim 2, wherein the color liquid crystal display device has a thickness of ˜460 nm.
【請求項9】液晶セルの液晶分子のツイスト角は110
°〜130°であり、前記液晶セルの液晶の屈折率異方
性Δnと液晶層厚dとの積Δn・dの値が880nm〜
970nm、位相差板のリタデーションの値が1270
nm〜1530nmであ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。
9. The twist angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell is 110.
The value of the product Δn · d of the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal of the liquid crystal cell and the thickness d of the liquid crystal layer is 880 nm to 130 °.
970 nm, retardation value of retardation plate is 1270
The color liquid crystal display device according to claim 2, wherein the color liquid crystal display device has a wavelength of 15 nm to 1530 nm.
【請求項10】液晶セルの液晶分子のツイスト角は18
0°〜270°であり、前記液晶セルの液晶の屈折率異
方性Δnと液晶層厚dとの積Δn・dの値が850nm
〜910nm、位相差板のリタデーションの値が400
nm〜460nmであ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。
10. A twist angle of liquid crystal molecules of a liquid crystal cell is 18
The value of the product Δn · d of the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal of the liquid crystal cell and the liquid crystal layer thickness d is 850 nm.
~ 910 nm, retardation value of the retardation plate is 400
The color liquid crystal display device according to claim 2, wherein the color liquid crystal display device has a thickness of nm to 460 nm.
【請求項11】液晶セルの液晶分子のツイスト角は18
0°〜270°であり、前記液晶セルの液晶の屈折率異
方性Δnと液晶層厚dとの積Δn・dの値が1250n
m〜1450nm、表側偏光板に隣接する位相差板のリ
タデーションの値が1570nm〜1630nm、裏側
偏光板に隣接する位相差板のリタデーションの値が15
70nm〜1630nm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。
11. A twist angle of liquid crystal molecules of a liquid crystal cell is 18
The value of the product Δn · d of the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal of the liquid crystal cell and the liquid crystal layer thickness d is 1250n.
m to 1450 nm, the retardation value of the retardation plate adjacent to the front polarizing plate is 1570 nm to 1630 nm, and the retardation value of the retardation plate adjacent to the back polarizing plate is 15.
It is 70 nm-1630 nm, The color liquid crystal display device of Claim 3 characterized by the above-mentioned.
【請求項12】液晶セルの液晶分子のツイスト角は18
0°〜270°であり、前記液晶セルの液晶の屈折率異
方性Δnと液晶層厚dとの積Δn・dの値が1250n
m〜1450nm、表側偏光板に隣接する位相差板のリ
タデーションの値が1570nm〜1630nm、液晶
セルに隣接する位相差板のリタデーションの値が152
0nm〜1580nm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。
12. The twist angle of liquid crystal molecules of a liquid crystal cell is 18
The value of the product Δn · d of the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal of the liquid crystal cell and the liquid crystal layer thickness d is 1250n.
m to 1450 nm, the retardation value of the retardation plate adjacent to the front-side polarizing plate was 1570 nm to 1630 nm, and the retardation value of the retardation plate adjacent to the liquid crystal cell was 152.
It is 0 nm-1580 nm, It is characterized by the above-mentioned.
The color liquid crystal display device described in 1.
【請求項13】液晶セルの液晶分子のツイスト角は18
0°〜270°であり、前記液晶セルの液晶の屈折率異
方性Δnと液晶層厚dとの積Δn・dの値が1490n
m以上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。
13. The twist angle of liquid crystal molecules of a liquid crystal cell is 18
The value of the product Δn · d of the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal of the liquid crystal cell and the liquid crystal layer thickness d is 1490n.
The color liquid crystal display device according to claim 4, wherein the color liquid crystal display device has a length of m or more.
【請求項14】液晶セルのΔn・dの値が1490nm
〜1590nm、表側偏光板に隣接する位相差板のリタ
デーションの値が1570nm〜1630nm、液晶セ
ルに隣接する位相差板のリタデーションの値が1420
nm〜1480nmであることを特徴とする請求項13
に記載のカラー液晶表示装置。
14. A liquid crystal cell having a Δn · d value of 1490 nm.
˜1590 nm, the retardation value of the retardation plate adjacent to the front-side polarizing plate is 1570 nm to 1630 nm, and the retardation value of the retardation plate adjacent to the liquid crystal cell is 1420.
nm to 1480 nm.
The color liquid crystal display device described in 1.
【請求項15】前記液晶セルのΔn・dの値が1530
nm〜1730nm、表側偏光板に隣接する位相差板の
リタデーションの値が1570nm〜1630nm、液
晶セルに隣接する位相差板のリタデーションの値が15
20nm〜1580nmであることを特徴とする請求項
13に記載のカラー液晶表示装置。
15. The value of Δn · d of the liquid crystal cell is 1530.
nm to 1730 nm, the retardation value of the retardation plate adjacent to the front side polarizing plate is 1570 nm to 1630 nm, and the retardation value of the retardation plate adjacent to the liquid crystal cell is 15 nm.
20 nm-1580 nm, The color liquid crystal display device of Claim 13 characterized by the above-mentioned.
【請求項16】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、前記液晶セルの表面側だけに配置さ
れた1枚の偏光板と、前記液晶セルの裏面側に配置され
た反射板と、前記偏光板と反射板との間に配置された位
相差板とを備え、 かつ、前記位相差板は、その遅相軸であるx軸方向の屈
折率nx と、y軸方向の屈折率ny およびz軸方向の屈
折率nz とが、nx >nz >ny の関係にある二軸性位
相差板であって、 前記偏光板の透過軸および前記位相差板の遅相軸の向き
と前記液晶セルの基板近傍における液晶分子の配向方向
とが、 前記偏光板を透過して入射し前記反射板で反射されて前
記偏光板に入射する光が前記位相差板の複屈折効果と前
記液晶セルの液晶層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り、かつ、その
光のうちの前記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されて
いることを特徴とするカラー液晶表示装置。
16. A liquid crystal cell comprising a nematic liquid crystal layer in which liquid crystal molecules are twist-aligned between a pair of substrates having electrodes formed on the inner surface thereof, and a single polarizing plate arranged only on the surface side of the liquid crystal cell. And a reflection plate arranged on the back surface side of the liquid crystal cell, and a retardation plate arranged between the polarizing plate and the reflection plate, and the retardation plate is its slow axis. the refractive indices n x in the x-axis direction, and a refractive index n z in the refractive index n y and z-axis direction of the y-axis direction, there in the biaxial retardation film having a relationship of n x> n z> n y The directions of the transmission axis of the polarizing plate and the slow axis of the retardation plate and the alignment direction of the liquid crystal molecules in the vicinity of the substrate of the liquid crystal cell are transmitted through the polarizing plate to enter and reflected by the reflecting plate. The light incident on the polarizing plate receives the birefringence effect of the retardation plate and the birefringence effect of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell. By setting, each wavelength light becomes elliptically polarized light with different polarization state, and the light quantity ratio of each wavelength light of the light transmitted through the polarizing plate is set to a ratio corresponding to the desired colored light. A color liquid crystal display device characterized by being provided.
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