JPH08292434A

JPH08292434A - カラー液晶表示装置

Info

Publication number: JPH08292434A
Application number: JP8009422A
Authority: JP
Inventors: Masao Ozeki; 正雄尾関; Haruki Mori; 治樹森; Eiji Shidouji; 栄治志堂寺
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1995-01-23
Filing date: 1996-01-23
Publication date: 1996-11-05
Anticipated expiration: 2016-01-23
Also published as: JP3629792B2

Abstract

(57)【要約】【構成】屈折率異方性Δｎ₁ と厚みｄ₁ の積Δｎ₁・ｄ₁
を１．２〜２．５μｍとした液晶層３と偏光板１、２と
Δｎ₂・ｄ₂ を１．２〜２．５μｍとした複屈折板４（ｎ
_X 、ｎ_Y が面内方向、ｎ_Z が厚み方向の屈折率のとき、
ｎ_X ≧ｎ_Z ≧ｎ_Y、Δｎ₂ ＝ｎ_X −ｎ_Y ＞０、厚みｄ
₂ ）を備え、偏光板の各光学軸と配向方向と複屈折板の
光学軸との間のθ₁ 、θ₂ 、θ₃ を所定角度に設定し３
値以上のマルチプレックス駆動を行い、オフ電圧で白を
発色するＳＴＮカラー液晶表示装置。【効果】マルチプレックス駆動の場合でもオフ波形でほ
ぼ無彩色を表示し、オン波形または、オン波形とオフ波
形の中間電圧で赤、青、緑の発色が可能であって、かつ
視野角の広い表示が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ツイステッドネマ
チック液晶を用いて無彩色表示を行い、かつ赤、青、お
よび緑の各カラー表示が可能なカラー液晶表示装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、両電極間の液晶分子のツイスト角
を大きくして、鋭い電圧−透過率変化を起こし、高密度
のドットマトリックス表示をする方法として、スーパー
ツイスト素子（T.J.Scheffer and J.Nehring, Appl.Phy
s.Lett.45(10)1021-1023(1984)）が知られていた。

【０００３】しかし、この方法は用いる液晶表示素子の
液晶の複屈折率Δｎと液晶層の厚みｄとの積Δｎ・ｄの
値が実質的に０．８〜１．２μｍの間に設けられていた
（特開昭６０−１０７２０、従来例１）。表示色として
は黄緑色と暗青色、青紫色と淡黄色など、特定の色相の
組み合わせでのみ良好なコントラストが得られていた。

【０００４】このようにこの液晶表示素子では白黒表示
ができない欠点があった。そこで、白黒表示が可能でか
つコントラストの高い液晶表示装置として、互いに逆螺
旋の液晶セルを二層積層し、一方のセルにのみ電圧を印
加し、他方のセルを単なる光学的な補償板として使用す
る方法が提案された（奥村ほか、テレビジョン学会技術
報告、11(27)79(1987)）。

【０００５】また、液晶層と偏光板の間に複屈折板を配
置することにより、白黒表示を可能にする方法も提案さ
れた。従来、パーソナルコンピュータなどのＯＡ機器に
用いられるカラー液晶表示装置は、前述した白黒表示が
可能な液晶表示装置とカラーフィルタを用いて実現して
いた。

【０００６】ところがカラーフィルタは高価であり、か
つ赤、青、緑の３画素で表示をするために光利用効率が
著しく低い。例えば、白を表示するために、赤、青、緑
の３画素をオン状態にしたとしても明るさは１／３とな
るため、暗い表示しかできない。

【０００７】したがって、カラーフィルタを用いないカ
ラー表示装置としていくつかの手法が提案されている。
例えば、複屈折制御（ＥＣＢ）効果型の液晶表示装置な
どが知られている。これは、階調電圧（例えば８階調の
電圧）を画素に印加すると、印加された階調電圧に応じ
て液晶分子の配向が変化し、これにともなって液晶セル
のΔｎ・ｄが変化する。そして、複屈折にともなう様々
な色相変化を用いる。しかし、このＥＣＢ効果型の液晶
表示装置は、液晶がツイストしていないため、印加電圧
に応じた液晶の状態変化が小さくなり、マルチプレック
ス駆動ができない問題があった。

【０００８】特開平２−１１８５１６（従来例２）に
は、ツイストした液晶セルにおいて印加電圧を変化させ
ることにより様々な色相変化が可能であることが示され
ている。しかし、従来例２の場合は、その発色は黄、
赤、紫、青紫、青緑、緑であり、無彩色である黒または
白は表示できないという課題を残している。黒または白
の表示がないと一般の表示としての視認性は大きく低下
することが知られている。

【０００９】例えば、グラフを表示するとき、背景色と
しての色は白または黒の無彩色が選ばれることが多い。
なぜなら、背景色は面積的に広い部分を占めているの
で、この部分に例えば黄色または緑色の表示を用いると
全体的に落ち着きのある表示を得がたくなる。

【００１０】表示の基本は紙に記した文字のように、白
地の上に黒の線図の表現が基本的である。この形態が通
常求められている。本来、白と黒を表示することが可能
で、青または緑または赤が表示できることが好ましい。
したがって、白または黒の表示が得られない表示装置は
視認性に欠けることになる。

【００１１】また、従来例２では、補償セルを用いて二
層にすることにより白黒表示が可能であることが示され
ている。しかし、色を出すときに補償セルに電圧を印加
し、補償セルが光学的に存在しないような状態におくこ
とによって発色を達成している。よって、マルチプレッ
クス駆動を行ったとき、白または黒と、青や緑などの色
を混在させることができないという問題がある。

【００１２】特開平２−１８３２２０（従来例３）で
は、補償セル側も画素を形成し、表示を行うことによっ
てマルチプレックス駆動を行ったとき、白または黒と、
青や緑などの色を混在させうるとしているが、二層の液
晶パネルは両者の各画素を一画素ずつ対応させて形成し
なければならない。これは製造が困難になることと、斜
めから見た場合の視差が生じて色が滲んで見えてしまう
という欠点が起こることになる。

【００１３】これでは実用に供しうる表示品質が得られ
ない。また、二層であるために重いという欠点もあり、
液晶セルのギャップを制御することが難しく、歩留がさ
らに低下することなどの欠点がある。

【００１４】特開平６−１７５１２５（従来例４）に
は、位相差板を用いることにより色を改善できると開示
されている。しかし、無彩色（白または黒）を出すこと
までは開示されていない。従来例４の特許請求の範囲に
記載された数式規定による液晶層と複屈折素子の二つの
Δｎ・ｄの範囲（Ｎ＝１を想定した場合）を図２８の符
号Ｒの領域で示す。しかし、従来例４には、複屈折板を
一枚とした場合の構成は開示されていない。

【００１５】特開平６−３０１００６（従来例５）の実
施例では、青、緑、白、赤の表示が可能であると開示さ
れている。しかし、印加電圧が低いときには青の表示色
となり、印加電圧を大きくしたときに白が発色するよう
になっている。そのため、格子状のマトリックス駆動を
行った場合、駆動電極の線間が青色であると、画素が白
でも、全体的に青い表示となってしまい、色純度の良い
白を発色させがたいという問題が起こる。

【００１６】したがって、線間は無彩色であることが好
ましい。つまり、電圧が印加されていないとき、ほぼ無
彩色であることが望ましい。また、中間調の電圧で無彩
色を出すようにすると、中間電圧での液晶状態は電圧の
わずかな変化に対しても急峻な変化をするような状態な
ので、全体の無彩色表示を行うときに、わずかな電圧変
動に対して発色が変化してしまい、きれいな無彩色表示
ができない。

【００１７】中間電圧である色を全体に表示するときに
も同様なことがいえる。しかし、一般に背景色には無彩
色が用いられることが多く、無彩色は大きな面積を占め
ることとなる。この大きな面積を占める色が色むらを起
こすと表示としての美しさが大きく低下する。均一な色
を出すには無彩色が中間電圧で発色されることを回避す
ることが望ましい。

【００１８】以上のような課題を考慮すると、電圧が印
加されていないとき、またはマルチプレックス駆動を行
ったときのオフ波形の際に無彩色の表示が得られること
が好ましい。

【００１９】また、従来例５の実施例５では、白、青、
緑の表示が可能であることが示されている。しかし、白
を発色する印加電圧が０．２Ｖ以下であり、青を発色す
る印加電圧が１．３〜２．２Ｖであり、緑を発色する印
加電圧が３．０Ｖ以上である。これは明らかにマルチプ
レックス駆動（時分割駆動）が困難な素子設計となって
いる。このような駆動電圧は特定した用途にしか用いる
ことが難しくなる。

【００２０】特開平６−３０１０２６（従来例６）の実
施例６では、０．９Ｖまたは１．６Ｖ以下において白表
示ができると示されている。しかし、これも緑や赤や青
の表示を行う場合、マルチプレックス駆動時にデューテ
ィ比を大きくできない。

【００２１】特開平６−３３７３９７（従来例７）の実
施例では、オフ波形で白表示ができると示されている。
しかし、この従来例７では赤の表示が得られてはいな
い。

【００２２】また、日経マイクロデバイセズの１９９４
年６月号の３４〜３９頁に、白色の発色を有する反射型
液晶表示装置が市場において期待されていることが紹介
されている。そして、白−赤−青−緑の発色シーケンス
がこの文献の３８頁の図５に記載されている。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
内容を鑑みて、カラーフィルタを用いずに、マルチプレ
ックス駆動が可能で、オフ波形のときに明るい白表示が
可能で、オン波形またはオン波形とオフ波形の中間の電
圧を印加したときに、青または緑または赤の発色が可能
とすることである。言い換えれば、電圧を印加されない
とき、または電圧が低いときにほぼ無彩色表示ができ、
かつ電圧を印加してカラー表示を実現でき、かつ視野角
の広いカラー液晶表示装置を提供することである。

【００２４】なお、本発明において後述する実施例の液
晶表示装置は実際に形成され、実験が行われた。さら
に、本発明では液晶表示装置を実際に作成する以外に、
補助的に液晶デバイスシミュレータを用いた。それは液
晶の光学計算に広く用いられているバールマン（Berrem
an）の４×４マトリックス法という計算手法である。

【００２５】この計算手法では、最初に液晶の印加電圧
に対する配向状態を計算する。次に、液晶、補償フィル
ム、偏光板等の光学部材を適当な厚みの層に分割し、そ
の分割した層ごとに局所伝播マトリックス（local prop
agation matrix）を計算する。その後、各層の局所伝播
マトリックスを掛け合わせ、光学部材全体の伝播マトリ
ックス（propagation matrix）を計算する。最後に、そ
の伝播マトリックスを用いて入射光に対する反射光およ
び透過光を計算する。

【００２６】この４×４マトリックス法を用いることに
より各波長毎の透過率および反射率を計算できる。透感
透過率および視感反射率を計算できるだけでなく、本発
明のカラー液晶表示装置の色度座標のｘ値、ｙ値等を高
速かつ高精度で計算できた。

【００２７】この４×４マトリックス法は数値計算によ
り実験結果を見事に再現できる手法として知られてい
る。本発明の実施例について実験結果と対比した結果は
有効精度内でほぼ一致することが確認できた。

【００２８】実際のＬＣＤには或る有限の透過率と波長
特性を持つＩＴＯや、ガラス基板や、ギャップ制御用の
スペーサなどがある。それらの影響を考慮すると、計算
された透過率−印加電圧特性は実測結果をよく再現して
いる。

【００２９】また、色度の計算結果についても、実測結
果と良く一致しており、この４×４マトリックス法によ
る計算は実験を代替することができる。

【００３０】

【課題を解決するための手段】本発明は、透明電極と配
向膜をそれぞれ有しほぼ平行に設けられた二つの基板間
に旋光性物質を含有した誘電率異方性が正のネマチック
液晶が挟持され、各基板の配向膜によって形成される液
晶分子の配向方向による液晶層のねじれ角が１６０〜３
００°とされ、液晶層の外側に一対の偏光板が備えら
れ、透明電極間に駆動電圧を印加する駆動回路が備えら
れたカラー液晶表示装置であって、液晶層と一対の偏光
板のいずれか一方との間に複屈折板が配置され、二つの
基板のうち複屈折板が配置された側の基板が第１の基
板、残る一方が第２の基板とされ、液晶層での液晶の屈
折率異方性Δｎ₁ と液晶層の厚みｄ₁ との積Δｎ₁・ｄ₁
が１．２〜２．５μｍとされ、ｎ_X 、ｎ_Y を複屈折板面
内方向の屈折率とし（ｎ_X ＞ｎ_Y ）、ｎ_Z を複屈折板の
厚み方向の屈折率とした場合、ｎ_X ≧ｎ_Z ≧ｎ_Y となる
ように設けられ、、遅相軸（ｎ_X が決まる面内方向）と
進相軸（ｎ_Y が決まる面内方向）の屈折率異方性と厚み
による垂直方向の複屈折の総和Δｎ₂・ｄ₂ が１．２〜
２．５μｍとされ、３値以上の電圧値が選択されて透明
電極間にマルチプレックス駆動によって電圧が印加され
ることを特徴とするカラー液晶表示装置を提供する。こ
れを第１の発明と呼ぶ。

【００３１】ただし、第１の発明において、ｎ_X ＝ｎ_Z
＝ｎ_Y の場合は除かれ、ｎ_X ＞ｎ_Z＞ｎ_Y の場合は二軸
性の複屈折板を意味し、ｎ_X ≧ｎ_Z ＞ｎ_Y もしくはｎ_X
＞ｎ_Z ≧ｎ_Y の場合が一軸性の複屈折板である。

【００３２】また、第１の発明において、複屈折板の屈
折率が、次の数２の範囲にあることを特徴とするカラー
液晶表示装置を提供する。これを第２の発明と呼ぶ。

【００３３】

【数２】

【００３４】また、第１または第２の発明において、液
晶層のねじれ角が１６０〜２６０°であり、前記遅相軸
と第１の基板側の液晶分子の配向方向との角度θ₂ が７
５〜１１０°であり、第１の基板側の偏光板の偏光軸ま
たは吸収軸と前記配向方向との角度θ₁ が１２０〜１６
５°であり、第２の基板側の偏光板の偏光軸または吸収
軸と第２の基板側の液晶分子の配向方向との角度θ₃ が
１１５〜１５５°であることを特徴とするカラー液晶表
示装置を提供する。これを第３の発明と呼ぶ。

【００３５】また、第１または第２の発明において、液
晶層のねじれ角が２２０〜２６０°であることを特徴と
するカラー液晶表示装置を提供する。これを第４の発明
と呼ぶ。

【００３６】また、第１または第２の発明において、液
晶層のねじれ角が２２０〜２６０°であり、Δｎ₁・ｄ₁
が１．３〜１．８μｍであり、Δｎ₂・ｄ₂ が１．４〜
１．９μｍであり、前記遅相軸と第１の基板側の液晶分
子の配向方向との角度θ₂ が７５〜１１０°であり、第
１の基板側の偏光板の偏光軸または吸収軸と前記配向方
向との角度θ₁ が１２０〜１６５°であり、第２の基板
側の偏光板の偏光軸または吸収軸と第２の基板側の液晶
分子の配向方向との角度θ₃ が１２０〜１５０°である
ことを特徴とするカラー液晶表示装置を提供する。これ
を第５の発明と呼ぶ。

【００３７】また、第１または第２の発明において、液
晶層のねじれ角が２３０〜２５０°であり、Δｎ₁・ｄ₁
が１．３〜１．４μｍであり、Δｎ₂・ｄ₂ が１．４〜
１．５μｍであり、前記遅相軸と第１の基板側の液晶分
子の配向方向との角度θ₂ が９０〜１１０°であり、第
１の基板側の偏光板の偏光軸または吸収軸と前記配向方
向との角度θ₁ が１３０〜１５０°であり、第２の基板
側の偏光板の偏光軸または吸収軸と第２の基板側の液晶
分子の配向方向との角度θ₃ が１２５〜１４５°である
ことを特徴とするカラー液晶表示装置を提供する。これ
を第６の発明と呼ぶ。

【００３８】また、第１または第２の発明において、液
晶層のねじれ角が２３０〜２５０°であり、Δｎ₁・ｄ₁
が１．６５〜１．７５μｍであり、Δｎ₂・ｄ₂ が１．７
５〜１．８５μｍであり、前記遅相軸と第１の基板側の
液晶分子の配向方向との角度θ₂ が８５〜１０５°であ
り、第１の基板側の偏光板の偏光軸または吸収軸と前記
配向方向との角度θ₁ が１４０〜１６０°であり、第２
の基板側の偏光板の偏光軸または吸収軸と第２の基板側
の液晶分子の配向方向との角度θ₃ が１２５〜１４５°
であることを特徴とするカラー液晶表示装置を提供す
る。これを第７の発明と呼ぶ。

【００３９】また、第１または第２の発明において、液
晶層のねじれ角が２３０〜２５０°であり、Δｎ₁・ｄ₁
が１．６５〜１．７５μｍであり、Δｎ₂・ｄ₂ が１．７
５〜１．８５μｍであり、前記遅相軸と第１の基板側の
液晶分子の配向方向との角度θ₂ が９０〜１１０°であ
り、第１の基板側の偏光板の偏光軸または吸収軸と前記
配向方向との角度θ₁ が１４５〜１６５°であり、第２
の基板側の偏光板の偏光軸または吸収軸と第２の基板側
の液晶分子の配向方向との角度θ₃ が１２５〜１４５°
であることを特徴とするカラー液晶表示装置を提供す
る。これを第８の発明と呼ぶ。

【００４０】また、第１または第２の発明において、液
晶層のねじれ角が２３０〜２５０°であり、Δｎ₁・ｄ₁
が１．９〜２．１μｍであり、Δｎ₂・ｄ₂ が２．０〜
２．２μｍであり、前記遅相軸と第１の基板側の液晶分
子の配向方向との角度θ₂ が８５〜１０５°であり、第
１の基板側の偏光板の偏光軸または吸収軸と前記配向方
向との角度θ₁ が１３０〜１５０°であり、第２の基板
側の偏光板の偏光軸または吸収軸と第２の基板側の液晶
分子の配向方向との角度θ₃ が１２５〜１４５°である
ことを特徴とするカラー液晶表示装置を提供する。これ
を第９の発明と呼ぶ。

【００４１】また、第１または第２の発明において、液
晶層のねじれ角が２３０〜２５０°であり、Δｎ₁・ｄ₁
が１．９〜２．１μｍであり、Δｎ₂・ｄ₂ が１．６５〜
１．８５μｍであり、前記遅相軸と第１の基板側の液晶
分子の配向方向との角度θ₂が７５〜９５°であり、第
１の基板側の偏光板の偏光軸または吸収軸と前記配向方
向との角度θ₁ が３０〜５０°であり、第２の基板側の
偏光板の偏光軸または吸収軸と第２の基板側の液晶分子
の配向方向との角度θ₃ が１２５〜１４５°であること
を特徴とするカラー液晶表示装置を提供する。これを第
１０の発明と呼ぶ。

【００４２】また、第１または第２の発明において、液
晶層のねじれ角が２３０〜２５０°であり、Δｎ₁・ｄ₁
が１．９〜２．１μｍであり、Δｎ₂・ｄ₂ が１．９〜
２．１５μｍであり、前記遅相軸と第１の基板側の液晶
分子の配向方向との角度θ₂ が７５〜９５°であり、第
１の基板側の偏光板の偏光軸または吸収軸と前記配向方
向との角度がθ₁ が１２０〜１４０°であり、第２の基
板側の偏光板の偏光軸または吸収軸と第２の基板側の液
晶分子の配向方向との角度θ₃ が１２５〜１４５°であ
ることを特徴とするカラー液晶表示装置を提供する。こ
れを第１１の発明と呼ぶ。

【００４３】また、第１または第２の発明において、液
晶層のねじれ角が２３０〜２５０°であり、Δｎ₁・ｄ₁
が１．７〜１．８５μｍであり、Δｎ₂・ｄ₂ が１．７５
〜１．９５μｍであり、前記遅相軸と第１の基板側の液
晶分子の配向方向との角度θ₂ が８５〜１０５°であ
り、第１の基板側の偏光板の偏光軸または吸収軸と前記
配向方向との角度θ₁ が１４０〜１６０°であり、第２
の基板側の偏光板の偏光軸または吸収軸と第２の基板側
の液晶分子の配向方向との角度θ₃ が１２５〜１４５°
であることを特徴とするカラー液晶表示装置を提供す
る。これを第１２の発明と呼ぶ。

【００４４】また、第１または第２の発明において、液
晶層のねじれ角が２３０〜２５０°であり、Δｎ₁・ｄ₁
が２．３〜２．５μｍであり、Δｎ₂・ｄ₂ が２．２〜
２．５μｍであり、前記遅相軸と第１の基板側の液晶分
子の配向方向との角度θ₂ が７５〜９５°であり、第１
の基板側の偏光板の偏光軸または吸収軸と前記配向方向
との角度θ₁ が１２５〜１４５°であり、第２の基板側
の偏光板の偏光軸または吸収軸と第２の基板側の液晶分
子の配向方向との角度θ₃ が１２５〜１４５°であるこ
とを特徴とするカラー液晶表示装置を提供する。これを
第１３の発明と呼ぶ。

【００４５】また、第１または第２の発明において、液
晶層のねじれ角が２３０〜２５０°であり、Δｎ₁・ｄ₁
が１．６〜１．８μｍであり、Δｎ₂・ｄ₂ が１．２〜
１．４μｍであり、前記遅相軸と第１の基板側の液晶分
子の配向方向との角度θ₂ が９０〜１１０°であり、第
１の基板側の偏光板の偏光軸または吸収軸と前記配向方
向との角度θ₁ が１４０〜１６０°であり、第２の基板
側の偏光板の偏光軸または吸収軸と第２の基板側の液晶
分子の配向方向との角度θ₃ が１２５〜１４５°である
ことを特徴とするカラー液晶表示装置を提供する。これ
を第１４の発明と呼ぶ。

【００４６】また、第１〜第１４のいずれかの発明にお
いて、所望の実効電圧レベルを設定するために、マルチ
プレックス駆動によるオフ波形を印加する場合を選択す
るか、オン波形を印加する場合を選択するか、オン波形
のフレームとオフ波形のフレームが混ざって印加される
場合を選択することにより、３値以上の実効電圧値が印
加されることを特徴とするカラー液晶表示装置を提供す
る。これを第１５の発明と呼ぶ。

【００４７】また、第１〜第１５のいずれかの発明にお
いて、所望の実効電圧レベルを設定するために、マルチ
プレックス駆動によるオフ波形を印加する場合を選択す
るか、オン波形を印加する場合を選択するか、オン波形
のフレームとオフ波形のフレームが混ざって印加される
場合を選択することにより、４値以上の実効電圧値が印
加されることを特徴とするカラー液晶表示装置を提供す
る。これを第１６の発明と呼ぶ。

【００４８】また、第１〜第１４のいずれかの発明にお
いて、マルチプレックス駆動によるオフ波形を印加する
ことにより明るい白表示が行われ、オン波形を印加する
場合を選択するか、オン波形のフレームとオフ波形のフ
レームが混ざって印加される場合を選択することによ
り、赤、青、緑のカラー表示が行われることを特徴とす
るカラー液晶表示装置を提供する。これを第１７の発明
と呼ぶ。

【００４９】また、第１〜第１７のいずれかの発明にお
いて、前記一対の偏光板のうち一方の偏光板の外側に反
射板が配置されたことを特徴とするカラー液晶表示装置
を提供する。これを第１８の発明と呼ぶ。

【００５０】さらに、第１８の発明において反射板を銀
反射板としたことを特徴とするカラー液晶表示装置を提
供する。

【００５１】本発明において両電極間での液晶分子のツ
イスト角を１６０〜３００°とすればよい。１６０°未
満では急峻な透過率変化が必要とされる高デューティ比
での時分割駆動をした際の液晶の状態変化が少なく、３
００°超ではヒステリシスや光を散乱するドメインを生
じやすい。

【００５２】また、液晶層の液晶の屈折率異方性（Δｎ
₁ ）とその液晶層の厚み（ｄ₁ ）との積Δｎ₁・ｄ₁ が
１．２〜２．５μｍとされる。１．２μｍ未満では電圧
を印加したときの液晶の状態変化が小さく、２．５μｍ
超では無彩色を表示することが難しくなるし視角や応答
が悪くなる。

【００５３】特に、無彩色の発色を可能とし、電圧に対
する色変化を大きくするために、液晶層のΔｎ₁・ｄ₁ は
１．３〜１．８μｍとされることが好ましい。

【００５４】なお、このΔｎ₁・ｄ₁ の範囲は、その液晶
表示素子の使用温度範囲内で満足するようにされること
が好ましく、使用温度範囲内で美しい表示が得られる。
もっとも室外使用を目的とした性能要求のために、使用
温度範囲内の一部でのみ、この関係を満足するようにさ
れることもある。この場合には、Δｎ₁・ｄ₁ の範囲が上
記範囲から外れる温度範囲では、表示の色が所望のもの
から外れたり、視野角特性が低下したりすることにな
る。

【００５５】次に本発明のカラー液晶表示装置の全体構
成について説明する。

【００５６】所望のパターンにパターニングをしたＩＴ
Ｏ（Ｉｎ₂ Ｏ₃ −ＳｎＯ₂ ）、ＳｎＯ₂ 等の透明電極を
設けたプラスチック、ガラス等の基板の表面にポリイミ
ド、ポリアミド等の膜を設け、この表面をラビングした
り、ＳｉＯ等を斜め蒸着したりして配向制御膜を形成し
た透明電極付きの基板の間に、前記した誘電率異方性が
正のネマチック液晶による１６０〜３００°ツイストの
液晶層を挟持するようにされる。

【００５７】この代表例には、多数の行列状の電極が形
成されたドットマトリックス液晶表示素子があり、一方
の基板に６４０本のストライプ状の電極が形成され、他
方の基板にこれに直交するように４００本のストライプ
状の電極が形成され、６４０×４００ドットのような表
示がなされる。通常、ドットを形成する１画素の寸法は
２７０μｍ×２７０μｍ程度であり、画素間の間隙は３
０μｍ程度である。

【００５８】なお、電極と配向制御膜との間に基板間短
絡防止のためにＴｉＯ₂ 、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂ Ｏ₃ 等の絶
縁膜を設けたり、透明電極にＡｌ、Ｃｒ、Ｔｉ等の低抵
抗のリード電極を併設したりしてもよい。

【００５９】この液晶層の両外側に一対の偏光板を配置
する。この偏光板自体もセルを構成する基板の外側に配
置することが一般的である。性能が許せば、基板自体を
偏光板と複屈折板で構成したり、基板と電極との間に複
屈折層と偏光層として設けてもよい。また、この複屈折
板は液晶層と偏光板との間に設ければよく、例えば、液
晶層と電極の間に層状に設けたり、電極と基板の間に層
状に設けたり、基板自体を複屈折板としたり、基板と偏
光板との間に層状に設けたり、それらを組み合わせて設
けたりすればよい。

【００６０】色の選択は階調電圧レベルを選択すること
により行う。電圧を階調する方法としては、フレーム階
調、振幅階調、パルス幅階調など種々の方法が公知であ
る。液晶に印加される実効電圧の大きさを変化させられ
る手法であれば、どんな方法でもよい。現在一般に採用
されているのはフレーム階調であるが、この手法を用い
ても良好な表示が得られる。疑似階調を用いてもよい。

【００６１】また、複数の行電極を同時に選択する駆動
法（ＭＬＳ：マルチラインセレクション法、または、Ｍ
ＬＡ：マルチラインアドレッシング法などと呼ばれる）
も採用できる。この場合、△ｎ・ｄを１．２以上とする
ために液晶の応答速度が遅くなっる。この場合、用いる
液晶または液晶組成物の物性値として△ｎ≧０．２０、
かつ粘度η≦１７ｃＳｔとすることが好ましい。そし
て、この高速駆動を用いるとちらつきが少なく、高速の
表示であって、コントラストを落さずに明るいカラー表
示が得られる。

【００６２】マルチプレックス駆動を用いるためには、
電圧に対する光学的変化を大きくする必要がある。本発
明において、それを実現するために以下の点について配
慮しなければならない。

【００６３】まず第一に、液晶のツイスト角度を大きく
することである。これはシェーファー（Scheffer）らに
よって指摘されていたことである。これにより、電圧に
対する液晶分子の変化を大きくでき、電圧に対する光学
的変化を大きくできる。

【００６４】第二に液晶層のΔｎ・ｄそのものを大きく
することである。これにより、電圧に対する液晶層の液
晶分子の変化は同じでも、液晶層が有するΔｎ・ｄの値
が大きいため光学的変化を大きできる。

【００６５】一般に、光の偏光状態を表すのにポアンカ
レ球表示を用いる。これは図６に示すように、赤道上は
直線偏光を示し、緯度は楕円率を示し、北極、南極は円
偏光を表す。経度は楕円偏光の楕円軸方向を表す。

【００６６】軌跡はポアンカレ球の表面をあちこちいっ
たり、ぐるぐる回ったりしている。黒のドットは見えて
いる側に位置し、白のドットは裏側に位置することを意
味する（図１８〜２７）。白の発色を有する反射型カラ
ー液晶表示装置を作成しようとする場合、偏光板は赤道
上の位置に配置される。図６において、（１）ｓ₀ ²＝ｓ
₁ ²＋ｓ₂ ²＋ｓ₃ ²；（２）ｓ₁ ＝ｓ₀ ｃｏｓ（２β）・ｃ
ｏｓ（２θ）、ｓ₂ ＝ｓ₀ ｃｏｓ（２β）・ｓｉｎ（２
θ）、およびｓ₃ ＝ｓ₀ ｓｉｎ（２β）、および（３）
θは長軸方向、βは楕円率角度、およびｓ₀ は強度を表
す。

【００６７】図７には、例えば４００〜７００ｎｍの可
視域の直線偏光が２４０°ツイストでΔｎ・ｄが１．４
μｍの液晶を通過したときの楕円偏光状態を示す。分図
（ａ）はＳ₁ −Ｓ₂ −Ｓ₃ 空間における状態を示す。図
中のマーク一つのステップが１０ｎｍの単位を表し、４
００〜７００ｎｍまでの変化を示す。図中のλ₄₀₀ とλ
₇₀₀ は端点を示す。そして、Ｓ₁ −Ｓ₂ 平面への投影し
た状態を分図（ｂ）に示す。後述する各ポアンカレ球も
同様に示す。

【００６８】このような状態のときに偏光板が矢印Ａの
位置に置かれるとすると、光は偏光板の位置からの距離
に応じた大きさしか透過してこないため、例えば４００
ｎｍや７００ｎｍ近傍の光はほとんど透過してこないこ
とが読み取れる。

【００６９】これに複屈折板を組み合わせて用いること
により、４００〜７００ｎｍまでの可視域の波長をほぼ
ポアンカレ球の一か所に集めうる。例えば、液晶の△ｎ
₁・ｄ₁ が１．４μｍで、複屈折板の△ｎ₂・ｄ₂ が１．３
μｍの場合、図８に示すように、矢印Ｂの位置に、ほぼ
可視光域の波長の光を集めうる。つまり、矢印Ｂの位置
に偏光板を置くとほぼ白の表示が可能となる。

【００７０】この液晶のΔｎ・ｄの値と、複屈折板のΔ
ｎ・ｄの値には白を表示するための最適値が存在する。
図９に横軸に液晶のΔｎ・ｄ、縦軸に複屈折板のΔｎ・
ｄの最適値を示している。これは最も白いＣ光源に近い
条件を見出したもので、この前後であればほぼ白表示が
可能となる。

【００７１】図１０は、そのときの白色度を示すもので
あり、液晶のΔｎ・ｄは１．１〜１．４、１．６〜１．
８μｍがＣ光源に近い白であることがわかる。縦軸のＳ
₃ は表示される光の白色度を意味する。この最適条件
は、また複屈折板の波長分散によっても変化する。前述
の図９では複屈折板としてポリカーボネートを用いた
（ギャップ長＝８．１μｍ）。図１１、図１２は複屈折
板としてポリスルホンを用いた場合を示す（ギャップ長
＝８．１μｍ）。白を発色させる最適な液晶のΔｎ・ｄ
が変化していることがわかる。

【００７２】このように、複屈折板の波長分散によって
も最適なΔｎ・ｄの値が異なるので用いる材料と液晶層
との組み合わせが重要である。液晶のΔｎ・ｄを２．５
μｍ以上にすると、複屈折板で補償しても白が出にくく
なっていることがわかる。したがって、液晶のΔｎ・ｄ
を２．５μｍ以上にすることは好ましくない。言い換え
れば、白の表示状態は可視域の波長光の位相がほぼ揃っ
た状態である。

【００７３】図９および図１１の特性曲線は縦軸が位相
差フィルムのΔｎ・ｄ、横軸が液晶のΔｎ・ｄであるグ
ラフの対角にほぼ位置している。そして、この特性曲線
は周期を持つ階段状の変化を示す。これは、Δｎ₁ ・ｄ
₁ −Δｎ₂ ・ｄ₂ の相関関係の中心曲線と呼ばれる。

【００７４】後述する例１、２、３、７、４、および８
は実質的に線上またはその近傍にある。例５および６
は、例１および２などに関係する中心曲線に平行な第
２、または第３の曲線に関係している。しかし、これら
の曲線（図では省略している）は中心曲線に比較する
と、色、特に白色の純度が悪い傾向がある。

【００７５】図１０において、縦軸はポアンカレ球に示
された、或るΔｎ₁ ・ｄ₁ についての、λ₄₀₀ からλ
₇₀₀ までの３１ドットのＳ₃ の値を積算したものを示
す。北極または南極のＳ₃ 値は図６に示すように１に正
規化されている。

【００７６】白の発色の良好な特性を示すような液晶の
Δｎ₁ ・ｄ₁ および複屈折板（位相差フィルム）のΔｎ
₂ ・ｄ₂ の最適な組み合わせについてのコンピュータシ
ミュレーションが行われた。

【００７７】その結果、斜めの踊り場を持つ階段のよう
に見える対角線が得られた。この対角線は液晶のΔｎ₁
・ｄ₁ に対する位相差フィルムのΔｎ₂ ・ｄ₂ の最大値
を意味する。図９の対角線の各ポイントに対する積算さ
れたＳ₃ が図１０に示される。この図１０のＳ₃ −Δｎ
₁ ・ｄ₁ （液晶）の特性曲線の谷底は、液晶のΔｎ₁・
ｄ₁ の軸において、よりよい白が得られるので、さらに
好ましい。

【００７８】図１３は横軸にΔｎ・ｄの変化を示し、縦
軸は４５０ｎｍの青色、５５０ｎｍの緑色、６５０ｎｍ
の赤色を代表した透過率を示す。Δｎ・ｄの変化によ
り、一般に透過率はｃｏｓ² （２π・Δｎ・ｄ／λ）に
比例する。

【００７９】Δｎ・ｄの変化に対する光の波長の透過率
変化の周期が異なることがわかる。この図によれば、白
の次は、黒表示、青、緑、赤と変化させうる。通常の白
黒の液晶表示装置では、液晶のΔｎ・ｄの変化は白から
黒程度の変化に設定しているが、本発明における液晶の
Δｎ・ｄの変化は白から赤の変化に設定している。前述
したように、印加電圧に対する液晶の光学的変化を大き
くすることが必要となる。このような変化を利用したも
のとして例２があり、後で詳述する。

【００８０】本発明において、カラー光の発色は図４に
示すように、白から赤、青、緑へと可能である。偏光板
の角度を９０°ずらして組み合わせた場合、白に対して
黒が得られ、また各色の補色が得られ、黒からシアン、
黄、赤紫というような色変化が得られる。また、このシ
ーケンスで各カラー色を得る際高速に駆動することで途
中の色は実質的に視認されないようにできる。

【００８１】また、マルチプレックス駆動を１／１００
デューティ比以上で駆動しようとすると、印加電圧に対
する液晶の光学変化をかなり大きくしなければならな
い。これを実現するための一つの手法として液晶のツイ
スト角度を変化させることがあるが、ツイスト角度を大
きくしすぎることはドメイン不良を発生させ望ましくな
い。また、Δｎ・ｄを大きくすることも、白を出すには
好ましくないし、応答や視角特性を劣化させるので採用
できない。

【００８２】液晶のΔｎ・ｄを複屈折板で完全に補償せ
ず、図１４に示すように、赤の位相が遅れていて、青の
位相が進んでいる状態でほぼ白を実現させて配置する
と、液晶のΔｎ・ｄが変化したときに最初に赤の表示が
得られ、その次に青、緑と表示できることがわかる。こ
の手法を用いると電圧に対する液晶の光学変化を大きく
せずにマルチプレックス駆動したときに、オフ波形で白
表示が得られ、赤、青、緑の表示を１／１００デューテ
ィ比以上でも可能となる。

【００８３】マルチプレックス駆動を行うとき、画素に
印加される最小実効電圧はＶ_OFF である。このＶ_OFF 電
圧が印加されたときに白表示ができるように設計するこ
とが好ましい。これを実現するには、液晶が少し立ち上
がった状態を、複屈折板で補償するように設計すればよ
い。こうすることによりマルチプレックス駆動したとき
に明るい白が得られるようになる。

【００８４】一般に複屈折板のΔｎ₂・ｄ₂ を表現すると
きには、二種類の方法がある。分光法によるものと５９
０ｎｍ近傍の波長を用いて測定したものである。分光法
で、例えば５００ｎｍとは、５００ｎｍの波長の光で測
定したときに、５００ｎｍのΔｎ・ｄであることを示
す。しかし、本発明におけるΔｎ・ｄは全て５９０ｎｍ
近傍の波長で測定したときの値を示すこととする。ま
た、一般にΔｎ・ｄの大きさは温度によって変化する
が、ほぼ室温での測定結果を示すものとする。

【００８５】なお、Δｎ・ｄの範囲は、その液晶表示装
置の使用温度範囲内で満足するようにされることが好ま
しく、使用温度範囲内で美しい表示が得られる。もっと
も室外使用を目的とした性能要求のために、使用温度範
囲内の一部でのみ、この関係を満足するように構成され
ることもある。この場合には、Δｎ・ｄの範囲が上記範
囲から外れる温度範囲では、表示の色が所望のものから
外れたり、視野角特性が低下したりする。

【００８６】次に、複屈折板の屈折率について考察す
る。本発明では、複屈折板とは、三つの主屈折率をｎ
_X 、ｎ_Y 、ｎ_Z とし、ｎ_X 、ｎ_Y を複屈折板面内方向の
屈折率とし（ｎ_X ＞ｎ_Y ）、ｎ_Z を複屈折板の厚み方向
の屈折率とした場合、ｎ_X ≧ｎ_Z≧ｎ_Y とした複屈折板
を用いる。複屈折板としては、複屈折性を示す透明板で
あれば使用でき、二軸延伸フイルム、雲母、硝石等の無
機の二軸性結晶板が使用できる。ｎ_X ＞ｎ_Z ＞ｎ_Y の場
合が二軸性の複屈折板である。

【００８７】従来の液晶表示素子の最適化は、液晶表示
素子の垂直方向に入射する光に対してであり、一軸性の
複屈折板を用いると考えれば十分である。しかし、一軸
性の複屈折板で補償した場合には、垂直方向ではうまく
補償しても、斜め方向では補償がずれてしまう。

【００８８】本発明では、ｎ_X ≧ｎ_Z ≧ｎ_Y と設定する
ことにより、斜め方向から見た場合の色変化を防止し、
見栄えを大きく向上させうる。このｎ_Z は、ｎ_X より大
きくても、ｎ_Y より小さくても、角度依存性は低下し、
斜め方向から見た場合の見栄えが低下する。特に上述し
た数２の関係を満足することにより、この効果がさらに
発揮される。このような複屈折板は通常Ｎ_Z 板と呼ばれ
る。

【００８９】このため、一軸性の複屈折板を用いた場合
に比して、斜め方向から見た場合の表示の品位の劣化が
少なく、視野角の広いカラー液晶表示装置が得られる。
所望の複屈折効果を得るために、Δｎとｄを調整して使
用するが、一枚の板では調整できない場合には、同じま
たは異なる複屈折板を複数枚組み合わせて用いてもよ
い。特に角度依存性を良くするために、ｎ_Z の調整が必
要である。

【００９０】本発明では、特に上記の数２の関係を満た
すことが好ましい。０．２未満や０．７超の場合には、
視角が狭くなる。Ｎ_Z ＝１（一軸性）の複屈折板がコス
トパフォーマンスや、求められる視角の許容範囲のなか
で用いられる。

【００９１】以上の説明では、複屈折板の厚み方向の屈
折率ｎ_Z が厚み方向に対して均一であると仮定している
が、必ずしも均一である必要はなく、厚み方向の平均の
屈折率が前記した条件を満足していればよく、厚み方向
に対しｎ_Z が不均一でも同様な効果を生じる。

【００９２】色の選択は階調電圧レベルを選択すること
により行う。電圧を階調する方法としては、フレーム階
調、振幅階調、パルス幅階調など種々の方法が提案され
ており、液晶に印加される実効電圧の大きさを変化させ
られる手法であれば、どんな方法でもよい。現在一般に
用いられているのはフレーム階調であり、この手法を用
いても良好な表示が得られる。疑似階調を用いてもよ
い。

【００９３】例えば、１／２００デューティ比の場合、
オンオフ比を１．０７とすると中間電圧は１／８（駆動
の階調数）で割った値となる。１／１００デューティ比
の場合は１．１０５５（≒１．１１）となる。駆動の階
調数に応じて色度座標の発色を示すループの中の色相が
得られる。

【００９４】さらに詳細に説明する。マルチプレックス
駆動において、表示画素（オン画素）を作るための波形
をオン波形、非表示画素（オフ画素）を作るための波形
をオフ波形と呼ぶ。また、デューティ比やバイアス電圧
によって、オン波形、オフ波形の形状やオン波形とオフ
波形の印加実効電圧比が決定される。

【００９５】オン波形、オフ波形の１フレームでの印加
実効電圧をそれぞれＶ_ON、Ｖ_OFF とする。例えば、最適
バイアス法を用いると、１／２００デューティの場合、
Ｖ_ON／Ｖ_OFF ＝１．０７であり、１／１２８デューティ
のとき、Ｖ_ON／Ｖ_OFF ＝１．０９であり、１／６４デュ
ーティのとき、Ｖ_ON／Ｖ_OFF ＝１．１３であり、１／３
２デューティのとき、Ｖ_ON／Ｖ_OFF ＝１．２０であり、
１／１６デューティのとき、Ｖ_ON／Ｖ_OFF ＝１．２９で
ある。

【００９６】通常、表示画素はＶ_ONの実効電圧が印加さ
れ、非表示画素はＶ_OFF の実効電圧が印加されるだけで
ある。つまり、Ｖ_ONとＶ_OFF の中間の実効電圧を印加で
きない。

【００９７】しかし、今、仮に７フレームのうちで、１
回オン波形のフレームを印加し、６回オフ波形のフレー
ムを印加するように設定すると、画素には、１フレーム
に対して（Ｖ_ON＋Ｖ_OFF ×６）／７の平均実効電圧が印
加されることとなる。つまり、Ｖ_ONとＶ_OFF の中間の実
効電圧が印加可能となることを意味する。７フレームの
中で、３回オン波形のフレームを印加し、４回オフ波形
のフレームを印加するように設定すると、画素には、１
フレームに対して（Ｖ_ON×３＋Ｖ_OFF ×４）／７の平均
実効電圧が印加されることとなる。このような手法によ
れば、７フレームを用いることにより、８階調の実効電
圧レベルが可能となる。

【００９８】図１５を参照し、より詳細に説明する。図
１５は駆動波形を示し、縦軸が電圧値、横軸が時間であ
る。Ｖ３、Ｖ２、Ｖ１は基準０Ｖからの電圧値を示し、
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３は時間幅を示す。マルチプレックス駆
動により、一画素に印加される波形は、例えば１／２０
０デューティ、１／１５バイアスで駆動したときに、表
示画素に印加されるオン波形は分図（Ａ）のように、非
表示画素に印加されるオフ波形は分図（Ｂ）のようにな
る。

【００９９】１／２００デューティで１／１５バイアス
のとき、Ｖ３：Ｖ２：Ｖ１＝１５：１３：１であり、
（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３）：Ｔ２＝２００：１である。ここ
で、（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３）を１フレームと呼ぶ。Ｔ２は
走査時を表し、Ｔ１とＴ３は非走査時を表す。Ｖ１は走
査時の表示画素に印加される電圧の高さを、Ｖ２は走査
時の非表示画素に印加される電圧の高さを、Ｖ３は非走
査時に印加される電圧の高さを表す。

【０１００】分図（Ａ）の１フレームで印加される実効
電圧はＶ_ONで表され、分図（Ｂ）の１フレームで印加さ
れる実効電圧はＶ_OFF で表されるものとする。一般に、
液晶に印加される電圧は交流化される。なぜなら、液晶
にＤＣ電圧が印加されると液晶の分解が起こるなどのた
めである。

【０１０１】分図（Ａ）は、１フレームの後に、反転さ
せたフレームを印加させ交流化する方法を示す。このよ
うに、２フレーム毎で交流化すると低周波成分が増大す
るため、解決策としてライン反転駆動方式を採用するの
が一般的である。１フレーム内でも、一定のライン数を
駆動する毎に極性を変えていく方法である。以下、２フ
レーム毎で交流化することを考えると、８階調を行うの
に１４フレームを必要とする。

【０１０２】分図（Ａ）に１４フレーム全てが走査時の
電圧がＶ１または−Ｖ１の波形を表す。このとき印加さ
れる１フレームの平均実効電圧はＶ_ONとなる。分図
（Ｂ）に１４フレーム全てが走査時の電圧がＶ２または
−Ｖ２の波形を表す。このとき印加される１フレームの
平均実効電圧はＶ_OFF となる。分図（Ｃ）に１４フレー
ム中の６フレームだけがＶ１で８フレームがＶ２の波形
を表す。

【０１０３】このとき印加される１フレームの平均実効
電圧は（Ｖ_ON×６＋Ｖ_OFF ×８）／１４の値となる。分
図（Ｄ）に１４フレーム中の２フレームがＶ１で１２フ
レームがＶ２の波形を示す。このとき印加される１フレ
ームの平均実効電圧は（Ｖ_ON×２＋Ｖ_OFF ×１２）／１
４となる。

【０１０４】このように、オン波形のフレームとオフ波
形のフレームが混ざって印加される場合を選択すること
により、オン波形のみによる実効電圧とオフ波形のみに
よる実効電圧の間の実効電圧を選択できる。

【０１０５】次に、従来の白黒ＳＴＮ液晶表示装置にお
ける構成と本発明における構成との差異について説明す
る。

【０１０６】従来ＳＴＮ液晶表示素子を白黒表示するた
めに、複屈折板を用いて表示色の補償を行っている。例
えば、構成として液晶のツイスト角２４０°、液晶の△
ｎ・ｄ＝０．８５μｍ、複屈折板の△ｎ・ｄ＝０．５８
μｍ、θ₁ ＝１３５°、θ₂＝９０°、θ₃ ＝１３５°
とする。

【０１０７】このときの印加電圧Ｖａ（Ｖ）に対する透
過率Ｔ（％）変化を図１６、発色の色変化を図１７に示
す。色変化はＣ光源に近い位置から、印加電圧を増大す
るにしたがい暗い青へと変化する。途中の電圧で赤い色
や緑の座標を通過しない。この場合、液晶に印加される
実効電圧がマルチプレックス駆動したとき、Ｖ_ONとＶ
_OFF の中間電圧を印加されたとしても、白黒の階調性の
（グレイ）表示を呈するだけであって、色は発色されな
い。

【０１０８】これは、本発明の例１、２に示す中間電圧
で、白と暗い青の間に赤の表示が可能である色変化とは
異なる変化を示している。この理由を、先のポアンカレ
球表示を用いて説明すると、液晶の△ｎ・ｄ＝０．８５
μｍの場合、複屈折板によって補償された状態が図１８
および図１９のように表せる。マルチプレクッス駆動し
たときのＶ_OFF を印加した状態（図１８）とＶ_ONを印加
した状態（図１９）を示す。

【０１０９】Ｖ_OFF 状態もＶ_ON状態も４００〜７００ｎ
ｍの波長の光がほぼ固まった状態としてある場所に存在
すること、Ｖ_OFF 状態とＶ_ON状態で光が固まっている場
所は、中心に対してほぼ反対の場所に集まっていること
がわかる。つまり、偏光板が矢印Ｃの場所に置かれてい
るとすると、Ｖ_OFF 状態のとき、白表示が可能となり、
Ｖ_ON状態のとき、暗い表示が可能となる。また、中間の
電圧のときは、ほぼ４００〜７００ｎｍの波長の光がほ
ぼ固まって動くことから、グレイ表示となることが理解
できる。つまり、中間の電圧では発色しない。

【０１１０】ところが、本発明の例１に示すように、Ｖ
_ONを印加したときの状態を図２０に示す。ほぼ４００〜
７００ｎｍの波長の光がある場所に固まっていることが
わかる。中間の電圧を印加するとそれぞれ図２１、図２
２と遷移していき、Ｖ_ONを印加すると、図２３に示す状
態に変化する。図２１、図２２、図２３のとき、４００
〜７００ｎｍの波長の光が大きく広がっていることがわ
かる。図２０から図２１へ変化するときに、短波長（４
００ｎｍ近傍）は中心に対して反対側に移動しているに
もかかわらず、長波長（７００ｎｍ近傍）の光はまだＶ
_OFF の場所に残っている。図２２、図２３に変化すると
さらにその広がりは大きくなっている。偏光板を矢印Ｄ
の位置に置くと、図２０のとき白表示、図２１のとき赤
表示、図２２のとき青表示、図２３のとき緑表示とな
る。

【０１１１】つまり、Ｖ_OFF で明るい白表示を行い、電
圧を増大しても、暗い表示ができず赤、青、緑の発色が
可能であることがわかる。

【０１１２】同様に、本発明の例２を参照して説明する
と、Ｖ_OFF を印加したときの状態を図２４に示す。ほぼ
４００〜７００ｎｍの波長の光がある場所に固まってい
ることがわかる。中間の電圧を印加するとそれぞれ図２
５、図２６となり、Ｖ_ONを印加すると、図２７の状態に
変化する。図２５、図２６、図２７のとき、４００ｎｍ
から７００ｎｍの波長の光が大きく広がっていることが
わかる。図２４、図２５へ変化するときに短波長は中心
に対して反対側に移動しているにもかかわらず、長波長
の光はまだＶ_OFF 状態の場所に残っている。図２６、図
２７に変化するとさらにその広がりは大きくなってい
る。偏光板を矢印Ｅの位置に置くと、図２４のときに白
表示、図２５のとき青表示、図２６のとき緑表示、図２
７のとき赤表示となる。

【０１１３】このように、従来のセル構成は白黒、また
はグレイを出すために好ましい条件を提供するが、本発
明で開示するセルの構成は明るい白、赤、青、緑を発色
させるために最適な条件を提供する。

【０１１４】

【作用】本発明では、カラーフィルタを用いずに一つの
画素でいくつかの色を出しうるので、透過型として用い
ると、非常に明るい表示素子となる。そして、バックラ
イトの消費電力を抑えうるので、低消費電力化でき、特
に携帯用に適する。なお、明るい表示が可能であるの
で、反射板を用いることにより、バックライトの不要な
反射型カラー液晶表示装置としても使用できる。

【０１１５】反射型として用いると、可視光はカラー液
晶表示装置を二度通過することになり、色純度は向上す
る。例えば液晶表示装置が赤を通過する状態であるとす
ると、可視光は赤のフィルタを一度通過し赤色となり、
次に反射板により反射され、再度赤のフィルタを通過し
て人間の目に到達する。

【０１１６】つまり、可視光が二度赤のフィルタを通過
することによって赤の純度が増す。したがって、特に反
射型として用いる場合に本発明のカラー液晶表示装置の
特性を効果的に利用できる。この際、反射板の材料とし
て銀を用いるとその高い反射能と合わせてより明るいカ
ラー表示が得られる。

【０１１７】また、半透過半反射板を用いて、後方にＥ
Ｌ、ＣＦＬなどのバックライトを設けてもよい。本発明
では、この他、本発明の効果を損しない範囲内で、種々
の応用装置に適用できる。

【０１１８】

【実施例】次に図面を参照して実施例を詳細に説明す
る。図１は本発明によるカラー液晶表示装置を模式的に
表す斜視図である。図２と図３は、それぞれ上から見た
図１の上側の偏光板の吸収軸方向、複数枚の複屈折板の
遅相軸方向および液晶層の上側の液晶分子の長軸方向、
ならびに、下側の偏光板の吸収軸方向および液晶層の下
側の液晶分子の長軸方向の相対位置を示す平面図であ
る。

【０１１９】図１において、１、２は一対の偏光板、３
は文字や図形の表示用のΔｎ₁・ｄ₁が１．２〜２．５μ
ｍの誘電率異方性が正のネマチック液晶によるねじれ角
が１６０〜３００°の液晶層、４は液晶層の上に積層さ
れた複屈折板、５は上側の偏光板の吸収軸、６は下側の
偏光板の吸収軸、７は液晶層の上側の液晶分子の長軸方
向（実質的に一方の配向方向）、８は液晶層の下側の液
晶分子の長軸方向（残る一方の配向方向）、９は積層さ
れた複屈折板の軸方向（遅相軸）を表す。

【０１２０】図２と図３において、液晶層の上側の液晶
分子７の長軸方向からみた上側の偏光板の吸収軸５の方
向を時計回りに計ったものをθ₁ 、液晶層の上側の液晶
分子７の長軸方向から見た上側（偏光板側）の複屈折板
４の軸方向（遅相軸）９を時計回りに計ったものをθ
₂ 、液晶層の下側の液晶分子８の長軸方向から見た下側
の偏光板の吸収軸６の方向を時計回りに計ったものをθ
₃ とする。

【０１２１】本発明における複屈折板は、ｘ、ｙ、ｚの
３方向で屈折率が異なる。このため、複屈折板の面内方
向での屈折率の大きい方向をｘ軸方向とし、屈折率の小
さい方向をｙ軸方向とし、厚み方向をｚ軸方向とする。
このそれぞれの方向の屈折率をｎ_X 、ｎ_Y 、ｎ_X とす
る。この場合、ｎ_X ＞ｎ_Y であり、Δｎ₂ ＝ｎ_X −ｎ_Y
であり、本実施例では、ｎ_X ≧ｎ_Z ≧ｎ_Y とされる。な
お、ｄ₂ は複屈折板の厚みである。ここで、Ｎ_Z ＝（ｎ
_X −ｎ_Z ）／（ｎ_X −ｎ_Y ）の関係がある。

【０１２２】本発明では、このθ₁ 、θ₂ 、θ₃ と液晶
層のΔｎ₁・ｄ₁ 、液晶層のツイスト角、複屈折板のΔｎ
₂・ｄ₂ 、およびＮｚの値を最適化する。これによって電
圧を印加していないときにほぼ無彩色を表示し、電圧を
印加したときに赤、青、緑の色を出すことができ、かつ
視野角の広いカラー表示装置が作成できる。

【０１２３】以下の例では、液晶層を左螺旋としたが、
螺旋が逆であっても液晶層の液晶分子の長軸方向、偏光
板の偏光軸方向、複屈折板の遅相軸方向との関係θ₁ 、
θ₂、θ₃ を反時計方向にすることにより、上記左螺旋
の例と同様に容易にカラー表示が得られる。

【０１２４】液晶セルの形成は以下のように行った。ガ
ラス基板上に設けられたＩＴＯ透明電極をストライプ状
にパターニングし、絶縁膜を形成し、ポリイミドのオー
バーコートを形成し、これをラビングして配向制御膜を
形成した基板を作成した。このようにして作成した二枚
の基板の周辺をシール材でシールして、液晶セルを形成
し、この液晶セル内に誘電率異方性が正のネマチック液
晶を注入し、注入孔を封止材で封止した。以下に例を詳
細に説明する。なお、例１〜８および例１０〜１７がオ
フ電圧で白を発色する例、例９と例１８がオフ電圧で白
を発色しない例である。

【０１２５】（例１）液晶の屈折率異方性Δｎ₁ と液晶
層の厚みｄ₁ を調整し液晶層のΔｎ₁・ｄ₁ を１．３５μ
ｍとした。複屈折板のΔｎ₂・ｄ₂ は１．４６μｍとし、
液晶層のツイスト角は２４０°、θ₁ ＝１４０°、θ₂
＝１００°、θ₃ ＝１３５°と設定した。用いる液晶の
物性値は△ｎ＝０．２０６、粘度η＝１６．８ｃＳｔ
（周囲温度Ｔ_a ＝２０℃）、そして、Ｎ_Z ＝０．６と設
定した。

【０１２６】１／２００デューティで８階調表示駆動を
行った。その結果、図４の色度図に示すように印加実効
電圧が大きくなるにしたがい、明るい白、オレンジ赤、
暗い青、緑の表示が可能となった。この際、視野角も一
軸性の複屈折板を用いた場合に比べて広くなった。

【０１２７】さらに反射板を設置することにより、色純
度の良好な、視野角の広い反射型カラー液晶表示が可能
となった。表１に色度図における座標データを示す。な
おこの色相は開口率約８０％のドットマトリックス型表
示素子の画素のない線間の部分のノイズを含んだもので
あって、実際に視認される色にほぼ近い。画素領域にお
ける発色（色純度）はこの表１のデータ値よりも約３０
％よい値を示す。

【０１２８】

【表１】

【０１２９】表示画面の大きさとしては３２０×４００
ドットの表示を行った。本例のカラー液晶表示装置を用
いてグラフの表示を行った。背景色が白であって、棒グ
ラフを赤、青、緑の３色表示とした。そのため視認性が
きわめて向上した。また、日程管理を表す場合に、重要
な会議を赤表示として注意を促すことができた。また、
カレンダーの表示を行う際には、土曜日と日曜日を赤表
示とし、平日を青表示とし、今日の曜日を緑表示とし
た。この場合も背景色は白とした。

【０１３０】また、文章の表示を行った。背景色は同様
に白として、文字を青表示とし、文中の或るブロックに
ついて赤表示としてマーキングとした。表題は緑色表示
とし、アンダーラインを緑または赤で表示した。

【０１３１】また、グラフィック表示は、白と赤と青と
緑とを用い、中間電圧を多用することにより、白っぽい
赤、紫、青緑を用いて、人間の顔を表現したり、景色を
カラー表示することができた。

【０１３２】このように本例において、単純な白黒表示
に比較すると視認性がよく、また作業性のよい環境を提
供できた。

【０１３３】また、この液晶表示素子を１／１００デュ
ーティ比で駆動すると、フレーム４階調で、Ｖ_OFF で明
るい白、電圧を大きくしてオレンジ赤、暗い青、Ｖ_ONで
緑表示が可能となった。

【０１３４】（例２）液晶の屈折率異方性Δｎ₁ と液晶
層の厚みｄ₁ を調整し液晶層のΔｎ₁・ｄ₁ を１．７μｍ
とした。複屈折板のΔｎ₂・ｄ₂ は１．８μｍとし、液晶
層のツイスト角は２４０°、θ₁ ＝１５０°、θ₂ ＝９
５°、θ₃ ＝１３５°と設定した。用いる液晶の物性値
は△ｎ＝０．２０６、粘度η＝１５．１ｃＳｔ（Ｔ_a ＝
２０℃）、そして、Ｎ_Z ＝０．６と設定した。

【０１３５】１／６４デューティで８階調表示駆動を行
った。その結果、図５の色度図に示すように印加実効電
圧が大きくなるにしたがい、明るい白、オレンジ赤、
青、緑、ピンク赤の表示が可能となった。また、視野角
も一軸性の複屈折板を用いた場合に比べて広くなった。
さらに反射板を設置することにより、色純度の良い、視
野角の広い反射型カラー液晶表示が可能となった。

【０１３６】２５６×１２８ドットの表示を行った。本
例も上述した例１と同様にグラフ表示、日程表示、文章
表示、グラフィック表示を行った。なお、表２に本施例
の色度図における座標データを示す。特に、従来なかっ
たピンク色の発色を得ることができた。

【０１３７】

【表２】

【０１３８】（例３）液晶の屈折率異方性Δｎ₁ と液晶
層の厚みｄ₁ を調整し液晶層のΔｎ₁・ｄ₁ を１．７１μ
ｍとした。複屈折板のΔｎ₂・ｄ₂ は１．８０μｍとし、
液晶層のツイスト角は２４０°、θ₁ ＝１５５°、θ₂
＝１００°、θ₃ ＝１３５°と設定した。用いる液晶の
物性値は△ｎ＝０．２１１、粘度η＝１４．９ｃＳｔ
（Ｔ_a ＝２０℃）、また、Ｎ_Z ＝０．５と設定した。

【０１３９】１／２００デューティで８階調表示駆動を
行った。その結果、印加実効電圧が大きくなるにしたが
い、明るい白、オレンジ赤、暗い青、明るい緑の表示が
可能となった。視野角も一軸性の複屈折板を用いた場合
に比べて広くなった。さらに反射板を設置することによ
り、色純度の良く視野角の広い反射型カラー液晶表示を
得ることが可能となった。

【０１４０】（例４）液晶の屈折率異方性Δｎ₁ と液晶
層の厚みｄ₁ を調整し液晶層のΔｎ₁・ｄ₁ を２．０６μ
ｍとした。複屈折板のΔｎ₂・ｄ₂ は２．１０μｍとし、
液晶層のツイスト角は２４０°、θ₁ ＝１４０°、θ₂
＝９５°、θ₃ ＝１３５°と設定した。例１と同様の物
性値を有する液晶組成物を用いた。また、Ｎ_Z ＝０．５
と設定した。

【０１４１】１／２００デューティで８階調表示駆動を
行った。その結果、印加実効電圧が大きくなるにしたが
い、明るい白、暗い青、明るい緑、ピンク赤の表示が可
能となった。視野角も一軸性の複屈折板を用いた場合に
比べて広くなった。さらに反射板を設置することによ
り、色純度の良くかつ視野角の広い反射型カラー液晶表
示を得ることが可能となった。

【０１４２】（例５）液晶の屈折率異方性Δｎ₁ と液晶
層の厚みｄ₁ を調整し液晶層のΔｎ₁・ｄ₁ を２．０６μ
ｍとした。複屈折板のΔｎ₂・ｄ₂ は１．７８μｍとし、
液晶層のツイスト角は２４０°、θ₁ ＝４０°、θ₂ ＝
８５°、θ₃ ＝１３５°と設定した。用いる液晶の物性
値は例１と同様とした。また、Ｎ_Z ＝０．７と設定し
た。

【０１４３】１／２００デューティで８階調表示駆動を
行った。その結果、印加実効電圧が大きくなるにしたが
い、明るい白、暗い青、明るい緑、ピンク赤の表示が可
能となった。視野角も一軸性の複屈折板を用いた場合に
比べて広くなった。さらに反射板を設置することによ
り、色純度の良く、視野角の広い反射型カラー液晶表示
を得ることが可能となった。

【０１４４】（例６）液晶の屈折率異方性Δｎ₁ と液晶
層の厚みｄ₁ を調整し液晶層のΔｎ₁・ｄ₁ を２．０６μ
ｍとした。複屈折板のΔｎ₂・ｄ₂ は１．４０μｍとし、
液晶層のツイスト角は２４０°、θ₁ ＝１３０°、θ₂
＝８５°、θ₃ ＝１３５°と設定した。用いる液晶の物
性値は例１と同様とした。また、Ｎ_Z ＝０．３と設定し
た。

【０１４５】１／２００デューティで８階調表示駆動を
行った。その結果、印加実効電圧が大きくなるにしたが
い、明るい白、暗い青、明るい緑、ピンク赤の表示が可
能となった。視野角も一軸性の複屈折板を用いた場合に
比べて広くなった。さらに反射板を設置することによ
り、色純度の良くかつ視野角の広い反射型カラー液晶表
示が可能となった。

【０１４６】（例７）液晶の屈折率異方性Δｎ₁ と液晶
層の厚みｄ₁ を調整し液晶層のΔｎ₁・ｄ₁ を１．７８μ
ｍとした。複屈折板のΔｎ₂・ｄ₂ は１．８７μｍとし、
液晶層のツイスト角は２４０°、θ₁ ＝１５０°、θ₂
＝９５°、θ₃ ＝１３５°と設定した。用いる液晶の物
性値は例１と同様とした。また、Ｎ_Z ＝０．５と設定し
た。

【０１４７】１／１２８デューティで８階調表示駆動を
行った。その結果、印加実効電圧が大きくなるにしたが
い、明るい白、暗い青、明るい緑、ピンク赤の表示が可
能となった。視野角も一軸性の複屈折板を用いた場合に
比べて広くなった。さらに反射板を設置することによ
り、色純度の良く視野角の広い反射型カラー液晶表示が
可能となった。

【０１４８】（例８）液晶の屈折率異方性Δｎ₁ と液晶
層の厚みｄ₁ を調整し液晶層のΔｎ₁・ｄ₁ を２．４２μ
ｍとした。複屈折板のΔｎ₂・ｄ₂ は２．３６μｍとし、
液晶層のツイスト角は２４０°、θ₁ ＝１３５°、θ₂
＝８５°、θ₃ ＝１３５°と設定した。用いる液晶の物
性値は例１と同様とした。また、Ｎ_Z ＝０．５と設定し
た。

【０１４９】１／２００デューティで８階調表示駆動を
行った。その結果、印加実効電圧が大きくなるにしたが
い、明るい白、暗い青、明るい緑、ピンク赤の表示が可
能となった。視野角も一軸性の複屈折板を用いた場合に
比べて広くなった。さらに反射板を設置することによ
り、色純度の良く視野角の広い反射型カラー液晶表示が
可能となった。

【０１５０】（例９）液晶の屈折率異方性Δｎ₁ と液晶
層の厚みｄ₁ を調整し液晶層のΔｎ₁・ｄ₁ を１．７０μ
ｍとした。複屈折板のΔｎ₂・ｄ₂ は１．２９μｍとし、
液晶層のツイスト角は２４０°、θ₁ ＝１５０°、θ₂
＝１００°、θ₃ ＝１３５°と設定した。用いる液晶の
物性値は例１と同様とした。また、Ｎ_Z ＝０．５と設定
した。

【０１５１】１／６４デューティで８階調表示駆動を行
った。その結果、印加実効電圧が大きくなるにしたが
い、黒、白、赤の表示が可能となった。また、視野角も
一軸性の複屈折板を用いた場合に比べて広くなった。さ
らに反射板を設置することにより、色純度の良く視野角
の広い反射型カラー液晶表示が可能となった。

【０１５２】（例１０〜１８）一軸性の複屈折板が用い
られた。すなわち、ｎ_X ＞ｎ_Y ＝ｎ_Z のものである。例
１０〜１８の各例の条件はＮ_Z 値以外は上述した例１〜
９の各例のものと同様の条件である。その結果、４色以
上（視認しやすい４色以上、例えば、白→赤→青→緑→
（ピンク赤））が印加電圧の増加にともなって得られ
た。

【０１５３】視角範囲は二軸性の複屈折板を用いた例１
〜９に比較すると狭くなった。反射板を配置して得られ
た、反射型カラー液晶表示装置は良好な色純度が得られ
た。

【０１５４】表３には例１〜１８の結果を要約する。表
３において、「白₁ ＞白₂ 」は色の発色における総合特
性（明るさ、色純度）の差を意味する。また、上述した
ポアンカレ球の座標データを表４〜１３に示す。それぞ
れ図１８〜２７に対応する。

【０１５５】

【表３】

【０１５６】

【表４】

【０１５７】

【表５】

【０１５８】

【表６】

【０１５９】

【表７】

【０１６０】

【表８】

【０１６１】

【表９】

【０１６２】

【表１０】

【０１６３】

【表１１】

【０１６４】

【表１２】

【０１６５】

【表１３】

【０１６６】

【発明の効果】本発明により、カラーフィルタを用いず
に、一画素で、電圧が印加されないとき、または電圧が
低いときにほぼ無彩色表示ができ、かつ電圧を印加する
ことにより赤または青または緑のカラー表示が実現でき
るカラー液晶表示装置を実現できる。低消費電力で明る
く携帯に適したカラー表示装置が可能となる。特に反射
型として使用するとその効果は非常に大きい。

【０１６７】透過型で用いる場合、画素以外の背景部分
を印刷などによる遮光膜で覆うことが好ましい。さら
に、色コントラストを向上せしめうる。

【０１６８】また、銀反射膜は反射率がアルミニウムよ
りも約２０％よいのでさらに光の利用効率が改善され
る。銀とアルミニウムでは反射の際の波長依存性が異な
り、一般に銀の反射は青色の波長域の反射率が低く、反
射光は黄色っぽくなる。色度図上で液晶セルの表示が全
体的に青色側に寄った使用にすることで総合の表示特性
が改善され、明るく色純度のよい表示が得られる。

【０１６９】本発明の液晶表示素子はパーソナルコンピ
ュータ、ワードプロセッサ、魚群探知機、車載用のイン
スツルメンツパネル、情報端末機、産業用の情報表示機
器（例えば、コピー機の操作パネルにおける動作状態表
示（赤をコピー中、枚数を緑表示、線を青表示、背景を
白表示とする）または動力機器の運転表示（背景色を
白、運転状態を緑、危険表示を赤とする）など）、各種
の民生用のドットマトリックス表示装置（オーディオ機
器、時計、ゲーム機器、アミューズメント、通信機器、
カーナビゲーション、カメラ、ＴＶ電話、電卓の表示）
などの表示機能を担う機能要素として使用できる。

【０１７０】特に、本発明のカラー液晶表示装置は低消
費電力で使用できるので、なかでも携帯用の電子機器、
例えば、携帯電話、電子手帳、電子ブック（商品名）、
電子辞書、ＰＤＡ（携帯情報端末）、ページャー（ポケ
ットベル）などに用いた場合に、その高い視認性、表現
力と合わせて高い機能性を発揮する。さらに、本発明は
その効果を損しない範囲で種々の応用ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示装置を模式的に表す斜視図。

【図２】本発明の液晶表示装置を上からみた上側の液晶
分子の長軸方向、偏光板の吸収軸方向および複屈折板の
遅相軸方向の相対位置を示す平面図。

【図３】本発明の液晶表示装置を上からみた下側の液晶
分子の長軸方向、偏光板の吸収軸方向の相対位置を示す
平面図。

【図４】実施例１の電圧に対する色変化を示す色度図。

【図５】実施例２の電圧に対する色変化を示す色度図。

【図６】光の偏光状態を示すポアンカレ球図。

【図７】（ａ）４００〜７００ｎｍの可視域の偏光状態
を示すポアンカレ球図、（ｂ）Ｓ₁ −Ｓ₂ 平面への投影
図。

【図８】（ａ）複屈折板を併用した場合の４００〜７０
０ｎｍの可視域の偏光状態を示すポアンカレ球図、
（ｂ）Ｓ₁ −Ｓ₂ 平面への投影図。

【図９】液晶と複屈折板（ポリカーボネート）のΔｎ・
ｄの相関を示すグラフ。

【図１０】複屈折板（ポリカーボネート）を用いた場合
のΔｎ・ｄとＳ₃ の相関を示すグラフ。

【図１１】液晶と複屈折板（ポリスルホン）のΔｎ・ｄ
の相関を示すグラフ。

【図１２】複屈折板（ポリスルホン）を用いた場合のΔ
ｎ・ｄとＳ₃ の相関を示すグラフ。

【図１３】白黒青緑赤と発色させる場合のΔｎ・ｄと透
過率の関係を示すグラフ。

【図１４】白赤青緑と発色させる場合のΔｎ・ｄと透過
率の関係を示すグラフ。

【図１５】マルチプレックス駆動の波形を示すグラフ。

【図１６】従来の白黒ＳＴＮにおける電圧に対する透過
率を示すグラフ。

【図１７】従来の白黒ＳＴＮにおける電圧に対する色変
化を示す色度図。

【図１８】従来の白黒ＳＴＮにおけるＶ_OFF 状態でのポ
アンカレ球図。

【図１９】従来の白黒ＳＴＮにおけるＶ_ON状態でのポア
ンカレ球図。

【図２０】実施例１の白状態におけるポアンカレ球図。

【図２１】実施例１の赤状態におけるポアンカレ球図。

【図２２】実施例１の青状態におけるポアンカレ球図。

【図２３】実施例１の緑状態におけるポアンカレ球図。

【図２４】実施例２の白状態におけるポアンカレ球図。

【図２５】実施例２の青状態におけるポアンカレ球図。

【図２６】実施例２の緑状態におけるポアンカレ球図。

【図２７】実施例２の赤状態におけるポアンカレ球図。

【図２８】本発明の液晶表示装置の液晶と複屈折板のΔ
ｎ・ｄの相関関係を示すグラフ。

【符号の説明】

１、２：一対の偏光板、３：液晶層、４：複屈折板、５：上側の偏光板の吸収軸、６：下側の偏光板の吸収軸、７：液晶層の上側の液晶分子（一方の配向方向）、８：液晶層の下側の液晶分子（第２の配向方向）、９：積層された複屈折板の遅相軸方向。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明電極と配向膜をそれぞれ有しほぼ平行
に設けられた二つの基板間に旋光性物質を含有した誘電
率異方性が正のネマチック液晶が挟持され、各基板の配向膜によって形成される液晶分子の配向方向
による液晶層のねじれ角が１６０〜３００°とされ、液晶層の外側に一対の偏光板が備えられ、透明電極間に
駆動電圧を印加する駆動回路が備えられたカラー液晶表
示装置であって、液晶層と一対の偏光板のいずれか一方との間に複屈折板
が配置され、二つの基板のうち複屈折板が配置された側の基板が第１
の基板、残る一方が第２の基板とされ、液晶層での液晶
の屈折率異方性Δｎ₁ と液晶層の厚みｄ₁ との積Δｎ₁・
ｄ₁ が１．２〜２．５μｍとされ、ｎ_X 、ｎ_Y を複屈折板面内方向の屈折率とし、ｎ_Z を複
屈折板の厚み方向の屈折率とした場合、ｎ_X ≧ｎ_Z ≧ｎ
_Y となるように設けられ（但し、ｎ_X ＞ｎ_Y 、かつｎ_X
＝ｎ_Z ＝ｎ_Y の場合を除く）、遅相軸（ｎ_X が決まる面内方向）と進相軸（ｎ_Y が決ま
る面内方向）の屈折率異方性と厚みによる垂直方向の複
屈折の総和Δｎ₂・ｄ₂ が１．２〜２．５μｍとされ、３値以上の電圧値が選択されて透明電極間にマルチプレ
ックス駆動によって電圧が印加され、オフ電圧で白の発色が行われることを特徴とするカラー
液晶表示装置。
【請求項２】複屈折板の屈折率が次の数１の関係を満た
すことを特徴とする請求項１記載のカラー液晶表示装
置。【数１】０．７≧Ｎ_Z ＝（ｎ_X −ｎ_Z ）／（ｎ_X −ｎ_Y ）≧０．２
【請求項３】液晶層のねじれ角が１６０〜２６０°であ
り、前記遅相軸と第１の基板側の液晶分子の配向方向との角
度θ₂ が７５〜１１０°であり、第１の基板側の偏光板
の偏光軸または吸収軸と前記配向方向との角度θ₁ が１
２０〜１６５°であり、第２の基板側の偏光板の偏光軸
または吸収軸と第２の基板側の液晶分子の配向方向との
角度θ₃ が１１５〜１５５°であることを特徴とする請
求項１または２のカラー液晶表示装置。
【請求項４】液晶層のねじれ角が２２０〜２６０°であ
ることを特徴とする請求項３のカラー液晶表示装置。
【請求項５】液晶層のねじれ角が２２０〜２６０°であ
り、Δｎ₁・ｄ₁ が１．３〜１．８μｍであり、Δｎ₂・ｄ
₂ が１．４〜１．９μｍであり、前記遅相軸と第１の基板側の液晶分子の配向方向との角
度θ₂ が７５〜１１０°であり、第１の基板側の偏光板
の偏光軸または吸収軸と前記配向方向との角度θ₁ が１
２０〜１６５°であり、第２の基板側の偏光板の偏光軸
または吸収軸と第２の基板側の液晶分子の配向方向との
角度θ₃ が１２０〜１５０°であることを特徴とする請
求項１または２のカラー液晶表示装置。
【請求項６】液晶層のねじれ角が２３０〜２５０°であ
り、Δｎ₁・ｄ₁ が１．３〜１．４μｍであり、Δｎ₂・ｄ
₂ が１．４〜１．５μｍであり、前記遅相軸と第１の基板側の液晶分子の配向方向との角
度θ₂ が９０〜１１０°であり、第１の基板側の偏光板
の偏光軸または吸収軸と前記配向方向との角度θ₁ が１
３０〜１５０°であり、第２の基板側の偏光板の偏光軸
または吸収軸と第２の基板側の液晶分子の配向方向との
角度θ₃ が１２５〜１４５°であることを特徴とする請
求項１または２のカラー液晶表示装置。
【請求項７】液晶層のねじれ角が２３０〜２５０°であ
り、Δｎ₁・ｄ₁ が１．６５〜１．７５μｍであり、Δｎ
₂・ｄ₂ が１．７５〜１．８５μｍであり、前記遅相軸と第１の基板側の液晶分子の配向方向との角
度θ₂ が８５〜１０５°であり、第１の基板側の偏光板
の偏光軸または吸収軸と前記配向方向との角度θ₁ が１
４０〜１６０°であり、第２の基板側の偏光板の偏光軸
または吸収軸と第２の基板側の液晶分子の配向方向との
角度θ₃ が１２５〜１４５°であることを特徴とする請
求項１または２のカラー液晶表示装置。
【請求項８】液晶層のねじれ角が２３０〜２５０°であ
り、Δｎ₁・ｄ₁ が１．６５〜１．７５μｍであり、Δｎ
₂・ｄ₂ が１．７５〜１．８５μｍであり、前記遅相軸と第１の基板側の液晶分子の配向方向との角
度θ₂ が９０〜１１０°であり、第１の基板側の偏光板
の偏光軸または吸収軸と前記配向方向との角度θ₁ が１
４５〜１６５°であり、第２の基板側の偏光板の偏光軸
または吸収軸と第２の基板側の液晶分子の配向方向との
角度θ₃ が１２５〜１４５°であることを特徴とする請
求項１または２のカラー液晶表示装置。
【請求項９】前記一対の偏光板のうち一方の偏光板の外
側に反射板が配置されたことを特徴とする請求項１〜８
のいずれか１項のカラー液晶表示装置。
【請求項１０】マルチプレックス駆動で１／１００以上
の高デューティで駆動することを特徴とする請求項６の
カラー液晶表示装置。
【請求項１１】マルチプレックス駆動で１／６４以上の
高デューティで駆動することを特徴とする請求項７のカ
ラー液晶表示装置。
【請求項１２】マルチプレックス駆動で１／２００以上
の高デューティで駆動することを特徴とする請求項８の
カラー液晶表示装置。
【請求項１３】用いる液晶の△ｎが０．２０以上であ
り、かつ粘度ηが１７ｃＳｔ以下であることを特徴とす
る請求項１〜１２のいずれか１項のカラー液晶表示装
置。