JPH095702A - Color liquid crystal display device - Google Patents

Color liquid crystal display device

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Publication number
JPH095702A
JPH095702A JP7157985A JP15798595A JPH095702A JP H095702 A JPH095702 A JP H095702A JP 7157985 A JP7157985 A JP 7157985A JP 15798595 A JP15798595 A JP 15798595A JP H095702 A JPH095702 A JP H095702A
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JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
crystal cell
retardation plate
light
color
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Pending
Application number
JP7157985A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenzo Endo
健三 遠藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Casio Computer Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Casio Computer Co Ltd filed Critical Casio Computer Co Ltd
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Publication of JPH095702A publication Critical patent/JPH095702A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

PURPOSE: To obtain a sufficiently bright color display by coloring light without using color filters, to display plural colors with the same pixels, to display the desired colors with sufficient color purity, to widen a visual field angle and to lessen the change in the displayed colors by temp. CONSTITUTION: This color liquid crystal display device has a liquid crystal cell 10, front and rear polarizing plates 20, 21 and a phase difference plate 22. The twist angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10 is specified to 250 deg. ±20 deg., Δnd to 1300 to 1750nm and the retardation of the phase difference plate to 1450 to 1850nm. The directions of the optical axes of the polarizing plates 20, 21 and the phase difference plate 22 and the liquid crystal molecule orientation direction near both substrates of the liquid crystal cell 10 are so set that the incident linearly polarized light transmitted through the front side polarizing plate 20 is made into the light of the respective wavelength light rays made into the elliptically polarized light varying respectively in the polarization state by the double refractive effect of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell 10 and the phase difference plate 20 and that the ratio of the light intensity of the respective wavelength light rays transmitted through the rear side polarizing plate 21 of the light attains a desired ratio.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、カラーフィルタを用
いずに着色した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 a colored 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。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。
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. However, since this color liquid crystal display device uses a color filter to color light, it has a problem that the light transmittance is low and the display is dark.

【0003】これは、カラーフィルタでの光の吸収によ
るものであり、カラーフィルタは、その色に対応する波
長帯域外の波長光だけでなく、前記波長帯域の光もかな
り高い吸収率で吸収するため、カラーフィルタを通った
着色光が、カラーフィルタに入射する前の前記波長帯域
の光に比べて大幅に光強度を減じた光になり、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 at a considerably high absorption rate. Therefore, the colored light that has passed through the color filter becomes light in which the light intensity is significantly reduced compared to the light in the wavelength band before entering the color filter, and the display becomes dark.

【0004】なお、液晶表示装置には、そのバックライ
トからの光を利用して表示する透過型のものと、外光
(自然光や室内照明光等)を利用しその光を裏面側に配
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
表面側から入射し裏面側の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度通って二重に光強度
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。
[0004] The liquid crystal display device has a transmissive type that displays by using light from the backlight, and a liquid crystal display device that uses external light (natural light, indoor illumination light, or the like) and arranges the light on the back side. There is a reflection type in which light is reflected by a reflection plate for display. When the color liquid crystal display device is a reflection type, light that enters from the front surface side, is reflected by the reflection plate on the back surface side, and exits to the front surface side is emitted. Since the light intensity is reduced twice by passing through the color filter twice, the display becomes extremely dark and can hardly be used as a display device.

【0005】しかも、上記カラー液晶表示装置は、1つ
1つの画素の表示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ため、多くの色を表示するには、
例えば赤、緑、青の三原色のカラーフィルタをそれぞれ
対応させた3つの画素を一組として、その各画素の光の
透過を制御することにより所望の表示色を得なければな
らず、表示装置の構造が複雑化する。
Moreover, in the above color liquid crystal display device, the display color of each pixel is determined by the color of the color filter corresponding to the pixel.
For example, a desired display color must be obtained by controlling the transmission of light of each pixel as a set of three pixels each corresponding to a color filter of three primary colors of red, green, and blue. The structure becomes complicated.

【0006】一方、従来から、カラーフィルタを用いず
に着色した表示を得るカラー液晶表示装置として、EC
B型(複屈折効果型)の液晶表示装置が知られている。
このECB型液晶表示装置は、一対の基板間に液晶を挟
持した液晶セルをはさんで、その表面側と裏面側とにそ
れぞれ偏光板を配置したものであり、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
作用により各波長光がそれぞれ偏光状態の異なる楕円偏
光となった光となり、その光が他方の偏光板に入射し
て、この他方の偏光板を透過した光が、その光を構成す
る各波長光の光強度の比に応じた色の着色光になる。
On the other hand, conventionally, as a color liquid crystal display device for obtaining a colored display without using a color filter, EC
A B-type (birefringence effect type) liquid crystal display device is known.
This ECB type liquid crystal display device has a liquid crystal cell sandwiching liquid crystal between a pair of substrates, and a polarizing plate is disposed on each of the front side and the back side. In this ECB type liquid crystal display device, In the process of passing through the liquid crystal cell, the linearly polarized light transmitted through one of the polarizing plates becomes elliptically polarized light in which each wavelength light has a different polarization state due to the birefringence action of the liquid crystal layer, and the light is converted into the other light. The light that has entered the polarizing plate and transmitted through the other polarizing plate becomes colored light having a color corresponding to the ratio of the light intensities of the respective wavelength lights constituting the light.

【0007】すなわち、ECB型液晶表示装置は、液晶
セルの液晶層の複屈折作用と偏光板の偏光作用とを利用
して、カラーフィルタを用いずに着色した表示を得るも
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。
That is, the ECB type liquid crystal display device obtains a colored display without using a color filter by utilizing the birefringent action of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell and the polarizing action of the polarizing plate. Since there is no light absorption by the filter, the light transmittance can be increased.

【0008】このため、ECB型液晶表示装置は、その
裏面側に反射板を配置して反射型表示装置として使用す
ることが可能であり、その場合でも、充分に明るいカラ
ー表示を得ることができる。
For this reason, the ECB type liquid crystal display device can be used as a reflection type display device by arranging a reflection plate on the back surface side. Even in this case, a sufficiently bright color display can be obtained. .

【0009】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応じた液晶
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、同じ画素で複数の色を表示することができる。
Moreover, in the above-mentioned ECB type liquid crystal display device, the birefringence of the liquid crystal layer changes depending on the alignment state of the liquid crystal molecules in accordance with the voltage applied between the electrodes of the two substrates of the liquid crystal cell. Since the polarization state of each wavelength light incident on the polarizing plate changes, the color of the colored light can be changed by controlling the voltage applied to the liquid crystal cell, and therefore, the same pixel displays a plurality of colors. be able to.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ECB型液晶表示装置は、表示色の色純度が低く、さら
に、視野角が狭くて、表示を見る方向によって表示色が
変化してしまうだけでなく、温度の変化によって液晶セ
ルの液晶層の複屈折性が変化するため、温度によっても
表示色が変化してしまうという問題をもっていた。
However, in the conventional ECB type liquid crystal display device, the color purity of the display color is low, the viewing angle is narrow, and the display color changes depending on the viewing direction. However, since the birefringence of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell changes due to the change in temperature, the display color also changes depending on the temperature.

【0011】この発明は、カラーフィルタを用いずに光
を着色して、充分に明るいカラー表示を得るとともに、
同じ画素で複数の色を表示することができ、しかも、表
示色の色純度を充分に高くし、さらに、視野角を広くす
るとともに温度による表示色の変化も小さくすることが
できるカラー液晶表示装置を提供することを目的とした
ものである。
The present invention provides a sufficiently bright color display by coloring light without using a color filter.
A color liquid crystal display device capable of displaying a plurality of colors with the same pixel, further increasing the color purity of the display color sufficiently, further increasing the viewing angle and reducing the change in display color due to temperature. The purpose is to provide.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】この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液晶層を設けてなる液晶セル
と、この液晶セルをはさんで配置された一対の偏光板
と、その一方の偏光板と前記液晶セルとの間に配置され
た1枚の位相差板とを備え、前記液晶セルの液晶分子の
ツイスト角を250°±20°、液晶の屈折率異方性Δ
nと液晶層厚dとの積Δndの値を1300nm〜17
50nm、前記位相差板のリタデーションの値を145
0nm〜1850nmとするとともに、前記一対の偏光
板と前記位相差板のそれぞれの光学軸の方向と前記液晶
セルの両基板の近傍における液晶分子の配向方向とを、
偏光板を透過して入射した直線偏光が、前記位相差板お
よび液晶セルを透過する間に、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った光と
なり、その楕円偏光となった光がさらに偏光板を透過し
て、その各波長光の光強度の比が所望の比率になるよう
に設定したことを特徴とするものである。
A color liquid crystal display device of the present invention comprises a liquid crystal cell having a 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 liquid crystal cell. The liquid crystal cell includes a pair of polarizing plates arranged in a sandwiched manner and one retardation plate arranged between the one polarizing plate and the liquid crystal cell, and the twist angle of liquid crystal molecules of the liquid crystal cell is 250 °. ± 20 °, liquid crystal refractive index anisotropy Δ
The value of the product Δnd of n and the liquid crystal layer thickness d is 1300 nm to 17
50 nm, the retardation value of the retardation plate is 145
0 nm to 1850 nm, and the direction of the optical axis of each of the pair of polarizing plates and the retardation plate and the alignment direction of liquid crystal molecules in the vicinity of both substrates of the liquid crystal cell,
While the linearly polarized light transmitted through the polarizing plate is transmitted through the retardation plate and the liquid crystal cell, each wavelength light is generated by the birefringence effect of the retardation plate and the birefringence effect of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell. It becomes elliptically polarized light having a different polarization state, and the elliptically polarized light further passes through the polarizing plate, and the ratio of the light intensity of each wavelength light is set to be a desired ratio. It is a feature.

【0013】この発明は、バックライトからの光を利用
して表示する透過型の液晶表示装置にも、また、外光を
利用して表示する反射型の液晶表示装置にも適用できる
ものであり、反射型の液晶表示装置にも適用する場合
は、いずれか一方の偏光板の外面に反射板を配置すれば
よい。
The present invention can be applied to a transmissive liquid crystal display device for displaying by utilizing light from a backlight and a reflective liquid crystal display device for displaying by utilizing external light. When it is applied to a reflection type liquid crystal display device, a reflection plate may be arranged on the outer surface of one of the polarizing plates.

【0014】また、前記位相差板は、その平面上におけ
る延伸方向の屈折率nx と前記平面上における前記延伸
方向に直交する方向の屈折率ny とがnx >ny の関係
にある一軸性位相差板であっても、前記平面上における
屈折率nx ,ny と厚さ方向の屈折率nz とがnx >n
z >ny の関係にある二軸性位相差板であってもよい
が、位相差板を二軸性位相差板とする場合は、この二軸
性位相差板として、(nx −nz )/(nx −ny )で
表されるNz 値が0.3〜0.7であるもの、より好ま
しくは、Nz 値が0.45±0.1であるものを用いる
のが望ましい。
In the retardation plate, the refractive index n x in the stretching direction on the plane and the refractive index n y in the direction orthogonal to the stretching direction on the plane have a relationship of n x > n y. Even with a uniaxial retardation plate, the refractive indices n x and n y on the plane and the refractive index n z in the thickness direction are n x > n.
It may be a biaxial retardation plate having a relationship of z > ny , but when the retardation plate is a biaxial retardation plate, as this biaxial retardation plate, (n x −n those n z value represented by z) / (n x -n y ) is 0.3 to 0.7, more preferably, to use those n z value of 0.45 ± 0.1 Is desirable.

【0015】[0015]

【作用】この発明のカラー液晶表示装置においては、こ
の液晶表示装置への入射光が一方の偏光板を透過して直
線偏光となり、その光が位相差板および液晶セルを透過
して他方の偏光板に入射する。
In the color liquid crystal display device of the present invention, the light incident on the liquid crystal display device is transmitted through one polarizing plate to become linearly polarized light, and the light is transmitted through the retardation plate and the liquid crystal cell and is polarized in the other polarized light. Incident on the plate.

【0016】一方、液晶セルの液晶層の液晶分子は、液
晶セルの電極間に印加される電圧に応じて、ツイスト配
向状態を保ちつつ立上がり配向するが、液晶分子の配向
状態がツイスト配向状態にあるときは、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
通る過程で、位相差板および液晶セルの液晶層の複屈折
作用により偏光状態を変えられ、各波長光がそれぞれ偏
光状態の異なる楕円偏光となった光となって他方の偏光
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強度の比に応じた色の光になる。
On the other hand, the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell are vertically aligned while maintaining the twist alignment state according to the voltage applied between the electrodes of the liquid crystal cell, but the alignment state of the liquid crystal molecules becomes the twist alignment state. In some cases, linearly polarized light that has passed through one of the polarizing plates and is incident can be changed in polarization state by the birefringence action of the liquid crystal layer of the retardation plate and the liquid crystal cell in the process of passing through the retardation plate and the liquid crystal cell. Each wavelength light becomes elliptically polarized light with different polarization state, enters the other polarizing plate, and the light transmitted through this polarizing plate becomes the ratio of the light intensity of each wavelength light that constitutes the light. It becomes the light of the corresponding color.

【0017】また、液晶セルの電極間に印加する電圧を
変化させると、その電圧による液晶分子の配向状態の変
化によって液晶層の複屈折作用が変化し、それにともな
って前記他方の偏光板に入射する光の偏光状態が変化す
るため、この偏光板を透過する光の各波長光の光強度比
が変化して、その光の色が変化する。
When the voltage applied between the electrodes of the liquid crystal cell is changed, the birefringence action of the liquid crystal layer is changed due to the change in the alignment state of the liquid crystal molecules due to the voltage, and the incident light is incident on the other polarizing plate. Since the polarization state of the reflected light changes, the light intensity ratio of each wavelength light of the light transmitted through this polarizing plate changes, and the color of the light changes.

【0018】なお、透過型の液晶表示装置においては、
前記他方の偏光板を透過した光が出射光となり、反射型
の液晶表示装置においては、前記他方の偏光板を透過し
た光が反射板で反射され、前記他方の偏光板と位相差板
および液晶セルと前記一方の偏光板とを透過して出射す
る。
In a transmissive liquid crystal display device,
The light that has passed through the other polarizing plate becomes outgoing light, and in a reflective liquid crystal display device, the light that has passed through the other polarizing plate is reflected by a reflecting plate, and the other polarizing plate, the retardation plate, and the liquid crystal. The light is transmitted through the cell and the one polarizing plate and emitted.

【0019】このように、このカラー液晶表示装置は、
位相差板および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、カラーフィルタを用いずに着
色した表示を得るものであり、したがって、光の透過率
を高くして明るいカラー表示を得るとともに、液晶セル
への印加電圧を制御することにより、同じ画素で複数の
色を表示することができる。
Thus, this color liquid crystal display device is
By utilizing the birefringence effect of the retardation plate and the liquid crystal layer of the liquid crystal cell and the polarizing action of the polarizing plate, a colored display is obtained without using a color filter. By obtaining a bright color display and controlling the voltage applied to the liquid crystal cell, a plurality of colors can be displayed in the same pixel.

【0020】また、このカラー液晶表示装置において
は、前記液晶セルの液晶分子のツイスト角を250°±
20°とし、かつこの液晶セルのΔndの値を1300
nm〜1750nmとするとともに、前記位相差板のリ
タデーションの値を1450nm〜1850nmと大き
くしているため、位相差板の複屈折作用と液晶セルの液
晶層の複屈折作用とを受けて他方の偏光板に入射する光
の偏光状態が、液晶セルへの印加電圧に応じて大きく変
化するから、所望の色を充分に高い色純度で表示するこ
とが可能である。
In this color liquid crystal display device, the twist angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell is 250 ° ±.
And the value of Δnd of this liquid crystal cell is 1300.
nm to 1750 nm and the retardation value of the retardation plate is set to a large value of 1450 nm to 1850 nm, so that the other polarized light receives the birefringence action of the retardation plate and the birefringence action of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell. Since the polarization state of the light incident on the plate largely changes according to the voltage applied to the liquid crystal cell, it is possible to display a desired color with sufficiently high color purity.

【0021】さらに、この発明のカラー液晶表示装置に
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位相差板によって補
償されるため、視野角が広くなる。
Further, in the color liquid crystal display device of the present invention, the phase difference between when light is transmitted vertically through the liquid crystal layer of the liquid crystal cell and when it is transmitted obliquely is compensated by the retardation plate, so that the viewing angle is increased. Becomes wider.

【0022】しかも、前記位相差板は、温度の変化によ
る複屈折性の変化が、液晶セルの液晶層の複屈折性の変
化に比べてかなり小さいため、液晶セルの液晶層と位相
差板とのトータルの複屈折性の温度依存性が小さくな
り、したがって、温度による表示色の変化も小さくな
る。
Moreover, in the retardation plate, the change in birefringence due to temperature change is much smaller than the change in birefringence of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell. The temperature dependence of the total birefringence is reduced, and therefore the change in display color due to temperature is also reduced.

【0023】そして、このカラー液晶表示装置によれ
ば、液晶セルのΔndの値を1300nm〜1750n
mとし、位相差板としてリタデーションの値が1450
nm〜1850nmと大きなものを用いることにより、
1枚の位相差板を備えるだけで、所望の色を充分な色純
度で表示するとともに、視野角を広くし、かつ温度によ
る表示色の変化を小さくできるから、位相差板を設けた
ことによる光の透過率の低下が僅かであり、高品質のカ
ラー表示を充分な明るさで得ることができる。
According to this color liquid crystal display device, the value of Δnd of the liquid crystal cell is 1300 nm to 1750 n.
and a retardation value of 1450 as a retardation plate.
By using as large as nm to 1850 nm,
Since the desired color can be displayed with sufficient color purity and the viewing angle can be widened and the change in the display color due to temperature can be reduced by providing only one retardation plate, the provision of the retardation plate The decrease in light transmittance is slight, and high quality color display can be obtained with sufficient brightness.

【0024】また、上記位相差板は、通常の一軸性位相
差板であっても、二軸性位相差板であってもよいが、前
記位相差板に二軸性位相差板を用いれば、視野角がより
広くなる。
Further, the retardation plate may be a normal uniaxial retardation plate or a biaxial retardation plate. If a biaxial retardation plate is used as the retardation plate, , The viewing angle becomes wider.

【0025】[0025]

【実施例】以下、この発明を反射型のカラー液晶表示装
置に適用した第1の実施例を図1〜図3を参照して説明
する。図1はこの実施例のカラー液晶表示装置の断面図
であり、このカラー液晶表示装置は、液晶セル10と、
この液晶セル10をはさんでその表面側と裏面側とに配
置された表側偏光板20および裏側偏光板21と、前記
表側偏光板20と液晶セル10との間に配置された1枚
の位相差板22と、前記裏側偏光板21の裏面側に配置
された反射板23とからなっている。なお、前記反射板
23は、樹脂フィルム等からなるベースシートの表面に
銀またはアルミニウム等の金属膜を蒸着した無指向性反
射板である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment in which the present invention is applied to a reflection type color liquid crystal display device will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a cross-sectional view of a color liquid crystal display device of this embodiment. This color liquid crystal display device includes a liquid crystal cell 10 and
A front-side polarizing plate 20 and a back-side polarizing plate 21 arranged on the front surface side and the back surface side of the liquid crystal cell 10, and one unit disposed between the front-side polarizing plate 20 and the liquid crystal cell 10. It comprises a phase difference plate 22 and a reflection plate 23 arranged on the back side of the back side polarizing plate 21. The reflection plate 23 is an omnidirectional reflection plate in which a metal film such as silver or aluminum is deposited on the surface of a base sheet made of a resin film or the like.

【0026】上記液晶セル10は、ITO膜等からなる
透明電極13,14を形成しその上に配向膜15,16
を形成した一対の透明基板(例えばガラス基板)11,
12間にネマティック液晶18を挟持しその分子を両基
板11,12間においてツイスト配向させたものであ
り、前記両基板11,12は枠状のシール材17を介し
て接合されており、液晶18は両基板11,12間の前
記シール材17で囲まれた領域に封入されている。
The liquid crystal cell 10 has transparent electrodes 13 and 14 formed of an ITO film or the like, on which alignment films 15 and 16 are formed.
, A pair of transparent substrates (eg, glass substrates) 11,
A nematic liquid crystal 18 is sandwiched between the substrates 12, and the molecules thereof are twist-aligned between the substrates 11 and 12. The substrates 11 and 12 are joined via a frame-shaped sealing material 17, and the liquid crystal 18 Is sealed in a region surrounded by the sealing material 17 between the substrates 11 and 12.

【0027】この液晶セル10は、単純マトリックス型
のものであり、表面側の基板12に設けられた電極14
は、複数本互いに平行に形成された走査電極、裏面側の
基板11に設けられた電極13は、前記走査電極14と
ほぼ直交させて複数本互いに平行に形成された信号電極
である。
The liquid crystal cell 10 is of a simple matrix type and has an electrode 14 provided on a substrate 12 on the front side.
Is a plurality of scanning electrodes formed in parallel with each other, and the electrodes 13 provided on the substrate 11 on the back side are signal electrodes formed in parallel with each other and substantially perpendicular to the scanning electrodes 14.

【0028】また、上記両基板11,12に設けた配向
膜15,16は、ポリイミド等からなる水平配向膜であ
って、これら配向膜15,16はそれぞれ所定の方向に
配向処理(ラビング処理)されており、液晶18の分子
は、両基板11,12上(配向膜15,16の上)にお
ける配向方向を配向膜15,16で規制され、前記配向
膜15,16面に対し僅かなプレチルト角で傾斜した状
態で、両基板11,12間において所定のツイスト角で
ツイスト配向している。
Further, the alignment films 15 and 16 provided on the both substrates 11 and 12 are horizontal alignment films made of polyimide or the like, and the alignment films 15 and 16 are each subjected to an alignment treatment (rubbing treatment) in a predetermined direction. The molecules of the liquid crystal 18 are regulated by the alignment films 15 and 16 in the alignment direction on both the substrates 11 and 12 (on the alignment films 15 and 16), and a slight pretilt with respect to the surfaces of the alignment films 15 and 16. In a state of being inclined at an angle, the two substrates 11 and 12 are twist-aligned at a predetermined twist angle.

【0029】そして、このカラー液晶表示装置において
は、上記表側偏光板20および裏側偏光板21と位相差
板22のそれぞれの光学軸(偏光板では透過軸または吸
収軸、位相差板では遅相軸または進相軸)の方向と液晶
セル10の両基板11,12の近傍における液晶分子の
配向方向とを、表側偏光板20を透過して入射した直線
偏光が、位相差板22および液晶セル10を透過する間
に、位相差板22の複屈折効果と液晶セル10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った光となり、その光のうちの裏側
偏光板21を透過した各波長光の光強度の比が所望の比
率になるように設定している。
In this color liquid crystal display device, the optical axes of the front-side polarizing plate 20 and the back-side polarizing plate 21 and the retardation plate 22 (transmission axis or absorption axis in the polarizing plate, slow axis in the retardation plate). Alternatively, the linearly polarized light that has entered the retardation plate 22 and the liquid crystal cell 10 in the direction of the fast axis) and the alignment direction of the liquid crystal molecules in the vicinity of the substrates 11 and 12 of the liquid crystal cell 10 is transmitted through the front polarizing plate 20 and is incident. While transmitting the light, each wavelength light becomes elliptically polarized light having a different polarization state due to the birefringence effect of the retardation plate 22 and the birefringence effect of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell 10, and the back side of the light It is set so that the ratio of the light intensity of each wavelength light transmitted through the polarizing plate 21 becomes a desired ratio.

【0030】図2は、液晶セル10の両基板11,12
の近傍における液晶分子配向方向と各偏光板20,21
および位相差板22の光学軸の向きを液晶表示装置の表
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250°±20°とし、表側
および裏側偏光板20,21をその透過軸20a,21
aを次のような向きにして配置し、位相差板22をその
遅相軸22aを次のような向きにして配置している。
FIG. 2 shows both substrates 11 and 12 of the liquid crystal cell 10.
Orientation of liquid crystal molecules in the vicinity of
FIG. 3 is a diagram showing the direction of the optical axis of the retardation plate 22 viewed from the front side of the liquid crystal display device.
The twist angle of the liquid crystal molecules is set to 250 ° ± 20 °, and the transmission axes 20a, 21
a is arranged with the following orientation, and the retardation plate 22 is arranged with its slow axis 22a oriented as follows.

【0031】この図2のように、液晶セル10の裏面側
基板11の近傍における液晶分子の配向方向(配向膜1
5の配向処理方向)11aは、液晶セル10の横軸Sに
対し表面側から見て左回り(図上左回り)に35°±1
0°の方向、表面側基板12の近傍における液晶分子の
配向方向(配向膜16の配向処理方向)12aは、前記
裏面側基板11の近傍における液晶分子配向方向11a
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、そのツイスト方向を破線矢印で示し
たように、裏面側基板11から表面側基板12に向か
い、表面側から見て右回りに250°±20°のツイス
ト角でツイスト配向している。なお、この液晶分子のツ
イスト角は、望ましくは250°±10°、より望まし
くは250°である。
As shown in FIG. 2, the alignment direction of the liquid crystal molecules (alignment film 1 in the vicinity of the rear substrate 11 of the liquid crystal cell 10).
The orientation treatment direction 5a) 11a is 35 ° ± 1 counterclockwise (counterclockwise in the figure) when viewed from the surface side with respect to the horizontal axis S of the liquid crystal cell 10.
The orientation of liquid crystal molecules in the direction of 0 ° and in the vicinity of the front substrate 12 (the orientation processing direction of the alignment film 16) 12a is the same as the liquid crystal molecule orientation direction 11a in the vicinity of the back substrate 11.
On the other hand, the liquid crystal molecules are in the direction of 70 ° ± 10 ° clockwise when viewed from the front surface side, and the liquid crystal molecules are directed from the rear surface side substrate 11 to the front surface side substrate 12 as shown by the broken line arrow in FIG. The twist orientation is clockwise with a twist angle of 250 ° ± 20 °. The twist angle of the liquid crystal molecules is preferably 250 ° ± 10 °, more preferably 250 °.

【0032】そして、液晶セル10の裏面側基板11の
近傍における液晶分子配向方向11aを0°の方向とす
ると、表側偏光板20の透過軸20aは、表面側から見
て前記液晶セル10の液晶分子ツイスト方向(表面側か
ら見たツイスト方向)とは逆方向に65°±10°(望
ましくは65°±5°、より望ましくは65°)の方
向、裏側偏光板21の透過軸21aは、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°
(望ましくは45°±5°、より望ましくは45°)の
方向にあり、位相差板22の遅相軸22aは、上記0°
の方向に対し、表面側から見て前記液晶分子ツイスト方
向とは逆方向に15°±10°(望ましくは15°±5
°、より望ましくは15°)の方向にある。
When the liquid crystal molecule alignment direction 11a in the vicinity of the back surface side substrate 11 of the liquid crystal cell 10 is 0 °, the transmission axis 20a of the front side polarizing plate 20 is the liquid crystal of the liquid crystal cell 10 when viewed from the front side. The direction of 65 ° ± 10 ° (preferably 65 ° ± 5 °, more preferably 65 °) in the direction opposite to the molecular twist direction (twist direction viewed from the surface side), the transmission axis 21a of the back side polarizing plate 21 is 45 ° ± 10 ° in the same direction as the liquid crystal molecule twist direction when viewed from the surface side
(Preferably 45 ° ± 5 °, more preferably 45 °), and the slow axis 22a of the phase difference plate 22 is 0 ° above.
15 ° ± 10 ° (desirably 15 ° ± 5) in the direction opposite to the liquid crystal molecule twist direction when viewed from the surface side with respect to
°, and more preferably 15 °).

【0033】また、この実施例では、上記液晶セル10
として、液晶18の屈折率異方性Δnが0.207、液
晶層厚dが6.8μmで、前記屈折率異方性Δnと液晶
層厚dとの積Δndの値が1408nmのものを用いる
とともに、位相差板22として、そのリタデーションの
値が1557nmのものを用いている。
Further, in this embodiment, the liquid crystal cell 10 is used.
As the liquid crystal 18, a liquid crystal 18 having a refractive index anisotropy Δn of 0.207, a liquid crystal layer thickness d of 6.8 μm, and a product Δnd of the refractive index anisotropy Δn and the liquid crystal layer thickness d of 1408 nm is used. At the same time, the retardation plate 22 having a retardation value of 1557 nm is used.

【0034】なお、上記位相差板22は一軸性位相差板
であり、その平面上における延伸方向(遅相軸方向)の
屈折率nx と、前記平面上における前記延伸方向に直交
する方向の屈折率ny とがnx >ny の関係にあり、そ
の屈折率異方性Δn(Δn=nx −ny )と板厚dとの
積Δndの値が1557nmのものである。
The retardation plate 22 is a uniaxial retardation plate, and has a refractive index n x in the stretching direction (slow axis direction) on the plane and a direction orthogonal to the stretching direction on the plane. refractive index and n y are in relation of n x> n y, the value of the product Δnd of the refractive index anisotropy Δn (Δn = n x -n y ) and the plate thickness d is of 1557 nm.

【0035】このカラー液晶表示装置は、自然光や室内
照明光等の外光を利用し、表面側から入射する光を裏面
側に配置した反射板23で反射させて表示するものであ
り、このカラー液晶表示装置は、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。
This color liquid crystal display device uses external light such as natural light or indoor illumination light and reflects the light incident from the front surface side by the reflection plate 23 arranged on the rear surface side for display. The liquid crystal display device is driven for display by applying a voltage between the electrodes 13 and 14 of both substrates 11 and 12 of the liquid crystal cell 10.

【0036】このカラー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20を透過して直線偏
光となり、その光が液晶セル10および位相差板22を
透過して裏側偏光板21に入射するとともに、この裏側
偏光板21を透過した光が反射板23で反射され、前記
裏側偏光板21と液晶セル10および位相差板22と表
側偏光板20とを透過して表面側に出射する。
In this color liquid crystal display device, incident light from the surface side thereof passes through the front side polarizing plate 20 to become linearly polarized light, and the light passes through the liquid crystal cell 10 and the retardation plate 22 and back side polarizing plate 21. Light incident on the back side polarizing plate 21 is reflected by the reflecting plate 23, passes through the back side polarizing plate 21, the liquid crystal cell 10, the retardation plate 22 and the front side polarizing plate 20 and is emitted to the front side. To do.

【0037】なお、この実施例では、表側偏光板20と
液晶セル10との間に位相差板22を配置しているた
め、表側偏光板20を透過して入射した光は、位相差板
22を透過して液晶セル10に入射し、この液晶セル1
0を透過して裏側偏光板21に入射するとともに、この
裏側偏光板21を透過して反射板23で反射された光
が、裏側偏光板21と液晶セル10と位相差板22と表
側偏光板20とを順次透過して表面側に出射する。
In this embodiment, since the retardation plate 22 is arranged between the front side polarizing plate 20 and the liquid crystal cell 10, the light transmitted through the front side polarizing plate 20 and incident on the retardation plate 22. Through the liquid crystal cell 10 to enter the liquid crystal cell 1
0, is incident on the back-side polarizing plate 21 and is transmitted through the back-side polarizing plate 21 and reflected by the reflecting plate 23. The light is reflected by the back-side polarizing plate 21, the liquid crystal cell 10, the retardation plate 22, and the front-side polarizing plate. And 20 are sequentially transmitted and emitted to the surface side.

【0038】そして、液晶セル10の液晶層の液晶分子
は、液晶セル10の電極13,14間に印加される電圧
に応じて、ツイスト配向状態を保ちつつ立上がり配向す
るが、液晶分子の配向状態がツイスト配向状態にあると
きは、表側偏光板20を透過して入射した直線偏光が、
位相差板22と液晶セル10とを通る過程で、位相差板
22および液晶セル10の液晶層の複屈折効果により偏
光状態を変えられ、各波長光がそれぞれ偏光状態の異な
る楕円偏光となった光となって裏側偏光板21に入射し
て、この裏側偏光板21を透過した光が、その光を構成
する各波長光の光強度の比に応じた色の光になり、その
光が反射板23で反射されて液晶表示装置の表面側に出
射する。
The liquid crystal molecules of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell 10 are vertically aligned while maintaining the twist alignment state according to the voltage applied between the electrodes 13 and 14 of the liquid crystal cell 10, but the alignment state of the liquid crystal molecules is maintained. Is in the twist alignment state, the linearly polarized light that has passed through the front-side polarizing plate 20 and is incident is
In the process of passing through the phase difference plate 22 and the liquid crystal cell 10, the polarization state was changed by the birefringence effect of the phase difference plate 22 and the liquid crystal layer of the liquid crystal cell 10, and each wavelength light became elliptically polarized light having a different polarization state. The light is incident on the back-side polarizing plate 21 and the light transmitted through the back-side polarizing plate 21 becomes light of a color corresponding to the light intensity ratio of each wavelength light constituting the light, and the light is reflected. The light is reflected by the plate 23 and is emitted to the front side of the liquid crystal display device.

【0039】また、液晶セル10の電極13,14間に
印加する電圧を変化させると、その電圧による液晶分子
の配向状態の変化によって液晶層の複屈折性が変化す
る。この液晶層の複屈折性は、液晶分子の立上がり角が
大きくなるのにともなって小さくなる。
When the voltage applied between the electrodes 13 and 14 of the liquid crystal cell 10 is changed, the birefringence of the liquid crystal layer changes due to the change in the alignment state of the liquid crystal molecules due to the voltage. The birefringence of the liquid crystal layer decreases as the rising angle of the liquid crystal molecules increases.

【0040】そして、液晶セル10の液晶層の複屈折性
が変化すると、それにともなって、位相差板22および
液晶セル10を透過して裏側偏光板21に入射する光の
偏光状態が変化するため、この裏側偏光板21を透過す
る光の各波長光の光強度比が変化して、その光の色が変
化し、その色の光が反射板23で反射されて液晶表示装
置の表面側に出射する。
When the birefringence of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell 10 changes, the polarization state of the light that passes through the retardation plate 22 and the liquid crystal cell 10 and enters the back side polarizing plate 21 changes accordingly. , The light intensity ratio of each wavelength light of the light transmitted through the back side polarizing plate 21 changes, the color of the light changes, and the light of that color is reflected by the reflecting plate 23 to the front side of the liquid crystal display device. Emit.

【0041】このように、上記カラー液晶表示装置は、
位相差板22および液晶セル10の液晶層の複屈折効果
と偏光板20,21の偏光作用とを利用して、カラーフ
ィルタを用いずに着色した表示を得るものであり、した
がって、光の透過率を高くして明るいカラー表示を得る
とともに、液晶セル10への印加電圧を制御することに
より、同じ画素で複数の色を表示することができる。
As described above, the color liquid crystal display device is
By using the birefringence effect of the retardation plate 22 and the liquid crystal layer of the liquid crystal cell 10 and the polarizing action of the polarizing plates 20 and 21, a colored display is obtained without using a color filter. By increasing the rate to obtain a bright color display and controlling the voltage applied to the liquid crystal cell 10, a plurality of colors can be displayed in the same pixel.

【0042】そして、このカラー液晶表示装置において
は、液晶セル10の液晶分子のツイスト角を250°±
20°とし、かつこの液晶セル10のΔndの値を14
08nmとするとともに、上記位相差板22のリタデー
ションの値を1557nmと大きくしているため、位相
差板22の複屈折作用と液晶セル10の液晶層の複屈折
作用とを受けて裏側偏光板21に入射する光の偏光状態
が、液晶セル10への印加電圧に応じて大きく変化する
から、所望の色を充分に高い色純度で表示することがで
きる。
In this color liquid crystal display device, the twist angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10 is 250 ° ±.
And the value of Δnd of the liquid crystal cell 10 is set to 20 °.
Since the retardation value of the retardation plate 22 is set to 08 nm and the retardation value of the retardation plate 22 is increased to 1557 nm, it is affected by the birefringence action of the retardation plate 22 and the birefringence action of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell 10. Since the polarization state of the light incident on is greatly changed according to the voltage applied to the liquid crystal cell 10, a desired color can be displayed with sufficiently high color purity.

【0043】上記カラー液晶表示装置の1つの画素で表
示できる色は、液晶セル10の液晶分子のツイスト角
と、この液晶セル10のΔndおよび位相差板22のリ
タデーションの値と、表側偏光板20および裏側偏光板
21と位相差板22のそれぞれの光学軸の向きとによっ
て決まり、この実施例のように、液晶セル10の液晶分
子のツイスト角を250°±20°、液晶セル10のΔ
ndの値を1408nm、位相差板22のリタデーショ
ンの値を1557nmとし、表側および裏側偏光板2
0,21の透過軸20a,21aの向きと、位相差板2
2の遅相軸22aの向きを図2に示した方向にしたとき
は、1つの画素で表示できる色が、入射光が白色光であ
る場合で、無彩色の明表示である白と、光の三原色であ
る赤、緑、青である。
The colors that can be displayed by one pixel of the color liquid crystal display device are the twist angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10, the Δnd of the liquid crystal cell 10, the retardation value of the retardation plate 22, and the front side polarizing plate 20. And the orientations of the respective optical axes of the back side polarizing plate 21 and the retardation plate 22, the twist angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10 is 250 ° ± 20 °, and the Δ of the liquid crystal cell 10 is Δ as in this embodiment.
The value of nd is 1408 nm, the value of retardation of the retardation plate 22 is 1557 nm, and the front and back polarizing plates 2
The direction of the transmission axes 20a and 21a of 0 and 21, and the phase difference plate 2
When the direction of the slow axis 22a of No. 2 is set to the direction shown in FIG. 2, the color that can be displayed by one pixel is white when the incident light is white light, and white that is an achromatic bright display and light. The three primary colors are red, green and blue.

【0044】図3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の電極13,14間に液晶
分子を立上がり配向させる電圧を印加していない非選択
状態、つまり、液晶分子が初期のプレチルト角でツイス
ト配向している状態では白であり、液晶セル10の電極
13,14間に電圧を印加すると、その印加電圧を高く
してゆくのにともなって、表示色が、初期の表示色であ
る白から、赤→青→緑の順に変化する。
FIG. 3 is a CIE chromaticity diagram showing a change in display color of the color liquid crystal display device. The display color of this color liquid crystal display device is such that liquid crystal molecules rise and align between the electrodes 13 and 14 of the liquid crystal cell 10. In a non-selected state in which no voltage is applied, that is, in a state in which liquid crystal molecules are twist-aligned at an initial pretilt angle, white is generated. When a voltage is applied between the electrodes 13 and 14 of the liquid crystal cell 10, the applied voltage is The display color changes from white, which is the initial display color, in the order of red, blue, and green as the value is increased.

【0045】なお、液晶セル10の電極間電圧(実効
値)と表示色との関係は、例えば、 2.04V以下 …白 2.15V〜2.17V…赤 2.18V〜2.22V…緑 2.26V以上 …青 である。
The relationship between the inter-electrode voltage (effective value) of the liquid crystal cell 10 and the display color is, for example, 2.04 V or less ... White 2.15 V to 2.17 V ... Red 2.18 V to 2.22 V ... Green. 2.26V or higher ... Blue.

【0046】したがって、このカラー液晶表示素子によ
れば、同じ画素で光の三原色である赤、緑、青を表示し
て、マルチカラーと呼ばれる色彩の豊かな多色カラー表
示を実現することができる。
Therefore, according to this color liquid crystal display device, red, green and blue which are the three primary colors of light can be displayed in the same pixel, and a multicolor display with rich colors called multicolor can be realized. .

【0047】さらに、このカラー液晶表示装置において
は、光が液晶セル10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位相差板22によって
補償されるため、表示を見る方向によって表示色が変化
してしまうという視角依存性を軽減して、視野角を広く
することができる。
Further, in this color liquid crystal display device, since the phase difference between the time when light is vertically transmitted through the liquid crystal layer of the liquid crystal cell 10 and the time when it is obliquely transmitted, the phase difference plate 22 compensates for the display. The viewing angle can be widened by reducing the viewing angle dependency that the display color changes depending on the viewing direction.

【0048】また、上記位相差板22は、温度の変化に
よる複屈折性の変化が、液晶セル10の液晶層の複屈折
性の変化に比べてかなり小さいため、液晶セル10の液
晶層と位相差板22とのトータルの複屈折性の温度依存
性が小さくなり、したがって、上記カラー液晶表示装置
によれば、温度による表示色の変化も小さくすることが
できる。
Further, since the change in the birefringence due to the change in temperature is considerably smaller than the change in the birefringence of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell 10, the retardation plate 22 is positioned as the liquid crystal layer of the liquid crystal cell 10. The temperature dependence of the total birefringence with the phase difference plate 22 is reduced, and therefore the color liquid crystal display device described above can also reduce the change in display color due to temperature.

【0049】しかも、このカラー液晶表示装置は、液晶
セル10のΔndの値を1408nmとし、位相差板2
2としてリタデーションの値が1557nmと大きなも
のを用いることにより、1枚の位相差板22を備えるだ
けで、所望の色を充分な色純度で表示するとともに、視
野角を広くし、かつ温度による表示色の変化を小さくし
たものであるから、位相差板22を設けたことによる光
の透過率の低下が僅かであり、高品質のカラー表示を充
分な明るさで得ることができる。
Moreover, in this color liquid crystal display device, the value of Δnd of the liquid crystal cell 10 is set to 1408 nm, and the retardation plate 2 is used.
By using a large retardation value of 1557 nm as 2, the desired color can be displayed with sufficient color purity, the viewing angle can be widened, and the temperature can be displayed only by providing one retardation plate 22. Since the change in color is small, the reduction in light transmittance due to the provision of the retardation plate 22 is slight, and high quality color display can be obtained with sufficient brightness.

【0050】すなわち、上記カラー液晶表示装置におけ
る位相差板22での複屈折効果は、リタデーションの値
が比較的小さい位相差板を複数枚使用することによって
も得られるが、このように複数枚の位相差板を使用する
と、位相差板の増加分だけ光の透過率が低下してしま
う。
That is, the birefringence effect of the retardation plate 22 in the color liquid crystal display device can be obtained by using a plurality of retardation plates each having a relatively small retardation value. When the retardation plate is used, the light transmittance is reduced by the increase of the retardation plate.

【0051】そこで、このカラー液晶表示装置では、リ
タデーションの値が大きい位相差板22を1枚だけ用い
て、位相差板を設けたことによる透過率の低下を最小限
にとどめたのであり、このようにすれば、複屈折効果と
偏光作用とを利用して光を着色することによって明るい
カラー表示を得るという効果を充分に発揮することがで
きる。
Therefore, in this color liquid crystal display device, only one retardation plate 22 having a large retardation value is used to minimize the decrease in transmittance due to the provision of the retardation plate. By doing so, it is possible to sufficiently exert the effect of obtaining a bright color display by coloring light by utilizing the birefringence effect and the polarization effect.

【0052】さらに、複数枚の位相差板を使用する場合
は、その各位相差板のそれぞれのリタデーションおよび
その光学軸の向きが、液晶表示装置の特性を決定するパ
ラメータとして関与してくるため、それが液晶表示装置
を設計する上での制約となるし、また位相差板の増加分
だけ製造コストも高くなるが、位相差板が1枚だけであ
れば、液晶表示装置の設計上の制約を緩和してその設計
を容易にするとともに、製造コストも低減することがで
きる。
Further, when a plurality of retardation plates are used, the retardation of each retardation plate and the direction of its optical axis are involved as parameters for determining the characteristics of the liquid crystal display device. Is a constraint in designing the liquid crystal display device, and the manufacturing cost is increased due to the increase of the retardation plate. However, if there is only one retardation plate, there are restrictions in designing the liquid crystal display device. The cost can be eased to facilitate the design, and the manufacturing cost can be reduced.

【0053】なお、上記第1の実施例では、液晶セル1
0のΔndの値を1408nm、位相差板22のリタデ
ーションの値を1557nmとしたが、液晶セル10の
液晶分子のツイスト角が250°±20°で、表側およ
び裏側偏光板20,21の透過軸20a,21aの向き
と位相差板22の遅相軸22aの向きが図2に示した方
向にある場合、液晶セル10のΔndの値が1300n
m〜1500nmの範囲で、位相差板22のリタデーシ
ョンの値が1450nm〜1650nmの範囲であれ
ば、上述した効果が得られる。
In the first embodiment, the liquid crystal cell 1
The value of Δnd of 0 was 1408 nm and the value of retardation of the retardation plate 22 was 1557 nm, but the twist angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10 was 250 ° ± 20 °, and the transmission axes of the front and back polarizing plates 20 and 21 were When the directions of 20a and 21a and the slow axis 22a of the retardation plate 22 are in the directions shown in FIG. 2, the value of Δnd of the liquid crystal cell 10 is 1300n.
If the retardation value of the retardation plate 22 is in the range of 1450 nm to 1650 nm in the range of m to 1500 nm, the above-described effects can be obtained.

【0054】さらに、液晶セル10のΔndと位相差板
22のリタデーションの値は、上記の範囲(Δnd=1
300nm〜1500nm、リタデーション=1450
nm〜1650nm)に限られるものではなく、液晶セ
ル10のΔndの値が1300nm〜1750nmの範
囲(液晶分子のツイスト角は250°±20°)であ
り、位相差板22のリタデーションの値が1450nm
〜1850nmの範囲であって、それに応じて表側およ
び裏側偏光板20,21の透過軸20a,21aの向き
と位相差板22の遅相軸22aの向きが適正に設定され
ていれば、第1の実施例と同様な効果が得られる。
Further, the value of Δnd of the liquid crystal cell 10 and the retardation value of the retardation plate 22 are within the above range (Δnd = 1.
300 nm-1500 nm, retardation = 1450
The value of Δnd of the liquid crystal cell 10 is in the range of 1300 nm to 1750 nm (the twist angle of the liquid crystal molecules is 250 ° ± 20 °), and the retardation value of the retardation plate 22 is 1450 nm.
If the orientations of the transmission axes 20a and 21a of the front and back polarizing plates 20 and 21 and the orientations of the slow axis 22a of the retardation plate 22 are appropriately set in the range of ˜1850 nm, the first The same effect as that of the embodiment can be obtained.

【0055】図4は、この発明の第2の実施例を示す、
液晶セル10の両基板11,12の近傍における液晶分
子配向方向と各偏光板20,21および位相差板22の
光学軸の向きを液晶表示装置の表面側から見た図であ
る。
FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention.
3 is a view of the liquid crystal molecule alignment direction in the vicinity of both substrates 11 and 12 of the liquid crystal cell 10 and the optical axis directions of the polarizing plates 20 and 21 and the retardation plate 22 as viewed from the surface side of the liquid crystal display device. FIG.

【0056】なお、この実施例のカラー液晶表示素子も
反射型のものであり、図1に示したように、液晶セル1
0と、この液晶セル10をはさんでその表面側と裏面側
とに配置された表側偏光板20および裏側偏光板21
と、前記表側偏光板20と液晶セル10との間に配置さ
れた1枚の位相差板22と、前記裏側偏光板21の裏面
側に配置された反射板23とからなっている。
The color liquid crystal display element of this embodiment is also of a reflective type, and as shown in FIG.
0, and a front side polarizing plate 20 and a back side polarizing plate 21 which are arranged on the front surface side and the back surface side of the liquid crystal cell 10 with the liquid crystal cell 10 interposed therebetween.
And one retardation plate 22 arranged between the front side polarizing plate 20 and the liquid crystal cell 10, and a reflecting plate 23 arranged on the back side of the back side polarizing plate 21.

【0057】この実施例では、液晶セル10の液晶分子
のツイスト角を250°±20°とし、表側および裏側
偏光板20,21をその透過軸20a,21aを次のよ
うな向きにして配置し、位相差板22をその遅相軸22
aを次のような向きにして配置している。
In this embodiment, the twist angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10 is 250 ° ± 20 °, and the front and back polarizing plates 20 and 21 are arranged with their transmission axes 20a and 21a oriented as follows. , The retardation plate 22 to the slow axis 22
The a is arranged in the following direction.

【0058】なお、この実施例において、液晶セル10
は上記第1の実施例のものと同じものであり、また位相
差板22も第1の実施例で用いた一軸性位相差板と同じ
もの(延伸方向の屈折率nx と延伸方向に直交する方向
の屈折率ny とがnx >nyの関係にあるもの)である
から、その説明は省略する。
In this embodiment, the liquid crystal cell 10
Is the same as that in the first embodiment, and the retardation plate 22 is also the same as the uniaxial retardation plate used in the first embodiment (the refractive index n x in the stretching direction and the orthogonal to the stretching direction. Since the refractive index n y in the direction of doing so has a relationship of n x > n y ), the description thereof will be omitted.

【0059】図4のように、液晶セル10の裏面側基板
11の近傍における液晶分子配向方向11aを0°の方
向とすると、この実施例では、表側偏光板20の透過軸
20aを、表面側から見て前記液晶セル10の液晶分子
ツイスト方向(表面側から見たツイスト方向)とは逆方
向に70°±15°(望ましくは70°±5°、より望
ましくは70°)の方向にし、裏側偏光板21の透過軸
21aを、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°±15°(望ましくは45°±5°、よ
り望ましくは45°)の方向にし、位相差板22の遅相
軸22aを、上記0°の方向に対し、表面側から見て前
記液晶分子ツイスト方向とは逆方向に20°±15°
(望ましくは20°±5°、より望ましくは20°)の
方向にしている。
As shown in FIG. 4, assuming that the liquid crystal molecule orientation direction 11a in the vicinity of the back surface side substrate 11 of the liquid crystal cell 10 is 0 °, in this embodiment, the transmission axis 20a of the front side polarizing plate 20 is set to the front side. Seen from the above, the liquid crystal molecule 10 has a direction of 70 ° ± 15 ° (preferably 70 ° ± 5 °, more preferably 70 °) in a direction opposite to the twist direction of the liquid crystal molecules (the twist direction viewed from the surface side), The transmission axis 21a of the back-side polarizing plate 21 is oriented at 45 ° ± 15 ° (preferably 45 ° ± 5 °, more preferably 45 °) in the same direction as the liquid crystal molecule twist direction when viewed from the surface side, and the phase difference is The slow axis 22a of the plate 22 is 20 ° ± 15 ° in a direction opposite to the twist direction of the liquid crystal molecules when viewed from the surface side with respect to the 0 ° direction.
The direction is (preferably 20 ° ± 5 °, more preferably 20 °).

【0060】そして、この実施例では、上記液晶セル1
0として、液晶18の屈折率異方性Δnが0.219、
液晶層厚dが6.8μmで、Δndの値が1489nm
のものを用いるとともに、位相差板22として、そのリ
タデーションの値が1610nmのものを用いている。
In this embodiment, the liquid crystal cell 1 described above is used.
0, the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal 18 is 0.219,
The liquid crystal layer thickness d is 6.8 μm, and the value of Δnd is 1489 nm.
The retardation plate 22 having a retardation value of 1610 nm is used.

【0061】この実施例のカラー液晶表示装置において
も、液晶セル10の液晶分子のツイスト角を250°±
20°とし、かつこの液晶セル10のΔndの値を14
89nmとするとともに、位相差板22のリタデーショ
ンの値を1610nmと大きくしているため、位相差板
22の複屈折作用と液晶セル10の液晶層の複屈折作用
とを受けて裏側偏光板21に入射する光の偏光状態が、
液晶セル10への印加電圧に応じて大きく変化するか
ら、所望の色を充分に高い色純度で表示することができ
る。
Also in the color liquid crystal display device of this embodiment, the twist angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10 is 250 ° ±.
And the value of Δnd of the liquid crystal cell 10 is set to 20 °.
Since the retardation value of the retardation plate 22 is set to 89 nm and the retardation value of the retardation plate 22 is increased to 1610 nm, the back side polarizing plate 21 receives the birefringence action of the retardation plate 22 and the birefringence action of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell 10. The polarization state of the incident light is
Since the color greatly changes according to the voltage applied to the liquid crystal cell 10, a desired color can be displayed with sufficiently high color purity.

【0062】また、この実施例のように、液晶セル10
の液晶分子のツイスト角を250°±20°、液晶セル
10のΔndの値を1489nm、位相差板22のリタ
デーションの値を1610nmとし、表側および裏側偏
光板20,21の透過軸20a,21aの向きと、位相
差板22の遅相軸22aの向きを図4に示した方向にす
ると、1つの画素で表示できる色が、入射光が白色光で
ある場合で、無彩色の明表示である白と、光の三原色で
ある赤、緑、青になる。
Further, as in this embodiment, the liquid crystal cell 10 is
The liquid crystal molecule has a twist angle of 250 ° ± 20 °, the liquid crystal cell 10 has a Δnd value of 1489 nm, the retardation plate 22 has a retardation value of 1610 nm, and the transmission axes 20a and 21a of the front and back polarizing plates 20 and 21 are When the orientation and the orientation of the slow axis 22a of the retardation plate 22 are set to the orientation shown in FIG. 4, the color that can be displayed by one pixel is an achromatic bright display when the incident light is white light. It becomes white and the three primary colors of light are red, green, and blue.

【0063】なお、上記第2の実施例では、液晶セル1
0のΔndの値を1489nm、位相差板22のリタデ
ーションの値を1610nmとしたが、液晶セル10の
液晶分子のツイスト角が250°±20°で、表側およ
び裏側偏光板20,21の透過軸20a,21aの向き
と位相差板22の遅相軸22aの向きが図4に示した方
向にある場合、液晶セル10のΔndの値が1400n
m〜1600nmの範囲で、位相差板22のリタデーシ
ョンの値が1500nm〜1700nmの範囲であれ
ば、上述した効果が得られる。
In the second embodiment, the liquid crystal cell 1
Although the value of Δnd of 0 was 1489 nm and the value of retardation of the retardation plate 22 was 1610 nm, the twist angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10 was 250 ° ± 20 °, and the transmission axes of the front and back polarizing plates 20 and 21 were When the directions of 20a and 21a and the slow axis 22a of the retardation plate 22 are in the directions shown in FIG. 4, the value of Δnd of the liquid crystal cell 10 is 1400n.
If the retardation value of the retardation plate 22 is in the range of 1500 nm to 1700 nm in the range of m to 1600 nm, the effects described above can be obtained.

【0064】図5は、この発明の第3の実施例を示す、
液晶セル10の両基板11,12の近傍における液晶分
子配向方向と各偏光板20,21および位相差板22の
光学軸の向きを液晶表示装置の表面側から見た図であ
る。
FIG. 5 shows a third embodiment of the present invention.
3 is a view of the liquid crystal molecule alignment direction in the vicinity of both substrates 11 and 12 of the liquid crystal cell 10 and the optical axis directions of the polarizing plates 20 and 21 and the retardation plate 22 as viewed from the surface side of the liquid crystal display device. FIG.

【0065】なお、この実施例のカラー液晶表示素子も
反射型のものであり、図1に示したように、液晶セル1
0と、この液晶セル10をはさんでその表面側と裏面側
とに配置された表側偏光板20および裏側偏光板21
と、前記表側偏光板20と液晶セル10との間に配置さ
れた1枚の位相差板22と、前記裏側偏光板21の裏面
側に配置された反射板23とからなっている。
The color liquid crystal display element of this embodiment is also of a reflective type, and as shown in FIG.
0, and a front side polarizing plate 20 and a back side polarizing plate 21 which are arranged on the front surface side and the back surface side of the liquid crystal cell 10 with the liquid crystal cell 10 interposed therebetween.
And one retardation plate 22 arranged between the front side polarizing plate 20 and the liquid crystal cell 10, and a reflecting plate 23 arranged on the back side of the back side polarizing plate 21.

【0066】この実施例では、液晶セル10の液晶分子
のツイスト角を250°±20°とし、表側および裏側
偏光板20,21をその透過軸20a,21aを次のよ
うな向きにして配置し、位相差板22をその遅相軸22
aを次のような向きにして配置している。
In this embodiment, the twist angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10 is 250 ° ± 20 °, and the front and back polarizing plates 20 and 21 are arranged with their transmission axes 20a and 21a oriented as follows. , The retardation plate 22 to the slow axis 22
The a is arranged in the following direction.

【0067】なお、この実施例において、液晶セル10
は上記第1の実施例のものと同じものであり、また位相
差板22も第1の実施例で用いた一軸性位相差板と同じ
もの(延伸方向の屈折率nx と延伸方向に直交する方向
の屈折率ny とがnx >nyの関係にあるもの)である
から、その説明は省略する。
In this embodiment, the liquid crystal cell 10
Is the same as that in the first embodiment, and the retardation plate 22 is also the same as the uniaxial retardation plate used in the first embodiment (the refractive index n x in the stretching direction and the orthogonal to the stretching direction. Since the refractive index n y in the direction of doing so has a relationship of n x > n y ), the description thereof will be omitted.

【0068】図5のように、液晶セル10の裏面側基板
11の近傍における液晶分子配向方向11aを0°の方
向とすると、この実施例では、表側偏光板20の透過軸
20aを、表面側から見て前記液晶セル10の液晶分子
ツイスト方向(表面側から見たツイスト方向)とは逆方
向に65°±15°(望ましくは65°±5°、より望
ましくは65°)の方向にし、裏側偏光板21の透過軸
21aを、表面側から見て前記液晶分子ツイスト方向と
同方向に55°±15°(望ましくは55°±5°、よ
り望ましくは55°)の方向にし、位相差板22の遅相
軸22aを、上記0°の方向に対し、表面側から見て前
記液晶分子ツイスト方向とは逆方向に20°±15°
(望ましくは20°±5°、より望ましくは20°)の
方向にしている。
As shown in FIG. 5, assuming that the liquid crystal molecule orientation direction 11a near the rear substrate 11 of the liquid crystal cell 10 is 0 °, in this embodiment, the transmission axis 20a of the front polarizing plate 20 is set to the front side. Seen from the above, the liquid crystal molecule 10 has a direction of 65 ° ± 15 ° (preferably 65 ° ± 5 °, more preferably 65 °) in a direction opposite to the twist direction of the liquid crystal molecules (the twist direction viewed from the surface side), The transmission axis 21a of the back side polarizing plate 21 is oriented 55 ° ± 15 ° (preferably 55 ° ± 5 °, more preferably 55 °) in the same direction as the liquid crystal molecule twist direction when viewed from the front side, and the phase difference is The slow axis 22a of the plate 22 is 20 ° ± 15 ° in a direction opposite to the twist direction of the liquid crystal molecules when viewed from the surface side with respect to the 0 ° direction.
The direction is (preferably 20 ° ± 5 °, more preferably 20 °).

【0069】そして、この実施例では、上記液晶セル1
0として、液晶18の屈折率異方性Δnが0.240、
液晶層厚dが6.8μmで、Δndの値が1632nm
のものを用いるとともに、位相差板22として、そのリ
タデーションの値が1750nmのものを用いている。
In this embodiment, the liquid crystal cell 1 described above is used.
0, the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal 18 is 0.240,
The liquid crystal layer thickness d is 6.8 μm, and the value of Δnd is 1632 nm.
And the retardation plate 22 having a retardation value of 1750 nm.

【0070】この実施例のカラー液晶表示装置において
も、液晶セル10の液晶分子のツイスト角を250°±
20°とし、かつこの液晶セル10のΔndの値を16
32nmとするとともに、位相差板22のリタデーショ
ンの値を1750nmと大きくしているため、位相差板
22の複屈折作用と液晶セル10の液晶層の複屈折作用
とを受けて裏側偏光板21に入射する光の偏光状態が、
液晶セル10への印加電圧に応じて大きく変化するか
ら、所望の色を充分に高い色純度で表示することができ
る。
Also in the color liquid crystal display device of this embodiment, the twist angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10 is 250 ° ±.
And the value of Δnd of the liquid crystal cell 10 was set to 20 °.
Since the retardation value of the retardation plate 22 is set to 32 nm and the retardation value of the retardation plate 22 is increased to 1750 nm, the back side polarizing plate 21 receives the birefringence action of the retardation plate 22 and the birefringence action of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell 10. The polarization state of the incident light is
Since the color greatly changes according to the voltage applied to the liquid crystal cell 10, a desired color can be displayed with sufficiently high color purity.

【0071】また、この実施例のように、液晶セル10
の液晶分子のツイスト角を250°±20°、液晶セル
10のΔndの値を1632nm、位相差板22のリタ
デーションの値を1750nmとし、表側および裏側偏
光板20,21の透過軸20a,21aの向きと、位相
差板22の遅相軸22aの向きを図5に示した方向にす
ると、1つの画素で表示できる色が、入射光が白色光で
ある場合で、無彩色の明表示である白と、光の三原色で
ある赤、緑、青になる。
Further, as in this embodiment, the liquid crystal cell 10
The liquid crystal molecule has a twist angle of 250 ° ± 20 °, the liquid crystal cell 10 has a Δnd value of 1632 nm, the retardation plate 22 has a retardation value of 1750 nm, and the transmission axes 20a and 21a of the front and back polarizing plates 20 and 21 are When the direction and the direction of the slow axis 22a of the retardation plate 22 are set to the directions shown in FIG. 5, the color that can be displayed by one pixel is a bright display of achromatic color when the incident light is white light. It becomes white and the three primary colors of light are red, green, and blue.

【0072】なお、上記第3の実施例では、液晶セル1
0のΔndの値を1632nm、位相差板22のリタデ
ーションの値を1750nmとしたが、液晶セル10の
液晶分子のツイスト角が250°±20°で、表側およ
び裏側偏光板20,21の透過軸20a,21aの向き
と位相差板22の遅相軸22aの向きが図5に示した方
向にある場合、液晶セル10のΔndの値が1550n
m〜1750nmの範囲で、位相差板22のリタデーシ
ョンの値が1650nm〜1850nmの範囲であれ
ば、上述した効果が得られる。
In the third embodiment, the liquid crystal cell 1
Although the value of Δnd of 0 was 1632 nm and the value of retardation of the retardation plate 22 was 1750 nm, the twist angles of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10 were 250 ° ± 20 °, and the transmission axes of the front and back polarizing plates 20 and 21 were When the directions of 20a and 21a and the slow axis 22a of the retardation plate 22 are in the directions shown in FIG. 5, the value of Δnd of the liquid crystal cell 10 is 1550n.
If the retardation value of the retardation plate 22 is in the range of 1650 nm to 1850 nm in the range of m to 1750 nm, the above-described effects can be obtained.

【0073】また、上記第1〜第3の実施例では、位相
差板22として一軸性位相差板を用いたが、この位相差
板22は、二軸性位相差板としてもよく、その場合も、
前記二軸性位相差板のリタデーションの値は、上記各実
施例で用いた一軸性位相差板のリタデーションと同じで
よく、また、液晶セル10の液晶分子のツイスト角およ
びΔndの値も上記各実施例と同じでよい。
In the first to third embodiments, the uniaxial retardation plate is used as the retardation plate 22, but the retardation plate 22 may be a biaxial retardation plate. Also,
The retardation value of the biaxial retardation plate may be the same as the retardation of the uniaxial retardation plate used in each of the above examples, and the twist angle and the value of Δnd of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10 are also the above values. It may be the same as the embodiment.

【0074】このように、上記カラー液晶表示装置の位
相差板22を二軸性位相差板とする場合も、液晶セル1
0の液晶分子ツイスト角を250°±20°、液晶セル
10のΔndの値を1300nm〜1750nm、位相
差板22のリタデーションの値を1450nm〜185
0nmの範囲にし、表側および裏側偏光板20,21の
透過軸20a,21aの向きと位相差板22の遅相軸2
2aの向きを、図2、図4、図5のいずれかの方向にす
れば、1つの画素で表示できる色が、入射光が白色光で
ある場合で、無彩色の明表示である白と、光の三原色で
ある赤、緑、青になる。
Thus, even when the retardation plate 22 of the color liquid crystal display device is a biaxial retardation plate, the liquid crystal cell 1
The liquid crystal molecule twist angle of 0 is 250 ° ± 20 °, the Δnd value of the liquid crystal cell 10 is 1300 nm to 1750 nm, and the retardation value of the retardation plate 22 is 1450 nm to 185.
In the range of 0 nm, the directions of the transmission axes 20a and 21a of the front and back polarizing plates 20 and 21 and the slow axis 2 of the retardation plate 22 are set.
If the direction of 2a is set to one of the directions of FIG. 2, FIG. 4, and FIG. 5, the color that can be displayed by one pixel is white when the incident light is white light and is achromatic bright display. , The three primary colors of light are red, green and blue.

【0075】すなわち、例えば液晶セル10のΔndの
値を1300nm〜1500nm、位相差板22のリタ
デーションの値を1450nm〜1650nmの範囲に
する場合、上述した第1の実施例のように、表側および
裏側偏光板20,21の透過軸20a,21aの向きと
位相差板22の遅相軸22aの向きを図2の方向にすれ
ば、1つの画素で、白と、赤、緑、青の三原色を表示で
きる。
That is, for example, when the Δnd value of the liquid crystal cell 10 is in the range of 1300 nm to 1500 nm and the retardation value of the retardation plate 22 is in the range of 1450 nm to 1650 nm, the front side and the back side are the same as in the first embodiment described above. If the directions of the transmission axes 20a and 21a of the polarizing plates 20 and 21 and the direction of the slow axis 22a of the retardation plate 22 are set to the directions shown in FIG. 2, one pixel is divided into three primary colors of white, red, green and blue. Can be displayed.

【0076】また、液晶セル10のΔndの値を140
0nm〜1600nm、位相差板22のリタデーション
の値を1500nm〜1700nmの範囲にする場合、
上述した第2の実施例のように、表側および裏側偏光板
20,21の透過軸20a,21aの向きと位相差板2
2の遅相軸22aの向きを図4の方向にすれば、1つの
画素で、白と、赤、緑、青の三原色を表示できる。
Further, the value of Δnd of the liquid crystal cell 10 is set to 140
0 nm to 1600 nm, when the retardation value of the retardation plate 22 is in the range of 1500 nm to 1700 nm,
As in the second embodiment described above, the orientation of the transmission axes 20a and 21a of the front and back polarizing plates 20 and 21 and the retardation plate 2
If the direction of the second slow axis 22a is set to the direction of FIG. 4, one pixel can display white and the three primary colors of red, green, and blue.

【0077】さらに、液晶セル10のΔndの値を15
50nm〜1750nm、位相差板22のリタデーショ
ンの値を1650nm〜1850nmの範囲にする場
合、上述した第3の実施例のように、表側および裏側偏
光板20,21の透過軸20a,21aの向きと位相差
板22の遅相軸22aの向きを図5の方向にすれば、1
つの画素で、白と、赤、緑、青の三原色を表示できる。
Further, the value of Δnd of the liquid crystal cell 10 is set to 15
When the retardation value of the retardation film 22 is set to 50 nm to 1750 nm and 1650 nm to 1850 nm, the directions of the transmission axes 20a and 21a of the front and back polarizing plates 20 and 21 are the same as those in the third embodiment. If the slow axis 22a of the phase plate 22 is oriented in the direction shown in FIG.
One pixel can display white and the three primary colors of red, green and blue.

【0078】そして、上記カラー液晶表示装置の位相差
板22に二軸性位相差板を用いれば、視野角をより広く
することができる。この場合、上記二軸性位相差板とし
ては、その平面上における延伸方向(遅相軸方向)の屈
折率nx と、前記平面上における前記延伸方向に直交す
る方向の屈折率ny と、厚さ方向の屈折率nz とがnx
>nz >ny の関係にあり、かつ、(nx −nz )/
(nx −ny )で表されるNz 値が0.3〜0.7であ
るもの、より好ましくはNz 値が0.45±0.1であ
るものを用いるのが望ましく、このような条件を満足す
る二軸性位相差板を用いれば、視野角をさらに広くする
ことができる。
If a biaxial retardation plate is used as the retardation plate 22 of the color liquid crystal display device, the viewing angle can be widened. In this case, as the biaxial retardation plate, a refractive index n x in the stretching direction (slow axis direction) on the plane, and a refractive index n y in the direction orthogonal to the stretching direction on the plane, The refractive index n z in the thickness direction is n x
> N z > n y , and (n x −n z ) /
Those N z value represented by (n x -n y) is 0.3 to 0.7, more preferably not less to use those N z value of 0.45 ± 0.1, the If a biaxial retardation plate satisfying such conditions is used, the viewing angle can be further widened.

【0079】また、上記実施例のカラー液晶表示装置
は、1つの画素で、無彩色の明表示である白と、光の三
原色である赤、緑、青とを表示するものであるが、前記
1つの画素で表示できる色は、液晶セル10のΔndの
値を1300nm〜1750nmの範囲で選択し、位相
差板22のリタデーションの値を1450nm〜185
0nmの範囲で選択するとともに、表側および裏側偏光
板20,21と位相差板22のそれぞれの光学軸の向き
とを選択することによって任意に選ぶことができる。
In the color liquid crystal display device of the above embodiment, one pixel displays white, which is an achromatic bright display, and red, green and blue, which are the three primary colors of light. As a color which can be displayed by one pixel, the value of Δnd of the liquid crystal cell 10 is selected in the range of 1300 nm to 1750 nm, and the retardation value of the retardation plate 22 is set to 1450 nm to 185 nm.
It can be arbitrarily selected by selecting in the range of 0 nm and the orientations of the optical axes of the front and back polarizing plates 20 and 21 and the retardation plate 22.

【0080】さらに、上記実施例では、液晶セル10と
表側偏光板20との間に位相差板22を配置したが、こ
の位相差板22は、液晶セル10と裏側偏光板21との
間に配置してもよい。
Further, in the above embodiment, the retardation plate 22 is arranged between the liquid crystal cell 10 and the front side polarizing plate 20, but the retardation plate 22 is arranged between the liquid crystal cell 10 and the back side polarizing plate 21. You may arrange.

【0081】また、上記実施例のカラー液晶表示装置
は、その裏面側に反射板23を設けた反射型のものであ
るが、この発明は、バックライトからの光を利用して表
示する透過型のカラー液晶表示装置にも適用できるし、
さらに、液晶セル10も、単純マトリックス型のものに
限らず、アクティブマトリックス型のものや、セグメン
ト型のものであってもよい。
Further, although the color liquid crystal display device of the above-mentioned embodiment is of a reflection type in which the reflection plate 23 is provided on the back surface side, the present invention is a transmission type which uses light from a backlight for display. Can be applied to the color liquid crystal display device of
Further, the liquid crystal cell 10 is not limited to the simple matrix type, but may be the active matrix type or the segment type.

【0082】[0082]

【発明の効果】この発明のカラー液晶表示装置は、位相
差板および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、カラーフィルタを用いずに着色し
た表示を得るものであるから、明るいカラー表示を得る
とともに、液晶セルへの印加電圧を制御することによっ
て同じ画素で複数の色を表示することができる。
The color liquid crystal display device of the present invention utilizes the birefringence effect of the retardation plate and the liquid crystal layer of the liquid crystal cell and the polarization effect of the polarizing plate to obtain a colored display without using a color filter. Therefore, it is possible to obtain a bright color display and display a plurality of colors in the same pixel by controlling the voltage applied to the liquid crystal cell.

【0083】また、このカラー液晶表示装置において
は、前記液晶セルの液晶分子のツイスト角を250°±
20°とし、かつこの液晶セルのΔndの値を1300
nm〜1750nmとするとともに、前記位相差板のリ
タデーションの値を1450nm〜1850nmと大き
くしているため、位相差板の複屈折作用と液晶セルの液
晶層の複屈折作用とを受けて他方の偏光板に入射する光
の偏光状態が、液晶セルへの印加電圧に応じて大きく変
化するから、所望の色を充分に高い色純度で表示するこ
とができる。
In this color liquid crystal display device, the twist angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell is 250 ° ±.
And the value of Δnd of this liquid crystal cell is 1300.
nm to 1750 nm and the retardation value of the retardation plate is set to a large value of 1450 nm to 1850 nm, so that the other polarized light receives the birefringence action of the retardation plate and the birefringence action of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell. Since the polarization state of the light incident on the plate largely changes according to the voltage applied to the liquid crystal cell, a desired color can be displayed with sufficiently high color purity.

【0084】さらに、この発明のカラー液晶表示装置に
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位相差板によって補
償されるため、視野角が広くなる。
Further, in the color liquid crystal display device of the present invention, the phase difference between the time when light is vertically transmitted through the liquid crystal layer of the liquid crystal cell and the time when the light is obliquely transmitted is compensated by the retardation plate, so that the viewing angle is reduced. Becomes wider.

【0085】しかも、前記位相差板は、温度の変化によ
る複屈折性の変化が、液晶セルの液晶層の複屈折性の変
化に比べてかなり小さいため、液晶セルの液晶層と位相
差板とのトータルの複屈折性の温度依存性が小さくな
り、したがって、温度による表示色の変化も小さくな
る。
Moreover, in the retardation plate, since the change in birefringence due to the change in temperature is considerably smaller than the change in birefringence of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell, the liquid crystal layer of the liquid crystal cell and the retardation plate are different from each other. The temperature dependence of the total birefringence is reduced, and therefore the change in display color due to temperature is also reduced.

【0086】そして、このカラー液晶表示装置によれ
ば、液晶セルのΔndの値を1300nm〜1750n
mとし、位相差板としてリタデーションの値が1450
nm〜1850nmと大きなものを用いることにより、
1枚の位相差板を備えるだけで、所望の色を充分な色純
度で表示するとともに、視野角を広くし、かつ温度によ
る表示色の変化を小さくできるから、位相差板を設けた
ことによる光の透過率の低下が僅かであり、高品質のカ
ラー表示を充分な明るさで得ることができる。
According to this color liquid crystal display device, the value of Δnd of the liquid crystal cell is set to 1300 nm to 1750 n.
and a retardation value of 1450 as a retardation plate.
By using as large as nm to 1850 nm,
Since the desired color can be displayed with sufficient color purity and the viewing angle can be widened and the change in the display color due to temperature can be reduced by providing only one retardation plate, the provision of the retardation plate The decrease in light transmittance is slight, and high quality color display can be obtained with sufficient brightness.

【0087】また、上記位相差板は、通常の一軸性位相
差板であっても、厚さ方向にも位相差を有する二軸性位
相差板であってもよいが、前記位相差板に二軸性位相差
板を用いれば、視野角をより広くすることができる。
The retardation plate may be a normal uniaxial retardation plate or a biaxial retardation plate having a retardation in the thickness direction. If a biaxial retardation plate is used, the viewing angle can be widened.

【0088】このように前記位相差板に二軸性位相差板
を用いる場合、この二軸性位相差板として、その平面上
における延伸方向の屈折率nx と、前記平面上における
前記延伸方向に直交する方向の屈折率ny と、厚さ方向
の屈折率nz とがnx >nz>ny の関係にあり、か
つ、(nx −nz )/(nx −ny )で表されるNz
が0.3〜0.7、より好ましくはNz 値が0.45±
0.1であるものを用いれば、視野角をさらに広くする
ことができる。
When a biaxial retardation plate is used as the retardation plate, the biaxial retardation plate has a refractive index n x in the stretching direction on the plane and the stretching direction on the plane. the refractive index n y in orthogonal directions and the refractive index n z in the thickness direction is in the relation of n x> n z> n y in, and, (n x -n z) / (n x -n y ), The N z value is 0.3 to 0.7, and more preferably the N z value is 0.45 ±.
If the value of 0.1 is used, the viewing angle can be further widened.

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

【図1】この発明の第1の実施例を示すカラー液晶表示
装置の断面図。
FIG. 1 is a sectional view of a color liquid crystal display device showing a first embodiment of the present invention.

【図2】同じく、液晶セルの両基板の近傍における液晶
分子配向方向と各偏光板および位相差板の光学軸の向き
を液晶表示装置の表面側から見た図。
FIG. 2 is a view of the alignment direction of liquid crystal molecules in the vicinity of both substrates of the liquid crystal cell and the orientations of the optical axes of each polarizing plate and the retardation plate as viewed from the surface side of the liquid crystal display device.

【図3】同じく、カラー液晶表示装置の表示色の変化を
示すCIE色度図。
FIG. 3 is a CIE chromaticity diagram showing a change in display color of a color liquid crystal display device.

【図4】この発明の第2の実施例を示す、液晶セルの両
基板の近傍における液晶分子配向方向と各偏光板および
位相差板の光学軸の向きを液晶表示装置の表面側から見
た図。
FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention, in which the alignment direction of liquid crystal molecules in the vicinity of both substrates of a liquid crystal cell and the orientations of optical axes of respective polarizing plates and retardation plates are viewed from the surface side of the liquid crystal display device. Fig.

【図5】この発明の第3の実施例を示す、液晶セルの両
基板の近傍における液晶分子配向方向と各偏光板および
位相差板の光学軸の向きを液晶表示装置の表面側から見
た図。
FIG. 5 shows a third embodiment of the present invention, in which the alignment direction of liquid crystal molecules in the vicinity of both substrates of a liquid crystal cell and the optical axes of the respective polarizing plates and retardation plates are viewed from the front side of the liquid crystal display device. Fig.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…液晶セル 11a…裏面側基板の近傍における液晶分子配向方向 12a…表面側基板の近傍における液晶分子配向方向 20…表側偏光板 20a…透過軸 21…裏側偏光板 21a…透過軸 22…位相差板 22a…遅相軸 23…反射板 Reference Signs List 10: liquid crystal cell 11a: liquid crystal molecule alignment direction near the rear substrate 12a: liquid crystal molecule alignment direction near the front substrate 20: front polarizing plate 20a: transmission axis 21: rear polarizing plate 21a: transmission axis 22: phase difference Plate 22a: Slow axis 23: Reflector

Claims (5)

【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液晶層を設けてなる液晶セル
と、この液晶セルをはさんで配置された一対の偏光板
と、その一方の偏光板と前記液晶セルとの間に配置され
た1枚の位相差板とを備え、 前記液晶セルの液晶分子のツイスト角を250°±20
°、液晶の屈折率異方性Δnと液晶層厚dとの積Δnd
の値を1300nm〜1750nm、前記位相差板のリ
タデーションの値を1450nm〜1850nmとする
とともに、 前記一対の偏光板と前記位相差板のそれぞれの光学軸の
方向と前記液晶セルの両基板の近傍における液晶分子の
配向方向とを、偏光板を透過して入射した直線偏光が、
前記位相差板および液晶セルを透過する間に、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
光となった光となり、その楕円偏光となった光がさらに
偏光板を透過して、その各波長光の光強度の比が所望の
比率になるように設定したことを特徴とするカラー液晶
表示装置。
1. A liquid crystal cell comprising a liquid crystal layer in which liquid crystal molecules are twist-aligned between a pair of substrates having electrodes formed on an inner surface thereof, a pair of polarizing plates disposed between the liquid crystal cells, and A liquid crystal cell; and a retardation plate disposed between the liquid crystal cell and the liquid crystal cell.
°, product of refractive index anisotropy Δn of liquid crystal and liquid crystal layer thickness d Δnd
Of 1300 nm to 1750 nm, the retardation value of the retardation plate is 1450 nm to 1850 nm, and the directions of the optical axes of the pair of polarizing plates and the retardation plate and in the vicinity of both substrates of the liquid crystal cell. The linearly polarized light that has passed through the polarizing plate and is incident on the alignment direction of the liquid crystal molecules is
During transmission through the retardation plate and the liquid crystal cell, each wavelength light becomes elliptically polarized light having a different polarization state due to the birefringence effect of the retardation plate and the birefringence effect of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell. A color liquid crystal display device wherein the elliptically polarized light is further transmitted through a polarizing plate, and the ratio of the light intensity of each wavelength light is set to a desired ratio.
【請求項2】いずれか一方の偏光板の外面に反射板が配
置されていることを特徴とする請求項1に記載のカラー
液晶表示装置。
2. The color liquid crystal display device according to claim 1, wherein a reflection plate is disposed on an outer surface of one of the polarizing plates.
【請求項3】位相差板は、その平面上における延伸方向
の屈折率nx と、前記平面上における前記延伸方向に直
交する方向の屈折率ny とがnx >ny の関係にある一
軸性位相差板であることを特徴とする請求項1または請
求項2に記載のカラー液晶表示装置。
3. The retardation plate has a relationship in which the refractive index n x in the stretching direction on the plane and the refractive index n y in the direction orthogonal to the stretching direction on the plane are n x > n y. The color liquid crystal display device according to claim 1 or 2, which is a uniaxial retardation plate.
【請求項4】位相差板は、その平面上における延伸方向
の屈折率nx と、前記平面上における前記延伸方向に直
交する方向の屈折率ny と、厚さ方向の屈折率nz とが
x>nz >ny の関係にある二軸性位相差板であるこ
とを特徴とする請求項1または請求項2に記載のカラー
液晶表示装置。
4. A retardation plate has a refractive index n x in the stretching direction on the plane, a refractive index n y in the direction orthogonal to the stretching direction on the plane, and a refractive index n z in the thickness direction. Is a biaxial retardation plate having a relationship of n x > n z > n y . 3. The color liquid crystal display device according to claim 1, wherein
【請求項5】二軸性位相差板は、(nx −nz )/(n
x −ny )で表されるNz 値が0.3〜0.7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。
5. A biaxial retardation plate is (n x −n z ) / (n
color liquid crystal display device according to claim 4, N z value represented by x -n y) is characterized in that 0.3 to 0.7.
JP7157985A 1995-04-20 1995-06-23 Color liquid crystal display device Pending JPH095702A (en)

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JP9528095 1995-04-20
JP7-95280 1995-04-20
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0959394A4 (en) * 1997-11-28 1999-11-24
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US6067136A (en) * 1997-07-23 2000-05-23 Citizen Watch Co., Ltd. Birefringence-type color liquid crystal display device

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