JPH1010566A - カラー液晶表示装置 - Google Patents

カラー液晶表示装置

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JPH1010566A
JPH1010566A JP8167294A JP16729496A JPH1010566A JP H1010566 A JPH1010566 A JP H1010566A JP 8167294 A JP8167294 A JP 8167294A JP 16729496 A JP16729496 A JP 16729496A JP H1010566 A JPH1010566 A JP H1010566A
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light
crystal cell
polarizing plate
cell
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JP8167294A
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Naoko Yoshida
直子 吉田
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Casio Computer Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】カラーフィルタを用いずに光を着色して明るい
カラー表示を得ることができ、しかも、色純度の高い着
色表示と、表示の基本である白と黒の表示を得ることが
できるとともに、温度によって表示色が変動し難いカラ
ー液晶表示装置を提供する。 【解決手段】内面に電極13,14が形成された一対の
基板11,12間に液晶分子がツイスト配向した液晶1
8の層を設けてなる2枚の液晶セル10A,10Bと、
3枚の偏光板21,22,23とを備え、これら各液晶
セルと10A,10Bと各偏光板21,22,23とを
交互に積層して配置するとともに、前記偏光板21,2
2,23のうちの少なくとも1枚、例えば表側と中間の
2枚の偏光板21,22を、互いに異なる色に着色され
た着色偏光板とした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】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。
【0002】
【従来の技術】着色した表示が得られるカラー液晶表示
装置としては、一般に、カラーフィルタを用いて光を着
色するものが利用されている。しかし、このカラー液晶
表示装置は、カラーフィルタを用いて光を着色するもの
であるため、光の透過率が低く、したがって表示が暗い
という問題をもっている。
【0003】これは、カラーフィルタでの光の吸収によ
るものであり、カラーフィルタは、その色に対応する波
長帯域外の波長光だけでなく、前記波長帯域の光もかな
り高い吸収率で吸収するため、カラーフィルタを通った
着色光が、カラーフィルタに入射する前の前記波長帯域
の光に比べて大幅に光強度を減じた光になり、表示が暗
くなってしまう。
【0004】なお、液晶表示装置には、そのバックライ
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。
【0005】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層を
設けてなる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の複屈
折効果により各波長光がそれぞれ偏光状態の異なる楕円
偏光となった光となり、その光が他方の偏光板に入射し
て、この他方の偏光板を透過した光が、その光を構成す
る各波長光の光強度の比に応じた色の着色光になる。
【0006】すなわち、ECB型液晶表示装置は、液晶
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。
【0007】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。
【0008】しかも、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る。
【0009】
【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、また
表示の基本である白と黒を表示することが難しいし、さ
らには、温度による液晶の複屈折性の変化が表示色に影
響するため、温度によって表示色が変動してしまうとい
う問題をもっている。
【0010】この発明は、カラーフィルタを用いずに光
を着色して明るいカラー表示を得ることができ、しか
も、色純度の高い着色表示と、表示の基本である白と黒
の表示を得ることができるとともに、温度によって表示
色が変動し難いカラー液晶表示装置を提供することを目
的としたものである。
【0011】
【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複数の液晶
セルと、前記液晶セルの数に1を加えた数の偏光板とを
備え、前記複数の液晶セルと前記偏光板とを交互に積層
して配置するとともに、前記偏光板のうちの少なくとも
1枚の偏光板を所定の色に着色された着色偏光板とした
ことを特徴とするものである。
【0012】このカラー液晶表示装置は、複数の液晶セ
ルとその数に1を加えた数の偏光板とによって光の透過
を制御するとともに、前記各偏光板のうちの少なくとも
1枚の偏光板を着色偏光板とすることにより、この着色
偏光板の色に着色された表示を得るものである。
【0013】すなわち、前記着色偏光板は、可視光帯域
の光のうちの偏光板の色に対応する波長域の光に対して
は偏光作用を示さず、他の波長域の光に対しては偏光作
用を示すため、この前記着色偏光板に白色光を入射させ
ると、その光のうちの偏光板の色に対応する波長域の光
は全方向の偏光成分を含んだ円偏光の状態のまま出射
し、他の波長域の光は直線偏光となって出射する。
【0014】一方、液晶セルに入射する光は、この液晶
セルがOFF状態にあるとき、つまり液晶分子が初期の
ツイスト配向状態にあるときは旋光され、液晶セルがO
N状態にあるとき、つまり液晶分子が電圧の印加により
基板面に対してほぼ垂直に立上がり配向した状態にある
ときは旋光されることなく透過するが、前記着色偏光板
を透過した光を前記液晶セルに入射させたときは、この
液晶セルを出射する光のうち、前記着色偏光板の色に対
応する波長域の光が円偏光であり、他の波長域の光が直
線偏光である。
【0015】このため、前記液晶セルを出射した光が入
射する次の偏光板の透過軸の向きを所定の方向に設定し
ておけば、前記液晶セルがOFF,ONの一方の状態に
あるときは、前記他の波長域の光(直線偏光)と、前記
着色偏光板の色に対応する波長域の光(円偏光)のうち
の前記他の波長域の光と同じ偏光成分の光とが前記次の
偏光板を透過し、この偏光板を透過した光が、可視光帯
域の全ての波長の光を含んだ白色光となる。
【0016】また、前記液晶セルがOFF,ONの他方
の状態にあるときは、前記他の波長域の光(直線偏光)
が前記次の偏光板で吸収され、前記着色偏光板の色に対
応する波長域の光(円偏光)のうちの前記次の偏光板の
透過軸に沿った偏光成分の光だけが透過して、この偏光
板を透過した光が、前記着色偏光板の色の着色光にな
る。
【0017】そして、このカラー液晶表示装置は、複数
の液晶セルと、前記液晶セルの数に1を加えた数の偏光
板とを交互に積層するとともに、前記偏光板のうちの少
なくとも1枚の偏光板を着色偏光板としているため、前
記着色偏光板と、それに隣接する液晶セルと、この液晶
セルをはさんで前記着色偏光板と対向する偏光板とによ
り白色光と前記着色偏光板の色の着色光とを得るととも
に、他の液晶セルと偏光板とによる光の透過制御によ
り、前記白色光または着色光を透過させて白と前記着色
偏光板の色を表示するか、あるいはその光を吸収して黒
を表示することができる。
【0018】したがって、この発明のカラー液晶表示装
置によれば、カラーフィルタを用いずに光を着色して明
るいカラー表示を得ることができ、しかも、着色偏光板
の色に対応した色純度の高い着色表示と、表示の基本で
ある白と黒の表示を得ることができるとともに、偏光板
の偏光特性は温度が変化してもほとんど変化せず、ま
た、液晶セルは、入射光を旋光させるか旋光させずに透
過させる機能を果たしさえばよいために、従来のECB
型液晶表示装置のように温度による液晶の複屈折性の変
化が表示色に影響することはないから、温度によって表
示色がほとんど変動しない。
【0019】
【発明の実施の形態】この発明の実施の形態としては、
例えば、第1と第2の2つの液晶セルと、3枚の偏光板
とを備え、これらの偏光板を、前記第1と第2の液晶セ
ルの間と、前記第1の液晶セルの外面と、前記第2の液
晶セルの外面とにそれぞれ配置する構成がある。
【0020】その場合は、液晶セル間に配置された中間
偏光板の透過軸を、前記第1の液晶セルの前記中間偏光
板に隣接する基板の近傍における液晶分子の配向方向に
沿った方向にし、前記第2の液晶セルの前記中間偏光板
に隣接する基板の近傍における液晶分子の配向方向を、
前記中間偏光板の透過軸の方向に対してほぼ直交させる
とともに、他の2枚の偏光板のうちの前記第1の液晶セ
ルの外面に配置された一方の偏光板の透過軸を、前記第
1の液晶セルの前記一方の偏光板に隣接する基板の近傍
における液晶分子の配向方向に沿った方向にし、前記第
2の液晶セルの外面に配置された他方の偏光板の透過軸
を、前記第2の液晶セルの前記他方の偏光板に隣接する
基板の近傍における液晶分子の配向方向に対してほぼ直
交する方向に設定するのが望ましい。
【0021】このように2つの液晶セルと3枚の偏光板
とでカラー液晶表示装置を構成する場合は、前記3枚の
偏光板のうちの2枚の偏光板を着色偏光板とし、これら
の着色偏光板の色を互いに異ならせるのが好ましく、こ
のようにすれば、白と黒の他に、2枚の着色偏光板のそ
れぞれの色に対応する2色の着色表示を行なうことがで
きる。
【0022】さらに、この発明の他の実施の形態として
は、第1と第2と第3の3つの液晶セルと、4枚の偏光
板とを備え、これらの偏光板を、前記第1と第2の液晶
セルの間と、前記第2と第3の液晶セルの間と、前記第
1の液晶セルの外面と、前記第3の液晶セルの外面とに
それぞれ配置する構成がある。
【0023】その場合は、前記第1と第2の液晶セルの
間に配置された第1の中間偏光板の透過軸を、前記第1
の液晶セルの前記第1の中間偏光板に隣接する基板の近
傍における液晶分子の配向方向に沿った方向にし、前記
第2の液晶セルの前記第1の中間偏光板に隣接する基板
の近傍における液晶分子の配向方向を、前記第1の中間
偏光板の透過軸の方向に対してほぼ直交させ、前記第2
と第3の液晶セルの間に配置された第2の中間偏光板の
透過軸を、前記第2の液晶セルの前記第2の中間偏光板
に隣接する基板の近傍における液晶分子の配向方向に対
してほぼ直交させ、前記第3の液晶セルの前記第2の中
間偏光板に隣接する基板の近傍における液晶分子の配向
方向を、前記第2の中間偏光板の透過軸に沿った方向に
するとともに、他の2枚の偏光板のうちの前記第1の液
晶セルの外面に配置された一方の偏光板の透過軸を、前
記第1の液晶セルの前記一方の偏光板に隣接する基板の
近傍における液晶分子の配向方向に沿った方向にし、前
記第3の液晶セルの外面に配置された他方の偏光板の透
過軸を、前記第3の液晶セルの前記他方の偏光板に隣接
する基板の近傍における液晶分子の配向方向に沿った方
向に設定するのが望ましい。
【0024】このように3つの液晶セルと4枚の偏光板
とでカラー液晶表示装置を構成する場合は、前記4枚の
偏光板のうちの3枚の偏光板を着色偏光板とし、これら
の着色偏光板の色を互いに異ならせるのが好ましく、こ
のようにすれば、白と黒の他に、3枚の着色偏光板のそ
れぞれの色に対応する3色の着色表示を行なうことがで
きる。
【0025】また、この発明のカラー液晶表示装置にお
いて、液晶セルと偏光板との積層体の裏面に反射板を配
置すれば、外光を利用して表示する反射型の表示装置と
して使用することができる。
【0026】
【実施例】図1〜図6はこの発明の第1の実施例を示し
ており、図1はカラー液晶表示装置の断面図である。こ
の実施例のカラー液晶表示装置は、自然光や室内照明光
等の外光を利用して表示する反射型のものであり、第1
と第2の2つの液晶セル10A,10Bと、この液晶セ
ルの数に1を加えた数の3枚の偏光板21,22,23
とを備え、これらの偏光板21,22,23を、前記第
1と第2の液晶セル10A,10Bの間と、前記第1の
液晶セル10Aの外面(表面)と、前記第2の液晶セル
10Bの外面(裏面)とにそれぞれ配置するとともに、
前記液晶セル10A,10Bと偏光板21,22,23
との積層体の裏面に反射板25を配置した構成となって
いる。
【0027】上記第1と第2の液晶セル10A,10B
は、いずれも、内面にITO膜等からなる透明電極1
3,14が形成されその上に配向膜15,16が形成さ
れた表裏一対の透明なフィルム基板11,12間に、液
晶分子がツイスト配向した液晶18の層を設けたもので
あり、前記一対の基板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。
【0028】なお、これらの液晶セル10A,10B
は、セグメント方式のものであり、各液晶セル10A,
10Bの表側基板11に形成された透明電極13はコモ
ン電極、裏側基板12に形成された透明電極14は複数
のセグメント電極であり、このセグメント電極14は両
液晶セル10A,10Bとも同じパターンに形成されて
いる。
【0029】また、上記液晶18は、カイラル剤を添加
したネマティック液晶であり、各液晶セル10A,10
Bの液晶18の分子は、両基板11,12の近傍におけ
る配向方向を前記配向膜15,16で規制され、基板1
1,12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。
【0030】上記第1と第2の液晶セル10A,10B
の液晶分子のツイスト角はほぼ同じ値とされており、ま
た両液晶セル10A,10BのΔnd(液晶18の屈折
率異方性Δnと液晶層厚dとの積)の値もほぼ同じに設
定されている。なお、このΔndの値は、約476nm
または約1065nmに選ぶのが好ましい。
【0031】また、上記3枚の偏光板21,22,23
のうち、第1の液晶セル10Aの外面に配置された表側
偏光板21は、所定の色に着色された着色偏光板とされ
ており、各液晶セル10A,10Bの間に配置された中
間偏光板22と、第2の液晶セル10Bの外面に配置さ
れた裏側偏光板23は、通常の無着色偏光板(以下、通
常偏光板という)とされている。
【0032】前記表側偏光板21に用いた着色偏光板
は、可視光帯域の光のうちの偏光板の色に対応する波長
域の光に対しては偏光作用を示さず、他の波長域の光に
対しては偏光作用を示すものであり、この着色偏光板に
白色光を入射させると、その光のうちの着色偏光板の色
に対応する波長域の光は、偏光板の透過軸に沿った偏光
成分の光はもちろん前記透過軸と直交する偏光成分の光
も吸収されずに透過して、全方向の偏光成分を含んだ円
偏光の状態のまま出射し、他の波長域の光は、偏光板の
透過軸と直交する偏光成分の光を吸収され、前記透過軸
に沿った直線偏光となって出射する。
【0033】そして、この実施例では、液晶セル10
A,10B間に配置された中間偏光板22の透過軸を、
第1の液晶セル10Aの前記中間偏光板22に隣接する
裏側基板12の近傍における液晶分子の配向方向に沿っ
た方向にし、第2の液晶セル10Bの前記中間偏光板2
2に隣接する表側基板11の近傍における液晶分子の配
向方向を、前記中間偏光板22の透過軸の方向に対して
ほぼ直交させるとともに、他の2枚の偏光板のうちの第
1の液晶セル10Aの外面に配置された表側偏光板21
の透過軸を、第1の液晶セル10Aの前記表側偏光板2
1に隣接する表側基板11の近傍における液晶分子の配
向方向に沿った方向にし、前記第2の液晶セル10Bの
外面に配置された裏側偏光板23の透過軸を、第2の液
晶セル10Bの前記裏側偏光板23に隣接する裏側基板
12の近傍における液晶分子の配向方向に対してほぼ直
交する方向に設定している。
【0034】図2は、上記カラー液晶表示装置の各液晶
セル10A,10Bの両基板の近傍における液晶分子配
向方向と各偏光板21,22,23の透過軸の向きを液
晶表示装置の表面側から見た図であり、この実施例で
は、各液晶セル10A,10Bの液晶分子のツイスト角
をそれぞれ90°近辺の角度とし、各偏光板21,2
2,23をその透過軸21a,22a,23aを次のよ
うな向きにして配置している。
【0035】すなわち、図2のように、第1,第2のい
ずれの液晶セル10A,10Bにおいても、その表側基
板11の近傍における液晶分子の配向方向11aは、表
示装置の画面の横軸Sに対し表面側から見て左回りに約
47°の方向、裏側基板12の近傍における液晶分子の
配向方向12aは、前記横軸Sに対し表面側から見て右
回りに約47°の方向にあり、したがって、各液晶セル
10A,10Bの液晶18の分子は、そのツイスト方向
を破線矢印で示したように、裏側基板12から表側基板
11に向かって、表面側から見て右回りに約86°のツ
イスト角でツイスト配向している。
【0036】一方、上記3枚の偏光板21,22,23
のうち、第1の液晶セル10Aの外面に配置された表側
偏光板(着色偏光板)21は、その透過軸21aを前記
横軸Sに対し表面側から見て左回りに約50°の方向に
向けて配置されており、したがって、この表側偏光板2
1の透過軸21aは、第1の液晶セル10Aの表側基板
11の近傍における液晶分子の配向方向11aに沿った
方向にある。
【0037】また、液晶セル10A,10B間に配置さ
れた中間偏光板(通常偏光板)22は、その透過軸22
aを前記横軸Sに対し表面側から見て左回りに約130
°の方向に向けて配置されており、したがって、この中
間偏光板22の透過軸22aは、第1の液晶セル10A
の裏側基板12の近傍における液晶分子の配向方向12
aに沿った方向にあり、第2の液晶セル10Bの表側基
板11の近傍における液晶分子の配向方向11aに対し
てはほぼ直交している。
【0038】さらに、第2の液晶セル10Bの外面に配
置された裏側偏光板(通常偏光板)23は、その透過軸
23aを前記横軸Sに対し表面側から見て左回りに約4
5°の方向に向けて配置されており、したがって、この
裏側偏光板23の透過軸23aは、第2の液晶セル10
Bの裏側基板12の近傍における液晶分子の配向方向1
2aに対してほぼ直交する方向にある。
【0039】このカラー液晶表示装置は、上記2つの液
晶セル10A,10Bと3枚の偏光板21,22,23
とによって光の透過を制御するとともに、前記各偏光板
21,22,23のうちの表側偏光板21を着色偏光板
とすることにより、この着色偏光板21の色に着色され
た表示を得るものであり、その表示動作は次の通りであ
る。
【0040】すなわち、この実施例のカラー液晶表示装
置は、外光を利用して反射型表示を行なうものであり、
例えば、上記表側偏光板21を赤に着色された赤色偏光
板とした場合は、液晶表示素子の表面側から表側偏光板
(赤色偏光板)21に入射した外光(白色光)のうちの
赤の波長域の光は全方向の偏光成分を含んだ円偏光の状
態のまま出射し、他の波長域、つまり緑と青の波長域の
光は、前記表側偏光板21の透過軸21aと直交する偏
光成分の光を吸収されて、前記透過軸21aに沿った直
線偏光となって出射する。
【0041】一方、上記第1および第2の液晶セル10
A,10Bの液晶の分子は、両基板11,12の電極1
3,14間に電圧を印加していないOFF状態では基板
11,12面に対して最も倒伏した初期のツイスト配向
状態にあり、前記電極13,14間に液晶分子を充分に
立上がらせる強さのON電圧を印加すると、基板11,
12面に対してほぼ垂直に立上がり配向する。
【0042】そして、第1の液晶セル10AがOFF状
態にあるとき、つまり液晶分子が初期のツイスト配向状
態にあるときは、前記表側偏光板(赤色偏光板)21を
透過して第1の液晶セル10Aに入射した光が旋光され
て中間偏光板22に入射するため、このときは、緑およ
び青の波長域の光(直線偏光)と、赤の波長域の光(円
偏光)のうちの前記緑および青の波長域の光と同じ偏光
成分の光とが中間偏光板22を透過し、この中間偏光板
22を透過した光が、可視光帯域の全ての波長の光、つ
まり赤、緑、青の波長域の光を含んだ白の直線偏光とな
る。
【0043】また、第1の液晶セル10AがON状態に
あるとき、つまり液晶分子が基板面に対してほぼ垂直に
立上がり配向した状態にあるときは、前記表側偏光板
(赤色偏光板)21を透過して第1の液晶セル10Aに
入射した光が旋光されることなく透過して中間偏光板2
2に入射するため、このときは、緑および青の波長域の
光(直線偏光)が中間偏光板22で吸収され、赤の波長
域の光(円偏光)のうちの中間偏光板22の透過軸22
aに沿った偏光成分の光だけが中間偏光板22を透過し
て、この中間偏光板22を透過した光が、赤の直線偏光
となる。
【0044】さらに、前記中間偏光板22を透過した光
は第2の液晶セル10Bに入射するが、この第2の液晶
セル10BがOFF状態にあるとき、つまり液晶分子が
初期のツイスト配向状態にあるときは、入射光が旋光さ
れて裏側偏光板23に入射するため、このときは、第2
の液晶セル10Bを透過した光が前記裏側偏光板23を
透過し、その透過光が反射板45で反射されて液晶表示
装置の表面側に出射し、この透過光の色が表示される。
【0045】したがって、第2の液晶セル10BがOF
F状態にあるときの表示色は、前記第1の液晶セル10
AがOFF状態にあるときで白、第1の液晶セル10A
がON状態にあるときで赤である。
【0046】また、第2の液晶セル10BがON状態に
あるとき、つまり液晶分子が基板11,12面に対して
ほぼ垂直に立上がり配向した状態にあるときは、入射光
が旋光されることなく透過して裏側偏光板23に入射す
るため、このときは、第2の液晶セル10Bを透過した
光(第1の液晶セル10AがOFF状態にあるときは白
色光、第1の液晶セル10AがON状態にあるときは赤
色光)が前記裏側偏光板23で吸収され、表示が黒にな
る。
【0047】図3〜図6は上記カラー液晶表示装置にお
ける赤、緑、青のそれぞれの波長域の光の偏光状態の変
化を、直交する2つの方向の偏光成分について模式的に
示した図である。
【0048】すなわち、図3は第1と第2の両方の液晶
セル10A,10BをOFFさせたときの偏光状態の変
化を示しており、このときは白が表示される。また、図
4は第1の液晶セル10AをONさせ、第2の液晶セル
10BをOFFさせたときの偏光状態の変化を示してお
り、このときは赤が表示される。さらに、図5は第1の
液晶セル10AをOFFさせ、第2の液晶セル10Bを
ONさせたときの偏光状態の変化を示しており、このと
きは黒が表示される。また、図6は第1と第2の両方の
液晶セル10A,10BをONさせたときの偏光状態の
変化を示しており、このときも黒が表示される。
【0049】このカラー液晶表示装置における各液晶セ
ル10A,10BのON,OFFによる表示色の変化を
まとめると、次のようになる。 第1セルOFF,第2セルOFF…白 第1セルON, 第2セルOFF…赤 第1セルOFF,第2セルON …黒 第1セルON, 第2セルON …黒 したがって、上記カラー液晶表示装置によれば、白を背
景とする表示を行なうことができるとともに、その表示
の色を赤と黒の2通りに変化させて、バリエーションの
ある表示を実現することができる。
【0050】なお、上記カラー液晶表示装置は、その表
示パターンの任意の部分を第1の液晶セル10Aのセグ
メント電極14とコモン電極13との間に電圧を印加す
ることによって表示し、他の部分を第2の液晶セル10
Bのセグメント電極14とコモン電極13との間に電圧
を印加することによって表示することも可能であり、こ
のようにすれば、1つの表示パターンを赤と黒に色分け
して表示することができる。
【0051】このように、上記カラー液晶表示装置は、
2つの液晶セル10A,10Bと、前記液晶セルの数に
1を加えた数の3枚の偏光板21,22,23とを交互
に積層するとともに、前記偏光板のうちの1枚の偏光板
21を着色偏光板としているため、前記着色偏光板21
と、それに隣接する第1の液晶セル10Aと、この液晶
セル10Aをはさんで前記着色偏光板21と対向する中
間偏光板22とにより白色光と前記着色偏光板21の色
の着色光とを得るとともに、第2の液晶セル10Bと偏
光板22,23とによる光の透過制御により、前記白色
光または着色光を透過させて白と前記着色偏光板の色を
表示するか、あるいはその光を吸収して黒を表示するこ
とができる。
【0052】したがって、このカラー液晶表示装置によ
れば、カラーフィルタを用いずに光を着色して明るいカ
ラー表示を得ることができ、しかも、着色偏光板21の
色に対応した色純度の高い着色表示と、表示の基本であ
る白と黒の表示を得ることができるとともに、偏光板2
1,22,23の偏光特性は温度が変化してもほとんど
変化せず、また、液晶セル10A,10Bは、入射光を
旋光させるか旋光させずに透過させる機能を果たしさえ
ばよいために、従来のECB型液晶表示装置のように温
度による液晶の複屈折性の変化が表示色に影響すること
はないから、温度によって表示色がほとんど変動しな
い。
【0053】なお、上記実施例では、着色偏光板として
赤色偏光板を用いたが、この着色偏光板は、他の色に着
色されたものを用いてもよく、例えば、表側偏光板21
に緑色偏光板を用いれば、各液晶セル10A,10Bの
ON,OFFによる表示色の変化が次のようになる。 第1セルOFF,第2セルOFF…白 第1セルON, 第2セルOFF…緑 第1セルOFF,第2セルON …黒 第1セルON, 第2セルON …黒 また、前記表側偏光板21に青色偏光板を用いれば、各
液晶セル10A,10BのON,OFFによる表示色の
変化が次のようになる。 第1セルOFF,第2セルOFF…白 第1セルON, 第2セルOFF…青 第1セルOFF,第2セルON …黒 第1セルON, 第2セルON …黒 さらに、上記実施例では、光の入射側である表側の偏光
板21を着色偏光板としたが、この表側偏光板21を通
常偏光板とし、中間偏光板22または裏側偏光板23を
着色偏光板としてもよい。その場合は、各波長域の光が
表側偏光板21の偏光作用により直線偏光となって入射
するが、その光が着色偏光板(中間偏光板22または裏
側偏光板23)の透過軸に対してほぼ直交する方向の直
線偏光となって前記着色偏光板に入射したときに、この
着色偏光板の色に対応する波長域の光が透過し、他の波
長域の光が吸収されるため、着色偏光板を透過した光が
着色光になる。
【0054】また、上記実施例では、3枚の偏光板2
1,22,23のうちの1枚の偏光板を着色偏光板とし
たが、上記のように2つの液晶セル10A,10Bと3
枚の偏光板21,22,23とでカラー液晶表示装置を
構成する場合は、前記3枚の偏光板のうちの2枚の偏光
板を着色偏光板とし、これらの着色偏光板の色を互いに
異ならせるのがより好ましく、このようにすれば、白と
黒の他に、2枚の着色偏光板のそれぞれの色に対応する
2色の着色表示を行なうことができる。
【0055】すなわち、図1に示した構成であって、各
液晶セル10A,10Bの両基板の近傍における液晶分
子配向方向11a,12aと各偏光板21,22,23
の透過軸21a,22a,23aの向きを図2に示した
ように設定したカラー液晶表示装置において、例えば表
側偏光板21を赤色偏光板とし、中間偏光板22を緑色
偏光板とした場合は、液晶表示素子の表面側から表側偏
光板(赤色偏光板)21に入射した外光(白色光)のう
ちの赤の波長域の光は全方向の偏光成分を含んだ円偏光
の状態のまま出射し、他の波長域、つまり緑と青の波長
域の光は、前記表側偏光板(赤色偏光板)21の透過軸
21aと直交する偏光成分の光を吸収されて、前記透過
軸21aに沿った直線偏光となって出射する。
【0056】そして、第1の液晶セル10AがOFF状
態にあるとき、つまり液晶分子が初期のツイスト配向状
態にあるときは、前記表側偏光板(赤色偏光板)21を
透過して第1の液晶セル10Aに入射した光が旋光され
て中間偏光板22に入射するため、緑および青の波長域
の光(直線偏光)と、赤の波長域の光(円偏光)のうち
の前記緑および青の波長域の光と同じ偏光成分の光とが
前記中間偏光板22を透過して、この中間偏光板22を
透過した光が、赤、緑、青の波長域の光を含んだ白の直
線偏光となる。
【0057】また、第1の液晶セル10AがON状態に
あるとき、つまり液晶分子が基板面に対してほぼ垂直に
立上がり配向した状態にあるときは、前記表側偏光板
(赤色偏光板)21を透過して第1の液晶セル10Aに
入射した光が旋光されることなく透過して中間偏光板2
2に入射するが、この中間偏光板22は緑色偏光板であ
って、緑の波長域の光は透過軸22aと直交する偏光成
分の光も透過させるため、中間偏光板22に入射した光
のうち、青の波長域の光(直線偏光)と、赤の波長域の
光(円偏光)のうちの中間偏光板22の透過軸22aと
直交する偏光成分の光が中間偏光板22で吸収され、緑
の波長域の光(直線偏光)と、赤の波長域の光(円偏
光)のうちの中間偏光板22の透過軸22aに沿った偏
光成分の光が中間偏光板22を透過する。
【0058】この中間偏光板(緑色偏光板)22を透過
した赤と緑の波長域の光のうち、赤の波長域の光は、前
記中間偏光板22の透過軸22aに沿った直線偏光であ
り、緑の波長域の光は、前記中間偏光板22の透過軸2
2aに対してほぼ直交する方向の直線偏光である。
【0059】さらに、前記中間偏光板22を透過した光
は第2の液晶セル10Bに入射するが、この第2の液晶
セル10BがOFF状態にあるとき、つまり液晶分子が
初期のツイスト配向状態にあるときは、入射光が旋光さ
れて裏側偏光板23に入射する。
【0060】そして、第1の液晶セル10AがOFF状
態にあるとき、つまり、赤、緑、青の波長域の光を含む
白の直線偏光が第2の液晶セル10Bで旋光されて裏側
偏光板23に入射するときは、その各波長域の光がいず
れも裏側偏光板23を透過して、その透過光が反射板2
5で反射されて液晶表示装置の表面側に出射し、この透
過光の色(白)が表示される。
【0061】また、第1の液晶セル10AがOFF状態
にあるときは、赤と緑の波長域の光が裏側偏光板23に
入射するが、そのうちの赤の波長域の光は裏側偏光板2
3の透過軸23aに沿った直線偏光であり、緑の波長域
の光は裏側偏光板23の透過軸23aに対してほぼ直交
する方向の直線偏光であるため、このときは、緑の波長
域の光が裏側偏光板23で吸収され、赤の波長域の光が
裏側偏光板23を透過して、その透過光が反射板25で
反射されて液晶表示装置の表面側に出射し、この透過光
の色(赤)が表示される。
【0062】したがって、第2の液晶セル10BがOF
F状態にあるときの表示色は、前記第1の液晶セル10
AがOFF状態にあるときで白、第1の液晶セル10A
がON状態にあるときで赤である。
【0063】また、第2の液晶セル10BがON状態に
あるとき、つまり液晶分子が基板面に対してほぼ垂直に
立上がり配向した状態にあるときは、入射光が旋光され
ることなく透過して裏側偏光板23に入射するが、この
ときの上記第1の液晶セル10Aの状態がOFFであれ
ば、上記白の表示のときと同じように中間偏光板(緑色
偏光板)22を透過した赤、緑、青の波長域の光が、そ
のまま第2の液晶セル10Bを透過して裏側偏光板23
にその透過軸23aに対してほぼ直交する偏光状態で入
射するため、赤、緑、青の波長域の光がいずれも裏側偏
光板23で吸収され、表示が黒になる。
【0064】さらに、第2の液晶セル10BがON状態
にあるとき、上記第1の液晶セル10Aの状態がONで
あれば、上記赤の表示のときと同じように中間偏光板
(緑色偏光板)22を透過した赤と緑の波長域の光が、
そのまま第2の液晶セル10Bを透過して裏側偏光板2
3に入射するが、このときは、赤の波長域の光が裏側偏
光板23に対してその透過軸23aに対してほぼ直交す
る偏光状態で入射し、緑の波長域の光が裏側偏光板23
に対してその透過軸23aに沿った偏光状態で入射する
ため、赤の波長域の光は裏側偏光板23で吸収され、緑
の波長域の光が裏側偏光板23を透過して、その透過光
が反射板45で反射されて液晶表示装置の表面側に出射
し、表示が緑になる。
【0065】図7〜図10は上記のように表側偏光板2
1を赤色偏光板とし、中間偏光板22を緑色偏光板とし
たカラー液晶表示装置における赤、緑、青のそれぞれの
波長域の光の偏光状態の変化を、直交する2つの方向の
偏光成分について模式的に示した図である。
【0066】すなわち、図7は第1と第2の両方の液晶
セル10A,10BをOFFさせたときの偏光状態の変
化を示しており、このときは白が表示される。また、図
8は第1の液晶セル10AをONさせ、第2の液晶セル
10BをOFFさせたときの偏光状態の変化を示してお
り、このときは赤が表示される。さらに、図9は第1の
液晶セル10AをOFFさせ、第2の液晶セル10Bを
ONさせたときの偏光状態の変化を示しており、このと
きは黒が表示される。また、図10は第1と第2の両方
の液晶セル10A,10BをONさせたときの偏光状態
を変化を示しており、このときは緑が表示される。
【0067】このカラー液晶表示装置における各液晶セ
ル10A,10BのON,OFFによる表示色の変化を
まとめると、次のようになる。 第1セルOFF,第2セルOFF…白 第1セルON, 第2セルOFF…赤 第1セルOFF,第2セルON …黒 第1セルON, 第2セルON …緑 したがって、このカラー液晶表示装置によれば、白を背
景とする表示を行なうことができるとともに、その表示
の色を赤と緑と黒の3通りに選択して、よりバリエーシ
ョンのある表示を実現することができる。
【0068】さらに、このカラー液晶表示装置は、複数
のセグメント電極14を同時に選択して、1つのパター
ンを表示する際に、各液晶セル10A,10Bごとに選
択するセグメント電極14の数を変えて駆動することも
可能であり、このようにすれば、1つの表示パターンを
赤と緑と青と黒と緑に色分けして表示することができ
る。
【0069】なお、上記の例では、表側偏光板21を赤
色偏光板とし、中間偏光板22を緑色偏光板としたが、
これと反対に、表側偏光板21を緑色偏光板とし、中間
偏光板22を赤色偏光板としてもよく、その場合は、第
1セルON,第2セルOFFで緑が表示され、第1セル
ON,第2セルONで赤が表示される。
【0070】また、着色偏光板は他の色に着色されたも
のを用いてもよく、例えば表側偏光板21に緑色偏光板
を用い、中間偏光板22に青色偏光板を用いれば、各液
晶セル10A,10BのON,OFFによる表示色の変
化が次のようになる。 第1セルOFF,第2セルOFF…白 第1セルON, 第2セルOFF…緑 第1セルOFF,第2セルON …黒 第1セルON, 第2セルON …青 さらに、前記表側偏光板21に青色偏光板を用い、中間
偏光板22に赤色偏光板を用いれば、各液晶セル10
A,10BのON,OFFによる表示色の変化が次のよ
うになる。 第1セルOFF,第2セルOFF…白 第1セルON, 第2セルOFF…青 第1セルOFF,第2セルON …黒 第1セルON, 第2セルON …赤 なお、上記の例では、表側偏光板21と液晶セル10
A,10B間の中間偏光板22を着色偏光板としたが、
3枚の偏光板21,22,22のうちの2枚の偏光板を
着色偏光板とする場合は、表側偏光板21と裏側偏光板
23、あるいは中間偏光板22と裏側偏光板23を着色
偏光板とし、残りの1枚の偏光板を通常偏光板としても
よい。
【0071】また、上記実施例では、第1と第2の液晶
セル10A,10Bのセグメント電極14を同じパター
ンに形成しているが、前記セグメント電極14のパター
ンは各液晶セル10A,10Bで異ならせてもよく、こ
のようにすれば、第1の液晶セル10Aのセグメント電
極14とコモン電極13との間に電圧を印加することに
よって表示されるパターンと、第2の液晶セル10Bの
セグメント電極14とコモン電極13との間に電圧を印
加することによって表示される他のパターンとを異なる
色で表示することができる。
【0072】図11および図12はこの発明の第2の実
施例を示しており、図1はカラー液晶表示装置の断面図
である。この実施例のカラー液晶表示装置は、第1と第
2と第3の3つの液晶セル10A,10B,10Cと、
この液晶セルの数に1を加えた数の4枚の偏光板31,
32,33,34とを備え、これらの偏光板31,3
2,33,34を、前記第1と第2の液晶セル10A,
10Bの間と、前記第2と第3の液晶セル10B,10
Cの間と、前記第1の液晶セル10Aの外面(表面)
と、前記第3の液晶セル10Cの外面(裏面)とにそれ
ぞれ配置するとともに、前記液晶セル10A,10B,
10Cと偏光板31,32,33,34との積層体の裏
面に反射板35を配置した構成となっている。
【0073】なお、前記第1と第2の液晶セル10A,
10Bは上記第1の実施例で用いた液晶セル10A,1
0Bと同じものであり、第3の液晶セル10Cの構成も
同じであるから、その説明は図において対応するものに
同符号を付して省略する。
【0074】これらの液晶セル10A,10B,10C
は、いずれもセグメント方式のものであり、そのセグメ
ント電極14は各液晶セル10A,10B,10Cとも
同じパターンに形成されている。
【0075】また、上記液晶18は、カイラル剤を添加
したネマティック液晶であり、各液晶セル10A,10
B,10Cの液晶分子のツイスト角はほぼ同じ値とされ
ており、また各液晶セル10A,10B,10CのΔn
dの値もほぼ同じ(好ましくは約476nmまたは約1
065nm)に設定されている。
【0076】一方、この実施例では、上記4枚の偏光板
31,32,33,34のうち、第1の液晶セル10A
の外面に配置された表側偏光板31と、第1と第2の液
晶セル10A,10Bの間に配置された第1の中間偏光
板32と、第2と第3の液晶セル10B,10Cの間に
配置された第2の中間偏光板33とを、互いに色を異な
らせた着色偏光板とし、第3の液晶セル10Cの外面に
配置された裏側偏光板34を通常偏光板としている。
【0077】そして、この実施例では、第1と第2の液
晶セル10A,10Bの間に配置された第1の中間偏光
板32の透過軸を、第1の液晶セル10Aの前記第1の
中間偏光板32に隣接する裏側基板12の近傍における
液晶分子の配向方向に沿った方向にし、第2の液晶セル
10Bの第1の中間偏光板32に隣接する表側基板11
の近傍における液晶分子の配向方向を、前記第1の中間
偏光板32の透過軸の方向に対してほぼ直交させ、第2
と第3の液晶セル10B,10Cの間に配置された第2
の中間偏光板33の透過軸を、第2の液晶セル10Bの
前記第2の中間偏光板32に隣接する裏側基板12の近
傍における液晶分子の配向方向に対してほぼ直交させ、
第3の液晶セル10Cの第2の中間偏光板32に隣接す
る表側基板11の近傍における液晶分子の配向方向を、
前記第2の中間偏光板32の透過軸に沿った方向にする
とともに、他の2枚の偏光板31,34のうちの第1の
液晶セル10Aの外面に配置された表側偏光板31の透
過軸を、前記第1の液晶セル10Aの前記表側偏光板3
1に隣接する表側基板11の近傍における液晶分子の配
向方向に沿った方向にし、第3の液晶セル10Cの外面
に配置された裏側偏光板34の透過軸を、第3の液晶セ
ル10Cの前記裏側偏光板34に隣接する裏側基板の近
傍における液晶分子の配向方向に沿った方向に設定して
いる。
【0078】図12は、上記カラー液晶表示装置の各液
晶セル10A,10B,10Cの両基板の近傍における
液晶分子配向方向と各偏光板31,32,33,34の
透過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、各液晶セル10A,10B,10
Cの液晶分子のツイスト角をそれぞれ90°近辺の角度
とし、各偏光板31,32,33,34をその透過軸3
1a,32a,33a,34aを次のような向きにして
配置している。
【0079】すなわち、図12のように、第1,第2,
第3のいずれの液晶セル10A,10B,10Cにおい
ても、その表側基板11の近傍における液晶分子の配向
方向11aは、表示装置の画面の横軸Sに対し表面側か
ら見て左回りに約47°の方向、裏側基板12の近傍に
おける液晶分子の配向方向12aは、前記横軸Sに対し
表面側から見て右回りに約47°の方向にあり、したが
って、各液晶セル10A,10B,10Cの液晶18の
分子は、そのツイスト方向を破線矢印で示したように、
裏側基板12から表側基板11に向かって、表面側から
見て右回りに約86°のツイスト角でツイスト配向して
いる。
【0080】一方、上記4枚の偏光板31,32,3
3,34のうち、第1の液晶セル10Aの外面に配置さ
れた表側偏光板(着色偏光板)31は、その透過軸31
aを前記横軸Sに対し表面側から見て左回りに約50°
の方向に向けて配置されており、したがって、この表側
偏光板31の透過軸31aは、第1の液晶セル10Aの
表側基板11の近傍における液晶分子の配向方向11a
に沿った方向にある。
【0081】また、第1と第2の液晶セル10A,10
Bの間に配置された第1の中間偏光板(着色偏光板)3
2は、その透過軸32aを前記横軸Sに対し表面側から
見て左回りに約130°の方向に向けて配置されてお
り、したがって、この第1の中間偏光板22の透過軸2
2aは、第1の液晶セル10Aの裏側基板12の近傍に
おける液晶分子の配向方向12aに沿った方向にあり、
第2の液晶セル10Bの表側基板11の近傍における液
晶分子の配向方向11aに対してはほぼ直交している。
【0082】第2と第3の液晶セル10B,10Cの間
に配置された第2の中間偏光板(着色偏光板)33は、
その透過軸33aを前記横軸Sに対し表面側から見て左
回りに約50°の方向に向けて配置されており、したが
って、この第2の中間偏光板33の透過軸33aは、第
2の液晶セル10Bの裏側基板12の近傍における液晶
分子の配向方向12aに対してほぼ直交する方向にあ
り、第3の液晶セル10Cの表側基板11の近傍におけ
る液晶分子の配向方向11aに対してはそれに沿った方
向にある。
【0083】さらに、第3の液晶セル10Cの外面に配
置された裏側偏光板(通常偏光板)34は、その透過軸
34aを前記横軸Sに対し表面側から見て左回りに約1
35°の方向に向けて配置されており、したがって、こ
の裏側偏光板34の透過軸34aは、第3の液晶セル1
0Cの裏側基板12の近傍における液晶分子の配向方向
12aに沿った方向にある。
【0084】このカラー液晶表示装置は、上記3つの液
晶セル10A,10B,10Cと4枚の偏光板31,3
2,33,34とによって光の透過を制御するととも
に、前記各偏光板31,32,33,34のうちの表側
偏光板31と第1および第2の中間偏光板32,33と
を着色偏光板とすることにより、これらの着色偏光板3
1,32,33のそれぞれの色に着色された表示を得る
ものである。
【0085】このカラー液晶表示装置の表示動作を、上
記表側偏光板31を赤色偏光板とし、第1の中間偏光板
32を緑色偏光板とし、第2の中間偏光板33を青色偏
光板とした場合について説明すると、液晶表示素子の表
面側から入射した光が第2の液晶セル10Bを透過する
までの各波長域の光の偏光状態の変化は、上記第1の実
施例のカラー液晶表示装置の表側偏光板21を赤色偏光
板、中間偏光板22を緑色偏光板とした場合と同じであ
る。
【0086】すなわち、第1の液晶セル10AがOFF
状態にあるときは、第1の中間偏光板(緑色偏光板)3
2を透過した光が、赤、緑、青の波長域の光を含んだ白
の直線偏光となり、第1の液晶セル10AがON状態に
あるときは、緑の波長域の光(直線偏光)と、赤の波長
域の光(円偏光)のうちの前記中間偏光板32の透過軸
32aに沿った偏光成分の光が第1の中間偏光板32を
透過する。
【0087】また、この中間偏光板(緑色偏光板)32
を透過した赤と緑の波長域の光のうち、赤の波長域の光
は、前記中間偏光板32の透過軸32aに沿った直線偏
光であり、緑の波長域の光は、前記中間偏光板32の透
過軸32aに対してほぼ直交する方向の直線偏光であ
る。
【0088】上記第1の中間偏光板32を透過した光は
第2の液晶セル10Bに入射し、この第2の液晶セル1
0BがOFF状態にあるときは旋光され、第2の液晶セ
ル10BがON状態にあるときは旋光されることなく透
過する。
【0089】そして、この実施例のカラー液晶表示装置
では、上記第2の液晶セル10Bを透過した光が第2の
中間偏光板33に入射するが、第1の液晶セル10Aと
第2の液晶セル10Bが共にOFF状態にあるとき、つ
まり、赤、緑、青の波長域の光を含む白の直線偏光が第
2の液晶セル10Bで旋光されて第2の中間偏光板33
に入射したときは、その各波長域の光がいずれも第2の
中間偏光板33を透過する。
【0090】また、第1の液晶セル10AがON状態に
あり、第2の液晶セル10BがOFF状態にあるとき
は、赤と緑の波長域の光が第2の液晶セル10Bで旋光
されて第2の中間偏光板33に入射するが、その光のう
ちの赤の波長域の光は第2の中間偏光板33の透過軸3
3aに沿った直線偏光であり、緑の波長域の光は前記透
過軸33aとほぼ直交する方向の直線偏光であるため、
このときは、緑の波長域の光が第2の中間偏光板33で
吸収され、赤の波長域の光が第2の中間偏光板33を透
過する。
【0091】さらに、第1の液晶セル10AがOFF状
態にあり、第2の液晶セル10BがON状態にあるとき
は、赤、緑、青の波長域の光を含む白の直線偏光が第2
の液晶セル10Bを旋光されることなく透過して第2の
中間偏光板33に入射するが、この第2の中間偏光板3
3は青の波長域の光は透過軸33aと直交する偏光成分
の光も透過させる青色偏光板であり、この第2の中間偏
光板33に入射する赤、緑、青の波長域の光はいずれも
第2の中間偏光板33の透過軸33aとほぼ直交する方
向の直線偏光であるため、このときは、赤と緑の波長域
の光が第2の中間偏光板33で吸収され、青の波長域の
光が吸収されることなく第2の中間偏光板33を透過す
る。
【0092】また、第1の液晶セル10Aと第2の液晶
セル10Bが共にON状態にあるときは、赤と緑の波長
域の光が第2の液晶セル10Bを旋光されることなく透
過して第2の中間偏光板33に入射するが、その光のう
ちの赤の波長域の光は第2の中間偏光板33の透過軸3
3aとほぼ直交する方向の直線偏光であり、緑の波長域
の光は前記透過軸33aに沿った直線偏光であるため、
このときは、赤の波長域の光が第2の中間偏光板33で
吸収され、緑の波長域の光が第2の中間偏光板33を透
過する。
【0093】さらに、前記第2の中間偏光板33を出射
した光は、第3の液晶セル10Cにを透過して裏側偏光
板34に入射し、この裏側偏光板34を透過した光が、
反射板45で反射されて液晶表示装置の表面側に出射す
る。
【0094】すなわち、まず、第3の液晶セル10Cが
OFF状態にあるときについて説明すると、このとき
は、第3の液晶セル10Cに入射した光が旋光されて裏
側偏光板34に入射する。
【0095】そして、第1の液晶セル10Aと第2の液
晶セル10Bが共にOFF状態にあるときは、上記第2
の中間偏光板33を透過した赤、緑、青の波長域の光を
含む白の直線偏光が、第3の液晶セル10Bで旋光さ
れ、裏側偏光板34の透過軸34aに沿った直線偏光と
なって前記裏側偏光板34に入射するため、その各波長
域の光がいずれも裏側偏光板34を透過し、その透過光
が反射板35で反射されて液晶表示装置の表面側に出射
して、この透過光の色(白)が表示される。
【0096】また、第1の液晶セル10AがON状態に
あり、第2の液晶セル10BがOFF状態にあるとき
は、上記第2の中間偏光板33を透過した赤の波長域の
光が第3の液晶セル10Bで旋光され、裏側偏光板34
の透過軸34aに沿った直線偏光となって前記裏側偏光
板34に入射するため、その光が裏側偏光板34を透過
し、その透過光が反射板35で反射されて液晶表示装置
の表面側に出射して、この透過光の色(赤)が表示され
る。
【0097】さらに、第1の液晶セル10AがOFF状
態にあり、第2の液晶セル10BがON状態にあるとき
は、上記第2の中間偏光板33を透過した青の波長域の
光が第3の液晶セル10Bで旋光され、裏側偏光板34
の透過軸34aとほぼ直交する方向の直線偏光となって
前記裏側偏光板34に入射するため、その光が裏側偏光
板34で吸収されて、表示が黒になる。
【0098】また、第1の液晶セル10Aと第2の液晶
セル10Bが共にON状態にあるときは、上記第2の中
間偏光板33を透過した緑の波長域の光が第3の液晶セ
ル10Bで旋光され、裏側偏光板34の透過軸34aに
沿った直線偏光となって前記裏側偏光板34に入射する
ため、その光が裏側偏光板34を透過し、その透過光が
反射板35で反射されて液晶表示装置の表面側に出射し
て、この透過光の色(緑)が表示される。
【0099】次に、上記第3の液晶セル10CがON状
態にあるときについて説明すると、このときは、第3の
液晶セル10Cに入射した光が旋光されることなく透過
し、その光が裏側偏光板34に入射しれて裏側偏光板3
4に入射する。
【0100】そして、第1の液晶セル10Aと第2の液
晶セル10Bが共にOFF状態にあるときは、上記第2
の中間偏光板33を透過した赤、緑、青の波長域の光を
含む白の直線偏光が、裏側偏光板34の透過軸34aと
ほぼ直交する偏光状態のまま第3の液晶セル10Bを透
過して裏側偏光板34に入射するため、その各波長域の
光がいずれも裏側偏光板34で吸収されて、表示が黒に
なる。
【0101】また、第1の液晶セル10AがON状態に
あり、第2の液晶セル10BがOFF状態にあるとき
は、上記第2の中間偏光板33を透過した赤の波長域の
光が、裏側偏光板34の透過軸34aとほぼ直交する偏
光状態のまま第3の液晶セル10Bを透過して裏側偏光
板34に入射するため、その光が裏側偏光板34で吸収
されて、表示が黒になる。
【0102】さらに、第1の液晶セル10AがOFF状
態にあり、第2の液晶セル10BがON状態にあるとき
は、上記第2の中間偏光板33を透過した青の波長域の
光が、裏側偏光板34の透過軸34aに沿った偏光状態
のまま第3の液晶セル10Bを透過して裏側偏光板34
に入射するため、その光が裏側偏光板34を透過し、そ
の透過光が反射板35で反射されて液晶表示装置の表面
側に出射して、この透過光の色(青)が表示される。
【0103】また、第1の液晶セル10Aと第2の液晶
セル10Bが共にON状態にあるときは、上記第2の中
間偏光板33を透過した緑の波長域の光が、裏側偏光板
34の透過軸34aとほぼ直交する偏光状態のまま第3
の液晶セル10Bを透過して裏側偏光板34に入射する
ため、その光が裏側偏光板34で吸収されて、表示が黒
になる。
【0104】図13〜図16は上記カラー液晶表示装置
における赤、緑、青のそれぞれの波長域の光の偏光状態
の変化を、直交する2つの方向の偏光成分について模式
的に示した図であり、各図において、(a)は第3の液
晶セル10CをOFFさせた状態を示し、(b)は第3
の液晶セル10CをONさせた状態を示している。
【0105】なお、図13〜図16において、(a)に
は入射光からの偏光状態の変化を示したが、入射光が第
2の液晶セル10Bを透過するまでの偏光状態の変化
は、第3の液晶セル10CをONさせたときも(a)と
同じであるから、(b)には第2の液晶セル10Bを透
過した後の偏光状態の変化だけを示した。
【0106】すなわち、図13は第1と第2の両方の液
晶セル10A,10BをOFFさせたときの偏光状態の
変化を示しており、このときは、第3の液晶セル10C
をOFFさせたときに(a)のように白が表示され、第
3の液晶セル10CをONさせたときに(b)のように
黒が表示される。
【0107】また、図14は第1の液晶セル10AをO
Nさせ、第2の液晶セル10BをOFFさせたときの偏
光状態の変化を示しており、このときは、第3の液晶セ
ル10CをOFFさせたときに(a)のように赤が表示
され、第3の液晶セル10CをONさせたときに(b)
のように黒が表示される。
【0108】さらに、図15は第1の液晶セル10Aを
OFFさせ、第2の液晶セル10BをONさせたときの
偏光状態の変化を示しており、このときは、第3の液晶
セル10CをOFFさせたときに(a)のように黒が表
示され、第3の液晶セル10CをONさせたときに
(b)のように青が表示される。
【0109】また、図16は第1と第2の両方の液晶セ
ル10A,10BをONさせたときの偏光状態の変化を
示しており、このときは、第3の液晶セル10CをOF
Fさせたときに(a)のように緑が表示され、第3の液
晶セル10CをONさせたときに(b)のように黒が表
示される。
【0110】このカラー液晶表示装置における各液晶セ
ル10A,10B,10CのON,OFFによる表示色
の変化をまとめると、次のようになる。 第1セルOFF,第2セルOFF,第3セルOFF…白 第1セルON, 第2セルOFF,第3セルOFF…赤 第1セルOFF,第2セルON, 第3セルOFF…黒 第1セルON, 第2セルON, 第3セルOFF…緑 第1セルOFF,第2セルOFF,第3セルON …黒 第1セルON, 第2セルOFF,第3セルON …黒 第1セルOFF,第2セルON, 第3セルON …青 第1セルON, 第2セルON, 第3セルON …黒 したがって、このカラー液晶表示装置によれば、白を背
景とする表示を行なうことができるとともに、その表示
の色を赤と緑と青と黒との4通りに選択して、バリエー
ションに富んだ表示を実現することができる。
【0111】さらに、このカラー液晶表示装置は、複数
のセグメント電極14を同時に選択して、1つのパター
ンを表示する際に、各液晶セル10A,10B,10C
ごとに選択するセグメント電極14の数を変えて駆動す
ることも可能であり、このようにすれば、1つの表示パ
ターンを赤と緑と青と黒と緑に色分けして表示すること
ができる。
【0112】なお、上記の例では、表側偏光板31を赤
色偏光板とし、第1の中間偏光板32を緑色偏光板、第
2の中間偏光板33を青色偏光板としたが、これらの着
色偏光板の色は任意でよい。
【0113】また、上記第2の実施例のように4枚の偏
光板31,32,32,34のうちの3枚の偏光板を着
色偏光板とする場合は、表側偏光板31と第1の中間偏
光板32と第2の中間偏光板33と裏側偏光板34のう
ちのいずれを着色偏光板としてもよく、その場合でも、
3枚の偏光板を着色偏光板とし、残りの1枚の偏光板を
通常偏光板としすれば、白と黒の他に、3枚の着色偏光
板のそれぞれの色に対応する3色の着色表示を行なうこ
とができる。
【0114】また、上記実施例では、第1,第2,第3
の液晶セル10A,10B,10Cのセグメント電極1
4を同じパターンに形成しているが、前記セグメント電
極14のパターンは各液晶セル10A,10B,10C
で異ならせてもよく、このようにすれば、第1の液晶セ
ル10Aのセグメント電極14とコモン電極13との間
に電圧を印加することによって表示されるパターンと、
第2の液晶セル10Bのセグメント電極14とコモン電
極13との間に電圧を印加することによって表示される
他のパターンと、第3の液晶セル10Cのセグメント電
極14とコモン電極13との間に電圧を印加することに
よって表示されるさらに他のパターンとを異なる色で表
示することができる。
【0115】さらに、上述した第1の実施例および上記
第2の実施例では、各液晶セル10A,10Bおよび1
0Cにセグメント方式のものを用いたが、これらの液晶
セルはドットマトリックス方式のものであってもよく、
また、この発明は、反射型のものに限らず、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
も適用できることはもちろんである。
【0116】
【発明の効果】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複数の液晶セルと、前記液
晶セルの数に1を加えた数の偏光板とを備え、前記複数
の液晶セルと前記偏光板とを交互に積層して配置すると
ともに、前記偏光板のうちの少なくとも1枚の偏光板を
所定の色に着色された着色偏光板としたものであって、
複数の液晶セルとその数に1を加えた数の偏光板とによ
って光の透過を制御するとともに、前記各偏光板のうち
の少なくとも1枚の偏光板を着色偏光板とすることによ
り、この着色偏光板の色に着色された表示を得るもので
あるから、カラーフィルタを用いずに光を着色して明る
いカラー表示を得ることができ、しかも、色純度の高い
着色表示と、表示の基本である白と黒の表示を得ること
ができるとともに、温度によって表示色がほとんど変動
しない。
【0117】また、この発明のカラー液晶表示装置にお
いて、例えば、第1と第2の2つの液晶セルと、3枚の
偏光板とを備え、これらの偏光板を、前記第1と第2の
液晶セルの間と、前記第1の液晶セルの外面と、前記第
2の液晶セルの外面とにそれぞれ配置する場合は、液晶
セル間に配置された中間偏光板の透過軸を、前記第1の
液晶セルの前記中間偏光板に隣接する基板の近傍におけ
る液晶分子の配向方向に沿った方向にし、前記第2の液
晶セルの前記中間偏光板に隣接する基板の近傍における
液晶分子の配向方向を、前記中間偏光板の透過軸の方向
に対してほぼ直交させるとともに、他の2枚の偏光板の
うちの前記第1の液晶セルの外面に配置された一方の偏
光板の透過軸を、前記第1の液晶セルの前記一方の偏光
板に隣接する基板の近傍における液晶分子の配向方向に
沿った方向にし、前記第2の液晶セルの外面に配置され
た他方の偏光板の透過軸を、前記第2の液晶セルの前記
他方の偏光板に隣接する基板の近傍における液晶分子の
配向方向に対してほぼ直交する方向にし、さらに、前記
3枚の偏光板のうちの2枚の偏光板を着色偏光板とし、
これらの着色偏光板の色を互いに異ならせるのが好まし
く、このようにすれば、白と黒の他に、2枚の着色偏光
板のそれぞれの色に対応する2色の着色表示を行なうこ
とができる。
【0118】さらに、この発明のカラー液晶表示装置に
おいて、第1と第2と第3の3つの液晶セルと、4枚の
偏光板とを備え、これらの偏光板を、前記第1と第2の
液晶セルの間と、前記第2と第3の液晶セルの間と、前
記第1の液晶セルの外面と、前記第3の液晶セルの外面
とにそれぞれ配置する場合、前記第1と第2の液晶セル
の間に配置された第1の中間偏光板の透過軸を、前記第
1の液晶セルの前記第1の中間偏光板に隣接する基板の
近傍における液晶分子の配向方向に沿った方向にし、前
記第2の液晶セルの前記第1の中間偏光板に隣接する基
板の近傍における液晶分子の配向方向を、前記第1の中
間偏光板の透過軸の方向に対してほぼ直交させ、前記第
2と第3の液晶セルの間に配置された第2の中間偏光板
の透過軸を、前記第2の液晶セルの前記第2の中間偏光
板に隣接する基板の近傍における液晶分子の配向方向に
対してほぼ直交させ、前記第3の液晶セルの前記第2の
中間偏光板に隣接する基板の近傍における液晶分子の配
向方向を、前記第2の中間偏光板の透過軸に沿った方向
にするとともに、他の2枚の偏光板のうちの前記第1の
液晶セルの外面に配置された一方の偏光板の透過軸を、
前記第1の液晶セルの前記一方の偏光板に隣接する基板
の近傍における液晶分子の配向方向に沿った方向にし、
前記第3の液晶セルの外面に配置された他方の偏光板の
透過軸を、前記第3の液晶セルの前記他方の偏光板に隣
接する基板の近傍における液晶分子の配向方向に沿った
方向にし、さらに、前記4枚の偏光板のうちの3枚の偏
光板を着色偏光板とし、これらの着色偏光板の色を互い
に異ならせるのが好ましく、このようにすれば、白と黒
の他に、3枚の着色偏光板のそれぞれの色に対応する3
色の着色表示を行なうことができる。
【0119】また、この発明のカラー液晶表示装置にお
いて、液晶セルと偏光板との積層体の裏面に反射板を配
置すれば、外光を利用して表示する反射型の表示装置と
して使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施例によるカラー液晶表示
装置の断面図。
【図2】第1の実施例によるカラー液晶表示装置の各液
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
光板の透過軸の向きを示す図。
【図3】第1の実施例のカラー液晶表示装置における表
側偏光板を赤色偏光板としたときの赤、緑、青のそれぞ
れの波長域の光の偏光状態の変化を、直交する2つの方
向の偏光成分について模式的に示した図であって、第1
と第2の両方の液晶セルをOFFさせたときの偏光状態
変化図。
【図4】同じく、第1の液晶セルをONさせ、第2の液
晶セルをOFFさせたときの偏光状態変化図。
【図5】同じく、第1の液晶セルをOFFさせ、第2の
液晶セル10Bをさせたときの偏光状態変化図。
【図6】同じく、第1と第2の両方の液晶セルをONさ
せたときの偏光状態変化図。
【図7】第1の実施例のカラー液晶表示装置における3
枚の偏光板のうちの表側偏光板を赤色偏光板とし、中間
偏光板を緑色偏光板としたカラー液晶表示装置における
赤、緑、青のそれぞれの波長域の光の偏光状態の変化
を、直交する2つの方向の偏光成分について模式的に示
した図であって、両方の液晶セルをOFFさせたときの
偏光状態変化図。
【図8】同じく、第1の液晶セルをONさせ、第2の液
晶セルをOFFさせたときの偏光状態変化図。
【図9】同じく、第1の液晶セルをOFFさせ、第2の
液晶セル10Bをさせたときの偏光状態変化図。
【図10】同じく、第1と第2の両方の液晶セルをON
させたときの偏光状態変化図。
【図11】この発明の第2の実施例によるカラー液晶表
示装置の断面図。
【図12】第2の実施例によるカラー液晶表示装置の各
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
偏光板の透過軸の向きを示す図。
【図13】第2の実施例のカラー液晶表示装置における
表側偏光板を赤色偏光板、第1の中間偏光板を緑色偏光
板、第2の中間偏光板を青色偏光板としたときの赤、
緑、青のそれぞれの波長域の光の偏光状態の変化を、直
交する2つの方向の偏光成分について模式的に示した図
であって、第1と第2の両方の液晶セルをOFFさせた
ときの、第3の液晶セルがOFF状態にあるときとON
状態にあるときにおける偏光状態変化図。
【図14】同じく、第1の液晶セルをONさせ、第2の
液晶セルをOFFさせたときの、第3の液晶セルがOF
F状態にあるときとON状態にあるときにおける偏光状
態変化図。
【図15】同じく、第1の液晶セルをOFFさせ、第2
の液晶セル10Bをさせたときの、第3の液晶セルがO
FF状態にあるときとON状態にあるときにおける偏光
状態変化図。
【図16】同じく、第1と第2の両方の液晶セルをON
させたときの、第3の液晶セルがOFF状態にあるとき
とON状態にあるときにおける偏光状態変化図。
【符号の説明】
10A,10B,10C…液晶セル 11a…表側基板の近傍における液晶分子の配向方向 12a…裏側基板の近傍における液晶分子の配向方向 21,22,23…偏光板 21a,22a,23a…透過軸 31,32,33,34…偏光板 31a,32a,33a,34a…透過軸 25,35…反射板

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】内面に電極が形成された一対の基板間に液
    晶分子がツイスト配向した液晶層を設けてなる複数の液
    晶セルと、前記液晶セルの数に1を加えた数の偏光板と
    を備え、前記複数の液晶セルと前記偏光板とを交互に積
    層して配置するとともに、前記各偏光板のうちの少なく
    とも1枚の偏光板を所定の色に着色された着色偏光板と
    したことを特徴とするカラー液晶表示装置。
  2. 【請求項2】第1と第2の2つの液晶セルと、3枚の偏
    光板とを備え、これらの偏光板を、前記第1と第2の液
    晶セルの間と、前記第1の液晶セルの外面と、前記第2
    の液晶セルの外面とにそれぞれ配置したことを特徴とす
    る請求項1に記載のカラー液晶表示装置。
  3. 【請求項3】液晶セル間に配置された中間偏光板の透過
    軸は、前記第1の液晶セルの前記中間偏光板に隣接する
    基板の近傍における液晶分子の配向方向に沿った方向に
    あり、前記第2の液晶セルの前記中間偏光板に隣接する
    基板の近傍における液晶分子の配向方向は、前記中間偏
    光板の透過軸の方向に対してほぼ直交しているととも
    に、 他の2枚の偏光板のうちの前記第1の液晶セルの外面に
    配置された一方の偏光板の透過軸は、前記第1の液晶セ
    ルの前記一方の偏光板に隣接する基板の近傍における液
    晶分子の配向方向に沿った方向にあり、前記第2の液晶
    セルの外面に配置された他方の偏光板の透過軸は、前記
    第2の液晶セルの前記他方の偏光板に隣接する基板の近
    傍における液晶分子の配向方向に対してほぼ直交する方
    向にあることを特徴とする請求項2に記載のカラー液晶
    表示装置。
  4. 【請求項4】前記3枚の偏光板のうちの2枚の偏光板を
    着色偏光板とし、これらの着色偏光板の色を互いに異な
    らせたことを特徴とする請求項2または3に記載のカラ
    ー液晶表示装置。
  5. 【請求項5】第1と第2と第3の3つの液晶セルと、4
    枚の偏光板とを備え、これらの偏光板を、前記第1と第
    2の液晶セルの間と、前記第2と第3の液晶セルの間
    と、前記第1の液晶セルの外面と、前記第3の液晶セル
    の外面とにそれぞれ配置した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。
  6. 【請求項6】前記第1と第2の液晶セルの間に配置され
    た第1の中間偏光板の透過軸は、前記第1の液晶セルの
    前記第1の中間偏光板に隣接する基板の近傍における液
    晶分子の配向方向に沿った方向にあり、前記第2の液晶
    セルの前記第1の中間偏光板に隣接する基板の近傍にお
    ける液晶分子の配向方向は、前記第1の中間偏光板の透
    過軸の方向に対してほぼ直交しており、 前記第2と第3の液晶セルの間に配置された第2の中間
    偏光板の透過軸は、前記第2の液晶セルの前記第2の中
    間偏光板に隣接する基板の近傍における液晶分子の配向
    方向に対してほぼ直交しており、前記第3の液晶セルの
    前記第2の中間偏光板に隣接する基板の近傍における液
    晶分子の配向方向は、前記第2の中間偏光板の透過軸に
    沿った方向にあるとともに、 他の2枚の偏光板のうちの前記第1の液晶セルの外面に
    配置された一方の偏光板の透過軸は、前記第1の液晶セ
    ルの前記一方の偏光板に隣接する基板の近傍における液
    晶分子の配向方向に沿った方向にあり、前記第3の液晶
    セルの外面に配置された他方の偏光板の透過軸は、前記
    第3の液晶セルの前記他方の偏光板に隣接する基板の近
    傍における液晶分子の配向方向に沿った方向にあること
    を特徴とする請求項5に記載のカラー液晶表示装置。
  7. 【請求項7】前記4枚の偏光板のうちの3枚の偏光板を
    着色偏光板とし、これらの着色偏光板の色を互いに異な
    らせたことを特徴とする請求項5または6に記載のカラ
    ー液晶表示装置。
  8. 【請求項8】液晶セルと偏光板との積層体の裏面に反射
    板を配置した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。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002023152A (ja) * 2000-05-16 2002-01-23 Asulab Sa 色コントラスト反転を有するディスプレイ・アセンブリ
US6891594B2 (en) 1999-04-30 2005-05-10 Noritsu Koki Co., Ltd. Printing device and photograph processing apparatus equipped with such a device
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