JPH11133405A

JPH11133405A - 表示装置

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Publication number: JPH11133405A
Application number: JP9298765A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kurosawa; 比呂史黒沢
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1997-10-30
Filing date: 1997-10-30
Publication date: 1999-05-21

Abstract

(57)【要約】【課題】輝度バランスが良好なＥＣＢ型の表示装置を
提供する。【解決手段】液晶の複屈折性を電圧により制御するこ
とで複数の色を出射する液晶パネルと、前記液晶パネル
の背面側に設けられ、かつ、液晶パネルに光を照射する
光照射手段と、特定の色を吸収する光吸収部とを備え、
前記光吸収部は、該光吸収部がないとした場合に前記液
晶パネルから出射される複数の色の中で相対的に出射強
度が低くなる色の補色を吸収する、表示装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置等の
輝度バランスが良好な多色表示を行う表示装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶の複屈折性を電圧により制御
することによってカラー表示を行うことができる複屈折
制御タイプ（以下、ＥＣＢ型という）の液晶表示装置が
開発されている。このＥＣＢ型の液晶表示装置は、電圧
により液晶分子の配向を変化させ、その結果生じる複屈
折の変化を利用して１つの画素で複数の色を表示して、
カラー表示を可能とする。これまでの液晶表示装置にお
いては、カラー表示を行うために液晶パネルにカラーフ
ィルタを形成していたが、ＥＣＢ型の液晶表示装置では
カラーフィルタが不要となり、その結果、液晶パネルの
透過率が向上し、よりコンパクトな構造の反射型のカラ
ー液晶表示装置として利用されているものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のＥＣＢ
型の液晶表示装置において、液晶に印加する電圧を変化
させて表示色を変える際に、色によって輝度が異なって
しまい、表示における各色の輝度バランスが悪いという
課題があった。例えば、図９は、従来のＥＣＢ型の液晶
表示装置において、液晶に印加する電圧に対する色の変
化と各色の表示側への出射率を示した図である。この図
９から分かるように、電圧を変えることで色を変えるこ
とができるが、色ごとの出射率は異なり、この例では青
色の出射率が特に低く、表示画面全体としては輝度バラ
ンスが悪くなる。本発明の課題は、輝度バランスが良好
な表示装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決すべ
く、本発明の請求項１に記載の発明は、液晶の複屈折性
を電圧により制御することで複数の色を出射する液晶パ
ネルと、前記液晶パネルの背面側に設けられ、かつ、液
晶パネルに光を照射する光照射手段と、特定の色を吸収
する光吸収部とを備え、前記光吸収部は、該光吸収部が
ないとした場合に前記液晶パネルから出射される複数の
色の中で相対的に出射強度が低くなる色の補色を吸収す
ることを特徴とする表示装置である。ここで、光照射手
段は液晶に対して光を出射するもので、自発発光するバ
ックライト等であってもよいし、また反射板のように外
部からの光を反射させるものであってもよい。請求項１
に記載の表示装置によれば、液晶の複屈折性を電圧によ
り制御することで複数の色を出射する液晶パネルと、前
記液晶パネルの背面側に設けられ、かつ、液晶パネルに
光を照射する光照射手段と、特定の色を吸収する光吸収
部とを備え、前記光吸収部は、該光吸収部がないとした
場合に前記液晶パネルから出射する複数の色の中で相対
的に出射強度が低くなる色の補色を吸収することから、
結果的に輝度バランスの良好な表示を行うことができ
る。

【０００５】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の表示装置において、前記光照射手段は反射板を含み、
前記光吸収部は前記液晶パネルと前記反射板の間に設け
られていることを特徴とする。請求項２に記載の発明に
よれば、反射板を備えているので外部の光を表示に利用
することができ、その場合にも、反射板で反射した光
は、まず、光吸収部において相対的に輝度が低くなる色
の補色がある程度吸収されてから、液晶パネルに入射す
るので、液晶パネルから出射される各色の輝度バランス
は良好なものとなる。

【０００６】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の表示装置において、前記光照射手段は、液晶側から順
に、少なくとも透明電極と有機電界発光層と背面電極に
よって構成され、前記背面電極は反射板として作用し、
前記光吸収部は前記光照射手段の前面側に設けられてい
ることを特徴とする。ここで、有機電界発光層とは、例
えば、エレクトロルミネッセンス現象によって自発発光
する層状の構造を有するものを言う。請求項３に記載の
発明によれば、光照射手段を、有機電界発光層により自
発発光するバックライトとして用いることもできるし、
外部の光を利用する反射板として用いることもできる。
いずれであって、光照射手段から出射した光は、その前
面側に設けられている光吸収部において、相対的に輝度
が低くなる色の補色がある程度吸収されてから液晶パネ
ルに入射するので、液晶パネルから出射される各色の輝
度バランスは良好なものとなる。

【０００７】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
の表示装置において、前記光照射手段の前面側は前記封
止剤によって被われていて、前記光吸収部は、前記封止
剤中に前記の相対的に出射強度が低くなる色の補色を吸
収する光吸収剤を含有して形成されていることを特徴と
する。ここで、封止剤は、光照射手段への酸素、水の侵
入を抑制するために封入されている。請求項４に記載の
発明によれば、光照射手段から出射した光は、光吸収部
中に含有されている光吸収剤によって、相対的に輝度が
低くなる色の補色がある程度吸収されてから液晶パネル
に入射するので、液晶パネルから出射される各色の輝度
バランスは良好なものとなる。

【０００８】請求項５に記載の発明は、可視光を発光す
る光照射手段と、前記光照射手段の発光する前記可視光
のうち、所定の波長域の光を吸収する光吸収粒子が分散
されている光吸収手段と、を有することを特徴とする表
示装置である。請求項５に記載の発明によれば、光吸収
手段が光照射手段の発光色を制御することができ、容易
に所望の色を発光することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る表示装置の
実施の形態を図１〜図８に基づいて説明する。（第１実施形態）図１は、本発明の表示装置の一例を示
すもので、有機エレクトロルミネッセンス素子を発光素
子として備えたバックライトを有する液晶表示装置の断
面図である。図２は、図１のバックライトの断面図であ
る。

【００１０】液晶表示装置１は、液晶の複屈折性を電圧
により制御することで複数の色を出射する液晶パネルを
備えたＥＣＢ型の液晶表示装置であって、液晶表示パネ
ル１０と、その背面側に配置されたバックライト３０と
によって大略構成される。

【００１１】液晶表示パネル１０は、一対の前透明基板
１１と後透明基板１２とをシール材２４、２５によって
接合し、両基板の間に液晶層１３を封入し、前透明基板
１１の外側面に位相差板１４を配置し、位相差板１４の
外面側に前偏光板１５を配置し、後透明基板１２の外側
面に後偏光板１６を配置した構造となっている。そし
て、この液晶表示パネル１０の前方には、拡散板１７が
配置されている。前透明基板１１の後透明基板１２に対
向する内側の面には、可視光に対し７０％以上の透過性
を有するＩＴＯからなる共通電極１８が表示領域全面に
わたって形成され、共通電極１８上には配向処理された
ポリイミドからなる前配向膜１９が形成されている。

【００１２】後透明基板１２の前透明基板１１に対向す
る内側の面には、ＩＴＯからなる画素電極２０が形成さ
れ、さらに画素電極２０に接続されたスイッチング素子
であるＴＦＴ２１が互いに隣接する画素電極２０の間に
配列されている。配列パターンは、行方向およびそれに
直交する列方向に並んで配列されたマトリクス配列にな
っている。ＴＦＴ２１は、そのゲート電極が選択電圧を
出力するゲートラインに接続され、そのドレイン電極が
信号電圧を出力するドレインラインに接続されている。
これらＴＦＴ２１が形成されている非画素領域には、窒
化シリコンからなる層間絶縁膜２２が所定のパターンを
もって形成され、画素電極２０上および層間絶縁膜２２
上にはポリイミドからなり、配向処理が施された後配向
膜２３が形成されている。前配向膜１９と後配向膜２３
との間には、所定方向に初期配向された液晶層１３が介
在している。

【００１３】液晶表示装置１は液晶表示パネル１０の背
面側にバックライト３０を備えている。図２に示すよう
にバックライト３０は、有機エレクトロルミネッセンス
（ＥＬ）を利用した有機電界発光素子３１（光照射手
段）を用いたタイプの光源である。バックライト３０
は、一対の対向する表基板３２と裏基板３３とをシール
材３４、３５によって接合し、その内部に有機電界発光
素子３１と光吸収部４０とを有しているものである。

【００１４】有機電界発光素子３１は、液晶側から、ア
ノード電極としての透明電極３６、有機電界発光層３
７、カソード電極としての背面電極３８が順に積層され
ていて、さらにそれらを被う保護層３９から構成されて
いる。透明電極３６は、５０〜１５０ｎｍの膜厚のＩＴ
Ｏからなり、全体としてシート抵抗が５０Ω以下のもの
である。

【００１５】有機電界発光層３７は、エレクトロルミネ
ッセンス現象により発光する有機物を含む２層または３
層以上の薄膜層状の構造を有する。３層構造の例として
は、透明電極３６側から背面電極３８に向かって、順
に、α−ＮＰＤからなる正孔輸送層、ドーパントとして
ＢＣｚＶＢｉ（４重量％）を含むＤＰＶＢｉ（９６重量
％）からなる発光層、及びＡｌｑ３からなる電子輸送層
を積層したものが挙げられる。２層構造の例としては、
α−ＮＰＤからなる正孔輸送層、Ｂｅｂｑ２からなる電
子輸送性発光層とを同様に順に積層したものが挙げられ
る。これらの各有機薄膜は、真空蒸着法で形成される。
なお、α−ＮＰＤはＮ，Ｎ’−ジ（α−ナフチル）−
Ｎ，Ｎ’|ジフェニル−１，１’−ビフェニル−４，
４’−ジアミンであり、ＢＣｚＶＢｉは４，４’−ビ
ス（２−カルバゾールビニレン）ビフェニルであり、Ｄ
ＰＶＢｉは４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニレ
ン）ビフェニルであり、Ａｌｑ３はトリス（８−ヒドロ
キシキノリン）化アルミニウムであり、Ｂｅｂｑ２はビ
ス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリン）化ベリリ
ウムである。前述の３層構造の場合は青色の波長域を、
２層構造の場合は緑色の波長域を中心に発光するが、必
ずしも１つの液晶パネルに１種類の構造を有するもので
はなく、例えば、画素ごとに異なる色を発光する有機電
界発光層を形成してもよいし、また有機電界発光層の構
造は１種類であるが画素ごとにホール輸送層の上面に色
変換層や色フィルタ層を形成し、白色光を発光するよう
に構成してもよい。

【００１６】背面電極３８は、カソード電極として機能
し、電子を放出しやすいように仕事関数の値が低い材料
が用いられ、例えば、Ｍｇ−Ｉｎ合金、Ｍｇ−Ａｇ合金
等のマグネシウム合金が挙げられる。また、この背面電
極３８は、反射板として用いることも可能であり、後述
するように明状態で液晶表示装置１を用いる場合には、
液晶層１３を通過して入射した外部の光が背面電極３８
において反射して透明電極３６、光吸収部４０等を経て
再度液晶層１３に入射する構成になっている。

【００１７】保護膜３９は、有機電界発光層３７及び背
面電極３８の外系からの酸素、水の浸食による劣化を抑
制するために設けられ、透明で撥水性の高い樹脂等によ
って形成される。

【００１８】有機電界発光素子３１の前面側は、封止剤
４１によって被われている。封止剤４１は、有機電界発
光素子３１への酸素、水の侵入を抑制するために封入さ
れ、透明で撥水性を有し、かつ後述する色素剤４２（光
吸収剤）を、それと反応せずに分散させることが可能な
材料が用いられ、例えば、シリコーンオイル等が用いら
れる。

【００１９】封止剤４１中には、光吸収剤である色素剤
４２が含有されている。色素剤４２は、酸素や水を経時
的に発生させない樹脂に色素を含有して成るもので、封
止剤４１に実質的に均等に分散されている。ここで、樹
脂に含有される色素は、液晶表示装置１において光吸収
部４０がなかったとした場合に、つまり有機電界発光素
子３１から発光する光や背面電極３８によって反射した
光が、その波長分布のまま液晶パネル１０に入射すると
したならば、液晶パネル１０から出射する複数の色の輝
度が同等ではない場合に、それらの色の中で相対的に輝
度の低い色の補色を吸収するものが用いられる。例え
ば、図９の従来例のように青色の輝度が劣る場合には、
青色の補色である黄色の波長域の光を吸収する色素を用
いる。色素剤４２の封止剤４１中の含有量は、表示され
る各色の輝度バランスがとれる量であり、上記の例では
青色が他の色と相対的に同程度の輝度をもって液晶表示
パネルから出射される程度の量である。

【００２０】以上の、封止剤４１と色素剤４２により光
吸収部４０は形成され、表示の輝度バランスを補償する
役目を担う。

【００２１】上記の構成を有するバックライト３０は、
液晶表示装置１の駆動時において、図示しない操作手段
によって、必要に応じて発光素子として作動する状態
（オン状態）と、単なる背面電極３８による反射板とし
てのみ作動する状態（オフ状態）を選択することができ
る。

【００２２】以上の液晶表示装置１においては、液晶表
示パネル１０内部に封入された液晶層１３の複屈折の値
を△ｎ₁としその厚さをｄ₁とした場合における液晶層１
３のリタデーションである△ｎ₁・ｄ₁（以下Ｒ₁とい
う）の値と、位相差板１４の複屈折の値を△ｎ₂としそ
の厚さをｄ₂とした場合における位相差板１４のリタデ
ーションである△ｎ₂・ｄ₂（以下Ｒ₂という）の値と、
一対の前偏光板１５と後偏光板１６の透過軸および位相
差板１４の遅相軸の向きを、入射光が白色光であるとき
の液晶パネル１０の出射光の色が、電極１８、２０間に
印加する電圧に応じて、少なくとも赤、緑、青、黒、白
に変化するように設定している。

【００２３】具体的に以下に説明する。図３は、液晶表
示装置１の液晶層１３の液晶分子の配向状態と各偏光板
１５、１６の透過軸および位相差板１４の遅相軸の向き
を液晶表示装置１の表示面側から見た図であり、本実施
の形態では、液晶分子のツイスト角を７５゜±３゜、Ｒ
₁の値を８００ｎｍ〜１１００ｎｍに設定し、位相差板
１４はＲ₂が６０ｎｍ±２０ｎｍのものを用い、前偏光
板１５および後偏光板１６それぞれの透過軸１５ａ、１
６ａの向きと、前記位相差板１４の遅相軸１４ａの向き
を次のように配置している。すなわち、図３のように、
一方の基板、例えば後透明基板１２の近傍における液晶
分子配向方向１２ａは、液晶表示パネル１０の横軸Ｓに
対して右回りに５２．５゜±５゜の方向、他方の前透明
基板１１の近傍における液晶分子配向方向１１ａは、前
記横軸Ｓに対して左回りに５２．５゜±５゜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、後透明基板１２から前透明基板１１に向かって
右回りに７５゜±１０゜のツイスト角でツイスト配向し
ている。そして、後透明基板１２の近傍における液晶分
子配向方向１２ａを０゜の方向とすると、後偏光板１６
の透過軸１６ａは、前記液晶分子のツイスト方向と逆方
向に５２．５゜±３゜の方向にあり、前偏光板１５の透
過軸１５ａは、前記ツイスト方向と逆方向に６０．５゜
±３゜の方向にあり、さらに位相差板１４の遅相軸１４
ａは、前記ツイスト方向と逆方向に５２．５゜±３゜の
方向にある。このように設定することによって、液晶パ
ネル１０に背面側から入射した白色光は、印加された電
圧に応じて、少なくとも赤、緑、青、黒、白の光を表示
側に出射することができる。

【００２４】次に本発明の液晶表示装置１の表示動作に
ついて説明する。以下では、液晶表示装置１において光
吸収部４０がなかったとしたならば、つまり有機電界発
光素子３１から発光する光や背面電極３８によって反射
した光が、その波長分布のまま液晶パネル１０に入射す
るとしたならば、図９の従来例のように、液晶パネル１
０から出射される複数の色の中で青色の輝度が劣り、青
色の補色である黄色の波長域の光を吸収する色素剤４２
を用いる場合について説明する。

【００２５】（明状態で用いる場合）この液晶表示装置
１の外部がバックライト３０の発光が不要である程度の
明状態である場合は、バックライト３０をオフ状態にし
て用いる。図１の矢印Ａは外光である入射光を示し、矢
印Ｂは出射光を示す。入射光Ａは、図１の上面から液晶
表示パネル１０に入射し、前偏光板１５を透過すると直
線偏光となり、その後、入射光Ａは、位相差板１４と液
晶層１３を順に通過する。その過程で前記位相差板１４
および液晶層１３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の光
になって、後偏光板１６に入射して、この後偏光板１６
を透過した光は、その光を構成する各波長光の光強度の
比に応じた着色光になり、バックライト３０に入射す
る。入射光Ａは、光吸収部４０を通過する際に黄色の波
長域が一部吸収されると、青く着色され、透明電極３６
と有機電界発光層３７を通過して背面電極３８により反
射された後、再び、光吸収部４０を通過し、その際によ
り青く着色される。その後、再び後偏光板１６、液晶層
１３、位相差板１４、及び前偏光板１５とを順に通過し
て液晶パネル１０から出射して、液晶表示装置１の画面
に表示される。

【００２６】なお、背面電極３８で反射した光は、表示
画面側に出射する過程で、液晶層１３および位相差板１
４により、入射時とは逆の経路で複屈折作用を受け、入
射時とほぼ同じ直線偏光となって前偏光板１５に入射す
るため、この前偏光板１５を通過して出射する光は、背
面電極３８で反射された光とほとんど変わらない着色光
である。

【００２７】そして、液晶層１３の複屈折作用は、液晶
層１３への印加電圧に応じた液晶分子の配向状態の変化
によって変化し、それにともなって後偏光板１６に入射
する光の偏光状態が変化するため、この後偏光板１６を
透過する各波長光の光強度の比に応じて光の着色が変化
し、その光が背面電極３８で反射されて液晶表示装置１
の表面側に出射する。よって、表示色は液晶層１３への
印加電圧に応じて変化する。

【００２８】（暗状態で用いる場合）この液晶表示装置
１の外部が暗く自発発光が必要な状態で用いる場合は、
バックライト３０をオン状態にして用いる。

【００２９】バックライト３０の有機電界発光素子３１
から出射した光は、光吸収部４０を通過する過程で黄色
の波長域が一部吸収され、青色の強い光となって液晶パ
ネル１０に入射する。そして、液晶層１３および位相差
板１４により複屈折作用を受け、ほぼ直線偏光となって
前偏光板１５に入射し、拡散板１７を経て液晶パネル１
０から出射して、液晶表示装置１の画面に表示される。
明状態と同様に、液晶層１３の複屈折作用は、液晶層１
３への印加電圧によって変化する。したがって、表示色
は、電極１８、２０間に印加する電圧に応じて変化す
る。

【００３０】以上の明状態及び暗状態での動作における
液晶表示装置１の表示色の変化を図４に示すａ^*−ｂ^*色
度図に基づいて説明する。同図に示すように、液晶表示
装置１の表示色は、電極１８、２０間に電圧を印加して
いない初期状態ではパープル（Ｐ）に近い色であり、電
極１８、２０間の印加電圧を高くしてゆくのにともなっ
て、赤（Ｒ）→緑（Ｇ）→青（Ｂ）→黒（Ｂ）→白の順
に変化する。これら赤、緑、青と、黒および白の表示色
は、いずれも、色純度が高い鮮明な色である。

【００３１】また、液晶表示装置１における黒の表示状
態の出射率をＲ（ｍｉｎ）とし、白の表示状態における
出射率を、印加電圧が５ＶのときでＲ（５Ｖ）、印加電
圧が７ＶのときでＲ（７Ｖ）とすると、出射率は、Ｒ（ｍｉｎ）＝３．３０％Ｒ（５Ｖ）＝２３．６４％Ｒ（７Ｖ）＝２８．９１％であった。そして、この液晶表示装置１における黒と白
の表示のコントラストＣＲ（白と黒の出射率の比）は、
白を表示させるための印加電圧を５Ｖとしたときのコン
トラストをＣＲ（５Ｖ）、白を表示させるための印加電
圧を７ＶとしたときのコントラストをＣＲ（７Ｖ）とす
ると、ＣＲ（５Ｖ）＝７．１６ＣＲ（７Ｖ）＝８．７６であり、印加電圧を７Ｖとしたときはもちろん、５Ｖと
したときでも、充分に高いコントラストが得られる。

【００３２】以上のように、この第１実施形態の液晶表
示装置１においては、液晶表示パネル１０の液晶層１３
の複屈折作用および位相差板１４の複屈折作用と一対の
偏光板１５、１６の偏光作用とを利用してカラー表示す
ることができる。液晶層１３の複屈折作用は、液晶層１
３への印加電圧に応じた液晶分子の配向状態の変化によ
って変化することから、表示色は、電極１８、２０間に
印加する電圧に応じて変化する。この液晶表示装置１の
１つの画素では、少なくとも、赤、緑、青の三原色の全
てと、ほぼ無彩色の暗表示である黒と、ほぼ無彩色の明
表示である白を表示することができる。加えて、光吸収
部４０は、光吸収剤として青色の補色である黄色を吸収
する色素剤４２を含有し、光吸収部４０を通過した光は
黄色の波長域がある程度吸収されることから、出射光Ｂ
は、全体として青色の輝度を向上することができ、各色
の輝度バランスの良好な表示が実現できる。したがっ
て、この液晶表示装置１によれば、カラーフィルタを用
いずにカラー表示することが可能であり、同じ画素で複
数の色を高いコントラストで表示し、表示の基本である
白と黒および赤、緑、青の三原色を表示して、鮮明でか
つ色彩の豊かな多色カラー表示を実現することができ
る。そして、表示画面の各色の輝度バランスが良好なＥ
ＣＢ型の液晶表示装置となる。

【００３３】なお、上記の実施形態では、図３のよう
に、０゜の方向に対して、前偏光板１５の透過軸１５ａ
を６０．５゜±３゜の方向、位相差板１４の遅相軸１４
ａを５２．５゜±３゜の方向に設定したが、この実施形
態のように、液晶分子のツイスト角を７５゜±３゜、Ｒ
₁を８００ｎｍ〜１１００ｎｍ、位相差板１４のＲ₂を６
０ｎｍ±２０ｎｍとし、かつ、後偏光板１６の透過軸１
６ａを前記液晶分子のツイスト方向と逆方向に５２．５
゜±３゜の方向に設定する場合は、前記０゜の方向に対
して、前偏光板１５の透過軸１５ａが液晶分子のツイス
ト方向と逆方向に５１．５゜±３゜〜６０．５゜±３゜
の範囲の方向、位相差板１４の遅相軸１４ａが前記ツイ
スト方向と逆方向に４２．５゜±３゜〜５２．５゜±３
゜の範囲の方向にあれば、白と黒および赤、緑、青を高
い色純度で表示することができる。また、本実施形態に
おいては、拡散板１７が液晶表示パネル１０の前方に配
置されているため、背面電極３８での鏡面反射に伴って
外部像の写り込みや、二重像の発生を抑制することがで
きる。また、有機電界発光素子３１で発生した光の面内
均一性を拡散板１７で高くすることができる。

【００３４】（第２実施形態）次に本発明の第２の実施
形態について説明する。本実施の形態の液晶表示装置
は、上記の第１実施形態とほぼ同様の構成であるので同
一の部分については説明を省略し、第１の実施形態とは
異なる、前偏光板１５の透過軸１５ａの方向、および位
相差板１４の遅相軸１４ａの方向について同一符号を付
して説明する。

【００３５】図５は、本発明の液晶表示装置１の液晶分
子の配向状態と各偏光板１５、１６の透過軸１５ａ、１
６ａおよび位相差板１４の遅相軸の向きを表示側から見
た図である。この実施の形態では、０゜の方向（後透明
基板１２の近傍における液晶分子配向方向１２ａ）に対
して、前偏光板１５の透過軸１５ａを液晶分子のツイス
ト方向と逆方向に５１．５゜±３゜の方向、位相差板１
４の遅相軸１４ａを前記ツイスト方向と逆方向に４２．
５゜±３゜の方向にしたものであり、両基板１１、１２
の近傍における液晶分子配向方向１１ａ、１２ａと、後
偏光板１６の透過軸２４ａの向きは図３と同じである。

【００３６】図６は本実施の形態における液晶表示装置
１の表示色の変化を示すａ^*−ｂ^*色度図である。この液
晶表示装置１の表示色も、電極１８、２０間の印加電圧
を高くしてゆくのにともなって、赤（Ｒ）→緑（Ｇ）→
青（Ｂ）→黒（Ｂ）→白の順に変化する。これら赤、
緑、青と、黒および白の表示色は、いずれも、色純度が
高い鮮明な色である。

【００３７】また、この実施形態の液晶表示装置１にお
ける黒の表示状態の出射率をＲ（ｍｉｎ）とし、白の表
示状態における出射率を、印加電圧が５ＶのときでＲ
（５Ｖ）、印加電圧が７ＶのときでＲ（７Ｖ）とする
と、この液晶表示装置１における光の出射率は、Ｒ（ｍｉｎ）＝２．７６％Ｒ（５Ｖ）＝２４．０８％Ｒ（７Ｖ）＝３０．６０％である。そして、この液晶表示装置１における、白を表
示させるための印加電圧を５Ｖとしたときのコントラス
トをＣＲ（５Ｖ）と、白を表示させるための印加電圧を
７ＶとしたときのコントラストをＣＲ（７Ｖ）とする
と、ＣＲ（５Ｖ）＝８．７２ＣＲ（７Ｖ）＝１１．０９であり、印加電圧を７Ｖとしたときはもちろん、印加電
圧を５Ｖとしたときでも、充分に高いコントラストが得
られる。

【００３８】この液晶表示装置１によれば、カラーフィ
ルタを用いずにカラー表示することが可能であり、同じ
画素で複数の色を高いコントラストで表示し、表示の基
本である白と黒および赤、緑、青の三原色を表示して、
鮮明でかつ色彩の豊かな多色カラー表示を実現すること
ができる。そして、表示画面の各色の輝度バランスが良
好なＥＣＢ型の液晶表示装置となる。

【００３９】（第３実施形態）次に本発明の第３の実施
形態について説明する。本実施の形態の液晶表示装置
は、第１実施形態とほぼ同様の構成であるので同一の部
分については説明を省略し、第１の実施形態とは異な
る、前偏光板１５の透過軸１５ａの方向、および位相差
板１４の遅相軸１４ａの方向について同一符号を付して
説明する。

【００４０】図７は、この実施形態の液晶表示装置１に
おける、液晶層１３の分子の配向状態と各偏光板１５、
１６の透過軸１５ａ、１６ａおよび位相差板１４の遅相
軸１４ａの向きを液晶表示装置１の表示側から見た図で
ある。この実施形態では、液晶分子のツイスト角を７５
゜±３゜、Ｒ₁の値を８００ｎｍ〜１１００ｎｍに設定
し、位相差板１４のＲ₂の値が６０ｎｍ±２０ｎｍのも
のを用いるとともに、前および後偏光板１５、１６をそ
の透過軸１５ａ、１６ａを次のような向きにして配置
し、前記位相差板１４をその遅相軸１４ａを次のような
向きにして配置している。すなわち、図７に示したよう
に、一方の基板、例えば後透明基板１２の近傍における
液晶分子配向方向１２ａは、液晶表示パネル１０の横軸
Ｓに対して右回りに５２．５゜±５゜の方向、他方の前
透明基板１１の近傍における液晶分子配向方向１１ａ
は、前記横軸Ｓに対して左回りに５２．５゜±５゜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、後透明基板１２から前透明基板１２に向
かって右回りに７５゜±１０゜のツイスト角でツイスト
配向している。そして、後透明基板１２の近傍における
液晶分子配向方向１２ａを０゜の方向とすると、後透明
基板１２に対向する後偏光板１６の透過軸１６ａは、前
記液晶分子のツイスト方向と逆方向に４７．５゜±３゜
の方向にあり、前偏光板１５の透過軸１５ａは、前記ツ
イスト方向と逆方向に３６．５゜±３゜の方向にあり、
さらに位相差板１４の遅相軸１４ａは、前記ツイスト方
向と逆方向に１３８．５゜±３゜の方向にある。

【００４１】この実施の形態の液晶表示装置１は、液晶
層１３の複屈折作用および位相差板１４の複屈折作用と
一対の偏光板１５、１６の偏光作用とを利用してカラー
表示するもので、このカラー液晶表示装置の１つの画素
で表示できる色も、赤、緑、青の三原色の全てと、ほぼ
無彩色の暗表示である黒と、ほぼ無彩色の明表示である
白を含んでいる。

【００４２】図８は液晶表示装置１の表示色の変化を示
すａ^*一ｂ^*色度図である。この図８が示すように、液晶
表示装置１の表示色は、電極１８、２０間に電圧と印加
していない初期状態ではパープル（Ｐ）に近い色であ
り、電極１８、２０間の印加電圧を高くしてゆくのにと
もなって、赤（Ｒ）→緑（Ｇ）→青（Ｂ）→黒（Ｂ）→
白の順に変化する。これら赤、緑、青と、黒および白の
表示色は、いずれも、色純度が高い鮮明な色である。

【００４３】また、この実施形態の液晶表示装置１にお
ける黒の表示状態の出射率をＲ（ｍｉｎ）とし、白の表
示状態における出射率を、印加電圧が５ＶのときでＲ
（５Ｖ）、印加電圧が７ＶのときでＲ（７Ｖ）とする
と、この液晶表示装置の出射率は、Ｒ（ｍｉｎ）＝１．８５％Ｒ（５Ｖ）＝２２．３７％Ｒ（７Ｖ）＝２８．３５％である。そして、この液晶表示装置１における黒と白の
表示のコントラストＣＲは、白を表示させるための印加
電圧を５ＶとしたときのコントラストをＣＲ（５Ｖ）、
白を表示させるための印加電圧を７Ｖとしたときのコン
トラストをＣＲ（７Ｖ）とすると、ＣＲ（５Ｖ）＝１２．０９ＣＲ（７Ｖ）＝１５．３２であり、白を表示させるための印加電圧を７Ｖとしたと
きはもちろん、白を表示させるための印加電圧を５Ｖと
したときでも、充分に高いコントラストが得られる。

【００４４】以上のように、本実施の形態の液晶表示装
置１は、基板１１、１２をはさんで配置された一対の偏
光板１５、１６のうちの一方の偏光板（この実施形態で
は前偏光板１５）と前透明基板１１との間に１枚の位相
差板１４を配置するとともに、液晶分子のツイスト角を
７５゜±１０゜とし、さらに液晶層１３のＲ₁の値を８
００ｎｍ〜１１００ｎｍ、位相差板１４のＲ₁の値を６
０ｎｍ±２０ｎｍとした場合における、赤、緑、青、
黒、白の表示色が得られる偏光板１５、１６及び位相差
板１４の配置条件が、上記実施形態１、２の条件の他に
も存在することに基づいたものである。この液晶表示装
置１によれば、カラーフィルタを用いずにカラー表示が
可能であるとともに、同じ画素で複数の色を表示し、し
かも、高いコントラストで表示の基本である白と黒およ
び赤、緑、青の三原色を表示して、鮮明でかつ色彩の豊
かな多色カラー表示を実現することができる。そして、
表示画面の各色の輝度バランスが良好なＥＣＢ型の液晶
表示装置となる。

【００４５】なお、上記の第１〜第３の実施の形態にお
いては、黄色の波長域を吸収する色素剤のみ用いたが、
各色の輝度バランスに応じて、２つの波長域を吸収する
色素剤を用いてもよいし、あるいは２種類以上の色素剤
を混合して用いてもよい。

【００４６】また、有機電界発光層で用いた有機エレク
トロルミネッセンス材料は、他の有機材料を用いてもよ
いし、単層のエレクトロルミネッセンス層や、４層以上
の構造のエレクトロルミネッセンス層とすることも可能
である。上記の第１〜第３の実施の形態では、液晶表示
パネル１０の色補償をしたものであるが、有機電界発光
層３７の発光波長域に応じて異なる輝度の補償するため
に光吸収部４０を設けてもよい。すなわち、有機電界発
光層３７が緑色味がかった白色を発光し、有機電界発光
素子３０として白色光を照射させたい場合、緑色の波長
域の光を吸収する性質を有する色素剤４２を設ければ、
白色発光を行うことができる。

【００４７】さらに、本発明においては、背面電極３８
として、Ｍｇ−Ａｌ等のマグネシウム合金、ハフニウム
（Ｈｆ、仕事関数３．６３ｅＶ）や希土類元素であるス
カンジウム（Ｓｃ、仕事関数３．５ｅＶ）、イットリウ
ム（Ｙ、仕事関数３．１ｅＶ）、ランタン（Ｌａ、仕事
関数３．５ｅＶ）、セリウム（Ｃｅ、仕事関数２．９ｅ
Ｖ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ、仕事関
数３．２ｅＶ）、プロメチウム（Ｐｍ）、サマリウム
（Ｓｍ、仕事関数２．７ｅＶ）、ユウロピウム（Ｅｕ、
仕事関数２．５ｅＶ）、ガドリニウム（Ｇｄ、仕事関数
３．１ｅＶ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム
（Ｄｙ）、ホロニエム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ、仕
事関数２．９７ｅＶ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビ
ウム（Ｙｂ、仕事関数２．６ｅＶ）、ルテチウム（Ｌ
ｕ）の、単体やこれらの元素を含む合金などを用いるこ
とができる。

【００４８】各実施の形態では液晶表示パネル１０は、
ＴＦＴによるアクティブ駆動であったが、液晶を挟んで
対向する電極をストライプ形状にした単純マトリクス駆
動であってもよい。その他、本発明の液晶表示装置の具
体的な細部の構造、形状等は適宜変更可能であることは
勿論である。

【００４９】

【発明の効果】請求項１に記載の表示装置によれば、光
吸収部は、該光吸収部がないとした場合に前記液晶パネ
ルから出射する複数の色の中で相対的に出射強度が低く
なる色の補色を吸収することから、輝度バランスの良好
な表示を行うことができる。

【００５０】請求項２に記載の表示装置によれば、反射
板で反射した光は、まず、光吸収部において相対的に輝
度が低くなる色の補色がある程度吸収されてから、液晶
パネルに入射するので、液晶パネルから出射される各色
の輝度バランスは良好なものとなり、結果的に輝度バラ
ンスの良い表示を行うことができる。

【００５１】請求項３に記載の表示装置によれば、光照
射手段から出射した光は、その前面側に設けられている
光吸収部において、相対的に輝度が低くなる色の補色が
ある程度吸収されてから液晶パネルに入射するので、液
晶パネルから出射される各色の輝度バランスは良好なも
のとなり、結果的に輝度バランスの良い表示を行うこと
ができる。

【００５２】請求項４に記載の表示装置によれば、光照
射手段から出射した光は、光吸収部中に含有されている
光吸収剤によって、相対的に輝度が低くなる色の補色が
ある程度吸収されてから液晶パネルに入射するので、液
晶パネルから出射される各色の輝度バランスは良好なも
のとなり、結果的に輝度バランスの良い表示を行うこと
ができる。

【００５３】請求項５に記載の表示装置によれば、光照
射手段が任意の色を発光することが困難な時、光吸収手
段により光照射手段の発光色を制御することができ、容
易に所望の色を表示することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の表示装置の一例としての液晶表示装置
を示す断面図である。

【図２】図１の液晶表示装置に備えられているバックラ
イトの断面図である。

【図３】図１の液晶表示装置における、液晶層の液晶分
子の配向状態と、偏光板の透過軸、および位相差板の遅
相軸の向きを表示面側から見た図である。

【図４】図１の液晶表示装置の表示色の変化を示すａ^*
−ｂ^*色度図である。

【図５】本発明の第２実施形態の液晶表示装置におけ
る、液晶層の液晶分子の配向状態と、偏光板の透過軸、
および位相差板の遅相軸の向きを表示面側から見た図で
ある。

【図６】図５の液晶表示装置の表示色の変化を示すａ^*
−ｂ^*色度図である。

【図７】本発明の第３実施形態の液晶表示装置におけ
る、液晶層の液晶分子の配向状態と、偏光板の透過軸、
および位相差板の遅相軸の向きを表示面側から見た図で
ある。

【図８】図７の液晶表示装置の表示色の変化を示すａ^*
−ｂ^*色度図である。

【図９】従来のＥＣＢ型の液晶表示装置において、液晶
に印加する電圧に対する色の変化と各色の表示側への出
射率を示した図である。

【符号の説明】

１液晶表示装置１０液晶表示パネル１３液晶層２１ＴＦＴ３０バックライト３１有機電界発光素子３７有機電界発光層４０光吸収部４１封止剤４２色素剤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＧ０９Ｆ 13/22 Ｇ０９Ｆ 13/22 Ｄ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液晶の複屈折性を電圧により制御するこ
とで複数の色を出射する液晶パネルと、前記液晶パネルの背面側に設けられ、かつ、液晶パネル
に光を照射する光照射手段と、特定の色を吸収する光吸収部とを備え、前記光吸収部は、該光吸収部がないとした場合に前記液
晶パネルから出射される複数の色の中で相対的に出射強
度が低くなる色の補色を吸収することを特徴とする表示
装置。
【請求項２】前記光照射手段は反射板を含み、前記光
吸収部は前記液晶パネルと前記反射板の間に設けられて
いることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】前記光照射手段は、液晶側から順に、少
なくとも透明電極と有機電界発光層と背面電極によって
構成され、前記背面電極は反射板として作用し、前記光吸収部は前記光照射手段の前面側に設けられてい
ることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】前記光照射手段の前面側は前記封止剤に
よって被われていて、前記光吸収部は、前記封止剤中に前記の相対的に出射強
度が低くなる色の補色を吸収する光吸収剤を含有して形
成されていることを特徴とする請求項３に記載の表示装
置。
【請求項５】可視光を発光する光照射手段と、前記光照射手段の発光する前記可視光のうち、所定の波
長域の光を吸収する光吸収粒子が分散されている光吸収
手段と、を有することを特徴とする表示装置。