JPH11174433A - カラー液晶表示装置 - Google Patents

カラー液晶表示装置

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JPH11174433A
JPH11174433A JP9354040A JP35404097A JPH11174433A JP H11174433 A JPH11174433 A JP H11174433A JP 9354040 A JP9354040 A JP 9354040A JP 35404097 A JP35404097 A JP 35404097A JP H11174433 A JPH11174433 A JP H11174433A
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JP
Japan
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liquid crystal
plate
display device
color
cell
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Pending
Application number
JP9354040A
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English (en)
Inventor
Kenzo Endo
健三 遠藤
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Casio Computer Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
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Publication date
Application filed by Casio Computer Co Ltd filed Critical Casio Computer Co Ltd
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Publication of JPH11174433A publication Critical patent/JPH11174433A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ECB方式のカラー液晶表示装置において、
印加電圧の増加に応じて表示色が黒(背景)、白、赤、
青、緑と変化するようにする。 【解決手段】 液晶セル1と表面偏光板10との間には
位相差板9が配置されている。液晶セル1の両配向膜
4、5の配向処理方向4a、5a、両偏光板10、11
の透過軸10a、11a及び位相差板9の遅相軸9aの
関係は表面側から見て図1(B)に示すようになってい
る。液晶セル1として、液晶8の屈折率異方性Δnとセ
ルギャップdとの積Δndが1800nmのものを用
い、位相差板9として、リタデーションRが1850n
mのものを用いる。そして、入射光を白色光とし、両電
極6、7間への印加電圧を0Vから徐々に上げていく
と、表示色は黒(背景)、白、赤、青、緑と変化する。

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、ECB(複屈折
制御)方式のカラー液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ECB方式のカラー液晶表示装置は、印
加電圧に応じて液晶分子の配向を変化させ、その際に生
じる液晶の複屈折変化によりカラー表示を行うものであ
る。従来のこのようなカラー液晶表示装置には、相対向
する面にそれぞれ電極が設けられた一対の基板間に液晶
分子がツイスト配向された液晶を介在させてなる液晶セ
ルと、この液晶セルの表裏両面にそれぞれ配置された表
側偏光板及び裏側偏光板とを備え、両電極間への印加電
圧の増加に応じて、表示色が白(背景)、オレンジ(ま
たは赤)、青、緑と変化するようにしたものがある。し
かしながら、従来のこのようなカラー液晶表示装置で
は、黒を表示することができないという問題があった。
【0003】そこで、この問題を解決するものとして、
図4(A)、(B)に示す本願出願人により既に出願さ
れている特願平8−336856号のカラー液晶表示装
置がある。このカラー液晶表示装置は、反射型であっ
て、液晶セル1を備えている。液晶セル1は、単純マト
リックス型であって、相対向する面にそれぞれ電極2、
3及び配向膜4、5が設けられた一対の基板6、7の配
向膜4、5間に液晶8が介在された構造となっている。
液晶セル1の表面には位相差板9及び表側偏光板10が
配置されている。液晶セル1の裏面には裏側偏光板11
及び反射板12が配置されている。
【0004】次に、図4(B)を参照して、液晶セル1
の両配向膜4、5のラビングによる配向処理方向及び両
偏光板10、11、位相差板9の各光学軸の関係を表面
側から見た場合について説明する。裏面側の配向膜5の
配向処理方向5aは、液晶セル1の一点鎖線で示す横軸
Mに対して反時計方向に35°±10°の方向となって
いる。表面側の配向膜4の配向処理方向4aは、裏面側
の配向膜5の配向処理方向5aを通る点線で示す基準線
Nに対して時計方向に70°±10°の方向となってい
る。したがって、この場合の液晶8の液晶分子は、点線
の矢印で示すように、裏面側から表面側に向かって時計
方向に250°±20°のツイスト角でツイスト配向さ
れている。表側偏光板10の透過軸10aは、基準線N
に対して反時計方向に65°±15°の方向となってい
る。位相差板9の遅相軸9aは、基準線Nに対して反時
計方向に20°±15°の方向となっている。裏側偏光
板11の透過軸11aは、基準線Nに対して反時計方向
に135°±10°の方向となっている。
【0005】ここで、液晶8の複屈折性について説明す
る。液晶分子が初期のツイスト配向状態(液晶分子が両
配向膜4、5により配向規制され基板6、7面に対して
所定のプレチルト角を備えて配向された状態)にある場
合には、つまり両電極6、7間に電圧が印加されないオ
フ状態にある場合には、液晶8の複屈折性は最も大きく
なる。一方、両電極6、7間に電圧が印加されたオン状
態の場合には、液晶分子が立上り、しかもこの立上り角
は印加電圧が大きくなるほど大きくなり、これに伴って
液晶8の複屈折性は次第に小さくなり、そして液晶分子
が基板6、7面に対してほぼ垂直に立上がると、液晶8
の複屈折性はほとんど無くなる。
【0006】さて、このカラー液晶表示装置において、
入射光を白色光とし、両電極6、7間への印加電圧を0
Vから徐々に上げたときの、液晶8の屈折率異方性Δn
と輝度(%)との関係を図5に示す。また、このときの
表示色の変化を示すCIE色度図を図6に示す。図5に
示す各点A、B、C、Dは、両電極6、7間への印加電
圧を0Vから徐々に上げたときに順次現われる輝度の極
大点及び極小点を示したものである。そして、図6に示
す各点A、B、C、Dは、図5に示す各点A、B、C、
Dにそれぞれ対応するものである。さて、図5及び図6
から明らかなように、両電極6、7間への印加電圧を0
Vから徐々に上げていくと、表示色は白(背景)、黒、
青、緑、ピンクと変化する。このように、このカラー液
晶表示装置では、黒を表示することができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
このようなカラー液晶表示装置では、白黒のコントラス
トが十分でないという問題がある。すなわち、図5に示
すように、最も明るい点A(輝度96.7%、表示色は
白)を基準にすると、最もコントラストの良くなる点B
(輝度9.0%、表示色はかなり青よりの色)で11弱
(96.7÷9.0=10.7)である。しかも、実際
に黒に見える点は図5において点Bよりも左側であり、
点Bよりも輝度が高くなるので、白黒のコントラストは
上記値よりもさらに小さくなる。特に、このカラー液晶
表示装置を透過型として使用する場合には、黒が茶色に
色づいて見えてしまう。また、表示色は白(背景)、
黒、青、緑、ピンクと変化し、色の三原色のうちの赤で
はなくピンクとなってしまうので、色の混色による多色
化に対応しにくいという問題がある。この発明の課題
は、白黒のコントラストを良くすることができ、また色
の混色による多色化に十分に対応することができるよう
にすることである。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明は、相対向する
面にそれぞれ電極が設けられた一対の基板間に液晶分子
がツイスト配向された液晶を介在させてなる液晶セル
と、この液晶セルの表裏両面にそれぞれ配置された表側
偏光板及び裏側偏光板と、前記両偏光板のいずれか一方
の偏光板と前記液晶セルとの間に配置された位相差板と
を備え、前記液晶の液晶分子のツイスト角を250±2
0°の範囲内とし、前記液晶の屈折率異方性Δnとセル
ギャップdとの積Δndを1650〜1950nmの範
囲内とし、前記位相差板のリタデーションRを1650
〜1950nmの範囲内とし、前記両偏光板及び前記位
相差板の各光学軸の方向と前記液晶セルの両基板の各近
傍における前記液晶の液晶分子の配向方向とを、入射光
が白色光のとき、前記両電極間への印加電圧の増加に応
じて表示色が黒、白、赤、青、緑と変化するように設定
したものである。この発明によれば、特に両偏光板及び
位相差板の各光学軸の方向と液晶セルの両基板の各近傍
における液晶の液晶分子の配向方向とを、入射光が白色
光のとき、両電極間への印加電圧の増加に応じて表示色
が黒、白、赤、青、緑と変化するように設定したことに
より、白黒のコントラストを良くすることができ、また
色の混色による多色化に十分に対応することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】図1(A)はこの発明の一実施形
態におけるカラー液晶表示装置の要部を示したものであ
る。なお、この図は図4(A)と全く同じであるので、
同一部分には同一の符合を付し、その説明を省略する。
次に、図1(B)はこの実施形態のカラー液晶表示装置
において、液晶セル1の両配向膜4、5のラビングによ
る配向処理方向及び両偏光板10、11、位相差板9の
各光学軸の関係を表面側から見た場合について示したも
のである。この図1(B)において、図4(B)と異な
る点は、表側偏光板10の透過軸10aが基準線Nに対
して反時計方向に155°±10°の方向となり、裏側
偏光板11の透過軸11aが基準線Nに対して125°
±10°の方向となっている点である。なお、液晶セル
1として、液晶8の屈折率異方性Δnとセルギャップd
との積Δndが1800nmのものを用い、位相差板9
として、リタデーションRが1850nmのものを用い
る。
【0010】さて、このカラー液晶表示装置において、
入射光を白色光とし、両電極6、7間への印加電圧を0
Vから徐々に上げたときの、液晶8の屈折率異方性Δn
と輝度(%)との関係を図2に示す。また、このときの
表示色の変化を示すCIE色度図を図3に示す。図2に
示す各点A、B、C、Dは、両電極6、7間への印加電
圧を0Vから徐々に上げたときに順次現われる輝度の極
小点及び極大点を示したものである。そして、図3に示
す各点A、B、C、Dは、図2に示す各点A、B、C、
Dにそれぞれ対応するものである。
【0011】さて、図2及び図3から明らかなように、
両電極6、7間への印加電圧を0Vから徐々に上げてい
くと、表示色は黒(背景)、白、赤、青、緑と変化す
る。このように、色の三原色である赤、青、緑を連続的
に表示することができるので、色の混色による多色化に
十分に対応することができる。また、図2に示すよう
に、最も明るい点B(輝度91.0%、表示色は白)を
基準にすると、最もコントラストの良くなる点A(輝度
3.3%、表示色は黒)で28弱(91.0÷3.3=
27.6)である。したがって、このカラー液晶表示装
置では、白黒のコントラスト(28弱)が図4に示すカ
ラー液晶表示装置における白黒のコントラスト(11
弱)の2倍以上となり、白黒のコントラストを良くする
ことができる。また、黒の輝度は、図4に示すカラー液
晶表示装置と比較して、約1/3となり、このカラー液
晶表示装置を透過型として使用しても十分に黒として認
識することができる。さらに、印加電圧が最小である初
期配向状態の表示つまり背景表示が黒であるから、各色
の色相が背景表示が白である場合に比べてより鮮やかと
なる。
【0012】ところで、裏面側の配向膜5の配向処理方
向5aは、横軸Mに対して時計方向に35±10°の範
囲内の方向であればよい。表面側の配向膜4の配向処理
方向4aは、基準線Nに対して反時計方向に70±10
°の範囲内の方向であればよい。したがって、液晶8の
液晶分子は、裏面側から表面側に向かって時計方向に2
50±20°の範囲内のツイスト角でツイスト配向され
ている。表側偏光板10の透過軸10aは、基準線Nに
対して反時計方向に155±10°の範囲内の方向であ
ればよい。位相差板9の遅相軸9aは、基準線Nに対し
て反時計方向に20±15°の範囲内の方向であればよ
い。裏側偏光板11の透過軸11aは、基準線Nに対し
て反時計方向に125±10°の範囲内の方向であれば
よい。液晶8の屈折率異方性Δnとセルギャップdとの
積Δndは1650〜1950nmの範囲内であればよ
い。位相差板9のリタデーションRは1650〜195
0nmの範囲内であればよい。
【0013】また、位相差板9としては、その平面上に
おける延伸方向の屈折率nxと同平面上における延伸方
向と直交する方向の屈折率nyとがnx>nyの関係にあ
る1軸性位相差板を用いてもよく、またその平面上にお
ける延伸方向の屈折率nxと同平面上における延伸方向
と直交する方向の屈折率nyとその厚さ方向の屈折率nz
とがnx>nz>nyの関係にある2軸性位相差板を用い
てもよい。この場合、いずれの位相差板を用いても、正
面からの視認性は変わらないが、2軸性位相差板を用い
ると、コントラストの視角依存性を小さくすることがで
きる。また、2軸性位相差板の場合には、(nx−nz
/(nx−ny)で表わされるNZ値が0.3〜0.7で
あることが望ましい。
【0014】なお、上記実施形態では、液晶セル1と表
側偏光板10との間に位相差板9を配置した場合につい
て説明したが、液晶セル1と裏側偏光板11との間に位
相差板9を配置するようにしてもよい。また、上記実施
形態では、両偏光板10、11の透過軸10a、11a
及び位相差板9の遅相軸9aを図1(B)に示す向きと
した場合について説明したが、両偏光板10、11の各
吸収軸を図1(B)に示す透過軸10a、11aの向き
とし、位相差板9の進相軸を図1(B)に示す遅相軸9
aの向きとしてもよい。以上のようにしても、上記実施
形態の場合と同様の効果を得ることができる。
【0015】また、上記実施形態では、裏側偏光板11
の裏面に反射板12を配置した場合について説明した
が、反射板12を省略して透過型としてもよく、また反
射板12の代わりに半透過反射板を用いるようにしても
よい。半透過反射板を用いる場合には、その裏面にバッ
クライトを配置するが、明所ではバックライトを消灯し
て反射型として使用し、暗所ではバックライトを点灯し
て透過型として使用することになる。さらに、この発明
は、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にも適用する
ことができる。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、特に両偏光板及び位相差板の各光学軸の方向と液晶
セルの両基板の各近傍における液晶の液晶分子の配向方
向とを、入射光が白色光のとき、両電極間への印加電圧
の増加に応じて表示色が黒、白、赤、青、緑と変化する
ように設定したことにより、白黒のコントラストを良く
することができ、また色の混色による多色化に十分に対
応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)はこの発明の一実施形態におけるカラー
液晶表示装置の要部の断面図、(B)はその液晶セルの
両配向膜の配向処理方向及び両偏光板と位相差板の各光
学軸の関係を説明する説明図。
【図2】図1に示すカラー液晶表示装置における液晶の
屈折率異方性Δnと輝度(%)との関係を示す図。
【図3】図1に示すカラー液晶表示装置の表示色の変化
を示すCIE色度図。
【図4】(A)は従来のカラー液晶表示装置の一例の一
部の断面図、(B)はその液晶セルの両配向膜の配向処
理方向及び両偏光板と位相差板の各光学軸の関係を説明
する説明図。
【図5】図4に示すカラー液晶表示装置における液晶の
屈折率異方性Δnと輝度(%)との関係を示す図。
【図6】図4に示すカラー液晶表示装置の表示色の変化
を示すCIE色度図。
【符号の説明】
1 液晶セル 2、3 電極 4、5 配向膜 4a、5a 配向処理方向 6、7 基板 8 液晶 9 位相差板 9a 遅相軸 10 表側偏光板 10a 透過軸 11 裏側偏光板 11a 透過軸 12 反射板

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 相対向する面にそれぞれ電極が設けられ
    た一対の基板間に液晶分子がツイスト配向された液晶を
    介在させてなる液晶セルと、この液晶セルの表裏両面に
    それぞれ配置された表側偏光板及び裏側偏光板と、前記
    両偏光板のいずれか一方の偏光板と前記液晶セルとの間
    に配置された位相差板とを備え、前記液晶の液晶分子の
    ツイスト角を250±20°の範囲内とし、前記液晶の
    屈折率異方性Δnとセルギャップdとの積Δndを16
    50〜1950nmの範囲内とし、前記位相差板のリタ
    デーションRを1650〜1950nmの範囲内とし、
    前記両偏光板及び前記位相差板の各光学軸の方向と前記
    液晶セルの両基板の各近傍における前記液晶の液晶分子
    の配向方向とを、入射光が白色光のとき、前記両電極間
    への印加電圧の増加に応じて表示色が黒、白、赤、青、
    緑と変化す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。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の発明において、前記裏側
    偏光板の裏面に反射板が配置されていることを特徴とす
    るカラー液晶表示装置。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の発明において、前記裏側
    偏光板の裏面に半透過反射板が配置されていることを特
    徴とするカラー液晶表示装置。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3のいずれかに記載の発明に
    おいて、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と同平面上における延伸方向と直交する方
    向の屈折率nyとがnx>nyの関係にある1軸性位相差
    板であることを特徴とするカラー液晶表示装置。
  5. 【請求項5】 請求項1〜3のいずれかに記載の発明に
    おいて、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と同平面上における延伸方向と直交する方
    向の屈折率nyとその厚さ方向の屈折率nzとがnx>nz
    >nyの関係にある2軸性位相差板であることを特徴と
    するカラー液晶表示装置。
JP9354040A 1997-12-09 1997-12-09 カラー液晶表示装置 Pending JPH11174433A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8199265B2 (en) 2007-06-15 2012-06-12 National Institute Of Information And Communications Technology Optical waveform shaping device

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