JPH11231304A

JPH11231304A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH11231304A
Application number: JP10027930A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Kaneko; 金子　　靖
Original assignee: Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 1998-02-10
Filing date: 1998-02-10
Publication date: 1999-08-27

Abstract

(57)【要約】【課題】明るく、くっきりとした表示で、視認性が良
好な、カラフルなメタリック調表示が可能な単色カラー
液晶表示装置を提供することである。【解決手段】第１の電極を有する第１の基板と第２の
電極を有する第２の基板と前記一対の基板の間にネマチ
ック液晶を狭持してなる液晶素子と、第２の基板の外側
に設ける偏光板と、第１の基板の外側に設ける円偏光位
相差板と、コレステリック液晶ポリマーシートと、光吸
収部材と、第１の基板の外側あるいは第２の基板の外側
のいずれかに光制御フィルムを備えることを特徴とす
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、液晶表示装置に関
するもので、特に背景や、表示部に色彩をつける単色カ
ラー液晶表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、液晶表示装置の背景や表示部に色
をつける単色カラー液晶表示装置としては、いくつかの
方式が提案さてれいる。第１の従来例は、液晶表示素子
の外側にカラー偏光板を備えた単色カラー液晶表示装置
で、構成が簡単であり、一般的にも多用されている。

【０００３】第２の従来例は、液晶表示素子のネマチッ
ク液晶に２色性色素を混合し、ネマチック液晶分子の動
作により、２色性色素も一緒に動作させる単色カラー液
晶表示装置で、ゲストホスト方式と呼ばれている。

【０００４】しかし、どちらの従来例の単色カラー液晶
表示装置も、白背景に染料や２色性色素の色文字や色図
形を表示するか、逆に染料や２色性色素の背景色に白文
字や白い図形を表示するので、コントラストが低くなっ
てしまう。また、染料や２色性色素の数が限られるた
め、液晶表示装置としての色数も限られる問題もある。

【０００５】そこで、第３の従来例として、１枚の偏光
板と、９０゜ツイスト配向のＴＮ液晶素子と、円偏光位
相差板と、コレステリック液晶ポリマ−シートと、光吸
収部材とから構成する単色カラー液晶表示装置が提案さ
れている。以下に、図面を用いて、第３の従来例を説明
する。

【０００６】図１１は、コレステリック液晶ポリマーシ
ートを用いた液晶表示装置の表示原理を説明するための
模式図であり、偏光板８と、円偏光位相差板９と、コレ
ステリック液晶ポリマーシート１０と、光吸収部材１１
で構成している。色を表示するオン状態では、偏光板８
の透過軸８ａが円偏光位相差板９の遅相軸９ａに対して
左回り４５゜になるように、偏光板８と円偏光位相差板
９とを配置する。そのため、偏光板８を透過した直線偏
光が、円偏光位相差板９を通過すると、左回りの左円偏
光となる。

【０００７】ねじれ方向１０ａが左回りで、ねじれピッ
チＰが光の波長に近いコレステリック液晶ポリマーシー
ト１０に左円偏光が入射すると、散乱中心波長λｃを中
心に、散乱バンド幅Δλの光が選択散乱現象により反射
し、黒い紙や黒いプラスチックシートからなる光吸収部
材１１により散乱バンド幅Δλ以外の波長領域の光であ
る透過光を吸収すると、鮮やかな反射色を得る事ができ
る。

【０００８】コレステリック液晶ポリマーの屈折率を
ｎ、コレステリック液晶ポリマーのねじれピッチをＰと
定義すると、散乱中心波長λｃ＝ｎ×Ｐとなり、コレス
テリック液晶ポリマーのねじれピッチＰを調整すること
で、いろいろな反射色のコレステリック液晶ポリマーシ
ートを得ることができる。

【０００９】一方、黒表示であるオフ状態では、偏光板
８の透過軸８ａを９０゜回転し、透過軸８ｂが円偏光位
相差板９の遅相軸９ａに対して、右回り４５゜になるよ
うに偏光板８と円偏光位相差板９とを配置すると、円偏
光位相差板９を通過した光は右回りの右円偏光となる。
したがって、左ねじれ１０ａのコレステリック液晶ポリ
マーシート１０に入っても、選択散乱は発生せず、全て
の右円偏光はコレステリック液晶ポリマーシート１０を
透過し、光吸収部材１１に吸収され、黒表示となる。

【００１０】偏光板８の透過軸８ａを回転する代わり
に、偏光板８と円偏光位相差板９の間に９０゜ツイスト
配向のＴＮ液晶素子を設けると、ＴＮ液晶素子への印加
電圧により円偏光位相差板９への直線偏光の入射角度を
約９０゜変えることができ、黒背景に鮮やかな色文字や
色図形を表示する単色カラー液晶表示装置とすることが
できる。

【００１１】なお、この従来技術については、特開昭５
２−５５５０、特開平６−２３０３７１に開示されてい
る。また、同様な液晶表示装置で、ＴＮ液晶素子と円偏
光位相差板９との間に、第２の偏光板を設け、第１の偏
光板とＴＮ液晶素子と第２の偏光板と円偏光位相差板と
コレステリック液晶ポリマーシートと光吸収部材とから
構成した従来例は、特開平６−２３０３７１に開示され
ている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記コレステ
リック液晶ポリマーシートを用いた単色カラー液晶表示
装置では、反射面がコレステリック液晶ポリマーシート
となり、ほぼ鏡面であるために、入射光は正反射方向に
反射し、それ以外の角度には反射しないので、正反射方
向以外は非常に暗くなり、視認性が低下するという問題
点があった。

【００１３】本発明の目的は、上記課題を解決して、入
射光を正反射方向以外にも反射させ、どの角度から見て
も明るく、視認性が良好で、かつ、黒背景に鮮やかな色
文字や色図形を表示するか、逆に、カラフルな色背景に
黒文字や黒図形を表示できる単色カラーの液晶表示装置
を提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の電極を有する第１の基板と第２の電極を有す
る第２の基板と前記一対の基板の間に約９０゜ツイスト
配向しているネマチック液晶を狭持してなるＴＮ液晶素
子と、前記第２の基板の外側に設ける偏光板と、前記第
１の基板の外側に設ける円偏光位相差板と、該円偏光位
相差板の外側に設けるコレステリック液晶ポリマーシー
トと、該コレステリック液晶ポリマーシートの外側に設
ける光吸収部材と、前記第２の基板の外側あるいは前記
第１の基板の外側のいずれかに光制御フィルムを備える
ことを特徴とする。

【００１５】また、本発明による液晶表示装置は、第１
の電極を有する第１の基板と第２の電極を有する第２の
基板と前記一対の基板の間に１８０゜〜２７０゜ツイス
ト配向しているネマチック液晶を狭持してなるＳＴＮ液
晶素子と、前記第２の基板の外側に設ける位相差板と、
該位相差板の外側に設ける偏光板と、前記第１の基板の
外側に設ける円偏光位相差板と、該円偏光位相差板の外
側に設けるコレステリック液晶ポリマーシートと、該コ
レステリック液晶ポリマーシートの外側に設ける光吸収
部材と、前記第２の基板の外側あるいは前記第１の基板
の外側のいずれかに光制御フィルムを備えることを特徴
とする。

【００１６】また、本発明による液晶表示装置は、第１
の電極を有する第１の基板と第２の電極を有する第２の
基板と前記一対の基板の間に１８０゜〜２７０゜ツイス
ト配向しているネマチック液晶を狭持してなるＳＴＮ液
晶素子と、前記第２の基板の外側に設けるねじれ位相差
板と、該ねじれ位相差板の外側に設ける偏光板と、前記
第１の基板の外側に設ける円偏光位相差板と、該円偏光
位相差板の外側に設けるコレステリック液晶ポリマーシ
ートと、該コレステリック液晶ポリマーシートの外側に
設ける光吸収部材と、前記第２の基板の外側あるいは前
記第１の基板の外側のいずれかに光制御フィルムを備え
ることを特徴とする。

【００１７】また、本発明による液晶表示装置は、第１
の電極を有する第１の基板と第２の電極を有する第２の
基板と前記一対の基板の間に約９０゜ツイスト配向して
いるネマチック液晶を狭持してなるＴＮ液晶素子と、前
記第２の基板の外側に設ける第１の偏光板と、前記第１
の基板の外側に設ける第２の偏光板と、該第２の偏光板
の外側に設ける円偏光位相差板と、該円偏光位相差板の
外側に設けるコレステリック液晶ポリマーシートと、該
コレステリック液晶ポリマーシートの外側に設ける光吸
収部材と、前記第２の基板の外側あるいは前記第１の基
板の外側のいずれかに光制御フィルムを備えることを特
徴とする。

【００１８】また、本発明による液晶表示装置は、第１
の電極を有する第１の基板と第２の電極を有する第２の
基板と前記一対の基板の間に１８０゜〜２７０゜ツイス
ト配向しているネマチック液晶を狭持してなるＳＴＮ液
晶素子と、前記第２の基板の外側に設ける位相差板と、
該位相差板の外側に設ける第１の偏光板と、前記第１の
基板の外側に設ける第２の偏光板と、該第２の偏光板の
外側に設ける円偏光位相差板と、該円偏光位相差板の外
側に設けるコレステリック液晶ポリマーシートと、該コ
レステリック液晶ポリマーシートの外側に設ける光吸収
部材と、前記第２の基板の外側あるいは前記第１の基板
の外側のいずれかに光制御フィルムを備えることを特徴
とする。

【００１９】また、本発明による液晶表示装置は、第１
の電極を有する第１の基板と第２の電極を有する第２の
基板と前記一対の基板の間に１８０゜〜２７０゜ツイス
ト配向しているネマチック液晶を狭持してなるＳＴＮ液
晶素子と、前記第２の基板の外側に設けるねじれ位相差
板と、該ねじれ位相差板の外側に設ける第１の偏光板
と、前記第１の基板の外側に設ける第２の偏光板と、該
第２の偏光板の外側に設ける円偏光位相差板と、該円偏
光位相差板の外側に設けるコレステリック液晶ポリマー
シートと、該コレステリック液晶ポリマーシートの外側
に設ける光吸収部材と、前記第２の基板の外側あるいは
前記第１の基板の外側のいずれかに光制御フィルムを備
えることを特徴とする。

【００２０】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態：図１、図
２、図１１、図１２、図１３）以下図面を用いて本発明
を実施するための第１の実施形態における液晶表示装置
の構成と効果を説明する。

【００２１】まずはじめに本発明の第１の実施形態にお
ける液晶表示装置の構成を、図面を用いて説明する。図
１は本発明の第１の実施形態における液晶表示装置の構
成要素を説明するための断面図で、図２は、構成要素の
配置関係示す平面図である。以下、図１と図２とを交互
に用いて本発明の液晶表示装置の構成を説明する。

【００２２】本実施の形態の液晶表示装置は、図１に示
すように、酸化インジュウムスズ（以後ＩＴＯと記載）
からなる第１の電極３が形成されている厚さ０．７ｍｍ
のガラス板からなる第１の基板１と、ＩＴＯからなる第
２の電極４が形成されている厚さＯ．７ｍｍのガラス板
からなる第２の基板２と、前記一対の基板を張り合わせ
るシール材５と、前記一対の基板に狭持されている９０
゜ツイスト配向しているネマチック液晶６とからＴＮ液
晶素子７が形成されている。

【００２３】第２の基板２の外側に、光制御フィルム１
４と偏光板８を配置し、第１の基板１の外側に、円偏光
位相差板９とコレステリック液晶ポリマーシート１０と
光吸収部材１１を配置することで、液晶表示装置を構成
している。第１の基板１と円偏光位相差板９とコレステ
リック液晶ポリマーシート１０は、アクリル系粘着剤
（図示せず）を用いて接着してある。また、偏光板８と
光制御フィルム１４と第２の基板２もアクリル系粘着剤
（図示せず）を用いて接着してある。光制御フィルム１
４は、偏光板８と接着された状態で購入でき、作業性を
考慮し、第２の基板２と偏光板８の間に光制御フィルム
１４を設けることが最も好ましい。

【００２４】使用するネマチック液晶６の複屈折の差Δ
ｎは０．１５で、第１の基板１と第２の基板２の隙間で
あるセルギャップｄは８０００ｎｍとする。したがって
前記ネマチック液晶６の複屈折の差Δｎと前記セルギャ
ップｄとの積で表す液晶素子のΔｎｄ値は、１２００ｎ
ｍである。Δｎｄ値が小さくなると、光の旋光能力が低
下するため、Δｎｄ値は５００ｎｍ以上が好ましい。

【００２５】第１の電極３と第２の電極４の表面には配
向膜（図示せず）が形成され、図２に示すように、第１
の基板１は、水平軸を基準として、−４５゜方向にラビ
ング処理することで、下液晶分子配向方向７ａは右下が
り４５゜となり、第２の基板２は＋４５゜方向にラビン
グ処理することで上液晶分子配向方向７ｂは右上がり４
５゜となり、左回り９０゜ツイスト配向のＴＮ液晶素子
７を形成している。

【００２６】偏光板８の透過軸８ａを、ＴＮ液晶素子７
の上液晶分子配向方向７ｂと同じ、右上がり４５゜に配
置し、ポリカーボネート樹脂を延伸し、厚さ約６０μｍ
で位相差値１４０ｎｍである円偏光位相差板９の遅相軸
９ａは水平に配置してある。円偏光位相差板９の外側
に、コレステリック液晶ポリマーシート１０を配置し、
さらに、光吸収部材１１として黒色の紙を配置してあ
る。

【００２７】コレステリック液晶ポリマーシート１０
は、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルムで厚さ
８０μｍのベースフィルム（図示せず）に、配向処理を
行い、その上にコレステリック液晶ポリマーを塗布し、
液晶相を示す高温でねじれピッチＰ＝３８０ｎｍでベー
スフィルムに平行なプレーナ配向になるように調節し、
その後、ガラス転移温度以下に冷却して、固形化させた
シートである。したがって、ねじれ中心軸はベースフィ
ルムに対して垂直方向となっている。なお、コレステリ
ック液晶ポリマーシート１０と、光吸収部材１１は、ど
のような角度で配置しても、表示特性に影響しないの
で、図２の平面図では、省略してある。

【００２８】光制御フィルム１４は、紫外線硬化型樹脂
を、屈折率の高い板状の層と、屈折率が低い板状の層を
約３μｍピッチで交互に並ぶように、特殊な方法で硬化
した厚さ約１６０μｍのフィルムで、本実施の形態で
は、住友化学工業製の商品名ルミスティを用いた。

【００２９】この光制御フィルム１４は、通常の角度か
らの入射光はそのまま透過するが、所定の角度に近づく
と、回折現象により散乱する。本実施の形態では、液晶
表示装置の優先視角方向（図２において、６時方向）か
ら、反優先方向（図２において、１２時方向）の１０゜
まではそのまま透過し、反優先方向の１０゜から６０゜
までが散乱するような光制御フィルムを用いる。

【００３０】次に本発明の第１の実施の形態における液
晶表示装置に色彩を表示する作用について説明する。本
発明の液晶表示装置において、電圧無印加の状態では、
図２に示すように、偏光板８より入射した透過軸８ａ方
向の直線偏光は、ＴＮ液晶素子７の上液晶分子配向方向
７ｂよりＴＮ液晶素子７に入射し、ＴＮ液晶素子７によ
り９０゜回転し、下液晶分子配向方向７ａより出射す
る。

【００３１】したがって、円偏光位相差板９の遅相軸９
ａに対して、右回り４５゜に入射する。したがって、図
１１のオフ状態に示すように、右回りの右円偏光とな
る。コレステリック液晶ポリマーシート１０のねじれ方
向１０ａとして、左ねじれを採用したので、選択散乱は
発生せず、入射した右円偏光は全てコレステリック液晶
ポリマーシート１０を透過し、光吸収部材１１に吸収さ
れ、黒表示となる。

【００３２】次に第１の電極３と第２の電極４の間に電
圧を印加すると、ネマチック液晶６の分子が立ち上が
り、旋光性が消滅し、上液晶分子方向７ｂから入射した
直線偏光は、そのままの方向でＴＮ液晶素子７を通過す
る。したがって、ＴＮ液晶素子７を透過した直線偏光
は、円偏光位相差板９の遅相軸９ａに対して、左回り４
５゜に入射する。したがって、図１１のオン状態に示す
ように、左円偏光となり、コレステリック液晶ポリマー
シート１０のねじれ方向１０ａと同じであるため、散乱
中心波長λｃを中心に、散乱バンド幅Δλの光が選択散
乱により反射し、散乱バンド幅Δλ以外の透過光を光吸
収部材１１に吸収することで、鮮やかな色彩のメタリッ
ク調の反射色を得る事ができる。

【００３３】コレステリック液晶ポリマーの屈折率を
ｎ、コレステリック液晶ポリマーのねじれピッチをＰと
定義すると、散乱中心波長λｃ＝ｎ×Ｐとなる。本実施
の形態では、ｎ＝１．６５、Ｐ＝３７０ｎｍの左ねじれ
のコレステリック液晶ポリマーを使用したので、散乱中
心波長λｃ＝６１０ｎｍとなり、メタリック調で金色の
反射色を呈する。

【００３４】図１２に本実施の形態で用いたコレステリ
ック液晶ポリマーシート１０の電圧無印加状態の透過率
を実線で示した曲線５２に、電圧印加状態で選択散乱時
の透過率を破線で示した曲線５３で示す。電圧印加状態
では、曲線５３に示すように、散乱中心波長λｃ＝６１
０ｎｍを中心に、５６０ｎｍ〜６７０ｎｍの範囲の左円
偏光が反射され、散乱バンド幅以外の波長の光はそのま
ま透過していることがわかる。したがって、透過光を光
吸収部材１１で吸収し、表面への戻りを抑えると、選択
散乱による反射光で、鮮やかな金色の表示が可能とな
る。

【００３５】電圧無印加状態では、曲線５２に示すよう
に、偏光板８を透過した光は、ほぼすべて、ＴＮ液晶素
子７と、コレステリック液晶ポリマーシート１０を透過
している。したがって、光吸収部材１１に全ての光が吸
収され、黒表示となる。

【００３６】次に、光制御フィルム１４の作用について
説明する。図１３は、本発明の液晶表示装置の反射光強
度の角度依存性を示すグラフで、実線で示す曲線５５が
光制御フィルム１４を備えた場合で、点線で示す曲線５
４が、光制御フィルム１４のない従来例である。ここで
は、入射光の正反射角度を０゜に定義してある。曲線５
４に示す従来例では、正反射角度である０゜付近では非
常に明るいが、視野角が３〜５゜ずれると、急激に暗く
なる。

【００３７】一方、光制御フィルム１４を備えた本発明
の液晶表示装置は、曲線５５に示すように、正反射角度
から２５゜ずれるまで、十分な反射光強度が得られ、明
るい表示が得られる。さらに、優先視角方向では散乱性
がないため、くっきりとした表示が得られ、視認性の良
好な単色カラーの液晶表示装置となる。

【００３８】このように、偏光板８と光制御フィルム１
４とＴＮ液晶素子７と円偏光位相差板９とコレステリッ
ク液晶ポリマーシート１０と光吸収部材１１との構成に
より、鮮やかな反射色での高コントラスト表示が得ら
れ、かつ、視角を変化させても明るい視認性の良好なメ
タリック調の単色カラー表示の液晶表示装置が得られ
る。

【００３９】（第１の実施の形態の変形例）本実施の形
態では、ピッチＰ＝３７０ｎｍのコレステリック液晶ポ
リマーを用いて金色と黒表示の液晶表示装置としたが、
ピッチＰを変えることで、オン状態の色調は任意に変え
る事ができる。例えば、液晶ピッチＰ＝３００ｎｍ（散
乱中心波長λｃ＝４９０ｎｍ）では青色と黒表示の液晶
表示装置が、Ｐ＝３２０ｎｍ（λｃ＝５３０ｎｍ）で
は、緑色と黒表示の液晶表示装置が得られた。

【００４０】また、本実施の形態では、電圧無印加状態
で黒表示、電圧印加状態でカラー表示としたが、偏光板
８の透過軸８ａを９０゜回転し、下液晶分子配向方向７
ａと同一方向に配置すると、電圧無印加状態でカラー表
示、電圧印加状態で黒表示とすることも可能である。あ
るいは、円偏光位相差板９の遅相軸９ａを９０゜回転し
ても、電圧無印加状態でカラー表示、電圧印加状態で黒
表示とすることができる。

【００４１】また、本実施の形態では、光制御フィルム
１４を、第２の基板２と偏光板８の間に配置したが、光
制御フィルム１４は、ほとんど複屈折性や旋光性を持た
ないので、液晶表示装置のどこに配置しても、同様な効
果が得られる。光制御フィルム１４を、偏光板８の外側
に設けたり、第１の基板１と円偏向位相差板９の間に配
置することや、円偏向位相差板９とコレステリック液晶
ポリマーシート１０の間に配置することでも、明るい、
良好な視認性が得られる。

【００４２】（第２の実施の形態：図３、図４）次に本
発明の第２の実施の形態の液晶表示装置の構成と効果に
ついて、図面を用いて説明する。第２の実施の形態の液
晶表示装置は、液晶素子として、２２５゜ツイストのＳ
ＴＮ液晶素子と位相差板を使用している構成が第１の実
施の形態と異なる以外は、第１の実施の形態の構成と同
一である。

【００４３】図３は本発明の第２の実施形態における液
晶表示装置の構成要素を説明するための断面図で、図４
は、構成要素の配置関係示す平面図である。以下、図３
と図４とを交互に用いて本発明の液晶表示装置の構成を
説明する。

【００４４】本実施の形態の液晶表示装置は、ＩＴＯか
らなる第１の電極３が形成されている厚さ０．７ｍｍの
ガラス板からなる第１の基板１と、ＩＴＯからなる第２
の電極４が形成されている厚さＯ．７ｍｍのガラス板か
らなる第２の基板２と、前記一対の基板を張り合わせる
シール材５と、前記一対の基板に狭持されている２２５
゜ツイスト配向しているネマチック液晶６とからＳＴＮ
液晶素子１２が形成されている。

【００４５】第２の基板２の外側に、位相差板１３と光
制御フィルム１４と偏光板８を配置し、第１の基板１の
外側に、円偏光位相差板９とコレステリック液晶ポリマ
ーシート１０と光吸収部材１１とを配置することで、液
晶表示装置を構成している。ここで用いたコレステリッ
ク液晶ポリマーシート１０のねじれ方向は、第１の実施
の形態とは逆に、右ねじれを採用した。偏光板８と光制
御フィルム１４と円偏向位相差板９と光吸収部材１１
は、第１の実施の形態と同一のものを用いる。

【００４６】第１の基板１と円偏光位相差板９とコレス
テリック液晶ポリマーシート１０は、アクリル系粘着剤
（図示せず）を用いて接着してある。また、偏光板８と
光制御フィルム１４と位相差板１３と第２の基板２もア
クリル系粘着剤（図示せず）を用いて接着してある。光
制御フィルム１４は、偏光板８と位相差板１３と接着さ
れた状態で購入でき、作業性を考慮し、位相差板１３と
偏光板８の間に光制御フィルム１４を設けることが最も
好ましい。

【００４７】使用するネマチック液晶６の複屈折の差Δ
ｎは０．１５で、第１の基板１と第２の基板２の隙間で
あるセルギャップｄは５４００ｎｍとする。したがって
前記ネマチック液晶６の複屈折の差Δｎと前記セルギャ
ップｄとの積で表す液晶素子のΔｎｄ値は、８１０ｎｍ
である。また、ネマチック液晶６のねじれピッチは１１
００ｎｍに調整してある。

【００４８】第１の電極３と第２の電極４の表面には配
向膜（図示せず）が形成され、図４に示すように、第１
の基板１は、水平軸を基準として、＋２２．５゜方向に
ラビング処理することで、下液晶分子配向方向１２ａは
右上がり２２．５゜となり、第２の基板２は−２２．５
゜方向にラビング処理することで上液晶分子配向方向１
２ｂは右下がり２２．５゜となり、左回り２２５゜ツイ
スト配向のＳＴＮ液晶素子１２を形成している。

【００４９】偏光板８の透過軸８ａを、水平軸を基準し
て、−７０゜に配置し、ＳＴＮ液晶素子１２と偏光板８
の間に、ポリカーボネート樹脂からなり厚さ５０μｍ
で、位相差値５５０ｎｍの位相差板１３を、遅相軸１３
ａが水平軸を基準にして５０゜になる様に配置してあ
る。ＳＴＮ液晶素子１２の外側に、円偏光位相差板９を
遅相軸９ａが、水平軸に対して３０゜になるように配置
してある。

【００５０】位相差板１３は視野角特性を改善するた
め、遅相軸方向の屈折率ｎｘ、Ｙ軸方向の屈折率ｎｙ、
厚み方向の屈折率ｎｚが、ｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙとなってい
る２軸性の位相差板を使用した。もちろん、１軸性の位
相差板でも、問題はない。コレステリック液晶ポリマー
シート１０と、光吸収部材１１は、どのような角度で配
置しても、表示特性に影響しないので、図４の平面図で
は、省略してあり、光制御フィルム１４は、反優先方向
（１２時方向）に散乱が発生するように配置してある。

【００５１】つぎに本発明の第２の実施の形態における
液晶表示装置に色彩を表示する作用について説明する。
本発明の液晶表示装置において、電圧無印加の状態で
は、偏光板８より入射した透過軸８ａ方向の直線偏光
は、位相差板１３がない場合、ＳＴＮ液晶素子１２を透
過した状態で、楕円偏光状態となり、円偏光位相差板９
を通過しても円偏光にすることができず、表示が不十分
である。

【００５２】しかし、位相差板１３を偏光板８とＳＴＮ
液晶素子１２の間に配置したので、偏光板８より位相差
板１３に入射した直線偏光は、楕円偏光状態となる。そ
の楕円偏光は、ＳＴＮ液晶素子１２を透過する間に補正
され、ほぼ直線偏光で、偏光板８の透過軸８ａに対して
約５５゜左回転した位置から出射する。

【００５３】直線偏光の出射角度に対して、＋４５゜の
角度になるように円偏光位相差板９を配置することで、
円偏光位相差板９の遅相軸９ａに対して、右回り４５゜
に直線偏光が入射するので、右回りの右円偏光となる。
コレステリック液晶ポリマーシート１０として、第１の
実施の形態とは逆ねじれである右ねじれを採用したの
で、散乱中心波長λｃを中心に、散乱バンド幅Δλの光
が選択散乱により反射し、散乱バンド幅Δλ以外の透過
光を光吸収部材１１に吸収することで、鮮やかな色彩の
メタリック調で金色の反射色を得る事ができる。

【００５４】次に第１の電極３と第２の電極４の間に電
圧を印加すると、ネマチック液晶６の分子が立ち上が
り、ＳＴＮ液晶素子１２の複屈折性が変化し、出射する
直線偏光が約９０゜回転し、水平軸に対して＋７５゜の
方向になる。したがって、ＳＴＮ液晶素子１２を透過し
た直線偏光は、円偏向位相差板９に対して、左回り４５
゜に直線偏光が入射するので、左回りの左円偏向とな
る。コレステリック液晶ポリマーシート１０のねじれ方
向と逆なので、左円偏向は、コレステリック液晶ポリマ
ーシート１０を透過し、光吸収部材１１に吸収され、黒
表示となる。

【００５５】また、液晶素子として、ＳＴＮ液晶素子１
２を使用したことで、ネマチック液晶６分子の印加電圧
に対する変形が急峻になり、光学特性の急峻性が良くな
る。そのため、単純マトリクス駆動でも、走査ライン数
を１００〜４００本まで増加することが可能になり、大
型液晶表示装置や、高密度液晶表示装置を提供すること
が可能となり、また、視野角特性も改善される。

【００５６】そして、本実施の形態では、偏光板８と位
相差板１３の間に、光制御フィルム１４を設けること
で、入射光の正反射角度以外の角度での反射強度が高く
なるので、正反射角度以外でも明るくなり、かつ、優先
視角方向では散乱が発生しないので、くっきりとした表
示が得られ、視認性の良好な単色カラーの液晶表示装置
となる。

【００５７】このように、偏光板８と光制御フィルム１
４と位相差板１３とＳＴＮ液晶素子１２と円偏光位相差
板９とコレステリック液晶ポリマーシート１０と光吸収
部材１１との構成により、数百本の走査ライン数をもつ
高密度表示で、鮮やかな反射色と黒の高コントラストな
表示が得らる単色カラー表示の液晶表示装置が得られ
る。

【００５８】（第２の実施の形態の変形例）また、本実
施の形態では、ＳＴＮ液晶素子１２として、２２５゜ツ
イストのＳＴＮ液晶素子を用いたが、１８０゜〜２７０
゜ツイストのＳＴＮ液晶素子でも同様な効果が得られ
る。

【００５９】また、本実施の形態では、ＳＴＮ液晶素子
１２の楕円偏光状態を直線偏光に戻すために、位相差板
１３を１枚用いたが、位相差板を複数枚用いると、より
完全な直線偏光に戻り、より良好な黒表示とカラー表示
が得られる。位相差板は、片側に複数枚でも、あるい
は、ＳＴＮ液晶素子１２の両側に配置することも可能で
ある。

【００６０】また、本実施の形態では、光制御フィルム
１４を、位相差板１３と偏光板８の間に配置したが、光
制御フィルム１４は、ほとんど複屈折性や旋光性を持た
ないので、液晶表示装置のどこに配置しても、同様な効
果が得られる。光制御フィルム１４を、偏光板８の外側
に設けたり、第２の基板２と位相差板１３の間に設けた
り、第１の基板１と円偏向位相差板９の間に配置するこ
とや、円偏向位相差板９とコレステリック液晶ポリマー
シート１０の間に配置することでも、明るい、良好な視
認性が得られる。

【００６１】（第３の実施の形態：図５、図６）次に本
発明の第３の実施の形態の液晶表示装置の構成と効果に
ついて、図面を用いて説明する。第３の実施の形態の液
晶表示装置は、液晶素子として２４０゜ツイストのＳＴ
Ｎ液晶素子とねじれ位相差板を使用すること以外は、第
１の実施の形態の構成と同一である。

【００６２】図５は本発明の第３の実施形態における液
晶表示装置の構成要素を説明するための断面図で、図６
は、構成要素の配置関係示す平面図である。以下、図５
と図６とを交互に用いて本発明の液晶表示装置の構成を
説明する。

【００６３】本実施の形態の液晶表示装置は、ＩＴＯか
らなる第１の電極３が形成されている厚さ０．７ｍｍの
ガラス板からなる第１の基板１と、ＩＴＯからなる第２
の電極４が形成されている厚さＯ．７ｍｍのガラス板か
らなる第２の基板２と、前記一対の基板を張り合わせる
シール材５と、前記一対の基板に狭持されている２４０
゜ツイスト配向しているネマチック液晶６とからＳＴＮ
液晶素子２０が形成されている。

【００６４】第２の基板２の外側に、ねじれ位相差板１
９と光制御フィルム１４と偏光板８を配置し、第１の基
板１の外側に、円偏光位相差板９とコレステリック液晶
ポリマーシート１０と光吸収部材１１を配置すること
で、液晶表示装置を構成している。ここで用いたコレス
テリック液晶ポリマーシート１０のねじれ方向は、第２
の実施の形態と同一で、右ねじれを採用した。偏光板８
と光制御フィルム１４と円偏向位相差板９と光吸収部材
１１は、第１の実施の形態と同一のものを用いる。

【００６５】第１の基板１と円偏光位相差板９とコレス
テリック液晶ポリマーシート１０は、アクリル系粘着剤
（図示せず）を用いて接着してある。また、偏光板８と
光制御フィルム１４とねじれ位相差板１９と第２の基板
２もアクリル系粘着剤（図示せず）を用いて接着してあ
る。光制御フィルム１４は、偏光板８とねじれ位相差板
１９と接着された状態で購入でき、作業性を考慮し、ね
じれ位相差板１９と偏光板８の間に光制御フィルム１４
を設けることが最も好ましい。

【００６６】使用するネマチック液晶６の複屈折の差Δ
ｎは０．１５で、第１の基板１と第２の基板２の隙間で
あるセルギャップｄは５６００ｎｍとする。したがって
前記ネマチック液晶６の複屈折の差Δｎと前記セルギャ
ップｄとの積で表す液晶素子のΔｎｄ値は、８４０ｎｍ
である。また、ネマチック液晶６のねじれピッチは１１
００ｎｍに調整してある。

【００６７】第１の電極３と第２の電極４の表面には配
向膜（図示せず）が形成され、図６に示すように、第１
の基板１は、水平軸を基準として、＋３０゜方向にラビ
ング処理することで、下液晶分子配向方向２０ａは右上
がり３０゜となり、第２の基板２は、−３０゜方向にラ
ビング処理することで上液晶分子配向方向２０ｂは右下
がり３０゜となり、左回り２４０゜ツイスト配向のＳＴ
Ｎ液晶素子２０を形成している。

【００６８】偏光板８の透過軸８ａを、水平軸を基準し
て、−４５゜に配置し、ＳＴＮ液晶素子２０と偏光板８
の間に、Δｎｄ値が６１０ｎｍで、右回り２２０゜ツイ
ストのねじれ位相差板１９を、下分子軸１９ａが上液晶
分子配向方向１２ｂとほぼ直角になるように、水平軸を
基準にして＋５５゜に配置する。したがって、ねじれ位
相差板１９の上分子軸１９ｂは、−８５゜となる。第１
の基板１の外側に、円偏光位相差板９の遅相軸９ａが、
水平軸に対して−４０゜に配置してある。

【００６９】ねじれ位相差板１９は、トリアセチルセル
ロース（ＴＡＣ）フィルムで厚さ８０μｍのベースフィ
ルム（図示せず）に、配向処理を行い、その上に液晶ポ
リマーを塗布し、液晶相を示す高温でツイスト角が２２
０゜になるように厚さとねじれピッチを調節し、その
後、ガラス転移温度以下に冷却して、固形化させたシー
トである。

【００７０】コレステリック液晶ポリマーシート１０
と、光吸収部材１１は、どのような角度で配置しても、
表示特性に影響しないので、図６の平面図では、省略し
てあり、光制御フィルム１４は、反優先方向（１２時方
向）に散乱が発生するように配置してある。

【００７１】つぎに本発明の第３の実施の形態における
液晶表示装置に色彩を表示する作用について説明する。
本発明の液晶表示装置において、電圧無印加の状態で
は、偏光板８より入射した透過軸８ａ方向の直線偏光
は、ねじれ位相差板１９がない場合、ＳＴＮ液晶素子２
０を透過した状態で、楕円偏光状態となり、円偏光位相
差板９を通過しても円偏光にすることができず、表示が
不十分である。

【００７２】しかし、ねじれ位相差板１９を偏光板８と
ＳＴＮ液晶素子２０の間に配置したので、偏光板８より
ねじれ位相差板１９に入射した直線偏光は、楕円偏光状
態となる。その楕円偏光は、ＳＴＮ液晶素子２０を透過
する間に補正され、ほぼ直線偏光で、偏光板８の透過軸
８ａに対して約５０゜右回転し、水平軸を基準にして８
５゜の位置から出射する。

【００７３】円偏光位相差板９の遅相軸９ａを水平軸を
基準にして−５０゜に配置してあるので、遅相軸９ａに
対して、右回り４５゜に直線偏光が入射するので、右回
りの右円偏光となる。コレステリック液晶ポリマーシー
ト１０として、右ねじれを採用したので、散乱中心波長
λｃを中心に、散乱バンド幅Δλの光が選択散乱により
反射し、散乱バンド幅Δλ以外の透過光を光吸収部材１
１に吸収することで、鮮やかな色彩のメタリック調で金
色の反射色を得る事ができる。

【００７４】次に第１の電極３と第２の電極４の間に電
圧を印加すると、ネマチック液晶６の分子が立ち上が
り、ＳＴＮ液晶素子２０の複屈折性が変化し、出射する
直線偏光が約９０゜回転し、水平軸に対して−５゜の方
向になる。したがって、ＳＴＮ液晶素子２０を透過した
直線偏光は、円偏光位相差板９の遅相軸９ａに対して左
回り４５゜で入射するので、左回りの左円偏光となり、
コレステリック液晶ポリマーシート１０を透過し、光吸
収部材１１で吸収され、黒表示となる。

【００７５】また、第２の実施の形態で用いた位相差板
１３のかわりに、ねじれ位相差板１９を用いたことで、
楕円偏光の補正が完全となり、ＳＴＮ液晶素子２０を透
過した光の直線偏光性が高くなり、位相差板１３を用い
た液晶表示装置より、明るく、高コントラストの表示が
得られる。

【００７６】そして、第３の実施の形態では、偏光板８
とねじれ位相差板１９の間に、光制御フィルム１４を設
けることで、入射光の正反射角度以外の角度での反射強
度が高くなるので、正反射角度以外でも明るくなり、か
つ、優先視角方向では散乱が発生しないので、くっきり
とした表示が得られ、視認性の良好な単色カラーの液晶
表示装置となる。

【００７７】このように、偏光板８と光制御フィルム１
４とねじれ位相差板１９とＳＴＮ液晶素子２０と円偏光
位相差板９とコレステリック液晶ポリマーシート１０と
光吸収部材１１との構成により、数百本の走査ライン数
をもつ高密度表示で、鮮やかな反射色と黒の高コントラ
ストな表示が得られるメタリック調の単色カラー表示の
液晶表示装置が得られる。

【００７８】（第３の実施の形態の変形例）本実施の形
態では、ＳＴＮ液晶素子２０として、２４０゜ツイスト
のＳＴＮ液晶素子を用いたが、１８０゜〜２７０゜ツイ
ストのＳＴＮ液晶素子でも同様な効果が得られる。

【００７９】また、本実施の形態では、光制御フィルム
１４を、ねじれ位相差板１９と偏光板８の間に配置した
が、光制御フィルム１４は、ほとんど複屈折性や旋光性
を持たないので、液晶表示装置のどこに配置しても、同
様な効果が得られる。光制御フィルム１４を、偏光板８
の外側に設けたり、第２の基板２とねじれ位相差板１９
の間に設けたり、第１の基板１と円偏向位相差板９の間
に配置することや、円偏向位相差板９とコレステリック
液晶ポリマーシート１０の間に配置することでも、明る
い、良好な視認性が得られる。

【００８０】（第４の実施の形態：図７、図８）次に本
発明の第４の実施の形態の液晶表示装置の構成と効果に
ついて、図面を用いて説明する。第４の実施の形態の液
晶表示装置は、偏光板を２枚使用している点が第２の実
施の形態と異なる以外は、第２の実施の形態の構成と同
一である。

【００８１】図７は本発明の第２の実施形態における液
晶表示装置の構成要素を説明するための断面図で、図８
は、構成要素の配置関係示す平面図である。以下、図７
と図８とを交互に用いて本発明の液晶表示装置の構成を
説明する。

【００８２】本実施の形態の液晶表示装置は、ＩＴＯか
らなる第１の電極３が形成されている厚さ０．７ｍｍの
ガラス板からなる第１の基板１と、ＩＴＯからなる第２
の電極４が形成されている厚さＯ．７ｍｍのガラス板か
らなる第２の基板２と、前記一対の基板を張り合わせる
シール材５と、前記一対の基板に狭持されている２２５
゜ツイスト配向しているネマチック液晶６とからＳＴＮ
液晶素子１２が形成されている。

【００８３】第２の基板２の外側に、位相差板１３と光
制御フィルム１４と第１の偏光板１７を配置し、第１の
基板１の外側に、第２の偏光板１８と円偏光位相差板９
とコレステリック液晶ポリマーシート１０と光吸収部材
１１を配置することで、液晶表示装置を構成している。
コレステリック液晶ポリマ−シート１４と光制御フィル
ム１４と円偏向位相差板９と光吸収部材１１は、第２の
実施の形態と同一のものを用いる。第１の偏光板１７
は、第２の実施の形態で用いた偏光板８と同一のもので
ある。

【００８４】第１の基板１と第２の偏光板１８と円偏光
位相差板９とコレステリック液晶ポリマーシート１０
は、アクリル系粘着剤（図示せず）を用いて接着してあ
る。また、第１の偏光板１７と光制御フィルム１４と位
相差板１３と第２の基板２もアクリル系粘着剤（図示せ
ず）を用いて接着してある。光制御フィルム１４は、第
１の偏光板１７と位相差板１３と接着された状態で購入
でき、作業性を考慮し、位相差板１３と第１の偏光板１
７の間に光制御フィルム１４を設けることが最も好まし
い。

【００８５】使用するネマチック液晶６、ツイスト角、
ラビング条件も、第２の実施の形態と同一である。

【００８６】第１の偏光板１７の透過軸１７ａを、水平
軸を基準して、−７０゜に配置し、ＳＴＮ液晶素子１２
と第１の偏光板１７の間に、、ポリカーボネート樹脂か
らなり厚さ５０μｍで、位相差値５５０ｎｍの位相差板
１３を、遅相軸１３ａが水平軸を基準にして５０゜にな
る様に配置してある。第１の基板１の外側に、第２の偏
光板１８を透過軸１８ａを−１５゜になるように配置
し、さらに円偏光位相差板９の遅相軸９ａが第２の偏光
板１８に対して４５゜となるように、水平軸に対して３
０゜に配置してある。

【００８７】光制御フィルム１４も、第２の実施の形態
で用いたものと同一で、反優先方向（１２時方向）に散
乱が発生するように配置してある。

【００８８】次に本発明の第４の実施の形態における液
晶表示装置に色彩を表示する作用について説明する。本
発明の液晶表示装置において、電圧無印加の状態では、
第１の偏光板１７より入射した透過軸１７ａ方向の直線
偏光は、位相差板１３がない場合、ＳＴＮ液晶素子１２
を透過した状態で、楕円偏光状態となり、円偏光位相差
板９を通過しても円偏光にすることができず、表示が不
十分である。

【００８９】しかし、位相差板１３を、第１の偏光板１
７とＳＴＮ液晶素子１２の間に配置したので、第１の偏
光板１７より位相差板１３に入射した直線偏光は、楕円
偏光状態となる。その楕円偏光は、ＳＴＮ液晶素子１２
を透過する間に補正され、ほぼ直線偏光で、第１の偏光
板１７の透過軸１７ａに対して約５５゜左回転した位置
から出射する。

【００９０】第２の偏光板１８を透過軸１８ａを水平軸
を基準として−１５゜に配置してあるので、第１の偏光
板１７から入射した直線偏光は、そのまま第２の偏光板
１８を透過する。第２の偏光板に対して、＋４５゜の角
度に円偏光位相差板９を配置してあるので、円偏光位相
差板９の遅相軸９ａに対して、右回り４５゜に直線偏光
が入射するので、右回りの右円偏光となる。コレステリ
ック液晶ポリマーシート１０として、第２の実施の形態
と同様に右ねじれを採用したので、散乱中心波長λｃを
中心に、散乱バンド幅Δλの光が選択散乱により反射
し、散乱バンド幅Δλ以外の透過光を光吸収部材１１に
吸収することで、鮮やかな色彩のメタリック調で金色の
反射色を得る事ができる。

【００９１】次に第１の電極３と第２の電極４の間に電
圧を印加すると、ネマチック液晶６の分子が立ち上が
り、ＳＴＮ液晶素子１２の複屈折性が変化し、出射する
直線偏光が約９０゜回転し、水平軸に対して＋７５゜の
方向になる。したがって、ＳＴＮ液晶素子１２を透過し
た直線偏光は、第２の偏光板１８の透過軸１８ａに対し
て９０゜ずれるので、入射光は第２の偏光板１８に吸収
され、黒表示となる。第２の偏光板１８を用いること
で、第２の実施の形態より、高コントラストの黒表示が
可能となる。

【００９２】そして、本実施の形態では、第１の偏光板
１７と位相差板１３の間に、光制御フィルム１４を設け
ることで、入射光の正反射角度以外の角度での反射強度
が高くなるので、正反射角度以外でも明るくなり、か
つ、優先視角方向では散乱が発生しないので、くっきり
とした表示が得られ、視認性の良好なメタリック調の単
色カラーの液晶表示装置となる。

【００９３】このように、第１の偏光板１７と光制御フ
ィルム１４と位相差板１３とＳＴＮ液晶素子１２と第２
の偏光板１８と円偏光位相差板９とコレステリック液晶
ポリマーシート１０と光吸収部材１１との構成により、
鮮やかな反射色と黒の高コントラストな表示が得られる
単色カラー表示の液晶表示装置が得られる。

【００９４】（第４の実施の形態の変形例）また、本実
施の形態では、ＳＴＮ液晶素子１２として、２２５゜ツ
イストのＳＴＮ液晶素子を用いたが、１８０゜〜２７０
゜ツイストのＳＴＮ液晶素子１２でも同様な効果が得ら
れる。

【００９５】また、本実施の形態では、第１の偏光板１
７と光制御フィルム１４と位相差板１３とＳＴＮ液晶素
子１２と第２の偏光板１８と円偏光位相差板９とコレス
テリック液晶ポリマーシート１０と光吸収部材１１との
構成を用いたが、液晶素子として、ＴＮ液晶素子を用い
ることも可能で、その場合は、位相差板１３がなくて
も、同様な効果が得られる。

【００９６】また、本実施の形態では、第１の偏光板１
７と光制御フィルム１４と位相差板１３とＳＴＮ液晶素
子１２と第２の偏光板１８と円偏光位相差板９とコレス
テリック液晶ポリマーシート１０と光吸収部材１１との
構成を用いたが、位相差板１３の代わりに、第３の実施
の形態で用いた、ねじれ位相差板１９を用いても、同様
な効果が得られる。

【００９７】また、本実施の形態では、光制御フィルム
１４を、位相差板１３と第１の偏光板１７の間に配置し
たが、光制御フィルム１４は、ほとんど複屈折性や旋光
性を持たないので、液晶表示装置のどこに配置しても、
同様な効果が得られる。光制御フィルム１４を、第１の
偏光板１７の外側に設けたり、第２の基板２と位相差板
１３の間に設けたり、第１の基板１と第２の偏光板１８
の間に配置することや、第２の偏光板１８と円偏向位相
差板９の間に配置することや、円偏向位相差板９とコレ
ステリック液晶ポリマーシート１０の間に配置すること
でも、明るい、良好な視認性が得られる。

【００９８】（第５の実施の形態：図９）次に本発明の
第５の実施の形態の液晶表示装置の構成と効果につい
て、図面を用いて説明する。第５の実施の形態の液晶表
示装置は、光吸収部材の代わりに、半透過型光吸収部材
を用い、さらにバックライトを備えること以外は、第１
の実施の形態の構成と同一である。

【００９９】図９は本発明の第５の実施形態における液
晶表示装置の構成要素を説明するための断面図である。
基本構成は、図１に示した第１の実施の形態の液晶表示
装置と同様であるので、ここでは、変更点についての
み、図９を用いて説明する。

【０１００】本実施の形態の液晶表示装置は、９０゜ツ
イスト配向しているネマチック液晶６からＴＮ液晶素子
７が形成されている。第２の基板２の外側に、光制御フ
ィルム１４と偏光板８を配置し、第１の基板１の外側
に、円偏光位相差板９とコレステリック液晶ポリマーシ
ート１０と半透過型光吸収部材１５とバックライト１６
を配置することで、構成している。

【０１０１】半透過型光吸収部材１５としては、厚さ２
０μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィル
ムに黒色染料を染色した材料で、透過率３５％のものを
用いる。バックライト１６としては、導光板と発光色が
黄緑色の発光ダイオードを組み合わせた、サイドライト
方式を用いる。

【０１０２】半透過型光吸収部材１５とバックライト１
６を備えることで、通常は、黒背景に金色の表示である
が、バックライトを点灯すると、透過状態である黒表示
部が光り、選択散乱で反射している金色部分は一部の光
がさえぎられる。したがって、黄緑背景に暗い緑色の反
転表示となり、夜間でも表示を確認することが可能とな
る。

【０１０３】このように、偏光板８と光制御フィルム１
４とＴＮ液晶素子７と円偏光位相差板９とコレステリッ
ク液晶ポリマーシート１０と半透過型光吸収部材１５と
バックライト１５の構成により、鮮やかな反射色での高
コントラストの表示が得られ、視角を変化させても明る
い視認性が良好で、かつ、夜間でも表示を確認すること
が可能なメタリック調の単色カラー表示の液晶表示装置
が得られる。

【０１０４】（第５の実施の形態の変形例）本実施の形
態では、ＴＮ液晶素子７を用いたが、第２の実施の形態
に用いたＳＴＮ液晶素子と位相差板を用いる液晶表示装
置や、第３の実施の形態に用いたＳＴＮ液晶素子とねじ
れ位相差板を用いる液晶表示装置を用いても、同様な効
果を得ることができる。

【０１０５】また、本実施の形態では、偏光板８と第２
の基板２の間に、光制御フィルム１４を設けたが、光制
御フィルム１４を、偏光板８の外側や、第１の基板１と
円偏光位相差板９の間や、円偏光位相差板９とコレステ
リック液晶ポリマーシート１０の間や、コレステリック
液晶ポリマーシート１０と半透過型光吸収部材１５の間
に設けることも可能である。

【０１０６】（第６の実施の形態：図１０）次に本発明
の第６の実施の形態の液晶表示装置の構成と効果につい
て、図面を用いて説明する。第６の実施の形態の液晶表
示装置は、光吸収部材の代わりに、表面にカラー印刷し
たエレクトロルミネッセンス板（以降、カラーＥＬ板と
記載する）を用いること以外は、第１の実施の形態の構
成と同一である。

【０１０７】図１０は本発明の第６の実施形態における
液晶表示装置の構成要素を説明するための断面図であ
る。基本構成は、図１に示した第１の実施の形態の液晶
表示装置と同様であるので、ここでは、変更点について
のみ、図１０を用いて説明する。

【０１０８】本実施の形態の液晶表示装置は、９０゜ツ
イスト配向しているネマチック液晶６とからＴＮ液晶素
子７が形成されている。第２の基板２の外側に、光制御
フィルム１４と偏光板８を配置し、第１の基板１の外側
に、円偏光位相差板９とコレステリック液晶ポリマーシ
ート１０とカラーＥＬ板２１を配置することで、液晶表
示装置を構成している。

【０１０９】カラーＥＬ板２１としては、発光色が緑の
ＥＬ板表面に、赤色の蛍光染料を印刷したものを用い
る。カラーＥＬ板２１を点灯すると、緑色の光により、
赤の蛍光体が励起され、赤色の発光色となる。

【０１１０】赤色のカラーＥＬ板２１を備えることで、
通常は、赤背景に金色のカラフルな表示となり、さら
に、ＥＬ板２１を点灯すると、透過状態である赤表示部
が赤く光り、選択散乱で反射している金色部分は、発光
色の一部の光がさえぎられる。従って、赤背景に黒表示
の反転表示となり、夜間でも表示を確認することが可能
となる。

【０１１１】このように、偏光板８と光制御フィルム１
４とＴＮ液晶素子７と円偏光位相差板９とコレステリッ
ク液晶ポリマーシート１０とカラーＥＬ板２１の構成に
より、鮮やかな金色の反射色と赤色のカラフルな表示が
得られ、視角を変化させても明るい視認性の良好で、か
つ、夜間でも表示を確認することが可能なメタリック調
の単色カラー表示の液晶表示装置が得られる。

【０１１２】（第６の実施の形態の変形例）本実施の形
態では、ＴＮ液晶素子７を用いたが、第２の実施の形態
に用いたＳＴＮ液晶素子と位相差板を用いる液晶表示装
置や、第３の実施の形態に用いたＳＴＮ液晶素子とねじ
れ位相差板を用いる液晶表示装置を用いても、同様な効
果を得ることができる。

【０１１３】また、本実施の形態では、偏光板８と第２
の基板２の間に、光制御フィルム１４を設けたが、光制
御フィルム１４を、偏光板８の外側や、第１の基板１と
円偏光位相差板９の間や、円偏光位相差板９とコレステ
リック液晶ポリマーシート１０の間や、コレステリック
液晶ポリマーシート１０とカラーＥＬ板２１の間に設け
ることも可能である。

【０１１４】（第７の実施の形態：図１４）次に本発明
の第７の実施の形態の液晶表示装置の構成と効果につい
て、図面を用いて説明する。第７の実施の形態の液晶表
示装置は、光吸収部材の代わりに、半透過型光吸収部材
を用い、さらにバックライトを備えること以外は、第４
の実施の形態の構成と同一である。

【０１１５】図１４は本発明の第７の実施形態における
液晶表示装置の構成要素を説明するための断面図であ
る。基本構成は、図７に示した第４の実施の形態の液晶
表示装置と同様であるので、ここでは、変更点について
のみ、図１４を用いて説明する。

【０１１６】本実施の形態の液晶表示装置は、２２５゜
ツイスト配向しているネマチック液晶６からＳＴＮ液晶
素子１２が形成されている。第２の基板２の外側に、位
相差板１３と光制御フィルム１４と第１の偏光板１７を
配置し、第１の基板１の外側に、第２の偏光板１８と円
偏光位相差板９とコレステリック液晶ポリマーシート１
０と半透過型光吸収部材１５とバックライト１６を配置
することで、液晶表示装置を構成している。

【０１１７】半透過型光吸収部材１５としては、厚さ２
０μｍのＰＥＴフィルムに黒色染料を染色した材料で、
透過率５０％のものを用いる。バックライト１６として
は、導光板と発光色が黄緑色の発光ダイオードを組み合
わせた、サイドライト方式を用いる。

【０１１８】バックライト点灯時の表示は、第２の偏光
板１８を用いることで、第５の実施の形態と異なり、正
転表示となる。つまり、通常は、金背景に黒色の表示で
あるが、バックライトを点灯しても、黒表示部分は偏光
板で遮られており、黒表示のままである。一方、背景の
金色部分は、図１２の曲線５３に示したように、波長５
８０ｎｍ〜６６０ｎｍまでの光は遮断しているが、それ
以外の光は透過する。光源として黄緑の発光ダイオード
を用いたので、波長５８０ｎｍ以下の緑の光が透過し、
緑背景に黒表示となり、夜間でも表示を確認することが
可能となる。

【０１１９】このように、第１の偏光板１７と光制御フ
ィルム１４と位相差板１３とＳＴＮ液晶素子１２と円偏
光位相差板９とコレステリック液晶ポリマーシート１０
と半透過型光吸収部材１５とバックライト１６の構成に
より、鮮やかな反射色での高コントラスト表示が得ら
れ、視角を変化させても明るい視認性の良好で、かつ、
夜間でも表示を確認することが可能なメタリック調の単
色カラー表示の液晶表示装置が得られる。

【０１２０】（第７の実施の形態の変形例）本実施の形
態では、ＳＴＮ液晶素子１２と位相差板１３を用いた
が、ＴＮ液晶素子や、ＳＴＮ液晶素子とねじれ位相差板
を用いる液晶表示装置を用いても、同様な効果を得るこ
とができる。

【０１２１】また、本実施の形態では、透過率５０％の
半透過型光吸収部材１５を用いたが、黒表示は第２の偏
光板１８により行っているので、半透過型光吸収部材１
５がなくても、同様な効果を得ることができる。

【０１２２】また、本実施の形態では、半透過型光吸収
部材１５とバックライト１６を用いたが、カラーＥＬ板
や、カラー印刷をしていない通常のＥＬ板を用いても、
同様な効果を得ることができる。この場合、発光色を、
選択反射の色以外にすることで、カラーＥＬの発光色に
黒表示の正転表示が可能である。

【０１２３】また、本実施の形態では、第１の偏光板１
７と位相差板１３の間に光制御フィルム１４を設けた
が、光制御フィルム１４を、第１の偏光板１７の外側
や、第１の基板１と第２の偏光板１８の間や、第２の偏
光板１８と円偏光位相差板９の間や、円偏光位相差板９
とコレステリック液晶ポリマーシート１０の間や、コレ
ステリック液晶ポリマーシート１０と半透過型光吸収部
材１５の間に設けることも可能である。

【０１２４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の液晶表示装置は、偏光板と光制御フィルムと液晶素子
とコレステリック液晶ポリマーシートと円偏光位相差板
と光吸収部材を備えることで、明るく、くっきりとし
て、視認性が良好で、かつ、鮮やかな反射色が得られる
メタリック調の単色カラー表示が可能な液晶表示装置を
提供することができる。

【０１２５】また、本発明の液晶表示装置は、液晶素子
として、ＳＴＮ液晶素子を用い、位相差板やねじれ位相
差板を用いることで、大型液晶表示装置に適用すること
が可能となり、さらに、視野角特性の良好なメタリック
調の単色カラー表示が可能な液晶表示装置を提供するこ
とができる。

【０１２６】また、本発明の液晶表示装置は、偏光板と
光制御フィルムと液晶素子と円偏光位相差板とコレステ
リック液晶ポリマーシートと半透過型光吸収部材とバッ
クライトを備えることで、明るく、くっきりとして、視
認性が良好で、かつ、高コントラストで鮮やかな反射色
が得られ、さらに、バックライト点灯により、夜間でも
認識可能なメタリック調の単色カラー表示が可能な液晶
表示装置を提供することができる。

【０１２７】また、本発明の液晶表示装置は、第１の偏
光板と光制御フィルムと液晶素子と第２の偏光板と円偏
光位相差板とコレステリック液晶ポリマーシートと半透
過型光吸収部材とバックライトを備えることで、明る
く、くっきりとして、視認性が良好で、かつ、高コント
ラストで鮮やかな反射色が得られ、さらに、バックライ
ト点灯により夜間でも認識可能で、かつ、バックライト
点灯時にも表示が反転しないメタリック調の単色カラー
表示が可能な液晶表示装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態における液晶表示装置
の構成を示す断面図である。

【図２】本発明の第１の実施形態における液晶表示装置
の配置関係を示す平面図である。

【図３】本発明の第２の実施形態における液晶表示装置
の構成を示す断面図である。

【図４】本発明の第２の実施形態における液晶表示装置
の配置関係を示す平面図である。

【図５】本発明の第３の実施形態における液晶表示装置
の構成を示す断面図である。

【図６】本発明の第３の実施形態における液晶表示装置
の配置関係を示す平面図である。

【図７】本発明の第４の実施形態における液晶表示装置
の構成を示す断面図である。

【図８】本発明の第４の実施形態における液晶表示装置
の配置関係を示す平面図である。

【図９】本発明の第５の実施形態における液晶表示装置
の構成を示す断面図である。

【図１０】本発明の第６の実施形態における液晶表示装
置の構成を示す断面図である。

【図１１】従来例と本発明の発色原理を説明するための
説明図である。

【図１２】本発明の第１の実施形態における液晶表示装
置の透過率を示すグラフである。

【図１３】本発明の第１の実施形態における液晶表示装
置の反射率の角度依存性を示すグラフである。

【図１４】本発明の第７の実施形態における液晶表示装
置の構成を示す断面図である。

【符号の説明】

１第１の基板２第２の基板３第１の電極４第２の電極５シール材６ネマチック液晶７ＴＮ液晶素子７ａ下液晶分子配向方向７ｂ上液晶分子配向方向８偏光板８ａ偏光板の透過軸８ｂ偏光板の透過軸９円偏光位相差板９ａ円偏光位相差板の遅相軸１０コレステリック液晶ポリマーシート１１光吸収部材１２ＳＴＮ液晶素子（２２５゜ツイスト）１２ａ下液晶分子配向方向１２ｂ上液晶分子配向方向１３位相差板１３ａ位相差板の遅相軸１４光制御フィルム１５半透過光吸収部材１６バックライト１７第１の偏光板１７ａ第１の偏光板の透過軸１８第２の偏光板１８ａ第２の偏光板の透過軸１９ねじれ位相差板１９ａ下分子軸１９ｂ上分子軸２０ＳＴＮ液晶素子（２４０゜ツイスト）２１カラーＥＬ板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の電極を有する第１の基板と第２の
電極を有する第２の基板と前記一対の基板の間に約９０
゜ツイスト配向しているネマチック液晶を狭持してなる
ＴＮ液晶素子と、前記第２の基板の外側に設ける偏光板
と、前記第１の基板の外側に設ける円偏光位相差板と、
該円偏光位相差板の外側に設けるコレステリック液晶ポ
リマーシートと、該コレステリック液晶ポリマーシート
の外側に設ける光吸収部材と、前記第２の基板の外側あ
るいは前記第１の基板の外側のいずれかに光制御フィル
ムを備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】第１の電極を有する第１の基板と第２の
電極を有する第２の基板と前記一対の基板の間に１８０
゜〜２７０゜ツイスト配向しているネマチック液晶を狭
持してなるＳＴＮ液晶素子と、前記第２の基板の外側に
設ける位相差板と、該位相差板の外側に設ける偏光板
と、前記第１の基板の外側に設ける円偏光位相差板と、
該円偏光位相差板の外側に設けるコレステリック液晶ポ
リマーシートと、該コレステリック液晶ポリマーシート
の外側に設ける光吸収部材と、前記第２の基板の外側あ
るいは前記第１の基板の外側のいずれかに光制御フィル
ムを備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】第１の電極を有する第１の基板と第２の
電極を有する第２の基板と前記一対の基板の間に１８０
゜〜２７０゜ツイスト配向しているネマチック液晶を狭
持してなるＳＴＮ液晶素子と、前記第２の基板の外側に
設けるねじれ位相差板と、該ねじれ位相差板の外側に設
ける偏光板と、前記第１の基板の外側に設ける円偏光位
相差板と、該円偏光位相差板の外側に設けるコレステリ
ック液晶ポリマーシートと、該コレステリック液晶ポリ
マーシートの外側に設ける光吸収部材と、前記第２の基
板の外側あるいは前記第１の基板の外側のいずれかに光
制御フィルムを備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】第１の電極を有する第１の基板と第２の
電極を有する第２の基板と前記一対の基板の間に約９０
゜ツイスト配向しているネマチック液晶を狭持してなる
ＴＮ液晶素子と、前記第２の基板の外側に設ける第１の
偏光板と、前記第１の基板の外側に設ける第２の偏光板
と、該第２の偏光板の外側に設ける円偏光位相差板と、
該円偏光位相差板の外側に設けるコレステリック液晶ポ
リマーシートと、該コレステリック液晶ポリマーシート
の外側に設ける光吸収部材と、前記第２の基板の外側あ
るいは前記第１の基板の外側のいずれかに光制御フィル
ムを備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】第１の電極を有する第１の基板と第２の
電極を有する第２の基板と前記一対の基板の間に１８０
゜〜２７０゜ツイスト配向しているネマチック液晶を狭
持してなるＳＴＮ液晶素子と、前記第２の基板の外側に
設ける位相差板と、該位相差板の外側に設ける第１の偏
光板と、前記第１の基板の外側に設ける第２の偏光板
と、該第２の偏光板の外側に設ける円偏光位相差板と、
該円偏光位相差板の外側に設けるコレステリック液晶ポ
リマーシートと、該コレステリック液晶ポリマーシート
の外側に設ける光吸収部材と、前記第２の基板の外側あ
るいは前記第１の基板の外側のいずれかに光制御フィル
ムを備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】第１の電極を有する第１の基板と第２の
電極を有する第２の基板と前記一対の基板の間に１８０
゜〜２７０゜ツイスト配向しているネマチック液晶を狭
持してなるＳＴＮ液晶素子と、前記第２の基板の外側に
設けるねじれ位相差板と、該ねじれ位相差板の外側に設
ける第１の偏光板と、前記第１の基板の外側に設ける第
２の偏光板と、該第２の偏光板の外側に設ける円偏光位
相差板と、該円偏光位相差板の外側に設けるコレステリ
ック液晶ポリマーシートと、該コレステリック液晶ポリ
マーシートの外側に設ける光吸収部材と、前記第２の基
板の外側あるいは前記第１の基板の外側のいずれかに光
制御フィルムを備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項７】前記光吸収部材の代わりに、半透過性光
吸収部材を用い、半透過性光吸収部材の外側にバックラ
イトを備えることを特徴とする請求項１、２、３、４、
５、６に記載の液晶表示装置。
【請求項８】前記光吸収部材の代わりに、カラー印刷
したエレクトロルミネッセンス板を用いることを特徴と
する請求項１、２、３、４、５、６に記載の液晶表示装
置。
【請求項９】前記光吸収部材を取り除き、前記コレス
テリック液晶ポリマーシートの外側にバックライトを備
えることを特徴とする請求項４、５、６に記載の液晶表
示装置。