JPH1184371A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 視野角特性が良好で、高密度表示が可能であ
り、メタリックなカラー表示が可能で且つ視認性の良好
な液晶表示装置を提供する。 【解決手段】 第１の電極３を有する第１の基板１と第
２の電極４を有する第２の基板２との間に１８０゜〜２
７０゜ツイスト配向しているネマチック液晶６を挟持し
てなるＳＴＮ液晶素子１２を使用し、その第２の基板２
の外側に位相差板１３を介して偏光板８を配置し、第１
の基板１の外側に円偏光位相差板９を介してコレステリ
ック液晶ポリマーシート１０を配置し、そのコレステリ
ック液晶ポリマーシート１０の外側に光吸収部材１１を
設けて液晶表示装置を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は液晶表示装置に関
するもので、特に背景や表示部に単色あるいは複数色の
色彩をつけ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】従来から、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、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、このような従来の単色カラー液晶
表示装置は、いずれも白背景に染料や２色性色素による
色文字や色図形を表示するか、逆に染料や２色性色素に
よる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
るという問題もある。

【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、および円偏光
位相差板とコレステリック液晶フィルムと光吸収部材と
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。この単色カラー液晶表示装置は、黒背景に選択散乱
現象を利用した鮮やかな色文字や色図形を表示するか、
逆に、鮮やかな色背景に黒文字や黒図形を表示するもの
で、高コントラストの表示が得られる。

【０００６】さらに、この単色カラー液晶表示装置は、
コレステリック液晶フィルムのねじれピッチを調整する
だけで任意の色が得られるため、カラフルな単色カラー
表示装置を得ることが可能である。なお、この従来技術
については、たとえば特開昭５２−５５５０号公報や、
特開平６−２３０３６２号公報に開示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述したコレ
ステリック液晶フィルムを用いた単色カラー液晶表示装
置は、ＴＮ液晶素子を用いているので視野角特性が悪
く、また、走査ライン数が１００本以上の高密度液晶表
示装置への応用は難かしいという問題があった。

【０００８】さらに、コレステリック液晶フィルムを１
枚しか用いていないので、単色カラー表示しかできなか
った。また、光を透過しない光吸収板を用いているため
に、バックライト照明ができず、夜間の視認性が低下す
るという問題もあった。

【０００９】この発明は、このような問題を解決して、
視野角特性が良好で、走査ライン数が１００本以上の高
密度液晶表示においても、カラフルな色調で高コントラ
スト表示が得られる単色カラー表示の液晶表示装置を提
供することを、第１の目的とする。この発明はさらに、
２色以上のマルチカラー表示が可能で、且つカラフルな
色調で高コントラスト表示が得られる液晶表示装置を提
供することを、第２の目的とする。この発明はまた、バ
ックライト照明により夜間でも充分な認識性が得られる
液晶表示装置を提供することを、第３の目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明は上記第１の目
的を達成するため、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の基板との間に１８０゜〜２７０
゜ツイスト配向しているネマチック液晶を挟持してなる
ＳＴＮ液晶素子と、その第２の基板の外側に設けた位相
差板と、その位相差板の外側に設けた偏光板と、上記第
１の基板の外側に設けた円偏光位相差板と、その円偏光
位相差板の外側に設けたコレステリック液晶ポリマーシ
ートと、そのコレステリック液晶ポリマーシートの外側
に設けた光吸収部材とによって液晶表示装置を構成す
る。上記位相差板として、ねじれ位相差板を使用しても
よい。

【００１１】また、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の基板との間に約９０゜ツイスト
配向しているネマチック液晶をき挟持してなるＴＮ液晶
素子と、その第２の基板の外側に設けた偏光板と、上記
第１の基板の外側に設けた円偏光位相差板と、その円偏
光位相差板の外側に設けた第１のコレステリック液晶ポ
リマーシートと、その第１のコレステリック液晶ポリマ
ーシートの外側に設けた第２のコレステリック液晶ポリ
マーシートと、その第２のコレステリック液晶ポリマー
シートの外側に設けた光吸収部材とによって液晶表示装
置を構成し、上記第１のコレステリック液晶ポリマーシ
ートと第２のコレステリック液晶ポリマーシートの散乱
中心波長が異り、且つねじれ方向が同一であるようにし
てもよい。

【００１２】この発明は、上記第２の目的を達成するた
めに、前述の液晶表示装置において、コレステリック液
晶ポリマーシートが、円偏光位相差板の外側に設けた複
数のコレステリック液晶ポリマーシートからなり、その
複数のコレステリック液晶ポリマーシートの最外側のコ
レステリック液晶ポリマーシートの外側に光吸収部材を
設け、その複数のコレステリック液晶ポリマーシート
は、それぞれ散乱中心波長が異なり、且つねじれ方向が
逆方向であるようにする。

【００１３】また、上述の複数のコレステリック液晶ポ
リマーシートとして、ねじれ方向が同一方向である第１
のコレステリック液晶ポリマーシートと第２のコレステ
リック液晶ポリマーシートを設け、その第１，第２のコ
レステリック液晶ポリマーシートの間に半波長位相差板
を設けてもよい。

【００１４】この発明による液晶表示装置はまた、ＴＮ
液晶素子と、その第２の基板の外側に設けた偏光板と、
その第１の基板の外側に設けた反射型偏光板と、その反
射型偏光板の外側に設けた円偏光位相差板と、その円偏
光位相差板の外側に設けたコレステリック液晶ポリマー
シートと、そのコレステリック液晶ポリマーシートの外
側に設けた光吸収部材とによって構成することもでき
る。

【００１５】これらの液晶表示装置において、偏光板の
外側表面に光拡散層あるいは光拡散シートを設けるとよ
い。また、この発明は前記第３の目的を達成するため、
上記光吸収部材を半透過性光吸収部材とし、その半透過
性光吸収部材の外側にバックライトを設ける。

【００１６】この発明による液晶表示装置はまた、前記
第２の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の基板との間に約０゜
ツイスト配向しているネマチック液晶を挟持してなる３
枚のＰＡ液晶素子を使用し、第１のＰＡ液晶素子の第２
の基板の外側に円偏光位相差板を設け、その外側に偏光
板を設け、上記第１の基板の外側に、第１のコレステリ
ック液晶ポリマーシートと、第２のＰＡ液晶素子と、第
２のコレステリック液晶ポリマーシートと、第３のＰＡ
液晶素子と、第３のコレステリック液晶ポリマーシート
と、光吸収部材とを順次配置し、その第１，第２，第３
のコレステリック液晶ポリマーシートの散乱中心波長を
互いに異ならせることにより、マルチカラー表示が可能
なカラー液晶表示装置を構成することができる。

【００１７】あるいはまた、３枚のＴＮ液晶素子を使用
し、その第１のＴＮ液晶素子の第２の基板の外側に偏光
板を設け、その第１のＴＮ液晶素子の第１の基板の外側
に、第１の円偏光位相差板と、第１のコレステリック液
晶ポリマーシートと、第２の円偏光位相差板と、第２の
ＴＮ液晶素子と、第３の円偏光位相差板と、第２のコレ
ステリック液晶ポリマーシートと、第４の円偏光位相差
板と、第３のＴＮ液晶素子と、第５の円偏光位相差板
と、第３のコレステリック液晶ポリマーシートと、光吸
収部材とを順次配置し、その第１，第２，第３のコレス
テリック液晶ポリマーシートは、その散乱中心波長を異
ならせることによっても、マルチカラー表示が可能なカ
ラー液晶表示装置を構成することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、この発明による液晶表示装
置の実施の形態を、添付図面を参照しながら具体的に説
明する。

【００１９】〔第１の実施形態：図１〜図４〕まず、こ
の発明による液晶表示装置の第１の実施形態について説
明するが、その構成を図１及び図２によって説明する。
図１はその液晶表示装置の構成を説明するための模式的
な断面図、図２はその構成要素の配置関係を説明するた
めの平面図である。

【００２０】この液晶表示装置は、図１に示すＳＴＮ
（スーパー・ツイスト・ネマチック）液晶素子１２を使
用している。そのＳＴＮ液晶素子１２は、酸化インジウ
ム錫（ＩＴＯ）からなる透明な第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、同じくＩＴＯからなる第２の電極４が形成されてい
る厚さ０．７ｍｍのガラス板からなる第２の基板２と
を、シール材５によって張り合わせ、その一対の基板
１，２の間に２４０゜ツイスト配向しているネマチック
液晶６を挟持して形成されている。

【００２１】そして、図１に示すように、このＳＴＮ液
晶素子１２の第２の基板２の外側（図１では上側）に位
相差板１３を設け、その位相差板１３の外側に偏光板８
を設け、さらにその外側に光拡散層として光拡散シート
１５を設けている。また、ＳＴＮ液晶素子１２の第１の
基板１の外側（図１では下側）に円偏光位相差板９を設
け、その円偏光位相差板９の外側にコレステリック液晶
ポリマーシート１０を設け、さらにその外側に光吸収部
材１１を設けている。

【００２２】ＳＴＮ液晶素子１２の第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、第
１の基板１は、図２において右上がり３０゜方向にラビ
ング処理されることにより、下液晶分子配向方向１２ａ
が水平軸Ｈを基準に＋３０゜となり、第２の基板２は図
２において右下がり３０゜方向にラビング処理されるこ
とにより、上液晶分子配向方向１２ｂが−３０゜とな
り、左回り２４０゜ツイスト配向のＳＴＮ液晶素子１２
を形成している。

【００２３】使用するネマチック液晶６の複屈折(biref
ringence)の差Δｎ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５．４μｍとす
る。したがってこのネマチック液晶６の複屈折の差Δｎ
とセルギャップ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１１μｍに調整してある。

【００２４】図１において、ＳＴＮ液晶素子１２の上側
に、偏光板８を図２に示す透過軸８ａが水平軸Ｈを基準
にして＋１０゜になるように配置し、ＳＴＮ液晶素子１
２と偏光板８の間に、位相差値５５０ｎｍの位相差板１
３を、図２に示す遅相軸１３ａが水平軸Ｈを基準にして
５０゜になるように配置している。

【００２５】また、ＳＴＮ液晶素子１２の下側に、円偏
光位相差板９を図２に示す遅相軸９ａが水平軸Ｈに対し
て＋３５゜になるように配置している。そして、この円
偏光位相差板９の下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
の紙を配置している。

【００２６】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は、アクリル系
粘着剤を用いて接着している。偏光板８と位相差板１３
とＳＴＮ液晶素子１２も、アクリル系粘着剤を用いて接
着している。また、偏光板８の外側に光拡散層として配
置した光拡散シ−ト１５は、表面の反射を防ぐと同時
に、選択散乱した反射光を拡散し、すりガラスを通した
ようにして表示の見やすさも改善している。

【００２７】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 の関係と
なっている２軸性の位相差板を使用した。勿論１軸性の
位相差板でも問題はない。

【００２８】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＝０．３７μｍ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。従って、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
は省略している。

【００２９】つぎに、この第１の実施形態の液晶表示装
置による色彩表示機能について、図３及び図４も参照し
て説明する。図３は、この第１の実施形態の液晶表示装
置における発色原理を説明するための斜視図である。

【００３０】こ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、表示が不充
分になる。

【００３１】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７０゜回転した位置から出射する。

【００３２】円偏光位相差板９の図２に示す遅相軸９ａ
を水平軸に対して＋３５゜に配置しており、この円偏光
位相差板９の遅相軸９ａに対して、左回り４５゜に直線
偏光が入射するので、図３の右側の「オン状態」に示す
ように左回りの左円偏光となる。これは、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Δ
λ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
反射色を得ることができる。

【００３３】コレステリック液晶ポリマーシート１０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。この第１の実施形態では、ｎ＝１．６５、Ｐ＝０．
３７μｍ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＝０．６１μｍとなり、
メタリック調で金色の反射色を呈する。

【００３４】つぎに、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−１０゜
の方向になる。

【００３５】したがって、図３の左側の「オフ状態」に
示すように、ＳＴＮ液晶素子１２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、右回り４
５゜に入射するので、右円偏光となり、コレステリック
液晶ポリマーシート１０のねじれ方向１０ａと逆になる
ので、選択散乱は発生せず、入射した右円偏光はすべて
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。

【００３６】図４にこの第１の実施形態で用いた液晶表
示装置における入射光の波長と透過率の関係を示す。実
線による曲線５２は電圧印加状態で黒表示の時の透過率
を、破線による曲線５３は電圧無印加状態で選択散乱時
の透過率をそれぞれ示す。電圧無印加状態では、曲線５
３に示すように散乱中心波長λｃ＝０．６１μｍを中心
に、波長が０．５６μｍ〜０．６７μｍの範囲の散乱バ
ンド幅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。

【００３７】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になる。電圧印加状態で
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、ＳＴＮ液晶素子１２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にすべての光が吸収され、黒表示となる。

【００３８】また、液晶素子として、ＳＴＮ液晶素子１
２を使用したことによって、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、視野角特性が改善し、さらに、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になる。

【００３９】また、この実施形態では、図１に示したよ
うに偏光板８の外側に光拡散層として光拡散シ−ト１５
を設けたことにより、メタリック的な色彩を拡散シ−ト
１５で散乱させるため、ミラー状の表示がすりガラス越
しのようなやわらかい色調となり、さらに視野角特性も
改善され、液晶表示装置として見やすくなる。

【００４０】また、この実施の形態では、ポリカ−ボネ
−トフィルムにアクリルビ−ズを接着材に混入した材料
を、光拡散層として塗布した光拡散シ−ト１５を用いた
が、ベースフィルムの表面にエンボス加工したものや、
あるいはベ−スフィルム中に光拡散粒子を分散したもの
などを使用してもよい。光拡散シート１５の散乱度とし
ては、ヘイズ値３０〜９０が好ましく、また全光線透過
率は８０〜９０％と比較的高いものが好ましい。

【００４１】このように、偏光板８と位相差板１３とＳ
ＴＮ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とからなる構
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、
かつ、視野角特性が良好な単色カラー表示の液晶表示装
置が得られる。

【００４２】〔第１の実施形態の変形〕第１の実施形態
では、ピッチＰ＝０．３７μｍ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を変えることによって、反射光の色調は任意に
変えることができる。たとえば、液晶ピッチＰ＝０．３
μｍ（散乱中心波長λｃ＝０．４９μｍ）では青色と黒
表示の液晶表示装置が、Ｐ＝０．３２μｍ（λｃ＝０．
５３μｍ）では、緑色と黒表示の液晶表示装置が得られ
た。

【００４３】また、第１の実施形態では、電圧無印加状
態でカラー表示、電圧印加状態で黒表示としたが、偏光
板８の透過軸８ａを９０゜回転し、図２に示した下液晶
分子配向方向１２ａと同一方向に配置すると、電圧無印
加状態で黒表示、電圧印加状態でカラー表示にすること
も可能である。あるいは、円偏光位相差板９の遅相軸９
ａを９０゜回転しても、電圧無印加状態で黒表示、電圧
印加状態でカラー表示にすることができる。

【００４４】さらに、第１の実施形態では、ＳＴＮ液晶
素子１２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
であれば、どれを使用しても同様な効果が得られる。

【００４５】また、第１の実施形態では、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−表
示が得られる。位相差板は、ＳＴＮ液晶素子１２の片側
に複数枚配置しても、あるいはＳＴＮ液晶素子１２の両
側に配置してもよい。

【００４６】第１の実施形態では、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
を用いたが、位相差板１３の替わりにねじれ位相差板を
用いると、より完全な直線偏光に戻り、さらに良好な黒
表示とカラ−表示が得られる。その場合のねじれ位相差
板のツイスト角は、ＳＴＮ液晶素子１２のツイスト角と
等しいか、１０゜〜３０゜小さく、ねじれ方向がＳＴＮ
液晶素子１２のツイスト角と逆方向であるものが好まし
い。

【００４７】右回り２２０゜ツイストで、ねじれ位相差
板のΔｎｄが６１０ｎｍのねじれ位相差板を、図１にお
ける位相差板１３の替わりに配置したところ、さらに良
好な黒表示とカラ−表示が得られた。

【００４８】また、第１の実施の形態では、偏光板８の
外側に拡散シ−ト１５を設けることによって、メタリッ
ク的な色彩を散乱して視認性を改善したが、拡散シート
１５がなくても、多少暗くはなるが表示装置として問題
はない。

【００４９】光拡散シート１５の替わりに、偏光板８の
ベースフィルム表面に、シリカ粒子を接着材に混入した
光拡散層を塗布しても同様な効果が得られる。この光拡
散層は、アクリルビーズやカルシウム粉等の粒子を接着
材に分散してもよいし、あるいは光拡散シートを張り付
けてもよい。あるいは、ベースフィルムの表面にエンボ
ス加工してもよい。

【００５０】液晶素子として、ＳＴＮ液晶素子１２の代
わりに、約９０゜ツイストのＴＮ（ツイスト・ネマチッ
ク）液晶素子を用いてもよく、光拡散シ−トや偏光板の
表面に設けた散乱層により、視認性を改善できることは
同様である。

【００５１】さらに、第１の実施形態では、光吸収部材
１１として黒色の紙を用いたが、表面が黒色の太陽電池
を用いることによって、その太陽電池の発電効率を低下
することなく液晶表示を行うことが可能である。図５
に、非単結晶型（アモルファス）太陽電池の発電効率を
曲線５１で示す。波長０．５５μｍ付近に発電効率のピ
ークがあるが、可視光の全域で発電している。

【００５２】したがって、第１の実施形態の液晶表示装
置を、光吸収部材１１を除いて太陽電池上に配置して
も、電圧印加状態では、図４の曲線５２に示すように、
３５％以上の光が太陽電池に吸収され、デジタル時計用
として充分な発電効率を示す。また電圧無印加状態で
は、波長０．５６μｍ以上の光は反射され、太陽電池に
届かないが、図５の曲線５１に示した発電効率のピーク
波長である波長０．５５μｍから散乱中心波長λｃを外
すことにより、発電効率の低下を抑えることが可能であ
る。

【００５３】〔第２の実施形態：図６〜図９〕つぎに、
この発明による液晶表示装置の第２の実施形態について
説明する。図６はその液晶表示装置の構成を説明するた
めの模式的な断面図、図７はその構成要素の配置関係を
説明するための平面図である。なお、これらの図におい
て、前述した第１の実施形態の図１及び図２と同じ部分
には同一の符号を付してあり、それらの詳細な説明は省
略する。

【００５４】この第２の実施形態の液晶表示装置は、コ
レステリック液晶ポリマーシートを複数枚使用すること
と、光吸収部材として半透過光吸収部材を用い、照明用
バックライトを備えていること、および、液晶素子とし
てＴＮ液晶素子を用いていることが、第１の実施形態の
液晶表示装置と相違する。

【００５５】図６に示す液晶表示装置は、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０．７ｍｍのガラス板からな
る第２の基板２とを、シール材５によって張り合わせ、
その一対の基板１，２の間に９０゜ツイスト配向してい
るネマチック液晶６を挟持してなるＴＮ液晶素子７を使
用している。

【００５６】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、第１の基板１は、図７に
おいて右下がり４５゜方向にラビング処理されることに
よって、下液晶分子配向方向７ａが水平軸Ｈを基準に−
４５゜となり、第２の基板２は右上がり４５゜方向にラ
ビング処理されることによって、上液晶分子配向方向７
ｂが水平軸Ｈを基準に＋４５゜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。

【００５７】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８μｍとする。したがって、この
ネマチック液晶６の複屈折の差Δｎとセルギャップｄと
の積で表す液晶素子のΔｎｄ値は、１２００ｎｍであ
る。このΔｎｄ値が５００ｎｍより小さくなると、光の
旋光能力が低下するため好ましくなく、Δｎｄ値は８０
０ｎｍ以上が好ましい。

【００５８】偏光板８の図７に示す透過軸８ａを、ＴＮ
液晶素子７の下液晶分子配向方向７ａと同じ右下がり４
５゜に配置し、円偏光位相差板９の遅相軸９ａは水平に
配置している。そして、図６に示すように、円偏光位相
差板９の外側（図６では下側）に第１のコレステリック
液晶ポリマーシート１０を配置し、さらにその外側に第
２のコレステリック液晶ポリマーシート６１を配置して
いる。

【００５９】ＴＮ液晶素子７と円偏光位相差板９と第１
のコレステリック液晶ポリマーシート１０と第２のコレ
ステリック液晶ポリマーシート６１は、アクリル系粘着
剤を用いて接着している。

【００６０】そして、第２のコレステリック液晶ポリマ
ーシート６１の外側（図６では下側）に、半透過光吸収
部材６２として黒色のポリエチレンシ−トを配置してい
る。この半透過光吸収部材６２は黒色を呈しているが、
１０〜３０％の透過率を示す。さらに、この半透過光吸
収部材６２の外側にエレクトロルミネッセンス（ＥＬ）
発光体によるバックライト６３を設けている。したがっ
て、このバックライト６３を点灯することにより、夜間
でも液晶表示装置として利用可能になる。

【００６１】偏光板８は、アクリル系粘着剤によってＴ
Ｎ液晶素子７の上面に接着されている。その偏光板８の
表面には光拡散層１４が形成されており、表面の反射を
防ぐと同時に、選択散乱したミラ−状の反射光を拡散
し、すりガラスを通したようにして表示の見やすさも改
善する。

【００６２】第１のコレステリック液晶ポリマーシート
１０は、第１の実施形態で用いたものと同じであり、屈
折率ｎ＝１．６５で、ねじれピッチＰ＝０．３７μｍの
左ねじれである。したがって、散乱中心波長λｃ＝０．
６１μｍで、第１のコレステリック液晶ポリマーシート
１０単独では金色の反射色を呈する。

【００６３】第２のコレステリック液晶ポリマーシ−ト
６１は、屈折率ｎ＝１．６５で、Ｐ＝０．３２μｍの左
ねじれである。したがって、散乱中心波長λｃ＝０．５
３μｍとなり、第２のコレステリック液晶ポリマーシー
ト６１単独では緑色の反射色を呈する。なお、第１のコ
レステリック液晶ポリマーシート１０と、第２のコレス
テリック液晶ポリマーシート６１、半透過光吸収部材６
２、バックライト６３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７の平面図では図示を省
略している。

【００６４】つぎに、この第２の実施形態の液晶表示装
置による色彩表示機能について、図８および図９も参照
して説明する。図８は、この第２の実施形態の液晶表示
装置における発色原理を説明するための斜視図である。

【００６５】こ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より入射した図７に示した透過軸８
ａ方向の直線偏光は、ＴＮ液晶素子７の下液晶分子配向
方向７ａ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、上液晶分子配向方向７ｂより出射
する。

【００６６】したがって、円偏光位相差板９に対して、
左回り４５゜に入射するので、図８の右側の「オン状
態」に示すように、左円偏光となる。これは第１のコレ
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＝０．６１μｍを
中心に、散乱バンド幅Δλの光が選択散乱により反射す
る。

【００６７】さらに、第１のコレステリック液晶ポリマ
ーシート１０を透過した散乱バンド幅Δλ以外の左円偏
光は、第２のコレステリック液晶ポリマーシート６１
で、散乱中心波長λｃ＝０．５３μｍを中心に散乱バン
ド幅Δλの光を反射する。この第２のコレステリック液
晶ポリマーシート６１をも透過した光を半透過光吸収部
材６２に吸収することによって、鮮やかなメタリックの
白っぽい金色の反射色を得ることができる。

【００６８】つぎに、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、下液晶分子方向７ａ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、右回り４
５゜に入射するので、図８の左側の「オフ状態」に示す
ように右円偏光となる。

【００６９】第１のコレステリック液晶ポリマーシート
１０および第２のコレステリック液晶ポリマーシート６
１として、左ねじれのものを採用したので、選択散乱は
発生せず、入射した右円偏光はすべて第１のコレステリ
ック液晶ポリマーシート１０と第２のコレステリック液
晶ポリマーシート６１を透過し、半透過光吸収部材６２
に吸収され、黒表示となる。

【００７０】図９にこの第２の実施形態の液晶表示装置
における入射光の波長と透過率の関係を示す。実線によ
る曲線５４は電圧印加状態の透過率を、破線による曲線
５５は電圧無印加状態で選択散乱時の透過率をそれぞれ
示す。電圧無印加状態では曲線５５に示すように、波長
が０．４９μｍ〜０．６７μｍの範囲の左円偏光が反射
され、他の波長の光はそのまま透過してることがわか
る。したがって、透過光を半透過光吸収部材６２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に
よって鮮やかなメタリックな白っぽい金色の表示が可能
になる。

【００７１】一方、電圧印加状態では曲線５４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と第２の
コレステリック液晶ポリマーシート６１を透過する。し
たがって、半透過光吸収部材６２にすべての光が吸収さ
れ、黒表示となり、高コントラストの表示が可能であ
る。

【００７２】また、夜間に表示を確認するために、図６
に示したバックライト６３を点灯すると、バックライト
６３の光は、半透過光吸収部材６２を透過して、さら
に、黒表示となっていた電圧印加状態部分を透過する。
電圧無印加のカラ−表示部分は、バックライト６３の光
が透過しない。

【００７３】バックライト６３として、ブル−発光のＥ
Ｌ素子を用いた場合、昼間は白っぽい金色背景に黒文字
表示であった液晶表示装置が、夜間にバックライト６３
を点灯すると、暗い背景に明るいブル−表示となり、明
暗関係が反転するが、夜間での認識が可能になる。

【００７４】また、この実施形態では、偏光板８の外側
に、光拡散層１４を設けているので、メタリック調の色
彩を光拡散層１４で拡散させることによって、ミラー状
の表示がすりガラス越しのようなやわらかい色調とな
り、さらに、視野角特性を改善し、液晶表示装置として
見やすくなる。

【００７５】このように、偏光板８とＴＮ液晶素子７と
円偏光位相差板９と、第１のコレステリック液晶ポリマ
ーシート１０および第２のコレステリック液晶ポリマー
シート６１と、半透過光吸収部材６２とバックライト６
３とにょって液晶表示装置を構成することにより、色調
を任意に調整することが可能になり、明るい場所では鮮
やかな反射色が得られる。また、暗い場所では、バック
ライトを点灯することによって、黒白が反転した表示と
なるが、視認性の良好な単色カラー表示が得られる。

【００７６】〔第２の実施形態の変形〕この第２の実施
形態では、散乱中心波長λｃの異なる２枚のコレステリ
ック液晶ポリマーシートを重ねて使用したが、互いに散
乱中心波長λｃが異なるコレステリック液晶ポリマーシ
ートを３枚以上重ねて使用してもよい。

【００７７】例えば、コレステリック液晶ポリマーのピ
ッチＰ＝０．３μｍ（散乱中心波長λｃ＝０．４９μ
ｍ）、Ｐ＝０．３２μｍ（λｃ＝０．５３μｍ）、Ｐ＝
０．３７μｍ（λｃ＝０．６２μｍ）の三枚の液晶ポリ
マーシートを重ねて使用したところ、ほぼ白色の反射色
が得られ、光吸収部材として黒色材料を用いると、黒背
景の白表示、または白背景の黒表示の反射型の液晶表示
装置が得られる。

【００７８】このコレステリック液晶ポリマーシートを
３枚重ねて使用した液晶表示装置の光吸収部材として、
アモルファス太陽電池を用い、背景を黒、表示部を白と
したところ、良好な発電効率が得られた。

【００７９】また、第１の実施形態における光吸収部材
１１や、第２の実施形態における半透過光吸収部材６２
として、黒色の紙や黒色のプラスチックシ−トを用いた
が、紺色や茶色や赤などの濃い色彩のシ−トを用いるこ
とにより、背景色や文字の色を黒以外の色彩に変更する
ことも可能である。

【００８０】〔第３の実施形態：図１０〜図１３〕つぎ
に、この発明による液晶表示装置の第３の実施形態につ
いて説明する。図１０はその液晶表示装置の構成を説明
するための模式的な断面図、図１１はその構成要素の配
置関係を説明するための平面図である。これらの図にお
いて、図１又は図６と同じ部分には同一の符号を付して
あり、それらの詳細な説明は省略する。

【００８１】この第３の実施形態の液晶表示装置は、第
２のコレステリック液晶ポリマーシートのねじれ方向が
右ねじれであり、偏光板８の配置角度が異なり、第１の
実施形態と同様な光吸収部材を設けて、バックライトを
設けていない点以外は、前述した第２の実施形態の液晶
表示装置と同じ構成である。

【００８２】この液晶表示装置は、図１０に示すよう
に、第２の実施形態と同じＴＮ液晶素子７の外側（図１
０では上側）に偏光板８を設けているが、その図１１に
示す透過軸８ａが、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゜になるように配置してい
る。

【００８３】また、図１０に示すＴＮ液晶素子７の下側
に円偏光位相差板９を、その図１１に示す遅相軸９ａを
水平に配置している。さらに、この円偏光位相差板９の
下側に、第１のコレステリック液晶ポリマーシート１０
と第２のコレステリック液晶ポリマーシート１８を配置
し、さらに、その第２のコレステリック液晶ポリマーシ
ート１８の下側に、光吸収部材１１として黒色の紙を配
置している。

【００８４】ＴＮ液晶素子７と円偏光位相差板９と第
１，第２のコレステリック液晶ポリマーシート１０，１
８は、アクリル系粘着剤を用いて接着されている。ま
た、偏光板８とＴＮ液晶素子７もアクリル系粘着剤を用
いて接着してある。偏光板８の表面には拡散層１４を形
成してあり、表面の反射を防ぐと同時に、選択散乱した
反射光を拡散し、すりガラスを通したようにして、表示
の見やすさも改善している。

【００８５】第１の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のベースフィルムに、配向処理を行い、そ
の上に左ねじれの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＝０．３０μｍ
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おり、反射色として
青色を示す。

【００８６】第２のコレステリック液晶ポリマーシート
１８は、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルムで
厚さ８０μｍのベースフィルムに、配向処理を行い、そ
の上に右ねじれの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＝０．３７μｍ
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、反射色としては金色を
示す。

【００８７】なお、第１のコレステリック液晶ポリマー
シート１０と、第２のコレステリック液晶ポリマーシー
ト１８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１１の平面図では図示
を省略している。

【００８８】つぎに、この第３の実施形態の液晶表示装
置による色彩表示機能について、図１２および図１３も
参照して説明する。図１２は、この第３の実施形態の液
晶表示装置における発色原理を説明するための斜視図で
ある。

【００８９】この液晶表示装置において、電圧無印加の
オフ状態では、偏光板８より入射した図１１に示した透
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、そのＴＮ
液晶素子７により９０゜回転され、下液晶分子配向方向
７ａより出射する。

【００９０】したがって、円偏光位相差板９に対して右
回り４５゜に入射するので、図１２の左側の「オフ状
態」に示すように、右回りの右円偏光となる。第１のコ
レステリック液晶ポリマーシート１０のねじれ方向１０
ａが左ねじれであるので、選択散乱は発生せず、入射し
た右円偏光はすべて第１のコレステリック液晶ポリマー
シート１０を透過し、第２のコレステリック液晶ポリマ
ーシート１８に入射する。

【００９１】第２のコレステリック液晶ポリマーシート
１８は、右ねじれであるので、入射光の円偏光の回転方
向と一致するので、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以外を透過するので、その透過光を光吸収部材１１
に吸収することによって、鮮やかな色彩の背景色を得る
ことができる。

【００９２】ここで、コレステリック液晶ポリマーの屈
折率をｎ、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。この第３の実施形態では、第２
のコレステリック液晶ポリマーシート１８として、ｎ＝
１．６５、Ｐ＝０．３７μｍの右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＝
０．６１μｍとなり、メタリックな金色の反射色を呈す
る。

【００９３】つぎに、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。

【００９４】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の図１１に示した遅相軸９
ａに対して左回り４５゜に入射するので、図１２の右側
の「オン状態」に示すように、左円偏光となる。これは
第１のコレステリック液晶ポリマーシート１０のねじれ
方向１０ａと同じ方向であるため、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
カラー表示がなされる。散乱バンド幅Δλ以外の左円偏
光は、ねじれ方向１８ａが右ねじれの第２のコレステリ
ック液晶ポリマーシート１８を透過し、光吸収部材１１
に吸収される。

【００９５】第１のコレステリック液晶ポリマーシート
１０として、ｎ＝１．６５、Ｐ＝０．３０μｍ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＝０．４９μｍとなり、メタリックな青色
の反射色を呈する。

【００９６】図１３に、この第３の実施形態の液晶表示
装置による入射光の波長と透過率の関係を示す。点線に
よる曲線７１は電圧無印加状態であるオフ状態の時の透
過率を、実線による曲線７２は電圧印加状態であるオン
状態の時の透過率をそれぞれ示す。

【００９７】電圧無印加状態では、曲線７１に示すよう
に、散乱中心波長λｃ＝０．６１μｍを中心に、０．５
６μｍ〜０．６７μｍの範囲の散乱バンド幅の波長の右
円偏光が反射され、散乱バンド幅以外の波長の光はその
まま透過する。したがって、その透過光を光吸収部材１
１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背景が表示される。

【００９８】一方、電圧印加状態では、曲線７２に示す
ように、偏光板８を透過した光は、第１のコレステリッ
ク液晶ポリマーシート１０により、散乱中心波長λｃ＝
０．４９μｍを中心に、０．４４μｍ〜０．５４μｍの
範囲の散乱バンド幅の波長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第２のコレステリッ
ク液晶ポリマーシート１８を透過する。したがって、そ
の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、鮮やかなメタリック
な青色表示となる。

【００９９】また、この実施の形態では、偏光板８の外
側に光拡散層１４を設けているので、ミラー的な色彩を
光拡散層で散乱させることにより、メタリックな表示が
すりガラス越しのようなやわらかい色調となり、さら
に、視野角特性も改善し、液晶表示装置として見やすく
なる。

【０１００】この第３の実施形態では、偏光板８のベー
スフィルム表面に、シリカ粒子を接着材に混入した光拡
散層１４を塗布したが、この光拡散層１４は、アクリル
ビーズやカルシウム粉等の粒子を接着材に分散してもよ
いし、光拡散シートを張り付けてもよい。あるいは、ベ
ースフィルムの表面にエンボス加工を施してもよい。

【０１０１】このように、１枚の偏光板８とＴＮ液晶素
子７と、円偏光位相差板９と第１のコレステリック液晶
ポリマーシート１０および第２のコレステリック液晶ポ
リマーシート１８と、光吸収部材１１とによって液晶表
示装置を構成することにより、鮮やかなカラー背景にカ
ラー表示が得られるマルチカラー表示の液晶表示装置が
得られる。

【０１０２】〔第３の実施形態の変形〕この第３の実施
形態では、ピッチＰ＝０．３０μｍの第１のコレステリ
ック液晶ポリマー１０と、ピッチＰ＝０．３７μｍの第
２のコレステリック液晶ポリマー１８を用いて金色背景
に青色表示の液晶表示装置を構成したが、コレステリッ
ク液晶ポリマーのピッチＰを変えることによって、色調
は任意に変えることができる。

【０１０３】たとえば、第１のコレステリック液晶ポリ
マーシート１０のピッチＰ＝０．３７μｍ（散乱中心波
長λｃ＝０．６２μｍ）、第２のコレステリック液晶ポ
リマーシート１８のピッチＰ＝０．３２μｍ（散乱中心
波長＝０．５３μｍ）では、緑背景に金色表示の液晶表
示装置が得られる。

【０１０４】また、この第３の実施形態では、電圧無印
加状態で第２のコレステリック液晶ポリマーシート１８
による金色を、電圧印加状態で第１のコレステリック液
晶ポリマーシート１０による青色表示としたが、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、電圧無印加状態で青背景、
電圧印加状態で金色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、電圧無印加状態で青背景、電圧印加状態で金色表示
とすることができる。

【０１０５】また、この第３の実施形態では、光吸収部
材１１として黒色の紙を用いたが、前述の各実施形態の
場合と同様に、表面が黒色の太陽電池を用いることによ
って、太陽電池の発電効率を低下せずに、液晶表示を行
うことが可能になる。

【０１０６】〔第４の実施の形態：図１４〜図１６〕つ
ぎに、この発明による液晶表示装置の第４の実施形態に
ついて説明する。図１４は、その液晶表示装置の構成を
説明するための模式的な断面図、図１５はその構成要素
の配置関係示す平面図である。これらの図において、図
１，図６，および図１０と同じ部分には同一の符号を付
しており、それらの詳細な説明は省略する。

【０１０７】この第４の実施形態の液晶表示装置は、液
晶素子として第１の実施形態と同様なＳＴＮ液晶素子を
使用すると共に位相差板を使用し、光拡散層を光拡散シ
ートによって形成することと、半波長位相差板２１を使
用し、第２のコレステリック液晶ポリマーシートとして
左ねじれのものを使用する点が、前述の第３の実施形態
と異なる。その他の構成は、第３の実施形態と同様であ
る。

【０１０８】この第３の実施形態の液晶表示装置のＳＴ
Ｎ液晶素子１２は、図１によって説明した第１の実施形
態のＳＴＮ液晶素子１２と全く同じ構成である。そのＳ
ＴＮ液晶素子１２の外側（図１４では上側）に偏光板８
を、その図１５に示す透過軸８ａを水平軸Ｈを基準して
＋１０゜にして配置し、ＳＴＮ液晶素子１２と偏光板８
との間に、位相差値５５０ｎｍの位相差板１３を、図１
５に示す遅相軸１３ａが水平軸Ｈを基準にして＋５０゜
になるように配置している。

【０１０９】そして、ＳＴＮ液晶素子１２の外側（図１
４では下側）に、円偏光位相差板９を、図１５に示す遅
相軸９ａが水平軸に対して＋３５゜になるように配置し
ている。この円偏光位相差板９の下側に、第１のコレス
テリック液晶ポリマーシート１０を配置し、さらに、そ
の下側に半波長位相差板２１と第２のコレステリック液
晶ポリマーシート１８と光吸収部材１１としての黒色の
紙とを配置している。

【０１１０】これらのＳＴＮ液晶素子１２と円偏光位相
差板９と第１のコレステリック液晶ポリマーシート１０
と半波長位相差板２１と第２のコレステリック液晶ポリ
マーシート１８は、アクリル系粘着剤を用いて接着して
いる。偏光板８と位相差板１３とＳＴＮ液晶素子１２
も、アクリル系粘着剤を用いて接着している。また、偏
光板８の外側には、拡散シート１５を配置している。

【０１１１】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 の関係と
なっている２軸性の位相差板を使用する。勿論、１軸性
の位相差板でも問題はない。第１のコレステリック液晶
ポリマーシート１０は、第１の実施形態で用いたものと
同じで、ねじれ方向は左ねじれである。

【０１１２】第２のコレステリック液晶ポリマーシート
１８は、ピッチＰ＝０．３７で、第３の実施形態で用い
たものと同じであるが、ねじれ方向１８ａが左ねじれで
あり、第３の実施形態で用いたものとはねじれ方向が逆
である。第１のコレステリック液晶ポリマーシート１０
および第２のコレステリック液晶ポリマーシート１８
と、半波長位相差板２１と光吸収部材１１および拡散シ
ート１５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１５の平面図では図示を省略してい
る。

【０１１３】つぎに、この第４の実施形態の液晶表示装
置による色彩表示機能について、図１６も参照して説明
する。図１６は、この第４の実施形態の液晶表示装置に
おける発色原理を説明するための斜視図である。

【０１１４】この液晶表示装置において、電圧無印加の
オフ状態では、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がない場合は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
不充分になる。

【０１１５】しかし、位相差板１３を偏光板８とＳＴＮ
液晶素子１２の間に配置しているので、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７０゜回転し、右上がり８０゜の位置から出射す
る。

【０１１６】円偏光位相差板９の遅相軸９ａを水平に対
して＋３５゜に配置してある。したがって、円偏光位相
差板９の遅相軸９ａに対して、左回り４５゜に直線偏光
が入射するので、図１６の右側の「オフ状態」に示すよ
うに、左回りの左円偏光となる。

【０１１７】第１のコレステリック液晶ポリマーシート
１０のねじれ方向１０ａが左ねじれであるので、散乱中
心波長λｃを中心に、散乱バンド幅Δλの波長の光が選
択散乱により反射し、散乱バンド幅Δλ以外の波長の光
は透過する。その透過光は、半波長位相差板２１により
右円偏光となり、第２のコレステリック液晶ポリマーシ
ート１８を透過し、光吸収部材１１に吸収されることに
よって、鮮やかな色彩のメタリックな青色の反射色を得
ることができる。

【０１１８】つぎに、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゜回転して水平に対して−１０゜の
方向になる。

【０１１９】したがって、図１６の左側の「オン状態」
に示すように、ＳＴＮ液晶素子１２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、右回り４
５゜に入射するので、右円偏光となり、第１のコレステ
リック液晶ポリマーシート１０のねじれ方向１０ａと逆
方向であるので、選択散乱は発生せず、入射した右円偏
光はすべてコレステリック液晶ポリマーシート１０を透
過し、半波長位相差板２１により左円偏光に変換され
る。

【０１２０】したがって、ねじれ方向１８ａが左ねじれ
の第２のコレステリック液晶ポリマーシート１８により
選択散乱が発生し、透過光を光吸収部材１１に吸収する
と、金色の表示色が得られる。

【０１２１】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
可能になる。

【０１２２】また、この第４の実施形態では、偏光板８
の外側に第１の実施形態と同様な光拡散シート１５を設
けているので、ミラー的な色彩を光拡散シート１５で散
乱させて、ミラー状の表示がすりガラス越しのようなや
わらかい色調となり、さらに、視野角特性も改善し、液
晶表示装置として見やすくなる。

【０１２３】このように、偏光板８と位相差板１３およ
びＳＴＮ液晶素子１２と、円偏光位相差板９と第１のコ
レステリック液晶ポリマーシート１０と半波長位相差板
２１と第２のコレステリック液晶ポリマーシート１８
と、光吸収部材１１とによって液晶表示装置を構成する
ことにより、数百本の走査ライン数をもつ高密度表示
で、鮮やかな色の背景にメタリックカラーの表示が得ら
れ、マルチカラー表示の液晶表示装置が得られる。

【０１２４】〔第４の実施形態の変形〕この第４の実施
形態では、ＳＴＮ液晶素子１２として、２４０゜ツイス
トのＳＴＮ液晶素子を用いたが、１８０゜〜２７０゜ツ
イスト範囲のいずれのＳＴＮ液晶素子を使用しても、同
様な効果が得られる。

【０１２５】また、この第４の実施形態では、ＳＴＮ液
晶素子の楕円偏光状態を直線偏光に戻すために位相差板
を１枚用いたが、位相差板を複数枚用いることにより、
より完全な直線偏光に戻すことができ、一層良好なカラ
ー表示を得ることができる。その場合の複数枚の位相差
板は、ＳＴＮ液晶素子の片側に複数枚配置しても、ある
いはＳＴＮ液晶素子の両側に配置してもよい。

【０１２６】さらに、この第４の実施形態では、ＳＴＮ
液晶素子の楕円偏光状態を直線偏光に戻すために位相差
板を用いたが、位相差板の替わりにねじれ位相差板を用
いると、より完全な直線偏光に戻すことができ、一層良
好なカラー表示が得られる。

【０１２７】その場合のねじれ位相差板のツイスト角
は、ＳＴＮ液晶素子のツイスト角と等しいか、１０゜〜
３０゜小さく、ねじれ方向がＳＴＮ液晶素子のツイスト
角と逆方向であるものが好ましい。右回り２２０゜ツイ
ストで、Δｎｄが６１０ｎｍのねじれ位相差板を、図１
４における位相差板１３の替わりに配置したところ、さ
らに良好なカラー表示が得られた。

【０１２８】〔第５の実施形態：図１７〜図１９〕つぎ
に、この発明による液晶表示装置の第５の実施形態につ
いて説明する。図１７はその液晶表示装置の構成を説明
するための模式的な断面図、図１８はその構成要素の配
置関係を説明するための平面図である。これらの図にお
いて、図１，図６，図１０，および図１４と同じ部分に
は同一の符号を付してあり、それらの詳細な説明は省略
する。

【０１２９】この第５の実施形態の液晶表示装置では、
第２のコレステリック液晶ポリマーシート１８の代わり
に反射型偏光板２２を使用することと、光吸収部材とし
て、半透過光吸収部材６２を用い、照明用バックライト
６３を備えていることが第４の実施形態と異なる以外
は、図１０に示した第４の実施の形態の構成と同じであ
る。

【０１３０】この実施の形態の液晶表示装置は、図１７
に示すように、第３の実施形態と同じＴＮ液晶素子７を
使用し、その第２の基板２の外側（図１７では上側）に
偏光板８を、その図１８に示す透過軸８ａをＴＮ液晶素
子７の上液晶分子配向方向７ｂと同じ＋４５゜になるよ
うに配置している。

【０１３１】そして、ＴＮ液晶素子７の第１の基板１の
外側（図１７では下側）に反射型偏光板２２を、ＴＮ液
晶素子の下液晶分子配向方向７ａ（図１８）と同じ−４
５゜に配置し、その下側に円偏光位相差板９を遅相軸９
ａを図１８に示すように垂直にして配置している。

【０１３２】さらに、その円偏光位相差板９の下側に、
ねじれ方向１０ａが左ねじれの第１のコレステリック液
晶ポリマーシート１０を配置してある。ＴＮ液晶素子７
と反射型偏光板２２と円偏光位相差板９と第１のコレス
テリック液晶ポリマーシート１０は、アクリル系粘着剤
を用いて接着している。

【０１３３】そして、第１のコレステリック液晶ポリマ
ーシート１０の下側に、半透過光吸収部材６２として黒
色のポリエチレンシートを配置している。この半透過光
吸収部材６２は、黒色を呈しているが、２０〜３０％の
透過率を示す。さらに、その半透過光吸収部材６２の外
側にＥＬ発光体によるバックライト６３を設けている。
このバックライト６３を点灯することにより、夜間でも
液晶表示装置として利用可能になる。

【０１３４】偏光板８は、アクリル系粘着剤を用いてＴ
Ｎ液晶素子７と接着している。反射型偏光板２２とは、
通常の吸収型偏光板とは異なり、透過軸２２ａ方向の光
は透過するが、透過軸２２ａと９０゜ずれた方向の光を
反射する機能をもつ。薄膜をベースフィルム上に多層に
積層した構造であり、この実施の形態では、住友３Ｍ社
製の商品名Ｄ−ＢＥＦを採用した。

【０１３５】第１のコレステリック液晶ポリマーシート
１０は、第１の実施の形態で用いたものと同じで、屈折
率ｎ＝１．６５で、ねじれピッチＰ＝０．３７μｍの左
ねじれである。したがって、散乱中心波長λｃ＝０．６
１μｍで、第１のコレステリック液晶ポリマーシート１
０は金色の反射色を呈する。

【０１３６】なお、第１のコレステリック液晶ポリマー
シート１０と、半透過光吸収部材６２およびバックライ
ト６３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１８の平面図では図示を省略している。

【０１３７】つぎに、この第５の実施形態の液晶表示装
置による色彩表示機能について、図１９も参照して説明
する。図１９は、この第５の実施形態の液晶表示装置に
おける発色原理を説明するための斜視図である。

【０１３８】この液晶表示装置において、電圧無印加の
オフ状態では、偏光板８より入射した透過軸８ａ方向の
直線偏光は、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９
０゜回転され、下液晶分子配向方向７ａより出射する。

【０１３９】反射型偏光板２２の透過軸２２ａは、ＴＮ
液晶素子７の下液晶分子配向方向７ａと平行に配置して
いるので、直線偏光はそのまま反射型偏光板２２を透過
する。その透過した直線偏光は、円偏光位相差板９に対
して左回り４５゜に入射するので、図１９の右側の「オ
フ状態」に示すように左円偏光となる。

【０１４０】これは、第１のコレステリック液晶ポリマ
ーシート１０のねじれ方向１０ａと同じ方向であるた
め、散乱中心波長λｃ＝０．４９μｍを中心に、散乱バ
ンド幅Δλの波長の光が選択散乱により反射し、散乱バ
ンド幅Δλ以外の波長の光は第１のコレステリック液晶
ポリマーシート１０を透過する。その透過した光を半透
過光吸収部材６２に吸収することによって、鮮やかなメ
タリックの青色の反射色を得ることができる。

【０１４１】つぎに、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、上液晶分子配向方向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、反射型偏光板２２に透過軸２２ａと直角方向か
ら入射するので、図１９の左側の「オン状態」に示すよ
うに、すべての波長の光が反射して銀色のメタリック表
示となる。

【０１４２】また、夜間に表示を確認するために、図１
７に示したバックライト６３を点灯すると、バックライ
ト６３の光は半透過光吸収部材６２を透過して、さらに
青色表示となっていた電圧無印加状態部分を透過する。
電圧印加状態の銀色のメタリック表示部分は、バックラ
イト６３の光が透過しない。バックライト６３として青
白い発光のＥＬ素子を用いた場合、昼間は銀色背景に青
文字表示であったカラー液晶表示が、夜間にバックライ
ト６３を点灯すると、暗い背景に明るいブルー表示とな
り、白黒関係が反転する。

【０１４３】このように、偏光板８とＴＮ液晶素子７と
反射型偏光板２２と、円偏光位相差板９と第１のコレス
テリック液晶ポリマーシート１０と、半透過光吸収部材
６２およびバックライト６３とによって液晶表示装置を
構成することにより、青背景に銀色のメタリック表示が
可能になる。また、暗い場所では、バックライトを点灯
することによって黒白が反転した表示となる、マルチカ
ラー表示のカラー液晶表示装置が得られる。

【０１４４】〔第５の実施の形態の変形〕この第５の実
施の形態では、第１のコレステリック液晶ポリマーシー
ト１０として、散乱中心波長λｃ＝０．４９μｍの液晶
ポリマーシートを１枚用いたが、ねじれ方向が等しく、
散乱中心波長の異なる２枚以上の液晶ポリマーシートを
重ねることによって、任意の色彩が得られる。それによ
って、任意の背景色に銀色表示のカラー液晶表示装置を
得ることができる。

【０１４５】偏光板８の透過軸８ａを９０゜回転し、下
液晶分子配向方向７ａと同じにすると、電圧無印加のオ
フ状態で銀色表示となり、電圧印加のオン状態で青色表
示となり、銀色の背景に青色表示となる。

【０１４６】〔第１乃至第５の実施形態の変形例〕第２
の実施形態と第３の実施形態と第５の実施形態では、液
晶素子としてＴＮ液晶素子７を用いたが、第１の実施の
形態で用いたようなＳＴＮ液晶素子と位相差板の組合せ
や、ＳＴＮ液晶素子とねじれ位相差板の組合せを用いる
ことも、勿論可能である。また、第１の実施の形態と第
４の実施の形態では、液晶素子としてＳＴＮ液晶素子と
位相差板を用いたが、ＴＮ液晶素子を用いることも可能
である。

【０１４７】第２の実施の形態と第３の実施の形態で用
いた偏光板８に設けた光拡散層１４、第１の実施の形態
と第４の実施の形態で光拡散層として用いた光拡散シー
ト１５は、どの実施形態の構成にも応用できることは明
らかである。また、第１の実施形態の変形と第３の実施
形態の変形として説明した、光吸収部材１１の代わりに
太陽電池を用いることも、他のどの実施形態の構成にも
適用できる。

【０１４８】第２の実施の形態と第５の形態で用いた半
透過光吸収部材６２とバックライト６３も、他のどの実
施形態の構成にも適用できる。とくに、半透過光吸収部
材６２を取り除き、バックライトとして、ＥＬ板にカラ
ー印刷したカラーＥＬを用いることによって構成を単純
にでき、且つ赤や紺の色を表示できる。

【０１４９】とくに第３の実施形態と第４の実施形態と
第５の実施形態においては、半透過光吸収部材６２を取
り除き、直接白色のバックライト６３を設けることによ
って、バックライト点灯時の輝度アップを図ることも可
能である。これはバックライト６３の表面がでこぼこし
ているので、それによる偏光散乱作用により、反射光が
途中のコレステリック液晶ポリマーシートや反射型偏光
板で吸収されるためである。

【０１５０】〔第６の実施の形態：図２０〜図２３〕つ
ぎに、この発明による液晶表示装置の第６の実施形態に
ついて、図２０乃至図２３を参照して説明する。この第
６の実施形態は、液晶素子を複数枚重ねて、３色以上の
表示が可能になるマルチカラー液晶表示装置である。図
２０はその第６の実施形態のカラー晶表示装置の構成を
説明するための模式的な断面図、図２１はその構成要素
の配置関係を説明するための平面図である。

【０１５１】この実施の形態のカラー液晶表示装置は、
３枚のパラレル配向液晶素子（ＰＡ液晶素子）３１，３
２，３３を備えている。各ＰＡ液晶素子３１，３２，３
３は、ＩＴＯからなる透明な第１の電極が形成されてい
る厚さ０．７ｍｍのガラス板からなる第１の基板と、同
じくＩＴＯからなる透明な第２の電極が形成されている
厚さ０．７ｍｍのガラス板からなる第２の基板とを間隔
を置いてシール材で張り合わせ、その一対の基板間に０
゜ツイスト配向しているネマチック液晶６を挟持して形
成されている。

【０１５２】そして、第１のＰＡ液晶素子３１の第１の
電極と第２の電極の表面には配向膜が形成され、第１の
基板は、図２１で右下がり４５゜方向にラビング処理す
ることによって、下液晶分子配向方向３１ａは水平軸Ｈ
を基準に−４５゜となり、第２の基板も右下がり４５゜
方向にラビング処理することにより上液晶分子配向方向
３１ｂも−４５゜となり、０゜ツイスト配向のＰＡ液晶
素子３１を形成している。

【０１５３】使用するネマチック液晶６の複屈折の差Δ
ｎは０．１で、第１の基板と第２の基板の隙間であるセ
ルギャップｄは２．８μｍとする。したがって、ネマチ
ック液晶の複屈折の差Δｎとセルギャップｄとの積で表
す液晶素子のΔｎｄ値は、２８０ｎｍである。この値
は、緑色の光の波長である５５０ｎｍの約１／２に相当
し、光の回転方向を逆回りにする。第２のＰＡ液晶素子
３２と第３のＰＡ液晶素子３３も、上述した第１のＰＡ
液晶素子３１と全く同じ構成である。

【０１５４】そして、第１のＰＡ液晶素子３１の外側
（図２０では上側）に円偏光位相差板９を、さらにその
外側に偏光板８を配置している。その偏光板８は、図２
１に示す透過軸８ａを＋４５゜に配置し、円偏光位相差
板９の遅相軸９ａは水平に配置している。この円偏光位
相差板９の下側に、第１のＰＡ液晶素子３１を上液晶分
子配向方向３１ａが−４５゜になるように配置してお
り、その第１のＰＡ液晶素子３１の下側に第１のコレス
テリック液晶ポリマーシート３４を配置している。

【０１５５】その第１のコレステリック液晶ポリマーシ
ート３４の外側（図２０では下側）に、第２のＰＡ液晶
素子３２と第２のコレステリック液晶ポリマーシート３
５を配置し、さらにその下側に第３のＰＡ液晶素子３３
と第３のコレステリック液晶ポリマーシート３６を配置
し、最も下部に光吸収部材１１として黒色のプラスチッ
クシートを配置している。

【０１５６】第１のＰＡ液晶素子３１と第１のコレステ
リック液晶ポリマーシート３４は、アクリル系粘着剤を
用いて接着している。また、偏光板８と円偏光位相差板
９と第１のＰＡ液晶素子３１もアクリル系粘着剤を用い
て接着している。第２のＰＡ液晶素子３２と第２のコレ
ステリック液晶ポリマーシート３５、第３のＰＡ液晶素
子３３と第３のコレステリック液晶ポリマーシート３６
も、それぞれアクリル系粘着剤を用いて接着している。

【０１５７】第１のコレステリック液晶ポリマーシート
３４は、ＴＡＣフィルムで厚さ８０μｍのベースフィル
ムに配向処理を行い、その上に左ねじれのコレステリッ
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＝０．３０μｍ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
なっており、散乱中心波長λｃ＝０．４９μｍで、反射
色として青色を示す。

【０１５８】第２のコレステリック液晶ポリマーシート
３５は、左ねじれで、ねじれピッチＰ＝０．３２μｍ
で、散乱中心波長λｃ＝０．５３μｍの緑色を示し、第
３のコレステリック液晶ポリマーシート３６は、左ねじ
れで、ねじれピッチＰ＝０．３７μｍで、散乱中心波長
λｃ＝０．６２μｍの赤色を示す。

【０１５９】なお、第１，第２，第３のコレステリック
液晶ポリマーシート３４，３５，３６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２１の平面図では図示を省略している。また、
第２，第３のＰＡ液晶素子３２，３３は、第１のＰＡ液
晶素子３１と同じ角度に配置してあり、しかも、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、第１
のＰＡ液晶素子３１以外は図２１の平面図では図示を省
略している。

【０１６０】つぎに、この第６の実施形態のカラー液晶
表示装置による色彩表示機能について、図２２および図
２３も参照して説明する。このカラー液晶表示装置にお
いて、図２０に示した偏光板８より入射した図２１にお
ける透過軸８ａ方向の直線偏光は、円偏光位相差板９の
遅相軸９ａに対して、左回り４５゜に入射するので左円
偏光となる。

【０１６１】第１のＰＡ液晶素子３１のΔｎｄは、光の
波長の約１／２の２８０ｎｍであるので、電圧無印加の
オフ状態では偏光状態が反転し、右円偏光となる。第１
のコレステリック液晶ポリマーシート３４のねじれ方向
として、左ねじれを採用したので、入射した右円偏光は
すべて第１のコレステリック液晶ポリマーシート３４を
透過し、第２のＰＡ液晶素子３２に入射する。

【０１６２】一方、第１のＰＡ液晶素子に電圧を印加す
ると、液晶分子が立ち上がり、実質的なΔｎｄは０とな
り、偏光状態は変化せず、入射光の左円偏光のままであ
る。したがって、第１のコレステリック液晶ポリマーシ
ート３４で選択散乱が発生して、青色の波長領域の光は
反射し、青以外の波長領域の光は透過しして第２のＰＡ
液晶素子３２に入射する。

【０１６３】第２のＰＡ液晶素子３２と第２のコレステ
リック液晶ポリマーシート３５でも同様に作用し、緑色
の波長領域の光を反射したり、すべての入射光を透過す
る。第３のＰＡ液晶素子３３と第３のコレステリック液
晶ポリマーシート３６でも同様に作用し、赤色の波長領
域の光を反射したり、すべての入射光を透過する。その
第３のコレステリック液晶ポリマーシート３６を透過し
た光は、光吸収部材１１に吸収される。

【０１６４】図２２は、この実施形態のカラー液晶表示
装置における入射光の波長と透過率の関係を示す線図で
あり、実線による曲線７３は黒色表示状態の透過率を、
一点鎖線による曲線７４は青色表示状態の透過率を、破
線による曲線７５には緑色表示状態の透過率を、二点鎖
線による曲線７６は赤色表示状態の透過率を、それぞれ
示している。

【０１６５】赤色表示状態では、曲線７６に示されるよ
うに、散乱中心波長λｃ＝０．６１μｍを中心に、０．
５６μｍ〜０．６７μｍの範囲の右円偏光が反射され、
その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。同じようにに、青色表示状態と緑色表
示状態でも、それぞれ曲線７４，７５に示されるよう
に、散乱中心波長λｃを中心に、散乱バンド幅Δλの光
が反射し、散乱バンド幅以外の波長領域の光は透過して
いる。黒表示状態では、曲線７３に示されるように、約
３５％の光が第３のコレステリック液晶ポリマーシート
３６を透過して、光吸収部材１１に吸収される。

【０１６６】図２３に、この第６の実施形態のカラー液
晶表示装置による、各ＰＡ液晶素子のオン／オフ状態と
表示色の関係を示す。この各ＰＡ液晶素子３１，３２，
３３のオン／オフ状態の組み合わせによって、緑色，黄
色，赤色，黒色（透過），紫色，青色，空色，白色の８
色表示が可能であることがわかる。

【０１６７】このように、１枚の偏光板８と円偏光位相
差板９と、３枚のＰＡ液晶素子と３枚のコレステリック
液晶ポリマーシートと光吸収部材１１とによってカラー
液晶表示装置を構成することにより、鮮やかな８色表示
が可能なマルチカラー表示の液晶表示装置が得られる。

【０１６８】〔第７の実施形態：図２４，図２５〕つぎ
に、この発明の第７の実施形態のカラー液晶表示装置に
ついて、図２４と図２５を参照して説明する。上述の第
６の実施形態では、液晶素子として、０゜ツイストでΔ
ｎｄ＝２８０ｎｍのＰＡ液晶素子を用いたが、通常のＴ
Ｎ液晶素子でも同様な表示が可能である。この第７の実
施形態は、ＴＮ液晶素子を用いて８色表示マルチカラー
液晶表示装置を実現したものである。

【０１６９】図２４は第７の実施形態のカラー液晶表示
装置の構成を説明するための模式的な断面図、図２５は
その構成要素の配置関係を説明するための平面図であ
る。これらの図において、図２０および図２１と同じ部
分には同一の符号を付している。

【０１７０】この第７の実施形態のカラー液晶表示装置
は、３枚のＴＮ配向液晶素子４１，４２，４３を備えて
いる。各ＴＮ液晶素子４１，４２，４３は、それぞれＩ
ＴＯからなる第１の電極が形成されている厚さ０．７ｍ
ｍのガラス板からなる第１の基板と、ＩＴＯからなる第
２の電極が形成されている厚さ０．７ｍｍのガラス板か
らなる第２の基板を、シール材によって間隔を置いて張
り合わせ、その一対の基板間に９０゜ツイスト配向して
いるネマチック液晶６を挟持して形成されている。

【０１７１】そして、第１のＴＮ液晶素子４１は、第１
の電極と第２の電極の表面に配向膜が形成され、第１の
基板は図２５において右下がり４５゜方向にラビング処
理することにより、下液晶分子配向方向４１ａが水平軸
を基準に−４５゜となり、第２の基板は右上がり４５゜
方向にラビング処理することにより、上液晶分子配向方
向４１ｂが水平軸を基準に＋４５゜となり、９０゜ツイ
スト配向のＴＮ液晶素子４１を形成している。

【０１７２】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の基板と第２の基板の隙間である
セルギャップｄは８μｍとする。したがって、ネマチッ
ク液晶の複屈折の差Δｎとセルギャップｄとの積で表す
液晶素子のΔｎｄ値は、１２００ｎｍである。第２のＴ
Ｎ液晶素子４２および第３のＴＮ液晶素子４３も、この
第１のＴＮ液晶素子４１と全く同じ構成である。

【０１７３】第１のＴＮ液晶素子４１の外側（図２４で
は上側）に偏光板８を配置しており、その偏光板８の図
２５に示す透過軸８ａを、第１のＴＮ液晶素子４１の上
液晶配向方向４１ｂと平行な右上がり４５゜に配置す
る。そして、第１のＴＮ液晶素子４１の下側に、第１の
円偏光位相差板４４を図２５に示す遅相軸４４ａが水平
になるように配置し、その下側に第１のコレステリック
液晶ポリマーシート３４を配置する。さらに、その下側
に第２の円偏光位相差板４５を、その遅相軸４５ａが第
１の円偏光位相差板４４の遅相軸４４ａから９０゜回転
して垂直になるように配置する。

【０１７４】同様に、第２のＴＮ液晶素子４２に対し、
第３の円偏光位相差板４６をその遅相軸が水平になるよ
うに配置し、第２のコレステリック液晶ポリマーシート
３５を介して、第４の円偏光位相差板４７をその遅相軸
が垂直になるように配置している。さらに、第３のＴＮ
液晶素子４３に対し、第５の円偏光位相差板４８をその
遅相軸が水平になるように配置し、その下側に第３のコ
レステリック液晶ポリマーシート３６を配置し、最も下
部に光吸収部材１１として黒色のプラスチックシートを
配置している。

【０１７５】第１のＴＮ液晶素子４１と第１の円偏光位
相差板４４と第１のコレステリック液晶ポリマーシート
３４と第２の円偏光位相差板４５は、アクリル系粘着剤
を用いて接着してある。また、偏光板８とＴＮ液晶素子
４１もアクリル系粘着剤を用いて接着している。第２の
ＴＮ液晶素子４２と第３の円偏光位相差板４６と第２の
コレステリック液晶ポリマーシート３５と第４の円偏光
位相差板４７、第３のＴＮ液晶素子４３と第５の円偏光
位相差板４８と第３のコレステリック液晶ポリマーシー
ト３６も、アクリル系粘着剤を用いて接着している。

【０１７６】第１のコレステリック液晶ポリマーシート
３４は、ＴＡＣフィルムで厚さ８０μｍのベースフィル
ムに配向処理を行い、その上に左ねじれのコレステリッ
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＝０．３０μｍ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
なっており、散乱中心波長λｃ＝０．４９μｍで、反射
色として青色を示す。

【０１７７】第２のコレステリック液晶ポリマーシート
３５は、左ねじれで、ねじれピッチＰ＝０．３２μｍ
で、散乱中心波長λｃ＝０．５３μｍの緑色を示し、第
３のコレステリック液晶ポリマーシート３６は、左ねじ
れで、ねじれピッチＰ＝０．３７μｍで、散乱中心波長
λｃ＝０．６２μｍの赤色を示す。なお、第１，第２，
第３のコレステリック液晶ポリマーシート３４，３５，
３６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２５の平面図では図示を
省略している。

【０１７８】また、第１，第２，第３のＴＮ液晶素子４
１，４２，４３は、すべて同じに配置しているので、第
１のＴＮ液晶素子４１以外は、図２５の平面図では図示
を省略している。

【０１７９】また、第１の円偏光位相差板４４と第３の
円偏光板４６と第５の円偏光板４８は同一角度で配置し
ている。また、第２の円偏光位相差板４５と第４の円偏
光位相差板４７も同一角度で配置しているので、第１の
円偏光位相差板４４の遅相軸４４ａと第２の円偏光位相
差板４５の遅相軸４５ａ以外は、図２５の平面図では図
示を省略している。

【０１８０】つぎに、この第７の実施形態のカラー液晶
表示装置による色彩表示機能について説明する。このカ
ラー液晶表示装置において、図２４に示した偏光板８の
外側から入射した図２５に示す透過軸８ａ方向の直線偏
光は、第１のＴＮ液晶素子４１に上液晶分子配向方向４
１ｂより入射する。そして、電圧無印加のオフ状態では
９０゜回転し、下液晶分子配向方向４１ａより出射し、
第１の円偏光位相差板４４の図２５に示す遅相軸４４ａ
に対して、右回り４５゜に入射するので右円偏光とな
る。

【０１８１】第１のコレステリック液晶ポリマーシート
３４のねじれ方向として、左ねじれを採用したので、入
射した右円偏光はすべて第１のコレステリック液晶ポリ
マーシート３４を透過し、第２の円偏光位相差板４５に
入射して、下液晶分子配向方向４１ａに平行な直線偏光
に戻る。

【０１８２】一方、第１のＴＮ液晶素子４１に電圧を印
加すると、液晶分子が立ち上がり、旋光性が解消される
ので、偏光板８ａから第１のＴＮ液晶素子４１に入射し
た直線偏光は、上液晶分子配向方向４１ｂと平行に出射
し、第１の円偏光位相差板４４の遅相軸４４ａに対して
左回り４５゜に入射するので、左円偏光となる。したが
って、第１のコレステリック液晶ポリマーシート３４で
選択散乱が発生し、青色の波長領域の光は反射し、青以
外の波長領域の光は透過して第２の円偏光位相差板４５
に入射し、上液晶分子配向方向４１ｂに平行な直線偏光
に戻る。

【０１８３】第２のＴＮ液晶素子４２と第３の円偏光位
相差板４６と第２のコレステリック液晶ポリマーシート
３５と第４の円偏光位相差板４７でも同様に作用し、緑
色の波長領域の光を反射したり、すべての入射光を透過
する。

【０１８４】第３のＴＮ液晶素子４３と第５の円偏光位
相差板４８と第３のコレステリック液晶ポリマーシート
３６でも同様に作用し、赤色の波長領域の光を反射した
り、すべての入射光を透過する。そして、第３のコレス
テリック液晶ポリマーシート３６を透過した光は、光吸
収部材１１に吸収される。

【０１８５】したがって、この第７の実施形態のカラー
液晶表示装置でも、第６の実施形態のカラー液晶表示装
置と同様に、緑色，黄色，赤色，黒色（透過），紫色，
青色，空色，白色の８色表示が可能である。

【０１８６】このように、１枚の偏光板８と５枚の円偏
光位相差板と、３枚のＴＮ液晶素子と３枚のコレステリ
ック液晶ポリマーシートと光吸収部材１１とによって液
晶表示装置を構成することにより、鮮やかな８色表示が
可能なマルチカラー表示の液晶表示装置が得られる。

【０１８７】〔第７の実施形態の変形例〕この第７の実
施形態では、液晶表示素子として、３枚のＴＮ液晶素子
を用いたが、位相差板方式ＳＴＮ液晶素子や、ねじれ位
相差板方式ＳＴＮ液晶素子を使用してもよい。また、こ
れらの液晶素子やＰＡ液晶素子との組合せでもよい。

【０１８８】この第７の実施形態では、第１の円偏光位
相差板４４の遅相軸４４ａと第２の円偏光位相差板４５
の遅相軸４５ａを直角に配置したが、平行に配置するこ
とも可能である。その場合、第２の円偏光位相差板４５
から出射する直線偏光は９０゜回転するので、ＴＮ液晶
素子のオン・オフ制御は変える必要がある。

【０１８９】

【発明の効果】以上説明してきたように、この発明によ
る液晶表示装置は、１枚の偏光板と位相差板とＳＴＮ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とによって構成することができ、そ
れによって、視野角特性が良好で、且つ高密度表示が可
能であり、鮮やかなメタリック調の色彩と黒表示で、高
コントラストの単色カラ−表示が可能になる。

【０１９０】また、光吸収部材として半透過光吸収部材
を用い、バックライトを備えることによって、夜間での
視認性が良好な液晶表示装置を提供することができる。
さらに、ねじれ方向が異なる２枚のコレステリック液晶
ポリマーシートを用いるか、ねじれ方向が同一な２枚の
コレステリック液晶ポリマーシートと半波長位相差板を
用いることによって、カラー背景に鮮やかな色文字や色
図形を表示できるマルチ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。

【０１９１】また、３枚の液晶素子と３枚のコレステリ
ック液晶ポリマーシートを用いることによつて、８色表
示が可能なマルチカラー液晶表示装置を提供することも
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による第１の実施形態の液晶表示装置
の構成を説明するための模式的な断面図である。

【図２】同じくその構成要素の配置関係を説明するため
の平面図である。

【図３】この発明による第１の実施形態の液晶表示装置
の色彩表示機能を説明するための説明図である。

【図４】同じくその液晶表示装置における入射光の波長
と透過率の関係を示す線図である。

【図５】この発明の実施形態に使用する太陽電池の発電
効率特性を示す線図である。

【図６】この発明による第２の実施形態の液晶表示装置
の構成を説明するための模式的な断面図である。

【図７】同じくその構成要素の配置関係を説明するため
の平面図である。

【図８】この発明による第２の実施形態の液晶表示装置
の色彩表示機能を説明するための説明図である。

【図９】同じくその液晶表示装置における入射光の波長
と透過率の関係を示す線図である。

【図１０】この発明による第３の実施形態の液晶表示装
置の構成を説明するための模式的な断面図である。

【図１１】同じくその構成要素の配置関係を説明するた
めの平面図である。

【図１２】この発明による第３の実施形態の液晶表示装
置の色彩表示機能を説明するための説明図である。

【図１３】同じくその液晶表示装置における入射光の波
長と透過率の関係を示す線図である。

【図１４】この発明による第４の実施形態の液晶表示装
置の構成を説明するための模式的な断面図である。

【図１５】同じくその構成要素の配置関係を説明するた
めの平面図である。

【図１６】この発明による第４の実施形態の液晶表示装
置の色彩表示機能を説明するための説明図である。

【図１７】この発明による第５の実施形態の液晶表示装
置の構成を説明するための模式的な断面図である。

【図１８】同じくその構成要素の配置関係を説明するた
めの平面図である。

【図１９】この発明による第５の実施形態の液晶表示装
置の色彩表示機能を説明するための説明図である。

【図２０】この発明による第６の実施形態の液晶表示装
置の構成を説明するための模式的な断面図である。

【図２１】同じくその構成要素の配置関係を説明するた
めの平面図である。

【図２２】同じくその液晶表示装置における入射光の波
長と透過率の関係を示す線図である。

【図２３】同じくその液晶表示装置における各液晶素子
のオン／オフ状態の組み合わせと表示色の関係を示す図
である。

【図２４】この発明による第７の実施形態の液晶表示装
置の構成を説明するための模式的な断面図である。

【図２５】同じくその構成要素の配置関係を説明するた
めの平面図である。

【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 ７：ＴＮ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，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：（第１の）コレステリック液晶ポリマーシート
（左ねじれ） １１：光吸収部材 １２：ＳＴＮ液晶素子 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：拡散層 １５ 拡散シ−ト １８：第２のコレステリック液晶ポリマーシート（右ね
じれ） ２１：半波長位相差板 ２２：反射型偏光板 ３１，３２，３３：パラレル配向（ＰＡ）液晶素子 ３４，３５，３６：コレステリック液晶ポリマーシート ４１，４２，４３：ＴＮ液晶素子 ４４，４５，４６，４７，４８：円偏光位相差板 ６１：第２のコレステリック液晶ポリマーシート（左ね
じれ） ６２：半透過光吸収部材 ６３：バックライト

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【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の基板との間に１８０゜〜２７０゜ツ
   イスト配向しているネマチック液晶を挟持してなるＳＴ
   Ｎ液晶素子と、 前記第２の基板の外側に設けた位相差板と、 該位相差板の外側に設けた偏光板と、 前記第１の基板の外側に設けた円偏光位相差板と、 該円偏光位相差板の外側に設けた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た光
   吸収部材とを備えたことを特徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の液晶表示装置において、 前記位相差板が、ねじれ位相差板であることを特徴とす
   る液晶表示装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の液晶表示装置において、 前記コレステリック液晶ポリマーシートが、前記円偏光
   位相差板の外側に設けた複数のコレステリック液晶ポリ
   マーシートからなり、 その複数のコレステリック液晶ポリマーシートの最外側
   のコレステリック液晶ポリマーシートの外側に前記光吸
   収部材を設け、 前記複数のコレステリック液晶ポリマーシートは、それ
   ぞれ散乱中心波長が異なるとともに、その各ねじれ方向
   が同一方向であることを特徴とする液晶表示装置。
4. 【請求項４】 請求項２記載の液晶表示装置において、 前記コレステリック液晶ポリマーシートが、前記円偏光
   位相差板の外側に設けた複数のコレステリック液晶ポリ
   マーシートからなり、 その複数のコレステリック液晶ポリマーシートの最外側
   のコレステリック液晶ポリマーシートの外側に前記光吸
   収部材を設け、 前記複数のコレステリック液晶ポリマーシートは、それ
   ぞれ散乱中心波長が異なるとともに、その各ねじれ方向
   が同一方向であることを特徴とする液晶表示装置。
5. 【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の基板との間に約９０゜ツイスト配向
   しているネマチック液晶を挟持してなるＴＮ液晶素子
   と、 前記第２の基板の外側に設けた偏光板と、 前記第１の基板の外側に設けた円偏光位相差板と、 その円偏光位相差板の外側に設けた複数のコレステリッ
   ク液晶ポリマーシートと、 その複数のコレステリック液晶ポリマーシートの最外側
   のコレステリック液晶ポリマーシートの外側に設けた光
   吸収部材とを備え、 前記複数のコレステリック液晶ポリマーシートは、それ
   ぞれ散乱中心波長が異なるとともに、その各ねじれ方向
   が同一方向であることを特徴とする液晶表示装置。
6. 【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の基板との間に約９０゜ツイスト配向
   しているネマチック液晶を挟持してなるＴＮ液晶素子
   と、 前記第２の基板の外側に設けた偏光板と、 前記第１の基板の外側に設けた円偏光位相差板と、 その円偏光位相差板の外側に設けた第１のコレステリッ
   ク液晶ポリマーシートと、 該第１のコレステリック液晶ポリマーシートの外側に設
   けた第２のコレステリック液晶ポリマーシートと、 該第２のコレステリック液晶ポリマーシートの外側に設
   けた光吸収部材とを備え、 前記第１のコレステリック液晶ポリマーシートと前記第
   ２のコレステリック液晶ポリマーシートは、散乱中心波
   長が異なるとともに、そのねじれ方向が逆方向であるこ
   とを特徴とする液晶表示装置。
7. 【請求項７】 請求項１記載の液晶表示装置において、 前記第コレステリック液晶ポリマーシートが、前記円偏
   光位相差板の外側に設けた第１のコレステリック液晶ポ
   リマーシートと、該第１のコレステリック液晶ポリマー
   シートの外側に設けた第２のコレステリック液晶ポリマ
   ーシートとからなり、 その第２のコレステリック液晶ポリマーシートの外側に
   前記光吸着部材を設け、 前記第１，第２のコレステリック液晶ポリマーシート
   は、散乱中心波長が異なるとともに、その各ねじれ方向
   が逆方向であることを特徴とする液晶表示装置。
8. 【請求項８】 請求項２記載の液晶表示装置において、 前記第コレステリック液晶ポリマーシートが、前記円偏
   光位相差板の外側に設けた第１のコレステリック液晶ポ
   リマーシートと、該第１のコレステリック液晶ポリマー
   シートの外側に設けた第２のコレステリック液晶ポリマ
   ーシートとからなり、 その第２のコレステリック液晶ポリマーシートの外側に
   前記光吸着部材を設け、 前記第１，第２のコレステリック液晶ポリマーシート
   は、散乱中心波長が異なるとともに、その各ねじれ方向
   が逆方向であることを特徴とする液晶表示装置。
9. 【請求項９】 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の基板との間に約９０゜ツイスト配向
   しているネマチック液晶を挟持してなるＴＮ液晶素子
   と、 前記第２の基板の外側に設けた偏光板と、 前記第１の基板の外側に設けた円偏光位相差板と、 その円偏光位相差板の外側に設けた第１のコレステリッ
   ク液晶ポリマーシートと、 その第１のコレステリック液晶ポリマーシートの外側に
   設けた半波長位相差板と、 その半波長位相差板の外側に設けた第２のコレステリッ
   ク液晶ポリマーシートと、 その第２のコレステリック液晶ポリマーシートの外側に
   設けた光吸収部材とを備え、 前記第１のコレステリック液晶ポリマーシートと前記第
   ２のコレステリック液晶ポリマーシートは、その散乱中
   心波長が異なるとともに、そのねじれ方向が同一方向で
   あることを特徴とする液晶表示装置。
10. 【請求項１０】 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の基板との間に１８０゜〜２７０゜
    ツイスト配向しているネマチック液晶を挟持してなるＳ
    ＴＮ液晶素子と、 前記第２の基板の外側に設けた位相差板と、 その位相差板の外側に設けた偏光板と、 前記第１の基板の外側に設けた円偏光位相差板と、 その円偏光位相差板の外側に設けた第１のコレステリッ
    ク液晶ポリマーシートと、 その第１のコレステリック液晶ポリマーシートの外側に
    設けた半波長位相差板と、 その半波長位相差板の外側に設けた第２のコレステリッ
    ク液晶ポリマーシートと、 その第２のコレステリック液晶ポリマーシートの外側に
    設けた光吸収部材とを備え、 前記第１のコレステリック液晶ポリマーシートと前記第
    ２のコレステリック液晶ポリマーシートは、その散乱中
    心波長が異なるとともに、そのねじれ方向が同一方向で
    あることを特徴とする液晶表示装置。
11. 【請求項１１】 請求項１０記載の液晶表示装置におい
    て、 前記位相差板が、ねじれ位相差板であることを特徴とす
    る液晶表示装置。
12. 【請求項１２】 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の基板との間に約９０゜ツイスト配
    向しているネマチック液晶を挟持してなるＴＮ液晶素子
    と、 前記第２の基板の外側に設けた偏光板と、 前記第１の基板の外側に設けた反射型偏光板と、 前記反射型偏光板の外側に設けた円偏光位相差板と、 該円偏光位相差板の外側に設けた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た光
    吸収部材とを備えたことを特徴とする液晶表示装置。
13. 【請求項１３】 請求項１記載の液晶表示装置におい
    て、 前記第１の基板と前記円偏光位相差板との間に反射型偏
    光板を設けたことを特徴とする液晶表示装置。
14. 【請求項１４】 請求項２記載の液晶表示装置におい
    て、 前記第１の基板と前記円偏光位相差板との間に反射型偏
    光板を設けたことを特徴とする液晶表示装置。
15. 【請求項１５】 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の基板との間に約９０゜ツイスト配
    向しているネマチック液晶を挟持してなるＴＮ液晶素子
    と、 前記第２の基板の外側に設けた偏光板と、 該偏光板の外側表面に設けた光拡散層と、 前記第１の基板の外側に設けた円偏光位相差板と、 該円偏光位相差板の外側に設けた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た光
    吸収部材とを備えたことを特徴とする液晶表示装置。
16. 【請求項１６】 請求項１乃至１４のいずれか一項に記
    載の液晶表示装置において、前記偏光板の外側表面に光
    拡散層を設けた液晶表示装置。
17. 【請求項１７】 請求項１５又は１６記載の液晶表示装
    置において、 前記光拡散層が光拡散シートである液晶表示装置。
18. 【請求項１８】 請求項１乃至１７のいずれか一項に記
    載の液晶表示装置において、 前記光吸収部材が太陽電池である液晶表示装置。
19. 【請求項１９】 請求項１乃至１７のいずれか一項に記
    載の液晶表示装置において、 前記光吸収部材が半透過性光吸収部材であり、該半透過
    性光吸収部材の外側にバックライトを設けたことを特徴
    とする液晶表示装置。
20. 【請求項２０】 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の基板との間に約０゜ツイスト配向
    しているネマチック液晶を挟持してなる第１のＰＡ液晶
    素子と、 前記第２の基板の外側に設けた円偏光位相差板と、 該円偏光位相差板の外側に設けた偏光板と、 前記第１の基板の外側に設けた第１のコレステリック液
    晶ポリマーシートと、 該第１のコレステリック液晶ポリマーシートの外側に設
    けた第２のＰＡ液晶素子と、 該第２のＰＡ液晶素子の外側に設けた第２のコレステリ
    ック液晶ポリマーシートと、 該第２のコレステリック液晶ポリマーシートの外側に設
    けた第３のＰＡ液晶素子と、 該第３のＰＡ液晶素子の外側に設けた第３のコレステリ
    ック液晶ポリマーシートと、 該第３のコレステリック液晶ポリマーシートの外側に設
    けた光吸収部材とを備え、 前記第１，第２，第３のコレステリック液晶ポリマーシ
    ートは、互いに散乱中心波長が異なることを特徴とする
    液晶表示装置。
21. 【請求項２１】 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の基板との間に約９０゜ツイスト配
    向しているネマチック液晶を挟持してなる第１のＴＮ液
    晶素子と、 前記第２の基板の外側に設けた偏光板と、 前記第１の基板の外側に設けた第１の円偏光位相差板
    と、 該第１の円偏光位相差板の外側に設けた第１のコレステ
    リック液晶ポリマーシートと、 該第１のコレステリック液晶ポリマーシートの外側に設
    けた第２の円偏光位相差板と、 該第２の円偏光位相差板の外側に設けた第２のＴＮ液晶
    素子と、 該第２のＴＮ液晶素子の外側に設けた第３の円偏光位相
    差板と、 その第３の円偏光位相差板の外側に設けた第２のコレス
    テリック液晶ポリマーシートと、 該第２のコレステリック液晶ポリマーシートの外側に設
    けた第４の円偏光位相差板と、 該第４の円偏光位相差板の外側に設けた第３のＴＮ液晶
    素子と、 該第３のＴＮ液晶素子の外側に設けた第５の円偏光位相
    差板と、 その第５の円偏光位相差板の外側に設けた第３のコレス
    テリック液晶ポリマーシートと、 該第３のコレステリック液晶ポリマーシートの外側に設
    けた光吸収部材とを備え、 前記第１，第２，第３のコレステリック液晶ポリマーシ
    ートは、互いに散乱中心波長が異なることを特徴とする
    液晶表示装置。