JP2000047248A - カラー液晶表示装置 - Google Patents

カラー液晶表示装置

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JP2000047248A
JP2000047248A JP10228583A JP22858398A JP2000047248A JP 2000047248 A JP2000047248 A JP 2000047248A JP 10228583 A JP10228583 A JP 10228583A JP 22858398 A JP22858398 A JP 22858398A JP 2000047248 A JP2000047248 A JP 2000047248A
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JP
Japan
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liquid crystal
crystal display
color
display element
display device
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JP10228583A
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Katsuto Sakamoto
克仁 坂本
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Casio Computer Co Ltd
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Casio Computer Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 複屈折制御方式のカラー液晶表示装置におい
て、カラーで階調表示を行なうようにする。 【解決手段】 印加電圧に応じて波長毎に異なる複屈折
を起こし出射する光のピーク波長が変化してカラー表示
を行なう第1の液晶表示素子1と、この第1の液晶表示
素子1に対向して設けられ、印加電圧に応じて光透過率
が変化する第2の液晶表示素子21とを備えている。こ
の場合、第1の液晶表示素子1に印加する電圧を変化さ
せるとカラー表示を行なうことができ、この状態で第2
の液晶表示素子21に印加する電圧を変化させると光透
過量を変化させることができ、したがって第1及び第2
の液晶表示素子1、21を透過する光により、カラーで
階調表示を行なうことができる。

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、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】複屈折制御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なう
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上下一対
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、下側基板の下面及び上側基板の上面にそれぞれ偏光
板を設け、両電極間への印加電圧に応じて液晶の複屈折
性を変化させてカラー表示を行なうものがある。
【0003】
【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、印加電圧に応じて
液晶の複屈折性を変化させているだけであるので、カラ
ー表示を行なうことはできるが、階調表示を行なうこと
ができないという問題があった。この発明の課題は、カ
ラーで階調表示を行なうことである。
【0004】
【課題を解決するための手段】この発明は、印加電圧に
応じて波長毎に異なる複屈折を起こし出射する光のピー
ク波長が変化してカラー表示を行なう第1の液晶表示素
子と、この第1の液晶表示素子に対向して設けられ、印
加電圧に応じて光透過率が変化する第2の液晶表示素子
とを備えたものである。この発明によれば、第1の液晶
表示素子に印加する電圧を変化させるとカラー表示を行
なうことができ、この状態で第2の液晶表示素子に印加
する電圧を変化させると光透過量を変化させることがで
き、したがって第1及び第2の液晶表示素子を透過する
光により、カラーで階調表示を行なうことができる。
【0005】
【発明の実施の形態】図1はこの発明の第1実施形態に
おけるカラー液晶表示装置の要部の断面図を示したもの
である。このカラー液晶表示装置は、TN(ツイステッ
ドネマティック)型の第1及び第2の液晶表示素子1、
21を備えている。第1の液晶表示素子1は、ガラス等
からなる裏側の基板2と中間偏光板11とを備えてい
る。裏側の基板2の上面にはスイッチング素子としての
薄膜トランジスタ3及び画素電極4がマトリクス状に設
けられている。薄膜トランジスタ3及び画素電極4を含
む裏側の基板2の上面にはオーバーコート膜5が設けら
れ、その上面には第1の配向膜6が設けられている。裏
側の基板2の下面には裏側偏光板7が設けられている。
裏側偏光板7の下面側には図示しないバックライトが設
けられている。中間偏光板11の下面には共通電極12
が設けられ、その下面には第2の配向膜13が設けられ
ている。そして、裏側の基板2と中間偏光板11とは図
示しないシール材を介して貼り合わされ、シール材の内
側における第1及び第2の配向膜6、13間には第1の
液晶層14が設けられている。
【0006】第2の液晶表示素子21は、ガラス等から
なる表側の基板22と中間偏光板11とを備えている。
表側の基板22の下面にはスイッチング素子としての薄
膜トランジスタ23及び画素電極24がマトリクス状に
設けられている。薄膜トランジスタ23及び画素電極2
4を含む表側の基板22の下面にはオーバーコート膜2
5が設けられ、その下面には第3の配向膜26が設けら
れている。表側の基板22の上面には表側偏光板27が
設けられている。中間偏光板11の上面には共通電極1
5が設けられ、その上面には第4の配向膜16が設けら
れている。そして、表側の基板22と中間偏光板11と
は図示しないシール材を介して貼り合わされ、シール材
の内側における第3及び第4の配向膜26、16間には
第2の液晶層28が設けられている。
【0007】次に、図2を参照して、第1〜第4の配向
膜6、13、26、16のラビングによる配向処理方向
及び偏光板7、11、27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。第2の配向膜13の配向
処理方向13aは、第1の配向膜6の配向処理方向6a
に対して反時計方向に90°の方向となっている。した
がって、この場合の第1の液晶層14の液晶分子は、裏
面側から表面側に向かって反時計方向に90°のツイス
ト角でツイスト配向されている。表側偏光板27の透過
軸27aは、第1の配向膜6の配向処理方向6aに対し
て反時計方向に130°の方向となっている。第4の配
向膜16の配向処理方向16aは、第1の配向膜6の配
向処理方向6aに対して反時計方向に310°の方向と
なっている。第3の配向膜26の配向処理方向26a
は、第1の配向膜6の配向処理方向6aに対して反時計
方向に40°の方向となっている。したがって、この場
合の第2の液晶層28の液晶分子は、裏面側から表面側
に向かって反時計方向に90°のツイスト角でツイスト
配向されている。中間偏光板11の透過軸11aは、第
1の配向膜6の配向処理方向6aに対して反時計方向に
130°の方向となっている。裏側偏光板7の透過軸7
aは、第1の配向膜6の配向処理方向6aに対して反時
計方向に150°の方向となっている。
【0008】次に、このカラー液晶表示装置の表示動作
について説明する。画素電極4と共通電極12との間及
び画素電極24と共通電極15との間に電圧が印加され
た場合には、バックライトから裏側偏光板7を透過して
入射した直線偏光光は、第1の液晶層14を透過する過
程で複屈折作用を受ける。そして、この複屈折光は中間
偏光板11を透過し、次いで第2の液晶層28を透過
し、次いで表側偏光板27を透過して出射される。この
場合、画素電極4と共通電極12との間に印加する電圧
を制御すると、第1の液晶層14の液晶分子の配向状態
が変化する。この液晶分子の配向状態の変化に伴って、
第1の液晶層14のリタデーションも変化し、波長毎に
異なった複屈折が起こる。このため、印加電圧の変化に
応じて、中間偏光板11から出射する光のピーク波長が
変化して、表示色が変化し、カラー表示を行なうことが
できる。この状態で、画素電極24と共通電極15との
間に印加する電圧を制御すると、第2の液晶層28の液
晶分子の配向状態が変化し、この液晶分子の配向状態の
変化に伴って、第2の液晶層28の光透過率が変化す
る。したがって、第1及び第2の液晶表示素子1、21
を透過する光により、カラーで階調表示を行なうことが
できる。次に、画素電極24と共通電極15との間に電
圧が印加されない場合には、画素電極4と共通電極12
との間に印加する電圧に関係なく、表側偏光板27で光
が吸収されて黒表示となる。
【0009】なお、上記第1実施形態では、中間偏光板
11の上下両面に共通電極15、12及び配向膜16、
13をそれぞれ設けた場合について説明したが、これに
限定されるものではない。例えば、図3に示すこの発明
の第2実施形態のように、中間偏光板11の下面にガラ
ス等からなる中間の基板31を設け、中間の基板31の
下面に共通電極12及び第2の配向膜13を設け、中間
偏光板11の上面にのみ共通電極15及び第4の配向膜
16を設けるようにしてもよい。この場合、裏側の基板
2の第1の配向膜6と中間の基板31の第2の配向膜1
3との間には第1の液晶層14が設けられる。このよう
にすると、中間の基板31より下側が第1の液晶表示素
子1となり、中間偏光板11より上側が第2の液晶表示
素子21となる。
【0010】また、上記第2実施形態では、中間偏光板
11の下面に中間の基板31を設けた場合について説明
したが、これに限らず、中間偏光板11の上面に中間の
基板を設けるようにしてもよい。この場合、中間の基板
の上面には共通電極15及び第4の配向膜16が設けら
れ、表側の基板22の第3の配向膜26と中間の基板の
第4の配向膜16との間には第2の液晶層28が設けら
れる。このようにすると、中間偏光板11より下側が第
1の液晶表示素子1となり、中間の基板より上側が第2
の液晶表示素子21となる。また、上記第2実施形態で
は、中間偏光板11の下面に中間の基板31を設けた場
合について説明したが、これに限らず、中間偏光板11
の下面に他の中間偏光板を設けるようにしてもよい。こ
の場合、他の中間偏光板の下面には共通電極12及び第
2の配向膜13が設けられ、裏側の基板2の第1の配向
膜6と他の中間偏光板の第2の配向膜13との間には第
1の液晶層14が設けられる。このようにすると、他の
中間偏光板より下側が第1の液晶表示素子1となり、中
間偏光板11より上側が第2の液晶表示素子21とな
る。さらに、中間偏光板11の上面に他の中間偏光板を
設けるようにしてもよい。この場合、他の中間偏光板の
上面には共通電極15及び第4の配向膜16が設けら
れ、表側の基板22の第3の配向膜26と他の中間偏光
板の第4の配向膜16との間には第2の液晶層28が設
けられる。このようにすると、中間偏光板11より下側
が第1の液晶表示素子1となり、他の中間偏光板より上
側が第2の液晶表示素子21となる。
【0011】また、上記実施形態では、第1の液晶表示
素子1がTN型の場合について説明したが、これに限ら
ず、スーパーツイステッドネマティック型、ECB型等
であってもよい。また、上記実施形態では、第2の液晶
表示素子21がTN型の場合について説明したが、これ
に限らず、ゲスト−ホスト型、スーパーツイステッドネ
マティック型、高分子分散液晶型、強誘電性液晶型等で
あってもよい。また、中間偏光板11にポリカーボネイ
ト樹脂等からなる位相差板を貼り合わせたものを用いる
ようにしてもよい。この場合、位相差板によって色彩を
調整することができる。さらに、上記実施形態では、1
つの画素電極4によって1色のカラー表示をするマルチ
カラー表示の場合について説明したが、これに限らず、
赤、緑、青の3原色を表示することにより3つの画素電
極4によって1色のカラー表示をするフルカラー表示と
してもよい。
【0012】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、第1の液晶表示素子に印加する電圧を変化させると
カラー表示を行なうことができ、この状態で第2の液晶
表示素子に印加する電圧を変化させると光透過量を変化
させることができ、したがって第1及び第2の液晶表示
素子を透過する光により、カラーで階調表示を行なうこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1実施形態におけるカラー液晶表
示装置の要部の断面図。
【図2】同カラー液晶表示装置の配向膜の配向処理方向
及び偏光板の各光学軸の関係を説明する説明図。
【図3】この発明の第2実施形態におけるカラー液晶表
示装置の要部の断面図。
【符号の説明】
2 裏側の基板 11 中間偏光板 14 第1の液晶層 22 表側の基板 28 第2の液晶層 31 中間の基板
フロントページの続き Fターム(参考) 2H088 GA02 GA06 GA10 HA03 HA08 HA18 HA28 JA05 JA06 JA08 JA09 JA17 MA20 2H089 HA04 HA22 QA16 RA05 RA06 RA07 RA13 TA04 TA09 TA15 2H091 FA08Z FA23Z FD06 GA06 GA13 HA07 HA08 HA09 HA10 HA12 JA01 JA02 LA15 5C094 AA08 BA03 BA44 CA24 DA12 ED14 GA10

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 印加電圧に応じて波長毎に異なる複屈折
    を起こし出射する光のピーク波長が変化してカラー表示
    を行なう第1の液晶表示素子と、この第1の液晶表示素
    子に対向して設けられ、印加電圧に応じて光透過率が変
    化する第2の液晶表示素子とを備えていることを特徴と
    するカラー液晶表示装置。
  2. 【請求項2】 前記第1及び第2の液晶表示素子は、そ
    れぞれ、1対の偏光板を有するTN型であり、前記第1
    及び第2の液晶表示素子間側には、前記第1及び第2の
    液晶表示素子の機能を兼用する1つの中間偏光板のみが
    配置されていることを特徴とする請求項1記載のカラー
    液晶表示装置。
  3. 【請求項3】 前記中間偏光板の一面及び他面には、そ
    れぞれ、前記第1及び第2の液晶表示素子を構成する電
    極が形成されていることを特徴とする請求項2記載のカ
    ラー液晶表示装置。
  4. 【請求項4】 前記中間偏光板の一面には、前記第1ま
    たは第2の液晶表示素子の一方を構成する電極が形成さ
    れ、前記中間偏光板の他面には、前記第1または第2の
    液晶表示素子の他方を構成する電極を有する基板が配置
    されていることを特徴とする請求項2記載のカラー液晶
    表示装置。
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