JPH08262398A - Color liquid crystal display device - Google Patents
Color liquid crystal display deviceInfo
- Publication number
- JPH08262398A JPH08262398A JP7067556A JP6755695A JPH08262398A JP H08262398 A JPH08262398 A JP H08262398A JP 7067556 A JP7067556 A JP 7067556A JP 6755695 A JP6755695 A JP 6755695A JP H08262398 A JPH08262398 A JP H08262398A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid crystal
- light
- crystal cell
- polarizing plate
- color
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、カラーフィルタを用
いずに着色した表示を得るカラー液晶表示装置に関する
ものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a color liquid crystal display device for obtaining a colored display without using a color filter.
【0002】[0002]
【従来の技術】着色した表示が得られるカラー液晶表示
装置としては、一般に、カラーフィルタを用いて光を着
色するものが利用されている。しかし、このカラー液晶
表示装置は、カラーフィルタを用いて光を着色するもの
であるため、光の透過率が低く、したがって表示が暗い
という問題をもっている。2. Description of the Related Art As a color liquid crystal display device capable of providing a colored display, one that colors light using a color filter is generally used. However, since this color liquid crystal display device uses a color filter to color light, it has a problem that the light transmittance is low and the display is dark.
【0003】これは、カラーフィルタでの光の吸収によ
るものであり、カラーフィルタは、その色に対応する波
長帯域外の波長光だけでなく、前記波長帯域の光もかな
り高い吸収率で吸収するため、カラーフィルタを通った
着色光が、カラーフィルタに入射する前の前記波長帯域
の光に比べて大幅に光強度を減じた光になり、表示が暗
くなってしまう。This is due to the absorption of light by the color filter, and the color filter absorbs not only the wavelength light outside the wavelength band corresponding to the color but also the light in the wavelength band at a considerably high absorption rate. Therefore, the colored light that has passed through the color filter becomes light in which the light intensity is significantly reduced compared to the light in the wavelength band before entering the color filter, and the display becomes dark.
【0004】なお、液晶表示装置には、そのバックライ
トからの光を利用して表示する透過型のものと、外光
(自然光や室内照明光等)を利用しその光を裏面側に配
置した反射板で反射させて表示する反射型のものとがあ
るが、上記カラー液晶表示装置を反射型とすると、その
表面側から入射し裏面側の反射板で反射されて表面側に
出射する光がカラーフィルタを2度通って二重に光強度
を減じるため、表示が極端に暗くなって、表示装置とし
てはほとんど使用できなくなる。The liquid crystal display device has a transmissive type which uses the light from the backlight for display, and an external light (natural light, indoor illumination light, etc.) which is arranged on the back side. There is a reflection type that reflects and displays with a reflection plate, but when the above color liquid crystal display device is a reflection type, light that enters from the front surface side, is reflected by the reflection plate on the back surface side and is emitted to the front surface side is displayed. Since the light intensity is doubly reduced by passing through the color filter twice, the display becomes extremely dark and almost unusable as a display device.
【0005】しかも、上記カラー液晶表示装置は、1つ
1つの画素の表示色がその画素に対応するカラーフィル
タの色によって決まるため、多くの色を表示するには、
例えば赤、緑、青の三原色のカラーフィルタをそれぞれ
対応させた3つの画素を一組として、その各画素の光の
透過を制御することにより所望の表示色を得なければな
らず、そのために透過光の強度が大幅に弱くなって表示
色が暗くなる。Moreover, in the above color liquid crystal display device, since the display color of each pixel is determined by the color of the color filter corresponding to that pixel, in order to display many colors,
For example, it is necessary to obtain a desired display color by controlling the light transmission of each pixel by forming a set of three pixels corresponding to the color filters of the three primary colors of red, green and blue. The intensity of light is significantly weakened and the display color is dark.
【0006】一方、従来から、カラーフィルタを用いず
に着色した表示を得るカラー液晶表示装置として、EC
B型(複屈折効果型)の液晶表示装置が知られている。
このECB型液晶表示装置は、一対の基板間に液晶を挟
持した液晶セルをはさんで、その表面側と裏面側とにそ
れぞれ偏光板を配置したものであり、このECB型液晶
表示装置においては、一方の偏光板を透過して入射した
直線偏光が、液晶セルを透過する過程で液晶層の複屈折
作用により各波長光がそれぞれ偏光状態の異なる楕円偏
光となった光となり、その光が他方の偏光板に入射し
て、この他方の偏光板を透過した光が、その光を構成す
る各波長光の光強度の比に応じた色の着色光になる。On the other hand, as a conventional color liquid crystal display device for obtaining a colored display without using a color filter, an EC
A B-type (birefringence effect type) liquid crystal display device is known.
In this ECB type liquid crystal display device, a liquid crystal cell sandwiching a liquid crystal between a pair of substrates is sandwiched, and a polarizing plate is arranged on each of the front surface side and the back surface side of the liquid crystal cell. , The linearly polarized light that has passed through one of the polarizing plates and becomes incident light becomes elliptically polarized light with different polarization states due to the birefringence effect of the liquid crystal layer in the process of passing through the liquid crystal cell, and the other light The light incident on the polarizing plate of 1 and transmitted through the other polarizing plate becomes colored light having a color corresponding to the ratio of the light intensities of the respective wavelength lights forming the light.
【0007】すなわち、上記ECB型液晶表示装置は、
カラーフィルタを用いずに、液晶セルの液晶層の複屈折
作用と一対の偏光板の偏光作用とを利用して光を着色す
るものであり、したがってカラーフィルタによる光の吸
収がないから、光の透過率を高くして明るいカラー表示
を得ることができる。That is, the ECB type liquid crystal display device is
Light is colored by utilizing the birefringence effect of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell and the polarization effect of the pair of polarizing plates without using a color filter. Therefore, there is no absorption of light by the color filter. It is possible to obtain a bright color display by increasing the transmittance.
【0008】しかも、上記ECB型液晶表示装置は、液
晶セルの両基板の電極間に印加される電圧に応じた液晶
分子の配向状態によって液晶層の複屈折性が変化し、そ
れに応じて他方の偏光板に入射する各波長光の偏光状態
が変化するため、液晶セルへの印加電圧を制御すること
によって上記着色光の色を変化させることができ、した
がって、同じ画素で複数の色を表示することができる。Moreover, in the above ECB type liquid crystal display device, the birefringence of the liquid crystal layer changes depending on the alignment state of the liquid crystal molecules according to the voltage applied between the electrodes of the two substrates of the liquid crystal cell, and accordingly the other birefringence is Since the polarization state of each wavelength light entering the polarizing plate changes, the color of the colored light can be changed by controlling the voltage applied to the liquid crystal cell, and therefore, the same pixel displays multiple colors. be able to.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ECB型液晶表示装置は、表示の基本である白と黒が得
られないし、また、光の三原色である赤、緑、青を表示
することができないために、フルカラーまたはマルチカ
ラーと呼ばれる色彩の豊かな多色カラー表示は到底不可
能であった。However, in the conventional ECB type liquid crystal display device, white and black which are the basics of display cannot be obtained, and red, green and blue which are the three primary colors of light can be displayed. Therefore, it is impossible to display full-color or multi-color with rich colors called multi-color.
【0010】この発明は、カラーフィルタを用いずに光
を着色するとともに、同じ画素で複数の色を表示するこ
とができ、しかも、表示の基本である白と黒と、赤、
緑、青の三原色とを表示して、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カラー液晶表示
装置を提供することを目的としたものである。According to the present invention, light can be colored without using a color filter, and a plurality of colors can be displayed by the same pixel. Moreover, white and black, which are the basics of display, and red,
It is an object of the present invention to provide a color liquid crystal display device capable of displaying three primary colors of green and blue to realize a clear and rich multicolor display.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】この発明のカラー液晶表
示装置は、電極を形成した一対の基板間に液晶を挟持し
た液晶セルと、この液晶セルをはさんでその表面側と裏
面側とに配置された表側偏光板および裏側偏光板と、前
記裏側偏光板の裏面側に配置された反射板とからなり、
かつ、前記液晶セルの液晶の分子が、前記液晶セルの裏
面側基板から表面側基板に向かってほぼ90°のツイス
ト角でツイスト配向しているとともに、前記液晶セルの
裏面側基板上における液晶分子の配向方向を基準方向と
したとき、前記表側偏光板の透過軸または吸収軸が、前
記基準方向に対して表面側から見た液晶分子ツイスト方
向と逆方向に135±5°ずれ、前記裏側偏光板の透過
軸または吸収軸が、前記基準方向に対して前記液晶分子
ツイスト方向と逆方向に140°〜160°ずれてお
り、前記液晶セルの液晶の屈折率異方性Δnと液晶層厚
dとの積Δndの値が、920±50nmに設定されて
いることを特徴とするものである。A color liquid crystal display device of the present invention includes a liquid crystal cell in which a liquid crystal is sandwiched between a pair of substrates having electrodes, and a liquid crystal cell sandwiched between the front surface side and the back surface side. A front side polarizing plate and a back side polarizing plate arranged, and a reflecting plate arranged on the back side of the back side polarizing plate,
In addition, the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell are twist-aligned at a twist angle of approximately 90 ° from the rear surface side substrate of the liquid crystal cell to the front surface side substrate, and liquid crystal molecules on the rear surface side substrate of the liquid crystal cell. When the orientation direction of is the reference direction, the transmission axis or the absorption axis of the front side polarizing plate is deviated from the reference direction by 135 ± 5 ° in the direction opposite to the liquid crystal molecule twist direction viewed from the front side, The transmission axis or the absorption axis of the plate is deviated from the reference direction by 140 ° to 160 ° in the direction opposite to the twist direction of the liquid crystal molecules, the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal of the liquid crystal cell and the liquid crystal layer thickness d. The value of the product Δnd of and is set to 920 ± 50 nm.
【0012】[0012]
【作用】この発明のカラー液晶表示装置は、外光を利用
し、表面側から入射する光を裏面側に配置した反射板で
反射させて表示するものであり、この液晶表示素子にお
いては、表面側からの入射光が表側偏光板を透過して直
線偏光となり、その光が液晶セルを透過して裏側偏光板
に入射するとともに、この裏側偏光板を透過した光が反
射板で反射され、前記裏側偏光板と液晶セルと表側偏光
板とを順次透過して表面側に出射する。The color liquid crystal display device of the present invention utilizes external light and reflects the light incident from the front surface side by the reflection plate disposed on the back surface side for display. The incident light from the side is transmitted through the front-side polarizing plate to become linearly polarized light, the light is transmitted through the liquid crystal cell and is incident on the back-side polarizing plate, and the light transmitted through the back-side polarizing plate is reflected by the reflection plate, The light passes through the back-side polarizing plate, the liquid crystal cell, and the front-side polarizing plate in order, and is emitted to the front surface side.
【0013】そして、この液晶表示素子では、表側およ
び裏側偏光板の透過軸または吸収軸の方向を上記のよう
に設定しているため、前記液晶セルの表面側基板上にお
ける液晶分子の配向方向が表側偏光板の透過軸または吸
収軸に対して斜めにずれており、したがって、液晶セル
の電極間に液晶分子を立上がり配向させる電圧を印加し
ていない非選択状態(液晶分子が初期のツイスト配向状
態にある状態)では、偏光板を透過して入射した直線偏
光が、液晶セルを透過する過程で液晶層の複屈折作用に
より偏光状態を変えられ、各波長光がそれぞれ偏光状態
の異なる楕円偏光となった光となって裏側偏光板に入射
して、この裏側偏光板を透過した光が、その光を構成す
る各波長光の光強度の比に応じた色の着色光になり、そ
の光が反射板で反射されて液晶表示装置の表面側に出射
する。In this liquid crystal display device, since the directions of the transmission axis or the absorption axis of the front and back polarizing plates are set as described above, the alignment direction of the liquid crystal molecules on the front surface side substrate of the liquid crystal cell is It is deviated obliquely to the transmission axis or the absorption axis of the front-side polarizing plate, and therefore a non-selected state in which no voltage is applied between the electrodes of the liquid crystal cell to vertically align the liquid crystal molecules (the liquid crystal molecules are in the initial twist alignment state) State), linearly polarized light that has entered through the polarizing plate is changed in polarization state by the birefringence action of the liquid crystal layer in the process of passing through the liquid crystal cell, and each wavelength light becomes elliptically polarized light with a different polarization state. The light that has become incident light and enters the back-side polarizing plate and that has passed through this back-side polarizing plate becomes colored light of a color corresponding to the ratio of the light intensities of the respective wavelengths that compose the light. Anti with reflector It has been emitted to the surface side of the liquid crystal display device.
【0014】また、前記液晶セルの電極間に電圧を印加
すると、その電圧による液晶分子の配向状態の変化によ
って液晶層の複屈折作用が変化し、それにともなって裏
側偏光板に入射する光の偏光状態が変化するため、この
裏側偏光板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、その光が反射板で反射されて液晶表示
装置の表面側に出射する。When a voltage is applied between the electrodes of the liquid crystal cell, the birefringence action of the liquid crystal layer changes due to the change in the alignment state of the liquid crystal molecules due to the voltage, and the polarization of the light incident on the back side polarizing plate accordingly. Since the state changes, the coloring of the light changes according to the ratio of the light intensities of the light beams of the respective wavelengths that pass through this back-side polarizing plate, and the light is reflected by the reflector and emitted to the front surface side of the liquid crystal display device.
【0015】このように、このカラー液晶表示装置の出
射光の色、つまり表示色は、液晶セルへの印加電圧によ
って変化する。そして、液晶セルの液晶分子のツイスト
角と、表側および裏側偏光板の透過軸または吸収軸の方
向が上記の向きで、かつ、前記液晶セルのΔndが上記
の値であると、液晶セル10への印加電圧を変化させる
のにともなう表示色の変化が、赤、緑、青の三原色と黒
と白とを含む変化となる。As described above, the color of the emitted light of this color liquid crystal display device, that is, the display color, changes depending on the voltage applied to the liquid crystal cell. If the twist angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell and the direction of the transmission axis or the absorption axis of the front and back polarizing plates are in the above-mentioned directions, and Δnd of the liquid crystal cell is in the above value, the liquid crystal cell 10 is displayed. The change in the display color that accompanies the change in the applied voltage of the above is a change including the three primary colors of red, green, and blue, and black and white.
【0016】[0016]
【実施例】以下、この発明の第1の実施例を図1および
図2を参照して説明する。図1はこの実施例のカラー液
晶表示装置の断面図であり、この液晶表示装置は、液晶
セル10と、この液晶セル10をはさんでその表面側と
裏面側とに配置された表側偏光板21および裏側偏光板
22と、前記裏側偏光板22の裏面側に配置された反射
板20とからなっている。なお、前記反射板20は、樹
脂フィルム等からなるベースシートの表面に銀またはア
ルミニウム等の金属膜を蒸着した無指向性反射板であ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a cross-sectional view of a color liquid crystal display device of this embodiment. This liquid crystal display device includes a liquid crystal cell 10 and front side polarizing plates arranged on the front surface side and the back surface side of the liquid crystal cell 10. 21 and a back side polarizing plate 22, and a reflection plate 20 arranged on the back side of the back side polarizing plate 22. The reflection plate 20 is an omnidirectional reflection plate in which a metal film such as silver or aluminum is deposited on the surface of a base sheet made of a resin film or the like.
【0017】上記液晶セル10は、ITO膜等からなる
透明電極13,14を形成しその上に配向膜15,16
を形成した一対の透明基板(例えばガラス基板)11,
12間にネマティック液晶18を挟持しその分子を両基
板11,12間においてツイスト配向させたものであ
り、前記両基板11,12は枠状のシール材17を介し
て接合されており、液晶18は両基板11,12間の前
記シール材17で囲まれた領域に封入されている。The liquid crystal cell 10 has transparent electrodes 13 and 14 made of an ITO film or the like, on which alignment films 15 and 16 are formed.
A pair of transparent substrates (for example, glass substrates) 11 on which
A nematic liquid crystal 18 is sandwiched between 12 and molecules of the nematic liquid crystal are twisted between the substrates 11 and 12, and the substrates 11 and 12 are bonded to each other via a frame-shaped sealing material 17. Is sealed in a region surrounded by the sealing material 17 between the two substrates 11 and 12.
【0018】この液晶セル10は、例えばTFT(薄膜
トランジスタ)を能動素子とするアクティブマトリック
ス型のものであり、その裏面側の基板11に形成された
電極13は行方向および列方向に配列された複数の画素
電極、表面側の基板12に形成された電極14は前記画
素電極13の全てに対向する一枚膜状の対向電極であ
る。The liquid crystal cell 10 is of an active matrix type using TFTs (thin film transistors) as active elements, for example, and a plurality of electrodes 13 formed on a substrate 11 on the back side thereof are arranged in rows and columns. The pixel electrodes, and the electrodes 14 formed on the substrate 12 on the front side are counter electrodes in the form of a single film facing all of the pixel electrodes 13.
【0019】なお、図1では省略しているが、画素電極
13を形成した基板11には、各画素電極13にそれぞ
れ接続された複数のTFTと、各行のTFTにゲート信
号を供給するゲート配線と、各列のTFTにデータ信号
を供給するデータ配線とが設けられている。Although not shown in FIG. 1, on the substrate 11 on which the pixel electrodes 13 are formed, a plurality of TFTs respectively connected to the pixel electrodes 13 and gate wirings for supplying gate signals to the TFTs in each row are provided. And data wiring for supplying a data signal to the TFTs in each column.
【0020】また、上記両基板11,12に設けた配向
膜15,16は、ポリイミド等からなる水平配向膜であ
り、これら配向膜15,16は互いにほぼ直交する方向
に配向処理(ラビング処理)されており、液晶18の分
子は、両基板11,12上(配向膜15,16の上)に
おける配向方向を配向膜15,16で規制され、前記配
向膜15,16面に対し僅かなプレチルト角で傾斜した
状態で、両基板11,12間においてほぼ90°のツイ
スト角でツイスト配向している。Further, the alignment films 15 and 16 provided on both the substrates 11 and 12 are horizontal alignment films made of polyimide or the like, and the alignment films 15 and 16 are subjected to alignment treatment (rubbing treatment) in directions substantially orthogonal to each other. The molecules of the liquid crystal 18 are regulated by the alignment films 15 and 16 in the alignment direction on both the substrates 11 and 12 (on the alignment films 15 and 16), and a slight pretilt with respect to the surfaces of the alignment films 15 and 16. In a state of being inclined at an angle, the two substrates 11 and 12 are twist-aligned at a twist angle of approximately 90 °.
【0021】図2は、液晶セル10の両基板11,12
上における液晶分子配向方向と各偏光板21,22の光
学軸(透過軸または吸収軸)の向きを液晶表示装置の表
面側から見た図であり、この実施例では、表側および裏
側偏光板21,22をその透過軸21a,22aを次の
ような向きにして配置している。FIG. 2 shows both substrates 11 and 12 of the liquid crystal cell 10.
It is the figure which looked at the liquid crystal molecule orientation direction and the direction of the optical axis (transmission axis or absorption axis) of each polarizing plate 21 and 22 from the front side of the liquid crystal display device in this example. , 22 are arranged with their transmission axes 21a, 22a oriented as follows.
【0022】この図2のように、液晶セル10の両基板
11,12上における液晶分子配向方向11a,12a
は互いにほぼ直交しており、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、裏面側基板11から表
面側基板12に向かって表面側から見て右回り(図上右
回り)にほぼ90°のツイスト角でツイスト配向してい
る。As shown in FIG. 2, liquid crystal molecule orientation directions 11a and 12a on both substrates 11 and 12 of the liquid crystal cell 10 are shown.
Are substantially orthogonal to each other, and the liquid crystal molecules rotate clockwise (clockwise in the figure) when viewed from the front surface side from the rear surface side substrate 11 to the front surface side substrate 12, as indicated by the broken line arrow. It is twist-oriented at a twist angle of approximately 90 °.
【0023】そして、液晶セル10の裏面側基板11上
における液晶分子配向方向11aを0°の方向とする
と、表側偏光板21の透過軸21aは、表面側から見た
液晶分子ツイスト方向とは逆方向(図上左回り)に13
5±5°の方向にあり、裏側偏光板22の透過軸22a
は、前記液晶分子ツイスト方向とは逆方向にほぼ145
°の方向にある。When the liquid crystal molecule orientation direction 11a on the back surface side substrate 11 of the liquid crystal cell 10 is set to 0 °, the transmission axis 21a of the front side polarizing plate 21 is opposite to the liquid crystal molecule twist direction viewed from the front side. 13 in the direction (counterclockwise in the figure)
The transmission axis 22a of the back side polarizing plate 22 is in the direction of 5 ± 5 °
Is approximately 145 in the direction opposite to the twist direction of the liquid crystal molecules.
It is in the direction of °.
【0024】また、上記液晶セル10は、液晶18の屈
折率異方性Δnと液晶層厚dとの積Δndの値が920
±50nmになるように設計されている。このカラー液
晶表示装置は、外光を利用し、表面側から入射する光を
裏面側に配置した反射板20で反射させて表示するもの
であり、この液晶表示装置は、液晶セル10の両基板1
1,12の電極13,14間に電圧を印加して表示駆動
される。In the liquid crystal cell 10, the product Δnd of the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal 18 and the liquid crystal layer thickness d has a value of 920.
It is designed to be ± 50 nm. This color liquid crystal display device uses external light and reflects the light incident from the front surface side by a reflection plate 20 arranged on the back surface side to display the liquid crystal display device. 1
A display is driven by applying a voltage between the electrodes 13 and 14 of 1 and 12.
【0025】このカラー液晶表示装置においては、その
表面側からの入射光が表側偏光板21を透過して直線偏
光となり、その光が液晶セル10を透過して裏側偏光板
22に入射するとともに、この裏側偏光板22を透過し
た光が反射板20で反射され、前記裏側偏光板22と液
晶セル10と表側偏光板21とを順次透過して表面側に
出射する。In this color liquid crystal display device, incident light from the surface side thereof passes through the front side polarizing plate 21 to become linearly polarized light, and the light passes through the liquid crystal cell 10 and enters the back side polarizing plate 22. The light transmitted through the back side polarizing plate 22 is reflected by the reflecting plate 20, and is sequentially transmitted through the back side polarizing plate 22, the liquid crystal cell 10 and the front side polarizing plate 21 and emitted to the front side.
【0026】そして、液晶セル10の電極13,14間
に液晶分子を立上がり配向させる電圧を印加していない
非選択状態(液晶分子が初期のツイスト配向状態にある
状態)では、表側偏光板21を透過して入射した直線偏
光が、液晶セル10を透過する過程で液晶層の複屈折作
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となった光となって裏側偏光板2
2に入射して、この裏側偏光板22を透過した光が、そ
の光を構成する各波長光の光強度の比に応じた色の着色
光になり、その光が反射板20で反射されて液晶表示装
置の表面側に出射する。Then, in a non-selected state (a state in which the liquid crystal molecules are in the initial twist alignment state) in which a voltage for rising and aligning the liquid crystal molecules is not applied between the electrodes 13 and 14 of the liquid crystal cell 10, the front side polarizing plate 21 is placed. The linearly polarized light that is transmitted and incident is changed in polarization state by the birefringence action of the liquid crystal layer in the process of transmitting through the liquid crystal cell 10, and each wavelength light becomes elliptically polarized light having a different polarization state, and becomes the backside polarization. Board 2
The light that has entered 2 and transmitted through this back-side polarizing plate 22 becomes colored light having a color corresponding to the ratio of the light intensities of the light components of the respective wavelengths, and the light is reflected by the reflection plate 20. The light is emitted to the front surface side of the liquid crystal display device.
【0027】なお、反射板20で反射された光は、表面
側に出射する過程で、液晶セル10の液晶層により入射
時とは逆の順に複屈折作用を受けて表面側偏光板21に
入射するため、反射板20で反射された波長の光が表面
側偏光板21を透過して出射する。The light reflected by the reflection plate 20 is subjected to birefringence by the liquid crystal layer of the liquid crystal cell 10 in the reverse order of the incidence in the process of exiting to the front surface side, and then enters the front surface side polarizing plate 21. Therefore, the light of the wavelength reflected by the reflection plate 20 passes through the front surface side polarization plate 21 and is emitted.
【0028】また、液晶セル10の電極13,14間に
電圧を印加すると、液晶分子がツイスト配向状態を保ち
つつ立上がり配向し、この液晶分子の配向状態の変化に
よって液晶層の複屈折作用が変化する。この液晶層の複
屈折作用は、液晶分子の立上がり角が大きくなるのにと
もなって小さくなる。Further, when a voltage is applied between the electrodes 13 and 14 of the liquid crystal cell 10, the liquid crystal molecules are vertically aligned while maintaining the twist alignment state, and the birefringence action of the liquid crystal layer is changed by the change of the alignment state of the liquid crystal molecules. To do. The birefringence effect of the liquid crystal layer becomes smaller as the rising angle of the liquid crystal molecules becomes larger.
【0029】そして、液晶セル10の液晶層の複屈折作
用が変化すると、それにともなって、液晶セル10を透
過して裏側偏光板22に入射する光の偏光状態が変化す
るため、この裏側偏光板22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、その光が反射板20
で反射されて液晶表示装置の表面側に出射する。When the birefringence effect of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell 10 changes, the polarization state of the light that passes through the liquid crystal cell 10 and enters the back side polarizing plate 22 changes accordingly. The coloring of the light changes according to the ratio of the light intensity of each wavelength light passing through 22, and the light is reflected by the reflection plate 20.
It is reflected by and is emitted to the surface side of the liquid crystal display device.
【0030】このように、このカラー液晶表示装置の出
射光の色、つまり表示色は、液晶セル10への印加電圧
によって変化する。このカラー液晶表示装置の1つの画
素で表示できる色は、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。As described above, the color of the emitted light of this color liquid crystal display device, that is, the display color, changes depending on the voltage applied to the liquid crystal cell 10. The colors that can be displayed by one pixel of this color liquid crystal display device include all of the three primary colors of red, green, and blue, black that is a nearly achromatic dark display, and white that is a nearly achromatic bright display. .
【0031】すなわち、この実施例のように、液晶セル
10の液晶分子のツイスト角と、表側および裏側偏光板
21,22の透過軸21a,22aの方向とを図2のよ
うに設定し、かつ、前記液晶セル10のΔndの値を9
20±50nmとした液晶表示装置は、液晶セル10へ
の印加電圧を変化させるのにともなう表示色の変化が、
赤、緑、青と、黒および白を含む変化である。なお、こ
れらの表示色は、液晶セル10への印加電圧を高くして
ゆくのにともなって、赤→緑→青→黒→白の順で得られ
る。That is, as in this embodiment, the twist angles of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10 and the directions of the transmission axes 21a and 22a of the front and back polarizing plates 21 and 22 are set as shown in FIG. , The value of Δnd of the liquid crystal cell 10 is set to 9
In the liquid crystal display device with a thickness of 20 ± 50 nm, the change in the display color due to the change in the voltage applied to the liquid crystal cell 10 is
The changes include red, green, blue, and black and white. Note that these display colors are obtained in the order of red → green → blue → black → white as the applied voltage to the liquid crystal cell 10 is increased.
【0032】したがって、上記カラー液晶表示装置によ
れば、カラーフィルタを用いずに光を着色して明るいカ
ラー表示を得ることができるし、また、同じ画素で複数
の色を表示することができ、しかも、表示の基本である
白と黒はもちろん、赤、緑、青の三原色も表示して、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。Therefore, according to the above-mentioned color liquid crystal display device, light can be colored to obtain a bright color display without using a color filter, and a plurality of colors can be displayed by the same pixel. In addition to displaying white and black, which are the basics of display, the three primary colors of red, green, and blue are also displayed, so that a clear and rich multicolor display can be realized.
【0033】しかも、従来のECB型液晶表示装置で
は、複数の色を表示するのためにΔndの値が大きい液
晶セルを用いているが、上記実施例のカラー液晶表示装
置は、液晶セル10の液晶分子ツイスト角と偏光板2
1,22の透過軸21a,22aの方向および液晶セル
10のΔndの値を上記のように設定することによっ
て、上述した着色光を得られるようにしているため、液
晶セル10のΔndの値は上述したように920±50
nmと比較的小さくてよい。In addition, in the conventional ECB type liquid crystal display device, a liquid crystal cell having a large value of Δnd is used for displaying a plurality of colors. However, in the color liquid crystal display device of the above embodiment, the liquid crystal cell 10 is used. Liquid crystal molecule twist angle and polarizing plate 2
By setting the directions of the transmission axes 21a and 22a of the liquid crystal cells 1 and 22 and the value of Δnd of the liquid crystal cell 10 as described above, the above-mentioned colored light can be obtained. Therefore, the value of Δnd of the liquid crystal cell 10 is 920 ± 50 as described above
nm may be relatively small.
【0034】そして、液晶セル10のΔndの値が小さ
くてよいということは、液晶18の屈折率異方性Δnお
よび液晶層厚dの一方または両方を小さくできるという
ことであり、液晶層厚dが小さければ、液晶層に印加さ
れる電界の強度が高くなり、またΔnの小さい液晶はそ
の粘度が低いために、レスポンスが速くなるとともにし
きい値電圧も下がる。このため、上記実施例のカラー液
晶表示装置は、従来のECB型液晶表示装置に比べて、
低い印加電圧で複数の色を表示することができる。The fact that the value of Δnd of the liquid crystal cell 10 may be small means that one or both of the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal 18 and the liquid crystal layer thickness d can be made small, and the liquid crystal layer thickness d. Is smaller, the strength of the electric field applied to the liquid crystal layer is higher, and the viscosity of the liquid crystal having smaller Δn is low, so that the response becomes faster and the threshold voltage also lowers. For this reason, the color liquid crystal display device of the above-mentioned embodiment is different from the conventional ECB type liquid crystal display device in that
Multiple colors can be displayed with a low applied voltage.
【0035】次に、この発明の第2の実施例を説明す
る。この実施例は、図1に示した構成のカラー液晶表示
装置において、各偏光板21,22の光学軸の向きと、
液晶セル10のΔndの値を次のように設定したもので
ある。Next, a second embodiment of the present invention will be described. In this example, in the color liquid crystal display device having the configuration shown in FIG. 1, the directions of the optical axes of the polarizing plates 21 and 22 are
The value of Δnd of the liquid crystal cell 10 is set as follows.
【0036】図3は、上記第2の実施例を示す、液晶セ
ル10の両基板11,12上における液晶分子配向方向
と各偏光板21,22の光学軸(この実施例では透過
軸)の向きを液晶表示装置の表面側から見た図である。FIG. 3 shows the second embodiment, showing the alignment directions of liquid crystal molecules on both substrates 11 and 12 of the liquid crystal cell 10 and the optical axes (transmission axes in this embodiment) of the polarizing plates 21 and 22. It is the figure which looked at the direction from the surface side of the liquid crystal display device.
【0037】この実施例においても、液晶セル10の液
晶分子は、そのツイスト方向を図3に破線矢印で示した
ように、裏面側基板11から表面側基板12に向かって
表面側から見て右回り(図上右回り)にほぼ90°のツ
イスト角でツイスト配向している。Also in this embodiment, the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10 are arranged such that the twist direction of the liquid crystal molecules is right when viewed from the front surface side from the rear surface side substrate 11 to the front surface side substrate 12 as shown by the broken line arrow in FIG. Around (clockwise in the figure), the twist orientation is about 90 °.
【0038】そして、この実施例では、液晶セル10の
裏面側基板11上における液晶分子配向方向11aを0
°の方向としたとき、表側偏光板21の透過軸21a
を、表面側から見た液晶分子ツイスト方向とは逆方向
(図上左回り)に135±5°の方向にし、裏側偏光板
22の透過軸22aを、前記液晶分子ツイスト方向とは
逆方向にほぼ155°の方向にしている。なお、上記液
晶セル10の積Δndの値は、上記第1の実施例と同じ
920±50nmである。In this embodiment, the liquid crystal molecule alignment direction 11a on the rear substrate 11 of the liquid crystal cell 10 is set to 0.
The transmission axis 21a of the front-side polarizing plate 21
Is set to 135 ± 5 ° in the direction opposite to the liquid crystal molecule twist direction viewed from the front side (counterclockwise in the figure), and the transmission axis 22a of the back side polarizing plate 22 is set in the direction opposite to the liquid crystal molecule twist direction. The direction is approximately 155 °. The value of the product Δnd of the liquid crystal cell 10 is 920 ± 50 nm, which is the same as in the first embodiment.
【0039】さらに、この実施例では、上記表側偏光板
21に、可視光域のうちの短波長域の光(青色成分の
光)に対する偏光度が低い偏光板を用い、裏側偏光板2
2には、通常の偏光度の偏光板を用いている。なお、表
側偏光板21の可視光域の光に対する平均的な偏光度は
約94%、裏側偏光板22の平均的な偏光度は約99%
である。Further, in this embodiment, as the front side polarizing plate 21, a polarizing plate having a low degree of polarization with respect to light (blue component light) in the short wavelength region of the visible light region is used.
For 2, a polarizing plate with a normal degree of polarization is used. The average polarization degree of the front side polarizing plate 21 with respect to light in the visible light region is about 94%, and the average polarization degree of the back side polarizing plate 22 is about 99%.
Is.
【0040】この第2の実施例のカラー液晶表示装置に
おいても、液晶セル10への印加電圧を変化させるのに
ともなう表示色の変化は、赤、緑、青と、黒および白と
を含む変化であり、したがって、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。Also in the color liquid crystal display device of the second embodiment, the change of the display color accompanying the change of the voltage applied to the liquid crystal cell 10 includes the changes of red, green, blue, and black and white. Therefore, it is possible to realize a clear and rich multicolor display.
【0041】しかも、この実施例では、液晶表示装置へ
の入射光が最初に入射する表側偏光板21に、可視光域
のうちの短波長域の光に対する偏光度が低い偏光板を用
いているため、前記短波長域の光、つまり青色成分の光
の入射量を多くして、表示色として出しにくい青を、明
るい鮮明な色で表示することができる。Moreover, in this embodiment, a polarizing plate having a low degree of polarization for light in the short wavelength region of the visible light region is used as the front side polarizing plate 21 on which the incident light to the liquid crystal display device first enters. Therefore, it is possible to increase the incident amount of the light in the short wavelength range, that is, the light of the blue component, and display blue, which is difficult to be displayed as a display color, in a bright and clear color.
【0042】なお、上記各実施例において説明した表示
色は、1つの画素の色であるが、上記カラー液晶表示装
置は、個々の画素の表示色に加えて、隣接する複数の画
素の表示色の組合わせによりそれらの合成色を表現する
ことも可能である。Although the display color described in each of the above embodiments is the color of one pixel, the color liquid crystal display device described above has a display color of a plurality of adjacent pixels in addition to the display color of each pixel. It is also possible to express those composite colors by combining
【0043】また、上記各実施例では、表側および裏側
偏光板21,22の透過軸21a,22aの方向を図2
または図3のように設定しているが、前記偏光板21,
22の透過軸21a,22aの方向は吸収軸の方向であ
ってもよい。In each of the above embodiments, the directions of the transmission axes 21a and 22a of the front and back side polarizing plates 21 and 22 are shown in FIG.
Alternatively, although set as shown in FIG.
The direction of the transmission axes 21a and 22a of 22 may be the direction of the absorption axis.
【0044】さらに、上記偏光板21,22の光学軸の
方向と液晶セル10のΔndの値は、上記各実施例に限
られるものではなく、液晶セル10の裏面側基板11上
における液晶分子の配向方向11aを0°の方向とした
とき、表側偏光板21の透過軸または吸収軸が、表面側
から見た液晶分子ツイスト方向とは逆方向に135±5
°の方向、裏側偏光板22の透過軸または吸収軸が、前
記液晶分子ツイスト方向とは逆方向に140°〜160
°の方向にあり、液晶セル10のΔndの値が920±
50nmno範囲であれば、表示の基本である白と黒
と、赤、緑、青の三原色とを表示して、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。Further, the directions of the optical axes of the polarizing plates 21 and 22 and the value of Δnd of the liquid crystal cell 10 are not limited to those in each of the above-mentioned embodiments, but the liquid crystal molecules on the rear side substrate 11 of the liquid crystal cell 10 are not limited. When the alignment direction 11a is set to 0 °, the transmission axis or the absorption axis of the front-side polarizing plate 21 is 135 ± 5 in the direction opposite to the liquid crystal molecule twist direction viewed from the surface side.
Direction, and the transmission axis or the absorption axis of the back side polarizing plate 22 is 140 ° to 160 ° in the direction opposite to the liquid crystal molecule twist direction.
And the value of Δnd of the liquid crystal cell 10 is 920 ±
Within the range of 50 nmno, it is possible to display white and black, which are the basics of display, and the three primary colors of red, green, and blue, and to realize a clear and rich multicolor color display.
【0045】また、上記実施例では、液晶セル10とし
てアクティブマトリックス型のものを用いたが、この液
晶セル10は、単純マトリックス型のものであってもよ
いし、またセグメント型のものであってもよい。Although the active matrix type liquid crystal cell 10 is used in the above embodiment, the liquid crystal cell 10 may be a simple matrix type or a segment type. Good.
【0046】[0046]
【発明の効果】この発明のカラー液晶表示装置によれ
ば、カラーフィルタを用いずに光を着色して明るいカラ
ー表示を得るとともに、同じ画素で複数の色と無彩色で
ある白と黒とを表示することができ、しかも、表示の基
本である白と黒と、赤、緑、青の三原色とを表示して、
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。According to the color liquid crystal display device of the present invention, light is colored without using a color filter to obtain a bright color display, and a plurality of colors and achromatic white and black are formed in the same pixel. It is possible to display, and moreover, by displaying white and black which are the basics of display and the three primary colors of red, green and blue,
It is possible to realize a multicolor display that is clear and rich in color.
【図1】この発明の第1の実施例によるカラー液晶表示
装置の断面図。FIG. 1 is a sectional view of a color liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】同じく液晶セルの両基板上における液晶分子配
向方向と各偏光板の光学軸の向きを示す図。FIG. 2 is a diagram showing the orientation of liquid crystal molecules on both substrates of the liquid crystal cell and the orientation of the optical axis of each polarizing plate.
【図3】この発明の第2の実施例を示す、液晶セルの両
基板上における液晶分子配向方向と各偏光板の光学軸の
向きを示す図。FIG. 3 is a diagram showing a second embodiment of the present invention, which shows the orientation direction of liquid crystal molecules on both substrates of a liquid crystal cell and the orientation of the optical axis of each polarizing plate.
10…液晶セル 11a…裏面側基板上における液晶分子配向方向 12a…表面側基板上における液晶分子配向方向 20…反射板 21,22…偏光板 21a,22a…透過軸 23,24…位相差板 23a,24a…遅相軸 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Liquid crystal cell 11a ... Liquid crystal molecule alignment direction on a back surface side substrate 12a ... Liquid crystal molecule alignment direction on a front surface side substrate 20 ... Reflector plates 21, 22 ... Polarizing plates 21a, 22a ... Transmission axis 23, 24 ... Phase difference plate 23a , 24a ... Slow axis
Claims (1)
した液晶セルと、この液晶セルをはさんでその表面側と
裏面側とに配置された表側偏光板および裏側偏光板と、
前記裏側偏光板の裏面側に配置された反射板とからな
り、 かつ、前記液晶セルの液晶の分子が、前記液晶セルの裏
面側基板から表面側基板に向かってほぼ90°のツイス
ト角でツイスト配向しているとともに、 前記液晶セルの裏面側基板上における液晶分子の配向方
向を基準方向としたとき、前記表側偏光板の透過軸また
は吸収軸が、前記基準方向に対して表面側から見た液晶
分子ツイスト方向と逆方向に135±5°ずれ、前記裏
側偏光板の透過軸または吸収軸が、前記基準方向に対し
て前記液晶分子ツイスト方向と逆方向に140°〜16
0°ずれており、 前記液晶セルの液晶の屈折率異方性Δnと液晶層厚dと
の積Δndの値が、920±50nmに設定されている
ことを特徴とするカラー液晶表示装置。1. A liquid crystal cell in which a liquid crystal is sandwiched between a pair of substrates on which electrodes are formed, and a front side polarizing plate and a back side polarizing plate which are arranged on the front side and the back side of the liquid crystal cell.
A liquid crystal molecule of the liquid crystal cell is twisted at a twist angle of about 90 ° from the back side substrate to the front side substrate of the liquid crystal cell. While being aligned, when the alignment direction of the liquid crystal molecules on the back side substrate of the liquid crystal cell is the reference direction, the transmission axis or the absorption axis of the front side polarizing plate is viewed from the front side with respect to the reference direction. The liquid crystal molecule twist direction is offset by 135 ± 5 ° in the opposite direction, and the transmission axis or the absorption axis of the back side polarizing plate is 140 ° to 16 degrees in the direction opposite to the liquid crystal molecule twist direction with respect to the reference direction.
A color liquid crystal display device, wherein the value of the product Δnd of the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal of the liquid crystal cell and the liquid crystal layer thickness d is set to 920 ± 50 nm.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7067556A JPH08262398A (en) | 1995-03-27 | 1995-03-27 | Color liquid crystal display device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7067556A JPH08262398A (en) | 1995-03-27 | 1995-03-27 | Color liquid crystal display device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08262398A true JPH08262398A (en) | 1996-10-11 |
Family
ID=13348365
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7067556A Pending JPH08262398A (en) | 1995-03-27 | 1995-03-27 | Color liquid crystal display device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08262398A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100681991B1 (en) * | 1998-04-20 | 2007-02-15 | 소니 가부시끼 가이샤 | Reflection type liquid crystal display device |
-
1995
- 1995-03-27 JP JP7067556A patent/JPH08262398A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100681991B1 (en) * | 1998-04-20 | 2007-02-15 | 소니 가부시끼 가이샤 | Reflection type liquid crystal display device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3289390B2 (en) | Color liquid crystal display | |
JP3289385B2 (en) | Color liquid crystal display | |
JPH09258214A (en) | Color liquid crystal display device | |
JPH08262398A (en) | Color liquid crystal display device | |
JPH08262434A (en) | Color liquid crystal display device | |
JPH08262399A (en) | Color liquid crystal display device | |
JP3648572B2 (en) | Color liquid crystal display device | |
JPH08262433A (en) | Color liquid crystal display device | |
JPH0973105A (en) | Color liquid crystal display device | |
JP3297606B2 (en) | Color liquid crystal display panel | |
JPH10177168A (en) | Color liquid display device | |
JPH075457A (en) | Color liquid crystal display device | |
JP3289392B2 (en) | Color liquid crystal display | |
JPH1010566A (en) | Color liquid crystal display device | |
JP3289370B2 (en) | Color liquid crystal display | |
JPH08262435A (en) | Color liquid crystal display device | |
JPH095702A (en) | Color liquid crystal display device | |
JPH08328001A (en) | Color liquid crystal display device | |
KR20020058272A (en) | a optical film for liquid crystal display | |
JPH07294910A (en) | Color liquid crystal display element | |
JPH09120064A (en) | Color liquid crystal display device | |
JPH0973104A (en) | Color liquid crystal display device | |
JP3295600B2 (en) | Color liquid crystal display panel | |
JPH086012A (en) | Color liquid crystal display device | |
JPH08304815A (en) | Color liquid crystal display device |