JPH09258214A - カラー液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】カラーフィルタを用いずに光を着色して、充分
に明るいカラー表示を得るとともに同じ画素で白を含む
複数の色を表示し、しかも所望の色を充分な色純度で表
示するとともに、温度による表示色の変化も小さくす
る。 【解決手段】液晶セル10と、表裏の偏光板20，21と、表
側偏光板20と液晶セル10との間に配置されたねじれ位相
差板22と、裏側偏光板21の裏面側に配置された反射板23
とを備え、前記ねじれ位相差板22の表面における分子の
配列方向と表側偏光板20の光学軸とを斜めにずらすとと
もに、ねじれ位相差板22の分子のねじれ方向と液晶セル
10の液晶分子のツイスト方向とを互いに逆にし、ねじれ
位相差板22の分子のねじれ角と液晶セル10の液晶分子の
ツイスト角とをほぼ同じにし、ねじれ位相差板22のリタ
デーションの値と液晶セル10のΔｎｄの値とを±１５０
ｎｍ以内の差で互いに異ならせ、かつ、前記リタデーシ
ョンの値を1400nm〜1700nm、前記Δｎｄの値を1250nm〜
1850nmの範囲にした。

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、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。

【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。

【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。

【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。

【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、表示装置の構造が複雑化する。

【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。

【０００７】すなわち、ＥＣＢ型液晶表示装置は、液晶
セルの液晶層の複屈折作用と偏光板の偏光作用とを利用
して、カラーフィルタを用いずに着色した表示を得るも
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、光の透過率を高くすることができる。

【０００８】このため、ＥＣＢ型液晶表示装置は、その
裏面側に反射板を配置して反射型表示装置として使用す
ることが可能であり、その場合でも、充分に明るいカラ
ー表示を得ることができる。

【０００９】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。

【００１０】

【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、その出射光が常に着色した光
であるため、白と黒の表示が得られず、また表示色の色
純度も低いし、さらには、温度の変化によって液晶セル
の液晶層の複屈折性が変化するため、温度により表示色
が変化してしまうという問題をもっていた。

【００１１】この発明は、カラーフィルタを用いずに光
を着色して、充分に明るいカラー表示を得るとともに、
同じ画素で白と黒の少なくとも一方を含む複数の色を表
示することができ、しかも、表示色の色純度を充分に高
くし、さらに、温度による表示色の変化も小さくするこ
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。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明は、内面に電極
が形成された一対の基板間に液晶分子がツイスト配向し
た液晶層を設けてなる液晶セルと、この液晶セルをはさ
んで配置された一対の偏光板と、その一方の偏光板と前
記液晶セルとの間に配置されたねじれ位相差板とを備
え、前記ねじれ位相差板の入射側表面近傍における分子
の配列方向と前記液晶セルの入射側の基板の近傍におけ
る液晶分子の配向方向とのうちの光の入射側に配置した
ものの前記方向と、前記一対の偏光板のうちの入射側の
偏光板の光学軸とを、所定角度斜めにずらすとともに、
前記ねじれ位相差板の分子のねじれ方向と、前記液晶セ
ルの液晶分子のツイスト方向とを互いに逆にし、前記ね
じれ位相差板の分子のねじれ角と、前記液晶セルの液晶
分子のツイスト角とをほぼ同じにし、前記ねじれ位相差
板のリタデーションの値と、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の値とを、それ
ぞれの差が２００ｎｍ以内の値にし、前記リタデーショ
ンの値を１４００ｎｍ〜１８００ｎｍの範囲内、前記Δ
ｎｄの値を１２５０ｎｍ〜１８５０ｎｍの範囲内とした
ことを特徴とするものである。

【００１３】この発明の望ましい第１の構成は、前記ね
じれ位相差板のリタデーションの値と、前記液晶セルの
Δｎｄの値とを、±１５０ｎｍ以内の差で互いに異なら
せ、前記リタデーションの値を１４００ｎｍ〜１７００
ｎｍの範囲内、前記Δｎｄの値を１２５０ｎｍ〜１８５
０ｎｍの範囲内に設定することである。

【００１４】この場合、前記ねじれ位相差板の分子のね
じれ角と前記液晶セルの液晶分子のツイスト角とをそれ
ぞれ２５０°±２０°とし、入射側の偏光板の光学軸
と、入射側とは反対側の偏光板の光学軸とを、５°±２
０°ずらすのが好ましい。

【００１５】さらにこの場合は、前記ねじれ位相差板の
液晶セルと対向する面側における分子の配列方向と、液
晶セルの前記ねじれ位相差板と対向する基板の近傍にお
ける液晶分子の配向方向とを互いにほぼ直交させ、前記
ねじれ位相差板の入射面における分子の配列方向と前記
液晶セルの入射側の基板の近傍における液晶分子の配向
方向とのうちの光の入射側に配置したものの前記方向
と、入射側の偏光板の光学軸とのずれ角を、４０°±２
０°に選ぶのが望ましい。

【００１６】この発明の望ましい第２の構成は、前記ね
じれ位相差板のリタデーションの値を、前記液晶セルの
Δｎｄの値よりも１００ｎｍ〜２００ｎｍ大きくし、前
記リタデーションの値を１４００ｎｍ〜１８００ｎｍの
範囲内、前記Δｎｄの値を１３００ｎｍ〜１６００ｎｍ
の範囲内に設定することである。

【００１７】この場合、前記ねじれ位相差板の分子のね
じれ角と前記液晶セルの液晶分子のツイスト角とをそれ
ぞれ２５０°±２０°とし、入射側の偏光板の光学軸
と、入射側とは反対側の偏光板の光学軸とを、９０°±
２０°ずらすのが好ましい。

【００１８】さらにこの場合は、前記ねじれ位相差板の
液晶セルと対向する面側における分子の配列方向と、液
晶セルの前記ねじれ位相差板と対向する基板の近傍にお
ける液晶分子の配向方向とを互いにほぼ直交させ、前記
ねじれ位相差板の入射面における分子の配列方向と前記
液晶セルの入射側の基板の近傍における液晶分子の配向
方向とのうちの光の入射側に配置したものの前記方向
と、入射側の偏光板の光学軸とのずれ角を、５５°±２
０°に選ぶのが望ましい。

【００１９】また、この発明は、バックライトからの光
を利用して表示する透過型の液晶表示装置にも、また、
外光を利用して表示する反射型の液晶表示装置にも適用
できるものであり、反射型の液晶表示装置に適用する場
合は、入射側とは反対側の偏光板の外面に反射板を配置
すればよい。

【００２０】この発明によるカラー液晶表示装置におい
ては、入射光が入射側の偏光板を透過して直線偏光とな
り、その光が、ねじれ位相差板および液晶セルを透過し
て反対側の偏光板に入射する。

【００２１】そして、このカラー液晶表示装置では、前
記ねじれ位相差板の光入射面近傍における分子の配列方
向と前記液晶セルの入射側の基板の近傍における液晶分
子の配向方向とのうちの光の入射側に配置したものの前
記方向と、前記入射側の偏光板の光学軸とを所定角度斜
めにずらしているため、入射側の偏光板を透過して入射
した直線偏光は、ねじれ位相差板と液晶セルとを透過す
る過程で前記ねじれ位相差板および液晶セルの液晶層に
よる複屈折作用を受け、その後、反対側の偏光板に入射
する。

【００２２】このとき、このカラー液晶表示装置では、
ねじれ位相差板の分子のねじれ方向と液晶セルの液晶分
子のツイスト方向とを互いに逆にするとともに、前記ね
じれ位相差板の分子のねじれ角と前記液晶セルの液晶分
子のツイスト角とをほぼ同じにし、さらに、前記ねじれ
位相差板のリタデーションの値と前記液晶セルのΔｎｄ
の値とを、それぞれの差が２００ｎｍ以内の値にしてい
るため、液晶セルの液晶分子が、初期のツイスト配向状
態（液晶分子が初期のプレチルト角でツイスト配向して
いる状態）またはそれに近い配向状態になったときに、
ねじれ位相差板の複屈折作用と液晶層の複屈折作用とが
互いに打ち消し合う。

【００２３】したがって、このときは、入射側の偏光板
を透過して入射した直線偏光とほとんど変わらない偏光
状態の光が反対側の偏光板に入射するから、上記第１の
構成のように入射側の偏光板の光学軸と反対側の偏光板
の光学軸とを５°±２０°ずらした場合は、前記反対側
の偏光板を透過した光が無彩色の白色光になって白が表
示され、上記第２の構成のように入射側の偏光板の光学
軸と反対側の偏光板の光学軸とを９０°±２０°ずらし
た場合は、ねじれ位相差板と液晶セルとを透過した光の
ほとんどが前記反対側の偏光板で吸収されて黒が表示さ
れる。

【００２４】また、液晶セルの液晶層の液晶分子は、液
晶セルの電極間に印加される電圧に応じて、ツイスト配
向状態を保ちつつ立上がり配向するため、この液晶セル
の液晶層の複屈折性は印加電圧に応じて変化する。

【００２５】このため、液晶セルの電極間に電圧を印加
して液晶分子の配向状態を変化させると、入射側の偏光
板を透過して入射した直線偏光が、ねじれ位相差板と液
晶セルとを透過する過程で、前記ねじれ位相差板および
液晶セルの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
った光となって反対側の偏光板に入射して、この偏光板
を透過した光が、その光を構成する各波長光の光強度の
比に応じた色の光になる。

【００２６】さらに、液晶セルの電極間に印加する電圧
を変化させると、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性が変化し、それにともな
って前記反対側の偏光板に入射する光の偏光状態が変化
するため、この偏光板を透過する光の各波長光の光強度
比が変化して、その光の色が変化する。

【００２７】なお、透過型の液晶表示装置においては、
反対側の偏光板を透過した光が出射光となり、反射型の
液晶表示装置においては、反対側の偏光板を透過した光
が反射板で反射され、前記反対側の偏光板と液晶セルお
よびねじれ位相差板と入射側の偏光板とを透過して出射
する。

【００２８】このように、上記カラー液晶表示装置は、
ねじれ位相差板と液晶セルの液晶層との複屈折作用と、
偏光板の偏光作用とを利用して、カラーフィルタを用い
ずに着色した表示を得るものであり、したがって、光の
透過率を高くして明るいカラー表示を得るとともに、液
晶セルへの印加電圧を制御することにより、同じ画素
で、白または黒を含む複数の色を表示することができ
る。

【００２９】また、このカラー液晶表示装置において
は、前記ねじれ位相差板のリタデーションの値と液晶セ
ルのΔｎｄの値が、１４００ｎｍ〜１８００ｎｍ、１２
５０ｎｍ〜１８５０ｎｍと大きいため、ねじれ位相差板
の複屈折作用と液晶セルの液晶層の複屈折作用とを受け
て反対側の偏光板に入射する光の偏光状態が、液晶セル
への印加電圧に応じて大きく変化するから、所望の色を
充分に高い色純度で表示することができる。

【００３０】さらに、このカラー液晶表示装置において
は、前記ねじれ位相差板の温度変化による複屈折性の変
化が、液晶セルの液晶層の温度変化による複屈折性の変
化に比べてかなり小さいため、液晶セルの液晶層とねじ
れ位相差板とのトータルの複屈折性の温度依存性が小さ
くなり、したがって、温度による表示色の変化も小さく
なる。

【００３１】また、この発明において、上記第１の構成
のように、ねじれ位相差板のリタデーションの値と液晶
セルのΔｎｄの値とを±１５０ｎｍ以内の差で互いに異
ならせ、かつ、前記リタデーションの値を１４００ｎｍ
〜１７００ｎｍの範囲内、前記Δｎｄの値を１２５０ｎ
ｍ〜１８５０ｎｍの範囲内に選ぶとともに、前記ねじれ
位相差板の分子のねじれ角と液晶セルの液晶分子のツイ
スト角を２５０°±２０°とし、入射側の偏光板の光学
軸と反対側の偏光板の光学軸とを５°±２０°ずらし、
さらに、前記ねじれ位相差板の液晶セルと対向する面側
における分子の配列方向と、液晶セルの前記ねじれ位相
差板と対向する基板の近傍における液晶分子の配向方向
とを互いにほぼ直交させ、前記ねじれ位相差板の入射面
における分子の配列方向と前記液晶セルの入射側の基板
の近傍における液晶分子の配向方向とのうちの光の入射
側に配置したものの前記方向と、入射側の偏光板の光学
軸とのずれ角を４０°±２０°とすれば、同じ画素で、
白と黒、および青、緑、オレンジの各色を表示すること
ができる。

【００３２】また、この発明において、上記第２の構成
のように、ねじれ位相差板のリタデーションの値を液晶
セルのΔｎｄの値よりも１００ｎｍ〜２００ｎｍ大きく
し、かつ、前記リタデーションの値を１４００ｎｍ〜１
８００ｎｍの範囲内、前記Δｎｄの値を１３００ｎｍ〜
１６００ｎｍの範囲内に選ぶとともに、前記ねじれ位相
差板の分子のねじれ角と前記液晶セルの液晶分子のツイ
スト角を２５０°±２０°とし、入射側の偏光板の光学
軸と反対側の偏光板の光学軸とを９０°±２０°ずら
し、さらに、前記ねじれ位相差板の液晶セルと対向する
面側における分子の配列方向と、液晶セルの前記ねじれ
位相差板と対向する基板の近傍における液晶分子の配向
方向とを互いにほぼ直交させ、前記ねじれ位相差板の入
射面における分子の配列方向と前記液晶セルの入射側の
基板の近傍における液晶分子の配向方向とのうちの光の
入射側に配置したものの前記方向と、入射側の偏光板の
光学軸とのずれ角を３５°±２０°とすれば、同じ画素
で、白と、オレンジ、青、緑の各色を表示することがで
きる。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、この発明を反射型のカラー
液晶表示装置に適用したときの実施の形態をいくつかの
例について図面を参照して説明する。 ［第１の実施例］図１〜図３はこの発明の第１の実施例
を示しており、図１はカラー液晶表示装置の断面図であ
る。このカラー液晶表示装置は、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
れた一対の偏光板２０，２１と、これら偏光板２０，２
１のうちの入射側の偏光板である表面側の偏光板（以
下、表側偏光板という）２０と前記液晶セル１０との間
に配置されたねじれ位相差板２２と、光の入射側とは反
対側の偏光板（以下、裏側偏光板という）２１の裏面側
に配置された反射板２３とからなっている。なお、前記
反射板２３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。

【００３４】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。

【００３５】この液晶セル１０は、単純マトリックス型
のものであり、表面側の基板１１に設けられた電極１３
は、複数本互いに平行に形成された走査電極、裏面側の
基板１２に設けられた電極１４は、前記走査電極１３と
ほぼ直交させて複数本互いに平行に形成された信号電極
である。

【００３６】なお、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間においてツイスト配向して
いる。

【００３７】このカラー液晶表示装置では、上記液晶セ
ル１０として、液晶分子のツイスト角を２５０°±２０
°とし、かつ、液晶１８の屈折率異方性Δｎと液晶層厚
ｄとの積Δｎｄの値を１２５０ｎｍ〜１８５０ｎｍの範
囲内に設定したものを用いている。

【００３８】また、上記ねじれ位相差板２２は、高分子
液晶の分子を一方の面から他方の面に向かってねじれ配
列させたフィルムからなっており、このカラー液晶表示
装置では、ねじれ位相差板２２として、その分子（高分
子液晶の分子）のねじれ角が上記液晶セル１０の液晶分
子のツイスト角（２５０°±２０°）とほぼ同じで、か
つ、リタデーションの値が、前記液晶セル１０のΔｎｄ
の値との差が２００ｎｍ以内の値であるものを用いてい
る。

【００３９】この実施例では、上記ねじれ位相差板２２
のリタデーションの値と、前記液晶セル１０のΔｎｄの
値とを、±１５０ｎｍ以内の範囲で互いに異ならせてい
る。すなわち、このねじれ位相差板２２のリタデーショ
ンの値は、１４００ｎｍ〜１７００ｎｍの範囲内であ
り、本例では１５５０ｍｍに設定している。

【００４０】また、本例では、上記液晶セル１０とし
て、液晶１８の屈折率異方性Δｎが０．２３２、液晶層
厚ｄが６．８μｍであるもの、すなわち、Δｎｄの値が
１６４６ｍｍであるものを用いており、したがって、上
記ねじれ位相差板２２のリタデーションと前記液晶セル
１０のΔｎｄとの差は９６ｎｍである。

【００４１】そして、上記ねじれ位相差板２２は、その
分子のねじれ方向が液晶セル１０の液晶分子のツイスト
方向と逆になるようにし、さらに、このねじれ位相差板
２２の液晶セル１０と対向する面（裏面）側における分
子の配列方向を、液晶セル１０のねじれ位相差板２２と
対向する表面側基板１１の近傍における液晶分子の配向
方向に対してほぼ直交させた状態で、表側偏光板２０と
液晶セルとの間に配置されている。

【００４２】また、表側偏光板２０は、その光学軸（透
過軸または吸収軸）の向きを、上記ねじれ位相差板２２
の入射側表面近傍における分子の配列方向に対して所定
角度斜めにずらして配置されており、裏側偏光板２１
は、その光学軸を、前記表側偏光板２０の光学軸とほぼ
平行にするか、またはそれに近い方向に向けて配置され
ている。

【００４３】図２は、上記液晶セル１０の両基板１１，
１２の近傍における液晶分子の配向方向と、ねじれ位相
差板２２の表裏面における分子の配列方向と、表裏の偏
光板２０，２１の光学軸（ここでは透過軸）の向きを液
晶表示装置の表面側（光入射側）から見た図である。

【００４４】図２のように、上記液晶セル１０の表面側
基板１１の近傍における液晶分子の配向方向（配向膜１
５の配向処理方向）１１ａは、液晶表示装置の画面の横
軸Ｓに対し表面側から見て右回り（図上右回り）に３５
°±１０°の方向、裏面側基板１２の近傍における液晶
分子の配向方向（配向膜１６の配向処理方向）１２ａ
は、前記横軸Ｓに対し表面側から見て左回りに３５°±
１０°の方向にあり、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１２から表面側基
板１１に向かい、表面側から見て右回りに２５０°±２
０°のツイスト角でツイスト配向している。

【００４５】また、上記ねじれ位相差板２２の分子は、
そのねじれ方向を破線矢印で示したように、位相差板の
裏面から表面に向かい、表面側から見て左回りに２５０
°±２０°のねじれ角でねじれている。

【００４６】そして、このねじれ位相差板２２は、その
表面における分子配列方向２２ａを前記横軸Ｓに対し表
面側から見て右回りに５５°±１０°の方向に向け、裏
面における分子配列方向２２ｂを前記横軸Ｓに対し表面
側から見て左回りに５５°±１０°の方向に向けた状態
で配置されており、したがって、このねじれ位相差板２
２の液晶セル１０と対向する裏面における分子配列方向
２２ｂと、前記液晶セル１０のねじれ位相差板２２と対
向する表面側基板１１の近傍における液晶分子の配向方
向１１ａとは、ほぼ直交している。

【００４７】また、表側偏光板２０は、その透過軸２０
ａを前記横軸Ｓに対し表面側から見て左回りに１５°±
２０°の方向に向けた状態で配置されており、この表側
偏光板２０の透過軸２０ａの方向は、上記ねじれ位相差
板２２の表面における分子配列方向２２ａに対し、この
ねじれ位相差板２２の分子のねじれ方向とは逆方向（表
面側から見て右回り）に４０°±２０°ずれている。

【００４８】さらに、裏側偏光板２１は、その透過軸２
１ａを前記横軸Ｓに対し表面側から見て左回りに２０°
±２０°の方向に向けた状態で配置されており、したが
って、この裏側偏光板２１の透過軸２１ａと、上記表側
偏光板２０の透過軸２０ａとは、５°±２０°ずれてい
る。

【００４９】すなわち、この実施例のカラー液晶表示装
置は、内面に電極１３，１４が形成された一対の基板１
１，１２間に液晶分子がツイスト配向した液晶層を設け
てなる液晶セル１０と、この液晶セル１０をはさんで配
置された一対の偏光板２０，２１と、これらの偏光板の
うちの表側（入射側）偏光板２０と前記液晶セル１０と
の間に配置されたねじれ位相差板２２とを備え、前記ね
じれ位相差板２２の分子のねじれ方向と、前記液晶セル
１０の液晶分子のツイスト方向とを互いに逆にするとと
もに、前記ねじれ位相差板２２の分子のねじれ角と、前
記液晶セル１０の液晶分子のツイスト角とをそれぞれ２
５０°±２０°とし、前記ねじれ位相差板２２のリタデ
ーションの値を１４００ｎｍ〜１７００ｎｍの範囲内、
前記液晶セル１０のΔｎｄの値を１２５０ｎｍ〜１８５
０ｎｍ（１４００ｎｍ±１５０ｎｍ〜１７００ｎｍ±１
５０ｎｍ）の範囲内にして、前記ねじれ位相差板２２の
リタデーションの値と、前記液晶セル１０のΔｎｄの値
とを、±１５０ｎｍ以内の差で互いに異ならせ、入射側
の偏光板である前記表側偏光板２０の透過軸２０ａと、
入射側とは反対側の裏側偏光板２１の透過軸２１ａと
を、５°±２０°ずらすとともに、前記ねじれ位相差板
２２の液晶セル１０と対向する面側における分子の配列
方向と、液晶セル１０の前記ねじれ位相差板２２と対向
する表面側基板１１の近傍における液晶分子の配向方向
１１ａとを互いにほぼ直交させ、前記ねじれ位相差板２
２の入射面における分子の配列方向と前記液晶セル１０
の表面側基板１１の近傍における液晶分子の配向方向と
のうちの光の入射側に配置したものの前記方向、つま
り、ねじれ位相差板２２の入射面における分子の配列方
向と、表側偏光板２０の透過軸２０ａとのずれ角を、４
０°±２０°としたものである。

【００５０】このカラー液晶表示装置は、自然光や室内
照明光等の外光を利用し、表面側から入射する光を裏面
側に配置した反射板２３で反射させて表示するものであ
り、このカラー液晶表示装置は、液晶セル１０の両基板
１１，１２の電極１３，１４間に電圧を印加して表示駆
動される。

【００５１】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２０を透過して直線偏
光となり、その光がねじれ位相差板２２および液晶セル
１０を透過して裏側偏光板２１に入射するとともに、こ
の裏側偏光板２１を透過した光が反射板２３で反射さ
れ、前記裏側偏光板２１と液晶セル１０およびねじれ位
相差板２２と表側偏光板２０とを透過して表面側に出射
する。

【００５２】なお、この実施例では、表側偏光板２０と
液晶セル１０との間にねじれ位相差板２２を配置してい
るため、表側偏光板２０を透過して入射した光は、ねじ
れ位相差板２２を透過して液晶セル１０に入射し、この
液晶セル１０を透過して裏側偏光板２１に入射するとと
もに、この裏側偏光板２１を透過して反射板２３で反射
された光が、裏側偏光板２１と液晶セル１０とねじれ位
相差板２２と表側偏光板２０とを順次透過して表面側に
出射する。

【００５３】そして、このカラー液晶表示装置では、上
記ねじれ位相差板２２の入射面（表面）における分子配
列方向２２ａと、入射側の偏光板である表側偏光板２０
の透過軸２０ａとを斜めにずらしているため、前記表側
偏光板２０を透過して入射した直線偏光は、まず、ねじ
れ位相差板２２を透過する過程でこのねじれ位相差板２
２による複屈折作用を受け、さらに液晶セル１０を透過
する過程でこの液晶セル１０の液晶層による複屈折作用
を受けて、その後、反対側の偏光板である裏側偏光板２
１に入射する。

【００５４】このとき、このカラー液晶表示装置では、
ねじれ位相差板２２の分子のねじれ方向と液晶セル１０
の液晶分子のツイスト方向とを互いに逆にし、ねじれ位
相差板２２の分子のねじれ角と液晶セル１０の液晶分子
のツイスト角とをほぼ同じにするとともに、前記ねじれ
位相差板２２のリタデーションの値と前記液晶セル１０
のΔｎｄの値との差を±１５０ｎｍ以内にしているた
め、液晶セル１０の液晶分子が初期のツイスト配向状態
（液晶分子が初期のプレチルト角でツイスト配向してい
る状態）またはそれに近い配向状態になったときに、ね
じれ位相差板２２の複屈折作用と液晶セル１０の液晶層
の複屈折作用とが互いに打ち消し合う。

【００５５】したがって、このときは、表側偏光板２０
を透過して入射した直線偏光とほとんど変わらない偏光
状態の光が裏側偏光板２１に入射する。そして、この実
施例では、前記表側偏光板２０の透過軸２０ａと裏側偏
光板２１の透過軸２１ａとを、５°±２０°の範囲のず
れ角で、互いに平行または平行に近い向きに設定してい
るため、前記裏側偏光板２１を透過した光が無彩色の白
色光になって白が表示される。

【００５６】また、上記液晶セル１０の液晶層の液晶分
子は、液晶セル１０の電極１３，１４間に印加される電
圧に応じて、ツイスト配向状態を保ちつつ立上がり配向
するため、この液晶セル１０の液晶層の複屈折性は印加
電圧に応じて変化する。

【００５７】このため、液晶セル１０の電極１３，１４
間に電圧を印加して液晶分子の配向状態を変化させる
と、上記表側偏光板２０を透過して入射した直線偏光
が、ねじれ位相差板２２と液晶セル１０とを透過する過
程で、前記ねじれ位相差板２２および液晶セル１０の液
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２１に入射して、この裏側偏光板２１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
応じた色の光になる。

【００５８】さらに、液晶セル１０の電極１３，１４間
に印加する電圧を変化させると、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性が変化
し、それにともなって裏側偏光板２１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２１を透過する
光の各波長光の光強度比が変化して、その光の色が変化
する。

【００５９】なお、液晶分子がほぼ垂直に立上がり配向
すると、液晶層による複屈折作用がほとんど無くなっ
て、ねじれ位相差板２２による複屈折作用だけを受けた
光が裏側偏光板２１に入射する。

【００６０】そして、裏側偏光板２１を透過した光は、
反射板２３で反射され、前記裏側偏光板２１と液晶セル
１０およびねじれ位相差板２２と表側偏光板２１とを透
過して出射する。

【００６１】このように、上記カラー液晶表示装置は、
ねじれ位相差板２２と液晶セル１０の液晶層との複屈折
作用と、偏光板２０，２１の偏光作用とを利用して、カ
ラーフィルタを用いずに着色した表示を得るものであ
り、したがって、光の透過率を高くして明るいカラー表
示を得るとともに、液晶セル１０への印加電圧を制御す
ることにより、同じ画素で、無彩色である白を含む複数
の色を表示することができる。

【００６２】また、このカラー液晶表示装置において
は、前記ねじれ位相差板２２のリタデーションの値を１
４００ｎｍ〜１７００ｎｍと大きくし、さらに上記液晶
セル１０のΔｎｄの値を１２５０ｎｍ〜１８５０ｎｍと
大きくしているため、ねじれ位相差板２２の複屈折作用
と液晶セル１０の液晶層の複屈折作用とを受けて裏側偏
光板２１に入射する光の偏光状態が、液晶セル１０への
印加電圧に応じて大きく変化するから、所望の色を充分
に高い色純度で表示することができる。

【００６３】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、液晶セル１０の液晶分子のツイスト角お
よびねじれ位相差板２２の分子のねじれ角と、液晶セル
１０のΔｎｄおよびねじれ位相差板２２のリタデーショ
ンの値と、液晶セル１０の両基板１１，１２の近傍にお
ける液晶分子の配向方向と、ねじれ位相差板２２の表裏
面における分子配列方向と、表側偏光板２０および裏側
偏光板２１の光学軸の向きとによって決まる。

【００６４】すなわち、この実施例のように、表側偏光
板２０の透過軸２０ａと、裏側偏光板２１の透過軸２１
ａとのずれ角を５°±２０°の範囲にし、ねじれ位相差
板２２の液晶セル１０と対向する裏面側における分子配
列方向２２ｂと、前記液晶セル１０のねじれ位相差板２
２と対向する表面側基板１１の近傍における液晶分子配
向方向１１ａとを互いにほぼ直交させるとともに、前記
ねじれ位相差板２２の表面における分子配列方向２２ａ
と表側偏光板２０の透過軸２０ａとのずれ角を４０°±
２０°とし、ねじれ位相差板２２の分子のねじれ角と液
晶セル１０の液晶分子のツイスト角をそれぞれ２５０°
±２０°とし、さらに、ねじれ位相差板２２のリタデー
ションの値を１４００ｎｍ〜１７００ｎｍの範囲内、液
晶セル１０のΔｎｄの値を１２５０ｎｍ〜１８５０ｎｍ
の範囲内としたときの、１つの画素で表示できる色は、
入射光が白色光である場合で、白と黒、および青、緑、
オレンジである。

【００６５】図３は上記カラー液晶表示装置の表示色の
変化を示すＣＩＥ色度図であり、このカラー液晶表示装
置の表示色は、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、つまり液晶分子が初期のツイスト配向状態または
それに近い配向状態にあるときは白であり、液晶セル１
０の電極１３，１４間に電圧を印加すると、その印加電
圧を高くしてゆくのにともなって、表示色が、初期の表
示色である白から、図示されるように黒→青→緑→オレ
ンジの順に変化する。

【００６６】したがって、このカラー液晶表示素子によ
れば、同じ画素で、無彩色である白と、黒、青、緑、オ
レンジとを表示して、色彩の豊かな多色カラー表示を実
現することができる。

【００６７】また、上記ねじれ位相差板２２は、温度の
変化による複屈折性の変化が、液晶セル１０の液晶層の
複屈折性の変化に比べてかなり小さいため、液晶セル１
０の液晶層とねじれ位相差板２２とのトータルの複屈折
性の温度依存性が小さくなり、したがって、上記カラー
液晶表示装置によれば、温度による表示色の変化も小さ
くすることができる。

【００６８】［第２の実施例］次に、この発明の第２の
実施例を図４および図５を参照して説明する。なお、こ
の実施例のカラー液晶表示装置は、液晶セル１０と、一
対の偏光板２０，２１と、ねじれ位相差板２２と、反射
板２３とを上述した第１の実施例と同様に積層したもの
であり、その断面構造は図１と同じである。

【００６９】この実施例のカラー液晶表示装置は、液晶
セル１０として、液晶分子のツイスト角が２５０°±２
０°で、Δｎｄの値が１３００ｎｍ〜１６００ｎｍの範
囲内のものを用い、ねじれ位相差板２２として、分子の
ねじれ角が２５０°±２０°で、リタデーションの値
が、前記液晶セル１０のΔｎｄの値よりも１００ｎｍ〜
２００ｎｍ大きいものを用いている。

【００７０】すなわち、前記ねじれ位相差板２２のリタ
デーションの値は、１４００ｎｍ〜１８００ｎｍの範囲
内であり、本例では、１５５０ｍｍに設定してある。ま
た、本例では、上記液晶セル１０として、液晶１８の屈
折率異方性Δｎが０．２０６、液晶層厚ｄが６．８μｍ
であるもの、すなわち、Δｎｄの値が１４０１ｍｍであ
るものを用いており、したがって、上記ねじれ位相差板
２２のリタデーションは前記液晶セル１０のΔｎｄより
も１４９ｎｍ大きい。

【００７１】そして、上記ねじれ位相差板２２は、その
分子のねじれ方向が液晶セル１０の液晶分子のツイスト
方向と逆になるようにし、さらに、このねじれ位相差板
２２の液晶セル１０と対向する面（裏面）側における分
子の配列方向を、液晶セル１０のねじれ位相差板２２と
対向する表面側基板１１の近傍における液晶分子の配向
方向に対してほぼ直交させた状態で、表側偏光板２０と
液晶セルとの間に配置されている。

【００７２】また、表側偏光板２０は、その光学軸（透
過軸または吸収軸）の向きを、上記ねじれ位相差板２２
の入射側表面近傍における分子の配列方向に対して所定
角度斜めにずらして配置されており、裏側偏光板２１
は、その光学軸を、前記表側偏光板２０の光学軸とほぼ
直交させるか、またはそれに近い方向に向けて配置され
ている。

【００７３】図４は、上記液晶セル１０の両基板１１，
１２の近傍における液晶分子の配向方向と、ねじれ位相
差板２２の表裏面における分子の配列方向と、表裏の偏
光板２０，２１の光学軸（ここでは透過軸）の向きを液
晶表示装置の表面側（光入射側）から見た図である。

【００７４】図４のように、上記液晶セル１０の表面側
基板１１の近傍における液晶分子の配向方向（図１にお
ける配向膜１５の配向処理方向）１１ａは、液晶表示装
置の画面の横軸Ｓに対し表面側から見て右回り（図上右
回り）に３５°±１０°の方向、裏面側基板１２の近傍
における液晶分子の配向方向（図１における配向膜１６
の配向処理方向）１２ａは、前記横軸Ｓに対し表面側か
ら見て左回りに３５°±１０°の方向にあり、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１２から表面側基板１１に向かい、表面側から見
て右回りに２５０°±２０°のツイスト角でツイスト配
向している。

【００７５】また、上記ねじれ位相差板２２の分子は、
そのねじれ方向を破線矢印で示したように、位相差板の
裏面から表面に向かい、表面側から見て左回りに２５０
°±２０°のねじれ角でねじれている。

【００７６】そして、このねじれ位相差板２２は、その
表面における分子配列方向２２ａを前記横軸Ｓに対し表
面側から見て右回りに５５°±１０°の方向に向け、裏
面における分子配列方向２２ｂを前記横軸Ｓに対し表面
側から見て左回りに５５°±１０°の方向に向けた状態
で配置されており、したがって、このねじれ位相差板２
２の液晶セル１０と対向する裏面における分子配列方向
２２ｂと、前記液晶セル１０のねじれ位相差板２２と対
向する表面側基板１１の近傍における液晶分子の配向方
向１１ａとは、ほぼ直交している。

【００７７】また、表側偏光板２０は、その透過軸２０
ａを前記横軸Ｓに対し表面側から見て左回りに９０°±
２０°の方向に向けた状態で配置されており、この表側
偏光板２０の透過軸２０ａの方向は、上記ねじれ位相差
板２２の表面における分子配列方向２２ａに対し、この
ねじれ位相差板２２の分子のねじれ方向とは逆方向（表
面側から見て右回り）に３５°±２０°ずれている。

【００７８】さらに、裏側偏光板２１は、その透過軸２
１ａを前記横軸Ｓに対し表面側から見て左回りに０°±
２０°の方向に向けた状態で配置されており、したがっ
て、この裏側偏光板２１の透過軸２１ａと、上記表側偏
光板２０の透過軸２０ａとは、９０°±２０°ずれてい
る。

【００７９】すなわち、この実施例のカラー液晶表示装
置は、内面に電極１３，１４が形成された一対の基板１
１，１２間に液晶分子がツイスト配向した液晶層を設け
てなる液晶セル１０と、この液晶セル１０をはさんで配
置された一対の偏光板２０，２１と、これらの偏光板の
うちの表側（入射側）偏光板２０と前記液晶セル１０と
の間に配置されたねじれ位相差板２２とを備え、前記ね
じれ位相差板２２の分子のねじれ方向と、前記液晶セル
１０の液晶分子のツイスト方向とを互いに逆にするとと
もに、前記ねじれ位相差板２２の分子のねじれ角と、前
記液晶セル１０の液晶分子のツイスト角とをそれぞれ２
５０°±２０°とし、前記ねじれ位相差板２２のリタデ
ーションの値を１４００ｎｍ〜１８００ｎｍの範囲内、
前記液晶セル１０のΔｎｄの値を１３００ｎｍ〜１６０
０ｎｍの範囲内にして、前記ねじれ位相差板２２のリタ
デーションの値を前記液晶セル１０のΔｎｄの値よりも
１００ｎｍ〜２００ｎｍ大きくし、入射側の偏光板であ
る前記表側偏光板２０の透過軸２０ａと、入射側とは反
対側の裏側偏光板２１の透過軸２１ａとを、９０°±２
０°ずらすとともに、前記ねじれ位相差板２２の液晶セ
ル１０と対向する面側における分子の配列方向２２ｂ
と、液晶セル１０の前記ねじれ位相差板２２と対向する
表面側基板１１の近傍における液晶分子の配向方向１１
ａとを互いにほぼ直交させ、前記ねじれ位相差板２２の
入射面における分子の配列方向と前記液晶セル１０の表
面側基板１１の近傍における液晶分子の配向方向とのう
ちの光の入射側に配置したものの前記方向、つまり、ね
じれ位相差板２２の入射面における分子の配列方向２２
ａと、表側偏光板２０の透過軸２０ａとのずれ角を、３
５°±２０°としたものである。

【００８０】この実施例のカラー液晶表示装置は、上述
した第１の実施例のカラー液晶表示装置と同様に、ねじ
れ位相差板２２と液晶セル１０の液晶層との複屈折作用
と、偏光板２０，２１の偏光作用とを利用して着色した
表示を得るものであり、この実施例のカラー液晶表示装
置では、ねじれ位相差板２２の分子のねじれ方向と液晶
セル１０の液晶分子のツイスト方向とを互いに逆にし、
ねじれ位相差板２２の分子のねじれ角と液晶セル１０の
液晶分子のツイスト角とをほぼ同じにするとともに、前
記ねじれ位相差板２２のリタデーションの値と前記液晶
セル１０のΔｎｄの値との差を１００ｎｍ〜２００ｎｍ
以内にしているため、液晶セル１０の液晶分子が初期の
ツイスト配向状態（液晶分子が初期のプレチルト角でツ
イスト配向している状態）またはそれに近い配向状態に
なったときに、ねじれ位相差板２２の複屈折作用と液晶
セル１０の液晶層の複屈折作用とが互いに打ち消し合
う。

【００８１】したがって、このときは、表側偏光板２０
を透過して入射した直線偏光とほとんど変わらない偏光
状態の光が裏側偏光板２１に入射する。そして、この実
施例では、前記表側偏光板２０の透過軸２０ａと裏側偏
光板２１の透過軸２１ａとを、９０°±２０°の範囲の
ずれ角で、互いに直交または直交に近い向きに設定して
いるため、ねじれ位相差板２２および液晶セル１０を透
過して裏側偏光板２１に入射した光のほとんどがこの裏
側偏光板２１で吸収され、黒が表示される。

【００８２】また、上記液晶セル１０の液晶層の液晶分
子は、液晶セル１０の電極１３，１４間に印加される電
圧に応じて、ツイスト配向状態を保ちつつ立上がり配向
するため、この液晶セル１０の液晶層の複屈折性は印加
電圧に応じて変化する。

【００８３】このため、液晶セル１０の電極１３，１４
間に電圧を印加して液晶分子の配向状態を変化させる
と、上記表側偏光板２０を透過して入射した直線偏光
が、ねじれ位相差板２２と液晶セル１０とを透過する過
程で、前記ねじれ位相差板２２および液晶セル１０の液
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２１に入射して、この裏側偏光板２１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
応じた色の光になる。

【００８４】さらに、液晶セル１０の電極１３，１４間
に印加する電圧を変化させると、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性が変化
し、それにともなって裏側偏光板２１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２１を透過する
光の各波長光の光強度比が変化して、その光の色が変化
する。

【００８５】なお、この実施例でも、液晶分子がほぼ垂
直に立上がり配向すると、液晶層による複屈折作用がほ
とんど無くなって、ねじれ位相差板２２による複屈折作
用だけを受けた光が裏側偏光板２１に入射する。

【００８６】そして、裏側偏光板２１を透過した光は、
反射板２３で反射され、前記裏側偏光板２１と液晶セル
１０およびねじれ位相差板２２と表側偏光板２１とを透
過して出射する。

【００８７】このように、上記カラー液晶表示装置は、
ねじれ位相差板２２と液晶セル１０の液晶層との複屈折
作用と、偏光板２０，２１の偏光作用とを利用して、カ
ラーフィルタを用いずに着色した表示を得るものであ
り、したがって、光の透過率を高くして明るいカラー表
示を得るとともに、液晶セル１０への印加電圧を制御す
ることにより、同じ画素で、無彩色である白を含む複数
の色を表示することができる。

【００８８】また、このカラー液晶表示装置において
は、前記ねじれ位相差板２２のリタデーションの値を１
４００ｎｍ〜１８００ｎｍと大きくし、さらに上記液晶
セル１０のΔｎｄの値を１３００ｎｍ〜１６００ｎｍと
大きくしているため、ねじれ位相差板２２の複屈折作用
と液晶セル１０の液晶層の複屈折作用とを受けて裏側偏
光板２１に入射する光の偏光状態が、液晶セル１０への
印加電圧に応じて大きく変化するから、所望の色を充分
に高い色純度で表示することができる。

【００８９】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、液晶セル１０の液晶分子のツイスト角お
よびねじれ位相差板２２の分子のねじれ角と、液晶セル
１０のΔｎｄおよびねじれ位相差板２２のリタデーショ
ンの値と、液晶セル１０の両基板１１，１２の近傍にお
ける液晶分子の配向方向と、ねじれ位相差板２２の表裏
面における分子配列方向と、表側偏光板２０および裏側
偏光板２１の光学軸の向きとによって決まる。

【００９０】すなわち、この実施例のように、表側偏光
板２０の透過軸２０ａと、裏側偏光板２１の透過軸２１
ａとのずれ角を９０°±２０°の範囲にし、ねじれ位相
差板２２の液晶セル１０と対向する裏面側における分子
配列方向２２ｂと、前記液晶セル１０のねじれ位相差板
２２と対向する表面側基板１１の近傍における液晶分子
配向方向１１ａとを互いにほぼ直交させるとともに、前
記ねじれ位相差板２２の表面における分子配列方向２２
ａと表側偏光板２０の透過軸２０ａとのずれ角を３５°
±２０°とし、ねじれ位相差板２２の分子のねじれ角と
液晶セル１０の液晶分子のツイスト角をそれぞれ２５０
°±２０°とし、さらに、ねじれ位相差板２２のリタデ
ーションの値を１４００ｎｍ〜１８００ｎｍの範囲内、
液晶セル１０のΔｎｄの値を１３００ｎｍ〜１６００ｎ
ｍの範囲内としたときの、１つの画素で表示できる色
は、入射光が白色光である場合で、白と、オレンジ、
青、緑である。

【００９１】図５は上記カラー液晶表示装置の表示色の
変化を示すＣＩＥ色度図であり、このカラー液晶表示装
置の表示色は、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、つまり液晶分子が初期のツイスト配向状態または
それに近い配向状態にあるときは白であり、液晶セル１
０の電極１３，１４間に電圧を印加すると、その印加電
圧を高くしてゆくのにともなって、表示色が、初期の表
示色である白から、図示されるようにオレンジ→青→緑
の順に変化する。

【００９２】したがって、このカラー液晶表示素子によ
れば、同じ画素で、黒と、オレンジ、青、緑とを表示し
て、色彩の豊かな多色カラー表示を実現することができ
る。また、この実施例のカラー液晶表示素子において
も、上記ねじれ位相差板２２の温度による複屈折性の変
化が小さいため、液晶セル１０の液晶層とねじれ位相差
板２２とのトータルの複屈折性の温度依存性が小さくな
り、したがって、温度による表示色の変化も小さくする
ことができる。

【００９３】［他の実施例］なお、上記第１の実施例の
カラー液晶表示装置は、１つの画素で、無彩色の明表示
である白と、黒、青、緑、オレンジとを表示するもので
あり、第２の実施例のカラー液晶表示装置は、１つの画
素で、白と、オレンジ、青、緑とを表示するものである
が、前記１つの画素で表示できる色は、液晶セル１０の
液晶分子のツイスト角およびねじれ位相差板２２の分子
のねじれ角と、液晶セル１０のΔｎｄおよびねじれ位相
差板２２のリタデーションの値と、液晶セル１０の両基
板１１，１２の近傍における液晶分子の配向方向と、ね
じれ位相差板２２の表裏面における分子配列方向と、表
側偏光板２０および裏側偏光板２１の光学軸の向きとを
選択することによって任意に選ぶことができる。

【００９４】その場合でも、ねじれ位相差板２２の分子
のねじれ方向と、液晶セル１０の液晶分子のツイスト方
向とを互いに逆にし、前記ねじれ位相差板２２の分子の
ねじれ角と、前記液晶セル１０の液晶分子のツイスト角
とをほぼ同じにしするとともに、前記ねじれ位相差板２
２のリタデーションの値と、前記液晶セル１０のΔｎｄ
の値とを、それぞれの差が２００ｎｍ以内の値にすれ
ば、同じ画素で、白と黒の少なくとも一方を含む複数の
色を表示することができる。

【００９５】また、上記各実施例では、入射側の偏光板
である表側偏光板２０と液晶セル１０との間にねじれ位
相差板２２を配置したが、前記ねじれ位相差板２２と液
晶セル１０は、そのいずれを入射側に位置させて配置し
てもよい。

【００９６】その場合も、前記ねじれ位相差板２２の入
射面における分子の配列方向と前記液晶セル１０の入射
側の基板の近傍における液晶分子の配向方向とのうちの
光の入射側に配置したものの前記方向と、入射側の偏光
板２０の光学軸とを所定角度斜めにずらしておけば、入
射側の偏光板２０を透過して入射した直線偏光が、ねじ
れ位相差板２２と液晶セル１０とを透過する過程で前記
ねじれ位相差板２２および液晶セル１０の液晶層による
複屈折作用を受け、その後、反対側の偏光板２１に入射
する。

【００９７】さらに、上記各実施例のカラー液晶表示装
置は、その裏面側に反射板２３を設けた反射型のもので
あるが、この発明は、バックライトからの光を利用して
表示する透過型のカラー液晶表示装置にも適用できる
し、さらに、液晶セル１０も、単純マトリックス型のも
のに限らず、アクティブマトリックス型のものや、セグ
メント型のものであってもよい。

【００９８】

【発明の効果】この発明のカラー液晶表示装置は、ねじ
れ位相差板および液晶セルの液晶層の複屈折作用と偏光
板の偏光作用とを利用して、カラーフィルタを用いずに
着色した表示を得るものであるから、明るいカラー表示
を得るとともに、前記液晶セルへの印加電圧を制御する
ことにより、同じ画素で複数の色を表示することができ
る。

【００９９】そして、この発明のカラー液晶表示装置に
よれば、前記ねじれ位相差板の分子のねじれ方向と、前
記液晶セルの液晶分子のツイスト方向とを互いに逆に
し、前記ねじれ位相差板の分子のねじれ角と、前記液晶
セルの液晶分子のツイスト角とをほぼ同じにしするとと
もに、前記ねじれ位相差板のリタデーションの値と、前
記液晶セルのΔｎｄの値とを、それぞれの差が２００ｎ
ｍ以内の値にしているため、同じ画素で、白と黒の少な
くとも一方を含む複数の色を表示することができる。

【０１００】また、このカラー液晶表示装置において
は、前記ねじれ位相差板のリタデーションと液晶セルの
Δｎｄを大きな値にしているため、ねじれ位相差板の複
屈折作用と液晶セルの液晶層の複屈折作用とを受けて反
対側の偏光板に入射する光の偏光状態が、液晶セルへの
印加電圧に応じて大きく変化するから、所望の色を充分
に高い色純度で表示することができる。

【０１０１】さらに、このカラー液晶表示装置において
は、前記ねじれ位相差板の温度変化による複屈折性の変
化が、液晶セルの液晶層の温度変化による複屈折性の変
化に比べてかなり小さいため、液晶セルの液晶層とねじ
れ位相差板とのトータルの複屈折性の温度依存性が小さ
くなり、したがって、温度による表示色の変化も小さく
なる。

【０１０２】また、この発明のカラー液晶表示装置にお
いて、前記ねじれ位相差板のリタデーションの値と前記
液晶セルのΔｎｄの値とを±１５０ｎｍ以内の差で互い
に異ならせ、かつ、前記リタデーションの値を１４００
ｎｍ〜１７００ｎｍの範囲内、前記Δｎｄの値を１２５
０ｎｍ〜１８５０ｎｍの範囲内に選ぶとともに、前記ね
じれ位相差板の分子のねじれ角と液晶セルの液晶分子の
ツイスト角を２５０°±２０°とし、入射側の偏光板の
光学軸と反対側の偏光板の光学軸とを５°±２０°ずら
し、さらに、前記ねじれ位相差板の液晶セルと対向する
面側における分子の配列方向と、液晶セルの前記ねじれ
位相差板と対向する基板の近傍における液晶分子の配向
方向とを互いにほぼ直交させ、前記ねじれ位相差板の入
射面における分子の配列方向と前記液晶セルの入射側の
基板の近傍における液晶分子の配向方向とのうちの光の
入射側に配置したものの前記方向と、入射側の偏光板の
光学軸とのずれ角を４０°±２０°とすれば、同じ画素
で、白と黒、および青、緑、オレンジの各色を表示する
ことができる。

【０１０３】また、この発明のカラー液晶表示装置にお
いて、前記ねじれ位相差板のリタデーションの値を前記
液晶セルのΔｎｄの値よりも１００ｎｍ〜２００ｎｍ大
きくし、かつ、前記リタデーションの値を１４００ｎｍ
〜１８００ｎｍの範囲内、前記Δｎｄの値を１３００ｎ
ｍ〜１６００ｎｍの範囲内に選ぶとともに、前記ねじれ
位相差板の分子のねじれ角と前記液晶セルの液晶分子の
ツイスト角を２５０°±２０°とし、入射側の偏光板の
光学軸と反対側の偏光板の光学軸とを９０°±２０°ず
らし、さらに、前記ねじれ位相差板の液晶セルと対向す
る面側における分子の配列方向と、液晶セルの前記ねじ
れ位相差板と対向する基板の近傍における液晶分子の配
向方向とを互いにほぼ直交させ、前記ねじれ位相差板の
入射面における分子の配列方向と前記液晶セルの入射側
の基板の近傍における液晶分子の配向方向とのうちの光
の入射側に配置したものの前記方向と、入射側の偏光板
の光学軸とのずれ角を３５°±２０°とすれば、同じ画
素で、白と、オレンジ、青、緑の各色を表示することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例を示すカラー液晶表示
装置の断面図。

【図２】同じく、液晶セルの両基板の近傍における液晶
分子の配向方向と、ねじれ位相差板の表裏面における分
子の配列方向と、表裏の偏光板の光学軸の向きを液晶表
示装置の表面側から見た図。

【図３】同じく、カラー液晶表示装置の表示色の変化を
示すＣＩＥ色度図。

【図４】この発明の第２の実施例を示す、液晶セルの両
基板の近傍における液晶分子の配向方向と、ねじれ位相
差板の表裏面における分子の配列方向と、表裏の偏光板
の光学軸の向きを液晶表示装置の表面側から見た図。

【図５】同じく、カラー液晶表示装置の表示色の変化を
示すＣＩＥ色度図。

【符号の説明】

１０…液晶セル １１ａ…表面側基板の近傍における液晶分子の配向方向 １２ａ…裏面側基板の近傍における液晶分子の配向方向 ２０…表側偏光板（入射側の偏光板） ２０ａ…透過軸 ２１…裏側偏光板 ２１ａ…透過軸 ２２…ねじれ位相差板 ２２ａ…ねじれ位相差板の表面における分子の配列方向 ２２ｂ…ねじれ位相差板の裏面における分子の配列方向 ２３…反射板

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内面に電極が形成された一対の基板間に液
   晶分子がツイスト配向した液晶層を設けてなる液晶セル
   と、この液晶セルをはさんで配置された一対の偏光板
   と、その一方の偏光板と前記液晶セルとの間に配置され
   たねじれ位相差板とを備え、 前記ねじれ位相差板の入射側表面近傍における分子の配
   列方向と前記液晶セルの入射側の基板の近傍における液
   晶分子の配向方向とのうちの光の入射側に配置したもの
   の前記方向と、前記一対の偏光板のうちの入射側の偏光
   板の光学軸とを、所定角度斜めにずらすとともに、 前記ねじれ位相差板の分子のねじれ方向と、前記液晶セ
   ルの液晶分子のツイスト方向とを互いに逆にし、 前記ねじれ位相差板の分子のねじれ角と、前記液晶セル
   の液晶分子のツイスト角とをほぼ同じにし、 前記ねじれ位相差板のリタデーションの値と、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Δｎ
   ｄの値とを、それぞれの差が２００ｎｍ以内の値にし、 前記リタデーションの値を１４００ｎｍ〜１８００ｎｍ
   の範囲内、前記Δｎｄの値を１２５０ｎｍ〜１８５０ｎ
   ｍの範囲内としたことを特徴とするカラー液晶表示装
   置。
2. 【請求項２】ねじれ位相差板のリタデーションの値と、
   液晶セルのΔｎｄの値とは、互いに異なる値であること
   を特徴とする請求項１に記載のカラー液晶表示装置。
3. 【請求項３】ねじれ位相差板のリタデーションの値と、
   液晶セルのΔｎｄの値とは、±１５０ｎｍ以内の差で互
   いに異なっており、 前記リタデーションの値が１４００ｎｍ〜１７００ｎｍ
   の範囲内、前記Δｎｄの値が１２５０ｎｍ〜１８５０ｎ
   ｍの範囲内であることを特徴とする請求項１または２に
   記載のカラー液晶表示装置。
4. 【請求項４】ねじれ位相差板の分子のねじれ角と、液晶
   セルの液晶分子のツイスト角は、それぞれ２５０°±２
   ０°であり、 入射側の偏光板の光学軸と、入射側とは反対側の偏光板
   の光学軸とは、５°±２０°ずれていることを特徴とす
   る請求項３に記載のカラー液晶表示装置。
5. 【請求項５】ねじれ位相差板の液晶セルと対向する面側
   における分子の配列方向と、液晶セルの前記ねじれ位相
   差板と対向する基板の近傍における液晶分子の配向方向
   とは互いにほぼ直交しており、 前記ねじれ位相差板の入射面における分子の配列方向と
   前記液晶セルの入射側の基板の近傍における液晶分子の
   配向方向とのうちの光の入射側に配置したものの前記方
   向と、入射側の偏光板の光学軸とのずれ角は、４０°±
   ２０°であることを特徴とする請求項３に記載のカラー
   液晶表示装置。
6. 【請求項６】ねじれ位相差板のリタデーションの値が、
   液晶セルのΔｎｄの値よりも１００ｎｍ〜２００ｎｍ大
   きく、 前記リタデーションの値が１４００ｎｍ〜１８００ｎｍ
   の範囲内、前記Δｎｄの値が１３００ｎｍ〜１６００ｎ
   ｍの範囲内であることを特徴とする請求項１または２に
   記載のカラー液晶表示装置。
7. 【請求項７】ねじれ位相差板の分子のねじれ角と、液晶
   セルの液晶分子のツイスト角は、それぞれ２５０°±２
   ０°であり、 入射側の偏光板の光学軸と、入射側とは反対側の偏光板
   の光学軸とは、９０°±２０°ずれていることを特徴と
   する請求項６に記載のカラー液晶表示装置。
8. 【請求項８】ねじれ位相差板の液晶セルと対向する面側
   における分子の配列方向と、液晶セルの前記ねじれ位相
   差板と対向する基板の近傍における液晶分子の配向方向
   とは互いにほぼ直交しており、 前記ねじれ位相差板の入射面における分子の配列方向と
   前記液晶セルの入射側の基板の近傍における液晶分子の
   配向方向とのうちの光の入射側に配置したものの前記方
   向と、入射側の偏光板の光学軸とのずれ角は、３５°±
   ２０°であることを特徴とする請求項６に記載のカラー
   液晶表示装置。
9. 【請求項９】入射側とは反対側の偏光板の外面に反射板
   が配置されていることを特徴とする請求項１に記載のカ
   ラー液晶表示装置。