JPH0990315A - Color liquid crystal display device - Google Patents
Color liquid crystal display deviceInfo
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- JPH0990315A JPH0990315A JP7244178A JP24417895A JPH0990315A JP H0990315 A JPH0990315 A JP H0990315A JP 7244178 A JP7244178 A JP 7244178A JP 24417895 A JP24417895 A JP 24417895A JP H0990315 A JPH0990315 A JP H0990315A
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- retardation
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F2203/00—Function characteristic
- G02F2203/34—Colour display without the use of colour mosaic filters
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
Description
【0001】[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。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、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、自然光や室
内照明光等の外光を利用し、その光を液晶表示装置の裏
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、カラーフィルタを用いて光を着色するカ
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。[0004] A liquid crystal display device is of a transmission type that displays by using light from a backlight, and an external light such as natural light or indoor illumination light is used to display the light on the back side of the liquid crystal display device. There is a reflection type in which light is reflected by a reflection plate arranged in a display, and a color liquid crystal display device that colors light using a color filter is a reflection type. The light reflected to the front side and emitted to the surface side passes through the color filter twice, and the light intensity is reduced twice, so that the display becomes extremely dark and can hardly be used as a display device.
【0005】しかも、カラーフィルタを用いて光を着色
する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、画
素数が多くなって、構造が複雑化してしまう。Further, in a color liquid crystal display device that colors light using a color filter, the display color of each pixel is determined by the color of the color filter corresponding to that pixel. For example, a desired display color must be obtained by controlling the transmission of light of each pixel as a set of three pixels corresponding to three primary color filters of red, green, and blue, respectively. However, the number of pixels increases and the structure becomes complicated.
【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、内面に電極が形成された
一対の基板間に液晶層を設けてなる液晶セルをはさんで
一対の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選択的に透過した波長光からな
る光が、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, conventionally, as a color liquid crystal display device for obtaining a colored display without using a color filter, EC
A B-type (birefringence effect type) liquid crystal display device is known.
This ECB-type liquid crystal display device has a pair of polarizing plates disposed between a pair of substrates having electrodes formed on an inner surface thereof and a liquid crystal layer provided between the pair of substrates. The linearly polarized light transmitted through one polarizer is converted into elliptically polarized light having different polarization states due to the birefringence of the liquid crystal layer during the transmission through the liquid crystal cell. Light composed of light having a wavelength that is incident on the other polarizing plate and selectively transmitted through the other polarizing plate becomes colored light having a color corresponding to the light intensity ratio of each wavelength light that constitutes 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 above ECB type liquid crystal display device
Without using a color filter, the 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 polarizers. Therefore, there is no light absorption by the color filter. Bright color display can be obtained 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、液晶セルの電極間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、1つの画素で複数の色を表示すること
ができる。In addition, in the above-mentioned 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 both substrates of the liquid crystal cell. Since the polarization state of each wavelength light incident on the polarizing plate changes, the color of the colored light can be changed by controlling the voltage applied between the electrodes of the liquid crystal cell. Color can be displayed.
【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、その表示のコントラストが低
く、また表示の色質、つまり色純度や各色の輝度等の色
の質も劣るという問題をもっている。However, the conventional ECB type liquid crystal display device has a problem that display contrast is low and color quality of display, that is, color quality such as color purity and brightness of each color is also inferior. I have.
【0010】この発明は、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、1つの画素で複数の色を表
示することができ、しかも、コントラストが高くまた色
質も良い、高品質の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, a bright color display can be obtained by increasing the light transmittance, and a plurality of colors can be displayed by one pixel. In addition, high contrast and good color quality can be obtained. It is an object of the present invention to provide a color liquid crystal display device capable of realizing color 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、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、そのいずれかの偏光板と前記液晶セルとの間に互い
に重ねて配置された2枚の位相差板とを備え、前記2枚
の位相差板のうちの液晶セル側の位相差板のリタデーシ
ョンを、偏光板側の位相差板のリタデーションの2.5
〜3.5倍にするとともに、前記液晶セルの液晶分子の
ツイスト角および液晶の屈折率異方性Δnと液晶層厚d
との積Δndの値と、前記2枚の位相差板のそれぞれの
リタデーションの値と、前記一対の偏光板と前記2枚の
位相差板のそれぞれの光学軸の方向と、前記液晶セルの
両基板の近傍における液晶分子の配向方向とを、一方の
偏光板を透過して入射した直線偏光が、前記2枚の位相
差板と液晶セルとを透過する間に、各位相差板の複屈折
作用と液晶層の複屈折作用とを受け、その光が他方の偏
光板を透過して、その各波長光の光強度の比が所望の比
率になるように設定したことを特徴とするものである。A color liquid crystal display device of the present invention comprises a liquid crystal cell having a liquid crystal layer in which liquid crystal molecules are twist-aligned between a pair of substrates having electrodes formed on the inner surface thereof, and the liquid crystal cell. A pair of polarizing plates arranged in a sandwiched manner, and two retardation plates arranged to overlap each other between any one of the polarizing plates and the liquid crystal cell are provided. The retardation of the retardation plate on the liquid crystal cell side is 2.5 times that of the retardation plate on the polarizing plate side.
˜3.5 times, the twist angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell, the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal, and the liquid crystal layer thickness d.
And the retardation value of each of the two retardation plates, the direction of the optical axis of each of the pair of polarizing plates and the two retardation plates, and both of the liquid crystal cells. Regarding the alignment direction of liquid crystal molecules in the vicinity of the substrate, while the linearly polarized light that has been incident through one of the polarizing plates is transmitted through the two retardation plates and the liquid crystal cell, the birefringence action of each retardation plate And the birefringent action of the liquid crystal layer, the light is transmitted through the other polarizing plate, and the ratio of the light intensity of each wavelength light is set to a desired ratio. .
【0012】この発明は、透過型の液晶表示装置にも、
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、いずれかの偏光板
の外面に反射板を配置すればよい。The present invention also relates to a transmissive liquid crystal display device,
The present invention can be applied to a reflection-type liquid crystal display device, and when applied to a reflection-type liquid crystal display device, a reflection plate may be arranged on the outer surface of any of the polarizing plates.
【0013】この発明のカラー液晶表示装置において
は、この液晶表示装置への入射光が一方の偏光板を透過
して直線偏光となり、その光が2枚の位相差板と液晶セ
ルとを透過する過程で各位相差板および液晶層の複屈折
作用により偏光状態を変えられて他方の偏光板に入射し
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。In the color liquid crystal display device of the present invention, the incident light to the liquid crystal display device is transmitted through one polarizing plate to become linearly polarized light, and the light is transmitted through the two retardation plates and the liquid crystal cell. In the process, the polarization state is changed by the birefringence effect of each retardation plate and the liquid crystal layer, the light enters the other polarizing plate, and the light transmitted through this polarizing plate is the ratio of the light intensity of the light of each wavelength constituting the light. It becomes the light of the color according to.
【0014】そして、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、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他方の偏光板に入射する
光の偏光状態が変化して、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、その光の色が変化する。The liquid crystal molecules of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell are
In accordance with the voltage applied between the electrodes of the liquid crystal cell, the liquid crystal cell performs the rising alignment while maintaining the twist alignment state.When the voltage applied between the electrodes of the liquid crystal cell is changed, the voltage changes the alignment state of the liquid crystal molecules. The birefringence of the liquid crystal layer changes, the polarization state of the light incident on the other polarizing plate changes accordingly, and the light intensity ratio of each wavelength light of the light transmitted through the polarizing plate changes. The color of the light changes.
【0015】なお、透過型の液晶表示装置においては、
前記他方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、前記他方の偏光板を透過し
た光が反射板で反射され、前記他方の偏光板と位相差板
および液晶セルと前記一方の偏光板とを透過して出射す
る。In a transmissive liquid crystal display device,
The light that has passed through the other polarizing plate becomes outgoing light, and in a reflective liquid crystal display device, the light that has passed through the other polarizing plate is reflected by a reflecting plate, and the other polarizing plate, the retardation plate, and the liquid crystal. The light is transmitted through the cell and the one polarizing plate and emitted.
【0016】このように、このカラー液晶表示装置は、
2枚の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、1つの画素
で複数の色を表示することができる。As described above, this color liquid crystal display device
By utilizing the birefringence effect of the two retardation plates and the liquid crystal layer of the liquid crystal cell and the polarizing effect of the polarizing plate, a colored display is obtained without using a color filter. It is possible to display a plurality of colors by one pixel by controlling the voltage applied to the liquid crystal cell while obtaining a bright color display by increasing the height.
【0017】しかも、このカラー液晶表示装置は、2枚
の位相差板を備えるとともに、そのうちの液晶セル側の
位相差板のリタデーションを、偏光板側の位相差板のリ
タデーションの2.5〜3.5倍にしているため、2枚
の位相差板の複屈折作用によって光の偏光状態を大きく
変化させることができ、したがって、コントラストが高
くまた色質も良い、高品質のカラー表示を実現すること
ができる。Moreover, this color liquid crystal display device is provided with two retardation plates, and the retardation of the retardation plate on the liquid crystal cell side is 2.5 to 3 of the retardation of the retardation plate on the polarizing plate side. Since it is set to 0.5 times, the polarization state of light can be largely changed by the birefringence action of the two retardation plates, and thus high-quality color display with high contrast and good color quality is realized. be able to.
【0018】このカラー液晶表示装置において、例え
ば、液晶セルの液晶分子のツイスト角を250°±20
°、Δndの値を1500nm〜1600nmとし、前
記液晶セル側の位相差板のリタデーションの値を155
0nm〜1650nm、偏光板側の位相差板のリタデー
ションの値を500nm〜600nmとするとともに、
この液晶セルの位相差板配置側とは反対側の基板の近傍
における液晶分子の配向方向を0°の方向としたとき、
位相差板を配置した側の偏光板の透過軸を液晶分子のツ
イスト方向と同方向に10°±10°方向、反対側の偏
光板の透過軸を前記ツイスト方向と逆方向に25°±1
0°方向、液晶セル側の位相差板の遅相軸を前記ツイス
ト方向と逆方向に25°±10°方向、偏光板側の位相
差板の遅相軸を前記ツイスト方向と逆方向に55°±1
0°方向に設定すれば、入射光が白色光である場合で、
液晶セルへの印加電圧を制御することにより、1つの画
素で、白、ピンク、青、緑を表示することができる。In this color liquid crystal display device, for example, the twist angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell is 250 ° ± 20.
And the retardation value of the retardation plate on the liquid crystal cell side is 155.
0 nm to 1650 nm, the retardation value of the retardation plate on the polarizing plate side is set to 500 nm to 600 nm, and
When the alignment direction of liquid crystal molecules in the vicinity of the substrate on the side opposite to the side where the retardation plate of this liquid crystal cell is arranged is 0 °,
The transmission axis of the polarizing plate on which the retardation plate is arranged is 10 ° ± 10 ° in the same direction as the twist direction of the liquid crystal molecules, and the transmission axis of the polarizing plate on the opposite side is 25 ° ± 1 in the opposite direction to the twist direction.
0 ° direction, the slow axis of the retardation plate on the liquid crystal cell side is 25 ° ± 10 ° in the opposite direction to the twist direction, and the slow axis of the retardation plate on the polarizing plate side is 55 in the opposite direction to the twist direction. ± 1
If it is set to 0 ° direction, the incident light is white light,
By controlling the voltage applied to the liquid crystal cell, one pixel can display white, pink, blue, and green.
【0019】[0019]
【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一実施例を図1〜図3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、このカラー液晶表示装置は、液晶セル1
0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20および裏側偏光板21
と、前記表側偏光板20と液晶セル10との間に互いに
重ねて配置された2枚の位相差板22,23と、前記裏
側偏光板21の裏面側に配置された反射板24とからな
っている。なお、前記反射板24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。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment in which the present invention is applied to a reflection type color liquid crystal display device 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 color liquid crystal display device has a liquid crystal cell 1
0, and a front side polarizing plate 20 and a back side polarizing plate 21 which are arranged on the front surface side and the back surface side of the liquid crystal cell 10 with the liquid crystal cell 10 interposed therebetween.
And two retardation plates 22 and 23 which are arranged between the front side polarizing plate 20 and the liquid crystal cell 10 so as to overlap each other, and a reflecting plate 24 which is arranged on the back side of the back side polarizing plate 21. ing. The reflection plate 24 is a non-directional 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.
【0020】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 formed of an ITO film or the like, on which alignment films 15 and 16 are formed.
, A pair of transparent substrates (eg, glass substrates) 11,
A nematic liquid crystal 18 is sandwiched between the substrates 12, and the molecules thereof are twist-aligned between the substrates 11 and 12. The substrates 11 and 12 are joined via a frame-shaped sealing material 17, and the liquid crystal 18 Is sealed in a region surrounded by the sealing material 17 between the substrates 11 and 12.
【0021】この液晶セル10は、単純マトリックス型
のものであり、表側の基板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。The liquid crystal cell 10 is of a simple matrix type and has an electrode 13 provided on a substrate 11 on the front side.
Are a plurality of scanning electrodes formed in parallel with each other, and the electrodes 14 provided on the back substrate 12 are a plurality of signal electrodes formed substantially perpendicular to the scanning electrodes 13 and in parallel with each other.
【0022】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
る。これら配向膜15,16はそれぞれ所定の方向に配
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間において所定のツイスト角で
ツイスト配向している。The alignment films 15 and 16 provided on both the substrates 11 and 12 are horizontal alignment films made of polyimide or the like. These alignment films 15 and 16 are each subjected to an alignment process (rubbing process) in a predetermined direction, and the molecules of the liquid crystal 18 are aligned in the alignment direction on both substrates 11 and 12 (on the alignment films 15 and 16). , 16 and are tilted with respect to the surfaces of the alignment films 15 and 16 with a slight pretilt angle, and twist-aligned at a predetermined twist angle between the substrates 11 and 12.
【0023】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1500nm〜1600nmの範
囲に設定したものを用いている。In this color liquid crystal display device, the liquid crystal cell 10 has a twist angle of liquid crystal molecules of 250 ° ± 20.
And the product Δnd of the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal 18 and the liquid crystal layer thickness d is set in the range of 1500 nm to 1600 nm.
【0024】この実施例で用いた液晶セル10は、液晶
18の屈折率異方性Δnが0.229で、液晶層厚dが
6.8μmのものであり、この液晶セル10のΔndの
値は1557nmである。The liquid crystal cell 10 used in this embodiment has a liquid crystal 18 having a refractive index anisotropy Δn of 0.229 and a liquid crystal layer thickness d of 6.8 μm. Is 1557 nm.
【0025】また、上記2枚の位相差板22,23は、
ポリカーボネート製フィルム等を機械的に延伸して光学
的な位相差をもたせたものであり、このカラー液晶表示
装置では、液晶セル10側の位相差板(以下、セル側位
相差板という)23のリタデーションを、偏光板20側
の位相差板(以下、偏光板側位相差板という)22のリ
タデーションの2.5〜3.5倍にしている。The two phase difference plates 22 and 23 are
A film made of polycarbonate or the like is mechanically stretched so as to have an optical phase difference. In this color liquid crystal display device, a liquid crystal cell 10 side retardation plate (hereinafter, referred to as cell side retardation plate) 23 The retardation is set to 2.5 to 3.5 times the retardation of the retardation plate 22 on the polarizing plate 20 side (hereinafter referred to as the polarizing plate side retardation plate) 22.
【0026】この実施例では、セル側位相差板23とし
て、リタデーションの値が1550nm〜1650nm
の範囲に設定されたものを用い、偏光板側位相差板22
として、リタデーションの値が500nm〜600nm
の範囲に設定されたものを用いており、したがって、セ
ル側位相差板23のリタデーションは、偏光板側位相差
板22のリタデーションの2.75〜3.1倍である。In this embodiment, the retardation film 23 on the cell side has a retardation value of 1550 nm to 1650 nm.
Of the retardation film 22 on the polarizing plate side
As a retardation value of 500 nm to 600 nm
Therefore, the retardation of the cell-side retardation plate 23 is 2.75 to 3.1 times the retardation of the polarizing plate-side retardation plate 22.
【0027】また、この実施例では、リタデーションの
値が大きい方の位相差板、つまりセル側位相差板23
に、延伸方向(遅相軸方向)であるx軸方向と、y軸方
向(位相差板面に沿いかつ延伸方向に対して直交する方
向)と、z軸方向(位相差板の法線方向)とのそれぞれ
の屈折率nx ,ny ,nz の差に応じた屈折率異方性を
もち、かつ、これらx,y,z軸方向の屈折率nx ,n
y ,nz が、nx >nz>ny の関係にある二軸性位相
差板を用いている。Further, in this embodiment, the retardation plate having the larger retardation value, that is, the cell-side retardation plate 23.
The x-axis direction which is the stretching direction (the slow axis direction), the y-axis direction (the direction along the retardation plate surface and the direction orthogonal to the stretching direction), and the z-axis direction (the normal direction of the retardation plate). each of the refractive indices n x and), n y, has a refractive index anisotropy according to the difference between n z, and these x, y, z-axis direction of the refractive indices n x, n
A biaxial retardation plate in which y and n z have a relationship of n x > n z > n y is used.
【0028】なお、リタデーションの値が小さい方の位
相差板、つまり偏光板側位相差板22は、前記x軸方向
とy軸方向との屈折率nx ,ny の差に応じた屈折率異
方性をもち、これらx,y軸方向の屈折率nx ,ny
が、nx >ny の関係にある一軸性位相差板である。The retardation plate having a smaller retardation value, that is, the polarizing plate side retardation plate 22 has a refractive index corresponding to the difference between the refractive indices n x and n y in the x-axis direction and the y-axis direction. It has anisotropy and the refractive indices n x and n y in the x and y axis directions are
Is a uniaxial retardation plate having a relationship of n x > n y .
【0029】そして、上記2枚の位相差板22,23
は、それぞれの光学軸(遅相軸または進相軸)を所定角
度斜めにずらして配置されており、また、表側偏光板2
0はその光学軸の向きを上記偏光板側位相差板22の光
学軸に対し所定角度斜めにずらして配置され、裏側偏光
板21はその光学軸の向きを上記液晶セル10の裏側基
板12の近傍における液晶分子の配向方向に対し所定角
度斜めにずらして配置されている。Then, the above-mentioned two retardation plates 22 and 23
Are arranged such that their optical axes (slow axis or fast axis) are obliquely shifted by a predetermined angle.
0 is arranged such that its optical axis is slanted at a predetermined angle with respect to the optical axis of the polarizing plate side retardation plate 22, and the back polarizing plate 21 has its optical axis oriented on the back substrate 12 of the liquid crystal cell 10. It is arranged so as to be slanted by a predetermined angle with respect to the alignment direction of liquid crystal molecules in the vicinity.
【0030】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、表裏の偏光
板20,21の光学軸(ここでは透過軸)および2枚の
位相差板22,23の光学軸(ここでは遅相軸)の向き
を液晶表示装置の表面側から見た図である。FIG. 2 shows both substrates 11 of the liquid crystal cell 10,
12 and the directions of the optical axes (here, transmission axes) of the polarizing plates 20, 21 on the front and back and the optical axes (here, slow axes) of the two retardation plates 22, 23. FIG. 4 is a diagram viewed from the front side of the liquid crystal display device.
【0031】この図2のように、液晶セル10の液晶分
子は、そのツイスト方向を破線矢印で示したように、裏
側基板12から表側基板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。なお、液晶セル10の表側基板11の近傍に
おける液晶分子の配向方向(配向膜15の配向処理方
向)11aは、液晶セル10の横軸Sに対し表面側から
見て右回りに35°±10°の方向、裏側基板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°の方向にある。As shown in FIG. 2, the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10 extend from the rear substrate 12 to the front substrate 11 as shown by the broken line arrow in the twist direction, and rotate 250 ° clockwise when viewed from the front side. Twisted at a twist angle of ± 20 °. The alignment direction 11a of liquid crystal molecules near the front substrate 11 of the liquid crystal cell 10 (alignment treatment direction of the alignment film 15) is 35 ° ± 10 clockwise relative to the horizontal axis S of the liquid crystal cell 10 when viewed from the surface side. The orientation direction of liquid crystal molecules in the vicinity of the rear substrate 12 (orientation treatment direction of the orientation film 16) 12a is 35 ° ± 10 ° counterclockwise with respect to the horizontal axis S when viewed from the surface side. .
【0032】そして、液晶セル10の裏側基板12の近
傍における液晶分子配向方向12aを0°の方向とする
と、表側偏光板20の透過軸20aは、表面側から見て
前記液晶分子のツイスト方向(表面側から見たツイスト
方向)と同方向に10°±10°の方向にあり、裏側偏
光板21の透過軸21aは、表面側から見て前記ツイス
ト方向と逆方向に25°±10°の方向にある。When the liquid crystal molecule orientation direction 12a in the vicinity of the back substrate 12 of the liquid crystal cell 10 is 0 °, the transmission axis 20a of the front side polarizing plate 20 has the transmission direction 20a of the liquid crystal molecules as viewed from the front side ( It is in the direction of 10 ° ± 10 ° in the same direction as the twist direction viewed from the surface side, and the transmission axis 21a of the back side polarizing plate 21 is 25 ° ± 10 ° in the direction opposite to the twist direction when viewed from the surface side. In the direction.
【0033】また、偏光板側位相差板22の遅相軸22
aは、上記0°の方向に対し、表面側から見て前記ツイ
スト方向と逆方向に55°±10°の方向にあり、セル
側位相差板23の遅相軸23aは、上記0°の方向に対
し、表面側から見て前記ツイスト方向と逆方向に25°
±10°の方向にある。The slow axis 22 of the retardation film 22 on the polarizing plate side
a is 55 ° ± 10 ° in the direction opposite to the twist direction when viewed from the surface side with respect to the 0 ° direction, and the slow axis 23a of the cell-side retardation plate 23 is 0 ° above the 0 ° direction. 25 ° to the direction opposite to the twist direction when viewed from the front side
It is in the direction of ± 10 °.
【0034】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24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。This color liquid crystal display device uses external light such as natural light or indoor illumination light and reflects the light incident from the front surface side by the reflection plate 24 arranged on the rear surface side for display. The liquid crystal display device is driven for display by applying a voltage between the electrodes 13 and 14 of both substrates 11 and 12 of the liquid crystal cell 10.
【0035】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2枚の位相差板22,23と液晶
セル10とを透過して裏側偏光板21に入射する。In this color liquid crystal display device, incident light from the surface side thereof passes through the front side polarizing plate 20 to become linearly polarized light, and the light passes through the two retardation plates 22 and 23 and the liquid crystal cell 10. The light passes through and enters the back-side polarizing plate 21.
【0036】そして、このカラー液晶表示装置では、そ
の表側偏光板20の透過軸20aに対して偏光板側位相
差板22の遅相軸22aを斜めにずらすとともに、前記
偏光板側位相差板22の遅相軸22aとセル側位相差板
23の遅相軸23aとを互いに斜めにずらしているた
め、表側偏光板20の透過軸20aを透過して入射した
直線偏光は、まず偏光板側位相差板22を透過する過程
でこの位相差板22による複屈折作用を受け、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にな
り、さらにセル側位相差板23を透過する過程でこの位
相差板23による複屈折作用を受けて、各波長光の偏光
状態がさらに変化した光になる。Further, in this color liquid crystal display device, the slow axis 22a of the polarizing plate side retardation plate 22 is slanted with respect to the transmission axis 20a of the front side polarizing plate 20, and the polarizing plate side retardation plate 22 is provided. Since the slow axis 22a of the cell side retardation plate 23a and the slow axis 23a of the cell side retardation plate 23 are obliquely displaced from each other, the linearly polarized light transmitted through the transmission axis 20a of the front side polarizing plate 20 and incident on the polarizing plate side In the process of passing through the phase difference plate 22, it is subjected to birefringence effect by the phase difference plate 22, each wavelength light becomes elliptically polarized light with different polarization state, and further in the process of passing through the cell side phase difference plate 23. Due to the birefringence effect of the phase difference plate 23, the polarization state of each wavelength light is further changed.
【0037】さらに、この光は、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、各波長光の偏光状態がさらに変化した光となって
裏側偏光板21に入射し、この裏側偏光板21の透過軸
21aと平行な成分の光だけが裏側偏光板21を透過し
て、この透過光を構成する各波長光の光量比に応じた色
の着色光になる。Further, this light is subjected to birefringence by the liquid crystal layer of the liquid crystal cell 10 in the process of passing through the liquid crystal cell 10 and becomes light in which the polarization state of each wavelength light is further changed, and is reflected by the back side polarizing plate 21. Only light having a component that is incident and that is parallel to the transmission axis 21a of the back-side polarizing plate 21 passes through the back-side polarizing plate 21, and becomes colored light of a color corresponding to the light quantity ratio of each wavelength light that constitutes this transmitted light. .
【0038】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の液晶層の複屈折作用は印
加電圧に応じて変化する。Further, the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell 10 are vertically aligned while maintaining the twist alignment state according to the voltage applied between the electrodes 13 and 14 of the liquid crystal cell 10. The birefringence action of the liquid crystal layer changes according to the applied voltage.
【0039】したがって、2枚の位相差板22,23と
液晶セル10とを順に透過して裏側偏光板21に入射す
る光の各波長光の偏光状態は、液晶セル10への印加電
圧に応じて変化し、それにより、裏側偏光板21を透過
する光の各波長光の光量比が変化して、上記着色光の色
が変化する。Therefore, the polarization state of each wavelength light of the light which is transmitted through the two retardation plates 22 and 23 and the liquid crystal cell 10 in order and is incident on the back side polarizing plate 21 depends on the voltage applied to the liquid crystal cell 10. The light amount ratio of each wavelength light of the light transmitted through the back side polarizing plate 21 changes, and the color of the colored light changes.
【0040】なお、液晶セル10の液晶層の複屈折性
は、液晶分子の立上がり角が大きくなるのにともなって
小さくなり、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、2
枚の位相差板22,23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。The birefringence of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell 10 decreases as the rising angle of the liquid crystal molecules increases, and when the liquid crystal molecules rise and rise almost vertically, the birefringence of the liquid crystal layer is almost eliminated. Lost 2
The light that has been subjected only to the birefringence action by the two retardation plates 22 and 23 enters the back-side polarizing plate 21.
【0041】また、裏側偏光板21を透過した光、つま
り着色光は、反射板24で反射され、前記裏側偏光板2
1と液晶セル10および位相差板23,22と表側偏光
板20とを透過して表面側に出射する。The light transmitted through the back side polarizing plate 21, that is, the colored light is reflected by the reflecting plate 24, and the back side polarizing plate 2
1 and the liquid crystal cell 10 and the phase difference plates 23 and 22 and the front side polarizing plate 20 to be emitted to the front side.
【0042】なお、反射板24で反射された光は、表面
側に出射する過程で、液晶セル10の液晶層および2枚
の位相差板23,22により入射時とは逆の複屈折作用
を受け、入射時とほぼ同じ直線偏光となって表面側偏光
板20に入射するため、この表面側偏光板20を透過し
て出射する光は、反射板24で反射された光とほとんど
変わらない着色光である。The light reflected by the reflection plate 24, in the process of being emitted to the front surface side, has a birefringence action opposite to that at the time of incidence by the liquid crystal layer of the liquid crystal cell 10 and the two phase difference plates 23 and 22. Since the linearly polarized light is substantially the same as when it is received and is incident on the front-side polarizing plate 20, the light transmitted through the front-side polarizing plate 20 and emitted is almost the same as the light reflected by the reflector 24. Light.
【0043】このように、上記カラー液晶表示装置は、
2枚の位相差板22,23および液晶セル10の液晶層
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、1つの画素で複数の色を表示するこ
とができる。As described above, the color liquid crystal display device has
By utilizing the birefringence action of the two retardation plates 22 and 23 and the liquid crystal layer of the liquid crystal cell 10 and the polarizing action of the polarizing plates 20 and 21, a colored display is obtained without using a color filter. Accordingly, a bright color display can be obtained by increasing the light transmittance, and a plurality of colors can be displayed by one pixel by controlling the voltage applied to the liquid crystal cell 10.
【0044】しかも、上記カラー液晶表示装置は、2枚
の位相差板22,23を備えるとともに、そのうちの液
晶セル10側の位相差板23のリタデーションを、偏光
板20側の位相差板22のリタデーションの2.5〜
3.5倍(この実施例では2.75〜3.1倍)にして
いるため、2枚の位相差板22,23の複屈折作用によ
って光の偏光状態を大きく変化させることができ、した
がって、コントラストが高くまた色質も良い、高品質の
カラー表示を実現することができる。Moreover, the color liquid crystal display device is provided with two retardation plates 22 and 23, and retardation of the retardation plate 23 on the liquid crystal cell 10 side of the retardation plate 22 on the polarizing plate 20 side of the retardation plate 22. Retardation of 2.5 ~
Since it is set to 3.5 times (2.75 to 3.1 times in this embodiment), the polarization state of light can be largely changed by the birefringence action of the two retardation plates 22 and 23. It is possible to realize high-quality color display with high contrast and good color quality.
【0045】上記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Δndの値と、2枚の位相差板22,23のそれぞ
れのリタデーションの値と、表裏の偏光板20,21と
2枚の位相差板22,23のそれぞれの光学軸の方向
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によって決まる。The colors that can be displayed by one pixel of the color liquid crystal display device are the twist angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10 and the value of Δnd, and the retardation values of the two retardation plates 22 and 23, respectively. It is determined by the directions of the optical axes of the front and back polarizing plates 20 and 21 and the two retardation plates 22 and 23, and the alignment direction of liquid crystal molecules in the vicinity of both substrates 11 and 12 of the liquid crystal cell 10.
【0046】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を250°±20°、この
液晶セル10のΔndの値を1500nm〜1600n
mとし、偏光板側位相差板22のリタデーションの値が
500nm〜600nm、セル位相差板23のリタデー
ションの値が1550nm〜1650nmとするととも
に、前記液晶セル10の位相差板配置側とは反対側の基
板(裏側基板)12の近傍における液晶分子の配向方向
12aを基準(0°の方向)として、位相差板22,2
3を配置した側の偏光板(表側偏光板)20の透過軸2
0aを前記液晶分子のツイスト方向と同方向に10°±
10°方向、反対側の偏光板(裏側偏光板)21の透過
軸21aを前記ツイスト方向と逆方向に25°±10°
方向、液晶セル側の位相差板23の遅相軸23aを前記
ツイスト方向と逆方向に25°±10°方向、偏光板2
0側の位相差板22の遅相軸22aを前記ツイスト方向
と逆方向に55°±10°方向に設定したときの、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、無彩色の明表示である白と、ピンク、青、緑の各色
である。That is, as in this embodiment, the twist angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10 is 250 ° ± 20 °, and the value of Δnd of the liquid crystal cell 10 is 1500 nm to 1600 n.
m, the retardation value of the polarizing plate side retardation plate 22 is 500 nm to 600 nm, the retardation value of the cell retardation plate 23 is 1550 nm to 1650 nm, and the opposite side of the liquid crystal cell 10 from the retardation plate arrangement side. Of the retardation plates 22 and 2 with the orientation direction 12a of the liquid crystal molecules in the vicinity of the substrate (back side substrate) 12 of FIG.
Transmission axis 2 of polarizing plate (front side polarizing plate) 20 on which 3 is arranged
0a in the same direction as the twist direction of the liquid crystal molecules by 10 ° ±
In the 10 ° direction, the transmission axis 21a of the polarizing plate (back side polarizing plate) 21 on the opposite side is set to 25 ° ± 10 ° in the direction opposite to the twist direction.
Direction, the slow axis 23a of the retardation film 23 on the liquid crystal cell side is in the direction opposite to the twist direction by 25 ° ± 10 °, and the polarizing plate 2
The color that can be displayed by one pixel when the slow axis 22a of the phase difference plate 22 on the 0 side is set to 55 ° ± 10 ° in the direction opposite to the twist direction is when the incident light is white light. , Achromatic bright white, and pink, blue, and green.
【0047】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間に印加
する電圧を高くしてゆくのにともなって、白→ピンク→
青→緑の順に変化する。FIG. 3 is a CIE chromaticity diagram showing changes in the display color of the color liquid crystal display device. The display color of the color liquid crystal display device is such that the voltage applied between the electrodes 13 and 14 of the liquid crystal cell 10 is high. As I went, white → pink →
Change from blue to green.
【0048】すなわち、上記カラー液晶表示装置では、
液晶セル10の液晶分子が初期の配向状態(基板11,
12面に対して最も倒伏したツイスト配向状態)から僅
かに立ち上がり配向したときに、2枚の位相差板22,
23のトータル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ようになり、位相差板22,23と
液晶セル10とを透過した光がほとんど直線偏光となっ
て裏側偏光板21に入射して、裏側偏光板21を透過し
た光が無彩色の白色光になる。また、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液晶分子がさら
に立ち上がり配向すると、それにともなって位相差板2
2,23と液晶セル10とを透過した光の各波長光の偏
光状態が変化し、裏側偏光板21を透過した光の色が、
ピンク、青、緑に変化する。That is, in the above color liquid crystal display device,
The liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10 are in the initial alignment state (substrate 11,
When the liquid crystal is slightly oriented from the twisted state in which it is most inclined with respect to the 12 planes, the two retardation plates 22 and
23, the birefringence of the liquid crystal layer and the birefringence of the liquid crystal layer cancel each other, and the light transmitted through the retardation plates 22, 23 and the liquid crystal cell 10 becomes almost linearly polarized light, The light that has entered and transmitted through the back-side polarizing plate 21 becomes achromatic white light. Further, when the voltage applied to the liquid crystal cell 10 is increased, the liquid crystal molecules further rise and align, and accordingly, the retardation plate 2
2, 23 and the liquid crystal cell 10, the polarization state of each wavelength light of the light is changed, the color of the light transmitted through the back side polarizing plate 21 is
It changes to pink, blue and green.
【0049】したがって、このカラー液晶表示素子によ
れば、各画素の色を、白、ピンク、青、緑の各色に変化
させて、マルチカラーと呼ばれる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 this color liquid crystal display element, the color of each pixel is changed to each color of white, pink, blue and green to realize a multicolor display with rich colors called multicolor. You can
【0050】なお、上記白、ピンク、青、緑のそれぞれ
の表示の輝度(入射光の輝度を100%としたときの
値)は、白で77%、ピンクで50%、青で34%、緑
で59%であり、また、ピンクの表示色は、赤に近い鮮
明な色である。The brightness of each display of white, pink, blue, and green (value when the brightness of incident light is 100%) is 77% for white, 50% for pink, and 34% for blue. It is 59% in green, and the display color of pink is a clear color close to red.
【0051】さらに、上記カラー液晶表示装置において
は、光が液晶セル10の液晶層を垂直に透過したときと
斜めに透過したときとの位相差が位相差板22,23に
よって補償されるため、表示を見る方向によって表示色
が変化してしまうという視角依存性を軽減して、視野角
を広くすることができる。Further, in the above color liquid crystal display device, the phase difference between when the light is transmitted vertically through the liquid crystal layer of the liquid crystal cell 10 and when the light is transmitted obliquely is compensated by the phase difference plates 22 and 23. The viewing angle dependency in which the display color changes depending on the viewing direction of the display can be reduced, and the viewing angle can be widened.
【0052】また、上記位相差板22,23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の液晶層と位相差板22,23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。The retardation plates 22 and 23 of the liquid crystal cell 1 have a relatively small change in birefringence due to a change in temperature as compared with the change in birefringence of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell 10.
The temperature dependence of the total birefringence between the liquid crystal layer of 0 and the retardation plates 22 and 23 is reduced, and therefore the change in display color due to temperature can also be reduced.
【0053】なお、上記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、ピン
ク、青、緑の各色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Δndの値と、2枚の位相差板22,23
のそれぞれのリタデーションの値と、表裏の偏光板2
0,21と2枚の位相差板22,23のそれぞれの光学
軸の方向と、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を選択することによって任
意に選ぶことができる。The color liquid crystal display device of the above embodiment displays white, which is a bright display of achromatic color, and each color of pink, blue, and green, with one pixel. The colors that can be displayed are the twist angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10 and the value of Δnd, and the two retardation plates 22 and 23.
Value of each retardation and polarizing plate 2 on the front and back
It is possible to arbitrarily select the directions of the optical axes of 0 and 21 and the two retardation films 22 and 23 and the alignment direction of liquid crystal molecules in the vicinity of both substrates 11 and 12 of the liquid crystal cell 10. it can.
【0054】また、2枚の位相差板22,23は、その
両方を二軸性位相差板としても、両方を一軸性位相差板
としてもよいし、さらに、液晶セル10側の位相差板2
3を一軸性位相差板とし、偏光板20側の位相差板22
を二軸性位相差板としてもよい。The two retardation plates 22 and 23 may both be biaxial retardation plates or both may be uniaxial retardation plates. Further, the retardation plates on the liquid crystal cell 10 side may be used. Two
3 as a uniaxial retardation plate, and the retardation plate 22 on the polarizing plate 20 side
May be a biaxial retardation plate.
【0055】さらに、上記実施例のカラー液晶表示装置
は、その裏面側に反射板24を配置した反射型のもので
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、また、裏面
側に半透過反射板を配置して反射型と透過型の両方の機
能をもたせたカラー液晶表示装置にも適用できる。Further, the color liquid crystal display device of the above-mentioned embodiment is a reflection type in which the reflection plate 24 is arranged on the back surface side, but the present invention is a transmission type in which light from the backlight is used for display. The present invention can also be applied to the color liquid crystal display device, and also to the color liquid crystal display device in which a semi-transmissive reflection plate is arranged on the back surface side to have both reflective and transmissive functions.
【0056】その場合も、一対の偏光板のいずれかと液
晶セルとの間に2枚の位相差板を互いに重ねて配置し、
そのうちの液晶セル側の位相差板のリタデーションを、
偏光板側の位相差板のリタデーションの2.5〜3.5
倍にするとともに、前記液晶セルの液晶分子のツイスト
角および液晶の屈折率異方性Δnと液晶層厚dとの積Δ
ndの値と、前記2枚の位相差板のそれぞれのリタデー
ションの値と、前記一対の偏光板と前記2枚の位相差板
のそれぞれの光学軸の方向と、前記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を、一方の偏光板を
透過して入射した直線偏光が、前記2枚の位相差板と液
晶セルとを透過する間に、各位相差板の複屈折作用と液
晶層の複屈折作用とを受け、その光が他方の偏光板を透
過して、その各波長光の光強度の比が所望の比率になる
ように設定すれば、液晶セルへの印加電圧を制御するこ
とにより、1つの画素で複数の色を表示することができ
る。Also in this case, two retardation plates are placed so as to overlap each other between one of the pair of polarizing plates and the liquid crystal cell,
The retardation of the liquid crystal cell side retarder,
The retardation of the retardation plate on the polarizing plate side is 2.5 to 3.5.
And the product of the liquid crystal layer thickness d and the twist angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell and the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal.
The value of nd, the retardation value of each of the two retardation plates, the direction of the optical axis of each of the pair of polarizing plates and the two retardation plates, and the vicinity of both substrates of the liquid crystal cell. In the alignment direction of liquid crystal molecules in the above, while the linearly polarized light which is incident through one of the polarizing plates is transmitted through the two retardation plates and the liquid crystal cell, the birefringence action of each retardation plate and the liquid crystal layer When the light is transmitted through the other polarizing plate and the light intensity ratio of each wavelength light is set to a desired ratio, the voltage applied to the liquid crystal cell is controlled. As a result, one pixel can display a plurality of colors.
【0057】[0057]
【発明の効果】この発明のカラー液晶表示装置によれ
ば、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、1つの画素で複数の色を表示することができ、し
かも、コントラストが高くまた色質も良い、高品質のカ
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, it is possible to obtain a bright color display by increasing the light transmittance, display a plurality of colors with one pixel, and have a high contrast. Further, it is possible to realize high-quality color display with good color quality.
【0058】また、この発明のカラー液晶表示装置にお
いて、液晶セルの液晶分子のツイスト角を250°±2
0°、Δndの値を1500nm〜1600nmとし、
前記液晶セル側の位相差板のリタデーションの値を15
50nm〜1650nm、偏光板側の位相差板のリタデ
ーションの値を500nm〜600nmとするととも
に、この液晶セルの位相差板配置側とは反対側の基板の
近傍における液晶分子の配向方向を0°の方向としたと
き、位相差板を配置した側の偏光板の透過軸を液晶分子
のツイスト方向と同方向に10°±10°方向、反対側
の偏光板の透過軸を前記ツイスト方向と逆方向に25°
±10°方向、液晶セル側の位相差板の遅相軸を前記ツ
イスト方向と逆方向に25°±10°方向、偏光板側の
位相差板の遅相軸を前記ツイスト方向と逆方向に55°
±10°方向に設定すれば、入射光が白色光である場合
で、液晶セルへの印加電圧を制御することにより、1つ
の画素で、白、ピンク、青、緑を表示することができ
る。In the color liquid crystal display device of the present invention, the twist angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell is 250 ° ± 2.
The value of 0 ° and Δnd is 1500 nm to 1600 nm,
The retardation value of the retardation plate on the liquid crystal cell side is set to 15
The retardation value of the retardation plate on the polarizing plate side is set to 50 nm to 1650 nm, the retardation value of the liquid crystal cell is set to 500 nm to 600 nm, and the orientation direction of the liquid crystal molecules in the vicinity of the substrate on the side opposite to the side where the retardation plate of this liquid crystal cell is arranged is 0 °. In this case, the transmission axis of the polarizing plate on the side where the retardation plate is arranged is in the same direction as the twist direction of the liquid crystal molecules by 10 ° ± 10 °, and the transmission axis of the polarizing plate on the opposite side is in the opposite direction from the twist direction. At 25 °
± 10 ° direction, the slow axis of the retardation plate on the liquid crystal cell side is in the opposite direction to the twist direction, 25 ° ± 10 ° direction, and the slow axis of the retardation plate on the polarizing plate side is in the opposite direction to the twist direction. 55 °
If the incident light is white light, by setting the direction to ± 10 °, white, pink, blue, and green can be displayed by one pixel by controlling the voltage applied to the liquid crystal cell.
【図1】この発明の一実施例を示す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 an embodiment of the present invention.
【図2】同カラー液晶表示装置における液晶セルの両基
板の近傍における液晶分子の配向方向と、表裏の偏光板
の光学軸および2枚の位相差板の光学軸の向きを液晶表
示装置の表面側から見た図。FIG. 2 shows an alignment direction of liquid crystal molecules in the vicinity of both substrates of a liquid crystal cell in the same color liquid crystal display device, an optical axis of front and back polarizing plates, and an optical axis of two retardation plates on the surface of the liquid crystal display device. View from the side.
【図3】同カラー液晶表示装置の表示色の変化を示すC
IE色度図。FIG. 3 is a C showing a change in display color of the color liquid crystal display device.
IE chromaticity diagram.
10…液晶セル 11a…表側基板の近傍における液晶分子の配向方向 12a…裏側基板の近傍における液晶分子の配向方向 20,21…偏光板 20a,21a…透過軸 22,23…位相差板 22a,23a…遅相軸 24…反射板 10 ... Liquid crystal cell 11a ... Alignment direction of liquid crystal molecules near the front substrate 12a ... Alignment direction of liquid crystal molecules near the back substrate 20, 21 ... Polarizing plates 20a, 21a ... Transmission axis 22, 23 ... Phase difference plates 22a, 23a … Slow axis 24… Reflector
Claims (5)
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、そのいずれかの偏光板と前記液晶セルとの間に互い
に重ねて配置された2枚の位相差板とを備え、 前記2枚の位相差板のうちの液晶セル側の位相差板のリ
タデーションを、偏光板側の位相差板のリタデーション
の2.5〜3.5倍にするとともに、 前記液晶セルの液晶分子のツイスト角および液晶の屈折
率異方性Δnと液晶層厚dとの積Δndの値と、前記2
枚の位相差板のそれぞれのリタデーションの値と、前記
一対の偏光板と前記2枚の位相差板のそれぞれの光学軸
の方向と、前記液晶セルの両基板の近傍における液晶分
子の配向方向とを、 一方の偏光板を透過して入射した直線偏光が、前記2枚
の位相差板と液晶セルとを透過する間に、各位相差板の
複屈折作用と液晶層の複屈折作用とを受け、その光が他
方の偏光板を透過して、その各波長光の光強度の比が所
望の比率になるように設定したことを特徴とするカラー
液晶表示装置。1. A liquid crystal cell comprising a liquid crystal layer in which liquid crystal molecules are twist-aligned between a pair of substrates having electrodes formed on the inner surface thereof, and a pair of polarizing plates arranged with the liquid crystal cell sandwiched therebetween. Two retardation plates arranged to overlap each other between any one of the polarizing plates and the liquid crystal cell, the retardation of the retardation plate on the liquid crystal cell side of the two retardation plates, The retardation of the retardation plate on the polarizing plate side is set to 2.5 to 3.5 times, and the twist angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell and the product Δnd of the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal and the liquid crystal layer thickness d are Value and the above 2
Retardation values of the respective retardation plates, optical axis directions of the pair of polarizing plates and the two retardation plates, and alignment directions of liquid crystal molecules in the vicinity of both substrates of the liquid crystal cell. While the linearly polarized light that has been transmitted through one of the polarizing plates and is incident thereon is subjected to the birefringent action of each retardation plate and the birefringent action of the liquid crystal layer while passing through the two retardation plates and the liquid crystal cell. A color liquid crystal display device, characterized in that the light is transmitted through the other polarizing plate and the ratio of the light intensities of the respective wavelength lights is set to a desired ratio.
°±20°であり、Δndの値は1500nm〜160
0nm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。2. The twist angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell is 250.
Is ± 20 °, and the value of Δnd is 1500 nm to 160
It is 0 nm, The color liquid crystal display device of Claim 1 characterized by the above-mentioned.
値は1550nm〜1650nmであり、偏光板側の位
相差板のリタデーションの値は500nm〜600nm
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. The retardation value of the retardation plate on the liquid crystal cell side is 1550 nm to 1650 nm, and the retardation value of the retardation plate on the polarizing plate side is 500 nm to 600 nm.
The color liquid crystal display device according to claim 1, wherein
た側とは反対側の基板から位相差板配置側の基板に向か
って所定の方向に250°±20°のツイスト角でツイ
スト配向しており、 前記位相差板を配置した側とは反対側の基板の近傍にお
ける液晶分子の配向方向を0°の方向としたとき、 位相差板を配置した側の偏光板の透過軸が前記液晶分子
のツイスト方向と同方向に10°±10°方向、反対側
の偏光板の透過軸が前記ツイスト方向と逆方向に25°
±10°方向、液晶セル側の位相差板の遅相軸が前記ツ
イスト方向と逆方向に25°±10°方向、偏光板側の
位相差板の遅相軸が前記ツイスト方向と逆方向に55°
±10°方向に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。4. The liquid crystal molecules of the liquid crystal cell are twisted at a twist angle of 250 ° ± 20 ° in a predetermined direction from the substrate on the side opposite to the side on which the retardation plate is arranged toward the substrate on the side where the retardation plate is arranged. When the alignment direction of the liquid crystal molecules near the substrate opposite to the side where the retardation plate is arranged is 0 °, the transmission axis of the polarizing plate on the side where the retardation plate is arranged is 10 ° ± 10 ° in the same direction as the twist direction of the liquid crystal molecules, and the transmission axis of the polarizing plate on the opposite side is 25 ° in the opposite direction to the twist direction.
± 10 ° direction, the slow axis of the retardation plate on the liquid crystal cell side is in the opposite direction to the twist direction, 25 ° ± 10 ° direction, and the slow axis of the retardation plate on the polarizing plate side is in the opposite direction to the twist direction. 55 °
The color liquid crystal display device according to claim 1, wherein the color liquid crystal display device is in a direction of ± 10 °.
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。5. The color liquid crystal display device according to claim 1, wherein a reflection plate is disposed on the outer surface of one of the polarizing plates.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7244178A JPH0990315A (en) | 1995-09-22 | 1995-09-22 | Color liquid crystal display device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7244178A JPH0990315A (en) | 1995-09-22 | 1995-09-22 | Color liquid crystal display device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0990315A true JPH0990315A (en) | 1997-04-04 |
Family
ID=17114931
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7244178A Pending JPH0990315A (en) | 1995-09-22 | 1995-09-22 | Color liquid crystal display device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0990315A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100627525B1 (en) * | 1998-04-07 | 2006-09-22 | 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 | Liquid crystal display device |
-
1995
- 1995-09-22 JP JP7244178A patent/JPH0990315A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100627525B1 (en) * | 1998-04-07 | 2006-09-22 | 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 | Liquid crystal display device |
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