JPH0973104A - Color liquid crystal display - Google Patents

Color liquid crystal display

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Publication number
JPH0973104A
JPH0973104A JP7229002A JP22900295A JPH0973104A JP H0973104 A JPH0973104 A JP H0973104A JP 7229002 A JP7229002 A JP 7229002A JP 22900295 A JP22900295 A JP 22900295A JP H0973104 A JPH0973104 A JP H0973104A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
color
crystal cell
light
red
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
Application number
JP7229002A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuto Sakamoto
克仁 坂本
Zenta Kikuchi
善太 菊地
Satoru Shimoda
悟 下田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Casio Computer Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Casio Computer Co Ltd filed Critical Casio Computer Co Ltd
Priority to JP7229002A priority Critical patent/JPH0973104A/en
Publication of JPH0973104A publication Critical patent/JPH0973104A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F2203/00Function characteristic
    • G02F2203/34Colour display without the use of colour mosaic filters

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】カラーフィルタを用いずに光を着色し、同じ画
素で複数の色を表示するとともに、表示の基本である白
と黒および赤、緑、青の三原色を表示し、さらに前記
赤、緑、青のうちの1つの色をより高い色純度で表示し
て、鮮明でかつ色彩の豊かな多色カラー表示を実現す
る。 【解決手段】液晶セル10と、一対の偏光板21,22
と、位相差板23と、反射板20とを備え、液晶セル1
0の液晶分子のツイスト角およびΔndの値と、位相差
板23のリタデーションの値と、一対の偏光板21,2
2の透過軸および位相差板23の遅相軸の向きを、出射
光の色が、液晶セル10への印加電圧に応じて、赤、
緑、青、黒、白に変化するように設定し、かつ液晶セル
10の液晶18に、赤、緑、青のうち、液晶セル10の
電極間印加電圧が最も低いときの出射光の色の二色性染
料を添加した。
(57) 【Abstract】 PROBLEM TO BE SOLVED: Coloring light without using a color filter to display a plurality of colors with the same pixel, and displaying the three primary colors of white and black and red, green and blue, which are the basics of display. Further, one color of the red, green and blue is displayed with higher color purity to realize a clear and rich multi-color display. A liquid crystal cell 10 and a pair of polarizing plates 21 and 22.
And a retardation plate 23 and a reflection plate 20, and the liquid crystal cell 1
The value of the twist angle and Δnd of the liquid crystal molecule of 0, the value of the retardation of the retardation plate 23, and the pair of polarizing plates 21 and 21.
The direction of the transmission axis of 2 and the slow axis of the retardation plate 23 is changed so that the color of the emitted light is red depending on the voltage applied to the liquid crystal cell 10.
The liquid crystal 18 of the liquid crystal cell 10 is set to change to green, blue, black, and white, and the color of the emitted light of the red, green, and blue when the voltage applied between the electrodes of the liquid crystal cell 10 is the lowest. A dichroic dye was added.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【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。
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.

【0003】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。
However, this color liquid crystal display device has a problem that the light transmittance is low and therefore the display is dark because it uses a color filter to color light.

【0004】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 with 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.

【0005】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、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。
There are two types of liquid crystal display devices, a transmissive type which uses light from a backlight for display, and external light, such as natural light or room illumination light, which is used to direct the light to the back side of the liquid crystal display device. There is a reflection type in which a reflection plate is arranged to reflect and display, but when the above-mentioned color liquid crystal display device is a reflection type, it 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. Since the light passes through the color filter twice and the light intensity is double reduced, the display becomes extremely dark, and it becomes almost unusable as a display device.

【0006】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.

【0007】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。
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.

【0008】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。
In this ECB type liquid crystal display device, a pair of polarizing plates are arranged with a liquid crystal cell sandwiching liquid crystal sandwiched between a pair of substrates. In this ECB type liquid crystal display device, one polarizing plate is used. The linearly polarized light that has entered through the liquid crystal cell 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 that light enters the other polarizing plate. Then, the light transmitted through the other polarizing plate becomes a colored light having a color corresponding to the ratio of the light intensities of the respective wavelength lights constituting the light.

【0009】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
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.

【0010】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、液晶セルの電極間に印加する電圧を制
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 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, and the birefringence of the other liquid crystal layer changes accordingly. 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. Can be displayed.

【0011】[0011]

【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、表示の基本である白と黒、および光の三原色
である赤、緑、青を表示することができないため、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, the display contrast is low, and white and black which are the basics of display, and red, green and blue which are the three primary colors of light are used. Since it cannot be displayed, a multicolor display with rich colors called full color or multicolor has been impossible at all.

【0012】この発明は、カラーフィルタを用いずに光
を着色し、同じ画素で複数の色を表示するとともに、表
示の基本である白と黒および赤、緑、青の三原色を表示
し、さらに前記赤、緑、青のうちの1つの色をより高い
色純度で表示して、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 is colored without using a color filter, a plurality of colors are displayed in the same pixel, and the three primary colors of white and black and red, green and blue which are the basics of display are displayed. An object of the present invention is to provide a color liquid crystal display device capable of displaying one of the red, green, and blue with a higher color purity to realize a clear and rich multicolor display. It was done.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】この発明は、上記課題を
解決するため、電極を形成した一対の基板間に液晶が挟
持されるとともに前記液晶の分子が一方の基板側から他
方の基板側に向かって所定のツイスト角で所定の方向に
ツイスト配向している液晶セルと、この液晶セルをはさ
んで配置された一対の偏光板とを備え、前記液晶セルの
液晶分子のツイスト角と、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、前記一対
の偏光板の透過軸向きとを、入射光が白色光であるとき
の出射光の色が、前記液晶セルの両基板の電極間に印加
する電圧に応じて、少なくとも赤、緑、青、黒、白に変
化するように設定するとともに、前記液晶セルの液晶
に、赤、緑、青のうちの1つの色の二色性染料を添加し
たことを特徴とするものである。
In order to solve the above-mentioned problems, according to the present invention, liquid crystal is sandwiched between a pair of substrates on which electrodes are formed, and molecules of the liquid crystal are transferred from one substrate side to the other substrate side. A liquid crystal cell having a twist orientation in a predetermined direction at a predetermined twist angle, and a pair of polarizing plates arranged with the liquid crystal cell sandwiched therebetween, and a twist angle of liquid crystal molecules of the liquid crystal cell, The value of the product Δnd of the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal of the liquid crystal cell and the thickness d of the liquid crystal layer and the transmission axis direction of the pair of polarizing plates are determined by the color of the emitted light when the incident light is white light. In accordance with the voltage applied between the electrodes of both substrates of the liquid crystal cell, at least red, green, blue, black, and white are set, and the liquid crystal of the liquid crystal cell has red, green, and blue. Characterized by adding a dichroic dye of one of the colors It is.

【0014】この発明において、液晶セルの液晶に添加
する二色性染料は、赤、緑、青のうち、液晶セルの電極
間に印加する電圧が最も低いときの出射光の色の染料で
あるのが望ましい。
In the present invention, the dichroic dye added to the liquid crystal of the liquid crystal cell is one of red, green and blue, which is the color of the emitted light when the voltage applied between the electrodes of the liquid crystal cell is the lowest. Is desirable.

【0015】また、この発明は、上記課題を解決するた
め、電極を形成した一対の基板間に液晶が挟持されると
ともに前記液晶の分子が一方の基板側から他方の基板側
に向かって所定のツイスト角で所定の方向にツイスト配
向している液晶セルと、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
セルとの間に配置された少なくとも1枚の位相差板とを
備え、前記液晶セルの液晶分子のツイスト角と、前記液
晶セルのΔndの値と、前記位相差板のリタデーション
の値と、前記一対の偏光板の透過軸向きと、前記位相差
板の遅相軸の向きとを、入射光が白色光であるときの出
射光の色が、前記液晶セルの両基板の電極間に印加する
電圧に応じて、少なくとも赤、緑、青、黒、白に変化す
るように設定するとともに、前記液晶セルの液晶に、前
記赤、緑、青のうちの1つの色の二色性染料を添加した
ことを特徴とするものである。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is such that a liquid crystal is sandwiched between a pair of substrates on which electrodes are formed, and the molecules of the liquid crystal are provided in a predetermined direction from one substrate side to the other substrate side. A liquid crystal cell that is twist-aligned in a predetermined direction at a twist angle, a pair of polarizing plates sandwiching the liquid crystal cell, and at least one of the polarizing plates and the liquid crystal cell. A retardation plate, and a twist angle of liquid crystal molecules of the liquid crystal cell, a value of Δnd of the liquid crystal cell, a retardation value of the retardation plate, and transmission axis directions of the pair of polarizing plates. , The direction of the slow axis of the retardation plate, the color of the emitted light when the incident light is white light, depending on the voltage applied between the electrodes of both substrates of the liquid crystal cell, at least red, green , Change to blue, black, white Both the liquid crystal of the liquid crystal cell, wherein the red, green, and is characterized in that the addition of one color of the dichroic dye of blue.

【0016】その一形態としては、例えば、1枚の位相
差板を備え、液晶セルの液晶分子のツイスト角を75°
±10°、Δndの値を800nm〜1100nm、位
相差板のリタデーションの値を60nm±20nmとす
るとともに、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、位相差板配置側の偏光板の透過軸を前記液晶分
子のツイスト方向と逆方向に60.5°±3°の方向、
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
52.5°±3°の方向、位相差板の遅相軸を前記ツイ
スト方向と逆方向に52.5°±3°の方向に設定した
構成がある。
As one form thereof, for example, one retardation plate is provided, and the twist angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell is 75 °.
The value of ± 10 °, Δnd is 800 nm to 1100 nm, the value of retardation of the retardation plate is 60 nm ± 20 nm, and 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 the liquid crystal cell is arranged is When the direction is 0 °, the transmission axis of the polarizing plate on the side of the retardation plate is 60.5 ° ± 3 ° in the direction opposite to the twist direction of the liquid crystal molecules,
The transmission axis of the polarizing plate on the opposite side is 52.5 ° ± 3 ° in the direction opposite to the twist direction, and the slow axis of the retardation plate is 52.5 ° ± 3 ° in the direction opposite to the twist direction. There is a configuration set to.

【0017】この構成の場合、液晶セルの電極間に印加
する電圧が最も低いときの出射光の色は赤であり、前記
液晶セルの液晶に添加する二色性染料は、赤の染料が適
している。
In this structure, the color of the emitted light is red when the voltage applied between the electrodes of the liquid crystal cell is the lowest, and the red dye is suitable as the dichroic dye to be added to the liquid crystal of the liquid crystal cell. ing.

【0018】この発明において、二色性染料の添加量
は、0.05重量%〜5重量%が好ましい。
In the present invention, the addition amount of the dichroic dye is preferably 0.05% by weight to 5% by weight.

【0019】また、この発明は、透過型、反射型のいず
れのカラー液晶表示装置にも適用できるものであり、反
射型のカラー液晶表示装置に適用する場合は、一対の偏
光板のうちの光の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。
Further, the present invention can be applied to both a transmission type and a reflection type color liquid crystal display device. In the case of being applied to a reflection type color liquid crystal display device, the light of a pair of polarizing plates is used. A reflection plate may be arranged on the outer surface of the polarizing plate on the side opposite to the incident side of.

【0020】この発明によるカラー液晶表示装置は、液
晶セルの液晶層の複屈折作用、または液晶セルの液晶層
および位相差板の複屈折作用と、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、このカラー液
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、液晶セルの液晶層の複屈折作用、または
前記液晶セルの液晶層と位相差板との両方の複屈折作用
によって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着色光になる。
The color liquid crystal display device according to the present invention utilizes the birefringence action of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell or the birefringence action of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell and the retardation plate, and the polarization action of the pair of polarizing plates. In this color liquid crystal display device, the linearly polarized light that has passed through one of the polarizing plates and is incident is the birefringence effect of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell or the phase difference with the liquid crystal layer of the liquid crystal cell. The polarization state is changed by the birefringence action of both the plate and each wavelength light becomes elliptically polarized light with different polarization state, enters the other polarizing plate, and the light transmitted through this polarizing plate , And becomes colored light of a color corresponding to the ratio of the light intensities of the respective wavelengths of light.

【0021】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、液晶セ
ルまたは液晶セルおよび位相差板と、上記一方の偏光板
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 the reflective liquid crystal display device, the light that has passed through the other polarizing plate is reflected by the reflecting plate, and the other polarizing plate and the liquid crystal cell or liquid crystal. The light is transmitted through the cell and the retardation plate and the one polarizing plate and emitted.

【0022】そして、上記液晶セルの液晶層の複屈折作
用は、この液晶層への印加電圧に応じた液晶分子の配向
状態の変化によって変化し、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するため、この
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、出射光の色つまり表示色が、液晶セルの両
基板の電極間に印加する電圧に応じて、少なくとも赤、
緑、青、黒、白に変化する。
The birefringence action of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell is changed by the change of the alignment state of the liquid crystal molecules according to the voltage applied to the liquid crystal layer, and the light incident on the other polarizing plate is accordingly changed. Since the polarization state of the light changes, the coloring of the light changes according to the ratio of the light intensity of each wavelength light that passes through this polarizing plate, and the color of the emitted light, that is, the display color, changes between the electrodes of both substrates of the liquid crystal cell. Depending on the voltage applied, at least red,
Change to green, blue, black, white.

【0023】また、このカラー液晶表示装置において
は、液晶セルの液晶に、赤、緑、青のうちの1つの色の
二色性染料を添加しているため、上記複屈折作用と偏光
作用とによって得られる各色のうちの赤、緑、青のいず
れかが、前記二色性染料によるその色以外の波長域の光
の吸収により、より高い色純度で表示される。
Further, in this color liquid crystal display device, since the dichroic dye of one color of red, green and blue is added to the liquid crystal of the liquid crystal cell, the birefringence action and the polarization action are caused. Any of red, green, and blue of the respective colors obtained by the above is displayed with higher color purity due to the absorption of light in the wavelength region other than that color by the dichroic dye.

【0024】この場合、二色性染料の光吸収率は、その
分子が液晶セルの基板面に対して最も倒伏した配向状態
にあるときに最も大きく、液晶セルの電極間印加電圧を
高くするのにともなって、つまり、液晶分子とともに染
料分子が立上がり配向するのにともなって小さくなる。
In this case, the light absorptivity of the dichroic dye is highest when the molecules are in the most oriented orientation with respect to the substrate surface of the liquid crystal cell, and the voltage applied between the electrodes of the liquid crystal cell is increased. That is, it becomes smaller as the dye molecules rise and align together with the liquid crystal molecules.

【0025】したがって、前記二色性染料が、赤、緑、
青のうち、前記印加電圧が最も低いときの出射光の色の
染料であれば、印加電圧が最も低いときの表示色の純度
がより良くなり、また、他の表示色、つまり前記印加電
圧をある程度高くしたときの表示色に対する二色性染料
の影響は小さくなる。
Therefore, the dichroic dyes are red, green,
Among blue, if the dye of the color of the emitted light when the applied voltage is the lowest, the purity of the display color when the applied voltage is the lowest becomes better, and other display colors, that is, the applied voltage The effect of the dichroic dye on the display color when it is raised to a certain extent is small.

【0026】すなわち、例えば1枚の位相差板を備えた
カラー液晶表示装置において、液晶セルの液晶分子ツイ
スト角およびΔndと、位相差板のリタデーションと、
一対の偏光板の透過軸向きと、位相差板の遅相軸の向き
とを上記のような値に設定した場合は、出射光の色が、
液晶セルの電極間に印加する電圧を高くしてゆくのにと
もなって、赤→緑→青→黒→白の順に変化するが、液晶
に添加された二色性染料が赤の染料であれば、前記印加
電圧が最も低いときの表示色である赤の純度がより良く
なり、前記印加電圧を高くしてゆくのにともなって得ら
れる緑、青、黒、白は、二色性染料を添加していない場
合とほとんど変わらない色になる。
That is, for example, in a color liquid crystal display device having one retardation plate, the liquid crystal molecule twist angle and Δnd of the liquid crystal cell, the retardation of the retardation plate, and
When the transmission axis direction of the pair of polarizing plates and the slow axis direction of the retardation plate are set to the above values, the color of the emitted light is
As the voltage applied between the electrodes of the liquid crystal cell is increased, it changes in the order of red → green → blue → black → white, but if the dichroic dye added to the liquid crystal is a red dye , The purity of red, which is the display color when the applied voltage is the lowest, becomes better, and green, blue, black, and white obtained by increasing the applied voltage are added with a dichroic dye. The color is almost the same as when it is not used.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施例を図1
〜図3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、外光(自然光や室内照明光等)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反射型のものである。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.
~ It demonstrates with reference to FIG. The color liquid crystal display device of this embodiment uses external light (natural light, indoor illumination light, etc.) and reflects the light incident from the front side by a reflection plate arranged on the back side for display. Is.

【0028】図1は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、前記表側
偏光板21と液晶セル10との間に配置された1枚の位
相差板23と、前記裏側偏光板22の外面(裏面)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。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a color liquid crystal display device. This color 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 with the liquid crystal cell 10 interposed therebetween. 21 and the back side polarizing plate 22, one retardation plate 23 arranged between the front side polarizing plate 21 and the liquid crystal cell 10, and the reflection plate 20 arranged on the outer surface (back surface) of the back side polarizing plate 22. It consists of 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.

【0029】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.

【0030】この液晶セル10は、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1
3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 in which a TFT (thin film transistor) is an active element, and the electrode 1 formed on the substrate 11 on the back side thereof.
3 is a plurality of pixel electrodes arranged in rows and columns,
The electrode 14 formed on the substrate 12 on the front surface side is a single film-shaped counter electrode facing all of the pixel electrodes 13.

【0031】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, the substrate 11 on which the pixel electrodes 13 are formed has a plurality of TFTs connected to each pixel electrode 13 and a gate wiring for supplying a gate signal to each row TFT. And data wiring for supplying a data signal to the TFTs in each column.

【0032】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、一方の基板側から他方の基板側に向かって所定の
ツイスト角で所定の方向に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). In a state of being regulated by 15, 16 and inclined with a slight pretilt angle with respect to the surfaces of the alignment films 15, 16, twist orientation is performed in a predetermined direction at a predetermined twist angle from one substrate side to the other substrate side. ing.

【0033】そして、このカラー液晶表示装置において
は、液晶セル10の液晶分子のツイスト角と、この液晶
セル10の液晶18の屈折率異方性Δnと液晶層厚dと
の積Δndの値と、位相差板23のリタデーションの値
と、表裏一対の偏光板21,22の透過軸の向きと、前
記位相差板23の遅相軸の向きとを、入射光が白色光で
あるときの出射光の色が、液晶セル10の両基板11,
12の電極13,14間に印加する電圧に応じて、少な
くとも赤、緑、青、黒、白に変化するように設定すると
ともに、前記液晶セル10の液晶18に、前記赤、緑、
青のうちの1つの色の二色性染料を、0.05重量%〜
5重量%添加している。
In this color liquid crystal display device, the twist angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10 and the value Δnd of the product of the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal 18 of the liquid crystal cell 10 and the liquid crystal layer thickness d. , The retardation value of the retardation plate 23, the transmission axis directions of the pair of front and back polarizing plates 21 and 22, and the slow axis direction of the retardation plate 23 are output when the incident light is white light. The color of the light emitted from both substrates 11 of the liquid crystal cell 10,
It is set such that at least red, green, blue, black, and white are changed according to the voltage applied between the electrodes 13 and 14 of the 12 electrodes, and the red, green, and
0.05% by weight of dichroic dye of one of blue
5% by weight is added.

【0034】図2は、上記液晶セル10の液晶分子の配
向状態と各偏光板21,22の透過軸および位相差板2
3の遅相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、液晶セル10の液晶分子のツイ
スト角を75°±3°、Δndの値を800nm〜11
00nmに設定し、位相差板23としてリタデーション
の値が60nm±20nmのものを用いるとともに、表
側および裏側偏光板21,22をその透過軸21a,2
2aを次のような向きにして配置し、前記位相差板23
をその遅相軸23aを次のような向きにして配置してい
る。
FIG. 2 shows the alignment state of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10, the transmission axes of the polarizing plates 21 and 22, and the retardation plate 2.
3 is a view of the direction of the slow axis of No. 3 viewed from the surface side of the liquid crystal display device. In this example, the twist angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10 is 75 ° ± 3 °, and the value of Δnd is 800 nm to 11 nm.
The retardation plate 23 has a retardation value of 60 nm ± 20 nm, and the front side and back side polarizing plates 21 and 22 have transmission axes 21a and 2 thereof.
2a is arranged with the following orientation, and the phase difference plate 23
Is arranged with its slow axis 23a oriented as follows.

【0035】すなわち、図2のように、液晶セル10の
一方の基板、例えば裏面側基板11の近傍における液晶
分子配向方向11aは、液晶セル10の横軸Sに対して
右回りに52.5°±5°の方向、他方の表面側基板1
2の近傍における液晶分子配向方向12aは、前記横軸
Sに対して左回りに52.5°±5°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11から表面側基板12に向かって右回
りに75°±10°のツイスト角でツイスト配向してい
る。
That is, as shown in FIG. 2, the liquid crystal molecule alignment direction 11a in the vicinity of one substrate of the liquid crystal cell 10, for example, the rear substrate 11 is 52.5 clockwise with respect to the horizontal axis S of the liquid crystal cell 10. In the direction of ± 5 °, the other surface side substrate 1
The liquid crystal molecule alignment direction 12a in the vicinity of 2 is 52.5 ° ± 5 ° counterclockwise with respect to the horizontal axis S, and the liquid crystal molecules have a twist direction as indicated by a dashed arrow, and The twist alignment is performed clockwise from the side substrate 11 toward the front side substrate 12 at a twist angle of 75 ° ± 10 °.

【0036】そして、液晶セル10の一方の基板、例え
ば位相差板配置側とは反対側の裏面側基板11の近傍に
おける液晶分子配向方向11aを0°の方向とすると、
位相差板23を配置した側の偏光板、つまり表側偏光板
21の透過軸21aは、前記液晶分子のツイスト方向と
逆方向に60.5°±3°の方向にあり、反対側の偏光
板、つまり裏側偏光板22の透過軸22aは、前記ツイ
スト方向と逆方向に52.5°±3°の方向にあり、さ
らに位相差板23の遅相軸23aは、前記ツイスト方向
と逆方向に52.5°±3°の方向にある。
When the liquid crystal molecule alignment direction 11a in the vicinity of one substrate of the liquid crystal cell 10, for example, the rear substrate 11 on the side opposite to the retardation plate side is 0 °.
The transmission axis 21a of the polarizing plate on which the retardation film 23 is arranged, that is, the front polarizing plate 21 is in the direction of 60.5 ° ± 3 ° in the direction opposite to the twist direction of the liquid crystal molecules, and the polarizing plate on the opposite side. That is, the transmission axis 22a of the back side polarizing plate 22 is in the direction of 52.5 ° ± 3 ° in the direction opposite to the twist direction, and the slow axis 23a of the phase difference plate 23 is in the direction opposite to the twist direction. It is in the direction of 52.5 ° ± 3 °.

【0037】そして、この実施例では、上記液晶セル1
0の液晶に、赤の二色性染料を添加している。
In this embodiment, the liquid crystal cell 1 described above is used.
A red dichroic dye is added to the 0 liquid crystal.

【0038】この実施例のカラー液晶表示装置は、液晶
セル10の液晶層の複屈折作用および位相差板23の複
屈折作用と一対の偏光板21,22の偏光作用とを利用
して光を着色するもので、このカラー液晶表示装置にお
いては、表側偏光板21を透過して入射した直線偏光
が、位相差板23と液晶セル10を通る過程で前記位相
差板23の複屈折作用および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22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、この着色光が反射板20で反射され、前記裏側偏光
板22と液晶セル10と位相差板23と表側偏光板21
とを順に透過して液晶表示装置の表面側に出射する。
The color liquid crystal display device of this embodiment utilizes the birefringence action of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell 10, the birefringence action of the retardation plate 23 and the polarization action of the pair of polarizing plates 21 and 22 to emit light. In this color liquid crystal display device, linearly polarized light that has passed through the front-side polarizing plate 21 and is incident on the liquid crystal cell 10 passes through the phase difference plate 23 and the liquid crystal cell 10, and the birefringent action of the phase difference plate 23 and the liquid crystal The polarization state is changed by the birefringence action of the layer, and each wavelength light becomes elliptically polarized light having a different polarization state, enters the back side polarizing plate 22, and the light transmitted through the back side polarizing plate 22 is The colored light becomes a colored light of a color corresponding to the ratio of the light intensity of each wavelength light that constitutes the light, and this colored light is reflected by the reflection plate 20, and the back side polarizing plate 22, the liquid crystal cell 10, the retardation plate 23, and the front side. Polarizer 21
And are sequentially transmitted and emitted to the front surface side of the liquid crystal display device.

【0039】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
時とは逆の経路で複屈折作用を受け、入射時とほぼ同じ
直線偏光となって表面側偏光板21に入射するため、こ
の表面側偏光板21を透過して出射する光は、反射板2
0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 20 is subjected to birefringence by the liquid crystal layer of the liquid crystal cell 10 in the route opposite to that of the incidence in the process of being emitted to the front surface side, and the light is almost the same straight line as the incidence. Since it becomes polarized light and enters the front surface side polarizing plate 21, the light that passes through the front surface side polarizing plate 21 and exits is reflected by the reflection plate 2.
The colored light is almost the same as the light reflected at 0.

【0040】そして、前記液晶セル10の液晶層の複屈
折作用は、この液晶層への印加電圧に応じた液晶分子の
配向状態の変化によって変化し、それにともなって前記
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する。
The birefringence action of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell 10 is changed by the change of the alignment state of the liquid crystal molecules according to the voltage applied to the liquid crystal layer, and accordingly the light is incident on the back side polarizing plate 22. Since the polarization state of the light changes, the coloring of the light changes according to the ratio of the light intensities of the light of the respective wavelengths transmitted through the back side polarizing plate 22.

【0041】すなわち、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、この液晶分子の立上がり角が
大きくなるのにつれて液晶層の複屈折作用が小さくなる
が、液晶セル10の液晶層の複屈折作用が変化すると、
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。
That is, the electrodes 13 and 14 of the liquid crystal cell 10
When a voltage is applied between the liquid crystal molecules, the liquid crystal molecules are vertically aligned while maintaining the twist alignment state, and the birefringence of the liquid crystal layer decreases as the rising angle of the liquid crystal molecules increases. When the refraction changes,
Since the polarization state of the light that passes through the liquid crystal cell 10 and enters the back-side polarizing plate 22 changes, the coloring of the light changes according to the ratio of the light intensity of each wavelength light that passes through the back-side polarizing plate 22. The light is reflected by the reflection plate 20 and emitted to the front surface side of the liquid crystal display device.

【0042】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、上記液晶セル10の両基板
11,12の電極13,14間に印加する電圧に応じて
変化する。
As described above, the color of the emitted light of this color liquid crystal display device, that is, the display color, changes according to the voltage applied between the electrodes 13 and 14 of both substrates 11 and 12 of the liquid crystal cell 10.

【0043】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。
The colors which can be displayed by one pixel of this color liquid crystal display device are all three primary colors of red, green and blue, black which is a nearly achromatic dark display, and white which is a nearly achromatic bright display. Contains.

【0044】図3は上記カラー液晶表示装置の表示色の
変化を示すa* −b* 色度図であり、前記表示色は、液
晶セル10の電極13,14間に電圧を印加していない
初期状態ではパープル(P)に近い色であり、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、赤(R)→緑(G)→青(B)→黒→
白の順に変化する。
FIG. 3 is an a * -b * chromaticity diagram showing a change in display color of the color liquid crystal display device. The display color does not apply a voltage between the electrodes 13 and 14 of the liquid crystal cell 10. In the initial state, the color is close to purple (P), and as the voltage applied between the electrodes 13 and 14 of the liquid crystal cell 10 is increased, red (R) → green (G) → blue (B). → black →
It changes in the order of white.

【0045】また、上記カラー液晶表示装置において
は、液晶セル10の液晶18に、前記赤、緑、青のうち
の1つの色の二色性染料を添加しているため、上記複屈
折作用と偏光作用とによって得られる赤、緑、青のうち
の1つの色が、前記二色性染料によるその色以外の波長
域の光の吸収により、より高い色純度で表示される。
Further, in the color liquid crystal display device, since the dichroic dye of one of red, green and blue is added to the liquid crystal 18 of the liquid crystal cell 10, the birefringence action and One of red, green, and blue obtained by the polarization effect is displayed with higher color purity due to absorption of light in a wavelength range other than that color by the dichroic dye.

【0046】この場合、二色性染料の光吸収率は、その
分子が液晶セル10の基板面11,12に対して最も倒
伏した配向状態にあるときに最も大きく、液晶セル10
の電極間印加電圧を高くするのにともなって、つまり、
液晶分子とともに染料分子が立上がり配向するのにとも
なって小さくなる。
In this case, the light absorptivity of the dichroic dye is the largest when the molecules are in the most laid-down alignment state with respect to the substrate surfaces 11 and 12 of the liquid crystal cell 10,
As the applied voltage between the electrodes of is increased, that is,
It becomes smaller as the dye molecules rise and align with the liquid crystal molecules.

【0047】したがって、前記二色性染料が、赤、緑、
青のうち、前記印加電圧が最も低いときの出射光の色の
染料であれば、印加電圧が最も低いときの表示色の純度
がより良くなり、また、他の表示色、つまり前記印加電
圧をある程度高くしたときの表示色に対する二色性染料
の影響は小さくなる。
Therefore, the dichroic dyes are red, green,
Among blue, if the dye of the color of the emitted light when the applied voltage is the lowest, the purity of the display color when the applied voltage is the lowest becomes better, and other display colors, that is, the applied voltage The effect of the dichroic dye on the display color when it is raised to a certain extent is small.

【0048】すなわち、上記実施例のカラー液晶表示装
置においては、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、出射光の色が
赤→緑→青→黒→白の順に変化するが、液晶18に添加
された二色性染料が赤の染料であれば、前記印加電圧が
最も低いときの表示色である赤の純度がより良くなり、
前記印加電圧を高くしてゆくのにともなって得られる
緑、青、黒、白は、二色性染料を添加していない場合と
ほとんど変わらない色になる。
That is, in the color liquid crystal display device of the above embodiment, as the voltage applied between the electrodes 13 and 14 of the liquid crystal cell 10 is increased, the color of the emitted light is red → green → blue → Although the color changes from black to white, if the dichroic dye added to the liquid crystal 18 is a red dye, the purity of red, which is the display color when the applied voltage is the lowest, becomes better,
The green, blue, black, and white obtained by increasing the applied voltage have almost the same colors as those obtained when the dichroic dye is not added.

【0049】図3のa* −b* 色度図において、実線
は、液晶セル10の液晶18に二色性染料を添加してい
ないときの変化を示し、破線は、液晶セル10の液晶1
8に赤の二色性染料を添加したときの表示色の変化を示
している。
In the a * -b * chromaticity diagram of FIG. 3, the solid line shows the change when the dichroic dye is not added to the liquid crystal 18 of the liquid crystal cell 10, and the broken line shows the liquid crystal 1 of the liquid crystal cell 10.
8 shows a change in display color when a red dichroic dye is added.

【0050】この色度図のように、液晶セル10の液晶
18に赤の二色性染料を添加すると、表示色の変化が赤
の彩度が大きくなる方向にシフトするが、そのシフト量
は、赤の領域で大きく、表示色が赤→緑→青→黒→白の
順に変化してゆくのにともなって小さくなる。
As shown in this chromaticity diagram, when a red dichroic dye is added to the liquid crystal 18 of the liquid crystal cell 10, the change in the display color shifts in the direction in which the saturation of red increases, but the shift amount is , Larger in the red area, and becomes smaller as the display color changes in the order of red → green → blue → black → white.

【0051】また、上記表示色の変化のシフト量は、二
色性染料の特性およびその添加量によって決まるが、一
般的な二色性染料を用いる場合、この二色性染料の添加
量が0.05重量%〜5重量%の範囲であれば、上記印
加電圧が最も低いときの表示色である赤の純度をより良
くし、前記印加電圧を高くしてゆくのにともなって得ら
れる緑、青、黒、白を、二色性染料を添加していない場
合とほとんど変わらない色にすることができる。
Further, the shift amount of the change in the display color is determined by the characteristics of the dichroic dye and its addition amount. When a general dichroic dye is used, the addition amount of this dichroic dye is 0. In the range of 0.05% by weight to 5% by weight, the purity of red, which is the display color when the applied voltage is the lowest, is improved, and the green color obtained by increasing the applied voltage is increased. Blue, black, and white can be made to have almost the same colors as those when no dichroic dye is added.

【0052】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、同じ画素
で複数の色を表示するとともに、表示の基本である白と
黒および赤、緑、青の三原色を表示し、さらに前記赤、
緑、青のうちの1つの色をより高い色純度で表示して、
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 color liquid crystal display device described above, light is colored without using a color filter to display a plurality of colors in the same pixel, and white and black and red, green and blue which are the basics of display are displayed. Display the three primary colors of
Display one color of green and blue with higher color purity,
It is possible to realize a multicolor display that is clear and rich in color.

【0053】なお、上記液晶セル10の液晶分子のツイ
スト角およびΔndの値と、位相差板23のリタデーシ
ョンと、偏光板21,22の透過軸21a,22aの向
きおよび位相差板23の遅相軸23aの向きは、上記実
施例に限られるものではなく、要は、入射光が白色光で
あるときの出射光の色が、前記液晶セルの両基板の電極
間に印加する電圧に応じて、少なくとも赤、緑、青、
黒、白に変化するように設定されていればよく、さら
に、液晶セル10の液晶18に添加する二色性染料は、
赤、緑、青のうち、液晶セル10の電極13,14間に
印加する電圧が最も低いときの出射光の色の染料であれ
ばよい。
The values of the twist angle and Δnd of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10, the retardation of the retardation plate 23, the directions of the transmission axes 21a and 22a of the polarizing plates 21 and 22 and the retardation of the retardation plate 23 are set. The orientation of the shaft 23a is not limited to the above-mentioned embodiment, and the point is that the color of the emitted light when the incident light is white light depends on the voltage applied between the electrodes of both substrates of the liquid crystal cell. , At least red, green, blue,
The dichroic dye added to the liquid crystal 18 of the liquid crystal cell 10 may be any color that is set to change to black and white.
Of red, green, and blue, any dye may be used as long as the color of the emitted light when the voltage applied between the electrodes 13 and 14 of the liquid crystal cell 10 is the lowest.

【0054】また、上記実施例では、位相差板23を、
光の入射面と表示面(表示の観察面)とを兼ねる表側の
偏光板21と液晶セル10との間に配置しているが、こ
の位相差板23は、反対側の偏光板(裏側偏光板)22
と液晶セル10との間に配置してもよく、その場合で
も、液晶セル10の液晶分子のツイスト角およびΔnd
と、位相差板23のリタデーションと、偏光板21,2
2の透過軸21a,22aの向きおよび位相差板23の
遅相軸23aの向きを適正に選べば、赤、緑、青、黒、
白の表示を得ることができるし、また、液晶セル10の
液晶18に、赤、緑、青のうち、液晶セル10の電極間
印加電圧が最も低いときの出射光の色の二色性染料を添
加しておけば、印加電圧が最も低いときの表示色の純度
をより良くすることができる。
Further, in the above embodiment, the phase difference plate 23 is
The retardation plate 23 is disposed between the liquid crystal cell 10 and the front polarizing plate 21 which also serves as a light incident surface and a display surface (display observation surface). Board) 22
May be disposed between the liquid crystal cell 10 and the liquid crystal cell 10, and even in that case, the twist angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10 and Δnd
And the retardation of the retardation plate 23 and the polarizing plates 21 and 2.
If the directions of the two transmission axes 21a and 22a and the direction of the slow axis 23a of the retardation plate 23 are properly selected, red, green, blue, black,
It is possible to obtain a white display, and the liquid crystal 18 of the liquid crystal cell 10 has a dichroic dye of red, green, or blue, which is the color of the emitted light when the voltage applied between the electrodes of the liquid crystal cell 10 is the lowest. If is added, the purity of the display color when the applied voltage is the lowest can be improved.

【0055】さらに、上記実施例のカラー液晶表示装置
は、1枚も位相差板23を備えたものであるが、前記位
相差板は用いなくても、あるいは複数枚用いてもよく、
その場合でも、液晶セル10の液晶分子のツイスト角お
よびΔndと、偏光板21,22の透過軸21a,22
aの向きを適正に設定し、さらに複数枚の位相差板を用
いる場合には各位相差板のそれぞれのリタデーションお
よび遅相軸の向きを適正に設定すれば、赤、緑、青、
黒、白の表示を得ることができる。
Further, although the color liquid crystal display device of the above-mentioned embodiment is provided with at least one retardation plate 23, the retardation plate may not be used or a plurality of retardation plates may be used.
Even in that case, the twist angles and Δnd of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10 and the transmission axes 21 a and 22 of the polarizing plates 21 and 22 are also included.
If the orientation of a is properly set, and if more than one retardation plate is used, the retardation of each retardation plate and the orientation of the slow axis are properly set, and red, green, blue,
Black and white display can be obtained.

【0056】その例をあげると、位相差板を用いない場
合、液晶セル10に、液晶分子のツイスト角が75°±
10°で、Δndの値が800nm〜1100nmのも
のを用いるときは、液晶セル10の裏面側基板11の近
傍における液晶分子配向方向11a(0°の方向)に対
して、表側偏光板21の透過軸21aを前記液晶分子の
ツイスト方向と逆方向に47.5°±3°の方向、裏側
偏光板22の透過軸22aを前記ツイスト方向と逆方向
に52.5°±3°の方向に設定すればよく、このよう
な構成とすれば、入射光が白色光であるときの出射光の
色が、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、赤→緑→青→黒→白の
順に変化する。
As an example, when the retardation plate is not used, the liquid crystal cell 10 has a twist angle of 75 ° ±±.
When the value of Δnd of 800 ° to 1100 nm at 10 ° is used, the transmission of the front side polarizing plate 21 with respect to the liquid crystal molecule alignment direction 11a (0 ° direction) in the vicinity of the back side substrate 11 of the liquid crystal cell 10. The axis 21a is set to the direction of 47.5 ° ± 3 ° in the direction opposite to the twist direction of the liquid crystal molecules, and the transmission axis 22a of the back side polarizing plate 22 is set to the direction of 52.5 ° ± 3 ° in the direction opposite to the twist direction. With such a configuration, the color of the emitted light when the incident light is white light is increased as the voltage applied between the electrodes 13 and 14 of the liquid crystal cell 10 is increased. The order is red → green → blue → black → white.

【0057】また、例えば表側偏光板21と液晶セル1
0との間に2枚の位相差板を互いに重ねて配置する場
合、液晶セル10に、液晶分子のツイスト角が75°±
10°で、Δndの値が800nm〜1100nmのも
のを用いるときは、前記2枚の位相差板の位相差板のう
ちの表側偏光板21に隣接する第1の位相差板のリタデ
ーションの値を585nm±20nm、液晶セル10に
隣接する第2の位相差板のリタデーションの値を610
nm±20nmとするとともに、液晶セル10の裏面側
基板11の近傍における液晶分子配向方向11a(0°
の方向)に対して、表側偏光板21の透過軸21aを前
記液晶分子のツイスト方向と逆方向に142.5°±3
°の方向、裏側偏光板22の透過軸22aを前記ツイス
ト方向と逆方向に142.5°±3°の方向、前記第2
の位相差板の遅相軸を前記ツイスト方向と逆方向に7
4.5°±3°の方向、前記第2の位相差板の遅相軸を
前記ツイスト方向と逆方向に172.5°±3°の方向
に設定すればよく、このような構成とすれば、入射光が
白色光であるときの出射光の色が、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、赤→緑→青→黒→白の順に変化する。
Further, for example, the front polarizing plate 21 and the liquid crystal cell 1
When two retardation plates are placed so as to overlap with each other, the liquid crystal cell 10 has a twist angle of 75 ° ±±.
When the value of Δnd is 800 nm to 1100 nm at 10 °, the retardation value of the first retardation plate adjacent to the front polarizing plate 21 of the retardation plates of the two retardation plates is 585 nm ± 20 nm, the retardation value of the second retardation plate adjacent to the liquid crystal cell 10 is set to 610.
nm ± 20 nm, and the liquid crystal molecule alignment direction 11a (0 ° near the rear surface side substrate 11 of the liquid crystal cell 10).
Direction), the transmission axis 21a of the front-side polarizing plate 21 is moved to the direction opposite to the twist direction of the liquid crystal molecules by 142.5 ° ± 3.
Direction, the transmission axis 22a of the back side polarizing plate 22 is opposite to the twist direction in the direction of 142.5 ° ± 3 °, the second direction.
Set the slow axis of the retardation plate of 7 in the direction opposite to the twist direction.
It is only necessary to set the direction of 4.5 ° ± 3 ° and the slow axis of the second retardation plate to the direction of 172.5 ° ± 3 ° in the direction opposite to the twist direction. For example, when the color of the emitted light when the incident light is white light is increased as the voltage applied between the electrodes 13 and 14 of the liquid crystal cell 10 is increased, red → green → blue → black → white. Change in order.

【0058】そして、これらの位相差板を用いないカラ
ー液晶表示装置、あるいは2枚の位相差板を用いたカラ
ー液晶表示装置においても、液晶セル10の液晶18
に、赤、緑、青のうち、前記印加電圧が最も低いときの
出射光の色(上記の例では赤)の二色性染料を添加して
おけば、印加電圧が最も低いときの表示色の純度がより
良くなり、また、他の表示色、つまり前記印加電圧をあ
る程度高くしたときの表示色に対する二色性染料の影響
は小さくなる。
The liquid crystal 18 of the liquid crystal cell 10 is also used in a color liquid crystal display device that does not use these retardation plates or in a color liquid crystal display device that uses two retardation plates.
In addition, if a dichroic dye of the color of the emitted light when the applied voltage is the lowest (red in the above example) among red, green and blue is added, the display color when the applied voltage is the lowest Is further improved, and the influence of the dichroic dye on other display colors, that is, the display color when the applied voltage is increased to some extent, is reduced.

【0059】また、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20を配置した反射型のもので
あるが、この発明は、反射板を備えず、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。
Further, the color liquid crystal display device of the above-mentioned embodiment is a reflection type in which the reflection plate 20 is arranged on the back surface side, but the present invention does not have a reflection plate and uses light from the backlight. The present invention can also be applied to a transmissive color liquid crystal display device that displays images.

【0060】この透過型のカラー液晶表示装置において
位相差板を備える場合、この位相差板は、光出射面(表
示面)側の偏光板と液晶セルとの間に配置するのが望ま
しいが、光入射面側の偏光板と液晶セルとの間に配置し
てもかまわない。
When the transmission type color liquid crystal display device is provided with a retardation plate, it is desirable to dispose the retardation plate between the polarizing plate on the light emitting surface (display surface) side and the liquid crystal cell. It may be arranged between the polarizing plate on the light incident surface side and the liquid crystal cell.

【0061】さらに、上記各実施例では、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。
Further, in each of the above embodiments, the liquid crystal cell 10
Although an active matrix type is used as this, the liquid crystal cell 10 may be a simple matrix type or a segment type.

【0062】[0062]

【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、同じ画素で
複数の色を表示するとともに、表示の基本である白と黒
および赤、緑、青の三原色を表示し、さらに前記赤、
緑、青のうちの1つの色をより高い色純度で表示して、
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 display a plurality of colors in the same pixel, and white, black, red, and green, which are the basics of display, are used. , The three primary colors of blue are displayed, and the red,
Display one color of green and blue with higher color purity,
It is possible to realize a multicolor display that is clear and rich in color.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【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】同じく液晶セルの液晶分子の配向状態と各偏光
板の透過軸および位相差板の遅相軸の向きを液晶表示装
置の表面側から見た図。
FIG. 2 is a view of the alignment state of liquid crystal molecules of the liquid crystal cell, the transmission axis of each polarizing plate, and the direction of the slow axis of the retardation plate as viewed from the surface side of the liquid crystal display device.

【図3】同じくカラー液晶表示装置の表示色の変化を示
すa* −b* 色度図。
FIG. 3 is an a * -b * chromaticity diagram showing a change in display color of the color liquid crystal display device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…液晶セル 11a…裏面側基板の近傍における液晶分子配向方向 12a…表面側基板の近傍における液晶分子配向方向 18…二色性染料を添加した液晶 20…反射板 21,22…偏光板 21a,22a…透過軸 23…位相差板 23a…遅相軸 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Liquid crystal cell 11a ... Liquid crystal molecule alignment direction in the vicinity of the back side substrate 12a ... Liquid crystal molecule alignment direction in the vicinity of the front side substrate 18 ... Liquid crystal added with dichroic dye 20 ... Reflectors 21, 22 ... Polarizing plate 21a, 22a ... Transmission axis 23 ... Retardation plate 23a ... Slow axis

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】電極を形成した一対の基板間に液晶が挟持
されるとともに前記液晶の分子が一方の基板側から他方
の基板側に向かって所定のツイスト角で所定の方向にツ
イスト配向している液晶セルと、この液晶セルをはさん
で配置された一対の偏光板とを備え、 前記液晶セルの液晶分子のツイスト角と、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、前記一対の偏光板の透過軸向きとを、 入射光が白色光であるときの出射光の色が、前記液晶セ
ルの両基板の電極間に印加する電圧に応じて、少なくと
も赤、緑、青、黒、白に変化するように設定するととも
に、 前記液晶セルの液晶に、赤、緑、青のうちの1つの色の
二色性染料を添加したことを特徴とするカラー液晶表示
装置。
1. A liquid crystal is sandwiched between a pair of substrates on which electrodes are formed, and molecules of the liquid crystal are twist-aligned in a predetermined direction at a predetermined twist angle from one substrate side to the other substrate side. A liquid crystal cell, and a pair of polarizing plates arranged to sandwich the liquid crystal cell. The twist angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell, the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal of the liquid crystal cell, and the liquid crystal layer thickness. The value of the product Δnd of d and the transmission axis direction of the pair of polarizing plates are set so that the color of the emitted light when the incident light is white light is the voltage applied between the electrodes of both substrates of the liquid crystal cell. Accordingly, at least red, green, blue, black, and white are set, and the liquid crystal of the liquid crystal cell is added with a dichroic dye of one of red, green, and blue. Characteristic color liquid crystal display device.
【請求項2】二色性染料は、赤、緑、青のうち、液晶セ
ルの電極間に印加する電圧が最も低いときの出射光の色
の染料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 dichroic dye is one of red, green and blue, which is a dye of the color of emitted light when the voltage applied between the electrodes of the liquid crystal cell is the lowest. The described color liquid crystal display device.
【請求項3】電極を形成した一対の基板間に液晶が挟持
されるとともに前記液晶の分子が一方の基板側から他方
の基板側に向かって所定のツイスト角で所定の方向にツ
イスト配向している液晶セルと、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配置された少なくとも1枚の位相
差板とを備え、 前記液晶セルの液晶分子のツイスト角と、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、前記位相差板のリタデーションの値と、前記一対
の偏光板の透過軸向きと、前記位相差板の遅相軸の向き
とを、 入射光が白色光であるときの出射光の色が、前記液晶セ
ルの両基板の電極間に印加する電圧に応じて、少なくと
も赤、緑、青、黒、白に変化するように設定するととも
に、 前記液晶セルの液晶に、前記赤、緑、青のうちの1つの
色の二色性染料を添加したことを特徴とするカラー液晶
表示装置。
3. A liquid crystal is sandwiched between a pair of substrates on which electrodes are formed, and molecules of the liquid crystal are twist-aligned in a predetermined direction at a predetermined twist angle from one substrate side to the other substrate side. A liquid crystal cell, a pair of polarizing plates sandwiching the liquid crystal cell, and at least one retardation plate disposed between any one of the polarizing plates and the liquid crystal cell, The twist angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell, 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, the value of the retardation of the retardation plate, and the pair of polarizing plates. Direction of the transmission axis and the direction of the slow axis of the retardation plate, the color of the emitted light when the incident light is white light, depending on the voltage applied between the electrodes of both substrates of the liquid crystal cell. , At least when set to change to red, green, blue, black, white Moni, the liquid crystal of the liquid crystal cell, wherein the red, green, a color liquid crystal display device, characterized in that the addition of one color of the dichroic dye of blue.
【請求項4】位相差板の数は1枚であり、 液晶セルの液晶分子のツイスト角が75°±10°、前
記液晶セルのΔndの値が800nm〜1100nm、
前記位相差板のリタデーションの値が60nm±20n
mであるとともに、 前記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、 位相差板配置側の偏光板の透過軸が、前記液晶分子のツ
イスト方向と逆方向に60.5°±3°の方向、 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52.5°±3°の方向、 前記位相差板の遅相軸が、前記ツイスト方向と逆方向に
52.5°±3°の方向に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。
4. The number of retardation plates is one, the twist angle of liquid crystal molecules of the liquid crystal cell is 75 ° ± 10 °, and the value of Δnd of the liquid crystal cell is 800 nm to 1100 nm,
The retardation value of the retardation plate is 60 nm ± 20 n
When the alignment direction of the liquid crystal molecules in the vicinity of the substrate on the opposite side of the liquid crystal cell on the side of the retardation plate is 0 °, the transmission axis of the polarizing plate on the side of the retardation plate is The direction opposite to the twist direction of the liquid crystal molecules is 60.5 ° ± 3 °, the transmission axis of the polarizing plate on the opposite side is 52.5 ° ± 3 ° in the direction opposite to the twist direction, and the phase difference is The color liquid crystal display device according to claim 3, wherein a slow axis of the plate is in a direction of 52.5 ° ± 3 ° in a direction opposite to the twist direction.
【請求項5】液晶セルの電極間に印加する電圧が最も低
いときの出射光の色は赤であり、液晶に添加された二色
性染料は赤の染料であることを特徴とする請求項4に記
載のカラー液晶表示装置。
5. The color of emitted light when the voltage applied between the electrodes of the liquid crystal cell is the lowest, and the dichroic dye added to the liquid crystal is a red dye. 4. The color liquid crystal display device according to item 4.
【請求項6】二色性染料の添加量は0.05重量%〜5
重量%であることを特徴とする請求項1〜請求項5のい
ずれか1つに記載のカラー液晶表示装置。
6. A dichroic dye is added in an amount of 0.05% by weight to 5%.
It is weight%, The color liquid crystal display device as described in any one of Claims 1-5.
【請求項7】一対の偏光板のうちの光の入射側とは反対
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〜請求項5のいずれか1つに記載のカラ
ー液晶表示装置。
7. The reflecting plate is arranged on the outer surface of the polarizing plate opposite to the light incident side of the pair of polarizing plates. The color liquid crystal display device described in 1.
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