(57)【要約】【課題】カラー偏光板を備えた液晶表示装置として、液晶素子の複数の画素に対応する領域からそれぞれ非着色光と赤、緑、青の３色の着色光とを選択的に出射し、多彩色のカラー画像を表示することができるものを提供する。【解決手段】液晶分子が実質的に９０°のツイスト角でツイスト配向した液晶層を有し、複数の画素が同じピッチでマトリックス状に配列した第１と第２の液晶素子１０，２０をそれぞれの画素を互いに対向させて配置し、第１の液晶素子１０の第２の液晶素子２０と対向する面とは反対の面側に青色偏光板３１を配置し、第２の液晶素子２０の第１の液晶素子１０と対向する面とは反対の面側に緑色偏光板３２をその吸収軸３２ａを前記青色偏光板３１の吸収軸３１ａと平行にして配置し、第１と第２の液晶素子１０，２０の間に赤色偏光板３３をその吸収軸３３ａを前記青色及び緑色偏光板３１，３２の吸収軸３１ａ，３２ａと直交させて配置した。【選択図】図１
2005106864.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶分子が実質的に９０°のツイスト角でツイスト配向した液晶層を挟んで対向する一対の基板の対向面に、互いに対向する領域によりマトリックス状に配列する複数の画素を形成する電極が形成された第１の液晶素子と、
液晶分子が実質的に９０°のツイスト角でツイスト配向した液晶層を挟んで対向する一対の基板の対向面に、互いに対向する領域により前記第１の液晶素子の画素ピッチと同じピッチでマトリックス状に配列する複数の画素を形成する電極が形成されてなり、前記第１の液晶素子の一方の面側に、前記複数の画素を前記第１の液晶素子の複数の画素にそれぞれ対向させて配置された第２の液晶素子と、
一方の方向に吸収軸をもち、赤、緑、青の３色のうちの第１の色の波長域の入射光に対しては偏光作用を示さずにその互いに直交する２つの直線偏光成分の両方を透過させ、他の色の波長域の入射光に対し、その互いに直交する２つの直線偏光成分のうち、前記吸収軸に平行な一方の直線偏光成分を吸収し、他方の直線偏光成分を透過させる偏光作用を示す特性を有し、前記吸収軸を予め定めた方向に向けて前記第１の液晶素子の前記第２の液晶素子と対向する面とは反対の面側に配置された第１のカラー偏光板と、
一方の方向に吸収軸をもち、前記赤、緑、青の３色のうちの第２の色の波長域の入射光に対しては偏光作用を示さずにその互いに直交する２つの直線偏光成分の両方を透過させ、他の色の波長域の入射光に対し、その互いに直交する２つの直線偏光成分のうち、前記吸収軸に平行な一方の直線偏光成分を吸収し、他方の直線偏光成分を透過させる偏光作用を示す特性を有し、前記吸収軸を前記第１のカラー偏光板の吸収軸と実質的に平行にして前記第２の液晶素子の前記第１の液晶素子と対向する面とは反対の面側に配置された第２のカラー偏光板と、
一方の方向に吸収軸をもち、前記赤、緑、青の３色のうちの第３の色の波長域の入射光に対しては偏光作用を示さずにその互いに直交する２つの直線偏光成分の両方を透過させ、他の色の波長域の入射光に対し、その互いに直交する２つの直線偏光成分のうち、前記吸収軸に平行な一方の直線偏光成分を吸収し、他方の直線偏光成分を透過させる偏光作用を示す特性を有し、前記吸収軸を前記第１及び第２のカラー偏光板の吸収軸と実質的に直交させて前記第１の液晶素子と第２の液晶素子との間に配置された第３のカラー偏光板とを備えたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
第１と第２の液晶素子の互いに対向する側の基板の近傍における液晶分子配向方向は、実質的に互いに平行または直交しており、第１と第２と第３のカラー偏光板の吸収軸はそれぞれ、そのカラー偏光板が隣接する液晶素子の前記カラー偏光板側の基板の近傍における液晶分子配向方向と実質的に互いに平行または直交していることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、カラー偏光板を備えた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶層を挟んで対向する一対の基板の対向面に、互いに対向する領域によりマトリックス状に配列する複数の画素を形成する電極が形成された液晶素子の観察側とは反対側に、光の互いに直交する２つの直線偏光成分のうち、一方の直線偏光成分を吸収し、他方の直線偏光成分を透過させる吸収偏光板を配置し、前記液晶素子の観察側に、一方の方向に吸収軸をもち、特定の色の波長域の入射光に対しては偏光作用を示さずにその互いに直交する２つの直線偏光成分の両方を透過させ、他の色の波長域の入射光に対し、その互いに直交する２つの直線偏光成分のうち、前記吸収軸に平行な一方の直線偏光成分を吸収し、他方の直線偏光成分を透過させる偏光作用を示す特性を有するカラー偏光板を配置した液晶表示装置が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
この液晶表示装置は、前記カラー偏光板を利用して着色画像を表示するものであり、観察側とは反対側から入射した光は、前記吸収偏光板により直線偏光とされて液晶素子に入射し、その複数の画素を液晶層により偏光状態を制御されて透過した光を、前記カラー偏光板によりその色に着色して観察側に出射する。
【特許文献１】特開２０００―３３８４８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記従来のカラー偏光板を備えた液晶表示装置は、液晶素子の複数の画素に対応する領域からそれぞれ非着色光と前記カラー偏光板により着色された光による１色の着色光とを選択的に出射するだけであるため、単色のカラー画像しか表示できない。
【０００５】
この発明は、カラー偏光板を備えた液晶表示装置として、液晶素子の複数の画素に対応する領域からそれぞれ非着色光と赤、緑、青の３色の着色光とを選択的に出射し、多彩色のカラー画像を表示することができるものを提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の液晶表示装置は、
液晶分子が実質的に９０°のツイスト角でツイスト配向した液晶層を挟んで対向する一対の基板の対向面に、互いに対向する領域によりマトリックス状に配列する複数の画素を形成する電極が形成された第１の液晶素子と、
液晶分子が実質的に９０°のツイスト角でツイスト配向した液晶層を挟んで対向する一対の基板の対向面に、互いに対向する領域により前記第１の液晶素子の画素ピッチと同じピッチでマトリックス状に配列する複数の画素を形成する電極が形成されてなり、前記第１の液晶素子の一方の面側に、前記複数の画素を前記第１の液晶素子の複数の画素にそれぞれ対向させて配置された第２の液晶素子と、
一方の方向に吸収軸をもち、赤、緑、青の３色のうちの第１の色の波長域の入射光に対しては偏光作用を示さずにその互いに直交する２つの直線偏光成分の両方を透過させ、他の色の波長域の入射光に対し、その互いに直交する２つの直線偏光成分のうち、前記吸収軸に平行な一方の直線偏光成分を吸収し、他方の直線偏光成分を透過させる偏光作用を示す特性を有し、前記吸収軸を予め定めた方向に向けて前記第１の液晶素子の前記第２の液晶素子と対向する面とは反対の面側に配置された第１のカラー偏光板と、
一方の方向に吸収軸をもち、前記赤、緑、青の３色のうちの第２の色の波長域の入射光に対しては偏光作用を示さずにその互いに直交する２つの直線偏光成分の両方を透過させ、他の色の波長域の入射光に対し、その互いに直交する２つの直線偏光成分のうち、前記吸収軸に平行な一方の直線偏光成分を吸収し、他方の直線偏光成分を透過させる偏光作用を示す特性を有し、前記吸収軸を前記第１のカラー偏光板の吸収軸と実質的に平行にして前記第２の液晶素子の前記第２の液晶素子の前記第１の液晶素子と対向する面とは反対の面側に配置された第２のカラー偏光板と、
一方の方向に吸収軸をもち、前記赤、緑、青の３色のうちの第３の色の波長域の入射光に対しては偏光作用を示さずにその互いに直交する２つの直線偏光成分の両方を透過させ、他の色の波長域の入射光に対し、その互いに直交する２つの直線偏光成分のうち、前記吸収軸に平行な一方の直線偏光成分を吸収し、他方の直線偏光成分を透過させる偏光作用を示す特性を有し、前記吸収軸を前記第１及び第２のカラー偏光板の吸収軸と実質的に直交させて前記第１の液晶素子と第２の液晶素子との間に配置された第３のカラー偏光板とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
この液晶表示装置において、前記第１と第２の液晶素子の互いに対向する側の基板の近傍における液晶分子配向方向は、実質的に互いに平行または直交しており、前記第１と第２と第３のカラー偏光板の吸収軸はそれぞれ、そのカラー偏光板が隣接する液晶素子の前記カラー偏光板側の基板の近傍における液晶分子配向方向と実質的に互いに平行または直交しているのが好ましい。
【０００８】
この発明の液晶表示装置は、前記第１の液晶素子の第２の液晶素子と対向する面とは反対の面側に配置された第１のカラー偏光板と、前記第２の液晶素子の第１の液晶素子と対向する面とは反対の面側に配置された第２のカラー偏光板とのいずれか一方の外面側を表示の観察側としたものであり、前記観察側とは反対側から入射した光の透過を制御して前記観察側に出射させる透過表示と、前記観察側から入射した光を前記観察側とは反対側において反射し、その光の透過を制御して前記観察側に出射させる反射表示とのいずれか一方または両方の表示を行なう。
【０００９】
この液晶表示装置は、液晶分子が実質的に９０°のツイスト角でツイスト配向した液晶層を有し、複数の画素が同じピッチでマトリックス状に配列した第１と第２の液晶素子をそれぞれの画素を互いに対向させて配置し、前記第１の液晶素子の第２の液晶素子と対向する面とは反対の面側に、赤、緑、青の３色のうち、第１の色の波長域の入射光に対しては偏光作用を示さず、他の色の波長域の入射光に対して偏光作用を示す第１のカラー偏光板を、その吸収軸を予め定めた方向に向けて配置し、前記第２の液晶素子の第１の液晶素子と対向する面とは反対の面側に、前記赤、緑、青の３色のうち、第２の色の波長域の入射光に対しては偏光作用を示さず、他の色の波長域の入射光に対して偏光作用を示す第２のカラー偏光板を、その吸収軸を前記第１のカラー偏光板の吸収軸と実質的に平行にして配置し、前記第１の液晶素子と第２の液晶素子との間に、前記赤、緑、青の３色のうち、第３の色の波長域の入射光に対しては偏光作用を示さず、他の色の波長域の入射光に対して偏光作用を示す第３のカラー偏光板を、その吸収軸を前記第１及び第２のカラー偏光板の吸収軸と実質的に直交させて配置しているため、前記第１と第２の液晶素子の互いに対向する画素の両方を、その電極間に駆動電圧を印加しないＯＦＦ状態にしたとき、つまり両方の液晶素子の液晶分子を初期のツイスト配向状態に配向させたときに、前記画素に対応する領域から非着色光が出射する。
【００１０】
また、前記第１と第２の液晶素子の互いに対向する画素のうち、第１の液晶素子の画素をＯＦＦ状態にし、第２の液晶素子の画素を、その電極間に液晶分子を基板面に対して実質的に垂直に立ち上がり配向させる駆動電圧を印加したＯＮ状態にしたときは、前記画素に対応する領域から、前記第１の液晶素子の第２の液晶素子と対向する面とは反対の面側に配置された前記第１のカラー偏光板による着色光（カラー偏光板の吸収軸に平行な直線偏光成分のうち、前記カラー偏光板を透過した波長域の光）が出射する。
【００１１】
それと逆に、前記第１と第２の液晶素子の互いに対向する画素のうち、第１の液晶素子の画素をＯＮ状態にし、第２の液晶素子の画素をＯＦＦ状態にしたときは、前記画素に対応する領域から前記第２の液晶素子の第１の液晶素子と対向する面とは反対の面側に配置された前記第２のカラー偏光板による着色光が出射する。
【００１２】
さらに、前記第１と第２の液晶素子の互いに対向する画素の両方をＯＮ状態にしたときは、前記画素に対応する領域から前記第１の液晶素子と第２の液晶素子との間に配置された前記第３のカラー偏光板による着色光が出射する。
【発明の効果】
【００１３】
この発明の液晶表示装置によれば、液晶素子の複数の画素に対応する領域からそれぞれ非着色光と赤、緑、青の３色の着色光とを選択的に出射することができるため、前記複数の画素の表示をそれぞれ、前記非着色光の出射による白表示と、前記第１、第２、第３のカラー偏光板による赤、緑、青の３色の着色表示とに切換え、白、赤、緑、青と、互いに隣り合う複数の画素の複数の表示色の混色とを含む多彩色のカラー画像を表示することができる。
【００１４】
このように、この発明の液晶表示装置は、液晶分子が実質的に９０°のツイスト角でツイスト配向した液晶層を有し、複数の画素が同じピッチでマトリックス状に配列した第１と第２の液晶素子をそれぞれの画素を互いに対向させて配置し、前記第１の液晶素子の第２の液晶素子と対向する面とは反対の面側に、赤、緑、青の３色のうち、第１の色の波長域の入射光に対しては偏光作用を示さず、他の色の波長域の入射光に対して偏光作用を示す第１のカラー偏光板を、その吸収軸を予め定めた方向に向けて配置し、前記第２の液晶素子の第１の液晶素子と対向する面とは反対の面側に、前記赤、緑、青の３色のうち、第２の色の波長域の入射光に対しては偏光作用を示さず、他の色の波長域の入射光に対して偏光作用を示す第２のカラー偏光板を、その吸収軸を前記第１のカラー偏光板の吸収軸と実質的に平行にして配置し、前記第１の液晶素子と第２の液晶素子との間に、前記赤、緑、青の３色のうち、第３の色の波長域の入射光に対しては偏光作用を示さず、他の色の波長域の入射光に対して偏光作用を示す第３のカラー偏光板を、その吸収軸を前記第１及び第２のカラー偏光板の吸収軸と実質的に直交させて配置することにより、液晶素子の複数の画素に対応する領域からそれぞれ非着色光と赤、緑、青の３色の着色光とを選択的に出射し、多彩色のカラー画像を表示することができるようにしたものである。
【００１５】
この液晶表示装置において、前記第１と第２の液晶素子の互いに対向する側の基板の近傍における液晶分子配向方向は、実質的に互いに平行または直交しており、前記第１と第２と第３のカラー偏光板の吸収軸はそれぞれ、そのカラー偏光板が隣接する液晶素子の前記カラー偏光板側の基板の近傍における液晶分子配向方向と実質的に互いに平行または直交しているのが好ましく、このようにすることにより、明るいカラー画像を表示することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１〜図３はこの発明の一実施例を示しており、図１は液晶表示装置の分解斜視図、図２は前記液晶表示装置の一部分の断面図である。
【００１７】
この実施例の液晶表示装置は透過型のものであり、第１と第２の２つの液晶素子１０，２０と、第１と第２と第３の３枚のカラー偏光板３１，３２，３３と、白色光を出射する面光源４０とを備えている。
【００１８】
上記第１の液晶素子１０は、液晶層１１を挟んで対向する前後一対の透明基板１２，１３の対向面に、互いに対向する領域によりマトリックス状に配列する複数の画素を形成する透明電極１４，１５が形成された構成とされ、前記第２の液晶素子２０は、液晶層２１を挟んで対向する前後一対の透明基板２２，２３の対向面に、互いに対向する領域により前記第１の液晶素子１０の画素ピッチと同じピッチでマトリックス状に配列する複数の画素を形成する透明電極２４，２５が形成された構成とされている。
【００１９】
この第１と第２の液晶素子１０，２０はいずれも、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）をアクティブ素子とするアクティブマトリックス液晶素子であり、一方の基板、例えば後側基板（図において下側の基板）１３，２３に形成された電極１５，２５は、行方向及び列方向にマトリックス状に配列する複数の画素電極、他方の前側基板（図において上側の基板）１２，２２に形成された電極１４，２４は、前記複数の画素電極１５，２５に対向する一枚膜状の対向電極である。
【００２０】
なお、図では省略しているが、前記複数の画素電極１５，２５が形成された後側基板１３，２３の前側基板１２，２２と対向する面には、前記複数の画素電極１５，２５にそれぞれ接続された複数のＴＦＴと、各行のＴＦＴにそれぞれゲート信号を供給する複数のゲート配線と、各列のＴＦＴにそれぞれデータ信号を供給する複数のデータ配線とが設けられている。
【００２１】
また、前記第１と第２の液晶素子１０，２０の一対の基板１２，１３及び２２，２３の対向面にはそれぞれ、前記電極１４，１５及び２４，２５を覆って、互いに直交する方向に配向処理された配向膜１６，１７及び２６，２７が設けられている。
【００２２】
前記第１の液晶素子１０の一対の基板１２，１３と、前記第２の液晶素子２０の一対の基板２２，２３はそれぞれ、前記複数の画素がマトリックス状に配列している表示エリアを囲む枠状のシール材（図示せず）を介して接合されており、これらの基板１２，１３間及び２２，２３間の前記シール材で囲まれた領域に液晶層１１，２１が設けられている。
【００２３】
前記液晶層１１，２１は誘電異方性が正のネマティック液晶からなっており、第１と第２の液晶素子１０，２０の液晶層１１，２１の液晶分子はそれぞれ、前記一対の基板１２，１３及び２２，２３の近傍における配向方向を前記配向膜１６，１７及び２６，２７により規定され、一対の基板１２，１３間及び２２，２３間において実質的に９０°のツイスト角でツイスト配向している。
【００２４】
図１において、破線矢印１２ａ，２２ａは、前記第１と第２の液晶素子１０，２０の前側基板１２，２２の近傍における液晶分子配向方向、破線矢印１３ａ，２３ａは、前記第１と第２の液晶素子１０，２０の後側基板１３，２３の近傍における液晶分子配向方向を示しており、この実施例では、両方の液晶素子１０，２０の前側基板１２，２２の近傍における液晶分子配向方向１２ａ，２２ａを前記表示エリアの横軸（図示せず）に対して一方の方向（図１において前側から見て左回り方向）に実質的に４５°ずれた方向、後側基板１３，２３の近傍における液晶分子配向方向１３ａ，２３ａを前記表示エリアの横軸に対して他方の方向（図１において前側から見て右回り方向）に実質的に４５°ずれた方向に設定している。
【００２５】
そして、前記第１と第２の液晶素子１０，２０は、それぞれの前側基板１２，２２の外面を表示の観察側に向けた状態で、第１の液晶素子１０の一方の面側に第２の液晶素子２０を位置させるとともに、前記第２の液晶素子２０の複数の画素を前記第１の液晶素子１０の複数の画素にそれぞれ対向させ、且つ両方の液晶素子１０，２０の互いに対向する側の基板の近傍における液晶分子配向方向を実質的に直交させて配置されている。
【００２６】
この実施例では、図１及び図２に示したように、第１の液晶素子１０の前面側（観察側）に、第２の液晶素子２０を、この第２の液晶素子２０の後側基板２３の近傍における液晶分子配向方向２３ａを前記第１の液晶素子１０の前側基板１２の近傍における液晶分子配向方向１２ａと実質的に直交させて配置している。
【００２７】
一方、前記第１と第２と第３のカラー偏光板３１，３２，３３のうち、第１のカラー偏光板３１は、一方の方向に吸収軸３１ａをもち、赤、緑、青の３色のうちの第１の色、例えば青の波長域の入射光に対しては偏光作用を示さずにその互いに直交する２つの直線偏光成分の両方を透過させ、他の色（赤と緑）の波長域の入射光に対し、その互いに直交する２つの直線偏光成分のうち、前記吸収軸３１ａに平行な一方の直線偏光成分を吸収し、他方の直線偏光成分（吸収軸３１ａに対して直交する直線偏光成分）を透過させる偏光作用を示す特性を有する偏光板であり、この第１のカラー偏光板（以下、青色偏光板という）３１は、その吸収軸３１ａを予め定めた方向に向けて、前記第１の液晶素子１０の後側、つまり第２の液晶素子２０と対向する面とは反対の面側に配置されている。
【００２８】
また、第２のカラー偏光板３２は、一方の方向に吸収軸３２ａをもち、前記赤、緑、青の３色のうちの第２の色、例えば緑の波長域の入射光に対しては偏光作用を示さずにその互いに直交する２つの直線偏光成分の両方を透過させ、他の色（赤と青）の波長域の入射光に対し、その互いに直交する２つの直線偏光成分のうち、前記吸収軸３２ａに平行な一方の直線偏光成分を吸収し、他方の直線偏光成分（吸収軸３２ａに対して直交する直線偏光成分）を透過させる偏光作用を示す特性を有する偏光板であり、この第２のカラー偏光板（以下、緑色偏光板という）３２は、その吸収軸３２ａを前記青色偏光板３１の吸収軸３１ａと実質的に平行にして前記第２の液晶素子２０の前側、つまり第１の液晶素子１０と対向する面とは反対の面側に配置されている。
【００２９】
さらに、第２のカラー偏光板３３は、一方の方向に吸収軸３３ａをもち、前記赤、緑、青の３色のうちの第３の色、例えば赤の波長域の入射光に対しては偏光作用を示さずにその互いに直交する２つの直線偏光成分の両方を透過させ、他の色（緑と青）の波長域の入射光に対し、その互いに直交する２つの直線偏光成分のうち、前記吸収軸３３ａに平行な一方の直線偏光成分を吸収し、他方の直線偏光成分（吸収軸３３ａに対して直交する直線偏光成分）を透過させる偏光作用を示す特性を有する偏光板であり、この第３のカラー偏光板（以下、赤色偏光板という）３３は、その吸収軸３３ａを前記青色及び緑色偏光板３１，３２の吸収軸３１ａ，３２ａと実質的に直交させて前記第１の液晶素子１０と第２の液晶素子２０との間に配置されている。
【００３０】
前記青、緑、赤の各色のカラー偏光板３１，３２，３３の吸収軸３１ａ，３２ａ，３３ａはそれぞれ、そのカラー偏光板３１，３２，３３が隣接する液晶素子１０，２０の前記カラー偏光板側の基板の近傍における液晶分子配向方向と実質的に互いに平行または直交している。
【００３１】
すなわち、この実施例では、図１に示したように、第１の液晶素子１０の後側の青色偏光板３１を、その吸収軸３１ａを前記第１の液晶素子１０の後側基板１３の近傍における液晶分子配向方向１３ａと実質的に直交させて配置し、第２の液晶素子２０の前側の緑色偏光板３２を、その吸収軸３２ａを前記第２の液晶素子２０の前側基板２２の近傍における液晶分子配向方向２２ａと実質的に平行にして配置し、第１と第２の液晶素子１０，２０の間の赤色偏光板３３を、その吸収軸３３ａを前記第１の液晶素子１０の前側基板１２の近傍における液晶分子配向方向１２ａと実質的に直交させ、第２の液晶素子２０の後側基板２３の近傍における液晶分子配向方向２３ａと実質的に平行にして配置している。
【００３２】
また、前記面光源４０は、前記第１と第２の液晶表示素子１０，２０の表示エリアの全域に対向する面積をもったアクリル系樹脂板等の板状透明部材からなり、この透明部材の一端面に形成され、光が入射される入射端面４２と、前記入射端面４２から入射し、前記透明部材内を導かれた光を出射する出射面４３と、前記入射端面４２から透明部材内に入射した光を前記出射面４３に向けて反射する反射面４４とを有する導光板４１と、前記導光板４１の入射端面４２に対向させて配置され、前記入射端面４２に向けて白色光を出射する発光素子４５とを備えている。
【００３３】
なお、図１では省略しているが、前記導光板４１の反射面４４には、その全域にわたって、前記入射端面４２と平行な方向に沿う１０〜３０μｍ程度の幅の複数の溝部が５０〜１００μｍ程度のピッチで形成されており、前記入射端面４２から入射した光は、前記出射面４３と外気（空気層）との界面及び前記反射面４４の複数の溝部間の平坦面と外気との界面で全反射しながら導光板４１内をその長さ方向に導かれ、前記反射面４４の複数の溝部と外気との界面で前記出射面４３の法線に対する角度が小さくなる方向に全反射し、前記出射面４３の全域から均一な輝度分布で出射する。
【００３４】
また、前記発光素子４５は、その内部構造は図示しないが、赤色光を発する赤色ＬＥＤ（発光ダイオード）と、緑色光を発する緑色ＬＥＤと、青色光を発する青色ＬＥＤとを備えた固体発光素子であり、前記赤、緑、青の３色のＬＥＤを同時に駆動され、前記導光板４１の入射端面４２に向けて、赤、緑、青の３色の光の混色光である白色光を出射する。
【００３５】
すなわち、この面光源４０は、前記発光素子４５からの白色の照明光を前記導光板４１により導いてその出射面４３から前記青色偏光板３１に向けて出射するものであり、この面光源４０は、前記第１の液晶素子１０の後側に配置された青色偏光板３１の後側に、前記導光板４１の出射面４３を前記青色偏光板３１に対向させて配置されている。
【００３６】
なお、この実施例では、前記面光源４０の発光素子４５を、赤、緑、青の３色のＬＥＤを備えた固体発光素子としているが、前記導光板４１の入射端面４２に対向させて配置する発光素子は、前記入射端面４２の長さ方向（導光板４１の幅方向）に沿う直管状の冷陰極管等でもよい。
【００３７】
この液晶表示装置は、前記第２の液晶素子２０の前側、つまり第１の液晶素子１０と対向する面とは反対の面側に配置された緑色偏光板３２の外面側を表示の観察側としたものであり、前記面光源４０の発光素子４５を点灯させ、前記第１の液晶素子１０の複数の画素の電極１４，１５間と前記第２の液晶素子２０の複数の画素の電極２４，２５間とに互いに同調させて画像データに応じた駆動電圧を印加することにより、前記面光源４０から出射して観察側とは反対側から入射した光の透過を制御して前記観察側に出射させる透過表示を行なう。
【００３８】
この液晶表示装置は、液晶分子が実質的に９０°のツイスト角でツイスト配向した液晶層１１，２１を有し、複数の画素が同じピッチでマトリックス状に配列した第１と第２の液晶素子１０，２０をそれぞれの画素を互いに対向させて配置し、前記第１の液晶素子１０の第２の液晶素子２０と対向する面とは反対の面側に、赤、緑、青の３色のうち、青の波長域の入射光に対しては偏光作用を示さず、他の色の波長域の入射光に対して偏光作用を示す青色偏光板３１を、その吸収軸３１ａを予め定めた方向に向けて配置し、前記第２の液晶素子２０の第１の液晶素子１０と対向する面とは反対の面側に、前記赤、緑、青の３色のうち、緑の波長域の入射光に対しては偏光作用を示さず、他の色の波長域の入射光に対して偏光作用を示す緑色偏光板３２を、その吸収軸３２ａを前記青色偏光板３１の吸収軸３１ａと実質的に平行にして配置し、前記第１の液晶素子１０と第２の液晶素子２０との間に、前記赤、緑、青の３色のうち、赤の波長域の入射光に対しては偏光作用を示さず、他の色の波長域の入射光に対して偏光作用を示す赤色偏光板３３を、その吸収軸３３ａを前記青色及び緑色偏光板３１，３２の吸収軸３１ａ，３２ａと実質的に直交させて配置しているため、前記第１と第２の液晶素子１０，２０の互いに対向する画素の両方を、その電極１４，１５間及び２４，２５に駆動電圧を印加しないＯＦＦ状態にしたとき、つまり両方の液晶素子１０，２０の液晶分子１１ａ，２１ａを初期のツイスト配向状態に配向させたときに、前記画素に対応する領域から非着色光が出射する。
【００３９】
また、前記第１と第２の液晶素子１０，２０の互いに対向する画素のうち、第１の液晶素子１０の画素をＯＦＦ状態にし、第２の液晶素子２０の画素を、その電極２４，２５間に液晶分子を基板２２，２３面に対して実質的に垂直に立ち上がり配向させる駆動電圧を印加したＯＮ状態にしたときは、前記画素に対応する領域から、前記第１の液晶素子１０の第２の液晶素子２０と対向する面とは反対の面側に配置された青色偏光板３１による青の着色光が出射する。
【００４０】
それと逆に、前記第１と第２の液晶素子１０，２０の互いに対向する画素のうち、第１の液晶素子１０の画素をＯＮ状態にし、第２の液晶素子２０の画素をＯＦＦ状態にしたときは、前記画素に対応する領域から前記第２の液晶素子２０の第１の液晶素子１０と対向する面とは反対の面側に配置された緑色偏光板による緑の着色光が出射する。
【００４１】
さらに、前記第１と第２の液晶素子１０，２０の互いに対向する画素の両方をＯＮ状態にしたときは、前記画素に対応する領域から前記第１の液晶素子１０と第２の液晶素子２０との間に配置された赤色偏光板３３による赤の着色光が出射する。
【００４２】
図３は前記液晶表示装置の表示原理を示す模式図であり、（ａ）は第１と第２の液晶素子１０，２０の互いに対向する画素の両方を、その電極１４，１５間及び２４，２５に駆動電圧を印加しないＯＦＦ状態にしたとき、（ｂ）は前記第１と第２の液晶素子１０，２０の互いに対向する画素のうち、第１の液晶素子１０の画素をＯＦＦ状態にし、第２の液晶素子２０の画素をＯＮ状態にしたとき、（ｃ）は前記第１と第２の液晶素子１０，２０の互いに対向する画素のうち、第１の液晶素子１０の画素をＯＮ状態にし、第２の液晶素子２０の画素をＯＦＦ状態にしたとき、（ｄ）は前記第１と第２の液晶素子１０，２０の互いに対向する画素の両方をＯＮ状態にしたときを示している。
【００４３】
図３（ａ）〜（ｄ）のように、前記面光源４０から出射した白色光ｂｒｇは、まず青色偏光板３１に入射し、青以外の波長域の光の互いに直交する２つの直線偏光成分のうち、前記青色偏光板３１の吸収軸３１ａに平行な一方の直線偏光成分が前記青色偏光板３１により吸収され、青以外の波長域の直線偏光ＲＧと、偏光されていない青色光ｂとが前記青色偏光板３１を透過する。
【００４４】
そして、前記第１と第２の液晶素子１０，２０の互いに対向する画素の両方を、その電極１４，１５間及び２４，２５に駆動電圧を印加しないＯＦＦ状態にしたときは、図３（ａ）のように、前記青色偏光板３１を透過した光のうち、非偏光の青色光ｂが前記第１の液晶素子１０をそのまま透過し、青以外の波長域の直線偏光ＲＧが、液晶分子１１ａが初期のツイスト配向状態に配向した液晶層１１により実質的に９０°旋光されて前記第１の液晶素子１０を透過する。
【００４５】
前記第１の液晶素子１０を透過した非偏光の青色光ｂと青以外の波長域の直線偏光ＲＧは赤色偏光板３３に入射し、これらの光のうち、前記非偏光の青色光ｂは、前記赤色偏光板３３の吸収軸３３ａに平行な直線偏光成分を吸収され、それと直交する青色の直線偏光Ｂとなって出射する。また、前記青以外の波長域の直線偏光ＲＧは、前記第１の液晶素子１０の液晶層１１により９０゜旋光された光であり、その偏光面は前記赤色偏光板３３の透過軸と平行であるため、この青以外の波長域の直線偏光ＲＧは前記赤色偏光板３３を透過する。すなわち、前記赤色偏光板３３を透過した青色の直線偏光Ｂと青以外の波長域の直線偏光ＲＧは、同一の偏光面をもつ白色の直線偏光ＢＧＲとなる。
【００４６】
前記赤色偏光板３３を透過した前記直線偏光ＢＧＲは第２の液晶素子２０に入射し、液晶分子２１ａが初期のツイスト配向状態に配向した液晶層２１により実質的に９０°旋光されて前記第２の液晶素子２０透過し、緑色偏光板３２の吸収軸３２ａに対して直交する方向（透過軸方向）と平行な偏光面をもつ直線偏光となって前記緑色偏光板３２に入射する。
【００４７】
そのため、このときは、前記第２の液晶素子２０を透過した白色の直線偏光ＢＧＲが、前記緑色偏光板３２透過して観察側に出射する。
【００４８】
また、前記第１と第２の液晶素子１０，２０の互いに対向する画素のうち、第１の液晶素子１０の画素をＯＦＦ状態にし、第２の液晶素子２０の画素をＯＮ状態にしたときは、図３（ｂ）のように、前記青色偏光板３１と前記第１の液晶素子１０とを透過し、前記赤色偏光板３３によりその吸収軸３３ａに平行な直線偏光成分を吸収されて直線偏光となった青色の直線偏光Ｂと、前記青色偏光板３１により直線偏光とされ、前記第１の液晶素子１０により実質的に９０°旋光されて前記赤色偏光板３３を透過した青以外の波長域の直線偏光ＲＧとからなる同一の偏光面をもつ白色の直線偏光ＢＧＲが第２の液晶素子２０に入射し、その光が、液晶分子２１ａが基板２２，２３面に対して実質的に垂直に立ち上がり配向した第２の液晶素子２０を偏光状態をほとんど変えずに透過する。
【００４９】
そのため、この第２の液晶素子２０を透過した白色の直線偏光ＢＧＲは、緑色偏光板３２の吸収軸３２ａに平行な直線偏光となって前記緑色偏光板３２に入射し、その直線偏光のうち、緑以外の波長域の光を前記緑色偏光板３２により吸収され、緑の波長域の光が前記緑色偏光板３２を透過して、緑色光Ｇとなって観察側に出射する。
【００５０】
また、前記第１と第２の液晶素子１０，２０の互いに対向する画素のうち、第１の液晶素子１０の画素をＯＮ状態にし、第２の液晶素子２０の画素をＯＦＦ状態にしたときは、図３（ｃ）のように、前記青色偏光板３１を透過した非偏光の青色光ｂと青以外の波長域の直線偏光ＲＧとが、液晶分子１１ａが基板１２，１３面に対して実質的に垂直に立ち上がり配向した第１の液晶素子１０を偏光状態をほとんど変えずに透過して赤色偏光板３３に入射する。
【００５１】
これらの光のうち、前記非偏光の青色光ｂは、前記赤色偏光板３３の吸収軸３３ａに平行な直線偏光成分を吸収され、前記赤色偏光板３３の透過軸と平行な偏光面をもつ青色の直線偏光Ｂとなって前記赤色偏光板３３を透過する。また、前記青以外の波長域の直線偏光ＲＧは、前記赤色偏光板３３の吸収軸３３ａと平行な偏光面をもっているため、この青以外の波長域の直線偏光ＲＧは、前記赤色偏光板３３により赤以外の波長域の光を吸収され、赤色の直線偏光Ｒとなって前記赤色偏光板３３を透過する。このため、前記赤色偏光板３３からは、その透過軸と平行な偏光面をもつ青色の直線偏光Ｂと、その吸収軸３３ａと平行な偏光面をもつ赤色の直線偏光Ｒとが出射する。
【００５２】
前記赤色偏光板３３を透過した青色の直線偏光Ｂと赤色の直線偏光Ｒは、液晶分子２１ａが初期のツイスト配向状態に配向した第２の液晶素子２０を実質的に９０°旋光されて透過し、前記青色の直線偏光Ｂは、緑色偏光板３２の吸収軸３２ａに対して直交する方向（透過軸方向）に偏光面を持った直線偏光となって前記緑色偏光板３２に入射し、前記赤色の直線偏光Ｒは、前記緑色偏光板３２の吸収軸３２ａと平行な偏光面をもつ直線偏光となって前記緑色偏光板３２に入射する。
【００５３】
そのため、このときは、前記赤色の直線偏光Ｒが前記緑色偏光板３２により吸収され、前記青色の直線偏光光Ｂが、前記緑色偏光板３２を透過して観察側に出射する。
【００５４】
さらに、前記第１と第２の液晶素子１０，２０の互いに対向する画素の両方をＯＮ状態にしたときは、図３（ｄ）のように、前記青色偏光板３１と前記第１の液晶素子１０とを透過し、前記赤色偏光板３３によりその吸収軸３３ａに平行な直線偏光成分を吸収されて直線偏光となった青色の直線偏光Ｂと、前記青色偏光板３１により直線偏光とされ、前記第１の液晶素子１０を偏光状態をほとんど変えずに透過して前記赤色偏光板３３により赤以外の波長域の光を吸収された赤色の直線偏光Ｒとが第２の液晶素子２０に入射し、その光が、液晶分子２１ａが基板２２，２３面に対して実質的に垂直に立ち上がり配向した第２の液晶素子２０を偏光状態をほとんど変えずに透過して緑色偏光板３２に入射する。
【００５５】
そのため、このときは、前記青色の直線偏光Ｂと赤色の直線偏光Ｒのうち、緑色偏光板３２の吸収軸３２ａに平行な直線偏光である青色の直線偏光Ｒが前記緑色偏光板３２により吸収され、それと直交する直線偏光である赤色の直線偏光Ｒが、前記緑色偏光板３２を透過して観察側に出射する。
【００５６】
このように、この液晶表示装置によれば、液晶素子１０，２０の複数の画素に対応する領域からそれぞれ非着色光と赤、緑、青の３色の着色光とを選択的に出射することができるため、前記複数の画素の表示をそれぞれ、前記非着色光の出射による白表示と、前記青、緑、赤の各色の偏光板３１，３２，３３による青、緑、赤の３色の着色表示とに切換え、白、青、緑、赤と、互いに隣り合う複数の画素の複数の表示色の混色、つまり、青と緑の混色であるシアン、青と赤の混色であるマゼンタ、緑と赤の混色である黄色、青、緑、赤及び前記各混色に白を混ぜた薄色とを含む多彩色のカラー画像を表示することができる。
【００５７】
また、上記実施例の液晶表示装置は、前記第１と第２の液晶素子１０，２０の互いに対向する側の基板（第１の液晶素子１０の前側基板と第２の液晶素子２０の後側基板）１２，２３の近傍における液晶分子配向方向１２ａ，２３ａを実質的に直交させ、前記第１の液晶素子１０の第２の液晶素子２０と対向する面とは反対の面側に配置された青色偏光板３１と前記第２の液晶素子２０の第１の液晶素子１０と対向する面とは反対の面側に配置された緑色偏光板３２の吸収軸３１ａ，３２ａをそれぞれ、その偏光板３１，３２が隣接する液晶素子１０，２０の偏光板３１，３２側の基板１３，２２の近傍における液晶分子配向方向１３ａ，２２ａと実質的に互いに平行または直交させているため、前記青色偏光板３１と第１の液晶素子１０と赤色偏光板３３と第２の液晶素子２０と緑色偏光板３２とを透過して観察側に出射する光の透過率を高くし、明るいカラー画像を表示することができる。
【００５８】
なお、前記第１と第２の液晶素子１０，２０の互いに対向する側の基板１２，２３の近傍における液晶分子配向方向１２ａ，２３ａは実質的に平行にしてもよく、その場合も、前記青色偏光板３１と緑色偏光板３２の吸収軸３１ａ，３２ａをそれぞれ、その偏光板３１，３２が隣接する液晶素子１０，２０の偏光板３１，３２側の基板１３，２２の近傍における液晶分子配向方向１３ａ，２２ａと実質的に互いに平行または直交させることにより、明るいカラー画像を表示することができる。
【００５９】
また、上記実施例では、第１の液晶素子１０の第２の液晶素子２０と対向する面とは反対の面側に配置された第１のカラー偏光板３１を青色偏光板、第２の液晶素子２０の第１の液晶素子１０と対向する面とは反対の面側に配置された第２のカラー偏光板３２を緑色偏光板、第１と第２の液晶素子１０，２０の間に配置された第３のカラー偏光板３３を赤色偏光板としているが、前記第１と第２と第３のカラー偏光板３１，３２，３３は、赤色、緑色、青色の偏光板でも、赤色、青色、緑色の偏光板でも、緑色、緑色、青色の偏光板でも、緑色、青色、赤色の偏光板でも、青色、緑色、赤色の偏光板でもよい。
【００６０】
さらに、上記実施例の液晶表示装置は、第２の液晶素子２０の第１の液晶素子１０と対向する面とは反対の面側に配置された第２のカラー偏光板３２の外面側を観察側としているが、第１の液晶素子１０の第２の液晶素子２０と対向する面とは反対の面側に配置された第１のカラー偏光板３１の外面側を観察側としてもよく、その場合も、第１と第２の液晶素子１０，２０の両方の画素をＯＦＦ状態にしたときに非着色光が出射し、第１の液晶素子１０の画素をＯＦＦ状態にし、第２の液晶素子２０の画素をＯＮ状態にしたときに前記第１のカラー偏光板３１による着色光が出射し、第１の液晶素子１０の画素をＯＮ状態にし、第２の液晶素子２０の画素をＯＦＦ状態にしたときに前記第２のカラー偏光板による着色光が出射し、第１と第２の液晶素子１０，２０の両方の画素をＯＮ状態にしたときに前記第３のカラー偏光板による着色光が出射する。
【００６１】
また、上記実施例の液晶表示装置は、表示の観察側とは反対側から入射した光の透過を制御して前記観察側に出射させる透過表示を行なう透過型のものであるが、この発明は、観察側とは反対側に反射板を配置し、前記観察側から入射した光、つまり外部環境の光である外光または観察側に配置された光透過機能を有する面光源（例えば上記実施例の面光源４０を裏返しにしたもの）からの照明光を前記観察側とは反対側において前記反射板により反射し、その光の透過を制御して前記観察側に出射させる反射表示を行なう反射型液晶表示装置にも、また、観察側とは反対側に光反射機能を有する面光源（例えば上記実施例の面光源４０の導光板の反射面４４に反射膜を設けたもの）を配置し、前記透過表示と反射表示との両方の表示を行なう透過／反射型液晶表示装置にも適用することができる。
【００６２】
また、前記第１と第２の液晶素子１０，２０は、アクティブマトリックス液晶表示素子に限らず、単純マトリックス液晶表示素子でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】この発明の一実施例を示す液晶表示装置の分解斜視図。
【図２】前記液晶表示装置の一部分の断面図。
【図３】前記液晶表示装置の表示原理を示す模式図。
【符号の説明】
【００６４】
１０…第１の液晶表示素子、２０…第２の液晶表示素子、１１，２１…液晶層、１１ａ，２１ａ…液晶分子、１２，１３，２２，２３…基板、１４，１５，２４，２５…電極、３１…第１のカラー偏光板（青色偏光板）、３２…第２のカラー偏光板（緑色偏光板）、３３…第３のカラー偏光板（赤色偏光板）、４０…面光源、Ｗ…非着色光、Ｂ…青色光、Ｇ…緑色光、Ｒ…赤色光。
【図１】
2005106864.tif 000003
【図２】
2005106864.tif 000004
【図３】
2005106864.tif 000005