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JPH07101266B2 - Color liquid crystal display - Google Patents
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JPH07101266B2 - Color liquid crystal display - Google Patents

Color liquid crystal display

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JPH07101266B2
JPH07101266B2 JP63123660A JP12366088A JPH07101266B2 JP H07101266 B2 JPH07101266 B2 JP H07101266B2 JP 63123660 A JP63123660 A JP 63123660A JP 12366088 A JP12366088 A JP 12366088A JP H07101266 B2 JPH07101266 B2 JP H07101266B2
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liquid crystal
color
crystal display
polarizer
display element
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敏明 高松
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【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、カラー偏光子がそれぞれ配置される液晶表示
素子を2層積層して、いわゆるフルカラー表示が行われ
るようにしたカラー液晶表示装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a color liquid crystal display device in which two layers of liquid crystal display elements in which color polarizers are respectively arranged are laminated to perform so-called full color display.

従来の技術 従来よりTN(ツイステッドネマティック)モードの液晶
表示素子と、中性偏光子およびカラー偏光子とを組合わ
せて構成されるカラー液晶表示装置が提案されている。
このカラー液晶表示装置において前記中性偏光子は、液
晶表示素子に対して光の入射方向上流側に配置され、カ
ラー偏光子は、液晶表示素子の光の入射方向下流側の基
板においてその液晶層側に配置される。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been proposed a color liquid crystal display device configured by combining a TN (twisted nematic) mode liquid crystal display element with a neutral polarizer and a color polarizer.
In this color liquid crystal display device, the neutral polarizer is arranged upstream of the liquid crystal display element in the light incident direction, and the color polarizer is formed in the liquid crystal layer of the substrate on the downstream side of the liquid crystal display element in the light incident direction. Placed on the side.

カラー偏光子は、たとえば基板表面に一軸延伸したポリ
ビニルアルコール(PVA)フィルムを貼付け、2色性染
料を用いてこのPVAフィルムを染色するようにして形成
される。フルカラー表示を行う場合において、前記液晶
表示素子において、たとえば行列状に配列される複数の
表示画像に対応して、前記PVAフィルムは赤色、緑色、
青色の2色性染料を用いて選択的に染色される。
The color polarizer is formed, for example, by sticking a uniaxially stretched polyvinyl alcohol (PVA) film on the substrate surface and dyeing the PVA film with a dichroic dye. In the case of performing full-color display, in the liquid crystal display device, for example, corresponding to a plurality of display images arranged in a matrix, the PVA film is red, green,
It is selectively dyed with a blue dichroic dye.

たとえば、赤色の2色性染料を用いて形成されるカラー
偏光子は、入射光がその吸収軸方向に平行な直線偏光で
ある場合において、赤色以外の光を吸収する。また、前
記吸収軸に垂直な直線偏光が入射した場合には、この直
線偏光には何等影響を及ぼすことがない。したがって、
このカラー偏光子の吸収軸と中性偏光子の吸収軸とが直
交するようにし、液晶表示素子の液晶層における液晶分
子のツイスト角を90度とした場合には、液晶層に電圧を
印加しない状態で赤色の光が観察され、液晶層に電圧を
印加した状態では無色の光が観察される。
For example, a color polarizer formed using a red dichroic dye absorbs light other than red when the incident light is linearly polarized light parallel to the absorption axis direction. Further, when linearly polarized light perpendicular to the absorption axis is incident, there is no influence on this linearly polarized light. Therefore,
When the absorption axis of the color polarizer and the absorption axis of the neutral polarizer are orthogonal to each other and the twist angle of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer of the liquid crystal display element is 90 degrees, no voltage is applied to the liquid crystal layer. In the state, red light is observed, and in the state where a voltage is applied to the liquid crystal layer, colorless light is observed.

したがって、各色のカラー偏光子が形成される表示画素
に対応する部分の液晶層に選択的に電圧を印加すること
によって、フルカラー表示を行うことができる。
Therefore, full-color display can be performed by selectively applying a voltage to the liquid crystal layer in the portion corresponding to the display pixel in which the color polarizer of each color is formed.

しかしながらこのようなカラー液晶表示装置では、赤
色、緑色、青色の単色表示の場合には、全体の1/3しか
表示に寄与することができないという問題の他、黒の表
示ができないという問題がある。このような問題を解決
するために、カラー偏光子がそれぞれ形成されるTNモー
ドの液晶表示素子を2層積層して構成されるカラー液晶
表示装置が提案されている。このようなカラー液晶表示
装置では、光の入射方向上流側に配置される第1の液晶
表示素子において、その光の入射方向下流側の基板に
は、この基板の全域に亘ってその吸収特性が相互に補色
関係となるカラー偏光子が2層に亘って形成され、この
カラー偏光子の吸収軸は相互に直交するようにされる。
すなわち、たとえば前記基板側からシアンの2色性染料
で染色したカラー偏光子、および赤色の2色性染料で染
色したカラー偏光子がその吸収軸方向が相互に直交する
ようにして積層される。
However, in such a color liquid crystal display device, in the case of monochromatic display of red, green, and blue, there is a problem that only one-third of the whole can contribute to the display and a problem that black display cannot be performed. . In order to solve such a problem, a color liquid crystal display device is proposed in which two layers of TN mode liquid crystal display elements each having a color polarizer are laminated. In such a color liquid crystal display device, in the first liquid crystal display element arranged on the upstream side in the light incident direction, the substrate on the downstream side in the light incident direction has absorption characteristics over the entire area of the substrate. Color polarizers having a complementary color relationship with each other are formed in two layers, and the absorption axes of the color polarizers are orthogonal to each other.
That is, for example, a color polarizer dyed with a cyan dichroic dye and a color polarizer dyed with a red dichroic dye are laminated from the substrate side such that their absorption axis directions are orthogonal to each other.

また、光の入射方向下流側に配置される第2の液晶表示
素子において、その光の入射方向下流側の基板上には、
前記第1の液晶表示素子に形成されたカラー偏光子とは
異なる吸収特性を有し、相互に補色関係となる吸収特性
であって、かつその吸収軸方向が相互に直交するように
して、2層のカラー偏光子が前記基板の表示に関与する
領域全体に亘って形成される。すなわち、たとえば前記
基板側から緑色の2色性染料で染色したカラー偏光子、
およびマゼンタの2色性染料で染料したカラー偏光子
が、相互に吸収軸方向が直交するようにして積層され
る。
Further, in the second liquid crystal display element arranged on the downstream side in the light incident direction, on the substrate on the downstream side in the light incident direction,
The absorption characteristics are different from those of the color polarizer formed in the first liquid crystal display element, and the absorption characteristics have a complementary color relationship with each other, and the absorption axis directions thereof are orthogonal to each other. A color polarizer of the layer is formed over the area of the substrate involved in the display. That is, for example, a color polarizer dyed with a green dichroic dye from the substrate side,
A color polarizer dyed with a magenta dichroic dye is laminated so that the absorption axis directions thereof are orthogonal to each other.

さらに第1の液晶表示素子の光の入射方向上流側には、
第1および第2の液晶表示素子に形成される各2層のカ
ラー偏光子のいずれか一方の吸収軸に直交する中性偏光
子が配置される。
Further, on the upstream side in the light incident direction of the first liquid crystal display element,
A neutral polarizer that is orthogonal to the absorption axis of either one of the two-layer color polarizers formed in the first and second liquid crystal display elements is arranged.

前記第1および第2の液晶表示素子において、そのカラ
ー偏光子の液晶層に臨む側には、映像信号に対応する信
号電圧が与えられる複数本の透明電極がパターン形成さ
れており、この各液晶表示素子の前記透明電極に対向す
る基板表面には、時分割的に走査パルスが印加される走
査電極が複数本に亘ってパターン形成されている。この
ようにして各液晶表示素子において、カラー液晶表示装
置の複数の表示画素に対応する部分の液晶層に選択的に
電圧が印加される。
In each of the first and second liquid crystal display elements, a plurality of transparent electrodes to which a signal voltage corresponding to a video signal is applied are patterned on the side of the color polarizer facing the liquid crystal layer. On the surface of the substrate facing the transparent electrode of the display element, a plurality of scanning electrodes to which a scanning pulse is applied are formed in a time division manner. In this way, in each liquid crystal display element, a voltage is selectively applied to the liquid crystal layer of the portion corresponding to the plurality of display pixels of the color liquid crystal display device.

このようなカラー液晶表示装置では、各表示画素におい
て第1および第2の液晶表示素子の状態をそれぞれ2通
りに選択することができるため、4通りの状態を任意に
設定することができる。
In such a color liquid crystal display device, two states can be selected for each of the first and second liquid crystal display elements in each display pixel, and four states can be arbitrarily set.

すなわち第1の液晶表示素子において、電圧印加/非印
加によって赤色のカラー偏光子/シアンのカラー偏光子
を選択することができ、透過光を赤色またはシアン(緑
色・青色)に着色することができる。第2の液晶表示素
子では、電圧印加/非印加によって、緑のカラー偏光子
/マゼンタのカラー偏光子を選択することができ、透過
光を緑色/マゼンタ(赤色・青色)に制限することがで
きる。
That is, in the first liquid crystal display element, a red color polarizer / cyan color polarizer can be selected by voltage application / non-application, and transmitted light can be colored in red or cyan (green / blue). . In the second liquid crystal display element, a green color polarizer / magenta color polarizer can be selected by applying or not applying a voltage, and transmitted light can be limited to green / magenta (red / blue). .

したがって、或る表示画素において第1の液晶表示素子
の液晶層で電圧が印加されている場合には、たとえば第
1の液晶表示素子からはシアン(緑色・青色)の光が第
2の液晶表示素子に入射する。この場合において、第2
の液晶表示素子の液晶層の前記表示画素に対応する部分
に電圧が印加されているときには、たとえば透過光が緑
色に制限されて、この表示画素では緑色の表示が行われ
る。また、第2の液晶表示素子に電圧が印加されていな
ければ、この第2の液晶表示素子の透過光は、マゼンタ
(赤色・青色)に制限されて、対応する表示画素では青
色の表示が行われる。
Therefore, when a voltage is applied to the liquid crystal layer of the first liquid crystal display element in a certain display pixel, for example, cyan (green / blue) light is emitted from the first liquid crystal display element to the second liquid crystal display. It is incident on the element. In this case, the second
When a voltage is applied to a portion of the liquid crystal layer of the liquid crystal display element corresponding to the display pixel, for example, transmitted light is limited to green, and green display is performed in this display pixel. If no voltage is applied to the second liquid crystal display element, the transmitted light of the second liquid crystal display element is limited to magenta (red / blue), and blue display is performed in the corresponding display pixel. Be seen.

さらに、第1の液晶表示素子において電圧が印加されて
いない状態では、第2の液晶表示素子には赤色の光が入
射する。この場合において、第2の液晶表示素子の対応
する液晶層に電圧が印加されていないときには、マゼン
タのカラー偏光子が選択されて、赤色の光は透過するこ
とができる。さらに、第2の液晶表示素子で電圧が印加
されていれば、透過光は緑色に制限されるため、この第
2の液晶表示素子に入射する赤色の光は遮断されて対応
する表示画素は黒色となる。
Further, in the state where no voltage is applied to the first liquid crystal display element, red light is incident on the second liquid crystal display element. In this case, when no voltage is applied to the corresponding liquid crystal layer of the second liquid crystal display element, the magenta color polarizer is selected and red light can be transmitted. Further, if a voltage is applied to the second liquid crystal display element, the transmitted light is limited to green, so that the red light incident on the second liquid crystal display element is blocked and the corresponding display pixel is black. Becomes

このような構成によれば、黒色の表示が可能であり、さ
らに各表示画素毎に赤色、緑色、青色の表示を行うこと
ができるため、単色表示を行う場合に全体の3/3の表示
画素が表示に寄与することができるようになるため、全
体に明るい表示を行うことができる。
According to such a configuration, it is possible to display black and further display red, green, and blue for each display pixel. Therefore, when performing monochrome display, 3/3 of the display pixels Can contribute to the display, and thus a bright display can be performed on the whole.

発明が解決しようとする課題 しかしながら前述のようなカラー液晶表示装置では、第
1および第2の液晶表示素子はTNモードの液晶表示素子
であるため、電圧印加/非印加に対する液晶の応答が遅
い。
However, in the color liquid crystal display device as described above, since the first and second liquid crystal display elements are TN mode liquid crystal display elements, the response of the liquid crystal to voltage application / non-application is slow.

第4図は、TNモードの液晶表示素子の液晶層における液
晶分子の配列状態を簡略化して示す断面図である。第4
図(1)は液晶層に電界が印加されない状態を示してお
り、第4図(2)は液晶層に電界が印加された状態を示
している。基板41,42間に電界を印加しない状態では、
液晶分子の長軸方向は、大略的に透明基板41,42に平行
であり、電界を印加した状態では透明基板41,42に垂直
な方向となる。液晶分子の配列状態が第4図(2)に示
される状態から第4図(1)に示される状態に変化する
ためには、比較的長い時間(常温で30〜50msec)を要
し、これによってTNモードの液晶表示素子を用いたカラ
ー液晶表示装置では、表示色の高速な切換えを行うこと
ができず、色再現性に劣るという問題点がある。特に高
速で色を切換える場合には、切換の前後で表示される色
が混合したり、映像に尾を引くなど、鮮明な色表示を行
うことができない。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an arrangement state of liquid crystal molecules in a liquid crystal layer of a TN mode liquid crystal display element. Fourth
FIG. 1A shows a state in which no electric field is applied to the liquid crystal layer, and FIG. 4B shows a state in which an electric field is applied to the liquid crystal layer. When no electric field is applied between the substrates 41 and 42,
The long axis direction of the liquid crystal molecules is substantially parallel to the transparent substrates 41 and 42, and is the direction perpendicular to the transparent substrates 41 and 42 when an electric field is applied. It takes a relatively long time (30 to 50 msec at room temperature) for the alignment state of liquid crystal molecules to change from the state shown in FIG. 4 (2) to the state shown in FIG. 4 (1). Therefore, in a color liquid crystal display device using a TN mode liquid crystal display element, it is not possible to switch display colors at high speed, and there is a problem in that color reproducibility is poor. In particular, when the colors are switched at high speed, it is impossible to perform clear color display by mixing the colors displayed before and after the switching, or by trailing the image.

本発明の目的は、表示色を高速で切換えることができ、
かつ表示コントラストが格段に向上されるカラー液晶表
示装置を提供することである。
The object of the present invention is to switch display colors at high speed,
Another object of the present invention is to provide a color liquid crystal display device in which the display contrast is remarkably improved.

課題を解決するための手段 本発明は、基板間にネマティック液晶を充填した第1の
液晶表示素子と第2の液晶表示素子とを、光の入射方向
に沿って積層したカラー液晶表示装置であって、 第1の液晶表示素子の光の入射方向上流側に配置される
中性偏光子と、 第1の液晶表示素子の光の入射方向下流側に配置され、
前記中性偏光子の吸収軸方向に平行または垂直な吸収軸
を有する第1のカラー偏光子と、 前記第1のカラー偏光子に積層され、その吸収軸方向に
垂直な吸収軸を有し、かつ第1のカラー偏光子と補色関
係となる吸収特性を有する第2のカラー偏光子と、 第2の液晶表示素子の光の入射方向下流側に配置され、
前記中性偏光子の吸収軸方向に平行または垂直な吸収軸
を有する第3のカラー偏光子と、 前記第3のカラー偏光子に積層され、その吸収軸方向に
垂直な吸収軸を有し、かつ第3のカラー偏光子と補色関
係となる吸収特性を有する第4のカラー偏光子とを含
み、 前記第1および第2の液晶表示素子のネマティック液晶
層は、ツイスト角が180度であって、かつ対向する2枚
の基板上でティルト方向がそれぞれ逆方向となるように
液晶分子を配列させて形成されるようにしたことを特徴
とするカラー液晶表示装置である。
Means for Solving the Problems The present invention is a color liquid crystal display device in which a first liquid crystal display element and a second liquid crystal display element in which nematic liquid crystal is filled between substrates are laminated along the incident direction of light. A neutral polarizer disposed upstream of the first liquid crystal display element in the light incident direction, and disposed downstream of the first liquid crystal display element in the light incident direction of the first liquid crystal display element,
A first color polarizer having an absorption axis parallel or perpendicular to the absorption axis direction of the neutral polarizer, and laminated on the first color polarizer, having an absorption axis perpendicular to the absorption axis direction, And a second color polarizer having an absorption characteristic that has a complementary color relationship with the first color polarizer, and a second color polarizer disposed on the downstream side in the light incident direction of the second liquid crystal display element,
A third color polarizer having an absorption axis parallel to or perpendicular to the absorption axis direction of the neutral polarizer, and laminated on the third color polarizer, and having an absorption axis perpendicular to the absorption axis direction, And a nematic liquid crystal layer of the first and second liquid crystal display elements, which has a twist angle of 180 degrees, and a third color polarizer and a fourth color polarizer having an absorption characteristic having a complementary color relationship. In addition, a color liquid crystal display device is formed by arranging liquid crystal molecules so that the tilt directions are opposite to each other on two substrates facing each other.

作用 本発明においては、基板間にネマティック液晶を充填し
た第1の液晶表示素子と、第2の液晶表示素子とが光の
入射方向に沿って積層されて、カラー液晶表示装置が構
成される。前記第1の液晶表示素子の光の入射方向上流
側には、中性偏光子が配置される。第1の液晶表示素子
の光の入射方向下流側には、前記中性偏光子の吸収軸方
向に平行または垂直な吸収軸を有する第1のカラー偏光
子が配置され、この第1のカラー偏光子にその吸収軸方
向に垂直な吸収軸を有し、かつ第1のカラー偏光子と補
色関係となる吸収特性を有する第2のカラー偏光子が積
層される。
Function In the present invention, the color liquid crystal display device is configured by stacking the first liquid crystal display element in which the nematic liquid crystal is filled between the substrates and the second liquid crystal display element along the light incident direction. A neutral polarizer is arranged on the upstream side in the light incident direction of the first liquid crystal display element. A first color polarizer having an absorption axis parallel or perpendicular to the absorption axis direction of the neutral polarizer is arranged on the downstream side of the light incident direction of the first liquid crystal display element. A second color polarizer having an absorption axis perpendicular to the absorption axis direction and having absorption characteristics in a complementary color relationship with the first color polarizer is laminated on the child.

前記第2の液晶表示素子においては、光の入射方向下流
側に上記中性偏光子の吸収軸方向に平行または垂直な吸
収軸を有する第3のカラー偏光子が配置され、この第3
のカラー偏光子にその吸収軸方向に垂直な吸収軸を有
し、かつ第3のカラー偏光子と補色関係となる吸収特性
を有する第4のカラー偏光子が積層される。このような
第1および第2の液晶表示素子においてそのネマティッ
ク液晶層は、液晶分子がツイスト角が180度であって、
かつ対向する2枚の基板上でティルト方向がそれぞれ逆
方向となるように配列されて形成される。
In the second liquid crystal display element, a third color polarizer having an absorption axis parallel or perpendicular to the absorption axis direction of the neutral polarizer is arranged on the downstream side in the light incident direction.
A fourth color polarizer having an absorption axis perpendicular to the absorption axis direction and having absorption characteristics in a complementary color relationship with the third color polarizer is laminated on the color polarizer of FIG. In such a nematic liquid crystal layer in the first and second liquid crystal display elements, the liquid crystal molecules have a twist angle of 180 degrees,
In addition, the tilt directions are opposite to each other on the two substrates facing each other.

中性偏光子の吸収軸方向は、第1の液晶表示素子におい
て、中性偏光子側に配置される基板の表面付近の液晶分
子の長軸方向と45度の角度をなす方向とされる。これに
よって、第1の液晶表示素子の液晶層に入射する直線偏
光は、この第1の液晶表示素子の液晶層に電圧を印加し
ない状態では90度旋光される。また、第1の液晶層に電
圧を印加しない状態では、入射光は何等影響を受けるこ
となく第2の液晶表示素子に入射する。
The absorption axis direction of the neutral polarizer is a direction that forms an angle of 45 degrees with the long axis direction of the liquid crystal molecules near the surface of the substrate arranged on the neutral polarizer side in the first liquid crystal display element. As a result, the linearly polarized light incident on the liquid crystal layer of the first liquid crystal display element is rotated by 90 degrees in the state where no voltage is applied to the liquid crystal layer of the first liquid crystal display element. Further, when no voltage is applied to the first liquid crystal layer, incident light is incident on the second liquid crystal display element without any influence.

第2の液晶表示素子において、その光の入射方向上流側
の液晶分子の長軸方向は、前記中性偏光子の吸収軸方向
と45度の角度をなすように選ばれている。したがって、
この第2の液晶表示素子に入射した光は、液晶層に電圧
が印加されない状態では90度旋光され、電圧が印加され
た状態では入射時の偏光方向を維持しながら第4のカラ
ー偏光子に入射する。
In the second liquid crystal display element, the long axis direction of the liquid crystal molecules on the upstream side in the light incident direction is selected so as to form an angle of 45 degrees with the absorption axis direction of the neutral polarizer. Therefore,
The light that has entered the second liquid crystal display element is rotated by 90 degrees when no voltage is applied to the liquid crystal layer, and when the voltage is applied, the light is incident on the fourth color polarizer while maintaining the polarization direction at the time of incidence. Incident.

したがって、第1の液晶表示素子の液晶層に電圧を印加
/非印加することによって、第1または第2のカラー偏
光子を選択して光を吸収させることができ、第2の液晶
表示素子の液晶層に電圧を印加/非印加することによっ
て、第3または第4のカラー偏光子を選択して光を吸収
させることができる。このようにして、たとえば黒、
赤、緑、青の各色に透過光の色を異ならせることができ
る。
Therefore, by applying / non-applying a voltage to the liquid crystal layer of the first liquid crystal display element, it is possible to select the first or second color polarizer and absorb the light. By applying / non-applying a voltage to the liquid crystal layer, the third or fourth color polarizer can be selected to absorb light. In this way, for example black,
The color of transmitted light can be different for each color of red, green, and blue.

第1および第2の液晶表示素子において、各ネマティッ
ク液晶層は、各基板間において液晶分子のツイスト角が
180度となるように配列されているため、たとえば複数
の表示画素の時分割的に駆動する場合においても、各液
晶表示素子を透過する光の色を確実に選ぶことができ、
したがって色再現性および表示コントラストの高い表示
を行うことができる。さらに、第1および第2の液晶表
示素子のネマティック液晶層において、液晶分子は対向
する2枚の基板上でティルト方向がそれぞれ逆方向とな
るように配列されているため、電圧を印加した状態から
印加しない状態に復帰するまでの時間が比較的短く、こ
れによって表示色の高速な切換えが実現される。
In the first and second liquid crystal display elements, each nematic liquid crystal layer has a twist angle of liquid crystal molecules between each substrate.
Since they are arranged so as to be 180 degrees, for example, even when driving a plurality of display pixels in a time-division manner, it is possible to reliably select the color of light transmitted through each liquid crystal display element.
Therefore, display with high color reproducibility and display contrast can be performed. Furthermore, in the nematic liquid crystal layers of the first and second liquid crystal display elements, the liquid crystal molecules are arranged so that the tilt directions are opposite to each other on the two substrates facing each other. The time required to return to the non-applied state is relatively short, which allows high-speed switching of display colors.

実施例 第1図は、本発明の一実施例であるカラー液晶表示装置
1の基本的な構成を示す断面図である。このカラー液晶
表示装置1に対して光は、矢符2方向に入射する。入射
光は、先ず中性偏光子3に入射し直線偏光となる。中性
偏光子3は、第1図において参照符4で示される方向の
吸収軸を有している。すなわち、たとえば中性偏光子3
の吸収軸方向は光の入射方向に垂直な平面内で、第1図
の左右方向に対して45度の角度をなしている。
Embodiment FIG. 1 is a sectional view showing the basic structure of a color liquid crystal display device 1 which is an embodiment of the present invention. Light is incident on the color liquid crystal display device 1 in the arrow 2 direction. The incident light first enters the neutral polarizer 3 and becomes linearly polarized light. The neutral polarizer 3 has an absorption axis in the direction indicated by reference numeral 4 in FIG. That is, for example, the neutral polarizer 3
The absorption axis direction of is at an angle of 45 degrees with respect to the horizontal direction in FIG. 1 within a plane perpendicular to the light incident direction.

中性偏光子3からの直線偏光は、ガラスなどの材料から
成る透明基板5に入射する。透明基板5の光の進行方向
下流側の表面には、たとえば第1図の左右方向に延びる
複数の透明電極6がパターン形成されている。この透明
電極6は、たとえばITO(Indiun-Tin-Oxide)などの材
料を用いて形成され、このような状態で透明基板5の光
の入射方向下流側の表示領域に関連する部分を被覆し
て、配向膜7が形成される。
The linearly polarized light from the neutral polarizer 3 is incident on the transparent substrate 5 made of a material such as glass. On the surface of the transparent substrate 5 on the downstream side in the light traveling direction, for example, a plurality of transparent electrodes 6 extending in the left-right direction in FIG. 1 are patterned. The transparent electrode 6 is formed by using a material such as ITO (Indiun-Tin-Oxide), and covers the portion of the transparent substrate 5 related to the display area on the downstream side in the light incident direction in such a state. The alignment film 7 is formed.

この配向膜7に対向して透明基板8が配置される。透明
基板8の透明基板5側の表面には、第1のカラー偏光子
であって、後述するシアンのカラー偏光子9GBが形成さ
れ、このカラー偏光子9GBには第2のカラー偏光子であ
る赤色のカラー偏光子9Rが積層される。このカラー偏光
子9GB,9Rは、表示領域の全域に関連して形成される。カ
ラー偏光子9Rにはさらに、前記透明電極6に直交する方
向に延びる複数の透明電極10がパターン形成される。こ
のような状態で、配向膜11が表示領域に関連する部分を
被覆して積層されて形成される。
The transparent substrate 8 is arranged so as to face the alignment film 7. On the surface of the transparent substrate 8 on the transparent substrate 5 side, a cyan color polarizer 9GB, which will be described later, which is a first color polarizer, is formed, and this color polarizer 9GB is a second color polarizer. The red color polarizer 9R is stacked. The color polarizers 9GB and 9R are formed in association with the entire display area. The color polarizer 9R is further patterned with a plurality of transparent electrodes 10 extending in a direction orthogonal to the transparent electrodes 6. In such a state, the alignment film 11 is formed by being laminated so as to cover the portion related to the display region.

配向膜7,11によって形成される間隙には、たとえば光学
活性物質コレステリルノナノエートが、0.3〜0.5重量%
添加されたネマティック液晶ZLI-3281(メルク社製)が
充填され、液晶層12が形成される。
In the gap formed by the alignment films 7 and 11, for example, the optically active substance cholesteryl nonanoate is 0.3 to 0.5% by weight.
The added nematic liquid crystal ZLI-3281 (manufactured by Merck Ltd.) is filled to form the liquid crystal layer 12.

配向膜7,11は、たとえばポリイミド膜などから成り、液
晶分子が所定のプレティルト角をもって配向されるよう
にその表面がラビングされて配向処理が施されている。
このとき配向膜7,11には、同方向、たとえば第1図の左
右方向にラビングが施されるとともに、配向膜7,11はそ
れぞれ液晶分子のティルト方向が逆方向になるように対
向配置される。このようにして、液晶層12では、液晶分
子の長軸方向が配向膜7の近傍と配向膜11の近傍とで、
180度回転された状態とされ、換言すればツイスト角が1
80度とされ、そのようにして液晶層12を形成する液晶分
子は、配向膜7,11の間で180度の捩れ配向をなすことに
なる。このような捩れ配向は、透明電極6,10間に電圧を
印加することによって、解消することができる。
The alignment films 7 and 11 are made of, for example, a polyimide film, and the surfaces thereof are rubbed and subjected to an alignment treatment so that the liquid crystal molecules are aligned with a predetermined pretilt angle.
At this time, the alignment films 7 and 11 are rubbed in the same direction, for example, the left-right direction in FIG. 1, and the alignment films 7 and 11 are arranged to face each other so that the tilt directions of the liquid crystal molecules are opposite to each other. It In this way, in the liquid crystal layer 12, the long axis direction of the liquid crystal molecules is in the vicinity of the alignment film 7 and in the vicinity of the alignment film 11,
It is rotated 180 degrees, in other words, the twist angle is 1
The liquid crystal molecules are set to 80 degrees, and thus the liquid crystal molecules forming the liquid crystal layer 12 have a twisted orientation of 180 degrees between the alignment films 7 and 11. Such twisted orientation can be eliminated by applying a voltage between the transparent electrodes 6 and 10.

透明基板8の光の進行方向下流側の表面には、前記透明
電極6と同様な透明電極13がパターン形成される。この
ような状態で、前記透明電極13および透明基板8の液晶
層12とは反対側に露出する表面であって、表示に関与す
る領域を被覆して配向膜14が形成される。
On the surface of the transparent substrate 8 on the downstream side in the light traveling direction, a transparent electrode 13 similar to the transparent electrode 6 is patterned. In such a state, an alignment film 14 is formed so as to cover a region that is exposed on the opposite side of the transparent electrode 13 and the transparent substrate 8 from the liquid crystal layer 12 and is involved in display.

前記配向膜14に対向して、透明基板15が配置される。こ
の透明基板15の配向膜14に対向する表面には、第3のカ
ラー偏光子であて、後述する緑色のカラー偏光子9Gがカ
ラー液晶表示装置1の表示領域に関連して形成される。
このカラー偏光子9Gには、第4のカラー偏光子であって
後述するマゼンタのカラー偏光子9RBが積層される。カ
ラー偏光子9RB上には、前記透明電極10と同様な透明電
極16がパターン形成される。このような状態で、表示領
域に関連する全領域を被覆し配向膜17が形成される。
A transparent substrate 15 is arranged to face the alignment film 14. On the surface of the transparent substrate 15 facing the alignment film 14, a third color polarizer, which will be described later, and a green color polarizer 9G is formed in association with the display area of the color liquid crystal display device 1.
On this color polarizer 9G, a magenta color polarizer 9RB which will be described later and is a fourth color polarizer is laminated. A transparent electrode 16 similar to the transparent electrode 10 is patterned on the color polarizer 9RB. In such a state, the alignment film 17 is formed so as to cover the entire area related to the display area.

配向膜14,17には、前記配向膜7,11と同様な配向処理が
施され、この配向膜14,17によって形成される間隙にネ
マティック液晶が充填されて、前記液晶層12と同様な液
晶層18が形成される。
The alignment films 14 and 17 are subjected to the same alignment treatment as that of the alignment films 7 and 11, and a nematic liquid crystal is filled in the gap formed by the alignment films 14 and 17, and a liquid crystal similar to the liquid crystal layer 12 is formed. Layer 18 is formed.

前記透明基板5,8、透明電極6,10、およびカラー偏光子9
R,9GBなどを含んで第1の液晶表示素子21が構成され、
透明基板8,15、透明電極13,16、およびカラー偏光子9G,
9RBなどを含んで第2の液晶表示素子22が構成されてい
る。前記第1および第2の液晶表示素子21,22は、それ
ぞれの液晶層12,18において、液晶分子が配向膜7,11の
間、配向膜14,17の間で180度の捩れ配向を成すいわゆる
πセルとなっている。
The transparent substrates 5 and 8, the transparent electrodes 6 and 10, and the color polarizer 9
The first liquid crystal display element 21 is configured to include R, 9GB, etc.,
Transparent substrates 8 and 15, transparent electrodes 13 and 16, and color polarizer 9G,
The second liquid crystal display element 22 is configured to include 9RB and the like. In the first and second liquid crystal display elements 21 and 22, in the respective liquid crystal layers 12 and 18, liquid crystal molecules form a twisted orientation of 180 degrees between the alignment films 7 and 11 and between the alignment films 14 and 17. It is a so-called π cell.

カラー偏光子9GB,9R,9G,9RBは、それぞれ第1図におい
て参照符91〜94で示される方向の吸収軸を有している。
すなわち、カラー偏光子9GB,9Gは、中性偏光子3の吸収
軸方向に平行な吸収軸を有しており、カラー偏光子9R,9
RBは、中性偏光子3の吸収軸に直交する。換言すればそ
れぞれカラー偏光子9GB,9Gの吸収軸方向に直交する方向
の吸収軸を有している。
The color polarizers 9GB, 9R, 9G, 9RB each have an absorption axis in the direction indicated by reference numerals 91 to 94 in FIG.
That is, the color polarizers 9GB, 9G have an absorption axis parallel to the absorption axis direction of the neutral polarizer 3, and the color polarizers 9R, 9G
RB is orthogonal to the absorption axis of the neutral polarizer 3. In other words, each has an absorption axis in a direction orthogonal to the absorption axis directions of the color polarizers 9GB and 9G.

カラー偏光子9GB,9R,9G,9RBは、たとえば一軸延伸した
ポリビニルアルコール(PVA)フィルムを透明基板8,15
またはカラー偏光子9GB,9G上に貼付けた後、このポリビ
ニルアルコールを対応する色の2色性染料を用いて染色
することによって形成される。たとえば、赤色の2色性
染料で染色されるカラー偏光子9Rは、このカラー偏光子
9Rに参照符92で示される方向の直線偏光が入射した場合
において、赤色以外の光を吸収する。また参照符92で示
される方向に直交する方向の直線偏光が入射した場合に
は、このカラー偏光子9Rはそのような入射光に対して何
等影響を及ぼすことはない。カラー偏光子9GB,9G,9RBに
関しても同様であって、各カラー偏光子に各カラー偏光
子の吸収軸方向に平行な直線偏光が入射した場合に、シ
アンのカラー偏光子9GBでは、緑色および青色の光のみ
が透過することができ、マゼンタのカラー偏光子9RBで
は赤色および青色の光のみが透過することができ、緑色
のカラー偏光子9Gでは緑色の光のみが透過することがで
きる。
Color polarizers 9GB, 9R, 9G, 9RB are made of, for example, uniaxially stretched polyvinyl alcohol (PVA) film as transparent substrate 8,15.
Alternatively, it is formed by sticking it on the color polarizer 9GB, 9G and then dyeing this polyvinyl alcohol with a dichroic dye of a corresponding color. For example, the color polarizer 9R dyed with a red dichroic dye is
When 9R receives linearly polarized light in the direction indicated by reference numeral 92, it absorbs light other than red light. When linearly polarized light in the direction orthogonal to the direction indicated by reference numeral 92 is incident, the color polarizer 9R has no influence on such incident light. The same applies to the color polarizers 9GB, 9G, and 9RB.When linearly polarized light parallel to the absorption axis direction of each color polarizer enters each color polarizer, the green and blue colors of the cyan color polarizer 9GB Light can be transmitted, the magenta color polarizer 9RB can transmit only red and blue light, and the green color polarizer 9G can transmit only green light.

液晶層12(18)において、その液晶分子は前述のように
配向膜7,11の間(配向膜14,17の間)で180度の捩れ配向
をなしているとともに、この配向膜7,11の間(配向膜1
4,17の間)で、第2図(1)に簡略化して示されるよう
に、対向する2枚の基板上でティルト方向がそれぞれ逆
方向となる配列、すなわちスプレイ配列とされている。
第2図(2)には透明電極6,10(13,16)の間に電圧を
印加した場合における液晶分子の配列状態が簡略化して
示されている。
In the liquid crystal layer 12 (18), the liquid crystal molecules have a twisted orientation of 180 degrees between the alignment films 7 and 11 (between the alignment films 14 and 17) as described above. Between (alignment film 1
4 and 17), as shown in a simplified form in FIG. 2 (1), the tilt directions are opposite to each other on the two substrates facing each other, that is, the spray arrangement.
FIG. 2 (2) shows a simplified arrangement state of liquid crystal molecules when a voltage is applied between the transparent electrodes 6, 10 (13, 16).

すなわち、液晶層12(18)に電圧が印加されない状態で
は、液晶分子の配列はいわば螺旋構造となっている。こ
のように、液晶層12,18の液晶分子の配列を対向する2
枚の基板上でティルト方向がそれぞれ逆方向とすること
によって、液晶分子の配列状態が電圧印加時の配列状態
(第2図(2)の状態)から電圧を印加しない状態(第
2図(1)の状態)に復帰する時間(以下、「立下がり
時間」という)を数msec程度にすることができ、液晶分
子の配列状態の変換を高速に行うことができる。
That is, when no voltage is applied to the liquid crystal layer 12 (18), the alignment of the liquid crystal molecules has a so-called spiral structure. In this way, the liquid crystal molecules of the liquid crystal layers 12 and 18 are arranged to face each other.
By setting the tilt directions to be opposite to each other on one substrate, the arrangement state of the liquid crystal molecules is changed from the arrangement state when the voltage is applied (the state of FIG. 2 (2)) to the state where no voltage is applied (see FIG. The time (hereinafter, referred to as “fall time”) for returning to () state) can be set to about several msec, and the alignment state of liquid crystal molecules can be converted at high speed.

第3図は、πセルの動作原理を説明するための図であ
る。第3図(1)はπセル31の液晶層に電界を印加しな
い状態を示しており、第3図(2)はπセル31の液晶層
に電界を印加した状態を示している。πセル31には、参
照符32で示される方向の直線偏光が矢符33方向に入射す
る。πセル31において、電界を印加しない状態では光の
入射方向上流側および下流側における液晶分子の長軸方
向は、いずれも第3図の上下方向に平行であって、かつ
光の入射方向上流側、下流側の間で180度捩られてい
る。前記参照符32で示される方向は、したがって、πセ
ル31の光の入射方向上流側における液晶分子の長軸方向
に対して45度だけ傾斜している。このような方向の直線
偏光は、πセル31において、その参照符Vで示される方
向(以下、このような方向を「垂直方向」という)の成
分LVのみが影響を受ける。すなわち、参照符Hで示され
る方向(以下、このような方向を「水平方向」という)
の成分LHは、影響を受けることがない。
FIG. 3 is a diagram for explaining the operation principle of the π cell. FIG. 3 (1) shows a state in which no electric field is applied to the liquid crystal layer of the π cell 31, and FIG. 3 (2) shows a state in which an electric field is applied to the liquid crystal layer of the π cell 31. Linearly polarized light in the direction indicated by reference numeral 32 is incident on the π cell 31 in the direction of arrow 33. In the π cell 31, the major axis directions of the liquid crystal molecules on the upstream side and the downstream side in the incident direction of light are both parallel to the vertical direction in FIG. 3 and the upstream side in the incident direction of light when no electric field is applied. , 180 degrees twisted between the downstream side. Therefore, the direction indicated by the reference numeral 32 is inclined by 45 degrees with respect to the long axis direction of the liquid crystal molecules on the upstream side in the light incident direction of the π cell 31. In the π cell 31, only the component LV in the direction indicated by the reference symbol V (hereinafter, such a direction is referred to as a “vertical direction”) is affected by the linearly polarized light in such a direction. That is, the direction indicated by the reference symbol H (hereinafter, such a direction is referred to as “horizontal direction”)
The component LH of is not affected.

前記垂直方向の成分LVは、水平方向の成分LHに対してπ
だけ位相がずれてπセル31から放射される。換言する
と、垂直方向の成分LVは、その偏光方向が180度回転さ
れてπセル31から放射されることになる。この結果、π
セル31に参照符32で示される方向の直線偏光が入射した
場合において、このπセル31からは参照符34で示される
方向の直線偏光が放射されることになる。
The vertical component LV is π with respect to the horizontal component LH.
Only the phase shifts and the light is emitted from the π cell 31. In other words, the component LV in the vertical direction has its polarization direction rotated by 180 degrees and is emitted from the π cell 31. As a result, π
When the linearly polarized light in the direction indicated by the reference numeral 32 enters the cell 31, the π cell 31 radiates the linearly polarized light in the direction indicated by the reference numeral 34.

πセル31の液晶層に電界が印加された状態では、液晶層
の分子配列は一様になるためπセル31から放射される光
は、参照符32で示される方向に平行な参照符35で示され
る直線偏光となる。このようにしてπセル31では、電圧
印加/非印加によって入射する直線偏光の偏光方向を相
互に90度だけ異ならせることができる。
When an electric field is applied to the liquid crystal layer of the π cell 31, the molecular arrangement of the liquid crystal layer becomes uniform, so that the light emitted from the π cell 31 is represented by reference numeral 35 parallel to the direction indicated by reference numeral 32. It becomes the linearly polarized light shown. In this way, in the π cell 31, it is possible to make the polarization directions of the incident linearly polarized light different from each other by 90 degrees by applying / not applying a voltage.

再び第1図を参照して、カラー液晶表示装置1の動作に
ついて説明する。第1図において、第1の液晶表示素子
21の複数の透明電極10のうち透明電極101,102と透明電
極6との間には電圧が印加されておらず、透明電極103,
104と透明電極6との間には電圧が印加されている。ま
た第2の液晶表示素子22において、複数の透明電極16の
うち透明電極161,164と透明電極13との間には電圧が印
加されておらず、透明電極162、163と透明電極13との間
には電圧が印加されている。第1図には、このような場
合の液晶分子の配列状態が簡略化して示されている。
The operation of the color liquid crystal display device 1 will be described with reference to FIG. 1 again. In FIG. 1, the first liquid crystal display element
No voltage is applied between the transparent electrodes 101 and 102 and the transparent electrode 6 among the plurality of transparent electrodes 10 of 21.
A voltage is applied between 104 and the transparent electrode 6. In addition, in the second liquid crystal display element 22, no voltage is applied between the transparent electrodes 161, 164 and the transparent electrode 13 among the plurality of transparent electrodes 16, and between the transparent electrodes 162, 163 and the transparent electrode 13. Is being applied with voltage. FIG. 1 shows a simplified arrangement state of liquid crystal molecules in such a case.

透明電極6,101,13,161によって規定される表示画素に光
経路L1を介して入射する光は、先ず中性偏光子3によっ
て参照符4で示される方向の直線偏光となる。そのよう
な直線偏光は、液晶層12においてその偏光方向が90度回
転される。したがって赤色のカラー偏光子9Rにおいて、
参照符A1で示される位置で赤色以外の光が吸収される。
しかしながらシアンのカラー偏光子9GBでは、その吸収
軸方向が光の偏光方向と直交するため、何等影響を受け
ることがない。したがって第2の液晶表示素子22の液晶
層18には、矢符92方向に偏光した赤色の直線偏光が入射
する。この赤色の直線偏光は、液晶層18においてその偏
光方向が90度回転される。したがって前記直線偏光の偏
光方向は、緑色のカラー偏光子9Gにおける吸収軸方向に
平行となる。これによってマゼンタのカラー偏光子9RB
においては、前記赤色の直線偏光は何等影響を受けるこ
とはないけれども、緑色のカラー偏光子9Gにおいて参照
符B1で示される位置で吸収される。したがってこの表示
画素は、遮光領域となって黒色の表示が行われることに
なる。
The light incident on the display pixel defined by the transparent electrodes 6, 101, 13, 161 via the light path L1 is first converted into linearly polarized light in the direction indicated by reference numeral 4 by the neutral polarizer 3. The polarization direction of such linearly polarized light is rotated by 90 degrees in the liquid crystal layer 12. Therefore, in the red color polarizer 9R,
Light other than red is absorbed at the position indicated by reference sign A1.
However, the cyan color polarizer 9GB has no influence because its absorption axis direction is orthogonal to the polarization direction of light. Therefore, the red linearly polarized light polarized in the direction of the arrow 92 enters the liquid crystal layer 18 of the second liquid crystal display element 22. This red linearly polarized light has its polarization direction rotated 90 degrees in the liquid crystal layer 18. Therefore, the polarization direction of the linearly polarized light is parallel to the absorption axis direction of the green color polarizer 9G. This gives magenta color polarizer 9RB
In, the red linearly polarized light is not affected at all, but is absorbed at the position indicated by reference numeral B1 in the green color polarizer 9G. Therefore, this display pixel serves as a light-shielding area and black display is performed.

透明電極6,102,13,162によって規定される表示画素に光
経路L2を介して入射する光は、前述の場合と同様にして
赤色のカラー偏光子9Rの参照符A2で示される位置におい
て透過光が赤色の直線偏光のみに制限される。そのよう
にして、液晶層18に入射する赤色の直線偏光は、この液
晶層18では何等影響を受けないため、その偏光方向はマ
ゼンアのカラー偏光子9RBの吸収軸の方向、すなわち参
照符94で示される方向となるため、このマゼンタのカラ
ー偏光子9RBにおいて参照符B2で示される位置で影響を
受ける。マゼンタのカラー偏光子9RBは、透過光を赤色
および青色に制限するため、光経路L2を介して第2の液
晶表示素子22に入射する赤色の直線偏光は、このマゼン
タのカラー偏光子9RBを透過することができる。このよ
うにして、この表示画素では赤色の表示が行われる。
The light incident on the display pixel defined by the transparent electrodes 6, 102, 13, 162 via the light path L2, the transmitted light is red at the position indicated by the reference mark A2 of the red color polarizer 9R in the same manner as the above case. Limited to linearly polarized light only. In this way, the red linearly polarized light incident on the liquid crystal layer 18 is not affected by this liquid crystal layer 18 at all, so that the polarization direction is the direction of the absorption axis of the magenta color polarizer 9RB, that is, reference numeral 94. Since the direction is as shown, it is affected at the position indicated by reference numeral B2 in this magenta color polarizer 9RB. Since the magenta color polarizer 9RB limits the transmitted light to red and blue, the red linearly polarized light incident on the second liquid crystal display element 22 via the optical path L2 is transmitted through the magenta color polarizer 9RB. can do. In this way, red display is performed in this display pixel.

透明電極6,103,13,163によって規定される表示画素に光
経路L3を介して入射する光は、先ず中性偏光子3におい
て参照符4で示される直線偏光に変換される。この直線
偏光は、第1の液晶表示素子22の液晶層12では影響を受
けないため、その吸収軸方向が前記直線偏光の偏光方向
に平行であるシアンのカラー偏光子9GBにおいて、参照
符A3で示される位置で影響を受ける。シアンのカラー偏
光子9GBは、緑色および青色の光のみが透過することが
できる。そのような光は、第2の液晶表示素子22の液晶
層18に入射するけれども、この液晶層18において偏光方
向が変化されることはない。したがって、液晶層18を通
過する直線偏光の偏光方向は、緑色のカラー偏光子9Gの
吸収軸方向と平行であるため、この緑色のカラー偏光子
9Gにおいて参照符B3で示される位置で影響を受け、透過
光が緑色の光に制限される。このようにして、この表示
画素では緑色の表示が行われる。
Light incident on the display pixel defined by the transparent electrodes 6, 103, 13, 163 via the light path L3 is first converted into linearly polarized light indicated by reference numeral 4 in the neutral polarizer 3. Since this linearly polarized light is not affected by the liquid crystal layer 12 of the first liquid crystal display element 22, in the cyan color polarizer 9GB whose absorption axis direction is parallel to the polarization direction of the linearly polarized light, the reference numeral A3 is used. Affected at the indicated position. The cyan color polarizer 9GB can only transmit green and blue light. Although such light enters the liquid crystal layer 18 of the second liquid crystal display element 22, the polarization direction is not changed in this liquid crystal layer 18. Therefore, since the polarization direction of the linearly polarized light passing through the liquid crystal layer 18 is parallel to the absorption axis direction of the green color polarizer 9G, this green color polarizer
At 9G, it is affected at the position indicated by reference sign B3 and the transmitted light is limited to green light. In this way, green display is performed in this display pixel.

透明電極6,104,13,164によって規定される表示画素に光
経路L4を介して入射する光は前述の場合と同様にして進
み、シアンのカラー偏光子9GBにおいて参照符A4で示さ
れる位置で影響を受け、したがって液晶層18には参照符
91で示される方向の直線偏光であって、青色および緑色
の光のみが入射する。この直線偏光は、液晶層18におい
てその偏光方向が90度回転される。したがって、液晶層
18を通過する前記直線偏光は、その偏光方向がマゼンタ
のカラー偏光子9RBの吸収軸の方向と平行になる。した
がって、このマゼンタのカラー偏光子9RBにおいて、参
照符B4で示される位置で影響を受け、透過光が赤色と青
色とに制限され、ところがこのカラー偏光子9RBに入射
する前記直線偏光は、緑色および青色のみであるため、
この表示画素においては青色の表示が行われることにな
る。
Light incident on the display pixel defined by the transparent electrodes 6, 104, 13, 164 via the light path L4 proceeds in the same manner as described above, and is affected at the position indicated by reference numeral A4 in the cyan color polarizer 9GB, Therefore, the liquid crystal layer 18 has a reference mark.
Linearly polarized light in the direction indicated by 91, and only blue and green light is incident. This linearly polarized light has its polarization direction rotated by 90 degrees in the liquid crystal layer 18. Therefore, the liquid crystal layer
The linearly polarized light passing through 18 has its polarization direction parallel to the absorption axis direction of the magenta color polarizer 9RB. Therefore, in this magenta color polarizer 9RB, the linearly polarized light incident on this color polarizer 9RB is affected by the position indicated by reference numeral B4 and the transmitted light is limited to red and blue. Since it is only blue,
In this display pixel, blue display is performed.

このようにして、カラー液晶表示装置1では、各表示画
素毎に黒色、赤色、緑色、青色の表示を行うことができ
るため、単色表示を行う場合において全表示画素の3/3
の表示画素が表示に寄与することができる。これによっ
て、全体に明るい表示を行うことができる。また白色の
表示を行う場合には、相互に隣接する表示画素からそれ
ぞれ赤色、緑色、青色の光が透過されるようにすること
によって、加色混合によって観察者に白色の表示を知覚
させるようにすればよい。
In this way, the color liquid crystal display device 1 can display black, red, green, and blue for each display pixel.
Display pixels can contribute to the display. Thereby, a bright display can be performed on the whole. When displaying white, the red, green, and blue lights are respectively transmitted from the display pixels adjacent to each other so that the observer perceives white display by additive color mixing. do it.

第1および第2の液晶表示素子21,22において各液晶層1
2,18では、液晶分子がツイスト角180度、および対向す
る2枚の基板上でティルト方向がそれぞれ逆方向となる
ように配列されている。これによって、透明電極10,16
に映像信号に対応する信号電圧を印加し、複数の透明電
極6に順次的にかつ循環的に走査パルスを印加して、い
わば時分割駆動する場合においても、各液晶層12,18の
分子配列を所望の状態に確実に選ぶことができるため、
表示コントラストが格段に向上される。また、液晶分子
の配列を対向する2枚の基板上でティルト方向がそれぞ
れ逆方向としていることによって、各表示画素において
透過光の色の切換えが高速に行われるようになり、色再
現性の良い鮮明な映像を表示することができるようにな
る。
In each of the first and second liquid crystal display elements 21 and 22, each liquid crystal layer 1
In Nos. 2 and 18, liquid crystal molecules are arranged so that the twist angle is 180 degrees and the tilt directions are opposite to each other on the two substrates facing each other. This allows the transparent electrodes 10,16
In the case of applying a signal voltage corresponding to a video signal to the plurality of transparent electrodes 6 and sequentially and cyclically applying a scan pulse to drive the liquid crystal layers 12 and 18 in a time-division manner, Since you can be sure to choose the desired state,
The display contrast is significantly improved. Further, since the tilt directions are opposite to each other on the two substrates facing each other in the arrangement of the liquid crystal molecules, the color of the transmitted light can be switched at high speed in each display pixel, and the color reproducibility is good. It becomes possible to display a clear image.

前述の実施例では、第1の液晶表示素子21において、透
明基板8から順にカラー偏光子9GB,9Rが積層されるよう
にしたけれども、この積層順序は任意に選ばれてもよ
い。このようなことは、第2の液晶表示素子22における
カラー偏光子9G,9RBにおいても同様である。さらに、第
1の液晶表示素子21において用いられる2層のカラー偏
光子は、その吸収特性が相互に補色関係であれば、他の
組合わせであってもよく、第2の液晶表示素子22におい
ても同様であって、第1および第2の液晶表示素子21,2
2において用いられるカラー偏光子の吸収特性が相互に
異なればよい。
Although the color polarizers 9GB and 9R are sequentially stacked from the transparent substrate 8 in the first liquid crystal display element 21 in the above-described embodiment, this stacking order may be arbitrarily selected. The same applies to the color polarizers 9G and 9RB in the second liquid crystal display element 22. Further, the two-layer color polarizer used in the first liquid crystal display element 21 may be another combination as long as the absorption characteristics thereof are in a complementary color relationship with each other. The same applies to the first and second liquid crystal display elements 21, 2
It suffices that the color polarizers used in 2 have different absorption characteristics.

さらにまた前述の実施例では、第1の液晶表示素子21に
おいて、透明基板8側に積層されるカラー偏光子9GBの
吸収軸の方向を中性偏光子3の吸収軸の方向に平行に選
んだけれども、このカラー偏光子9GBの吸収軸の方向
は、中性偏光子3の吸収軸の方向と直交する方向に選ん
でもよく、そのような場合にはカラー偏光子9Rの吸収軸
方向が中性偏光子3の吸収軸方向に平行に選ばれる。こ
のようなことは、第2の液晶表示素子22に関しても同様
である。
Furthermore, in the above-described embodiment, in the first liquid crystal display element 21, the direction of the absorption axis of the color polarizer 9GB laminated on the transparent substrate 8 side is selected to be parallel to the direction of the absorption axis of the neutral polarizer 3. However, the absorption axis direction of this color polarizer 9GB may be selected to be orthogonal to the absorption axis direction of the neutral polarizer 3, and in such a case, the absorption axis direction of the color polarizer 9R is neutral. It is selected parallel to the absorption axis direction of the polarizer 3. The same applies to the second liquid crystal display element 22.

また、第1の液晶表示素子21において透明基板8側に積
層されるカラー偏光子9GBの吸収軸の方向と、第2の液
晶表示素子22において、透明基板15側に積層されるカラ
ー偏光子9Gの吸収軸の方向は、相互に直交するように選
んでもよい。
The direction of the absorption axis of the color polarizer 9GB laminated on the transparent substrate 8 side in the first liquid crystal display element 21 and the color polarizer 9G laminated on the transparent substrate 15 side in the second liquid crystal display element 22. The directions of the absorption axes of may be chosen to be mutually orthogonal.

発明の効果 以上のように本発明によれば、表示色の切換えを高速に
行うことができ、しかも表示コントラストが向上され、
したがって色再現性が良好で、鮮明な映像の表示を行う
ことができるようになる。
EFFECTS OF THE INVENTION As described above, according to the present invention, the display colors can be switched at high speed, and the display contrast is improved.
Therefore, it is possible to display a clear image with good color reproducibility.

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

第1図は本発明の一実施例であるカラー液晶表示装置1
の基本的な構成を示す断面図、第2図は液晶層12,18に
おける液晶分子の配列状態を説明するための図、第3図
はπセルの動作原理を説明するための図、第4図はTNモ
ードの液晶表示素子における液晶層の液晶分子の配列状
態を説明するための図である。 1……カラー液晶表示装置、3……中性偏光子、5,8,15
……透明基板、6,10,13,16,101〜104,161〜164……透明
電極、9GB,9R,9G,9RB……カラー偏光子、12,18……液晶
層、21……第1の液晶表示素子、22……第2の液晶表示
素子
FIG. 1 is a color liquid crystal display device 1 which is an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view showing the basic structure of the liquid crystal display device, FIG. 2 is a view for explaining the alignment state of liquid crystal molecules in the liquid crystal layers 12 and 18, and FIG. 3 is a view for explaining the operation principle of the π cell, and FIG. The figure is a view for explaining the arrangement state of liquid crystal molecules in a liquid crystal layer in a TN mode liquid crystal display element. 1 ... Color liquid crystal display device, 3 ... Neutral polarizer, 5,8,15
...... Transparent substrate, 6,10,13,16,101 to 104,161 to 164 …… Transparent electrode, 9GB, 9R, 9G, 9RB …… Color polarizer, 12,18 …… Liquid crystal layer, 21 …… First liquid crystal display Element, 22 ... Second liquid crystal display element

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】基板間にネマティック液晶を充填した第1
の液晶表示素子と第2の液晶表示素子とを、光の入射方
向に沿って積層したカラー液晶表示装置であって、 第1の液晶表示素子の光の入射方向上流側に配置される
中性偏光子と、 第1の液晶表示素子の光の入射方向下流側に配置され、
前記中性偏光子の吸収軸方向に平行または垂直な吸収軸
を有する第1のカラー偏光子と、 前記第1のカラー偏光子に積層され、その吸収軸方向に
垂直な吸収軸を有し、かつ第1のカラー偏光子と補色関
係となる吸収特性を有する第2のカラー偏光子と、 第2の液晶表示素子の光の入射方向下流側に配置され、
前記中性偏光子の吸収軸方向に平行または垂直な吸収軸
を有する第3のカラー偏光子と、 前記第3のカラー偏光子に積層され、その吸収軸方向に
垂直な吸収軸を有し、かつ第3のカラー偏光子と補色関
係となる吸収特性を有する第4のカラー偏光子とを含
み、 前記第1および第2の液晶表示素子のネマティック液晶
層は、ツイスト角が180度であって、かつ対向する2枚
の基板上でティルト方向がそれぞれ逆方向となるように
液晶分子を配列させて形成されるようにしたことを特徴
とするカラー液晶表示装置。
1. A first device in which a nematic liquid crystal is filled between substrates.
Is a color liquid crystal display device in which the liquid crystal display element and the second liquid crystal display element are laminated along the light incident direction, and the neutral liquid crystal display element is arranged on the upstream side in the light incident direction of the first liquid crystal display element. The polarizer and the first liquid crystal display element are arranged on the downstream side in the light incident direction,
A first color polarizer having an absorption axis parallel or perpendicular to the absorption axis direction of the neutral polarizer, and laminated on the first color polarizer, having an absorption axis perpendicular to the absorption axis direction, And a second color polarizer having an absorption characteristic that has a complementary color relationship with the first color polarizer, and a second color polarizer disposed on the downstream side in the light incident direction of the second liquid crystal display element,
A third color polarizer having an absorption axis parallel to or perpendicular to the absorption axis direction of the neutral polarizer, and laminated on the third color polarizer, and having an absorption axis perpendicular to the absorption axis direction, And a nematic liquid crystal layer of the first and second liquid crystal display elements, which has a twist angle of 180 degrees, and a third color polarizer and a fourth color polarizer having an absorption characteristic having a complementary color relationship. Further, a color liquid crystal display device is formed by arranging liquid crystal molecules so that the tilt directions are opposite directions on two substrates facing each other.
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