CN1109178A - 彩色液晶显示装置 - Google Patents

彩色液晶显示装置 Download PDF

Info

Publication number
CN1109178A
CN1109178A CN94103583.2A CN94103583A CN1109178A CN 1109178 A CN1109178 A CN 1109178A CN 94103583 A CN94103583 A CN 94103583A CN 1109178 A CN1109178 A CN 1109178A
Authority
CN
China
Prior art keywords
liquid crystal
color
retardation plate
voltage
crystal display
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.)
Granted
Application number
CN94103583.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1076482C (zh
Inventor
西野利晴
森寿彦
西田八寿史
新井一能
田中幸一
佐藤秀司
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
Priority claimed from JP08476093A external-priority patent/JP3289386B2/ja
Priority claimed from JP5128958A external-priority patent/JPH06337397A/ja
Priority claimed from JP5168798A external-priority patent/JPH0728026A/ja
Priority claimed from JP5290847A external-priority patent/JPH07140462A/ja
Application filed by Casio Computer Co Ltd filed Critical Casio Computer Co Ltd
Publication of CN1109178A publication Critical patent/CN1109178A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1076482C publication Critical patent/CN1076482C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/137—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
    • G02F1/139—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent
    • G02F1/1396—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent the liquid crystal being selectively controlled between a twisted state and a non-twisted state, e.g. TN-LC cell
    • G02F1/1397—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent the liquid crystal being selectively controlled between a twisted state and a non-twisted state, e.g. TN-LC cell the twist being substantially higher than 90°, e.g. STN-, SBE-, OMI-LC cells
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/13363—Birefringent elements, e.g. for optical compensation
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2203/00—Function characteristic
    • G02F2203/34—Colour display without the use of colour mosaic filters

Abstract

一对偏振板设置在由180°至270°的一个扭 角扭转准直的液晶构成的液晶屏的两侧，一块延迟板 设置在偏振板之一与液晶屏之间，使延迟板的光轴以 35°至55°的角与相邻的偏振板的透射轴相交。这 对偏振板是配置成使它们的透射轴互相平行的。液 晶屏是配置成使得延迟板的光轴以一个预定的角与 邻接于延迟板的基板侧上的液晶分子的准直方向相 交。一个驱动电路连接在液晶屏上，用于根据含色彩 信息的显示数据将一电压作用在液晶上。

Description

彩色液晶显示装置
本发明涉及使用一种扭转向列液晶执行彩色显示操作的一种彩色液晶显示装置。
作为电视机、个人计算机、电子便携式计算器之类的传统显示装置，液晶显示装置是众所周知的。近来，已广泛地采用诸如液晶彩色电视机及计算机终端的彩色显示器等能够执行彩色显示的彩色液晶显示装置。
作为彩色液晶显示装置，通常采用一种透射型彩色液晶显示装置。在这种装置中，将一块液晶屏夹在一对偏振板之间，并在两块偏振板之一的外侧配置一个背景光(照明源)。这一情况中，液晶屏是以下述方法形成的。面对面地配置一对透明基板。分别在透明基板的相对表面上形成透明电极。然后在透明基板之间封入液晶。在一块透明基板上配置用于有选择地透过具有特定波长的光成分的滤色片。
通过接通/断开控制作用在透明基板对之间的驱动电压，来控制从背景光中发出的光。在透射处理中，来自背景光的光线有选择地透过液晶显示装置中的各滤色片。结果，透过的光具有一种特定的色彩。借助于透过各滤色片的彩色光，便可实现彩色显示。
然而滤色片通常具有低透射率。因此，在采用上述滤色片的彩色液晶显示装置中，透射光的损失是大的，得到的是晦暗的显示。尤其是在广泛地用作电子便携式计算器或诸如手表等便携设备的显示部分的反射型液晶显示装置中，没有配置专用的光源，而且光在反射前后两次透射过各滤色片而遭受光损失。因此，得到的显示是晦暗的。因此，非常困难用滤色片来执行彩色显示操作。
此外，滤色片要求高精度的尺寸，如厚度，并且在组装中，与其它光学元件(诸如偏振板)一样，会导致液晶显示装置的成本的提高。
再者，在采用滤色片的彩色液晶显示装置中，由于一个象素只能显示一种与为这一象素设置的一块滤色片对应的色彩，为了显示多种色彩，一个显示点必须由多个具有不同色彩的滤色片的象素构成。因此，为了显示许多色彩，需要大量的象素。结果，彩色液晶显示装置的结构是复杂的。尤其是，当具有大量显示点的一个点阵显示型装置要执行多色显示操作时，该装置必然具有更复杂的结构。
本发明的一个目的为提供一种结构简单的彩色液晶显示装置，它不用任何滤色片执行透射光的着色，能够通过提高透射率来充分提高显示亮度，并能用一个显示点来显示多种色彩。
为了达到上述目的，根据本发明，提供了一种彩色液晶显示装置，包括一对基板；分别形成在相对的表面上的电极及分别形成的覆盖电极的准直膜，准直膜在预定的方向上经过准直处理；形成在基板对之间的一个液晶层，该液晶层具有准直成从一块基板到另一块基板以180°至270°的扭角扭转的液晶分子；设置在这对基板的外侧以夹住这对基板的一对偏振板，偏振板分别具有用于线性偏振入射光的透射轴；设置在这对偏振板之间的一块延迟板，使得在该延迟板的平面方向内折射率为最大的一个方向与相邻的一块偏振的透射轴定义一个35°至55°的一个角；以及连接到这些电极上的驱动装置，用于通过改变作用在液晶层上的电压以改变透射过液晶层的光的偏振状态，从而在出射侧上改变透射过该偏振板的光的色彩。
根据具有上述配置的彩色液晶显示装置，当光线透射过入射侧偏振板时，光变成线性偏振光。当这一线性偏振光透射过延迟板与液晶层时，不同波长的光成分(下面称作波长成分)成为不同状态的椭圆偏振光成分。在不同状态的椭圆偏振波长成分中，沿出射侧偏振板的透射轴透射的成分(以下称作透射轴成分光)从出射侧偏振板发出。因此，透射过出射侧偏振板发出的光呈现具有高亮度的透射轴成分光的一种波长成分的色彩。在这一情况中，透射过液晶层的各波长成分分别按照液晶层分子的准直状态改变它们的椭圆偏振状态。因此，当通过改变作用在液晶层上的电压而改变液晶分子的准直状态时，便改变了各波长成分的椭圆偏振状态，从而改变了发出的光的色彩。
在上述彩色液晶显示装置中，如果液晶分子的扭角设置为250°至260°，一种点阵形式的显示图形便能容易地由一种高时分方案驱动。
在上述彩色液晶显示装置中，可以设置两块延迟板。在这一情况中，这两块延迟板可以设置在通过在一对基板之间封装液晶而形成的液晶屏的一侧上，也可分别设置在该液晶屏的两侧。可以为彩色液晶显示装置设置一块反射板而将该装置作为一种反射型液晶显示装置使用。在这一情况中，两块延迟板也可设置在液晶屏的一侧，或者分别设置在其两侧上。
一种称作双轴延迟板的延迟板可以用作上述彩色液晶显示装置的延迟板。使用在本发明中的双轴延迟板是一种满足nx＞nz＞ny的延迟板，其中nx为x方向上的折射率，该方向上的折射率是包含该延迟板的平面内最大的，ny是在包含该延迟板的平面内垂直于x方向的方向上的折射率，而nz则是厚度方向上的折射率。借助于使用这种延迟板，可以得到更大的视角。
在上述彩色液晶装置中，电极可以形成在各基板上以在其正交方向上延伸，而使电极之间的相交/相对部分起象素的作用，从而形成一个点阵型显示图案。作用在各点阵型电极上的驱动电压的波形可根据包括彩色信息在内的显示数据，从多个不同幅值的电压中选择一个驱动电压来形成。
再者，上述彩色液晶显示装置可设计成TFT(薄膜晶体管)驱动方式的一种有源矩阵型彩色液晶显示装置，其中，多个象素电极是有规则地配置在一块液晶屏的一侧上的一块基板上的，并且为象素电极分别配置了作为开关元件的薄膜晶体管，各该晶体管由一个连接到一个象素电极的源电极、连接在一条提供显示信号的信号线上的一个漏电极及连接在提供扫描信号的一条扫描线上的一个门电极构成。
再者，该装置可在一个液晶驱动装置中包含一个电压控制装置，在该作用电压控制装置中一个时分驱动操作中的预定数目的帧时间构成一个周期，并通过根据一个显示信号的彩色数据组合各帧中的多个信号电压，形成各周期中的信号电压，从而显示大量的中间色调色彩。
为了达到上述目的，根据本发明，提供了另一种彩色液晶显示装置，包括一对基板；分别形成在相对的表面上的电极及分别形成以覆盖这些电极的准直膜，这些膜是在预定的方向上经过准直处理的；形成在基板对之间的一层液晶层，该液晶层的液晶分子是准直成以180°至270°的扭角从一块基板扭转至另一块基板的；配置在基板对中一块基板外侧并具有用于线性偏振入射光的一条透射轴的一块偏振板；配置在相对于基板对的偏振板的对侧上的一块反射板；配置在偏振板与反射板之间的一块延迟板，使得延迟板的平面方向内的折射率为最大的一个方向与偏振板的透射轴定义一个35°至55°的角；以及用于通过改变作用在液晶层上的电压以改变透射过液晶层的光的偏振状态从而在出射侧改变透射过偏振板的光的色彩的驱动装置。
根据这一反射型彩色液晶显示装置，一块偏振板既用作入射侧偏振板又用作出口侧偏振板，从而能够得到与上述彩色液晶显示装置相同的功能与效果。
在上述反射型彩色液晶显示装置中，如果将液晶分子的扭角设置成250°至260°，可以用一种高时分方案容易地驱动一种点阵型显示图形。
在上述反射型彩色液晶显示装置中也可配置两块延迟板。在这一情况中，这两块板可以配置在液晶屏的一侧也可分别配置在其两侧。
可以采用上述双轴延迟板作为反射型彩色液晶显示装置的延迟板。采用这种双轴延迟板可以达到提高视角的目的。
在上述反射型彩色液晶显示装置中，可以形成在各基板上的正交方向上延伸的电极，使得电极间的相交/相对部分起象素的作用，从而形成一种点阵型显示图形。作用在各点阵型电极上的驱动电压的波型可通过根据包含彩色信息的显示数据从多个不同幅值的电压中选择一个驱动电压来形成。
再者，上述反射型彩色液晶显示装置可设计成一种TFT驱动方式的有源矩阵型彩色液晶显示装置，其中，多个象素电极是有规则地布置在液晶屏一侧上的一块基板上的，并为这些电极分别配置作为开关元件的薄膜晶体管，各该晶体管是由连接到一个象素电极的一个源电极、连接到一条用于提供显示信号的信号线的一个漏电极及连接到一条用于提供扫描信号的扫描线的一个门电极构成的。
为了达到上述目的，除了根据本发明的上述两种彩色液晶显示装置之外，还提供了又另一种彩色液晶显示装置，包括一对基板；分别形成在相对表面上的电极及分别形成以覆盖这些电极的准直膜，这些准直膜在预定的方向上经过准直处理；形成在基板对之间的一层液晶层，该液晶层的液晶分子是准直为以180°至270°的扭角从一块基板扭转到另一块基板的；配置在基板对的外侧以夹住基板的一对偏振板，偏振板分别具有用于线性偏振入射光的透射轴；一块延迟板，配置成邻接于偏振板对中的入射侧偏振板，用于椭圆偏振透射过该偏振板的线性偏振光；以及液晶驱动装置，用于将作用在液晶层上的电压改变到至少三种电平上以改变透射过液晶层的光的偏振状态，从而将一种显示色彩改变到至少三种色彩。
本发明的其它目的与优点将在下面的描述中提出，其中一部分从描述中是显而易见的，或者是可以通过实践本发明来学习的。本发明的目的与优点是可以通过在所附的权利要求书所特别指出的装置与组合实现及得到的。
结合进并构成本说明书的一部分的附图，连同上面给出的一般性描述及下面给出的较佳实施例的描述例示了本发明当前的较佳实施例并用来说明本发明的原理。
图1为展示根据本发明的第一实施例的一种彩色液晶显示装置的剖视图；
图2为说明第一实施例中的各光学元件的光学配置的视图；
图3为说明第一实施例的彩色液晶显示装置所显示的一个显示图形的视图；
图4为展示图3中部分A的细节的视图；
图5为展示第一实施例的一种应用中的液晶驱动电路的方框图；
图6为展示用于驱动第一实施例的彩色液晶显示装置的驱动波形的定时图；
图7为说明根据本发明的第二实施例的一种彩色液晶显示装置中的各光学元件的光学配置的视图；
图8为说明第二实施例中的光学配置的一种改型的视图；
图9为说明第二实施例中的光学配置的另一种改型的视图；
图10A、10B与10C为各展示用于驱动第二实施例的彩色液晶显示装置的扫描电压的波形的图；
图10D为展示与各扫描电压相对应的作用信号电压的波形的图；
图10E为说明第二实施例中的一种电极配置的图；
图11A、11B与11C为展示根据图10A至10D中的电压作用在各电极上的三种类型的波形的图；
图12A、12B与12C为说明用于驱动第二实施例的彩色液晶显示装置的其它三种类型的扫描电压的波形的图；
图12D为展示与各扫描电压对应的作用信号电压的波形的图；
图12E为说明第二实施例中的一种电极配置的图；
图13A、13B与13C为展示与图12A至12D中所示的电压对应的作用在各电极上的电压的三种类型的波形的图；
图14为展示根据本发明的第三实施例的一种彩色液晶显示装置的分解透视图；
图15为展示第三实施例的彩色液晶显示装置的剖视图；
图16为说明第三实施例中各光学元件的光学配置的视图；
图17A、17B与17C为说明用于驱动第三实施例的彩色液晶显示装置的扫描电压的波形的图；
图18为展示与图17A至17C中的扫描电压相对应的作用信号电压的图；
图19A、19B与19C为说明根据图17A至17C与18中所示的电压作用在各象素上的电压的三种类型的波形的图；
图20为展示根据本发明的第四实施例的一种彩色液晶显示装置的剖视图；
图21为说明第四实施例中的各光学元件的光学配置的图；
图22为说明第四实施例中所用的一种延迟板的光轴的透视图；
图23为展示入射角为0°时的延迟的延迟比与第四实施例中所用的延迟板及一块普通延迟板中的入射角之间的关系的曲线图；
图24为展示第四实施例中的彩色液晶显示装置中及使用普通延迟板的比较装置中作为视角的函数的色差中的变化的曲线图；
图25为展示根据本发明的第五实施例的一种彩色液晶显示装置的剖视图；
图26为说明第五实施例中的各光学元件的光学配置的图；
图27为展示根据本发明的第六实施例的一种彩色液晶显示装置的剖视图；
图28为说明第六实施例中的各光学元件的光学配置的视图；
图29为展示根据本发明的第七实施例的一种彩色液晶显示装置的剖视图；以及
图30为说明第七实施例中的各光学元件的光学配置的视图。
本发明的实施例将在下面参照图1至30加以描述。【第一实施例】
如图1中所示，根据本发明的第一实施例的彩色液晶显示装置为一种反射型液晶显示装置，它是这样设计的，配置一对偏振板41与42以夹住一块液晶屏30，而一块延迟板40则设置在液晶屏30与一块偏振板(在本实施例中示出在上方的上方偏振板)41之间，以及一块反射板43设置在偏振板42与液晶屏30接触的一面的对侧上(外侧)。
液晶屏30具有STN(起扭转向列)型。更具体地，液晶屏30构成如下。透明电极33与34分别构成在一对上方与下方透明基板31与32上。准直膜35与36分别形成在透明基板33与34上。这一对透明基板31与32是通过一个框形密封件37互相连在一起的，使得在上面形成准直膜35与36的表面是位于内侧的。然后在准直膜35与36及密封件37所围成的空间中封入液晶38。准直膜35与36已经分别在预定的方向上通过研磨法之类加以准直处理。邻接于准直膜35与36的液晶分子38a是分别准直为沿准直处理的方向的，使得整个液晶层38的液晶分子38a是配置成以与准直方向的交角相对应的扭角，从下方基板32扭转到上方基板31的。本发明采用一种STN型液晶屏，其中的液晶分子38a是以一个大约180°至270°的扭角准直的。
延迟板40是配置成使其光轴(相位提前或相位延迟轴，即各物质分子的长轴方向及沿该轴的折射率为最大的)以一个预定的角度与邻接于液晶屏30的延迟板的基板(上方基板)31侧上的液晶分子准直方向斜交的，偏振板41与42的对是配置成使它们的透射轴分别以预定的角度与延迟板40的光轴斜交。
图2为展示液晶显示装置中的液晶屏30的液晶分子准直方向、延迟板40的光轴及一对偏振板41与42的透射轴的平面图。注意，在这一平面图及以下的类似平面图中，反射板43的展示是省略的。参见图2，参照数字31a表示液晶屏30在上方基板31侧上的液晶分子准直方向；而32a则表示液晶屏30在下方基板32侧上的液晶分子准直方向。
如图2中所示，液晶屏30在两块基板(31与32)侧上的液晶分子准直方向31a与32a是分别相对于一条参照线0(图2中的水平线)在相反方向上倾斜一个预定的角度θ的。借助于这一配置，液晶38的分子38a是从下方基板32侧扭转至上方基板31侧的，如图2中箭头T所示，它示出扭转准直方向。
在本实施例中，液晶屏30是设计成在各液晶分子准直方向31a及32a与参照线0之间的角θ为30°的，并且液晶分子38a是以一个240°角扭转准直的。
此外，参见图2，参照数字40a表示延迟板40的光轴；41a表示上方偏振板41的透射轴；而42a则表示下方偏振板42的透射轴。
在本实施例中，令光轴40a以一个预定的倾角ψ与参照线0斜交。因此，延迟板40的光轴40a与邻接于延迟板的基板31侧上的液晶分子准直方向31a以(ψ-θ°)角相交。
再者，在本实施例中，偏振板41与42的透射轴41a与42a是设置成几乎互相平行的，并且还与延迟板40的光轴40a以45°斜交。
下面说明由具有上述配置的彩色液晶显示装置得到的着色效果。外部光(自然光或来自一个照明源的光)被上方偏振板41线性偏振并入射在其光轴40a与偏振板41的透射轴41a成大约45°相交的延迟板40上。在通过延迟板40的过程中，光线按照表示延迟板40的二次光折射效应的幅度的一个延迟值偏振而成为椭圆偏振光。在这一情况中，各波长成分被设置在不同的椭圆偏振状态中。
从延迟板40发出的椭圆偏振光透射过液晶屏30，由于其液晶分子被扭转准直的液晶38具有二次光折射，当光线透射过扭转准直的液晶38时，它受到二次光折射效应的影响。结果，改变了透射光的椭圆偏振状态。当这一椭圆偏振光入射在下方偏振板42上时，在不同的椭圆偏振状态中的具有各种波长的光成分中，只有沿透射轴42a透射的光成分从下方偏振板42发出。在这一情况中，由于发出的光的亮度是与将各波长成分的椭圆偏振光成分的幅度投影在透射轴上得出的一个值(透射轴成分光)的平方成正比的，发出的光的色彩基本上与具有大的透射轴成分光的波长成分的色彩相同。
接着说明本实施例的彩色液晶显示装置的变色效应。透射过上方偏振板41被线性偏振的入射光在通过延迟板40与液晶屏30的过程中接受二次光折射效应时，被椭圆偏振。液晶屏30的液晶分子38a的准直状态随着作用电压变化，并且二次光折射的幅度也相应地变化。因此，改变作用在液晶屏30上的电压时，液晶屏30的二次光折射效应的幅度也随着改变。从而，透射过液晶屏30的光的椭圆偏振状态也随着改变。结果，透射过下方偏振板42的发出的光的色彩也随之改变。
液晶屏30的二次光折射效应的幅值是由一个值Δn·d(折射率各向异性Δn与液晶38的液晶层厚度d的乘积)确定的，并且折射率各异性Δn随液晶分子38a的准直状态变化。因此，当作用在液晶38上的电压改变时，液晶分子38a的准直状态随之改变，从而液晶屏30的值Δn·d，即折射率各向异性Δn的幅度，也随之改变。
当没有电压作用在液晶屏30的电极33与34之间时，液晶分子38a的扭角为240°。入射在液晶38上的椭圆偏振光接受一个基于与液晶38的准直状态相对应的二次光折射效应的偏振效应。结果，改变了光的椭圆偏振状态。接受延迟板40与液晶屏30的偏振效应的椭圆偏振光透射过下方偏振板42。结果，可以得到具有预定色彩的发出的光。
当作用在液晶屏30的电极33与34之间的电压升高时，液晶分子38a从扭转准直状态中竖起/准直。液晶屏30的二次光折射效应的幅度随液晶分子38a的准直状态的改变而改变。因此，接受过延迟板40与液晶屏30两者的偏振效应的透射光的椭圆偏振状态也随之改变。结果，彩色光的色彩也随之改变。
当作用电压进一步升高时，液晶分子38a相对于基板31与32几乎垂直地竖起，并且液晶屏30的偏振效应几乎成为零。结果，透射过下方偏振板42的光变成只受上述延迟板40的偏振效应着色的光。
如上所述，液晶屏30的二次光折射效应的幅值是由值Δn·d表示的。当作用一个电压时液晶分子38a竖起/准直时，液晶38的折射率各向异性Δn下降并且液晶屏30的值Δn·d也下降。
当将一个垂直地竖起/准直液晶分子38a的电压作用在液晶屏30上时，液晶屏30的延迟变成“0”，并且液晶屏30的偏振效应成为零。因此，从延迟板40发出的椭圆偏振光透射过液晶屏30而不被偏振，并入射在下方偏振板42上。透射过下方偏振板42的光只被延迟板40的偏振效应着色。
透射过下方偏振板42的光受到反射板43的反射而在与上述光径相反的光径中从显示装置的上表面发出。结果，可以得到带有发出的光的色彩的显示。
根据上述液晶显装置，从而，可以不使用任何滤色片着色透射光，并且可以通过提高透射率而充分提高显示的亮度。
在采用滤色片的传统彩色液晶显示装置中，透射过一块滤色片的着色的光的量是可观地减少的。在本发明的彩色液晶显示装置中，不会出这种光量的减少。因此，即使这一实施例的彩色液晶显示装置是反射型的，显示的亮度也是足够的。
在采用滤色片的彩色液晶显示装置中，显示色彩是由滤色片的色彩确定的。与此相反，在上述实施例的彩色液晶显示装置中，可以得到基于延迟板40的偏振效应的彩色光及基于延迟板40与液晶屏30两者的偏振效应的彩色光。此外，由于基于延迟板40与液晶屏30两者的偏振效应的彩色光的色彩是随作用在液晶屏30上的电压变化的，便可随意改变显示色彩。
表1至4分别示出上述彩色液晶显示装置的显示模式。注意，各表中的所有数字值都是近似值，并且各作用电压的值为RMS(均方值)。此外，各显示色彩是从垂直方向上观察液晶显示装置的显示时见到的色彩。
如表1至4中所示，上述彩色液晶显示装置能通过控制作用在液晶屏30上的电压，执行具有至少三种色彩的一种显示操作。特别是在表4中所示的模式中，可以执行带有四种色彩的显示操作。
在将表4中所示的四显示色液晶显示装置应用在一种点阵显示方式的电子便携式计算器中的一个实例将在下面描述。
在一种点阵型液晶显示装置中，形成在一块基板31上的多个电极33互相平行地延伸在一个预定的方向上，并且形成在另一块基板32上的多个电极34互相平行地延伸在垂直于对侧上的电极33的一个方向上。借助这一配置，由两侧上的电极33与34的相交/相对部分构成的象素是以一个矩阵的形式配置的。
图3与4示出一种情况，其中，上述彩色液晶显示装置应用在具有图形显示功能的一种电子便携式计算器中。图3示出显示图形的状态。图4为图3中的一个部分A的放大视图。图5为展示该便携式计算器的电路布置的方框图。
在图3中所示的显示样品中，显示了由下述两个函数表示的曲线：
y＜cx+b               …(1)
y2＞ax2+b          …(2)在这一例中，用“红”色显示x与y轴a与b；用“白”色显示函数(1)表示的一条线性曲线(直线)c及函数(2)表示的一条二次曲线d；用“绿”色显示满足两个函数(1)与(2)的一个区域；用“兰”色显示其余部分，即背景。
这一显示图形是通过控制各象素的显示色彩显示的。更具体地，参见图4，它是图3中部分A的放大视图，各正方形表示一个象素。在这一例中，x与y轴a与b是通过将各对应显示象素的色彩控制成“红”色时显示的；函数(1)所表示的线性曲线(直线)c及函数(2)所表示的二次曲线d是通过将各对应显示象素的色彩控制成“白”色时显示的；满足两个函数(1)与(2)的区域e是通过将各对应显示象素的色彩控制成“绿”色时显示的；而背景则是通过将各对应显示象素的色彩控制成“兰”色时显示的。
下面描述执行上述显示操作的电子便携式计算器的电路布置。如图5中所示，这一计算器的电路是由下述部分构成的：一个电子例携式计算器电路部分50；一个键输入部分56；一个彩色显示信号存储部分58；一个用于液晶屏30的显示驱动电路60；以及一个用于这些部件的电源59。
在电子例携式计算器电路部分50中，在操作输入键57时从键输入部分56输入的数字值及使用变量的一个算术表达式被提供给一个控制部分51并存储在一个存储部分52中。控制部分51令一个算术部分53按照算术表达式执行数字值的算术处理，并令存储部分52存储算术处理结果。此外，控制部分51将该结果提供给一个显示色彩指定部分54。显示色彩指定部分根据算术处理结果为相对x-y坐标点及区域的一图形显示执行色彩指定。然后，显示色彩指定部分54将这一结果作为指定了显示色彩的数据输出到一个显示信号生成部分55。
彩色显示信号存储部分58用以存储对应于上述多种显示色彩(兰、绿、白与红)的彩色显示信号。显示信号生成部分55按照显示色彩指定部分54提供的数据从彩色显示信号存储部分58中读出一个预定的彩色显示信号，并生成一个包含色彩信息的显示信号。
显示驱动电路60包括一个驱动电压生成电路61及一个驱动波形形成电路62。驱动电压生成电路61从电源59作用的电压中生成形成液晶屏30的驱动波形所必需的电压及多个与各显示色彩相对应的不同电压，并将这些电压作用在驱动波形形成电路62上。
根据算术处理结果生成的显示信号是从电子便携式计算器电路部分50的显示信号生成部分55提供给驱动波形形成电路62的。驱动波形形成电路62生成多个具有不同波形的扫描电极作用电压，这些电压是在对应于以矩阵形式配置的象素的扫描电极33的数目的负载比上用于时分驱动液晶屏30的，并根据显示信号组合多个从驱动电压生成电路61作用的电压，从而在液晶屏30的电极33与34之间生成一个具有对应于大到足以操作液晶38的电压值的波形的一个信号电极作用电压。此外，驱动波形形成电路62顺序地将扫描电极作用电压作用在扫描电极33上，并同步地将信号电极作用电压作用在各信号电极34上，从而时分地驱动液晶屏30。
下面参照显示由两个函数(1)与(2)表示的曲线的图形成的一个实例描述液晶屏30的驱动操作。当从键输入部分56输入两个函数(1)与(2)及一条图形显示命令时，电子便携式计算器电路部分50的控制部分51令算术部分53执行这些函数的算术处理，并将得出的图形显示数据提供给显示色彩指定部分54。显示色彩指定部分54指定这一图形显示数据的显示色彩，即满足函数所表示的条件的x-y坐标点及区域的显示色彩如下：“红”色用于x与y轴a与b；“白”色用于函数(1)所表示的线性曲线c及函数(2)所表示的二次曲线d；“绿”色用于满足两个函数(1)与(2)的区域e；而“兰”色用于其余区域。
指定了显示色彩的图形显示数据被送到显示信号生成部分55。显示信号生成部分55从彩色显示信号存储部分58中读出一个预定的色彩显示信号，生成一个包含色彩信息在内的显示信号，并将显示信号提供给显示驱动电路60的驱动波形形成电路62。
接收到这一显示信号时，驱动波形形成电路62从驱动电压生成电路61作用的多个不同电压(表4中的V1、V2、V3与V4)中选择一个与显示信号的色彩信息相对应的电压，并形成用于在预定的负载比上时分地驱动液晶屏30的一个扫描电极作用电压及一个信号电极作用电压。然后，驱动波形形成电路62将这些电压作用在液晶屏30的各扫描电极33及各信号电极34上，从而驱动该液晶屏30。
以这种操作，将一个驱动电压作用在液晶屏30的各象素部位上以令对应于该象素部位的一个象素具有一种对应的指定色彩。结果，如图3与4中所示，x与y轴a与b只是用“红”色象素显示的；函数(1)所表示的线性曲线c及函数(2)所表示的二次曲线d用“白”色象素；满足两个函数(1)与(2)的区域e用“绿”色象素；而其余区域，即背景，用“兰”色象素。
本实施例的彩色液晶显示装置能够通过将作用在液晶38上的RMS电压改变到n个电平而将显示色彩改变成n种色彩。下面将详细描述用于这一操作的一种液晶驱动方法。
当采用图1中所示的彩色液晶显示装置执行一个七色显示操作时，象下面描述的七种不同的驱动电压，即第一至第七驱动电压，作用在液晶屏30的相对的电极33与34之间。
第一驱动电压是具有这样一种波形的一个驱动电压，这种波形是形成为使得形成一个屏面所需要的所有帧中的各作用电压(RMS电压)起到将透射过该彩色液晶显示装置的发出的光着色成一种第一色彩的电压的作用，如在液晶屏30的液晶分子几乎垂直竖起/准直时得到的一种显示色彩。
第二驱动电压是具有这样一种波形的一个驱动电压，这种波形是形成为使得形成一个屏面所需要的所有帧中的各作用电压(RMS电压)起到将发出的光着色成一种第二色彩的电压的作用，如具有高的光亮度及高色纯度的一种显示色彩，这种色彩是在液晶分子从初始扭转准直状态竖起/准直时得到的。
第三驱动电压是具有这样一种波形的一个驱动电压，这种波形是形成为使得形成一个屏面所需要的所有帧中选择周期中的各作用电压(RMS电压)起到将发出的光着色成一种第三色彩的电压的作用，如在液晶分子处于初始扭转准直状态中时得到的一种显示色彩。
第四驱动电压是具有这样一种波形的一个驱动电压，这种波形是形成为使得构成形成一个屏面所需要的帧的一或两个帧族(每一个帧族包含要求数目的帧)中的帧中的各作用电压起到将发出的光着色成第一色彩的电压的作用，并且在其它帧族的帧中的各作用电压起到将发出的光着色成第二色彩的电压的作用。
第五驱动电压是具有这样一种波形的一个驱动电压，这种波形是形成为使得构成形成一个屏面所需要的帧的一或两个帧族(各帧族包含要求数目的帧)的帧中的各驱动电压起到将发出的光着色成第二色彩的电压的作用，而其它帧族的帧中的各作用电压起到将发出的光着色成第三色彩的电压的作用。
第六驱动电压是具有这样一种波形的一个驱动电压，这种波形是形成为使得构成形成一个屏面所需要的帧的一或两个帧族(每一个帧族包含要求数目的帧)的帧中的各作用电压起到将发出的光着色成第三色彩的电压的作用，而在其它帧族的帧中的各作用电压则起到将发出的光着色成第一色彩的电压的作用。
第七驱动电压是具有这样一种波形的一个驱动电压，这种波形是形成为使得构成一个屏面所需要的帧的一或三个帧族(每一个帧族包含要求数目的帧)的帧中的各作用电压起到将发出的光着色成第一色彩的电压的作用；另一个帧族的帧中的各作用电压起到将发出的光着色成第二色彩的电压的作用；而其余帧族的帧中的各作用电压则起到将发出的光着色成第三色彩的电压的作用。
第一至第七驱动电压分别作用在液晶屏30的电极33与34之间以驱动该液晶屏30。当作用第一驱动电压时，显示色彩变成第一色彩。当作用第二驱动电压时，显示色彩变成第二色彩。当作用第三驱动电压时，显示色彩变成第三色彩。
在作用第四驱动电压时，显示色彩成为将第一与第二色彩混合后得到的一种色彩。在作用第五驱动电压时，显示色彩成为将第二与第三色彩混合后得到的一种色彩。在作用第六驱动电压时，显示色彩成为将第三与第一色彩混合后得到的一种色彩。在作用第七驱动电压时，显示色彩成为将第一、第二与第三色彩混合后得到的一种色彩。
因此，上述彩色液晶显示装置能够将一个给定的部位的显示色彩，即一个扫描或公用电极33与一个信号或段电极34相对的一个部位，改变到包含混合色在内的多种色彩。
图6示出在下述情况中作用在一个公用电极33与段电极34之间的驱动电压的波形，其中，液晶屏30的公用电极33是分成三组的，并在三种负载中的一种上时分驱动的。参见图6，参照符号(A)表示第一驱动电压；(B)表示第二驱动电压；(C)表示第三驱动电压；(D)表示第四驱动电压；(E)表示第五驱动电压；(F)表示第六驱动电压；以及(G)表示第七驱动电压。注意，在这一情况中，一个帧Tf定义为Tf＝1/120秒，而一个屏面是由12帧(12Tf)构成的。
第一驱动电压(A)是在形成一个屏面所需的各帧Tf(12帧)中的整个选择周期Ts中设置成电压值V1或-V1的一个驱动电压，并在各非选择周期中设置成电压值V2或-V2的。在这一情况中，每帧的电压波形用(R)表示。
第二驱动电压(B)是只在形成一个屏面所需的各帧Tf中的选择周期Ts中的一个预定的初始周期中设置成电压值V1或-V1的一个驱动电压；在各选择周期Ts的其余周期中设置成电压值V3；并且在各非选择周期中设置成电压值V2或-V2。在这一情况中，每帧的电压波形用(G)表示。
第三驱动电压(C)是在形成一个屏面所需的各帧Tf(12帧)中的整个选择周期Ts中设置成电压值V3或-V3的一个驱动电压，并在各非选择周期中设置成电压值V2或-V2。在这一情况中，每帧的电压波形用(B)表示。
注意，各该第一至第三驱动电压的极性是以帧为单位反相的。
第四驱动电压(D)是在形成一个屏面所需的帧(12帧)中的前6帧的各帧Tf中具有与第一驱动电压(A)相同的波形，而在后6帧的各帧Tf中具有与第二驱动电压(B)相同的波形的一个驱动电压。
第五驱动电压(E)是在形成一个屏面所需的帧(12帧)中的前6帧的各帧Tf中具有与第二驱动电压(B)相同的波形，而在后6帧的各帧Tf中具有与第三驱动电压(C)相同的波形的一个驱动电压。
第六驱动电压(F)是在形成一个屏面所需的帧(12帧)中的前6帧的各帧Tf中具有与第三驱动电压(C)相同的波形，而在后6帧的各帧Tf中具有与第一驱动电压(A)相同的波形的一个驱动电压。
第七驱动电压(G)是在形成一个屏面所需的帧(12帧)的第一个三帧中的各帧Tf中具有与第一驱动电压(A)相同的波形；在第二个三帧中的各帧Tf中具有与第二驱动电压(B)相同的波形；并在后6帧的各帧Tf中具有与第三驱动电压(C)相同的波形的一个驱动电压。
下面描述在各选择周期Ts中各驱动电压(A)至(G)的电压值V1与V3，及在各非选择周期中它们的电压值V2。作用在液晶屏30的电极33与34之间并时分驱动的RMS电压是由下式表示的： V = 1 N [ 1 Po { P + ( 1 - 2 b ) 2 ( Po - P ) } + ( N - 1 ) ( 1 b ) 2 ] Vo - - - ( 3 )
其中N为负载数，b为偏压比，Po为RMS电压V的最大值的除数，P为各分压值的序数，而Vo则为在各选择周期中所作用的电压的最大值(绝对值)。
例如，如上所述，在该彩色液晶显示装置中，其中，上方偏振板41的透射轴41a与延迟板40的光轴40a之间的角差φ设定为45°；液晶屏30在邻接于延迟板的基板31侧上的液晶分子准直方向31a与延迟板40的光轴40a之间角差ψ-θ设定为15°；延迟板40的延迟Re设定为1240nm；液晶屏30的值Δn·d设定为824nm；以及液晶分子的扭角设定为240°，即，该彩色液晶显示装置用于显示三种表1中所示的色彩“红”、“绿”与“兰”作为基本显示色彩，在式(3)的基础上，在各选择周期Ts中的电压|V1|与|V3|及在各非选择周期中的电压|V2|是由下式给出的：
|V1|＝Vo                  …(4)
|V2|＝1/b Vo              …(5)
|V3|＝(1-1/b)Vo           …(6)
假定选择周期Ts中的电压值|V1|与|V3|及非选择周期中的电压值|V2|是以这一方式设定的，并驱动其基本显示色彩为“红”、“绿”与“兰”的上述彩色液晶显示装置。在这一情况中，如果将负载数N设定为3，偏压比设定为2.7，以及在各选择周期Ts中的作用电压的最大值Vo设定为3.2伏，则在各分压值的序数P设定为P＝0、P＝1及P＝3时可得出下述RMS电压V与显示色彩。
当P＝0时，V＝1.1伏并且显示色彩为“兰”。
当P＝1时，V＝1.5伏并且显示色彩为“绿”。
当P＝3时，V＝2.1伏并且显示色彩为“红”。
注意，在这一彩色液晶显示装置中，由于以P＝2定义的分压值不能得出清晰的显示色彩，在驱动操作中不便用P＝2定义的分压值。
在作为基本显示色彩显示“红”、“绿”与“兰”的彩色液晶显示装置中，如图3中所示，当第一驱动电压(A)作用在液晶屏30的电极33与34之间时，显示色彩成为“红”；当第二驱动电压(B)作用时，显示色彩成为“绿”；而当第三驱动电压(C)作用时，显示色彩成为“兰”。
在这一情况中，虽然一帧Tf是短到1/120秒的，由于各上述驱动电压是以12帧作为一个单位的时间间隔作用的，各“红”、“绿”与“兰”显示是保持对应于12帧(12Tf＝1/10秒)的时间间隔的。因此，显示的观察者能识别对应的彩色显示。
当第四驱动电压(D)作用在液晶屏30的电极33与34之间时，在构成一个屏面的前六帧中显示“红”，如同作用第一驱动电压(A)的情况，而在后六帧中显示“绿”，如同作用第二驱动电压(B)的情况。
在这一情况中，“红”与“绿”显示分别持续前六帧与后六帧(6Tf＝1/20秒)。以这样短的彩色显示持续时间，肉眼不能区别作为基色的“红”与“绿”。因此，通过混合在构成一个屏面的12帧中所有的显示色彩而得到的一种色彩便被识别为显示色彩。
这种混合色彩的方法称作时差混合。当一个六帧显示的色彩为“红”，而另一个六帧显示的色彩为“绿”时，如在上述情况中，则识别的显示色彩为“黄”。
在作用第五与第六驱动电压(E)与(F)时，出现类似的色彩混合物。当作用第五驱动电压(E)时，在前六帧中显示“绿”而在后六帧中显示“兰”。结果，将作为混合色彩的“青绿”识别为显示色彩。当作用第六驱动电压(F)时，在前六帧中显示“兰”而在后六帧中显示“红“。结果，作为混合色彩的“品红”便被识别为显示色彩。
在作用第七驱动电压(G)时，则在构成一个屏面的十二帧的第一个四帧中显示“红”，如同作用第一驱动电压(A)的情况；在第二个四帧中显示“绿”，如同作用第二驱动电压(B)的情况；并在第三个四帧中显示“兰”，如同作用第三驱动电压(C)的情况。
在这一情况中，各“红”、“绿”与“兰”显示持续对应于四帧的时间间隔(4Tf＝1/30秒)。由于这三种基色“红”、“绿”与“兰”不能由肉眼区分，便将混合所有这些色彩而得到的“白”色识别为显示色彩。
彩色液晶显示装置所显示的显示色彩中的基色不限于上述三种色彩，即“红”、“绿”与“兰”，可以任意设定延迟板40的延迟Re、液晶屏30的值Δn·d与扭角、上方偏振板41的透射轴41a与延迟板40的光轴40a之间的角差φ、以及液晶屏30在邻接于延迟板的基板31侧上的液晶分子准直方向31a与延迟板40的光轴40a之间的角差(ψ-θ)，而选择任意的色彩作为基色。
在上述实施例中，形成一个屏面所需的帧数量设定为12的。然而，可以根据一帧的时间Tf任意设定帧数。
在上述实施例中，形成一个屏面所需的帧是形成为具有相同数目的帧的帧族的，并且第四至第七驱动电压(D)至(G)中每一个是形成为使得各帧族中的波形是设计成显示第一基色(图6中的“红”)、第二基色(图6中的“绿”)或第三基色(图6中的“兰”)。然而，分配给第四至第七驱动电压的帧数是可以任意确定的。
在这一情况中，在待显示的一种混合色中，一个具有较大数目的帧的一个帧族的显示色彩成分在量上大于其它帧族的显示色彩成分。因此，如果采用具有分配给不同帧数的不同波形的多个电压作为第四至第七驱动电压(D)至(G)，则可以显示具有不同色调的多种混合色彩，它们分别包含不同混合比的基色。
在以这一方式将不同的帧数分配给驱动电压时，如果显示构成一种混合色彩的基色的色彩成分(它是在量上设定为大于其余色彩成分的持续时间超过了1/20秒，则肉眼能够识别这一色彩。结果，在显示中出“闪烁”。如果在量上设定为小于其余色彩成分的一种色彩成分的显示持续时间短于1/10秒，则由于液晶38的响应特征而不能满意地控制液晶分子的准直状态。因此，最好这样来分配第四至第七驱动电压(D)至(G)的帧，使得一种基色的显示持续时间落在1/10秒至1/15秒的范围内。
在本实施例中，延迟板40是设置在液晶屏30与上方偏振板41之间的。然而，延迟板40也可设置在液晶屏30与下方偏振板42之间。
此外，在本实施例中，偏振板41与42的透射轴41a与42a是设置成几乎互相平行的。然而，这两条透射轴也可设置成大致上互相垂直的。【第二实施例】
如图7所示，在第二实施例中，将第一实施例中的液晶屏30的液晶38的扭角提高至250°至260°，并将邻接于液晶屏30的下方基板32的偏振板42配置成使得透射轴42a与上方偏振板41的透射轴41a以20°角相交。其它配置则与第一实施例相同。第二与以下的实施例中相同的参照数字表示与第一实施例中相同的部分，并省略其说明。
如图7所示，液晶屏30在上方基板31侧上的液晶分子准直方向31a是以图7中顺时针方向上的一预定的角θ1相对于一条参照线(图7中的水平)0倾斜的。液晶屏30在下方基板32侧上的液晶分子准直方向32a是以图7中逆时针方向上的一个预定的角θ2相对于参照线0倾斜的。液晶38的分子从下方基板32侧在图7中的顺时针方向上扭转到上方基板31侧。
在本实施例中，液晶屏30在两块基板(31与32)侧上的液晶分子准直方向31a与32a相对于参照线0的倾角θ1与θ2是设置成θ1＝θ2的。这一倾角θ1或θ2为35°至40°。液晶分子的扭角T为250°至260°。
参见图7，参照数字41a表示偏振板41的透射轴；而42a则表示下方偏振板42的透射轴。在本实施例中，上方偏振板41的透射轴41a在图7中的逆时针方向上从参照线0偏转大约90°，而下方偏振板42的透射轴42a则在图7中的逆时针方向上从参照线0偏转大约70°。
此外，延迟板40的光轴40a在图7中的逆时针方向上从参照线0偏转大约45°。因此，延迟板40的光轴40a在图7中的顺时针方向上从邻接于延迟板40的偏振板，即上方偏振板41的透射轴41a偏转大约45°。
在上述彩色液晶显示装置中，由于第一实施例中相同的效应，可以得到一个明亮的彩色显示，并且可以通过控制作用在液晶屏30上的电压，任意改变显示色彩。此外，由于液晶屏30的液晶分子的扭角T是设定为250°至260°的，可以在高负载上执行一个时分驱动操作。
下面描述上述彩色液晶显示装置的显色彩与驱动负载数。彩色液晶显示装置的显示色彩是由液晶屏30的折射率各向异性Δn与液晶厚度d、延迟板40的延迟Re、以及延迟板40的光轴40a与一对偏振板41与42的透射轴41a与42a的方向确定的。显示色彩随作用在液晶屏30的电极33与34之间的电压的变化而变化。最大可分配负载数是由可以得到一种初始显示色彩(在液晶分子在一种扭转准直状态中得到的)的作用电压值与可以得到一种最终显示色彩(在液晶分子几乎垂直地竖起/准直时得到的)的作用电压值之比确定的。
表5与6示出彩色液晶显示装置的显示色彩与允许的负载数，在表5与6的各表中，液晶屏30的折射率各向异性Δn与液晶层厚度d是设置成Δn＝0.13及d＝6.8μm的；延迟板40的延迟Re设置为Re＝1,350nm；并且延迟板40的光轴40a及一对偏振板41与42的透射轴41a与42a的方向设置成如图7中所示。表5示出一个实例，其中液晶屏30的扭角T设定为T＝250°。表6示出一个实例，其中液晶屏30的扭角T设定为T＝260°。
注意，在表5与6中的所有数字值都是近似值，并且各作用电压的值为RMS。此外，各显示色彩是在其前方观察液晶显示装置的显示时识别的。
如表5与6中所示，上述彩色液晶显示装置具有三种显示色彩，即，兰、绿与红。当作用在液晶屏30上的电压升高时，显示色彩从作为初始显示色彩的“兰”(在作用电压为V1时得到的)改变到作为最终显示色彩的“红”(在作用电压为V3时得到的)。在这一色彩变化过程中(在作用电压为V2时)可得到一种具有高光亮度与高色纯度的显示色彩“绿”。
该彩色液晶显示装置的允许负载数(duty neumber)N是从能够得到初始显示色彩的作用电压V1与能够得到最终显示色彩的作用电压V3，根据式(7)计算的：
N＝{(V32+V12)/(V32-V12)}2       …(7)
即，当液晶屏30的扭角T设定为T＝250°时，允许的负载数N为42，如表5中所示。当液晶屏30的扭角T设定为T＝260°时，允许的负载数N为96，如表6中所示，在每一种彩色液晶显示装置中，都能在高负载上执行时分驱动操作。
当一种具有大约240°的扭角的STN型液晶屏(这是常用的)用作上述彩色液晶显示装置的液晶屏30时，允许的负载数N至少为大约9。然而，如果液晶屏30的扭角T设定为250°时，允许的负载数N增加到四倍或更多，即增加到42。如果液晶屏30的扭角T设定为260°，允许的负载数N增加到十倍或更多，即增加到96。
理论上，如果将液晶屏30的扭角T设定为大于260°，能够在更高的负载上驱动液晶屏30。然而，如果将液晶分子的扭角T设定为大于260°，液晶分子的扭转准直状态成为不稳定的，导致显示的不规则性等。为此，液晶分子的扭角的适当范围为250°至260°。
下面参照图8与9描述第二实施例的改型。
在各改型中，改变了第二实施例中的延迟板40的光轴40a及一对偏振板41与42的透射轴41a与42a的方向，但其它配置与第二实施例相同。
在图8中所示的改型中，上方偏振板41的透射轴41a在图8中的逆时针方向上从参照线0偏转大约95°，并且下方偏振板42的透射轴42a在图8中的逆时针方向上从参照线0偏转大约80°。此外，延迟板40的光轴40a在图8中的逆时针方向上从参照线0偏转大约140°。延迟板40的光轴40a在图8中的逆时针方向上从邻接于延迟板40的上方偏振板41的透射轴41a偏转大约45°。
下面描述这一改型的彩色液晶显示装置的显示色彩及驱动负载数。表7示出下述彩色液晶显示装置的显示色彩与允许的负载数，其中，液晶屏30的液晶38的折射率各向异性Δn与液晶层厚度d分别设定为Δn＝0.13与d＝6.8μm；延迟板40的延迟Re设定为Re＝1,350nm；并且延迟板40的光轴40a及一对偏振板41与42的透射轴41a与42a的方向设定为如图8中所示。在这一实例中，液晶屏30的扭角T设定为T＝250°。注意，表7中所有的数字值都是近似值，并且各作用电压的值为RMS。此外，各显示色彩是从其前方观察液晶显示装置的显示时识别的。
在图9中所示的改型中，上方偏振板41的透射轴41a在图9中的逆时针方向上从参照线0偏转大约110°，并且下方偏振板42的透射轴42a在图9中的逆时针方向上从参照线0偏转大约80°。此外，延迟板40的光轴40a在图9中的逆时针方向上从参照线0偏转大约155°。延迟板40的光轴40a在图9中的逆时针方向上从邻接于延迟板40的上方偏振板41的透射轴41a偏转大约45°。
下面描述这一改型的彩色液晶显示装置的显示色彩与驱动负载数。表8示出该彩色液晶显示装置的显示色彩与允许负载数，其中，液晶屏30的液晶38的折射率各向异性Δn与液晶层厚度d分别设定为Δn＝0.13与d＝6.8μm；延迟板40的延迟Re设定为Re＝1,350nm；并且延迟板40的光轴40a及一对偏振板41与42的透射轴41a与42a设定为如图9中所示。在这一实例中，液晶屏30的扭角T是设定为T＝250°的。
下面分别参照采用脉冲宽度调制方式及脉冲高度调制方式，描述用脉冲调制法时分驱动表7中所示的一种简单矩阵型彩色液晶显示装置的方法。
图10A、10B与10C示出分别作用在图10E中所示的扫描电极71、72与73上的脉冲电压的波形。图10D示出作用在信号电极74上的脉冲电压的波形。
令Tf为时分驱动的一帧时间，而N为扫描线的数目。在这一例中，扫描电极是每Tf/N时间顺序地选择的，并且一个显示信号同步地作用在各信号电极上，借此执行彩色显示操作。
令b为偏压比，Vo为操作电压，作用在各扫描电极上的选择电压由【1-(1/b)】Vo表示。
在执行各象素的OFF(断开)显示时，在各扫描电极的整个选择周期中，电压(1/b)Vo作用在各信号电极上。在执行各象素的ON(连通)显示时，以相同的方式作用电压-(1/b)Vo。在本例中，在改变作用在各象素上的RMS电压值以执行带有三种或更多色彩的彩色显示操作中采用脉冲宽度调制方式。注意，一个象素的OFF显示是在该象素的液晶分子是在两种极端状态之一中准直时得到的一种显示，液晶分子的准直状态是在这两种极端状态之间变化的。当液晶分子在另一种极端状态中准直时，便得到ON显示。
选择时间Tf/N被除以显示色彩计数M减1的一个数。例如，在执行K(K＝1，2，…，M-1)色显示时，电压-(1/b)Vo作用由(Tf/N)·(K/(M-1)表示的一个时间间隔，而电压(1/b)Vo则作用由(Tf/N)·(M-K-1)/(M-1)的一个时间间隔。当作用上述液晶驱动电压时，作用在一个象素上用于显示第K种色彩的RMS电压(以下用*Vk表示)由式(8)表示： * V k = 1 N [ 1 M - 1 { k + ( 1 - 2 b ) 2 ( M - k - 1 ) } + ( 1 b ) 2 ( N - 1 ) ] × Vo - - - ( 8 ) 其中N为负载数，b为偏压比，而Vo则为操作电压。假设Vo＝10.7，N＝36，b＝7及M＝8。在这一情况中，当K＝0时，RMS*Vk为1.97伏，而在显示屏面11上显示“红”。当K＝3时，RMS电压*Vk为2.13伏，而在显示屏面11上显示“绿”。当K＝7时，RMS电压为2.33伏而在显示屏面11上显示“兰”。
如上所述，在本实施例中，一个液晶驱动脉冲的脉冲宽度调制是按照三种电平，即K＝7，3，0进行的。以这种操作，如图11A、11b与11C中所示，可以得到波形W1(兰色显示)、W2(绿色显示)及W3(红色显示)，并且驱动液晶的RMS电压改变到所要求的幅度的三个电平上，从而执行一个所要求的彩色显示操作。
图12A至12D分别示出在脉冲高度调制方式中作用在扫描电极71至73及一个信号电极74上的驱动电压的波形。图13A至13C示出作用在图12E所示的各象素75至77上的组合驱动电压的波形。
如图12A至12C中所示，令Tf为帧时间，且N为扫描线的数目，扫描电极是每隔Tf/N时间顺序地选择的，并同步地将一个显示信号作用在各信号电极上，从而执行彩色显示操作。
令b为偏压比及Vo为操作电压，作用在图12A至12C中所示各扫描电极上的电压是由【1-(1/b)】Vo表示的。
在一个预定扫描电极的选择周期内将一个电压xVo作用在各信号电极上一个时间(Tf/2N)，即一条线扫描时间的一半，并将一个电压yVo作用其余的一半时间(Tf/2N)。
在本例中，脉冲高度调制是在改变作用在各象素上的RMS电压值以执行彩色显示操作中进行的。
用于显示第K种(K＝0，1，2，…，M-1)色彩的作用在一个象素部位上的电压x与y是由式(9)与(10)表示的： x = 1 ( M - 1 ) b { M - 2 k - 1 + 2 k ( M - k - 1 ) } - - - ( 9 ) y = 1 ( M - 1 ) b { M - 2 k - 1 - 2 k ( M - k - 1 ) } - - - ( 10 )
结果，用于显示第K种色彩而作用在一个象素上的RMS电压*Vk是由式(11)表示的，它与式(8)相同。 * V k = 1 N [ 1 M - 1 { k + ( 1 - 2 b ) 2 ( M - k - 1 ) } + ( 1 b ) 2 ( N - 1 ) ] × Vo - - - ( 11 ) 其中N为负载数，b为偏压比而Vo则为操作电压。假设Vo＝10.7，N＝36，b＝7及M＝8。在这一情况中，当K＝0时，RMS*Vk为1.97伏，而在显示屏面11上显示“红”。当K＝3时，RMS电压*Vk为2.13伏，而在显示屏面11上显示“绿”。当K＝7时，RMS电压*Vk为2.33伏，而在显示屏面11上显示“兰”。
如上所述，在本实施例中，液晶驱动脉冲的脉冲高度调制是按照三种电平，即K＝7，3，0，进行的。以这种操作，如图13A、13B与13C中所示，可以得到波形H1(兰色显示)、H2(绿色显示)及H3(红色显示)，并且用于驱动液晶的RMS电压改变到所要求的幅值的三种电平上，从而以三种色彩，即兰、绿与红，执行彩色显示操作。
如上所述，根据本发明的彩色液晶显示装置，通过调制一个液晶驱动信号的脉冲宽度或脉冲高度，作用在各象素上的RMS电压可以精确地控制在一个所要求的值上。以这种操作，本实施例的彩色液晶显示装置能够不使用任何滤色片而执行明亮的彩色显示。
作为另一种脉冲调制驱动方法，可采用基于一种称作有效地址方法的驱动方法。在这一方法中，使用具有正交函数的脉冲电压，而不是执行扫描电极的线顺序扫描，同时而有选择地扫描多个扫描电极。
在上述实施例中，描述是参照显示色彩的数目为三种的实例进行的。然而，很明显，显示色彩的数目可以是两种或者四种或更多。当显示色彩的数目增加时，显示数据的位数也要增加以便更精细地改变各驱动信号的脉冲宽度或脉冲高度，从而精细地调节作用在各象素上的RMS电压。借助于这种操作，可以得到多色显示。【第三实施例】
本实施例的彩色液晶显示装置除了将一种点显示图形用作显示图形及将一种称作有源矩阵驱动方式用作液晶驱动方式外，其余都与第二实施例相同。在有源矩阵驱动方式中，为每一个点配置了作为非线性有源元件的一个薄膜晶体管。
如图14的透视图中所示，上方与下方玻璃基板81与82是设置成通过一个封装有一层液晶层的窄空间(若干μm)互相面对面的。分别在玻璃基板81与82的相对表面上设置一个由一种诸如ITO这样的透明导电材料构成的公共电极83及多个象素电极84。
象素电极84是以一个矩阵的形式布置在下方玻璃基板82的上表面上的。信号线85与扫描线86分别在垂直与水平方向上逐条布置在各象素电极84之间。即，多条互相平行地延伸的信号线85及多条互相平行地延伸的扫描线86以矩阵的形式布置成以直角相交。为各象素电极84配置了作为有源元件的一个薄膜晶体管(以下称作TFT)87。各TFT87的门、漏与源电极分别连接到一条对应的扫描线86、一条对应的信号线85及一个对应的象素电极84上。
如图15的剖视图中所示，准直膜88与89分别形成在液晶屏80的玻璃基板81与82的相对表面上分别布置的公共电极83及各象素电极84的表面上，以便校准液晶分子的准直方向。借助于这种布置，液晶层的液晶分子91a配置成以180°至270°的角从一块透明基板81扭转到另一块透明基板82。
液晶屏80是以下述方式形成的。上方与下方玻璃基板81与82是设置成通过一个预定的空间互相面对面的，该空间的周边用密封件90密封。通过一个液晶注入口(末示出)将液晶91注入该空间中。
与第二实施例中的对应部件相同的一块延迟板40、一对偏振板41与42及一块反射板43在第二实施例中的那些一样的位置上连接在液晶屏80上。此外，将两块偏振板41与42的透射轴、延迟板40的光轴及准直膜88与89的准直处理方向的位置/布置设定为如图16中所示。根据这些位置/布置的一个较佳实例，θ1＝大约95°，θ2＝大约140°，θ3＝大约35°，T＝大约250°，θ4＝大约80°，延迟板40的延迟为大约430nm，并且液晶屏80的值Δn·d为大约840nm。在这一实例中，当作用在液晶屏80上的RMS驱动电压分别1.95伏、2.15伏与2.33伏时，可以得到红、绿与兰的显示。
类似于第二实施例，本实施例的彩色液晶显示装置也能得到基于延迟板40的偏振效应的彩色光，以及基于延迟板40与液晶屏80两者的偏振效应的彩色光。此外，由于液晶屏80的偏振效应是随作用在液晶屏80上的电压变化的，光的色彩是能够随意改变的。
下面描述上述彩色液晶显示装置中基于有源矩阵驱动方式的着色效应。
图17A至17C分别示出在一个三色显示操作中作用在三条相邻的扫描线86上的电压的波形。图18示出作用在信号线85上的一个电压的波形。
图17A至17C分别示出顺序地作用在扫描线86中三条相邻的扫描线上的驱动电压信号的波形。线顺序扫描是按图17A、17B及17C的次序进行的。
令N为布置在基板82上一个方向上的扫描线的数目，例如水平方向，并令Tf为线顺序地扫描N条扫描线所需的帧时间。在本例中，如图17A中所示，一个扫描电压VG作用在第一扫描线一个将帧时间除以扫描线数得出的时间Tf/N。结果，扫描电压作用在其上的TFT87被导通。
图18示出作用在信号线85上的驱动电压信号的波形。
当对应于要显示的色彩并示出在图18中的信号电压Vr(用于红色：1.95伏)、Vg(用于绿色：2.15V)及Vb(用于兰色：2.33伏)中的一个按照图17A中扫描电压VG作用在第一扫描线的定时作用时，对应于所要求的显示色彩的信号电压通过各个ON状态中的TFT87作用在各象素电极上。当一条线的选择时间流逝时，对应的TFT87被断开，而作用在各TFT87上的信号电压被保持。即，用一种结构构成一个电容器，在该结构中，一个液晶层是夹在一个象素电极及一个反电极之间的，使得在一个信号电压作用时存储了预定的电荷后，即使一个TFT被断开，这一电压仍能保持。电压的保持时间对应于一个帧时间Tf。
以这一布置，由于与作用在一条给定的信号线上的信号电压几乎相同的RMS电压作用在各对应象素中的液晶分子91a上，便能够准确地执行彩色显示。
图19A至19C分别示出表示一种状态的液晶驱动电压波形，其中，在一个象素电极84中保持一个预定的电荷并且一个预定的电压作用在液晶上。
图19A示出红色显示的驱动电压波形。如图17A中所示，通过将扫描电压VG作用在对应的扫描线86上，第一条线的象素电极84的TFT87保持导通0至Tf/N之间的一段时间间隔。此时，图18中所示的信号电压Vr作用在一条预定的信号线85上。结果，如图19A中所示，电压Vr可以稳定地作用在第一条线的对应象素电极84上。以这一操作，对应象素的液晶分子81a的准直状态改变成显示“红”色。
当选择第二条线时，如图17B中所示，通过将扫描电压VG作用在对应的扫描线86上，对应的象素电极84的TFT87保持导通Tf/N至2Tf/N之间的一段时间间隔。此时，例如，图18中所示的信号电压Vg是作用在一条预定的信号线85上的。结果，如图17B中所示，信号电压Vg在Tf/N之后能够稳定地作用在对应的象素电极84上。借助于这一操作，对应的象素的液晶分子101a的准直状态改变成显示“绿”色来代替在前一扫描操作中作用信号电压Vb时显示的“兰”色。
当选择第三条线时，如图17C中所示，通过将一个扫描电压VG作用在对应的扫描线86上，对应的象素电极84的TFT87保持导通2Tf/N至3Tf/N之间的一段时间间隔。此时，例如，图18中所示的信号电压Vb是作用在一条预定的信号线85上的。结果，如图19C中所示，信号电压Vb在2Tf/N之后能够稳定地作用在对应的象素电极84上。借助于这一操作，对应的象素的液晶分子91a的准直状态改变成显示“兰”色。
如上所述，根据本实施例的彩色液晶显示装置，可以通过静态地控制作用在液晶屏80上的驱动电压而不使用任何滤色片，容易地执行一个准确的彩色显示操作。在本例中，由于不使用滤色片，透射光量的损失大为降低，并能充分提高彩色显示的亮度。
在上述实施例中，描述是参照显示色彩的数目为3种的例子作出的。然而，显而易见，可以容易地做到使用两种或者四种或更多显示色彩的彩色显示。【第四实施例】
如图20与21中所示，第四实施例的彩色液晶显示装置的配置除了延迟板的类型外，都与第二实施例的彩色液晶显示装置相同。更具体地说，如图22中所示，假定将折射率为最大的一个方向92a定义为x轴方向，使用在这一实施例中的延迟板92为满足条件nx＞nz＞ny的一种延迟板，其中nx为x轴方向上的折射率，ny是平行于延迟板92的表面的一个平面内垂直于x轴方向的y轴方向上的折射率，而nz则为Z轴方向，即厚度方向上的折射率。
与第二实施例的彩色液晶显示装置相似，第四实施例的彩色液晶显示装置也能得到基于延迟板92的偏振效应的彩色光，及基于延迟板92与液晶屏30的偏振效应的彩色光。此外，由于液晶屏30的偏振效应是随作用在液晶屏30上的电压变化的，便可随意改变光的色彩。
例如，这一彩色液晶显示装置能够得到下述显示色彩。假设延迟板92在x轴、y轴与Z轴方向上的折射率nx、ny与nz及板厚度(具有折射率各向异性的部分的厚度)d为：
nx＝1.4
ny＝1.2
nz＝1.3
d＝2.15μm液晶屏30在下方基板32侧上的液晶分子准直方向32a相对于一条参照线0的角θ3，液晶分子扭角T及液晶38的二次光折射率Δn与液晶层厚度d’为：
θ3＝260°
T＝250°
Δn＝0.13
d’＝6.8μm并且，相对于参照线0的上方偏振板41的透射轴41a的角θ1，延迟板92的光轴92a的角θ2，下方偏振板42的透射轴42a的角θ4为：
θ1＝135°
θ2＝0°(平行于参照线0)
θ4＝125°在这一例中，作用在液晶屏30上的电压与显示色彩之间具有下述关系。注意，各作用电压的值为RMS，并且各显示色彩是在液晶显示装置的前方观察其显示时识别的。
(作用电压)           (显示色彩)
2.04伏或以下            红
2.18伏至2.22伏          绿
2.44伏或以上            兰
即，当作用在液晶屏30上的电压升高时，上述彩色液晶显示装置的显示色彩从作为初始显示色彩的“红”(在作用电压为2.04伏或以下的状态中得到的，即液晶分子是扭转准直的)改变到作为最终显示色彩的“兰”(在作为最高电压的2.44伏或以上的一个电压作用在液晶屏30上时的状态中得到的，即液晶分子是垂直地竖起/准直的)。在这一色彩变化过程中，显示色彩变成具有高光亮度与高色纯度的“绿”色。
通过以这一方式控制作用在液晶屏30上的电压，可实现带有多种色彩的显示。
此外，上述彩色液晶显示装置采用满足nx＞nz＞ny的延迟板92，其中nx为折射率为最大的x轴方向92a上的折射率，ny为y轴方向的折射率，而nz为轴方向上的折射率。由于与普通的延迟板相比，这种延迟板具有较小的相位差对光的入射角的变化比，上述彩色液晶显示装置具有较小的显示色彩的视角依赖性，从而具有充分大的视野角。
即，在x轴与y轴方向上相对于延迟板上的光的入射角的相位差Rxy可求出如下。当光从沿延迟板的一条法线(垂直于包含x与y轴的平面的一条线)的方向入射时，即光相对于延迟板的一条法线的入射角为0°时，相位差Rxy(0)由下式给出：
Rxy(0)＝(nx-ny)d    …(12)其中d为延迟板的厚度。
当光从相对于一条法线倾斜一个角度θ的一个方向上斜向入射时，相位差Rxy(θ)由下式给出： R xy ( θ ) = ( n x - n y n z n y 2 sin 2 θ + n z 2 cos 2 θ ) d cos θ - - - ( 13 )
普通的延迟板是设计成满足nx＞ny＝nz的，其中，nx，ny为x轴、y轴与Z轴方向上的折射率，如图22中所示。因此，在普通延迟板中，在光的入射角为θ°时得出的相位差Rxy(θ)对在光的入射角为0°时得出的相位差Rxy(0)之比Rxy(θ)/Rxy(0)，随光的入射角极大地变化。
与此相反，上述实施例中的延迟板是设计成满足nx＞nz＞ny的，其中nx、ny与nz为x轴、y轴与Z轴方向上的折射率。因此，比值Rxy(θ)/Rxy(0)中的变化是小的，因此随光的入射角变化的相位差变化是小的。
图23示出上述实施例中的延迟板中作为入射角的一个函数的Rxy(θ)/Rxy(0)的变化与上述普通延迟板的比较。如图23中的虚曲线所示，普通延迟板的比值Rxy(θ)/Rxy(0)随入射角的变化极大地改变。因此，在入射角增大时，相位差极大地改变。与此相反，如图23中的实曲线所示，上述实施例中的延迟板的Rxy(θ)/Rxy(0)的变化是小的。因此，随入射角度变化的相位差变化是小的。
注意，图23中所示的普通延迟板的值Rxy(θ)/Rxy(0)是在延迟板设计成具有nx＝1.4及ny＝nz＝1.2时得出的，而本实施例中的延迟板的值Rxy(θ)/Rxy(0)则是在延迟板设计成具有nx＝1.4、ny＝1.2及nz＝1.3时得出的。
如上所述，在普通延迟板中，随入射角变化的相位差的变化是大的。因此，如果普通延迟板用于上述彩色液晶显示装置中，显示色彩是随视角变化的。与此相反，在上述实施例的延迟板中，随入射角变化的相位差的变化是小的。因此，如果采用这种延迟板，随视角变化的显示色彩的变化(即显示色彩的视角依赖性)是小的。
图24示出视角与采用满足nx＞nz＞ny(其中nx、ny与nz为轴x、y轴与Z轴方向上的折射率)的延迟板92的上述实施例的彩色液晶显示装置中的显示色彩的色差(ΔE*ab)之间的关系，以及采用满足nx＞ny＝nz的普通延迟板来代替延迟板92的一个对比装置中这些量之间的关系。参见图24，实曲线表示本实施例的装置中作为视角的一个函数的色差变化；而虚曲线则表示对比装置中作为视角的一个函数的色差变化。
在本实施例的装置与对比装置两者中，液晶屏的液晶分子扭角设定为250°；液晶的二次光折射系数Δn为0.13；液晶层厚度为6.8μm；上方偏振板的透射轴与延迟板的相位延迟轴之间的角差为135°；上方偏振板的透射轴与液晶屏在上方基板侧上的液晶分子准直方向之间的角差为125°；以及下方偏振板的透射轴与上方偏振板的透射轴之间的角差为10°。此外，用于本实施例的装置的延迟板具有nx＝1.4，ny＝1.2及nz＝1.3，而用于对比装置的延迟板则具有nx＝1.4及ny＝nz＝1.2。注意，两块延迟板都具有厚度2.15μm。
再者，显示色彩的色差(ΔE*ab)表示相对于视角为0°时(即从显示装置的前方观察它时)得到的色度的一个值。即，色差是这一参照色度与各视角上的显示色彩的色度之间的差。
如图24中所示，在采用满足nx＞ny＝nz(其中nx、ny与nz为x轴、y轴与Z轴方向上的折射率)的普通延迟板的对比装置中，随视角变化的色度的变化是大的。即，显示色彩的视角依赖性是大的。与此相反，在采用满足nx＞nz＞ny的延迟板的本实施例的装置中，随视角变化的角度的变化是小于对比装置的。
在上述实施例中，液晶屏30的液晶分子扭角是设定为250°的。然而，液晶分子扭角可在180°至270°的范围内设置。
此外，在本实施例中，延迟板92是设置在上方偏振板41与液晶屏30之间的。然而，延迟板92也可设置在下方偏振板42与液晶屏30之间。在本实施例中，还可设置两块各与延迟板92相同的延迟板。在这一情况中，这两块延迟板可以分别设置在上、下方偏振板41、42与液晶屏30之间，或者也可设置在一块偏振板41与液晶屏30之间。【第五实施例】
第五实施例例示两块延迟板设置成在一个STN型液晶屏一面一块的情况。
本实施例的彩色液晶显示装置是以下述方式设计的。如图25中所示，一对上方与下方偏振板41与42设置成夹住一个液晶屏30。一块第一延迟板93设置在液晶屏30与上方偏振板41之间。一块第二延迟板94设置在液晶屏30与下方偏振板42之间。此外，一块反射板43设置在偏振板42的后表面(下表面)上。
液晶屏30是STN型的，其中，液晶38的分子是以180°至270°的扭角在两块基板31与32之间扭转准直的。此外，液晶屏30具有以时分方式驱动的段显示形式。将一个形成在上方基板31上的透明电极33分成多个公共电极，然而形成在下方基板32上的一个透明电极34是分成多个段电极的，各具有对应于一种显示图形的形状。
在两块延迟板93与94中，入射侧延迟板，即设置在液晶屏30与偏振板41之间的第一延迟板93，是这样配置的，使得其光轴以一个预定的角与上方偏振板41的透射轴斜交。对侧上的延迟板，即设置在液晶屏30与下方偏振板42之间的第二延迟板94，是这样配置的，使得其光轴设定在任意方向上。
参见图26，参照数字41a表示偏振板41的透射轴；而93a则表示第一延迟板93的光轴。在本实施例中，上方偏振板41的透射轴41a是设置成垂直于一条参照线(图26中的水平线)0的，而第一延迟板93的光轴93a是在图26中的逆时针方向上从参照线0偏转45°的。相应地，第一延迟板93的光轴93a与上方偏振板41的透射轴41a之间的角差设定为45°。
此外，参见图26，参照数字94a表示第二延迟板94的光轴。在本实施例中，第二延迟板94的光轴94a在图26中的逆时针方向上从参照线0偏转135°，使得第一延迟板93的光轴93a与第二延迟板94的光轴94a设定为互相垂直的。
在这一彩色液晶显示装置中，入射光是被上方偏振板41线性偏振的，并在通过第一延迟板93的过程中，被其偏振效应椭圆偏振。然后，在通过STN型液晶屏30的过程中，由于其偏振效应而将椭圆偏振光设定在不同的偏振状态中。再者，在通过第二延迟板94的过程中，由于其偏振效应而将光设定在不同的偏振状态中。
因此，通过第一延迟板93、液晶屏30与第二延迟板93入射在下方偏振板42上的光是由椭圆偏振光成分构成的，这些光成分是由两块延迟板93与94及液晶屏30的偏振效应而根据它们的波长分别设定在不同偏振状态中的。在这些椭圆偏振光成分中，只有透射轴光成分透射过下方偏振板42成为彩色光。
透射过下方偏振板42的彩色光受到反射板43的反射在与上述光径相反的光径中从显示装置的上表面侧发出。结果，便显示了带有这一彩色光的一个显示图形。
在本例中，反射板43反射的彩色光是只由透射过下方偏振板42的、通过延迟板93与94及液晶屏30的偏振效应得到的椭圆偏振光成分中的透射轴成分光构成的。这一光中大部分再次透射过第二延迟板94、液晶屏30及第一延迟板93。在这一过程中，光再度受到偏振效应的影响，并且能够透射过上方偏振板41的具有低成分比的波长成分中的透射轴成分光的量变得更小。结果，透射过上方偏振板41并从那里发出的彩色光变成具有比反射板43反射的彩色光更高的色纯度。
如上所述，彩色液晶显示装置是设计成不用任何滤色片而产生透射彩色光的，并能通过提高透射率而充分提高显示亮度。
在传统的彩色液晶显示装置中，由于液晶屏的电极之间的各交点的显示色彩是由设置在各交点上的一片滤色片的颜色确定的，在每一个交点上只能显示一种显示色彩。与此相反，在上述实施例的彩色液晶显示装置中，彩色光成分是从两块延迟板93与94的偏振效应，从延迟板93与94及液晶屏30的偏振效应中得到的，并且从这些偏振效应中得到的光的色彩是按照作用在液晶屏30上的电压变化的。
这种彩色液晶显示装置的显示色彩是由延迟板93与94的延迟Re1与Re2的值、液晶屏30的值Δn·d与液晶分子扭角、上方偏振板41的透射轴41a与第一延迟板93的光轴93a之间的角差、第二延迟板94的光轴94a的方向、液晶屏30的液晶分子准直方向与第二延迟板94的光轴94a之间的角差、以及上方与下方偏振板41与42的透射轴41a与42a的方向确定的。
如图26中所示，假定上方偏振板41的透射轴41a与第一延迟板93的光轴93a之间的角差为45°；第二延迟板94的光轴94a的方向垂直于第一延迟板93的光轴93a；参照线0与液晶屏在上方基板31侧上的液晶分子准直方向31a之间的角差在图26中的顺时针方向上为35°；并且上方与下方偏振板41与42的光轴41a与42a是互相垂直的。在这一情况中，例如，将第一与第二延迟板93与94的延迟Re1与Re2设定为1,350nm，并将液晶屏30的值Δn·d与液晶分子扭角分别设定为0.884μm(Δn＝0.13；d＝6.8μm)与250°。当液晶屏30的液晶分子是在初始扭转准直状态中时，显示色彩为“黄”。当液晶分子垂直地竖起/准直时，显示色彩变成“绿”的。此外，在液晶分子从初始扭转准直状态竖起/准直时，显示色彩变成具有高光亮度与高色纯度的“黑”色。
表9示出作用在彩色液晶显示装置的液晶屏30上的电压与显示色彩之间的关系。在表9中，各作用电压的值为作用在液晶屏30的电极33与34之间的RMS电压值。
如表9中所示，上述彩色液晶显示装置的显示色彩是按照作用在液晶屏30上的电压变化的。因此，根据这一彩色液晶显示装置，同一部分，即对应于同一段电极34的部分的显示色彩，可以通过控制作用在液晶屏30的电极33与34之间的电压将其改变到多种色彩上。
液晶屏30可具有简单矩阵型或有源矩阵型。在这一情况中，各象素的显示色彩可改变成多种色彩。
在上述实施例中，上方与下方偏振板41与42的透射轴41a与42a是配置成互相垂直的。然而，偏振板41与42的透射轴41a与42a的方向是可以任意设定的。此外，第一与第二延迟板93与94的延迟Re1与Re2不一定非相等不可。【第六实施例】
第六实施例例示两块延迟板配置在STN型液晶屏一侧的情况。
本实施例的彩色液晶显示装置是如下设计的。如图27中所示，一对上方与下方偏振板41与42是配置成夹住一个液晶屏30的。两块延迟板95与96相叠在液晶屏30与偏振板之一(例如上方偏振板4)之间。此外，将一块反射板43配置在下方偏振板42的后表面(下表面)上。
在两块延迟板95与96中，第一延迟板95配置在上方偏振板41侧上，使其光轴以一个预定的角斜向偏离偏振板41的透射轴。配置在液晶屏30侧上的延迟板96的光轴以一个预定的角斜向偏离第一延迟板95的光轴。
参见图28，参照数字41a表示上方偏振板41的透射轴；95a表示第一延迟板95的光轴；而96a则表示第二延迟板96的光轴。第一延迟板95的光轴95a以角θ1与偏振板41的透射轴41a斜交。第二延迟板96的光轴96a以角θ2与第一延迟板95的光轴95a斜交。
虽然本实施例的彩色液晶显示装置的着色与彩色变化效应几乎与第五实施例相同，但由于两块延迟板95与96的配置不同而作用电压与显示色彩之间的关系不同于第五实施例。
假定上方偏振板41的透射轴41a与第一延迟板95的光轴95a之间的角差θ1为35°；第一延迟板95的光轴95a与第二延迟板96的光轴96a之间的角差θ2为35°；参照线0与液晶屏30在上方基板(邻接于延迟板的基板)31侧上的液晶分子准直方向31a之间的角差在图28中的顺时针方向上为35°(第一与第二延迟板95与96的光轴95a与96a之间的角差为75°)；参照线0与上方偏振板41的透射轴41a之间的角差在图28中的逆时针方向上为110°；以及参照线0与偏振板42的透射轴42a之间的角差在图28中的逆时针方向上为170°。在本例中，例如，第一与第二延迟板95与96的延迟Re1与Re2设定为1,200nm，并且液晶屏30的值Δn·d与液晶分子扭角分别设定为0.884μm(Δn＝0.13；d＝6.8μm)与250°。当液晶屏30的液晶分子在初始扭转准直状态中时，显示色彩为“红”。当液晶分子几乎垂直地竖起/准直时，显示色彩变成“绿”。此外，在液晶分子从初始扭转/准直状态中竖起/准直时，显示色彩变成具有高光亮度与高色纯度的“兰”色。
表10示出作用在彩色液晶显示装置的液晶屏30上的电压与显示色彩之间的关系。在表10中，各作用电压值为作用在液晶屏30的电极33与34之间的RMS电压值。
如表10中所示，上述彩色液晶显示装置的显示色彩是按照作用在液晶屏30上的电压变化的。因此，根据这一彩色液晶装置，同一部位，即对应于同一段电极34的一个部位的显示色彩是可以通过控制作用在液晶屏30的电极33与34之间的电压而改变成多种色彩的。因此，可以用不使用滤色片的简单结构获得明亮的彩色显示。【第七实施例】
如图29中所示，第七实施例的彩色液晶显示装置的配置除了省略了反射板侧上的偏振板以外，其余都与第二实施例相同。
如图29中所示，本实施例的彩色液晶显示装置包括一个点阵型STN液晶屏30、一块延迟板40、一块偏振板41及一块反射板43。偏振板41设置在液晶屏30的前表面(图29的上表面)侧上，而反射板43则设置在液晶屏30的后表面(图29中的下表面)侧上。此外，延迟板40设置在液晶屏30与偏振板41之间。在本实施例中，采用具有240°的液晶分子扭角的一种STN液晶屏。
参见图30，参照数字41a表示偏振板41的透射轴。在本实施例中，偏振板41是配置成使透射轴41a垂直于一条参照线0(图30中的水平线)的。
在本实施例中，延迟板40的光轴40a相对于参照线0的倾角ψ是设置成45°的，并且延迟板40的光轴40a与偏振板41的透射轴41a之间的角差φ是设置成45°。
上述彩色液晶显示装置是反射型的，其中，从该装置的前表面侧入射的光(自然光或来自一个照明源的光)被后表面侧上的反射板43所反射，从而执行一个显示操作。来自前表面侧的入射光通过偏振板41、延迟板40及液晶屏30并被反射板43反射，并且反射光再次通过液晶屏30、延迟板40及偏振板41而发出。
在这一彩色液晶显示装置中，被偏振板41线性偏振的入射光由于延迟板40与液晶屏30的偏振效应而在通过它们的过程中成为椭圆偏振光，延迟板40的光轴40a是以一个预定的角(在本实施例中，θ＝45°)与偏振板41的透射轴41a斜交的。然后，光被反射板43反射，并且其偏振状态在再度通过液晶屏30与延迟板40的过程中，进一步改变。
这便是说，在通过延迟板40与液晶屏30后再次入射在偏振板41上的光是两次接受延迟板40与液晶屏30的偏振效应的椭圆偏振光。因此，在这一光中，只有相对于偏振板41的透射轴成分光透射过偏振板41。结果，发出的光是彩色的。
由于液晶屏30的偏振效应是椭液晶分子的准直状态的改变而改变的，两次接受延迟板40与液晶屏30的偏振效应后入射在偏振板41上的光的偏振状态是随液晶屏30的液晶分子准直状态的改变而改变的。因此，通过改变液晶屏30的液晶分子准直状态，可以改变从偏振板41发出的光的色彩。
如上所述，上述彩色液晶显示装置是设计成不使用任何滤色片而执行透射光的着色的，并且即使在反射型中也能通过提高透射率而得到充分明亮的彩色显示。此外，如果用于有选择地显示多种色彩的一个驱动电压作用在液晶屏30的各象素部位上，对应于液晶屏30的各象素部位的显示色彩，即各象素的显示色彩，能够改变成多种色彩。
这一彩色液晶显示装置的显示色彩是由延迟板40的廷迟Re、液晶屏30的值Δn·d与液晶分子扭角、偏振板41的透射轴41a与延迟板40的光轴40a之间的角差φ、以及液晶屏30在邻接于延迟板的基板31侧上的液晶分子准直方向31a与延迟板40的光轴40a之间的角差(ψ-θ)所确定的。
假定偏振板41的透射轴41a与延迟板40的光轴40a之间的角差φ为45°；液晶屏30的液晶分子准直方向31a与延迟板40的光轴40a之间的角差(ψ-θ)为15°；延迟板40的延迟Re为930nm；以及液晶屏30的值Δn·d与液晶分子扭角分别为0.83μm与240°。在本例中，当液晶屏30的液晶分子在初始扭转准直状态中时，显示色彩为“紫”。当液晶分子几乎垂直地竖起/准直时，显示色彩变成“橙”色。此外，当液晶分子从初始扭转准直状态中竖起/准直时，显示色彩变成具有高光亮度与高色纯度的“绿”与“黄”。
表11示出作用在该彩色液晶显示装置的液晶屏30上的电压与显示色彩之间的关系。在表11中，各作用电压值为作用在液晶屏30的电极33与34之间的RMS电压值。
如上所述，本实施例的彩色液晶显示装置能够通过控制作用在液晶屏30上的电压，随意改变一个显示部位(一个点或一个段)的色彩。因此，根据本实施例的彩色液晶显示装置，可以不用滤色片而以简单的结构得到明亮的彩色显示。
另外，本实施例的彩色液晶显示装置只用四个部件构成的，即一个液晶分子扭转准直的液晶屏30、一块延迟板40、一块偏振板41及一块反射板43。因此，能够以较简单的结构及较低的成本实现本装置。
在本实施例中，延迟板40是配置在液晶屏30与偏振板41之间的。然而，延迟板40也可配置在液晶屏30与反射板43之间。
作为延迟板40，可采用第四实施例中所用的延迟板。即，该装置可采用满足nx＞nz＞ny的一种延迟板，其中，nx为折射率为最大的x轴方向上的折射率，ny为在平行于延迟板的表面的一个平面内垂直于x轴方向的y轴方向上的折射率，而nz则为Z轴方向，即厚度方向上的折射率。借助于这种配置，可减小视角依赖性，并能得到具有较大视角及结构简单的一种彩色液晶显示装置。
再者，延迟板的数目不限于一块。例如，可将两块延迟板设置在液晶屏的两侧，一侧一块，或者将它们都设置在液晶屏与偏振板之间。
如果将液晶屏30的扭角增加到250°或260°，如在第二实施例中，该彩色液晶显示装置便能以高时分方式显示一个点阵显示图形。
再者，显而易见，与第一与第二实施例中相同的驱动方式可应用于本实施例的彩色液晶显示装置中，即，第二实施例中所用的诸如脉冲宽度调制方式，脉冲高度调制方法等脉冲调制方法及有效寻址方法，以及第一实施例中所用的按照显示色彩分配一个预定数目的帧的方法，以及第三实施例中所用的使用TFT的有源矩阵驱动方法。
已作为本发明的较佳实施例详细地描述了第一至第七实施例。在这些实施例中，延迟板的光轴在三维中与相邻的偏振板的透射轴相交的角(角差)是设定为45°的。然而，这一角差并不限于45°，并可以根据要得到的显示色彩任意设定。然而，为了通过使用延迟板得到满意的彩色显示效应，该角差最好设置在35°至55°之间。
第一至第六实施例的所有装置都是反射型显示装置。然而，也能通过省略这些实施例中的反射板而实现透射型彩色液晶显示装置。此外，还能通过使用半透明反射镜实现既能用作反射型又能用作透射型的彩色液晶显示装置。
此外，每一块延迟板具有两条光轴，即互相垂直的一条相位提前轴与一条相位延迟轴。然而，相位提前轴或相位延迟轴中任何一条都可用作与相邻的偏振板的透射轴成35°至55°角相交的光轴。
对于熟悉本技术的人员而言，其它优点与改型是容易发现的。因此，本发明在其广义上是不局限于特定的细节的，而这里所示出与描述的只是代表性器件。从而，可以不脱离所附的权利要求书及其等价物所定义的总的发明概念的精神或范围而作出各种改型。
                    表1
延迟板的延迟 ψ           液晶屏 显示色彩
扭角 Δn·d   作用电压
1240nm  45  240  842nm 0.1V或以下   兰
1.3至1.6V   绿
2.0V或以上   红
(ψ-θ＝15°)
                        表2
延迟板的延迟 ψ             液晶屏 显示色彩
扭角 Δn·d   作用电压
930nm  45  240  842nm 0.4V或以下   棕
1.7至2.5V   兰
3.0V或以上   绿
(ψ-θ＝15°)
                    表3
延迟板的延迟 ψ              液晶屏 显示色彩
扭角 Δn·d   作用电压
930nm  60  240  842nm 0.2V或以下   白
1.3至2.2V   兰
3.0V或以上   绿
(ψ-θ＝30°)
                        表4
延迟板的延迟 ψ              液晶屏 显示色彩
扭角 Δn·d   作用电压
1350nm  45  240  842nm 0.2V或以下   兰
1.25至1.45   绿
1.5至1.9V   白
2.2V或以上   红
(ψ-θ＝15°)
              表5
        液晶扭角T＝250°
作用电压     电压值 显示色彩
    V1  1.90V或以下     兰
    V2  2.08至2.10V     绿
    V3  2.22V或以上     红
允许负载数              42
                  表6
          液晶扭角T＝260°
作用电压     电压值 显示色彩
    V1  2.04V或以下     兰
    V2  2.10至2.14V     绿
    V3  2.26V或以上     红
允许负载数             96
                表7
          液晶扭角T＝250°
作用电压     电压值 显示色彩
    V1  1.98V或以下     红
    V2  2.10至2.18V     绿
    V3  2.30V或以上     兰
允许负载数              45
                    表8
              液晶扭角T＝250°
作用电压     电压值 显示色彩
    V1  1.94V或以下     白
    V2  2.00至2.06V     绿
    V3  2.16V或以上     兰
允许负载数             87
                  表9
作用电压     电压值 显示色彩
    V1  1.90V或以下     黄
    V2  2.20至2.60V     黑
    V3  4.80V或以上     绿
                表10
作用电压     电压值 显示色彩
    V1  2.00V或以下     红
    V2  2.16至2.20V     兰
    V3  2.28V或以上     绿
                表11
作用电压     电压值 显示色彩
    V1     1.9或以下     紫
    V2     2.3V     绿
    V3     2.6V     黄
    V4     3.2V或以下     橙

Claims (25)

1、一种彩色液晶显示装置，包括：
具有相对表面的一对基板，分别形成在相对表面上的电极，及分别形成以覆盖所述电极的准直膜，所述准直膜已在预定方向上经过准直处理；
形成在所述基板对之间的一个液晶层，其液晶分子准直为以180°至270°的一个扭角从一块基板扭转到另一块基板；
一对偏振板，设置在所述基板对的外侧以夹住所述基板并分别具有用于线性偏振入射光的透射轴；
设置在所述偏振板对之间的一块延迟板，使得由所述延迟板的一个平面方向内折射率为最大的一个方向与所述偏振板中相邻的一块的透射轴所定义的一个角为35°至55°；以及
驱动装置，连接到所述电极上，用于将一个电压作用在所述液晶层上以改变透射过所述液晶层的光的偏振状态，从而改变透射过出射侧上的所述偏振板的光的色彩。
2、根据权利要求1的一种装置，还包括设置在所述偏振板对之间的另一块延迟板。
3、根据权利要求2的一种装置，其中所述另一块延迟板是设置在所述延迟板与所述偏振板对中与之邻接的一块之间的。
4、根据权利要求2的一种装置，其中所述另一块延迟板是设置成邻接于所述延迟板所邻接的所述基板的对侧上的所述基板中的一块的。
5、根据权利要求1的一种装置，还包括一块设置在所述偏振板对中的一块的外侧的反射板。
6、根据权利要求5的一种装置，还包括设置在所述偏振板对之间的另一块延迟板。
7、根据权利要求6的一种装置，其中所述另一块延迟板是设置在所述延迟板与邻接于它的所述偏振板之间的。
8、根据权利要求6的一种装置，其中所述另一块延迟板是设置在所述基板对中的一块的外侧的，这一块基板是位于所述延迟板所邻接的所述基板的对侧上的。
9、根据权利要求1的一种装置，其中所述延迟板是满足nx＞nz＞y的一种延迟板，其中nx、ny与nz分别是折射率为最大的x方向上的折射率，在平行于所述延迟板的一个平面内垂直于x方向的y方向上的折射率及厚度的Z方向上的折射率。
10、根据权利要求1的一种装置，其中所述液晶层的液晶分子是准直成以250°的一个扭角从一块基板扭转到另一块基板的。
11、根据权利要求1的一种装置，其中所述基板对包含形成在其相对的表面上以延伸在正交方向上的多个电极，以及分别形成在相对表面上的电极面对面地形成排列成一个矩阵形式的多个显示点的部位。
12、根据权利要求11的一种装置，其中所述驱动装置包含驱动电压生成装置，用于生成具有不同幅值的多种电压；显示信号生成装置，用于生成对应于待显示的彩色数据的一个显示信号；以及显示驱动装置，用于根据显示信号选择一个驱动电压并形成一个驱动波形。
13、根据权利要求1的一种装置，其中所述驱动装置包括用于生成与多种预定的不同显示色彩对应的多个信号电压的装置；以及作用电压控制装置，用于按照在由预定数目的帧构成的一个周期中要显示的色彩为各帧从多个信号电压中选择一个，并将一个与一种显示色彩对应的电压作用在所述液晶层上。
14、根据权利要求1的一种装置，还包括规则地排列在所述基板对中的一块上的象素电极，以及与所述各象素电极对应地排列的薄膜晶体管，各所述薄膜晶体管具有一个连接到所述象素电极中对应的一个上的源电极，连接到一条提供显示信号的信号线上的一个漏电极，以及连接到提供扫描信号的一条扫描线上的一个门电极。
15、一种彩色液晶显示装置，包括：
一对具有相对表面的基板，分别形成在相对的表面上的电极，以及分别形成以覆盖所述电极的准直膜，所述准直膜已在预定的方向上经过准直处理；
形成在所述基板对之间的一个液晶层，其液晶分子准直成以180°至270°的一个扭角从一基板扭转到另一块基板；
一块偏振板，设置在所述基板对中的一块的外侧，并具有用于线性偏振入射光的一条透射轴；
一块反射板，设置在相对于所述基板对的所述偏振板的对侧上；
一块延迟板，设置在所述偏振板与所述反射板之间，使得由所述延迟板的平面方向内折射率为最大的一个方向与所述偏振板的透射轴所定义的一个角为35°至5°；以及
驱动装置，连接到所述电极上，用于将一个电压作用在所述液晶层上以改变透射过所述液晶层的光的偏振状态，从而改变透射过出射侧上的所述偏振板的光的色彩。
16、根据权利要求15的一种装置，还包括设置在所述偏振板与所述反射板之间的另一块延迟板。
17、根据权利要求16的一种装置，其中所述另一块延迟板是设置在所述延迟板与所述偏振板之间的。
18、根据权利要求16的一种装置，其中所述另一块延迟板是设置成邻接于所述延迟板所邻接的所述基板的对侧上的所述基板中的一块的。
19、根据权利要求15的一种装置，其中所述延迟板是满足nx＞nz ny的一种延迟板，其中nx、ny与nz分别是折射率为最大的x方向上的折射率，在一个平行于所述延迟板的平面内垂直于x方向的y方向上的折射率及厚度的Z方向上的折射率。
20、根据权利要求15的一种装置，其中所述液晶层具有准直成以250°的一个扭角从一块基板扭转到另一块基板的液晶分子。
21、根据权利要求15的一种装置，其中所述基板对包含多个形成在其相对表面上以延伸在正交方向上的电极，以及分别形成在相对表面上的电极面对面地形成排列成一个矩阵形式的多个显示点的部位。
22、根据权利要求21的一种装置，其中所述驱动装置包含驱动电压生成装置，用于生成具有不同幅值的多种电压；显示信号生成装置，用于生成对应于待显示的彩色数据的显示信号；以及显示驱动装置，用于根据显示信号选择一个驱动电压并形成一个驱动波形。
23、根据权利要求15的一种装置，其中所述驱动装置包括用于生成多个对应于多种预定的不同显示色彩的信号电压的装置；以及作用电压控制装置，用于根据在由一个预定的数目的帧构成的一个周期中待显示的色彩从多种信号电压中为各帧选择一种电压，并将一个对应于一种显示色彩的电压作用在所述液晶层上。
24、根据权利要求15的一种装置，还包括规则地排列在所述基板对中的一块上的象素电极；以及与所述各象素电极对应地排列的薄膜晶体管，各所述薄膜晶体管具有连接在所述象素电极中对应的一个上的一个源电极，连接到一条提供显示信号的信号线上的一个漏电极，以及连接到一条提供扫描信号的扫描线上的一个门电极。
25、一种彩色液晶显示装置，用于根据一个作用电压改变显示色彩，包括：
一对具有相对的表面的基板，分别形成在该相对的表面上的电极，及分别形成以覆盖所述电极的准直膜，所述准直膜已在预定的方向上经过准直处理；
一个液晶层，形成在所述基板对之间，并具有准直成以一个180°至270°的扭角从一块基板扭转到另一块基板的液晶分子；
一对偏振板，设置在所述基板对的外侧以夹住所述基板，并分别具有用于线性偏振入射光的透射轴；
一块延迟板，设置成邻接于所述偏振板对中位于入射侧上的一块，用于椭圆偏振透射过所述偏振板的线性偏振光；以及
驱动装置，连接到所述电极上，用于将不少于三种不同的电压作用在所述液晶层上，以改变透射过所述液晶层的光的偏振状态，从而将显示色彩改变成不少于三种色彩。
CN94103583.2A 1993-04-12 1994-04-12 彩色液晶显示装置 Expired - Fee Related CN1076482C (zh)

Applications Claiming Priority (12)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP08476093A JP3289386B2 (ja) 1993-04-12 1993-04-12 カラー液晶表示装置
JP084760/93 1993-04-12
JP084760/1993 1993-04-12
JP128958/93 1993-05-31
JP128958/1993 1993-05-31
JP5128958A JPH06337397A (ja) 1993-05-31 1993-05-31 カラー液晶表示装置
JP168798/1993 1993-07-08
JP168798/93 1993-07-08
JP5168798A JPH0728026A (ja) 1993-07-08 1993-07-08 カラー液晶表示装置
JP5290847A JPH07140462A (ja) 1993-11-19 1993-11-19 カラー液晶表示装置
JP290847/93 1993-11-19
JP290847/1993 1993-11-19

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1109178A true CN1109178A (zh) 1995-09-27
CN1076482C CN1076482C (zh) 2001-12-19

Family

ID=27467006

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN94103583.2A Expired - Fee Related CN1076482C (zh) 1993-04-12 1994-04-12 彩色液晶显示装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5585950A (zh)
KR (1) KR0154557B1 (zh)
CN (1) CN1076482C (zh)
MY (1) MY144447A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100465719C (zh) * 2003-11-28 2009-03-04 香港科技大学 垂直配向彩色液晶显示器

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5796378A (en) * 1994-03-29 1998-08-18 Casio Computer Co., Ltd. Birifringence control type liquid crystal display device and apparatus and method of driving the same
US6115014A (en) * 1994-12-26 2000-09-05 Casio Computer Co., Ltd. Liquid crystal display by means of time-division color mixing and voltage driving methods using birefringence
KR100397652B1 (ko) * 1995-01-23 2003-11-28 아사히 가라스 가부시키가이샤 칼라액정디스플레이장치
US5751384A (en) * 1995-05-23 1998-05-12 The Board Of Regents Of The University Of Colorado Color polarizers for polarizing an additive color spectrum along a first axis and it's compliment along a second axis
US6707516B1 (en) 1995-05-23 2004-03-16 Colorlink, Inc. Single-panel field-sequential color display systems
US6882384B1 (en) * 1995-05-23 2005-04-19 Colorlink, Inc. Color filters and sequencers using color selective light modulators
US6183091B1 (en) 1995-04-07 2001-02-06 Colorlink, Inc. Color imaging systems and methods
US6252638B1 (en) 1995-05-23 2001-06-26 Colorlink, Inc. Color controllable illumination device, indicator lights, transmissive windows and color filters employing retarder stacks
US5822021A (en) * 1996-05-14 1998-10-13 Colorlink, Inc. Color shutter liquid crystal display system
US5999240A (en) * 1995-05-23 1999-12-07 Colorlink, Inc. Optical retarder stack pair for transforming input light into polarization states having saturated color spectra
US6417892B1 (en) 1995-05-23 2002-07-09 Colorlink, Inc. Color filters, sequencers and displays using color selective light modulators
US6273571B1 (en) 1995-05-23 2001-08-14 Colorlink, Inc. Display architectures using an electronically controlled optical retarder stack
US6049367A (en) * 1995-05-23 2000-04-11 Colorlink, Inc. Polarization manipulating device modulator with retarder stack which preconditions light for modulation and isotropic states
US5929946A (en) * 1995-05-23 1999-07-27 Colorlink, Inc. Retarder stack for preconditioning light for a modulator having modulation and isotropic states of polarization
JP3610418B2 (ja) * 1995-08-08 2005-01-12 カシオ計算機株式会社 液晶駆動方法及び液晶表示装置
US5825445A (en) * 1995-10-06 1998-10-20 Kabushiki Kaisha Toshiba Electrooptical liquid crystal device
JP3292809B2 (ja) * 1996-09-25 2002-06-17 松下電器産業株式会社 カラー液晶表示素子
JP3339334B2 (ja) 1996-12-05 2002-10-28 松下電器産業株式会社 反射型液晶表示素子
US6388647B2 (en) * 1997-03-05 2002-05-14 Ati Technologies, Inc. Increasing the number of colors output by a passive liquid crystal display
JP3210274B2 (ja) 1997-08-25 2001-09-17 松下電器産業株式会社 反射型液晶表示素子
US5867239A (en) 1997-10-17 1999-02-02 Minnesota Mining And Manufacturing Company Wide angle optical retarder
JP3204182B2 (ja) * 1997-10-24 2001-09-04 日本電気株式会社 横電界方式の液晶表示装置
CN1244929A (zh) * 1997-11-28 2000-02-16 时至准钟表股份有限公司 液晶显示装置及其驱动方法
AU1260899A (en) 1997-11-28 1999-06-16 Citizen Watch Co. Ltd. Timepiece
US6295113B1 (en) * 1998-12-16 2001-09-25 Picvue Electronics, Ltd. Twisted nematic color liquid crystal display
IL135932A0 (en) * 1999-05-04 2001-05-20 Varintelligent Bvi Ltd A driving scheme for liquid crystal display
JP3467210B2 (ja) * 1999-06-04 2003-11-17 シャープ株式会社 反射型液晶表示装置
KR100724743B1 (ko) * 2000-05-03 2007-06-04 엘지.필립스 엘시디 주식회사 극초미세 가공기술을 이용한 투과형 표시소자
JP3875470B2 (ja) * 2000-08-29 2007-01-31 三星エスディアイ株式会社 ディスプレイの駆動回路及び表示装置
JP3467011B2 (ja) * 2000-11-01 2003-11-17 株式会社東芝 無線電話装置
KR100431532B1 (ko) * 2001-06-19 2004-05-14 레디스 테크놀로지 인코포레이티드 평면표시장치 및 그 구동방법
FR2909193B1 (fr) * 2006-11-28 2008-12-26 Thales Sa Procede d'evaluation de l'angle de pre-tilt dans une cellule a cristaux liquides.

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01238617A (ja) * 1988-03-18 1989-09-22 Sharp Corp 液晶表示装置
JP2621385B2 (ja) * 1988-07-06 1997-06-18 セイコーエプソン株式会社 電気光学装置
US4917465A (en) * 1989-03-28 1990-04-17 In Focus Systems, Inc. Color display system
EP0425685B1 (en) * 1989-03-28 1995-07-12 Asahi Glass Company Ltd. Liquid crystal display device
JP2651026B2 (ja) * 1989-09-20 1997-09-10 株式会社日立製作所 液晶表示装置
US5184237A (en) * 1990-03-27 1993-02-02 Ricoh Company, Ltd. Super-twisted nematic type liquid crystal display device
JPH04138424A (ja) * 1990-09-28 1992-05-12 Sharp Corp 液晶表示装置
DE69124911T2 (de) * 1990-10-24 1997-06-19 Nitto Denko Corp Doppelbrechender Film, Verfahren zu seiner Herstellung, verzögernder Film, elliptischer Polarisator und Flüssigkristallanzeigevorrichtung
JPH04194820A (ja) * 1990-11-22 1992-07-14 Sharp Corp 液晶表示装置
US5245451A (en) * 1991-09-27 1993-09-14 Hughes Aircraft Company Liquid crystal display method and apparatus with tuneable phase compensation

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100465719C (zh) * 2003-11-28 2009-03-04 香港科技大学 垂直配向彩色液晶显示器

Also Published As

Publication number Publication date
CN1076482C (zh) 2001-12-19
MY144447A (en) 2011-09-30
US5585950A (en) 1996-12-17
KR0154557B1 (ko) 1998-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1076482C (zh) 彩色液晶显示装置
CN1071026C (zh) 彩色液晶显示装置
CN1153087C (zh) 具有双稳态向列液晶的液晶显示器及其驱动方法
CN1276288C (zh) 液晶显示装置及其驱动方法
CN1264059C (zh) 液晶显示装置
CN1253846C (zh) 灰度显示参考电压产生电路和使用该电路的液晶显示设备
CN1169016C (zh) 有源矩阵型液晶显示装置
CN1198252C (zh) 显示装置及其驱动方法,信息终端装置
CN1143163C (zh) 显示装置及其驱动方法和使用该显示装置的电子仪器
CN1284034C (zh) 照明装置及使用其的液晶显示装置
CN100347598C (zh) 显示元件和显示装置
CN1306331C (zh) 具有大视角特性的液晶显示装置
CN1385830A (zh) 液晶显示装置
CN1128381C (zh) 液晶装置和使用该液晶装置的电子设备
CN1773601A (zh) 显示装置及其驱动方法
CN1811535A (zh) 液晶显示器
CN1116316A (zh) 彩色液晶显示装置
CN1656534A (zh) 显示设备
CN101046573A (zh) 液晶面板、液晶显示设备和终端设备
CN1892323A (zh) 显示装置和液晶显示面板
CN1055769C (zh) 有源矩阵型液晶显示系统及其驱动方法
CN1359021A (zh) 液晶显示装置、其制造方法及其驱动方法
CN1403855A (zh) 使用高响应ips显示方式的液晶显示器
CN1949067A (zh) 液晶显示器
CN1128360A (zh) 彩色液晶显示装置及液晶显示设备

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20011219

Termination date: 20130412