TW412656B - Liquid crystal display - Google Patents

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經濟部中央標準局員工消费合作社印装 412656 A7 ____ B7 五、發明説明（1 ) 本發明關於液晶顯示裝置，即關於使用反射型顯示元 件之投射型液晶顯示裝置之高對比化。 習知投射型液晶顯示裝置，爲使光投射於螢幕進行顯 示，於屋內照明光下認識顯示而必需有足夠之明亮度，在 不增大消費電力下增加顯示亮度，則有必要增大開口率》 爲增大開口率，於 T F T (Thin Film Transistor)上部 亦以反射電極覆蓋而使用於顯示之反射型液晶顯示元件可 適用。習知投射型液晶顯示裝置，係使用扭轉絲狀液晶作 爲液晶層，並於液晶層前後設置2片偏光板以進行顯示。 但是，因開口率低，於屋內照明光下認識顯示時無法 獲得足夠亮度。即使使用偏光射束分裂器取代偏光板，亦 同樣難以得到足夠亮度。因此，如特開昭6 4 — 70 2 1 號公報所示，於液晶層與下側基板之間設置反射板。以下 ，稱此種構成之液晶顯示裝置爲反射扳內藏型液晶顯示裝 置》 上述習知反射板內藏型液晶顯示裝置·通過液晶層之 光之偏光狀態之波長分散較大，因此，欲得高對比顯示時 ，需控制通過液晶層之光之偏光狀態於全可視波長範圍。 但是，特開昭6 4 - 7 0 2 1號公報對波長分散之控 制方法未有揭示。由以上說明可知，反射板內藏型液晶顯 示裝置因高開口率故具有於屋內照明光下認識顯示可得足 夠之亮度的潛在能力，而如何兼具足夠亮度與對比乃爲其 問題。 本紙張尺度適用中國國家標隼{ CNS) Α4規格（210Χ297公釐） urt - - n (^1 I (請先聞讀背面之注項再填寫本頁)

、1T 412656 經濟部中央標準局員工消費合作社印装 A7 B7_五、發明説明（2 ) 〔發明概要〕 本發明目的在於提供兼具明亮與對比，具認識特性佳 之液晶顯示裝置。 依本發明之液晶顳示裝置，具有以偏光板，相位板， 液晶層，及反射板並設且以該反射板反射透過光之投射光 學系，上述相位板係由可自由設定該相位板之延遲及該延 遲之波長分散斜率的相位板1，2構成β 上述相位板1之上述斜率設定成大於上述液晶層之斜 率’上述相位板2之上述斜率設定成小於上述液晶層之斜 率，令上述液晶層，相位板1 ，2等之者組合成之上述投 射光學系中之延遲合成值之波長分散，漸近於（〇. 2 5 +0· 5η) λ之關係式表示之延遲曲線。 依本發明其他實施態樣，則於透過光之進行方向，偏 光板，2片相位板，上側基板，液晶層，驅動裝置，兼具 反射板之下側基板依序積層，且上述偏光板之吸收軸方向 與鄰接於上述液晶層之上述偏光板之側之配向方向具非平 行關係》 分別作爲相位板1 ，2之上述2片相位板具有之各別 延遲之波長分散係設定成，上述透過光之波長4 0 〇 ( nm)〜7 0 0 ( nm)範圍內之與上述液晶層組合之延 遲合成值之波長分散實質近似於以¢0. 25+0. 5n )又之關係式表示之延遲曲線。 依本發明之其他實施形態，於透過光之進行方向，偏 光裝置，2片相位板，上側基板，液晶層，驅動裝置，及 ------；-----裝------訂-------成 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本纸張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（21 OX29?公釐） -5 ~ 經濟部中央標举局貝工消費合作社印裝 412656 A7 __B7五、發明説明（3 ) 兼具反射板之下側基板依序被積層。且上述偏光裝置之吸 收軸方向與鄰接於上述液晶層之偏光裝置之側之配向方向 具非平行之關係》 上述偏光裝置係，當上述透過光之通過方向改變時該 偏光裝置之透過偏光成分之振動方向爲90°旋轉形式之 偏光板》 分別作爲相位板1，2之上述2片相位板具有之各別 延遲波長分散係設定成，上述透過光之波長4 0 0 ( nm )〜7 0 0 ( nm)範圍中之與上述液晶層組合之延遲合 成值之波長分散，實質上近似於以（0. 5η) λ之關係 式表示之延遲曲線。其中，η爲整數，λ爲透過光之波長 (n m )。 〔較佳實施例說明〕 以下，參照圖面說明本發明實施形態》 圖1爲本發明一實施例之液晶顯示裝置之像素構造圖 。表示本發明之反射型內藏型液晶顯示元件之斷面圖之1 例。將自然光之光源光變化爲偏光之偏光裝置，係使用偏 光板。 於下側基板有TFT，連接於同樣兼作爲下側基板 上之反射板的像素電極。液晶層由絲狀液晶構成，上側基 板近傍及下側基板近傍中之液晶層之配向方向相等*扭轉 角度爲0° 。上側基板上積層有相位板1，2» 圖2表示圖1之液晶顯示裝置中有關透過光之偏光狀 裝 訂 —線 . - (诗先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > Α4規格（210'乂29?公釐） -6 - 412656 B7 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 五、發明説明 (4 ' 1 1 態 之 構 成 要 素 〇 亦 即 • 從 圖 1 抽 出 僅 與偏 光 狀 態 有 關 之 構 1 1 成 要 素 y 簡 單 描 畫 而 成 〇 1 | 圖 2 中 * 由 上 而 下 依 序 爲 > 偏 光 板 » 相 位 板 1 J 2 » i I 液 晶 層 反 射 板 之 關 於 光 之 偏 光 狀 態 〇 相 位 板 1 2 之 遲 請 閱 1 1 I 相 軸 係 與 液 晶 層 之 配 向 方 向 平 行 或 正 交 〇 偏 光 板 之 吸 收 軸 背 I 1 ( 或 透 過 軸 係 與 相 位板 之 遲 相 軸 及 液 晶 層 之 配 向 方 向 成 之 注 1 1 意 I 4 5 0 相 交 〇 又 * 相 位板 1 * 2 及 液 晶 層 波 長 入 λ 中 之 各 事 項 \ 再 1 延 遲 分 別 爲 Δ η d PH 1 (A〕 ，△ η ( i Ρ Η 2 ( λ ) 填 寫 本 1 裝 I △ η d L C ( λ ) 〇 頁 1 [ 圖 2 中 光 於 液 晶 顯 示 元 件 內 依 序 通 過 偏 光 板 » 相位 1 I 板 1 相 位 板 2 液 晶 層 於 反 射 板 反 射 之 後 依 相 反 1 1 I 順 序 通 過 液 晶 層 相 位 板 2 相位板 1 偏 光板 而 達 使 用 1 訂 I 者 ύ 此 過 程 中 光 之 偏 光 狀 態 變 化 係 與 圖 3 之 光 學 系 中 之 1 1 偏 光 狀 態 之 變 化 等 效 而 可 予 以 置 換 0 1 1 taj 圓 3 表 示 與 1 ca.i 圖 2 爲 光 學 等 效 之 光 學 系 亦 即 偏 光 板 1 1 1 * 2 之 透 過 軸 爲 平 行 液 晶 層 相 位 板 1 相 位 板 2 之 線 I 各 延 遲 爲 圖 2 中 各 延 遲 之 2 倍 1 I 使 用 圖 3 之 光 學 系 考 慮 反 射 板 內 藏 型 液 晶 顳 iiflM 示 元 件 1 1 I 成 爲 高 對 比 之 條 件 ， 亦 即 1 考 慮 降 低 暗 顯 示 之 反 射 率 之 條 1 1 件 〇 則 圖 3 之 光 學 系 之 波 長 λ 之 光 反 射 率 R ( λ ) 可 以 下 1 1 式 表 示 0 1 1 R ( λ ) = 0 5 ( 1 + C 0 S ( 4 π Δ η d ( λ ) / 1 1 I λ ) ) … … ( 1 ) 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐） 經濟部中央標準局貝工消費合作社印袋 A7 B7 五、發明説明（5 ) 其中，爲後述液晶層，相位板1 ，相位板2 之各延遲之合成值。 爲降低暗顯示之反射率，只需於可視波長之大略全域 ，亦即400nm〜700nm範圍，使R (λ)接近0 即可。亦即，於可視波長之400nm〜7 OOnm範圍 內，假設暗表示時施加於液晶層之電壓爲則VB施加 時之液晶層，相位板1，相位板2之各延遲所合成之延遲 合成值△!!(!' (λ)實質上滿足次式之And / (λ) 即可，亦即，式（1)之第2項大略成爲（一 1) ，R( λ )接近於〇。 Δηά" ( λ ) = ( 0 . 25 + 0. 5η) λ …（數 2) 其中，η爲整數。 於式（2)，當η爲0以上時，顯示出延遲隨波長比 例增大之波長分散特性曲線（以下稱波長分散）。又，η 小於0時，顯示延遲隨波長比例減少之波長分散特性。又 ，目前所知透明之雙折射媒體（即相位板，液晶層等）之 延遲均爲正，而且，具隨波長增大而減少之波長分散特性 〇 藉由液晶層與相位板之組合，實現滿足式（2 )之延 遲。令波長λ中之延遲分別爲AndiC λ) - Δ n d 2 ( λ)之透明雙折射媒體1 ，2 (△nd^A) >And2 本紙張尺度適用中國國家標準{ CNS ) A4規格（2丨OX 297公釐） 〇 I-^---------裝------訂-----「線 (請先閣讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 412656 A7 _B7_______五、發明説明（6 ) (λ ))以其遲相軸平行般積層時，2個透明雙折射媒體 之延遲合成值(λ)如下式所示。 △ nd’ (λ) = Δηάι(λ) + Δηά2(λ)......(3 ) 令遲相軸正交般積層時，Δηd” （λ)如下式所示 〇 △ nd’ (λ) = And!(A) - Δηά2(λ) *. · · · · ( β ) 透明雙折射媒體1 ，2之各延遲之波長分散互異時， 延遲合成值And# (λ)之波長分散，於透明雙折射媒 體1 ，2之任一方均互異。 換言之，延遲合成值之波長分散，可藉由適當組合， 設定透明雙折射媒體1 ，2之各延遲，及各延遲之波長分 散之斜率，及積層方法（遲相軸平行或正交之積層方法） 之不同，來加以控制。 藉由以上之延遲之合成法則，可使延遲合成值 And" (λ)之波長分散接近式（2)。 特別是，爲實現式（2 )之延遲之波長分散，必需使 透明雙折射媒體1 · 2之各延遲之波長分散之斜率，其中 一方之斜度極大，另一方之斜度極平坦。或者需增大透明 I _^ n n I, —裝 111 I I j i 11，線 (請先閲讀背面之注項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（210X 297公釐） 一 9 一 412656 A7 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 B7五、發明説明（7 ) 雙折射媒體1 ，2之各延遲。 但是，僅使用1相位板時，透明雙折射媒體之一方爲 液晶層，另一方爲相位板。但是，爲保持顯示特性’液晶 層之延遲之波長分散之斜度既不能極端大亦不能極小（平 坦）β另外，僅能設定成相位板之延遲之波長分散之斜度 大於或小於液晶層中之一方。結果，無法使延遲合成值之 波長分散足夠接近式（2)。 相對地依本發明，因使用2片相位板，故可將相位板 1之斜度設定成大於液晶層之斜度，將相位板2之斜度設 定成小於（平坦）液晶層之斜度，使液晶層與2片相位板 之3者組合成之投射光學系中之延遲合成值之波長分散， 漸近於以式（2)之（0· 25 + 0. 5η) λ之關係式 所表示之延遲曲線。換言之，如上述般，作爲透明雙折射 媒體1，2之相位板1，2之各延遲之波長分散之斜度， 必需設定成一方斜度極端大於液晶層，另一方斜度極端小 於液晶層之斜度。 以下，以圖4，圖5說明之。 圖4爲2個透明雙折射媒體時之延遲合成之說明。圖 5爲圓4時之延遲合成值之波長分散與1/4波長之延遲 曲線之比較說明圖。所示爲將習知技術之2個透明雙折射 媒體之液晶層及1片相位板之延遲合成值之波長分散，與 1 / 4波長之延遲曲線比較時之例。 具體言之爲，相位板係使用延遲之波長分散之斜度爲 最大之聚砜。假設暗表示中之液晶層之波長550(nm (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國固家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） -10 - 經濟部中央橾準局員工消費合作杜印製 412656 A7 __B7_五、發明説明（8 ) )中之延遲爲22〇nm’相位板之波長550 (nm) 中之延遲爲6 2 . 5 nm °令相位板以其遲相軸正交於液 晶配向方向設置。此時’延遲合成值爲圓4中之斜線部。 而將其更新寫過者示於圖5。 於圖5中爲比較，圖示出式（2)中「n = 〇時」之 延遲之波長分散，即式（1)中R(Λ)=〇之1/4波 長之延遲曲線。 由圓5可知，僅使用1片相位板時’延遲合成值之波 長分散並非接近於式（2)者。 相對於此，本發明之特徵’爲健延遲合成值之波長分 散接近式（2 )，使用2片相位板’亦即’取代延遲及延 遲之波長分散之斜度無法自由變更之液晶層’而追加1片 相位板，使用可自由變更之相位板2片’則可調整於較廣 範圍，使之者之延遲合成值之波長分散漸近於1 /4波長 之延遲曲線。亦即等同於將設定調整用參數由1增加爲2 〇 換言之•本發明之液晶顯示裝置，係由液晶層及驅動 裝置及偏光板及2片相位板及上側、下側之2片透明基板 構成，2片基板具有顯示電極及及配向膜，下側基板之顯 示電極兼作反射板，下側基板之顯示電極係接於作爲驅動 裝置之主動元件，2片基板挾持液晶層對向配層，偏光板 配置於上側基板之上側，2片相位板係配置於偏光板與上 側基板之間，偏光板之吸收軸方向與上側基板近傍中之液 晶層之配向方向間之關係爲非平行者，假設2片相位板分 I.---：----1^------1Τ------.^ (請先閱讀背面之注項再填寫本頁) 本紙張尺度逋用中國國家橾率（CNS > Α4規格（2丨0X297公釐} -11 - 412656 A7 經濟部中央標準局員工消費合作社印聚 B7 五、發明説明（9 ) 別爲相位板1 ，2 ’ η爲整數，λ爲光波長，則使用驅動 裝置施加任意電壓於液晶層時，於可見波長之4 0 0 nm〜7 0 0 nm之範圍，相位板1及相位板2及液晶層 之延遲合成值之波長分散實質上近似於以（〇. 2 5 + 0. 5 η) λ之關係式表示之延遲曲線》 此處，假設液晶層之延遲爲Andu(λ) ，2片相 位板爲相位板1及2 ’各延遲分別爲Δη dPH1 ( λ ) ’ Δ n d ΡΗ2 ( λ )，則液晶層與相位板1 ，2之延遲合成 值Δηάίλ)以下式表示， △ nd’ （A)=AndLC(A)±Zind ΡΗ1 ( λ ) 土 And phz ( λ ) ...... ( 5 ) 於式（5)中，第2項與第3項之符號，當相位板1 ，2之遲相軸相對於液晶層配向方向平行時爲+，正交時 爲一。使用液晶層及2片相位板時之各延遲之波長分散之 1例示於圖9。 圓9爲本發明一實施例之相位板1 ，2及液晶層之各 延遲之波長分散圖。相位板1及相位板2爲聚碉製相位板 及聚乙烯醇製相位板*其於波長5 5 0 ( nm)中之延遲 分別爲3 3 1 nm及4 08 nm。又，相位板1設置成遲 相軸正交於液晶配向方向，相位板2配置成遲相軸平行於 液晶配向方向。液晶層之波長550 (nm)中之延遲爲 6 〇 nm。其結果示於圖1 0 * — II _^ 裝 1 IΊ 11111 - 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度逍用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 12 412656 Α7 Β7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（1() ) ^ 圖10所示爲圖9中之相位板1，2與暗表示時之液 晶層之延遲合成值之波長分散及1 /4波長延遲曲線。如 圖10所示般，延遲合成值之波長分散（特性曲線）’係 與電式（2)同樣隨波長增大，而於波長55〇nm時點 1 /4波長之延遲曲線一致，在其他可見波長領域（ 4 0 0 nm〜7 0 0 nm之範圍），成爲大略近似1/ 4 波長之延遲曲線之漸近線。 此處，相位板之遲相軸之設定方法，僅有相對於液晶 層之配向方向爲平行或正交之2種。因此，使用3片以上 相位板時，其中至少2片之遲相軸至爲平行，遲相軸至爲 平行之2片相位板可以1片相位板替換。因此’即使使用 3片以上相位板時，實質上之效果與2片時並無太大差別 *當延遲合成值爲圖1 0所示以上時，無法渐近於（數2 )式。若考慮成本之增加，則相位板數目以2片爲最適當 〇 使用偏光射束分裂器作爲偏光裝置時，式（1)，式 (2 )分別爲式（6 )，式（7 )。 (λ)=0. 5 (l~cos (4ffAndi， ( λ ) / ( λ ))......式（6 ) Δηά" (λ)=〇. 5 η λ ......式（7) 此乃因使用偏光射束分裂器之光學系中，當光之逋過 ^^^1 I - - -I I m 11.^1 I - - (請先閣讀背面之注意事項再填寫本頁)

-B 本紙張尺度逍用t國國家標準（CNS ) A4規格（21 〇 X 297公釐） -13 - 412656 A7 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 B7五、發明説明（11 ) 方向改變時，透過偏光成分之振動方向成爲旋轉90° 。 但是，此場合中，上述論述同樣成立，爲達成對比之增加 ，相位板數目以2片爲最適合。 暗表示中之液晶層之延遲足夠小時，隨溫度變化之對 比之變化亦變小。例如，由溫度變化導致液晶層之延遲有 5%之變化時，若液晶層之延遲爲2 0 0 nm，則延遲之 變化量爲1 0 nm，但是若液晶層之延遲爲4 0 nm，則 延遲之變化置僅有2 nm。 亦即，液晶層之延遲爲低值而設定爲暗表示時，可抑 制溫度變化導致之液晶層延遲之變化，因此，可抑制溫度 變化造成之對比降低。換言之，將暗表示時之液晶層之波 長5 5 (nm)中之延遲設定爲較小一事乃回避溫度變化 所導致對比降低之要件。 因而，若於液晶層延遲爲足夠且適當之低值，例如 40 (nm)中設定爲暗表示時，則如表1 ，2所示，如 後述般，相位板2之波長5 5 0 ( nm)中之延遲將大於 相位板1之波長550 (nm)中之延遲。換言之’若將 相位板2之波長5 5 0 ( nm)中之延遲設爲大於相位板 1之波長5 5 0 ( nm)中之延遲，則液晶層之波長 5 5 0 ( nm)中之延遲，將成爲可解決問題點之適當之 低值· 圖6所示爲本發明之一實施例之液晶層延遲之與施加 電壓之關連性。如圓所示般’液晶層之延遲因施加電壓而 變化。圖6之縱軸爲以施加電壓〇 v中之值除下來之液晶 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中圃闺家標準（CNS > A4規格（210X297公釐〉 -14 - 412656 A7 _El 五、發明説明（12) 層之延遲，液晶層之延遲，於1 V〜2V之範圍急速減少 。因此，於大於2 V之高電壓側作喑表示時，不受溫度影 響可得高對比顯示。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 以下，以實施例說明本發明之具體例內容及效果。 〔實施例1〕 圄1爲本實施例1之液晶顯示裝置之1畫素及其周邊 構成之一例之平面圓。圖7爲圖1之液晶顯示裝置之沿A —A z切斷之畫素構造之斷面圖》圖8爲圖1之液晶顯示 裝置之沿B- B ~切斷之畫素構造之斷面圖。說明實施例 1之液晶顯示裝置之構造。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 下側基板1 0，爲無鹸之硼矽酸玻璃製，於上下備有 氧化矽層。閛電極2 0，係由以濺射法形成之鋁膜構成， 於上側具有陽極氧化鋁膜。絕緣膜25，爲膜厚2000 A之氮化矽膜，以電漿CVD法形成。TFT之動作係， 藉由對閘極施加正偏壓使通道電阻變小，零偏壓時通道電 阻變大β另外，TFT係由閘極20，絕緣膜25，i型 半導體層3 0構成。 i型半導體層，係非晶質矽製*層厚爲2 〇 0 0A。 於與源極，汲極重疊部分之上方》摻入磷形成Ν(+)型 非晶質矽半導體層。源極4 0與汲極4 5係以2層構成， 上層爲以濺射法形成之層厚3 0 0 0Α之鋁•下層爲同樣 以濺射法形成之層膜600Α之鉻。TFT上之平坦化膜 5 〇爲以電漿CVD裝置形成之膜厚1 之氮化矽膜》 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS > A4規格（210X297公釐） -15 - 412656 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印聚 IQ五、發明説明（） 卒坦化膜上之畫素電極5 7，爲鋁製，介由貫通孔 5 5接於源極。有機配向膜6 0則使用聚酰亞氨系有機高 分子。液晶層7 0使用氣製HA—5 0 7 3XX。畫素電 極中之液晶層厚之最大值爲3 . 0 jum，無施加電壓時液 晶層之延遲爲0. 25#m。 上側基板8 0上之有機配向膜6 0，係與下側基板上 者相同》上下基板之有機配向膜，其配向處理方向互爲平 行，預傾斜角爲5° 。上側基板之共用透明畫素電極75 ，係由以濺射法形成之I T 0 ( Indium-Tin-Oxide)膜構 成，膜厚爲1400A。上側基板80，和下側基板相同 爲鹸之硼矽酸玻璃製，於上下具備氧化矽層》 相位板1PH1，相位板2PH2係使用聚硕製相位 板及聚乙烯醇製相位板。相位板1 ，相位板2，液晶層之 各延遲之波長分散示於圓9。 圖9爲實施例1之相位板1，2及液晶層之延遲之波 長分散。圖9之縱軸爲以波長5 5 0 nm之值除下來之比 所表示之延遲 相位板1及相位板2之延遲，係使用最小平方法來決 定，俾於液晶層之延遲成爲較小值之施加電壓3. 0V時 可得暗顯示。以下，說明其方法。 式（8 )爲式（2 )之波長分散，與各波長中之液晶 層’相位板1 ，相位板2之延遲合成值之差之平方，表示 延遲合成值之波長分散與式（2 )間之偏差。 Ϊ | 裝 I I 訂 — — — — — 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本页) 本紙張尺度逋用中國國家標準（CMS > Α4規格（2丨ΟΧ 297公釐） -16 - 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 412656 A7 B7 五、發明説明（14 ) Σ {And^ (λ) - And*' (λ ) } 2 ξ S ......式（8 ) 式（8)內之And 〃 （λ)，和式（5)相同爲液 晶層，相位板1 ，相位板2之延遲合成值，其可以重寫成 式（9 ) β △ nd’ （A)=AndLC(A)+RPH1xAndPH1( λ ) /Δη d phi ( λ ) = 5 5 Ο η m ) + R ΡΗ2 X And ρη2 ( λ ) /Δη d FH2 (λ = 5 5〇nm) ......式（9 ) 式（9 )中之Rphi* Rph2爲波長5 5 Ο ηπι中之相 位板1 ，相位板2之各延遲》rph1，R ΡΗ2之符號，係與 相位板之遲相軸之方向有關，遲相軸平行於液晶層配向方 向時爲十，正交時爲一。 於式（8)中，使用可視波長域內之5波長（450 nm> 500nm» 55〇nm» 6〇〇nm, 650 nm)之和，並求出滿足下述2式之Rphi’ Rpm。 d S / 3 R phi = Ο ......式（1 0 ) △ n dLC( λ== 5 5 0 nm) + Rphi + Rph2 = 0 . 2 5 x 5 5 0 n m ......式（1 1 ) I — n n I ^ I ϋ 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國困家標隼（CNS ) Α4规格（2丨0Χ297公釐） -17 - 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 412656 A7 B7五、發明説明（15 ) 最後，所謂滿足式（10) ’式（11)之Rpm’ R PH 2係指能提供’將式（8 )之S設定爲最小’且於波 長550nm中能滿足式（2)之相位板1 ，相位板2 ’ 及液晶層之延遲合成值者。 具體言之爲，施加電壓3. 0V中之液晶層之波長 550nm中之延遲爲50 (nm)，將該值及n = 0代 入，算出（（0. 25) λ，亦即4分之1波長），式（ 8) ’式（11) ’貝= ~ 33 1nm’RpH2 _ 4 0 8 n m。 依此將相位板1，相位板2之各延遲設定爲331 nm，408nm。又，相位板1，相位板2設置成遲相 軸分別與液晶層之配向方向正交、平行。另外，偏光板 9 5配置成其吸收軸相對於液晶配向方向呈4 5°相交。 施加電壓3. 0V中之相位板1，相位板2與液晶層 之延遲合成值示於圖1 0。 圖10所示爲，實施例1中之相位板1 ，2與暗顯示 時之液晶層之延遲合成值，及1 /4波長之延遲曲線。 圖1 0中，延遲合成值，於波長5 5 0 nm時爲1 / 4波長，於其他可視波長領域（400nm〜700nm 之範圍）時爲近似1/4波長之延遲曲線之值，可以說實 質近似。此處之實質上係指包含製作公差，位於可得非常 佳之視認性之實用上之範圍。 將驅動裝置組合於實施例1之液晶顯示裝置，於2 0 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用争國®家標準（CNS ) A4規格（210X297公嫠） 一 18 - 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 412656 A7 B7五、發明説明（16 ) °c測定反射率之與施加電壓之關連性，結果示於圖1 1 ^ 圖11爲實施例1中之反射率之與施加電壓之關連性 〇 於施加電壓3. 0V，反射率爲〇.15%，對比爲 100 : 1以上。習知對比爲28 : 1 » 於以上實施例1，係使用延遲之波長分散互異之相位 板1，2，俾使相位板1，2與液晶層之各延遲之合成值 ，於全可視波長領域+分接近1/4波長之值，則可得高 對比顯示。 〔實施例2〕 實施例2係與實施例1之液晶顯示裝置相同者’將液 晶層之波長550(nm)中之延遲設定爲200nm’ 相位板1 ，2之波長550 (nm)中之延遲分別爲 322nm，420nm»施加電壓3. 0V中之相位板 1 ，2與液晶層之延遲合成值示於圖1 2。 圖1 2所示爲實施例2中之相位板1 ，2與暗顯示時 之液晶層之延遲之合成值|及1/4波長之延遲曲線。 合成值，於波長5 5 0 nm時爲1/4波長’於其他 可視波長領域（400nm〜700nm之範圍）亦爲接 近之值，實質上爲近似。 於此液晶顯示裝置組合驅動裝置，於2 0°C測定反射 率之與施加電壓關連性之結果示於圖1 3。 圖13爲實施例2中之反射率之與施加電壓之關連性 1-_^---^-----杜衣------ir------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X 297公釐） 19 — 經濟部中央橾準局員工消費合作社印製 412656 A7 B7五、發明説明（17 ) 顯示圖。 反射率，於施加電壓3. 0V時爲〇. 14%’對比 爲1 0 0 : 1以上。 如以上說明般，使用延遲之波長分散互異之相位板1 · 2，以使相位板1 ，2與液晶層之延遲之合成值於全可視 波長領域十分接近1/4波長’則可得高對比之顯示。 〔實施例3〕 於實施例2之液晶顯示裝置中，假設液晶層之波長 550 (nm)中之延遲爲200nm，相位板1，2之 波長550 (nm)中之延遲分別爲386nm，333 nm施加電壓1. 0V中之相位板1 ，2與液晶層之延遲 之合成值示於圖1 4。 圖14爲實施例3中之相位板1 ，2與暗顯示時之液 晶層之延遲合成值，及1 /4波長之延遲曲線》 合成值，於波長5 5 0 nm時爲1/4波長，於其他 可視波長領域（4 0 0 n m〜7 0 0 n m之範圍）亦爲近 似之值•實質上爲近似。 於此液晶顯示裝置中組合驅動裝置，於2 0°C測定反 射率之與施加電壓關連性之結果示於圓1 5 »圖1 5爲實 施例3中之反射率與施加電壓之關係圖》反射率，於施加 電壓1. 0V時爲〇. 1696，對比爲100:1以上。 如以上說明般，使用延遲之波長分散互異之相位板1 ，2，使相位板1，2與液晶層之延遲之合成值於全可視 I---------------訂------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 本紙張尺度適用中圉圉家標举（CNS ) A4規格（210X297公釐） 412656 at Β7 五、發明説明（18 ) 波長領域爲接近1 /4波長之值’則可得高對比顯示。 又，實施例3之場合，相位板1之波長5 5 0 ( nm )中之延遲，係於大相位板2之波長5 5 0 ( nm)中之 延遲，和後述之實施例5 ’ 6，8，7比較，雖因溫度變 化導致對比降低，但和習知技術相比，尙不足成爲問題。 〔實施例4〕 於實施例之液晶顯示裝置，令溫度由0°C變化至5 0 °C並測定其顯示特性，結果示於圖1 6。圖1 6所示爲， 實施例4中之明顯示反射率’暗顯示反射率，對比與溫度 之關係。特別是在高溫側對比降低者，於上述溫度範圍內 可得70:1以上之高對比顯示。 〔實施例5〕 於實施例1之液晶顯示裝置中，式（2 )中之η爲4 〜0時，計算尺1>111與尺1>112*結果示於表1。 I —裝------訂------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本肓) 經濟部中央標準局員工消費合作社印装 本紙張尺度適用令國國家標準（CNS > Α4規格（210X297公釐} -21 - 412656 Α7 Β7 五、發明説明（） 表1 η R PHI 尺 P H 2 4 -2 7 6 7nm + 3 9 5 5nm + 3 -215 7 nm + 3 0 6 9 nm + 2 -1 5 4 7nm + 218 4n m + 1 -9 3 7 nm + 1 2 9 9 nm 0 -3 2 6 nm + 414 nm -1 + 2 8 4 nm -4 71nm -2 + 8 9 4nm -1 3 5 7 nm "3 + 1 5 0 4nm -2 2 4 2 nm -4 + 2115 nm -312 7nm 經濟部中夬標準局員工消費合作社印製 在任一場內，Rm之符號爲一，Rph2之符號爲十， RpH2之絕對值大於Rph,之絕對值》 因此，於相位板1使用延遲之波長分散之斜度較液晶 層爲大之相位板，於相位板2使用延遲之波長分散之斜度 較液晶層爲平坦之相位板，令式（2 )中之η爲0以上， 設計本發明之液晶顯示裝置時，令相位板1設置成遲相軸 與液晶層配向方向直交，令相位板2設置成遲相軸與液晶 層配向方向平行，令相位板2之延遲大於相位板1’則可 得高對比顯示。 IT---------¥------、訂------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 412656 A7 s 一 ____ 五、發明説明（2〇 ) 〔實施例6〕 於實施例1之液晶顯示裝置’令式（2 )中之η爲 —1 ~ — 4，並計算RpHl及RpH2。結果所於表1 在任一種場合。Rphi之符號爲+ ’ Κ·ΡΗ2之符號爲一' ，RPH2之絕對值大於RpH1之絕對值。 因此，於相位板1使用延遲之波長分散之斜度大於液 晶層之相位板，於相位板2使用延遲之波長分散之斜度較 液晶層平坦之相位板，令式（2)中之η爲一 1以下，設 計本發明之液晶顯示裝置時，令相位板1設置成遲相軸平 行於液晶層配向方向，令相位板2設置成遲相軸與液晶層 配向方向直交，相位板2之延遲大於相位板1 ’則可得高 對比顯示。 〔實施例7〕 於實施例1之液晶顯示裝置，以偏光射束分裂器取代 偏光板。亦即，設定成實質上近似以（〇. 5η) λ之關 係式表示之延遲曲線，令式（8)中之And > (λ)爲 式（7)定義之延遲之波長分散。令η = 〇(0波長）’ 計算Rphi及RPH2時，如表2所示般，Rphi= — 2 1 n m 。P p H 2 = — 2 9 η τη 〇 ϋϋ適用中因國家標準< CNS ) Α4規格< 210X297公釐） ^^1. _ n ^^^1 I ^^^1 n^i HIT (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) 經濟部中央樣準局貝工消费合作社印繁 -23 - 412656 A7 B7 五 '發明説明（21 ) 表2 门 R Ρ Η 1 P H 2 + 4 -2 4 6 2 nm + 3 5 1 2 n m + 3 -1 8 5 2 nm +2627nm + 2 -1 242nm + 1 742nin + 1 -6 31nm + 8 5 6nm 0 -2 1 nm -2 9 nm -1 + 5 8 9 nm -9 1 4nm "2 + 119 9 nm -1 79 9nm -3 + 1810 nm -2 6 84nm -4 +3420nm -357 Onm I- 1 - n I I I J — (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標率局员Η消費合作社印製 因此，令相位板1 ，2之波長550 (nm)中之延 遲爲2 1 nm，2 9 nm，於相位板1使用延遲之波長分 散之斜度大於液晶層之相位板’於相位板2使用延遲之波 長分散之斜度較液晶層平坦之相位板，令式（7 )中之η ==0，令任一方均配置成遲相軸與液晶配向方向直交。 於此液晶顯示裝置中組合驅動裝置*於2 0°C測定反 射率與施加電壓之關係，於施加電壓3. 0V，反射率爲 0. 12%，對比爲 100:1» 如以上般|使用延遲之波長分散互異之相位板1 ，2 本紙適用中國园家標準（CNS ) A4洗格（210X297公釐） 一 -24 - 412656 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 B7 __五、發明説明（22) ，使相位板1 ，2與液晶層之延遲之合成值，於全可視波 長爲充分接近0波長之值，則可得高對比之顯示。 〔實施例8〕 實施例7之液晶顯示裝置中’式（7 )中之η爲4〜 1之場合，計算。其結果示於表2。 於任一場合，RpHii符號爲一，之符號爲十， RpH2之絕對值大於RPH1之絕對值。 因此，使用延遲之波長分散之斜度較液晶層大之相位 板作爲相位板1，使用延遲之波長分散之斜度較液晶層小 之相位板作爲相位板2，設定式（7)中之η爲1以上， 設計本發明之液晶顯示裝置時，令相位板1設置成遲相軸 與液晶層配向方向直交，相位板2設置成遲相軸與液晶層 配向方向平行，相位板2之延遲大於相位板1，則可得高 對比顯示。 〔實施例9〕 於實施例7之液晶顯示裝置，式（7 )中之η爲—1 〜—4時，計算Rphi及Rph2’結果Tpc於表2。 任一場合中，RpHI之符號爲十’ Rp>H2之符號爲一’ Rph2之絕對值大於RPH1之絕對值。 因此，使用延遲之波長分散之斜度較液晶層大之相位 板作爲相位板1，使用延遲之波長分散之斜度較液晶層小 之相位板作爲相位板2，設定式（7)中之η爲1以上， 本饮久尺/I適用中國^家標準（CNS ) Α4規格（210X29?公釐） ~ ~ -25 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本再) 經濟部中央標率局負工消费合作社印聚 412656 Α7 Ξ_ 五、發明説明（23 ) 設計本發明之液晶顯示裝置時’令相位板1設置成遲相軸 與液晶層配向方向直交’相位板2設置成遲相軸與液晶層 配向方向平行，相位板2之延遲大於相位板1 '則可得高 對比顯示》 〔比較例〕 實施例2之液晶顯示裝置中除相位板2之外’令相位 板1之波長550 (nm)中之延遲爲174nm*施加 電壓3. 0V中之相位板1與液晶層之延遲合成值示於圓 1 7。波長5 5 Onm時合成值爲1/4波長。但於其他 可視波長領域時合成值遠離1/4波長》 組合驅動裝置於此液晶顯示裝置’於2 0°C測定反射 率與施加電壓之關係，結果示於圖1 8。於施加電壓 3 . 0V時，反射率爲1. 05%，對比爲28:1。 如以上般，相位板1片時延遲之合成值於全可視波長 領域中無法充分接近1/4波長，亦無法獲得高對比顯示 依本發明之實施例，則液晶層與相位板1，2之延遲 合成值，於全可視波長領域，爲充分接近1 /4波長之值 ，可得高對比顯示，因而可得高對比高開口率之反射型液 晶顯示裝置。 又，本實施例中，液晶層爲具均一配向之層構造。但 是，設計成具扭轉之層構造，以接近偏光板側之液晶層配 向方向爲基準來決定相位板遲相軸，偏光板透過軸，則可 本尺度.適用中國國家標準（CNS〉A4規格（210Χ297公釐） -----,-----裝------訂------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁〕 26 經濟部中央標举局貝工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（24 ) 得同樣效果。 再者，相位板及偏光板不限爲有機高分子，使用無機 材料形成之相位板，偏光板亦可得同樣效果。另外，使用 多晶矽T F T或MO S作爲主動元件亦可得同樣效果。 以下，針對投射型液晶顯示裝置使用之液晶顯示元件 ，特別是使用雙折射模式之反射板內藏型液晶顯示元件之 延遲波長分散控制加以說明。 首先，考慮習知投射型液晶顯示裝置之於低對比顯示 時之著色理由。投射型液晶顯示裝置中，使用偏光射束分 裂器，由光源光選擇透過成分（直線偏光）。此時，波長 λ之光之反射率R(λ)可以下式表示》 R ( λ ) = 0 . 25(1-cos(5(A))) 假設液晶層及相位板之延遲合成值爲Δη dtt>( λ ) ，則δ ( λ )可以下式表示。

<5 (A) = △ π d t。（ λ ) / A ......(13) 於式（1 3 ) ’ Δη dtQ( λ )之前之2代表光於反 射板反射後通過相位板及液晶層2次》令R (λ) =〇， 欲得高對比時，於全可視波長領域中需滿足下式。 ^^汍尺度適用中國囤家標準（CNS ) Α4規格（210乂2们公釐） H^I ^^^1 <—^1 ^^^1 · n^i ^^^1 n ^^^1 —t^i (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -27 - 412656 Α7 Β7_ 五、發明説明（25 ) △ n d t。（ λ ) = ( 〇 · 5 + π )又 ......（1 4 ) -----n 1 --- - — I----訂 (請先閲讀背面之注^項再填寫本頁) 其中，η爲整數。η = — 2，一1 ，Ο，1 ,2時描 繪式（14)，則如圖20般’任一 η之場合’式（14 )均爲直線，π20時’與波長同時呈單調增加。η<〇 時，與波長同時呈單調減少。相對於此’相位板或液晶層 之延遲則與圖2 0完全不同4如圖2 1所示般爲下凸曲線 ，與波長同時呈單調減少。 以η = 0爲例，令相位板及液晶層之延遲以及積層方 法最適化，嘗試使λ )於全可視波長領域接近 式（1 4)。式（1 5)爲液晶層及相位板1片之 △ ndto(A)，式（16)爲液晶層及相位板2片之 △ n d (又）。 △ η<5ΐο(λ) = ^ndLc (又）土 △ndPH(A) ......(15) △ ndt〇(A) = l c (又）土 △ n d Ρ η 工（λ ) ± 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 Δ n d ph2 ( λ ) ...... ( 1 6 ) △ η dLC(又）爲液晶層之延遲’ Δη dpI1(又）’ A n d ηη 1 ( λ ) ’ dpHz( λ )爲相位板之延遲。又 ，式（15)，式（16)中之符號’當相位板之遲相軸 與液晶配向方向平行時爲十’正交時爲一 β液晶層及相位 板1片之ΔηίΐΜ(λ)之一例示於圓22"又’ 本认ίίΰ度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（2l〇X 297公釐） -28 - 412656 A7 經濟部十央標準局負工消費合作社印袋 B7五、發明説明（26 ) △ ndLC(A)與 ΛηίΙρΗζλ)，係當 Δη(1ΐο(λ) 爲波長5 5 0 nm時，與式（1 4) 一致般地被決定。可 得與波長同時呈單調增加之延遲之接近式（1 4 )之值爲 僅於波長5 5 0 nm附近。液晶層與相位板1片之 △ ndto(A)之一例示於圓23 »於波長550nm成 爲一致之漸近線之接近式（1 4 )之值者，乃然僅有在波 長5 5 0 nm附近。 以式（1 6 )之延遲波長分散所得顯示之反射光譜示 於圖24。在成爲接近式（1 4)之值之波長5 5〇nm 附近，反射率大幅降低，其他以外則未大幅降低。因此， 無法獲得高對比》另外，因黑色顯示之反射頻譜不平坦， 故黑色顯示會著色。於色度座標上顯示色呈連績變化，因 此，黑色顯示附近之灰色顯示將著色<相位板，偏光板單 體之延遲波長分散經常爲下凸曲線，因此，即使相位板片 數爲3片以上，延遲波長分散僅能形成上凸曲線，結果與 2片之場合相同。如以上說明般，習知投射型液晶顯示裝 置之低對比及顯示之著色，係由於在全可視領域範圍內實 現暗顯示時爲必要之延遲波長分散，於原理上爲不可能所 導致者》 將R. G. B各色分別以各個液晶顯示元件顯示，並 以光學式將之組合成彩色顯示。透過各液晶顯示元件之光 之波長領域爲互異，波長領域之寬度約爲可視波長全域之 1/3 »因此，將各液晶顯示元件之相位板之延遲設定爲 不同值，使於各色之中心波長可滿足式（14)，此時之. (請先聞婧背面之注意事項再填寫本頁) 本认疚尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -29 - 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 412656 A7 _B7_ 五、發明说明（27) 延遲之合成值。係如圖1 9所示般，在不同波長（R，G ，8各色波長）爲接近〇. 5 λ之3個延遲之重叠》於全 可視波長領域黑色顯示之反射率降低，故可得高對比。此 時所得反射光譜如圖2 5所示般，於延遲接近0. 5 λ之 3個波長成爲極小，故於全可視波長大致平坦。黑色顯示 成爲無著色，黑色顯示附近之灰色顯示亦大致成爲無著色 〇 以下，使具本發明之投射型液晶顯示裝置之實施例具 體說明之。 〔實施例1 0〕 圖2 6爲本發明之投射型液晶顯示裝置中之光源，光 學系及液晶顯示元件之配置》光源L S爲金屬鹵化物燈’ 藉由照明透鏡群L L及聚光鏡群C L將光源光導入分色鏡 DC1。於分色鏡DC分成R，G ’ Β3色後’通過偏 光射束分裂器P L S，分別導入各個液晶顯示元件L C R ，LCG，LCB。射入液晶顯示元件LCR * LCG， LCB之光之波長範圍分別爲600nm〜700nm， 500nm 〜600nm，400 〜500nm ’ 於分色 鏡Dc 2令液晶顯示元件LCR ’ LCG，LCB之反射 光合成以進行彩色顯示，使用集光透鏡群c L及投射透鏡 群PL投射於螢幕SL。 液晶顯示元件LCR ’ LCG，LCB之構成’除後 述之相位板1 ，2以外均相同°液晶顯示元件之斷面圖示 本用中國國家標準（CNS ) A4規格UIOX297公釐） -----------裝------訂------) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標率局員工消費合作社印敢 412656 A7 ---- B7 _ 五、發明説明（28 ) 於圖2 7。畫素則由畫素電極A L構成，兼作反射板用。 畫素電極A L則經由貫穿孔接於配線層l I及MO S，畫 素電極A L之上形成有配向膜〇 L »上側基板具有透明電 極L I及配向膜0L，上側基板上積層相位板及相位板2 〇 液晶層使用氟系絲狀液晶材料，於2 0°C中之雙折射 率爲0. 083。液晶層厚設爲2. 4em，未施加電壓 時之液晶層之延遲設爲2 0 0 nm。液晶層之配向設爲均 一配向，預傾斜角設爲4° 。 相位板1 ，相位板2分別使用聚乙烯醇相位板，聚碩 相位板。聚乙烯醇相位板，聚碩相位板，液晶材料氟系絲 狀液晶材料之延遲之波長分散示於圖2 1。圓2 1之縱軸 係以波長5 5 0 nm之值作規格化產生延遲，任一場合均 爲下凸曲線，隨波長之增大作單調減少。 積層於LCR，LCG，LCB之相位板1 ，相位板 2之延遲係如以下般決定。首先，於L C R以波長6 5 0 nm，於L CG以波長5 5 0 nm，於L CB以波長 4 5 0 nm爲基準。該等波長係射入各個液晶顯示元件之 光之波長範圍之中心波長。又，暗顯示之電壓設爲3 V， 施加3V時之液晶層之延遲’ LCR爲38nm，LCG 爲 4〇nm，LCB 爲 42nm* 關於LCR，係設定相位板1，相位板2之延遲俾使 式（1 7 )成爲最小。 用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） I---.----裝------訂-------w {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -31 - A7 412656 _B7_ 五、發明説明（29) Σ ( 〇 . 5A— ......式（17)

And t 〇 ( λ ) = △ n d L c ( λ ) 土 R ρ η 1 △ n d ρ η 1 (λ ) ± R ρΗ2Δ η d ΡΗ2 ' ( λ ) ......式（1 8 ) 式（17)中之〇. 5λ爲獲得暗顯示之條件之一， 相當於在式（14)設定π = 1之場合。於式（1 8)中 ，Rph1々Rph2爲計算之相位板1，相位板2之延遲。 △ n d ΡΗ1 ' ( λ ) ，△ n d ΡΗ/ ( λ )則爲以波長 650nm規格化產生之相位板1，相位板2之延遲。 △ n d^cC λ )爲波長中之液晶層之延遲，如上述般 ，於波長6 5 0 nm時爲38nm »式（1 7)爲波長 600nm，61〇nm，620nm，63〇nm， 64〇nm，650nm - 660nm，670nm， 680nm，690nm，7〇〇nm中之值之和。結果 ，可得 RPH1= 1 2 3 3 nm，RPH2= — 9 4 6 nm。 RPH1之符號爲正，相位板1係以遲相軸平行於液晶 配向方向般積層著。又，R pH2之符號爲負，相位板之係 以遲相軸正交於液晶配向方向般積層著。 同樣地決定積層於LCG，LCB之相位板1，相位 板2之延遲。於1^00，八11(11»111一（入），八11£11>„2 "(λ)係以波長550nm規格化產生之延遲，式（ 17)爲波長 500nm，51〇nm，52〇nm， 530nm，54〇nm，55〇nm，56〇nm， 57〇nm，580nm，590nm，600nm 中之. 本適用中囷國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) 一 32 - ----------_裝------訂------心 (锖先閲讀背面之注$項再填寫本頁) 經濟部中央標率局負工消费合作社印製 412656 A7 經濟部中失標率局貝工消費合作社印製 B7五、發明説明（30) 值之和。結果，可得Rphi = 8 6 2 nm ’ RPH2 =-62711111。於1^6，八11(11>„1一（入）* △ n dPH2^ ( λ )係以波長4 5 0 nm規格化產生之延 遲，式（17)爲波長 400nm ’ 41〇nm’ 420 nm，43〇nm，44〇nm’ 450nm’ 460 nm，47〇nm，48〇nm ’ 49 Onm ’ 500 nm中之值之和。結果’可得Rphi = 5 5 4 nm ’ RpH2 =—371nm。LCG ’ LCB 之 R p h i * R p h 2 之 符號係與LCR相同，因此LCG ’ LCB之相位板1 ’ 相位板2之積層方法與L CR相同。 LCR，LCG，LCB之暗顯示（3V施加時）時 之液晶層，相位板1，相位板2之延遲合成值示於圖2 8 =於LCR，LCG，LCB主要分別射入6 00nm〜 700nm，500nm 〜600nm，400nm 〜 5 Ο 0 n m之波長範圍之光·故於圖2 8中，於6 Ο Ο nm〜700nm波長範圔標記LCR之值，於500 nm〜6 0 0 nm波長範圍檫記L CG之值，於40 0 nm〜5 0 0 nm波長範圍標記LCG之值。延遲合成值 於 3 個波長（65〇nm，550nm，450nm)爲 接近0. 5λ，故在400nm〜700nm波長範團爲 接近0 . 5 λ之值。 將以上作成之LCR，LCG，LCB組入投射型顯 示裝置，評價其顯示特性。爲排除外光之影響，於暗室內 進行測定。於LCR，LCG，LCB施加相同電壓，於 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 本纸张尺度適用中國國家標準（CNS } Α4况格（210Χ297公釐） -33 - 412656 A7 經濟部中央標隼局負工消費合作社印掣 B7 五、發明説明（31 ) 分離2m之螢幕上投射顯示，測定其亮度及色相。螢幕亮 度與施加電壓之關係示於圖2 9。於施加電壓3 . Ο V得 最低值1. 9cd/m2，施加電壓1. 2V得最高值 、 25〇cd/m2»對比爲130 : 1。於UCS色度座 標系描繪出色相與施加電壓關連特性，結果示於圖3 0。 在螢幕亮度之最大值與最小值之間，顯示色相係分布於C 光源附近，大致爲無色彩。即使在最大著色場合，從C光 源起之距離爲0. 03» 如以上說明般，將3個液晶顯示元件之相位板之延遲 與入射光之波長組合設定爲各別之值，則可實現高對比且 無色彩之顯示。 〔實施例1 1〕 於實施例1 0之投射型顯示裝置中，暗顯示之電壓設 爲1 V，重新設定相位板之延遲。 1 V施加時之液晶層之延遲，於L CR爲1 8 9 nm ，於 LCG 爲 195nm，於 LCB 爲 205nm。式（ 17)中之△ndLC(A)，於波長650nm時設爲 189nm。於 LCG，Δη(1 p H i ' ( λ )， △ ndPH2/ (λ)設定爲以波長650nm規格處理產 生之延遲，計算L CR之尺1>„1及尺1>„2»同樣地決定積層 於LCG，LCB之相位板1，相位板2之延遲》結果， 於 LCR 爲 RPH1=1 1 37nm，RpH2=-996nm ，於 L C G 爲 RPH1= 7 7 6 nm，Rph2= - 6 9 1 nm. ^人乐尺及通用中國國家棹準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) " -34 - A7 412656 _B7 _____ 五、發明説明（32) ，於 LCB 爲 RPH1=465nm，RPH2= - 440nm 將上述作成之LCR，LCG，LCB組入投射型顯 示裝置，評價其顯示特性。於施加電壓1. 0V得最低值 2 . lcd/m2，於施加電壓2. 3V得最高值255 cd/m2。對比爲121 : 1。又，在螢幕亮度之最大 值與最小值之間，顯示之色相分布於C光源之附近，大致 爲無彩色。即使是在最大著色場合。由C光源起之距離爲 0.03。 如以上說明般，將3個液晶顯示元件之相位板之延遲 與入射光之波長組合設定成各別之值，則可得高對比且無 彩色之顯示。 〔實施例1 2〕 於實施例1 0之投射型顯示裝置中，以下3 ( 17)並計算相位板1 ，2之延遲。 Σ ( — 0 . 5λ_Δ·ηί!ΐο(λ))2 式（19) 式（19)中之一 0. 5λ相當於式（3)φη = —1 之場合。LCR 爲 Rp>Hi=_ 1 2 8 3 rim p 1 ’ Κ Ρ Η 2 = 9 2〇ηπι ’ LCG 爲 Rphi = 一 9 0 8 nm，p K p h 2 = 5 9 3 nm ’ LCB 爲 Rphi = _ 6 0 1 π m , -p ^ PH 2 = 3 3 4 n m e 適用中國國家標隼（CNS ) A4規格Y210X297公釐） ^^ 〜--- -35 - ^^1- 1^^11 ^^^1 ^^^1 ^Jn n^i ^^^1 ^^^1 nn ^^^1 、vs (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標举局負工消費合作社印製 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 412656 A7 _B7_五、發明説明（33 ) 於LCR，LCG，LCB之任一場合，RPH1之符 號爲負，R 之符號爲正。因此’LCR’LCG， L CB之任一場合。相位板1積層爲遲相軸與液晶配向方 向正交，相位板2積層爲遲相軸與液晶配向方向平行。 將上述作成之LCR，LCG，LCB組入投射型顯 示裝置，評價顯示特性。於施加電壓3. 0V時得最低值 2 . 0〇(1/1112，於施加電壓1. 3V時得最髙值 249cd/nii對比爲125 : 1。又，在螢幕亮度 最大值與最小值之間，顯示色相分佈於C光源附近，大致 爲無色彩。即使在最大著色之場合，由C光源起之距離爲 0.03° 如以上說明般，將3個液晶顯示元件之相位板之延遲 與入射光之波長組合，設定成各別之值，則可實現高對比 且無色彩之顯示。 〔比較例〕 於實施例1之投射型顯示裝置中，令LCR，LCB 之相位板1 ，2之延遲與LCG相等，亦即，於投射型顯 示裝置使用之所有液晶顯示元件中令相位板之延遲相同。 暗顯示中之延遲之合成值示於圖3 3 »波長5 5 0 η m附近爲接近〇. 5 λ之值，於可視波長兩端呈現大幅分 離狀態。 螢幕亮度與施加電壓之關係示於圖1 3。於施加電壓 3. 0V時最低值爲5. 2cd/m2，於施加電壓 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本纸汛尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -36 - 經濟部中央標率局員工消費合作社印象 412656 A7 B7 五、發明説明（34) 1 . 2V，最高值可得240 c d/m2。對比爲46 : 1。於UCS色度座標系描繪色相與施加電壓之關係，結 果示於圖1 4。在螢幕亮度最大值與最小值之間，顯示色 相一度呈接近C光源，而最小值卻之大幅分離。反射率之 最小值中之C光源起之距離爲〇. 08，喑顯示及低亮度 側之灰色呈紫色。 如上述般，不考慮入射光之波長，令3個液晶顯示元 件之相位板之延遲設定爲相同值，則延遲之合成值，僅於 可視波長領域之1點能滿足式（3 )之條件。因此，特別 是在可視波長領域之兩端，即使是暗顯示，光亦會透過， 暗顯示成紫色著色。結果，對比降低，暗顯示及低亮度側 之灰色呈著色狀態。 如以上說明般，依本實施例，可得高對比且無著色顯 示爲可能之投射型液晶顯示裝置。又，雖然液晶層之層構 造設定爲均一配向，但並不限定於此，亦可設定爲具扭轉 之層構造，以接近偏光板側之液晶配向方向爲基準來決定 相位板遲相軸，偏光板透過軸，則可得同樣效果。又|相 位板及偏光板不限於有機高分子膜，使用無機材料形成之 相位板，偏光板亦可得同樣效果。 〔圖面之簡說明〕 圖1 :本發明實施例之一之液晶顯示裝置之畫素構造 圖。 圖2 :圓1之液晶顯示裝置之中，透過光之偏光狀態 尺度適用中國國家標準（CNS >A4規格（210X297公釐） n· —i I I H —I I - ! I (請先閲讀背面之注意事項再魂寫本頁) ,ιτ -37 - 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 41265« Α7 _Β7_____五、發明説明（35 ) 相關之構成要素圖。 圖3:與圖2爲光學等效之光學系" 圖4:2個透明雙折射媒體時之延遲之合成之說明圖 〇 圖5:圖4場合之延遲合成值之波長分散與1/4波 長之延遲曲線之比較說明圖。 圖6:本發明之實施例之一之液晶層之延遲與施加電 壓之關係圖。 圖7 :圖1之液晶顯示裝置之沿A- A >切斷之畫素 構告之斷面圖。 圖8 :圖1之液晶顯示裝置之沿B — B /切斷之畫素 構告之斷面圚。 圖9 :本發明之實施例之一之相位板1，2與液晶層 之各延遲之波長分散示意圖。 圖1 0 ··圖9中之相位板1 ，2與暗顯示時之液晶層 之延遲合成值之波長分散，及1 /4波長之延遲曲線之示 意圖。 圓11:實施例1中之反射率與施加電壓之關係圖。 圖12 :實施例2中之相位板1 ，2與暗顯示時之液 晶層之延遲合成值之波長分散，及1 /4波長之延遲曲線 之示意圖" 圖13:實施例2中之反射率與施加電壓之關係圖。 圖14 :實施例3中之相位板1，2與暗顯示時之液 晶層之延遲合成值之波長分散，及1/4波長之延遲曲線 用中國囤家標準（CNS ) Α4規格（21 ο X 297公釐） ' -38 - (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 412056 A7 B7 五、發明説明（36) 示意圖。 圖15:實施例3中之反射率與施加電壓關係圖。 圖1 6 :實施例4中之明顯示反射率，暗顯示反射率 ，對比與溫度之關係圖。 圖17 :比較例中之相位板1 | 2與暗顯示時之液晶 層之延遲合成值之波長分散，及1 /4波長之延遲曲線圖 〇 圖1 8 :比較例中之反射率與施加電壓之關係圖。 圖19 :本發明之投射型液晶顯示裝置之3個液晶顯 示元件之延遲波長分散示意圖· 圖2 0 :將本發明之投射型液晶顯示裝置之反射率， 於全可視波長領域予以降低之延遲之波長分散之幾個例之 特性圖。 圖2 1 :相位板，液晶層單體之延遲波長分散之特性 圖。 圖2 2 :將相位板1片與液晶層之延遲合成所得之延 遲波長分散之一例之特性圖》 經濟部中央標率局貝工消費合作社印製 ^^1 .^^1* ^^^1 ^^^1 ^^^1 ^^^1 ^^1 · (請先閎讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖2 3 :將相位板2片與液晶層之延遲合成所得之延 遲波長分散之一例之特性圖。 圖2 4 :習知投射型液晶顯示裝置之黑色顯示之反射 頻譜特性圖。 圖2 5 :本發明習知投射型液晶顯示裝置之黑色顯示 之反射頻譜特性圖。 圖2 6 :本發明之投射型液晶顯示裝置之光源，光學. 本认张尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -39 - 412656 A7 B7 五、發明说明（37 ) 系，液晶顯示元件之配置說明圖。 圓2 7 :本發明之投射型液晶顯示裝置所用液晶顯示 元件之斷面圖。 圖2 8 :本發明實施例之投射型液晶顯示裝置之暗顯 示時之延遲合成值之特性圖。 圖2 9 :本發明實施例之投射型液晶顯示裝置之表面 亮度與施加電壓之關係特性圖。 圖3 0 :本發明實施例之投射型液晶顯示裝置之色相 與施加電壓之關係之特性圖。 圖3 1 :比較例一之投射型液晶顯示裝置之表面亮度 與施加電壓之關係特性圖。 圖3 2 :比較例一之投射型液晶顯示裝置之色相與施 加電壓關係之特性圖。 圖3 3 :比較例一之投射型液晶顯示裝置之暗顯示時 之延遲合成值之特性圖》 ^^1- In In In HI 1^1 nn In (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局员工消費合作社印裝 本认张尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐） -40 -

Claims (1)

1. 412656 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 A8 B8 C8 D8六、申請專利範圍 1 .—種液晶顯示裝置，其係於透過光之進行方向， 將偏光板，2片相位板，上側基板，液晶層，驅動裝置， 及兼作反射板之下側基板依序積層，且上述偏光板之吸收 軸方向與上述液晶層之鄰接於上述偏光板側之配向方向具 非平行關係的液晶顯示裝置，其特徵爲： 分別作爲相位板1，2之上述2片相位板係具有設定 成，在上述透過光波長400(nm)〜700(nm) 之範圍中之與上述液晶層組合成之延遲合成值之波長分散 ，實質近似於以（〇· 25 + 0. 5η) λ之關係式表示 之延遲曲線，的各個延遲之波長分散。 2 . —種液晶顯示裝置，其係於透過光之進行方向， 將偏光裝置，2片相位板，上側基板，液晶層，驅動裝置 ，及兼作反射板之下側基板依序積層，且上述偏光裝置之 吸收軸方向與上述液晶層之鄰接上述偏光裝置側之配向方 向具非平行關係之液晶顯示裝置，其特徵爲： 上述偏光裝置爲，當上述透過光之通過方向改變時該 偏光裝置之透過偏光成分之振動方向將旋轉90°型態的 偏光板* 分別作爲相位板1，2之上述2片相位板係具有設定 成，在上述透過光波長400(nm)〜700(nm) 範圍中之與上述液晶靥組合成之延遲合成值之波長分散， 實質近似於以（0. 5η) λ之關係式表示之延遲曲線， 的各個延遲之波長分散。 3.如申請専利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中 --,--^----裝---I--訂 (請先閎讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -41 - 412656 8 8 8 8 ABCD 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 六'申請專利範圍 η爲〇以上， 上述相位板1之延遲之波長分散之斜度大於上述液晶 餍之斜度，上述相位板2之延遲之波長分散之斜度小於上 述液晶層之斜度， 上述相位板1係配置成遲相軸與上述液晶層之配向方 向正交，上述相位板2係配設置成遲相軸與上述液晶層之 配向方向平行， 上述相位板2之於波長550(nm)中之延遲係大 於上述相位板1之於550(nm)中之延遲。 4. 如申請專利範圍第2項之液晶顯示裝置，其中 η爲1以上， 上述相位板1之延遲之波長分散之斜度大於上述液晶 層之斜度，上述相位板2之延遲之波長分散之斜度小於上 述液晶層之斜度* 上述相位板1係配置成遲相軸與上述液晶層之配向方 向正交，上述相位板2係配置成遲相軸與上述液晶層之配 向方向平行， 上述相位板2之於波長550(nm)中之延遲係大 於上述相位板1之於5 5 0 ( nm)中之延遲。 5. 如申請專利範圍第2項之液晶顯示裝置，其中 η爲0 ' 上述相位板1之延遲之波長分散之斜度大於上述液晶 層之斜度，上述相位板2之延遲之波長分散之斜度小於上 述液晶層之斜度1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2丨0X297公釐） (請先閲讀背面之注^^項再填寫本頁) -42 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 412C5G A8 B8 CS D8六、申請專利範園 上述相位板1與相位板2同時配置成遲相軸與上述液 晶層之配向方向正交。 6. 如申請專利範圍第1或2項之液晶顯示裝置_其 中 η爲小於0 · 上述相位板1之延遲之波長分散之斜度大於上述液晶 層之斜度，上述相位板2之延遲之波長分散之斜度小於上 述液晶層之斜度， 上述相位板1係配置成遲相軸與上述液晶層之配向方 向平行，上述相位板2係配置成遲相軸與上述液晶層之配 向方向正交， 上述相位板2之於波長5 5 0 ( nm)中之延遲係大 於上述相位板1之於550 (nm)中之延遲。 7. —種液晶顯示裝置，其係具有將偏光板，相位板 ，液晶層，反射板並設並以該反射板使透過光反射之投射 光學系，其特徵爲： 上述相位板，係由該相位板之延遲與該延遲之波長分 散之斜度可自由設定之相位板1，2構成， 上述相位板1之上述斜度設定成大於上述液晶層之斜 度，上述相位板2之斜度設定成小於上述液晶層之斜度， 俾使上述液晶層及上述相位板1，2等3者組合成之上述 投射光學系中之延遲合成值之波長分散*漸近於以（ 0. 25+0. 5η) λ之關係式表示之延遲曲線，其中 τι爲整數，λ爲透過光之波長（nm) » 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS Μ4规格（2丨0><297公釐) ~ -43 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 412656 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 Dg^、申請專利範圍 8 . —種投射型液晶顯示裝置，係由驅動裝置，光源 ，光學系，及多數液晶顯示元件構成，其特徵爲：上述液 晶顯示元件係由液晶層，2片基板，及至少1片相位板構 成，上述相位板之延遲係於多數液晶顯示元件呈互異者β 9.如申請專利範圍第8項之投射型液晶顯示裝置， 其中 構成上述液晶顯示元件之2片基板係具有顯示電極及 配向膜，下側基板之顯示電極兼作反射板，上述下側基板 之上述顯示電極接於主動元件，2片透明基板係挾持液晶 層對向配置，相位板之遲相軸係相對於液晶層之近接之配 向方向呈平行或正交。 1 0 .如申請專利範圍第9項之投射型液晶顯示裝置 ，其中 假設η爲整數，則構成上述液晶顯示元件之上述相位 板之延遲與液晶層之延遲之合成值，當施加任意電壓VB 於上述液晶層，於λ = 4 0 0 nm〜7 0 0 nm之可視波 長範圍內之至少1 0 〇 nm之範圍時，實質上爲滿足 0 . 5 η λ 者。 1 1 .如申請專利範圍第1 0項之投射型液晶顯示裝 置，其中 η爲正或0 ，上述相位板具2片，其中一片相位板之 延遲之波長分散大於液晶層，且配置成遲相軸與近接之液 晶配向方向平行，另一片相位板之延遲之波長分散係小於 液晶層，且配置成遲相軸與近接之液晶配向方向正交。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4说格（210Χ297公釐） -44 一 412656 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 2.如申請專利範圍第1 0項之投射型液晶顯示裝 置，其中 η爲正或0，上述相位板具2片，其中一片相位板之 延遲之波長分散大於液晶層，且配置成遲相軸與近接之液 晶配向方向正交，另一片相位板之延遲之波長分散係小於 液晶層，且配置成遲相軸與近接之液晶配向方向平行。 ^^1- - - ΤΙ- .^n ^^^1 - 1_| - 一OJ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家樣率（CNS > A4规格（210X297公釐） -45 -