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V, U i7 0 Α7 ________ Β7__ 五、發明説明（1 ) 〔產業上之利用領域〕 本發明係關於一種在超扭轉絲狀型（以下，簡稱 STN型）可實行多色顯示的彩色液晶顯示裝置，尤其是 ’關於一種掃描線之條線較多的高作用對應的彩色液晶裝 置。 〔以往之技術〕 S T N型之液晶顯示裝置，係其液晶層之液晶分子之 扭轉角度大至例如1 8 以上，因此些微之電壓變化即 可急激地變化光之透射率，因此廣被採用在要求顯示資訊 量多，高密度高品質之畫像的文字處理機或個人電腦等之 各種顯示裝置。在最近，這種S TN型之液晶顯示裝置之 製造階段，普遍地因在電極基板附設濾色片，作爲顯示色 即可適當地選擇的彩色液晶顯示裝置。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背*之注意事項再填寫本頁) 亦即，在製備液晶格之電極基板時，在玻璃等之透明 基板上有I TO等之透明電極形成型樣，惟將可個別地施 加電壓的複數之透明電極聚集成爲一像素，且在與這些複 數之透明電極個別地重疊之位置分別形成紅（R)，綠（ G )，藍（B)之濾色片（過濾層），則因適當選擇施加 電壓之透明電極，可多色變化各像素之顯示色。 又，爲了得到這種濾色片，因須將極微細之型樣正確 地對位後形成，無法將此以一般之絲網印刷法形成，資際 上，重複例如公知之光蝕刻過程等以形成濾色片。 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） A7 B7 五、發明説明（2 ) 〔發明欲解決之課題〕 然而，因在R，G，B之三色製造分別被要求微細型 樣之濾色片須費很多過程數，而且重複高精確度之對位的 煩雜者，因此很難廉價地形成這種濾色片。尤其是，如最 近隨著液晶顯示裝置之顯示晝面的大面積化，促進增加掃 描線之條數的高作用化時，因也須更慎重地實行濾色片形 成時之對位，因此藉由濾色片擬實現例如作用比 1/2 4 0之高作用之STN型液晶顯示裝置之彩色化時 ，則有不得已大幅度上昇製造成本之問題。 又，附設濾色片所成的以往之彩色液晶顯示裝置，係 除了特定波長之光之外濾色片吸收透射光，且在濾色片周 圍附設遮斷光之黑屛蔽以提高對比之關係上，將此作爲未 內設背光（光源）之反射型液晶顯示裝置時，則有光量不 足而不能使用之不方便。 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 Ί—-------- 裝-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明係鑑於這種技術性背景而創作者，其目的係在 於提供一種隨彩色化之製造成本之上昇較少，且即使作爲 未內設光源之反射型也可使用的高作用對應之價廉的彩色 液晶顯示裝置。 〔解決課題所用之手段〕 爲了達成上述之目的，本發明係在施以定向處理之一 對電極基板之間，具備夾持具有正之介質各向異性且扭轉 角度設成1 8 0°〜2 7 0°之絲狀液晶層所成的液晶格 ，及對向配《於該液晶格且對於透射光具有複折射效果的 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 A7 B7 五、發明説明（3 ) . 複折射層，及隔著這些液晶格及複折射層所配置的一對偏 轉板；且對於上述複折射層與無施加電壓狀態之液晶層， 將其折射率各向異性Δη與厚度d之相乘稹Δη·d之數 値略同等地設定在1.4〜2.0#m之範圍內，而且控 制施加電壓可連續地變化上述液晶層之Δη·d之數値所 構成。 〔作用〕 S TN型液晶顯示裝置係因其液晶層對透射光具有複 折射效果，因此在背面偏轉板被直線偏轉之白色光通過該 液晶層時，則產生所謂因波長而合成長軸方向不同之橢圓 偏轉的波長分散。故徐徐地變更施加於液晶層間的電壓以 變化該液晶層之Δη · d之數値時，則依R (紅），G ( 綠），B (藍）之光的波長不同而可得到不相同之透射率 曲線。 如上述之解決手段，將無施加電壓狀態之液晶層的 △ η · d之數値設定在2 . 0 以下，而在液晶格與前 面偏轉板之間，介設將Δη·d之數値設成與液晶層之 △ η · d略同等的複折射層時，因大致相殺無施加電壓時 之液晶層的複折射效果而可恢復成接近入射白色光之顏色 ，故若控制施加於液晶層間的®壓而連績地變化胲液晶層 之Δη · d之數値，則隨著R，G，B各該透射率之高低 可將顯示色變化成各種顏色，因而可實現依電壓控制的彩 色化。 本紙張尺度逍用中國國家核準（CNS ) A4规格（210X297公釐） ^1- I ml —^^1 —^ϋ 11 -1 In - - — ^^^1-β . J3 、vs (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费合作社印袈 A7 B7 五、發明説明（4 ) 又，如上述之解決手段，若將無施加電壓狀態的液晶 層之Δη · d之數値設成1 . 4 以上時，即使依高作 用比使施加於液晶層之實效電壓變小時，因在施加電壓狀 態也可將該液晶層之Δη·d變大，故可防止對比之劣化 而可得到良好之發光。 〔實施例〕 以下，參照圖式說明本發明之實施例。 第1圖係表示依本發明的彩色液晶顯示裝置之第1實 施例之槪略構成的分解斜視圚，第2圇係表示同實施例之 構成要素的各軸之關係的說明圖，第3圇係表示以與同實 施例同等構成一面變更無施加電壓時之液晶層之Δη · d 與扭轉相位差板之Δη · d —面調査顯示色之適否的判定 長，第4圖係表示將同實施例之具體例的表色範圍表示在 色座標上的X y色度圖。 在第1圖表示概略構成的彩色液晶顯示裝置係未內設 背光（光源）的反射型，記號1係反射板，2係背面偏轉 板，3係液晶格，4係扭轉相位差板，5係前面偏轉板。 在此，因液晶格3係在施以定向處理之一對電極基板之電 極基板之間，夾持具有正之介質各向異性且扭轉角度設成 2 4 0 °之絲狀液晶層所成者，對於施加於背面側電極基 板之定向層的摩擦定向方向（下摩擦方向）R1 ，有施加 於前面側壤極基板之定向層的摩擦定向方向（上摩擦方向 )R2被扭轉2 4 0° 。又，背面偏轉板2之偏轉軸P2 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X 297公釐） ^ϋ n I I -if 1^1 -- -I— 1^1 I - - -I . - . . In ^ I- 、va (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 A7 ____B7 _ 五、發明説明（5 ) 與前面偏轉板5之偏轉軸P 5係向相同方向，而下摩擦方 向R1與背面偏光軸P 2之間所成之角度設定在4 5° 。 ~方面，介設於液晶格3與前面偏轉板5之間的扭轉 相位差板4 ，係具有與上述液晶層之扭轉方向相反方向之 扭轉構造且設成扭轉角度爲2 4 0 °之高分子液晶聚合物 ，作爲對透射光具有複折射效果之複折射層的功能。將該 相位差板4背面側之光軸（下光軸）A 1與上摩擦方向 R2所成的角度設成90° ，而將相位差板4前面側之光 軸（上光軸）A 2與前面偏轉軸P 5所成之角度設成 4 5°° 又，在綜合上述構成要素之各軸關係的第2圚中，記 號α 1係表示液晶格3之扭轉角度，α 2係表示扭轉.相位 差板4之扭轉角度，1係表示下摩擦方向R 1與背面偏 轉軸Ρ 2所成的角度，々2係表示上摩擦方向R2與下光 軸A 1所成的角度，係表示上光軸Α2與前面偏光軸 P 5所成之角度。 在這種構成之S TN型液晶顯示裝置，將在反射板1 所反射之白色光以背面偏轉板2施以直線偏轉之後入射至 液晶格3時，則通過該液晶格3之光係因複折射效果而產 生波長分散，惟該光線係在通過扭轉相位差板4時再受到 複折射效果。如此，本案發明人等，對於扭轉角度均在 240° ，而扭轉方向呈互相相反方向之液晶格3之液晶 層與扭轉相位差板4，藉調整各該厚度，將折射率各向異 性Δη與厚度d之相乘積Δη· d之數値作各種變更，調 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )八4规格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 、vs A7 A7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 B7 五、發明説明（6 ) 査無施加電壓時之顯示色隨著該數値有何種變化。 結果，如第3圖所示，將液晶層之Δη·d (LC) 與扭轉相位差板4之Δη·d (PH)略同等地設在 1 . 3〜2 . 0;/m之範圍內時，顯示色成爲白色，而在 無施加電壓時判明依液晶厝之波長分_散藉相位差板4被取 消。但是，如下述，無施加電壓狀態之液晶屠之Δη . d 之數値小於1 _ 4 pm時，在高作用時，因在施加電壓狀 態有對比劣化，因而較不理想。 如此，在無施加電壓時得到白色之顯示色，則徐徐地 提高施加於液晶層之電壓而漸減△ η之數値，故可將顯示 色形成多色變化。亦即，因隨著液晶層之Δη · d之數値 的光透射率之變化特性係依R，G，B等之波長相異而不 同，因此控制施加電壓並連續地變化An *d (LC)， 則隨著R，G，B各該透射率之高低可將顯示色變化成各 種顏色，因而僅控制電壓即可實行STN型液晶顯示裝置 之彩色化。 但是，在掃描線之條數多而高作用時，因在一個透明 電極上施加電壓之時間縮短導致施加於液晶層之實效電壓 變小，而無施加電壓狀態的液晶層之△ η · d之數値未滿 1 . 4 y m，則即使施加電壓也使該液晶層之△ η · d之 樊化程度過小，無法避免對比之劣化。然而，若將無施加 電壓狀態的液晶層之Δη · d之數値設成1 . 4 以上 時，則依髙作用比施加於液晶層之實效電壓變小時，也可 在施加電壓狀態下使胲液晶層之An·d變大，因此可防 本紙張尺度遴用中國圉家橾準（CNS ) A4规格（210X297公釐） I ^^^1 1- f I - I 111 n^i m . ^^^1 n 4¾ ，-tl (請先閱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 A7 _ _B7_ 五、發明説明（7 ) 止對比之劣化而可得到良好之發色，依本發明人等之實驗 時，則作用比也可充分驅動至1/2 4 0爲止。 因此，若將扭轉相位差板4之Δη♦d (PH)與無 施加電壓狀態之液晶層Δη·d(LC)之數値略同等地 設定在1 · 4〜2 _ 0 " m之範圍內時，則不會如以往品 在電極基板形成微細型樣之濾色片而可實現S TN型液晶 顯示裝置之彩色化，而且以高作用對應，例如作用比爲 1/2 4 0也可得到良好之發色，因此可極價廉地製造出 具高性能又大畫面的彩色液晶顯示裝置。又，因省略濾色 片而不會有不足光量之虞，因此不需要背光可使用作爲輕 量且摧帶方便的反射型之彩色液晶顯示裝置。但是，代替 反射板1而裝入背光，當然也可使用作爲透射型彩色液晶 顯示裝置。 又，表示於第4圖之xy色度圖之曲線a，係作爲該 第1實施例之具體例，將△!! · d (LC)與Δη · d ( PH)之數値分別設定在1.6#m與1.7#m時的表 色範圍表示在色座標上者。 以下，作爲依本發明的彩色液晶顯示裝置之第2實施 例，簡單地說明代替上述之扭轉相位差板，使用由一軸延 伸之高分子薄膜所成的相位差薄膜之情形。 亦即，在該第2實施例中，在液晶格與前面偏轉板之 間，介設對透射光作爲具有複折射層之功能的一枚相位差 薄膜，如第5圖所示，將該相位差薄膜之光軸（遲相軸） B與上摩擦方向R2之間所成的角度rl設定成90° ， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） I I II - I— —II - Ili^- ----- n 1 1 --- 丁 . J3. 、vs (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -10 - A7 B7 五、發明説明（8 ) 又，將該光軸B與前面偏光軸P 5之間所成的角度2設 定成45° 。又，在第5圖中，也如第2圇同樣地，液晶 格之扭轉角度α 1設定爲2 4 0。，而下摩擦方向R 1與 背面偏轉軸Ρ 2之間所成的角度/3 1設定爲4 5° 。 因一軸延伸之高分子薄膜也可作爲複折射層之功能， 因此，將上述相位差薄膜之Δη·d考慮液晶曆之Δη· d加以適當選定，藉控制施加於該液晶層之電壓成爲 S TN型液晶顯示裝置之彩色化。如此，依照本案發明人 等之實驗，對於這種相位差薄膜與無施加電壓狀態之液晶 層，變更各種Λη·d之數値時的顯示色之適否判定結果 ，係與第3圖同樣。 經濟部中央樣準局員工消費合作社印裝 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 又，上述第1及第2實施例，均說明液晶格的液晶層 之扭轉角度爲2 4 0 °之情形，惟由各種實驗，可知本案 發明係該扭轉角度爲1 8 0°〜2 7 0°即可適用。又， 在第2實施例中，若將相位差薄膜一面偏位光軸一面重叠 複數枚而加以使用時，則可提高其複折射效果。又，欲使 用複數枚相位差薄膜時，將各相位差薄膜之An.d之數 値予以相加之數値，與液晶層之Δη·d略同等地設定在 1 . 4〜2 . 0//m之範圍內。 〔發明之效果〕 綜上所述，本發明係將扭轉相位差板等之複折射餍之 △ η · d之數値與無施加電Μ時之液晶層之Δη · d之數 値略同等地設定在1 . 4〜2 . Oi/m之範圍內，可在無 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 11 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（9 ) 施加電壓狀態得到接近白色之顯示色，且控制施加電壓而 藉連績地變化該液晶層之Δη·d可將顯示色成爲多色變 化，而且以高作用對應，例如作用比爲1/2 4 0也可得 到良好之發色，因此，具有可極價廉地製造出具高性能又 大畫面的彩色液晶顯示裝置的顯著效果。又因本發明係省 略濾色片而不會有不足光量之虞，因此，具有不但可使用 作爲透射型而且也可使用不須要背光的反射型的優異效果 0 〔圖式之簡單說明〕 第1圖係表示依本發明的彩色液晶顯示裝置之第1實 施例之概略構成的分解斜視圖。 第2圖係表示第1實施例之構成要素之各軸關係的說 明圖。 第3圖係表示使用與第1實施例同等之構成一面變更 無施加電壓時之液晶層之Δη·d與扭轉相位差板之Δη • d —面調査顯示色之適否的判定長。 第4圖係表示將第1實施例之具體例的表色範圍表示 於色座標上的X y色度圖。 第5圊係表示第2實施例之構成要素之各軸關係的說 明圖。 〔記號之說明〕 1 :反射板， 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4规格（21〇X297公釐） ! - If- - !1 —II - -- I · -1-1 1^ 1 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 12 A7 B7 五、發明説明（10 ) 2 :背面偏轉板， 3 :液晶格* 4 :扭轉相位差板（複折射層）， 5 :前面偏轉板， A 1 :下光軸， A 2 :上光軸， B :光軸（遲相軸）， P 2 :背面偏轉軸， P 5 :前面偏轉軸， R 1 :下摩擦方向， R 2 :上摩擦方向。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央橾準局員工消费合作社印裝 本紙伕尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X29*7公釐） 13

Claims (1)

1. A8 B8 C8 D8 經濟部中夹梯準扃負工消費合作社印製 六、申請專利範圍 Γί. 一種彩色液晶顯示裝置，其特徵爲：在施以定向 處理之一對電極基板之間，具備夾持具有正之介質各向異 性且扭轉角度設成180°〜270°之絲狀液晶層所成 的液晶格，及對向配置於該液晶格且對於透射光具有複折 射效果的複折射層，及隔著這些液晶格及複折射層所配置 的一對偏轉板；且對於上述複折射層與無施加電壓狀態之 液晶層，將其折射率各向異性Δη與厚度d之相乘積Δη • d之數值略同等地設定在1 . 4〜2 . Oem之範圍內 ，而且控制施加電壓可連續地變化上述液晶層之△ η · d 之數值。 2 .如申請專利範圍第1項所述之彩色液晶顯示裝置 ，其中，作爲上述複折射層，使用一軸延伸之高分子薄膜 者。 3 _如申請專利範圍第1項所述之彩色液晶顯示裝置 ，其中，作爲上述複折射層，使用具有與上述液晶層之扭 轉方向相反方向之扭轉構造的高分子液晶聚合物者。 4 ·如申請專利範圍第2項所述之彩色液晶顯示裝置 ，其中，將上述高分子薄膜之光軸，及依相鄰接於該高分 子薄膜之上述電極基板的液晶定向方向所成之角度，設定 成約9 0 °者。 5 ·如申請專利範圍第3項所述之彩色液晶顯示裝置 ，其中，將上述高分子液晶聚合物之光軸，及依相鄰接於 該高分子液晶聚合物之上述電極基板的液晶定向方向所成 之角度，設定成約90°者。& (請先閱讀背面之注意事項异填寫本萸) 丨装. -5 泉 本紙張尺度逋用中國國家榡準（CNS > A4規格（210X297公釐） -14 -