CN1071026C - 彩色液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

一对偏振板设置在由在80°至120°的一扭角上扭转准直的液晶构成的TN型液晶屏两侧。一延迟板设置在偏振板之一与液晶屏间，该延迟板光轴以45°角与邻接的偏振板的透射轴相交。偏振板对如此布置，使其透射轴互相平行。液晶屏如此布置，使延迟板光轴以45°角与邻接于该延迟板的基板侧的液晶分子的准直方向相交。一液晶驱动电路连到液晶屏上，用于改变液晶上的电压以改变透过液晶的光的偏振状态，从而改变发出光的色彩。

Description

彩色液晶显示装置

本发明涉及一种彩色液晶显示装置，该装置使用一种扭转向列液晶的双折射特征进行彩色显示操作。

作为电视机、个人计算机、便携式电子计算器之类的一种传统的显示装置，液晶显示装置是人所共知的。最近，已广泛地应用了能够进行彩色显示的彩色液晶显示装置，诸如液晶彩色电视机及计算机终端的彩色显示器。

作为彩色液晶显示装置，通常采用透射型彩色液晶显示装置。在这种装置中，在一对偏振板之间夹有一液晶屏，并在一块偏振板外侧设置一背景光(照明源)。在这一情况中，液晶屏的构成如下：面对面地设置一对透明基板，分别在透明基板的相对的表面上形成透明的电极，然后在两块透明基板之间封入一种液晶，在一块基板上设置有选择地透过具有特定波长的光成分的滤色片。

通过对作用在透明基板对之间的驱动电压的接通/断开控制，可以控制背景光的发光。在通过的过程中，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，透过的光便具有一种特定的色彩。以透过各滤色片的彩色光，便完成了彩色显示。

然而，滤色片通常具有低透光度。因此，在采用上述滤色片的彩色液晶显示装置中，透射的光的损失是大的，所得到的是一种阴暗的显示。尤其是在广泛地用作便携式电子计算器或诸如手表之类的便携式装置的显示部分的反射型液晶显示装置中，没有设置专用的光源，并且光线在反射前后两次透过各滤色片而遭受光的损失。因此得到的显示是阴暗的。即，采用滤色片来进行彩色显示操作是非常困难的。

此外，滤色片与诸如偏振板之类其它光学部件一样要求高精度的尺寸(例如厚度)及安装，而使得液晶显示装置的成本提高。

更有甚者，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对应于为这一象素设置的一个滤色片的颜色的色彩，象素数目的增加使得彩色液晶显示装置的结构更为复杂。

本发明的一个目的为提供一种彩色液晶显示装置，该装置不使用任何滤色片进行透射光的着色，能通过提高透射率而充分增加显示的亮度，并能用一个象素显示多种色彩。

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，该装置包括：一对基板，在其相对的表面上分别形成电极，并形成有覆盖这些电极的准直膜，准直膜在预定的方向上经过准直处理；在基板对之间设有的一液晶层，其液晶分子排列在两块基板之间并且从一块基板至另一基板扭转一个80°至120°的扭角；在基板对的外侧设置的一对偏振板，其夹住这两块基板，并分别具有对线性偏振入射光的透射轴；在该偏振板对之间设置的一块延迟(retardation)板，使得延迟板的光轴与相邻的一块偏振板的透射轴所定义的一个角为45°±5°，沿该光轴折射率在该延迟板的一个平面方向中为最大；以及连接在电极上的电压作用装置，用于改变作用在液晶层上的电压以改变透过液晶层的光的偏振状态，从而在出射侧上改变透过偏振板的光的色彩。

按照具有上述构造的彩色液晶显示装置，当光线通过入射侧偏振板时，光变成线性偏振的光。当这一线性偏振光透过延迟板时，不同波长的光成分(此后称作波长成分)变成不同状态的椭圆偏振光。在椭圆偏振的波长成分中，沿出射侧偏振板的透射轴具有较大的光成分的波长成分(此后称作透射轴成分)透过偏振板的量较具有较小透射轴成分的波长成分为多。因此，透过出口侧偏振板发出的光呈现高成分比的波长成分的色彩。在这一情况中，由于不同波长的椭圆偏振光成分是按照液晶分子的排列状态改变它们的椭圆偏振状态的，因此便可以通过改变液晶分子的排列状态来改变出射光的色彩。

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，这两块延迟板可设置在通过在一对基板之间密封一种液晶而形成的液晶屏的一侧，也可分别设置在液晶屏的两侧。可在彩色液晶显示装置中设置一块反射板而作为一种反射型液晶显示装置使用该装置。在这一情况中，两块延迟板也可设置在液晶显示屏的同一侧上或分别设置在其两侧上。

此外，在上述彩色液晶显示装置中，还可在相位板与液晶屏之间设置另一块偏振板，而使用三块偏振板，使得延迟板与液晶屏分别夹在两对偏振板之间。以这一结构，该液晶屏用作开/闭一条光径的快门装置，从而实现一种清楚的黑色显示。

作为用于上述彩色液晶显示装置中的延迟板，可采用一种所谓双轴延迟板或一种扭转延迟板。在本发明中所采用的双轴延迟板是满足n_x＞n_y＞n_z的一种延迟板，其中n_x为折射率最大的光轴方向上的折射率，n_y为垂直于延迟板的平面方向中的光轴方向的一个方向上的折射率，而n_z为厚度方向上的折射率。使用这种延迟板可以得到较大的视角。扭转延迟板是一种物质分子以与扭转向列液晶相同的方式从一个表面扭转到另一个表面排列的一种延迟板。使用这种延迟板，可以容易地获得彩色显示。

上述彩色液晶显示装置可使用具有根据要显示的字符或图形的特定形状形成的段电极。作用在各段电极上的驱动电压的波形可通过根据一个彩色选择信号及一个显示信号从多个具有不同大小的电压中选择一个驱动电压来形成。

此外，上述彩色液晶显示装置可设计成一种TFT(薄膜晶体管)驱动方式的有源矩阵型彩色液晶显示装置，其中在液晶屏的一侧上的一块基板上有规则地排列多个象素电极，并且作为开关元件为象素电极分别设置了薄膜晶体管，各该晶体管包括一个连接到一个象素电极的一个源电极、连接到提供显示信号的一条信号线上的一个漏电极以及连接到提供一个扫描信号的一条扫描线上的一个门电极。

根据本发明，提供了另一种彩色液晶显示装置，该装置包括：一对基板，在基板的相对表面上分别形成电极，并形成了覆盖这些电极的准直膜，准直膜在预定的方向上经过准直处理；一层液晶层形成在基板对之间并具有从一块基板至另一块基板以80°至120°的扭角扭转排列的液晶分子；一块偏振板设置在该对基板中的一块的外侧并具有线性地偏振入射光的一条透射轴；一块反射板设置在基板对的与该偏振板相反的一侧；一块延迟板设置在偏振板与反射板之间并具有一条光轴，在延迟板的平面方向中沿该轴的折射率为最大，该延迟板是这样设置的使得由该光轴与偏振板的透射轴所定义的角为45°±5°；以及连接到电极上的电压作用装置，用于通过改变作用在液晶层上的电压来改变透过液晶层的光的偏振状态，从而改变在出口侧上通过偏振板透射的光的色彩。

可采用一块偏振板得到一种反射型彩色液晶显示装置。在这一装置中，该偏振板既作为一块入射侧偏振板又作为一块出射侧偏振板，从而能够获得像上述彩色液晶显示装置一样的功能与效果。

在上述反射型彩色液晶显示装置中可设置两块延迟板。在这一情况，这两块板可设置在液晶屏的一侧或两侧。

此外，在反射型彩色液晶显示装置中，可在延迟板与液晶屏之间设置另一块偏振板而使延迟板或液晶屏夹在这两块偏振板之间。以这一结构，该液晶屏作为用于开/闭一条光径的一个快门装置，从而实现一种清楚的黑色显示。

作为用于反射型彩色液晶显示装置的延迟板，可以采用上述双轴延迟板或扭转延迟板。采用了这种双轴延迟板便可达到视角的增加。使用了扭转延迟板，便可容易地得到彩色显示。

反射型彩色液晶显示装置可采用段电极。在这一情况中，作用在各段电极上的驱动电压的波形可以通过按照一个彩色选择信号及一个显示信号从多个具有不同大小的电压中选择一个驱动电压来形成。

此外，上述反射型彩色液晶显示装置可设计为一种TFT驱动方式的有源矩阵型彩色液晶显示装置，其中在一个液晶屏的一侧上的一块基板上规则地排列多个象素电极，以及作为开关元件为这些象素电极分别设置薄膜晶体管，各晶体管包括一个连接到一个象素电极的源电极、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。

根据本发明，还提供了又一种彩色液晶显示装置，该装置包括：一对基板，在它们相对的表面上分别形成电极，在电极上覆盖准直膜，该准直膜在预定的方向上经；过准直处理；一个液晶层形成在基板对之间并具有从一块基板到另一块基板以80°至120°的一个扭角扭转排列的液晶分子；一块偏振板设置在一对基板中的一块的外侧并具有一条线性地偏振入射光的透射轴，该偏振板是这样设置的，使得由相对于相邻的基板上的准直膜进行的准直处理的一个方向与该透射轴所定义的角为45°±5°；一块反射板设置在相对于基板对的偏振板的相反一侧；以及连接在电极上的电压作用装置，用于通过改变作用在液晶层上的电压来改变透射过该液晶层的光的偏振状态，从而在出射侧上改变透射过偏振板的光的色彩。

根据这种反射型彩色液晶显示装置，当透射过偏振板的线性偏振光通过液晶层时，具有不同波长的光成分只因液晶层的双折射而成为不同状态的椭圆偏振光成分。在这些具有各自的波长的椭圆偏振光成分中，相对于出射侧偏振板具有较大透射轴成分的波长成分较其余波长成分更大量地透射过偏振板。因此，透射过出射侧偏振板的出射光呈现为高成分比的波长成分的色彩。在这一情况中，由于不同波长的椭圆偏振光成分根据液晶的分子的准直状态改变它们的椭圆偏振状态，便可通过改变液晶分子的对准状态来改变出射光的色彩。

本发明的其它目的与优点将在下面的说明中提出，而其中一部分则是从说明中显而易见的，或者是可以通过实践本发明而学到的。可以通过所附的权利要求书所具体指出的手段及其组合实现与获得本发明的目的与优点。

包含在本说明书中并构成其一部分的附图示出本发明的当前较佳实施例，并且与上面给出的一般性说明及下面给出的较佳实施例的详细说明一起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为用于说明第一实施例中的各光学元件的光轴的位置/布置的视图；

图3为用于说明第一实施例的一个变型中的各光学元件的光轴的位置/布置的视图；

图4为展示根据本发明的第二实施例的一种彩色液晶显示装置的剖视图；

图5为展示第二实施例中各光学元件的光轴的位置/布置的视图；

图6为展示用于作为第二实施例的一个实例的便携式电子计算器的彩色液晶显示装置中的一种电极图式的视图；

图7为用于说明基于该电极图式的一种显示状态的视图；

图8为用于说明基于该电极图式的另一种显示状态的视图；

图9为用于说明基于该电极图式的又另一种显状态的视图；

图10为展示便携式电子计算器的彩色液晶显示装置的一种驱动电路的方框图；

图11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剖视图；

图12为用于说明第三实施例中各光学元件的光轴的位置/布置的视图；

图13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14A为用于说明第四实施例中的各光学元件的光轴的位置/布置的视图；

图14B为说明第四实施例的一种变型中的各光学元件的光轴的位置/布置的视图；

图15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16为用于说明第五实施例中各光学元件的光轴的位置/布置的视图；

图17为用于说明第五实施例中所采用的一种延迟板的光轴的透视图；

图18为展示在0°的入射角上的一种延迟的延迟比与用于第五实施例的延迟板中的入射角与一种通常延迟板中的入射角之间的关系的曲线；

图19为展示第五实施例中的彩色液晶显示装置中的作为一个视角的函数的色差变化及使用通常延迟板的一种对比装置的色差变化的曲线；

图20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21为用于说明第六实施例中各光学元件的光轴的位置/布置的视图；

图22为展示第六实施例中显示色彩中的一种改变的CIE(相干红外能量)色度图；

图23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分解透视图；

图24为根据本发明的第七实施例的彩色液晶显示装置的剖视图；

图25A、25B及25C为分别展示作用在第七实施例中的彩色液晶显示装置中的连续扫描行单元中的扫描电压的波形的图；

图26为用于说明第七实施例中的信号电压的波型的视图；

图27A、27B及27C为各展示作用在第七实施例的各象素上的电压的图；

图28为展示根据本发明的第八实施例的一种彩色液晶显示装置的剖视图；

图29为用于说明第八实施例中的各光学元件的光轴的位置/布置的视图；

图30为展示第八实施例中的显示色彩的改变的CIE色度图；

图31为展示根据本发明的第九实施例的一种彩色液晶显示装置的剖视图；

图32为用于说明第九实施例中各光学元件的光轴的位置/布置的视图；

图33为展示根据本发明的第十实施例的一种彩色液晶显示装置的剖视图；

图34为用于说明第十实施例中的各光学元件的光轴的位置/布置的视图；

图35为展示第十实施例中显示色彩的变化的CIE色度图；

图36为展示根据本发明的第十一实施例的一种彩色液晶显示装置的剖视图；

图37为用于说明第十一实施例中各光学元件的光轴的位置/布置的视图；以及

图38为展示第十一实施例中显示色彩的变化的CIE色度图。

下面将参照图1至38对本发明的实施例进行描述。[第一实施例]

如图1所示，根据本发明的第一实施例的一种彩色液晶显示装置为一种反射型液晶显示装置，它是设计成将一对偏振板41与42设置成夹住一个液晶屏30，而一块延迟板40则设置在该液晶屏30与一块偏振板(示出在这一实施例的上侧的上部偏振板)41之间，以及设置在偏振板42的接触液晶屏30的相反一侧(外侧)上的一块反射板43。

液晶显示屏30为TN型。更具体地，该液晶显示屏30是以下述方式形成的。分别具有形成在其上的透明电极33与34及形成在其上的准直膜35与36的一对上方与下方透明基板31与32通过一框形密封件37连接在一起。然后将一种液晶38密封在两块基板31与32之间由密封件37围成的空间中。液晶38的分子38a排列成使它们能够以大约90°的扭角从下方基板32侧扭转到上方基板31侧。准直膜35与36分别用摩擦方法之类在预定的方向上经过准直处理。邻接于准直膜35与36的液晶分子分别沿准直处理的方向对准。

延迟板40是这样设置的，使其光轴(相位提前或相位延迟轴)(它是各物质分子的长轴方向并且沿该轴的折射率是最大的)斜向越过液晶屏30的两基板侧上的液晶分子准直方向。偏振板41与42对设置成使得它们的透射轴分别以预定的角度斜向越过延迟板40的光轴。

图2为展示液晶屏30的液晶分子准直方向、延迟板40的光轴以及液晶显示装置中的偏振板对41与42的透射轴的平面图。注意，反射板43的展示在这一平面图及以后的类似平面图中是被省略的。参见图2，参照数字31a表示液晶屏30的液晶分子在上方基板侧上的准直方向；以及32a表示液晶屏30的液晶分子在下方基板侧上的准直方向。

如图2所示，液晶屏30的液晶分子在两块基板侧上的准直方向31a与32a分别相对于一条参照线(-图2中的水平线)在相反方向上倾斜45°。以这一布置，液晶屏30的液晶38的分子38a是这样对准的，即使得它们从下方基板侧到上方基板侧扭转大约90°的一个角，如图2中箭头T所示。

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，光轴40a与参照线0对准。因此，延迟板40的光轴40a与邻接该延迟板的基板(上方基板31)侧上的液晶分子准直方向31a以45°相交。

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，并且也以45°角与延迟板40的光轴40a斜交。

上述彩色液晶显示装置是设计成通过在液晶屏30的两块基板31与32的电极33与34之间作用一个电压来驱动的。一种显示色彩是由延迟板40的偏振效应获得的，而背景色彩则是由延迟板40与液晶屏30两者的偏振效应获得的。

首先将描述一种着色效应。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以45°角与偏振板41的透射轴41a相交的延迟板40上。在通过延迟板40的过程中，光根据一个指示延迟板40的双折射效应的大小的值被偏振，变成椭圆形的偏振光。在这一情况中，波长成分被设置成不同的椭圆偏振状态。

从延迟板40发出的椭圆偏振光透过液晶屏30。由于其液晶分子是扭转对准的液晶38具有双折射，当光透过液晶38时，它受到双折射效应的影响。结果，透射光的椭圆偏振状态改变。当这一椭圆偏振光入射在下方偏振板42上时，只有具有不同椭圆偏振状态的光成分并沿透射轴41a传播的光成分透过下方偏振板41发出。在这一情况中，由于发出的光的强度是与通过将各波长成分的椭圆偏振光成分的辐值投影在透射轴上而得到的一个值(透射轴成分)的平方成正比的，发出的光的色彩基本上与具有一个大的透射轴成分并且其相对于发出的光的成分比是高的一种波长成分的色彩相同。

下面将说明液晶屏30的色彩改变效应。在这一液晶显示装置中，由于通过上方偏振板41入射的光通过延迟板40及液晶屏30，透射的光还受到没有ON(连通)电压作用在液晶屏30(液晶分子38a是扭转对准的)的两块基板31及32的电极33与34之间的一种状态中的液晶屏30的液晶38的偏振效应的影响。

即，由于延迟板40的光轴40a与液晶屏30在邻接于延迟板侧的基板31(上方基板)上的液晶分子准直方向31a以45°相交，在通过延迟板40的过程中被延迟板40的偏振效应椭圆偏振的光在通过液晶屏30的液晶层的过程中被进一步设置在一种不同的偏振状态中。

因此，当没有ON电压作用在液晶屏30上时，透射过下方偏振板42的光具有不同于由延迟板40的偏振效应所获得的一种光色彩的色彩。这一色彩成为一种背景色彩。注意，该背景色彩由延迟板40的延迟Re及液晶屏30的一个值Δnd(折射率各向异性Δn与液晶38的液晶层的厚度d的乘积)所确定。

当液晶屏30的电极33与34之间的作用电压增加时，液晶屏30的液晶分子38a变成垂直于基板31与32的表面的，并且双折射基本上被消除。结果，液晶屏30的偏振效应被消除。

虽然液晶屏30的值Δnd是折射率各向异性Δn与液晶38的液晶层的厚度d的乘积，在作用一个电压时，随着液晶分子38a变成垂直于基板31与32的表面而液晶38的折射率各向异性降低。当液晶分子38a垂直竖起/准直时，折射率各向异性Δn变成为“0”。因此，液晶屏30的值Δnd最终变成“0”。

当一个ON电压作用在液晶屏30上将Δn设置为0时，液晶38的偏振效应基本上被消除。因此，从延迟板40发出的椭圆偏振光直接透射过液晶屏30并入射在下方偏振板42上而不被偏振，而透射过偏振板42的光只被延迟板40的偏振效应变成彩色的光。这一色彩成为一种显示色彩。

透射过下方偏振板42的光受到反射板43的反射在与上述光径反向的一条光径中从该显示装置的上方表面侧发出。结果，便显示出一个带有上述背景色彩与显示色彩的显示图形。

因此，根据上述液晶显示装置，不用任何滤色片便可得到一种彩色显示，并且可以容易地得到一种明亮的彩色显示。

带与不带作用在液晶屏30上的电压都可在该彩色液晶显示装置上得到一种显示的光强度I。当一个电压作用在液晶屏30上时得到的光强度(背景色彩)I由下式给出： $I=\frac{1}{2}[\frac{1}{2}+\left(\cos 2\mathrm{\π}\frac{\mathrm{Re}}{\mathrm{\λ}}\right)(\frac{1}{1+u^2}{\sin }^2\frac{\mathrm{\π}}{2}\sqrt{1+u^2}-\frac{1}{2})$ $-\left(\sin 2\mathrm{\π}\frac{\mathrm{Re}}{\mathrm{\λ}}\right)\frac{u}{1+u^2}{\sin }^2\frac{\mathrm{\π}}{2}\sqrt{1+u^2}{]}^2\·\·\·\left(1\right)$ $u=\frac{2\mathrm{\Δnd}}{\mathrm{\λ}}$

其中Re为延迟板的延迟，Δn为液晶的折射率各向异性，d为液晶屏的液晶层的厚度；而λ则为波长。

当设置Δn=0的一个电压作用在液晶屏30上时得到的一种显示色彩的光强度I由下式给出： $I=\frac{1}{2}{\cos }^4\mathrm{\π}\frac{\mathrm{Re}}{\mathrm{\λ}}\·\·\·\left(2\right)$

液晶显示装置的显示色彩成为对应于延迟板40的延迟值的一种色彩，并且背景色彩成为对应于延迟板40的延迟Re及液晶屏30的值Δnd两者的一种色彩。由等式(1)与(2)给出的光强度I随透射光的波长λ改变，并相对于特定的波长成分呈现高亮度。

因此，延迟板40的延迟Re及液晶屏30的值Δnd可以有选择地设置在使等式(1)与(2)所表示的光强度I成为充分地大的值的值上，从而能够得到具有高色纯度的彩色光。

表1示出液晶显示装置的显示方式。在各方式的显示装置中，液晶屏30的值Δnd设定为400nm，而改变延迟板40的延迟Re的值。此外，延迟板40的光轴40a与邻接该延迟板的基板(上方基板)31一侧上的液晶分子准直方向31a成45°角相交；两块偏振板41与42的透射轴41a与42a是互相平行的；并且偏振板41与42的透射轴41a与42a以45°角与延迟板40的光轴40a相交。

在各方式中，当作用在液晶屏30上的电压增加时，透射的光从一种背景色彩不同地变化并最终(当作用电压成为设定Δn=0的电压时)变成表1中所示的显示色彩。

如表1中所示，在各方式R1、G1、B1-1及B1-2中的显示装置中，显示色彩与背景色彩是互补的，或者具有接近互补色彩的关系的色彩差别，从而得到高彩色反差的显示。

在上述实施例中，一对偏振板41与42是设置成使得透射轴41a与42a设定为几乎互相平行的。然而，如图3所示，偏振板41与42也可设置成使得透射轴41a与42a是几乎互相垂直的。以这一布置，能够得到与上述实施例中相同的显示。

在这一情况，由于偏振板41与42的透射轴41a与42a是互相垂直的，当无电压作用在液晶屏30上时，所得到的(背景色彩)的光强度I由下式给出： $I=\frac{1}{2}[\frac{1}{2}+\left(\cos 2\mathrm{\π}\frac{\mathrm{Re}}{\mathrm{\λ}}\right)(\frac{1}{2}-\frac{1}{1+u^2}{\sin }^2\frac{\mathrm{\π}}{2}\sqrt{1+u^2})$ $+\left(\sin 2\mathrm{\π}\frac{\mathrm{Re}}{\mathrm{\λ}}\right)\frac{u}{1+u^2}{\sin }^2\frac{\mathrm{\π}}{2}\sqrt{1+u^2}{]}^2\·\·\·\left(3\right)$ $u=\frac{2\mathrm{\Δnd}}{\mathrm{\λ}}$

其中Re为延迟板的延迟，Δn为液晶的折射率各向异性，d为液晶屏的液晶层的厚度，而λ则为波长。

当设定Δn=0的一个电压作用在液晶屏30上时，所得到的显示色彩的光强度I由下式给出： $I=\frac{1}{2}{\sin }^4\mathrm{\π}\frac{\mathrm{Re}}{\mathrm{\λ}}\·\·\·\left(4\right)$

在这一实施例中，液晶显示装置的显示色彩也变成对应于延迟板40的延迟Re的值的一种色彩，而背景色彩则变成对应于延迟板40的延迟Re及液晶屏30的值Δnd两者的一种色彩。由式(3)与(4)给出的光强度I则随透射光的波长λ变化，并相对于特定的波长成分呈现高亮度。

因此，可将延迟板40的延迟Re及液晶屏30的值Δnd有选择地设定在使式(3)与(4)所表示的光强度I成为充分大的值的值上，从而能够得到高彩色纯度的彩色光。

表2示出本实施例的液晶显示装置的显示方式。在各方式中的显示装置中，液晶屏30的值Δnd设定为400nm，而延迟板40的延迟Re的值则是变化的。此外，延迟板40的光轴40a与邻接该延迟板的基板(上方基板)31侧上的液晶分子准直方向31a以45°角相交；两块偏振板41与42的透射轴41a与42a是互相垂直的；并且偏振板41与42的透射轴41a与42a则以45°角与延迟板40的光轴40a相交。

如表2中所示，在各方式R2、G2、B2-1与B2-2中的显示装置中，显示色彩与背景色彩是互补的，或者具有接近互补色彩关系的一种色差，从而得到具有高彩色反差的一种显示。

在上述各实施例中，延迟板40的光轴40a与邻接该延迟板的基板(上方基板)31侧上的液晶分子准直方向31a之间的角差以及偏振板41与42的透射轴41a与42a与延迟板40的光轴40a之间的角差都设定为45°。然而，这些角差并不限于45°，而是可以任意设定的。然而，为了通过采用延迟板40得到一种高纯度的满意的着色效果，最好将偏振板41与42的透射轴41a与42a与延迟板40的光轴40a之间的角差至少设定为45°±5°。

此外，延迟板40具有两条光轴，即，一条相位提前轴及一条相位延迟轴，它们是互相垂直的。相位提前轴或者相位延迟轴中任何一条都可用作以45°角与邻接的偏振板41的透射轴41a相交的光轴40a。

此外，在上述实施例中，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。本发明的液晶显示装置不限于反射型，也可设计成不使用反射板的一种透射型液晶显示装置，或者使用一块半透射/反射板的一种液晶显示装置，既作为反射型又作为透射型工作。【第二实施例】

第二实施例例示了延迟板分别设置在液晶屏两侧的情况。在第二及以后的实施例中，相同的参照数字表示与第一实施例中相同的部件，并省略其说明。

本实施例的一种彩色液晶显示装置的设计如下。如图4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45设置在液晶屏30与上方偏振板41之间。一块第二延迟板46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。

在这一情况中，该液晶屏30为段显示型并以分时方式驱动。形成在一块上方基板31上的一个透明电极33分成多个公用的电极，然而形成在一块下方基板32上的一个透明电极34则分成多个段电极，每一个段电极具有对应于一种显示图案的形状。

在两块延迟板45与46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45)是这样布置的，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46)是这样布置的，使得其光轴设定在一个任意方向上。

参见图5，参照数字41a表示偏振板41的透射轴；而45a则表示第一延迟板45的光轴。在本实施例中，上方偏振板41是这样设置的，使得透射轴41a逆时针方向从一条参照线(图5中的水平线)0偏移/转动45°，而第一延迟板45则是这样设置的，使得光轴45a平行于参照线0。此外，第一延迟板45的光轴45a与上方偏振板41的透射轴41a之间的角差设定为45°。

参见图5，参照数字46a表示第二延迟板46的光轴。在本实施例中，第二延迟板46是这样设置的，使得光轴46a垂直于参照线0，并且第一延迟板45的光轴45a设定为垂直于第二延迟板46的光轴46a。

在上述彩色液晶显示装置中，从前表面侧入射的光(自然光或来自一个照明源的光)被后表面侧上的反射板43反射，从而实现一个显示。来自前表面侧的入射光通过上方偏振板41、第一延迟板45、液晶屏30、第二延迟板46及下方偏振板42并被反射板43反射。反射光再次通过下方偏振板42、第二延迟板46、液晶屏30、第一延迟板45及上方偏振板41并发射出去。

在这一彩色液晶显示装置中，入射光在通过它们的过程中被上方偏振板41线性地偏振并被第一延迟板45的偏振效应椭圆地偏振。然后，椭圆偏振的光在通过其中的过程中由于液晶屏30的偏振效应而被设定在一个不同的偏振状态中。此外，该光在通过其中的过程中由于第二延迟板46的偏振效应而被设定在一种不同的偏振状态中。

因此，通过第一延迟板45、液晶屏30及第二延迟板46入射在下方偏振板42上的光是由椭圆偏振光成分构成的，由于两块延迟板45与46及液晶屏30的偏振效应，这些成分是按照它们的波长分别设定在不同的偏振状态中的。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而成为彩色光。

透射过下方偏振板42的彩色光被反射板43反射在与上述光径逆向的光径中从显示装置的上表面侧发射出去。结果，便显示了带有这一彩色光的一个显示图案。

在这一情况中，由反射板43反射的彩色光中只包含由延迟板45与46以及液晶屏30的偏振效应所得到的椭圆偏振光成分中的透射轴光成分，它们是透射过下方偏振板42的。这一反射彩色光再次透射过第二延迟板46、液晶屏30及第一延迟板45。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的透射轴成分的量变得比较小。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所反射的彩色光更高的色彩纯度的光。

如上所述，彩色液晶显示装置是设计成不使用任何滤色片而产生透射的彩色光的，并且能够通过提高透射率而充分提高一个显示的亮度。

在传统的彩色液晶显示装置中，由于在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块滤色片的色彩所确定的，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，彩色光成分是通过两块延迟板45与46的偏振效应及通过延迟板45与46以及液晶屏30的偏振效应得到的，并且通过这些偏振效应得到的光的色彩是根据作用在液晶屏30上的电压变化的。

这一彩色液晶显示装置的显示色彩是由下述各因素确定的：延迟板45与46的延迟Re1与Re2的值，液晶屏30的一个值Δn·d及液晶分子扭转角，上方偏振板41的透射轴41a与第一延迟板45的光轴45a之间的角差，第二延迟板46的光轴46a的方向，液晶屏30的液晶分子准直方向与第二延迟板46的光轴46a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。

如图5所示，假定上方偏振板41的透射轴41a与第一延迟板45的光轴45a之间的角差为45°；第二延迟板46的光轴46a的方向垂直于第一延迟板45的光轴45a；上方基板31侧上的液晶屏30的液晶分子准直方向31a平行于上方偏振板41的透射轴41a；并且上方与下方偏振板41与42的光轴41a与42a互相垂直。在这一情况中，例如，分别将第一与第二延迟板45与46的延迟Re1与Re2设定为450nm，并将液晶屏30的值Δn·d与液晶分子扭转角分别设定为1.24μm与90°。当该液晶屏30的液晶分子是在一种初始扭转准直状态中时，显示色彩为“浅兰”。当液晶分子垂直竖起/准直时，显示色彩变成“黑色”。此外，当液晶分子从初始扭转准直状态竖起/准直时，显示色彩成为带有高光强度与高彩色纯度的“紫色”与“黄色”。

当液晶屏30的液晶分子垂直竖起/准直时，显示色彩成为“黑色”的原因是第一延迟板45的延迟Re1等于第二延迟板46的延迟Re2，而第一延迟板45的光轴45a垂直于第二延迟板46的光轴46a，并且上方与下方偏振板41与42的透射轴41a与42a互相垂直。没有液晶屏30的偏振效应，从第一延迟板45发出的椭圆偏振光被第二延迟板46恢复到原始线性偏振光(通过上方偏振板41入射在该装置上的线性偏振光)，并且所有的线性偏振光都被下方偏振板42所吸收。结果，显示色彩成为“黑色”的。

表3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3中，各作用电压的值为作用在液晶屏30的电极33与34之间的一个RMS(均方值)电压值。

如表3中所示，上述彩色液晶显示装置的显示色彩按照作用在液晶屏30上的电压变化。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的一个部分)的显示色彩可以通过控制作用在液晶屏30的电极33与34之间的电压而改变成多种色彩。

下面将描述上述彩色液晶显示装置的一个具体的显示实例。图6至10展示了将彩色液晶显示装置应用于一个计算器(一种便携式电子计算器)的情况。图6展示形成在液晶屏30的一块基板32上的段电极34的形状。图7至9展示便携式电子计算器工作时的显示状态。图10为展示计算器的电路布置的方框图。

首先描述形成在液晶屏30的一块基板32上的段电极34。作为段电极34，如图6中所示，形成了对应于8位的数字显示电极a，一个“-”(负号)显示电极b，以及一个“E”(出错)显示电极c。

这一计算器是设计成显示多达8位的数字值，如果显示的数字值为一负值，则显示“-”，如果出现错误则显示“E”。这些值与符号是以不同色彩显示的，如图7至9中所示。

在这一显示实例中，作用在液晶屏30上的电压与显示色彩具有表3中所示的关系。没有形成段电极34的区域(无电压作用的区域)的显示色彩永远是“浅兰色”。此外，在对应于段电极34的部分中，在作用在公用电极33与段电极34之间的电压值(RMS)为1.0伏或更小的一个驱动电压V1的部分的显示色彩也是“浅兰色”。

这一计算器以下述方式工作。当显示的数据为一个正的(“+”)数值并且无错误时，在“浅兰色”背景中以“黄色”显示该数字值(图7中的“1,234.5678”)，如图7中所示。如果显示的数据为一负(“-”)的数字值，则在“浅兰色”背景中以“黑色”显示“-”与该数字值(图8中的“12.3456”)，如图8所示。如果出现错误，则在“浅兰色”的背景中以“紫色”显示“E”及对应于8位的“0”。

即上述计算器是设计成以不同色彩分别在显示数据为一正的数字值、为一负的数字值及出现错误的情况中进行显示操作的。与一个只具有一种显示色彩的计算器相比，根据这一计算器，显示数据是正的还是负的或者是否出现了错误是一目了然的。

下面描述设计成使计算器完成上述显示操作的电路布置。

如图10中所示，这一计算器的电路是由一个计算器电路部分50、一个彩色控制部分60、一个显示驱动器70及一个电源59构成的。计算器电路部分50根据在操作一个键输入部分57的一个输入键58时输入的数字值及一条算术指令完成一个算述运算，并输出一个显示数据信号使液晶屏30显示运算结果，以及一个指示一种状态的(例如“负”或“出错”)一个状态信号。彩色控制部分60接收来自计算器电路部分50的状态信号并输出一个用于选择一种显示色彩的色彩选-信号。显示驱动器70的作用为在接收到来自计算器电路部分50的显示数据信号及来自色彩控制部分60的色彩选择信号时驱动液晶屏30。电源59将电力提供给这些部件。

计算器电路部分50具有与通用的便携式电子计算器相同的电路部分的布置。更具体地说，计算器电路部分50包括一个控制电路51、一个算术电路52、一个存储电路53及一个显示信号发生器54。控制电路51接收来自键输入部分57的输入数字值及一条算术指令并控制一种算术运算、存储器、一种显示数据输出操作及诸如此类。算术电路52响应来自控制电路51的一条指令执行数字值的算术处理之类。存储电路53存储运算结果之类。显示信号发生器54生成一个用于显示数据(诸如来自键输入部分57的输入数字值及由算术电路52求出的运算结果之类)的显示数据信号。

计算器电路部分50还包括一个负号检测器55及一个出错检测器56。负号检测器55的工作为检测运算结果的负号(负进位)。出错检测器56的工作为检测输入数字值中、一条算术指令中、运算结果中及诸如此类中的错误。来自负号检测器55及出错检测器56的状态检测信号被输出至显示信号发生器54及色彩控制部分60。

色彩控制部分60包括一个色彩选择信号发生器，用于事先为各种状态选择一个显示色彩组。色彩控制部分60根据来自负号检测器55及出错检测器56的状态检测信号生成一个用于选择一种显示色彩的色彩选择信号。

显示驱动器70接收从计算器电路部分50的显示信号发生器54输出的一个显示数据信号及来自色彩选择信号发生器61的一个色彩选择信号，并将对应于由显示数据信号及色彩选择信号所确定的一种预定的显示色彩的一个段电压作用在液晶屏30的各段电极34上，而在各公用电极33上则作用一个公用电压，用于在一个预定的功率上分时驱动液晶屏30。

显示驱动器70包括一个驱动电压生成器71、一个驱动电压选择器72及一个驱动波形形成电路73。驱动电压生成器71生成多个分别对应于除背景色彩(浅兰色)以外的显示色彩(紫色、黄色及黑色)的驱动电压，即表3中的V2、V3与V4。驱动电压选择器72按照来自色彩选择信号发生器61的色彩选择信号，从马区动电压生成器71所生成的驱动电压V2至V4中选择一个对应于一种选定的显示色彩的驱动电压。驱动波形形成电路73根据来自显示信号发生器54的一个显示信号及驱动电压选择器作用的一个选定的驱动电压形成作用在各段电极34的一个段电压的波形及作用在各公用电极33上的一个公用电压的波形。

在计算器电路部分50中，将从键输入部分57输入的数字值及一条算术指令作用在控制电路51上。控制电路51令算术电路52按照该算术指令执行输入数字值的算术处理；令存储电路53存储运算结果；并将运算结果数据提供给显示信号发生器54。

算术电路52在运算结果为一负值时将一个负进位输出至负号检测器55。负号检测器55将一个用于显示“-”的负号检测信号输出至显示信号发生器54及色彩控制部分60的色彩选择信号发生器61。

在出现诸如输入数字值溢出或者算术指令或运算结果溢出等错误时，控制电路51将一个出错信号输出至出错检测器56。出错检测器56将一个用于出错显示的出错检测信号输出至显示信号发生器54及色彩控制部分60的色彩选择信号发生器61。

显示信号发生器54按照控制电路51提供的显示数据及来自负号检测器55的一个负号检测信号的出现/不出现以及来自出错检测器56的一个出错检测信号形成对应于一种确定的显示图案的一个显示数据信号，并将该显示数据信号输出至显示驱动器70的驱动波形形成电路73。

色彩控制部分60的色彩选择信号发生器61在既没有输入负号检测信号又没有输入出错检测信号时，生成一个对应于一种正常显示色彩(黄色)的色彩选择信号。在接收到一个负号检测信号时，色彩选择信号发生器61生成一个对应于负数数字值的显示色彩(黑色)的色彩选择信号。在接收到一个出错检测信号时，色彩选择信号发生器61生成一个对应于出错的显示色彩(紫色)的色彩选择信号。然后，色彩选择信号发生器61将该色彩选择信号输出至显示驱动器70的驱动电压选择器72。

显示驱动器70的驱动电压生成器71生成一个液晶屏30形成驱动波形所需要的电压以及对应于各显示色彩的电源59所作用的电压的多个不同电压V2、V3与V4，并将这些电压作用在驱动电压选择器72上。

驱动电压选择器72从驱动电压生成器71根据来自色彩选择信号发生器61的色彩选择信号，从驱动电压生成器71所作用的多个电压中选择一个对应于一种选定的显示色彩的电压，并将该选定的电压作用在驱动波形形成电路73上。

驱动波形形成电路73在一个预定的功率(例如，1/3功率)上生成用于分时驱动液晶屏30的多个公用电压，以及多个用于令液晶屏30根据来自显示信号发生器54的显示数据信号执行显示操作的段电压。然后，驱动波形形成电路73将这些公用电压与段电压作用在液晶屏30的对应公用与段电极33与34上。

作用在对应的公用电极33上的公用电压为具有指示互相移位的选择时间间隔的波形的电压。

作用在各段电极34上的段电压为具有一种波形的电压，该波形是设计成与段电极34相对的公用电极33的一个选择时间间隔同步地在段电极34上作用一个ON或OFF电压的。ON电压是设计成使得公用电极33与段电极34之间的RMS电压按照显示数据信号成为驱动电压选择器72所作用的选择电压V2、V3与V4中的一个，即用于各显示色彩紫色、黄色与黑色的电压中的一个。OFF电压是设计成使得公用电极33与段电极34之间的RMS电压成为表3中的电压V1，即用于将背景色彩(浅兰)设定为显示色彩的电压。OFF电压是事先设定在驱动波形形成电路73中的。

当上述公用与段电压作用在液晶屏30上时，具有指示顺序地互相移位的选择时间间隔的波形的公用电压是作用在对应的公用电极33上的，而对应于一个显示数据信号的段电压则是作用在对应的段电极34上的。结果，液晶屏30被分时地驱动来按照显示数据信号显示图7至9中所示的显示图案。

在上述实例中，当显示数据为一个正的(“+”)数字值且不包含错误时，所有显示图案都是以“黄色”显示的；当显示数据是一个负的(“-”)数字值时，所有的显示图案都是以“黑色”显示的；而当包含一个错误时，所有的显示图案都是以“紫色”显示的。然而，这些状态与显示色彩可以任意地互相关联。此外，如果显示驱动器70是设计成以段电压的单位控制作用在各段电极34上的段电压的值的，则可以显示多种色彩的一种组合。例如，当显示数据是一个负的(“-”)数字值时，“-”与该数字值可分别在“浅兰色”背景中以“黑色”和“黄色”显示。【第三实施例】

本实施例的一种彩色液晶显示装置的设计如下。如图11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。两块延迟板47与48重叠在液晶屏30及偏振板之一之间，例如上方偏振板41。此外，一块反射板43设置在下方偏振板42的后表面(下表面)上。

在两块延迟板47与48中，设置在上方偏振板41侧的第一延迟板47是这样布置的，使得其光轴以一个预定的角度与上方偏振板41的透射轴斜交。设置在液晶屏30侧的第二延迟板48是这样布置的，使得其光轴以一个预定的角度与第一延迟板47的光轴斜交。

参见图12，参照数字41a表示上方偏振板41的透射轴；47a表示第一延迟板47的光轴；而48a则表示第二延迟板48的光轴。第一延迟板47的光轴47a以一个角θ1与上方偏振板41的透射轴41a斜交。第二延迟板48的光轴48a以一个角θ2与第一延迟板47的光轴47a斜交。

第三实施例的彩色液晶显示装置具有与第二实施例几乎相同的色彩显示与色彩改变效果。然而，第三实施例与第二实施例在作用电压与显示色彩之间的关系上有所不同，这是因为两块延迟板47与48的布置不同。

假定第一延迟板47的光轴47a从上方偏振板41的透射轴41a顺时针方向移开了70°(角θ1)(第一延迟板47的光轴47a从一条参照线0顺时针方向移开了25°)；第二延迟板48的光轴48a从第一延迟板47的光轴47a逆时针方向移开了25°(角θ2)(第二延迟板48的光轴48a平行于参照线0)；并且在上方基板(邻接于延迟板)31侧上的液晶屏30的液晶分子准直方向31a与第二延迟板48的光轴48a之间的角差为45°。同时假定上方偏振板41的透射轴41a平行于上方基板31侧上的液晶屏30的液晶分子准直方向31a，并且上方偏振板41的透射轴41a平行于下方偏振板42的透射轴42a。在这一情况中，如果，比方说，第一与第二延迟板47与48的延迟Re1与Re2为450nm，并且液晶屏30的值Δn·d与液晶分子的扭转角分别设定为1.3μm与90°，当液晶屏30的液晶分子设定在一个初始扭转准直状态中时，显示色彩成为“橙色”的；当液晶分子几乎垂直地竖起/准直时，显示色彩成为“兰色”的；而当液晶分子从初始扭转准直状态竖起/准直时，显示色彩成为具有高的光强度与高色彩纯度的“黄绿色”。

表4示出作用在上述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。注意，在表4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4中所示，上述彩色液晶显示装置是设计成根据作用在液晶屏30上的电压改变其显示色彩的。因此，根据这一彩色液晶显示装置，同一部分的显示色彩，即对应于同一段电极34的部分，可以通过控制作用在液晶屏30的电极33与34之间的电压，改变成多种色彩。【第四实施例】

在第四实施例的一种彩色液晶显示装置中，采用了三块偏振板，使得一块延迟板与液晶屏分别被一对偏振板夹住。更具体地，如图13中所示，在第一实施例的彩色液晶显示装置中，一块第三偏振板(此后称作一块中间偏振板)49布置在延迟板40与液晶屏30之间。

参见图14A，参照数字42a表示下方偏振板42的透射轴；49a表示中间偏振板49的透射轴；而41a则表示上方偏振板41的透射轴。在本实施例中，下方偏振板42与中间偏振板49是这样布置的，使得它们的透射轴42a与49a是设定为互相垂直的，并且上方偏振板41是这样布置的，使得透射轴41a平行于中间偏振板49的透射轴49a。

注意，下方偏振板42与中间偏振板49的透射轴42a与49a可垂直或平行于下方基板32侧上及上方基板31侧上的液晶屏30的液晶分子准直方向32a与31a，如图14A中所示。

此外，参见图14A，参照数字40a表示延迟板40的光轴。在这一实施例中，延迟板40是这样布置的，使得其光轴40a以45°角与上方偏振板41的透射轴41a斜交。

在这一彩色液晶显示装置中，液晶屏30只作为用于控制光的透射的一个快门装置工作。更具体地，在透射过上方偏振板41时被线性偏振的光由于延迟板40的偏振效应而成为椭圆偏振光。在该椭圆偏振光中，沿透射轴49a透射过中间偏振板49的光成分变成线性偏振的彩色光。当这一作为彩色光的线性偏振光以一种无作用电压的初始扭转准直状态透射过液晶屏30时，由于液晶屏30的旋转偏振效应而使该光的偏振平面转动了90°。结果，该光透射过其透射轴42a垂直于中间偏振板49的透射轴49a的下方偏振板42。透射的彩色光被反射板43反射并从液晶显示装置的前表面侧发出。

与此相反，当一个电压作用在液晶屏30上而液晶分子竖起/准直时，透射过液晶屏30的彩色光不受旋转偏振效应的影响并从而被下方偏振板42所吸收。通过以这一方式ON/OFF控制作用在液晶屏30上的电压，可以以彩色光及一种暗黑色显示实现一种彩色显示。

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来实现透射光的彩色显示的。由于彩色光的量是几乎与对应于入射在显示装置上的光中的上述彩色光的一个波长区间中的光的量相等的，因此可以通过提高透射率来充分提高显示的亮度。

在这一彩色液晶显示装置中的光的色彩是由下述因素确定的：延迟板40的延迟Re，上方偏振板41的透射轴41a与延迟板40的光轴41a之间的角差，以及中间偏振板49的透射轴49a的方向。假定延迟板40的延迟Re为450nm，上方偏振板41的透射轴41a与延迟板40的光轴40a之间的角差为45°，并且中间偏振板49的透射轴49a垂直于上方偏振板41的透射轴41a。在这一情况中，光的色彩是“兰色”的。这一兰色是明亮的，因为它不是像传统的彩色液晶显示装置那样通过一块滤片得到的。

上述彩色液晶显示装置具有一种正的显示类型，其中，夹住液晶屏30的下方偏振板42与中间偏振板49的透射轴42a与49a是布置成互相垂直的。在这一装置中，由于一个显示图案是以“黑色”显示在一个明亮的兰色背景中的，显示的反差是良好的。

第四实施例的液晶显示装置具有一种正的显示类型，然而，上述彩色液晶显示装置也可具有负的显示类型，其中，夹住液晶屏30的下方偏振板42与中间偏振板49的透射轴42a与49a是布置成基本上互相平行的。

图14B示出第四实施例的一种改型。这一改型除了下方偏振板42的位置改变成使得下方偏振板42的透射轴42a成为平行于中间偏振板49的透射轴49a之外，其余部分都与第四实施例相同。

这一改型的彩色液晶显示装置是具有一种负的显示类型的。如果作为例子，延迟板40的延迟为450nm，则以良好的反差在一个“黑色”的背景中显示一个“兰色”的显示图案。

当夹住延迟板40的上方偏振板41与中间偏振板49的透射轴41a与49a布置成互相垂直时，在延迟板40的450nm延迟中光的色彩是“橙色”的。因此在这一情况中，当中间偏振板49与下方偏振板42的透射轴49a与42a布置成互相垂直时，便得到一种正的显示，其中，一个“黑色”的显示图案显示在一个“橙色”的背景中；而当透射轴49a与42a布置成互相平行时，便得到一个负的显示，其中，一个“橙色”的显示图案显示在一个“黑色”的背景中。

如上所述，根据本实施例的彩色液晶显示装置，即使该装置是反射型的，也可得到一种明亮的具有“黑色”与一种彩色的双色显示。此外，由于延迟板与液晶屏是分别夹在两对偏振板之间的，并不增加延迟板与液晶屏中由视角引起的反差变化(视角相关性)。因此，可以使液晶显示装置的总体视角相关性变得很小，从而获得较大的视角。【第五实施例】

如图15与16所示，除了一种所谓双轴延迟板80的类型以外，第五实施例的彩色液晶显示装置的配置与第一实施例的彩色液晶显示装置的配置相同。更具体地说，如图17所示，假定延迟板80的一条光轴80a的方向定义为x轴方向，该延迟板80是满足条件n_x＞n_z＞n_y的一种延迟板，其中n_x为x轴方向上的折射率，n_y为在一个平行于延迟板80的表面的平面内垂直于x轴方向的y轴方向上的折射率，而n_z则为厚度方向的z轴方向上的折射率。

与第一实施例的彩色液晶显示装置相似，第五实施例的彩色液晶显示装置能够得到基于延迟板80的偏振效应的彩色光及基于延迟板80及液晶屏30的偏振效应的彩色光。此外，由于液晶屏30的偏振效应随作用在该液晶屏30上电压的改变而改变，光的色彩可以随意地改变。

例如，这一彩色液晶显示装置能够得到下述显示色彩。假定延迟板80在x轴、y轴与z轴方向上的折射率n_x、n_y与n_z及板的厚度(具有折射率各向异性的部分的厚度)d为：

n_x=1.4

n_y=1.2

n_z=1.3

d=2.15μm液晶38的液晶分子扭转角φ及双折射率Δn及液晶层厚度d’为：

φ=-90°(在图16中的顺时针方向上)

Δn=0.092

d’=6μm上方偏振板41的透射轴41a与延迟板80的光轴80a之间的角差ψ为45°(图16中逆时针方向上的45°)，上方偏振板41的透射轴41a垂直于上方基板侧上的液晶屏30的液晶分子准直方向，并且下方偏振板42的透射轴42a平行于上方偏振板41的透射轴41a。在这一情况中，作用在液晶屏30上的电压与显示色彩具有下述关系。注意，各作用电压的值为RMS，并且是在液晶显示装置的前方观察时见到的各种显示色彩。

作用电压         显示色彩

1.7V或更小        橙色

2.9至3.5V         黑色

4.5V或更大        兰色

即，当作用在液晶屏30上的电压增加时，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“橙色”(在作用电压为1.7V或更小的一种状态中得到的，即液晶分子扭转准直时)改变到作为最终显示色彩的“兰色”这是在作为最大电压的4.5V电压作用在液晶屏30上的一种状态中得到的，即液晶分子是垂直竖起/准直的。在这一色彩改变的过程中，显示色彩变成具有高光强度与高色彩纯度的“黑色”。

通过以这一方式控制作用在液晶屏30上的电压，可以用多种色彩实现显示。

此外，上述彩色液晶显示装置采用满足n_x＞n_z＞n_y的延迟板80，其中n_x为作为光轴80a的x轴方向上的折射率，n_y为y轴方向的折射率，而n_z则为z轴方向上的折射率。由于这一延迟板与普通的延迟板相比对光的入射角具有相位差的小的变化比，彩色液晶显示装置具有显示色彩的小的视角相关性，从而具有充分大的视野角。

即，相对于延迟板在x轴与y轴方向上的光入射角的相位差R_xy是以下述方式得到的。当光沿该延迟板的一条法线(垂直于包含x与y平面的一条线，即光的入射角相对于延迟板的法线为0°)的一个方向入射时，相位差R_xy(0)由下式给出：

R_xy(0)=(n_x-n_y)d    …(5)其中d为延迟板的厚度。

当光从一个与延迟板的法线成θm角的一个方向斜向入射时，相位差R_xy(θ)由下式给出： $R_{\mathrm{xy}}\left(\mathrm{\θ}\right)=(n_x-\frac{n_y{n}_z}{\sqrt{{n_y}^2{\sin }^2\mathrm{\θ}+{n_z}^2{\cos }^2\mathrm{\θ}}})\frac{d}{\cos \mathrm{\θ}}\·\·\·\left(6\right)$

一块普通的延迟板是设计成满足n_x＞n_y＞n_z的，其中n_x、n_y与n_z为x轴、y轴及z轴方向上的折射率，如图17中所示。因此，在普通的延迟板中，在光的入射角为0°时得到的相位差R_xy(0)对光的入射角为θ°时得到的相位差R_xy(θ)之比R_xy(θ)/R_xy(0)依赖于光的入射角剧烈地变化。

与此相反，上述实施例中的延迟板是设计成满足n_x＞n_z＞n_y的，其中n_x、n_y与n_z为x轴、y轴与z轴方向上的折射率。因此，比值R_xy(θ)/R_xy(0)是低的，从而随光的入射角的改变而改变的相位差的改变是小的。

图18示出上述实施例中的延迟板与上述普通延迟板比较的作为入射角的函数的R_xy(θ)/R_xy(0)的变化。如图18中虚线所指示的，普通延迟板的比值R_xy(θ)/R_xy(0)随入射角的改变而剧烈地改变。因此，当入射角增加时，相位差剧烈地改变。与此相反，如图18中实线所指示的，上述实施例中的延迟板的R_xy(θ)/R_xy(0)的改变是小的。因此，随入射角的改变而改变的相位差的改变是小的。

注意，图18中所示的普通延迟板的值R_xy(θ)/R_xy(0)是在该延迟板设计成具有n_x=1.4、n_y=n_z=1.2时得到的，而实施例中的延迟板的R_xy(θ)/R_xy(0)是在该延迟板设计成具有n_x=1.4与n_y=1.2与n_z=1.3时得到的。

如上所述，在普通延迟板中，随入射角的改变而改变的相位差的改变是大的。因此，如果在上述彩色液晶显示装置中采用了普通延迟板，显示色彩会随视角变化。与此相反，在上述实施例的延迟板中，随入射角改变的相位差改变是小的。因此，如果采用了这种延迟板，随视角改变的显示色彩改变，即显示色彩的视角相关性，是小的。

图19示出了视角与采用满足n_x＞n_z＞n_y的延迟板80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，其中的n_x、n_y与n_z为x轴、y轴与z轴方向上的折射率，还示出了采用满足n_x＞n_y＞n_z的普通延迟板代替延迟板80的一个对比装置中这些值之间的关系。参见图19，实线曲线表示该实施例的装置中作为一个视角的函数的色差中的变化；而虚线曲线则表示对比装置中作为一个视角的函数的色差中的变化。

在本实施例的装置及对比装置两者中，液晶屏的液晶分子扭转角都设定为-90°；液晶的双折射率Δn为0.092；液晶层厚度为6μm；上方偏振板的透视轴与延迟板的光轴之间的角差为45°；上方偏振板的透射轴设定为垂直于上方基板侧上的液晶屏的液晶分子准直方向；并且下方偏振板的透射轴设定为平行于上方偏振板的透射轴。此外，用于本实施例的装置的延迟板具有n_x=1.4,n_y=1.2及n_z=1.3，而用于对比装置的延迟板具有n_x=1.4及n_y=n_z=1.2。注意，两块延迟板都具有2.15μm的厚度。

此外，显示色彩的色差(ΔE*ab)表示相对于视角为0°时(即在显示装置的前方观察它时)得到的一个色度的值。即，色差为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19中所示，采用满足n_x＞n_y=n_z的普通延迟板的对比装置(其中n_x、n_y与n_z为x轴、y轴与z轴方向上的折射率)，随视角变化的色度变化是大的。即，显示色彩的视角相关性是大的。与此相反，采用满足n_x＞n_z＞n_y的延迟板的本实施例的装置中，随视角变化的色度变化小于对比装置中的变化。

在上述实施例中，延迟板80是设置在上方偏振板41与液晶屏30之间的。然而，延迟板80也可设置在下方偏振板42与液晶屏30之间。【第六实施例】

如图20与21中所示，除了延迟板81的类型以外，第六实施例的彩色液晶显示装置的布置与第一实施例的彩色液晶显示装置的布置相同。在这一实施例中所采用的延迟板81为一块扭转延迟板，其中的物质分子是以与扭转向列液晶相同的方式扭转准直的。

扭转延迟板81是由一层聚合液晶分子由一个表面扭转准直至另一表面的膜构成的。聚合液晶分子以大约90°的扭角在延迟板81的两个表面之间扭转准直。

液晶屏30与扭转延迟板81的延迟是设定为基本上互相相等的，并且液晶屏30的液晶分子38a的扭转方向是设置成与扭转延迟板81的分子扭转方向相反的。

此外，一对偏振板41与42布置成使得它们的透射轴以预定的角与邻接偏振板的表面侧(上方表面侧)上的扭转延迟板的分子准直方向以及邻接偏振板的基板32侧(下方表面侧)上的液晶屏30的液晶分子准直方向斜交。此外，两块偏振板41与42的透射轴是设定为基本上互相平行的。

图21为展示上述液晶显示装置中的液晶屏30的液晶分子准直方向、扭转延迟板81的分子准直方向、以及一对偏振板41与42的透射轴的平面图。参见图21，参照数字31a表示在上方基板31侧上的液晶屏30的液晶分子准直方向；32a表示在下方基板32侧上的液晶屏30的液晶分子准直方向；81a表示扭转延迟板81在其上表面侧上的分子准直方向；以及81b表示扭转延迟板81在其下表面侧上的分子准直方向。

如图21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分别相对于一条参照线(图21中的水平线)在相反的方向上倾斜大约45°。液晶屏30的液晶38的分子38a在图21中从下方基板32侧至上方基板31侧逆时针方向扭转准直了一个大约90°的扭角，如表示扭转方向的一个箭头T所示。

扭转延迟板81在上表面侧上的分子准直方向81a平行于液晶屏30在上方基板31侧上的液晶分子准直方向31a，并且在下方表面侧上的分子准直方向81b平行于液晶屏30在下方基板32侧上的液晶分子准直方向32a。扭转延迟板81的分子在与液晶屏30的液晶分子准直方向T相反的方向上(图21中的顺时针方向)从扭转延迟板81的下表面至上表面扭转准直了约90°，如表示扭转方向的一个箭头t所指示的。

在一个90°扭转准直状态中的液晶屏30的延迟(液晶的射率Δn与液晶层厚度d的乘积)几乎等于扭转延迟板81的延迟(延迟板的折射率Δn与厚度d的乘积)。

在这一实施例中，两块偏振板41与42的透射轴41a与42a是设置成基本上垂直于参照线0的。结果，上方偏振板41的透射轴41a在图21中的逆时针方向上以45°与邻接于偏振板(上表面侧)的表面侧上的扭转延迟板81的分子准直方向81a(该扭转延迟板是与上方偏振板41相对的)相交。此外，下方偏振板42的透射轴42a与邻接于偏振板的基板侧上的(下方基板侧)液晶屏30(下方偏振板42与之相对的)的液晶分子准直方向32a在图21中的顺时针方向上以45°相交。

与第一至第五实施例相似，这一实施例的彩色液晶显示装置能够得到基于扭转延迟板81的偏振效应的彩色光，及基于扭转延迟板81与液晶屏30的偏振效应的彩色光。此外，由于液晶屏30的偏振效应随作用在该液晶屏30上的电压改变，因而可以随意改变光的色彩。根据本实施例的彩色液晶显装置，在没有电压作用在液晶屏30上时，可得到“白色”的显示状态，其中发出的为无色光。

下面对这一“白色”显示操作进行说明。液晶屏30的延迟几乎与扭转延迟板81的延迟相等，而液晶屏30的液晶分子扭转方向T则是与扭转延迟板81的分子扭转方向相反的。因此，当没有电压作用在液晶屏30的电极33与34之间时，即液晶屏30的液晶分子38a处于扭转准直状态中时，扭转延迟板81与液晶屏30的偏振效应在相反方向上工作。结果，被扭转延迟板81从线性偏振光偏振到椭圆偏振光的光在通过液晶屏30的液晶层的过程中被恢复到线性偏振光(被上方偏振板41线性偏振的光)。

在上述液晶显示装置中，由于一对偏振板41与42的透射轴41a与42a基本上是互相平行的，被液晶屏30恢复到原来的线性偏振光的光透射过下方偏振板42而不被偏振。即，这时从下方偏振板42发出的光是通过使液晶屏30消除扭转延迟板81的彩色显示效应后得到的。

根据上述彩色液晶显装置，由于不采用任何滤色片便可得到彩色光，因此可以容易地实现没有滤色片引起的透射光损失并包含明亮的白色显示的多色显示。

在上述彩色液晶显示装置中，在无电压作用在液晶屏30上时的透射光的光强度I可用式(7)表示： $I=\frac{1}{2}[{C_1}^2{C_2}^2+\frac{2(1+u_1{u}_2)}{\sqrt{1+{u_1}^2}\sqrt{1+{u_2}^2}}{C}_1{C}_2{S}_1{S}_2+{S_1}^2{S_2}^2{]}^2\·\·\·\left(7\right)$ $C_1=\cos \frac{\mathrm{\π}}{2}\sqrt{1+{u_1}^2}$ $C_2=\cos \frac{\mathrm{\π}}{2}\sqrt{1+{u_2}^2}$ $S_1=\sin \frac{\mathrm{\π}}{2}\sqrt{1+{u_1}^2}$ $S_2=\sin \frac{\mathrm{\π}}{2}\sqrt{1+{u_2}^2}$ $u_1=\frac{2\mathrm{\Δ}{n}_1{d}_1}{\mathrm{\λ}}$ $u_2=\frac{2\mathrm{\Δ}{n}_2{d}_2}{\mathrm{\λ}}$

其中Δn1为扭转延迟板的折射率各向异性，d1为扭转延迟板的厚度，Δn2为液晶屏的液晶的折射率各向异性，而d2则为液晶屏的液晶层厚度。

从式(7)中得到的光强度I几乎是所有入射在该液晶显示装置上的光成分(可见光)的光强度的一半(这一亮度几乎等于不带滤色片的普通TN型液晶显示器的一个明亮显示的光强度)。

图22为上述彩色液晶显示装置的CIE色度图。这一图展示在一种情况中液晶显示装置的色度变化，在该情况中，扭转延迟板81的值Δn·d(式(7)中的Δn1d1)及液晶屏30的Δn·d(式(7)中的Δn2d2)是设定为1,100nm的。

如这一色度图中所示，彩色液晶显示装置的显示色彩从“白色”(在没有电压作用的状态中得到的)随作用在液晶屏30上的电压的增加而改变到一种最终显示色彩(在本例中为“兰色”)。在这一过程中，显示色彩变成“红色”、“兰色”(几乎与最终显示色彩相同)与“绿色”，在各种色彩中，显示的光强度I与色纯度都是高的。因此，通过控制作用在液晶屏30上的电压，“红色”、“兰色”与“绿色”显示可用作中间色调显示。

在上述实施例中，一对偏振板41与42的透射轴41a与42a分别从扭转延迟板81在邻接偏振板的表面侧上的分子准直方向及从液晶屏30在邻接偏振板的基板32侧上的液晶分子准直方向斜向偏转约45°。然而，这一角度是可以随意设定的。注意，这一角度最好设定为45°±5°以通过使用扭转延迟板81获得满意的着色效应。

在上述实施例中，扭转延迟板81是设置在液晶屏30与上方偏振板41之间的。然而，扭转延迟板81也可设置在液晶屏30与下方偏振板42之间。本实施例不局限于反射型。即使将本实施应用于透射或半透射型液晶显示装置，也可得到与上述相同的效应。【第七实施例】

第七实施例的彩色液晶显示装置为所谓有源矩阵驱动方式的显示装置。即，在第一实施例中，将显示方式改变为点显示方式，并为每一象素布置了一个非线性的有源元件以驱动液晶。

如图23的透视图中所示，上方与下方玻璃基板91与92通过一个间隔(若干μm)互相面对面地设置，在该间隔中封装进一个液晶层。由诸如ITO等透明导体材料构成的公用电极93，及多个象素电极94分别布置在玻璃基板91与92的相对表面上。

象素电极94是以矩阵的形式布置在下方玻璃基板92的上表面上的。信号线95与扫描线96逐一分别在垂直与水平方向上布置在各象素电极之间。即，互相平行延伸的多条信号线95，及互相平行延伸的多条扫描线96以矩阵的形式互相成直角相交地布置。为每一个象素电极94布置了作为有源元件的一个薄膜晶体管(此后称作TFT)97。分别将各TFT97的门、漏与源电极连接到扫描线96中对应的一条上、信号线95中对应的一条上、以及象素电极94中对应的一个上。

如图24的剖视图中所示，在分别布置在液晶屏90的玻璃基板91与92的相对表面上的公用电极93及各象素电极94的表面上分别形成准直膜98与99，以校准液晶分子的准直方向。

液晶屏90的形成过程如下。上方与下方玻璃基板91与92相隔一个预定的间隔面对面地设置，该间隔的周边用一个密封件100密封。通过一个液晶入口(末示出)将液晶101注入该间隔中。

与第一实施例中各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在与第一实施例中相同的位置上附加在液晶屏90上。此外，这两块偏振板41与42的透射轴、延迟板40的光轴以及准直膜98与99的准直处理方向的位置/布置都与图2中所示的第一实施例中的相同。

与第一实施例相似，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90两者的偏振效应的彩色光。此外，由于液晶屏90的偏振效应随作用在液晶屏90上的电压改变，光的色彩得以随意地改变。

下面说明上述彩色液晶显示装置中基于有源矩阵驱动方式的彩色显示/彩色变化效应。

如图23中所示，以点阵的形式在液晶屏90的一侧上作为象素电极布置了多个透明电极，各象素电极94通过一个对应的薄膜晶体管(TFT)97连接到信号线95中对应的一条上。各TFT97的开关操作是由连接到扫描线96中对应的一条上的一个门电极控制的。

图25A至27分别示出在一个三色显示操作中作用在信号与扫描线95与96的驱动电压信号的波形。

图25A至25C分别示出顺序地作用在扫描线96中相邻的三条扫描线上的驱动电压信号的波形。线顺序扫描是以图25A、25B与25C的次序进行的。

令N为平行于一个方向(例如水平方向)布置在基板92上的扫描线的数目，以及Tf为帧时间。在这一情况中，如图25A中所示，一个扫描电压VG作用在第一扫描线一个时间Tf/N，该时间得自用扫描线的数目去除帧时间。结果，扫描电压所作用的TFT97被导通。

图26示出作用在信号线95上的一个驱动电压信号的波形。

当信号电压Vr(红色)、Vg(绿色)与Vb(兰色)中对应于要显示的色彩的一个电压按照图25A中所示的定时(在该时间上扫描电压V_G是作用的)作用在第一扫描线上时，对应于所要求的显示色彩的信号电压通过各ON(导通)状态中的TFT97作用在各象素电极上。当完成了一条线的扫描时，对应的TFT97被断开，并且作用在各TFT97上的信号电压被保留。即，用一种结构构造一种电容器，在该结构中一个液晶层夹在一个象素电极与一个反电极之间，因此即使在作用一个信号电压时存储了一个预定的电荷之后，一个TFT被关断，该电压仍然保留。该电压受到保留的时间对应于一个帧时间Tf。

以这一布置，由于几乎与作用在一条给定的信号线上的信号电压相同的RMS电压作用在各对应象素中的液晶分子101a上，便可以用高可控制性实现彩色显示。

图27A至27C分别示出指示一种状态的液晶驱动电压波形，其中一个预定的电荷保留在象素电极94中以及一个预定的电压作用在液晶上。

图27A示出红色显示的一个驱动电压波形。如图25A中所示，通过将扫描电压V_G作用在对应的扫描线96上，第一条线的象素电极94的TFT97保持导通0至Tf/N之间的一个时间间隔。在这一时刻，图26中所示的信号电压作用在一条预定的信号线95上。结果，如图27A中所示，电压Vr能够稳定地作用在第一线的对应象素电极94上。以这种操作，对应象素的液晶分子101a的准直状态被改变成显示“红色”。

在扫描第二线时，如图25B所示，通过将扫描电压V_G作用在对应的扫描线96上，对应的象素电极94保持导通一个从Tf/N至2Tf/N之间的一个时间间隔。此时，例如图26中所示的信号电压Vg作用在一条预定的信号线95上。结果，如图27B中所示，在Tf/N以后，信号电压Vg可以稳定地作用在对应的象素电极94上。以这种操作，对应的象素的液晶分子101a的准直状态改变成显示“绿色”来代替在前面的扫描操作中作用信号电压Vb时所显示的“兰色”。

在扫描第三线时，如图25C中所示，通过将扫描电压V_G作用在对应的扫描线96上，对应的象素电极94的TFT97保持导通2Tf/N至3Tf/N之间的一个时间间隔。此时，例如图26中所示的信号电压Vb作用在一条预定的信号线95上。结果，如图27C中所示，2Tf/N以后，信号电压Vb能够稳定地作用在对应的象素电极94上。以这种操作，对应的象素的液晶分子101a的准直状态改变成显示“兰色”。

如上所述，本实施例的彩色液晶显示装置能通过控制作用在液晶屏90上的驱动电压而不使用任何滤色片实现彩色显示操作。在这一情况中，由于不使用滤色片，极大地降低了透射光的损失量，并能充分地提高彩色显示的亮度。【第八实施例】

除了省去了反射板侧上的偏振板以外，第八实施例的彩色液晶显示装置的布置与第一实施例的相同。

图29为展示液晶屏30的液晶分子准直方向、延迟板40的光轴及偏振板41的透射轴的平面图。延迟板40的光轴40a是基本上平行于液晶屏30在邻接延迟板基板31侧上的液晶分子准直方向31a。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的透射轴41a与延迟板40的光轴40a之间的角差ψ设定为45°。上述彩色液晶显示装置具有反射型，其中，从装置的前表面(上表面)侧入射的光(自然光或来自一个照明源的光)被后表面侧上的一块反射板43所反射，从而实现一次显示操作。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并且被反射板43反射，而反射光则再次通过液晶屏30、延迟板40、及偏振板40发出去。

在这一彩色液晶显示装置中，偏振板41的透射轴41a从延迟板40的光轴40a斜向偏转一个预定的角。因此，被偏振板41线性偏振的入射光由于在通过延迟板的过程中延迟板40的偏振效应而变成椭圆偏振光。光的偏振状态在通过液晶屏30的过程中进一步被液晶屏30的偏振效应所改变，(液晶屏30中的液晶分子38a是扭转准直的)，并且也被反射板43所反射。在再次通过液晶屏30与延迟板40的过程中，反射光的偏振状态进一步被改变，并入射在偏振板41上。

当一个电压作用在液晶屏30的电极33与34之间时，液晶分子38a的准直状态从扭转准直状态改变到另一种状态，在这一状态中，分子相对于基板31与32的表面竖起。当液晶分子38a的准直状态以这一方式改变时，液晶屏30的偏振效应也随着改变。因此，已经接受过延迟板40与液晶屏30的偏振效应的光变成与没有电压作用时的状态(液晶分子是扭转准直的)的光不同的偏振状态的光，并入射在偏振板41上。当液晶分子38a几乎垂直地竖起/准直时，液晶屏30的偏振效应近似于零。因此，已经被偏振板41线性偏振的入射光只接受延迟板40的偏振效应并被反射板43反射而入射在偏振板41上。

如上所述，入射在偏振板41上，两次通过延迟板40与液晶屏30，并再次入射在偏振板41上的光的偏振状态的改变取决于液晶屏30的液晶分子的准直状态。在一种状态中，入射在偏振板41上的反射光变成与初始入射中所得到光一样的线性偏振光。在另一种状态中，入射光变成椭圆偏振光。

如果入射在偏振板41上的反射光为与初始入射时得到的相同的线性偏振光，由于所有波长成分都能透射过偏振板41，所发出的光变成无色光(白光)。如果入射在偏振板41上的反射光是椭圆偏振光，则在椭圆偏振光中，只有具有与偏振板41的透射轴相对应的波长的光成分能够通过偏振板41发出。结果，发出的光成为彩色光。

因此，根据上述彩色液晶显示装置，不采用任何滤色片也能使透射光成为彩色光，并且可以通过提高透射率来充分提高显示的亮度。

在上述彩色液晶显示装置中，假定液晶屏30的液晶分子扭转角为90°，发出的光的亮度I可用式(8)表示： $\mathrm{\Δ}=2\mathrm{\π}\frac{\mathrm{Re}}{\mathrm{\λ}}$ $I=\frac{1}{2}\left[\right[{(\cos }^2\frac{\mathrm{\π}}{2}\sqrt{1+u^2}+\frac{1-u^2}{1+u^2}{\sin }^2\frac{\mathrm{\π}}{2}\sqrt{1+u^2})\cos \mathrm{\Δ}$ $-2\frac{u}{\sqrt{1+u^2}}\cos \frac{\mathrm{\π}}{2}\sqrt{1+u^2}\sin \frac{\mathrm{\π}}{2}\sqrt{1+u^2}\sin \mathrm{\Δ}{]}^2$ $+{\left(\frac{2u}{1+u^2}{\sin }^2\frac{\mathrm{\π}}{2}\sqrt{1+u^2}\right)}^2]\·\·\·\left(8\right)$ $U=\frac{2\mathrm{\Δnd}}{\mathrm{\λ}}$ 其中Re为延迟板的延迟，Δn为液晶的折射率各向异性，d为液晶的液晶层厚度，而λ则为波长。

在进行白色显示时(即发出的光成为无色光)，从式(8)得出的光强度I几乎是入射在该显示装置上的所有波长成分(可见光)的强度的一半。因此，可以得到充分明亮的显示。

图30为上述彩色液晶显装置的CIE色度图。这一图示出了在延迟板40的延迟Re设定为400nm且液晶屏30的值Δn·d设定为300nm时得出的色度。

如这一色度图中所示，当作用在该液晶屏30上的电压增加时，彩色液晶显示装置的显示色彩从一种初始显示色彩(在电压为0的一种状态中，即液晶分子38a为扭转准直的)改变到一种最终显示色彩(在作用最大电压的一种状态中，即液晶分子38a是垂直竖起/准直的)。在这一改变显示色彩的过程中，所出现的是具有高光强度I与高色纯度的显示色彩。

注意，这一彩色液晶显示装置的初始显示色彩，即在液晶分子38a在扭转准直的状态中的显示色彩，为“兰色”。

此外，延迟板40的延迟Re为400nm，并且偏振板41的透射轴41a与延迟板40的光轴40a之间的角差ψ为45°。因此，当将一个电压作用在液晶屏30上而垂直竖起/准直液晶分子38a时(即当液晶屏30的偏振效应成为0，并且透射光只接受延迟板40的偏振效应时)，在通过延迟板40走向反射板43的过程中已经被椭圆偏振的光在通过延迟板40走向偏振板41的过程中变成接近初始入射时线性偏振的光的一种线性偏振状态中的光。因此，在该彩色液晶显示装置中，在作用最大电压以几乎垂直地竖起/准直液晶分子38a的状态中的最终显示色彩是“几乎白色”的。随着电压的增加，显示色彩以“兰色”(初始显示色彩)、“黄色”、“兰色”及“几乎白色”(最终显示色彩)的次序变化。

如上所述，彩色液晶显示装置通过控制作用在液晶屏30上的电压，能够将其显示色彩随意地改变到上述色彩。

此外，上述彩色液晶显示装置是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，该装置可以用简单的构造与低成本实现。

在这一实施例中，延迟板40是设置在液晶屏30与偏振板41之间的。然而，延迟板40也可设置在液晶屏30与反射板43之间。

在第五实施例中所采用的延迟板可以用作延迟板40。即，该装置可采用满足n_x＞n_z＞n_y的一种延迟板，其中n_x为x轴方向上折射率，该方向是假定为等于延迟板的光轴的方向的，n_y为y轴方向上的折射率，该方向在平行于延迟板的表面的一个平面内垂直于x轴方向，而n_z则为z轴方向上的折射率，该方向便是厚度方向。以这种配置，降低了视角相关性，并且可以得到一种具有大视野角与结构简单的彩色液晶显示装置。

此外，延迟板的数目不仅限于一块。例如，两块延迟板可以分别设置在液晶屏的两侧，或者可以设置在液晶屏与偏振板之间。【第九实施例】

除了将延迟板40与液晶屏30的位置进行交换并取消了邻接于反射板43的偏振板42之外，第九实施例的彩色液晶显示装置的配置与图13中的第四实施例的彩色液晶显示装置的配置相同。

如图31中所示，一个液晶屏30夹在一对偏振板41与49之间，并将一块延迟板40设置在一块偏振板49与反射板43之间。

上方与下方偏振板41与49是这样布置的，使得它们的透射轴设置成几乎互相垂直或者平行。延迟板40是这样设置的，使其光轴以一个预定的角与邻接的下方偏振板49的透射轴斜交。

如图32中所示，在本实施例中，下方与上方偏振板49与41是这样布置的，使得它们的透射轴49a与41a设定为互相垂直。

此外，延迟板40是这样布置的，使其光轴40a以45°角与下方偏振板49的透射轴49a斜交。

在这一液晶显示装置中，外部光通过设置在反射板43的对侧上的上方偏振板41入射在液晶屏30上。通过液晶屏30入射在下方偏振板49上的光根据液晶屏30的液晶分子的准直状态或者透射过下方偏振板49或者被下方偏振板49所吸收。

透射过下方偏振板49的光通过延迟板40并被反射板43反射。反射光再次通过延迟板40入射在下方偏振板49上。透射过下方偏振板49的光成为彩色光。

更具体地，在这一液晶显示装置中，通过下方偏振板49入射在延迟板40上的线性偏振光的偏振状态，在通过延迟板40的过程中被延迟板40的偏振效应所改变。此外，光被反射板43反射并在再次通过延迟板40的过程中，其偏振状态被进一步改变。然后，该光入射在下方偏振板49上。在入射光中，只有具有与下方偏振板49的透射轴相对应的波长的光成分才能透射过下方偏振板49变成彩色光。这一彩色光通过液晶屏30及上方偏振板41从液晶显示装置的前表面侧发出。结果，可以用明亮的彩色显示与暗“黑”的显示实现彩色显示操作。

在这一彩色液晶显示装置中的光的色彩是由下述因素确定的：延迟板40的延迟Re以及下方偏振板49的透射轴49a与延迟板40的光轴40a之间的角差。假定下方偏振板49的透射轴49a与延迟板40的光轴40a之间的角差为45°。在这一情况中，当延迟板40的延迟为450nm时，显示色彩是“兰色”的；而在延迟为550nm时，显示色彩是“绿色”的。

上述彩色液晶显示装置具有正的显示类型，其中夹住液晶屏30的下方与上方偏振板49与41的透射轴49a与41a是设定为互相垂直的。在这一类型中，在“兰色”或“绿色”的背景中以“黑色”显示一个显示图案，并且显示的反差是良好的。此外，由于不使用滤色片，可以得到带有明亮的黑色与一种彩色的双色显示。此外，这一装置的视野角是大于使用一块偏振板的第八实施例等的装置。

上述实施例的液晶显示装置具有正的显示类型。然而，该彩色液晶显示装置也可具有负的显示类型，其中夹住液晶屏30的下方与上方偏振板49与41的透射轴49a与41a是设定几乎互相平行的。【第十实施例】

除了用第五实施例中所使用的扭转延迟板代替延迟板之外，第十实施例的彩色液晶显示装置与第八实施例的彩色液晶显示装置具有相同的配置。如图33中所示，一块扭转延迟板81设置在液晶屏30的上方基板31与偏振板41之间，并且一块反射板43安装在下方基板32的下表面上。其它配置与第八实施例相同。

在本实施例的彩色液晶显示装置中，当无电压作用在液晶屏30上时，透射过偏振板41的线性偏振光在透射过扭转延迟板81时变成椭圆偏振光。在透射过液晶屏30时，椭圆偏振光恢复成线性偏振光。此后，光被反射板43反射，并在再次透射过液晶屏30时又变成椭圆偏振光。然后椭圆偏振光透射过扭转延迟板81并作为初始线性偏振光返回到偏振板41。当一个电压作用在液晶屏30上时，透射过偏振板41的线性偏振光作为椭圆偏振光返回。

当返回到偏振板41的光为与初始入射中的透射光相同的线性偏振光时，所有的波长成分都透射过偏振板41。结果，发出的光成为无色光。当返回到偏振板41的光为椭圆偏振光时，只有具有与偏振板41的透射轴相对应的波长的光成分才能透射过偏振板41并从那里发出去。在这一情况中，发出的光为彩色光。

根据上述彩色液晶显示装置，因而，可以不用任何滤色片而使透射光成为彩色光，并且通过提高透射率，即使在反射型中也能得到充分明亮的彩色显示。

在上述彩色液晶显示装置中，假定液晶屏30的液晶分子扭转角为30°，发出的光的强度由下式(9)表示： $I=\frac{1}{2}\left[\right[({x_1}^2-{y_1}^2+{z_1}^2)({x_2}^2-{y_2}^2+{z_2}^2)$ $+4y_1{y}_2\left(x_1{x}_2{z}_1{z}_2\right){]}^2$ $+4[({x_1}^2+{y_1}^2-{z_1}^2)y_2{z}_2$ $+2x_1{z}_1{x}_2{y}_2-y_1{z}_1({x_2}^2-{y_2}^2+{z_2}^2){]}^2]\·\·\·\left(9\right)$ $x_1=\cos \frac{\mathrm{\π}}{2}\sqrt{1+{u_1}^2}$ $x_2=\cos \frac{\mathrm{\π}}{2}\sqrt{1+{u_2}^2}$ $y_1=-\frac{u_1}{\sqrt{1+{u_1}^2}}\sin \frac{\mathrm{\π}}{2}\sqrt{1+{u_1}^2}$ $y_2=\frac{u_2}{\sqrt{1+{u_2}^2}}\sin \frac{\mathrm{\π}}{2}\sqrt{1+{u_2}^2}$ $z_1=\frac{1}{\sqrt{1+{u_1}^2}}\sin \frac{\mathrm{\π}}{2}\sqrt{1+{u_1}^2}$ $z_2=\frac{1}{\sqrt{1+{u_2}^2}}\sin \frac{\mathrm{\π}}{2}\sqrt{1+{u_2}^2}$ $u_1=\frac{2\mathrm{\Δ}{n}_1{d}_1}{\mathrm{\λ}}$ $u_2=\frac{2\mathrm{\Δ}{n}_2{d}_2}{\mathrm{\λ}}$ 其中Δn1为扭转延迟板的折射率各向异性，d1为扭转延迟板的厚度，Δn2为液晶的折射率各向异性，而d2则为液晶层的厚度。

从式(9)得出的光强度I大约为在进行白色显示时(即发出的光成为无色光)入射在该显示装置上的所有波长成分(可见光)的强度的一半。因此，可以得到一个充分明亮的显示。

当使用滤色片使光成为彩色光时，显示色彩是由滤色片的颜色确定的。与此相反，在上述彩色液晶显示装置中，显示色彩可以通过控制作用在液晶屏30上的电压加以改变。

图35为上述彩色液晶显示装置的CIE色度图。在这一情况中，扭转延迟板81的值Δn·d(式(9)中的Δn1d1)及液晶屏30的值Δn·d(式(9)中的Δn2d2)设定为900nm，并且偏振板41的透射轴41a与扭转延迟板81在偏振板41侧上的分子准直方向81a之间的角差为45°。

如图35的色度图中所示，当将一个电压作用在液晶屏30上以垂直地竖起/准直液晶分子38a，(即在液晶屏30的偏振效应成为0时得到的显示色彩)并且透射的光只接受扭转延迟板81的偏振效应时得到的最终显示色彩为“绿色”。随着作用在液晶屏30上的电压的增加，显示色彩以“白色”(初始显示色彩)、“黄色”、“兰色”、“黄色”、“兰色”及“绿色”(最终显示色彩)的次序改变。

通过以这一方式控制作用在液晶屏30上的电压，上述彩色液晶显示装置的显示色彩可以随意地改变到上述色彩。

此外，上述彩色液晶显示装置只由四个部件构成，即，一个液晶分子扭转准直的液晶屏30，一块扭转延迟板81，一块偏振板41及一块反射板43。因此，该装置可用简单的配置及低成本实现。

在上述实施例中，扭转延迟板81是设置在液晶屏30与偏振板41之间的。然而，扭转延迟板81也可设置在液晶屏30与反射板43之间。【第十一实施例】

如图36中所示，彩色液晶显示装置是由一个TN型液晶屏30(其中的液晶分子是扭转准直的)、一块偏振板41及一块反射板43构成的。偏振板41设置在液晶屏30的前表面侧上，而反射板43则设置在液晶屏30的后表面侧上。

偏振板41粘合在液晶屏30的前表面侧上的一块基板(上基板)31的上表面上。反射板43粘合在液晶屏30的后表面侧上的一块基板(下基板)32的下表面上。偏振板41是这样布置的，使其透射轴以一个预定的角与液晶屏30在邻接于偏振板的基板(上基板)31侧上的液晶分子准直方向斜交。

参见图37，参照数字41a表示偏振板41的透射轴。在本实施例中，偏振板41的透射轴41a与液晶屏30在邻接于偏振板的基板31侧上的液晶分子准直方向31a之间的角差ψ设定为45°。

这一彩色液晶显示装置具有反射型，其中从该装置的前表面侧入射的光(自然光或来自照明源的光)被后表面侧上的反射板43反射以实现一个显示操作。从前表面侧入射的光通过偏振板41与液晶屏30并被反射板43反射。反射光通过液晶屏30与偏振板41而发出。此外，通过在液晶屏30的两块基板31与32的电极33与34之间作用一个电压来驱动彩色液晶显示装置去执行显示操作。

在这一彩色液晶显示装置中，偏振板41的透射轴41a是从液晶屏30在邻接于偏振板的基板31侧上的液晶分子准直方向斜向偏转一个预定的角的。因此，当液晶屏30的液晶分子38a为扭转准直的时，通过偏振板41入射在液晶屏30上的线性偏振光由于液晶屏30的偏振效应而在通过液晶屏30的过程中变成椭圆偏振光。此外，该光被反射板43反射，并且在通过液晶屏30的过程中光的偏振状态进一步改变。结果，已经接受过两次液晶屏30的偏振效应的光入射在偏振板41上。

当在液晶屏30的电极33与34之间作用一个电压时，液晶分子38a的准直状态从扭转准直状态改变到另一种状态，在该状态中它们是竖起/准直成垂直于基板31与32的表面的。随着这一改变，液晶分子38a的偏振效应也改变。因此，已经两次接受液晶屏30的偏振效应的光成为与无电压作用时设定的不同的偏振状态，并且入射在偏振板41上。

当液晶分子38a近乎垂直地竖起时，液晶屏30的偏振效应成为0。结果，通过偏振板41入射在液晶屏30上的线性偏振光通过液晶屏30，其偏振状态保持不变，并且被反射板43反射。反射光再次通过液晶屏30并入射在延迟板40上。

如果入射在偏振板41上的反射光是与初始入射时所得到的相同的线性偏振光，由于所有的波长成分都透射过偏振板41，发出的光成为无色光。如果入射在偏振板41上的反射光是椭圆偏振光，只有与偏振板41的透射轴相对应的波长成分才能透射过偏振板41。结果，发出的光成为彩色光。

如上所述，根据上述彩色液晶显示装置，透射光能被该简单的配置变成彩色光，该简单配置由一块偏振板、一个TN型液晶屏及一块反射板构成，不使用任何滤色片。因此，能够极大地降低光透射过光学元件时引起的光损失，并且即使在反射型中也能得到充分明亮的彩色显示。

在上述彩色液晶显示装置中，从该装置发出的光的强度I由式(10)表示： $I=\frac{1}{2}[{\cos }^4\mathrm{\φ}\sqrt{1+u^2}$ $+\frac{2(1+u^2)}{1+u^2}{\sin }^2\mathrm{\φ}\sqrt{1+u^2}{\cos }^2\mathrm{\φ}\sqrt{1+u^2}$ $+{\sin }^4\mathrm{\φ}\sqrt{1+u^2}]$ $=\frac{1}{2(1+u^2)}(1+u^2{\cos }^{2}2\mathrm{\φ}\sqrt{1+u^2})\·\·\·\left(10\right)$ $u=\frac{\mathrm{\π\Δnd}}{\mathrm{\φ\λ}}$ 当φ90°时 $u=\frac{2\mathrm{\Δnd}}{\mathrm{\λ}}$

其中Δn为液晶的折射率各向异性，d为液晶层厚度，λ为波长，而φ则为液晶分子的扭转角。

从式(10)得出的光强度I几乎是在执行白色显示时(即液晶屏30的液晶分子38a是垂直竖起/准直的并且发出的光成为无色光)入射在该显示装置上的所有波长成分(可见光)的强度的一半。此外，这一光强度I在可见光区段内的所有波长成分上都是均匀的。因此，可以得到充分明亮的显示。

在采用滤色片的传统彩色液晶显示装置中，显示色彩是由滤色片的颜色确定的。然而，在上述实施例的彩色液晶显示装置中，由液晶屏30的偏振效应得到的彩色光可以通过控制作用在液晶屏30上的电压而加以改变。

图38为上述彩色液晶显示装置的CIE色度图。这一图示出在液晶屏30的值Δn·d设定为900nm时得到的色度。

如在这一色度图中所示，随着作用在液晶屏30上的电压的增加，显示色彩从无电压作用的一种状态中(即液晶分子38a是扭转准直的)得到的初始显示色彩改变到作用最大电压的一种状态中(即液晶分子38a是垂直竖起/准直的)得到的作为最终显示色彩的“白色”。在这一过程中，可得到若干种具有高光强度I及高色纯度的显示色彩。

更具体地，在无电压作用并且液晶分子38a为扭转准直的一种状态中的初始显示色彩是“几乎白色”的，而显示色彩随着电压的增加以“几乎白色”(初始显示色彩)、“绿色”、“兰色”、“黄色”以及“白色”(最终显示色彩)的次序改变。

如上所述，通过控制作用在液晶屏30上的电压，彩色液晶显示装置能够随意地将其显示色彩改变成上述色彩。

此外，上述彩色液晶显示装置是只由三个部件构成的，即，一个具有扭转准直的液晶分子的液晶屏30，一块偏振板41及一块反射板43。因此，该装置可以用低成本的简单配置实现。

在上述实施例中，偏振板41的透射轴41a与液晶屏30在邻接于偏振板的基板31侧上的液晶分子准直方向31a之间的角差ψ设定为45°。这一角差ψ不限于45°并可随意地设定。然而，为了使用液晶屏30得到一个充分的彩色效果，最好将角差ψ设定为45±5°。

在第一至第十实施例中，延迟板的光轴三维上与邻接的偏振板的透射轴相交的角(角差)ψ是设定为45°的。然而这一角差ψ不限于45°并可根据所要求的显示色彩随意设定。然而，为了使用延迟板得到一种满意的彩色显示效果，角差ψ最好设定为45°±5°。

第一至第十一实施例的所有装置都是反射型显示装置。然而，本发明不局限于反射型并且可应用于不使用反射板的透射型彩色液晶显示装置或者采用半透射/反射板的彩色液晶显示装置而作为反射型与透射型两者工作。

对于熟悉本技术者而言，其它的优点与改型是显而易见的。因此，广义上本发明不局限于这些具体的细节、代表性设备及这里所示出与描述的示例。从而，可以作出各种改型而不脱离所附的权利要求书及它们的等效品所定义的总的发明性构思的精神与范围。

                      表1

方式	延迟板的Re(nm)	显示色彩	背景色彩
				R1	1220	红	兰
G1	1100	绿	兰紫色
				B1-1	900	兰	黄
B1-2	450	兰	黄

(液晶屏的)Δnd=400nm

                           表2

方式	延迟板的Re(nm)	显示色彩	背景色彩
				R2	1530	红	绿
G2	1380	绿	红紫色
				B2-1	1120	兰	黄绿色
B2-2	670	兰	棕

(液晶屏的)Δnd=400nm

                      表3

作用电压		显示色彩
			V1	0.6V或更小	浅兰
V2	0.84至0.92V	紫色
			V3	1.04至1.12V	黄色
V4	1.4V或更大	黑色

                      表4

作用电压		显示色彩
			V1	1.44V或更小	橙色
V2	2.28至2.52V	黄绿色
			V3	3.04V或更大	兰色

Claims (25)

1、一种彩色液晶显示装置，包括：

一对基板，具有相对的表面，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，所述准直膜经受过在预定方向上的准直处理，所述电极包括设置在所述基板对之一上的多个第一电极及设置在所述基板对的另一个上的与所述第一电极相对的至少一个第二电极；

形成在所述基板对之间的一个液晶层，该液晶层具有准直成以一个80°至120°的扭角从一块基板扭转到另一块基板的液晶分子；

设置在所述基板对外侧以夹住所述基板的一对偏振板，该偏振板对分别具有用于线性地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光轴与所述偏振板中邻接的一块的透射轴定义的角度为45°±5°，该光轴在所述延迟板的一个平面方向上，沿该光轴的折射率为最大；以及

电压作用装置，连接到所述电极上，用于改变作用在所述液晶层上的电压以改变透射过所述液晶层的光的偏振状态，从而改变透射过在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，还包括另一块设置在所述偏振板对之间的延迟板。

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基板中的一块的，这一块基板是在所述延迟板邻接的所述基板的对侧上的。

5、根据权利要求1的一种装置，还包括一块反射板，所述反射板设置在所述偏振板对中的一块的外侧。

6、根据权利要求5的一种装置，还包括另一块设置在所述偏振板对之间的延迟板。

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6的一种装置，其中所述另一块延迟板是设置在相对于所述基板对的所述延迟板的对侧上的。

9、根据权利要求1的一种装置，还包括另一块偏振板，设置在所述延迟板与所述基板中与之邻接的一块之间，用于显示至少“黑色”。

10、根据权利要求1的一种装置，其中所述延迟板为满足n_x＞n_z＞n_y的一种延迟板，其中n_x、n_z与n_y分别为光轴方向上、在所述延迟板的一个平面方向中垂直于该光轴方向的一个方向上及在厚度方向上的折射率。

11、根据权利要求1的一种装置，其中所述延迟板为一块扭转延迟板，具有准直成从一个表面扭转至另一表面的物质分子。

12、根据权利要求1的一种装置，其中所述电极为形成诸如要显示的一个字符或图形图案的一种特定形状的段电极。

13、根据权利要求12的一种装置，其中所述电压作用装置包括：驱动电压生成装置，用于生成具有不同幅度的多个电压；色彩选择信号发生装置，用于根据显示数据生成一个色彩选择信号；显示信号发生装置，用于生成一个对应于显示数据的显示信号；以及显示驱动装置，用于根据色彩选择信号选择一个驱动电压，并使用显示信号与选定的驱动电压形成一个驱动波形。

14、根据权利要求1的一种装置，还包括有规则地布置在所述基板的一块上的象素电极，以及与所述各象素电极对应布置的薄膜晶体管，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、连接到用于提供显示信号的一条信号线上的一个漏电极以及连接到用于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：

一对基板，具有相对的表面，电极分别形成在相对的表面上，以及分别形成以覆盖所述电极的准直膜，所述准直膜已经过在预定方向上的准直处理，所述电极包括设置在所述基板对之一上的多个第一电极及设置在所述基板对的另一个上的与所述第一电极相对的至少一个第二电极；

一个液晶层，形成在所述基板对之间并具有准直为以一个80°至120°的扭角从一块基板扭转到另一块基板的液晶分子；

一块偏振板，设置在所述基板对中一块基板的外侧并具有一条透射轴，用于线性偏振入射光；

一块反射板，设置在相对于所述基板对的所述偏振板的相对一侧上；

一块延迟板，设置在所述偏振板与所述反射板之间并具有一条光轴，在所述延迟板的一个平面方向中沿该光轴的折射率是最大的，所述延迟板是这样布置的，使得由该光轴与所述偏振板的透射轴所定义的一个角为45°±5°；及

电压作用装置，连接到所述电极上，用于改变作用在所述液晶层上的电压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，还包括另一块延迟板，设置在所述偏振板与所述反射板之间。

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在相对于所述基板对的所述延迟板的对侧上的。

19、根据权利要求15的一种装置，还包括另一块偏振板，设置在所述延迟板与所述基板中与之相邻接的一块之间，用于显示至少黑色。

20、根据权利要求15的一种装置，其中所述延迟板为满足n_x＞n_z＞n_y的一种延迟板，其中n_x、n_z与n_y分别为光轴方向、在所述延迟板的一个平面方向中与光轴垂直的一个方向及厚度方向上的折射率。

21、根据权利要求15的一种装置，其中所述延迟板为一种扭转延迟板，具有准直为从一个表面扭转到另一表面的物质分子。

22、根据权利要求15的一种装置，其中所述电极为形成诸如要显示的一个字符或图形图案的一种特定形状的段电极。

23、根据权利要求22的一种装置，其中所述电压作用装置包括驱动电压生成装置，用于生成具有不同同幅值的多个电压；色彩选择信号发生装置，用于根据显示数据生成色彩选择信号；显示信号发生装置，用于生成对应于显示数据的显示信号；以及显示驱动装置，用于根据色彩选择信号选择一个驱动电压并使用显示信号与选定的驱动电压形成一个驱动波形。

24、根据权利果求15的一种装置，还包括有规则地布置在所述基板对中的一块基板上的象素电极，以及与所述各象素电极对应布置的薄膜晶体管，各所述薄膜晶体管具有连接到所述象素电极中对应的一个的一个源电极、连接到用于提供显示信号的一条信号线上的一个漏电极、及连接到用于提供扫描信号的一条扫描线上的一个门电极。

25、一种彩色液晶显示装置，包括：

一对基板，具有相对的表面，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，所述准直膜已经过在预定方向上的准直处理，所述电极包括设置在所述基板对之一上的多个第一电极及设置在所述基板对的另一个上的与所述第一电极相对的至少一个第二电极；

一液晶层，形成在所述基板对之间并具有准直成以80°-120°的扭角从一块基板扭转到另一块基板的液晶分子；

一块偏振板，布置在所述基板对中的一块基板的外侧，并具有一条透射轴用于线性偏振入射光，所述偏振板是这样布置的，使得由对所述邻接基板上的所述准直膜进行的准直处理的方向与透射轴所定义的一个角为45°±5°；

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；以及

电压作用装置，连接到所述电极上，用于改变作用在所述液晶层上的电压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。

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