[发明专利]彩色液晶显示装置及液晶显示设备

说明书

本发明涉及一种利用控制液晶的双折射以显示一彩色图象的彩色液晶显示装置以及使用该装置的液晶显示设备。

在公开号为Hei2—201422的待审日本专利申请公开了一种能够显示多色彩图象的超级扭转向列(STN)型液晶显示(LCD)装置(LCD面板)。该LCD装置通过设定向列液晶的扭转角为180度到360度的范围及设定液晶层的折射率各向相异性和厚度的乘积Δn·d为1.1μm或大些而可完成一全色彩显示。

然而，在该STN型LCD装置中的180至360度的液晶分子扭转角是很大的。因而，该LCD装置在用于显示动态图象时即受到例如低响应速度及帧频不够的困扰。由于液晶的扭转角是大的，液晶分子的取向状态易于变得不稳定。因此，用于稳定地扭转液晶分子的准直膜的表现即很重要。相应地，如果例如需要设定预倾斜角为5度或更大时，且取向膜的生产是困难的。这就限制了用于取向膜的材料。另外，因为具有大的弹性常数比率K33/K11的液晶难于被取向，剩下的选择即是采用具有小的弹性常数比率的液晶。这限制了可供选择的液晶。

由于液晶层的Δn·d是大的，液晶就得被做得较厚或者得采用Δn较大的液晶，这就减小了视野。另外，增厚液晶层即减弱了作用的电场，这又降低了响应速度。

由于液晶层的Δn·d是大约，相对于作用的电压的一个变化或液晶层厚度的一个变化，延迟即会出现一个显著的变化。因而，由于液晶层厚度的变化或作用到液晶层各部分的电压的变化会在显示色彩中出现不规则。由于很难保持液晶层的厚度为常数及清除电压中的微小波动，因此无法稳定地显示要求的色彩。特别是在图象的背景部分中，相同的色彩被在大面积内显示，不规则的显示变得很明显并使观看者不舒服。

另外，该种传统的双折射控制型LCD装置不能独立地控制色调及亮度。因此，虽然该种双折射控制型LCD装置能够提供多色彩显示，它在需控制色彩的亮度的深淡层次显示中则存在困难。

另外，该种传统的双折射控制型LCD装置不能显示具有高纯度的红、绿、兰、白及黑，使得其难于显示漂亮的全色彩图象。

另一种显示彩色图象的LCD装置使用了滤色器。该种LCD装置的制造过程很复杂且滤色器使光变弱，因此使其显示不希望地变暗。

该传统的双折射控制型彩色LCD装置的另一个缺点是高功耗，使得如将该种LCD装置用于使用电池供电的便携式LCD设备，则将面临电池工作时间缩短的问题。

因此，本发明的主要目的即在于提供一种改进的双折射控制型彩色液晶显示装置。

本发明的另一目的在于提供一种双折射控制型彩色液晶显示装置，其具有快的响应速度，能显示全色彩图象且易于制造。

本发明的再一目的在于提供一种不易出现不规则显示的双折射控制型彩色液晶显示装置。

本发明的还一目的在于提供一种低功耗的双折射型彩色液晶显示装置。

为了达到上述目的，根据本发明第一方面的一种彩色液晶显示装置包括：

一对彼此相对设置的基板，各基板的内表面上形成有一电极，这些基板上的电极彼此相对；

形成在该对基板的形成有电极的表面上的取向膜；

密封在上述取向膜之间以形成一液晶层的液晶，该液晶层的双折射特性根据施加在上述相对的电极上的电压而改变；以及

设置在至少一块基板外侧的至少一个偏振板；

该液晶层具有一预定的双折射并且该偏振板的光轴设定为一预定的方向以提供一第一电压范围，在其中该彩色液晶显示装置工作在一个显示色彩的色调根据施加在电极之间的电压的变化而变化的第一模式中，以及一第二电压范围，在其中该彩色液晶显示装置工作在一个显示色彩的亮度根据施加在电极之间的电压的变化而以几乎无色的方式变化的第二模式中。

此结构使得施加在该彩色液晶显示装置上的电压被分开为一个用于控制全色彩显示的电压范围及一个用于以无色的方式控制灰度等级的电压范围。其显示控制因而非常容易。

根据本发明的第二方面的一种彩色液晶显示装置包括：

彼此相对设置的第一和第二基板；

形成在该第一和第二基板的相对表面上的第一和第二电极；

形成在第一电极及第一基板上的第一取向膜，其受到过在第一方向的取向处理；

形成在第二电极及第二基板上的第二取向膜，其受到过在与该第一方向以预定角度相交的第二方向上的取向处理；

位于该第一和第二取向膜之间的液晶，该液晶层的折射率各向相异性Δn及其厚度的乘积等于或大于0.7μm但小于1.1μm；以及