CN101029992A

CN101029992A - 反射式液晶显示面板

Info

Publication number: CN101029992A
Application number: CN 200610019866
Authority: CN
Inventors: 许维婷; 林宗贤; 王兴龙; 廖奇璋
Original assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Current assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Priority date: 2006-03-01
Filing date: 2006-03-01
Publication date: 2007-09-05
Anticipated expiration: 2026-03-01
Also published as: CN100465726C

Abstract

一种反射式液晶显示面板，其适于藉由一偏振光进行数据的写入及/或抹除。反射式液晶显示面板包括一第一基板、一第二基板、一液晶层、一半穿透半反射膜、一延迟片以及一偏振片。第二基板配置于第一基板上方。液晶层位于第一基板与第二基板之间，且液晶层中掺杂有一光配向材料。半穿透半反射膜配置于第一基板下方，而半穿透半反射膜适于让偏振光穿透，以改变掺杂有光配向材料之液晶层的排列，且半穿透半反射膜适于反射外界光源。延迟片配置于半穿透半反射膜与第一基板之间。偏振片配置于第二基板上。

Description

反射式液晶显示面板

技术领域

本发明是有关于一种反射式液晶显示面板(reflective liquid crystal displaypanel)，且特别是有关于一种能够藉由偏振光进行数据之写入及/或抹除(program and/or erase)的反射式液晶显示面板。

背景技术

一般薄膜晶体管液晶显示面板(TFT-LCD)可分为穿透式、反射式，以及半穿透半反射式三大类，其分类的依据在于光源的利用以及薄膜晶体管数组基板(TFT array)的差异。其中，穿透式之薄膜晶体管液晶显示面板(transmissive TFT-LCD panel)主要系以背光源(back-light)作为光源，其薄膜晶体管数组基板上的像素电极为透明电极，以利背光源穿透；反射式薄膜晶体管液晶显示面板(reflective TFT-LCD panel)主要系以前光源(front-light)或是外界光源作为光源，其薄膜晶体管数组基板上的像素电极为金属或其它具有良好反射特性材质之反射电极，适于将前光源或是外界光源反射；而半穿透半反射式薄膜晶体管液晶显示面板(transflective TFT-LCD panel)则可视为穿透式薄膜晶体管液晶显示面板与反射式薄膜晶体管液晶显示面板的整合架构，其可以同时利用背光源以及前光源或外界光源以进行显示。

一般的穿透式液晶显示面板、反射式液晶显示面板以及半穿透半反射式液晶显示面板都必须搭配驱动电路(如驱动芯片、控制电路板、图像处理器等)来进行图像的显示。详言之，在传统之穿透式液晶显示面板、反射式液晶显示面板以及半穿透半反射式液晶显示面板中，液晶层的排列(orientation)必须藉由像素电极(pixel electrode)以及公共电极(commonelectrode)之间的偏压(bias)来控制，且输入至各像素电极中的电压都是驱动电路所提供的。因此，传统的液晶显示器(包含液晶显示面板与驱动电路)之制作成本无法进一步降低。

近年来，许多具有显示图像记忆功能的电子产品，如电子纸、电子看板、SMART CARD等已经相继问世，由于这些电子产品所需显示的图像大多是会持续一段时间的静态图像，因此不必时时刻刻进行数据更新，以减少电力消耗。除了顾及省电效能之外，如何藉由外场(如电场、磁场、光场等)将资料写入显示介质中已成为当前重要的课题。再者，如何制造出成本低廉且显示画质良好的显示器亦是相当重要的课题之一。

发明内容

本发明之目的是提供一种不需要驱动电路之反射式液晶显示面板，其适用于电子纸、电子看板、SMART CARD等电子产品。

为达上述或是其它目的，本发明提出一种反射式液晶显示面板，其适于藉由一偏振光进行数据的写入及/或抹除。反射式液晶显示面板包括一第一基板、一第二基板、一液晶层、一半穿透半反射膜(transflective film)、一延迟片(retarder)以及一偏振片(polarizer)。第二基板配置于第一基板上方。液晶层位于第一基板与第二基板之间，且液晶层中掺杂有一光配向材料(opticalaligned material)。半穿透半反射膜配置于第一基板下方，而半穿透半反射膜适于让偏振光穿透，以改变掺杂有光配向材料之液晶层(optical alignedmaterial doped liquid crystal layer)的排列，且半穿透半反射膜适于反射外界光源。延迟片配置于半穿透半反射膜与第一基板之间。偏振片配置于第二基板上。

在本发明之一实施例中，用以对液晶层进行数据写入之偏振光为线偏振光(linear polarized light)，而用以对液晶层进行数据抹除之偏振光为圆偏振光(circular polarized light)。

在本发明之一实施例中，第一基板为一可挠性基板(flexible substrate)或一刚性基板(rigid substrate)。

在本发明之一实施例中，第二基板为一可挠性基板或一刚性基板。

在本发明之一实施例中，光配向材料为Azo染料(Azo dye)或Azo高分子(Azo polymer)。

在本发明之一实施例中，光配向材料是均匀分布于液晶层中。

在本发明之一实施例中，光配向材料是分布于液晶层的下半区域中。

在本发明之一实施例中，光配向材料是分布于液晶层的上半区域中。

在本发明之一实施例中，经过偏振光照射后之液晶层会呈现扭转向列模式(twisted nematic mode)排列，或是混合扭转向列模式(mixed twisted nematicmode)排列。

在本发明之一实施例中，延迟片为四分之一波片(quarter wave plate)。

在本发明之一实施例中，延迟片具有一光轴(optical axis)，而偏振片具有一吸收轴(absorption axis)，且光轴与吸收轴的夹角为45°。

在本发明之一实施例中，延迟片具有一光轴，而偏振片具有一吸收轴，且光轴与吸收轴的夹角为90°。

在本发明之一实施例中，反射式液晶显示面板可进一步包括一上配向层(upper alignment layer)，其中上配向层配置于第二基板上，且位于第二基板与液晶层之间。

在本发明之一实施例中，反射式液晶显示面板可进一步包括一聚合物层(polymer layer)，其中聚合物层配置于第一基板上，且位于第一基板与液晶层之间。

在本发明之一实施例中，聚合物层为一下配向层，且下配向层对于液晶层之配向能力低于上配向层对于液晶层之配向能力。

由于本发明之反射式液晶显示面板采用掺杂有光配向材料之液晶层，因此本发明可藉由偏振光将数据写入液晶层中，或是抹除储存在液晶层中的数据。据此，本发明之反射式液晶显示面板不需要驱动电路即可进行图像的显示与更新。

为让本发明之上述和其它目的、特征以及优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

图1是依照本发明第一实施例之反射式液晶显示面板的剖面示意图。

图2是图1之反射式液晶显示面板在经过偏振光写入后的剖面示意图。

图3A与图3B分别是“ON”区域与“OFF”区域之示意图。

图4是依照本发明第二实施例之反射式液晶显示面板在经过偏振光写入后的剖面示意图。

图5A与图5B分别是“ON”区域与“OFF”区域之示意图。

图6是依照本发明第三实施例之反射式液晶显示面板的剖面示意图。

主要组件符号说明

100、200、300、400：反射式液晶显示面板

110：第一基板

120：第二基板

130：液晶层

140：半穿透半反射膜

150：延迟片

152：光轴

160：偏振片

162：吸收轴

170：配向层

180：聚合物层

P：偏振光

P1、P2、P3、P4：线偏振光

C1、C2：圆偏振光

E：外界光源

具体实施方式

第一实施例

图1是依照本发明第一实施例之反射式液晶显示面板的剖面示意图，而图2是图1之反射式液晶显示面板在经过偏振光写入后的剖面示意图。请同时参照图1与图2，本实施例之反射式液晶显示面板100适于藉由一偏振光P进行数据的写入及/或抹除。由图1与图2可知，本实施例之反射式液晶显示面板100包括一第一基板110、一第二基板120、一液晶层130、一半穿透半反射膜140、一延迟片150以及一偏振片160。其中，第二基板120配置于第一基板110上方。液晶层130位于第一基板110与第二基板120之间，且液晶层130中掺杂有一光配向材料(未绘示)。半穿透半反射膜140配置于第一基板110下方，而半穿透半反射膜140适于让偏振光P穿透，以改变掺杂有光配向材料之液晶层130的排列，且半穿透半反射膜140适于反射外界光源E。延迟片150配置于半穿透半反射膜140与第一基板110之间。此外，偏振片160配置于第二基板120上。

如图1与图2所绘示，根据所需应用之领域不同，本实施例之反射式液晶显示面板100中之第一基板110以及第二基板120可选用可挠性基板或是刚性基板。举例而言，较常使用的刚性基板为玻璃基板、石英基板、硅基板等，而较常使用的可挠性基板为塑料基板。

在本实施例中，液晶层130中的光配向材料例如为Azo系列之光敏材料，如Azo染料或Azo高分子等。详言之，本实施例所采用的光配向材料可在照射偏振光之后影响液晶层130中液晶分子的排列，使得液晶层130从原本的水平(homogenous)排列转变为扭转向列模式排列、混合扭转向列模式排列，或是其它模式的排列。值得注意的是，本实施例所使用的光配向材料可以是均匀分布于液晶层130中、分布于液晶层130的下半区域中，或是分布于液晶层130的上半区域中。不论是均匀分布于液晶层130中或是局部分布于液晶层130中，光配向材料在经过偏振光P的照射后，都会改变液晶层130原有的排列模式。

由图1以及图2可知，本实施例之延迟片150例如是贴附于第一基板110的外表面上，而半穿透半反射膜140例如是贴附于延迟片150上，且偏振片160例如是贴附于第二基板120的外表面上。除此之外，本发明可将延迟片150的功能整合于第一基板110上；换言之，本发明可以直接使用延迟片150作为基板。在一较佳实施例中，半穿透半反射膜140例如是一能够让偏振光P穿透之金属薄膜、介电薄膜，或是其它具有相同效果之光学薄膜。

以图2为例，吾人所采用之延迟片150为四分之一波片，而液晶层130中之光配向材料在经过偏振光P的照射之后，液晶层130会从水平排列转变为扭转向列模式排列。此时，反射式液晶显示面板100便可区分为两种区域，即“ON”区域以及“OFF”区域。其中，“ON”区域指的是经过偏振光P照射之区域，而“OFF”区域指的是未经过偏振光P照射之区域。当然，吾人亦可控制偏振光P的照射面积、照射强度等参数，使反射式液晶显示面板100具有显示灰阶的能力，本发明并不限定只有“ON”以及“OFF”两种区域。以下将搭配图3A与图3B对前述之“ON”区域以及“OFF”区域作详细之描述。

图3A与图3B分别是“ON”区域与“OFF”区域之示意图。请同时参照图3A与图3B，本实施例所使用之延迟片150为四分之一波片，且延迟片150具有一光轴152。此外，本实施例所使用之偏振片160具有一吸收轴162，且延迟片150的光轴152与偏振片160的吸收轴162的夹角约为45°。在前述的架构中，吾人可藉由线偏振光P对液晶层130进行数据写入的动作，此外，吾人亦可藉由圆偏振光对液晶层130进行数据抹除的动作。

接着请参照图3A，当外界光源E照射于反射式液晶显示面板100时，通过偏振片160之外界光源E会被偏振化成为线偏振光P1。由于液晶层130是呈现扭转向列模式排列，因此，通过液晶层130的线偏振光P1会被转变为线偏振光P2，且线偏振光P1与线偏振光P2的偏振方向差45°，此角度与液晶层130的扭转程度相关，任何熟悉此项技术之人士可改变液晶层130的扭转程度，以获得所需之线偏振光P2。之后，线偏振光P2会穿过延迟片150并被半穿透半反射膜140反射，而再度穿过延迟片150。由于延迟片150的光轴152与偏振片160的吸收轴162的夹角约为45°(意即，延迟片150的光轴152会与线偏振光P2的偏振方向平行)，因此，通过延迟片150的线偏振光P2仍然会维持其原有的偏振方向。接着，线偏振光P2会通过呈现扭转向列模式排列之液晶层130，而通过液晶层130的线偏振光P2会被转变为线偏振光P1(偏振方向与偏振片160之吸收轴162垂直)。因此，线偏振光P1可以通过偏振片160而不被阻挡(“ON”状态)。

接着请参照图3B，当外界光源E照射于反射式液晶显示面板100时，通过偏振片160之外界光源E会被偏振化成为线偏振光P1。由于液晶层130是呈现水平排列，因此，通过液晶层130的线偏振光P1仍会维持其原有的偏振方向。之后，线偏振光P1会穿过延迟片150并被半穿透半反射膜140反射，而再度穿过延迟片150。由于延迟片150的光轴152与偏振片160的吸收轴162的夹角约为45°(意即，延迟片150的光轴152会与线偏振光P2的偏振方向平行)，因此，通过延迟片150的线偏振光P1会变成圆偏振光C1，而圆偏振光C1被半穿透半反射膜140反射之后会变成圆偏振光C2，且通过延迟片150的圆偏振光C2会被转变为线偏振光P3。值得注意的是，线偏振光P3与线偏振光P1的偏振方向差90°，接着，线偏振光P3会通过呈现水平排列之液晶层130，而通过液晶层130的线偏振光P3仍会维持其原有的偏振方向。此时，由于线偏振光P3的偏振方向与偏振片160的吸收轴162平行，因此，线偏振光P3无法通过偏振片160(“OFF”状态)。

第二实施例

图4是依照本发明第二实施例之反射式液晶显示面板在经过偏振光写入后的剖面示意图。请参照图4，本实施例之反射式液晶显示面板200与第一实施例之反射式液晶显示面板100相似，为主要差异之处在于：本实施例之延迟片150之光轴152是与偏振片160之吸收轴162的夹角约为90°。

图5A与图5B分别是“ON”区域与“OFF”区域之示意图。请参照图5A，当外界光源E照射于反射式液晶显示面板200时，通过偏振片160之外界光源E会被偏振化成为线偏振光P1。由于液晶层130是呈现水平排列，因此，通过液晶层130的线偏振光P1仍会维持其原有的偏振方向。之后，线偏振光P1会穿过延迟片150并被半穿透半反射膜140反射，而再度穿过延迟片150。由于延迟片150的光轴152与偏振光P1平行，因此，线偏振光P1在通过延迟片150以及被半穿透半反射膜140反射之后仍会维持其原有的偏振方向。接着，线偏振光P1会通过呈现水平排列之液晶层130，而通过液晶层130的线偏振光P1仍会维持其原有的偏振方向。此时，由于线偏振光P1的偏振方向与偏振片160的吸收轴162垂直，因此，线偏振光P1可以通过偏振片160(“ON”状态)。

接着请参照图5B，当外界光源E照射于反射式液晶显示面板200时，通过偏振片160之外界光源E会被偏振化成为线偏振光P1。由于液晶层130是呈现扭转向列模式排列，因此，通过液晶层130的线偏振光P1会被转变为线偏振光P2，且线偏振光P1与线偏振光P2的偏振方向差45°，此角度与液晶层130的扭转程度相关，任何熟悉此项技术之人士可改变液晶层130的扭转程度，以获得所需之线偏振光P2。之后，线偏振光P2会穿过延迟片150并被半穿透半反射膜140反射，而再度穿过延迟片150。由于延迟片150的光轴152与偏振片160的吸收轴162的夹角约为90°(意即，延迟片150的光轴152会与线偏振光P2的偏振方向夹45°)，因此，通过延迟片150的线偏振光P2会变成圆偏振光C1，而圆偏振光C1被半穿透半反射膜140反射之后会变成圆偏振光C2，且通过延迟片150的圆偏振光C2会被转变为线偏振光P3。接着，线偏振光P3会通过呈现扭转向列模式排列之液晶层130，而通过液晶层130的线偏振光P3会被转变为线偏振光P4(偏振方向与偏振片160之吸收轴162平行)。因此，线偏振光P1无法通过偏振片160(“OFF”状态)。

第三实施例

图6是依照本发明第三实施例之反射式液晶显示面板的剖面示意图。请参照图6，本实施例之反射式液晶显示面板300与第一实施例之反射式液晶显示面板100相似，为主要差异之处在于：本实施例之反射式液晶显示面板300进一步包括一上配向层170。由图6可知，本实施例之上配向层170配置于第二基板120上，且位于第二基板120与液晶层130之间。具体而言，本实施例之上配向层170是配置于第二基板120之内表面上。除此之外，本实施例之反射式液晶显示面板300可进一步包括一聚合物层180，其中聚合物层180配置于第一基板110上，且位于第一基板110与液晶层130之间。详言之，聚合物层180是配置于第一基板110之内表面上。

值得注意的是，本实施例之聚合物层180可以是一未经过配向处理的薄膜，或是一经过轻度配向处理之下配向层：意即，经过轻度配向处理之聚合物层180(下配向层)对于液晶层130之配向能力会低于上配向层170对于液晶层130之配向能力。

由于本发明所提出之反射式液晶显示面板具备了制作容易、成本低廉以及耗电量低等优势，因此，本发明所提出之反射式液晶显示面板可快速地导入电子纸、电子看板、SMART CARD等电子产品中。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，当可作些许之更动与润饰，因此本发明之保护范围当视后附之权利要求所界定者为准。

Claims

1.一种反射式液晶显示面板，适于藉由一偏振光进行数据的写入及/或抹除，该反射式液晶显示面板包括：

一第一基板；

一第二基板，配置于该第一基板上方；

一液晶层，位于该第一基板与该第二基板之间，其中该液晶层中掺杂有一光配向材料；

一半穿透半反射膜，配置于该第一基板下方，其中该半穿透半反射膜适于让该偏振光穿透，以改变掺杂有该光配向材料之该液晶层的排列，且该半穿透半反射膜适于反射外界光源；

一延迟片，配置于该半穿透半反射膜与该第一基板之间；以及

一偏振片，配置于该第二基板上。

2.如权利要求1所述之反射式液晶显示面板，其中用以对该液晶层进行数据写入之该偏振光为线偏振光，而用以对该液晶层进行数据抹除之该偏振光为圆偏振光。

3.如权利要求1所述之反射式液晶显示面板，其中该第一基板为一可挠性基板或一刚性基板。

4.如权利要求1所述之反射式液晶显示面板，其中该第二基板为一可挠性基板或一刚性基板。

5.如权利要求1所述之反射式液晶显示面板，其中该光配向材料为Azo染料或Azo高分子。

6.如权利要求1所述之反射式液晶显示面板，其中该光配向材料是均匀分布于该液晶层中。

7.如权利要求1所述之反射式液晶显示面板，其中该光配向材料是分布于该液晶层的下半区域中。

8.如权利要求1所述之反射式液晶显示面板，其中该光配向材料是分布于该液晶层的上半区域中。

9.如权利要求1所述之反射式液晶显示面板，其中经过该偏振光照射后之该液晶层会呈现扭转向列模式排列或混合扭转向列模式。

10.如权利要求1所述之反射式液晶显示面板，其中该延迟片为四分之一波片。

11.如权利要求1所述之反射式液晶显示面板，其中该延迟片具有一光轴，而该偏振片具有一吸收轴，且该光轴与该吸收轴的夹角为45°。

12.如权利要求1所述之反射式液晶显示面板，其中该延迟片具有一光轴，而该偏振片具有一吸收轴，且该光轴与该吸收轴的夹角为90°。

13.如权利要求1所述之反射式液晶显示面板，更包括一上配向层，其中该上配向层配置于该第二基板上，且位于该第二基板与该液晶层之间。

14.如权利要求13所述之反射式液晶显示面板，更包括一聚合物层，其中该聚合物层配置于该第一基板上，且位于该第一基板与该液晶层之间。

15.如权利要求14所述之反射式液晶显示面板，其中该聚合物层为一下配向层，且该下配向层对于该液晶层之配向能力低于该上配向层对于该液晶层之配向能力。