CN1173213C

CN1173213C - 半穿透半反射式液晶显示器结构

Info

Publication number: CN1173213C
Application number: CNB021262101A
Authority: CN
Inventors: 庄立圣
Original assignee: Toppoly Optoelectronics Corp
Current assignee: TPO Displays Corp
Priority date: 2002-07-15
Filing date: 2002-07-15
Publication date: 2004-10-27
Anticipated expiration: 2022-07-15
Also published as: CN1395136A

Abstract

本发明是一种半穿透半反射式液晶显示器结构，其包含：一上基板结构；一下基板结构；一透光电极结构，形成于该下基板结构表面的一第一部份上，该透光电极结构的表面与该上基板结构间具有一第一距离；一反射电极结构，形成于该下基板结构表面的一第二部份上，该反射电极结构的表面与该上基板结构间具有一第二距离，其中该第二距离为该第一距离的二分之一；以及一液晶层，设置于该等电极结构与该上基板结构之间，位于该透光电极结构上方的部份液晶层等效形成一二分之一波片，位于该反射电极结构上方的部份液晶层等效形成一四分之一波片，本发明不需要使用由两层波片相叠而成的已知宽频四分之一波片，可降低原料成本。

Description

半穿透半反射式液晶显示器结构

技术领域

本发明是一种反射式液晶显示器结构，尤指一种半穿透半反射式液晶显示器结构。

背景技术

在电子表、计算器、个人数字助理(PDA)乃至于移动电话手机等可携式电子装置上，大多以液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)来完成其显示装置，而最初是以反射式液晶显示器为主，但为能增强在光线微弱环境下的显示能力，一种半穿透半反射式的液晶显示器便应运而生。

请参见图1(a)(b)，其是一半穿透半反射式液晶显示器的已知构造示意图，其主要是以背光源10、下偏光片11、第一宽频四分之一波片12(wide-bandquarterwaveplate)、透光玻璃下基板13、液晶层14、透光上电极15、透光玻璃上基板16、第二宽频四分之一波片17(wide-bandquarterwaveplate)以及上偏光片18所构成，而透光玻璃下基板13与液晶层14间设有像素电极构造，而该像素电极构造被区分为两个区域，透光电极区域191以及反射电极区域192，进行完成一半穿透半反射式液晶显示器。以下就其操作原理进行说明：

以透光电极区域191所形成的穿透式液晶显示器为例，当透光电极区域191与透光上电极15间未施以电压时，液晶层14中的液晶分子处于一初始状态而对所经过的光线提供一相位差d的延迟，因此由背光源10发出的光线经过第一宽频四分之一波片12、液晶层14以及第二宽频四分之一波片17后，将产生四分之一波长+d+四分之一波长(即1/2波长+d)的相位差延迟，使得背光源10发出的光线可顺利透出而到达观看者的眼睛，此时该显示区域为全亮状态。而当透光电极区域191与透光上电极15间施以一电压时，液晶层14中的液晶分子便开始由初始状态而向直立状态变化，而当所有液晶分子皆处于直立状态时(如图1(b)所示)，液晶层14将完全失去对于所经过的光线提供相位差延迟的作用(即d＝0)，因此，由背光源10所发出的光线将仅产生1/2波长的相位差延迟而无法到达观看者的眼睛，此时该显示区域将转变成全暗状态。

再以反射电极区域192所形成的反射式液晶显示器为例，当反射电极区域192与透光上电极15间未施以电压时，液晶层14中的液晶分子处于一初始状态而对所经过的光线提供一相位差2d的延迟，因此外界光线透射经过第二宽频四分之一波片17及液晶层14，再反射经过液晶层14及第二宽频四分之一波片17后，将产生1/2波长+2d的相位差延迟，使得背光源10发出的光线可顺利透出而到达观看者的眼睛，此时该显示区域为全亮状态。而当反射电极区域192与透光上电极15间施以一电压时，液晶层14中的液晶分子便开始由初始状态而向直立状态变化，而当所有液晶分子皆处于直立状态时(如图1(b)所示)，液晶层14将完全失去对于所经过的光线提供相位差延迟的作用(即d＝0)，因此，由背光源10所发出的光线将仅产生1/2波长的相位差延迟而无法到达观看者的眼睛，此时该显示区域将转变成全暗状态。

而常见的宽频四分之一波片是由一四分之一波片(quarter waveplate)与一二分之一波片(half wave plate)所叠加完成，而其两者的慢轴与下偏光片11(或上偏光片18)穿透轴的相对关系需如图2所示，如此方能发挥其宽频的效用，使得一波长范围内的光线皆产生四分之一波长的相位差。

如此一来，由两层波片相叠而成的已知宽频四分之一波片将因制造繁复而增加成本，因此，如何改善此一缺失，是发展本发明的主要目的。

发明内容

本发明要解决的主要技术问题是提供一种液晶显示器结构，可以更节省成本的方法构成宽频四分之一波片。

为了达到上述目的，本发明提供一种液晶显示器结构，其包含：一上基板结构；一下基板结构；一透光电极结构，形成于该下基板结构表面的一第一部份上，该透光电极结构的表面与该上基板结构间具有一第一距离；一反射电极结构，形成于该下基板结构表面的一第二部份上，该反射电极结构的表面与该上基板结构间具有一第二距离，其中该第二距离为该第一距离的二分之一；以及一液晶层，设置于该透光电极结构、反射电极结构与该上基板结构之间，位于该透光电极结构上方的部份液晶层等效形成一二分之一波片，位于该反射电极结构上方的部份液晶层等效形成一四分之一波片。

根据上述构想，本发明所述的液晶显示器结构，其中该上基板结构包含有：一透光基板；一透光共同电极，形成于该透光基板的第一表面；一偏光片，位于该透光基板第二表面的上方；以及一二分之一波片，其二表面分别贴附于该透光基板第二表面与该偏光片表面之上。

根据上述构想，本发明所述的液晶显示器结构，其中该下基板结构包含有：一透光基板，其第一表面形成有该反射电极结构；一偏光片，位于该透光基板第二表面的下方；以及一二分之一波片，其二表面分别贴附于该透光基板第二表面与该偏光片表面之上。

根据上述构想，本发明所述的液晶显示器结构，其中该透光基板是一玻璃基板。

根据上述构想，本发明所述的液晶显示器结构，其中该透光电极结构的材质是氧化铟锡。

根据上述构想，本发明所述的液晶显示器结构，其中该反射电极结构包含：一介电层，设置于该下基板结构表面上；以及一反射电极层，设置于该介电层并与该透光电极结构相连接，而该反射电极层表面与该上基板结构间具有该第二距离。

根据上述构想，本发明所述的液晶显示器结构，其中该介电层的材质是选自氧化硅与氮化硅中之一。

根据上述构想，本发明所述的液晶显示器结构，其中该反射电极层的材质是选自铝与银中之一。

根据上述构想，本发明所述的液晶显示器结构，其中还包含一背光源，其是设置于该下基板结构的下方，用以提供由该透光电极结构透射而出的一穿透光线。

为了达到上述目的，本发明还提供了一种液晶显示器结构，其包含：一上基板结构；一下基板结构；一透光电极结构，形成于该下基板结构表面的一第一部份；一反射电极结构，形成于该下基板结构表面的一第二部份；以及一液晶层，设置于该透光电极结构、反射电极结构与该上基板结构之间，位于该透光电极结构上方的部份液晶层等效形成一二分之一波片，而位于该反射电极结构上方的部份液晶层等效形成一四分之一波片。

附图说明

本发明借由下列图式及详细说明，可得到更深入的了解：

图1(a)(b)是一半穿透半反射式液晶显示器的已知构造示意图。

图2是宽频四分之一波片中两叠加的一四分之一波片(quarter waveplate)与一二分之一波片(half wave plate)的慢轴与偏光片穿透轴的相对关系示意图。

图3(a)(b)是本发明对于半穿透半反射式液晶显示器所发展出的一较佳实施例构造示意图

具体实施方式

请参见图3(a)(b)，其是本发明对于半穿透半反射式液晶显示器所发展出的一较佳实施例构造示意图，其主要包含有下列构造：一背光源20，一由上透光基板211、透光共同电极212、上偏光片213及第一二分之一波片(halfwaveplate)214所构成的上基板结构21，一由下透光基板221、下偏光片222及第二二分之一波片223所组成的下基板结构22，而透光电极结构23是形成于该下基板结构22表面的一第一部份上，且该透光电极结构23的表面与该上基板结构21间具有一第一距离d1。至于由一介电层242与一反射电极层241所构成的反射电极结构24则形成于该下基板结构22表面的一第二部份上，而该反射电极层241的表面与该上基板结构间具有一第二距离d2，其中该第二距离为该第一距离的二分之一(即2×d2＝d1)。

而适当地调整该第一距离dl与该第二距离d2，使得封存于上基板结构21与下基板结构22间的液晶层25具有适当厚度，如此便可将位于该透光电极结构23上方的部份液晶层等效形成一二分之一波片，而使得位于该反射电极结构上方的部份液晶层则等效形成一四分之一波片。

先以透光电极结构23上方所形成的穿透式液晶显示器为例进行说明，当透光电极结构23与透光共同电极212间未施以电压时，液晶层25中的液晶分子处于一初始状态，对所经过的光线提供一二分之一波长的相位差延迟而等效形成一二分之一波片(即上下各一四分之一波片的叠加)，因此第一二分之一波片(halfwaveplate)214将与上半部液晶层所等效形成的四分之一波片构成如图2所述的一宽频四分之一波片(wide-bandquarterwaveplate)，而第二二分之一波片(half waveplate)223与下半部液晶层所等效形成的四分之一波片也构成另一宽频四分之一波片(wide-bandquarterwaveplate)。

如此一来，背光源20发出的光线经过两个宽频四分之一波片后，将产生二分之一波长的相位差延迟，使得背光源20发出的光线无法顺利透出，此时该显示区域为全暗状态。而当透光电极结构23与透光共同电极212间施以一电压时，液晶层25中的液晶分子便开始由初始状态而向直立状态变化，而当所有液晶分子皆处于直立状态时(如图3(b)所示)，液晶层25将完全失去对于所经过的光线提供相位差延迟的作用，因此，由背光源20所发出的光线将不会有刚好1/2波长的相位差延迟，进而可穿透到达观看者的眼睛，此时该显示区域将转变成全亮状态。

至于由一介电层242与一反射电极层241所构成的反射电极结构24，由于该反射电极层241的表面与该上基板结构21间所具有的第二距离d2为该第一距离的二分之一，因此其所形成的反射式液晶显示器对于外界入射至该反射电极层241后再反射的光线所提供的光程将与第一距离完全相同(即2×d2＝d1)，造成其操作模式与上述穿透式液晶显示器的操作模式完全相同，故在此不予赘述。

而由于本发明适当地调整该第一距离d1与该第二距离d2，使得封存于上基板结构21与下基板结构22间的液晶层25具有适当厚度，使得位于该透光电极结构23上方的部份液晶层及位于该反射电极结构24上方的部份液晶层分别等效形成两个四分之一波片及一个四分之一波片，因此将不需要使用由两层波片相叠而成的已知宽频四分之一波片，而仅于上下基板结构中各使用一片二分之一波片即可，如此将可降低原料成本改善已知手段的缺失，进而达成发展本发明的主要目的。

至于上述透光基板可为一玻璃基板，而该透光电极结构的材质则可为氧化铟锡(ITO)，该介电层的材质可选自氧化硅与氮化硅中之一，该反射电极层的材质则可选自铝与银中之一，至于该液晶层中液晶分子的初始排列状态可为如图所示的水平均质排列(homogeneous)，或是其它常见的混合排列(hybrid)与弯曲排列(bend)，只需控制液晶层厚度而可等效形成所需的波片，便可达成本发明的目的。

本发明得由熟习此技术的人士所做的等效变化，皆不脱权利要求书的保护范围。

Claims

1、一种液晶显示器结构，其特征在于包含：

一上基板结构，其包含有一第一二分之一波片；

一下基板结构，其包含有一第二二分之一波片；

一透光电极结构，形成于该下基板结构表面的一第一部份上；

一反射电极结构，形成于该下基板结构表面的一第二部份上；以及

一液晶层，设置于该透光电极结构、反射电极结构与该上基板结构之间，位于该透光电极结构上方的部份液晶层等效形成一二分之一波片，位于该反射电极结构上方的部份液晶层等效形成一四分之一波片。

2、如权利要求1所述的液晶显示器结构，其特征在于该透光电极结构的表面与该上基板结构间具有一第一距离；该反射电极结构的表面与该上基板结构间具有一第二距离，其中该第二距离为该第一距离的二分之一。

3、如权利要求1所述的液晶显示器结构，其特征在于该上基板结构包含有：

一透光基板；

一透光共同电极，形成于该透光基板的第一表面；以及

一偏光片，位于该透光基板第二表面的上方，

而该第一二分之一波片的二表面是分别贴附于该透光基板第二表面与该偏光片表面之上。

4、如权利要求1所述的液晶显示器结构，其特征在于该下基板结构包含有：

一透光基板，其第一表面形成有该反射电极结构；以及

一偏光片，位于该透光基板第二表面的下方，而该第二二分之一波片的二表面是分别贴附于该透光基板第二表面与该偏光片表面之上。

5、如权利要求3或4所述的液晶显示器结构，其特征在于该透光基板是一玻璃基板。

6、如权利要求1所述的液晶显示器结构，其特征在于该透光电极结构的材质是氧化铟锡。

7、如权利要求1所述的液晶显示器结构，其特征在于该反射电极结构包含：

一介电层，设置于该下基板结构表面上；以及

一反射电极层，设置于该介电层并与该透光电极结构相连接，而该反射电极层表面与该上基板结构间具有该第二距离。

8、如权利要求7所述的液晶显示器结构，其特征在于该介电层的材质是选自氧化硅与氮化硅中之一。

9、如权利要求7所述的液晶显示器结构，其中该反射电极层的材质是选自铝与银中之一。

10、如权利要求1所述的液晶显示器结构，其特征在于还包含一背光源，设置于该下基板结构的下方，用以提供由该透光电极结构透射而出的一穿透光线。