CN2727783Y - 半穿透半反射式液晶显示装置 - Google Patents
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Abstract
一种半穿透半反射式液晶显示装置，其包括：一上基板，一下基板，一位于该上基板与该下基板之间的液晶层，一公共电极设置在上基板，像素电极形成于下基板，该像素电极、公共电极及位于其中间的液晶层构成多个像素区域，该每一像素区域具一反射区电极及一穿透区电极，其中该液晶层靠近基板的一侧液晶分子预倾角为0度至15度，另一侧液晶分子预倾角为75度至90度，该反射区电极的表面设置多个突起结构。该液晶显示装置具有高对比度，视角良好的特性。
Description
【技术领域】
本实用新型是关于一种液晶显示装置，尤其是关于一种半穿透半反射式液晶显示装置。
【背景技术】
液晶显示装置因具有低辐射性、体积轻薄短小及耗电低等特点，故于使用上日渐广泛，且随着相关技术的成熟及创新，其种类也日益繁多。
根据液晶显示装置所利用光源的不同，可分为穿透式液晶显示装置与反射式液晶显示装置。穿透式液晶显示装置须于液晶显示面板背面设置一背光源以实现图像显示，但是，背光源的耗能约占整个穿透式液晶显示装置耗能的一半，故穿透式液晶显示装置的耗能较大。反射式液晶显示装置能解决穿透式液晶显示装置耗能大的问题，但是在光线微弱的环境下很难实现图像显示。半穿透半反射式液晶显示装置能解决以上的问题。
请参阅图1，一种现有技术半穿透半反射式液晶显示装置1包括二相对的透明下基板11与上基板12、一液晶层13夹在该下基板11与上基板12之间。一透明公共电极14及一配向膜18依次设置在该上基板12的内侧表面，一上延迟片122及一上偏光板121依次设置在该上基板12的外侧表面。一透明电极17、一钝化层16、一反射电极15及一配向膜19依次设置在该下基板11的内侧表面，其中该钝化层16及反射电极15具一开口151。一下延迟片112及一下偏光板111依次设置在该下基板11的外侧表面。
该上延迟片122与下延迟片112为四分之一波长片(λ/4)，配向膜18、19为水平配向(Homogeneous Alignment)，上偏光板121与下偏光板111的偏振方向互相垂直。反射电极15为高反射率的金属铝(Al)，透明公共电极14与透明电极17为透明导电材料如氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)或氧化铟锌(IndiumZinc Oxide，IZO)。液晶层13具有不同的厚度，其中透明公共电极14与反射电极15间液晶层13的厚度为d11，透明公共电极14与透明电极17间液晶层13的厚度为d12，其中d12大约为d11的两倍。液晶层厚度为d11的区域为反射区域，液晶层厚度为d12的区域为穿透区域。
反射区域的液晶层13的光学延迟为：
Δn·d11＝λ/4
由于d12大约为d11的两倍，故穿透区域的液晶层13的光学延迟为：
Δn·d12＝λ/2
其中Δn为液晶层13的双折射率，λ是光线的波长。
请参阅图2，为半穿透半反射式液晶显示装置的亮态与暗态下的液晶分子排列示意图。未施加电压时液晶分子沿水平方向排列，由于反射区域的液晶层13的光学延迟为λ/4，穿透区域的液晶层13的光学延迟为λ/2，故该半穿透半反射式液晶显示装置1为亮态。施加电压时液晶分子沿垂直于基板11、12的方向排列，液晶层13的光学延迟为0，故该半穿透半反射式液晶显示装置1为暗态。通过施加不同值的电压可实现不同的灰阶显示。
但是，施加电压时，由于配向膜18、19与位于其附近的液晶分子间具有锚钩能(Anchoring Energy)，配向膜18、19附近的液晶分子并不能完全沿垂直于基板11、12的方向排列，且光线经过该液晶层13会时，由于在反射区及穿透区的光程不同，存在光程差，所以产生光学延迟，使得该半穿透半反射式液晶显示装置1在暗态时存在漏光现象。请参阅图3，是现有技术半穿透半反射式液晶显示装置1的电压与穿透率的曲线图，当电压逐渐升高(达到5V时)，该半穿透半反射式液晶显示装置1的穿透率不为0，也就是说此时不能实现全黑，仍然有部份光线通过，无法实现暗态的显示，从而影响其对比度及视角特性。
【实用新型内容】
为了克服现有技术中液晶显示装置对比度低及视角特性差的问题，本实用新型提供一种具高对比度及良好视角特性的半穿透半反射式液晶显示装置。
本发明提供了另一种具高对比度及良好视角特性的半穿透半反射式液晶显示装置。
本发明提供了又一种具高对比度及良好视角特性的半穿透半反射式液晶显示装置。
本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是：提供一种半穿透半反射式液晶显示装置，其包括：一上基板，一下基板，一位于该上基板与该下基板之间的液晶层，一公共电极设置在上基板，像素电极形成于下基板，该像素电极、公共电极及位于其中间的液晶层构成多个像素区域，该每一像素区域具一反射区电极及一穿透区电极，其中该液晶层靠近基板的一侧液晶分子预倾角为0度至15度，另一侧液晶分子预倾角为75度至90度，该反射区电极的表面设置多个突起结构。
本实用新型的半穿透半反射式液晶显示装置进一步包括分别设置在该上基板外侧及下基板外侧的一第一上延迟片及第一下延迟片，该第一上延迟片及第一下延迟片均为四分之一波长片。
本实用新型解决技术问题所采用的另一技术方案是：提供一种半穿透半反射式液晶显示装置，其包括：一上基板，一下基板，一位于该上基板与该下基板之间的液晶层，一公共电极设置在上基板，像素电极形成于下基板，该像素电极、公共电极及位于其中间的液晶层构成多个像素区域，该每一像素区域具一反射区电极及一穿透区电极，其中该液晶层靠近基板的一侧液晶分子预倾角为0度至15度，另一侧液晶分子预倾角为75度至90度，该技术方案中该像素电极的表面设置多个突起结构。
本实用新型解决技术问题所采用的又一技术方案是：提供一种半穿透半反射式液晶显示装置，其包括：一上基板，一下基板，一位于该上基板与该下基板之间的液晶层，一公共电极设置在上基板，像素电极形成于下基板，该像素电极、公共电极及位于其中间的液晶层构成多个像素区域，该每一像素区域具一反射区电极及一穿透区电极，其中该液晶层靠近基板的一侧液晶分子预倾角为0度至15度，另一侧液晶分子预倾角为75度至90度，该上基板与该公共电极之间间隔设置有钝化层，该钝化层的表面设置多个突起结构。
相比现有技术，本实用新型的有益效果是：该半穿透半反射式液晶显示装置的穿透区域与反射区域具有不同的液晶间隙厚度，而且该反射区的电极表面设置多个突起结构，可以提高反射区的视角特性，具有响应快、驱动电压低等特性，同样的道理将该像素电极的表面及该钝化层的表面设置多个突起结构，可以进一步提高该半穿透半反射式液晶显示装置的视角特性，第一上延迟片及第一下延迟片能够对施加电压时由于液晶分子并不完全垂直于基板排列而造成的剩余光学相位延迟进行补偿，从而减少暗态时的漏光现象，提高该半穿透半反射式液晶显示装置的对比度。
【附图说明】
图1是现有技术半穿透半反射式液晶显示装置的剖面示意图。
图2是现有技术半穿透半反射式液晶显示装置的亮态与暗态下的液晶分子排列示意图。
图3是现有技术半穿透半反射式液晶显示装置的穿透率与驱动电压关系曲线图。
图4是本实用新型半穿透半反射式液晶显示装置第一实施方式的剖面示意图。
图5是本实用新型半穿透半反射式液晶显示装置第二实施方式的剖面示意图。
图6是本实用新型半穿透半反射式液晶显示装置第三实施方式的剖面示意图。
图7是本实用新型半穿透半反射式液晶显示装置第四实施方式的剖面示意图。
图8是本实用新型半穿透半反射式液晶显示装置第五实施方式的剖面示意图。
图9是本实用新型半穿透半反射式液晶显示装置第六实施方式的剖面示意图。
【具体实施方式】
图4是本实用新型半穿透半反射式液晶显示装置第一实施方式的剖面示意图，本实用新型半穿透半反射式液晶显示装置10包括一上基板22、一与上基板22对应设置的下基板21、一位于该二基板22、21间的液晶层111，该液晶层111包括多个正型液晶分子。
该上基板22的外侧表面依次设置一第一上延迟片52及一上偏光板32。该上基板22的内侧表面依次设置一公共电极221及一上配向膜42。该公共电极221为透明导电材料，如氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)或氧化铟锌(Indium Zinc Oxide，IZO)。
该液晶层的液晶分子为混合配向(Hybrid Alignment)，即该液晶层靠近基板的一侧为水平配向(Homogeneous Alignment)，其液晶分子预倾角为0度至15度，另一侧为垂直配向(VerticalAlignment)液晶分子预倾角为75度至90度。该液晶层中可掺入旋光物，使得液晶分子更易扭转。
该下基板21的外侧表面依次设置一第一下延迟片51及一下偏光板31。穿透电极212与反射电极211设置在该下基板21的内侧，一起构成像素电极，当施加电压时，像素电极与该公共电极221间产生一垂直于基板22、21的电场以控制液晶分子的偏转，而显示图像显示。该穿透电极212为透明导电材料，如氧化铟锡(ITO)，该反射电极211为具高反射率的金属材料，如铝(Al)。
该像素电极、公共电极221及位于其中的液晶层111构成一像素区域。其中，与反射电极211所对应的像素区域为反射区域，与穿透电极212所对应的像素区域为穿透区域。
该反射区域液晶层的厚度小于该穿透区域液晶层的厚度，本实施方式中反射区域液晶层的厚度大约为穿透区域液晶层的厚度的二分之一。该反射区电极211与该下基板21之间设置有一钝化层71，该钝化层71使得该反射区域液晶层的厚度小于该穿透区域液晶层的厚度，该反射区电极211的表面设置多个突起结构61，该多个突起结构61可以提高反射区域的出射辉度，从而使得该半穿透半反射式液晶显示装置具有亮度高、色彩好的显示特性。
外部环境光经过上偏光板32后转变成偏振方向与上偏光板32的偏振轴平行的线偏振光，该偏振光经过上基板22及液晶层111后，通过反射电极211的反射作用再次通过反射区域的液晶层111而实现图像显示，且该反射电极211的表面设置多个突起结构61，该多个突起结构61可以将光线向不同的方向反射，从而提高该半穿透半反射式液晶显示装置的亮度及色彩对比度。
请参阅图5，本实用新型半穿透半反射式液晶显示装置第二实施方式的结构示意图。本实施方式与第一实施方式的区别在于：该钝化层72设置在该公共电极221与该上基板22之间，且相对该反射区电极而设置，使得该反射区域液晶层的厚度小于该穿透区域液晶层的厚度，该反射区电极表面设置有多个突起结构62。
请参阅图6，本实用新型半穿透半反射式液晶显示装置第三实施方式的结构示意图。本实用新型半穿透半反射式液晶显示装置20包括一上基板24、一与上基板24对应设置的下基板23、一位于该二基板24、23间的液晶层112，该液晶层112包括多个正型液晶分子。
该上基板24的外侧表面依次设置一第一上延迟片54及一上偏光板34。该上基板24的内侧表面依次设置一公共电极222及一上配向膜44。该公共电极222为透明导电材料，如氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)。
该液晶层的液晶分子为混合配向(Hybrid Alignment)，即该液晶层靠近基板的一侧为水平配向(Homogeneous Alignment)，其液晶分子预倾角为0度至15度，另一侧为垂直配向(VerticalAlignment)液晶分子预倾角为75度至90度，该液晶层可中掺入旋光物，使得液晶分子更易扭转。
该下基板23的外侧表面依次设置一第一下延迟片53及一下偏光板33。穿透电极214与反射电极213设置在该下基板23的内侧，一起构成像素电极，于公共电极222间产生一垂直于基板23、24的电场以控制液晶分子的偏转以显示图像显示。该穿透电极214为透明导电材料，如氧化铟锡(ITO)，该反射电极213为具高反射率的金属材料，如铝(Al)。
该像素电极、公共电极222及位于其中的液晶层112构成一像素区域。其中，与反射电极213所对应的像素区域为反射区域，与穿透电极214所对应的像素区域为穿透区域。外界环境光通过反射区域的液晶层112后通过反射电极213的反射作用再次通过反射区域的液晶层112而实现图像显示。
该反射区域液晶层的厚度小于该穿透区域液晶层的厚度，本实施方式中反射区域液晶层的厚度大约为穿透区域液晶层的厚度的二分之一。该反射区电极213与该下基板23之间设置有一钝化层73，该钝化层71使得该反射区域液晶层的厚度小于该穿透区域液晶层的厚度，该反射区电极213及穿透区电极214的表面设置多个突起结构63，该多个突起结构63可以提高反射区域及穿透区域的出射辉度，从而使得该半穿透半反射式液晶显示装置具有亮度高、色彩对比度好的显示特性。
请参阅图7，本实用新型半穿透半反射式液晶显示装置第四实施方式的结构示意图。本实施方式与第三实施方式的区别在于：该钝化层74设置在该公共电极222与该上基板24之间，且相对该反射区电极而设置，使得该反射区域液晶层的厚度小于该穿透区域液晶层的厚度，该反射区电极及穿透区电极表面设置有多个突起结构。
请参阅图8，本实用新型半穿透半反射式液晶显示装置第五实施方式的结构示意图，本实用新型半穿透半反射式液晶显示装置30包括一上基板26、一与上基板26对应设置的下基板25、一位于该二基板26、25间的液晶层113，该液晶层113包括多个正型液晶分子。
该上基板26的外侧表面依次设置一第一上延迟片56及一上偏光板36。该上基板26的内侧表面依次设置一公共电极223及一上配向膜46。该公共电极223为透明导电材料，如氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)。
该液晶层的液晶分子为混合配向(Hybrid Alignment)，即该液晶层靠近基板的一侧为水平配向(Homogeneous Alignment)，其液晶分子预倾角为0度至15度，另一侧为垂直配向(VerticalAlignment)液晶分子预倾角为75度至90度，该液晶层中可掺入旋光物，使得液晶分子更易扭转。
该下基板25的外侧表面依次设置一第一下延迟片55及一下偏光板35。穿透电极216与反射电极215设置在该下基板25的内侧，一起构成像素电极，于公共电极223间产生一垂直于基板25、26的电场以控制液晶分子的偏转以显示图像显示。该穿透电极216为透明导电材料，如氧化铟锡(ITO)，该反射电极215为具高反射率的金属材料，如铝(Al)。
该像素电极、公共电极225及位于其中的液晶层13构成像素区域。其中，与反射电极215所对应的像素区域为反射区域，与穿透电极216所对应的像素区域为穿透区域。外界环境光通过反射区域的液晶层113后通过反射电极215的反射作用再次通过反射区域的液晶层113而实现图像显示。
该反射区域液晶层的厚度小于该穿透区域液晶层的厚度，本实施方式中反射区域液晶层的厚度大约为穿透区域液晶层的厚度的二分之一。该公共电极215与该上基板26之间设置有一钝化层75，该钝化层75使得该反射区域液晶层的厚度小于该穿透区域液晶层的厚度，该公共电极215的表面设置多个突起结构65，该多个突起结构65相对该反射区设置，可以提高反射区域的出射辉度，从而使得该半穿透半反射式液晶显示装置具有亮度高、色彩好的显示特性。
请参阅图9，本实用新型半穿透半反射式液晶显示装置第六实施方式的结构示意图，其与第一实施方式至第五实施方式的区别在于：该液晶层与该上偏光片之间设置有一彩色滤光片80，为获得更好的色彩与亮度的显示效果，该彩色滤光片80相对于反射区域的部分设置有多个孔洞或该彩色滤光片80相对于反射区域的部分厚度大于该彩色滤光片相对于穿透区域的部分厚度，亦可以将该彩色滤光片80相对于反射区域的部分密度大于该彩色滤光片相对于穿透区域的部分密度。
本实用新型该半穿透半反射式液晶显示装置的穿透区域与反射区域具有不同的液晶间隙厚度，而且该反射区的电极表面设置多个突起结构，可以提高反射区的视角特性，具有响应快、驱动电压低等特性，同样的道理将该像素电极的表面及该钝化层的表面设置多个突起结构，可以进一步提高该半穿透半反射式液晶显示装置的视角特性，第一上延迟片及第一下延迟片能够对施加电压时由于液晶分子并不完全垂直于基板排列而造成的剩余光学相位延迟进行补偿，从而减少暗态时的漏光现象，提高该半穿透半反射式液晶显示装置的对比度。
Claims (28)
1.一种半穿透半反射式液晶显示装置，其包括：一上基板，一下基板，一位于该上基板与该下基板之间的液晶层，一公共电极设置在上基板，一像素电极形成于下基板，该像素电极、公共电极及位于其中间的液晶层构成多个像素区域，该每一像素区域具一反射区电极及一穿透区电极，其特征在于：该液晶层靠近基板的一侧液晶分子预倾角为0度至15度，另一侧液晶分子预倾角为75度至90度，该反射区电极的表面设置多个突起结构。
2.根据权利要求1项的半穿透半反射式液晶显示装置，其特征在于：其进一步包括一设置在该上基板外侧的第一上延迟片，一设置在该下基板外侧的第一下延迟片。
3.根据权利要求2项的半穿透半反射式液晶显示装置，其特征在于：该第一上延迟片为四分之一波片，该第一下延迟片为四分之一波片。
4.根据权利要求1项的半穿透半反射式液晶显示装置，其特征在于：其进一步包括钝化层。
5.根据权利要求4项的半穿透半反射式液晶显示装置，其特征在于：该钝化层设置在该下基板与该反射区电极之间。
6.根据权利要求4项的半穿透半反射式液晶显示装置，其特征在于：该钝化层表面设置多个突起结构。
7.根据权利要求4项的半穿透半反射式液晶显示装置，其特征在于：该钝化层间隔设置在该上基板与该公共电极之间。
8.根据权利要求7项的半穿透半反射式液晶显示装置，其特征在于：该钝化层与该反射区电极对应设置。
9.根据权利要求1项的半穿透半反射式液晶显示装置，其特征在于：其进一步包括一彩色滤光片，该彩色滤光片设置在该上基板的外侧。
10.根据权利要求9项的半穿透半反射式液晶显示装置，其特征在于：该彩色滤光片相对于反射区域的部分设置有多个孔洞。
11.根据权利要求9项的半穿透半反射式液晶显示装置，其特征在于：该彩色滤光片相对于反射区域的部分厚度大于该彩色滤光片相对于穿透区域的部分厚度。
12.根据权利要求9项的半穿透半反射式液晶显示装置，其特征在于：该彩色滤光片相对于反射区域的部分密度大于该彩色滤光片相对于穿透区域的部分密度。
13.一种半穿透半反射式液晶显示装置，其包括：一上基板，一下基板，一位于该上基板与该下基板之间的液晶层，一公共电极设置在上基板，一像素电极形成于下基板，该像素电极、公共电极及位于其中间的液晶层构成多个像素区域，该每一像素区域具一反射区电极及一穿透区电极，其特征在于：该液晶层靠近基板的一侧液晶分子预倾角为0度至15度，另一侧液晶分子预倾角为75度至90度，该像素电极的表面设置多个突起结构。
14.根据权利要求13项的半穿透半反射式液晶显示装置，其特征在于：其进一步包括钝化层。
15.根据权利要求14项的半穿透半反射式液晶显示装置，其特征在于：该钝化层设置在该下基板与该反射区电极之间。
16.根据权利要求14项的半穿透半反射式液晶显示装置，其特征在于：该钝化层表面设置多个突起结构。
17.根据权利要求14项的半穿透半反射式液晶显示装置，其特征在于：该钝化层间隔设置在该上基板与该公共电极之间。
18.根据权利要求17项的半穿透半反射式液晶显示装置，其特征在于：该钝化层与该反射区电极对应设置。
19.根据权利要求13项的半穿透半反射式液晶显示装置，其特征在于：其进一步包括一彩色滤光片，该彩色滤光片设置在该该上基板的外侧。
20.根据权利要求19项的半穿透半反射式液晶显示装置，其特征在于：该彩色滤光片相对于反射区域的部分设置有多个孔洞。
21.根据权利要求19项的半穿透半反射式液晶显示装置，其特征在于：该彩色滤光片相对于反射区域的部分厚度大于该彩色滤光片相对于穿透区域的部分厚度。
22.根据权利要求19项的半穿透半反射式液晶显示装置，其特征在于：该彩色滤光片相对于反射区域的部分密度大于该彩色滤光片相对于穿透区域的部分密度。
23.一种半穿透半反射式液晶显示装置，其包括：一上基板，一下基板，一位于该上基板与该下基板之间的液晶层，一公共电极设置在上基板，一像素电极形成于下基板，该像素电极、公共电极及位于其中间的液晶层构成多个像素区域，该每一像素区域具一反射区电极及一穿透区电极，其特征在于：该液晶层靠近基板的一侧液晶分子预倾角为0度至15度，另一侧液晶分子预倾角为75度至90度，该上基板与该公共电极之间间隔设置有钝化层，其中该钝化层的表面设置多个突起结构。
24.根据权利要求23项的半穿透半反射式液晶显示装置，其特征在于：该钝化层与该反射区电极对应设置。
25.根据权利要求23项的半穿透半反射式液晶显示装置，其特征在于：其进一步包括一彩色滤光片，该彩色滤光片设置在该该上基板的外侧。
26.根据权利要求25项的半穿透半反射式液晶显示装置，其特征在于：该彩色滤光片相对于反射区域的部分设置有多个孔洞。
27.根据权利要求25项的半穿透半反射式液晶显示装置，其特征在于：该彩色滤光片相对于反射区域的部分厚度大于该彩色滤光片相对于穿透区域的部分厚度。
28.根据权利要求25项的半穿透半反射式液晶显示装置，其特征在于：该彩色滤光片相对于反射区域的部分密度大于该彩色滤光片相对于穿透区域的部分密度。
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| CN102087443A (zh) * | 2011-03-23 | 2011-06-08 | 四川大学 | 透射和反射电光特性相匹配的单盒厚透反液晶显示器 |
| WO2017156811A1 (zh) * | 2016-03-17 | 2017-09-21 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 液晶显示面板 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Expiration termination date: 20140825 Granted publication date: 20050921 |