CN2735385Y - 液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

一种液晶显示装置，其包括第一基板和第二基板、一夹在该第一基板与该第二基板之间的液晶层、一设置在第一基板上的透明电极、一形成在第二基板上的半穿透半反射层和两个分别设于该第一及第二基板上的偏光片，且至少一偏光片是设置在相应基板的内侧表面上。本实用新型液晶显示装置不易损坏，图像显示品质也得到了提升。

Description

液晶显示装置

【技术领域】

本实用新型是关于一种液晶显示装置，特别是关于一种半穿透半反射式液晶显示装置。

【背景技术】

液晶显示装置因为具有低辐射性、体积轻薄短小及耗电低等特点，因此在使用上日渐广泛，而且随着相关技术的成熟与创新，其种类也日益繁多。

电子表、计算器、个人数字助理(PDA)以及移动电话等可携式电子装置大多以液晶显示装置作为其显示装置，最初是以反射式液晶显示装置为主，为增强在光线微弱环境下的显示能力，后来多采用半穿透半反射式液晶显示装置。

请参阅图1，现有技术半穿透半反射式液晶显示装置1包括两个平行的透明下基板19和上基板12、一液晶层100夹在该下基板19与上基板12之间。一透明公共电极18和一配向膜16依次设置在该上基板12的内表面。一透明像素电极13和一配向膜15依次设置在下基板19的内表面。一对偏振方向互相垂直的偏光片14、17分别贴附在基板12、19的外表面，其中偏光板17的一侧贴附一半穿透半反射层11。现有技术半穿透半反射式液晶显示装置1的半穿透半反射层11也可设置在下基板19的内表面。

现有技术液晶显示装置1采用的偏光片14、17为寻常光偏振型偏光片(Ordinary type polarizer)，该种寻常光偏振型偏光片的偏光特性是：寻常偏振态的入射光可穿过；非寻常偏振态的入射光穿过时将被吸收。该偏光片14、17的主要材料是聚乙烯醇(PolyvinylAlcohol，PVA)，由于PVA耐高温性能较差，通常不超过80℃，因而液晶显示装置不宜在较高温度的环境下使用；而且该偏光片14、17是贴附在基板12、19的外表面，极易被刮伤，从而使液晶显示装置1的应用领域受到一定限制。该两块偏光片14、17采用外贴的设置方式，经偏光片17作用后所得的偏振光需先经一设置在上基板12内表面的彩色滤光片10后才可到达另一偏光片14，彩色滤光片10的黑色矩阵和RGB着色层对穿过其中的偏振光产生一定吸收和散射作用，因而对经偏光片17作用后所形成的偏振光造成破坏，降低液晶显示装置1的偏光效率、光穿透率及对比度，从而影响其图像显示品质。

【实用新型内容】

为克服现有技术中液晶显示装置易损坏与图像显示品质不佳的缺陷，本实用新型提供一种不易损坏并且具有较佳图像显示品质的液晶显示装置。

本实用新型解决技术问题的技术方案是：提供一种液晶显示装置，其包括第一基板和第二基板；一夹在该第一基板与该第二基板之间的液晶层；一设置在第一基板上的透明电极；一形成在第二基板上的半穿透半反射层和两个分别设于该第一及第二基板上的偏光片；其中，至少一偏光片系设置在相应基板的内侧表面上。

其中，本实用新型液晶显示装置的两块偏光片均为非寻常光偏振型偏光片(Extra-Ordinary Type Polarizer)；本实用新型液晶显示装置的两块偏光片也可采用一非寻常光偏振型偏光片与一寻常光偏振型偏光片搭配使用，并将非寻常光偏振型偏光片设置在相应基板内侧表面；本实用新型液晶显示装置的半穿透半反射层同时充当下基板的像素电极，该半穿透半反射层是一具有分散的反射部分和穿透部分的结构、一具有集中的反射部分和穿透部分的结构或一多层膜结构。

相较现有技术，本实用新型的有益效果是：本实用新型的液晶显示装置偏光片采用内置在相应基板内表面的设置方式，不易被刮伤，耐化学溶剂，采用耐热温度达200℃的非寻常光偏振型偏光片，更耐高温，使液晶显示装置的应用领域更为广泛；偏光片设置在相应基板内表面时，可消除彩色滤光片对偏振光的破坏，提高偏光效率、光穿透率和对比度，从而提升液晶显示装置之图像显示品质。采用一内置在上基板的偏光片，由于其与下基板上像素开口区的距离较普通液晶显示器为近，从而减少视差，可进一步提升液晶显示装置的图像显示品质。

【附图说明】

图1是现有技术液晶显示装置的剖面示意图，其中两块偏光片是外贴于相应基板的外侧表面上。

图2是本实用新型液晶显示装置第一实施方式的剖面示意图。

图3是本实用新型液晶显示装置第一实施方式采用的半穿透半反射层的结构示意图。

图4是本实用新型液晶显示装置无施加电压时以穿透型显示的示意图。

图5是本实用新型液晶显示装置有施加电压时以穿透型显示的示意图。

图6是本实用新型液晶显示装置无施加电压时以反射型显示的示意图。

图7是本实用新型液晶显示装置有施加电压时以反射型显示的示意图。

图8是本实用新型液晶显示装置第二实施方式的剖面示意图。

图9是本实用新型液晶显示装置第三实施方式的剖面示意图。

图10是本实用新型具有多个分散穿透部分和反射部分结构的半穿透半反射膜。

图11是本实用新型具有多层膜结构的半穿透半反射膜。

【具体实施方式】

图2是本实用新型液晶显示装置第一实施方式的剖面示意图，本实用新型液晶显示装置2包括一下基板29、一与下基板29相对设置的上基板22和一夹在该两块基板29、22间的液晶层200。该液晶显示装置2为半穿透半反射式液晶显示装置，液晶层200的液晶分子扭转角度是90度。

该下基板29内侧表面上依序设置有一半穿透半反射层21、一偏光片27和一配向膜25，该下基板29进一步包括多个薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)(图未示)。该上基板22内侧表面上依序设置有一彩色滤光片20、一透明公共电极28、一偏光片24和一配向膜26。

该透明公共电极28是采用透明导电材料制成，如氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)或氧化铟锌(Indium Zinc Oxide，IZO)等。该配向膜25、26采用摩擦配向制造工艺使其配向方向互相垂直以使液晶层200的液晶分子扭曲90度排列。

请一起参阅图3，该半穿透半反射层21包括一穿透部分211和一反射部分212，该穿透部分211采用透明导电材料制成，如氧化铟锡或氧化铟锌等。该反射部分212采用具有反射能力的金属材料制成，如铝(Al)或银(Ag)。通过调节穿透部分211和反射部分212的面积比来调节该液晶显示装置2的穿透和反射比率。该半穿透半反射层21可同时充当像素电极，在透明公共电极28与半穿透半反射层21间施加电压可形成电场以控制液晶层200的液晶分子排列。

偏光片27与偏光片24的偏光轴是正交设置。该两块偏光片27、24为非寻常光偏振型偏光片，其由具有液晶相(Liquid-crystallinePhase)的有机染料制成，其偏光特性为：非寻常偏振态的入射光可穿过该偏光片27、24；寻常偏振态的入射光穿过该偏光片27、24时将被吸收。该偏光片27、24的厚度小于100微米，厚度非常轻薄，其分别设置在相应基板29、22内表面时，几乎不会对液晶显示装置2的操作电压造成不良影响。

请参阅图4和图5，液晶显示装置2以穿透方式显示时，从背光源(图未示)发出的光线分别经过下基板29、半穿透半反射层21的穿透部分211、偏光片25而成为偏振方向与偏光片25的偏振轴相同的偏振光。当透明公共电极28与半穿透半反射层21间无施加电压时，液晶层200的液晶分子扭转90度排列，偏振光通过液晶层200后成为偏振方向与偏光片24的偏振轴方向相同的偏振光，因此光线能通过偏光片24并从上基板22出射，于是液晶显示装置2显示亮态。当透明公共电极28与半穿透半反射层21间施加一特定数值的电压，除靠近配向膜25、26的液晶分子外，其余液晶分子向电场方向偏转，其长轴方向与电场方向一致，偏振光通过液晶层200后偏振态不变，与偏光片24的偏振轴方向垂直，因此光线不能通过偏光片24，于是液晶显示装置2显示暗态。在透明公共电极28与半穿透半反射层21间施加一小于上述特定电压的电压可实现液晶显示装置2的各灰阶显示。

请参阅图6和图7，液晶显示装置2以反射方式显示时，外界环境光分别通过上基板22和偏光片24，成为偏振方向与偏光片24的偏振轴相同的偏振光，当透明公共电极28与半穿透半反射层21间无施加电压时，液晶层200的液晶分子扭转90度排列，偏振光通过液晶层200后成为偏振方向与偏光片27的偏振轴方向相同的偏振光，于是该偏振光能通过偏光片27并入射至半穿透半反射层21的反射部分212，经反射部分212反射后从上基板22出射，液晶显示装置2显示亮态。当在透明公共电极28与半穿透半反射层21间施加一特定数值的电压，液晶层200的大部分液晶分子的长轴方向与电场方向一致，从偏光片24通过的偏振光通过液晶层200后，其偏振态未改变，其不能通过偏光片27，液晶显示装置2显示暗态。在透明公共电极28与半穿透半反射层21间施加一小于上述特定电压的电压可实现液晶显示装置2的各灰阶显示。

本实用新型的液晶显示装置2采用内置的非寻常光偏振型偏光片24、27取代传统外贴式的寻常光偏振型偏光片具有如下优点：该两块偏光片24、27设置在相应基板22、29内侧，可消除彩色滤光片对偏振光的破坏和散射，提高偏光效率、光穿透率及对比度，同时采用一内置于上基板22的偏光片24，由于其与下基板29上的像素开口区的距离较普通液晶显示器为近，从而减少视差，可进一步提升液晶显示装置2的图像显示品质。该内置的两块偏光片24、27厚度轻薄，可使液晶显示装置2外观更为轻薄。另外，传统的寻常光偏振型偏光片一般耐热温度仅为80℃，不耐高温；而且采用外贴在液晶显示装置基板外侧的方式，易被刮伤，本实用新型采用的非寻常光偏振型偏光片24、27耐热温度为200℃，更耐高温；采用内置于相应基板内侧的设置方式，不易被刮伤，耐化学溶剂，使液晶显示装置2的应用领域更多更广；而且，制程中可直接将两块偏光片24、27镀在相应基板22、29上，可省去了传统采用大量人工外贴偏光片的成本。

请参阅图8，是本实用新型液晶显示装置第二实施方式的示意图。该液晶显示装置3包括一上基板32、一下基板39和一设置在上基板32与下基板39间的液晶层300。该上基板32内表面依次设置一彩色滤光片30、一透明公共电极38和一配向膜36，上基板32的外表面设置一偏光片34。该下基板39内表面依次设置一半穿透半反射层31、一偏光片37和一配向膜35，该半穿透半反射层31包括一穿透部分311和一反射部分312。该偏光片34和偏光片37均是非寻常光偏振型偏光片。

请参阅图9，是本实用新型液晶显示装置的第三实施方式示意图。该液晶显示装置4包括一上基板42、一下基板49和一设置在上基板42与下基板49之间的液晶层400。该上基板42内表面依次设置一彩色滤光片40、一透明公共电极48、一偏光片44和一配向膜46，该下基板49内表面依次设置一半穿透半反射层41和一配向膜45，该半穿透半反射层41包括一穿透部分411和一反射部分412，该下基板49的外表面设置一偏光片47。该偏光片44和偏光片47均是非寻常光偏振型偏光片。

本实用新型的半穿透半反射层21、31、41也可以采用其它结构，请参阅图10和图11，半穿透半反射层51具多个分散的穿透部分511和反射部分512，该穿透部分511为一圆柱状开口，通过调节穿透部分511和反射部分512的面积比来调节液晶显示装置的穿透和反射比率。该半穿透半反射层51是由具反射能力的金属材料制成，如铝或银。该半穿透半反射层51的穿透部分511也可为其它形状的开口，如椭圆形、矩形等。半穿透半反射层61为多层膜结构，该半穿透半反射层61是为两种导电材料如氧化铟锡、二氧化钛(TiO₂)依次交错压着而成，可为7至9层结构。由于该氧化铟锡及二氧化钛均为透明材质，并分别具有较高与较低的折射率，该特性可使该半穿透半反射层61同时具有反射与穿透功能，控制各层膜的厚度和折射率以调节反射率和穿透率比。

本实用新型所采用的两块偏光片也可采用其中之一偏光片为非寻常光偏振型偏光片，另一偏光片为寻常光偏振型偏光片。其中该非寻常光偏振型偏光片设置在上基板的内侧表面，该寻常光偏振型偏光片设置在下基板外侧表面；或该非寻常光偏振型偏光片设置在下基板内侧表面，该寻常光偏振型偏光片设置在上基板外侧表面。

另外，本实用新型也可采用两块寻常光偏振型偏光片，分别设置在上基板的内侧表面和下基板的内侧表面上。

Claims (10)

1.一种液晶显示装置，其包括第一基板、第二基板、一液晶层、一透明电极、一半穿透半反射层和两块偏光片；该液晶层夹在该第一基板与该第二基板之间，该透明电极设置在第一基板内表面上，该半穿透半反射层形成在第二基板内表面上，该两块偏光片分别设于该第一及第二基板上，其特征在于：至少一偏光片是设置在相应基板的内侧表面上。

2.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：该两块偏光片是非寻常光偏振型偏光片或寻常光偏振型偏光片。

3.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：一偏光片是非寻常光偏振型偏光片，一偏光片是寻常光偏振型偏光片。

4.如权利要求3所述的液晶显示装置，其特征在于：非寻常光偏振型偏光片是设置在相应基板的内侧表面上。

5.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：该半穿透半反射层包括一穿透部分和一反射部分。

6.如权利要求5所述的液晶显示装置，其特征在于：该穿透部分是透明电极。

7.如权利要求5所述的液晶显示装置，其特征在于：该穿透部分是圆柱状孔、椭圆状孔或矩形状孔。

8.如权利要求5所述的液晶显示装置，其特征在于：该反射部分是具有反射能力的金属。

9.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：该半穿透半反射层是一多层膜结构。

10.如权利要求9所述的液晶显示装置，其特征在于：该半穿透半反射层是氧化铟锡、二氧化钛层依次交错压合而成。

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