TW436656B - A reflective liquid crystal display device - Google Patents

Description

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 3 66 5 6 A7 ____ B7 五、發明說明（1 ) 技術範疇 本發明係關於一種反射型液晶顯示元件之物品。 背景技術 液晶顯示元件因既薄且輕，自攜帶型之資訊終端之顯 示器開始’被廣泛地使用於各種用途。液晶顯示元件本身 並不發光’係變化光的透過強度而實行顯示之受光型元件 ，因可用數伏特之實效電壓驅動，若作為於液晶顯示元件 之下侧具備反射板而利用外部光之反射使之顯示的反射型 使用’則不須要背光之電力而為消耗電力極低之顯示元件 0 習知之反射型彩色液晶顯示元件係由具備濾色器之液 晶構件與夾持此液晶構件而配置之一對偏光片所組成。濾 色器係設於上述液晶構件之_方之基板上，於基板上形成 有濾色器，而於濾色器上形成有透明電極。藉由對前述液 晶構件施加電壓，使液晶分子之配向狀態變化，對各遽色 器控制光的透過率，而實行彩色顯示。 一片偏光片之透過率’最大也只有45%左右，此時平 行於偏光片之吸收軸之偏光的透過率約為〇%，而垂直的 偏光的透過率約為90%。因此，使用兩片偏光片之反射型 液晶顯示元件，因光線通過偏光片四次才射出，不考慮滅 色器及其他吸收時之最大反射率為（〇.9)4χ5〇%=32.8%。 如此，即使是不使用濾色器之黑白面板，反射率最高也只 有約33%。而欲於此元件上使用濾色器而實行彩色顯示時 ，反射率將降低至其1/3程度，而有無法破保可獲得充份 本紙張尺度適用中圉國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 4 •--- I I I— I I I I ^1; --I I I I I-— ^ < Γ I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 436656 _____^B? 五、發明說明（2 ) 的亮度的反射率的問題。 為此，為使顯不明亮化，乃作成僅於液晶構件之上側 使用一片偏光片，已提案有多數個以i片偏光片及反射板 夾持液晶構件之構成（例如特開平7_146469號公報、特開 平7-84252號公報）。此時，因光線只通過偏光片兩次，故 不考慮濾色器及其他吸收時之最大反射率為（〇9)2 χ 50%=40.5%，相對於使用兩片偏光片之構成，最大可期待 約23.5%之反射率之提高。 惟，使用一片偏光片之反射型液晶顯示元件，欲於此 元件上使用渡色器以實行彩色顯示，且提高反射率以確保 明亮度時，以習知之構成易產生色偏差，黑白之無彩色顯 示甚困難，特別是有反射率較低而無彩色之黑顯示為困難 之問題。 又，已提案有不使用濾色器，而以扭轉配向之轉移型 (nematic)液晶層之複折射與偏光片實行著色顯示之反射型 彩色液晶顯示裝置（特開平6-308481號公報）與利用液晶層 及相位差片之複折射的彩色液晶顯示裝置（特開平6_ Π5125號公報、特開平6-301006號公報）。此等液晶顯示 元件因不具有濾色器’故即使使用兩片偏光片亦可確保能 獲得實用性之明亮度之反射率。惟，因係使用複折射著色 之彩色顯示’ 16色階4096色顯示或64色階全彩顯示等之多 色階•多色顯示在原理上甚困難，又亦有色純度·色再現 範圍狹窄之問題。 本發明係有鑑於前述情事，以提供一種白顯示明亮， 本紙張尺度適用+國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公餐） i ---u I I I I in--—r 訂 _ -- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 5 43665 6 ' A7 ---------- 五、發明說叼（3 ) 可取得高對比’可實現無彩色之黑白顯示及多色階之多色 顯不的反射型液晶顯示元件，為其目的。 發明之開示 本發明為達成上述目的，係作成下述之構成。 亦即’本發明之第1構成有關之反射型液晶顯示元件 ，係包含有於一對基板間封入轉移型液晶之液晶構件，與 配置於液晶構件之一方之基板側之偏光片，與配置於偏光 片與液晶構件間之兩片相位差片，與配置於另方之基板側 之光反射裝置；而轉移型液晶之扭轉角度〇1^為45。〜9〇。 ,轉移型液晶之複折射△ nLC與液晶層厚dLC之積Δ he · 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 為〇.2(M).30/zm，偏光片側之相位差片之滯後值Rfi為〇 23 "m~.〇_28#m，液晶構件側之相位差片之滯後值Rj；2為〇.13 "m〜〇.18以m ’兩片相位差片之各z係數qz均為〇.3〜1〇， 以最靠近一方之基板之液晶分子之配向方命與最靠近另方 基板之液晶分子之配向方向所形成之角度中之較大之角度 的二等分線作為基板面内之基準線，以自一方之基板側觀 看之轉移型液晶自一方之基板側朝另方之基板侧扭轉之方 向為正，而使基準線與偏光片之吸收軸之方向所成之角度 為Φρ ’使基準線與偏光片侧之相位差片之滯後相位轴之 方向所成之角度為Φη，使基準線與液晶構件侧之相位差 片之滯後相位轴之方向所成之角度為時，φρ為 75。〜195。，Φ广 Φη 為 105。〜115。，ΦΡ〜φρ2 為 165。〜175〇, 為其特徵者β 惟，前述QZ係使用以片體面之法線方向為2轴所制定 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公楚)' 7~~5 ------ 4 3 6656 A7 ----—-----—拟______ 五、發明說明（4 > 之空間座標系（x,y，Z)上之各轴方向之折射率&、ηγ及“Μ 為滯後相位轴方向之折射率、為超前相位（advancing Phase)轴方向之折射率，且以Qz=(nx_nz)/(nx_nY)所表示之 係數。 依前述第1構成，可得到明亮、無彩色之可黑白變化 的常白（normally white)型之反射型液晶顯示元件。 上述構成中，基準線與偏光片之吸收軸方向所成之角 度ΦΡ為90。〜120。或150◊〜180。為較佳。依前述較佳構成可 得到對比性更高之良好特性。 又，本發明之第2構成有關之反射型液晶顯示元件’ 係為第1構成中，使 115。，使 <|)p-〇F2*_i65。〜-175。，為其特徵者。 依前述第2構成’可得到明亮、無彩色之可黑白變化 的常白（normally white)型之反射型液晶顯示元件。 上述第2構成中，基準線與偏光片之吸收軸之方向所 成之角度為0。〜30。或60。〜90。為較佳。依前述較佳構成，更 可得到對比性較高之良好特性。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 實施發明之最佳型態 以下參照圊面說明本發明之實施型態。 (第1實施型態） 第1圖為揭示第1實施型態中之反射型液晶顯示元件之 概略構成的斷面圖》如圖所示，本實施型態之元件，係於 形成於上側透明基板13與下侧基板19間之液晶構件1上， 積層散射片層12、由聚碳酸酯片所形成之兩片相位差片11a 7 --------.-----「裝-------訂· (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 B7 436656 五、發明說明（5 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、11b與偏光片1〇。於下側基板19之内面上形成有金屬反 射電極18與配向層15b’於上側速明基板之内面上形成有 渡色器層14、透明電極16及配向層15a，於兩基板間充填 厚度dLC之液晶層17而構成液晶構件1。 第2圖為自平面之法線方向觀看第1實施型態中之反射 型液晶顯示元件時之光學構成圖。係以最接近下侧基板的 液晶分子的配向方向2〗與最接近上側透明基板的液晶分子 的配向方向22之二等分方向為基準線2〇。23a為偏光片侧 之相位差片11 a的滯後相位軸方向，23b為液晶構件侧之相 位差片lib之滯後相位軸方向，24為偏光片之吸收軸方向 。又，自基準線20起測量之各角度，偏光片1〇之吸收軸方 向24者為φρ，偏光片侧之相位差片ila之滯後相位軸方向 23a者為φ F1 ’液晶構件側之相位差片丨卟之滯後相位軸方 向23b者為Φη。又，角度之正負係定LC所示之液晶之扭 轉方向（液晶分子自上側透明基板朝下侧基板扭轉之方向） 為正。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 作為上側透明基板13及下側基板19乃使用無鹼玻璃基 板（例如1737 : coning公司製），於上側透明基板13上使用 顏料分散方式以光蝕刻法形成紅、綠、藍之條紋配列之物 體以作為濾色層，於其上以銦、錫、氧化物形成像素電極 以作為透明電極16。又，於下侧基板19上藉由形成於蒸鍍 300nm鈦後再蒸鍍200nm鋁之物體，形成鏡面反射型之金 屬反射電極18。 於透明電極16及金屬反射電極18上印刷聚酉先亞胺之 8 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 3 66 5 6 a7 __B7____ 五、發明說明（6 ) 7-丁内酯之5重量％溶液，以250°C硬化後，藉由實行使 用人造絲布之回轉研磨法所產生之配向處理，形成配向層 15a、15b，以實現既定之扭轉角。 又’於上側透明基板13上之内面周邊部上印刷混入著 一定徑之玻璃纖維1.0重量％的熱固性封裝樹脂（例如Struct bond :三井東壓化學（股）製），於下側基板19上之内面以 100〜200個/mm2之比例撒布一定徑之樹脂球，將上侧透明 基板13與下侧基板19相互貼合，以150°C將封裝樹脂硬化 後’對複折射差Δη^^Ο.Οδ的氟類酯系轉移型液晶真空注 入混合著手徵性（chirality ’空間旋轉特性）液晶的液晶， 使手徵性節距成為80 # m，以紫外線硬化性樹脂封口後， 藉由紫外光線硬化之。 於以此方式形成之液晶構件1之上側透明基板13上貼 附各向等性之前方散射片以作為散射》層12，於其上貼附 相位差片11 a及11 b使滯後相位軸分別形成為後述之角度， 復貼附於中灰階之偏光片（住友化學工業（股）製SQ-1852AP) 上施以抗閃爍（AG)與抗反射（AR)處理之物品，使吸收軸 成為後述角度。 又，相位差>1有於片體面内方向示現正的複折射各向 異性之一料性之物品，及更於與面呈垂直之方向上亦具有 複折射各向異性之二軸性之物品。表示與面呈垂直之方向 之複折射各向異性之程度，係使用Z係數Qz。此為使用以 片體面之法線方向為Z軸所制定之空間座標系（x,y，Z)上之 各#方向之折射率nx、ηγ&ηζ(ηχ為滯後相位轴方向之折 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---i. — — —ί — — 「，裝 i I - 訂-C — — ί ! - 〈請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 3S65 6 A7 ________B7__ 五、發明說明（7 ) 射率，ηγ為超前相位軸方向之折射率），而以Qz：s(nx_ ηζ)/(ηχ-ηγ)所示現之係數。一軸性之場合Qz=i。 本實施型態之標準條件，液晶層厚度係以(1^=3.0以 m形成，並定Δη^ · dLC=0.24// m，並定液晶層之扭轉角 QLC=63.0。。又，使用Qz=i.〇之片體作為兩片相位差片， 將偏光片侧之相位差片11a之滯後度設為rf产〇.27以m， 將液晶構件侧之相位差片lib之滯後度設為RF2=0.14ii m 。復將該等之滯後相位轴之角度設成相對於偏光片之吸收 轴分別為〇1>-(1>1：1=110.0。及(|)11-(1)1；2=170.0。。 在以此種條件作成之元件上，使偏光片之吸收軸之角 度Φ p作種種變化，而以反射模式測量光學特性。其結果 ，Φ p為75°〜195°之範圍時，實現了高對比之常白模式之 反射型液晶顯示元件。其為使偏光片之吸收軸為此方位時 可減低黑的亮度之故。 特別是ΦΡ為90。〜120。或150。〜180。之範圍時，可實現 黑白顯示為無彩色之高對比常白模式之反射型液晶顯示元 件*而甚佳。 又，調查使Δ nLC · dLC變化時之特性時，在〇 2〇 " m 〜〇.3〇em之範圍得到反射低之無彩色之黑及反射率高之 無彩色之白。 其次’調查使液晶之扭轉角Ωιχ變化時之特性時，在 本實施型態中，破認了扭轉角、在45。〜9〇。之範圍内可 得到良好的特性。又，將扭轉角設為6〇。〜65。時，得 到了特別良好的特性。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規;ίϋΐΟ X 297公釐） ί*--L --------^ ^ --------I l· ------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 10 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 436656 A7 _____ B7 五、發明說明（8) 又’〇1>-(1)1；1與(1)1)-(1)]；2離開上述值時對比將降低。較 佳之範圍為 〇!>-(1)1；1為105〇〜115。，φρ-φρ24 165。〜175。。 又’相位差片之滯後值亦有較佳範圍，已知Rfi為0.23〜〇·28 ym，而RF2為0.13〜0.18jtzm時可得到良好的對比。 在此’特別揭示出加入上述條件而為φ ρ=1〇5·〇。時之 光學特性之測量結果。又，反射率之測量係對完全擴散光 源測量所得者β 第3圖為揭示第1實施型態之反射型液晶顯示元件之反 射率與施加電壓之關係之特性圖。正面特性之以白的γ值 換算的反射率為19.5%，對比為15.9。又，因自黑至白為 無彩色變化，故可確認出能實現64色階之全彩顯示之事實 又，利用以上之構成製作除去濾色器層14之反射型液 晶顯示元件時，得到正面特性之對比15.5且以白的Υ值換 算之反射率為35.3%者= 又，上述構成中，係將散射片層12配置於相位差片11b 與上側透明基板13之間，但將散射片層12配置於偏光片10 上，或配置於偏光片10與相位差片11a之間時，亦可得到 與配置於相位差片11a與相位差片lib間時相同的特性。 (第2實施型態） 第4圖為揭示第2實施型態之反射型液晶顯示元件之概 略構成之斷面圖。本實施型態與第1實施型態不同之處在 於不使用散射片12,取代鏡面反射型之金屬反射電極18而 使用散射反射型之金屬反射電極48之點。此擴散（散射）反 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ----Γ I----------I I Γ-------. (請先間讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 3 665 6 a7 ___ B7 五、發明說明（9 ) 射型金屬反射電極48係於下側基板19上蒸鍍鈦材300nm後 再蒸鍍鋁材200nm，並使其表面粗糙地形成為平均傾斜角 為3°〜12°者。除此以外之製作顯示元件之方法係與第1實 施型態相同故省略說明。 又’本實施型態之光學構成與第1實施型態相同，係 與第2圖所示之反射型液晶顯示元件之光學構成相同。 本實施型態中’標準條件為形成dLC=3.0/z m之液晶層 厚度，使△riLc.dLfOM# m’使液晶層之扭轉角qlc=63,0o 。又’係使用Qz=1.0之片體作為兩片相位差片，將偏光片 側之相位差片1 la之滯後度設定為RF|==〇.27仁m，而將液晶 構件側之相位差片lib之滯後度設定成rF2=〇.14a 復將 該等滯後相位軸之角度設定成相對於偏光片之吸收軸分別 為 C>p-Of1 = 110.0d，及 d)p-〇)F2=17〇.〇。。 於以此種條件作成之元件上，使偏光片之吸收轴之角 度Φ P作種種變化而以反射模式測量光學特性。其結果， Φ P在75°〜195。之範圍時可實現高對比之常白模式之反射 型液晶顯示元件◊此為將偏光片之吸收軸設於此方位時可 減低黑之亮度之故。 特別是ΦΡ為90。〜120。或150。〜180。之範圍時，可實現 黑白顯示為無彩色之高對比之常白模式之反射型液晶顯示 元件，故甚佳。 又，調查使Δη!χ . dLC變化時之特性，發現在〇·2〇/ζ m〜0_3〇iim之範園可得到反射率低之無彩色之黑及反射率 高之無彩色之白。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇κ297公爱） 12 *1 I L I I L— I II I ^1, - — — — II ΙΓ — — — — — — {請先閱讀背面之注意事項再填寫本Ι> 436656

五、發明說明（ίο) 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 其-人，調查使液晶之扭轉角心變化時之特性，確認 出在本實施型態中扭轉角在45。〜阶之範圍内時可得 】良好的特性。又’將扭轉角Ω LC設為60。〜65。時可得到 特別良好的特性。 在此並揭示於上述條件中加入ΦΡ=105.0。時之測量光 學特性之結果。X ’反射率之測量係針對完全擴散光源測 量者。 此時正面特性之以白之Υ值換算的反射率為18.8% , 對比為15.6。又，因自黑至白以無彩色變化，故亦確認出 64色階之全彩顯示亦為可能。 又’以上述之構成製作除卻濾色器層44之反射型液晶 顯示元件時，得到了正面特性之對比〖5,3，以白之Υ值換 算之反射率為34.1%。 (第3實施型態） 第3實施型態之反射型液晶顯示元件其製作及構造係 與第1實施型態共通，具有第1圃所示之反射型液晶顯示元 件之斷面及與第2圖相同之反射型液晶顯示元件之光學構 成。 本實施型態係將相位差片之滯後相位軸之角度設定成 與前述實施型態不同之值的物品。 本實施型態之標準條件，液晶層厚度係以dLC=3,0 v m形成，並定AnLC · dLC=0.24；ci m，並定液晶層之扭轉角 Ω 1^=^3.0。。又，使用Qz=l.〇之片體作為兩片相位差片’ 將偏光片側之相位差片lla之滯後度設為RF1=〇-27/i m ’ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公f ) 13 --------.-----「裝--------Γ訂--------線「 (請先聞讀背面之注意事項再填窝本頁) A7 436656 _B7 __________ 五、發明說明（11) 將液晶構件側之相位差片11 b之滯後度設為RF2=s〇. 14 /z in ο 惟，本實施型態中係將相位差片之滯後相位秘之角度 設成相對於偏光片之吸收袖分別為Φρ-Φ 0。及φ ρ_ Φ F2=，17〇.〇。。 在以此種條件作成之元件上，使偏光片之吸收軸之角 度φ p作種種變化，而以反射模式測量光學特性。其結果 ，Φρ為-15。〜105°之範圍時，實現了高對比之常白模式之 反射型液晶顯示元件。其為使偏光片之吸收轴為此方位時 可減低黑的亮度之故。 又’ Φρ-Φρΐ與Φρ-Φρ2離開上述值時對比將降低。較 佳之範圍為①卩-①^為-105。〜-115。，φ ρ-φ ^為_165。175。 。又’相位差片之滯後值亦有較佳範園，已知為 0_23〜0.28/im ’而RFi為O.n-O.lgym時可得到良好的對 比。 特別是Φ p為〇。〜30。或6〇。〜90。之範圍時，可實現專白 顯示為無彩色之高對比常白模式之反射型液晶顯示元件， 而甚佳。 又，調查使Δηκ· dLC變化時之特性時，在〇2〇#m 〜0.30 y m之範圍得到反射低之無彩色之黑及反射率高之 無彩色之白。 其次，調查使液晶之扭轉角Qlc變化時之特性時，在 本實施型態中，確認了扭轉角Ω LC在45。〜9〇。之範圍内可 得到良好的特性。又，將扭轉角Ωιχ設為6〇。〜65。時，得 本紙張反度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210X297公釐) --------I I---「裝-------"Γ C請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 線「 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 14 經濟部智慧財產局貝工消費合作社印製 4 3 66 5 6 A7 ___ B7 五、發明說明（12) 到了特別良好的特性。 在此’特別揭示出加入上述條件而為①p=75.0。時之 光學特性之測量結果。又，反射率之測量係對完全擴散光 源測量所得者6 第5圖為揭示第3實施型態之反射型液晶顯示元件之反 射率與施加電壓之關係之特性圖。正面特性之以白的γ值 換算的反射率為19.3%，對比為15·8 »又，因自黑至白為 無彩色變化，故可確認出能實現64色階之全彩顯示之事實 〇 又，利用以上之構成製作除去濾色器層14之反射型液 晶顯示元件時，得到正面特性之對比15.3且以白的Υ值換 算之反射率為35.1%者。 又，上述構成中，係將散射片層12配置於相位差片lib 與上側透明基板13之間，但將散射片層12配置於偏光片10 上，或配置於偏光片10與相位差片11a之間時，亦可得到 與配置於相位差片11a與相位差片lib間時相同的特性。 (第4實施型態） 第4實施型態之反射型液晶顯示元件其製作及構造基 本上與第1實施型態共通，具有第1圖所示之反射型液晶顯 示元件之斷面及與第2圖相同之反射型液晶顯示元件之光 學構成。不同的地方是相位差片11a及lib係使用示現兩軸 之折射率各向異性之物品，亦即使用Z係數Qz非為1之片 體者。 本實施型態之標準條件，液晶層厚度係以dLC=3 ·〇〆 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x 297公釐） 15 .·---1---「-----「裝-------訂· ^----I---線「 <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁> 436656 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（13) m形成，並定z\nLC，dLc=0 24以m，並定液晶層之扭轉角 Qlc=63.0。。又，兩片相位差片11a及lib之滯後度分別設 為1^1={).27以m，1^2=0.14仁m，並將相位差片之滯後相 位軸之角度設成相對於偏光片之吸收軸分別為φρ_φ 110·0ο及 φ ρ-φ F2=]70.0o 〇 惟’本實施型態中係將偏光片之吸收軸之角度固定成 ΦΡ-105·0°，並使偏光片側之相位差片11&之2係數口“”與 液晶構件側之相位差片1 lb之ζ係數Qz(2)變化而以反射模 式測量光學特性。其結果，（^(1)與(^(2)均在為〇 3〜丨〇時 得到相對於視角變化之反射率、對比及色彩變化為較小之 良好特性。 然後’特別針對(^(1)與(^(2)分別為〇·5或ι·〇時之組 合之四種’調查施加自白至黑之四色階份之電壓時的視角 所形成之反射率變化。 第6圖〜第9圖為在各ζ係數之組合中，將觀察方向自 面板之正面（0=0)朝第2圖中之右方向傾斜角度0時之反 射率之變化之繪製示意圖，亦即為相對於右方向之視角變 化之反射率之特性圖。 觀看第6圖〜第9圖知道可得到ζ係數qz越小則視角依 存性越小之無色階反轉之良好的反射率特性。特別是QzG) 為滿足0.3〜0.7者較佳，由其當(^(1)與Qz(2)皆滿足0.3〜07 時，確認出可得到良好的視角特性而甚佳。 又’在以上各實施型態中，作為反射電極係使用包含 有作為構成要素之鋁材之金屬反射電極，但發明之效果並 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公萤） 16 -ί 1 I ! L-----「裝----- tr· ----------線「_ <請先閱讀背面之注f項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 3 66 5 6 A7 B7 五、發明說明（Η) 不只限定於該物品，例如使用包含作為構成要素之銀之金 屬反射電極等亦可得到相同之效果。 (第5實施型態） 第10圖為揭示第5實施型態之反射型液晶顯示元件之 概略構成的斷面圖。本實施型態之顯示元件之構成係近似 第4圖所示之第2實施型態，無有散射片層。不同之處為將 下側基板19内面之擴散型反射電極48換成透明電極78，同 時係使設置於液晶構件之外側之擴散反射板72具有反射功 能。於同時’下側基板7 9係使用透明基板。其他構成要素 與第4圖相同，係以相同要素及相同符號揭示。元件之形 成方法因與第1實施型態相同故省略記載。 反射型液晶顯示元件之光學構成係與第2圖相同。 本實施型態中，係形成dLC=3.0/zm之液晶層厚度，使 Δ nLC · dLC=0.24 " m，使液晶層之扭轉角Ω LC=63.0。。又 ，係使用Qz=1.0之片體作為兩片相位差片，將偏光片側之 相位差片11 a之滯後度設定為RF1=〇_27 # m，而將液晶構件 側之相位差片lib之滯後度設定成RF2=〇.i4/zm。復將該等 滯後相位軸之角度設定成相對於偏光片之吸收軸分別為φ p-Φ F1 = U0‘0°，及φ ρ·φ F2=170.0。》如此，使上下基板皆 為透明基板，而於下侧使用擴散反射板時，視差影響所造 成之畫像模糊雖多少會出現，但已確定可得到視角特性變 化甚自然之反射型液晶顯示元件。 測量正面特性時’得到白之γ值換算之反射率16.8〇/〇 ，及對比14.5。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 17 (請先閲讀背面之ii意事項再填寫本頁)

T 裝-------VI — A7 436656 B7___ 五、發明說明（15) 又，利用上述構成製作除卻濾色層74之反射型液晶顯 示元件時，得到正面特性之白的Y值換散之反射率33.6% 及對比14.1。 又，將擴散反射板72設置於下侧透明基板79之下時， 無法以黏著劑完全接著，藉由於其間設置空氣層，藉由利 用樹脂之折射率之約1·6與空氣之折射率1.0之差所產生之 擴散效果之放大，已確定可得到更自然的視角特性。 又，本實施型態中係使用銀作為擴散反射板，但已確 定使用鋁之擴散反射板亦可得到相同之發明效果。 (第6實施型態） 第11圖為揭示第6實施型態之反射型液晶顯示元件之 概略構成的斷面圖。與說明第1實施型態之第1圖具有相同 功能之要素係以相同符號標示。 本實施型態中，係構成為於下侧基板19上配置閘電極 90、源極線91、薄膜電晶體元件（TFT)92、漏電極93及平 坦化膜94等之所謂活動矩陣陣列（active matrix array)。金 屬反射電極88係形成為分離於各像素上之構造，各像素分 別被獨立之訊號所驅動活動，故可獲得高對比且無串音 (cross talk)之高畫質顯示。 本實施型態之反射型液晶顯示元件之光學構成係與第 2圖相同。 作為上侧透明基板13及下側基板19係使用無鹼玻璃基 板（例如1737 : coning公司製），於上側透明基板13上形成 濾色器層14，於其上作為透明電極16係以銦、錫及氧化物 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --->---..-----「裝-------VI --------線「 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 18 4 3 66 5 6 A7 __ B7 經濟部智慧財產局員X消費合作社印製 五、發明說明（16) 形成對向電極。 又，於下侧基板19上以一定之方法將由鋁及钽所形成 之閘電極90、由鈦及鋁所形成之源電極91及漏電極93配置 成矩陣狀，於閘電極90與源電極91之各交叉部形成有由非 晶型矽所形成之TFT元件92 » 於如此形成之形成有非線型元件之下側基板19上之全 面上塗布以正型之感光性丙烯酸樹脂（例如FVR :富士藥 品工業（股）製）而形成平坦化膜94後，使用一定之光罩， 照射紫外線，於漏電極93上形成接觸孔95 之後藉由於其 上形成蒸鍍300nm之鈦，復於鈦上蒸鍍200nm之鋁的方式 ’形成鏡面反射型之金屬反射電極88。 於透明電極16及金屬反射電極88上印刷聚酉先亞胺之 r-丁内酯之5重量％溶液，以250°C硬化後，藉由實行使 用人造絲布之回轉研磨法所產生之配向處理，形成配向層 15a、15b，以實現既定之扭轉角。 之後，將上側透明基板13與下侧基板19以與第1實施 型態相同之方法相互貼合，於以150°C硬化密封樹脂後， 對Δ nLC=0.08的氟類酯系轉移型液晶真空注入混合著手徵 性液晶的液晶，於以紫外線硬化性樹脂封口後，藉由紫外 光線硬化之。 於以此方式形成之液晶構件8之上侧透明基板13上貼 附各向等性之前方散射片以作為散射片層12,於其上貼附 相位差片11a及lib使滯後相位軸分別形成為後述之角度， 復貼附偏光片10成使吸收軸或透過軸之方向呈現後述之角 (請先閱讀背面之注意事項再填駕本頁) Γ 裝 卜—訂· .線「 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 19 4 3 66 5 G A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（Π) 度。 本實施型態中’係形成dLC=3,0 μ m之液晶層厚度，使 △ nLC · dLC=0.24/z m，使液晶層之扭轉角q lc=63.〇。。又 ’係使用Qz=l 〇之片體作為兩片相位差片，將偏光片侧之 相位差片11 a之滯後度設定為RF1=〇.27 /z m，而將液晶構件 側之相位差片1 lb之滯後度設定成RF2=〇. 14 v m。復將該等 滯後相位軸之角度設定成相對於偏光片之吸收轴分別為φ ρ-φρι = 110‘0。’ 及 Φρ-Φρ2=170·0ο。 如此構成之液晶顯示元件作活動性驅動時可得到64色 階之全彩顯示。藉由於平坦化膜上形成金屬反射電極可得 到間口率97%，故為正面特性，且白之γ值換算之反射率 為19.2%，對比為15.7。 又’本僅本實施型態’於先前所述之所有實絶型態中 ，藉由於下侧基板上形成TFT等之非線形切換元件，可依 據本實施型態所述之方法得到活動驅動之反射性液晶顯示 元件〇又，作為非線形切換元件並不只限於非晶性碎之TFT ，使用二端子元件（MIM及薄膜二極體等）或聚矽TFT等亦 可得到同樣的效果。 又，於所有的實施型態中，係使用聚碳酸酯作為相位 差片，其為成本上及光學特性上為現今最佳之選擇之故。 惟，本發明並不只限於此物，只要是示現同等的光學各向 異性之材料皆可使用作為相位差片。 產業上之利用可能性 如以上所說明般，依本發明之反射型液晶顯示元件’ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 卜'—訂· 線「 本紙張尺度適用中國國家標準（q>js)A4規格（210 X 297公釐） 20 4 3 66 56 A7 _ B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（18) 可得到明亮、高對比，可顯示無彩色之黑白顯示及多色階 之多色顯示之常白型反射型液晶顯示元件》 其結果，可提供消耗電力極少之高畫質之液晶顯示裝 置’可促進自攜帶型資訊機器起之廣範圍之液晶顯示裝置 之利用。 圖示之簡單說明 第1圖為揭示本發明之第1實施型態之反射型液晶顯示 元件之概略構成的斷面圖。 第2圖為本發明之實施型態中之反射型液晶顯示元件 之光學構成圖。 第3圖為揭示本發明之第1實施型態中之反射型液晶顯 示元件之反射率與施加電壓之關係的特性圖。 第4圖為揭示本發明之第2實施型態之反射型液晶顯示 元件之概略構成的斷面圖。 第5圖為揭示本發明之第3實施型態中之反射型液晶顯 示元件之反射率與施加電壓之關係的特性圖。 第6圖為Z係數之變動所造成之相對於右方向之視角 變化的反射率之特性圖。 第7圖為Z係數之變動所造成之相對於右方向之視角 變化的反射率之特性圖。 第8圖為Z係數之變動所造成之相對於右方向之視角 變化的反射率之特性圖。 第9圖為Z係數之變動所造成之相對於右方向之視角 變化的反射率之特性圖。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) L·

T 裝 訂-· •線「 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 21 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 3 665 6 a7 _B7 五、發明說明（19) 第10圖為揭示本發明之第5實施型態之反射型液晶顯 示元件之概略構成的斷面圖。 第11圖為揭示本發明之第6實施型態之反射型液晶顯 不元件之概略構成的斷面圖。 元件標號對照 1、4、7、8…液晶構件 22…最接近上側基板之液晶 10…偏光片 分子之配向方向 11a、lib…相位差片 23a…偏光片侧之相位差片 12…散射片層 11a的滯後相位軸方向 13…上側透明基板 23b…液晶構件側之相位差片 14、44、74…濾色器層 lib滯後相位軸方向 15a、15b…配向層 24…偏光片之吸收軸方向 16 ' 78…透明電極 72…擴散反射板 17…液晶層 90…閘電極 18、48、88…金屬反射電極 91…源極線、源電極 19、79…下側基板 92…薄膜電晶體元件(TFT) 20…基準線 93…漏電極 21…最接近下側基板之液晶 94…平坦化膜 分子之配向方向 95…接觸孔 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 Γ訂. •線η 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格<210 X 297公釐） 22

Claims (1)

1. #、申請專利範圍 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 一種反射型液晶顯示元件，係包含：於一對基板間封 入轉移型液晶之液晶構件，配置於液晶構件之·—方之 基板側之偏光片；配置於偏光月與液晶構件間之兩片 相位差片；及，配置於另方之基板侧之光反射裝置； 而前述一對基板間之前述轉移型液晶之扭轉角度Ω1Χ 為45°〜90°，前述轉移型液晶之複折射AnLC與液晶層厚 dLC之積Δ nLC · dLC為0.20-0.30 em’前述偏光片側之 相位差片之滯後值RF1為0.23 // m〜.0.28仁m，前述液晶 構件側之相位差片之滯後值RF2為0.13#m〜0.18μηι， 前述兩片相位差片之各Ζ係數Qz均為0.3〜1.0，以最靠 近前述一方之基板之液晶分子之配向方向與最靠近前 述另方基板之液晶分子之配向方向所形成之角度中之 較大之角度的二等分線作為基板面内之基準線，以自 一方之基板側觀看之轉移型液晶自一方之基板侧朝另 方之基板-側扭轉之方向為正而表現角度時，且使前述 基準線與前述偏光片之吸收軸之方向所成之角度&φρ ’使前述基準線與前述偏光片側之相位差片之滯後相 位轴之方向所成之角度為φΡ1，使前述基準線與前述 液晶構件側之相位差片之滯後相位軸之方向所成之角 度為 Φη 時，φρ 為 75。〜195。， ΦΡ〜0>F2為165°〜175°，惟，前述Qz係使用以片體面之 法線方向為ζ軸所制定之空間座標系（x，y,z)上之各軸方 向之折射率ηχ、”及!!“!^為滯後相位軸方向之折射率 ’ ηγ為超前相位（advancing phase)轴方向之折射率，且 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐〉 23 4 3 66 5 6 as B8 C8

   六、申請專利範圍 以Qz=(nx-nz)/(nx-nY)所表示之係數。 2.如申請專利範圍第丨項之反射型液晶顯示元件，其中前 述基準線與前述偏光片之吸收軸方向所成之角度φρ為 90。〜120。或150。~180。。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 3 · —種反射型液晶顯示元件，係包含：於一對基板間封 入轉移型液晶之液晶構件；配置於液晶構件之一方之 基板侧之偏光片；配置於偏光片與液晶構件間之兩片 相位差片；及’配置於另方之基板側之光反射裝置； 而前述一對基板間之前述轉移型液晶之扭轉角度q a 為45°〜90°’前述轉移型液晶之複折射AnLC與液晶層厚 dix之積Δ nLC . dLC為0_20〜0.30仁m ’前述偏光片側之.. 相位差片之滞後值RF1為0.23私m〜·0_28以m，前述液晶 構件侧之相位差片之滯後值RF2為0.13/zm〜〇.18//m， 前述兩片相位差片之各Z係數Qz均為0.3〜1_〇，以最靠 近前述一方之基板之液晶分子之配向方向與最靠近前 述另方基板之液晶分子之_配向方向所形成之角度中之 較大之角度的二等分線作為基板面内之基準線，以自 一方之基板側觀看之轉移型液晶自一方之基板側朝另 方之基板側扭轉之方向為正而表現角度時，且使前述 基準線與前述偏光片之吸收軸之方向所成之角度 ，使前述基準線與前述偏光片側之相位差片之滯後相 位轴之方向所成之角度為ΦΡ1，使前述基準線與前述 液晶構件側之相位差片之滯後相位軸之方向所成之角 度為*!)” 時，Φρ 為-15°~105。，Op~Of1*-1〇5。115。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐） 436656 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 ’ φρ〜ΦΓ2為-165°〜-175。，惟，前述Qz係使用以片體 面之法線方向為Z轴所制定之空間座棟系（X，y，Z)上之各 軸方向之折射率nx、％及ηζ(ηχ為滯後相位抽方向之折 射率’ ηγ為超前相位（advancing phase)軸方向之折射率 ’且以Qz=(nx-n2)/(nx-nY)所表示之係數。 4_如申請專利範圍第3項之反射型液晶顯示元件，其中前 述基準線與前述偏光片之吸收軸方向所成之角度φρ為 〇°〜30°或60。〜90。。 5-如申請專利範圍第1項至第4項之任一項所述之反射型 液晶顯示元件，其中轉移型液晶之前述扭轉角度QLc 為60°〜65°。 6.如申請專利範圍第1項至第4項之任一項所述之反射型 液晶顯示元件，其中前述偏光片側之相位差片之Z係 數Qz為0.3〜0.7。 7·如申請專利範圍第1項至第4項之任一項所述之反射型 液晶顯示元件，其中前述兩片相位差片之各Z係數Qz 皆為0.3〜0.7。 8.如申請年利範圍第1項至第4項之任一項所述之反射型 液晶顯示元件，其於前述一方之基板側配置散射片。 9·如申請專利範圍第8項所述之反射型液晶顯示元件，其 係將前述散射片配置於前述相位差片與前述一方之基 板間^ 10.如申請專利範圍第8項所述之反射型液晶顯示元件，其 中前述散射片為前方散射片。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 丨裝： Γ T訂· -線. 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 25 436656 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 11. 如申請專利範圍第1項至第4項之任一項所述之反射型 液晶顯示元件，其中前述光反射裝置為包含自鋁及銀 請 先 閱 讀 背 之 注 意 事 項 再, 填 % 本 頁 中所選出之至少一種金屬作為其構成要素的金屬電極 〇 12. 如申請專利範圍第丨丨所述之反射型液晶顯示元件，其 中前述金屬電極之表面係為鏡面狀。 13. 如申請專利範圍第丨〗所述之反射型液晶顯示元件，其 於前述金屬電極上配置散射膜。 14_如申請專利範圍第u所述之反射型液晶顯示元件，其 中前述金屬電極之表面具有平均傾斜角為3。〜12。之C3 凸，而使入射光擴散反射者。 15. 如申請專利範圍第丨項至第4項之任一項所述之反射型 液晶顯示元件，其中前述另方之基板為透明基板，於 此透明基板之外侧配置光反射裝置。 16. 如申請專利範圍第15所述之反射型液晶顯示元件，其 中前述透明基板與前述光反射裝置之間介設有空氣層 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 17. 如申請專利範圍第丨項至第4項之任一項所述之反射型 液晶顯示元件，其於前述一方之基板側配置濾色器》 18. 如申請專利範圍第1項至第4項之任一項所述之反射型 液晶顯示元件，其於前述另方之基板侧配置非線形切 換元件》 19. 如申請專利範圍第18項所述之反射型液晶顯示元件， 其於前述非線形元件上形成絕緣性之平坦化膜，而通 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐〉 26 436656 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 過形成於此平坦化膜之接觸孔將前述非線形切換元件 與前述另方之基板侧之電極導通。 20.如申請專利範圍第1項至第4項之任一項所述之反射型 液晶顯示元件，其中前述相位差片係由聚碳酸酯所形 成0 先 閱 讀 背 面 之 注 意 事 項 再. I裝 訂 .線^1 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 27