TW574587B - Liquid crystal display device and electronic apparatus - Google Patents

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Kimitaka Kamijo
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Description

574587 A7 B7 五、發明説明(1) 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於液晶顯示器及電子機器,特指使用膽 固醇型液晶層做爲反射層或半透過反射層之液晶顯示器, 可得視角寬廣及顯示明亮之優質辨視性的液晶顯示器及具 備此條件的相關電子機器。 【先前技術】 反射型液晶顯示器因不具有背光源等光源,因此消費 電力小,以往多被應用於各種攜帶型電子機器。但因反射 型液晶顯示器是利用自然光或外來的照明光來做顯示,會 産生顯示在陰暗場所難以辨視的問題。因此則提案於明亮 場所和平常反射型液晶顯示器一樣利用外來光,於陰暗場 所可由内部光源作辨視顯示的液晶顯示器。亦即該液晶顯 示器是採用兼備反射型和透過型顯示方式,可隨著周圍的 明亮度切換反射模式或透過模式其中一種,減少消耗電力 ,即使周圍陰暗也可顯示淸晰。以下於本明細書中稱此種 液晶顯示器爲「半透過反射型液晶顯示器」。 半透過反射型液晶顯示器的型態爲具備鋁等金屬膜形 成具有透過光線用的狹縫(開口部)之反射膜位於下基板 内面(以下於本明細書中是爲基板液晶側的内面,及相反 側的外面),提案將該反射膜實行半透過反射層機能的液 晶顯示器。 第十一圖是顯示以往具備該種半透過反射層的液晶顯 示器之例。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局8工消費合作社印製 -4- 574587 A7 B7 五、發明説明(2) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 該液晶顯示器100具有一對透明基板101,102其間挾 持有液晶103的液晶體,於下基板101上層積有反射膜104 ,絕緣膜 1 〇 6,在此上方有由銦錫氧化物(I n d i u m 丁 i η Oxide,以下簡稱爲ITO )等透明導電膜所形成的下側電極 108,和覆於下側電極108之上的配向膜107。另外,在上 基板102之上形成有具R (紅),G (綠),B (藍)各 色素層的彩色濾光片109,其上層積有平坦化膜111,該平 坦化膜111上方有由I T〇等透明導電膜形成的上側電極 11 2,和覆於上側電極11 2之上的配向膜11 3。 反射膜104由鋁等光反射率高的金屬膜所形成,該反 射膜104則有可透過各晝素的透光用狹縫110。該狹縫110 使反射膜1 04成爲半透過反射層(因此以下稱該膜爲「半 透過反射層」)。位於上基板102外側配置有由上基板102 方向依序爲前方散亂板118,位相差板119,上偏光板114 ,位於下基板101外側則依序設有1/4波長板115,下偏 光板116。而背光源117 (照明裝置)則配置於下基板101 下方,其次是下偏光板116。 經濟部智慧財產局工消費合作社印製 當第十一圖所示的液晶顯示裝置100於明亮場所使用 反射模式時,由上基板102上方入射的太陽光,照明光等 外來光,穿透液晶103反射在下基板101上的半透過反射 層104表面後,再度穿透液晶103由上基板102側射出。若 於陰暗場所使用透過模式時,由設置於下基板101下方的 背光源117所出射的光線,在狹縫110部分穿透半透過反 射層104後再穿透液晶103由上基板102側射出。這些光源 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210Χ;297公釐) -5- 574587 A7 B7 經濟部智慈財產局g(工消費合作社印製 五、發明説明(3) 在各模式顯示中幫助很大。 但是,像這種半透過反射型液晶顯示器或反射型液晶 顯示器長久以來都使用例如鋁或銀等光反射率高的金屬膜 做爲反射層或半透過反射層。相對地,近來的反射型液晶 顯示器則建議採用折射率相異的介電質薄膜交互層積而成 的介電質鏡或使用膽固醇液晶的膽固醇型反射板或使用全 息像元件的全息像反射板作爲反射層。這些反射層不單祇 是作爲反射光線的反射層,並可發揮構成材料的特徴及具 其他功能。 其中膽固醇型液晶於達到某一温度(液晶轉移温度) 以上則呈液晶相,關於液晶相是液晶分子在固定間隔有週 期性的扭轉構造。而該構造可選擇性地反射波長與扭轉間 隔一致的光,並具有穿透這些以外的光線之性質。因此例 如液晶硬化時紫外線強度或温度可控制扭轉間隔,局部改 變反射光的顏色,當反射型彩色濾光片使用。 而層積複數可選擇性反射不同顏色光的膽固醇型液晶 層,最後也可當作反射白色光的反射板。 使用膽固醇型液晶的反射板具有上述特有的機能,與 以往常用的金屬膜相比,可實現亮度高,色彩純度高的顯 示,可提高反射型或半透過反射型液晶顯示器的顯示品質 ,因此該技術也引人注目。 【發明所欲解決之課題】 但是爲了提高反射型液晶顯示器的顯示品質,使用膽 (請先閲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(210X297公釐) -6- 574587 A7 B7 五、發明説明(4) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 固醇型反射板作爲反射層時’與以往常用的金屬膜相比會 産生視角變窄的問題。亦即膽固醇型反射板具有反射光指 向性強的特性,會産生從某一個範圍狹小侷限的角度觀看 液晶顯示器的畫面時,其顯示可比以往明亮許多’而一改 變觀看位置卻馬上變暗的問題。 第十一圖所顯示的以往半透過反射型液晶顯示器,不 論有無外來光線都可辨視其顯示,但相較於反射模式時, 透過模式時的顯示明亮程度遠遠遜色許多。這是因爲透過 模式時的顯示,僅利用到從背光源射出光線的一半,且祇 利用到穿透半透過反射層狹縫的光線’和於下基板外側設 置有1 /4波長板以及下偏光板等等的原因。 經濟部智慧財產咼員工消費合作社印製 以往半透過反射型液晶顯示器其反射時與透過時的顯 示模式不同,特別是透過時由背光源出射的光線約有一半 被上偏光板所吸收,僅剩約一半可供顯示用。亦即,相對 於反射模式直接利用由上基板側入射的直線偏光做明亮顯 示,透過模式爲了要達到與反射模式時一樣程度的顯示, 從液晶層下方到上基板側的光線必須要幾近於圓偏光。但 是由於該圓偏光中的一半在從上基板射出時就已經被上偏 光板所吸收,最後入射液晶層的光線只剩一半可供顯示用 。這是先就顯示原理來説爲何透過模式的顯示較暗的主要 原因。 另外,透過模式時爲了利用穿透狹縫的光線作顯示, 狹縫對於半透過反射層全體面積的比例(數値口徑)決定 了顯示的明亮程度。該數値口徑越大,透過模式時可使顯 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 574587 A7 B7 五、發明説明(5) 示更亮,因爲加大數値口徑的話會減少半透過反射層的非 開口部面積,使反射模式的顯示變暗。因此,爲了確保反 射模式的明亮,狹縫的數値口徑至某一程度以上便無法加 大,使得提高透過模式的明亮受到限制。 其次,半透過反射型液晶顯示器基於該顯示原理説明 下基板外側必須要有1/4波長板,而爲何於透過模式時會造 成明亮不足的理由。但是以下的説明是關於進行當非選擇 電壓施加狀態時的暗顯示,與當選擇電壓施加狀態的明顯 示時之構造。 首先,第十一圖所示的半透過反射型液晶顯示器1 00, 進行反射模式暗顯示時,由上基板1 02外側入射的光線和 上偏光板1 1 4的透過軸成紙面平行時,因透過位於上基板 102上的上偏光板114,形成具有成紙面平行的偏光軸之直 線偏光,當透過液晶103時由於液晶103的雙折射效果大 致成爲圓偏光。而且,反射於下基板1 0 1上的半透過反射 層104表面時則成回折的圓偏光,再透過液晶103的話, 變成成紙面垂直的偏光軸之直線偏光,到達上基板102。在 此,位於上基板102上的上偏光板114,因爲具有與紙面平 行的透光軸,反射在半透過反射層104的光線,被上偏光 板1 14所吸收,不再回到液晶顯示器100外部(觀察者側 ),液晶顯示器100則成暗顯示。 反之,進行反射模式明顯示時,當電壓施加於液晶103 時,因爲改變了液晶10 3的配向方向,由上基板10 2外側 入射的外來光線透過液晶1 03成直線偏光,直接反射在半 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) I I - - -I ―I ‘ I- H (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 -8- 574587 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(6) 透過反射層1 04,具紙面平行偏光軸的直線偏光原封不動地 穿透上基板102的上偏光板114回到外部(觀察者側), 液晶顯不器1 0 0則成明顯不。 另外,上述液晶顯示器100進行透過模式顯示時,由 背光源117出射的光線,從下基板101外側入射液晶體, 其中穿過狹縫110的光線成爲進行顯示重要的光線。 在此,爲了進行液晶顯示器100的暗顯示,如上所述 ,和反射模式時一樣,從狹縫110面到上基板102的光線 必須是幾近圓偏光。因此,從背光源11 7射出而穿透狹縫 11 〇的光線必須是幾近圓偏光,爲了將穿透下偏光板11 6後 的直線偏光變換成幾近圓偏光必須要有1/4波長板11 5。所 謂1 /4波長板是指可將某波長的直線偏光變換成幾近圓偏光 的零件。 若注意從背光源117射出而不穿過狹縫110的部分光 線,從背光源117射出,下偏光板116的透過軸成紙面垂 直的話,於穿透下偏光板1 1 6時變成紙面垂直的直線偏光 之後, 穿透1/4波長板115變成幾近圓偏光到達半透過反射層 1 04,如再反射於半透過反射層1 04之下,則變成回折的圓 偏光。再穿透1 /4波長板11 5成爲有紙面平行偏光軸之直線 偏光。而且該直線偏光並且被有紙面平行偏光軸之下偏光 板116所吸收。換句話説,從背光源117射出而不穿透狹 縫110的光線,反射於半透過反射層104下面之後,幾乎 全被下基板101的下偏光板116所吸收。 (請先閲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(210X29*7公釐) -9 - 574587 A7 B7 五、發明説明(7) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 如此,半透過反射型液晶顯示器100於透過模式時未 穿透狹縫110而反射在半透過反射層104的光線幾乎全被 下基板101的下偏光板106所吸收,從背光源117射出的光 線僅有一部份可供顯示使用。也就是説假設不被下偏光1 i 6 所吸收而穿透下偏光板11 6,回到背光源1 1 7的話,原來從 背光源11 7射出的光線加上該回射的光便可確實有效地提 局背光源117的売度,可提升透過模式的明亮程度。換言 之,若能再和用未穿透狹縫110而反射在半透過反射層104 的光線,可提升透過模式的明亮程度。但是以往的構造卻 無法實現此說法。 本發明是爲了解決上述課題採用膽固醇型液晶層做爲 反射層的反射型或半透過反射型液晶顯示器,以提供視角 廣顯示明亮且優質辨視性的液晶顯示器爲目的。 另外,本發明以提供具備有優質辨視性之上述液晶顯 示器的電子機器爲目的。 【用以解決課題之手段】 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 爲了達成上述目的,本發明的液晶顯示器,屬於具有 於相對向配置的上基板與下基板間挾持液晶層的液晶體之 液晶顯示器,其特徴係使用具備有複數凹凸部且至少可反 射一部份具有所定迴轉方向之橢圓偏光的膽固醇型液晶層 做爲反射層,具備於前述下基板之内面側對於前述液晶層 設置有由前述上基板側入射橢圓偏光的上基板側橢圓偏光 入射手段,同時前述液晶層爲在於選擇電場施加狀態、或 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -10- 574587 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明(8) 非選擇電場施加狀態皆可反轉射入橢圓偏光之極性,而在 另一狀態下則極性不變。 本發明的液晶顯示器以反射光指向性強的膽固醇型液 晶層做爲反射層,.因爲膽固醇型液晶層具有複數凹凸部’ 具有所定迴轉方向之橢圓偏光被反射層於反射之際散亂射 出。亦即,膽固醇型液晶層具有複數凹凸部的話,構成膽 固醇型液晶層的液晶分子其扭轉構造成角度範圍廣泛的傾 斜狀態。因此,入射反設層的入射光因被膽固醇型液晶層 反射而散亂,射出具角度範圍廣泛的光線。 據此,相較於以往無凹凸部膽固醇型液晶層的液晶顯 示器,本發明的液晶顯示器其反射光的強度分布來得穩定 。結果可實現視角廣顯示明亮優質辨視性的液晶顯示器。 還有上述液晶顯示器其前述反射層以可集中特定角度 範圍爲佳。 一般,觀察者觀察顯示面的方向(觀察者的正面方向 )爲基板面之略爲法線方向。因上述液晶顯示器其反射層 可將反射光集中於特定角度範圍,藉著反射層將反射光集 中於基板面之略爲法線方向,可減少觀察者位在觀看顯示 面方向以外的反射光量,使觀察者於觀看顯示面時可有效 利用更加明亮的反射光線。因此,可得更加明亮的顯示面 〇 通常液晶顯示器表面反射於反射層的光和正反射光同 方向,從液晶顯示器出射的光線和液晶顯示器表面反射外 來光的反射光重疊,變得非常難以辨認顯示。上述液晶顯 (請先閲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(210X297公釐) -11 - 574587 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(9) 示器可改變液晶顯示器表面的反射層反射出來的正反射方 向,可得容易辨認顯示的液晶顯示器。 上述液晶顯示器之構成前述膽固醇型液晶層的前述凹 凸部以曲面爲佳。 像這種液晶顯示器於反射層反射之際可更有效散亂光 線,使反射光強度分布變得非常穩定。結果可得視角更廣 顯示明亮且優質辨視性的液晶顯示器。 關於上述液晶顯示器,在前述下基板側比在前述膽固 醇型液晶層,置有複數凹凸部的基材層爲佳。 像這種液晶顯示器可容易地形成具有複數凹凸部之膽 固醇型液晶層,可得視角更廣顯示明亮且辨視性優的液晶 顯示器。 上述液晶顯示器之前述基材層以樹脂材質爲佳。 像這種液晶顯示器可容易地控制構成基材層之凹凸部 形狀,獲得具有任意形狀的凹凸部。因此,構成膽固醇型 液晶層的凹凸部可輕易做成任意形狀,製成最適度形狀的 凹凸部以得視角廣辨視性更佳的液晶顯示器。 關於上述液晶顯示器,在上基板側比在前述反射層裝 設具有含複數不同顏料色素層的彩色濾光片爲佳。 像這種液晶顯示器,可製成彩色顯示的液晶顯示器。 關於上述液晶顯示器,對於前述液晶體具備入射前述 下基板側的照明裝置,同時對於前述液晶層也可設有入射 橢圓偏光於前述下基板的下基板側橢圓偏光入射手段。 關於本發明液晶顯示器,實現半透過反射型之液晶顯 (請先閲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(21〇X297公釐) -12- 574587 A7 B7 五、發明説明(19 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 示器,爲了將透過顯示模式變成和反射顯示模式相同,藉 著一些手段,在液晶體將光線入射下基板側的同時,也必 須於下基板側入射橢圓偏光於液晶層將。因此要採取何種 手段,例如從下基板側入射照明裝置於液晶體,所謂的備 置背光源,可輕易實現將光線入射下基板的構造。 根據這樣的液晶顯示器,在反射模式時因具複數凹凸 部的基材層,如上所示,可得視角廣泛明亮的顯示,即使 在透過模式時,根據後述的理由可得明亮的顯示,與以往 的半透過反射型液晶顯示器相比,即使是反射模式時或透 過模式時都同樣可得顯示辨視性優的半透過反射型液晶顯 示器。 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 亦即,膽固醇型液晶的波長與液晶分子的扭轉間隔相 等,而且選擇性地反射迴轉方向與扭轉捲曲方向相同的圓 偏光,即所謂的具有選擇反射性。反言之,與液晶分子的 扭轉間隔不等波長的光,以及即使波長與液晶分子的扭轉 間隔相等,扭轉捲曲方向和具有相反迴轉方向的圓偏光, 都可穿透膽固醇型液晶。再者,在此所用的膽固醇型液晶 層其波長與液晶分子的扭轉間隔相等,並不100%穿透迴轉 方向與扭轉捲曲方向同向的圓偏光,具有反射一部份,穿 透一部份的機能。因此膽固醇型液晶層可當作半透過反射 層使用。 本發明者發現,近年所提案採用謄固醇型液晶做爲反 射層的反射型液晶顯示器,入射液晶體偏光狀態的光線爲 橢圓偏光,若設定不論對液晶層施加選擇電場或非選擇電 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -13- 574587 A7 B7 五、發明説明(” "~ " (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 場時,均可反轉橢圓偏光狀態極性的液晶模式的話,可統 一反射時和透過時的顯示模式,於顯示原理上不會使透過 模式變暗。另外還發現,根據膽固醇型液晶層的選擇反射 ’下基板外側的構造和以往一樣,可再利用反射於下基板 的光線。著眼於這些要點,構成本發明之提案。 以下利用第三圖説明本發明液晶顯示器的顯示原理, 和再利用反射於半透過反射光線的理由。 第三圖是説明本發明液晶顯示器之顯示原理。 由上基板1和下基板2之間挾持液晶層3的一對透光 性基板構成液晶體4。於下基板2的内面依序設有由膽固醇 型液晶層8而成的半透過反射層7,和具有含顏料色素層5 (第三圖以紅色(R )色素層爲例説明)的彩色濾光片6 ( 以下也稱顏料彩色濾光片)。膽固醇型液晶層8可反射一 部份並可穿透一部份具有所定波長頻帶(色),所定回轉 方向的圓偏光,本説明以紅色右旋圓偏光爲例(以下稱爲 右圓偏光),其比例爲反射80%,穿透20%。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 還有,本發明液晶顯示器設有由上基板1對液晶層3 入射橢圓偏光的上基板側橢圓偏光入射手段,第三圖是由 穿透一方向直線偏光的上偏光板9和變換穿透該上偏光板9 的直線偏光爲圓偏光的上1/4波長板10構成上基板側橢圓 偏光入射手段。再者,第三圖設有由上基板2對液晶層3 入射橢圓偏光的下基板側橢圓偏光入射手段,相同於上基 板1 一側,由下偏光板11和下1/4波長板12構成下基板側 橢圓偏光入射手段。在此的上基板側,下基板側均和偏光 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210'乂297公釐) -14- 574587 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(1子 板(9,11 )的穿透線和第三圖紙面成平行方向,當該方向 直線偏光入射1 /4波長板1 〇,1 2時則射出右圓偏光。 液晶層3可依有無施加電界反轉入射圓偏光的極性( 迴轉方向),例如當非選擇施加電壓(液晶OFF時),液 晶分子1 3成倒臥狀態具有λ /2的位相差(λ :入射光之波 長),因此,入射右圓偏光穿透液晶層3之後,變成左圓 偏光,左圓偏光則變成右圓偏光。另外,當選擇施加電壓 (液晶ON時),液晶分子1 3成站立狀態而無位相差,圓 偏光的極性(回轉方向)則不變。 第三圖所示液晶顯示器於實行反射模式明顯示時(第 二圖左邊)’由上基板1外側入射的光線因穿透上基板1 上方的上偏光板9變成紙面平行具偏光軸的直線偏光,接 著又透過1/4波長板10而成右圓偏光。此時若將液晶轉成 〇N狀態,因如上所述不會改變圓偏光的回轉方向,當液晶 層3有圓偏光射入時,此光線透過液晶層3即使再到半透 過反射層7也仍是原來的右圓偏光。 以往採用金屬膜等做爲半透過反射層和採用膽固醇型 液晶層做爲本發明半透過反射層其兩者最大的差異是,金 屬膜半透過反射層在反射時會逆轉圓偏光的回轉方向,即 若反射右圓偏光則變成左圓偏光,而膽固醇型液晶層之半 透過反射層於反射時不會改變圓偏光的回轉方向,即使反 射右圓偏光也仍是原來的右圓偏光。因此當80%的紅色右 圓偏光經過下基板2上方半透過反射層7反射後會再向上 基板1穿透液晶層3。此時也因爲液晶爲ON狀態偏光狀態 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -15- 574587 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明(1? 仍舊是右圓偏光,之後穿過1/4波長板10變成紙面平行具 偏光軸的直線偏光,該直線偏光可穿透上偏光板9而回到 外部(觀察者側),液晶顯示器則做明(紅色)顯示。 反之,進行反射模式暗顯示時(第三圖右邊第二), 液晶爲OFF狀態,液晶層3具λ /2位相差,從上基板1入 射的右圓偏光穿過液晶層3變成左圓偏光。在第三圖中, 構成半透過反射層7的膽固醇型液晶層8因爲自始至終只 是反射一部分右圓偏光,而左圓偏光則穿透半透過反射層7 。之後穿透1/4波長板12變成紙面垂直具偏光軸的直線偏 光,該直線偏光被下偏光板11所吸收,不再回到外部(觀 察者側),液晶顯示器則做暗顯示。 另外,例如從背光源等出射經由下基板2外側入射液 晶體4的光線對於實行透過模式的顯示很重要。在此,當 實行透過模式暗顯示(第三圖右邊),幾乎和反射模式時 同樣作用從下基板2側向上基板1側延伸。也就是説,由 於第三圖的下基板2側也和上基板1側一樣具備下偏光板 11和下1 /4波長板1 2,從下基板2側入射右圓偏光於液晶 層3,其中有20%穿透半透過反射層7。在此若是液晶爲 OFF狀態的話,當到達上基板1側時變成左圓偏光,穿過 上1 / 4波長板1 0變成紙面垂直具偏光軸的直線偏光,該直 線偏光因被上偏光板9吸收的關係,不射出外部(觀察者 側),液晶顯示器則做暗顯示。 實行透過模式的明顯示時(第三圖左邊第二)’從下 基板2側入射的光穿過下偏光板11變成紙面平行具偏光軸 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ·裝· 、τ 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -16- 574587 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明(1f 的直線偏光,接著穿過下1/4波長板12變成右圓偏光射出 。該射出光的20%可透過膽固醇型液晶的半透過反射層7, 穿過顏料彩色濾光片層6的色素層5,變成紅色右圓偏光射 出,若是液晶爲ON狀態的話,該20%的右圓偏光仍維持原 來的偏光狀態到達上基板1。之後右圓偏光穿過1/4波長板 10變成紙面平行具偏光軸的直線偏光,該直線偏光可穿透 上偏光板9而回到外部(觀察者側),液晶顯示器則做明 (紅色)顯示。 另外,透過模式明顯示在穿過下1/4波長板12變成右 圓偏光射出的光線中,有80%的光線向下反射在膽固醇型 液晶的半透過反射層7。此時如上所述,因爲膽固醇型液晶 的特性是不會改變反射圓偏光的回轉方向,反射光仍爲右 圓偏光。之後,右圓偏光穿過1/4波長板12變成紙面平行 具偏光軸的直線偏光,該直線偏光可穿過與紙面平行具偏 光軸的下偏光板Π。如此一來,與下偏光板11的透過軸一 樣,當具偏光軸之直線偏光由下基板2側射出,此光可反 射於例如具有背光源的反射板等,再度導入液晶體4側, 二次利用於顯示。 還有,上述省略了説明,即使當透過模式做暗顯示時 ,穿過下1/4波長板12變成右圓偏光射出的光線中,有 80%的光線反射在膽固醇型液晶的半透過反射層7,一旦從 下基板2側出射至液晶體4外部後,再度導入液晶體4的 該光線終究是被上偏光板9所吸收掉,對於暗顯示並無大 礙。 (請先閱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(210X297公釐) -17- 574587 經濟部智慧財產局g(工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明(1歹 而反射模式做明顯示時,由上方入射的右圓偏光其中 有20%穿過半透過反射層7 ,一旦從下基板2出射至液晶 體4外部後,再度被導入液晶體4。該光線對於顯示幫助很 大,使反射模式可維持亮顯示。 如此,本發明液晶顯示器可於反射時與透過時使用相 同的顯示模式,特別是在透過模式做明顯示時,不像以往 半透過反射型液晶顯示器由下基板側入射的部分光被上偏 光板所吸收,穿過膽固醇型液晶的半透過反射層的光線對 顯示的幫助更大。另外,反射於膽固醇型液晶的半透過反 射層之光線可再度利用於顯示。當然上述所使用的膽固醇 型液晶以反射:80%,透過:20%之比只是其中一例,反射與 透過的比例可任意變換。但是不管任何比例,透過膽固醇 型液晶半透過反射層的圓偏光都能被作最大的利用,加上 反射於半透過反射層的圓偏光也可再度利用於顯示,兩者 效果相乘,維持了反射顯示的明亮且透過顯示的明亮也比 以往提高,可實現優質辨視性半透過反射型之液晶顯示器 〇 至於上段説明從上基板側、下基板側導入的光線其理 想型態皆爲「(右)圓偏光」,只是實現上述本發明液晶 顯示器之動作未必一定需要正圓偏光,廣義而言只要是「 橢圓偏光」就可以。 上述液晶顯示器中前述膽固醇型液晶層,可因應前述 液晶體顯示領域之毎個被分割所定領域的液晶分子扭轉間 隔,有選擇性地反射波長相異色光,實行彩色濾光片的機 (請先閲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(210X297公釐) -18· 574587 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7_五、發明説明(Μ 肯b 。 前述膽固醇型液晶層,藉由改變液晶體顯示領域之毎 個被分割所定領域的液晶分子扭轉間隔’有選擇性地於毎 個所定領域因應扭轉間隔的波長光,也可實行反射型彩色 濾光片的機能。例如使用反射型彩色濾光片分別反射毎個 顯示領域内的紅(R ),綠(G ),藍(B )光各點’ ’成爲 可顯示毎個領域内各點各色的液晶顯示器。 膽固醇型液晶層當成彩色濾光片使用時,設計將分割 前述反射層前述液晶體之顯示區域内其固定區域的周圍之 相對位置,比構成前述膽固醇型液晶層前記凹凸部最頂端 爲高,且具有隔開每個液晶分子扭轉間隔的分隔壁(spacer )分離前述膽固醇型液晶層爲佳。 例如將膽固醇型液晶層做爲反射型彩色濾光片分別反 射毎個顯示領域内的紅(R ),綠(G ),藍(B )光各點時 ,因爲設計將各點外圍部的相對位置比構成前述膽固醇型 液晶層前記凹凸部最頂端爲高,且具有隔開毎個液晶分子 扭轉間隔的分隔壁(s p a c e r )分離前述膽固醇型液晶層,在 反射層分隔壁(spacer )隔開的區域内形成可反射相異光的 膽固醇型液晶層,鄰接區域之間可確實地分隔,可實現色 彩再現性優質的液晶顯示器。 上述液晶顯示器也可以是液晶分子扭轉間隔相異具有 複數膽固醇型液晶層之反射層。 這種液晶顯示器可當成反射包含各種波長頻帶之圓偏 光的反射層,即所謂白色反射板使用。 (請先閲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(210X297公釐) -19- 574587 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(1I 爲了達成上述目的,本發明之電子機器其特徴爲具有 上述液晶顯示器。 根據該電子機器,可提供具優質辨視性液晶顯示部的 電子機器。 【發明實施型態】 (第一實施型態) 以下參照第一圖面加以説明本發明之第一實施型態。 第一圖是顯示本實施型態液晶顯示器之切面構造圖。 本實施型態爲半透過反射型彩色液晶顯示器,及膽固醇型 液晶層當作彩色濾光片使用之例。還有爲了方便圖面理解 ,適當地改變了第一圖構成各要件的膜後和尺寸比例等。 如第一圖所示,本實施型態液晶顯示器20具備有液晶 體21和配置於液晶體21後側的(下基板23外側)背光源 22 (照明裝置)。 液晶體21則有下基板23與上基板24成對向配置,在 該上基板24與下基板23之間挾持有位相差設定例如又/2 的STN (Super Twisted Nematic)液晶等製成的液晶層26。 另外,背光源22則具備有LED (發光二極體)等而成的光 源27,導光板28,反射板29等。 如第一圖所示,由玻璃或塑膠等透光性材質等製成的 下基板23其内側具有曲面複數的凹凸部36a,形成有由樹 脂而成的基材層36,基材層36之上則形成有分隔壁( spacer) 36b和具有分隔壁(spacer) 36b分隔區域内的膽固 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、τ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210x297公釐) -20- 574587 A 7 B7 五、發明説明(1? 醇型液晶層34r,34g,34b之半透過反射層35 ° (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 分隔壁(spacer) 36b則如第一'圖及弟—*圖所不’顯不 領域内各個點的周圍相對位置設有格子狀。而分隔壁( spacer ) 36b爲剖面視爲凸狀,比構成膽固醇型液晶層34r ’ 34g,34b凹凸部34a最頂端的高度爲高’同時形成基材層 36,與基材層36 —體化。 膽固醇型液晶層34r,34g ’ 34b反射部分且穿過部分具 所定回轉方向的各色圓偏光,具體而言,例如右圓偏光反 射80%,穿過20%。可設定反射與穿過的比例爲反射:透過 = 8:2〜1:9左右之範圍,該設定可控制膽固醇型液晶層34r ,34g,34b的厚度。 如第一圖所示,膽固醇型液晶層34r,34g,34b具有曲 面複數凹凸部34a,藉由半透過反射層35可將反射光集中 於基板面的略爲法線方向(觀察者的正面方向)。 經濟部智慧財產局S工消費合作社印製 膽固醇型液晶層34r,34g,34b可選擇性地反射顯示領 域内毎個點和液晶分子扭轉間隔波長一致的光,藉由分隔 壁(s p a c e r ) 3 6 b分離毎個液晶分子扭轉間隔。而膽固醇型 液晶層341*,34g,34b例如於硬化膽固醇型液晶層之際改變 紫外線強度和温度可控制局部的扭轉間隔,若控制扭轉間 隔於450 可選擇反射藍色光,若控制扭轉間隔於550 可選擇反射綠色光,若控制扭轉間隔於650 可選擇反射 紅色光,全體則成爲彩色濾光片。 而膽固醇型液晶層34r,34g,34b各種顏色的毎個平面 圖形可採例如條紋狀,馬賽克狀,或△狀等以往熟知和彩 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -21 - 574587 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明(15» 色濾光片相同的形狀。 如第一圖所示,半透過反射層35上形成有外敷層33, 表面平坦。於外敷層33上有ITO等透明導電膜形成的下部 電極37,其上有聚醯亞胺(polyimide)等樹脂所形成的配 向膜38。上基板24内側有ITO等透明導電膜形成的上部電 極39,其上有聚醯亞胺(polyimide)等樹脂所形成的配向 膜40。 這些下部電極37,上部電極39的構造則可採用薄膜電 晶體(TFT),薄膜二極體(TFD)等開關元件的主動矩陣 方式或被動矩陣方式做爲電極。 上基板24外側依序於基板側設有上位相差板42和上 偏光板43 (兩方構成上基板側橢圓偏光的入射手段)。另 一方面,下基板23外側依序於基板側設有下位相差板44 和下偏光板45 (兩方構成下基板側橢圓偏光的入射手段) 。這些位相差板42,44和偏光板43,45是爲了對液晶層 26入射具所定回轉方向的圓偏光所設,就本發明液晶顯示 器的顯示原理而言,從上基板24入射的圓偏光和從下基板 23入射的圓偏光其回轉方向必須一致。因此,上偏光板43 和下偏光板的透過軸方向必須和第一圖的紙平面與平行方 向略爲一致。但若是特別要位於上基板24側的位相差板有 色補償機能的話,未必要用1/4波長板,可選用具任意位相 差的位相差板。 接下來是第一圖所示本實施型態液晶顯示器20的部分 製程,舉位於下基板23内側的基材層36和半透過反射層 (請先閲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(210X297公釐) -22- 574587 A7 B7 五、發明説明( 35製成方法一例説明。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 厂方法一 j 首先於下基板23内側使用例如旋轉塗布機所用的正片 型之感光性光阻劑OFPR-800 (商品名,東京應化製)作塗 布。之後再施以90°C之假燒成。 其次用例如灰光罩曝光,感光性光阻液曝光量有了過 渡性的變化後,再用顯影液NMD-W (商品名,東京應化製 )顯影,施以温度250t真燒成,使感光性光阻液完全硬化 ,同時形成基材層36及分隔壁(spacer) 36b。 該方法可藉著灰光罩的圖案型狀和光透過率,三次元 地控制構成基材層36曲面的複數凹凸部36a以及分隔壁( spacer) 36b形成的位置和形狀。 在此所指作感光性光阻液曝光量過渡性的變化之手段 ,除了使用灰光罩以外,也可採用電子線曝光裝置控制電 子光束照射量的方法。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 而且,基材層36以及分隔壁(spacer) 36b形成後,於 被分隔壁(spacer) 36b分隔的區域内塗布膽固醇型液晶, 照射紫外線使膽固醇型液晶硬化,對應構成基材層36的凹 凸部36a形狀,形成具有曲面複數凹凸部34a的膽固醇型液 晶層341*,34g,34b,得半透過反射層35。 上述關於構成液晶顯示器20之顯示原理,在〔用於解 決課題之手段〕項中已詳細説明,在此省略。如上所示, 根據本實施型態液晶顯示器20,在反射時和透過時可使用 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -23- 574587 A7 B7 五、發明説明(2) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 相同顯不模式,特別是當透過模式的明顯示,不會像以往 半透過反射型液晶顯示器的上偏光板會吸收部分由下基板 側入射的光,透過膽固醇型液晶層34r,34g,34b半透過反 射層35的光會大部分用於顯示。另一方面,於膽固醇型液 晶層34r,34g,34b半透過反射層35上反射,未導入液晶 層26的光線可再利用於穿透顯示。如此,穿透膽固醇型液 晶層34r,34g,34b半透過反射層35的圓偏光可作最大限 度的利用,再加上反射在半透過反射層35的圓偏光可再利 用於顯示兩者效果相乘,一來維持了反射顯示的明亮也提 高以往透過顯示的明亮,實現優質辨視性的半透過反射型 液晶顯示器。 本實施型態液晶顯示器20是使用反射光指向性強的膽 固醇型液晶層做爲反射層,膽固醇型液晶層341*,34g,34b 具有複數凹凸部34a,有所定回轉方向的橢圓偏光於半透過 反射層35反射之際散亂射出。因此比起以往沒有凹凸部的 膽固醇型液晶層之液晶顯示器,反射光的強度分布穩定許 多。結果可得視角廣顯示明亮辨視性優的液晶顯示器20。 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 再者,由於構成膽固醇型液晶層34r,34g,34b的凹凸 部34a爲曲面,當光線反射於半透過反射層35之際可更具 散亂效果,使反射光的強度分布變得非常穩定。結果可得 視角更廣更明亮之顯示。 而且,因爲構成膽固醇型液晶層34r,34g,34b的凹凸 部34a可集中反射光於特定範圍角度内,且半透過反射層 35可非常有效率地集中反射光於基板面的略法線方向(觀 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -24- 574587 A7 B7_ 五、發明説明(2子 察者正面),可得顯示更明亮辨視性優的液晶顯示器20。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 在此參照圖面説明本實施型態液晶顯示器20液晶體表 面光線的狀態。 第四圖是説明構成本實施型態液晶顯示器20之液晶體 21表面光線狀態圖,第五圖是説明構成本實施型態液晶顯 示器20之膽固醇型液晶層的凹凸部無法於特定角度範圍内 集中反射光時其液晶體21表面光線狀態圖,第十圖是説明 以往構成液晶顯示器之液晶體210表面光線狀態圖。 第四圖以及第五圖,第十圖中符號L1表示入射液晶21 ,210的外來光,符號L2,L3,L11表示從液晶體21,210 來的出射光,符號L10表示反射在液晶體21,210表面外 來的反射光。 如第十圖所示,以往的液晶顯示器藉反射層反射的反 射光即來自液晶體2 1 0的出射光L 11和外來的反射光L 1 0 同方向。因此液晶體210的出射光和外來的反射光L10重 疊,顯示狀態變得非常難以辨識。 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 相對於此,本實施型態液晶顯示器20如第四圖所示, 藉半透過反射層35反射的反射光即來自液晶體21的出射 光L2方向和外來反射光L 1 0方向相異,由多方散亂,可得 視角廣明亮且容易辨識的顯示。 而且本實施型態液晶顯示器20之構成膽固醇型液晶層 34r,34g,3 4b的凹凸部34a可將反射光集中於略法線方向 (觀察者正面),如第五圖所示,和不將反射光集中於特 定角度範圍的凹凸部34a比較,因爲來自液晶體21的出射 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -25- 574587 A7 B7 五、發明説明( (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 光L2方向會向基板面的略法線方向集中,除了觀察者觀察 的顯示面以外,反射於其他方向的光量比例減少,可得更 明亮優質辨視性的顯示。 本實施型態液晶顯示器20的下基板側23因具有複數 凹凸部36a的基材層36,可容易地形成具複數凹凸部34a 的膽固醇型液晶層34r,34g,34b,容易實現視角廣且顯示 明亮優質辨視性的型態液晶顯示器20。 基材層36由樹脂所形成,可輕易控制構成基材層36 凹凸部的形狀,也容易製得具任意形狀的凹凸部36a。因此 可輕易地形成構成膽固醇型液晶層34r,34g,34b的複數凹 凸部34a,可輕易地製成使視角更廣,形狀最適當的凹凸部 34a 〇 還有基材層36爲樹脂的話,替代上述「方法一」,也 可用以下所示等方法形成基材層36。 「方法二」 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 首先,於下基板23内側使用和方法一相同的感光性光 阻劑且和方法一作同樣的塗布,施以90°C十分鐘的假燒成 ,形成感光性光阻液層。 其次用光罩進行第一次曝光。之後用顯影液NMD-W( 商品名,東京應化製)顯影感光性光阻液層。除去感光過 的感光性光阻層後,形成感光性光阻液之凹凸部。 其次再進行與第一次曝光所用之不同光罩進行第二次 曝光。在此所使用的光罩其遮光領域比第一次曝光光罩的 -26- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 574587 A7 B7 五、發明説明(2f 遮光領域小。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 其次用顯影液NMD-W (商品名,東京應化製)顯影感 光性光阻液所成的凹凸部。除去感光性光阻液的部分,於 下基板23上形成具二段差的感光性光阻液所成的凹凸部。 還有,在此舉的例是一次曝光就進行一次顯影,也可以兩 次曝光後再進行一次顯影。 其次是進行14CTC三十分鐘熱處理回流感光性光阻液的 凹凸部,縮小凹凸部差距使其成爲表面平滑的曲面凹凸部 。之後進行250°C真燒成,使感光性光阻液完全硬化,形成 表面具有曲面凹凸部36a的基材層36。 「方法三」 首先,於下基板23内側使用和方法一相同的感光性光 阻劑且和方法一作同樣的塗布,作所定形狀的圖案形成, 産生圓柱狀的凸凹。 之後,於形成凸凹的下基板23上塗布光聚合性之丙烯 酸樹脂液狀材料並使其硬化,覆蓋於圓柱狀的凸凹形成表 面光滑具曲面凹凸部36a的基材層36。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 「方法四」 首先於下基板23上形成樹脂第一層膜,於第一層膜上 塗布感光性光阻液作所定形狀的圖案形成,再蝕刻第一層 膜,形成下基板23上的圓柱狀凸凹。 之後,剥離感光性光阻液,於形成凸凹的下基板23上 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -27- 574587 A7 _ _B7_ 五、發明説明(2歹 塗布光聚合性之丙烯酸樹脂液狀材料並使其硬化,覆蓋於 圓柱狀的凸凹形成表面光滑具曲面凹凸部36a的基材層36 〇 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 接著,若是樹脂的話,可用浮雕加工形成基材層36的 形狀,也可使用轉印基材層3 6的方法。 還有,將膽固醇型液晶層34r,34g,34b做爲反射型彩 色濾光片分別反射毎個顯示領域内的紅(R ),綠(G ), 藍(B )光各點,設計分隔壁(spacer ) 36b使各點外圍部 的相對位置比構成膽固醇型液晶層34r,34g,34b凹凸部最 頂端還高,且因爲膽固醇型液晶層34r,34g,34b層隔開毎 個液晶分子的扭轉間隔,在半透過反射層35的分隔壁( spacer ) 36隔開的區域内形成可反射相異光的膽固醇型液晶 層34r,34g,34b,可確實地分隔鄰接區域之間,實現色彩 再現性優質的液晶顯示器20。 (第二實施型態) 以下參照第九圖加以説明本發明之第二實施型態。 經濟部智慧財產局W工消費合作社印製 第九圖是顯示關於本實施型態液晶顯示器之切面構造 。本實施型態與第一實施型態相同,以半透過反射型彩色 液晶顯示器爲例,與第一實施型態不同的是以膽固醇型液 晶層做爲白色反射板時爲例。同樣地第九圖也和第一圖一 樣爲了方便圖面理解,適當地改變了構成各要件的膜後和 尺寸比例等。 本實施型態液晶顯示器的全體構造與第一圖所示第一 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -28- 574587 A7 B7_ i、發明説明(今 實施型態相同,僅就與第一實施型態相異部分參照圖面詳 細説明。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本實施型態液晶顯示器與第一圖所示第一實施型態相 異處是基材層爲下基板的一部份,和將膽固醇型液晶層做 爲白色反射板,和設計有顏料彩色濾光片層。 本實施型態液晶顯示器50如第九圖所示,由玻璃或塑 膠等透光性材質等製成的下基板23其内側具有曲面複數的 凹凸部,形成由下基板23 —部份所成的基材層56,基材層 56之上具有將反射光集中於基板面略法線方向的曲面複數 凹凸部,還形成有液晶分子扭轉間隔相異的複數膽固醇型 液晶層34r,34g,34b之半透過反射層55,半透過反射層 55之上形成包含R,G,B異色顏料色素層31i·,31g,31b 的彩色濾光片層32。 接下來是第九圖所示本實施型態液晶顯示器50的部分 製程,舉位於下基板23内側的基材層56和半透過反射層 55製成方法例説明。 經濟部智慧財產笱g(工消費合作社印製 首先於下基板23上塗布感光性光阻劑,再施以假燒成 。其次例如光罩曝光後,再用顯影液顯影,施以真燒成使 感光性光阻液完全硬化,形成對應凹凸部形成位置的開口 率(透光率)光阻圖案。 之後於下基板23有光阻圖案面和相反側貼上保護用疊 層薄膜,浸潤於含過多下基板23組成元素的過飽和溶液中 ,形成凹凸部位有微小突起。 接著剥離光阻圖案,用主成分爲氫化氟的溶液作徹底 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -29 - 574587 A7 B7 五、發明説明(2了 的蝕刻,覆蓋光阻圖案的部分形成平滑面,同時未覆蓋光 阻圖案的部分則形成凹凸部,製成具複數凹凸部的基材層 56 ° 而且,於基材層56上塗布膽固醇型液晶,照射紫外線 使膽固醇型液晶硬化,對應構成基材層56的凹凸部形狀, 形成具有曲面複數凹凸部的膽固醇型液晶層,可得半透過 反射層5 5。 若基材層56爲下基板的一部份的話,替代上述方法, 也可採用噴砂處理法形成具複數凹凸部的基材層56。 上述關於構成液晶顯示器50之顯示原理,在〔用於解 決課題之手段〕項中已詳細説明,在此省略。如上所示, 根據本實施型態液晶顯示器50,穿過膽固醇型液晶層的半 透過反射層55的圓偏光可作最大限度的利用,再加上反射 在半透過反射層55的圓偏光可再利用於顯示兩者效果相乘 ,一來維持了反射顯示的明亮也提高以往透過顯示的明亮 ,實現優質辨視性的半透過反射型液晶顯示器。 本實施型態液晶顯示器50是使用反射光指向性強的膽 固醇型液晶層做爲反射層,膽固醇型液晶層具有複數凹凸 部,有所定回轉方向的橢圓偏光於半透過反射層35反射之 際散亂射出。因此比起以往沒有凹凸部的膽固醇型液晶層 之液晶顯示器,反射光的強度分布穩定許多。結果可得視 角廣顯示明亮辨視性優的液晶顯示器50。 再者,本實施形態液晶顯示器,由於構成膽固醇型液 晶層的凹凸部爲曲面,當光線反射於半透過反射層55之際 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -訂 4 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -30- 574587 A7 B7 五、發明説明(2? 可更具散亂效果,可得視角更廣更明亮之顯示。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 而且半透過反射層55可將反射光集中於略法線方向( 觀察者正面),除了觀察者觀賞的顯示面以外,反射於其 他方向的光量比例減少,可得更明亮優質辨視性的顯示。 本實施型態液晶顯示器50的下基板側23因具有複數 凹凸部的基材層56,可容易地形成具複數凹凸部的膽固醇 型液晶層。 本實施形態液晶顯示器50,半透過反射層55之上形成 包含異色顏料的複數色素層之彩色濾光片層32,可得彩色 顯示。 〔電子機器〕 説明關於具備上述實施形態液晶顯示器電子機器之例 〇 第六圖是顯示行動電話一例之斜視圖。第六圖以符號 1000表示行動電話本體,以符號1001表示採用上述液晶顯 示器的液晶顯示部。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第七圖是顯示手錶型電子機器一例之斜視圖。第七圖 以符號1100表示時鐘本體,以符號1101表示採用上述液晶 顯示器的液晶顯示部。 第八圖是顯示文字處理機,個人電腦等攜帶型情報處 理器一例之斜視圖。第八圖以符號1 200表示情報處理器, 符號1202爲鍵盤等輸入部,符號1204爲情報處理器本體, 符號1206表示採用上述液晶顯示器的液晶顯示部。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -31 - 574587 A7 _._B7 五、發明説明(2? 第六圖〜第八圖所示電子機器,是使用上述實施形態 液晶顯示器的液晶顯示部,實現具顯示明亮,優質辨視性 液晶顯示部之電子機器。 本發明技術範圍並不只限於上述實施形態,在不脫離 本發明主題範圍内可加入種種變化。例如上述實施形態中 使用偏光板與1/4波長板作爲橢圓偏光入射手段,只要是可 對液晶層入射橢圓偏光的材質,也可採用其他光學材料。 關於本發明,理想狀態是利用入射圓偏光於液晶層作 顯示,但未必只限於正圓偏光,若是容許光線利用效率稍 微低下的話,也可採用橢圓偏光。 【發明效果】 如以上之詳細説明,本發明液晶顯示器的膽固醇型液 晶層因具有複數凹凸部,持有所定回轉方向的橢圓偏光會 於反射層反射之際散亂射出。因此本發明液晶顯示器比起 以往不具有凹凸部的膽固醇型液晶層之液晶顯示器,反射 光的強度分布穩定許多。結果可得視角廣顯示明亮辨視性 優的液晶顯示器。 【圖式簡單説明】 第一圖是顯示關於本發明第一實施型態液晶顯示器之 切面構造圖。 第二圖是顯示凹凸部與分隔壁(spacer )之槪略斜視圖 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局S工消費合作社印製 -32- 574587 A7 B7
五、發明説明(W 第三圖是説明相當於上述第一實施型態液晶顯示器其 顯示原理之模式圖。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 第四圖是説明構成本賓施型態液晶顯示器之液晶體表 面光線狀態圖。 第五圖是説明構成本實施型態液晶顯示器之膽固醇型 液晶層的凹凸部無法於特定角度範圍内集中反射光時其液 晶體表面光線狀態圖。 第六圖是顯示關於本發明電子機器一例之斜視圖。 第七圖是顯示關於本發明電子機器其他例之斜視圖。 第八圖是顯示關於本發明電子機器另外一例之斜視圖 〇 第九圖是顯示關於本發明第二實施型態液晶顯示器之 切面構造。 第十圖是説明以往構成液晶顯示器之液晶體表面光線 狀態圖。 第十一圖是顯示以往液晶顯示器一例之切面圖。 【圖號説明】 經濟部智慧財4局R工消費合作社印製 1,24上基板 2,23下基板 3 ’ 26液晶層 4,21液晶體 5,31r,31g,31b 色素層 6,32顏料彩色濾光片 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -33- 574587 A7 B7 i、發明説明(3) 7,35,55半透過反射層 8,34r,34g,34b膽固醇型液晶層 9, 43上偏光板(上基板側橢圓偏光之入射手段) 1 0,42上位相差板(上基板側橢圓偏光之入射手段) 11,45下偏光板(下基板側橢圓偏光之入射手段) 12,44下位相差板(下基板側橢圓偏光之入射手段) 20,50液晶顯示裝置 22背光源(照明裝置) 36,56基材層 36b 分隔壁(spacer ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慈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(210X297公釐) -34-

Claims (1)

  1. 574587' 公告本 六、申請專利範圍 1 U- 附件3 : 第9 1 1 24557號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國92年9月1日修正 1 · 一種液晶顯示器,屬於具有於相對向配置的上基板與 下基板間挾持液晶層的液晶體之液晶顯示器,其特徴係使 用具備有複數凹凸部且至少可反射一部份具有特定旋轉方 向之橢圓偏光的膽固醇型液晶層做爲反射層,具備於前述 下基板之内面側對於前述液晶層設置有由前述上基板側入 射橢圓偏光的上基板側橢圓偏光入射手段,同時前述液晶 層爲在於選擇電場施加狀態、或非選擇電場施加狀態皆可 反轉射入橢圓偏光之極性,而在另一狀態下則極性不變。 2. 如申請專利範圍第1項所述的液晶顯示器,其中前述 的反射層可將反射光集中於特定的角度範圍内。 3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的液晶顯示器, 其中構成前述膽固醇型液晶層之前述記凹凸部爲曲面。 4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的液晶顯示器, 其中相較於前述膽固醇型液晶層於前述下基板側具備有複 數凹凸部的基材層。 5. 如申請專利範圍第4項所述的液晶顯示裝置’其中前 述基材層爲樹脂所形成。 6. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的液晶顯示器, 其中相較於前述反射層於上基板側設有含各色顏料的複數 色素層之彩色濾光片。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1T 絲 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 574587 ABICD 六、申請專利範圍 2 7. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的液晶顯示器, 其中對前述液晶體具有由前述下基板側入射之照明裝置, 同時對前述液晶層具有由前述下基板側入射橢圓偏光之下 基板側橢圓偏光入射手段。 8. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的液晶顯示器, 其中前述膽固醇型液晶層,可因應前述液晶體顯示領域之 每個被分割所定領域的液晶分子扭轉間隔,有選擇性地反 射波長相異色光,實行彩色濾光片的機能。 9. 如申請專利範圍第8項所述的液晶顯示器,其中前述 反射層的前述液晶體顯示領域之被分割所定領域的周圍部 其相對位置比構成前述膽固醇型液晶層的前述凹凸部最頂 端爲高,且前述膽固醇型液晶層具備有將液晶分子每一種 扭轉間隔分離的分隔壁(spacer)。 10·如申請專利範圍第1項或第2項所述的液晶顯示器· ,其中前述反射層具有相異的液晶分子扭轉間隔複數的膽 固醇型液晶層。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) I t 、v" 絲 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(210X29*7公釐)
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