TWI269097B - Semi-transmission type liquid crystal display device - Google Patents

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TWI269097B TW092126716A TW92126716A TWI269097B TW I269097 B TWI269097 B TW I269097B TW 092126716 A TW092126716 A TW 092126716A TW 92126716 A TW92126716 A TW 92126716A TW I269097 B TWI269097 B TW I269097B
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Dong-Hae Suh
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Boe Hydis Technology Co Ltd
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Description

1269097 五、發明說明（i) 【本發明所屬之技術領域 本發明係有關一種液晶顯示器，特別是有關一 效促進光學元件設計，以確保大視角、提升生產力、f由有 源消耗以及增加良率之半透過型液晶顯示器。 p制電 【先前技術】 液晶顯示器一般分為透過型和反射型兩種。透過q 器藉由背光反射而來的燈光顯示，它們被廣泛的用^型顯示 理器、膝上型個人電腦等裝置的顯示器，然而，如文書處 個有大量強光照射的環境（例如··戶外），即鉦法认用在— 顯示。 …、、、、°予適當的 反射 於它們並 源。所以 目，並且 上述 才虽 \ 層 一片彩色 極化片。 晶被注射 相包括向 列，其中 面為平行 分子持續 現在 型顯示 不傳送 5它們 迅速變 反射型 下層指 濾光片 上層基 到它們 列相和 所有的 或垂直 被扭轉 將根據 器反射 背光， 在作為 得普遍 液晶顯 向性薄、_ 晦 板和下 之間。 螺旋相 液晶分 ，這個 到一個 其光學 了外部光線並用 因此比透過型顯 可攜式設備的顯 〇 示器包含一層下 示器消耗更少的電 不器的用途上受到号 膜、一層 上層基板 層基板以 用於反射 ，當運用 子本質上 分子陣列 決定好的 特性來說 液晶層 、一層 決定好 型液晶 向列相 與上層 具有一 角度。 明反射 層基板、^ π _ 、—個上透明電極 光學補償膜以及一 之距離隔開，一塊 顯示器元件中之液 時，液晶具有分子 基板和下層基板之 個扭轉方位角，其 型液晶顯示器之顯 個反私
1269097
五、發明說明（2) 方式。 當沒有施加電堡g奔 +λ , 位膜之後被轉變為圓‘步極化.片的線性偏振光在穿過相 穿透液晶層之後，這個、？1如 '向左旋轉之偏極光）。在 一層反射片反射。者被^ ^再度變為線性偏振光，並且被 向左旋轉之偏振光：者再度穿過液晶層，即轉變為 線被轉化為偏振方向：桎：：先線再度穿過相位膜，這個光 過轉換的光線穿過極;匕片二：偏極轴平：的”。如果經 當施加電壓時，來自化現一種全党的狀態。 膜穿過液晶層㈣有產之向左旋轉之偏振光和相位 射板反射並改變何改變。接著，這個偏極光被反 晶層和相位膜，即被轉：c。當此光線再度穿過液 經過轉換的偏振光不能穿過極化片，結果 出現一種全暗的狀態。 门、口木 之铲ί:ί f型液晶顯示器’顯示螢幕之好壞要视每個元件 有效進行而定，尤其，為了有效提昇反射二 位膜之光學特性、液曰爲夕：：佺化極化片之透過軸角、相 Η Αη ν日Α /夜日日層之見度d、液晶層之相位延遲值 dAn二液/、的杻轉角度以及反射片之特性。 視圖第1圖為根據先丽技術所描繪之反射型液晶顯示器的剖 M u = 圖所不之反射型顯示器，其結構包括一層具有反 多乂下指向性薄膜（12)之下層基板（10)、一層具有彩 色濾先片（14)和上指向性薄膜（15)之上層基板（13)、一層< 1269097 五、發明說明(3) 於上層基板（1 3 )和下層基板（1 〇 )之間的液晶層（1 6 )，以及依 序被置於上層基板（13)外表面的λ/4膜（17)和極化片（18)。 λ/4膜（17)為一種作為光學補償光的單軸膜，具有λ /4相位 差。 根據先前技術並具有上述結構之反射型液晶顯示器，有 一個90度的扭轉角，而介於λ/4膜（17)的光軸和極化片（18) 軸之間的角度為4 5度。 然而，依據先前技術之反射型顯示器會出現顯示不佳的 問題，因為若使用兩片又/4膜（17)來促進其晶胞設計的時 候，它的反射率會因此降低，而且如果使用一個λ /4膜來避 免反射^的減少時，這種顯示器不能適當表現，在可見光線 波長之見頻中，提供又/ 4相位差的功能。 此外，依據先前技術而設計之反射型顯示器有許多小的 晶胞間隙，因此若應用到實際的製程中會產生較差的良 【本發明之内容】 因此，本發明之製作在解決上述先前技術中，發生於反 射型液晶顯示器的種種問題，而本發明之一個目的在萨由 別設計反射型和透過型液晶顯示區，提供_種能執行^過型 液晶顯#器元#之作用’並‘维持反射型;夜晶顯示器元件之功 能的半透過型液晶顯示器。 為了達成上述目的，故提供一種半透過型液晶顯示 其中包含·· 一層具有一個反射電極和下指向性薄膜的下層基板； 層具有一片彩色濾光片和上指向性薄膜的上層基板；
1269097 _一 ........... _______ _ _ 五、發明說明（4) 一層介於上層基板和下層基板之間的液晶層； 分別被置於上層基板和下層基板外表面的上層相位膜和 下層相位膜，用來將線性偏振光轉變為圓偏振光；以及 上、下層極化片5用來將照射於上、下相位膜上的自然 光分別轉變為線性偏振光，其中 該顯示器有一個反射型液晶顯示區，其中：液晶層異有 0· 24-0。27微米的相位延遲值d An ;上層相位膜具有；I /4相 位補伯的作用以及1 4 0度到1 4 6度的光學軸；上指向性薄膜具 有相對於水平線4 〇度至5 〇度的指向角；下指向性薄膜具有相 對於水平線-1 〇度至-20度的指向角；上偏極版具有1 〇4度至 122· 5度之透過轴角，又 位於上層基板和下層基板之間而且沒有反射電極的透明 形液晶顯示區，其中：液晶層具有〇 24-〇· 40微来的相位延 遲值d Λη ;下層相位膜具有λ /4相位補償的作用以及5〇度到 64度的光學轴··下極化片具有1〇〇度至11〇度之透過轴角。 更好地是，反射型液晶顯示區和透過型液晶顯示區之間 的比率為δ比δ。 更好地是，上層相位膜之相位值比下層相位膜之相位值 大了 5奈米。 、 更好地是’反射型液晶顯示區和透過型液晶顯示區之間 的介面呈現一個〇度至8〇度的斜角。 更好地是，液晶層係由具有6 0度扭轉角之扭轉向列液晶 所組成。 _ 據本發明之另一個面向，提供一種半透過型液晶顧示
1269097 五、發明說明（5) '" --- ϋΟ» 态5包括： 一層具有一個反射電極和一層下指向性薄膜之 板； 寸眠 < 卜層基 一層具有一片彩色濾光片和一層上指向杻績喊+ 板； J改溥胰之上層基 一層介於上層基板和下層基板之間的液晶層； 一層位於下層基板外表面的下層相位膜，闲炎 4a , 用木將線性偏 振光轉變為圓偏振光；以及 用來將照射於各上層基板和下層相位膜之自然光轉變 線性偏振光的上層極化片和下層極化片；其中 夂— 該顯示器具有一個反射型液晶顯示區，其中：液晶声具 有〇· 24-0· 27微求的相位延遲值d Δη ;上指向性薄膜具阳有曰相/、 對於水平線40度至50度的指向角；下指向性薄膜具有相對於 水平線-1 0度至-2 0度的指向角；上層極化片具有！ 〇 4度至 1 2 2 , 5度之透過軸角，以及 一個位於上層基板和下層基板之間而不具有反射電極之 透過型液晶顯示區’其中：液晶層具有〇 · 2 4 - 〇 · 4 0微米的相 位延遲值d Δη ;下層相位膜具有λ /4相位補償的作用以及5〇 度到64度的光學軸；下極化片具有1〇〇度至11〇度之透過車由 角，又 上層基板為一片具有λ / 4机位補償的作用並顯示圓偏振 光為5 5 0奈来的玻璃基板。 更好地疋’反射型液晶顯不區和透過型液晶顯示區之間 的比率為5比5 〇
第12頁 1269〇97_ 、發明說明（6) 更好地是，下層相位膜具有一個相位值，因此λ / 4相位 月果和λ /2相位膜被安棑一個角度，而且λ /4相位膜和λ /2相 位膜分別被安排了 85度至1 〇〇度和5度至20度的光學軸。 、 更好地是，液晶層係由多個具有6 0度扭轉角之扭轉向列 液晶所組成。 【本發明之實施方式】 在τ下心根據附加圖示來說明本發明之較佳具體實施例。 相似的元件和圖示中，相同的參照數字將用來指出相同或 略。 ’因此重複之相同或相似零件之描述將予以省 本 晶顯示 執行透 件的功 液晶網 所 板，並 一致的 定液晶 好的顯 第 型液晶 元構造 第 發明嘗★十 區， 由分別設計透過型液晶顯示區和反射型液 i型造=種半透過型液晶顯示器。該顯示器應能 能。因此”、:員示元件之作用’又兼顧反射型液晶顯示元 示區 液晶層之相位延遲值d Δη，以及在透過型 以，’〜、和極化片之設計均是本發明的要點。 有致促進、r曰9 θ由運用賦予λ M功能之基板作為上層基 上層極化^ :頌示元件（例如：與上層基板之光學軸 指向之扭轉t透過轴角、液晶層之相位延遲值以及決 示螢幕所兩夕7摩擦配向角之構成要素，而達成作為 2圖和繁1 ^ 光學晶胞結構。 弟β圖依；^丄 顯示器。第3圖*本發明之具體實施例描述一種半透過 之示意圖。㈤為顯示半透過型液晶顯示器之液晶晶 具體貧施例所設計之半透過型液晶 4圖顯示據本發明 〜
第13頁 1269097 五、發明說明（7) 顯示器的各元件軸位安排。在該圖中，參照符號（a 1 )和（a2 ) 指的是下層極化片和上層極化片的透過轴，（b 1)和（b 2 )分別 為下層相位膜和上層相位膜之光學軸，（c 1)和（c 2)分別為下 層基板和上層基板之摩擦配向軸。 根據本發明之一件具體實施例所設之半透過型液晶顯示 為’如弟2圖和弟3圖所示，其中的下層基板（2〇)具有一個反 射電極（21 )和一層下指向性薄膜（2 2 )、上層基板（2 3 )具有一 層彩色濾、光片（2 4 )和上指向性薄膜（2 5 )以及一層介於下層基 板（2 0 )和上層基板（2 3 )之間的液晶層（3 〇 )。上層相位膜（2 6 ) 和下層相位膜（27)分別位於上層基板（23)和下層基板（20)的 外表面，用來將線性偏振光轉變為圓偏振光。上層極化片 (28)和下層極化片（29)分別被提供在上層相位膜（26)和下層 相位膜（27)上，用來將外面的自然光轉變成線性偏振光。曰 如上述裝配，根據本發明之一件具體實施例所設之半透 過型液晶顯示器，被分作具有反射電極（2i )之反射型液晶顯 =區和位於兩層基片之間而沒有反射電極（21 )的透過型液晶 頌不區。反射型液晶顯示區和透過型液晶顯示區之間的比率 為5比5，而兩個顯示區之間的介面所夾之斜角為〇产至δ〇卞 度。 又 有一個光學測試在下列幾種狀況下進行··上層基板（23 ) $下層基板（20)有hit或少於的厚度和大約丨.53的折射 牛；上層基板之透明電極有丨50 0埃的厚度和丨· 9的折射率； 上層指向層有7 5 0埃的厚度和h6的折射率；反射電極之厚产 破設定為1 5 0 0埃。測試的參數包括透過軸或上、下層基板、
1269097 ______ 五、發明說明（8) 液晶層之相位延遲值以及指向角。以下為光學晶元構造中各 元件的特性值： 液晶層（3 0 )係由數個具有6 0度扭轉角之向列液晶所組 成。在反射型液晶顯示區中，液晶層具有〇 · 2 4 - 〇 · 2 7微米的 相位延遲值d Δη ;上層相位膜（28)具有;I/4相位補償的作用 以及1 4 0度到1 4 6度的光學轴；上層指向性薄膜（2 5 )具有相對 方、水平線4 0度至5 0度的指向角；下層指向性薄膜（2 2 )具有 相對於水平線- 1 〇度至一 2 〇度的指向角；而上層極化片（2 $ )具 有104度至122.5度的透過軸角。 在不具有反射電極（2 1 )之透過型液晶顯示區中，液晶層 具有〇· 24-0· 40微米的相位延遲值d Δη ;下層相位膜（27)具 有λ /4的相位補償功能以及5〇度到64度的光學軸；而下層極 化片具有100度至110度的透過軸角。 “上層相位膜的相位值比下層相位膜的相位值大了 5奈 上層極化片（2 8 )和下層極 時受到半反射製程和抗眩光製 和下指向性薄膜（22 )被用來有 子中，它們是由聚醯胺酸高分 液晶之親合性及與基板之附著 上層相位膜（26)具有一個 行高分子膜之單軸延伸而製造 碳酸酯、聚烯烴、聚乙烯醇及 根據本發明之具體實施例 化片（2 9 )受到半反射製程或同 程的牽制。上指向性薄膜（2 5 ) 效的引導液晶分子。在多數例 子和聚醯胺混合而成，兼顧與 度。 ’、 特定的相位差，並且是經由進 出來，這些高分子膜係選自聚 聚苯乙烯。 ’為了保留透過型液晶顯示元
1269097_ 一 一_ 五、發明說明（9) 件之特性，又兼顧反射型液晶顯示元件之特性，因此當設計 反射型晶胞光學時，將晶胞間隙設計得比反射型液晶顯示區 大了約1微米。另外，一層具有單軸的λ /4相位補償功能之 r層相位膜和一層下極化片被附著於下層基板，以展示出光 學特性。晶胞間隙差讓在摩擦配向中液晶指向的不一致減至 最低，消除回位線，故提供有效之晶元特性。 第5圖顯示了依據本發明具體實施例所設之半透過型液 晶器中的一個扭轉角和相位延遲值。 如弟5圖所示’該顯示器的設計在讓液晶層之相位延遲 值和液晶之扭轉角的值之範圍内（以斷續線表示），對應到A 值和B值範圍之介質成分，它的設計是為了實施先前技術所 示之好的顯示螢幕。因此，可保持較佳之對比和色彩屬性， 尤其和先前技術相比，相對於晶元間隙之增大上，製程邊緣 可以被改善。 第6圖至第8圖為與電壓相關之該半透過型液晶器的反射 特性示意圖。第6圖顯示了曰本松下電器公司所製的一種有 關電壓之反射型液晶顯示器。第7圖和第8圖展示出當液晶的 扭轉角呈現6 0度時，液晶晶元之反射率和透過率。更具體而 言’第7圖顯示了在反射模式中與電壓相關之反射特性'，第8 圖顯示了在透明模式中與電壓相關之透過特性。 如第6圖所示，當施加電壓時，松下電器公司所製之反 射型液晶顯示器並不能產生理想的全黑狀態。相對的，根據 本發明具體實施例所製之半透過型液晶顯示器在施加電壓 日守，可以產生理想的全黑狀悲。這顯示本發明之半透過型液
1269097 五、發明說明（10) 晶顯示器在與電壓相關之反射率方面， 射型液曰曰曰顯示^反射帛更佳。 Μ下電器公司之反 -中在ritm 一個具體實施例之半透過型液晶顯示 时中S上層基板由一層具有λ /4相位補償功能， 偏振光為55 0奈米之玻璃基板所替代5 亚且頦不0 具體實施例中的上層基板和下層基1广此非外使用炙發明第-"4相位膜和"2相位膜被安排在V角;卜：：=具f 月^的結構。λ/4相位膜和又/2相位膜分別 曰= 100度和5度至20度的光學軸。 F 1 W度至 成、=曰f係由具有數個60度扭轉角之扭轉向列液晶所組 ί位Ϊ ί L型λ液晶顯示區中1液晶層具有°. 24-°. 27微米之 产的Θ ^ ’上指向性溥膜具有相對於水平線40度至50 =上層極化川介於…度到 相位膜=r.2…。微米之 j m&的光學軸；下層極化片具㈣到ug度的透過轴 件之=所；，明提供一種能夠維持透過型液晶顯示元 液曰龍—哭5牯录顧反射型液晶顯示元件之功用的半透過型 領ΐ 。經由有效促進該顯示器之液晶晶元的設計，該 ==壓相關的反射率和透過率上均有所提昇。這樣 汁.艾和色衫特性’故提供了一種極佳的顯示螢幕。
I·· 第17頁 1269097 五、發明說明（11) 另外，相較於先前技術，製程邊緣可以藉由增加晶元間 隙而被改善，這樣亦能提昇生產力。 雖然本發明較佳具體實施例主要作為說明之用，那些熟 悉本技術的人將察覺到各種修改、增加及替換，而沒有偏離 揭示於下之申請專利範圍中的範圍和精神，均有其可能性。
第18頁 1269097
洳技術所描綠之反射 型液晶顯示器的剖 第1圖係根據先 視圖。 第2圖和第3圖係根據本 半透過型液晶顯示器。 《妝a施例所描繪之一寺 第4圖係根據本發明具體實施例示 示器中各元件的軸向安排。 之+透過型液晶顯 第5圖係根據本發明之具體實施例之半 器所描繪之扭轉軸和相位延遲值圖。 液晶顯示 第6圖到第8圖顯示了根據本發明具體實施例 透過型液晶顯示器與電壓之間的關係和其反射特性$ 了之4 【圖式中元件名稱與符號對照】 10 下 層 基 板 11 反 射 片 12 下 指 向 性 薄 膜 13 上 層 基 板 14 彩 色 濾 光 片 15 上 指 向 性 薄 m 16 液 晶 層 17 λ /4 膜 18 極 化 片 20 下 層 基 板 21 反 射 電 極 22 下 指 向 性 薄 m 23 上 層 基 板 24 彩 色 濾 光 片 25 上 指 向 性 薄 膜 2 6 上 層 相 位 膜 27 下 層 相 位 膜 28 上 層 極 化 片 29 下 層 極 化 片 30 液 晶 層 al、 .a2 • 透 過 轴 bl、 ‘ b2 ·· 光 學 轴 cl、 .c3 摩 擦 配 向軸

Claims (1)

1翁_7 -1S_92126716 、申請專利範圍 Λ_η 曰 修正 9车7月0调 1 · 一種半透過型液晶顯示器，包含： 具有一個反射電極和下指向性薄膜的下層基板； 具有一片彩色渡光片和上指向性薄膜的上層基板； 一介於上層基板和下層基板之間的液晶層； 分別被置於上層基板和下層基板外表面上的上層相位 膜和下層相位膜，用來將線性偏振光轉變為圓偏振光； 分別被置於上層相位膜和下層相位膜上的上層極化片 和下層極化片’用來將外面的自然光轉變為線性偏振光； 一個反射型液晶顯示區；以及 一個位於上層基板和下層基板之間而不具有反射電極 的透過型液晶顯示區，其中， 在反射型液晶顯示區中： 液晶層具有0· 24-0· 27微米之相位延遲值η ; 上層相位膜具有λ / 4相位補償作用以及丨4 〇度到i 4 6度 的光學軸； 上指向性薄膜具有相對於水平線4 〇度至5 0度的指向 角； 下指向性薄膜具有相對於水平線—丨〇度至—2 〇度的指向 角；而 上層極化片具有1 0 4度到1 2 2 · 5度的透過軸角；又 在透過型液晶顯示區中： 液晶層具有0 · 2 4 - 0 · 4 0微米之相位延遲值d △ η ; 下層相位膜具有λ /4相位補償作用以及5〇度到64度的 光學軸；
第20頁 1269097 案號 92126716 曰 修正 六、申請專利範圍 下層極化片具有100到110度的透過 2. 如申請專利範圍第1項之半透過 中反射型液晶顯不區和透過型液晶顯不 比5 〇 3. 如申請專利範圍第1項之半透過 中上層相位膜的相位值比下層相位膜的 米。 4. 如申請專利範圍第1項之半透過 中上層極化片和下層極化片受制於半反 5. 如申請專利範圍第1項之半透過 中上層極化片和下層極化片受制於半反 程。 6. 如申請專利範圍第1項之半透過 中液晶層係由具有6 0度扭轉角之扭轉向 7. —種半透過型液晶顯示器包含： 一層具有一個反射電極和下指向性 一層具有一片彩色濾光片和上指向 板， 一層介於上層基板和下層基板之間 一層位於下層基板之外表面的下層 性偏振光轉變為圓偏振光； 分別被置於上層相位膜和下層相位 和下層極化片，用來將外面的自然光轉 一個反射型液晶顯示區；以及 軸角。 型液晶顯示器，其 區之間的比率為5 型液晶顯不Is ’其 相位值大了 5奈 型液晶顯示器，其 射製程。 型液晶顯示器，其 射製程和抗眩光製 型液晶顯示器，其 列液晶所組成。 薄膜的下層基板； 性薄膜的上層基 的液晶層， 相位膜，用來將線 膜上的上層極化片 變為線性偏振光；
第21頁 1269097 案號 92126716 曰 六、申請專利範圍 一個位於上層基板和下層基板之間而沒有反射電極的 透過变液晶顯不區’其中’ 在反射型液晶顯示區中： 液晶層具有0·24-0·27微米之相位延遲值（d^n); 上指向性薄膜具有相對於水平線4 〇度至5 〇度的指向 角 角 又 下指向性薄膜具有相對於水平線-丨〇度至—2 〇度的指向 而且 上層極化片具有介於1 〇 4到1 2 2 · 5度之間的透過軸角， 在透過型液晶顯示區中： 液晶層具有0.24-0.40微米之相位延遲值（dAn); 下層相位膜具有；I / 4相位補償作用以及5 〇度到6 4度的 光學軸； 下層極化片具有1 0 0度到1 1 0度的透過軸角； 上層基板為一個具有λ /4相位補償功能，並將圓偏振 光呈現在550奈米的玻璃基板。 8 ·如申請專利範圍第7項之半透過型液晶顯示器，其 中反射型液晶顯不區和透過型液晶顯示區之間的比率為5 比5 〇 9 ·如申請專利範圍第7項之半透過型液晶顯示器，其 中下層相位膜具有一個又/ 4相位膜和又/ 2相位膜，是被安 排在一個85度至100度和5度至20度之光學軸的相位值。 1 0 ·如申請專利範圍第7項之半透過型液晶顯示器， 第22頁
第23頁
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