TWI402558B - 顯示裝置及其製造方法 - Google Patents

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Description

顯示裝置及其製造方法
本發明係關於一種顯示裝置及其製造方法。更特定言之，本發明係關於一種半透反射式顯示裝置及一種製造該半透反射式顯示裝置之方法。
一般而言，顯示裝置分為兩類：透射顯示裝置及反射顯示裝置。該透射顯示裝置依賴於背光作為光源，且因此可用於任何地方而不管自然照明量。然而，該透射顯示裝置遭受高功率消耗及不良顯示品質的缺點。與透射顯示裝置不同，反射顯示裝置依賴於環境來提供光。因此，與透射顯示裝置相比，至少當環境中存在足夠照明時，反射顯示裝置具有低功率消耗及優良顯示品質的優點。然而，反射顯示裝置可能不如透射顯示裝置一樣通用，因為其難以在室內或在環境中照明不良之條件下使用。
由於消費者需要易於在室內與室外均亦可使用之高顯示品質的顯示裝置，因而已對於半透反射式顯示裝置進行了深入細緻的研究。該半透反射式顯示裝置為透射顯示裝置與反射顯示裝置之混合物(hybrid)，且在顯示單元之像素中具有反射區域與透射區域兩者。在下文中，術語"像素"被界定為一用於顯示影像之單元點(unit point)，其係由三個點組成，每一點表示諸如紅色、綠色或藍色之單元色彩。反射區域藉由使用外部光來顯示影像，且透射區域藉由使用諸如背光之內部光源來顯示影像。
在半透反射式顯示裝置中，反射區域及透射區域根據像素電極之類型而區別於彼此。該反射區域係由一反射電極來界定，且該透射區域係由一形成於該反射電極上以曝光一透明電極之透射窗口來界定。一共同電極上覆反射及透明電極且包含透明及導電材料。
有時，半透反射式顯示裝置之顯示面板包括一第一顯示面板、一第二顯示面板及一插入於該第一顯示面板與該第二顯示面板之間的液晶層。第一顯示面板具有一形成於下基板上之電晶體與一具有反射電極及透明電極之像素電極。第二顯示面板具有一形成於上基板上的彩色濾光片層及形成於該彩色濾光片層上的共同電極。半透反射式顯示裝置進一步包括用以產生內部光之背光及用以驅動顯示面板之驅動電路。
習知的半透反射式顯示裝置在反射區域及透射區域中具有不同的單元間隙。對產生不同的單元間隙之需要使半透反射式顯示裝置的製造過程複雜化並增加了其製造成本。習知的半透反射式顯示裝置之驅動電路對反射及透明電極之每一者提供不同於彼此之電壓的事實使該製造過程進一步複雜化。
近來，多模式半透反射式顯示裝置已被研究及開發。該等多模式半透反射式顯示裝置在反射及透射區域中各具有不同於彼此之液晶對準及相同之單元間隙。然而，由於半透反射式顯示裝置在反射及透射區域中各以不同於彼此之液晶模式運作，因而該等半透反射式顯示裝置在反射及透射區域中各具有不同於彼此之光學特徵及不同於彼此之回應速度。
需要一種不遭受以上所描述之缺點的半透反射式顯示裝置。
本發明提供一種具有簡易可製造性及改良型顯示品質之半透反射式顯示裝置。
本發明亦提供一種製造該半透反射式顯示裝置之方法。
在本發明之一態樣中，一半透反射式顯示裝置具有一第一基板、一像素電極及一延遲層。該像素電極具有一反射外部光之反射電極及一透射內部光之透明電極。該像素電極形成於該第一基板上，且該延遲層形成於該反射電極及該透明電極之至少一者上。
在本發明之另一態樣中，一半透反射式顯示裝置包括一第一面板、一第二面板、一可變延遲層及一下延遲層。
該第一面板包括一第一基板，一像素電極形成於該第一基板上，且該像素電極具有一用於透射內部光之透明電極及一用於反射外部光之反射電極。該第二面板包括一與第一基板間隔分離並面向該第一基板之第二基板，且一共同電極形成於該第二基板上。該可變延遲層形成於像素電極與共同電極之間。該下延遲層形成於透明電極及反射電極之一者上。
可變延遲層可包括一液晶層。若該液晶層包括一扭轉向列模式液晶，則下延遲層形成於反射電極上。若液晶層係在垂直對準模式中，則下延遲層形成於透明電極上，且第二面板進一步包括一上延遲層。
下及上延遲層之相位改變軸線可大體上平行於彼此，並垂直於可變延遲層之相位改變軸線。延遲層將提供至彼處之線性偏振光轉換為圓形偏振光或橢圓形偏振光。或者，當線性偏振光之第一軸線組份具有第一波長且線性偏振光之第二軸線組份具有第二波長時，延遲層可改變該第一軸線組份之相位，使得該第一波長係在該第二波長之約1/10至該第二波長之約1/2的波長範圍內。
在本發明之另一態樣中，提供一種製造一半透反射式顯示裝置之方法。一像素電極形成於一第一基板上。該像素電極包括一透射內部光之透明電極及一反射外部光之反射電極。一延遲層形成於該反射電極及該透明電極之至少一者上。
該延遲層可如下形成。一第一電感層與一第二電感層分別形成於反射電極與透明電極上，其改變該等電極之表面特徵。一包括光學各向異性材料之光學各向異性層形成於該第一及該第二電感層上，並固化該光學各向異性層以便根據該第一或該第二電感層之表面特徵來對準該光學各向異性材料。
根據本發明，反射區域中之單元間隙大體上與透射區域中之單元間隙相同。因此，半透反射式顯示裝置之反射區域及透射區域可藉由相同之驅動方法來運作而不管運作區別，其簡化了製造過程並改良了產品可靠性。
在下文中參照展示本發明之實施例的隨附圖式來更全面地描述本發明。然而，本發明可以許多不同形式來體現且不應被理解為限於本文所闡明之實施例。相反，提供該等實施例以使得本揭示案將全面且完整，並將對熟習此項技術者全面地傳達本發明之範疇。在該等圖式中，為了清楚起見，可誇示層及區域之大小及相對大小。全文中相同之數字指示相同元件。如本文所使用，術語"及/或"包括一或多個相關列出項之任何及所有組合。
應瞭解，儘管本文可使用術語第一、第二、第三等來描述各種元件、組份、區域、層及/或部分，但是該等元件、組份、區域、層及/或部分不應受到該等術語限制。該等術語僅是用於自另一區域、層或部分區別一元件、組份、區域、層或部分。因此，以下所論述之第一元件、組份、區域、層或部分可稱為第二元件、組份、區域、層或部分而不脫離本發明之教示。
為了易於描述，本文可使用諸如"在……之下"(beneath)、"在……下方"(below)、"下"(lower)、"在……上方"(above)、"上"(upper)及其類似術語之空間相對術語來描述如圖中所說明之一元件或特徵與另一(多個)元件或特徵的關係。應瞭解，該等空間相對術語意欲包含在使用或運作中之設備的除了該等圖中所描述之定向以外的不同定向。舉例而言，若將該等圖中之設備翻轉，則被描述為在其它元件或特徵"下方"或"之下"的元件將接著被定向在其它元件或特徵"上方"。因此，例示性術語"在……下方"可包含在……上方與在……下方兩個定向。該設備可被另外定向(旋轉90度或以其它定向)並相應地理解本文所使用之空間相對描述符。
本文所使用之術語僅是用於描述特定實施例之目的且不意欲限制本發明。如本文所使用，單數形式"一"(a、an)及"該"(the)意欲亦包括複數形式，除非本文另有清楚地指示。應進一步瞭解，當在本說明書中使用時，術語"包含"(comprises及/或comprising)指定存在所述之特徵、整數、步驟、運作、元件及/或組份，但並不排除存在或添加一或多個其它特徵、整數、步驟、運作、元件、組份及/或其群組。本文參照為本發明之理想化實施例(及中間結構)之示意性說明的橫截面說明來描述本發明之實施例。如此，吾人將預期偏離該等說明之形狀之由於(例如)製造技術及/或容差的改變。因此，不應將本發明之實施例理解為限於本文所說明之特定區域形狀，而將包括起因於(例如)製造之形狀改變，且該等圖中所說明之區域本質上為示意性的，且其形狀不意欲說明設備之區域的實際形狀且不意欲限制本發明之範疇。
除非另有界定，否則本文所使用之所有術語(包括技術及科學術語)具有與一般技術者通常理解之意義相同的意義。應進一步瞭解，諸如常用字典中所界定之術語的術語應被理解為具有與其在相關技術內容中之意義相一致的意義，且將不會在理想化或過度正式之意義上來理解，除非本文有如此明確界定。
圖1為展示一根據本發明之一例示性實施例之半透反射式顯示裝置的視圖。
參看圖1，一半透反射式顯示裝置包括一第一面板100、一第二面板200及一安置於第一面板100與第二面板200之間的液晶層3。
第一面板100具有一第一基板21、一像素電極、一延遲層25及一安置於第一基板21之底部表面上的下起偏振片20。該像素電極包括形成於第一基板21上之一透明電極23及一反射電極22。延遲層25安置於反射電極22上，且補充層26安置於透明電極23上。第一液晶對準層24安置於補充層26及延遲層25上。
第二面板200包括一第二基板11、一安置於第二基板11之頂部表面上的上起偏振片10、一安置於第二基板11之底部表面上的透明共同電極12及一第二液晶對準層14。
延遲層25將提供至彼處之線性偏振光轉換為圓形偏振光或橢圓形偏振光。或者，當該線性偏振光之第一軸線組份具有第一波長且該線性偏振光之第二軸線組份具有第二波長時，延遲層25改變該第一軸線組份之相位，使得該第一波長是在該第二波長之約1/10至該第二波長之約1/2的波長範圍內。
在本實施例中，延遲層25改變第一軸線組份之相位，使得第一波長約為第二波長之四分之一。延遲層25之相位改變軸線相對於X－Y平面處於45度方向之角度。延遲層25之相位改變軸線將大體上平行於相位改變軸線行進之光的速度轉換為一不同於大體上垂直於相位改變軸線行進之光之速度的速度。結果，當光通過延遲層25時，藉由將大體上平行於相位改變軸線振盪之光的速度轉換為大體上垂直於相位改變軸線振盪之光的速度，延遲層25之相位改變軸線將光之第一軸線組份轉換為光之第二軸線組份的約1/4波長。
補充層26包括一相對於X－Y平面具有相同折射率的折射率各向同性材料(Nx＝Ny＝Nz，Nx為X方向中的折射率，Ny為Y方向中的折射率，且Nz為Z方向中的折射率)或折射率各向異性材料(Nx＝NyNz)。當補充層26包括折射率各向異性材料時，補充層26之相位改變軸線大體上平行於Z方向。
補充層26及延遲層25包括相同之絕緣材料。將補充層26形成為與延遲層25之厚度相同的厚度，且該補充層藉此具有大體上等同於延遲層25之高度的高度。補充層26之相位改變軸線及延遲層25之相位改變軸線可在不同於彼此之方向中延伸。
一電感層(未圖示)可進一步安置於反射電極22與延遲層25之間及透明電極23與補充層26之間。該電感層根據延遲層25及補充層26之表面特徵來對準其相位改變軸線。
如以上所述，第二面板200包括第二基板11、共同電極12、第二液晶對準層14及上起偏振片10。第二液晶對準層14之對準方向相對於第一液晶對準層24之對準方向處於約60度之角度。在一例示性實施例中，第一液晶對準層24之對準方向相對於第二液晶對準層14處於約60度之角度，且第二液晶對準層14之對準方向處於約零度之角度。
上起偏振片10附著至第二基板11之上表面。上起偏振片10具有一大體上垂直於下起偏振片20之透射軸線的透射軸線。
液晶層3包含具有正介電常數各向異性之液晶，諸如扭轉向列液晶。在一例示性實施例中，液晶層3具有約1.5μm至約3.0μm範圍內之厚度。液晶層3將線性偏振光旋轉約45度至約90度之角度。
圖2A為展示當白色影像顯示於圖1之半透反射式顯示裝置之螢幕上時之偏振光的視圖。圖2B為展示當黑色影像顯示於圖1之半透反射式顯示裝置之螢幕上時之偏振光的視圖。
在圖2A及2B中，下起偏振片20之透射軸線參照圖1或2中之笛卡爾(Cartesian)座標系統平行於90(或270)度方向，且上起偏振片10之透射軸線參照圖1或2中之笛卡爾座標系統平行於0(或180)度方向。當如圖2A所示未將電壓施加至液晶層3時，液晶層3將線性偏振光旋轉至約60度之角度，且當如圖2B所示將電壓施加至液晶層3時，液晶層3未改變線性偏振光之相位。
參看圖2A，自第一基板21下之背光總成(未圖示)所產生之內部光Lin相繼通過下起偏振片20、透明電極23、補充層26、第一液晶對準層24、液晶層3及上起偏振片10。在下文中，內部光Lin所透射過之光學區域稱為"透射區域"，且內部光Lin自下起偏振片20經由該透射區域透射至上起偏振片10。詳細地，內部光Lin藉由下起偏振片20而沿著90(或270)度方向偏振，且在通過液晶層3時旋轉約60度之量，藉此形成了第一線性偏振光。該第一線性偏振光在通過液晶層3之後具有沿著0(或180)度方向振動之組份，並因此通過上起偏振片10之透射軸線。
來自半透反射式顯示裝置外部之外部光Lout相繼通過上起偏振片10、第二液晶對準層14、液晶層3、第一液晶對準層24及延遲層25。接著，外部光Lout自反射電極22反射且相繼通過延遲層25、第一液晶對準層24、液晶層3、第二液晶對準層14及上起偏振片10。詳細地，外部光Lout藉由上起偏振片10而沿著0(或180)度方向偏振，且在通過液晶層3時旋轉約60度之量，藉此形成了第二線性偏振光。該第二線性偏振光藉由延遲層25而轉換為第一圓形偏振光或第一橢圓形偏振光。該第一圓形偏振光或該第一橢圓形偏振光自反射電極22反射，且接著轉換為具有與該第一圓形偏振光或該第一橢圓形偏振光之旋轉方向相對之旋轉方向的第二圓形偏振光或第二橢圓形偏振光。緊接著，該第二圓形偏振光或該第二橢圓形偏振光在通過延遲層25之後轉換為第三橢圓形偏振光。該第三橢圓形偏振光在通過液晶層3時旋轉約60度之量，並藉由液晶層3而轉換為第四橢圓形偏振光。該第四橢圓形偏振光具有一沿著0(或180)度方向振動之組份，並因此通過上起偏振片10之透射軸線。
舉例而言，在透射區域中，內部光Lin藉由下起偏振片20而沿著90(或270)度方向線性地偏振，且亦藉由液晶層3而沿著150(或330)度方向線性地偏振。沿著150(或330)度方向偏振之線性偏振光具有一沿著0(或180)度方向振動之組份，並因此通過上起偏振片10之透射軸線。在反射區域中，外部光Lout藉由上起偏振片10而沿著0(180)度方向線性地偏振，且接著藉由液晶層3而沿著60(或240)度方向線性地偏振。此後，沿著60(或240)度方向偏振之線性偏振光藉由兩次通過延遲層25而轉換為橢圓形偏振光。該橢圓形偏振光具有一沿著0(或180)度方向振動之組份，並因此通過上起偏振片10之透射軸線。
參看圖2B，在透射區域中，藉由下起偏振片20而沿著90(或270)度方向線性地偏振之光通過液晶層3而沒有任何進一步之偏振。沿著90(或270)度方向偏振之線性偏振光未通過上起偏振片10之透射軸線，因為沿著90(或270)度方向偏振之線性偏振光未包括一沿著0(或180)度方向振動之組份。
在反射區域中，藉由上起偏振片10而沿著0(180)度方向線性地偏振之光通過液晶層3而沒有任何進一步之偏振。沿著0(或180)度方向偏振之線性偏振光通過延遲層25，並自反射電極22反射。此後，反射光在再次通過延遲層25期間沿著90(或270)度方向偏振，使得該反射光藉由延遲層25而轉換為沿著90(或270)度方向偏振之線性偏振光。接著，沿著90(或270)度方向偏振之線性偏振光通過液晶層3而沒有任何進一步之偏振。沿著90(或270)度方向偏振之線性偏振光未通過上起偏振片10之透射軸線，因為沿著90(或270)度方向偏振之線性偏振光未包括一沿著0(180)度方向振動之組份。
藉由控制施加至液晶層3之電壓可達成中間灰階影像。施加至液晶層3以達成中間灰階影像之電壓是在自用於達成白色影像之電壓至用於達成黑色影像之電壓的範圍內。
圖3為展示一根據本發明之另一例示性實施例之半透反射式顯示裝置之視圖。在圖3中，參考數字表示與圖1中之元件相同的元件，且因此將省略相同元件之任何重複性描述。
參看圖3，該半透反射式顯示裝置包括第一面板100、第二面板200及一安置於第一面板100與第二面板200之間的液晶層3－1。
第一面板100具有第一基板21及位於第一基板21上的像素電極。該像素電極具有透明電極23及反射電極22。下延遲層25安置於透明電極23上，且補充層26安置於反射電極22上。第一液晶對準層24安置於下延遲層25及補充層26上。下起偏振片20附著至第一基板21之下表面。
第二面板200具有第二基板11、形成於第二基板11上之共同電極12、一插入於共同電極12與第二液晶對準層14之間的上延遲層25－1。上起偏振片10附著至第二基板11之上表面。
液晶層3－1包括一具有負介電常數各向異性之液晶材料，諸如垂直對準(VA)模式液晶材料。
下起偏振片20之透射軸線大體上平行於上起偏振片10之透射軸線。結果，當下起偏振片20之透射軸線沿著0(或180)度方向時，上起偏振片10之透射軸線亦沿著0(或180)度方向。
第一液晶對準層24及第二液晶對準層14將液晶層3－1之液晶分子垂直地對準於對準層24、14，使得液晶層3－1處於垂直對準模式中。
下延遲層25及上延遲層25－1與補充層26類似於如參照圖1而描述之延遲層與補充層。在本實施例中，上延遲層25－1之相位改變軸線可大體上平行於下延遲層25之相位改變軸線，且下延遲層25及上延遲層25－1之相位改變軸線可大體上垂直於液晶層3－1之相位改變軸線。
一電感層(未圖示)可形成於透明電極23與下延遲層25之間、反射電極22與補充層26之間、及共同電極12與上延遲層25－1之間。該電感層根據此等層25、25－1、26之表面特徵來對準下延遲層25及上延遲層25－1與補充層26之相位改變軸線。
沿著＋45度方向處理第一液晶對準層24之表面，且沿著與第一液晶對準層24之＋45度方向相對之－45度方向處理第二液晶對準層14之表面。
圖4A為展示當白色影像顯示於圖3之半透反射式顯示裝置之螢幕上時之偏振光的視圖。圖4B為展示當黑色影像顯示於圖3之半透反射式顯示裝置之螢幕上時之偏振光的視圖。
在圖4A及4B中，上起偏振片10及下起偏振片20之透射軸線平行於0(或180)度方向。當如圖4A所示將電壓施加至液晶層3－1時，液晶層3－1充當一具有與－45度方向平行之相位改變軸線的1/4波長延遲層。當如圖4B所示未將電壓施加至液晶層3－1時，液晶層3－1未改變通過液晶層3－1之光的相位。
參看圖4A，在透射區域中，來自安置於第一基板下之背光(未圖示)之內部光Lin相繼通過下起偏振片20、透明電極23、下延遲層25、第一液晶對準層24、液晶層3－1、第二液晶對準層14、上延遲層25－1及上起偏振片10。詳細地，內部光Lin藉由下起偏振片20而沿著0(或180)度方向線性地偏振，且接著該線性偏振光藉由下延遲層25而轉換為第一圓形偏振光或第一橢圓形偏振光。該第一圓形偏振光或該第一橢圓形偏振光之相位藉由運作電壓所施加至之液晶層3－1而改變，且進一步藉由上延遲層25－1而偏振，使得該第一圓形偏振光或該第一橢圓形偏振光轉換為第二圓形偏振光或第二橢圓形偏振光。因此，該第二圓形偏振光或該第二橢圓形偏振光具有一沿著0(180)度方向振動之組份，並通過上起偏振片10之透射軸線。
在反射區域中，外部光Lout相繼通過上起偏振片10、上延遲層25－1，第二液晶對準層14、液晶層3－1、第一液晶對準層24及補充層26。接著，外部光Lout自反射電極22反射且相繼通過補充層26、第一液晶對準層24、液晶層3－1、第二液晶對準層14、上延遲層25－1及上起偏振片10。詳細地，外部光Lout藉由上起偏振片10而沿著0(或180)度方向偏振，且接著藉由上延遲層25－1而轉換為第一圓形偏振光或第一橢圓形偏振光。此後，該第一圓形偏振光或該第一橢圓形偏振光之相位藉由液晶層3－1而改變，使得該第一圓形偏振光或該第一橢圓形偏振光沿著0(或180)度方向線性地偏振。該線性偏振光藉由反射電極22而反射，且接著藉由液晶層3－1及上延遲層25－1而沿著0(或180)度方向線性地偏振。因此，該線性偏振光具有一沿著0(180)度方向振動之組份，且因此通過上起偏振片10之透射軸線。
在透射區域中，內部光Lin藉由下起偏振片20而沿著0(或180)度方向偏振。該線性偏振光相繼通過下延遲層25、液晶層3－1及上延遲層25－1，使得該線性偏振光轉換為第一圓形偏振光。下延遲層25及上延遲層25－1與液晶層3－1均分別具有一平行於45度方向之相位改變軸線，使得線性偏振光之相位分別改變1/4波長。第一圓形偏振光具有一在0(或180)度方向中振動之組份，並因此通過上起偏振片10之透射軸線。
在反射區域中，外部光Lout藉由上起偏振片10而轉換為一沿著0(或180)度方向偏振之線性偏振光。沿著0(或180)度方向之線性偏振光相繼通過上延遲層25－1及液晶層3－1。上延遲層25－1具有一平行於45度方向之相位改變軸線，因此沿著0(或180)度方向之線性偏振光的相位改變至約1/4波長。液晶層3－1具有一平行於－45度方向之相位改變軸線，使得沿著0(或180)度方向之線性偏振光的相位改變至約1/4波長之量。沿著0(或180)度方向之線性偏振光具有一沿著0(180)度方向振動之組份，並因此通過上起偏振片10之透射軸線。
參看圖4B，在透射區域中，內部光Lin藉由下起偏振片20而沿著0(或180)度方向線性地偏振，並藉由下延遲層25而轉換為第一圓形偏振光或第一橢圓形偏振光。該第一圓形偏振光或該第一橢圓形偏振光通過液晶層3－1而沒有進一步之偏振。緊接著。第一圓形偏振光或第一橢圓形偏振光藉由上延遲層25－1而沿著90(或270)度方向再次偏振，並轉換為一沿著90(或270)度方向之線性偏振光。沿著90(或270)度方向之線性偏振光未包括一沿著0(或180)度方向振動之組份，並因此未通過上起偏振片10之透射軸線。
在反射區域中，外部光Lout沿著0(或180)度方向偏振，並在通過上延遲層25－1之後轉換為第一圓形偏振光或第一橢圓形偏振光。該第一圓形偏振光或該第一橢圓形偏振光通過液晶層3－1及補充層26而沒有進一步之偏振。緊接著，第一圓形偏振光或第一橢圓形偏振光自反射電極22反射，且接著通過補充層26以將該第一圓形偏振光或該第一橢圓形偏振光轉換為第二圓形偏振光或第二橢圓形偏振光。第二圓形偏振光或第二橢圓形偏振光在一與第一圓形偏振光或第一橢圓形偏振光相對之方向中旋轉。第二圓形偏振光或第二橢圓形偏振光通過液晶層3－1而沒有任何進一步之偏振，並藉由上延遲層25－1而沿著90(或270)度方向線性地偏振。沿著90(或270)度方向之線性偏振光未包括一沿著0(或180)度方向振動之組份，並因此未通過上起偏振片10之透射軸線。
圖5為展示一根據本發明之又一例示性實施例之半透反射式顯示裝置之視圖。本實施例中之半透反射式顯示裝置具有一大體上等同於圖3中示之半透反射式顯示裝置之結構的結構，除了上延遲層25－1插入於第二基板11與上起偏振片10之間，而非共同電極12與第二液晶對準層14之間。在圖5中，參考數字表示與圖3中之元件相同的元件，且因此將省略相同元件之任何重複性描述。
參看圖5，一半透反射式顯示裝置在第二基板11與上起偏振片10之間具有上延遲層25－1。
第二面板200具有第二基板11、附著至第二基板11之上表面的上延遲層25－1、及形成於第二基板11與第二液晶對準層14之間的共同電極12。上起偏振片10形成於上延遲層25－1上。
圖5中所示之半透反射式顯示裝置的運作與參照圖4A及4B而描述之運作相同，且省略關於該等運作之進一步詳細的描述。
圖6A至6D為展示一根據本發明之一例示性實施例形成半透反射式顯示裝置之延遲層及補充層之方法的處理步驟的視圖。參看圖6A，電感層4經由旋塗處理或滾動印刷處理而形成於透明電極23及反射電極22上。在本實施例中，電感層4包括由日本JSR公司所製造之JALS203。
如圖6B所示，光罩5安置於電感層4上，且使用光罩5作為照射光罩將諸如紫外線之電磁波6部分地照射於電感層4之表面上，使得將該電感層分為曝光區域A1及未曝光區域A2。電磁波6改變電感層4之表面特徵，使得曝光區域A1之表面特徵不同於未曝光區域A2之表面特徵。當將紫外線照射於電感層4之表面上時，電感層4之表面的分子被分解並化學地重組，藉此引起表面特徵改變。舉例而言，電感層4之疏水性表面在曝光區域A1處改變為親水性表面，使得曝光區域A1之表面特徵不同於電感層4之未曝光區域A2之表面特徵。
參看圖6C，一包括光學各向異性材料(諸如光可固化液晶材料)之光學各向異性層7形成於包括曝光區域A1及未曝光區域A2之電感層4上。在本發明中，光學各向異性層7係經由滾動印刷處理來形成，且該光學各向異性材料包括由德國BASF公司所製造的LC242。在光學各向異性層7上執行退火處理，使得光學各向異性材料之相位改變軸線根據電感層4之表面特徵而得以對準。
參看圖6D，將紫外線再次照射於光學各向異性層7上，且在光學各向異性層7上執行固化及硬化處理，藉此在電感層之曝光區域A1中形成延遲層25並在電感層4上之未曝光區域A2中對應於未曝光區域A2形成補充層26。圖1、3及5中所揭示之延遲層25及25－1係以與以上所描述之處理相同的處理來形成。
圖7為展示根據液晶之扭轉角作為圖1之半透反射式顯示裝置之運作電壓之函數的光之透射率及反射率的圖形。在圖7中，X軸線表示運作電壓(V)，且Y軸線表示透射率(%)或反射率(%)。將透射率判定為透射區域中自液晶層所輸出之光強度與提供至該液晶層之光強度的比率。將反射率判定為反射區域中自液晶層所輸出之光強度與提供至該液晶層之光強度的比率。
在圖7中，第一圖形G1與第二圖形G2分別表示液晶層具有約45度扭轉角之半透反射式顯示裝置的透射率與反射率。第三圖形G3與第四圖形G4分別表示液晶層具有約60度扭轉角之半透反射式顯示裝置的透射率與反射率。第五圖形G5與第六圖形G6分別表示液晶層具有約75度扭轉角之半透反射式顯示裝置的透射率與反射率。
參看圖7，第一圖形G1及第二圖形G2指示在電壓為約2伏特時反射率增加至多於約0.31%，且透射率降低至少於約0.15%。另一方面，如第三圖形G3至第六圖形G6中所示，反射率及透射率在大約2伏特至大約10伏特之電壓範圍內逐漸降低。
如圖7中所示，當液晶之扭轉角為約45度時，反射率快速地改變，從而到達電壓為約2伏特時之最大值，但透射率未展示為顯著改變。意即，當液晶之扭轉角為約45度時，反射率之改變遵循一不同於透射率之改變的樣式。然而，當液晶之扭轉角為約65度及約75度時，與當液晶角為約45度時相比，反射率及透射率對電壓之改變作出更類似地反應。
半透反射式液晶裝置之反射率及透射率鑒於諸如顯示品質之顯示特徵以一大體上等同於彼此之方式根據電壓而改變。較佳地，鑒於顯示裝置之光效率，反射率及透射率盡可能地高。由於該等原因，鑒於顯示特徵及光效率，較佳地將液晶層之扭轉角選擇為約60度。然而，如一般技術者已知，鑒於諸如功率消耗及市場趨勢之其它約束，自60度角的小偏差可能為可接受的。
圖8為展示當扭轉角為約60度時作為運作電壓之函數的半透反射式顯示裝置之理論及量測之透射率及反射率的圖形。在圖8中，第七圖形G7表示量測之透射率，且第八圖形G8表示量測之反射率。第九圖形G9表示理論透射率，且第十圖形G10表示理論反射率。另外，正規化所有透射率及反射率值以最大值1，以便促進對反射率及透射率之變化的檢測。量測之反射率及透射率係自一樣本裝置來獲得，其中液晶層具有約1.8μm之厚度，且其中液晶對準層包括由日本JSR公司所製造之JALS1051。在該樣本裝置中，向列型晶體層包括由德國Merck KGaA所製造之MLC6012，延遲層包括由德國BASF公司所製造之LC242，且電感層包括由日本JSR公司所製造的JALS203。該LC242為以約20%的百分比濃度溶解為液體氯仿之光固化液晶。
參看圖8，第七圖形G7至第十圖形G10指示反射率及透射率在大約2伏特與大約10伏特之間的電壓範圍內逐漸降低。根據該等圖形，反射率及透射率以大體上相同之方式對電壓之改變作出反應。圖8中之結果提議半透反射式顯示裝置之反射區域及透射區域可藉由相同之驅動方法來運作而不管如以上所描述的運作區別。
圖9為展示扭轉角為約60度之半透反射式顯示裝置之回應特徵的圖形。該回應特徵係在圖8中用於量測透射率及反射率之相同樣本裝置上來量測。在圖9中，水平軸線表示將運作電壓施加至半透反射式顯示裝置時之時間，且兩個垂直軸線分別表示運作電壓與正規化強度。如圖9中所示，樣本裝置之回應特徵優於習知的半透反射式顯示裝置，因為重測到該樣本裝置中之液晶層的厚度比該習知裝置中約5μm之習知厚度小約1.8μm。圖9指示一開啟回應時間(on－response time)(當將運作電壓施加至裝置時之回應時間)為約5.8 ms，且一關閉回應時間(off－response time)(當將運作電壓切斷時之回應時間)為約0.8 ms。以上所量測之開啟回應時間及關閉回應時間足以顯示本發明之半透反射式顯示裝置中的移動圖片。
根據本發明之半透反射式顯示裝置，反射區域中之單元間隙大體上與透射區域中之單元間隙相同。此處之優點在於：半透反射式顯示裝置之反射區域及透射區域係藉由相同之驅動方法來運作而不管運作區別，藉此簡化了製造過程並改良了產品可靠性。另外，一包括光學各向異性材料之補充層形成於液晶面板之內部或外部，藉此降低了半透反射式顯示裝置之厚度。
儘管已描述了本發明之例示性實施例，但是應瞭解，不應將本發明限於該等例示性實施例，而在如下文中所主張之本發明之精神及範疇內，一般技術者可作出各種改變及修改。
3．．．液晶層
3－1．．．液晶層
4．．．電感層
5．．．光罩
6．．．電磁波
7．．．光學各向異性層
10．．．上起偏振片
11．．．第二基板
12．．．透明共同電極
14．．．第二液晶對準層
20．．．下起偏振片
22．．．反射電極
23．．．透明電極
21．．．第一基板
24．．．第一液晶對準層
25．．．延遲層
25－1．．．上延遲層
26．．．補充層
100．．．第一面板
200．．．第二面板
A1．．．曝光區域
A2．．．未曝光區域
Lin．．．內部光
Lout．．．外部光
圖1為展示一根據本發明之一例示性實施例之半透反射式顯示裝置的視圖；圖2A為展示當白色影像顯示於圖1之半透反射式顯示裝置之螢幕上時之光的偏振狀態的視圖；圖2B為展示當黑色影像顯示於圖1之半透反射式顯示裝置之螢幕上時之光的偏振狀態的視圖；圖3為展示一根據本發明之另一例示性實施例之半透反射式顯示裝置的視圖；圖4A為展示當白色影像顯示於圖3之半透反射式顯示裝置之螢幕上時之光的偏振狀態的視圖；圖4B為展示當黑色影像顯示於圖3之半透反射式顯示裝置之螢幕上時之光的偏振狀態的視圖；圖5為展示一根據本發明之又一例示性實施例之半透反射式顯示裝置的視圖；圖6A至6D為展示一根據本發明之一例示性實施例形成半透反射式顯示裝置之延遲層及補充層之方法的處理步驟的視圖；圖7為展示根據液晶之扭轉角作為圖1之半透反射式顯示裝置之運作電壓之函數的光之透射率或反射率的圖形；圖8為展示當扭轉角為約60度時作為運作電壓之函數的半透反射式顯示裝置之理論及量測之透射率及反射率的圖形；及圖9為展示扭轉角為約60度之半透反射式顯示裝置之回應特徵的圖形。
3．．．液晶層
10．．．上起偏振片
11．．．第二基板
12．．．透明共同電極
14．．．第二液晶對準層
20．．．下起偏振片
21．．．第一基板
22．．．反射電極
23．．．透明電極
24．．．第一液晶對準層
25．．．延遲層
26．．．補充層
100．．．第一面板
200．．．第二面板

Claims (23)

  1. 一種顯示裝置，其包含：一第一基板及一第二基板；一具有一反射一外部光之反射電極及一透射一內部光之透明電極的像素電極，該像素電極形成於該第一基板上；一位於該反射電極及該透明電極之至少一者上的延遲層；及一共同電極，該共同電極形成於該第二基板上，其中該共同電極與該反射電極間之距離係實質上相同於該共同電極與該透明電極間之距離。
  2. 如請求項1之顯示裝置，其中該延遲層將一提供至該延遲層之線性偏振光轉換為一圓形偏振光或一橢圓形偏振光。
  3. 如請求項2之顯示裝置，其中一提供至該延遲層之線性偏振光的一第一軸線組份具有一第一波長，且該線性偏振光之一第二軸線組份具有一第二波長，且該延遲層改變該第一軸線組份之一相位，使得該第一波長是在該第二波長之約十分之一至該第二波長之約一半的一波長範圍內。
  4. 如請求項3之顯示裝置，其中該延遲層改變該第一軸線組份之該相位，使得該第一波長為該第二波長之約四分之一。
  5. 如請求項1之顯示裝置，其中該延遲層包含一位於該反 射電極上之第一延遲層及一位於該透明電極上之第二延遲層。
  6. 如請求項1之顯示裝置，其中該延遲層形成於該反射電極及該透明電極之一者上，且一絕緣層於該反射電極及該透明電極之一剩餘者上形成為一與該延遲層之厚度相同的厚度，使得該絕緣層具有一大體上等同於該延遲層之高度的高度。
  7. 如請求項1之顯示裝置，其進一步包含一位於該延遲層與該像素電極之間的電感層。
  8. 一種顯示裝置，其包含：一包括一第一基板之第一面板，一像素電極形成於該第一基板上，該像素電極具有一用於透射一內部光之透明電極及一用於反射一外部光之反射電極；一包括一面向該第一基板之第二基板的第二面板，其上形成有一共同電極之該第二基板與該第一基板間隔分離；一位於該像素電極與該共同電極之間的可變延遲層；及一位於該透明電極及該反射電極之一者上的下延遲層。
  9. 如請求項8之顯示裝置，其中該可變延遲層包括一具有扭轉向列液晶之液晶層，且該可變延遲層將一線性偏振光旋轉至一預定角度之量，該預定角度是在45度至90度的一範圍內。
  10. 如請求項9之顯示裝置，其中該下延遲層安置於該反射 電極上。
  11. 如請求項8之顯示裝置，其中該可變延遲層包含處於一垂直對準模式中的液晶，在該垂直對準模式中，一提供至該可變延遲層之光的一第一軸線組份轉換為來自一第二軸線組份的約1/4波長。
  12. 如請求項11之顯示裝置，其中該下延遲層安置於該透明電極上，且該第二面板進一步包含一上延遲層。
  13. 如請求項12之顯示裝置，其進一步包含一插入於該第二面板與該上延遲層之間的電感層。
  14. 如請求項12之顯示裝置，其中該上延遲層安置於該共同電極上。
  15. 如請求項12之顯示裝置，其中該上延遲層安置於該第二基板之一與一第二表面相對的第一表面上，該共同電極形成於該第二表面上。
  16. 如請求項12之顯示裝置，其中該上延遲層將一提供至該上延遲層之線性偏振光轉換為一圓形偏振光或一橢圓形偏振光。
  17. 如請求項16之顯示裝置，其中一提供至該上延遲層之線性偏振光之一第一軸線組份具有一第一波長，且該線性偏振光之一第二軸線組份具有一第二波長，且該上延遲層改變該第一軸線組份之一相位，使得該第一波長是在該第二波長之約十分之一至該第二波長之約一半的一波長範圍內。
  18. 如請求項17之顯示裝置，其中該下延遲層具有一第一相 位改變軸線，且該上延遲層具有一大體上平行於該第一相位改變軸線之第二相位改變軸線。
  19. 如請求項18之顯示裝置，其中該可變延遲層具有一大體上垂直於該第一及該第二相位改變軸線之第三相位改變軸線。
  20. 一種製造一顯示裝置之方法，其包含：形成一第一面板；形成一第二面板；及形成一液晶層，該液晶層係介於該第一面板與該第二面板間，其中形成該第一面板包含：在一第一基板上形成一像素電極，該像素電極包括一透射一內部光之透明電極及一反射一外部光之反射電極；及在該反射電極及該透明電極之至少一者上形成一延遲層，及其中形成該第二面板包含：在一第二基板上形成一共同電極，其中該共同電極與該反射電極間之距離係實質上相同於該共同電極與該透明電極間之距離。
  21. 如請求項20之方法，其中形成該延遲層之該形成包含：分別在該反射電極與該透明電極上形成一第一電感層與一第二電感層；改變該第一及該第二電感層之表面特徵； 在該第一及該第二電感層上形成一包括一光學各向異性材料的光學各向異性層；及固化該光學各向異性層，以便根據該第一或該第二電感層之一表面特徵來對準該光學各向異性材料。
  22. 如請求項21之方法，其中改變該第一及該第二電感層之該等表面特徵包括：將一光罩放置於該第一及該第二電感層上；及將一具有一不超過400 nm之波長之電磁波照射於該第一或該第二電感層之至少一者的一表面上。
  23. 如請求項21之方法，其中改變該第一及該第二電感層之該等表面特徵包括：將一光罩放置於該第一及該第二電感層上；及將一加速粒子或離子碰撞該第一或該第二電感層之至少一者的一表面。
TW094129138A 2004-08-25 2005-08-25 顯示裝置及其製造方法 TWI402558B (zh)

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