TWM259186U - Transflective LCD device - Google Patents

Description

M259186 四、創作說明（1) _ 【新型所屬之技術領域】 本發明係有關一種半穿透反射式液晶顯示裝置，尤指 利用在底基板上形成一内偏光膜之方式，組成一不需要^ 位延遲片之半穿选反射式液晶顯示裝置。 【先前技術】 穿透型液晶顯示裝置具有高亮度、高對比和高色飽和 度的特性，但是整個顯示器的光®卻是由面板下方的背光 源所提供，而造成很高的電力損耗’且在外在環境光下會 造成影像顯示模糊。而反射型液晶顯示裝置是以外在環境 光為光源，並利用液晶面板下方的反射板將照射光予以反 射’可省去提供光源的背光模組’具有低電力損耗和外在 環境光下影像清楚顯示之特性’但是其對比與色飽和度皆 低於穿透型液晶顯示裝置，且有在黑暗環境中無法顯示之 缺點。 所以發展出半穿透反射式液晶顯示裝置來解決上述兩 方式之缺點，目前半透型液晶顯示裝置大部分為雙層液晶 盒間隙，這種結構除了上下夕卜貼兩片偏光片外，還需要相 位延遲片來作光學路徑的補償，如此才能於穿透模式和反 射模式正常顯示影像。 如「第1圖」所示，為美國專利US6295109所揭露之單 一液晶盒間隙半穿透反射式液晶顯示結構，該結構係在液 晶盒1 0之底部一處設置一反射板1 0 1形成一反射區域設計 ，液晶盒10之上方與下方各依序設有相位延遲片111、112 與偏光片1 2 1、1 2 2 ’此種液晶盒間隙設計會造成外在環境

第5頁 M259186 ^、創作說明（2) 光之入射光1經反射板1 〇 1形成後的反射光2較背光源3的光 效率小5 0 %。為了反射區域之光效率低的缺點’該專利另 提出一結構，如「第2圖」所示，係將液晶盒1 0的反射區 域厚度（d )設計為穿透區域厚度（2d ) —半，但此一結構之 穿透區域的液晶反應速度較反射區域慢4倍，且上述兩種 半穿透反射式液晶顯示裝置皆需要兩片位相差板11 1、1 1 2 ，所以此種雙層液晶盒間隙之半穿透反射式液晶顯示裝置 ，不僅有液晶盒間隙設計複雜之缺失’其光學路徑的調整 也不容易。 另有一 WIPO世界專利WO 0 3/0 9 6 1 1 1 A1提出一種單一 液晶盒間隙、上下兩片偏光片、下基板内部使用一内偏光 片（W G P )當作偏光片使用、無相位延遲片，其内偏光片 (WGP )，為一種網栅狀之導體形成之偏光片，此偏光片 可以選擇性穿透或者反射光線，所以該内偏光片（WGP ) 之製程難度高，良率不易控制，易造成製造成本的不穩 定。 【新型内容】 疫是’本創作之主要目的在於單一液晶盒間隙設計之 半穿透反射式液晶顯示裝置的反射板上面，以有方向性之 方式塗佈内偏光膜，此一結構可於穿透模式和反射模式下 顯示影像，形成一具有高穿透率和高反射率之 本創作之另一目的在於本創作不需要任竹相# ^ ° 文仕何相位延遲片，不 僅使設計複雜度減低光學路徑的調整也容易，如 以增加製造量率、降低裝置的厚度和製作

第6頁 M259186 四、創作說明（3) __ 習知半穿透反射式液晶顯示 其上下基板外側貼偏光片，義 亶為早一液阳盒間隙， 創作之半穿透反射式液晶顯二^ ^間失一TN型液晶盒。本 統穿透型液晶顯示裳置一樣外 之、、、°構’除了與上述傳 一半反射膜和一内偏光膜。此八特徵在於下基板内側加 穿透率，而内偏光膜係利用内膜可用膜厚來控制其 塗佈在半反射層上面。物佈的方式，將偏光膜 偏光片提供給外在環境光下使用，、而^基板上之外貼式上 上之外貼式下偏光片提供給背光：：偏光膜與下基板 -液晶盒間隙之半穿透反射式液：吏：番如：組成-單 示裝置。 獲传同對比影像之半穿透反射式液晶顯 【實施方式】 茲有關本創作之詳纟田內& 0 4士 明如下· 砰、、、円奋及技術說明，現配合圖式說 。生：二^帛3圖」所不’為本創作之裝置結構示意圖 ^ ^ 上而下包括上偏光片221、含透明電極之頂基 玻璃基板）、液晶盒20、和具一堆積層21之底基 板232 (玻璃基板）及下偏光片222，其特徵在於該堆積層以 由接近該底基板232之側，依序堆積一半反射膜214用以形 成反射區域與穿透區域，一透明電極層212及及一設置於 该透明電極層2 1 2上之内偏光膜2丨i。其中，上述之該内偏 光膜211之穿透軸與下偏光片222之穿透軸平行^且，該内 偏光膜211包含90%以上之鋁（A1)或包含9〇%以上之銀（Ag)

M259186 創作說明（4) ，膜厚為50 nm至200 nm者，表面為具有凹凸者，可使入射 光折射散色均勻。 又’本創作之堆積層21由接近該底基板232之側，亦 可依序堆積包含一半反射膜214、一彩色濾光片213、一保 護膜、一透明電極層212及一内偏光膜2Π。 或，該堆積層21由接近該底基板232之側，亦可依序 堆積包含一半反射膜214、一絕緣膜、一透明電極層212及 一内偏光膜211。其半反射膜214下方更具備形成連接於半 反射膜2 1 4和該透明電極層2 1 2之主動元件者。

或’該頂基板231接近液晶盒1〇之面上，由該頂基板 23 1之側亦可依序地形成主動元件、絕緣膜及透明電極。

現就本創作一例之製作方式與功效說明如下，於底基 板232上之一堆積層21依序為先鍍一半反射膜214，以膜厚 控制反射率和穿透率，然後依序製作彩色濾光片213和透 明電極層212。最後以單一方向性的塗佈方式將一内偏光 膜211設置在透明電極層212上，且該内偏光膜211的塗佈 方向與下偏光片222之穿透軸平行。而TN (Twisted Nematic :扭轉向列）型液晶之液晶盒2〇置於頂基板23i和 底基板232之間，上偏光片221和下偏光片222各置於上下 基板231、232兩側，且該上下偏光片221、222的穿透軸互 相垂直。 請參閱「第4、5圖」所 啟、關閉時之光線偏振狀態 )時（如第4圖所示），液晶 示’為本創作之裝置於電壓開 示意圖。外加之電壓關閉（OFF 盒20内之TN型液晶呈9〇度旋轉

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二=外在環境光之入射光i經過上偏光片221之線 ::偏振狀態之光線，再經過9。度則液晶 '先’ ^偏振狀態之光線。但’因内偏光膜211之穿透軸偏 =線平行’所以P偏振狀態之光線經過内偏光膜m和爲 反射膜214反射後，反射光2仍為p偏振狀態 + 型液晶的旋轉’反射光2將形成s偏振狀 過上偏光片221。 ^心尤線通 而此時之穿透區域，其背光源3之光線經過下偏 222之線性偏光，形成P偏振狀態之光線，又因底基板 之内偏光膜211的穿透軸與P偏振光線平行，所以p偏振狀 態之光線經過内偏光膜211後，仍為P偏振狀態，再經過9〇 度TN型液晶的旋轉，背光源3之光線形成s偏振狀態之光 線，最後背光源3之光線以S偏振狀態通過上偏光^221。 綜合上述’當外在電壓關閉（0FF)時，於反射模式和穿透 模式皆可得到明亮之影像。 當電壓開啟（〇 N)時（如第5圖所示），液晶盒2 〇内之 TN型液晶的方向會平行於電場方向，當外在環境光之入射 光1經過上偏光片221之線性偏光，形成s偏振狀態之光線 ’再經過平行電場排列之TN型液晶後，入射光丨仍為s偏振 狀態之光線，因為底基板232上之内偏光膜211的穿透轴與 S偏振狀態之光線垂直，所以S偏振狀態之光線無法通過底 基板232上之内偏光膜211。 而此時之穿透區域，其背光源3之光線經過下偏光片 2 2 2形成P偏振狀態之光線。因底基板2 3 2上之内偏光膜2 1 1

第9頁 M259186 四、創作說明（6) i ί ΐ軸與p偏振光線平行，所以p偏振狀態之光線經過内 =、2 1 1後，仍為p偏振狀態，再經過平行電場排列之D 峰偏振狀態之光、線。加上該上偏光片⑵之穿 於及糾指— 1。絲合上述，當外在電壓開啟（01Ό時， '射j式和穿透模式皆無法得到明亮之影像。 214上如是//創作將一内偏光膜21 1塗佈設置在半反射膜 位延遲:且本創作之結構料，不需用到相 度和= *此可以增加製造量率、降低裝置的厚 能以^二士戶:述者’僅為本創作之較佳實施例而已，當不 範圍所：創作實施之範圍，#大凡依本創作申請專利 範圍内。+變化與“飾，皆應仍屬本創作專利涵蓋之

I 第10頁 M259186 圖式簡單說明 【圖示簡單說明】 第1圖，為US629 5 1 0 9之結構示意圖。 第2圖，為US6295 1 0 9之另一結構示意圖。 第3圖，為本創作之裝置結構示意圖。 第4圖，為本創作之裝置於電壓開啟時之光線偏振狀態示 意圖。 第5圖，為本創作之裝置於電壓關閉時之光線偏振狀態示 意圖。 【主要元件符號說明】 1 :入射光 2 :反射光 3 :背光源 10 ·液晶盒 101 :反射板 1 1 1、1 1 2 :相位延遲片 1 2 1、1 2 2 :偏光片 2 0 ·液晶盒 21 :堆積層 21 1 :内偏光膜 2 1 2 :透明電極 2 1 3 :彩色濾光片 214 :反射膜 2 2 1 :上偏光片 2 2 2 :下偏光片

M259186 圖式簡單說明 2 3 1 :頂基板 2 3 2 :底基板 ΙΙΗ· 第12頁

Claims (1)

1. M259186 五、申請專利範圍 1· 一種半穿透反射式液晶顯示裝置，其裝置由上而下 包括上偏光片、含透明電極之頂基板、液晶盒、和具一堆 積層之底基板及下偏光片，其特徵在於·· δ亥堆積層由接近該底基板之側，依序堆積一半反射 膜、一透明電極層及一内偏光膜。 2 ·如申請專利範圍第1項之半穿透反射式液晶顯示裝 置’其中’該堆積層由接近該底基板之側，亦可依序堆積 包含一半反射膜、一彩色濾、光片、一保護膜、一透明電極 層及一内偏光膜。 3 ·如申請專利範圍第2項之半穿透反射式液晶顯示裝 置’其中’該頂基板接近液晶盒之面上，由該頂基板之側 亦可依序地形成主動元件、絕緣膜及透明電極。 4 ·如申請專利範圍第1項之半穿透反射式液晶顯示裝 置1其中’該堆積層由接近該底基板之側，亦可依序堆積 包含一半反射膜、一絕緣膜、一透明電極層及一内偏光膜 〇 5 ·如申請專利範圍第4項之半穿透反射式液晶顯示裝 置’其中’該半反射膜下方更具備形成連接於半反射膜和 該透明電極層之主動元件者。 6 ·如申請專利範圍第丨項之半穿透反射式液晶顯示裝 置’其中’該内偏光膜之穿透軸與下偏光片之穿透軸平行 7·如申請專利範圍第1項之半穿透反射式液晶顯示裝 置’其中’該半反射膜包含9〇 %以上之銘（Α1)，且膜厚為

   第13頁 M259186 五、申請專利範圍 50nm 至2 0 0nm 者。 8. 如申請專利範圍第1項之半穿透反射式液晶顯示裝 置，其中，該半反射膜包含90 %以上之銀（Ag)，且膜厚為 50nm 至2 0 0nm 者。 9. 如申請專利範圍第1項之半穿透反射式液晶顯示裝 置，其中，該半反射膜表面為具有凹凸者。

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