TWM545991U

TWM545991U - 顯示裝置

Info

Publication number: TWM545991U
Application number: TW106204303U
Authority: TW
Inventors: 吳哲耀
Original assignee: 凌巨科技股份有限公司
Priority date: 2017-03-28
Filing date: 2017-03-28
Publication date: 2017-07-21

Description

顯示裝置

本新型創作是有關於一種顯示裝置。

一般顯示裝置可區分為穿透型、反射型以及半穿反型。穿透型顯示裝置需要搭配光源模組進行顯示。於強光環境下，光源模組的亮度需要極高才能讓使用者看清楚穿透型顯示裝置的顯示畫面。反射型顯示裝置利用環境光進行顯示。因此，於強光環境下，使用者能夠看清楚反射型顯示裝置的顯示畫面。然而，在環境光不足的情形下，使用者將無法看清楚反射型顯示裝置的顯示畫面。半穿反型顯示裝置兼顧上述兩者的特性。然而，由於需要製作出同時兼顧穿透與反射特性的顯示裝置，所以半穿反型顯示裝置的製程較複雜，良率也較低。傳統的半穿反型顯示裝置通常採用雙液晶間隙液晶顯示面板，以兼顧穿透與反射特性。為了簡化製程，有技術提出以單液晶間隙液晶顯示面板取代雙液晶間隙液晶顯示面板。然而，在單液晶間隙的架構下，光束於穿透區所行經的距離是光束於反射區所行經的距離的一半，以致於穿透與反射光學無法匹配，而大幅影響半穿反型顯示裝置的顯示品質。

本新型創作提供一種顯示裝置，其具有良好的顯示品質。

本新型創作的一種顯示裝置包括單液晶間隙液晶顯示面板、第一四分之一波片、第一半波片、第一偏光片、第二四分之一波片、第二半波片以及第二偏光片。第一四分之一波片、第一半波片以及第一偏光片依序配置在單液晶間隙液晶顯示面板的第一表面上。第二四分之一波片、第二半波片以及第二偏光片依序配置在單液晶間隙液晶顯示面板與第一表面相對的第二表面上。第一偏光片的吸收軸、第一半波片的光軸、第一四分之一波片的光軸、單液晶間隙液晶顯示面板的液晶平均方向、第二四分之一波片的光軸、第二半波片的光軸以及第二偏光片的吸收軸在平行於單液晶間隙液晶顯示面板的參考平面上的正投影分別為第一投影至第七投影。第三投影垂直於第四投影。第五投影平行於第四投影。第二投影與第四投影之間、第二投影與第三投影之間、第一投影與第三投影之間、第一投影與第二投影之間、第六投影與第五投影之間、第七投影與第五投影之間以及第七投影與第六投影之間所夾的銳角依序為30度、60度、15度、75度、60度、75度以及15度。

在本新型創作的一實施例中，上述的單液晶間隙液晶顯示面板包括第一配向層以及第二配向層。第一配向層具有第一配向方向。第二配向層具有第二配向方向。第一配向方向與第四投影為同向，且第二配向方向與第四投影為反向。

在本新型創作的一實施例中，上述的單液晶間隙液晶顯示面板包括第一配向層以及第二配向層。第一配向層具有第一配向方向。第二配向層具有第二配向方向。第一配向方向與第四投影的角度差為30度，且第四投影與第二配向方向的角度差為210度。

在本新型創作的一實施例中，上述的單液晶間隙液晶顯示面板包括第一配向層以及第二配向層。第一配向層具有第一配向方向。第二配向層具有第二配向方向。第一配向方向與第四投影的角度差為45度，且第四投影與第二配向方向的角度差為225度。

在本新型創作的一實施例中，上述的第一半波片以及第二半波片的相位延遲量分別落在220nm至300nm的範圍內，且第一四分之一波片以及第二四分之一波片的相位延遲量分別落在100nm至160nm的範圍內。

在本新型創作的一實施例中，上述的單液晶間隙液晶顯示面板包括陣列排列的多個畫素。各畫素包括反射電極以及透光電極，且反射電極暴露出透光電極的一部分。反射電極定義出反射區，且透光電極被反射電極暴露出來的部分定義出穿透區。

在本新型創作的一實施例中，上述的反射區位於穿透區的一側。

在本新型創作的一實施例中，上述的反射區環繞穿透區。

在本新型創作的一實施例中，上述的穿透區環繞反射區。

在本新型創作的一實施例中，上述的單液晶間隙液晶顯示面板包括陣列排列的多個畫素。各畫素包括反射電極以定義出反射區，且相鄰的畫素之間形成有多個透光區。

基於上述，在本新型創作實施例的顯示裝置中，通過調整第一偏光片的吸收軸、第一半波片的光軸、第一四分之一波片的光軸、單液晶間隙液晶顯示面板的液晶平均方向、第二四分之一波片的光軸、第二半波片的光軸以及第二偏光片的吸收軸之間所夾的角度，以讓穿透與反射光學相互匹配。因此，顯示裝置可具有良好的顯示品質。

為讓本新型創作的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

請先參照圖1，顯示裝置10包括單液晶間隙液晶顯示面板LCP、第一四分之一波片Q1、第一半波片H1、第一偏光片P1、第二四分之一波片Q2、第二半波片H2以及第二偏光片P2。

單液晶間隙液晶顯示面板LCP可包括主動元件陣列基板100、對向基板200以及液晶層300。主動元件陣列基板100可包括第一配向層AL1，且對向基板200可包括第二配向層AL2，以使液晶層300中的液晶分子310依特定的方向與預定的角度排列。依據不同的需求，主動元件陣列基板100以及對向基板200還可包括其他的元件。舉例而言，主動元件陣列基板100還可包括反射電極110以及透光電極120，其中反射電極110位於第一配向層AL1與透光電極120之間，且反射電極110暴露出透光電極120的一部分。反射電極110採用反光的導電材質，如金屬或合金。透光電極120採用光可穿透的導電材質，如金屬氧化物，但不以此為限。反射電極110定義出反射區A1，而透光電極120被反射電極110暴露出來的部分定義出穿透區A2。

第一四分之一波片Q1、第一半波片H1以及第一偏光片P1依序配置在單液晶間隙液晶顯示面板LCP的第一表面S1上。第二四分之一波片Q2、第二半波片H2以及第二偏光片P2依序配置在單液晶間隙液晶顯示面板LCP的第二表面S2上。第二表面S2與第一表面S1相對，且第二表面S2比第一表面S1更靠近顯示側。

請參照圖2，第一偏光片P1的吸收軸、第一半波片H1的光軸、第一四分之一波片Q1的光軸、單液晶間隙液晶顯示面板LCP的液晶平均方向、第二四分之一波片Q2的光軸、第二半波片H2的光軸以及第二偏光片P2的吸收軸在平行於單液晶間隙液晶顯示面板LCP的參考平面R上的正投影分別為第一投影PT1至第七投影PT7。第三投影PT3垂直於第四投影PT4。第五投影PT5平行於第四投影PT4。第二投影PT2與第四投影PT4之間所夾的銳角θ24為30度。第二投影PT2與第三投影PT3之間所夾的銳角θ23為60度。第一投影PT1與第三投影PT3之間所夾的銳角θ13為15度。第一投影PT1與第二投影PT2之間所夾的銳角θ12為75度。第六投影PT6與第五投影PT5之間所夾的銳角θ65為60度。第七投影PT7與第五投影PT5之間所夾的銳角θ75為75度。第七投影PT7與第六投影PT6之間所夾的銳角θ76為15度。

在本實施例中，第二投影PT2是由第三投影PT3逆時針轉60度所得，第一投影PT1是由第三投影PT3順時針轉15度所得，第六投影PT6是由第五投影PT5順時針轉60度所得，且第七投影PT7是由第五投影PT5順時針轉75度所得，但本新型創作不以此為限。如圖3所示，第二投影PT2也可由第三投影PT3順時針轉60度所得，第一投影PT1也可由第三投影PT3逆時針轉15度所得，第六投影PT6也可由第五投影PT5逆時針轉60度所得，且第七投影PT7也可由第五投影PT5逆時針轉75度所得。

另外，在第一投影PT1至第七投影PT7之間所夾的銳角（如銳角θ12、θ13、θ23、θ24、θ65、θ75、θ76）為固定的情況下，可依需求而將第一投影PT1至第七投影PT7共同逆時針（或順時針）旋轉特定角度。舉例而言，圖4的第一投影PT1至第七投影PT7是由圖2的第一投影PT1至第七投影PT7逆時針轉30度所得。圖5的第一投影PT1至第七投影PT7是由圖3的第一投影PT1至第七投影PT7逆時針轉30度所得。圖6的第一投影PT1至第七投影PT7是由圖2的第一投影PT1至第七投影PT7順時針轉90度所得。圖7的第一投影PT1至第七投影PT7是由圖3的第一投影PT1至第七投影PT7順時針轉90度所得。

考量到光學的最佳化，銳角θ12、θ13、θ23、θ24、θ65、θ75、θ76皆可進行細微調整，故上述各銳角值的±5度以內視為與本新型創作的設計概念相同，而落入本案所欲保護的範圍內。舉例而言，「第二投影PT2與第四投影PT4之間所夾的銳角θ24為30度」所代表的是「第二投影PT2與第四投影PT4之間所夾的銳角θ24落在25度至35度的範圍內」。此外，半波片以及四分之一波片所提供的相位延遲量亦與光學的最佳化相關。在本實施例中，第一半波片H1以及第二半波片H2的相位延遲量分別落在220nm至300nm的範圍內，且第一四分之一波片Q1以及第二四分之一波片Q2的相位延遲量分別落在100nm至160nm的範圍內。

在實例中，可在液晶平均方向為已知的情況下，調整上述光學膜片的軸向（如偏光片的吸收軸、半波片的光軸以及四分之一波片的光軸），亦即調整第一投影PT1至第七投影PT7之間所夾的角度，以在單液晶間隙的架構下改善穿透光學現象，例如提升穿透區A2的穿透率以及對比，使穿透區A2的電壓-穿透率曲線近似於反射區A1的電壓-反射率曲線。如此，在施加相同電壓的情況下，穿透區A2的穿透率可相同或近似於反射區A1的反射率。由於穿透與反射光學可相互匹配（例如自穿透區A2射出的光束B2以及自反射區A1射出的光束B1具有相同或近似的光強度以及對比），因此顯示裝置10可具有良好的顯示品質。此外，通過改變光學膜片的軸向與液晶平均方向之間的夾角，本新型創作可以在不新增製程的情況下，使穿透與反射光學相互匹配，從而維持單液晶間隙之製程簡化的優勢。並且上述夾角的改良適用於各種畫素結構。

以下藉由圖8A至圖8C說明單液晶間隙液晶顯示面板LCP的液晶平均方向（參見第四投影PT4）與第一配向層AL1（參見圖1）的第一配向方向D1以及第二配向層AL2（參見圖1）的第二配向方向D2的關係。

請先參照圖1及圖8A，在第一配向方向D1與第二配向方向D2為反方向，而液晶扭轉（twist）角度為0度的情況下，例如第一配向層AL1以及第二配向層AL2的配向角度皆為0度的情況下，第一配向方向D1與第四投影PT4為同向，且第二配向方向D2與第四投影PT4為反向。即單液晶間隙液晶顯示面板LCP的液晶平均角度為0度。

請參照圖1及圖8B，在第一配向層AL1的配向角度為-30度，且第二配向層AL2的配向角度為210度，而液晶扭轉角度為60度的情況下，第一配向方向D1與第四投影PT4的角度差為30度，且第四投影PT4與第二配向方向D2的角度差為210度。

請參照圖1及圖8C，在第一配向層AL1的配向角度為-45度，且第二配向層AL2的配向角度為225度，而液晶扭轉角度為90度的情況下，第一配向方向D1與第四投影PT4的角度差為45度，且第四投影PT4與第二配向方向D2的角度差為225度。

以下藉由圖9A至圖9D說明單液晶間隙液晶顯示面板LCP的反射區A1以及穿透區A2的分布型態。請參照圖1、圖9A至圖9D，主動元件陣列基板100可進一步包括多條掃描線SL（圖9A至圖9D分別示意性地繪示出一條掃描線SL）以及多條資料線DL（圖9A至圖9D分別示意性地繪示出一條資料線DL）。掃描線SL與資料線DL相互交錯而定義出陣列排列的畫素P（圖9A至圖9D分別示意性地繪示出四個畫素P）。

在圖9A至圖9C的實施例中，各畫素P包括反射電極110以及透光電極120，其中反射電極110定義出反射區A1，且透光電極120被反射電極110暴露出來的部分定義出穿透區A2。反射區A1與穿透區A2的相對分布關係可依據不同的設計需求而改變。如圖9A所示，反射區A1可位於穿透區A2的一側。或者，如圖9B所示，反射區A1可環繞穿透區A2。再者，如圖9C所示，穿透區A2可環繞反射區A1。在圖9D的實施例中，各畫素P省略圖9A至圖9C所示的透光電極120，其中反射電極110所在的區域定義出反射區A1，而相鄰的畫素P之間的透光區域定義出穿透區A2。補充說明的是，反射區A1與穿透區A2的面積比例及其各自的形狀及分布可依據不同的設計需求改變，而不限於圖9A至圖9D所繪示者。

綜上所述，在本新型創作實施例的顯示裝置中，通過調整第一偏光片的吸收軸、第一半波片的光軸、第一四分之一波片的光軸、單液晶間隙液晶顯示面板的液晶平均方向、第二四分之一波片的光軸、第二半波片的光軸以及第二偏光片的吸收軸之間所夾的角度，可提升穿透區的穿透率以及對比，讓穿透與反射光學相互匹配。因此，顯示裝置可具有良好的顯示品質。

雖然本新型創作已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本新型創作，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本新型創作的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本新型創作的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧顯示裝置
100‧‧‧主動元件陣列基板
110‧‧‧反射電極
120‧‧‧透光電極
200‧‧‧對向基板
300‧‧‧液晶層
310‧‧‧液晶分子
A1‧‧‧反射區
A2‧‧‧穿透區
AL1‧‧‧第一配向層
AL2‧‧‧第二配向層
B1、B2‧‧‧光束
D1‧‧‧第一配向方向
D2‧‧‧第二配向方向
DL‧‧‧資料線
H1‧‧‧第一半波片
H2‧‧‧第二半波片
LCP‧‧‧單液晶間隙液晶顯示面板
P‧‧‧畫素
P1‧‧‧第一偏光片
P2‧‧‧第二偏光片
PT1‧‧‧第一投影
PT2‧‧‧第二投影
PT3‧‧‧第三投影
PT4‧‧‧第四投影
PT5‧‧‧第五投影
PT6‧‧‧第六投影
PT7‧‧‧第七投影
Q1‧‧‧第一四分之一波片
Q2‧‧‧第二四分之一波片
R‧‧‧參考平面
S1‧‧‧第一表面
S2‧‧‧第二表面
SL‧‧‧掃描線
θ12、θ13、θ23、θ24、θ65、θ75、θ76‧‧‧銳角

圖1是依照本新型創作的一實施例的一種顯示裝置的局部剖面示意圖。圖2至圖7分別是上視示意圖，繪示出圖1中第一偏光片的吸收軸、第一半波片的光軸、第一四分之一波片的光軸、單液晶間隙液晶顯示面板的液晶平均方向、第二四分之一波片的光軸、第二半波片的光軸以及第二偏光片的吸收軸在參考平面上的正投影的六種實施型態。圖8A至圖8C分別是上視示意圖，繪示出單液晶間隙液晶顯示面板的液晶平均方向、第一配向層的第一配向方向以及第二配向層的第二配向方向的三種關係。圖9A至圖9D分別是上視示意圖，繪示出單液晶間隙液晶顯示面板的反射區以及穿透區的四種分布型態。

310‧‧‧液晶分子

H1‧‧‧第一半波片

H2‧‧‧第二半波片

P1‧‧‧第一偏光片

P2‧‧‧第二偏光片

PT1‧‧‧第一投影

PT2‧‧‧第二投影

PT3‧‧‧第三投影

PT4‧‧‧第四投影

PT5‧‧‧第五投影

PT6‧‧‧第六投影

PT7‧‧‧第七投影

Q1‧‧‧第一四分之一波片

Q2‧‧‧第二四分之一波片

R‧‧‧參考平面

θ12、θ13、θ23、θ24、θ65、θ75、θ76‧‧‧銳角

Claims

一種顯示裝置，包括：一單液晶間隙液晶顯示面板；一第一四分之一波片、一第一半波片以及一第一偏光片，依序配置在該單液晶間隙液晶顯示面板的一第一表面上；一第二四分之一波片、一第二半波片以及一第二偏光片，依序配置在該單液晶間隙液晶顯示面板與該第一表面相對的一第二表面上，該第一偏光片的吸收軸、該第一半波片的光軸、該第一四分之一波片的光軸、該單液晶間隙液晶顯示面板的液晶平均方向、該第二四分之一波片的光軸、該第二半波片的光軸以及該第二偏光片的吸收軸在平行於該單液晶間隙液晶顯示面板的一參考平面上的正投影分別為一第一投影至一第七投影，其中該第三投影垂直於該第四投影，該第五投影平行於該第四投影，該第二投影與該第四投影之間、該第二投影與該第三投影之間、該第一投影與該第三投影之間、該第一投影與該第二投影之間、該第六投影與該第五投影之間、該第七投影與該第五投影之間以及該第七投影與該第六投影之間所夾的銳角依序為30度、60度、15度、75度、60度、75度以及15度。
如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中該單液晶間隙液晶顯示面板包括一第一配向層以及一第二配向層，該第一配向層具有一第一配向方向，該第二配向層具有一第二配向方向，該第一配向方向與該第四投影為同向，且該第二配向方向與該第四投影為反向。
如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中該單液晶間隙液晶顯示面板包括一第一配向層以及一第二配向層，該第一配向層具有一第一配向方向，該第二配向層具有一第二配向方向，該第一配向方向與該第四投影的角度差為30度，且該第四投影與該第二配向方向的角度差為210度。
如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中該單液晶間隙液晶顯示面板包括一第一配向層以及一第二配向層，該第一配向層具有一第一配向方向，該第二配向層具有一第二配向方向，該第一配向方向與該第四投影的角度差為45度，且該第四投影與該第二配向方向的角度差為225度。
如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中該第一半波片以及該第二半波片的相位延遲量分別落在220nm至300nm的範圍內，且該第一四分之一波片以及該第二四分之一波片的相位延遲量分別落在100nm至160nm的範圍內。
如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中該單液晶間隙液晶顯示面板包括陣列排列的多個畫素，各該畫素包括一反射電極以及一透光電極，且該反射電極暴露出該透光電極的一部分，該反射電極定義出一反射區，且該透光電極被該反射電極暴露出來的該部分定義出一穿透區。
如申請專利範圍第6項所述的顯示裝置，其中該反射區位於該穿透區的一側。
如申請專利範圍第6項所述的顯示裝置，其中該反射區環繞該穿透區。
如申請專利範圍第6項所述的顯示裝置，其中該穿透區環繞該反射區。
如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中該單液晶間隙液晶顯示面板包括陣列排列的多個畫素，各該畫素包括一反射電極以定義出一反射區，且相鄰的畫素之間形成有多個透光區。