专利名称：双间隙半穿透半反射液晶显示装置的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种半穿透半反射液晶显示装置，更特别地关于一种双间隙半穿透半反射液晶显示装置。
背景技术：
一般而言，穿透式液晶显示装置具有较高的对比度与较佳的色彩饱和度。然而，当外界光线明亮时，穿透式液晶显示装置会呈现低的影像对比。另外，由于穿透式液晶显示装置需使用背光装置，因此其具有较高的耗电量。另一方面，反射式液晶显示装置利用外界光线取代背光，以显示影像；因此，反射式液晶显示装置具有相当低的耗电量。然而，当外界光线昏暗时，反射式液晶显示装置的影像可见度会减低。
为了克服穿透式与反射式液晶显示装置之缺陷，因此半穿透半反射液晶显示装置因而被揭露。半穿透半反射液晶显示装置可同时利用背光与外界光线，因此纵使在昏暗的环境且降低耗电量的同时，其亦可呈现清晰的显示。一般而言，半穿透半反射液晶显示装置分为两种，即单间隙半穿透半反射液晶显示装置与双间隙半穿透半反射液晶显示装置。在单间隙半穿透半反射液晶显示装置中，反射区域与穿透区域之间隙相同。在双间隙半穿透半反射液晶显示装置中，反射区域与穿透区域之间隙不同。在下文中，仅针对双间隙半穿透半反射液晶显示装置做讨论。
图1为传统的双间隙半穿透半反射液晶显示装置10之剖面视图。该双间隙半穿透半反射液晶显示装置10包含上基板12、下基板14及液晶层16，介于该两基板间。该下基板14包括多个像素区域(仅显示一个)。每一像素区域另包括穿透区域18及反射区域20。另外，两盒间隙(cell gap)d1与d2分别界定在该两基板12、14间的穿透区域18与反射区域20上。盒间隙d1一般为盒间隙d2的两倍。上方四分之一波片(quarter wave plate)22、上方二分之一波片(half wave plate)24及上方偏光板26分别设置于该上基板12上。下方四分之一波片(quarter wave plate)28、下方二分之一波片(half wave plate)30及下方偏光板32分别设置于该下基板14上。这些光学板22、24、28及30设置以补偿相对于红、绿与蓝光之相位差，藉以降低色散问题。
然而，双间隙半穿透半反射液晶显示装置10仅有大约为10的反射对比，且需要繁琐的制程去分别将该些光学板22、24、26及28、30、32设置于该上基板12与该下基板14上。另外，若该些繁琐的制程未被适当地执行时，即，若该些光学板22、24、26、28、30及32并未被适切地设置于该上下基板12、14时，则可能会使液晶显示装置之显示效果如亮度与/或色彩变差。再者，该些光学板22、24、26、28、30及32会增加该双间隙半穿透半反射液晶显示装置10之整体厚度与制造成本。
发明内容
本发明之一目的在于提供一种双间隙半穿透半反射液晶显示装置，其可增加反射对比。
本发明之另一目的在于提供一种双间隙半穿透半反射液晶显示装置，其不仅可简化光学板设置制程，更可降低整体厚度与制造成本。
为了达到上述之目的，本发明之双间隙半穿透半反射液晶显示装置包含了两基板、液晶层，其设于该两基板间、穿透区域与反射区域、上方偏光板、第一位相差板，其设于其中一基板与该上方偏光板间、下方偏光板、以及第二位相差板，其设于另一基板与该下方偏光板间。
根据本发明之双间隙半穿透半反射液晶显示装置，仅两片位相差板，即该第一与第二位相差板被利用，因此光学板设置制程被简化，且整体厚度与制造成本亦被降低。
于本发明之双间隙半穿透半反射液晶显示装置中，该液晶层于该穿透区域上具有相位延迟值(Δnd)介于390nm至410nm间，且该液晶层于该反射区域上具有相位延迟值(Δnd)介于260nm至280nm间。再者，该第一位相差板具有慢轴角度其介于0度与30度间，及相位延迟值(Δnd)其介于150nm与450nm间；该第二位相差板具有慢轴角度其介于130度与180度间，及相位延迟值(Δnd)其介于200nm与250nm间。
另外，本发明之双间隙半穿透半反射液晶显示装置仅通过利用该第一与第二位相差板，便可达成大于16的反射对比。
图1为传统的双间隙半穿透半反射液晶显示装置之剖面视图。
图2显示根据本发明一实施例之双间隙半穿透半反射液晶显示装置的剖面视图。
图3与图4为根据本发明实施例1之半穿透半反射液晶显示装置其反射率与穿透率相对于电压的仿真结果。
图5与图6为根据本发明实施例2之半穿透半反射液晶显示装置其反射率与穿透率相对于电压的仿真结果。
图7与图8为根据本发明实施例3之半穿透半反射液晶显示装置其反射率与穿透率相对于电压的仿真结果。
图9与图10为根据本发明实施例4之半穿透半反射液晶显示装置其反射率与穿透率相对于电压的仿真结果。
图号说明
AL外部光线 BL背光d1盒间隙 d2盒间隙10液晶显示装置 12上基板14下基板 16液晶层18穿透区域 20反射区域22上方四分之一波片 24上方二分之一波片26上方上偏光板 28下方四分之一波片30下方二分之一波片 32下方偏光板100液晶显示装置102上基板104下基板 106液晶层108上方位相差板110上方偏光板112下方位相差板114下方偏光板116穿透区域118反射区域118a反射层具体实施方式
图2显示根据本发明一实施例之双间隙半穿透半反射液晶显示装置100的剖面视图。半穿透半反射液晶显示装置100包含上基板102、下基板104、及液晶层106设于上基板102与该下基板104间。半穿透半反射液晶显示装置100另包含上方位相差板108，设于上基板102上、上方偏光板110，设于上方位相差板108上、下方位相差板112，设于下基板104上、及下方偏光板114，设于下方位相差板112上。上方偏光板110与下方偏光板114分别设置于上方位相差板108与下方位相差板112上，用以将外部光线转换成线性偏极光。上方与下方位相差板108与112分别设置于上基板102与上方偏光板110间，及下基板104与下方偏光板114间，用以将线性偏极光转换成适合该显示装置之椭圆偏极光。
根据本发明之此实施例，上方位相差板108与下方位相差板112为除了四分之一波片(quarter wave plate)外，任何具有特定慢轴角度与特定相位延迟值的位相差板。于下文中，任何除了四分之一波片外的位相差板称为非四分之一波片(non-quarter wave plate)。
该下基板104包括了多个像素区域(仅显示一个)。每一像素区域包括穿透区域116及反射区域118，其中背光装置(未显示)所产生的背光BL可通过穿透区域116，以及外部环境所产生的外部光线AL可经由反射区域118而反射。反射区域118具有反射层118a形成于其上。另外，两种盒间隙(cell gap)d1与d2分别形成在两基板102、104间的穿透区域116与反射区域118上。形成两种盒间隙(cell gap)d1与d2之目的为了补偿不匹配的液晶延迟。根据本发明之此实施例，盒间隙d1不局限于盒间隙d2的两倍。
半穿透半反射液晶显示装置100可同时在穿透模式与反射模式下，显示影像。于穿透模式时，当背光BL由下基板104进入，并经穿透区域116而通过液晶层106后，其可做为显像的光线。另一方面，于反射模式时，当外部光线AL由该上基板102入射，并通过液晶层106后，其被反射区域118反射，并再次通过液晶层106，以做为显像的光线。
根据本发明之半穿透半反射液晶显示装置100可通过光学组件之参数最佳化，而呈现高对比与低色散之影像，例如液晶层106之扭转角度与相位延迟值、该上方与下方位相差板108与112之慢轴角度与相位延迟值、及该上方与下方偏光板110与114之穿透轴角度。该些最佳化参数将如下所述。
根据本发明之半穿透半反射液晶显示装置100，液晶层106为混合模态扭转式向列(Mix-mode TN)模式，其具有扭转角度介于50度至80度间。再者，液晶层106于穿透区域116上具有相位延迟值(Δnd)介于390nm至410nm间，较佳为400nm，且于该反射区域118上具有相位延迟值(Δnd)介于260nm至280nm间，较佳为270nm。另外，该上方位相差板108具有慢轴角度介于0度至30度间，及相位延迟值(Δnd)介于150nm与450nm间；该下方位相差板112具有慢轴角度介于130度与180度间，及相位延迟值(Δnd)介于200nm与250nm间。该上方偏光板110具有穿透轴角度介于0度至120度间，且该下方偏光板114具有穿透轴角度介于20度至180度间。
具有该些最佳化参数之半穿透半反射液晶显示装置100已由DiMOS(1.5b版本)模拟，其中DiMOS为光学仿真程序，其可经由商业上由autronic-MELCHERS GmbH公司取得。仿真结果显示了该半穿透半反射液晶显示装置100可呈现高对比与低色散的影像。仿真实施例将于下文中提及。
实施例1此实施例中之仿真分别计算半穿透半反射液晶显示装置100在反射模式与穿透模式中，相对于电压的反射率与穿透率，同时，液晶层106之液晶具有扭转角度为50度，于穿透区域116上具有相位延迟值(Δnd)为400nm，且于反射区域118上具有相位延迟值(Δnd)为270nm。该些模拟参数如下表1所示。
表1.模拟参数
于此实施例中，该半穿透半反射液晶显示装置100于波长470nm(蓝)、波长550nm(绿)与波长630nm(红)时的反射率及穿透率分别被算出并表示成图表，如图3与图4所示。另外，其穿透对比之计算结果为483.5，以及其反射对比之计算结果为18.53。
实施例2此实施例中之仿真分别计算该半穿透半反射液晶显示装置100在反射模式与穿透模式中，相对于电压的反射率与穿透率，同时，液晶层106之液晶具有扭转角度为60度，于该穿透区域116上具有相位延迟值(Δnd)为400nm，且于该反射区域118上具有相位延迟值(Δnd)为270nm。该些模拟参数如下表2所示。
表2.模拟参数
于此实施例中，该半穿透半反射液晶显示装置100于波长470nm(蓝)、波长550nm(绿)与波长630nm(红)时的反射率及穿透率分别被算出并表示成图表，如图5与图6所示。另外，其穿透对比之计算结果为397，以及其反射对比之计算结果为16.5。
实施例3此实施例中之仿真分别计算该半穿透半反射液晶显示装置100在反射模式与穿透模式中，相对于电压的反射率与穿透率，同时，液晶层106之液晶具有扭转角度为70度，于该穿透区域116上具有相位延迟值(Δnd)为400nm，且于该反射区域118上具有相位延迟值(Δnd)为270nm。该些模拟参数如下表3所示。
表3.模拟参数
于此实施例中，该半穿透半反射液晶显示装置100于波长470nm(蓝)、波长550nm(绿)与波长630nm(红)时的反射率及穿透率分别被算出并表示成图表，如图7与图8所示。另外，其穿透对比之计算结果为381，以及其反射对比之计算结果为17.9。
实施例4此实施例中之仿真分别计算该半穿透半反射液晶显示装置100在反射模式与穿透模式中，相对于电压的反射率与穿透率，同时，液晶层106之液晶具有扭转角度为80度，于该穿透区域116上具有相位延迟值(Δnd)为400nm，且于该反射区域118上具有相位延迟值(Δnd)为270nm。该些模拟参数如下表4所示。
表4.模拟参数
于此实施例中，该半穿透半反射液晶显示装置100于波长470nm(蓝)、波长550nm(绿)与波长630nm(红)时的反射率及穿透率分别被算出并表示成图表，如图9与图10所示。另外，其穿透对比之计算结果为309，以及其反射对比之计算结果为18。
如图4至图10所示，可了解到，半穿透半反射液晶显示装置100仅通过利用两片非四分之一波片，即上方位相差板108与下方位相差板112，便可呈现高对比与低色散之影像。更特别地，半穿透半反射液晶显示装置100之反射对比大于16。亦可了解到，该半穿透半反射液晶显示装置100于电压为关闭(off)时，其处于常态黑模式(normally black mode)。另外，由于半穿透半反射液晶显示装置100仅利用两片位相差板，因此其整体厚度与制造成本可被降低；再者，半穿透半反射液晶显示装置100之光学板设置制程亦可被简化。
虽然本发明已以前述较佳实施例揭示，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，当可作各种之更动与修改。因此本发明之保护范围当视所附之权利要求书所界定者为准。
权利要求
1.一种双间隙半穿透半反射液晶显示装置，其包含上基板与下基板；液晶层，其设于所述上基板与所述下基板间；穿透区域与反射区域界定于所述下基板上；上方偏光板；仅一上方位相差板，设置于所述上基板与所述上方偏光板间，该上方位相差板为非四分之一波片；下方偏光板；以及仅一下方位相差板，设置于所述下基板与所述下方偏光板间，该下方位相差板为非四分之一波片；其中所述液晶层于所述穿透区域上具有相位延迟值，该相位延迟值介于390nm至410nm之间。
2.根据权利要求1所述的双间隙半穿透半反射液晶显示装置，其中，所述液晶层为混合模态扭转式向列模式，其具有扭转角度介于50度至80度间。
3.根据权利要求1所述的双间隙半穿透半反射液晶显示装置，其中，所述上方偏光板具有穿透轴角度介于0度至120度间。
4.根据权利要求1所述的双间隙半穿透半反射液晶显示装置，其中，所述上方位相差板具有慢轴角度介于0度至30度间，及相位延迟值介于150nm与450nm间。
5.根据权利要求1所述的双间隙半穿透半反射液晶显示装置，其中，所述下方偏光板具有穿透轴角度介于20度至180度间。
6.根据权利要求1所述的双间隙半穿透半反射液晶显示装置，其中，所述下方位相差板具有慢轴角度介于130度至180度间，及相位延迟值介于200nm与250nm间。
7.一种双间隙半穿透半反射液晶显示装置，其包含上基板与下基板；液晶层，其设于所述上基板与所述下基板间；穿透区域与反射区域界定于所述下基板上；上方偏光板；仅一上方位相差板，设置于所述上基板与所述上方偏光板间，该上方位相差板为非四分之一波片；下方偏光板；以及仅一下方位相差板，设置于所述下基板与所述下方偏光板间，该下方位相差板为非四分之一波片；其中所述液晶层于所述反射区域上具有相位延迟值，该相位延迟值介于260nm至280nm之间。
8.根据权利要求7所述的双间隙半穿透半反射液晶显示装置，其中，所述液晶层为混合模态扭转式向列模式，其具有扭转角度介于50度至80度间。
9.根据权利要求7所述的双间隙半穿透半反射液晶显示装置，其中，所述上方偏光板具有穿透轴角度介于0度至120度间。
10.根据权利要求7所述的双间隙半穿透半反射液晶显示装置，其中所述上方位相差板具有慢轴角度介于0度至30度间，及相位延迟值介于150nm与450nm间。
11.根据权利要求7所述的双间隙半穿透半反射液晶显示装置，其中，所述下方偏光板具有穿透轴角度介于20度至180度间。
12.根据权利要求7所述的双间隙半穿透半反射液晶显示装置，其中，该下方位相差板具有慢轴角度介于130度至180度间，及相位延迟值介于200nm与250nm间。
13.一种双间隙半穿透半反射液晶显示装置，其包含上基板与下基板；液晶层，其设于所述上基板与所述下基板间；穿透区域与反射区域界定于所述下基板上；上方偏光板；上方位相差板，设置于所述上基板与所述上方偏光板间，其中该上方位相差板具有慢轴角度介于0度至30度间，及相位延迟值介于150nm与450nm间；下方偏光板；以及下方位差板板，设置于所述下基板与所述下方偏光板间，其中该下方位相差板具有慢轴角度介于130度至180度间，及相位延迟值介于200nm与250nm间。
14.根据权利要求13所述的双间隙半穿透半反射液晶显示装置，其中，所述液晶层为混合模态扭转式向列模式，其具有扭转角度介于50度至80度间。
15.根据权利要求14所述的双间隙半穿透半反射液晶显示装置，其中所述液晶层于所述穿透区域上具有相位延迟值，该相位延迟值介于390nm至410nm之间。
16.根据权利要求14所述的双间隙半穿透半反射液晶显示装置，其中，所述液晶层于所述反射区域上具有相位延迟值，该相位延迟值介于260nm至280nm之间。
17.根据权利要求13所述的双间隙半穿透半反射液晶显示装置，其中，所述上方偏光板具有穿透轴角度介于0度至120度间。
18.根据权利要求13所述的双间隙半穿透半反射液晶显示装置，其中，所述下方偏光板具有穿透轴角度介于20度至180度间。
全文摘要
一种双间隙半穿透半反射液晶显示装置包含上基板与下基板、液晶，其设于所述上基板与所述下基板间、穿透区域与反射区域、第一位相差板，其设于所述上基板上、以及第二位相差板，其设于所述下基板上。该双间隙半穿透半反射液晶显示装置仅利用两片位相差板，即该第一与第二位相差板，去补偿由该液晶之双折射所造成的光相位延迟，藉以同时在所述穿透区域与所述反射区域获取一高对比显示。
文档编号G02F1/1335GK1963631SQ200510117679
公开日2007年5月16日 申请日期2005年11月8日 优先权日2005年11月8日
发明者吴易骏, 刘锦璋, 廖文瑞, 纪俊吉 申请人:胜华科技股份有限公司