半透射半反射式液晶显示器及其操作方法

专利名称：半透射半反射式液晶显示器及其操作方法
技术领域：
本发明涉及一种液晶显示器及其操作方法，且特别涉及一种半透射半反射式液晶显示器及其操作方法。
背景技术：
以下是关于广视角半透射半反射式液晶显示器的描述。在某些实施例中，半透射半反射式液晶显示器包括数个像素。各个像素具有通过 背光单元发光的透射区域及通过环境光发光的反射区域。液晶单元设置在下玻璃基板和上 玻璃基板之间，这些玻璃基板置于下圆偏光板和上圆偏光板之间。下圆偏光板可包含第一 线性偏光板、第一半波片及第一四分之一波片。上圆偏光板可包含第二线性偏光板、第二半 波片及第二四分之一波片。液晶层通过基板内部表面的下配向层和上配向层来配向，使得 液晶层起始时配向于基板的同一方向。板状像素电极形成于透射区域的下基板上。连接像 素电极的导电金属反射层形成于反射区域。在上基板上，共同电极形成于透射区域及反射 区域。如上述实施例，从背光单元发出的光线在透射区域中穿越液晶单元一次，而从顶 边进入的环境入射光线在反射区域中穿越液晶单元两次。为了补偿它们的光程路径差异， 介电凸块形成于反射区域中，以使让反射区域中的液晶层厚度大约为透射区域中的液晶层 厚度一半。当透射区域的相位延迟Δη · !τ大约为1/2 λ (其中An = ne-n。，ne、n。为液晶 材料的异常折射率及正常折射率)，且在反射区域部分大约为1/4λ时(其中λ为入射光 波长)，透射区域将产生最大透射率，而反射区域将产生最大反射率。当施加高电压时，液晶 分子将重新配向而垂直于基板，在反射区域和透射区域中将产生可忽略的相位延迟，以达 到共同的暗态。

发明内容
根据本发明的一方面，提出一种半透射半反射式液晶显示器，包括第一玻璃基板、 第二玻璃基板、第一线性偏光板、第二线性偏光板及位相差薄膜。第一玻璃基板比第二玻璃 基板更靠近背光模块。第一线性偏光板比第二线性偏光板更靠近背光模块。位相差薄膜介 于第一线性偏光板及第二线性偏光板之间。显示器包括位在第一基板及第二基板之间的数 个像素，各个像素包括透射区域和反射区域。透射区域具有第一厚度的液晶层。当没有施加 数据电压或施加相对于暗态的电压时，位相差薄膜具有相位延迟，以补偿在透射区域中对 于法线入射光在液晶层的相位延迟，使其达到暗态。反射区域具有第二厚度的液晶层。当 没有数据电压或相对于暗态的数据电压施加于像素时，位于反射区域的位相差薄膜及液晶 层的组合相对于法线入射光的相位延迟范围介于0. 22 λ和0. 28 λ之间，以使其达到暗态， 其中λ为光线的波长。实施例可包括一或多个以下特征。当像素操作于暗态时，液晶层的液晶分子实质 上平行于玻璃基板。第一线性偏光板的透射轴垂直于第二线性偏光板的透射轴。液晶层具有配向方向，配向方向相对于第二线性偏光板的透射轴的角度为40度到50度。位相差薄 膜包括具有主折射率nx、ny和nz的双轴拉伸膜，其中nx > ny且nz > ny。在某些实施例中， 位相差薄膜具有折射率nx = nz。位相差薄膜的nz轴实质上垂直于第一线性偏光板及第二 线性偏光板的至少其中之一，且位相差薄膜的 轴实质上平行于液晶层的配向方向。在反射区域中，第二线性偏光板、位相差薄膜及液晶层的组合形成圆偏光板。像素 包括在透射区域和反射区域中的像素电极、反射区域的反射电极及共同电极。其中像素电 极、反射电极及共同电极皆设置于相对于液晶层的同一侧。在某些实施例中，像素电极包含 条状结构，且像素电极设置在共同电极和液晶层之间。各个条状结构具有介于2um到Sum 的宽度，及介于2um到IOum的间距。在某些实施例，共同电极包含条状结构，且共同电极位 在像素电极和液晶层之间。显示器的控制器通过单一灰阶伽马控制曲线驱动透射区域和反射区域。当像素操 作于亮态时，在透射区域中第一厚度的液晶层，将使透射区域具有最大亮度。其中在透射区 域增加或减少液晶层的厚度将会造成像素亮度降低。在某些实施例中，液晶层包括负介电 质各向异性液晶材料。液晶层具有一起始表面配向角度，其相对于条状电极的长边方向为 55度到85度。在某些实施例中，液晶层包括正介电质各向异性液晶材料，像素电极包括条 状结构且设置于共同电极及液晶层之间。液晶层具有一起始表面配向角度，其相对于条状 电极的长边方向为5度到35度。在某些实施例中，液晶层包括正介电质各向异性液晶材 料，共同电极包括条状结构且设置于像素电极及液晶层之间。液晶层具有一起始表面配向 角度，其相对于条状电极的长边方向为5度到35度。显示器包括第一补偿膜及第二补偿膜，第一补偿膜比第二补偿膜靠近背光单元， 第一补偿膜及第二补偿膜设置在液晶层的不同侧。第一补偿膜及第二补偿膜的折射率用以 补偿第一线性偏光板及第二线性偏光板在离轴入射光的有效角的偏移，并减少离轴光的漏 出。第一补偿膜及第二补偿膜包括正单轴A板及负A板。正单轴A板具有折射率nx>ny =nz，而负A板具有折射率ny <nx = nz。第一补偿膜及第二补偿膜的光轴不是平行就是垂 直于第一线性偏光板及第二线性偏光板的透射轴。显示器包括第二位相差薄膜，第二位相 差薄膜包括单轴C板。单轴C板设置于第一线性偏光板及第二线性偏光板之间，并具有折 射率nx = ny乒nz。根据本发明的另一方面，提出一种半透射半反射式液晶显示器，包括第一透明玻 璃基板、第二透明玻璃基板、第一线性偏光板、第二线性偏光板及第一相位差薄膜。第一玻 璃基板比第二玻璃基板靠近背光模块。第一线性偏光板比第二线性偏光板靠近背光模块。 显示器包括数个像素。像素设置于第一基板及第二基板之间，各个像素包括透射区域和反 射区域。透射区域中具有第一厚度的液晶层，当像素操作于暗态时，第一位相差薄膜的相 位延迟可以抵消在透射区域对于法线入射光在液晶层的相位延迟。反射区域具有第二厚 度的液晶层，当像素操作于暗态时，反射区域的液晶层相对于法线入射光的相位延迟介于 0.22 λ到0.28 λ，其中λ为光线的波长。数个实施例可包括一或多个以下特征。第一位相差薄膜设置于第一线性偏光板及液晶层之间。第一线性偏光板具有透射轴，第一线性偏光板的透射轴垂直于第二线性偏光 板的透射轴。液晶层具有配向方向，配向方向相对于第二线性偏光板的透射轴的角度在40 度到50度之间。第一位相差薄膜包含双轴拉伸膜，双轴拉伸膜具有主折射率nx、ny和nz，其中nx > ny且~ > ny。第一位相差薄膜的nz轴实质上垂直于第一线性偏光板及第二线性偏 光板的至少其中之一。第一位相差薄膜的 轴实质上平行于液晶层的配向方向。像素包含像素电极、反射电极及共同电极。像素电极位于透射区域和反射区域，反 射电极位于反射区域。像素电极、反射电极及共同电极皆位于液晶层的同一侧。像素电极 包括条状结构，共同电极为板状，且像素电极设置在共同电极和液晶层之间。共同电极包含 条状结构，像素电极为板状，且共同电极设置在像素电极和液晶层之间。显示器包括第二位 相差薄膜(例如单轴C板)，其设置在第一线性偏光板及第二线性偏光板之间，且具有折 射率nx = ny^ nz。相对于液晶层与背光模块，第一位相差薄膜及第二位相差薄膜皆比较靠 近背光模块。根据本发明的另一方面，提出一种半透射半反射式液晶显示器的操作方法包括以 下步骤。在显示器的像素的透射区域中，当没有数据电压或一对应于暗态的数据电压施加 于像素时，通过位相差薄膜提供第一相位延迟于法线入射光，以补偿穿越液晶层的光线的 第二相位延迟，使其达到暗态。在像素的反射区域中，当没有数据电压或对应于暗态的数据 电压施加于像素时，通过位相差薄膜与液晶层的组合提供介于0.22 λ和0.28 λ之间的相 位延迟于法线入射光，使其达到暗态，λ为光线的波长。实施例可包括一或多个以下特征。此方法包括提供第一线性偏光板和第二线性偏 光板。第一线性偏光板比第二线性偏光板靠近背光模块，第一线性偏光板及第二线性偏光 板位于液晶层的不同侧。液晶层具有配向方向，配向方向相对于第二线性偏光板的透射轴 的角度在40度到50度之间。采用位相差薄膜的步骤包括采用双轴拉伸膜，其具有主折射率 nx、ny和nz，其中nx > ny且nz > ny。位相差薄膜的nz轴实质上垂直于第一线性偏光板及第 二线性偏光板的至少其中之一，且位相差薄膜的 轴实质上平行于液晶层的配向方向。此 方法包括在反射区域采用线性偏光板、位相差薄膜和液晶层的组合以形成圆偏光板。此方法包括通过在透射区域施加数据电压于像素电极及共同电极之间，以在液晶 层产生数个边缘电场。此些边缘电场包括数个分量。此些分量平行于液晶层表面。像素电 极、反射电极和共同电极皆位于液晶层的同一侧。在某些实施例中，产生边缘电场的步骤包 括施加数据信号到具有条状结构的像素电极及板状结构的共同电极。像素电极设置于共同 电极及液晶层之间。在某些实施例，产生边缘电场的步骤包括施加参考电极到具有条状结 构的共同电极及具有板状结构的像素电极。共同电极设置于像素电极及液晶层之间。此方 法包括通过单一灰阶伽马控制曲线，驱动透射区域和反射区域。此方法包括通过第一补偿膜及第二补偿膜补偿第一线性偏光板及第二线性偏光 板之间的离轴光的有效角度偏差，使得在透射区域中斜入射光穿越液晶层的相位延迟被补 偿，且可减少光线的漏出。第一补偿膜比第二补偿膜靠近背光模块，第一补偿膜及第二补偿 膜位于液晶层的不同侧。采用第一补偿膜及第二补偿膜的步骤包括采用具有折射率！^ > ny = nz的正单轴A板及具有折射率ny < nx = nz的负A板。采用第一补偿膜及第二补偿 膜的步骤包括采用具有平行或垂直线性偏光板透射轴的光轴的补偿膜。此方法包含具有nx =ny ^ nz的第二位相差薄膜(例如单轴C板)。根据本发明的另一方面，提出一种半透射半反射式液晶显示器的操作方法，包括 以下步骤。当像素操作于暗态时，以第一位相差薄膜提供第一相位延迟于法线入射光，以补 偿穿越显示器的透射区域的像素的光线的第二相位延迟。当像素操作于暗态时，以位于反射区域的液晶层的像素，提供介于0.22 λ到0.28 λ的相位延迟于法线入射光，其中λ为光线的波长。实施例可包括一或多个以下特征。采用第一位相差薄膜的步骤包括采用设置于线 性偏光板及液晶层之间的第一位相差薄膜。第一线性偏光板比液晶层靠近背光单元。此方 法包括采用第二位相差薄膜，其具有nx = ny兴nz(例如单轴C板)以减少离轴光漏出。根据本发明的另一方面，提出一种装置，包括位相差薄膜及数个像素。当像素操作 于暗态时，各个像素具有抵消穿越显示器的透射区域的像素的法线入射光的相位延迟的功 能。当像素操作于暗态，位相差薄膜及液晶层在反射区域的像素的组合提供介于0.22 λ到 0. 28 λ的相位延迟于法线入射光，其中λ为光线的波长。其他方面可包括其他上述特征和其他特征的组合，如方法、装置、系统、软件等。本发明包括如下所述一个或一个以上的优点。半透射半反射式液晶显示器不管在 室内或户外使用皆可达到良好的视角。在本发明某些实施例，仅使用单一位相差薄膜即可 达到广视角的效果，因此相对于使用多重位相差薄膜的其他设计，本发明的材料成本和制 造复杂度可降低很多。位相差薄膜的特性非一定要类似半波片，因此选择位相差薄膜的参 数有更多的弹性。


图1绘示半透射半反射式显示器的像素的一实施例的截面图。图2Α绘示像素的俯视图。图2Β绘示液晶层的配向方向。图2C绘示主折射率的定义。图3Α和3Β绘示关于显示器暗态和亮态的操作机构。图4Α和4Β绘示V-R和V-T曲线。图5Α到7Β绘示对比图。图8至Ij 10绘示V-R和V-T曲线。图11绘示像素的俯视图。图12绘示半透射半反射式显示器的像素的一实施例的截面图。图13Α禾Π 13Β绘示V-R和V-T曲线。图14Α到16Β绘示对比图。图17到19绘示V-R和V-T曲线。图20绘示半透射半反射式显示器的像素的一实施例的截面图。图21Α绘示于亮态的液晶分子分布。图21Β绘示像素的截面图的一部分。图22k绘示V-R和V-T曲线。图22B到22E绘示对比图。图23到25A绘示V-R和V-T曲线。
图25B到25E绘示对比图。图26到27绘示V-R和V-T曲线。图28绘示半透射半反射式显示器的像素的一实施例的截面图。
图29绘示庞加莱球图。图30A到33B绘示对比图。图34绘示半透射半反射式显示器的像素的一实施例的截面图。图35绘示绘示V-R和V-T曲线。图36A和36B绘示对比图。图37绘示V-R和V-T曲线。图38A和38B绘示对比图。图39绘示半透射半反射式显示器的像素的一实施例的截面图。图40绘示V-R和V-T曲线。图41A到42绘示对比图。附图标记说明100,380,670 像素300、500、600、700、800、900 半透射半反射式液晶显示器301a、501a、601a、701a、801a、901a 下线性偏光板30lb、50lb、60lb、70lb、80lb、90Ib 上线性偏光板302、502、602、702、802、803、902、903 位相差薄膜304a、504a、604a、704a、804a、904a 下玻璃基板304b、504b、604b、704b、804b、904b 上玻璃基板305,505,605,705,805,905 第一驱动电极306、506、606、706、806、906 第二驱动电极307、507、607、707、807、907 金属反射层308a、308b、508a、508b、608a、608b、708a、708b、808a、808b、908a、908b 配向层309、509、609、709、809、909:液晶层312、512、612、712、812、912 过度涂布层310、510、610、710、810、910 保护层320,520 (*「520」在说明书文中未出现过)、620、720、820、920 背光单元321、521、621、721、821、921 透射区域322、522、622、722、822、922 反射区域326 薄膜晶体管327 栅极线328 数据线331、332 折射率椭圆333、334、335、338、344、346 线性偏振光线336 圆偏振光337 反射光340、341、342、343、350、355、365、370、375、550、553、565、570、575、630、631、640、 643、646、655、658、850、870、930 图示345、347、348、349 椭圆偏振光351、366、368、371、373、376、551、554、566、568、571、576、632、641、644、647、656、659、851、871、931随电压变化反射曲线352、367、369、372、374、377、552、555、567、569、572、577、633、642、645、648、657、
660、852、872、932随电压变化透射曲线353、553 随电压变化标准化反射曲线354、554 随电压变化标准化透射曲线357、358、359、360、361、362、557、558、559、560、561、562、635、636、637、638、649、 650、651、652、740、745、750、755、760、765、770、775、860、861、880、881、940、945、950 对比
图400、402 多重条状电极625b、626b:曲线625a,626a 位置715a 下补偿膜715b 上补偿膜730:庞加莱球图735 庞加莱球
具体实施例方式以下半透射半反射式液晶显示器的实施例使用少量(例如一个)的补偿膜，仍然 可以达到高对比的效果。第一实施例请参照图1，在某些实施例中，高亮度广视角半透射半反射式液晶显示器300包括 数个像素100 (图上仅显示一个)，各个像素包括透射区域321及反射区域322。像素包括 设置于下玻璃基板304a和上玻璃基板304b之间的液晶层309。当操作于透射模式时，背 光单元320提供背光使透射区域321发光。当操作于反射模式时，环境光或非显示器发出 的光源，在像素的反射区域322被反射金属层反射。显示器300的特色是使用单一负位相 差薄膜302以增加视角。通过位相差薄膜302及位于透射区域321与反射区域322的液晶 层309的参数决定，可以使得当没有像素电压施加于像素100上时(或是像素电压对应于 暗态时)，光线在不同的入射角，没有光线或极少的光线从透射区域321和反射区域322漏 出。这样可使显示器300具有广视角且高对比的效果。液晶层309具有起始配向方向，其相对于上偏光板301b的透射轴的角度约为45 度。透过透射区域321的液晶层309的厚度决定达到暗态时的最大亮度。在某些实施例中， 将介于0.5λ到0.7λ之间的相位延迟dAn，经由透射区域321的液晶层309给予光源， 其中λ为入射光的波长。当没有像素电压时(或是像素电压对应于暗态时)，位相差薄膜 302根据法线入射光，设计相位延迟，以完全抵消在透射区域321的液晶层309的相位延迟。 这样可在透射区域321达成暗态。在以下的叙述中，当我们提到第一方向相对于第二方向角度“大约”η度时，这表示 显示器是基于第一方向相对于第二方向的角度η度去设计。但因为制造误差，可能使第一 方向相对于第二方向的角度与η度有些许的差异。词汇“法线入射光”表示光的行进方向 垂直于基板平面。词汇“斜入射光”表示光的行进方向相对于基板平面非呈90度。
在反射区域形成由介电质材料(如Si0x、SiNx或一些有机材料)形成的过度涂布 层312，让反射区域322的液晶层厚度dK与在透射区域321的液晶层厚度dT不一样。反射 区域322的液晶层309的厚度选择，使得反射区域322中的位相差薄膜302与液晶层309的 整体相位延迟相对于法线入射光大约为λ/4，其中λ是入射光的波长。在某些实施例中， 显示器以光波长λ = 550nm做设计。例如，经由反射区域322的液晶层309，将介于0. 25 λ 和0.45λ之间的相位延迟给予光源。当无施加像素电压(或像素电压对应于暗态)时，位 相差薄膜302、反射区域322的液晶层309、和上偏光板301b形成圆偏光板，使得经由反射 电极反射的环境光，无法通过线性偏光板301b而达到暗态。在仍然维持高图像品质前提下，使用位相差薄膜302使显示器300成本下降。(此 成本下降是相对于使用多重位相差薄膜或使用液晶层内建的位相差薄膜)。显示器300包含由聚酰亚胺(polyimide)材料形成的两个配向层308a和308b，其 分别形成于基板304a、304b内部表面。配向层308a、308b的配置使得起始时液晶层309的 液晶分子的光轴配向于实质上平行下玻璃基板304a的方向。由氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)之类的透明导电材料制成的第一平面电极 305形成于下玻璃基板304a上。在本实施例中，第一平面电极305作为共同电极。在反射 区域322中，由导电金属(如铝或银)制成的金属反射层307形成于第一平面电极305的上 方，且电性连接于第一平面电极305。由介电质材料(如SiOx或SiNx)形成的保护层310 涂布于第一平面电极305和金属反射层307上。由透明导电材料(如氧化铟锡(ITO)或氧 化铟锌(IZO))制成的拉长条状电极306彼此电性连接，且条状电极306形成于保护层310 上且作为像素电极306。在本实施例中，位相差薄膜302为双轴延伸高分子薄膜，其具有主折射率nx、ny和 nz，其中nx > ny和nz > ny (nx、ny和nz的定义将提供于后)。位相差薄膜302在透射区域 321和反射区域322延展。位相差薄膜302的nz轴实质上沿着垂直于二线性偏光板301a、 301b的方向排列，而位相差薄膜302的ny轴实质上平行于液晶层309的配向方向。相较于使用三个位相差薄膜的显示器(例如J. Matsushima等人发表于2007年 Technical Digest of IDW第 1511-1514页的“Novel transflectivelPS-LCDs with three retardation plates”)，图1的显示器300具有数个特性与优点显示器300仅使用一个负位相差薄膜(相较于使用三个)。这减少了显示器300 的材料成本和制造复杂度。液晶层309具有实质上平行于负位相差薄膜302的起始配向方向，且液晶层309 的起始配向方向相对于上偏光板透射轴的角度大约为45度。负位相差薄膜和反射液晶层的整体相位偏移大约为η/2，其相似于四分之一波 片。在反射区域322内，液晶层309本身的相偏移非必要为π/2。例如，在反射区域322内 的液晶层309具有一延迟(例如195nm)，其比四分之一波片(例如135nm)大。此情形让 显示器300具有更好的反射率和制造误差容忍度。位相差薄膜302的性质非必要像二分之一波片一样(例如具有π相偏移量)。图2Α是图1中像素100的俯视图。薄膜晶体管(TFT)326操控像素100的开关。 栅极线327形成于薄膜晶体管326的下方。当栅极线327打开薄膜晶体管326时，施加于 每一像素的驱动电压由数据线328经由薄膜晶体管326的源极节点传到像素电极306。驱动像素电极306包括彼此连接的数个拉长条状电极。共同电极305形成于像素电极306之 下。共同电极305为平面状结构且连接于共同电压位准。在某些实施例中，在显示器300 中所有像素的共同电极305皆电性连接在一起。图2B绘示下基板304a上的液晶层309的配向方向。液晶层309的表面配向方向 相对于条状电极306的垂直方向的角度为Φ。在此，条状电极具有电极宽度W且相邻的条 状电极的间距为G。图2C绘示图1中显示器300的位相差薄膜302的三维主折射率！^ 和 。请参照 Y. Fujimura 等人于 2003 年 SPIE proceedings 第 5003 卷第 96-105 页发表的“ Improvement of optical films for high performance LCDs”。等向高分子薄膜的折射率椭圆331表 示此等向高分子薄膜每个方向的折射率nx、ny和nz都一样(也就是说nx = ny = nz)。经过 在！!,-!^平面的双轴延伸后，折射率椭圆331变成折射率椭圆332，其中折射率椭圆332的 主折射率nx、ny和nz，其值具有nx > ny和nz > ny的特性。关于图1的显示器300采用的位相差薄膜302，nz轴实质上平行于显示器300的 ζ轴(ζ轴垂直于偏光板平面301a和301b)，且折射率的选择为nx > ny和nz > ny。在一实 施例中，双轴位相差薄膜作为单轴负A板，ny < nx = nz。为了定义单一的位相差薄膜302的光学配置，我们设定位相差薄膜302的折射率 ny < nx且设定ny沿特定方向。例如，第一位相差薄膜在χ-y平面ny > nx，且ny在一方向呈 α角度，光学上等同于第二位相差薄膜在x_y平面 〈!^且 在一方向呈α+90度。因 此，关于位相差薄膜302，nx > ny、nz > ny和它的nz轴垂直于偏光板表面的讨论，我们可以 设定ny < nx且仅设定ny方向。图3A绘示显示器300关于暗态的操作机制。在图3A中，液晶层309起始时相对 于χ轴(定义该轴垂直于图2B显示的条状电极)配置一角度Φ，且上位相差薄膜302 (折 射率nx > ny和nz > ny)具有平行于ζ轴的ηζ轴，以及实质上平行于液晶配向方向的ny轴。 下偏光板301a的透射轴与液晶配向方向Φ夹45度。上偏光板301b的透射轴垂直于下偏 光板301a的透射轴。起始时均相液晶层309相似于单轴正A板，其具有排列为Φ度的光轴ηχ且ηχ > ny = ηζ。图3Α中，图340显示透射区域321中如何达到暗态。穿越下线性偏光板301a后， 从背光模块320发出的光线变成角度Φ为45度的线性偏光333。因为液晶层309的光轴 ηχ (其中nx > ny = nz)平行配置于位相差薄膜302 (其中nx > ny且nz > ny)的ny，它们的 平面相位延迟d(nx-ny)互相抵消。上位相差薄膜302的输出光源334具有与光线333相同 的偏光方向，且被上偏光板301b遮挡。图341绘示在反射区域322中如何达到暗态。起始时上偏光板301b的入射光具 有一线性偏振光线335，其平行于上线性偏光板301b的透射轴。透射轴与位相差薄膜302 的ny轴以及液晶层309的光轴夹45度。在反射区域中，上位相差薄膜302与液晶层309的整体相位延迟大约设计为λ /4。 经过反射区域322中的液晶层309后，光线335转换成圆偏振光336，而且经由反射电极307 反射光线到上部。当光行进方向反转，反射光337与入射光336具有手性。光线337经过由 液晶层309和位相差薄膜302形成的等效四分之一波平面，变成垂直于上线性偏光板301b 透射轴的线性偏振光。光线338被上线性偏光板301b遮挡造成暗态。因此，当没有像素电压施加于显示器300的像素100上时(或是像素电压对应于暗态时)，透射区域321和反射区域322具有相同的暗态。图3B绘示关于显示器亮态的操作机制。当高像素电压施加于电极305和306之 间(或是像素电压对应于亮态时)，拥有强水平分量的边缘电场实质地让液晶分子旋转，把 等效光轴从配向方向Φ变成不一样的方向Φ’。图342绘示透射区域321如何达到亮态。在光线344碰到上偏光板301b以前，从 下线性偏光板发出的光线344会变成椭圆偏振光345，接着部分椭圆偏振光345穿越上线性 偏光板造成亮态。图343绘示反射区域322如何达到亮态。从上偏光板301b入射的线性偏振光346 在到达反射电极307以前会变成椭圆偏振光347，接着反射的椭圆偏振光348经过液晶层 309和上线性偏光板301b之间，变成另一个椭圆偏振光349，最后部分椭圆偏振光349穿过 上线性偏光板301b形成亮态。随着施加于电极305和306之间像素电压的变化，经过液晶层光线的相位延迟也 跟着变化，此变化使像素100显示不一样的灰阶。如下所述，图4A到图11绘示图1显示器300随电压变化反射率图、随电压变化透 射率图、和透射及反射区域的对比图。不一样的参数值变化显示不一样的图。图4A中图350绘示图1中显示器300的随电压变化反射曲线351和随电压变化 透射曲线352。在此实施例中，电极的宽度W和间隙G(如图2B所示)分别为3um和4um。 液晶材料使用MLC-6608，默克(Merck)负介电质各向异性液晶材料具有下列系数弹性常 数 K11 = 16. 7pN，K33 = 18. ΙρΝ，介电异向性 Δ ε = ε ε 丄=-4. 2 以及在 λ = 550nm 时 光双折射Δη = 0. 083。透射区域321的液晶层厚度dT为4um，而反射区域322的液晶层 厚度dE为2. 34um。液晶材料的配向角度设定为Φ = 10度，且起始时液晶均一配置的倾斜角大约为2 度。由负A板形成的位相差薄膜302有沿着ζ轴的ηζ轴，和在x-y平面的nx轴和ny轴，其 *ny<nx = nz。此例中，nx = nz = 1. 65且ny = 1. 55，且ny轴平行于液晶配向方向。位 相差薄膜302的厚度为3. 32um。下偏光板301a具有透射轴_35度(相对于图2B的χ轴)且上偏光板301b具 有透射轴55度。反射区域322中的液晶层和位相差薄膜302的整体相位延迟大约为 2. 34ymX0. 083-3. 32ymX0. 1 = -0. 1378μπι -λ /4，其中入射光假设为绿光 λ = 550nm。此例中，此二平行线性偏光板的最大透射率大约为37%。图4A显示反射曲线351和透射曲线352皆可达到高光效率。在大约为6Vrms，透 射率大约为35%而反射率大约为31%，这代表透射区域321的效率达到94%而反射区域 322 达到 84%。图4B，图355显示随电压变化标准化反射曲线353和随电压变化标准化透射曲线 354实质上相互一致。这表示显示器300可经由使用单一驱动程序组件的单一灰阶伽马曲 线被驱动。图4A及4B中显示的数据点由模拟得到。图5A_10、13A、13B中显示的数据点也由 模拟得到。当图1的显示器300使用负Δ ε液晶材料，图5Α及5Β分别显示透射区域321和反射区域322的对比图357、358。对比图357显示(图5A)，在透射区域321大于对比10 1 的视锥在大部分方向皆延伸超过70度。对比图358显示(图5B)在反射区域322大于对 比10 1的视锥在大部分方向皆延伸超过50度。显示器的视角相当广。显示器可应用于 许多方面，像是在行动装置上使用。在模拟产生图5A及5B的数据时，显示器300的参数相 似于图4A及4B。在此例中，位相差薄膜302具有折射率nx = nz = 1. 65和ny = 1. 55。在某些例子，位相差薄膜302并非一定是单轴负A板。只要反射率达到标准nx > ny和nz > ny，则它的平面相位延迟即可补偿液晶层的相位延迟，以达到良好的暗态和广视 角。在某些例子nx = 1.65和 =1.55，且~值设定在1. 60到1.70之间。图6A及6B分别显示透射区域321的视角图359和反射区域322的视角图36 0，其 中位相差薄膜302的~为1.70。其他参数与图5A及5B—样。如图6A所示，透射区域321 中大于对比10 1的视锥延伸超过50度。如图6B所示，反射区域322中大于对比10 1 的视锥延伸超过40度。图7A及7B分别显示透射区域321的视角图361和反射区域322的视角图362，其 中位相差薄膜302的~为1.60(nz>ny)。其他参数与图5A及5B—样。如图7A所示，透 射区域321中大于对比10 1的视锥延伸超过50度。如图7B所示，反射区域322中大于 对比10 1的视锥延伸超过60度。电极宽度和厚度可设定为不同值。图8的图365显示在使用负Δ ε液晶材料下， 随着不同的电极宽度W和间隙G，随电压变化反射曲线(V-R)和随电压变化透射曲线(V-T) 的变化。曲线366、367分别表达在W = 4um和G = 6um状况下的V-R曲线和V-T曲线。在 V = 6Vrms情况下，反射率大约为28%，透射率大约为34%。曲线368、369分别表达在W = 6um和G = 8um状况下的V-R曲线和V-T曲线。在V = 6Vrms情况下，反射率大约为22%， 透射率大约为28%。此例中，此二平行线性偏光板的最大光效率大约为37%。图9的图370显示在使用负Δ ε液晶材料下，随着不同液晶层309的液晶层厚度 的V-R曲线和V-T曲线，其中W = 3um、G = 4um。V-R曲线371表示，当反射区域322的液 晶层厚度dK为3. 34um时的随电压变化反射率(V-R)特性。V-T曲线372表示，当透射区域 321的液晶层厚度dT为5um时的随电压变化反射率特性。当V = 6Vrms时，透射率大约为 35%，反射率大约为20%。V-R曲线373表示，当反射区域322中的液晶层厚度dK为1. 84um时，随电压变化 反射率(V-R)的特性。V-T曲线374表示，当透射区域321中的液晶层厚度dT为3. 5um时， 随电压变化反射率的特性。在这些条件下，当V = 6Vrms时透射率大约为35%，反射率大约 为30%，此光效率很高。显示器的结构的表面配向角度是具有韧性的。图10的图375显示，在配向角度Φ =30度，并使用负Δ ε液晶材料下的V-R曲线376和V-T曲线377。除了配向角度Φ不 一样外，图10的模拟参数和图2Α —样。V-R曲线376和V-T曲线377皆表示显示器结构需 要更高的驱动电压。在V = 7Vrms下，反射率大约为27%，透射率大约为33%。图2A显示一个像素结构的例子，其中共同电极305为平面电极，且像素电极306 具有多重条状400电性连接薄膜晶体管326。参照图11，在某些实施例中，像素电极和共 同电极的位置和构造可以互相交换。在此，像素380包括具有平面电极的形状的像素电极 305，其连接于薄膜晶体管326，且具有多重条状电极402的共同电极306电性连接参考电压。当栅极线327将薄膜晶体管326打开，驱动电压从数据线328传到像素380。共同电 极306和像素电极305的电压差，在液晶单元区域产生具有强水平分量的边缘电场让液晶 分子旋转，影响像素380显示的灰阶。第二实施例图1的显示器300使用负介电质各向异性液晶材料。在某些实施例，正介电质各 向异性液晶材料亦可被使用。图12为使用正介电质各向异性液晶材料的高亮度广视角半透射半反射式液晶显 示器500的截面图。显示器500结构相似于图1的显示器300，且包括多个像素，并且各个 像素区分为透射区域521和反射区域522。液晶层509设置在二配向层508a和508b之间， 此两个配向层设置在下玻璃基板504a和上玻璃基板504b之间，这些玻璃基板依序介于第 一线性偏光板501a和第二线性偏光板501b之间。过度涂布层512形成在反射区域522的内，用以减少反射区域522中的液晶层厚 度dK。下基板504a上形成平面状第一驱动电极505，且金属反射电极507连接第一驱动电 极。保护层510涂布于电极505和反射电极507上。第二驱动电极506为多重条状，其形 成于保护层510上。位相差薄膜502设置在上玻璃基板504b和上线性偏光板501b之间。位相差薄膜 502在透射和反射区域延展。在反射区域522中，位相差薄膜502和液晶层509的整体相位 延迟的设计大约在λ/4，其中λ为所欲入射光的波长。当无电压施加时，液晶层509、位相 差薄膜502及上线性偏光板501b —起形成圆偏光板，使反射区域522内达到暗态。在本实施例中，起始时液晶分子均配向于玻璃基板。在起始状态，当折射率达到下 列条件nx > ny = nz时，液晶层509行为类似正单轴A板，正单轴A板具有沿着ζ轴的ηζ 轴，且光轴ηχ轴在x-y平面沿着它的配向方向配置。位相差薄膜502可以是负A膜或双轴 膜，这样的双轴延伸高分子薄膜的主折射率为nx > ny及nz > ny。当nz = nx时，其就是单 轴负A板。位相差薄膜502的 轴平行配向于液晶配向方向。当没有像素电压或一对应于暗 态的像素电压施加于像素时，位相差薄膜502抵消透射区域中液晶层509的相位延迟，以达 到暗态。当对应于灰阶的像素电压在电极505和506之间施加时，依据像素电压大小程度， 使液晶分子旋转以得到透射区域521特定的透射率，以及反射区域522特定的反射率。图13A的图550显示图12显示器的V-R曲线551和V-T曲线552。在本实施例中， 液晶显示器500使用正Δ ε液晶材料MLC-6686，其具有以下参数弹性常数Κη = 8.8ρΝ， K33 = 14. 6ρΝ，介电异向性Δ ε = ε ε丄=+10以及在λ = 550nm时光双折射Δ η = 0. 095。透射区域中的液晶层厚度屯为3. 5um，而反射区域中的液晶层厚度dK为2. 05um。起 始液晶配向方向Φ大约为80度。位相差薄膜502的 轴也是80度，且主折射率为ny<nx 和ny < nz，其中nx = nz = 1. 65及ny = 1. 55。位相差薄膜502的厚度为3. 33um。透射区 域521中液晶层的相位延迟被位相差薄膜502抵消。反射区域522中的液晶层和位相差薄 膜502的整体相位延迟大约为3. 33 X (-0. 1) +2. 05 X 0. 095 = -0. 1374 μ m,此数据在550um 接近四分之一波长(137. 5nm)。上偏光板501b的透射轴与配向方向角度为45度，而下线 性偏光板501a的透射轴垂直于上线性偏光板501b。电极的宽度W及间隙G分别为3um及 4um0
比较图13A和4A时，可以发现相较于使用负液晶材料的显示器300，显示器500在 透射区域521和反射区域522的光效率皆降低。这是因为介于电极之间的边缘电场有些垂 直的电场分量，让部分液晶层区域的液晶分子倾斜造成相位损失。然而，因为正液晶材料具 有更大的介电异向性Δ ε，造成导通电压下降到大约为5Vrms。在5Vrms状况下，透射率大 约为30%，反射率大约为26%，其中最大值大约为37% (此值在二平行线性偏光板得到)。参照图13B，图553显示标准化V-R曲线554和标准化V-T曲线555。曲线554和 555互相有良好的叠合性，表示显示器仅需用单一灰阶控制伽马曲线即可驱动透射和反射 模式。图14A显示当操作于透射模式，显示器500的对比图557。显示器500透射区域中 大于对比10 1的视锥在大部分方向皆延伸超过70度。在本实施例中，位相差薄膜502 为具有厚度3. 33um的负A板，且折射率为nx = 1. 65、ny = 1. 55、nz = 1. 65。此薄膜的ny 轴沿液晶表面配向方向设置，角度为80度。图14B显示当操作于反射模式中，显示器500的对比图558。显示器500反射区域 中大于对比10 1的视锥在大部分方向皆延伸超过50度。只要nz值大于ny值且ny轴沿着液晶配向方向设置，则位相差薄膜502非必要是 单轴A板。图15A表示当位相差薄膜502折射率为nx = 1. 65、ny = 1. 55和nz = 1. 70时，显 示器500操作于透射模式中的对比图559。图15A模拟用的参数除了 nz值不一样外，其余 皆与图14A—样。透射区域中大于对比10 1的视锥在大部分方向皆延伸超过55度。图15B表示当显示器500操作于反射模式中，对应的对比图560。显示器500的反 射区域中大于对比10 1的视锥延伸超过40度。图15A和15B模拟用的参数除了 ~值 不一样外，其余皆与图14A和14B相同。图16A表示当位相差薄膜502折射率为~ = 1. 65、ny = 1.55且~= 1.60时，显 示器500操作于透射模式中的对比图561。显示器500的透射区域中大于对比10 1的视 锥在大部分方向皆延伸超过45度。图16B表示当显示器500操作于反射模式中，对应的对比图562。显示器500的反 射区域中大于对比10 1的视锥在大部分方向皆延伸超过60度。图16A及16B模拟用的 参数除了 nz值不一样外，其余皆与图14A及14B相同。显示器500的电极宽度(W)和间隙(G)可有不同的变化。随着改变正Δ ε液晶 材料显示器中的宽度W和间隙G，图17的图565绘示V-R曲线和V-T曲线。V-R曲线566 和V-T曲线567分别代表当W = 4um，G = 6um时，在显示器500中，随电压变化反射率特性 和随电压变化透射率特性。V = 5Vrms时，反射率大约为25%，透射率大约为28%。当显示器500的W = 6um且G = 8um时，V-R曲线568和V-T曲线569分别代表 随电压变化反射率特性和随电压变化透射率特性。在V = 5Vrms时，反射率大约为23%，透 射率大约为26%。此处最大光效率大约为37%，此值从二平行线性偏光板得来。当透射区域521中的液晶层厚度屯大约为4. Oum且反射区域522中的液晶层厚度 dK大约为2. 55um时，图18的570图绘示V-R曲线571和V-T曲线572。所使用的是正Δ ε 液晶材料。电极506有电极宽度W = 3um和电极间隙G = 4um。在此例中V = 5. 5Vrms,反 射率大约为28%且透射率大约为30%。图18模拟用的参数除了液晶层厚度的值不一样外，其余皆与图13A相同。图19的575图表示显示器500的V-R曲线576和V-T曲线577，其中显示器500 使用正Δ ε液晶材料且配向方向Φ =60度。曲线576和577表示显示器500在此结构 下(相较于图13Α的结构)，需要更高的驱动电压。在V = 7Vrms下，反射率大约为27%， 透射率大约为24.5%。图19模拟用的参数除了配向角度不一样外，其余皆与图13A相同。第三实施例高亮度广视角半透射半反射式液晶显示器600具有位相差薄膜602设置于下 玻璃 基板604a和下线性偏光板601a之间，图20为一例子表示显示器600的像素670的截面图。像素670分为透射区域621和反射区域622。均一配向的液晶层609设置在玻璃 基板604a和604b之间。用来将液晶分子配向的二配向层608a和608b形成于二玻璃基板 604a和604b的内部表面。在下玻璃基板604a上，由透明导电材料制成且平面状的第一电 极605形成于透射区域621中，而金属反射层607形成于反射区域622中，此金属反射层 607电性连接于第一电极605。保护层610涂布于第一电极605和金属反射层607上，另外 多个条状的第二电极606形成于保护层上方。在反射区域622中，过度涂布层612使液晶层厚度dK小于透射区域621的液晶层 厚度dT，以补偿反射区域622和透射区域621的光程路径差。二玻璃基板604a和604b介 于二线性偏光板之间第一线性偏光板601a靠近于背光模块620，第二线性偏光板601b靠 近于观看者。下偏光板601a的透射轴相对于液晶配向方向的角度为45度，且下偏光板及 上偏光板601a、601b皆相互交叉。显示器600的一特征为位相差薄膜602设置在液晶层609和下线性偏光板601a 之间，且靠近于背光单元620。在图1的显示器300中，反射区域中的位相差薄膜和液晶层 的总相位延迟相似于四分之一波板，使反射模式达到良好的暗态。相较于显示器600，位相 差薄膜602位于液晶层609之下且位相差薄膜602于反射模式没有作用。因此，在显示器 600中反射区域622的液晶层609必须有相似于四分之一波板的相位延迟，以使它本身达到 良好的暗态。液晶层609的光轴相对于上线性偏光板601b的透射轴，角度大约为45度。显示器600的一特征为采用单一负位相差薄膜602。显示器600的另一特征为 液晶层609实质上具有起始配向方向平行于负位相差薄膜602的 轴(其中负位相差薄膜 602的折射率相似于上述定义的例子ny < nx且ny < nz)，且液晶层的起始配向方向与上偏 光板的透射轴夹角大约为45度。在透射区域621中，为了达到暗态，液晶层609和位相差薄膜602必须相互补偿。 因此，达到暗态的结构相似于显示器600和300。然而，因为分布于亮态的液晶分子并不等 同于均一单轴板，而垂直方向是不对称，所以显示器600和300于亮态的光学结构不一样。 以下将有更详细的讨论。当显示器600操作在全亮态时，其中施加于电极605和606之间的电压大约为 6. OVrms且负液晶材料被采用，图21A的图630显示液晶分子的分布(分子的方位角)。图 630中曲线625b表示于条状电极606之间的位置625a，沿着+ζ轴从下表面到上表面穿越 液晶层的液晶分子的分布状况(如图21Β所示)。曲线626b表示于条状电极606边缘位置 626a,沿着+ζ轴从下表面到上表面穿越液晶层的液晶分子分布状况(如图21B所示)。曲线625b和626b显示从ζ = 0到ζ = 1 (相对于液晶层的位置，其中ζ = 0在液晶层609的下表面，而z = 1位在液晶层的上表面)于垂直的+z方向，方位角的分布并不对 称。液晶层609的下半部(比较靠近条状电极606)的液晶分子旋转比液晶层的上半部强 烈。因此，当液晶层609堆积于位相差薄膜时，位相差薄膜位在液晶层609上方的结构(其 中位相差薄膜靠近液晶的终端z = 1)，与位相差薄膜位在液晶层609下方的另一结构(其 中位相差薄膜靠近液晶的终端z = 0)相较，它们的显示器光学特性将不同。这可随着它们 的光电表现不同而改变。图22A的631图显示使用负液晶材料MLC-6608的液晶层的V-R曲线632和V-T曲 线633，其中透射部分的液晶层厚度是4. Oum，反射部分的液晶层厚度是1. 66um。此处位相 差薄膜602是负A板，折射率为nx = 1. 65、ny = 1. 55和nz = 1. 65，ny轴沿着液晶配向方 向小=10度。位相差薄膜602的厚度为3. 32um，使它的相位延迟相似于液晶层609。在 V = 6Vrms时V-R曲线为632，反射率大约为25%。在V = 6Vrms时V-T曲线为633，透射 率大约为20%。在此例中，电极宽度W和间隙G(如图2B所示)分别为3um和4um。图22B表示显示器600操作于反射模式下的对比图635，其显示大于对比10 1 的视锥在大部分方向皆延伸超过50度。因为环境光不经过位相差薄膜602，位相差薄膜602 的参数不影响反射模式。图22B模拟用的参数皆与图22A相同。图22C表示显示器600操作于透射模块的对比图636，其中位相差薄膜602具有折 射率nx = 1. 65、ny = 1. 55、和nz = 1. 65。亮态的透射率下降且对比超过10 1的视锥比 在大部分方向超过50度的范围再稍微狭小一些(相较于显示器300，其中大于对比10 1 的视锥在大部分方向皆延伸超过70度，如图5A所示)。图22C模拟用的参数皆与图22B相 同。为了补偿透射区域621中液晶层609的相位延迟，位相差薄膜602的nz值非必要 与~相同。图22D表示显示器600于透射模式中，操作于~等于1.70时的对比图637。大 于对比10 1的视锥在大部分方向皆延伸超过40度。图22D模拟用的参数除了 nz值之 外皆与图22C相同。图22E表示显示器600操作于透射模块的对比图638，其中nz= 1.60。大于对比 10 1的视锥延伸大约到40度。注意位相差薄膜602的~值仅影响显示器600的离轴光 表现，不影响法线入射光的表现。图22E模拟用的参数皆与图22C相同，除了 ^值之外。图23的640图表示，具有宽W = 6um和间隙G = 8um的电极的显示器600的V-R 曲线641和V-T曲线642，其中透射区域中液晶层厚度dT = 4. Oum，反射区域中液晶层厚度 dK= 1.66um，以及配向方向小=10度。除了电极的宽度W和间隙G不一样之外，图23模 拟用的参数皆与图22A相同。在V = 6Vrms下，V-R曲线641和V-T曲线642显示反射率 大约为18%，透射率大约为24%。图24的643图表示，具有配向角度 = 30度且使用负A e液晶材料的显示器 600的V-R曲线644和V-T曲线645。在V = 6Vrms下，V-R曲线644和V-T曲线645显示 反射率大约为22%，透射率大约为18%。图24模拟用的参数除了配向角度值之外皆与图 22A相同。图20的显示器600可使用正A e液晶材料。在某些实施例，液晶层609的配向方 向大约为80度，正A e液晶材料(例如MLC-6686)具有双折射率An 0.095。透射区 域621中的液晶层厚度屯大约为3.5um。位相差薄膜602的厚度大约为3. 33um，主折射率nx = 1.65、ny = 1. 55、nz = 1. 65，且ny轴为80度，此角度平行于液晶配向方向。反射区域 中的液晶层厚度dK减少至大约为1. 45um,使反射区域622中的液晶层609具有相似于四分 之一波片的相位延迟。在反射区域622，当没有像素电压或施加对应于暗态的像素电压时， 结合液晶层609和上线性偏光板601b便具有相似于圆偏光板的相位延迟以达到暗态。如 此一来，当没有像素电压或施加对应于暗态的像素电压时，显示器600在透射和反射模式 具有相同的暗态。当高电压施加于电极605和606之间，具有高水平电场分量的边缘电场让液晶分 子旋转，使得通过上线性偏光板601a的光具有椭圆偏振，让至少一部分的光在透射区域和 反射区域中皆能通过上线性偏光板601a。如下所述，图25A到图27表示使用正A e液晶材料显示器600的模拟结果。图25A中646图表示使用正A e液晶材料的显示器600的V-R曲线647和V_T 曲线648。图25A模拟用的参数皆与图22A相同。在V = 6Vrms下，V-R曲线647显示反射 率大约为26%，透射率下降至大约为17.5%。透射率的下降归因于两因素1)由于它的正 介电异相性△ ￡，电极产生的边缘电场的垂直电场分量造成液晶分子倾斜，因此相位延迟 减少；以及2)位相差薄膜602靠近带有电极的液晶表面时，此处靠近表面的液晶分子受到 强烈的扭转。在此例中，电极宽度W和间隙G(如图2B所示)分别为3um和4um。曲线647和648与曲线632和633 (在图22A)的比较说明反射模式对于液晶材 料的改变，不像透射模式那样敏感。可能是因为为了在反射模式达到较好的亮态，所以液晶 分子在反射区域622大部分旋转约为45度(相似于使用负△ ￡液晶材料的结构)，亦或液 晶分子倾斜以使得相位延迟可被忽略。因此，当使用正△ ￡液晶分子，液晶分子的倾斜和 旋转皆会在反射区域622造成反射率变化。但这样的机制不发生在透射模式，透射模式当 液晶分子统一旋转45度即达到最大透射率。图25B是操作于反射模式的显示器600的对比图649，此对比图表示大于对比 10 1的视锥在大部分方向皆延伸超过50度。因为没有位相差薄膜设置于液晶层区域上 方，所以反射区域视角的表现与位相差薄膜的参数无关。图25B模拟用的参数皆与图25A 相同。图25C是操作于透射模式中的显示器600的对比图650，其中位相差薄膜602具有 折射率nx = 1. 65、ny = 1. 55、和nz = 1. 65。亮态的透射率下降且对比超过10 1的视锥 比在大部分方向超过50度的范围再稍微狭小一些，相较于图22C而言。图25C模拟用的参 数皆与图25A相同。图25D是操作于透射模式中的显示器600的对比图651，其中位相差薄膜602具有 折射率nz = 1.70。图25D模拟用的参数皆与图25C相同。大于对比10 1的视锥在大部 分方向皆延伸超过40度。图25E是操作于透射模式中的显示器600的对比图652，其中位相差薄膜602具有 折射率nz = 1.60。图25E模拟用的参数皆与图25C相同。大于对比10 1的视锥延伸也 超过40度。请注意nz值会影响显示器的离轴表现，但不影响显示器法线入射光的表现。图26的图655表示，电极宽度和间隙各为W = 6um和G = 8um的显示器600的 V-R曲线656和V-T曲线657。除了电极宽度W和间隙G不一样外，其他像是液晶层厚度和 配向角度等参数和图25A —样。于透射模式中使用正液晶材料，较大的W和G的组合造成较小(与W = 3um且G = 4um的图25A比较)的导通电压大约为4Vrms，但透射率下降至大 约为17%。对于反射模式在7Vrms时，反射饱和值大约为23%。图27的658图表示当配向角度设定为60度而非80度时，电极宽度和间隙各为W =3um和G = 4um的显示器600的V-R曲线659和V-T曲线660。这样的配向角度使导通 电压变大且透射率降低(与图25A配向角度80度比较)。在V = 7Vrms时，反射率大约为 25%且透射率大约为17%。第四实施例在某些实施例，显示器的视角可因增加两片补偿膜而改善。图28为含有位相差薄 膜702、二补偿膜715a和715b的显示器700的截面图。当位相差薄膜补偿相位延迟起因 液晶层时，本文“位相差薄膜”和“补偿膜”可交换使用。显示器700的每一像素分为透射 区域721和反射区域722。起始时均相配位的液晶层709设置于二配向层708a和708b之 间，此二配向层置于下玻璃基板704a和上玻璃基板704b之间。为了补偿在透射和反射区域的光程路径差，过度涂布层712形成于反射区域722。 平面状的第一驱动电极705形成于下基板704a上(相似于图1的反射电极307)，且金属 反射层707电性连接电极705。保护层710涂布于电极705和金属反射层707。条状电极 706形成在保护层710上。二玻璃基板704a和704b设置在靠近背光单元720的下线性偏 光板701a和靠近观看者的上线性偏光板701b之间。第一线性偏光板及第二线性偏光板相 互交错。位相差薄膜702设置于上玻璃基板704b和上线性偏光板701b之间，且延伸至透 射和反射区域。反射区域722在位相差薄膜702和液晶层709的相位延迟设计大约为\ /4， 其中、为所欲入射光的波长。当没有电压或施加对应于暗态的电压，在反射区域722的位 相差薄膜702、液晶层709和上线性偏光板701b形成圆偏光板，使反射模式达到暗态。由单轴正A板制成的第一补偿膜715a设置于下线性偏光板701a和下基板704a 之间。由单轴负A板制成的第二补偿膜715b设置于位相差薄膜702和上线性偏光板701b 之间。单轴第一补偿膜715a的光轴平行配置于下线性偏光板701a的透射轴，而第二补偿 膜715b的光轴平行配置于上线性偏光板701b的透射轴。因为补偿膜715a和715b的光轴 平行于邻近偏光板的透射轴，此二补偿膜在法入射角不会影响显示器的光电表现。补偿膜 715a和715b补偿下和上的偏光板的角度差异(也就是说对法线入射光而言，二偏光板相互 交叉，但对于离轴入射光就不再互相垂直)，并经由液晶层给予斜入射光相位延迟，可帮助 改善显示器700的视角。图29中庞加莱球图730，绘示在庞加莱球732上从下偏光板到上偏光板入射光 的偏振路径，显示补偿膜715a和715b的补偿机制。设计使用单轴膜的补偿膜的解释可 在 X. Zhu 等人于 2006 年 Journal of Display Technology 第 2 卷第 20-20 页所发表的 “Analytical solutions for uniaxial-film-compensatedwide-view liquid crystal displays” 上找到。当从偏离法方向(或z轴)的角度，例如相较于下线性偏光板701a的透射轴，以 极角为70度和方位角-45度观看显示器700，下线性偏光板701a和上线性偏光板701b的 吸收轴不再相互垂直(也就是说下和上线性偏光板有角度偏差)。在庞加莱球图730，点P 表示下线性偏光板701a的吸收轴，点A表示上线性偏光板701b的吸收轴。庞加莱球732上点T(以点0为中心相对于点P)表示从背光单元720的偏振光可通过下线性偏光板701a。 点P和点A不重叠表示显示器仅具有二线性偏光板，而在离轴方向，通过下线性偏光板701a 的光线将不完全被上线性偏光板701b吸收，造成离轴光线漏出。通过在显示器700使用另外两个补偿膜715a和715b，可实质上减少离轴光线的漏 出。在庞加莱球图730，通过下线性偏光板701a的光线将经由点T而先具有偏振。因为下 单轴A板715a具有光轴，沿着上线性偏光板701b吸收轴设置，代表具有偏振性质的光线的 点T在通过补偿膜715a后，将沿着AO轴(通过点A和点0)旋转至点B。接着光线经过液晶层709和位相差薄膜702。液晶层709具有沿着线0E的光轴， 因此当光线经过液晶层709，光的偏振在庞加莱球732上将从点B移动到点C。因为位相差 薄膜702的ny轴沿着液晶层709的配向方向，因此位相差薄膜702的相位延迟可抵消液晶 层709的相位延迟。当光线经过位相差薄膜702，庞加莱球732上光的偏振从点C移回到点 B。上单轴A板715b是负单轴薄膜，其光轴平行于下线性偏光板701a的吸收轴，且沿着0P 轴使偏振光从点B转换成点A。结果，离轴光线可被上线性偏光板701b完全吸收。图28的显示器700和使用三个位相差薄膜的显示器(例如，由J.Matsushima等人 于 2007 年 Technical Digest of IDW 第 1511 1514 页所发表的 “Novel transf lective IPS-LCDs with three retardation plates”)完全不一样。首先，另外增加的二补偿膜 715a和715b，用来补偿离轴入射光于二线性偏光板造成的有效角度偏差。此处，补偿膜 715a和715b的光轴设定不是平行于就是垂直于线性偏光板701a和701b的透射轴。补偿 膜715a和715b不影响法线入射光，例如不会改变平行于z轴的光偏振。更重要地，在这种 设计，对于平行于z轴的光线仅需一个负位相差薄膜702用来补偿液晶层709。第二，液晶层709实质上具有平行于负位相差薄膜702的ny轴的起始配向方向， 且液晶层709的起始配向方向，相较于上偏光板的透射轴的角度大约为45度。第三，位相差薄膜702和液晶层709参数的选择具有弹性。例如，在液晶层709上 方的位相差薄膜702非必要与四分之一波片具有相同性质。位相差薄膜702可具有相位延 迟(例如330nm)，不同于\ = 550nm的半波长275nm。例如，反射区域722中的液晶层709 非必要与四分之一波片性质相同，只要负位相差薄膜702与反射液晶层709的整体相位延 迟相似于四分之一波片的相位延迟。反射区域的液晶层具有相位延迟(例如195nm)大于 四分之一波片(135nm)，这让显示器700具有优选反射率和制造误差。其他结构的差异和光 电表现将如下所述。图30A和30B分别显示透射区域721和反射区域722的对比图740和745。在模 拟上，使用负介电异相性液晶材料(_△ e )，在透射区域721的液晶层709具有液晶层厚度 4um而反射区域722具有液晶层厚度2. 34um。当没有施加像素电压(或施加对应于暗态的 像素电压)时，设计位相差薄膜702的相位延迟，以完全抵消透射区域721中液晶层709的 相位延迟，使透射区域721达到暗态。第一补偿膜715a相位延迟d An大约等于92. lnm的正单轴A板，且它的光轴沿着 上线性偏光板701b的吸收轴。第二补偿膜715b相位延迟d An大约等于-92. lnm的负单 轴A板，且它的光轴沿着下线性偏光板701a的吸收轴。如740图显示(图30A)，在透射模式中，大于对比10 1的视锥在所有方向皆延 伸超过85度。而在反射模式中，如745图显示(图30B)，补偿效果并不明显。这可能因为薄膜715b和薄膜702皆在反射模式对光线起作用。尽管如此，大于对比10 1的视锥在 大部分方向仍延伸超过40度。某些实施例，显示器700使用正A ￡液晶材料。图31A和31B分别绘示，当在液 晶层709使用正液晶材料时，显示器700在透射模式和反射模式的视角。透射区域721的 液晶层厚度设定在3. 5um,而反射区域722的液晶层厚度设定在2. 05um。当没有施加像素 电压(或对应于暗态的像素电压)时，设计位相差薄膜702的相位延迟，以完全抵消透射区 域721中液晶层709的相位延迟，使透射区域721达到暗态。在此例，第一补偿膜715a相位延迟d An大约等于92. lnm的正单轴A板，且光轴 沿着上线性偏光板701b的吸收轴。第二补偿膜715b相位延迟d An大约等于-92. lnm的 负单轴A板，且光轴沿着下线性偏光板701a的吸收轴。如750图显示的视角，对于透射模 式，大于对比10 1的视锥在全部方向皆延伸超过89度。如图755(图31B)，对于反射模 式，大于对比10 1的视锥在大部分方向皆延伸超过40度。补偿膜715a和715b的光轴分别沿着线性偏光板701a和701b的透射轴设定，且 不影响对显示器700在法线入射光的表现。为了达到广视角，位相差薄膜702的相位延迟， 需要完全抵消透射区域中液晶层709在暗态的相位延迟。位相差薄膜702的位置影响亮态 的透射率(如实施例三所述)，但不影响暗态的透射率。此二补偿膜715a和715b可被使用 在显示器，其中位相差薄膜702设置在液晶层709和下线性偏光板701a之间(具体来说， 设置靠近于有电极的液晶表面那侧)。在此例中，当没有施加电压，反射区域722的液晶层 709设计为有四分之一波板的特性。图32A和32B表示显示器中透射区域和反射区域各自的对比图760和765。该显 示器除了位相差薄膜702设置在靠近有驱动电极的液晶表面那侧(例如在液晶层709和 下线性偏光板701a之间)，其他部分此显示器使用相似于图28中显示器700的负液晶材料结构。如图32A所示，虽然亮度下降(相较于图30A)，大于对比10 1的视锥在所有方 向仍延伸超过89度。如图32B，反射模式的视角延伸了(相较于图31B)，大于对比10 1 的视锥在大部分方向仍延伸超过70度。图33A和33B分别显示透射区域和反射区域的对比图770和775。除了使用正 A e液晶材料，此显示器具有相似于图32A和32B的模拟结构。位相差薄膜702设置靠近 于有驱动电极的液晶表面。如图770显示，对于透射模式，大于对比10 1的视锥在所有 方向仍延伸超过89度。如图775，对于反射模式，大于对比10 1的视锥在大部分方向仍 延伸超过70度。相较于使用负A e液晶材料的相同结构，此结构的取舍关系到透射模式 的亮度较低。第五实施例在某些实施例中，半透射半反射式液晶显示器使用单轴正A薄膜和负C薄膜，取代 如上述例子的负A薄膜或双轴薄膜。图34为高亮度广视角液晶显示器800的像素的截面图。除了显示器800使用两 片位相差薄膜802和803外，和显示器300具有相似的结构(图1)。显示器800的每一像素具有透射区域821和反射区域822，其中背光单元820设置 于液晶层809下方当作光源。液晶层809夹在下玻璃基板804a和上玻璃基板804b之间。例如由聚酰亚胺制成的配向层808a和808b，各自形成于基板804a和804b的内部表面。起 始时液晶分子本质地平行于下玻璃基板804a，方向均一地配置光轴。由氧化铟锡(IT0)或氧化铟锌(IZ0)之类的透明导电材料制成的第一平面电极 805，在下玻璃基板804a上形成。在反射区域822，由导电金属像是铝或银制成的金属反射 层807，电性连接于第一平面电极805。由介电质材料如SiOx或SiNx形成的保护层810涂 布于第一平面电极805和金属反射层807上。在保护层810上，也是由透明导电材料像是 氧化铟锡(IT0)或氧化铟锌(IZ0)制成的条状电极组806形成第二电极。在反射区域822 中由介电质材料如SiOx、SiNx或一些有机材料形成的过度涂布层812，使反射区域822的 液晶层厚度dK与透射区域821的液晶层厚度dT不一样。位相差薄膜802可为单轴或双轴拉伸高分子薄膜，且具有主折射率 ny < nx和nz < nx,并设置于第一和第二线性偏光板801a和801b之间，覆盖透射区域821和反射区域 822。在此，位相差薄膜802的^轴本质地沿着垂直于二线性偏光板的表面的方向。在此 例，ny和nz皆小于nx且它的ny轴本质地平行于液晶层的配向方向。当没有像素电压施加于像素100上时(或是像素电压对应于暗态时)，设计位相差 薄膜802，使透射区域的液晶层809在法向量角的相位延迟完全抵消，使得透射模式在二交 错线性偏光板下形成暗态。在反射区域822中，位相差薄膜802和液晶层809的整体相位 延迟大约设计为入/4，其中\为入射光的波长。当没有施加电压，位相差薄膜802和液晶 层809与上线性偏光板801b形成圆偏光板，使反射模式产生暗态。在某些例子，当nx > ny = nz时双轴位相差薄膜802变成单轴正A板。注意为了定 义唯一 ny < nx和nz < nx且nz垂直于偏光板表面的位相差薄膜802，我们可以设定折射率 ny < nx且沿着特定方向设定ny折射率。位相差薄膜803为单轴C板，设置于薄膜802和液 晶层809之间。在此，对于单轴C板，它的折射率满足nx = ny^ nz。图35中850图显示使用负A e液晶材料的显示器800的V-R曲线和V_T曲线。 在此，电极宽度W和间隙G(如图2)分别设定为3um和4um。液晶材料使用MLC-6608。透 射区域821中的液晶层厚度dT设定为4um而反射区域822中的液晶层厚度设定为2. 34um。 液晶材料的配向方向为 = 10度，且起始时液晶均一倾斜大约为2度。在此例中，位相差薄膜802为正A板且nz轴沿着z轴并且nx和ny轴位在x_y平 面，其中nx>ny = nz。在此，ny = nz = 1.55、nx= 1. 65且ny轴的配向平行于液晶配向方 向。位相差薄膜802的厚度为3. 32um。下偏光板801a的透射轴相对于x轴的角度为-35 度，如图2B，且上偏光板801b的透射轴相较于x轴的角度为55度。在此，反射区域822 中的液晶层809和上位相差薄膜802的整体相位延迟大约为2. 34X0. 083-3. 32X0. lum =-0. 1378 ii m -X /4，其中入射光设定为绿光\ = 550nm。C板803不影响法线入射光因为在x-y平面nx = ny，但会影响显示器800的视角。 图36A和36B分别表示透射模式和反射模式的对比图860和861，其中C板具有折射率nx =ny = 1. 50、和~ = 1. 51，且厚度大约为28. 5um。在透射模式，大于对比10 1的视锥 在大部分方向皆延伸超过40度。此处C板803可经由模拟和结构决定参数以提供最佳视角。图34的显示器800也可使用具有配向方向相对于x轴大约为80度的正液晶材料。 此例中，正A e液晶材料为MLC-6686，具有光学双折射率An大约等于0.095。透射区域821中的液晶层厚度dT大约为3. 5um。位相差薄膜802厚度大约为3. 33um，且主折射率nx =1.65、ny = 1.55、nz = 1. 55而ny相对于x轴为80度。反射区域822中的液晶层厚度降 为2. 05um。在此结构，反射区域822中的液晶层809和上位相差薄膜802的功能相似于四 分之一波片，其中进一步和上偏光板801b组合的功能相似于圆偏光板。这让反射区域822 具有暗态。当没有施加电压或是施加相对于暗态的电压于像素上，像素在透射和反射区域 具有共同的暗态。图37表示使用正液晶材料且参数如上所述的显示器800的V-T曲线872和V-R曲 线871。图38A表示透射区域821的对比图880。图38B表示反射区域822的对比图881。 在此两案例中，C板具有折射率nx = ny = 1. 50，和nz = 1. 51且厚度大约为28. 5um。第六实施例在某些实施例，两片位相差薄膜可以设置靠近下基板904a。图39图为高亮度广视 角半透射半反射式液晶显示器900的像素截面图。像素分为透射区域921和反射区域922。 均一配向的液晶层909配置于二玻璃基板904a和904b之间。二配向层908a和908b形成 于二玻璃基板的内部表面且将液晶分子配向。 在下玻璃基板904a，第一电极905由像是IT0或IZ0的透明导电材料制成，以板状 形成于透射区域921 ；反射金属层907由像是铝或银形成于反射区域922当作反射镜。金 属反射层907电性连接于电极905。保护层910由像是SiOx或SiNx介电质材料涂布在电 极905和907上，第二电极906在保护层910上以条状成形。在反射区域922中，由SiO-x或SiNx或有机材料形成的过度涂布层912用来调整 液晶层厚度dK使其与透射区域dT不一样，用以补偿透射区域和反射区域的光程路径差。液 晶层909设置于二玻璃基板之间，其依序设置于二线性偏光板之间第一线性偏光板901a 靠近背光单元920，而第二线性偏光板901b靠近观看者。下偏光板901a的透射轴相对于液 晶配向方向大约为45度，且下和上偏光板901a和901b的透射轴相互交错。当没有施加像素电压(或施加对应于暗态的像素电压)，位相差薄膜902设计相位 延迟，使透射区域921中液晶层909在法入射角的相位延迟完全抵消，以造成透射区域921 的暗态。液晶层909本身在反射区域922的整体相位延迟大约入/4，其中\为所欲入射光 的波长。因此，当没有施加电压(或施加对应于暗态的像素电压)，液晶层909和上线性偏 光板901b的组合形成圆偏光板，造成反射区域922的暗态。在某些例子，当位相差薄膜902具有折射率nx > ny = nz,双轴位相差薄膜902变 成单轴正A板。为了单一定义位相差薄膜902的光学配置ny < nx、nz < nx和nz垂直于偏 光板表面，我们可以设定折射率ny < nx且沿某一特定方向设定它的折射率ny。为了增大视 角，另一个位相差薄膜903可以是单轴C板，其设置于薄膜902和下线性偏光板901a之间。 在此例中，单轴C板具有折射率nx = ny^ nz。图40表示显示器900 (图39)中像素的V-R曲线931和V_T曲线932，其中使用负 液晶材料MLC-6608。透射区域921的液晶层厚度为4. Oum而反射区域922的液晶层厚度 为1.66um。在此，位相差薄膜902为正A板，该正A板主折射率nx= 1. 65、ny = 1. 55、nz = 1.55且ny轴沿着相对于x轴的液晶配向方向 =10度。位相差薄膜902 (正单轴A板) 的厚度为3. 32um，使它的相位延迟相似于液晶层909。图41A表示透射区域921的对比图940，其中C板903具有折射率nx = ny = 1. 50、ny = 1. 51且厚度大约为28. 5um。图41B表示反射区域922的对比图945，它和图20显示 器600的635图一样。当单一或多个位相差薄膜设置于下基板和下线性偏光板之间，该单 一或多个位相差薄膜即不影响反射区域的视角。
在某些实施例，图39的显示器900使用正A e液晶材料，其中液晶表面配向方向 大约为80度。图40中930图表示使用负A e液晶材料的显示器900的V-R曲线931和V_T曲 线932。在此例中，除了显示器900的正单轴A板902和一多出的位相差薄膜903 (单轴C 板)之外，显示器900的其他参数和显示器600 —样(图20)。从法向量光得到的V-R曲线 931和V-T曲线932分别和V-R曲线632和V-T曲线633 (图22A) 一样。图41A表示显示器900操作于透射模式的对比图940。图41B表示显示器900操 作于反射模式的对比图945。比较945图和635图(图22B)，可发现显示器900和600的 反射模式的视角相似。显示器900和600的透射模式的视角相异。图42表示使用正A e液晶材料的显示器900中透射模式的对比图950。在此例 中，C板具有折射率nx = ny = 1.50，和nz = 1. 51，而且厚度大约为30um。如上所述的半透射半反射式液晶显示器具有广视角且高透射率高反射率的优点。 在透射和反射模式中皆可使用单一灰阶控制伽马曲线。显示器不需使用液晶单元内部的位 相差薄膜让工艺变得简单。显示器有多种应用，像是可携式电子装置的轻便显示器。综上所述，虽然本发明已多个实施例披露如上，然其并非用以限定本发明。本发明 所属技术领域中普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润 饰。例如，显示器的元件，像是液晶层、偏光板薄膜、和配向层可使用和上述实施例不一样的 材料和参数。当背光单元打开，显示器可操作于透射模块，另外一些环境光可被反射像素电 极反射，所以显示器可以同时操作于透射模式和反射模式。电极宽度和电极间隙可和上述 实施例不同。共同电极和像素电极的几何形状可和上述实施例有所不同。例如，共同和像 素电极的条状和开口可具有不一样的宽度，可被弯曲，且可具有多样的形状。如上所述的液晶分子配向意指液晶分子指向物件的方向。分子不需总是指向同一 方向。分子可倾向大部分时间指向一个方向(被指向物件决定)多于另一个方向。例如， 例如当我们提到液晶分子沿着特定方向配向，我们意指平均的液晶分子指向物件所指向方 向，通常沿着特定方向配向，但个别分子可能指向不同的方向。其他实施例和应用也在包含在权利要求内。
权利要求
一种半透射半反射式液晶显示器，包括一第一透明玻璃基板；一第二透明玻璃基板，该第一透明玻璃基板比该第二透明玻璃基板靠近一背光模块；一第一线性偏光板；一第二线性偏光板，该第一线性偏光板比该第二线性偏光板靠近该背光模块；一位相差薄膜，设置于该第一线性偏光板及该第二线性偏光板之间，一液晶层，设置于第一透明玻璃基板和第二透明玻璃基板之间；及多个像素，设置于该第一透明玻璃基板及该第二透明玻璃基板之间，各该像素包括一透射区域，该透射区域的液晶层具有一第一厚度，当没有数据电压或对应于暗态的一数据电压施加于该像素时，该位相差薄膜的一相位延迟用以补偿一法线入射光在该透射区域的该第一液晶层的该相位延迟，以达到暗态；及一反射区域，该反射区域的液晶层具有一第二厚度，当没有数据电压或对应于暗态的该数据电压施加于该像素时，位于该反射区域的该位相差薄膜及该液晶层的一组合相对于一法线入射光的一相位延迟范围介于0.22λ到0.28λ之间，以达到暗态，其中λ为该法线入射光的波长。
2.如权利要求1所述的显示器，其中该第一线性偏光板的透射轴垂直于该第二线性偏 光板的透射轴，且该液晶层具有一配向方向，该配向方向相对于该第二线性偏光板的该透 射轴的夹角介于40度到50度之间。
3.如权利要求2所述的显示器，其中该位相差薄膜，包括一双轴拉伸膜，具有多个主折射率nx、ny和nz，其中nx > ny且nz > ny。
4.如权利要求3所述的显示器，其中该位相差薄膜的具有该^的轴实质上垂直于该第 一线性偏光板和该第二线性偏光板的至少其中之一方向，且该位相差薄膜的具有该ny的轴 实质上平行于该液晶层的该配向方向。
5.如权利要求1所述的显示器，其中在该反射区域的该第二线性偏光板、该位相差薄 膜及该液晶层的组合形成一圆偏光板。
6.如权利要求1所述的显示器，其中该像素包括 一像素电极，设置于该透射区域和该反射区域； 一反射电极，于该反射区域；以及一共同电极；其中该像素电极、该反射电极及该共同电极皆设置于该液晶层的同一侧。
7.如权利要求6所述的显示器，其中该像素电极包括多个条状结构，该像素电极设置于该共同电极及该液晶层之间。
8.如权利要求6所述的显示器，其中该共同电极包括多个条状结构，该共同电极设置于该像素电极和该液晶层之间。
9.如权利要求1所述的显示器，其中该透射区域中该液晶层的该第一厚度可使该透射 区域在该像素操作于亮态时具有一最大亮度，其中在该透射区域减少或增加该液晶层的该 第一厚度，将使得操作于该亮态时该像素的该最大亮度减少。
10.如权利要求7所述的显示器，其中该液晶层包括一负介电质各向异性液晶材料。
11.如权利要求10所述的显示器，其中该液晶层具有一初始表面配向角，该初始表面配向角相对于该些条状电极的长边方向的一夹角介于55度到85度之间。
12.如权利要求1所述的显示器，其中该液晶层包括一正介电质各向异性液晶材料，该 共同电极包括多个条状结构，且位于一像素电极及该液晶层之间，该液晶层具有一初始表 面配向角，该初始表面配向角相对于该共同电极的条状结构的长边方向的夹角介于5度到 35度之间。
13.如权利要求1所述显示器，其中还包括一第一补偿膜和一第二补偿膜，该第一补偿膜比该第二补偿膜靠近该背光模块，该第 一补偿膜及该第二补偿膜位于该液晶层的不同侧，该第一补偿膜及该第二补偿膜具有多个 折射率，用以补偿该第一线性偏光板及该第二线性偏光板离轴入射光的一有效角偏差，并 减少离轴光漏损。
14.如权利要求13所述的显示器，其中该第一补偿膜及该第二补偿膜包括一正单轴A板，具有多个折射率nx > ny = nz ；以及一负单轴A板，具有多个折射率ny < nx = nz。
15.如权利要求13所述的显示器，其中该第一补偿膜及该第二补偿膜的光轴平行或垂 直于该第一线性偏光板及该第二线性偏光板的透射轴。
16.如权利要求1所述显示器，其中还包括第二位相差薄膜，该第二位相差薄膜包括一单轴C板，该单轴C板设置于该第一线性偏 光板及该第二线性偏光板之间，且具有多个折射率 = ny^ nz。
17.如权利要求1所述显示器，其中该液晶层具有多个液晶分子，当该像素操作于暗态 时，该些液晶分子平行配向于该第一透明玻璃基板及该第二透明玻璃基板。
18.—种半透射半反射式液晶显示器，包括一第一透明玻璃基板；一第二透明玻璃基板，该第一透明玻璃基板比该第二透明玻璃基板更靠近一背光模块；一第一线性偏光板；一第二线性偏光板，该第一线性偏光板比该第二线性偏光板更靠近该背光模块；一第一位相差薄膜；一液晶层，设置于第一透明玻璃基板和第二透明玻璃基板之间；及多个像素，设置于该第一透明玻璃基板及该第二透明玻璃基板，各该像素包括一透射区域，该透射区域的该液晶层具有一第一厚度，当该像素操作于暗态时，该第一 位相差薄膜的一相位延迟用以抵消对于一法线入射光在该透射区域的该液晶层的该相位 延迟；及一反射区域，该反射区域的液晶层具有一第二厚度，当该像素操作于该暗态时，该反 射区域的该液晶层具有相对于该法线入射光的一相位延迟，该相位延迟介于0. 22 A和 0. 28 A之间，其中\为该法线入射光的波长。
19.一种操作半透射半反射式液晶显示器的方法，该方法包括在该显示器的一像素的一透射区域中，当没有数据电压或对应于暗态的一数据电压施 加于该像素时，通过一位相差薄膜对于一法线入射光提供一第一相位延迟，以补偿经过一 液晶层的该法线入射光的一第二相位延迟，以达到暗态；以及在该像素的一反射区域中，当没有数据电压或对应于暗态的一数据电压施加于该像素 时，通过该位相差薄膜与该液晶层的一组合对于该法线入射光提供介于0. 22 A和0. 28入 之间的一相位延迟，以达到一暗态，\为该该法线入射光的波长。
20.如权利要求19所述的方法，还包括通过在该透射区域施加一数据电压于一像素电 极及该液晶层之间，并在该反射区域施加该数据电压于一反射电极及该像素电极之间，以 在该液晶层产生多个边缘电场，该些边缘电场具有多个分量，该些分量平行于该液晶层的 表面，其中该像素电极、该反射电极及该共同电极皆位于相对该液晶层的同一侧。
全文摘要
本发明公开了一种半透射半反射式液晶显示器及其操作方法。该广视角半透射半反射式液晶显示器包括一位相差薄膜及多个像素。像素设置于一第一基板及一第二基板之间。各个像素包括一透射区域及一反射区域。当没有施加数据电压于像素时，位相差薄膜具有相位延迟，以补偿在透射区域的液晶层对于法入射光的相位延迟，使其达到暗态。当没有施加数据电压于像素时，在反射区域中的位相差薄膜和液晶层具有相对于法入射光介于0.22λ和0.28λ之间的相位偏移，使其达到暗态，其中λ为入射光波长。
文档编号G02F1/13363GK101833198SQ201010120518
公开日2010年9月15日 申请日期2010年2月22日 优先权日2009年2月17日
发明者吴思聪, 李汪洋, 葛志兵, 韦忠光 申请人:奇美电子股份有限公司;中佛罗里达大学研究基金会