專利名稱：：雙穩(wěn)態(tài)表面穩(wěn)定膽固醇型液晶顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器，特別是涉及一種黑白模式顯示的半穿透半反射式雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器。
背景技術(shù)：
：表面穩(wěn)定膽固醇型(surfacestabilizedcholesterictexturemode，SSCTmode)液晶材料是一種具有多種液晶分子排列穩(wěn)定的光學狀態(tài)(multiplestableopticalstates)以及記憶性的液晶材料，其可通過施加不同的電壓而轉(zhuǎn)換成各種所需的光學狀態(tài)，而且在去除電壓之后，表面穩(wěn)定膽固醇型液晶材料因液晶可穩(wěn)定于某種排列仍可維持其光學狀態(tài)。此外，表面穩(wěn)定膽固醇型液晶材料更具有省電、寬視角、高亮度以及高對比等優(yōu)點，因此表面穩(wěn)定膽固醇型液晶材料常被應用在影像顯示更新率(refreshingrate)不高并且需長時間使用的元件中，例如電子書等產(chǎn)品。請參考圖1A至圖1B，圖1A至圖1B分別為表面穩(wěn)定膽固醇型液晶材料的垂直狀態(tài)(homeotropicstate)、扭曲平面狀態(tài)(twistedplanarstate)以及圓錐狀態(tài)(focalconicstate)的示意圖。如圖1A所示，當施加一電壓于表面穩(wěn)定膽固醇型液晶分子12上而產(chǎn)生一電場E時，液晶分子12會形成一垂直狀態(tài)10，而當快速地移除施加在液晶分子12上的電壓時，液晶分子12則會由垂直狀態(tài)10轉(zhuǎn)變成扭曲平面狀態(tài)20，其結(jié)果如圖1B所示，此時若適當?shù)卣{(diào)整液晶分子12的間距長度(pitchlength)，便可使處于扭曲平面狀態(tài)20的液晶分子12反射預定波長的光線。此外，如圖1C所示，當緩慢地移除施加于液晶分子12上的電壓時，液晶分子12則會由垂直狀態(tài)10轉(zhuǎn)變成混亂的圓錐狀態(tài)30，而具有光散射(lightscattering)的性質(zhì)，即其反射光線的效果較弱。請參考圖2，圖2為現(xiàn)有的雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器(或稱表面穩(wěn)定膽固醇型液晶顯示器)的示意圖。如圖2所示，雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器40包括有二玻璃基板42與44、一間隙支撐物(spacer)46支撐于玻璃基板42與44之間、一表面穩(wěn)定膽固醇型液晶分子層52填充于玻璃基板42與44之間以及一電源54。其中，電源54用來給液晶分子層52提供電壓，以使液晶分子層52轉(zhuǎn)換成各種光學狀態(tài)。此外，玻璃基板42與44上都設有一氧化銦錫層(IndiumTinOxide，ITO)48與一配向膜(alingnmentlayer)50，而且玻璃基板44的下方還設有一光吸收板(未顯示)，用以吸收穿透過液晶分子層52的光線。由于現(xiàn)有的液晶分子層52內(nèi)的液晶分子的間距長度設計為可反射可見光區(qū)的光線，因此，若液晶顯示器40內(nèi)的液晶分子層52處于扭曲平面狀態(tài)，當外界的環(huán)境光源進入液晶顯示器40時，環(huán)境光源中波長位于可見光區(qū)內(nèi)的光線將會被液晶分子層52反射出來，而形成亮態(tài)。反之，若液晶顯示器40內(nèi)的液晶分子層52處于圓錐狀態(tài)，當環(huán)境光源進入液晶顯示器40時，環(huán)境光源中的光線將會穿透液晶分子層52而被光吸收板吸收，而形成暗態(tài)。所以，現(xiàn)有的雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器40便通過適當?shù)卣{(diào)整液晶顯示器40內(nèi)處于圓錐狀態(tài)與扭曲平面狀態(tài)的液晶分子，而可形成各式各樣的圖案，例如電子書中的文字或圖片。然而，現(xiàn)有的雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器40的光源是外界的環(huán)境光源，因此當外界環(huán)境光源的強度不足時，雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器40便無法有效地顯示畫面。此外，一般書籍多為黑色的文字搭配白色底，所以當應用此項技術(shù)于電子書時，為了方便讀者適應電子書，則液晶顯示器的設計應以黑/白雙色顯示為佳，以符合讀者的傳統(tǒng)閱讀習慣，然而現(xiàn)有的雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器40以紅/黑、綠/黑、或藍/黑等雙色顯示為主，因此現(xiàn)有的雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器40并無法滿足前述的需求。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種黑白模式顯示的半穿透半反射式雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器，以解決上述問題。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，即提供一種雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器，該雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器包括有一液晶顯示面板、一光學調(diào)節(jié)器設于該液晶顯示面板的上側(cè)、以及一下偏光板設于該液晶顯示面板的下側(cè)。其中，該液晶顯示面板包括有一上基板、一下基板、一表面穩(wěn)定膽固醇型液晶分子層密封于該上基板與該下基板之間、以及一導電層設于該液晶分子層與該下基板之間，而且該光學調(diào)節(jié)器另包括有一上偏光板以及一四分之一波板(λ/4waveplate)設于該上偏光板與該液晶顯示面板之間。由于本發(fā)明使用一表面穩(wěn)定膽固醇型液晶分子，其液晶分子的間距長度相對應于反射紅外光區(qū)或紫外光區(qū)的光線，并搭配偏光板與四分之一波板，而形成一黑白模式顯示的雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器，以提供使用者舒適的閱覽顏色。此外，本發(fā)明還將一個像素分隔為可透光區(qū)域與反射區(qū)域，并結(jié)合以一背光模塊，而形成一半穿透半反射式雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器，以適用于各種光線強度的地方。圖1A至圖1C分別為表面穩(wěn)定膽固醇型液晶材料的垂直狀態(tài)(homeotropicstate)、扭曲平面狀態(tài)(twistedplanarstate)、以及圓錐狀態(tài)(focalconicstate)的示意圖；圖2為現(xiàn)在的雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器(或稱表面穩(wěn)定膽固醇型液晶顯示器)的示意圖；圖3為本發(fā)明的雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器的示意圖；圖4A至圖4C為本發(fā)明導電層的可透光區(qū)域與反射區(qū)域的上視圖；圖5為本發(fā)明的雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器的示意圖；圖6A與圖6B為本發(fā)明的雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器的顯示方式示意圖。具體實施例方式請參考圖3，圖3為本發(fā)明的雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器60的示意圖。如圖3所示，雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器60包括有一液晶顯示面板62，一光學調(diào)節(jié)器64設置于液晶顯示面板62的上側(cè)表面，一下偏光板66設置于液晶顯示面板62的下側(cè)表面，以及一背光模塊68設置于下偏光板66的下側(cè)，用來產(chǎn)生光線以補償一環(huán)境光源的強度。其中，液晶顯示面板62另包括有一上基板70，一下基板72，一導電層76設置于下基板72的上側(cè)表面，一透明導電層78(例如氧化銦錫)設置于上基板70的下側(cè)表面，以及一表面穩(wěn)定膽固醇型液晶分子層74被密封于上基板70與下基板72之間。此外，光學調(diào)節(jié)器64由一上偏光板64a與一四分之一波板(λ/4waveplate)64b上、下堆疊所組成，而且上偏光板64a的偏振方向與四分之一波板64b的快軸(fastaxis)夾角為45度。在本發(fā)明的較佳實施例中，上、下基板間的間距約為3微米(μm)，并且上基板70與下基板72都為一玻璃基板，而液晶分子層74內(nèi)的液晶分子的間距長度被調(diào)整為可反射紅外光區(qū)或紫外光區(qū)的光線，其折射率(refractiveindex)小于0.1，較佳約為0.08，即當本發(fā)明的雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器60的液晶分子層74處于扭曲平面狀態(tài)時，紅外光區(qū)或紫外光區(qū)的光線會被反射，而可見光區(qū)的光線則可通過液晶分子層74。值得注意的是，本發(fā)明的雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器60的導電層76中可同時包括有一可透光區(qū)域T以及一反射區(qū)域R。其中，可透光區(qū)域T由氧化銦錫層76a所組成，用來當作一穿透區(qū)以通過背光模塊68的光源而產(chǎn)生影像，而反射區(qū)R則是由鋁金屬層76b之類的金屬層所組成，用來當作一反射區(qū)以通過環(huán)境光源而產(chǎn)生影像。由于液晶顯示面板62內(nèi)的每一個像素(pixel)內(nèi)都具有穿透區(qū)與反射區(qū)，因此本發(fā)明的雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器60可同時利用反射方式及穿透方式來顯示畫面，而形成一半穿透半反射式雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器。請參考圖4A至圖4C，圖4A至圖4C所示為本發(fā)明的導電層的可透光區(qū)域與反射區(qū)域的上視圖，且圖4A至圖4C也是顯示一個像素內(nèi)的導電層的可透光區(qū)域與反射區(qū)域。如圖4A所示的第一實施例，導電層76包括有彼此相鄰的一可透光區(qū)域T與一反射區(qū)域R?；蛘撸瑢щ妼?6包括有一可透光區(qū)域T與一反射區(qū)域R，且反射區(qū)域R環(huán)繞于可透光區(qū)域T的四周，其結(jié)構(gòu)如圖4B所示的第二實施例。此外，導電層76也可包括多個可透光區(qū)域T，且各個可透光區(qū)域T以陣列排列的方式設于反射區(qū)域R的內(nèi)部區(qū)域，如圖4C所示的第三實施例。然而，本發(fā)明并不限于此，在本發(fā)明的其他實施例中，導電層76也可僅包括一由氧化銦錫所組成的可透光區(qū)域T，并搭配背光模塊68而形成一穿透式雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器?；蛘?，導電層76只包括一由鋁金屬所組成的反射區(qū)域R，而形成一反射式雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器。此外，圖3所示的雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器60內(nèi)的上基板70與下基板72上還可形成配向膜80，其目的是使液晶分子可以依照特定方向排列，如圖5所示。本發(fā)明的配向膜80的配向方向(alignmentdirection)使一液晶分子的分子長軸方向平行或垂直于上基板70與下基板72，而本發(fā)明的較佳實施例的配向膜80的配向方向與設置如表1所示，其為本發(fā)明的較佳實施例的配向膜的配向方式與設置情形。經(jīng)實驗證實，當上基板70的配向膜80的方向為平行且不設有配向膜于下基板72上時，本發(fā)明的雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器60具有最佳的對比(contrast)效果，而當上基板70與下基板72上都不設有配向膜時，雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器60則具有最佳的視角。請參考圖6A與圖6B，圖6A與圖6B為本發(fā)明的雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器的顯示方式示意圖，且圖6A與圖6B分別表示一個像素內(nèi)的顯示方式。如圖6A所示，經(jīng)由適當?shù)碾妷嚎刂瞥绦?，當該像素?nèi)的液晶分子層74處于圓錐狀態(tài)時，環(huán)境光源的光線82會先經(jīng)過上偏光板64a的過濾而形成線偏振光(linearlypolarizedlight)，接著再經(jīng)過四分之一波板64b后而形成圓偏振光，然后該圓偏振光會穿過上基板70與液晶分子層74，并經(jīng)由反射區(qū)域R的反射而再一次地穿過液晶分子層74與上基板70，由于圓錐狀態(tài)的液晶分子層74具有光散射的效果，因此該圓偏振光經(jīng)過液晶分子層74后會失去其偏振性而形成非偏振光，所以該非偏振光再經(jīng)過上偏光板64a的過濾后，會形成亮態(tài)。此外，也如同圖6A所示，當本發(fā)明的雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器60利用背光模塊68所產(chǎn)生的光線來進行顯示時，背光模塊68所產(chǎn)生的光線84會先經(jīng)過下偏光板66的過濾后而形成一線偏振光，而該線偏振光會接著穿過下基板72上的可透光區(qū)域T與液晶分子層74，并由于圓錐狀態(tài)的液晶分子層74的關(guān)系，而又使得該偏振光轉(zhuǎn)變成非偏振光，因此該非偏振光最后在經(jīng)過上偏光板64a的過濾之后，便可形成亮態(tài)。其中，由于前述的亮態(tài)為所有可見光的組合，因此本發(fā)明的最佳實施例的亮態(tài)顏色為白色。如圖6B所示，經(jīng)由適當?shù)碾妷嚎刂瞥绦?，當該像素?nèi)的液晶分子層74處于扭曲平面狀態(tài)時，環(huán)境光源的光線86通過上偏光板64a與四分之一波板64b后便形成圓偏振光，隨后該圓偏振光則會穿過上基板70與液晶分子層74，并經(jīng)由反射區(qū)域R的反射而再一次地穿過液晶分子層74與上基板70，最后再經(jīng)過四分之一波板64b而形成線偏振光，然而由于該線偏振光的偏振方向與上偏光板64a不同，因此而無法穿過上偏光板64a，而形成暗態(tài)。其中，值得注意的是，本發(fā)明的扭曲平面狀態(tài)的液晶分子層74雖可讓可見光穿過，但由于進入雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器60內(nèi)的可見光經(jīng)反射后并無法通過上偏光板64a，所以本發(fā)明的雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器60的暗態(tài)顏色為黑色。此外，也如同圖6B所示，當本發(fā)明的雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器60利用背光模塊68所產(chǎn)生的光線來進行顯示時，背光模塊68所產(chǎn)生的光線88會先經(jīng)過下偏光板66的過濾后形成線偏振光，而該線偏振光在穿過下基板72的可透光區(qū)域T、液晶分子層74與四分之一波板64b后，便會形成一偏振方向與上偏光板64a相異的偏振光，因此該偏振光將無法通過上偏光板64a，而形成黑色的暗態(tài)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明將一個像素分隔為可透光區(qū)域與反射區(qū)域，并搭配一背光模塊，而形成一半穿透半反射式雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器，以適用于各種光線強度的地方。此外，本發(fā)明使用一表面穩(wěn)定膽固醇型液晶分子，其液晶分子的間距長度相對應于反射紅外光區(qū)或紫外光區(qū)的光線，并搭配偏光板與四分之一波片，而形成一黑白模式顯示的雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器，以提供使用者舒適的閱覽顏色。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求所做的均等變化與修飾，皆應屬本發(fā)明專利的涵蓋范圍。表1配向膜的配向膜的配向方向(上基板)配向方向(下基板)配向膜的配向方向使一液晶分子的分子長軸垂直基板配向膜的配向方向使一液晶分子的分子長軸平行基板不設配向膜權(quán)利要求1.一種雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器，該雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器包括有一液晶顯示面板，該液晶顯示面板包括有一上基板，一下基板，一表面穩(wěn)定膽固醇型(surfacestabilizedcholesterictexture)液晶分子層位于該上基板與該下基板之間，以及一導電層設于該液晶分子層與該下基板之間；一光學調(diào)節(jié)器，設于該液晶顯示面板的上側(cè)，該光學調(diào)節(jié)器包括有一上偏光板，以及一四分之一波板(λ/4waveplate)設于該上偏光板與該液晶顯示面板之間；以及一下偏光板，設于該液晶顯示面板的下側(cè)。2.如權(quán)利要求1所述的雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器，其中該表面穩(wěn)定膽固醇型液晶分子層內(nèi)的表面穩(wěn)定膽固醇型液晶分子的間距長度(pitchlength)相對應于反射紅外光區(qū)或紫外光區(qū)的光線。3.如權(quán)利要求1所述的雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器，其中該液晶分子層受一定時間的電壓作用后，該液晶分子層內(nèi)會至少具有處于一第一平衡狀態(tài)的液晶分子或/且處于一第二平衡狀態(tài)的液晶分子。4.如權(quán)利要求3所述的雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器，其中該第一平衡狀態(tài)為圓錐狀態(tài)(focalconicstate)，而該第二平衡狀態(tài)為扭曲平面狀態(tài)(twistedplanarstate)。5.如權(quán)利要求4所述的雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器，其中當光線通過該液晶分子層后，該第一平衡狀態(tài)的液晶分子呈現(xiàn)亮態(tài)，該第二平衡狀態(tài)的液晶分子呈現(xiàn)暗態(tài)。6.如權(quán)利要求5所述的雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器，其中該亮態(tài)與該暗態(tài)分別代表該雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器的白色與黑色。7.如權(quán)利要求1所述的雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器，其中該雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器另包括有一背光模塊，設于該下偏光板的下側(cè)，用來產(chǎn)生光線以補償一環(huán)境光源的強度。8.如權(quán)利要求7所述的雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器，其中該導電層由氧化銦錫(IndiumTinOxideITO)所構(gòu)成，用來使該背光模塊的光線穿透該液晶分子層，以形成一穿透式雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器。9.如權(quán)利要求1所述的雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器，其中該導電層由鋁金屬所構(gòu)成，用來反射一環(huán)境光源經(jīng)由該上基板射入該液晶分子層的光線，以形成一反射式雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器。10.如權(quán)利要求1所述的雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器，其中該導電層包括有至少一反射區(qū)域與至少一可透光區(qū)域，以形成一半穿透半反射式雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器。11.如權(quán)利要求10所述的雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器，其中該反射區(qū)域由鋁金屬所構(gòu)成，而該可透光區(qū)域由氧化銦錫所構(gòu)成。12.如權(quán)利要求10所述的雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器，其中該可透光區(qū)域與該反射區(qū)域彼此相鄰。13.如權(quán)利要求10所述的雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器，其中該反射區(qū)域環(huán)繞于該可透光區(qū)域的四周。14.如權(quán)利要求10所述的雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器，其中該導電層包括有多個可透光區(qū)域，且各該可透光區(qū)域以陣列排列的方式設于該反射區(qū)域的內(nèi)部區(qū)域。15.如權(quán)利要求1所述的雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器，其中該液晶分子層的折射率(refractiveindex)小于0.1。16.如權(quán)利要求1所述的雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器，其中該上基板與該膽固醇型液晶分子層之間還包括有一由氧化銦錫所構(gòu)成的透明導電層，用來做為一共同電極(commoncounterelectrode)。17.如權(quán)利要求16所述的雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器，其中該透明導電層與該導電層上各設有一配向膜與該膽固醇型液晶分子層相接觸。18.如權(quán)利要求17所述的雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器，其中各該配向膜的配向方向(alignmentdirection)使一液晶分子的分子長軸方向平行或垂直于該上基板與該下基板。19.如權(quán)利要求16所述的雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器，其中該透明導電層上設有一配向膜與該膽固醇型液晶分子層相接觸。20.如權(quán)利要求19所述的雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器，其中該配向膜的配向方向使一液晶分子的分子長軸方向平行或垂直于該上基板。21.如權(quán)利要求1所述的雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器，其中該上偏光板的穿透軸(transmissionaxis)與該四分之一波板的快軸(fastaxis)的夾角為45度。全文摘要本發(fā)明提供一種雙穩(wěn)態(tài)表面穩(wěn)定膽固醇型(surfacestabilizedcholesterictexturemode，SSCTmode)液晶顯示器，其包括有一液晶顯示面板、一下偏光板、一上偏光板以及一四分之一波板(λ/4waveplate)。其中，該液晶顯示面板另包括有一上基板、一下基板、一導電層設于該下基板表面以及一SSCT液晶分子層密封于該上基板與該下基板之間。該液晶顯示器適用于各種光線強度的地方，并可給使用者提供舒適的閱覽顏色。文檔編號G02F1/1335GK1470906SQ0212530公開日2004年1月28日申請日期2002年7月23日優(yōu)先權(quán)日2002年7月23日發(fā)明者廖炳杰,劉中元,陳燕晟申請人:奇景光電股份有限公司