專利名稱：半穿透半反射式液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種液晶顯示裝置，尤其是關(guān)于一種半穿透半反射式液晶顯示裝置。
背景技術(shù)：
液晶顯示裝置因具有低輻射性、體積輕薄短小及耗電低等特點(diǎn)，故于使用上日漸廣泛，且隨著相關(guān)技術(shù)的成熟及創(chuàng)新，其種類也日益繁多。
根據(jù)液晶顯示裝置所利用光源的不同，可分為穿透式液晶顯示裝置與反射式液晶顯示裝置。穿透式液晶顯示裝置須于液晶顯示面板背面設(shè)置一背光源以實(shí)現(xiàn)圖像顯示，但是，背光源的耗能約占整個(gè)穿透式液晶顯示裝置耗能的一半，故穿透式液晶顯示裝置的耗能較大。反射式液晶顯示裝置能解決穿透式液晶顯示裝置耗能大的問題，但是在光線微弱的環(huán)境下很難實(shí)現(xiàn)圖像顯示。半穿透半反射式液晶顯示裝置能解決以上的問題。
請(qǐng)參閱圖1，一種現(xiàn)有技術(shù)半穿透半反射式液晶顯示裝置1包括二相對(duì)的透明下基板11與上基板12、一液晶層13夾在該下基板11與上基板12之間。一透明公共電極14及一配向膜18依次設(shè)置在該上基板12的內(nèi)側(cè)表面，一上延遲片122及一上偏光板121依次設(shè)置在該上基板12的外側(cè)表面。一透明電極17、一鈍化層16、一反射電極15及一配向膜19依次設(shè)置在該下基板11的內(nèi)側(cè)表面，其中該鈍化層16及反射電極15具一開口151。一下延遲片112及一下偏光板111依次設(shè)置在該下基板11的外側(cè)表面。
該上延遲片122與下延遲片112為四分之一波長(zhǎng)片(λ/4)，配向膜18、19為水平配向(Homogeneous Alignment)，上偏光板121與下偏光板111的偏振方向互相垂直。反射電極15為高反射率的金屬鋁(Al)，透明公共電極14與透明電極17為透明導(dǎo)電材料如氧化銦錫(Indium Tin Oxide，ITO)或氧化銦鋅(IndiumZinc Oxide，IZO)。液晶層13具有不同的厚度，其中透明公共電極14與反射電極15之間的液晶層13為反射區(qū)，其厚度為d11，透明公共電極14與透明電極17之間液晶層13為穿透區(qū)，其厚度為d12，其中d12大約為d11的兩倍。
反射區(qū)域的液晶層13的光學(xué)延遲為Δn·d11＝λ/4由于d12大約為d11的兩倍，所以穿透區(qū)域的液晶層13的光學(xué)延遲為Δn·d12＝λ/2其中Δn為液晶層13的雙折射率，λ是光線的波長(zhǎng)。
請(qǐng)參閱圖2，為半穿透半反射式液晶顯示裝置的亮態(tài)與暗態(tài)下的液晶分子排列示意圖。未施加電壓時(shí)液晶分子沿水平方向排列，由于反射區(qū)域的液晶層13的光學(xué)延遲為λ/4，穿透區(qū)域的液晶層13的光學(xué)延遲為λ/2，故該半穿透半反射式液晶顯示裝置1為亮態(tài)。施加電壓時(shí)液晶分子沿垂直于基板11、12的方向排列，液晶層13的光學(xué)延遲為0，故該半穿透半反射式液晶顯示裝置1為暗態(tài)。通過施加不同值的電壓可實(shí)現(xiàn)不同的灰階顯示。
但是，施加電壓時(shí)，由于配向膜18、19與位于其附近的液晶分子間具有錨鉤能(Anchoring Energy)，配向膜18、19附近的液晶分子并不能完全沿垂直于基板11、12的方向排列，而且光線經(jīng)過該液晶層13會(huì)時(shí)，由于在反射區(qū)及穿透區(qū)的光程不同，存在光程差，所以產(chǎn)生光學(xué)延遲，使得該半穿透半反射式液晶顯示裝置1在暗態(tài)時(shí)存在漏光現(xiàn)象。請(qǐng)參閱圖3，是現(xiàn)有技術(shù)半穿透半反射式液晶顯示裝置1的電壓與穿透率的曲線圖，當(dāng)電壓逐漸升高(達(dá)到5伏特時(shí))，該半穿透半反射式液晶顯示裝置1的穿透率不為0，也就是說此時(shí)不能實(shí)現(xiàn)全黑，仍然有部分光線通過，影響顯示的正向?qū)Ρ?，造成視角特性差，而且，該種液晶配向方式響應(yīng)速度較慢，即顯示動(dòng)態(tài)畫面時(shí)會(huì)有殘留的影像，造成顯示效果不佳。

發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)中液晶顯示裝置響應(yīng)速度慢的問題，本發(fā)明提供一種具快速響應(yīng)的半穿透半反射式液晶顯示裝置。
本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種半穿透半反射式液晶顯示裝置包括一上基板、一下基板、一位于該上基板與該下基板之間的液晶層，該液晶層包括穿透區(qū)及反射區(qū)，該反射區(qū)的液晶層的厚度小于該穿透區(qū)液晶層的厚度，該液晶層為光學(xué)彎曲補(bǔ)償結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的半穿透半反射式液晶顯示裝置進(jìn)一步包括一設(shè)置于上基板外側(cè)的上偏光板，一設(shè)置于該下基板外側(cè)的下偏光板，一設(shè)置于該上基板的外側(cè)的第一上延遲片，一設(shè)置于該下基板的外側(cè)的第一下延遲片，一分別設(shè)置于上偏光板與第一上延遲片之間及下偏光板與第一下延遲片之間的第二上延遲片與第二下延遲片。
本發(fā)明可進(jìn)一步配合補(bǔ)償膜，其中該第一上、下延遲片、第二上、下延遲片及補(bǔ)償膜的位置可相互交換。
相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果是該半穿透半反射式液晶顯示裝置的液晶層為光學(xué)彎曲補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，使得該液晶分子在電壓的作用下，可以在較短時(shí)間內(nèi)旋轉(zhuǎn)，提高液晶分子的響應(yīng)速度，從而改善該半穿透半反射式液晶顯示裝置的響應(yīng)特性。配合第一、二上延遲片、第一、二下延遲片及補(bǔ)償膜能夠?qū)κ┘与妷簳r(shí)由于液晶分子并不完全垂直于基板排列而造成的相位延遲進(jìn)行補(bǔ)償，從而減少暗態(tài)時(shí)的漏光現(xiàn)象，提高該半穿透半反射式液晶顯示裝置的對(duì)比度，并且配合不同的補(bǔ)償膜進(jìn)一步提高視角特性。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)半穿透半反射式液晶顯示裝置的剖面示意圖。
圖2是現(xiàn)有技術(shù)半穿透半反射式液晶顯示裝置的亮態(tài)與暗態(tài)下的液晶分子排列示意圖。
圖3是現(xiàn)有技術(shù)半穿透半反射式液晶顯示裝置的穿透率與驅(qū)動(dòng)電壓關(guān)系曲線圖。
圖4是本發(fā)明半穿透半反射式液晶顯示裝置第一實(shí)施方式的剖面示意圖。
圖5是本發(fā)明半穿透半反射式液晶顯示裝置第二實(shí)施方式的剖面示意圖。
圖6是本發(fā)明半穿透半反射式液晶顯示裝置第三實(shí)施方式的剖面示意圖。
圖7是本發(fā)明半穿透半反射式液晶顯示裝置第四實(shí)施方式的剖面示意圖。
圖8是本發(fā)明半穿透半反射式液晶顯示裝置第四實(shí)施方式的穿透區(qū)的運(yùn)作示意圖。
圖9是本發(fā)明半穿透半反射式液晶顯示裝置第四實(shí)施方式的反射區(qū)的運(yùn)作示意圖。
圖10是本發(fā)明半穿透半反射式液晶顯示裝置第五實(shí)施方式的剖面示意圖。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖4，是本發(fā)明半穿透半反射式液晶顯示裝置第一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明半穿透半反射式液晶顯示裝置10包括一上基板22、一與上基板22相對(duì)設(shè)置的下基板21、一位于該二基板22、21間的液晶層23，該液晶層23包括多個(gè)正型液晶分子(未標(biāo)示)。該液晶層包括穿透區(qū)及反射區(qū)，該反射區(qū)的液晶層的厚度小于該穿透區(qū)液晶層的厚度，該液晶層為光學(xué)彎曲補(bǔ)償(Optical Compensation Bend，OCB)結(jié)構(gòu)，該液晶層23的液晶分子的預(yù)傾角為0度至15度，使得液晶分子更容易旋轉(zhuǎn)。
該上基板22的外側(cè)表面依次設(shè)置一第一上延遲片521、一第二上延遲片522及一上偏光板32。該上基板22的內(nèi)側(cè)表面依次設(shè)置一公共電極221及一上配向膜42。該公共電極221為透明導(dǎo)電材料，如氧化銦錫或氧化銦鋅。
該下基板21的外側(cè)表面依次設(shè)置一第一下延遲片511、一第二下延遲片512及一下偏光板31。穿透電極46與反射電極45設(shè)置于該下基板21的內(nèi)側(cè)，一起構(gòu)成像素電極，當(dāng)施加電壓時(shí)，像素電極與該公共電極221間產(chǎn)生一垂直于基板22、21的電場(chǎng)以控制液晶分子的偏轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)圖像顯示。該穿透電極46為透明導(dǎo)電材料，如氧化銦錫，該反射電極45為具高反射率的金屬材料，如鋁。該反射電極45與該下基板21之間進(jìn)一步設(shè)置一鈍化層25，使得該反射區(qū)的液晶層的厚度小于該穿透區(qū)液晶層的厚度。
該像素電極、公共電極221及位于其中的液晶層23構(gòu)成一像素區(qū)域。其中，與反射電極45所對(duì)應(yīng)的像素區(qū)域?yàn)榉瓷鋮^(qū)域，與穿透電極46所對(duì)應(yīng)的像素區(qū)域?yàn)榇┩竻^(qū)域。外界環(huán)境光通過穿透區(qū)的液晶層23后通過反射電極45的反射作用再次通過穿透區(qū)的液晶層23而實(shí)現(xiàn)圖像顯示。
其中，該第一上延遲片521及第一下延遲片511為四分之一波長(zhǎng)片(λ/4)，該第二上延遲片522及第二下延遲片512為二分之一波長(zhǎng)片(λ/2)。
其中該第二上延遲片522的光軸與上偏光板32的偏振軸具一夾角θ1，則該第一上延遲片521的光軸與上偏光板32的偏振軸的夾角為2θ1±45°。該第二下延遲片512的光軸與該下偏光板31的偏振軸具一夾角θ2，該第一下延遲片511的光軸與下偏光板31的偏振軸的夾角為2θ2±45°。
θ1在8°～22°或68°～82°之間，θ2在8°～22°或68°～82°之間。當(dāng)θ1＝θ2時(shí)，上偏光板32的偏振軸與下偏光板31的偏振軸垂直，第一上延遲片521的光軸與第一下延遲片511的光軸垂直，第二上延遲片522的光軸與第二下延遲片512的光軸垂直。
請(qǐng)參閱圖5，是本發(fā)明半穿透半反射式液晶顯示裝置第二實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施方式與第一實(shí)施方式的區(qū)別在于本實(shí)施方式進(jìn)一步設(shè)置有一上補(bǔ)償膜621，該上補(bǔ)償膜621設(shè)置于該第一上延遲片521與該上基板22之間。
請(qǐng)參閱圖6，是本發(fā)明半穿透半反射式液晶顯示裝置第三實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施方式與第一實(shí)施方式的區(qū)別在于本實(shí)施方式進(jìn)一步設(shè)置有一下補(bǔ)償膜611，該下補(bǔ)償膜611設(shè)置于該第一下延遲片511與該下基板21之間。
請(qǐng)參閱圖7，是本發(fā)明半穿透半反射式液晶顯示裝置第四實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施方式與第一實(shí)施方式的區(qū)別在于本實(shí)施方式進(jìn)一步分別設(shè)置有一上補(bǔ)償膜622及一下補(bǔ)償膜612，該上補(bǔ)償膜622設(shè)置于該第一上延遲片521與該上基板22之間，該下補(bǔ)償膜612設(shè)置于該第一下延遲片511與該下基板21之間。該上補(bǔ)償膜622及下補(bǔ)償膜612為盤狀分子膜。
請(qǐng)參閱圖8，是本發(fā)明半穿透半反射式液晶顯示裝置第四實(shí)施方式的穿透區(qū)運(yùn)作示意圖。未施加電壓時(shí)，外部環(huán)境光經(jīng)過上偏光板32后轉(zhuǎn)變成偏振方向與上偏光板32的偏振軸平行的線偏振光，波長(zhǎng)為550nm的線偏振光通過第二上延遲片(二分之一波長(zhǎng)片)522后偏振方向轉(zhuǎn)過2θ角，仍為線偏振光。因第一上延遲片521(四分之一波長(zhǎng)片)的光軸與上偏光板32的偏振軸成2θ+45°夾角，故自第二上延遲片522出射的線偏振光通過第一上延遲片521后轉(zhuǎn)變?yōu)閳A偏振光，其它波長(zhǎng)的橢圓偏振光亦轉(zhuǎn)變?yōu)閳A偏振光，所以，幾乎所有波長(zhǎng)的線偏振光通過第一上延遲片521及第二上延遲片522后均轉(zhuǎn)變?yōu)閳A偏振光。未施加電壓時(shí)液晶層23的液晶分子沿水平方向排列，上補(bǔ)償膜622與穿透區(qū)液晶層23的光學(xué)延遲總和為λ/4，圓偏振光通過上補(bǔ)償膜622及液晶層23后由反射電極45反射并再次經(jīng)過液晶層23及上補(bǔ)償膜622，圓偏振光兩次通過液晶層23及上補(bǔ)償膜622的光學(xué)作用相當(dāng)于二分之一波長(zhǎng)板，所以，圓偏振光通過液晶層23及上補(bǔ)償膜622后轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)方向相反的圓偏振光。
該圓偏振光通過第一上延遲片521后轉(zhuǎn)變成偏振方向與第二上延遲片522的光軸成θ角的線偏振光，該線偏振光經(jīng)過第二上延遲片522后偏振方向順時(shí)針轉(zhuǎn)過2θ角，與上偏光板32的偏振軸方向平行并能通過該上偏光板32，此時(shí)該半穿透半反射式液晶顯示裝置顯示亮態(tài)。
施加電壓時(shí)，外部環(huán)境光通過上偏光板32后進(jìn)入液晶層23前的運(yùn)作過程與未施加電壓時(shí)一致。施加電壓時(shí)，液晶分子沿垂直于基板22、21的方向排列，靠近基板的殘留相位延遲由上補(bǔ)償膜622補(bǔ)償，使液晶層23與上補(bǔ)償膜622總和的相位延遲為零，圓偏振光通過液晶層23后由反射電極45反射并再次經(jīng)過液晶層23及上補(bǔ)償膜622后偏振狀態(tài)不發(fā)生改變，該圓偏振光通過第一上延遲片521后轉(zhuǎn)變?yōu)榫€偏振光，該線偏振光的偏振方向與第一上延遲片521的光軸成45°角，與第二上延遲片522的光軸成90°+θ度角。該線偏振光通過第二上延遲片522后，偏振方向旋轉(zhuǎn)180°+2θ度角，與上偏光板32的偏振軸垂直，所以，光線不能通過上偏光板32，該半穿透半反射式液晶顯示裝置顯示暗態(tài)。
請(qǐng)參閱圖9，是本發(fā)明半穿透半反射式液晶顯示裝置第四實(shí)施方式的反射區(qū)運(yùn)作示意圖。由于第二下延遲片512對(duì)入射的線偏振光具補(bǔ)償作用，所以，大部分可見光通過第一下延遲片511時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)閳A偏振光，有效提高光的利用率。上補(bǔ)償膜、下補(bǔ)償膜622、612能夠?qū)κ┘与妷簳r(shí)液晶分子并不完全垂直于基板22、21排列而造成的相位延遲進(jìn)行補(bǔ)償，從而減少暗態(tài)時(shí)的漏光現(xiàn)象，提高該半穿透半反射式液晶顯示裝置的對(duì)比度及視角特性。該下補(bǔ)償膜612與上補(bǔ)償膜622亦可補(bǔ)償不同視角下的對(duì)比度及色差，提高該半穿透半反射式液晶顯示裝置的視角特性。
本發(fā)明的實(shí)施方式中，該上補(bǔ)償膜622、第一上延遲片521及第二上延遲片522位置可交換，同樣，該下補(bǔ)償膜612、第一下延遲片511及第二下延遲片521位置亦可交換。
由于第二下延遲片512對(duì)入射的線偏振光具補(bǔ)償作用，所以，大部份可見光通過第一下延遲片511時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)閳A偏振光，有效提高光的利用率。
本發(fā)明的該半穿透半反射式液晶顯示裝置的液晶層設(shè)置為光學(xué)彎曲補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，使得該液晶分子在電壓的作用下，可以在較短時(shí)間內(nèi)旋轉(zhuǎn)，提高液晶分子的響應(yīng)速度，從而改善該半穿透半反射式液晶顯示裝置的響應(yīng)特性。配合第一、二上延遲片、第一、二下延遲片及補(bǔ)償膜能夠?qū)κ┘与妷簳r(shí)由于液晶分子并不完全垂直于基板排列而造成的相位延遲進(jìn)行補(bǔ)償，從而減少暗態(tài)時(shí)的漏光現(xiàn)象，提高該半穿透半反射式液晶顯示裝置的對(duì)比度，并配合不同補(bǔ)償膜進(jìn)一步提高視角。
請(qǐng)參閱圖10，是本發(fā)明半穿透半反射式液晶顯示裝置第五實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施方式與第一實(shí)施方至第四實(shí)施方式的區(qū)別在于本實(shí)施方式中具有一第一下延遲片511，該第一下延遲片511為一個(gè)四分之一波長(zhǎng)片(λ/4)，具有一第一上延遲片512，該第一上延遲片512為一個(gè)四分之一波長(zhǎng)片(λ/4)。
權(quán)利要求
1.一種半穿透半反射式液晶顯示裝置，其包括一上基板、一下基板、一位于該上基板與該下基板之間的液晶層，該液晶層包括穿透區(qū)及反射區(qū)，該反射區(qū)的液晶層的厚度小于該穿透區(qū)液晶層的厚度，其特征在于該液晶層為光學(xué)彎曲補(bǔ)償結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半穿透半反射式液晶顯示裝置，其特征在于進(jìn)一步包括一設(shè)置于該上基板的外側(cè)的第一上延遲片，該第一上延遲片為四分之一波長(zhǎng)片，一設(shè)置于該下基板的外側(cè)的第一下延遲片，該第一下延遲片為四分之一波長(zhǎng)片。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半穿透半反射式液晶顯示裝置，其特征在于進(jìn)一步包括一設(shè)置于上基板外側(cè)的上偏光板，一設(shè)置于該下基板外側(cè)的下偏光板。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半穿透半反射式液晶顯示裝置，其特征在于該液晶層的液晶分子預(yù)傾角為0度至15度。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半穿透半反射式液晶顯示裝置，其特征在于進(jìn)一步包括一設(shè)置于該第一上延遲片與該上基板之間的上補(bǔ)償膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半穿透半反射式液晶顯示裝置，其進(jìn)一步包括一設(shè)置于該第一下延遲片與該下基板之間的下補(bǔ)償膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半穿透半反射式液晶顯示裝置，其特征在于其進(jìn)一步包括設(shè)置于該上偏光板與該液晶層間的第一上延遲片及第二上延遲片，設(shè)置于該下偏光板與液晶層間的第一下延遲片及第二下延遲片。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的半穿透半反射式液晶顯示裝置，其特征在于該第二上延遲片為二分之一波長(zhǎng)片，該第二下延遲片為二分之一波長(zhǎng)片。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的半穿透半反射式液晶顯示裝置，其特征在于該第二上延遲片的光軸與上偏光板的偏振軸具一夾角θ1，該第一上延遲片的光軸與上偏光板的偏振軸的夾角為2θ1±45°。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的半穿透半反射式液晶顯示裝置，其特征在于該第二下延遲片的光軸與該下偏光板的偏振軸具一夾角θ2，該第一下延遲片的光軸與下偏光板的偏振軸的夾角為2θ2±45°。
全文摘要
一種半穿透半反射式液晶顯示裝置包括一上基板、一下基板、一位于該上基板與該下基板之間的液晶層，該液晶層包括穿透區(qū)及反射區(qū)，該反射區(qū)的液晶層的厚度小于該穿透區(qū)液晶層的厚度，該液晶層為光學(xué)彎曲補(bǔ)償結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)G02F1/133GK1797105SQ20041009195
公開日2006年7月5日 申請(qǐng)日期2004年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月30日
發(fā)明者楊秋蓮, 向瑞杰, 凌維儀 申請(qǐng)人:群康科技(深圳)有限公司, 群創(chuàng)光電股份有限公司