專利名稱：半穿透式液晶顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液晶顯示器，特別是涉及一種半穿透式液晶顯示器。
技術(shù)背景請(qǐng)參考圖1，公知雙層液晶盒半穿透式液晶顯示器ioo包括兩個(gè)偏光片132、 134，這兩個(gè)偏光片132、 134之間設(shè)有兩個(gè)補(bǔ)償膜122、 124。兩個(gè)基 板112、 114夾設(shè)于這兩個(gè)補(bǔ)償膜122、 124之間，兩個(gè)基板112、 114之間 設(shè)有厚度為d的液晶層140，基板114上則設(shè)有具有多個(gè)開(kāi)口的反射板150。 由背光源(圖未示)所提供的光線160穿過(guò)基板114、反射板150的開(kāi)口以 及液晶/2 140，到達(dá)觀察者的眼中；外界光線170則穿過(guò)基板112及液晶層 140，經(jīng)由反射板150的反射，而到達(dá)觀察者的眼中。為使背光源所產(chǎn)生的 光線160與外界光線170經(jīng)過(guò)液晶層140的光程長(zhǎng)(optical path length)相同， 反射板150須具有液晶層140 —半的厚度，亦即d/2。然而，為制造上述反 射板150的結(jié)構(gòu)，需要額外的設(shè)備，而且其制造優(yōu)良率也較低。請(qǐng)參考圖2，公知混合配向單一液晶盒間隙的半穿透式液晶顯示器200， 其也包括具有多個(gè)開(kāi)口的反射板150'。與液晶顯示器IOO不同的是，位于穿 透區(qū)與反射區(qū)上的配向?qū)?82、 284的預(yù)傾角須相差約90度，制程上較復(fù)雜 且難以控制。圖3為另一種公知混合配向單一液晶盒間隙的半穿透式液晶顯示器 300，其于反射板150'上設(shè)有一層具有四分之一波長(zhǎng)(入/4)相位延遲 (retardation)的光學(xué)膜390，以達(dá)到補(bǔ)償效果。然而，上述光學(xué)膜390的制作 也需額外的設(shè)備以及制造成本。因此，有必要提出一種半穿透式液晶顯示器，以解決上述問(wèn)題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種半穿透式液晶顯示器，該半穿透式液晶顯示 器的穿透區(qū)域的厚度與反射區(qū)域的厚度實(shí)質(zhì)上相同，避免了繁復(fù)的雙層間隙 的制程工序。在-一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的半穿透式液晶顯示器包括主動(dòng)元件陣列基 板，該主動(dòng)元件陣列基板上設(shè)有多個(gè)像素區(qū)域，每一個(gè)像素區(qū)域包括主動(dòng)元 件、穿透電極、至少一個(gè)電阻、反射板、接地電極，其中所述接地電極與反 射電極連接，所述穿透電極通過(guò)電阻與反射板連接。在所述主動(dòng)元件陣列基 板卜.方設(shè)有對(duì)向基板，該對(duì)向基板上設(shè)有多個(gè)面對(duì)像素區(qū)域的共用電極。在 所述丄動(dòng)元件陣列基板與對(duì)向基板之間還設(shè)有液晶層。另外，在所述主動(dòng)元 件陣列基板下方設(shè)有下偏光片，在所述對(duì)向基板上方設(shè)有上偏光片。在另一實(shí)施例中，本發(fā)明的半穿透式液晶顯示器包括上述實(shí)施例中半穿 透式液晶顯示器的所有元件，但穿透電極與反射板之間未設(shè)有電阻，而是以 絕緣層設(shè)置于穿透電極與接地電極上，反射板再浮接于絕緣層上。為r讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯，下文特舉本 發(fā)明實(shí)施例，并配合所附圖示，作詳細(xì)說(shuō)明如下。


圖1為一種公知雙層液晶盒半穿透式液晶顯示器的示意圖；圖2為一種公知混合配向單 -液晶盒間隙的半穿透式液晶顯示器的示意圖3為另一種公知混合配向單一液晶盒間隙的半穿透式液晶顯示器的示 意圖；圖4a為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的半穿透式液晶顯示器示意圖；圖4b為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的半穿透式液晶顯示器中，對(duì)向基板上的像
素區(qū)域分布圖；圖4c為圖4b中像素區(qū)域的放大圖；圖5為本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的半穿透式液晶顯示器示意圖； 圖6a為顯示本發(fā)明的半穿透式液晶顯示器的功效所使用的一種光學(xué)元 件配置圖；圖6b為圖6a的半穿透式液晶顯示器于液晶層施加V。ff電壓的情況下， 光線通過(guò)穿透區(qū)及反射區(qū)內(nèi)的各個(gè)光學(xué)元件后，其偏振態(tài)的變化圖；圖6c為圖6a的半穿透式液晶顯示器于液晶層施加V。n電壓的情況下， 光線通過(guò)穿透區(qū)及反射區(qū)內(nèi)的各個(gè)光學(xué)元件后，其偏振態(tài)的變化圖；圖7a為顯示本發(fā)明的半穿透式液晶顯示器的功效所使用的另--種光學(xué) 元件配置圖；圖7b為圖7a的半穿透式液晶顯示器于液晶層未施加任何電壓的情況 下，光線通過(guò)穿透區(qū)及反射區(qū)內(nèi)的各個(gè)光學(xué)元件后，其偏振態(tài)的變化圖；圖7c為圖7a的半穿透式液晶顯示器于液晶層施加V。n電壓的情況下， 光線通過(guò)穿透區(qū)及反射區(qū)內(nèi)的各個(gè)光學(xué)元件后，其偏振態(tài)的變化圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明100液晶顯示器112基板114基板122補(bǔ)償膜124補(bǔ)償膜132偏光片134偏光片140液晶層150反射板150'反射板160光線170光線200液晶顯示器282配向?qū)?84配向?qū)?00液晶顯示器390光學(xué)膜楊液晶顯示器410基板420基板430像素區(qū)域431穿透電極432反射板433接地電極434a電阻434b電阻435主動(dòng)元件440液晶層450掃描線460數(shù)據(jù)線480共用電極500液晶顯示器560絕緣層572偏光片574偏光片582相位延遲板584相位延遲板R反射區(qū)域T穿透區(qū)域具體實(shí)施方式
請(qǐng)參考圖4a，本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的半穿透式液晶顯示器400包括主動(dòng)元 件陣列基板410、對(duì)向基板420以及設(shè)于兩個(gè)基板410、 420之間的液晶層 440，該液晶層440包括例如正型液晶分子或負(fù)型液晶分子。在該對(duì)向基板 420 h方設(shè)有上偏光片574，上相位延遲板(retardation plate)584設(shè)置于上偏 光片574與對(duì)向基板420之間。在主動(dòng)元件陣列基板410下方設(shè)有下偏光片 572，下相位延遲板582設(shè)置于主動(dòng)元件陣列基板410與下偏光片572之間。 請(qǐng)參考圖4b，在主動(dòng)元件陣列基板410上，設(shè)有面對(duì)對(duì)向基板420的多條掃 描線450與多條數(shù)據(jù)線460，兩個(gè)相鄰的掃描線450和數(shù)據(jù)線460之間構(gòu)成 像素區(qū)域430。請(qǐng)參考圖4c，其顯示像素區(qū)域430的放大圖。在像素區(qū)域430上，配置 有穿透電極43K反射板432、接地電極433、主動(dòng)元件435以及多個(gè)電阻 434a、 434b。主動(dòng)元件435可為薄膜電晶體(TFT)或二極體，電阻434a、 434b
可由透明導(dǎo)電材料或金屬導(dǎo)電材料所構(gòu)成。反射板432所在的像素區(qū)域430 形成反射區(qū)域R，穿透電極431位于未被反射板432遮蓋的像素區(qū)域430而 形成穿透區(qū)域T，穿透區(qū)域T與反射區(qū)域R的厚度實(shí)質(zhì)上相同。為增加開(kāi)口 率，主動(dòng)元件435設(shè)于反射板432下方。在對(duì)向基板420上設(shè)有面對(duì)穿透區(qū) 域T和反射區(qū)域R的共用電極480 (見(jiàn)圖4a)。穿透電極431通過(guò)電阻434a 與反射板432連接，接地電極433則通過(guò)電阻434b與反射板432連接。上述像素區(qū)域430所包括的主動(dòng)元件435，通過(guò)鄰近的掃描線450和數(shù) 據(jù)線460驅(qū)動(dòng)，而穿透電極431能夠以主動(dòng)元件435進(jìn)行控制。位于兩個(gè)基 板410、 420之間的液晶層440，由穿透電極431和共用電極480所驅(qū)動(dòng)。反 射區(qū)域R的電場(chǎng)強(qiáng)度可由連接反射板432的電阻434a、 434b的阻值來(lái)調(diào)整， 從而控制反射區(qū)域R與穿透區(qū)域T內(nèi)液晶層440的位相差變化。因此，穿透 區(qū)域T的厚度與反射區(qū)域R的厚度仍能保持實(shí)質(zhì)上相同，避免了繁復(fù)的雙層 間隙的制程工序。請(qǐng)參考圖5，其顯示本發(fā)明另-一實(shí)施例的半穿透式液晶顯示器500。顯 示器500的結(jié)構(gòu)類似于顯示器400的結(jié)構(gòu)，在此相同的標(biāo)號(hào)標(biāo)示相同的元件。 與顯示器400不同的是，顯示器500不具有電阻434a、 434b，而是在穿透電 極431與接地電極433上設(shè)置絕緣層560，反射板432浮接于絕緣層560上。 由于反射板432的厚度很薄，以致穿透區(qū)域T的厚度與反射區(qū)域R的厚度可 視為實(shí)質(zhì)上相同。設(shè)置于絕緣層560上的反射板432會(huì)因絕緣層560的存在而有不同于穿 透電極431的電位，因而使反射區(qū)域R的電場(chǎng)強(qiáng)度與穿透區(qū)域T的電場(chǎng)強(qiáng)度 不同，其電場(chǎng)大小由反射板432與穿透電極431的重迭比例以及絕緣層560 的厚度所決定，調(diào)整其大小可使反射區(qū)域R與穿透區(qū)域T的光學(xué)結(jié)構(gòu)達(dá)到最 佳化。因此，穿透區(qū)域T的厚度與反射區(qū)域R的厚度仍能保持實(shí)質(zhì)上相同， 避免f繁復(fù)的雙層間隙的制程工序。
以上兩種實(shí)施例都有 一 相同的發(fā)明精神，即是在單液晶盒間隙(single cell gap)的架構(gòu)中，利用使電場(chǎng)衰減的手段，使穿透區(qū)域T的電場(chǎng)強(qiáng)度為反 射區(qū)域R電場(chǎng)強(qiáng)度的兩倍，以致穿透區(qū)域T的總相位延遲(total phase retardation) Antd等于反射區(qū)域R的總相位延遲AM。此一發(fā)明手段，可以 搭配正型液晶或負(fù)型液晶，其實(shí)施態(tài)樣與原理分述如下請(qǐng)參考圖6a，其顯示半穿透式液晶顯示器400及500的功效，液晶層 440使用正型液晶分子，且不使用下相位延遲板582。設(shè)定上、下偏光片574、 572的吸收軸為相互垂直，上相位延遲板584具有四分之-一波長(zhǎng)(入/4)，即兀 /2弳度(radian)的相位延遲效果。在未施加任何電壓時(shí)，液晶分子的軸向平行 亍基板410、 420的板面，因此，穿透區(qū)域T及反射區(qū)域R的液晶層440具 有 個(gè)最大的有效相位延遲(phase retardation),皆為二分之一波長(zhǎng)(入/2)，即 "弳度的相位延遲。當(dāng)施加V。ff的電壓時(shí)，穿透區(qū)域T的液晶層440內(nèi)的液 晶分子受電場(chǎng)作用轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，其有效的相位延遲減小，成為^i/2弳度。 而反射區(qū)域R因?yàn)殡娮?34a、 434b或絕緣層560的設(shè)置，而使得其電壓低 丁-液晶層440的門(mén)限電壓(threshold voltage),因此位于其中的液晶分子并未 驅(qū)動(dòng)，反射區(qū)域R內(nèi)的液晶層440的有效相位延遲值仍為n弳度。下面敘述 光線穿過(guò)上述液晶層440的偏振方向變化。請(qǐng)參考圖6b，未偏振的背光源光線通過(guò)下偏光片572后成為線偏振光， 其偏振方向垂直于下偏光片572的吸收軸。在穿過(guò)穿透區(qū)域T的液晶層440 后，由于液晶層440被施以V。ff的電壓，穿透區(qū)域T的液晶層440的有效相 位延遲值為兀/2，該光線將成為右旋圓偏振光(right-hand circularly polarized light)。該右旋圓偏振光通過(guò)具有TT/2相位延遲的上相位延遲板584后，將會(huì) 成為線偏振光，其偏振方向平行于上偏光片574的吸收軸。因此，該線偏振 光無(wú)法穿透上偏光片574，穿透區(qū)域T呈現(xiàn)暗場(chǎng)。未偏振的環(huán)境光線(ambient light)通過(guò)上偏光片574后成為線偏振光，其 偏振方向垂直于上偏光片574的吸收軸。在通過(guò)具有^ /2相位延遲的上相位 延遲板584后，該光線將成為左旋圓偏振光。由于位于反射區(qū)域R的液晶層 440的有效相位延遲值仍為^ ，所以該左旋圓偏振光通過(guò)位于反射區(qū)域R的 液晶層440后，成為右旋圓偏振光。在經(jīng)過(guò)反射板432的反射后，光線的相 位(phase)變化n ，右旋圓偏振光成為左旋圓偏振光。再次通過(guò)位于反射區(qū)域 R的液晶層440后，左旋圓偏振光成為右旋圓偏振光。該右旋圓偏振光再次 通過(guò)上相位延遲板584后，成為線偏振光，其偏振方向平行于上偏光片574 的吸收軸。該線偏振光無(wú)法穿透上偏光片574,因此反射區(qū)域R呈現(xiàn)暗場(chǎng)。當(dāng)液晶層440被施加V。n的電壓后，位于穿透區(qū)域T的液晶層440內(nèi)的 液晶分子因受電場(chǎng)作用，其分子軸垂直于基板410、 420的板面，因此其有 效的相位延遲為0。而反射區(qū)域R因?yàn)殡娮?34a、 434b或絕緣層560的設(shè) 置，其電壓為穿透區(qū)域T的--半，因此反射區(qū)域R的液晶層440內(nèi)的液晶分 子僅轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，其有效相位延遲為k/2弳度。請(qǐng)參考圖6c，通過(guò)下偏光片572后的線偏振光在穿過(guò)穿透區(qū)域T的液 晶層440后，由于液晶層440被施以V。n的電壓，穿透區(qū)域T的液晶層440 的有效相位延遲值為0，該光線仍為線偏振光，其偏振方向不變。通過(guò)上相 位延遲板584后，由于會(huì)有n/2的相位延遲，該線偏振光將成為右旋圓偏振 光。該右旋圓偏振光經(jīng)過(guò)上偏光片574后，仍會(huì)有部分光線穿過(guò)，因此穿透 區(qū)域T呈現(xiàn)亮場(chǎng)。通過(guò)上偏光片574的線偏振光在穿過(guò)上相位延遲板584后，成為左旋圓 偏振光。由于位于反射區(qū)域R的液晶層的有效相位延遲值為^/2，該左旋圓 偏振光通過(guò)位于反射區(qū)域R的液晶層440后，成為線偏振光，其偏振方向垂 直于上偏光片574的吸收軸。經(jīng)反射板432的反射后，該線偏振光仍保持其 偏振方向。再次通過(guò)位于反射區(qū)域R的液晶層440后，線偏振光成為左旋圓 偏振光。該左旋圓偏振光再次通過(guò)上相位延遲板584后，成為線偏振光，其 偏振方向垂直于上偏光片574的吸收軸。該線偏振光可穿透上偏光片574， 因此反射區(qū)域R呈現(xiàn)亮場(chǎng)。請(qǐng)參考圖7a，其顯示另一種光學(xué)結(jié)構(gòu)，展現(xiàn)半穿透式液晶顯示器400 及500的功效。液晶層440使用負(fù)型液晶分子，并設(shè)定上、下偏光片574、 572的吸收軸為相互垂直，上、下相位延遲板584、 582具有四分之一波長(zhǎng)(入 /4)，即n/2的相位延遲效果。在未施加任何電壓時(shí)，穿透區(qū)域T及反射區(qū)域 R的液晶層440內(nèi)的液晶分子的分子軸垂直于基板410、 420，因此其有效相 位延遲皆為O。當(dāng)施加低于液晶門(mén)限電壓的電壓時(shí)，穿透區(qū)域T及反射區(qū)域 R的液晶層440內(nèi)的液晶分子并未轉(zhuǎn)動(dòng)，其有效相位延遲值仍皆為0。圖7b顯示光線通過(guò)穿透區(qū)域T及反射區(qū)域R的液晶層440的前后其偏 振態(tài)的變化。由圖可知，位于穿透區(qū)域T及反射區(qū)域R的液晶層440被施以 低于液晶門(mén)限電壓的電壓時(shí)，穿透區(qū)域T及反射區(qū)域R皆為暗場(chǎng)表現(xiàn)。、與液晶層440被施加V。n的電壓后，位于穿透區(qū)域T的液晶層440內(nèi)的 液晶分子的分子軸平行于基板410、 420，因此有效相位延遲成為n弦度。而 反射區(qū)域R因?yàn)殡娮?34a、 434b或絕緣層560的設(shè)置，其電壓為穿透區(qū)域 T的一半，因此反射區(qū)域R的液晶層440有效相位延遲為兀/2弳度。圖7c ^示光線通過(guò)穿透區(qū)域T及反射區(qū)域R的液晶層440的前后其偏振態(tài)的變 化。由圖可知，位于穿透區(qū)域T及反射區(qū)域R的液晶層440被施以V。。的電 壓時(shí)，穿透區(qū)域T及反射區(qū)域R皆為亮場(chǎng)表現(xiàn)。雖然本發(fā)明已以前述較佳實(shí)施例揭示，然其并非用以限定本發(fā)明，任何 熟習(xí)此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種更動(dòng)與修改。 因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種半穿透式液晶顯示器，該半穿透式液晶顯示器包括下基板，設(shè)有多個(gè)像素區(qū)域，各所述像素區(qū)域包括穿透電極、至少一個(gè)第一電阻、反射板和接地電極，其中所述接地電極與反射板連接，所述穿透電極通過(guò)第一電阻與所述反射板連接；上基板，設(shè)于所述下基板的上方，該上基板設(shè)有面對(duì)該所述像素區(qū)域的共用電極；液晶層，設(shè)于所述上基板與下基板之間；上偏光片，設(shè)于所述上基板的上方；及下偏光片，設(shè)于所述下基板的下方。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半穿透式液晶顯示器，其特征在于所述接地 電極通過(guò)至少一個(gè)第二電阻與所述反射板連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半穿透式液晶顯示器，其特征在于還包括上 相位延遲板，該上相位延遲板設(shè)于所述上偏光片與上基板之間。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半穿透式液晶顯示器，其特征在于所述反射板所在的像素區(qū)域形成反射區(qū)域，未被所述反射板遮蓋的像素區(qū)域形成穿透 區(qū)域，該穿透區(qū)域的厚度與該反射區(qū)域的厚度實(shí)質(zhì)上相同。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半穿透式液晶顯示器，其特征在于各所述像素區(qū)域還包括主動(dòng)元件。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的半穿透式液晶顯示器，其特征在于所述主動(dòng)元件選自薄膜電晶體和二極體其中之一 。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的半穿透式液晶顯示器，其特征在于所述主動(dòng) 元件設(shè)于所述反射板下方。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半穿透式液晶顯示器，其特征在于所述液晶 層選自正型液晶分子和負(fù)型液晶分子其中之一。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的半穿透式液晶顯示器，其特征在于所述第一 電阻與第二電阻以透明導(dǎo)電材料以及金屬導(dǎo)電材料其中之一所構(gòu)成。
10. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的半穿透式液晶顯示器，其特征在于還包括下 相位延遲板，該下相位延遲板設(shè)于所述下偏光片與下基板之間。
11. 一種半穿透式液晶顯示器，該半穿透式液晶顯示器包括 下基板，設(shè)有多個(gè)像素區(qū)域，各所述像素區(qū)域包括穿透電極、絕緣層、反射板和接地電極，其中所述絕緣層設(shè)置于所述穿透電極與接地電極上，所 述反射板浮接于絕緣層上；上基板，設(shè)于所述下基板的上方，該上基板設(shè)有面對(duì)所述像素區(qū)域的共 用電極；液晶層，設(shè)于所述上基板與下基板之間； 上偏光片，設(shè)于所述上基板的上方；及 下偏光片，設(shè)于所述下基板的下方。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的半穿透式液晶顯示器，其特征在于還包括 上相位延遲板，該上相位延遲板設(shè)于所述上偏光片與上基板之間。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的半穿透式液晶顯示器，其特征在于各所述像素區(qū)域另包括主動(dòng)元件。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的半穿透式液晶顯示器，其特征在于所述主 動(dòng)元件選自薄膜電晶體和二極體其中之一。
15. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的半穿透式液晶顯示器，其特征在于所述反 射板所在的像素區(qū)域形成反射區(qū)域，未被所述反射板遮蓋的像素區(qū)域形成穿 透區(qū)域，該穿透區(qū)域的厚度與該反射區(qū)域的厚度實(shí)質(zhì)上相同。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的半穿透式液晶顯示器，其特征在于所述主 動(dòng)元件設(shè)于所述反射板下方。
17. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的半穿透式液晶顯示器，其特征在于所述液 晶層選自正型液晶分子和負(fù)型液晶分子其中之一。
18. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的半穿透式液晶顯示器，其特征在于還包括 F相位延遲板，該下相位延遲板設(shè)于所述下偏光片與下基板之間。
全文摘要
一種半穿透式液晶顯示器，通過(guò)穿透電極與反射板之間電阻的設(shè)置，或者使反射板絕緣浮接于穿透電極與接地電極之上，調(diào)整反射區(qū)的電場(chǎng)大小，從而控制反射區(qū)域與穿透區(qū)域內(nèi)液晶層的相位延遲，因此能使穿透區(qū)域的厚度與反射區(qū)域的厚度實(shí)質(zhì)上相同，避免了繁復(fù)的雙層間隙的制程工序。
文檔編號(hào)G02F1/1335GK101109877SQ20061010325
公開(kāi)日2008年1月23日 申請(qǐng)日期2006年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月20日
發(fā)明者徐芝珊, 翁浩杰, 陳明武, 黃炳文 申請(qǐng)人:勝華科技股份有限公司