專利名稱：反射式液晶面板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及一種液晶面板，且特別是涉及一種反射式液晶面板。
背景技術(shù)：
近來，微投影技術(shù)的發(fā)展開始受到許多人的注目，微型投影機(jī)已漸漸成為未來個 人數(shù)字市場的主流。各類電子產(chǎn)品皆朝向高速、高效能且輕薄短小的趨勢發(fā)展，微型投影 機(jī)具有可隨身攜帶且無使用場地限制的優(yōu)點，未來更可整合至移動電話或數(shù)字相機(jī)等產(chǎn)品 上。一般而言，反射式顯示裝置通常需要提供高反射率、高對比度以及快速的反應(yīng)速 率。目前常用于反射式顯示裝置的方式例如是硅基液晶(liquidcrystal on silicon, LC0S)顯示裝置或是利用微機(jī)電系統(tǒng)做成的反射式顯示裝置。在傳統(tǒng)液晶顯示(liquid crystal display，LCD)裝置的結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，硅基液晶的顯 示技術(shù)能實現(xiàn)更高的對比度和亮度。然而，硅基液晶顯示裝置若是使用向列型液晶分子時 則通常存在四個問題1.低靜態(tài)對比度，2.低反射率，3.需利用補(bǔ)償膜增強(qiáng)對比度，4.低反 應(yīng)速度，而這些問題通常都是彼此相關(guān)的。舉例而言，若使用補(bǔ)償膜增加對比度時，則反射 率便會降低。另外，若欲維持高對比度，則液晶層的相位延遲量便要相對增加，如此將會因 晶穴間隙的提高而導(dǎo)致反應(yīng)時間變慢。因此，如何解決上述的問題，從而同時具有較高影像 對比度與反射率及較快的反應(yīng)時間，實為反射式顯示裝置亟待解決的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種反射式液晶面板，其具有較高影像對比度與反射率，及較快的反 應(yīng)時間。本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點可以從本發(fā)明所披露的技術(shù)特征中得到進(jìn)一步的了解。為達(dá)上述的部分或全部目的或其他目的，本發(fā)明的實施例提出一種反射式液晶面 板，包括第一基板、第一配向?qū)印⒌诙?、第二配向?qū)印⒁壕右约胺瓷鋵?。第一配向?qū)优?置于第一基板上并具有第一配向方向。第二基板相對第一基板設(shè)置。第二配向?qū)优渲糜诘?二基板上并具有第二配向方向，其中第一配向方向與第二配向方向具有一夾角，且夾角實 質(zhì)上是落于68度至85度之間。液晶層配置于第一基板與第二基板之間。第一配向?qū)优c第 二配向?qū)訒σ壕优湎蛞允挂壕泳哂幸慌まD(zhuǎn)角度(twist angle)，其中扭轉(zhuǎn)角度實質(zhì) 上與夾角相同。反射層配置于第二配向?qū)优c第二基板之間。在本發(fā)明的實施例中，扭轉(zhuǎn)角 度實質(zhì)上為77度。在本發(fā)明的實施例中，反射式液晶面板還包括分光元件，配置于第一基板遠(yuǎn)離第 一配向?qū)拥囊粋?cè)。分光元件適于將光線傳遞至第一基板上，且光線會通過第一配向?qū)佣M(jìn) 入液晶層后會被反射層反射而依序通過第二配向?qū)?、液晶層與第一配向?qū)雍蠖錾溆诘谝?基板。在本發(fā)明的實施例中，光線在傳遞至第一基板時具有第一極化方向，且第一極化方向 與第一配向方向夾有角度，角度實質(zhì)上是落在2度至7度之間。在本發(fā)明的實施例中，角度實質(zhì)上為5度。在本發(fā)明的實施例中，光線在出射于第一基板后會具有第二極化方向，且光 線會傳遞至分光元件并被分光元件傳遞至像側(cè)，第二極化方向與第一極化方向不同。在本 發(fā)明的實施例中，分光元件包括極化分光元件。在本發(fā)明的實施例中，第一配向?qū)优c第二配向?qū)又g的間距會使液晶層具有 相位延遲量(phase retardation)，且液晶層的相位延遲量實質(zhì)上落在1.25Xl(Tm至 3. 25 X l(Tm之間。在本發(fā)明的實施例中，相位延遲量實質(zhì)上為2. 05 X 10_7m。在本發(fā)明的實施例中，光線適于經(jīng)由第一基板進(jìn)入反射式液晶面板內(nèi)，并在依序 通過第一配向?qū)?、液晶層與第二配向?qū)雍髸环瓷鋵臃瓷涠僖佬蛲ㄟ^第二配向?qū)印⒁壕?層與第一配向?qū)雍蟪錾溆诘谝换?。在本發(fā)明的實施例中，光線在進(jìn)入反射式液晶面板時 具有第一極化方向，且第一極化方向與第一配向方向夾有角度，其中角度實質(zhì)上是在2度 至7度之間。在本發(fā)明的實施例中，光線在出射于第一基板后，光線會具有第二極化方向， 其中第二極化方向與第一極化方向不同。在本發(fā)明的實施例中，第一極化方向與第二極化 方向?qū)嵸|(zhì)上垂直。在本發(fā)明的實施例的至少具有以下其中一個優(yōu)點。由于液晶層的扭轉(zhuǎn)角度是落 在68度至85度之間，因此對于反射式液晶面板的影像對比度、反射率及反應(yīng)時間會有所提 升。另外，若反射式液晶面板使用分光元件使光線在通過第一配向?qū)訒r會具有第一極化方 向，且此第一極化方向與第一配向方向夾有角度α，其中角度α的范圍實質(zhì)上是落在特定 范圍內(nèi)。如此將可進(jìn)一步地提升反射式液晶面板影像對比度、反射率及反應(yīng)時間。此外，適當(dāng)?shù)卦O(shè)計液晶層的厚度及液晶分子的折射率，使液晶層的相位延遲量落 在一定范圍內(nèi)且搭配前述的參數(shù)設(shè)定(如角度α及扭轉(zhuǎn)角度Ψ的數(shù)值)除了可提升 反射式液晶面板的影像對比度、反射率及反應(yīng)時間外，還可提升其整體極化轉(zhuǎn)換效率至少 7.9%,從而具有光學(xué)表現(xiàn)與電性表現(xiàn)。為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖作詳 細(xì)說明如下。


圖IA為本發(fā)明實施例的反射式液晶面板的側(cè)面示意圖。圖IB為圖IA的反射式液晶面板的立體示意圖。圖2為光線于圖IB的反射式液晶面板中傳遞的光路示意圖。圖3是圖IA的反射式液晶面板中在不同的扭轉(zhuǎn)角度Ψ與相位延遲量And下所對 應(yīng)的極化轉(zhuǎn)換效率的示意圖。圖4則為圖IA的反射式液晶面板所呈現(xiàn)的反射率及對比度的示意圖。圖5為本發(fā)明另一實施例的反射式液晶面板的側(cè)面示意圖。附圖標(biāo)記說明100:反射式液晶面板110:第一基板120 第一配向?qū)?22:第一配向方向130 第二基板
140第二配向?qū)?br> 142第二配向方向
150液晶層
160反射層。
170分光元件
180電極層
Ll 光線
Pl 第一極化方向
Sl 第二極化方向
d:厚度
Ψ 夾角、扭轉(zhuǎn)角度
α 角度
具體實施例方式有關(guān)本發(fā)明的前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點與功效，在以下配合參考附圖的優(yōu)選實 施例的詳細(xì)說明中，將可清楚地呈現(xiàn)。以下實施例中所提到的方向用語，例如上、下、左、 右、前或后等，僅是參考附加附圖的方向。因此，使用的方向用語是用來說明并非用來限制 本發(fā)明。圖IA為本發(fā)明實施例的反射式液晶面板的側(cè)面示意圖，而圖IB為圖IA的反射式 液晶面板的立體示意圖，而圖2為光線于圖IB的反射式液晶面板中傳遞的光路示意圖。請 同時參考圖1A、圖IB與圖2，本實施例的反射式液晶面板100包括第一基板110、第一配向 層120、第二基板130、第二配向?qū)?40、液晶層150以及反射層160。第一配向?qū)?20配置于第一基板110上并具有第一配向方向122。第二基板130 相對第一基板110設(shè)置。第二配向?qū)?40配置于第二基板130上并具有第二配向方向142， 其中第一配向方向122與第二配向方向142具有夾角Ψ，且夾角Ψ實質(zhì)上是落于68度至 85度之間，如圖IB與圖2所繪示。另外，液晶層150配置于第一基板110與第二基板130 之間，其中第一配向?qū)?20與第二配向?qū)?40會對液晶層150配向而使液晶層150具有扭 轉(zhuǎn)角度Untwist angle)，其中扭轉(zhuǎn)角度Ψ實質(zhì)上為夾角Ψ。 詳細(xì)而言，若欲使液晶層150具有何種扭轉(zhuǎn)角度Ψ，可取決于第一配向?qū)?20與第 二配向?qū)?40是采用何種配向的方向。通常，第一配向?qū)?20的第一配向方向122與第二 配向?qū)?40的第二配向方向142所夾角Ψ的角度通常便會定義出液晶層150的扭轉(zhuǎn)角度 Ψ。換言之，若欲使扭轉(zhuǎn)角度Ψ落在68度至85度之間，則可使第一配向方向122與第二 配向方向142之間的夾角Ψ落在68度至85度之間，其中夾角Ψ的定義可以是第一配向 方向122正投影至第二配向?qū)?40上的方向與第二配向方向142的夾角Ψ，或是第二配向 方向142正投影至第一配向?qū)?20的方向與第一配向方向122的夾角Ψ。
在本實施例中，若液晶層150的扭轉(zhuǎn)角度Ψ是采用77度，則可使本實施例的反射 式液晶面板100具有優(yōu)選的光學(xué)表現(xiàn)或電性表現(xiàn)，如后續(xù)說明中會提到的高影像對比度、 高反射率及較高反應(yīng)時間。當(dāng)然，若液晶層150的扭轉(zhuǎn)角度Ψ是落在68度至85度之間， 其對于反射式液晶面板100的影像對比度、反射率及反應(yīng)時間亦會有所提升，其中前述的扭轉(zhuǎn)角度Ψ采用77度為舉例說明，非僅限于此。需要說明的是，在圖IB中并未繪示出液晶層150的預(yù)傾角，然而于實際情況中，液 晶分子通常會與第一、第二配向?qū)?20、140接觸的部分產(chǎn)生預(yù)傾角，圖IB僅是簡單繪示，非 限于此。另外，圖IB中的液晶層150是以向列型液晶作為舉例說明，然而在其他實施例中， 液晶層150或可采用其他適當(dāng)?shù)囊壕Х肿硬⑼高^適當(dāng)?shù)嘏湎蚴挂壕?50的扭轉(zhuǎn)角度Ψ 是落在68度至85度之間。另外，反射層160配置于第二配向?qū)?40與第二基板130之間，如圖1Α、1Β與圖2 所示。在本實施例中，反射層160的材料例如是采用高反射率的鋁金屬作為舉例說明。于 其他實施例中，反射層160的材料亦可以是采用其他適當(dāng)?shù)母叻瓷渎实慕饘俨牧匣蚍墙饘?材料。在反射式液晶面板100中，若光線Ll在進(jìn)入反射式液晶面板100中，則光線Ll會被 反射層160反射，其中被反射層160反射后的光線Ll在出射于第一基板110后會帶有影像 信號，從而可呈現(xiàn)一種反射式液晶面板的成像形態(tài)。以下將詳細(xì)說明本實施例的反射式液 晶面板100的動作方式。在本實施例中，反射式液晶面板100還包括分光元件170，其配置于第一基板110 遠(yuǎn)離第一配向?qū)?20的一側(cè)。本實施例的分光元件170是以極化分光元件(polarization beam splitter)作為舉例說明，但不限于此，其亦可采用其他等效的元件達(dá)到其目的。詳細(xì) 而言，反射式液晶面板100若是以極化分光元件作為分光元件170時，則分光元件170適于 將光線Ll傳遞至第一基板110上，其中光線Ll在傳遞至第一基板110時會具有第一極化 方向Pl，且分光元件170適于讓具有第一極化方向Pl的光線Ll通過，如圖IA所示。需要 說明的是，本實施例的具有第一極化方向Pl的光線Ll可以是S光或P光，其中圖IA是以 P光作為舉例，但亦可以S光，此部分取決使用者的需求與設(shè)計而定。接著，具有第一極化方向Pl的光線Ll會通過第一配向?qū)?20而進(jìn)入液晶層150， 如圖IA與圖2所示。在本實施例中，第一極化方向Pl與第一配向方向122夾有角度α， 其中角度α的范圍實質(zhì)上落在2度至7度之間可提升反射式液晶面板100的影像對比度、 反射率及反應(yīng)時間。在優(yōu)選的實施例中，角度α的數(shù)值實質(zhì)上可以是5度，但不僅限于此。 而后，具有第一極化方向Pl的光線Ll在通過液晶層后會被反射層160反射而依序地通過 第二配向?qū)?40、液晶層150與第一配向?qū)?20后而出射于第一基板110并傳遞至分光元 件170。此時，光線Ll在出射于第一基板110后會具有第二極化方向Si，其中第二極化方 向Sl與第一極化方向Pl不同，且第二極化方向Sl是以垂直第一極化方向Pl作為舉例說 明，即第一極化方向Pl與第二極化方向Sl之間夾角為90度。此外，具有第二極化方向Sl 的光線Ll可帶有影像信息。詳細(xì)而言，由于上述的極化分光元件170是以讓具有第一極化方向Pl的光線Ll 可通過為舉例，因此，當(dāng)具有第二極化方向Sl的光線Ll傳遞至分光元件170時，便會被分 光元件170所反射，而傳遞至一像側(cè)，如圖IA所示，其中具有第二極化方向Sl的光線Ll例 如是S光。此時若搭配使用投影系統(tǒng)(未繪示)便可將具有第二極化方向Sl的光線Ll投 射出去，進(jìn)而可呈現(xiàn)一種反射式投影顯示裝置。更詳細(xì)而言，光線Ll的極化方向PI、Sl主要是取決液晶層150的影響。舉例而 言，適當(dāng)?shù)卦O(shè)計液晶層150的厚度d及液晶分子的折射率ne、n。，則可使得液晶層具有相位 延遲量And(phaSe retardation) 0如此一來，適當(dāng)?shù)卣{(diào)整液晶層150的厚度及選擇液晶層的液晶分子的折射率ne、n。，便可使液晶層150具有如同1/4或1/2波板的功效。舉例而言，若液晶層150是設(shè)計成具有1/4波板的功能時，則具有第一極化方向Pl 的光線Ll在通過液晶層150后便會具有圓偏振，接著被反射層160反射再通過液晶層150 后便會具有前述的第二極化方向Si。在本實施例中，液晶層150的相位延遲量實質(zhì)上落在 1. 25Xl(Tm至3. 25 X 10_7m之間且搭配前述的參數(shù)設(shè)定(如角度α的數(shù)值及扭轉(zhuǎn)角度Ψ 是落在68度至85度之間)則可提升反射式液晶面板100的影像對比度、反射率及反應(yīng)時 間。在優(yōu)選的實施例中，相位延遲量實質(zhì)上可以是2. 05X 10_7m，但不僅限于此。在本實施例中，上述的第一基板110例如是透光基板，其中為了避免光線Ll在進(jìn) 入反射式液晶面板時被表面所反射，因此，透光基板可以是抗反射玻璃基板。另外，反射式 液晶面板100還包括電極層180，配置于第一基板110與第一配向?qū)?20之間，其可用以施 加電場以驅(qū)動液晶層150，從而可達(dá)到顯示的目的。在本實施例中，第二基板130例如是芯 片基板，其配置有多個驅(qū)動元件，如晶體管，用以控制各像素(未繪示)中液晶層150的扭 轉(zhuǎn)程度。另外，基于前述的結(jié)構(gòu)，圖3是圖IA的反射式液晶面板中在不同的扭轉(zhuǎn)角度Ψ與 相位延遲量下所對應(yīng)的極化轉(zhuǎn)換效率的示意圖，而圖4則為圖IA的反射式液晶面板所 呈現(xiàn)的反射率及對比度的示意圖。由圖3與圖4中，可發(fā)現(xiàn)，若反射式液晶面板100采用上 述的參數(shù)設(shè)定，則其影像對比度、反射率及反應(yīng)時間會有所提升外，其極化轉(zhuǎn)換效率亦會提 升至少7.9%，而其對比度至少會增加60 %、且反應(yīng)速率亦可增加為25 %，其中這些提升的 效率皆是在未使用補(bǔ)償膜的狀態(tài)下。換言之，基于采用上述的反射式液晶面板100所披露 的結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)定，將可有效地提升反射式液晶面板100的光學(xué)表現(xiàn)與電性表現(xiàn)。在實施例中，適當(dāng)?shù)卣{(diào)整入射光線Ll的極化方向，亦可改變出射于反射液晶面板 的光線的傳遞方向，如圖5所示。舉例而言，在圖IA中，光線Ll是先通過分光元件170后 才進(jìn)入液晶層150中，接著被反射層160反射再通過液晶層150后會被分光元件170反射 而傳遞至物側(cè)；而在圖5中，光線Ll是先被分光元件170所反射而傳遞至液晶層150中，接 著被反射層160反射再通過液晶層150后會通過分光元件170而傳遞至物側(cè)。其中上述的 分光元件是以僅讓第一極化方向Pl的光線通過，并會反射第二極化方向Sl的光線作為舉 例。在另一實施例中，亦可相反，此部分可是使用者的需求而略作調(diào)整，其中光線Ll的初始 極化光線亦要隨的配合。上述需要說明的是，若扭轉(zhuǎn)角度Ψ是落在68度至85度的范圍外，則反射式液晶 面板100整體的表現(xiàn)將會略遜于將扭轉(zhuǎn)角度Ψ設(shè)計在68度至85度的范圍內(nèi)，舉例說明如 下。下表一為扭轉(zhuǎn)角度Ψ分別設(shè)定為90度與77度時反射式液晶面板100整體的光 學(xué)表現(xiàn)或電性表現(xiàn)。由表一中可發(fā)現(xiàn)扭轉(zhuǎn)角度Ψ設(shè)定為77度時，反射式液晶面板100整 體的極化轉(zhuǎn)換效率(PCE)、靜態(tài)對比度(Static contrast)及反應(yīng)時間(Response time)相 較于發(fā)現(xiàn)扭轉(zhuǎn)角度Ψ設(shè)定為90度將可獲得有效的提升。表一
權(quán)利要求
1.一種反射式液晶面板，包括第一基板；第一配向?qū)樱渲糜谠摰谝换迳喜⒕哂械谝慌湎蚍较?；第二基板，相對該第一基板設(shè)置；第二配向?qū)樱渲糜谠摰诙迳喜⒕哂械诙湎蚍较?，其中該第一配向方向與該第 二配向方向具有一夾角，且該夾角落于68度至85度之間；液晶層，配置于該第一基板與該第二基板之間，且該第一配向?qū)优c該第二配向?qū)訒?該液晶層配向以使該液晶層具有一扭轉(zhuǎn)角度，其中該扭轉(zhuǎn)角度與該夾角相同；以及反射層，配置于該第二配向?qū)优c該第二基板之間。
2.如權(quán)利要求1所述的反射式液晶面板，其中該扭轉(zhuǎn)角度為77度。
3.如權(quán)利要求1所述的反射式液晶面板，還包括分光元件，配置于該第一基板遠(yuǎn)離該 第一配向?qū)拥囊粋?cè)，其中該分光元件適于將光線傳遞至該第一基板上，且該光線會通過該 第一配向?qū)佣M(jìn)入該液晶層中，且該光線會被該反射層反射而依序通過該第二配向?qū)?、?液晶層與該第一配向?qū)雍蟪錾溆谠摰谝换濉?br> 4.如權(quán)利要求3所述的反射式液晶面板，其中該光線在傳遞至該第一基板時具有第一 極化方向，且該第一極化方向與該第一配向方向夾有角度，該角度是落在2度至7度之間。
5.如權(quán)利要求4所述的反射式液晶面板，其中該角度為5度。
6.如權(quán)利要求4所述的反射式液晶面板，其中該光線在出射于該第一基板后會具有第 二極化方向，該第二極化方向與該第一極化方向不同。
7.如權(quán)利要求3所述的反射式液晶面板，其中該分光元件包括極化分光元件。
8.如權(quán)利要求1所述的反射式液晶面板，其中該第一配向?qū)优c該第二配向?qū)又g 的間距會使該液晶層具有相位延遲量，且該液晶層的該相位延遲量落在1.25Xl(Tm至 3. 25Xl0-7m 之間。
9.如權(quán)利要求8所述的反射式液晶面板，其中該相位延遲量為2.05X l0-7m。
10.如權(quán)利要求1所述的反射式液晶面板，其中光線適于經(jīng)由該第一基板進(jìn)入該反射 式液晶面板內(nèi)，并在依序通過該第一配向?qū)?、該液晶層與該第二配向?qū)雍髸辉摲瓷鋵臃?射而再依序通過該第二配向?qū)?、該液晶層與該第一配向?qū)雍蟪錾溆谠摰谝换濉?br> 11.如權(quán)利要求10所述的反射式液晶面板，其中該光線在進(jìn)入該反射式液晶面板時具 有第一極化方向，且該第一極化方向與該第一配向方向夾有角度，該角度是在2度至7度之
全文摘要
一種反射式液晶面板，包括第一基板、第一配向?qū)?、第二基板、第二配向?qū)?、液晶層及反射層。第一配向?qū)优渲糜诘谝换迳喜⒕哂械谝慌湎蚍较?。第二基板相對第一基板設(shè)置。第二配向?qū)优渲糜诘诙迳喜⒕哂械诙湎蚍较?，其中第一配向方向與第二配向方向具有夾角，且夾角實質(zhì)上是落于68度至85度之間。液晶層配置于第一基板與第二基板之間。第一配向?qū)优c第二配向?qū)訒σ壕优湎蛞允挂壕泳哂信まD(zhuǎn)角度，其中扭轉(zhuǎn)角度實質(zhì)上與夾角相同。反射層配置于第二配向?qū)优c第二基板之間。
文檔編號G02F1/1335GK102087441SQ201010221978
公開日2011年6月8日 申請日期2010年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月2日
發(fā)明者李悅榮, 范姜冠旭 申請人:立景光電股份有限公司