專利名稱：半反射式液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半反射式液晶顯示裝置，并且，根據(jù)本發(fā)明的半反射式液晶顯示裝置兼具反射模式與透射模式兩種顯示模式。特別地，根據(jù)本發(fā)明的半反射式液晶顯示裝置在唯一的操作電壓操作下，具有優(yōu)選的整合，其顯像品質(zhì)為最佳。
背景技術(shù)：
液晶顯示裝置由于具有輕、薄、短、小的優(yōu)點，除在便攜式產(chǎn)品的影像顯示應(yīng)用已經(jīng)成為主流外，也漸漸將成為整個顯示器產(chǎn)業(yè)中影像顯示應(yīng)用的主流。
以液晶顯示裝置而言，在顯示影像技術(shù)愈來愈成熟后，為節(jié)省必須消耗的電力資料，利用外界自然光線的全反射式及半反射式液晶顯示裝置，成為液晶顯示裝置技術(shù)中，重要的發(fā)展主流。由于來自背光源光線的照明較來自外界自然光線為穩(wěn)定，一般而言，半反射式液晶顯示裝置較全反射式液晶顯示裝置更為盛行。
在半反射式液晶顯示裝置中，面臨最大的問題在如何在反射模式與透射模式兼具下，得到優(yōu)選的整合，以使亮度、對比可以達到優(yōu)選的狀態(tài)。
以透射模式而言，根據(jù)雙顯示單元(Double cell)理論，液晶顯示裝置的面板結(jié)構(gòu)對光線所造成的相位差，可區(qū)分為面板結(jié)構(gòu)中液晶層對光線所造成的相位差，與面板結(jié)構(gòu)中非液晶層部分結(jié)構(gòu)對光線所造成的相位差。當(dāng)上述兩種相位差相等或近似時，即可以消除面板結(jié)構(gòu)對光線所造成的相位差，進而使液晶顯示裝置達到優(yōu)選的顯像品質(zhì)。
以反射模式而言，根據(jù)四分之一波長薄膜(Quarter wave film)理論，當(dāng)液晶顯示裝置的面板結(jié)構(gòu)中的正面結(jié)構(gòu)層的相位差相等或近似入射光線波長的1/4時，此液晶顯示裝置可達到優(yōu)選的顯像品質(zhì)。
關(guān)于液晶顯示裝置的先前技術(shù)，一般會根據(jù)雙顯示單元理論來針對透射模式，尋找出在達到優(yōu)選影像對比時，對應(yīng)透射模式的優(yōu)選操作電壓。根據(jù)四分之一波長薄膜理論來針對反射模式，尋找出在達到優(yōu)選影像對比時，對應(yīng)反射模式的優(yōu)選操作電壓。然而，液晶顯示裝置在顯像時，僅僅能在一個操作電壓下操作。明顯地，現(xiàn)有技術(shù)無法同時在反射模式與透射模式下，兼具兩者優(yōu)選的影像對比狀態(tài)。
因此，本發(fā)明的主要目的是讓一半反射式液晶顯示裝置兼具有反射以及透射兩種模式，在唯一的操作電壓下，得到優(yōu)選的整合，以使亮度、對比可以達到優(yōu)選的狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種兼具反射模式、透射模式的半反射式液晶顯示裝置，在唯一的操作電壓下，具有優(yōu)選的整合，以使對比的顯像品質(zhì)可以達到優(yōu)選的狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選具體實施例的半反射式液晶顯示裝置包含一面板結(jié)構(gòu)以及一背光源。該面板結(jié)構(gòu)定義一正面以及一背面。該背光源提供來自該背面方向的一第一入射光線，該第一入射光線射入該面板結(jié)構(gòu)，進而形成一透射光線。該面板結(jié)構(gòu)包含一半反射層、一正面結(jié)構(gòu)層以及一背面結(jié)構(gòu)層。該半反射層用以反射來自該正面方向的一第二入射光線，進而形成一反射光線。該正面結(jié)構(gòu)層是以該半反射層為界，并且位于該正面的一側(cè)的結(jié)構(gòu)。該正面結(jié)構(gòu)層對穿過該正面結(jié)構(gòu)的反射光線造成一第一相位差。該背面結(jié)構(gòu)層是以該半反射層為界并且位于該背面的一側(cè)的結(jié)構(gòu)。該背面結(jié)構(gòu)層對過該背面結(jié)構(gòu)層的透射光線造成一第二相位差。該第一相位差的數(shù)值等于該第二入射光線的波長的四分之一，該第二相位差的數(shù)值等于該第二入射光線的波長的四分之一。
如此，將使此半反射式液晶顯示裝置在唯一的操作電壓下，同時符合反射模式與透射模式，得到最大的影像對比值，以提高該半反射式液晶顯示裝置的顯像品質(zhì)。
關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)點與精神可以藉由以下的發(fā)明詳述及附圖得到進一步的了解。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選具體實施例的半反射式液晶顯示裝置100的結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖2是圖1所示的半反射式液晶顯示裝置100的一具體實施例，該半反射式液晶顯示裝置100并且包含一第一相位差片160以及一第二相位差片170；圖3是圖1所示的半反射式液晶顯示裝置100的一具體實施例，該半反射式液晶顯示裝置100并且包含一液晶層150；圖4為圖1所示的半反射式液晶顯示裝置100的一具體實施例，該半反射式液晶顯示裝置100并且包含一偏光片180；圖5是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選具體實施例的半反射式液晶顯示裝置100的在反射模式下的反射率-操作電壓關(guān)系圖；以及圖6是根據(jù)本發(fā)明的半反射式液晶顯示裝置100的在透射模式下的透射率-操作電壓關(guān)系圖。
附圖中的附圖標(biāo)記說明如下100半反射式液晶顯示裝置102第二入射光線 104反射光線106第一入射光線 108透射光線110半反射層 120正面結(jié)構(gòu)層130背面結(jié)構(gòu)層 140背光源150液晶層 160第一相位差片170第二相位差片 180偏光片190面板結(jié)構(gòu) 320液晶分子330第三相位差片 340非液晶層部分420亮態(tài)反射率-操作電壓函數(shù)曲線430暗態(tài)反射率-操作電壓函數(shù)曲線460亮態(tài)透射率-操作電壓函數(shù)曲線470暗態(tài)透射率-操作電壓函數(shù)曲線Vr反射模式顯示模式下的優(yōu)選操作電壓Vt透射模式顯示模式下的優(yōu)選操作電壓
具體實施例方式
請參考圖1，圖1是根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選具體實施例的半反射式液晶顯示裝置100的結(jié)構(gòu)的剖視圖。特別地，該半反射式液晶顯示裝置100兼具反射模式與透射模式兩種顯示模式。該半反射式液晶顯示裝置100包含一背光源140以及一面板結(jié)構(gòu)190。該面板結(jié)構(gòu)190還定義出一正面以及一背面。該面板結(jié)構(gòu)190包含一半反射層110、一正面結(jié)構(gòu)層120以及一背面結(jié)構(gòu)層130。該正面結(jié)構(gòu)層120包含一液晶層150。
該背光源140提供來自該背面的一第一入射光線106，進而形成一透射光線108。該半反射層110用以反射來自該正面的一第二入射光線102，進而形成一反射光線104。該正面結(jié)構(gòu)層120是以該半反射層110為界，位于該半反射式液晶顯示裝置100的正面一側(cè)的結(jié)構(gòu)。該正面結(jié)構(gòu)層120對穿透其本身結(jié)構(gòu)層的反射光線104，造成一第一相位差。該背面結(jié)構(gòu)層130是以半反射層110為界，位于半反射式液晶顯示裝置100的背面一側(cè)的結(jié)構(gòu)。該背面結(jié)構(gòu)層130對穿透其本身結(jié)構(gòu)層的透射光線108，造成一第二相位差。
根據(jù)前述適用于反射模式的液晶顯示裝置的四分之一波長薄膜理論，液晶顯示裝置的正面結(jié)構(gòu)層的相位差相等或近似入射光線波長的四分之一時，此顯示裝置可達到優(yōu)選的顯像品質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明的半反射式液晶顯示裝置100，該正面結(jié)構(gòu)層120對該反射光線104所造成的第一相位差的數(shù)值等于該第二入射光線102的波長的四分之一。藉此，使得該半反射式液晶顯示裝置100的反射模式顯示模式可以達到優(yōu)選的顯像品質(zhì)。
為使該半反射式液晶顯示裝置100的透射模式亦能達到優(yōu)選顯示模式，透過該正面結(jié)構(gòu)層120的透射光線108必須與透過該正面結(jié)構(gòu)層120的反射光線104具有相干性(Coherency)。為此，根據(jù)本發(fā)明的半反射式液晶顯示裝置100，該背面結(jié)構(gòu)層130對該透射光線108所造成的第二相位差的數(shù)值等于該第二入射光線102的波長的四分之一。需聲明的是，該半反射層110對該透射光線108所造成的相位差甚小，因此可以被忽略。
為達上述讓該第一相位差的數(shù)值等于該第二入射光線102的波長的四分之一，并且讓該第二相位差的數(shù)值等于該第二入射光線102的波長的四分之一，于一具體實施例中，根據(jù)本發(fā)明的半反射式液晶顯示裝置100包含用以修正光線的相位差的相位差片，以達到上述目的。如圖2所示的該半反射式液晶顯示裝置100的結(jié)構(gòu)的剖視圖，圖2說明圖1所示的半反射式液晶顯示裝置100并且包含一第一相位差片160以及一第二相位差片170。該第一相位差片160位于該正面結(jié)構(gòu)層120中，用以修正該反射光線104的第一相位差，致使該第一相位差的數(shù)值等于該第二入射光線102的波長的四分之一。該第二相位差片170位于該背面結(jié)構(gòu)層130，用以修正該透射光線108的第二相位差，致使該第二相位差的數(shù)值等于該第二入射光線102的波長的四分之一。
為進一步確保該液晶顯示裝置100達到優(yōu)選顯像品質(zhì)，本發(fā)明即應(yīng)用前述的雙顯示單元理論，來消除面板結(jié)構(gòu)對光線所造成的相位差。以下將詳述其實施細(xì)節(jié)。
如圖1、圖2所示，該正面結(jié)構(gòu)層120還包含一液晶層150。請參考圖3，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選具體實施例的半反射式液晶顯示裝置100，其面板結(jié)構(gòu)190可以概略地區(qū)分為該液晶層150以及非液晶部分340。圖3僅僅描繪出該正面結(jié)構(gòu)層120所包含的液晶層150以及非液晶層部分340的結(jié)構(gòu)的剖視圖，至于全部歸于非液晶層部分340的背面結(jié)構(gòu)130則未繪示于圖3。
位于該正面結(jié)構(gòu)層120中的液晶層150對穿透其本身的反射光線104，造成一第三相位差。該第一相位差扣除該第三相位差為一第四相位差。依據(jù)前述的雙顯示單元理論，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選具體實施例的半反射式液晶顯示裝置100，其面板結(jié)構(gòu)190對該透射光線104所造成的第二相位差的絕對值加該第四相位差的絕對值等于該第三相位差的絕對值。藉此，消除該面板結(jié)構(gòu)190對光線所造成的相位差，進而確保該液晶顯示裝置100達到優(yōu)選顯像品質(zhì)。
如圖3所示，該液晶層150包含多個截面橢圓形的液晶分子320，其中每一個液晶分子320具有一長軸折射率以及一短軸折射率。根據(jù)本發(fā)明的半反射式液晶顯示裝置100，其中該第三相位差是長軸折射率與短軸折射率之差的絕對值與液晶層150的厚度的乘積。亦即該第三相位差等于下列公式計算所得|該長軸折射率-該短軸折射率|×該液晶層的厚度為達上述讓該第二相位差的絕對值加該第四相位差的絕對值，于一具體實施例中，如圖3所示，該非液晶層部分340包含一第三相位差片330，亦即該第三相位差片330位于該正面結(jié)構(gòu)層120中。該第三相位差片330用以修正該第四相位差，致使該第二相位差的絕對值與該第四相位差的絕對值的和等于該第三相位差的絕對值。該第三相位差片可以為該第一相位差片，或為不同于該第一相位差片的獨立的光學(xué)元件。
在另一具體實施例中，該非液晶層部分340包含一第三相位差片，但該第三相位差片位于該背面結(jié)構(gòu)層130，故未繪示于圖3中。位于該背面結(jié)構(gòu)層130中的第三相位差片用以修正該第二相位差，致使該第二相位差的絕對值與該第四相位差的絕對值之和等于該第三相位差的絕對值。該第三相位差片可以為該第二相位差片，或為不同于該第二相位差片的獨立的光學(xué)元件。
為使該半反射式液晶顯示裝置100達到優(yōu)選顯像品質(zhì)，其在反射模式下所呈現(xiàn)的光線以及在透射模式下所呈現(xiàn)的光線也需調(diào)整為同一色相。為此，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選具體實施例的半反射液晶顯示裝置100，其中，當(dāng)該反射光線104透過該正面結(jié)構(gòu)層120時，其所呈現(xiàn)的顏色以一第一色相表示。當(dāng)該透射光線108穿過該背面結(jié)構(gòu)層130時，其所呈現(xiàn)的顏色以一第二色相表示。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選具體實施例的半反射液晶顯示裝置100，該第一色相在視覺上等于該第二色相。所謂的視覺上相等，本發(fā)明是依據(jù)美國光學(xué)學(xué)會(OSA，OpticalSociety of America)根據(jù)孟賽爾標(biāo)色法，于1964年發(fā)行光澤版色票所使用的標(biāo)色法，其將色相細(xì)分為100個色階，在此稱為孟賽爾標(biāo)色法。依照孟賽爾標(biāo)色法，該第一色相的色階與該第二色相的色階之間的差異不超過5個色階，依此定義為視覺上相等。
為達上述讓該第一色相在視覺上等于該第二色相，于一具體實施例中，如圖4所示，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選具體實施例的半反射式液晶顯示裝置100，其背面結(jié)構(gòu)130進一步包含一偏光片180。該偏光片180用以調(diào)整該第二色相，使該第二色相在視覺上等于該第一色相。
由以上的發(fā)明詳細(xì)說明可以清楚地看出，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選具體實施例的半反射式液晶顯示裝置100，在兼具反射以及透射兩種模式情況下，在唯一的操作電壓下，能達到優(yōu)選的整合，使得對比的顯示品質(zhì)可以達到優(yōu)選的狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選具體實施例的半反射式液晶顯示裝置100，其操作電壓的決定，下文將做一詳細(xì)說明。
請參考圖5，圖5是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選具體實施例的半反射式液晶顯示裝置100的反射率與操作電壓之間的關(guān)系圖。亦即該半反射式液晶顯示裝置100處于反射模式顯示模式下，經(jīng)改變操作電壓，并對反射率做測量，其所得的結(jié)果即示于圖5。圖5中，曲線420是顯示面板全亮?xí)r，所測量到的反射率-操作電壓函數(shù)曲線，或稱為亮態(tài)反射率-操作電壓函數(shù)曲線。曲線430則為顯示面板全暗時，所測量到的反射率-操作電壓函數(shù)曲線，或稱為暗態(tài)反射率-操作電壓函數(shù)曲線。藉由圖5，于一操作電壓下，可計算出曲線420所對應(yīng)的反射率與曲線430所對應(yīng)的反射率之間差異為最大時，該操作電壓即為該半反射式液晶顯示裝置100處于反射模式顯示模式下的優(yōu)選操作電壓Vr。該半反射式液晶顯示裝置100的反射模式于該操作電壓Vr下，具有最大的影像對比值。
請參考圖6，圖6是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選具體實施例的半反射式液晶顯示裝置100的透射率與操作電壓之間的關(guān)系圖。亦即該半反射式液晶顯示裝置100處于透射模式顯示模式下，經(jīng)改變操作電壓，并對透射率做測量，其所得的結(jié)果即示于圖6。圖6中，曲線460是顯示面板全亮?xí)r，所測量到的透射率-操作電壓函數(shù)曲線，或稱為亮態(tài)透射率-操作電壓函數(shù)曲線。曲線470則為顯示面板全暗時，所測量到的透射率-操作電壓函數(shù)曲線，或稱為暗態(tài)透射率-操作電壓函數(shù)曲線。藉由圖6，于一操作電壓下，可計算出曲線460所對應(yīng)的透射率與曲線470所對應(yīng)的透射率之間差異為最大時，該操作電壓即為該半反射式液晶顯示裝置100處于透射模式顯示模式下的優(yōu)選操作電壓Vt。該半反射式液晶顯示裝置100的透射模式于該操作電壓Vt下，具有最大的影像對比值。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選具體實施例的半反射式液晶顯示裝置100，其分別處于反射模式顯示模式下的優(yōu)選操作電壓Vr，與處于透射模式顯示模式的優(yōu)選操作電壓Vt，兩者之間差距小于1伏特。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選具體實施例的半反射式液晶顯示裝置100，其操作電壓的決定是于Vr至Vt的范圍間決定出一適當(dāng)?shù)淖麟妷骸?br> 除此之外，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選具體實施例的半反射式液晶顯示裝置100，其亮態(tài)反射率-操作電壓函數(shù)曲線420的一次微分值，與亮態(tài)透射率-操作電壓函數(shù)曲線460的一次微分值，彼此間的誤差率不超過10％。并且，該暗態(tài)反射率-操作電壓函數(shù)曲線430的一次微分值，與暗態(tài)透射率-操作電壓函數(shù)曲線470的一次微分值，彼此間的誤差率不超過10％。
藉由以上優(yōu)選具體實施例的詳述，希望能更加清楚地描述本發(fā)明的特征與精神，而并非以上述所公開的優(yōu)選具體實施例來對本發(fā)明的范疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變以及具相等性的安排于本發(fā)明所欲申請的權(quán)利要求的范疇內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示裝置，該液晶顯示裝置包含一面板結(jié)構(gòu)以及一背光源，該面板結(jié)構(gòu)定義一正面以及一背面，該背光源提供來自該背面方向的一第一入射光線，該第一入射光線射入該面板結(jié)構(gòu)，進而形成一透射光線，該面板結(jié)構(gòu)包含一半反射層，該半反射層用以反射來自該正面方向的一第二入射光線，進而形成一反射光線；一正面結(jié)構(gòu)層，該正面結(jié)構(gòu)層是以該半反射層為界并且位于該正面的一側(cè)的結(jié)構(gòu)，該正面結(jié)構(gòu)層對穿過該正面結(jié)構(gòu)的反射光線造成一第一相位差；以及一背面結(jié)構(gòu)層，該背面結(jié)構(gòu)層是以該半反射層為界并且位于該背面的一側(cè)的結(jié)構(gòu)，該背面結(jié)構(gòu)層對穿過該背面結(jié)構(gòu)層的透射光線造成一第二相位差；其中，該第一相位差的數(shù)值等于該第二入射光線的波長的四分之一，該第二相位差的數(shù)值等于該第二入射光線的波長的四分之一。
2.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其中該正面結(jié)構(gòu)層并且包含一第一相位差片，用以修正該反射光線的第一相位差，致使該第一相位差的數(shù)值等于該第二入射光線的波長的四分之一。
3.如權(quán)利要求2所述的液晶顯示裝置，其中該背面結(jié)構(gòu)層并且包含一第二相位差片，用以修正該透射光線的第二相位差，致使該第二相位差的數(shù)值等于該第二入射光線的波長的四分之一。
4.如權(quán)利要求3所述的液晶顯示裝置，其中該正面結(jié)構(gòu)層并且包含一液晶層，該液晶層對穿過該液晶層的反射光線造成一第三相位差，該第一相位差扣除該第三相位差為一第四相位差，該第二相位差的絕對值加該第四相位差的絕對值等于該第三相位差的絕對值。
5.如權(quán)利要求4所述的液晶顯示裝置，其中該液晶層包含多個截面為橢圓形的液晶分子，該多個液晶分子中的每一個液晶分子具有一長軸折射率以及一短軸折射率，該第三相位差等于下列公式計算所得|該長軸折射率-該短軸折射率|×該液晶層的厚度
6.如權(quán)利要求4所述的液晶顯示裝置，進一步包含一第三相位差片，用以修正該第四相位差，致使該第二相位差的絕對值與該第四相位差的絕對值之和等于該第三相位差的絕對值。
7.如權(quán)利要求6所述的液晶顯示裝置，其中該第三相位差片是該第一相位差片。
8.如權(quán)利要求4所述的液晶顯示裝置，進一步包含一第三相位差片，用以修正該第二相位差，致使該第二相位差的絕對值與該第四相位差的絕對值之和等于該第三相位差的絕對值。
9.如權(quán)利要求8所述的液晶顯示裝置，其中該第三相位差片是該第二相位差片。
10.如權(quán)利要求4所述的液晶顯示裝置，其中當(dāng)該反射光線穿過該正面結(jié)構(gòu)層時所呈現(xiàn)的顏色以一第一色相表示，當(dāng)該透射光線穿過該背面結(jié)構(gòu)層時所呈現(xiàn)的顏色以一第二色相表示，并且依據(jù)孟賽爾標(biāo)色法，該第一色相的色階與該第二色相的色階之間的差異不超過5個色階。
11.如權(quán)利要求10所述的液晶顯示裝置，其中該背面結(jié)構(gòu)層包含一偏光片，該偏光片用以將該透射光線的第二色相修正成等于該反射光線的第一色相。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種兼具反射和透射模式的半反射式液晶顯示裝置，它有一面板結(jié)構(gòu)和一背光源。面板結(jié)構(gòu)有一正面和一背面。背光源提供來自背面方向的第一入射光，此光射入面板結(jié)構(gòu)，形成透射光。面板結(jié)構(gòu)有一半反射層、一正面結(jié)構(gòu)層和一背面結(jié)構(gòu)層。半反射層反射來自正面的第二入射光，形成反射光。正面結(jié)構(gòu)層是以半反射層為界且位于正面?zhèn)鹊慕Y(jié)構(gòu)。正面結(jié)構(gòu)層對穿過它的反射光造成第一相位差。背面結(jié)構(gòu)層是以半反射層為界且位于背面?zhèn)鹊慕Y(jié)構(gòu)。背面結(jié)構(gòu)層對穿過它的透射光造成第二相位差。第一相位差之值為第二入射光波長的1/4，第二相位差之值為第二入射光波長的1/4。藉此該顯示裝置在唯一操作電壓操作下，具最大影像對比值，以提高該裝置的顯像品質(zhì)。
文檔編號G02F1/1335GK1467545SQ0214096
公開日2004年1月14日 申請日期2002年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月11日
發(fā)明者幸哲宏, 戴國哲 申請人:碧悠電子工業(yè)股份有限公司