CN102662272A - 半穿透半反射式液晶显示器及其液晶面板 - Google Patents

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Abstract

一种半穿透半反射式液晶显示器，包含一液晶面板及一背光模组。液晶面板包含一薄膜晶体管基板及一彩色滤光片基板。薄膜晶体管基板包含多个像素区域，分别定义有一穿透区及一反射区。彩色滤光片基板包含多个彩色滤光区域。每一彩色滤光区域包含一相位延迟膜及一覆盖层，相位延迟膜具有反应型液晶，相位延迟膜及覆盖层堆栈在一起且对应于该反射区，藉此使反射区的该彩色滤光片基板与该薄膜晶体管基板的间隙为穿透区的该彩色滤光片基板与该薄膜晶体管基板的间隙的一半。穿透区及反射区分别藉由背光模组和外在环境光作为光源。

Description

半穿透半反射式液晶显示器及其液晶面板
技术领域
本发明是有关于一种半穿透半反射式液晶显示器，特别是有关于一种半穿透半反射式液晶显示器，其相位延迟膜具有反应型液晶。 
背景技术
液晶显示面板具有低功率消耗和外型薄的特点，被广泛地用在各种电子产品中，如手提式计算机、数字相机、手机等产品，一般而言，液晶显示面板分为穿透式、反射式及半穿透半反射，穿透式液晶显示器是利用背光模组作为其光源，反射式液晶显示器是利用外在环境光作为其光源，而半穿透半反射式液晶显示器是同时使用背光模组和外在环境光作为其光源。
参考图1，公知双间隙(dual gap)半穿透半反射式液晶显示器10的液晶面板12的彩色滤光片基板20制程流程为：黑色矩阵层22制作、彩色滤光层24、平坦覆盖层(flat over-coating；FOC)26制作、垫高覆盖层(mask over-coating；MOC)28制作、共同电极(common electrode)镀膜32制作及间隙子(spacer)34制作。而制造半穿透半反射式液晶显示器10的液晶面板12的薄膜晶体管基板40时，会使用多道光罩来制作薄膜晶体管基板40。薄膜晶体管基板40包含多个像素区域P，每个像素区域P定义有一穿透区T及一反射区R。每一像素区域P包含一穿透电极42及一反射电极44，分别位于该穿透区T及反射区R。
彩色滤光片基板20、液晶层14及薄膜晶体管基板40可组合成一液晶面板12。液晶面板12的上下两侧需各加入1/4波板52、54及上偏光板56、下偏光板58，其主要的目的是由于反射区R的彩色滤光片基板20与薄膜晶体管基板40的间隙D1为穿透区T的彩色滤光片基板20与薄膜晶体管基板40的间隙D2的一半。因此，若选定特定的间隙子34厚度，则反射区R的液晶层14可视为1/4波板，而穿透区T的液晶层14可视为半波板。当使用交错式偏光板时，背光模组60的光源进入液晶面板12之后，在经过液晶层14时偏振方向会旋转90度，与上偏光板56的穿透轴平行，而当环境光进入反射区R时，其偏振态会经由液晶层14转变为圆偏振，在反射回来经由液晶层14的关系转变为和上偏光板56偏振方向相反的线偏振光，造成两区的灰阶态恰好相反。因此，若在反射区R做一补偿膜，则可使两边的光线最后都能以同样的线偏振态穿过上偏光板56。但是，由于公知的技术是使用上波板52(亦即1/4波板)全面贴合，不仅针对反射区R贴合上波板52，在穿透区T的一侧也会贴合上波板52。然而，在穿透区T的另一侧也须贴合下波板54(亦即1/4波板)来抵销上波板52造成的额外相位延迟。但是，此方式通常会造成严重的色偏以及对比度的降低。
因此，便有需要提供一种半穿透半反射式液晶显示器，能够解决前述的问题。 
发明内容
本发明提供一种半穿透半反射式液晶显示器，包含一液晶面板及一背光模组。液晶面板包含一薄膜晶体管基板及一彩色滤光片基板。薄膜晶体管基板包含多个像素区域，每一像素区域包含一穿透电极及一反射电极，分别定义有一穿透区及一反射区。彩色滤光片基板包含多个彩色滤光区域，每一彩色滤光区域对应于该像素区域，其中每一彩色滤光区域具有一第一区及一第二区，该第一区及一第二区分别对应于该像素区域的穿透区及反射区，每一彩色滤光区域包含一相位延迟膜及一覆盖层，该相位延迟膜及覆盖层皆位于该第二区，该相位延迟膜具有反应型液晶，该相位延迟膜及覆盖层堆栈在一起且对应于该反射区，藉此使该反射区的该彩色滤光片基板与该薄膜晶体管基板的间隙为该穿透区的该彩色滤光片基板与该薄膜晶体管基板的间隙的一半。该穿透区及反射区分别使用该背光模组和一外在环境光作为其的光源。
本发明的半穿透半反射式液晶显示器主要是利用具有反应型液晶的该相位延迟膜，其具有相同于1/4波板的功能，达到适当的相位延迟，以省略公知半穿透半反射式液晶显示器的上下1/4波板的使用。在半穿透半反射式液晶显示器的彩色滤光片基板制程中，具有反应型液晶的该相位延迟膜可取代平坦层或垫高层；或者，具有反应型液晶的该相位延迟膜可与平坦层或垫高层同时堆栈，以使该反射区的该彩色滤光片基板与该薄膜晶体管基板的间隙为该穿透区的该彩色滤光片基板与该薄膜晶体管基板的间隙的一半，并达到半穿透半反射式液晶显示器的显示功能。
为了让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显，下文将配合所附图示，作详细说明如下。
附图说明
图1为公知半穿透半反射式液晶显示器的剖面示意图；
图2为本发明的第一实施例的半穿透半反射式液晶显示器的剖面示意图；
图3为本发明的另一实施例的半穿透半反射式液晶显示器的剖面示意图；
图4为本发明的第二实施例的半穿透半反射式液晶显示器的剖面示意图；以及
图5为本发明的第三实施例的半穿透半反射式液晶显示器的剖面示意图。
具体实施方式
图2显示本发明的第一实施例的半穿透半反射式液晶显示器110。半穿透半反射式液晶显示器110包含一液晶面板112及一背光模组160。液晶面板112包含一薄膜晶体管基板140及一彩色滤光片基板120。一液晶层114配置于该薄膜晶体管基板140与彩色滤光片基板120之间。
薄膜晶体管基板140包含多个像素区域P。每一像素区域P定义有一穿透区TP及一反射区RP。通常地，像素区域P为相邻两条扫描线(图未示)与相邻两条资料线(图未示)所围成的区域，且一薄膜晶体管(图未示)位在像素区域内。每一像素区域P包含一穿透电极142及一反射电极144，分别位于该穿透区TP及反射区RP。
彩色滤光片基板120包含多个彩色滤光区域P’，每一区域P’对应于该像素区域P。每一彩色滤光区域P’具有一第一区TP’及一第二区RP’，分别对应于该像素区域P的穿透区TP及反射区RP。每一彩色滤光区域P’包含一相位延迟膜127及一覆盖层(over-coating)129，相位延迟膜127及覆盖层129皆位于该第二区RP’。该相位延迟膜127具有反应型液晶(Reactive Mesogen；RM)，该相位延迟膜127及覆盖层129堆栈在一起且对应于该反射区RP，藉此使该反射区RP的该彩色滤光片基板120与该薄膜晶体管基板140的间隙D1为该穿透区TP的该彩色滤光片基板120与该薄膜晶体管基板140的间隙D2的一半。该穿透区TP及反射区RP分别藉由该背光模组160和一外在环境光作为光源。液晶面板112的上下两侧各直接配置有上偏光板156、下偏光板158。
就本发明的相位延迟膜127而言，可利用反应型液晶材料以湿式涂布(wet-coating)方式而形成。详细言之，其一般是将包含有反应型液晶材料与光起始剂(photo-initiator)的混合物覆盖于所要的位置，然后经由光罩以紫外光照射使其产生光聚合反应。藉由控制其交叉结合(cross-link)的温度以及膜厚，以获得所需相位延迟值分布的相位延迟膜127，代表性例子如默克(Merck)公司的产品反应型液晶RM的类似产品。
具有反应型液晶的该相位延迟膜127的功能是指光通过该相位延迟膜127后电场沿快轴方向(fast axis)振动速度比与该快轴方向垂直的慢轴方向(slow axis)振动速度较快1/4波长。
如图2所示，在本实施例中，该覆盖层129只包含一垫高覆盖层129a，该垫高覆盖层129a覆盖该相位延迟膜127。垫高覆盖层129a通常是指可以增加彩色滤光片基板120的第二区RP’厚度的树脂层。就相位延迟膜127厚度控制而言，为了使反射区RP的彩色滤光片基板120与薄膜晶体管基板140的间隙D1为穿透区TP的彩色滤光片基板120与薄膜晶体管基板140的间隙D2的一半，可控制该相位延迟膜127的反应型液晶厚度大于该覆盖层129厚度，且控制一交联反应的反应温度，以获得符合所需相位延迟值分布的相位延迟膜127。如图3所示，在另一实施例中，该覆盖层129包含一垫高覆盖层129b，该垫高覆盖层129b覆盖该相位延迟膜127’。就垫高覆盖层129b厚度控制而言，为了使反射区RP的彩色滤光片基板120与薄膜晶体管基板140的间隙D1为穿透区TP的彩色滤光片基板120与薄膜晶体管基板140的间隙D2的一半，可控制该覆盖层129厚度大于该相位延迟膜127’的反应型液晶厚度，且控制另一交联反应的反应温度，以获得所需相位延迟值分布的相位延迟膜127’。
再参考图2，在本实施例中，该彩色滤光片基板120的每一彩色滤光区域P’还包含一透明基板121及一黑色矩阵层122，该黑色矩阵层122配置于该透明基板121表面，该相位延迟膜127覆盖该黑色矩阵层122及透明基板121。该彩色滤光片基板120的每一彩色滤光区域P’还包含一彩色滤光层124及一共同电极镀膜132，该彩色滤光层124配置于该透明基板121表面，该共同电极镀膜132覆盖该彩色滤光层124、该相位延迟膜127及该覆盖层129。一间隙子134用以保持该彩色滤光片基板120与该薄膜晶体管基板140的间隙。
由于反射区RP的彩色滤光片基板120与薄膜晶体管基板140的间隙为穿透区TP的彩色滤光片基板与薄膜晶体管基板的间隙的一半。因此，若选定特定的间隙子134厚度，则反射区RP的液晶层114可视为1/4波板，而穿透区TP的液晶层114可视为半波板。当使用交错式偏光板时，背光模组160的光源进入液晶面板112之后，在经过液晶层114时偏振方向会旋转90度，与上偏光板156的穿透轴平行，而当环境光进入反射区RP时，其偏振态会经由液晶层114转变为圆偏振，在反射回来经由液晶层114的关系转变为和上偏光板156偏振方向相反的线偏振光，造成两区的灰阶态恰好相反。由于在反射区RP配置具有反应型液晶的该相位延迟膜127，其具有类似于1/4波板的特性，以省略公知半穿透半反射式液晶显示器的上下1/4波板的使用，因此可使两边的光线最后都能以同样的线偏振态穿过上偏光板156。
图4显示本发明的第二实施例的半穿透半反射式液晶显示器210。半穿透半反射式液晶显示器210包含一液晶面板212及一背光模组260。液晶面板212包含一薄膜晶体管基板240及一彩色滤光片基板220。一液晶层214配置于该薄膜晶体管基板240与彩色滤光片基板220之间。液晶面板212的上下两侧各直接配置有上偏光板256、下偏光板258。薄膜晶体管基板240的每一像素区域P包含一穿透电极242及一反射电极244。该彩色滤光片基板220的每一彩色滤光区域P’包含一透明基板221、一黑色矩阵层222、一彩色滤光层224及一共同电极镀膜232。一间隙子234用以保持该彩色滤光片基板220与该薄膜晶体管基板240的间隙。第二实施例的半穿透半反射式液晶显示器210大体上类似于第一实施例的半穿透半反射式液晶显示器110，类似组件标示类似的标号。
第二及第一实施例的半穿透半反射式液晶显示器差异为：每一彩色滤光区域P’包含一相位延迟膜227及一覆盖层229，该覆盖层229只包含一平坦覆盖层229a，该平坦覆盖层229a覆盖该黑色矩阵层222及透明基板221，且该相位延迟膜227覆盖该平坦覆盖层229a。平坦覆盖层229a通常是指可以增加彩色滤光片基板220的第二区RP’平坦度的树脂层。
该相位延迟膜227具有反应型液晶，该相位延迟膜227及覆盖层229堆栈在一起且对应于该反射区RP，藉此使该反射区RP的该彩色滤光片基板220与该薄膜晶体管基板240的间隙D1为该穿透区TP的该彩色滤光片基板220与该薄膜晶体管基板240的间隙D2的一半。
图5显示本发明的第三实施例的半穿透半反射式液晶显示器310。半穿透半反射式液晶显示器310包含一液晶面板312及一背光模组360。液晶面板312包含一薄膜晶体管基板340及一彩色滤光片基板320。一液晶层314配置于该薄膜晶体管基板340与彩色滤光片基板320之间。液晶面板312的上下两侧各直接配置有上偏光板356、下偏光板358。薄膜晶体管基板340的每一像素区域P包含一穿透电极342及一反射电极344。该彩色滤光片基板320的每一彩色滤光区域P’包含一透明基板321、一黑色矩阵层322、一彩色滤光层324及一共同电极镀膜332。一间隙子334用以保持该彩色滤光片基板320与该薄膜晶体管基板340的间隙。第三实施例的半穿透半反射式液晶显示器310大体上类似于第一实施例的半穿透半反射式液晶显示器110，类似组件标示类似的标号。
第三及第一实施例的半穿透半反射式液晶显示器差异为：每一彩色滤光区域P’包含一相位延迟膜327及一覆盖层329，该覆盖层329同时包含一平坦覆盖层329a及一垫高覆盖层329b，该平坦覆盖层329a覆盖该黑色矩阵层322及透明基板321，该相位延迟膜327覆盖该平坦覆盖层329a，且该垫高覆盖层329b覆盖该相位延迟膜327。
该相位延迟膜327具有反应型液晶，该相位延迟膜327及覆盖层329堆栈在一起且对应于该反射区RP，藉此使该反射区RP的该彩色滤光片基板320与该薄膜晶体管基板340的间隙D1为该穿透区TP的该彩色滤光片基板320与该薄膜晶体管基板340的间隙D2的一半。
本发明的半穿透半反射式液晶显示器主要是利用具有反应型液晶的该相位延迟膜，其具有相同于1/4波板的功能，达到适当的相位延迟，以省略公知半穿透半反射式液晶显示器的上下1/4波板的使用。在半穿透半反射式液晶显示器的彩色滤光片基板制程中，具有反应型液晶的该相位延迟膜可取代公知平坦覆盖层或垫高覆盖层；或者，具有反应型液晶的该相位延迟膜可与平坦覆盖层或垫高覆盖层同时堆栈，以使该反射区的该彩色滤光片基板与该薄膜晶体管基板的间隙为该穿透区的该彩色滤光片基板与该薄膜晶体管基板的间隙的一半，并达到半穿透半反射式液晶显示器的显示功能。
综上所述，乃仅记载本发明为呈现解决问题所采用的技术手段的实施方式或实施例而已，并非用来限定本发明专利实施像素范围。即凡与本发明专利申请范围文义相符，或依本发明专利范围所做的均等变化与修饰，皆为本发明专利范围所涵盖。

Claims (10)

1.一种半穿透半反射式液晶显示器，其特征在于，包含：
一液晶面板，包含：
一薄膜晶体管基板，包含多个像素区域，每一像素区域定义有一穿透区及一反射区；以及
一彩色滤光片基板，包含多个彩色滤光区域，每一彩色滤光区域对应于该像素区域，其中每一彩色滤光区域具有一第一区及一第二区，该第一区及一第二区分别对应于该像素区域的穿透区及反射区，每一彩色滤光区域包含一相位延迟膜及一覆盖层，该相位延迟膜及覆盖层皆位于该第二区，该相位延迟膜具有反应型液晶，该相位延迟膜及覆盖层堆栈在一起且对应于该反射区，藉此使该反射区的该彩色滤光片基板与该薄膜晶体管基板的间隙为该穿透区的该彩色滤光片基板与该薄膜晶体管基板的间隙的一半；以及
一背光模组，其中该穿透区及反射区分别藉由该背光模组和一外在环  境光作为光源。
2.如权利要求1所述的半穿透半反射式液晶显示器，其特征在于，该彩色滤光片基板的每一彩色滤光区域还包含一透明基板及一黑色矩阵层，该黑色矩阵层配置于该透明基板表面，该相位延迟膜覆盖该黑色矩阵层及透明基板，且该覆盖层包含一垫高覆盖层，该垫高覆盖层覆盖该相位延迟膜。
3.如权利要求1所述的半穿透半反射式液晶显示器，其特征在于，该彩色滤光片基板的每一彩色滤光区域还包含一透明基板及一黑色矩阵层，该黑色矩阵层配置于该透明基板表面，该覆盖层包含一平坦覆盖层，该平坦覆盖层覆盖该黑色矩阵层及透明基板，且该相位延迟膜覆盖该平坦覆盖层。
4.如权利要求1所述的半穿透半反射式液晶显示器，其特征在于，该彩色滤光片基板的每一彩色滤光区域还包含一透明基板及一黑色矩阵层，该黑色矩阵层配置于该透明基板表面，该覆盖层包含一平坦覆盖层及一垫高覆盖层，该平坦覆盖层覆盖该黑色矩阵层及透明基板，该相位延迟膜覆盖该平坦覆盖层，且该垫高覆盖层覆盖该相位延迟膜。
5.如权利要求1所述的半穿透半反射式液晶显示器，其特征在于，具有反应型液晶的该相位延迟膜的功能是指光通过该相位延迟膜后电场沿快轴方向振动速度比与该快轴方向垂直的慢轴方向振动速度较快1/4波长。
6.如权利要求1所述的半穿透半反射式液晶显示器，其特征在于，该相位延迟膜的反应型液晶厚度大于该覆盖层厚度。
7.如权利要求1所述的半穿透半反射式液晶显示器，其特征在于，该覆盖层厚度大于该相位延迟膜的反应型液晶厚度。
8.一种液晶面板，其特征在于，包含：
一薄膜晶体管基板，包含多个像素区域，每一像素区域定义有一穿透区及一反射区；以及
一彩色滤光片基板，包含多个彩色滤光区域，每一彩色滤光区域对应于该像素区域，其中每一彩色滤光区域具有一第一区及一第二区，该第一区及一第二区分别对应于该像素区域的穿透区及反射区，每一彩色滤光区域包含一相位延迟膜及一覆盖层，该相位延迟膜及覆盖层皆位于该第二区，该相位延迟膜具有反应型液晶，该相位延迟膜及覆盖层堆栈在一起且对应于该反射区，藉此使该反射区的该彩色滤光片基板与该薄膜晶体管基板的间隙为该穿透区的该彩色滤光片基板与该薄膜晶体管基板的间隙的一半。
9.如权利要求8所述的液晶面板，其特征在于，该相位延迟膜的反应型液晶厚度大于该覆盖层厚度。
10.如权利要求8所述的液晶面板，其特征在于，该覆盖层厚度大于该相位延迟膜的反应型液晶厚度。
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