CN2715190Y - 半穿透半反射式液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种半穿透半反射式液晶显示装置。该装置包括一第一基板、一第二基板、一液晶层，该液晶层夹于该第一基板和该第二基板之间，第二基板上具有一反射区域及一穿透区域，该液晶层在一基板侧的液晶分子预倾角为α，α的范围是0度至15度，另一基板侧的液晶分子预倾角β，β的范围是为75度至90度。

Description

半穿透半反射式液晶显示装置

【技术领域】

本实用新型涉及一种液晶显示装置，尤其是一种半穿透半反射式液晶显示装置。

【背景技术】

液晶显示装置因为具有低辐射性、轻薄短小及耗电低等特点，故在使用上日渐广泛，而且随着相关技术的成熟及创新，其种类也日益繁多。

根据液晶显示装置所利用光源的不同，可以分为穿透式液晶显示装置和反射式液晶显示装置。穿透式液晶显示装置必须在液晶显示面板背面设置一背光源以实现图像显示，但是，背光源的耗能约占整个穿透式液晶显示装置耗能的一半，故穿透式液晶显示装置的耗能较大。反射式液晶显示装置能解决穿透式液晶显示装置耗能大的问题，但在光线微弱的环境下很难实现图像显示。半穿透半反射式液晶显示装置能解决以上的问题。

请参阅图1，现有技术半穿透半反射式液晶显示装置1包括两相对的透明下基板11和上基板12、一液晶层13夹于该下基板11和上基板12之间。一透明公共电极14及一配向膜18依次设置在该上基板12的内表面，一上延迟片122及一上偏光板121依次设置于该上基板12的外侧表面。一透明电极17、一钝化层16、一反射性电极15及一配向膜19依次设置于该下基板11的内侧表面，该钝化层16及反射性电极15具一开口151。一下延迟片112及一下偏光板111依次设置于该下基板11的外侧表面。

上延迟片122和下延迟片112是四分之一波片(λ/4)，配向膜18、19为水平配向(Homogeneous Alignment)，上偏光板121和下偏光板111的偏振方向互相垂直。反射性电极15是高反射率的金属铝(Al)，透明公共电极14和透明电极17是透明导电材料如氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)或氧化铟锌(Indium Zinc Oxide，IZO)。液晶层13具有不同的厚度，透明公共电极14和反射电极15间液晶层13的厚度是d₁₁，透明公共电极14和透明电极17间液晶层13的厚度为d₁₂，其中d₁₂大约为d₁₁的两倍。液晶层厚度是d₁₁的区域为反射区域，液晶层厚度是d₁₂的区域为穿透区域。

反射区域的液晶层13的光学延迟为：

                        Δn·d₁₁＝λ/4

由于d₁₂大约为d₁₁的两倍，所以穿透区域的液晶层13的光学延迟为：

                        Δn·d₁₂＝λ/2

其中Δn为液晶层13的双折射率，λ光线的波长。

请参阅图2，左图是未施加电压时液晶分子的排列示意图，右图是施加电压时液晶分子的排列示意图。未施加电压时液晶分子沿水平方向排列，由于反射区域的液晶层13的光学延迟为λ/4，穿透区域的液晶层13的光学延迟为λ/2，故该半穿透半反射式液晶显示装置1为亮态。施加电压时液晶分子沿垂直于基板11、12的方向排列，液晶层13的光学延迟为0，故该半穿透半反射式液晶显示装置1为暗态。通过施加不同值的电压可实现不同的灰阶显示。

但是，由于配向膜18、19和位于其附近的液晶分子间具有锚钩能(Anchoring Energy)，施加电压后，液晶分子由平行基板状态转换为垂直基板状态需克服液晶分子间作用力，而分子间作用力将阻碍液晶分子的扭转，而且，该液晶层13的液晶分由平行基板状态转换为垂直基板状态需时，扭转较大角度，需要时间长，响应速度慢；以致配向膜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，液晶层13的光学延迟并不完全为0，故液晶层13存在剩余光学位相延迟，使得该半穿透半反射式液晶显示装置1在暗态时存在漏光现象。请参阅图3，是现有技术半穿透半反射式液晶显示装置1的电压和穿透率的曲线图，在暗态时该半穿透半反射式液晶显示装置1的穿透率为0.038，也就是说暗态时不能实现全黑，仍然有部分光线通过，从而影响其对比度及视角。

【实用新型内容】

为了克服现有技术中半穿透半反射式液晶显示装置响应速度慢、对比度较低、视角较小的缺陷，本实用新型提供一种响应速度快、具有高对比度及良好视角的半穿透半反射式液晶显示装置。

本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是：提供一种半穿透半反射式液晶显示装置，其包括一第一基板、一第二基板、一液晶层，该液晶层夹于该第一基板和该第二基板之间，第二基板上具有一反射区域及一穿透区域，该液晶层在一基板侧的液晶分子预倾角为α，α的范围是0度至15度，另一基板侧的液晶分子预倾角β，β的范围是为75度至90度。

本实用新型的半穿透半反射式液晶显示装置还可以包括分别设置于第一基板和第二基板外表面的上偏光板和下偏光板、一设置于第一基板的外表面和该上偏光板的第一上延迟片、一设置于第二基板的外表面和下偏光片的第一下延迟片以及一形成于第一上延迟片和液晶层间的上补偿片和形成于第一下延迟片和液晶层间的下补偿片，该第一上延迟片和第一下延迟片为四分之一波片；还可以进一步包括一分别设置于上偏光板和第一上延迟片间及下偏光板和第一下延迟片间的第二上延迟片和第二下延迟片，该第二上延迟片和第二下延迟片为二分之一波片。

与现有技术相比，本实用新型的半穿透半反射式液晶显示装置具有如下优点：液晶层靠近基板的一侧液晶分子预倾角α为0度至15度，另一侧液晶分子预倾角β为75度至90度，施加电压时，此种结构的液晶分子重新排列至垂直于基板所需克服的分子间作用力小，重新排列角度小，需要时间短，响应速度快；并且第一上延迟片、第一下延迟片、上补偿片及下补偿片可以进一步进行光学相位延迟补偿，从而减少暗态时的漏光现象，提高该半穿透半反射式液晶显示装置的对比度；上补偿片和下补偿片可对不同视角的对比度及色差进行补偿，以改善该半穿透半反射式液晶显示装置的视角。

【附图说明】

图1是现有技术半穿透半反射式液晶显示装置的剖面示意图。

图2是现有技术半穿透半反射式液晶显示装置的亮态和暗态下的液晶分子排列示意图。

图3是现有技术半穿透半反射式液晶显示装置的穿透率和驱动电压关是曲线图。

图4是本实用新型半穿透半反射式液晶显示装置第一实施方式的剖面示意图。

图5是本实用新型半穿透半反射式液晶显示装置第一实施方式的光学组件的轴向关系图。

图6是本实用新型半穿透半反射式液晶显示装置第一实施方式的反射区域光路图。

图7是本实用新型半穿透半反射式液晶显示装置第一实施方式的穿透区域光路图。

图8是本实用新型半穿透半反射式液晶显示装置第一实施方式的穿透率和驱动电压关系曲线图。

图9和图10是本实用新型半穿透半反射式液晶显示装置第一实施方式的对比度曲线图。

图11是本实用新型半穿透半反射式液晶显示装置第二实施方式的剖面示意图。

图12是本实用新型半穿透半反射式液晶显示装置第三实施方式的剖面示意图。

图13是本实用新型半穿透半反射式液晶显示装置第四实施方式的剖面示意图。

图14是本实用新型半穿透半反射式液晶显示装置第五实施方式的剖面示意图。

图15是本实用新型半穿透半反射式液晶显示装置第六实施方式的剖面示意图。

图16是本实用新型半穿透半反射式液晶显示装置第七实施方式的剖面示意图。

图17是本实用新型半穿透半反射式液晶显示装置第八实施方式的剖面示意图。

图18是本实用新型半穿透半反射式液晶显示装置第九实施方式的剖面示意图。

图19是本实用新型半穿透半反射式液晶显示装置第十实施方式的剖面示意图。

图20是本实用新型半穿透半反射式液晶显示装置第十一实施方式的剖面示意图。

图21是本实用新型半穿透半反射式液晶显示装置第十二实施方式的剖面示意图。

图22是本实用新型半穿透半反射式液晶显示装置第十三实施方式的剖面示意图。

图23是本实用新型半穿透半反射式液晶显示装置第十四实施方式的剖面示意图。

图24是本实用新型半穿透半反射式液晶显示装置第十五实施方式的剖面示意图。

图25是本实用新型半穿透半反射式液晶显示装置第十六实施方式的剖面示意图。

图26是本实用新型半穿透半反射式液晶显示装置第十七实施方式的剖面示意图。

【具体实施方式】

请参阅图4，是本实用新型液晶显示装置第一实施方式的剖面示意图，该实用新型液晶显示装置200包括两相对的透明上基板210和下基板250、一液晶层230夹于该上基板210和下基板250之间。该上基板210的外侧表面依次设置一上补偿片265、一第一上延迟片263、一第二上延迟片261及一上偏光板272。该下基板250的外侧表面依次设置一下补偿片266、一第一下延迟片264、一第二下延迟片262及一下偏光板274。

该上基板210包括一上透明基板212、一透明公共电极216及一上配向膜218。该透明公共电极216及该上配向膜218依序设置在上透明基板212内侧表面。

该下基板250包括一下透明基板252、一透明绝缘层256、一透明电极253和反射性电极254及一下配向膜258。透明电极253设置在下透明基板252内侧，其是采用透明导电材料制成，如氧化铟锡或氧化铟锌等。透明绝缘层256是高低起伏状结构，其设置在该透明电极253上。该透明绝缘层256较高处和下配向膜258之间设置反射性电极254，其是采用具反射能力的金属材料制成，如铝或铝和钕(Nd)的合金等。反射性电极254具有平坦的表面用于反射来自外界环境光(图未示)的光线；透明电极253使得来自背光源(图未示)的光线可以穿透出该液晶显示装置200。透明电极253、透明绝缘层256及反射性电极254组成一像素电极251，在透明公共电极216和该像素电极251间施加电压可形成电场以控制液晶层230的液晶分子排列。该下配向膜258贴附在该透明电极253和反射性电极254上。

该上配向膜218是具有低预倾角的薄膜，其中该低预倾角度为0度至15度之间；该下配向膜258是具有高预倾角的薄膜，其中该高预倾角度为75度至90度之间。由于配向膜预倾角的设置，夹于该上配向膜218和下配向膜258之间的液晶层230呈混合结构，靠近该上配向膜218表面的液晶分子基本平行于基板212，其和基板212的夹角α介于0度至15度之间，进一步优选为和基板基本平行；靠近该下配向膜258表面的液晶分子基本垂直于基板212，其和基板212的夹角β介于75度至90度之间，进一步优选为和基板基本垂直；该液晶层230中间的液晶分子逐渐由平行于基板212重新排列至垂直于基板212。反射区域的液晶层230的厚度为d₂₁，穿透区域的液晶层230的厚度为d₂₂，其中d₂₁＜d₂₂，本实施方式中d₂₁大约为d₂₂的二分之一。

该上补偿片265及下补偿片266是盘状分子膜，该第二上延迟片261和第二下延迟片262为二分之一波片(λ/2)，该第一上延迟片263和第一下延迟片264是四分之一波片(λ/4)。通常波片是根据某一特定的波长λ＝550nm制作，该波长位于可见光(380nm～780nm)范围中间。

请参阅图5，下偏光板274具一水平方向的偏振轴274′，上偏光板272的偏振轴272′和下偏光板274的偏振轴274′方向垂直。第二下延迟片262和第二上延迟片261的光轴262′、261′互相垂直，并且第二下延迟片262的光轴262′和下偏光板274的偏振轴274成θ角，θ为8度～22度及68度～82度范围内的任意值，其中本实施方式θ是10度。第一下延迟片264和第一上延迟片263的光轴264′、263′互相垂直，且第一下延迟片264的光轴264′和下偏光板274的偏振轴274′成2θ±45度。

反射区域的液晶层230及上补偿片265的相位延迟关系满足公式：

Ret_LCR(V_Off)-Ret_LCR(V_On)＝λ/4±m(λ/2)，m＝0，1，2，...

      Ret_LCR(V_On)+Ret_F265＝m(λ/2)，m＝0，1，2，...

其中，Ret_LCR(V_Off)为亮态时反射区域的液晶层230的相位延迟，Ret_LCR(V_On)为暗态时反射区域液晶层230的相位延迟，Ret_F265为上补偿片265的相位延迟。

穿透区域的液晶层230、上补偿片265及下补偿片266的相位延迟关系满足公式：

Ret_LCT(V_Off)-Ret_LCT(V_On)＝λ/2±mλ，m＝0，1，2，...

    Ret_LCT(V_On)+Ret_F265+Ret_F266＝mλ，m＝0，1，2，...

其中，Ret_LCT(V_Off)为亮态时穿透区域液晶层230的相位延迟，Ret_LCT(V_On)为暗态时液晶层230的相位延迟，Ret_F265、Ret_F266分别为上补偿片265及下补偿片266的相位延迟。

本实施方式中，Ret_LCR(0V)-Ret_LCR(3.7V)＝λ/4

                 Ret_LCR(3.7V)+Ret_F265＝0

              Ret_LCT(0V)-Ret_LCT(3.7V)＝λ/2

              Ret_LCT(3.7V)+Ret_F265+Ret_F266＝0

请参阅图6，是该半穿透半反射式液晶显示装置200反射区域的运作示意图。未施加电压时，外部环境光经过上偏光板272后转变成偏振方向和上偏光板272的偏振轴272′平行的线偏振光，线偏振光通过第二上延迟片(二分之一波片)261后偏振方向转过2θ角，仍为线偏振光。因为第一上延迟片263(四分之一波片)的光轴263′和上偏光板272的偏振轴272′成2θ+45度夹角，所以自第二上延迟片261出射的线偏振光通过第一上延迟片263后转变为圆偏振光。未施加电压时液晶层230的液晶分子一侧沿水平方向排列，另一侧沿垂直方向排列，上补偿片265和反射区域液晶层230的光学延迟总和为λ/4，圆偏振光通过上补偿片265及液晶层230后由反射性电极254反射并再次经过液晶层230及上补偿片265，圆偏振光两次通过液晶层230及上补偿片265的光学作用相当于二分之一波片，所以，圆偏振光通过液晶层230及上补偿片265后转变为旋转方向相反的圆偏振光。

该圆偏振光通过第一上延迟片263后转变成偏振方向和第二上延迟片261的光轴261′成θ角的线偏振光，该线偏振光经过第二上延迟片261后偏振方向顺时针转过2θ角，和上偏光板272的偏振轴方向平行并能通过该上偏光板272，此时该半穿透半反射式液晶显示装置200显示亮态。

施加电压时，外部环境光通过上偏光板272后进λ液晶层230前的运作过程和未施加电压时一致。施加电压时，平行于基板210的液晶分子逐渐重新排列至沿垂直于基板210、250方向排列，原本垂直于基板210则保持不动，所需克服的分子间作用力小，使得液晶分子的响应速度加快。靠近基板210的残留相位延迟由上补偿片265补偿，使液晶层230和上补偿片265总和的相位延迟为零，圆偏振光通过液晶层230后由反射电极25反射并再次经过液晶层230及上补偿片265后偏振状态不发生改变，该圆偏振光通过第一上延迟片263后转变为线偏振光，该线偏振光的偏振方向和第一上延迟片263的光轴223′成45度角，和第二上延迟片261的光轴261′成90度+θ度角。该线偏振光通过第二上延迟片261后，偏振方向旋转180度+2θ度角，和上偏光板272的偏振轴272′垂直，所以，光线不能通过上偏光板272，该半穿透半反射式液晶显示装置200显示暗态。

请参阅图7，是该半穿透半反射式液晶显示装置200穿透区域的运作示意图。穿透区域的运作过程和反射区域的运作过程大致相同，穿透区域的液晶层230和上、下补偿片265、266的光学延迟总和为λ/2，所以，效果和光线两次通过反射区域液晶层230和上补偿片265相同。

由于第二下延迟片262对λ射的线偏振光具补偿作用，所以，大部分可见光通过第一下延迟片264时转变为圆偏振光，有效提高光的利用率。上、下补偿片265、266能够对剩余光学相位延迟进行补偿，从而减少暗态时的漏光现象，提高该半穿透半反射式液晶显示装置200的对比度。另外，该下补偿片266和上补偿片265也可以补偿不同视角下的对比度及色差，提高该半穿透半反射式液晶显示装置200的视角。

请参阅图8，为该半穿透半反射式液晶显示装置200的穿透率和电压(T-V)曲线图，反射区域的T-V曲线和穿透区域的T-V曲线重叠。当未施加电压时，穿透率最大；随着施加的电压数值逐渐增大，穿透率下降，当电压为3.0伏特(V)时，穿透率最低，故该半穿透半反射式液晶显示装置200具有较低的驱动电压。请参阅图9和图10，分别是该半穿透半反射式液晶显示装置200反射区域及穿透区域的视角图，如图所示，该半穿透半反射式液晶显示装置200具良好的视角特性。

请参阅图11，是本实用新型半穿透半反射式液晶显示装置第二实施方式的剖面示意图。该半穿透半反射式液晶显示装置300和第一实施方式大致相同，其包括二相对的透明上基板310和下基板350，一液晶层330夹于该上基板310和下基板350之间。该上基板310的外侧表面依次设置一上补偿片365、一第一上延迟片363、一第二上延迟片361及一上偏光板372。该下基板350的外侧表面依次设置一下补偿片366、一第一下延迟片364、一第二下延迟片362及一下偏光板374。第一上延迟片364和第一下延迟片363为四分之一波片，第二上延迟片361和第二下延迟片362是二分之一波片，该上补偿片365和下补偿片366是A-板补偿片，该A-板补偿片由单轴晶体制成，A-板补偿片可以补偿正向的对比度。

下偏光板374具有一水平方向的偏振轴，上偏光板372的偏振轴和下偏光板374的偏振轴方向垂直。第二下延迟片362和第二上延迟片361的光轴方向互相垂直，而且第二下延迟片362的光轴方向和下偏光板374的偏振轴方向成θ角，θ为8度～22度及68度～82度范围内的任意值，本实施方式θ是10度。第一下延迟片364和第一上延迟片363的光轴方向互相垂直，且第一下延迟片364的光轴方向和下偏光板374的偏振轴方向成2θ±45度。

反射区域的液晶层330及上补偿片365的相位延迟满足公式：

Ret_LCR(V_Off)-Ret_LCR(V_On)＝λ/4±m(λ/2)，m＝0，1，2，...

      Ret_LCR(V_On)+Ret_F365＝±m(λ/2)，m＝0，1，2，...

其中，Ret_LCR(V_Off)为亮态时反射区域的液晶层330的相位延迟，Ret_LCR(V_On)为暗态时反射区域液晶层330的相位延迟，Ret_F365为上补偿片365的相位延迟。

穿透区域的液晶层330、上补偿片365及下补偿片366的相位延迟关系满足公式：

Ret_LCT(V_Off)-Ret_LCT(V_On)＝λ/2±mλ，m＝0，1，2，...

Ret_LCT(V_On)+Ret_F365+Ret_F366＝±mλ，m＝0，1，2，...

其中，Ret_LCT(V_Off)为亮态时穿透区域液晶层330的相位延迟，Ret_LCT(V_On)为暗态时液晶层330的相位延迟，Ret_F365、Ret_F366分别为上补偿片365及下补偿片366的相位延迟。

本实施方式中，Ret_LCR(0V)-Ret_LCR(4V)＝λ/4

               Ret_LCR(4V)+Ret_F365＝0

              Ret_LCT(0V)-Ret_LCT(4V)＝λ/2

              Ret_LCT(4V)+Ret_F365+Ret_F366＝0

请参阅图12，是本实用新型半穿透半反射式液晶显示装置第三实施方式的剖面示意图。该半穿透半反射式液晶显示装置400和第二实施方式大致相同，其包括依次形成于上基板410外侧表面的一第二上补偿片467、一第一上补偿片465、一第一上延迟片463、一第二上延迟片461及一上偏光板472，一第二下补偿片468、一第一下补偿片466、一第一下延迟片464、一第二下延迟片462及一下偏光板472依次形成于下基板450的外侧表面。第一上延迟片463和第一下延迟片464为四分之一波片，该第二上延迟片461和第二下延迟片462为二分之一波片，该第一上补偿片465和第一下补偿片466为A-板补偿片，该A-板补偿片由单轴晶体制成。该第二上补偿片467和第二下补偿片468为盘状分子补偿膜。该第二上补偿片467和第二下补偿片468可补偿不同视角下的对比度及色差，以提高视角。

反射区域的液晶层430、第一上补偿片465及第二上补偿片467的相位延迟满足公式：

Ret_LCR(V_Off)-Ret_LCR(V_On)＝λ/4±m(λ/2)，m＝0，1，2，...

   Ret_LCR(V_On)+Ret_F465+Ret_F467＝mλ，m＝0，1，2，...

其中，Ret_F465、Ret_F467分别为第一上补偿片465及第二上补偿片467的相位延迟。

穿透区域的液晶层430、第一上补偿片465、第一下补偿片466、第二上补偿片467及第二下补偿片468的相位延迟关系满足公式：

Ret_LCT(V_Off)-Ret_LCT(V_On)＝λ/2±mλ，m＝0，1，2，...

Ret_LCT(V_On)+Ret_F465+Ret_F466+Ret_F467+Ret_F468＝mλ，m＝0，1，2，...

其中，Ret_F465、Ret_F466、Ret_F467、Ret_F468分别为第一上补偿片465、第一下补偿片466、第二上补偿片467及第二下补偿片468的相位延迟。

本实施方式中，Ret_LCR(0V)-Ret_LCR(3V)＝λ/4

              Ret_LCR(3V)+Ret_F465+Ret_F467＝0

              Ret_LCT(0V)-Ret_LCT(3V)＝λ/2

           Ret_LCT(3V)+Ret_F465+Ret_F466+Ret_F467+Ret_F468＝0

下偏光板474具有一水平方向的偏振轴，上偏光板472的偏振轴和下偏光板474的偏振轴方向垂直。第二下延迟片462和第二上延迟片461的光轴方向互相垂直，并且第二下延迟片462的光轴方向和下偏光板411的偏振轴方向成θ角，θ为8度～22度及68度～82度范围内的任意值，本实施方式θ是10度。第一下延迟片464和第一上延迟片463的光轴方向互相垂直，且第一下延迟片464的光轴方向和下偏光板474的偏振轴方向成2θ±45度。

请参阅图13，是本实用新型半穿透半反射式液晶显示装置第四实施方式的剖面示意图。该半穿透半反射式液晶显示装置5和第一实施方式大致相同，一上补偿片565、一上延迟片563及一上偏光板572依次形成在上基板510的外侧表面上，一下补偿片566、一下延迟片564及一下偏光板574依次形成于下基板550的外侧表面。其中，该延迟片563、564为四分之一波长板，该补偿片565、566为A-板补偿片，该A-板补偿片由单轴晶体制成。下偏光板574具一水平方向的偏振轴，上偏光板572的偏振轴和下偏光板574的偏振轴方向垂直。下延迟片564和上延迟片563的光轴方向互相垂直，且下延迟片564的光轴方向和下偏光板574的偏振轴方向成45度角。

反射区域的液晶层530、上补偿片565及下补偿片566的相位延迟满足公式：

Ret_LCR(V_Off)-Ret_LCR(V_On)＝λ/4±m(λ/2)，m＝0，1，2，...

    Ret_LCR(V_On)+Ret_F565＝±m(λ/2)，m＝0，1，2，...

其中，Ret_F565为上补偿片565的相位延迟。

穿透区域的液晶层530、上补偿片565、下补偿片566的相位延迟关系满足公式：

Ret_LCT(V_Off)-Ret_LCT(V_On)＝λ/2±mλ，m＝0，1，2，...

Ret_LCT(V_On)+Ret_F565+Ret_F566＝±mλ，m＝0，1，2，...

本实施方式中，Ret_LCR(0V)-Ret_LCR(4V)＝λ/4

              Ret_LCR(4V)+Ret_F565＝0

              Ret_LCT(0V)-Ret_LCT(4V)＝λ/2

              Ret_LCT(4V)+Ret_F565+Ret_F566＝0

本实施方式中，该上补偿片565、下补偿片566亦可为双轴补偿膜。

请参阅图14，是本实用新型半穿透半反射式液晶显示装置第五实施方式的剖面示意图。该半穿透半反射式液晶显示装置600和第一实施方式大致相同，其包括依次形成在上基板610外侧表面上的一上补偿片665、一第一上延迟片663、一第二上延迟片661及一上偏光板672，一下补偿片666、一第一下延迟片664、一第二下延迟片662及一下偏光板674依次形成于下基板650的外侧表面。第一上延迟片663和第一下延迟片664为四分之一波片，该第二上延迟片661和第二下延迟片662为二分之一波片，该上补偿片665和下补偿片666为双轴补偿膜，可补偿该半穿透半反射式液晶显示装置600的对比度及视角。

反射区域的液晶层630及上补偿片665的相位延迟关系满足公式：

Ret_LCR(V_Off)-Ret_LCR(V_On)＝λ/4±m(λ/2)，m＝0，1，2，...

    Ret_LCR(V_On)+Ret_F665＝m(λ/2)，m＝0，1，2，...

其中，Ret_F665为上补偿片665的相位延迟。

穿透区域的液晶层630、上补偿片665及下补偿片666的相位延迟关系满足公式：

Ret_LCT(0V)-Ret_LCT(4V)＝λ/2±mλ，m＝0，1，2，...

Ret_LCT(V_On)+Ret_F665+Ret_F666＝mλ，m＝0，1，2，...

其中，Ret_F665、Ret_F666分别为上补偿片665及下补偿片666的相位延迟。

下偏光板674具有一水平方向的偏振轴，上偏光板672的偏振轴和下偏光板674的偏振轴方向垂直。第二下延迟片662和第二上延迟片661的光轴方向互相垂直，且第二下延迟片662的光轴方向和下偏光板674的偏振轴方向成θ角，θ为8度～22度及68度～82度范围内的任意值，其中本实施方式θ为10度。第一下延迟片664和第一上延迟片663的光轴方向互相垂直，且第一下延迟片664的光轴方向和下偏光板611的偏振轴方向成2θ±45度。

请参阅图15，是本实用新型半穿透半反射式液晶显示装置第六实施方式的剖面示意图。该半穿透半反射式液晶显示装置700和第五实施方式大致相同，其仅于上基板710和第一上延迟片763之间设置一上补偿片765，而下基板750和第一下延迟片764之间无设置补偿片。

反射区域的液晶层730及上补偿片765的相位延迟关系满足公式：

Ret_LCR(V_Off)-Ret_LCR(V_On)＝λ/4±m(λ/2)，m＝0，1，2，...

       Ret_LCR(V_On)+Ret_F765＝m(λ/2)，m＝0，1，2，...

穿透区域的液晶层730、上补偿片765的相位延迟关系满足公式：

Ret_LCT(V_Off)-Ret_LCT(V_On)＝λ/2±mλ，m＝0，1，2，...

     Ret_LCT(V_On)+Ret_F765＝mλ，m＝0，1，2，...

请参阅图16，是本实用新型半穿透半反射式液晶显示装置第七实施方式的剖面示意图。该半穿透半反射式液晶显示装置800和第五实施方式大致相同，其仅在下基板850和第一下延迟片864之间设置一下补偿片866，而上基板810和第一上延迟片863之间没有设置补偿片。

反射区域的液晶层830的相位延迟关系满足公式：

Ret_LCR(V_Off)-Ret_LCR(V_On)＝λ/4±m(λ/2)，m＝0，1，2，...

    Ret_LCR(V_On)＝m(λ/2)，m＝0，1，2，...

穿透区域的液晶层830、下补偿片866的相位延迟关系满足公式：

Ret_LCT(V_Off)-Ret_LCT(V_On)＝λ/2±mλ，m＝0，1，2，...

      Ret_LCT(V_On)+Ret_F866＝mλ，m＝0，1，2，...

请参阅图16，是本实用新型半穿透半反射式液晶显示装置第八实施方式的剖面示意图。该半穿透半反射式液晶显示装置900和第三实施方式大致相同，其包括依次形成于上基板910外侧表面的一第二上补偿片967、一第一上补偿片965、一第一上延迟片963、一第二上延迟片961及一上偏光板972，一第一下补偿片966、一第一下延迟片964、一第二下延迟片962及一下偏光板974依次形成于下基板950的外侧表面。第一上延迟片963和第一下延迟片964是四分之一波片，第二上延迟片961和第二下延迟片962是二分之一波片，第一上补偿片965和第一下补偿片966是A-板补偿片，该A-板补偿片由单轴晶体制成。第二上补偿片967为盘状分子补偿膜(Discotic Molecular film)。

反射区域的液晶层930、第一上补偿片965及第二上补偿片967的相位延迟满足公式：

Ret_LCR(V_Off)-Ret_LCR(V_On)＝λ/4±m(λ/2)，m＝0，1，2，...

Ret_LCR(V_On)+Ret_F965+Ret_F967＝mλ，m＝0，1，2，...

其中，Ret_F965、Ret_F967分别是第一上补偿片965及第二上补偿片967的相位延迟。

穿透区域的液晶层930、第一上补偿片965、第一下补偿片966、第二上补偿片967的相位延迟关系满足公式：

Ret_LCT(V_Off)-Ret_LCT(V_On)＝λ/2±mλ，m＝0，1，2，...

Ret_LCT(V_On)+Ret_F965+Ret_F966+Ret_F967＝mλ，m＝0，1，2，...

其中，Ret_F966为第一下补偿片966的相位延迟。

请参阅图17，是本实用新型半穿透半反射式液晶显示装置第九实施方式的剖面示意图。该半穿透半反射式液晶显示装置1000和第八实施方式大致相同，下基板1050和第一下补偿片1066之间设置一第二下补偿片1068，第二下补偿片1068是盘状分子补偿膜，而上基板1010和第一上补偿片1065之间没有设置补偿片。

反射区域的液晶层1030和第一上补偿片1065的相位延迟满足公式：

Ret_LCR(V_Off)-Ret_LCR(V_On)＝λ/4±m(λ/2)，m＝0，1，2，...

        Ret_LCR(V_On)+Ret_F1065＝mλ，m＝0，1，2，...

穿透区域的液晶层1030、第一上补偿片1065、第一下补偿片1066、第二下补偿片1068的相位延迟关系满足公式：

Ret_LCT(V_Off)-Ret_LCT(V_On)＝λ/2±mλ，m＝0，1，2，...

Ret_LCT(V_On)+Ret_F1065+Ret_F1066+Ret_F1068＝mλ，m＝0，1，2，...

其中，Ret_F1068为第二下补偿片1068的相位延迟。

请参阅图19，是本实用新型半穿透半反射式液晶显示装置第十实施方式的剖面示意图。该半穿透半反射式液晶显示装置1100和第二实施方式大致相同，其包括依次形成在上基板1110外侧表面上的一上补偿片1165、一第一上延迟片1163、一第二上延迟片1161及一上偏光板1172，一第一下延迟片1164、一第二下延迟片1162及一下偏光板1174依次形成在下基板1150的外侧表面。第一上延迟片1163和第一下延迟片1164是四分之一波片，该第二上延迟片1161和第二下延迟片1162是二分之一波片，上补偿片1165是A-板补偿片，该A-板补偿片由单轴晶体制成，A-板补偿片可补偿正向的对比度。

反射区域的液晶层1130及上补偿片1165的相位延迟满足公式：

Ret_LCR(V_Off)-Ret_LCR(V_On)＝λ/4±m(λ/2)，m＝0，1，2，...

    Ret_LCR(V_On)+Ret_F1165＝±m(λ/2)，m＝0，1，2，...

其中，Ret_F1165为上补偿片1165的相位延迟。

穿透区域的液晶层1130及上补偿片1165的相位延迟关系满足公式：

Ret_LCT(V_Off)-Ret_LCT(V_On)＝λ/2±mλ，m＝0，1，2，...

       Ret_LCT(V_On)+Ret_F1165＝±mλ，m＝0，1，2，...

请参阅图20，是本实用新型半穿透半反射式液晶显示装置第十一实施方式的剖面示意图。该半穿透半反射式液晶显示装置1200和第十实施方式大致相同，一下补偿片1266形成于下基板1250和第一下延迟片1264之间，该下补偿片是A-板补偿片。

反射区域的液晶层1230的相位延迟满足公式：

Ret_LCR(V_Off)-Ret_LCR(V_On)＝λ/4±m(λ/2)，m＝0，1，2，...

        Ret_LCR(V_On)＝±m(λ/2)，m＝0，1，2，...

穿透区域的液晶层1230及下补偿片1266的相位延迟关系满足公式：

Ret_LCT(V_Off)-Ret_LCT(V_On)＝λ/2±mλ，m＝0，1，2，...

      Ret_LCT(V_On)+Ret_F1266＝±mλ，m＝0，1，2，...

其中，Ret_F1266为下补偿片1266的相位延迟。

请参阅图21，是本实用新型半穿透半反射式液晶显示装置第十二实施方式的剖面示意图。该半穿透半反射式液晶显示装置1300和第四实施方式大致相同，一上补偿片1365、一上延迟片1363及一上偏光板1372依次形成于上基板1310的外侧表面上，一下延迟片1364及一下偏光板1374依次形成于下基板1350的外侧表面。延迟片1363、1364是四分之一波长板，该补偿片1365是A-板补偿片，该A-板补偿片由单轴晶体制成。下偏光板1374具有一水平方向的偏振轴，上偏光板1372的偏振轴和下偏光板1374的偏振轴方向垂直。下延迟片1364和上延迟片1363的光轴方向互相垂直，并且下延迟片1364的光轴方向和下偏光板1363的偏振轴方向成45度角。

反射区域的液晶层1330及上补偿片1365的相位延迟满足公式：

Ret_LCR(V_Off)-Ret_LCR(V_On)＝λ/4±m(λ/2)，m＝0，1，2，...

      Ret_LCR(V_On)+Ret_F1365＝±m(λ/2)，m＝0，1，2，...

其中，Ret_F1365为上补偿片1365的相位延迟。

穿透区域的液晶层1330及上补偿片1365的相位延迟关系满足公式：

Ret_LCT(V_Off)-Ret_LCT(V_On)＝λ/2±mλ，m＝0，1，2，...

     Ret_LCT(V_On)+Ret_F1365＝±mλ，m＝0，1，2，...

请参阅图22，是本实用新型半穿透半反射式液晶显示装置第十三实施方式的剖面示意图。该半穿透半反射式液晶显示装置1400和第十二实施方式大致相同，一下补偿片1466形成于下基板1450和下延迟片1464之间，该下补偿片1466为A-板补偿片。

反射区域的液晶层1430的相位延迟满足公式：

Ret_LCR(V_Off)-Ret_LCR(V_On)＝λ/4±m(λ/2)，m＝0，1，2，...

      Ret_LCR(V_On)＝±m(λ/2)，m＝0，1，2，...

穿透区域的液晶层1430及下补偿片1466的相位延迟关系满足公式：

Ret_LCT(V_Off)-Ret_LCT(V_On)＝λ/2±mλ，m＝0，1，2，...

      Ret_LCT(V_On)+Ret_F1466＝±mλ，m＝0，1，2，...

其中，Ret_F1466为下补偿片1466的相位延迟。

请参阅图23，是本实用新型半穿透半反射式液晶显示装置第十四实施方式的剖面示意图。该半穿透半反射式液晶显示装置1500在上基板1510上方依次设置一第一上延迟片1563、一第二上延迟片1561及上偏光板1572，在下基板1550下方依次设置一第一下延迟片1564、一第二下延迟片1562及下偏光板1574。

请参阅图24，是本实用新型半穿透半反射式液晶显示装置第十五实施方式的剖面示意图。该半穿透半反射式液晶显示装置1600和第六实施方式大致相同，所不同之处在于：该上补偿片1665是盘状分子补偿膜。

请参阅图25，是本实用新型半穿透半反射式液晶显示装置第十六实施方式的剖面示意图。该半穿透半反射式液晶显示装置1700和第七实施方式大致相同，所不同之处在于：该下补偿片1766是盘状分子补偿膜。

请参阅图26，是本实用新型半穿透半反射式液晶显示装置第十七实施方式的剖面示意图。该半穿透半反射式液晶显示装置1800和第一实施方式大致相同，所不同之处在于：该上基板1810的内侧表面设置一彩色滤光片1817，该彩色滤光片1817位于透明公共电极1816和上配向膜1818之间。该彩色滤光片1817对应反射性电极1854的区域设置多个小孔1819，多个小孔1819的面积和该对应反射性电极1854区域的面积的比例为0至二分之一。

本实用新型中，该延迟片和补偿片可以全部或部分设置于相应基板的靠近液晶层的内侧表面上。液晶层中可以加入旋光物(ChiralDopant)，使液晶分子发生扭转(Twist)，液晶分子的扭转角度为0度至110度之间。

由于本实用新型的半穿透半反射液晶显示装置的液晶层靠近基板的一侧液晶分子预倾角α为0度至15度，另一侧液晶分子预倾角β为75度至90度，施加电压时，这种结构的液晶分子重新排列至垂直于基板所需克服的分子间作用力小，响应速度快；而且，在液晶层中添加旋光物，可以加大液晶分子的扭转角度，进一步提高其响应速度；并且第一上延迟片、第一下延迟片、上补偿片及下补偿片可以进一步进行光学相位延迟补偿，从而减少暗态时的漏光现象，提高该半穿透半反射式液晶显示装置的对比度；上补偿片和下补偿片可以对不同视角的对比度及色差进行补偿，以改善该半穿透半反射式液晶显示装置的视角。

Claims (30)

1.一种半穿透半反射式液晶显示装置，其包括一第一基板、一第二基板、一液晶层，该液晶层夹于该第一基板和该第二基板之间，第二基板上具有一反射区域及一穿透区域，其特征在于：该液晶层在一基板侧的液晶分子预倾角为α，α的范围是0度至15度，另一基板侧的液晶分子预倾角β，β的范围是为75度至90度。

2.根据权利要求1所述的半穿透半反射式液晶显示装置，其特征在于：该反射区域厚度大于该穿透区域。

3.根据权利要求2所述的半穿透半反射式液晶显示装置，其特征在于：进一步包括分别设置于第一基板和第二基板外侧的上偏光板和下偏光板。

4.根据权利要求3所述的半穿透半反射式液晶显示装置，其特征在于：进一步包括一第一上延迟片和第一下延迟片，第一上延迟片设置于上偏光板和第一基板间，第一下延迟片设置于下偏光板和第二基板间，该第一上延迟片和第一下延迟片是四分之一波长片。

5.根据权利要求4所述的半穿透半反射式液晶显示装置，其特征在于：进一步包括一第二上延迟片和第二下延迟片，第二上延迟片设置于上偏光板和第一上延迟片间，第二下延迟片设置于下偏光板和第一下延迟片间，该第二上延迟片和第二下延迟片是二分之一波长片。

6.根据权利要求5所述的半穿透半反射式液晶显示装置，其特征在于：该上偏光板的偏振轴和下偏光板的偏振轴垂直。

7.根据权利要求6所述的半穿透半反射式液晶显示装置，其特征在于：该第一下延迟片的光轴和第一上延迟片的光轴垂直。

8.根据权利要求7所述的半穿透半反射式液晶显示装置，其特征在于：该第二下延迟片的光轴和第二上延迟片的光轴垂直。

9.根据权利要求8所述的半穿透半反射式液晶显示装置，其特征在于：该第二下延迟片的光轴和下偏光板之偏振轴具有一夹角θ。

10.根据权利要求9所述的半穿透半反射式液晶显示装置，其特征在于：夹角θ大小为8°～22°或68°～82°。

11.根据权利要求10所述的半穿透半反射式液晶显示装置，其特征在于：夹角θ大小为10°。

12.根据权利要求9所述的半穿透半反射式液晶显示装置，其特征在于：第一下延迟片的光轴和下偏光板的偏振轴的夹角是2θ±45°。

13.根据权利要求12所述的半穿透半反射式液晶显示装置，其特征在于：进一步包括一第一上补偿片，其设置在第一上延迟片和液晶层之间。

14.根据权利要求13所述的半穿透半反射式液晶显示装置，其特征在于：该第一上补偿片是盘状分子补偿膜或双轴补偿膜。

15.根据权利要求13所述的半穿透半反射式液晶显示装置，其特征在于：该第一上补偿片是单轴补偿片。

16.根据权利要求15所述的半穿透半反射式液晶显示装置，其特征在于：该第一上补偿片是A-板补偿片。

17.根据权利要求12所述的半穿透半反射式液晶显示装置，其特征在于：进一步包括一第一下补偿片，其设置在第一下延迟片和液晶层之间。

18.根据权利要求17所述的半穿透半反射式液晶显示装置，其特征在于：该第一下补偿片是盘状分子补偿膜或双轴补偿膜。

19.根据权利要求17所述的半穿透半反射式液晶显示装置，其特征在于：该第一下补偿片是单轴补偿片。

20.根据权利要求19所述的半穿透半反射式液晶显示装置，其特征在于：该第一下补偿片是A-板补偿片。

21.根据权利要求13所述的半穿透半反射式液晶显示装置，其特征在于：进一步包括一形成于第一上补偿片和液晶层间的第二上补偿片。

22.根据权利要求21所述的半穿透半反射式液晶显示装置，其特征在于：该第二上补偿片是盘状分子补偿膜或双轴补偿膜。

23.根据权利要求17所述的半穿透半反射式液晶显示装置，其特征在于：进一步包括一形成于第一下补偿片和液晶层间的第二下补偿片。

24.根据权利要求23所述的半穿透半反射式液晶显示装置，其特征在于：该第二下补偿片是盘状分子补偿膜或双轴补偿膜。

25.根据权利要求1所述的半穿透半反射式液晶显示装置，其特征在于：α为0，β为90°。

26.根据权利要求1所述的半穿透半反射式液晶显示装置，其特征在于：该装置进一步包括一分别形成于第一基板和第二基板内侧且和液晶层相接触的配向膜。

27.根据权利要求1所述的半穿透半反射式液晶显示装置，其特征在于：该液晶层中加有旋光物，液晶分子发生扭转，液晶分子的扭转角度为0度至110度之间。

28.根据权利要求1所述的半穿透半反射式液晶显示装置，其特征在于：进一步包括一第一配向膜和一第二配向膜，第一配向膜设置于第一基板内表面，第二配向膜设置于第二基板内表面。

29.根据权利要求28所述的半穿透半反射式液晶显示装置，其特征在于：进一步包括一公共电极和一像素电极，公共电极设置于第一基板与第一配向膜之间，像素电极设置于第二基板与第二配向膜之间。

30.根据权利要求29所述的半穿透半反射式液晶显示装置，其特征在于：该公共电极和第一配向膜之间设置一彩色滤光片，该彩色滤光片位于反射区域的部分设置多个小孔。

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