專利名稱：液晶顯示器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明關于一種具有常態(tài)黑(normallyblack)顯示模式的液晶顯示器。
背景技術：
圖1顯示一具有常態(tài)白(normally white)顯示模式的已知半透式液晶顯示 器100。如圖1所示，一雙間隙液晶單元(dual-cell-gapLCce11)102的兩側(cè)設有 一第一偏光板104及一第二偏光板106，雙間隙液晶單元102具有一穿透區(qū)及 一反射區(qū)，且反射區(qū)與穿透區(qū)具有不同的液晶層間隙厚度。第一偏光板104 與雙間隙液晶單元102間夾設一第一 1/2波長板108及一第一 1/4波長板112， 第二偏光板106與雙間隙液晶單元102間夾設一第二 1/2波長板110及一第二 1/4波長板114。
通過上述各個偏光板及相位差板的搭配，所述半透式液晶顯示器100可 具有常態(tài)白顯示模式。然而，所述半透式液晶顯示器100需要四片的相位差 板來提供常態(tài)白顯示模式，如此整體厚度及制造成本難以縮減。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種具有常態(tài)黑(normally black)顯示模式的液晶顯示器，其具 有良好的光電特性且可有效減少厚度及制造成本。
于一實施例中， 一種液晶顯示器包括彼此相向的一第一及一第二透明基 板、 一液晶層、 一第一偏光板、 一第二偏光板、及一第一 1/2波長板。液晶層 介設于第一及第二透明基板間，第一偏光板設置于第一透明基板相對液晶層 的外側(cè)，且第二偏光板設置于第二透明基板相對液晶層的外側(cè)。第一 1/2波長板設置于第一透明基板與第一偏光板間，以使液晶顯示器具有一常態(tài)黑顯示 模式。
于一實施例中，當?shù)谝黄獍宓拇┩篙S方位角設為pl、第一 1/2波長板 的慢軸方位角設為r、液晶顯示器的定向視向方位角設為ct、且第二偏光板的 穿透軸方位角設為p2時，所述這些角度參數(shù)滿足如下關系式以提供常態(tài)黑顯
示模式
2a-2r + pl-p2 = 90。+ Nxl80。 其中，N為任意整數(shù)。
于一實施例中，液晶顯示器更包括設置于第二透明基板與第二偏光板間 的一第二 1/2波長板。當?shù)谝黄獍宓拇┩篙S方位角設為pl、第一 1/2波長板 的慢軸方位角設為rl、液晶顯示器的定向視向方位角設為ou第二偏光板的穿 透軸方位角設為p2、且第二l/2波長板的慢軸方位角設為r2時，所述這些角 度參數(shù)滿足如下關系式
2r2 —2a + 2rl —pl —p2 = 90°+ Nxl80。其中，N為任意整數(shù)。
于一實施例中， 一種液晶顯示器包括一第一及一第二偏光板、 一雙間隙 液晶單元(dual-cdl-gap LC cell)、及一第一1/2波長板。雙間隙液晶單元具有 一反射區(qū)及一穿透區(qū)，且反射區(qū)及穿透區(qū)具有不同的液晶層間隙厚度。
第一及第二偏光板相向設置于所述雙間隙液晶單元的兩側(cè)，且第一 1/2波 長板設置于第一偏光板與雙間隙液晶單元間，以使所述液晶顯示器具有一常 態(tài)黑顯示模式。
于一實施例中，液晶顯示器更包括設置于第二偏光板與雙間隙液晶單元 間的一第二 1/2波長板。
通過上述各個實施例的設計，僅需提供一至二片相位差板即可產(chǎn)生具良 好光電特性的常態(tài)黑顯示模式，故可大幅縮減制造成本及整體厚度。
本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點可以從本發(fā)明所揭露的技術特征中得到進一步 的了解。


圖1顯示一具有常態(tài)白顯示模式的已知半透式液晶顯示器。 圖2為說明一雙間隙液晶單元的光學特性示意圖。 圖3為依本發(fā)明一實施例的液晶顯示器示意圖。 圖4為一示意圖，顯示雙間隙液晶單元的一結構實施例。
圖5為依圖3設計的一例的反射率對電壓V-R特征曲線圖。 圖6為依圖3設計的一例的穿透率對電壓V-T特征曲線圖。 圖7為顯示本發(fā)明另一實施例的示意圖。 圖8為依圖7設計的一例的反射率對電壓V-R特征曲線圖。 圖9為依圖7設計的一例的穿透率對電壓V-T特征曲線圖。 圖10為依圖7設計的另一例的反射率對電壓V-R特征曲線圖。 圖11為依圖7設計的另一例的穿透率對電壓V-T特征曲線圖。 圖12為本發(fā)明實施例與已知液晶顯示器光電特性的比較圖。 圖13為一模擬圖，說明于一實施例中液晶單元搭配1/2波長板的相位差 值選擇方式。 附圖標號
10、 20液晶顯示器 12雙間隙液晶單元 14第一偏光板 16第二偏光板 18第一l/2波長板 22第二l/2波長板 24切換元件 26 液晶層 32第一透明基板34濾色片 36共同電極 38第一配向膜 42第二透明基板 44 像素電極 46第二配向膜 48反射像素電極 52墊高層
100 半透式液晶顯示器 102雙間隙液晶單元 104第一偏光板 106第二偏光板 108第一l/2波長板 110第二l/2波長板 112第一l/4波長板 114第二l/4波長板 I 入射光
pl、 p2穿透軸方位角 r、 rl、 r2慢軸方位角 a 定向視向方位角 (/)液晶分子扭轉(zhuǎn)角 入波長
And、 AndcELL、 AndWP 相位差 Re 反射區(qū) Tr 穿透區(qū)
具體實施例方式
為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實 施例并配合所附附圖，作詳細說明如下。
有關本發(fā)明之前述及其他技術內(nèi)容、特點與功效，在以下配合參考附圖 的實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現(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2為說明一雙間隙液晶單元的光學特性示意圖。于一雙間隙液晶單元
(dual-cell-gap LC cell)的光學參數(shù)設計中，當入射光I為可見光(平均波長入約 為590nm)且液晶分子扭轉(zhuǎn)角設為<^時，穿透區(qū)Tr的相位差值And須滿足下
列關系式
560
△nd (腦)上10x^"， (°)
And (nm) = 280+ Nx560 ±15% 其中，N為任意整數(shù)。
由于穿透區(qū)Tr與反射區(qū)Re的液晶層間隙厚度比約為2:l，所以穿透區(qū)Tr 可等效成一 1/2波長板(half wave plate)且反射區(qū)Re可等效成一 1/4波長板 (quarter wave plate)。因此，請參照圖3，依本發(fā)明一實施例的液晶顯示器10 設計中， 一雙間隙液晶單元(dual-cell-gapLCcell) 12的兩側(cè)設有一第一偏光板 14及一第二偏光板16，第一偏光板14與雙間隙液晶單元12間夾設一第一 1/2 波長板18，第二偏光板16與雙間隙厚度液晶單元12間夾設一第二 1/2波長 板22。通過此一光學架構，當滿足下式可產(chǎn)生常態(tài)黑(normally black)顯示模
式
2r2-2a + 2rl —pl-p2 = 90°+ Nxl80。
其中，N為任意整數(shù)， 其中pl代表第一偏光板14的穿透軸方位角，rl代表第一 1/2波長板18 的慢軸方位角為rl， a代表液晶顯示器10的定向視向方位角，p2代表第二偏 光板16的穿透軸方位角，r2代表第二 1/2波長板22的慢軸方位角。上述的定向視向方位角采如下定義當視向為3點鐘方向，扭轉(zhuǎn)角為0度時定向視向 方位角為0度，而扭轉(zhuǎn)角為30度時因定向方向?qū)ΨQ于視向方向，所以定向視
向方位角依然為O度。當視向為12點鐘方向，扭轉(zhuǎn)角為0度或是其他角度時， 定向視向方位角則均為90度。需注意上式是針對不同波長皆能獲得無色差 (achromatic)結果的理想狀況推導出，故于非理想狀況時，滿足上式的各個角 度參數(shù)解可容許土5度內(nèi)的公差范圍，仍可產(chǎn)生常態(tài)黑顯示模式，且于所述士 5度內(nèi)的公差范圍內(nèi)中必定存在一角度參數(shù)的最佳解。
圖4為一示意圖，顯示雙間隙液晶單元12的一結構實施例。如圖4所示， 第一透明基板32上連續(xù)迭設濾色片34、共同電極36及第一配向膜38。第二 透明基板42設置透明導電膜構成的透明像素電極44、第二配向膜46、及例 如薄膜電晶體的切換元件24。第一透明基板32與第二透明基板42彼此相對， 且中間介設一液晶層26。反射像素電極48形成于一墊高層52上，以使反射 區(qū)Re與穿透區(qū)Tr具有不同的液晶層間隙厚度。
通過上述實施例的設計，僅需在偏光板14、 16與雙間隙液晶單元12間 加入兩片1/2波長板18、 22，即可產(chǎn)生常態(tài)黑視效的顯示模式，故和圖1需 四片相位差板才能產(chǎn)生特定顯示模式的已知設計相較，本實施例可大幅縮減 制造成本及整體厚度。
圖5為依圖3設計的一例的反射率對電壓V-R特征曲線圖，圖6為依圖3 設計的一例的穿透率對電壓V-T特征曲線圖。圖中的橫坐標為電壓，縱坐標 為輝度(Luminance)。圖5及圖6的模擬條件為穿透軸方位角pl=75°、 p2=5°， 慢軸方位角rl=60°、 r2=115°，定向視向方位角a=0°，液晶分子扭轉(zhuǎn)角p=0° 且穿透區(qū)相位差值And-280nm。由圖5及圖6所示可知，圖3加入兩個1/2 波長板的設計具有極佳的光電特性，即穿透區(qū)Tr及反射區(qū)Re均可得到最佳 化的匹配效果，當未施加電壓時穿透區(qū)TV及反射區(qū)Re均可獲得全黑的常態(tài) 黑顯示模式。
圖7為顯示本發(fā)明另一實施例的示意圖。如圖7所示，液晶顯示器20的光學架構與圖3類似，差異在于僅使用一片1/2波長板18，當滿足下式同樣
可產(chǎn)生常態(tài)黑顯示模式
2a-2r + pl —p2 = 90" Nxl80。 其中，N為任意整數(shù)，
其中pl代表第一偏光板14的穿透軸方位角，r代表1/2波長板18的慢軸 方位角，a代表液晶顯示器20的定向視向方位角，p2代表第二偏光板16的 穿透軸方位角。需注意上式是針對不同波長皆能獲得無色差結果的理想狀況 推導出，故于非理想狀況時，滿足上式的各個角度參數(shù)解可容許士5度內(nèi)的公 差范圍，仍可產(chǎn)生常態(tài)黑顯示模式，且于所述士5度內(nèi)的公差范圍內(nèi)中必定存 在一角度參數(shù)的最佳解。
圖8為依圖7設計的一例的反射率對電壓V-R特征曲線圖，圖9為依圖7 設計的一例的穿透率對電壓V-T特征曲線圖。圖8及圖9的模擬條件為穿透 軸方位角pl-45。、 p2=135。，慢軸方位角f90。，定向視向方位角a《。，液晶 分子扭轉(zhuǎn)角(twist angle) p =0°且穿透區(qū)相位差值And=280nm。
圖10及圖11分別為依圖7的設計的另一V-R特征曲線圖及V-T特征曲 線圖，其中模擬條件為穿透軸方位角p^75。、 p2=-135°，慢軸方位角r^60。， 定向視向方位角a=0°，液晶分子扭轉(zhuǎn)角p-0。且穿透區(qū)相位差值And-280nm。
由圖8至圖11可知，圖7僅具有單片l/2波長板的實施例，同樣可產(chǎn)生 常態(tài)黑顯示模式及良好的對比效果，但于不同的光學匹配條件下，當穿透區(qū) Tr的對比度最佳化時(圖9)，反射區(qū)Re的對比度并非最佳狀態(tài)(圖8)。反之當 反射區(qū)Re的對比度最佳化時(圖lO)，穿透區(qū)Tr的對比度并非最佳狀態(tài)(圖11)。 因此與圖3雙片1/2波長板實施例其穿透區(qū)Tr及反射區(qū)Re均可得到最佳化匹 配效果比較，圖7的單片1/2波長板實施例雖然光電特性略差，但因僅需單片 1/2波長板故可獲得進一步減少厚度及制造成本的效果。
圖12的列表值為依本發(fā)明實施例的常態(tài)黑模式液晶顯示器，及已知常態(tài) 白模式液晶顯示器兩者光電特性的比較。如圖12所示，無論是對比、亮度 (Brightness)、反射率等，提供常態(tài)黑模式的雙片1/2波長板、單片1/2波長板架構均與已知常態(tài)白模式液晶顯示器的表現(xiàn)接近，但本發(fā)明實施例可明顯減 少相位差板的數(shù)量進而減少厚度及制造成本。
另外，比較本發(fā)明不同實施例可看出，雖然雙片1/2波長板架構較單片 1/2波長板架構的光電特性略佳，但單片1/2波長板架構可獲得更進一步減少 厚度及制造成本的效果。
圖13為一模擬圖，說明于一實施例中液晶單元搭配1/2波長板的相位差 值And選擇方式。圖13顯示于采用相位差值AndwP=275nm的1/2波長板條件 下，液晶單元穿透區(qū)的相位差值AndcE^分別為255nm、 275nm、 295nm的V-T 特征曲線。由圖13可看出，若液晶單元相位差值AndCElx (例如255nm)小于 1/2波長板的相位差值AndwP(275nm)時，V-T特征曲線中的反黑區(qū)段將不會出 現(xiàn)而造成對比度下降。因此，于一實施例中，可將液晶單元穿透區(qū)的相位差 值AndcELL設為大于1/2波長板的相位差值Andwp，且兩者相位差值的較佳范 圍為0-30nm(30nm〉AndcELL—Andwp〉0nm)，以獲得較穩(wěn)定的光電特性。舉 例而言，若同時考慮工藝公差可將液晶單元穿透區(qū)的相位差值AndcELL選擇為 大于1/2波長板相位差值AndwP 20nm左右。再者，所述1/2波長板相位差值 Andwp的一較佳范圍為大于200nm且小于360nm。
另外，雖然前述各個實施例以雙間隙液晶單元為例說明，但其并不限定， 例如前述各個實施例亦可用于一純穿透液晶顯示器以產(chǎn)生常態(tài)黑顯示模式。
雖然本發(fā)明己以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何 本領域的技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作些許的更動與 潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當以權利要求所界定范圍為準。另外，本發(fā)明 的任一實施例或權利要求不須達成本發(fā)明所揭露的全部目的或優(yōu)點或特點。 此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋，并非用來限制本發(fā)明的 權利范圍。
權利要求
1. 一種液晶顯示器，其特征在于，所述液晶顯示器包括彼此相向的一第一及一第二透明基板；一液晶層，介設于所述第一及所述第二透明基板間；一第一偏光板，設置于所述第一透明基板相對所述液晶層的外側(cè)；一第二偏光板，設置于所述第二透明基板相對所述液晶層的外側(cè)；及一第一1/2波長板，設置于所述第一透明基板與所述第一偏光板間以使所述液晶顯示器具有一常態(tài)黑顯示模式。
2. 如權利要求1所述的液晶顯示器，其特征在于，當所述第一偏光板的 穿透軸方位角設為pl、所述第一 1/2波長板的慢軸方位角設為r、所述液晶顯 示器的定向視向方位角設為(X、且所述第二偏光板的穿透軸方位角設為p2時， 所述這些角度參數(shù)滿足如下關系式以提供所述常態(tài)黑顯示模式2a-2r + pl-p2 = W。+ Nxl80。
其中，N為任意整數(shù)。
3. 如權利要求1所述的液晶顯示器，其特征在于，所述第一 1/2波長板 的相位差值大于200nm且小于360nm。
4. 如權利要求1所述的液晶顯示器，其特征在于，所述液晶顯示器更包 括一第二 1/2波長板，且所述第二 1/2波長板設置于所述第二透明基板與所述 第二偏光板間。
5. 如權利要求4所述的液晶顯示器，其特征在于，當所述第一偏光板的 穿透軸方位角設為pl、所述第一 1/2波長板的慢軸方位角設為rl、所述液晶 顯示器的定向視向方位角設為cu所述第二偏光板的穿透軸方位角設為p2、 且所述第二 1/2波長板的慢軸方位角設為r2時，所述這些角度參數(shù)滿足如下 關系式2r2-2a + 2rl-p1-p2 = 90°+ Nxl80。
其中，N為任意整數(shù)。
6. 如權利要求4所述的液晶顯示器，其特征在于，所述第一 1/2波長板及所述第二 1/2波長板的相位差值均大于200nrn且小于360nm。
7. —種液晶顯示器，其特征在于，所述液晶顯示器包括 一雙間隙液晶單元，所述雙間隙液晶單元具有一反射區(qū)及一穿透區(qū)，且所述反射區(qū)及所述穿透區(qū)具有不同的液晶層間隙厚度；一第一及一第二偏光板，相向設置于所述雙間隙液晶單元的兩側(cè)；及 一第一 1/2波長板，設置于所述第一偏光板與所述雙間隙液晶單元間以使所述液晶顯示器具有一常態(tài)黑顯示模式。
8. 如權利要求7所述的液晶顯示器，其特征在于，當入射至所述雙間隙液晶單元的光線為可見光且液晶分子扭轉(zhuǎn)角設為p時，所述穿透區(qū)的相位差值And滿足如下關系式560And (nm) 2 10x x ^ (°)And (nm) = 280+ Nx560 ±15% 其中，N為任意整數(shù)。
9. 如權利要求7所述的液晶顯示器，其特征在于，當所述第一偏光板的 穿透軸方位角設為pl、所述第一l/2波長板的慢軸方位角設為r、所述液晶顯 示器的定向視向方位角設為a、且所述第二偏光板的穿透軸方位角設為p2時， 所述這些角度參數(shù)滿足如下關系式以提供所述常態(tài)黑顯示模式2a —2r + pl —p2 = 90°+ Nxl80。
其中，N為任意整數(shù)。
10. 如權利要求7所述的液晶顯示器，其特征在于，所述雙間隙厚度液晶 單元的所述穿透區(qū)的相位差大于所述第一 1/2波長板的相位差，且兩者的相位 差的差值小于30nm。
11. 如權利要求7所述的液晶顯示器，其特征在于，所述液晶顯示器更包 括一第二 1/2波長板，且所述第二 1/2波長板設置于所述第二偏光板與所述雙 間隙液晶單元間。
12. 如權利要求11所述的液晶顯示器，其特征在于，當所述第一偏光板 的穿透軸方位角設為pl、所述第一 1/2波長板的慢軸方位角設為rl、所述液晶顯示器的定向視向方位角設為a、所述第二偏光板的穿透軸方位角設為p2、 且所述第二 1/2波長板的慢軸方位角設為r2時，所述這些角度參數(shù)滿足如下 關系式-2r2-2a + 2rl-p1 —p2 = 90°+Nxl80。 其中，N為任意整數(shù)。
13.如權利要求11所述的液晶顯示器，其特征在于，所述液晶單元的所 述穿透區(qū)的相位差大于所述第一 1/2波長板的相位差，且所述液晶單元的穿透 區(qū)的相位差與所述第一波長板的相位差兩者的差值小于30nm;所述液晶單元 的所述穿透區(qū)的相位差大于所述第二 1/2波長板的相位差，且所述液晶單元的 穿透區(qū)的相位差與所述第二波長板的相位差兩者的差值小于30nm。
全文摘要
本發(fā)明提供一種液晶顯示器，所述液晶顯示器包括彼此相向的一第一及一第二透明基板、一液晶層、一第一偏光板、一第二偏光板、及一第一1/2波長板。液晶層介設于第一及第二透明基板間，第一偏光板設置于第一透明基板相對液晶層的外側(cè)，且第二偏光板設置于第二透明基板相對液晶層的外側(cè)。第一1/2波長板設置于第一透明基板與第一偏光板間，以使液晶顯示器具有一常態(tài)黑顯示模式。
文檔編號G02F1/1335GK101441363SQ20081017632
公開日2009年5月27日 申請日期2008年11月14日 優(yōu)先權日2007年11月20日
發(fā)明者劉育承, 吳易駿, 紀俊吉 申請人:勝華科技股份有限公司