TWI329761B - Reflective liquid crystal display panel - Google Patents

Description

1329761 18757twf.doc/g 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種反射式液晶顯示面板(reflective liquid crystal display panel) ’且特別是有關於一種能夠藉由 偏振光進行資料之寫入及/或抹除(pr〇gram and/〇r erase)的 反射式液晶顯示面板。 【先前技術】 一般薄膜電晶體液晶顯示面板(TFT_LCD)可分為穿透 式、反射式，以及半穿透半反射式三大類，其分類的依據 在於光源的利用以及薄膜電晶體陣列基板(TFT array)的差 異。其中’穿透式之臻膜電晶體液晶顯示面板(transmissive TFT-LCD panel)主要係以背光源(back_light；^為光源，其 薄膜電晶體陣列基板上的晝素電極為透明電極，以利背光 源穿透；反射式薄膜電晶體液晶顯示面板（reflective TFT-LCD panel)主要係以前光源(frGnpiight)或是外界光源 作為光源，其薄膜電晶體陣列基板上的畫素電極為金屬或 其他具有良好反射特性材質之反射電極，適於將前光源或 疋外界光源反射；而半穿透半反射式薄膜電晶體液晶顯示 面板(transflective TFT-LCD panel)則可視為穿透式薄膜電 晶體液晶顯示面板與反射式薄膜電晶體液晶顯示面板的整 合架構，其可以同時利用背光源以及前光源或外界光源以 進行顯示。 一般的穿透式液晶顯示面板、反射式液晶顯示面板以 及半牙透半反射式液晶顯示面板都必須搭配驅動電路（如 6 1329761 18757twf.doc/g 驅動晶片、控㈣路板、影像處驾等）來進行影像的顯 示。詳言之，在傳統之穿透式液晶顯示面板、反射式液晶 顯示面板以及半紐半反射式液晶顯示面板t，液晶層的 排列(odentadcm)必須藉由晝素電極(pixei electr〇de)以及共 用電極(common electrode)之間的偏壓(bias)來控制，且輸入 至各晝素電極中的電壓都是驅動電路所提供的。因此，傳 統的液晶顯示益（包含液晶顯示面板與驅動電路）之製作 成本無法進一步降低。 近年來，許多具有顯示影像記憶功能的電子產品，如 電子紙、電子看板、SMART CARD等已經相繼問世，由 於這些電子產品所需顯示的影像大多是會持續一段時間的 靜態影像，因此不必時時刻刻進行資料更新，以減少電力 消耗。除了顧及省電效能之外，如何藉由外場（如電場、 磁場、光場等）將資料寫入顯示介質中已成為當前重要的 課題。再者，如何製造出成本低廉且顯示晝質良好的顯示 裔亦是相當重要的課題之一。 【發明内容】 本發明之目的是提供一種不需要驅動電路之反射式 液晶顯示面板’其適用於電子紙、電子看板、SMART CARD 等電子產品。 為達上述或是其他目的’本發明提出一種反射式液晶 顯示面板，其適於藉由一偏振光進行資料的寫入及/或抹 除。反射式液晶顯示面板包括一第一基板、一第二基板、 —液晶層、一半穿透半反射膜(transflective film)、一延遲 7 1329761 18757twf.doc/g 在本發明之一實施例中，經過偏振光照射後之液晶層 會呈現扭轉向列模式(twisted nematic mode)排列，或是混 合扭轉向列模式(mixed twisted nematic mode)排列。 在本發明之一實施例中，延遲月為四分之一波片 (quarter wave plate)。 在本發明之一實施例中，延遲片具有一光軸(optical ax^s) ’而偏振片具有一吸收軸(absorption axis)，且光軸與 吸收軸的夾角為45。。 在本發明之一實施例中，延遲片具有一光軸，而偏振 片具有一吸收軸，且光軸與吸收軸的夾角為90。。 在本發明之一實施例中，反射式液晶顯示面板可進一 步包括一上配向層（upper alignment layer)，其中上配向層 配置於第二基板上，且位於第二基板與液晶層之間。 在本發明之一實施例中，反射式液晶顯示面板可進一 步包括一聚合物層(p〇lymer layer)，其中聚合物層配置於第 一基板上，且位於第一基板與液晶層之間。 在本發明之一實施例中，聚合物層為一下配向層，且 下配向層對於液晶層之配向能力低於上配向層對於液晶層 之配向能力。 由於本發明之反射式液晶顯示面板採神雜有光配 向^之液晶層’因此本發明可藉由偏振光將資料寫人液 曰曰層中，或是抹_存在液晶層中的資料。據此，本發明 之f射式液晶顯示面板不需要驅動電路料進行影像的顯 9 1329761 18757twf.doc/g 為讓本發明之上述和其他目的、特徵以及優點能更明 顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細 說明如下。 【實施方式】 第一實施例 _· 圖1是依照本發明第一實施例之反射式液晶顯示面板 - 的剖面示意圖，而圖2是圖1之反射式液晶顯示面板在經 φ 過偏振光寫入後的剖面示意圖。請同時參照圖1與圖2， 本貫施例之反射式液晶顯示面板1 〇〇適於藉由一偏振光P 進行資料的寫入及/或抹除。由圖1與圖2可知，本實施例 之反射式液晶顯示面板100包括一第一基板11〇、一第二 基板120、一液晶層130、一半穿透半反射膜14〇、一延遲 片150以及一偏振片160。其中，第二基板12〇配置於第 一基板110上方。液晶層130位於第—基板11〇與第二基 板120之間，且液晶層130中摻雜有—光配向材料（未緣 示）°半穿透半反射膜140配置於第—基板11()下方，而 • 半穿透半反射膜140適於讓偏振光P穿透，以改變摻雜有 光配向材料之液晶層130的排列’且半穿透半反射膜14〇 適於反射外界光源延遲片150配置於半穿透半反射膜 ， 140與第-基板1H)之間。此外，偏振片⑽配置於第二 • 基板120上。 • 如圖1與圖2所繪示，根據所需應用之領域不同，本 實施例之反射式液晶顯示面板100中之第一基板11〇以及 第二基板Π0可選用可挽性基板或是硬質^板。舉例2 XJ^761 18757twf.doc/g 列。此時’反射式液晶顯示面板100便可區分為兩種區域， 即’ΌΝ”區域以及”0FF”區域。其中，”〇N”區域指的是經過 偏振光P照射之區域’而，，〇FF，，區域指的是未經過偏振光p 照射之區域。當然’吾人亦可控制偏振光p的照射面積、 =射強度等參數’使反射式液晶顯示面板1〇〇具有顯示灰 階的能力’本發明並不限定只有”〇N”以及，，〇FF，，兩種區 域。以下將搭配圖3A與圖3B對前述之” 〇N”區域以 及OFF”區域作詳細之描述。 圖3A與圖3B分別是’，〇N”區域與，，〇FF”區域之示意 圖、明同時麥照圖3A與圖3B，本實施例所使用之延遲片 150為四分之一波月，且延遲片15〇具有一光軸152。此外， 本實施例所使用之偏振片⑽具有—吸收軸162，且延遲 =150的光轴152與偏振片16〇的吸枚轴的爽角約為 在前義架構中’吾人可藉域偏振光p對液晶層 〇 =資料寫人的動作，此外，吾人亦可藉由圓偏振光 對液_層130進行資料抹除的動作。 =請參照圖3Α ’當料核Ε關於反射式液晶 ·，，、員不面板100時，通過偏振片16〇 ^ V, ^ h 界光源E會被偏振 2為線偏㈣Π。由於液晶層13Q是呈現 排列，因此，通過液晶層130的式 線偏振光P2,且線偏振光會被轉變為 45。，此肖度與液晶層no的_=^2的偏振方向差 技術之人士可改變液晶層m的^相關’任何熟悉此項 線偏振光P2。之後，線偏振光P2 2度’以獲得所需之 马牙過延遲片150並被 12 1329761 18757twf.doc/g 半穿透半反射膜140反射，而再度穿過延遲片15〇。由於 延遲片150的光軸152與偏振片160的吸收轴162的夾角 約為45。（意即，延遲片15〇的光軸152會與線偏振光p2 的偏振方向平行），因此，通過延遲片15〇的線偏振光p2 仍然會維持其原有的偏振方向。接著，線偏振光p2會通 過呈現扭轉向列模式排列之液晶層13〇,而通過液晶層13〇 的線偏振光P2會被轉變為線偏振光pl (偏振方向與偏振 片160之吸收軸162垂直）。因此，線偏振光ρι可以通 過偏振片160而不被阻擔（，，〇n”狀態）。 接著請參照圖3B，當外界光源E照射於反射式液晶 顯示面板100時，通過偏振片16〇之外界光源E會被偏振 化成為線偏振光P1。由於液晶層13〇是呈現水平排列，因 此，通過液晶層130的線偏振光P1仍會維持其原有的偏 振方向。之後，線偏振光p〗會穿過延遲片15〇並被半穿 透半反射膜140反射，而再度穿過延遲片15〇。由於延遲 片150的光軸152與偏振片160的吸收軸162的夾角約為 45 (意即，延遲片150的光軸152會與線偏振光p2的偏 ^方向平行），因此，通過延遲片i5Q的線偏振光ρι會 變忐圓偏振光c卜而圓偏振光C1被半穿透半反射膜14〇 反射之後會變成圓偏振光C2,且通過延遲片15〇的圓偏振 光C2會被轉變為線偏振光P3。值得注意的是，線偏振光 p3與線偏振光P1的偏振方向差9〇。，接著，線偏振光p3 曰通過壬現水平排列之液晶層13〇，而通過液晶層13〇的 線偏振光P3仍會維持其原有的偏振方向。此時，由於線 1329761 18757twf.doc/g 偏振光P3的偏振方向與偏振片16〇的吸收軸162平行， 因此’線偏振光P3無法通過偏振片160 (，，OFF，，狀態）。 第二實施例 圖4是依照本發明第二實施例之反射式液晶顯示面板 在經過偏振光寫入後的剖面示意圖。請參照圖4，本實施 例之反射式液晶顯示面板200與第一實施例之反射式液晶 ' 顯示面板ι〇0相似，為主要差異之處在於：本實施例之延 遲片150之光軸152是與偏振片160之吸收軸162的夾角 • 約為90°。 圖5A與圖5B分別是，，〇N，，區域與，OFF”區域之示意 圖。請參照圖5A，當外界光源E照射於反射式液晶顯示 面板200時，通過偏振片16〇之外界光源E會被偏振化成 為線偏振光P1。由於液晶層13〇是呈現水平排列，因此， 通過液晶層130的線偏振光P1仍會維持其原有的偏振方 向。之後，線偏振光P1會穿過延遲片15〇並被半穿透半 反射膜140反射，而再度穿過延遲片15〇。由於延遲片15〇 隹 的光軸I52與偏振光P1平行，因此，線偏振光P1在通過 延遲片150以及被半穿透半反射膜14〇反射之後仍會維持 其原有的偏振方向。接著，線偏振光JP1會通過呈現水平 •排列之液晶層130,而通過液晶層13〇的線偏振光ρι仍會 . 維持其原有的偏振方向。此時，由於線偏振光P1的偏振 . 方向與偏振片I60的吸收軸162垂直，因此，線偏振光ρι 可以通過偏振片160 ( ”〇N”狀態）。 接著請參照圖5B，當外界光源E照射於反射式液晶 1329761 l8757twf.doc/g ;:=寺’通過偏振片160之外界光源£會被偏振 =^光&由於液晶層130是呈現扭轉向列模式 通過液晶層130的線偏振光P1會被轉變為 t =1線偏振光？1與線偏振㈣的偏振方向差 角又與液晶層130的扭轉程度相關，任何孰悉此項

技術之^切改·晶層13G的扭轉程度，以獲得所需之 線，振光P2。之後’線偏振^ p2會穿過延遲片15〇並被 半穿透半反射膜14〇反射，而再度穿過延遲片15〇。由於 延遲片150的光軸152與偏振片16〇的吸收軸162的夾角 約為90°(意即’延遲片15〇的光軸152會與線偏振光p2 的偏振方向失45。），因此，通過延遲片15〇的線偏振光 P2會變成圓偏振光ci，而圓偏振光ci被半穿透半反射膜 140反射之後會變成圓偏振光C2，且通過延遲片15〇的圓 偏振光C2會被轉變為線偏振光P3。。接著，線偏振光p3 會通過壬現扭轉向列模式排列之液晶層13〇，而通過液晶 層130的線偏振光P3會被轉變為線偏振光p4 (偏振方向 與偏振片160之吸收軸162平行）。因此，線偏振光ρι 無法通過偏振片160 (’OFF，，狀態）。 第三實施例 圖6是依照本發明第三實施例之反射式液晶顯示面板 的剖面示意圖。請參照圖6，本實施例之反射式液晶顯示 面板300與第一實施例之反射式液晶顯示面板10〇相似， 為主要差異之處在於·本貫施例之反射式液晶顯示面板 300進一步包括一上配向層170。由圖6可知，本實施例之 15 I32976l * 18757twf.doc/g 上配向層170配置於第二基板120上，且位於第二基板120 與液晶層130之間。具體而言，本實施例之上配向層170 是配置於第二基板120之内表面上。除此之外，本實施例 之反射式液晶顯示面板300可進一步包括一聚合物層 180’其中聚合物層180配置於第一基板11〇上，且位於第 ' 一基板110與液晶層130之間。詳言之，聚合物層180是 . 配置於第一基板110之内表面上。 φ 值得注意的是’本實施例之聚合物層180可以是一未 經過配向處理的薄膜，或是一經過輕度配向處理之下配向 層：意即’經過輕度配向處理之聚合物層18〇 (下配向層） 對於液晶層130之配向能力會低於上配向層17〇對於液晶 層130之配向能力。 由於本發明所提出之反射式液晶顯示面板具備了製 作容易、成本低廉以及耗電量低等優勢，因此，本發明所 提出之反射式液晶顯示面板可快速地導入電子紙、電子看 板、SMART CARD等電子產品中。 詹 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以 限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神 和範圍内，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保言崔 範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 叹 • 【圖式簡單說明】 圖1是依照本發明第一實施例之反射式液晶顯示面板 的剖面示意圖。 圖2是圖1之反射式液晶顯示面板在經過偏振光寫入 ⑧ 16 1329761 18757twf.doc/g 後的剖面示意圖。 圖3A與圖3B分別是’ΌΝ”區域與’’OFF”區域之示意 圖。 圖4是依照本發明第二實施例之反射式液晶顯示面板 在經過偏振光寫入後的剖面示意圖。 圖5A與圖5B分別是’ΌΝ”區域與’’OFF”區域之示意 圖。

圖6是依照本發明第三實施例之反射式液晶顯示面板 的剖面示意圖。 【主要元件符號說明】 100、200、300、400 :反射式液晶顯示面板 110 第一基板 120 第二基板 130 液晶層 140 半穿透半反射膜 150 延遲片 152 光轴 160 偏振片 162 吸收軸 170 配向層 180 聚合物層

P :偏振光 P卜P2、P3、P4 :線偏振光 Cl、C2 :圓偏振光 E :外界光源 17

Claims (1)

18757twf.doc/g 6. 如申請專利範圍第1項戶斤述之反射式液晶顯示面 板，其中5亥光配向材料是均勻分彿於該液晶層中。 7. 如申請專利範圍第1 所述之反射式液晶顯示面 板，其中該光配向材料是分佈於該浪晶層的下半區域中。 8·如申請專利範圍第丨項所述之反射式液晶顯示面 板’其中該光配向材料是分佈於該液晶層的上半區域中。 9. 如申請專利範圍第丨項所述之反射式液晶顯示面 板，其中經過該偏振光照射後之該液晶層會呈現扭轉向列 模式排列或混合扭轉向列模式。 10. 如申請專利範圍第1項所述之反射式液晶顯示面 板，其中s亥延遲片為四分之一波片。 11. 如申請專利範圍第1項所述之反射式液晶顯示面 板’其中5亥延遲片具有—光軸，而該偏振片具有一吸收軸， 且該光軸與該吸收軸的夾角為45。。 12. 如申請專利範圍第1項所述之反射式液晶顯示面 板’其中該延遲片具有—光軸，而該偏振月具有一吸收軸， 且°亥光轴與5玄吸收轴的夾角為90。。 13. 如申請專利範圍第1項所述之反射式液晶顯示面 板’更包括一上配向層，其中該上配向層配置於該第二基 板上，且位於該第二基板與該液晶層之間。 14. 如申請專利範圍第13項所述之反射式液晶顯 示面 板，更包括一聚合物層，其中該聚合物層配置於該第一基 板上，且位於該第一基板與該液晶層之間。 15. 如申請專利範圍第14項所述之反射式液晶顯示面 1329761 18757twf.doc/g 板，其中該聚合物層為一下配向層，且該下配向層對於該 液晶層之配向能力低於該上配向層對於該液晶層之配向能 力0