專利名稱：雙顯示模式的液晶顯示器的制作方法
技術領域：
本發明是有關一種液晶顯示器(Liquid Crystal Display，LCD)，特別是關于一種半反射式液晶顯示模組，使其可兼具灰階及彩色二顯示模式的高亮度及高彩度要求。
背量技術習知半反射式彩色液晶顯示器，在反射模式下是利用外界環境的光線反射而顯示，而在穿透模式下配合背光模組提供背光，則為穿透顯示。
習知半反射式液晶顯示器的結構如圖1所示，一液晶顯示器10包括二上下玻璃板12、12’，其是以上下平行關系配置，在上玻璃板12與下玻璃板12’的相對表面間依序設置一液晶層14、一彩色濾光片16以及一半反射層18，并在上、下玻璃板12、12’的外表面各覆蓋一上偏15光板20及下偏光板20’，在半反射層18的背光位置再設置一背光模組22，則當背光模組22開啟而使背光光線穿透再由上偏光板20射出時，即為穿透顯示，而當背光模組22關閉，利用入射光反射來顯示，即為反射顯示，此種顯示方式即為半反射式液晶顯示器的原理，目前已廣泛應用于彩色手機的顯示面板上。
但前述將半反射層18設置于彩色濾光片16下方的液晶顯示器結構，手機于待機時是處于反射模式下，亦即背光模組22未激活，由于外界光線利用半反射層18來反射，光線需穿透過彩色濾光片16二次，而彩色濾光片16的透光率有限，因此造成反射光線的能量損失高，而使得反射率比一般黑白手機低很多，致使彩色手機于待機時，在一般環境下因為較暗，使得顯示較果相當差；為提高彩色顯示器的反射率，習知技術往往是將彩色濾光片16顏色選擇度降低，但如此一來卻犧牲其色飽和度，而無法兼顧高反射率及高彩度的要求。再者，于待機狀態下，使用者通常僅需得知時間、電池容量等資料，因此顯示器以黑白顯示的反射模式作用即可，但因習知顯示效果不佳，使用者通常必須激活穿透模式以觸發背光源來增加亮度，不僅耗電而縮短電池使用時間，且不易直接用肉眼清楚閱覽畫面，而具有使用較不便利的困擾。
發明內容
本發明是針對上述習知技術的缺失，提出一種雙顯示模式的液晶顯示器，以使顯示器兼具高反射率及高彩度彩色的要求。
本發明的主要目的，是在提供一種雙顯示模式的液晶顯示器，其是使彩色顯示器的半反射層設置于彩色濾光片的上方，借以在反射模式下，反射光不會經過彩色濾光片，以便在不降低彩色濾光片的色飽和度的前提下，同時可達到黑白模式的高反射率及穿透模式的高彩度的雙重效益，有效的克服習知二者無法兼顧的缺失。
本發明的另一目的，是在提供一種雙顯示模式的液晶顯示器，其在處于待機狀態時，是利用反射模式提供清晰且高亮度的灰階顯示，可于一般環境下清楚閱覽顯示畫面，而不需激活背光源，進而具有低耗電及使用便利的功效。
本發明的再一目的，是在提供一種雙顯示模式的液晶顯示器，借由在彩色濾光片的上下方各設置一半反射層，且在半反射層開設數開窗，以使光線集中由開窗穿透，以提升光線的總通過量且減少光線的能量損失，進而提高穿透模式的亮度。
根據本發明，一種雙顯示模式的液晶顯示器是包括二上下透明基板，其是以平行間隔的關系配置，在該二透明基板之間設有一液晶層，且在液晶層與下透明基板之間依序設有一半反射層及一彩色濾光片，另在上、下透明基板的外表面分別設置二上下偏光板。
再者，該上透明基板的下方是配置一第一透明導電層，該第一透明導電層的下方一第一配向層，該第一配向層下方是為該液晶層，該液晶層的下方是配置一第二配向層，該第二配向層的下方是配置一第二透明導電層，該第二透明導電層的下方配置該彩色濾光片，該濾光片的下方是配置該下透明基板，而該半反射層是可配置于該第二透明導電層的上方或下方皆可。
又，當該半反射層配置于該第二透明導電層的上方時，該半反射層是具有復數個第一開口。
又，當該半反射層配置于該第二透明導電層的下方時，其是位于該彩色濾光片與該下透明基板之間，而該半反射層是具有復數個第一開口，且，該彩色濾光片是具有復數個色塊開口，并與該復數個第一開口成交錯配置。
圖1為習知半反射式液晶顯示器的結構示意圖；圖2為本發明的結構示意圖；圖3為本發明另一實施例的局部結構示意圖；圖4為本發明的另一實施例的半反射層配置的結構示意圖；圖4A為本發明的另一實施例的半反射層配置的結構示意圖；圖4B為本發明的另一實施例的半反射層配置的結構示意圖；圖4C為本發明的另一實施例的半反射層配置的結構示意圖；圖4D為本發明的一實施例的半反射層的結構示意圖；
圖4E為本發明的另一實施例的半反射層的結構示意圖；圖5為本發明另一實施例的結構示意圖。
符號說明10～液晶顯示器12～上玻璃板12’～下玻璃板14～液晶層16～彩色濾光片18～半反射層20～上偏光板20’～下偏光板22～背光模組30～液晶顯示器31～第一透明導電層31’～第二透明導電層32～上透明基板32’～下透明基板33～第一配向層33’～第二配向層34～液晶層35～覆蓋層36、36’～半反射層38～彩色濾光片380～色塊開口300～第一位相差補償片300’～第二位相差補償片
320’～主動驅動元件40～上偏光板40’～下偏光板42～背光模組44～第一開窗44’～第二開窗具體實施方式
本發明是將具有反射模式及穿透模式顯示的彩色液晶顯示器的半反射層設置在彩色濾光片上方，借以在利用反射模式顯示時，反射光不會經過彩色濾光片，以減少光量損失，提供清晰的灰階顯示畫面。
如圖2所示，是為本發明雙顯示模式的液晶顯示器的結構示意圖，一液晶顯示器30包括二上下透明基板32、32’，其是以平行間隔的關系配置，此二透明基板32、32’通常是由玻璃材質所構成，在上、下透明基板32、32’的二相對表面間依序設置一液晶層34、一半反射層36及一彩色濾光片38，液晶層34是利用液晶分子受電場驅動而產生轉向來使光線通過時顯示影像，半反射層36的反射率是介于15％至95％之間，提供入射光反射及背光源穿透，彩色濾光片38基本上是由復數紅綠藍三原色的小區塊排列組成，借由吸收不想要的波長來產生想要的顏色；另有二上下偏光板40、40’分別設置在上、下透明基板32、32’的外表面上，以使光線在穿過上下偏光板40、40’后會被偏極化；在彩色濾光片38的背光位置且位于下偏光板40’下方則設有一背光模組42，以提供背光源。其中，偏光板40、40’通常各泛指偏光板及必要的位相差補償片的組合，其中，第一位相差補償片300是位于該上透明基板32與該上偏光板40之間，第二位相差補償片300’是位于該下透明基板32’與該下偏光板40’之間，此乃習知技藝的標準做法，故不贅述。
又，液晶層34常用是采用超扭轉向列(Super Twisted Nematic，STN)結構、扭轉向列(TN)或雙穩態向列(BiNem)的液晶結構，其結構通常是包括有二平行配置的一第一透明導電層31與一第二透明導電層31’，其是各與上、下透明基板32、32’的內表面相對，透明導電層的導電物質常用者為氧化銦錫(Indium Tin Oxide，ITO)，在該第一、第二透明導電層31、31’的相對二表面上更分別設有一第一配向層33與一第二配向層33’，配向層通常為聚亞醯胺(Polyimide，PI)的涂層，且有一液晶分子層夾置于上述二配向層之間，以利用二透明導電層31、31’作為透明電極來驅動液晶分子產生排列方向變化。由于透明導電層與配向層為常見習知技術的細節，故不再贅述。
另，在上透明基板32下方或下透明基板32’上方更可設置一用以驅動個別顯示色塊的主動驅動元件320’，常用如薄膜晶體管(Thin-FilmTransistor，TFT)元件。
在了解本發明的結構后，接下來，接續詳細說明雙顯示模式的液晶顯示器30在反射模式及穿透模式下的作用。在反射模式下，外界光線入射經過上偏光板40而被偏極化后，偏極化的光線再穿過上透明基板32及液晶層34，經液晶分子扭轉改變偏光狀態后(偏光狀態一般設計為圓偏振狀態)，光線到達半反射層36時，部分光線被半反射層36反射回來，反射光光線同樣地經過液晶層34、上透明基板32，最后經由上偏光板40偏光作用使部分的光線能穿透，其中借由透明電極產生的電壓改變液晶分子的排列方向，而改變通過液晶層34的偏極化光線的偏光狀態，不同的偏光狀態造成光線強度不同，而達到控制明暗的顯示功能。因此，液晶顯示器30在反射模式下，是利用外界光線的反射來顯示灰階影像，由于不需激活背光模組42，因此具有節省電能及延長電池待機時間的優點；同時，由于本發明的半反射層36是設置在彩色濾光片38之上，因此在反射模式下，反射光不會經過彩色濾光片38而不會被其吸收，故可達到高反射率的功效。
另一方面，使用穿透模式時，首先由背光模組42發出的背光源光線照射經過下偏光板40’時是被偏極化，偏光狀態一般設計為圓偏振狀態，偏極化的光線再穿過下透明基板32’及彩色濾光片38，透過彩色濾光片38的紅、藍、綠三個象素的作用，偏極化光線經由彩色濾光片38色塊的吸收而顯示出各種不同顏色的象素，而后一部分光線再穿透經過半反射層36及液晶層34，穿透光受液晶分子配向的影響而產生不同偏振狀態后，再穿過上透明基板32及上偏光板40，最后的穿透光線即組成肉眼看得到的各種彩色影像和圖形。
因此，本發明在不需要降低彩色濾光片的色飽和度的前提下，同時可達到兼顧高反射率及高彩度的功效。在待機時利用反射模式提供清晰、高亮度的灰階顯示，可于一般環境下清楚閱覽顯示畫面，而不需激活背光源，進而具有低耗電及使用便利的優點；在穿透模式下配合背光模組提供背光，則為具有高彩度的彩色顯示，完全不需如習知技藝一般，遷就反射模式而折損色飽和度。
另外，請再參閱圖3所示，是為本發明另一實施例的局部結構示意圖，此液晶顯示器10的結構與圖2所示的結構相似，不同處是使用反射鏡面開窗的方式實現反射層36，其是除了在彩色濾光片38上方設置一半反射層36之外，在彩色濾光片38下方更設有另一相似的半反射層36’，且半反射層36’的反射面是朝向背光模組42，二上下半反射層36、36’的反射面各開設有復數相對應的一第一、一第二開窗44、44’，以使背光模組42的光線可直接經由該第一開窗44與該第二開窗44’穿透，或在半反射層36’與背光模組42間經過不斷反射(回收)后再經由開窗44穿透，借由減少光線經過彩色濾光片38的面積且使光線不穿過半反射層36、36’，不但能增加光線的總通過量，同時可降低光線穿過半反射層36、36’時的部分能量損失，進而達到提升穿透模式的亮度的效果。
再者，請參閱圖4所示，其是為本發明的半反射層的另一較佳實施例，同時參閱圖2，該上透明基板32的下方是配置一第一透明導電層31，該第一透明導電層31的下方一第一配向層33，該第一配向層33下方是為該液晶層34，該液晶層34的下方是配置一第二配向層33’，該第二配向層33’的下方是配置一第二透明導電層31’，該第二透明導電層31’的下方配置一覆蓋層(over coat)35，該覆蓋層35的下方是配置該彩色濾光片38，該彩色濾光片38的下方是配置該下透明基板32’，而該半反射層36是配置于該第二透明導電層31’與該覆蓋層35之間，而本發明的另一實施例該半反射層36是可配置于該第二透明導電層31’與該第二配向層33’之間。
又，參閱圖4A，其是為本發明的半反射層形狀的另一較佳實施例，該半反射層36是配置于該第二透明導電層31’與該第二配向層33’之間，或該第二透明導電層31’與該覆蓋層35之間(請參閱圖4B)，該半反射層36是具有復數個第一開口44，且該半反射層36是為一多層膜介電質反射層(Multilayer dielectric reflector)或金屬薄膜反射層(Thin film metal reflector)的全反射區塊。且該半反射層36的俯視圖可為圖4D或圖4E。又，參閱圖4C，其是為本發明的半反射層的另一較佳實施例，該半反射層36是配置于該彩色濾光片38與該下透明基板32’之間，該半反射層36是具有復數個第一開口44，該彩色濾光片38是具有復數個色塊開口380，且該復數個色塊開口380是與該復數個第一開口44成交錯配置，且該半反射層36是為一多層膜介電質反射層(Multilayer dielectric reflector)或金屬薄膜反射層(Thin filmmetal reflector)的全反射區塊。
最后，請參閱圖5，其是為本發明的另一較佳實施例，本發明的一種雙顯示模式的液晶顯示器，提供反射模式及穿透模式的顯示，該液晶顯示器包括二上下透明基板32、32’、一半反射層36、一彩色濾光片38、二上下偏光板40、40’以及一背光模組42。
其中，該二上下透明基板32、32’，其是以平行間隔的關系配置，在該二透明基板32、32’之間設有一液晶層34；該半反射層36，是設置在該液晶層36與該下透明基板32’之間；一彩色濾光片38，設置在該液晶層34與該上透明基板32之間；該二上下偏光板40、40’，是分別位于該上、下透明基板32、32’的外表面上；該背光模組42，設置在該彩色濾光片38的背光位置。
再者，該半反射層36是具有復數個第一開口44，該彩色濾光片38是具有復數個色彩開口380，以相對于該半反射層36的復數個第一開口44，并成交錯配置，且該半反射層36是為一多層膜介電質反射層(Multilayer dielectric reflector)或金屬薄膜反射層(Thin filmmetal reflector)的全反射區塊。
權利要求
1.一種雙顯示模式的液晶顯示器，提供反射模式及穿透模式的顯示，其特征在于該液晶顯示器包括二上下透明基板，其是以平行間隔的關系配置，在該二透明基板之間設有一液晶層；一半反射層，是設置在該液晶層與該下透明基板之間；一彩色濾光片，設置在該半反射層與該下透明基板之間；二上下偏光板，是分別位于該上、下透明基板的外表面上；以及一背光模組，設置在該彩色濾光片的背光位置。
2.根據權利要求1所述的雙顯示模式的液晶顯示器，其特征在于該液晶層更依序包括一第一透明導電層、一液晶分子層及一第二透明導電層。
3.根據權利要求1所述的雙顯示模式的液晶顯示器，其特征在于該透明基板是為玻璃材質。
4.根據權利要求1所述的雙顯示模式的液晶顯示器，其特征在于更包括一用以驅動個別顯示色塊的主動驅動元件。
5.根據權利要求1所述的雙顯示模式的液晶顯示器，其特征在于該液晶層是采用超扭轉向列、扭轉向列或雙穩態向列結構。
6.根據權利要求1所述的雙顯示模式的液晶顯示器，其特征在于該半反射層的反射率是介于15％至95％之間。
7.根據權利要求1所述的雙顯示模式的液晶顯示器，其特征在于在該半反射層更開設有復數第一開窗。
8.根據權利要求7所述的雙顯示模式的液晶顯示器，其特征在于在該彩色濾光片下方更設有一半反射層，且該半反射層開設有與該等第一開窗相對應的第二開窗。
9.根據權利要求1所述的雙顯示模式的液晶顯示器，其特征在于該反射模式是提供灰階顯示，該穿透模式是提供彩色顯示。
10.根據權利要求1所述的雙顯示模式的液晶顯示器，其特征在于更包括二位相差補償片，分別設置于二上、下偏光板與該二透明基板之間。
11.根據權利要求2所述的雙顯示模式的液晶顯示器，其特征在于更進一步包含一第一配向層以及一第二配向層，該第一配向層是位于該第一透明導電層與該液晶分子層中間，該第二配向層是位于該第二透明導電層與該液晶分子層中間。
12.根據權利要求2所述的雙顯示模式的液晶顯示器，其特征在于更進一步包含一覆蓋層，其是位于該第二透明導電層與該彩色濾光片中間。
13.根據權利要求11所述的雙顯示模式的液晶顯示器，其特征在于該半反射層是位于該第二配向層與該第二透明導電層之間。
14.根據權利要求12所述的雙顯示模式的液晶顯示器，其特征在于該半反射層是位于該覆蓋層與該第二透明導電層之間。
15.根據權利要求7所述的雙顯示模式的液晶顯示器，其特征在于該具有復數第一開窗的半反射層是位于該第二透明導電層與該第二配向層之間。
16.根據權利要求7所述的雙顯示模式的液晶顯示器，其特征在于該具有復數第一開窗的半反射層是位于該第二透明導電層與該覆蓋層之間。
17.根據權利要求7所述的雙顯示模式的液晶顯示器，其特征在于該半反射層是為一多層膜介電質反射層或金屬薄膜反射層。
18.根據權利要求7所述的雙顯示模式的液晶顯示器，其特征在于該具有復數第一開窗的半反射層是位于該彩色濾光片與該下透明基板之間。
19.根據權利要求18所述的雙顯示模式的液晶顯示器，其特征在于該半反射層是為一多層膜介電質反射層或金屬薄膜反射層。
20.根據權利要求18所述的雙顯示模式的液晶顯示器，其特征在于該彩色濾光片是具有相對于該半反射層的復數第一開窗的復數個色塊開口成交錯配置。
21.一種雙顯示模式的液晶顯示器，提供反射模式及穿透模式的顯示，其特征在于該液晶顯示器包括二上下透明基板，其是以平行間隔的關系配置，在該二透明基板之間設有一液晶層；一半反射層，是設置在該液晶層與該下透明基板之間；一彩色濾光片，設置在該液晶層與該上透明基板之間；二上下偏光板，是分別位于該上、下透明基板的外表面上；以及一背光模組，設置在該彩色濾光片的背光位置。
22.根據權利要求21所述的雙顯示模式的液晶顯示器，其特征在于該半反射層是具有復數個第一開口。
23.根據權利要求21所述的雙顯示模式的液晶顯示器，其特征在于該彩色濾光片是具有復數個色彩開口，以相對于該半反射層的復數個第一開口，并成交錯配置。
24.根據權利要求21所述的雙顯示模式的液晶顯示器，其特征在于該透明基板是為玻璃材質。
25.根據權利要求21所述的雙顯示模式的液晶顯示器，其特征在于該液晶層是采用超扭轉向列、扭轉向列或雙穩態向列結構。
26.根據權利要求21所述的雙顯示模式的液晶顯示器，其特征在于該半反射層的反射率是介于15％至95％之間。
27.根據權利要求21所述的雙顯示模式的液晶顯示器，其特征在于該反射模式是提供灰階顯示，該穿透模式是提供彩色顯示。
全文摘要
本發明提供一種雙顯示模式的液晶顯示器，包括二平行配置的上下透明基板，在二透明基板之間依序設有一液晶層、一半反射層及一彩色濾光片，另有二上下偏光板分別設置在上、下透明基板的外表面上；借由將半反射層設置在彩色濾光片上方，以使反射模式下的光線不會經過彩色濾光片，以提高反射率。故本發明不僅可提供高亮度灰階顯示的反射模式，同時可兼顧高彩度顯示的穿透模式，并具有節省電源及使用便利的功效。
文檔編號G02F1/1335GK1696781SQ20041003800
公開日2005年11月16日 申請日期2004年5月12日 優先權日2004年5月12日
發明者張平, 劉政良, 趙浚佑 申請人:凌巨科技股份有限公司