专利名称：平面显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种平面显示器，特别是涉及一种可以双面显示影像的平面显示器。
背景技术：
手机产品在近年来的成长非常地迅速，配备在其上作为显示装置的平面显示器因此更显得重要。为符合人类的使用习惯，以及产品求新求变的特性，具有双面显示影像功能的手机已成为一种趋势。此外，笔记型计算机经过改良，配备有双显示屏，可以内外显示影像的产品，也可能逐渐受到欢迎。其它信息产品，例如平板计算机、大型显示屏和其它各式各样的手持装置或数字产品，都是未来可以双面显示影像的平面显示器可能应用的领域。
然而，目前具有双面显示影像功能的显示装置只是将两片平面显示器背对背粘合在一起，不但具有耗材的缺点，而且也因为使用两片平面显示器，造成必须提供至少两倍以上的电力供给显示装置，产生耗电的缺点。这种耗电的缺点在手机的应用上导致耗电量大增，造成常常需要更换手机的电池，不但形成能源的浪费，而且造成使用者的不便。再者，这种利用背对背粘合在一起的显示装置，其厚度及重量皆无法达到轻薄的要求，对于携带式电子装置而言，特别感到不便。
发明内容
为了改善上述显示装置的那些缺点，本发明提出一种新的显示装置，其仅利用一片平面显示器，便可在两面显示影像，因此，在厚度及重量上，本发明的平面显示器较现有使用两片粘合的平面显示器更符合轻薄的要求，而且制造成本更低。再者，本发明提出将导光板制作在滤光板的玻璃板上，可以进一步使平面显示器的制造成本降低，并且减少其厚度。
根据本发明，一种平面显示器包括一层液晶分子夹置在二基板之间，包含许多开关装置的驱动阵列制作在其中一基板上，藉该驱动阵列操控该层液晶分子的扭转状态，并且配合一光源模块提供的光源，使得该平面显示器可以在两面同时或非同时显示影像。该光源模块具有二导光板，其中之一导光板配置在与该驱动阵列相同的基板上，另一导光板制作在配置有一滤光板的另一基板上。
对于本领域技术人员而言，从以下所作的详细叙述配合伴随的图式，本发明将能够更清楚地被了解，其上述及其它目的及优点将会变得更明显，其中
图1A和1B为描述本发明的平面显示器在双面显示影像的原理的示意图；图2A和2B为本发明应用在穿透反射式液晶显示器上的实施例；图3A为本发明应用在穿透反射式液晶显示器时，在显示器面板中的驱动阵列的光学构造示意图；图3B为本发明应用在穿透反射式液晶显示器时，在显示器面板中的部份反射膜的光学构造示意图；图3C为本发明应用在穿透反射式液晶显示器时，在显示器面板中的驱动阵列的光学构造示意图；图4A到4C为本发明的导光板的实施例；图5A和5B为本发明的光源模块切换装置的实施例；图6A和6B为本发明的平面显示器应用在手机上的示意图；图7为本发明的平面显示器的一个光学配置的示意图；以及图8为本发明的平面显示器的另一个光学配置的示意图。
简单符号说明10平面显示器12光源14光源16基板1602 导光板1604 滤光板18基板
1804 导光板20液晶层30平面显示器32光源34基板3402 导光板3404 滤光板36基板3602 驱动阵列3604 导光板38液晶层40灯罩100 液晶显示器102 偏光膜104 补偿膜106 滤光板108 液晶分子110 基板111 驱动阵列1102 反射区1104 穿透区1708 反射区17082 粗糙层17084 反射层1710 穿透区110A 光线110B 光线112 补偿膜114 偏光膜130 液晶显示器132 偏光膜
134滤光板136液晶分子138基板139驱动阵列1382 穿透区140部分反射膜142偏光膜150A 光线150B 光线170A 光线170B 光线171驱动阵列200斜角度的导光板202棱镜片230平面式的导光板260锯齿状的导光板262锯齿状散射板300光源模块切换装置302开关304支架306灯罩308光源330光源模块切换装置332开关334反射板336反射板338光源400导光板402导光板404光源406灯罩
408平面显示器的第一面410平面显示器的第二面500平面显示器502基板5022 导光板5024 滤光板504液晶层506基板5062 驱动阵列5064 导光板508光源512偏光、补偿及配向层514偏光、补偿及配向层516灯罩600平面显示器602基板6022 导光板6024 滤光板604液晶层606基板6062 驱动阵列6064 导光板608光源610部分反射膜612偏光、补偿及配向层614配向层616偏光、补偿层具体实施方式
图1用来描述本发明的平面显示器在双面显示影像的原理。图1A为本发明应用在穿透式平面显示器10的示意图，其包括光源12及14、基板16及18以及一层液晶分子20夹置在基板16及18之间。基板16上设有导光板1602及滤光板1604，基板18上则形成有驱动阵列1802及导光板1804，光源12及14分别藉基板16及18上的导光板1602、1804形成两个面光源向液晶层20的方向照射，光源12提供的光线经基板16上的导光板1602进入液晶层20，而能在平面显示器10的下方显示影像，光源14提供的光线经基板18上的导光板进入液晶层20，而能在平面显示器10的上方显示影像。在不同的实施例中，本发明的平面显示器也可以仅使用单一光源提供二基板上的导光板所需的光线，例如图1B，穿透反射式平面显示器30仅使用一光源32，同样地，二基板34及36之间夹置一层液晶分子38，在基板34上具有导光板3402及滤光板3404，在基板36上则具有驱动阵列3602及导光板3604，驱动阵列3602上具有穿透区(未显示)及反射区(未显示)，光源32提供的光线藉基板34上的导光板3402形成一面光源，而能进入液晶层38，其中部份光线34A被基板36上的驱动阵列3602上的反射区反射，因而在平面显示器30的上方显示影像，另外，部份光线34B穿过基板36上的驱动阵列3602上的穿透区，而在平面显示器30的下方显示影像。在基板36上的导光板3604设置在驱动阵列3602下方，光源32提供的光线进入基板36上的导光板3604后，亦形成一面光源，其中部份光线36A穿透其上方的驱动阵列3602上的穿透区，而在平面显示器30的上方显示影像。在使用单一光源的情况下，在光源32外侧增加一灯罩40，藉以反射光源32的光线至二基板34及36上的导光板3402、3604。在不同的实施例中，灯罩40为可切换的装置，使其受切换而朝向基板34或基板36。在不同的实施例中，在基板36上的驱动阵列3602具有部分穿透部分反射区，使来自上、下两方的光线部分穿透部分反射，而能够在平面显示器30的两面显示影像。在其它的实施例中，亦可在基板36的下方配置一部分反射膜或部分反射层。
平面显示器10及30可以使用在扭转式(TN)LCD、超扭转式(STN)LCD、薄膜晶体管(TFT)LCD、薄膜二极管(TFD)LCD、低温多晶硅(LTPS)薄膜晶体管LCD、电泳法LCD及其它各种模式的LCD，包括反射超扭转式(RSTN)、反射扭转式(RTN)、反射电控双折射式(RECB)、混合扭转式(MTN)及垂直排列式(VA)。
图2为本发明应用在穿透反射式液晶显示器上的实施例。参照图2A，液晶显示器100包括偏光膜102、补偿膜104、滤光板106、一层液晶分子108、具有驱动阵列111的基板110、补偿膜112及偏光膜114。基板110上的驱动阵列111包含许多开关装置(未显示)，每一开关装置操控其对应像素中的液晶分子108的扭转状态。在一像素下，该驱动阵列111具有反射区1102及穿透区1104，光线经反射区1102反射到偏光膜102外，且经穿透区1104到偏光膜114。前述的导光板可以配置在偏光膜102、114外侧。参照图2B，液晶显示器130包括偏光膜132、滤光板134、一层液晶分子136、具有驱动阵列139的基板138、部分反射膜140及偏光膜142。基板138上的驱动阵列139只具有穿透区1382，光线经穿透区1382到部分反射膜140，在此部分光线被反射到偏光膜132外，部分光线穿透到偏光膜142外。前述的导光板可以配置在偏光膜132、142外侧。
图3A为本发明应用在穿透反射式液晶显示器时，在显示器面板中的驱动阵列的光学构造示意图。图3B为本发明应用在穿透反射式液晶显示器时，在显示器面板中的部份反射膜的光学构造示意图。图3C为本发明应用在穿透反射式液晶显示器时，在显示器面板中的驱动阵列的光学构造示意图。参照图3A，图3A为图2A的液晶显示器100中，基板110上的驱动阵列111的光学构造的示意图。在一像素下，基板110上的驱动阵列111具有反射区1102及穿透区1104，俾使光线110A被反射区1102反射，光线110B穿过穿透区1104。参照图3B，图3B为图2B的液晶显示器130中，基板138外侧的部份反射膜140的光学构造的示意图。基板(未显示)外侧的部份反射膜140具有部份反射部份穿透的功用，例如在一基材上沉积一金属薄膜以完成部份反射膜140的制作，因此，到达部份反射膜140的光线150A及150B部份被反射及部份穿过，光线150A及150B被反射及穿过的比例可藉由控制该金属薄膜的厚度达成。参照图3C，在一像素下，基板(未显示)上的驱动阵列171具有散乱式的反射区1708及穿透区1710，反射区1708的散乱效果可以使用例如超微凹凸表面或镜面反射等达成，致使光线170A被反射区1708反射时造成散乱式反射，而光线170B则穿过穿透区1710。若反射区1708使用超微凹凸表面，其包括一粗糙层17082及一反射层17084，粗糙层17082使用的材料例如氮化硅、氧化硅或氮氧化硅，并在其表面上形成超微凹凸表面，反射层17084由具有高反射率的材料构成，例如高反射性的金属或多层膜，典型地，包括铝、银或其合金。粗糙层17082及反射层17084均可供反射光线170A。
本发明的滤光板可以使用双重滤光板(dual color filter)，其利用光线反射次数设计对应反射区及穿透区的滤光板，亦可依照厚度、色度及材料不同，以达到具有不同色彩表现的滤光板，或者以混色方式完成。这些是现有技术。
图4为本发明的导光板结构的示意图，图4A为一斜角度的导光板200，图4B为一平面锯齿式的导光板230，图4C为另一种平面锯齿式的导光板260。斜角度的导光板200包括一棱镜片202，以将光源所提供的光线导入导光板200。导光板230及260的表面具有一锯齿状散射面，其各锯齿之间的间距并非等长度，可依实际设计而不同。
图5为本发明的光源模块切换装置的示意图，如图5A的光源模块切换装置300包括开关302、支架304及灯罩306，灯罩306当作反射板使用，用来反射光源308的光线。本发明的平面显示器在使用单一光源配合两片导光板时，开关302可切换灯罩306方向使光源308提供不同导光板所需的光线。图5B的光源模块切换装置330包括开关332及反射板334及336，反射板334及336用来反射光源338的光线，同样地，在使用单一光源配合两片导光板时，开关332可切换反射板334、336方向使光源338提供不同导光板所需的光线。
图6为本发明的平面显示器应用在手机上的示意图。如图6A所示，平面显示器包括导光板400及402、一光源404及一灯罩406，灯罩406为光源模块切换装置的一部分，藉一开关切换灯罩406的方向。当手机打开时，开关切换灯罩406朝向导光板402，使光源404提供光线到导光板402，因而在平面显示器的内侧面408显示影像。反之，如图6B所示，当手机合上时，开关切换灯罩406朝向另一导光板400，使光源404提供光线到导光板400，因而在平面显示器的外侧面410显示影像。在不同的实施例中，在一手机中的光源设施包括二光源，当手机打开时，促动一开关而点亮其中一光源，配合一导光板使平面显示器在其内侧面显示影像；反之，当手机合上时，促动该开关而点亮另一光源，配合另一导光板使平面显示器在其外侧面显示影像。类似地，本发明的平面显示器可以应用在笔记型计算机、平板计算机、大型显示屏及其它各种数字产品上，只要具备一数字模块连接本发明的平面显示器，以驱动其显示影像。
图7为本发明的平面显示器的一个光学配置的示意图，平面显示器500包括基板502、液晶层504、基板506及光源508，基板502在液晶层504上方，其上具有导光板5022及滤光板5024，另一基板506在液晶层504下方，其上具有驱动阵列5062及导光板5064，光源508提供二导光板5022及5064所需的光线。平面显示器500为穿透式结构，导光板5022及5064分别制作在滤光板5024及驱动阵列5062的玻璃板上，驱动阵列5062控制液晶层504内液晶分子的扭转状态。平面显示器500还包括偏光、补偿及配向层512及514，分别在基板502及液晶层504之间与液晶层504及基板506之间，其中配向层为配向膜混合吸收分子制成，例如optiva公司所的产品，使液晶层504的液晶分子排列其方向。灯罩516围绕光源508并反射光线，灯罩516为光源模块切换装置的一部分，藉由光源模块切换装置的开关以转动灯罩516，俾提高光源508的利用率。
图8为本发明的平面显示器的另一个光学配置的示意图。平面显示器600包括基板602、液晶层604、具有驱动阵列6062的基板606、光源608及部分反射膜610，基板602在液晶层604上方，其上具有导光板6022及滤光板6024，基板606在液晶层604下方，光源608提供导光板6022所需的光线，导光板6022制作在滤光板6024的玻璃板上，在基板606上的驱动阵列6062具有穿透区，并加入部分反射膜610在液晶层604及驱动阵列6062之间，使来自导光板6022的光线有一部分被部分反射膜610反射，而在平面显示器600的上方显示影像，有一部分穿透部分反射膜610，而在平面显示器600的下方显示影像。平面显示器600还包括偏光、补偿及配向层612，在基板602及液晶层604之间，配向层614在液晶层604及部分反射膜610之间，偏光、补偿及配向层612中的配向层及配向层614为配向膜混合吸收分子制成，例如optiva公司的产品，使液晶层604的液晶分子排列其方向。平面显示器600可以只使用单一的导光板6022或使用两导光板6022及6064，在使用两导光板时，将两导光板6022及6064分别制作在滤光板6024及驱动阵列6062的玻璃板上，此时，可配合单一光源或两光源提供两导光板6022及6064所需的光源。在使用单一光源时，可在其周围加入前述的光源模块切换装置，以增加光源利用率。
以上对于本发明的优选实施例所作的叙述为阐明的目的，而无意限定本发明精确地为所揭露的形式，基于以上的教导或从本发明的实施例学习而作修改或变化是可能的，实施例为解说本发明的原理以及让本领域技术人员以各种实施例利用本发明在实际应用上而选择及叙述，本发明的技术思想企图由以下的权利要求及其均等来决定。
权利要求
1.一种平面显示器，包括一层液晶分子，在第一及第二基板之间；一驱动阵列，在该第二基板上，以操控该层液晶分子的扭转状态；以及一光源模块，具有一光源及一导光板在该第一基板上，以提供光线配合该层液晶分子的扭转状态在该平面显示器的第一面显示第一影像，第二面显示第二影像。
2.如权利要求1的平面显示器，其中该导光板包括一斜角度的导光板。
3.如权利要求1的平面显示器，其中该导光板包括具有锯齿状的导光板。
4.如权利要求1的平面显示器，其中该驱动阵列具有一穿透区，该光源组合还包括第二导光板，该第一导光板的光线穿透该穿透区而显示该第二影像，该第二导光板的光线穿透该穿透区而显示该第一影像。
5.如权利要求4的平面显示器，还包括一光源模块切换装置，以切换该光源的照射方向。
6.如权利要求4的平面显示器，其中该第一基板还包括一滤光板，该第二导光板形成在该第二基板上。
7.如权利要求6的平面显示器，其中该滤光板包括双重滤光板。
8.如权利要求4的平面显示器，还包括一第二光源，以提供光线给该第二导光板。
9.如权利要求4的平面显示器，还包括一第一偏光、补偿及配向层，配置在该层液晶分子及该第一基板之间；以及一第二偏光、补偿及配向层，配置在该层液晶分子及该第二基板之间。
10.如权利要求4的平面显示器，其中该第二导光板包括一斜角度的导光板。
11.如权利要求4的平面显示器，其中该第二导光板包括具有锯齿状的导光板。
12.如权利要求1的平面显示器，还包括一部分反射膜在该层液晶分子及该驱动阵列之间，该导光板的光线穿透该部分反射膜而显示该第二影像，或被该部分反射膜反射而显示该第一影像。
13.如权利要求12的平面显示器，还包括一光源模块切换装置，以切换该光源的照射方向。
14.如权利要求12的平面显示器，其中该第一基板还包括一滤光板。
15.如权利要求14的平面显示器，其中该滤光板包括双重滤光板。
16.如权利要求12的平面显示器，还包括一第二导光板。
17.如权利要求16的平面显示器，还包括一第二光源，以提供光线给该第二导光板。
18.如权利要求12的平面显示器，还包括一偏光、补偿及配向层，夹置在该层液晶分子及该第一基板之间。
19.如权利要求12的平面显示器，还包括一配向层，夹置在该层液晶分子及该部分反射模之间。
20.如权利要求12的平面显示器，还包括一偏光及补偿层在该第二基板上。
21.如权利要求1的平面显示器，其中该驱动阵列具有一穿透区及一反射区，该导光板的光线穿透该穿透区而显示该第二影像，或被该反射区反射而显示该第一影像。
22.如权利要求21的平面显示器，还包括一光源模块切换装置，以切换该光源的照射方向。
23.如权利要求21的平面显示器，其中该第一基板还包括一滤光板。
24.如权利要求23的平面显示器，其中该滤光板包括双重滤光板。
25.如权利要求21的平面显示器，还包括一第二导光板。
26.如权利要求25的平面显示器，还包括一第二光源，以提供光线给该第二导光板。
27.如权利要求21的平面显示器，还包括一第一偏光、补偿及配向层，夹置在该层液晶分子及该第一基板之间；以及一第二偏光、补偿及配向层，夹置在该层液晶分子及该第二基板之间。
28.一种平面显示器，包括一层液晶分子，设置于一第一以及一第二基板之间；一驱动阵列，设置于该第二基板上，以操控该层液晶分子的扭转状态；以及一光源模块，具有一第一光源，一第一导光板在该第一基板上，以及一第二导光板在该第二基板上；其中，该光源模块用以提供光线配合该层液晶分子的扭转状态在该平面显示器的一第一面显示一第一影像，一第二面显示一第二影像。
29.如权利要求28的平面显示器，其中该平面显示器还包括一光源模块切换装置，用来切换该第一光源的照射方向以提供该第一导光板以及该第二导光板所需的光线。
30.如权利要求29的平面显示器，其中该光源模块切换装置包括一开关以及至少一反射板。
31.如权利要求30的平面显示器，其中该开关连接至一盖体，当该盖体闭合时，该开关切换该反射板转到一第一方向，以配合该第二导光板使该平面显示器在该第一面显示该第一影像，以及当该盖体打开时，该开关切换该反射板转到一第二方向，以配合该第一导光板使该平面显示器在该第二面显示该第二影像。
32.如权利要求31的平面显示器，其中该第一面以及该第一导光板位于该平面显示器的同一侧，该第二面以及该第二导光板位于该平面显示器的同一侧。
33.如权利要求31的平面显示器，其中该平面显示器设置于该盖体上。
34.如权利要求31的平面显示器，其中该平面显示器连接至一模块，且该模块包括一手机模块或是一计算机模块。
35.如权利要求31的平面显示器，其中该平面显示器连接至一数字模块，且该数字模块用以驱动该平面显示器显示影像。
36.如权利要求28的平面显示器，其中该平面显示器还包括一第二光源以及一开关。
37.如权利要求36的平面显示器，其中该第一光源用以提供该第一导光板所需的光线，该第二光源用以提供该第二导光板所需的光线。
38.如权利要求37的平面显示器，其中该开关连接至一盖体，当该盖体闭合时，该开关切换该第一光源被点亮以提供光线到该第一导光板，使该平面显示器在该在该第二面显示该第二影像，当该盖体打开时，该开关切换该第二光源被点亮以提供光线到该第二导光板，使该平面显示器在该第一面显示该第一影像。
39.如权利要求38的平面显示器，其中该第一面以及该第一导光板位于该平面显示器的同一侧，该第二面以及该第二导光板位于该平面显示器的同一侧。
40.如权利要求38的平面显示器，其中该平面显示器设置于该盖体上。
41.如权利要求38的平面显示器，其中该平面显示器连接至一模块，且该模块包括一手机模块或一计算机模块。
42.如权利要求38的平面显示器，其中该平面显示器连接至一数字模块，且该数字模块用以驱动该平面显示器显示影像。
43.如权利要求28的平面显示器，其中该驱动阵列具有一穿透区，该第一导光板的光线穿透该穿透区而显示该第二影像，该第二导光板的光线穿透该穿透区而显示该第一影像。
44.如权利要求43的平面显示器，其中该第二基板相同于该第二导光板的一侧另设置有一部份反射膜，穿透该穿透区的该第一导光板的光线被该部份反射膜反射而显示该第一影像，穿透该穿透区的该第一导光板的光线穿透该部份反射膜而显示该第二影像，该第二导光板的光线穿透该部份反射膜而显示该第一影像。
45.如权利要求43的平面显示器，其中该驱动阵列以及该液晶分子层之间另设置有一部份反射膜，该第一导光板的光线穿透该部份反射膜而显示该第二影像，该第一导光板的光线被该部份反射膜反射而显示该第一影像。
46.如权利要求28的平面显示器，其中该驱动阵列具有一反射区，该第一导光板的光线被该反射区反射而显示该第一影像。
47.如权利要求28的平面显示器，其中该驱动阵列具有一部份穿透部份反射区，该第一导光板的光线被该部份穿透部份反射区反射而显示该第一影像，该第一导光板的光线穿透该部份穿透部份反射区而显示该第二影像，该第二导光板的光线穿透该部份穿透部份反射区而显示该第一影像。
48.如权利要求28的平面显示器，其中该第一导光板以及该第二导光板包括一斜角度的导光板或一平面锯齿式的导光板。
全文摘要
一种可以双面显示影像的平面显示器，包括一层液晶分子夹置在二基板之间，该二基板其中之一形成有包含许多开关装置的驱动阵列，藉以操控该层液晶分子的扭转状态，配合一光源模块提供的光源，而在该平面显示器的两面同时或非同时显示影像。该光源模块具有二导光板，其中之一导光板与该驱动阵列在同一基板上，另一基板上并配置有一滤光板，另一导光板在该滤光板的基板上。
文档编号G02F1/13GK1710473SQ20041004953
公开日2005年12月21日 申请日期2004年6月16日 优先权日2004年6月16日
发明者刘鸿达 申请人:鸿扬光电股份有限公司