专利名称：显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种显示单元，以及包括这样的显示单元的便携式电子设备。
背景技术：
目前，带显示的便携式电子元件领域具有趋向于彩色显示的趋势。这种趋势也非常多地存在于移动通讯领域，在移动通讯领域中越来越多的用户要求便携式通讯设备具有这样的显示器。这样的显示器典型的是由照明系统照明的透明型显示器，通常由背光系统照明。显示器的例子是不同类型的LCD(液晶显示器)。
显示器应该以好的对比度照亮。然而，照明系统(典型的是背光系统)的能量消耗高，因此限制了便携式电子设备中的显示器能被开启(其中术语“开启”意思是照明)的时间。典型的LCD自身在所谓的“待命模式”消耗大约0.5mA而背光开启大约消耗80mA。当然，这需要消耗电池能量，因此减少了便携式电子设备的工作时间。
因此，先前技术努力去减小这种缺陷。一种方法是提供具有用于反射操作的后反射器的彩色滤光器。外界光通过彩色滤光器被反射回来，再次通过彩色滤光器。然而，这种方式意味着反射光(外界光)必须得通过彩色滤光器。而且，反射器也减小了彩色滤光器传输典型地来自背光系统的光的区域。由于彩色滤光器通常能吸收超过70％的光，因此这通常不是想要的解决方式。也有一些仅仅透射的显示器，其中光仅从背光系统透射。这样的方式例如在膝上型电脑(lap-tops)中得到。然而，这些方式提供的室外性能差，因此在强太阳光下将比较难，或者甚至于不可能在显示器上看到任何信息。因此，这种方式通常在室外性能也不是很好。
在美国专利US-A1-2001/0045560(Bijsma等人)中披露了在具有彩色滤光器的显示器中部分覆盖电极的反射部分，因此调节了色点。
然而，这里仍然存在着先有技术必须克服或至少减小的缺陷。
发明内容
根据本发明的一个方面，本发明寻求去解决提供显示单元的问题，特别是不用消耗大量能量的彩色显示单元，以及使透射显示器的最佳性能与在无照明下被阅读的能力相结合的彩色显示单元。
根据本发明的一个优选实施例，这些问题由一个用于便携式电子设备的显示单元解决，包括一个基本透明的显示层，具有前侧以及后侧，所述前侧用于显示信息；一个照明系统，用于从后侧照明透明显示层，所述照明系统适合于被开启或关闭；其中当照明系统被开启时，显示单元适合工作在透射模式，当发明系统被关闭时，显示单元适合工作在反射或半透射反射(transflective)模式。
优选地，后侧上的显示层配备有具有面对显示层的前侧的彩色滤光层，所述前侧设置有至少一个反射器。
其中，术语“前侧”是指直接面对用户的任意侧，即使在处理后。
优选地，反射器覆盖的面积小于彩色滤光层的后侧总面积的50％。
优选地，反射器覆盖的面积小于滤光层的前侧总面积的25％。
优选地，反射器设置在滤光层的前侧的中心。
优选地，反射器邻近滤光层的前侧的边缘设置。
优选地，反射器具有矩形形状。
优选地，反射器具有圆形形状。
优选地，反射器由微粒构成。
根据本发明另一个优选实施例，提供了一便携式电子设备，包括一显示单元，包括一个基本透明的显示层，具有前侧以及后侧，所述前侧用于显示信息；一个照明系统，用于从后侧照明透明显示层，所述照明系统适合于被开启或关闭；其中当照明系统被开启时，显示单元适合工作在透射模式，当发明系统被关闭时，显示单元适合工作在反射模式。
本发明的目的，是提供优良的透射(透过)模式，在室外应用中有更好的清晰度，以及在有照明时仍然保持较好的清晰度，通常是背光被开启来照明，表现出很大的透射特性。
下面，参照下文描述的具体实施例，本发明的这些和其它方面和优点将变得明显并进行阐明。
图1是根据本发明的一个实施例的显示单元(红、绿、蓝像素)的局部平面示图。
图2a是根据本发明的另一个实施例的显示单元的截面示图，说明了当照明系统关闭时的状态。
图2b说明了与图2a所示的相同的显示单元，其中图2b示出了当照明系统开启时，即显示单元工作在透射模式时的状态。
图3说明了包括根据本发明的优选实施例的多个显示单元的显示面板的局部。
图4是包括显示面板的手机形式的便携式电子设备。
具体实施例方式
现在参照图1，是根据本发明第一实施例的显示单元1(此中一个子像素)的局部平面示图。为简洁起见，所示显示单元1未示出基本透明的显示层，该基本透明的显示层的特例可以是常规的液晶显示器(LCD)的液晶(LC)层。当然也可以使用其它类型的能够用于显示信息的基本透明层，而没有脱离本发明。由于LCD的工作是现有技术公知的，因此其工作原理将不再详细说明。
显示单元1进一步包括设置在其上的反射器2，在这个实施例中为设置在彩色滤光层4的前侧4a的上部的矩形形状。其中，术语“彩色滤光层”是指具有适当厚度并由常规类型的彩色滤光器构成的层。由于这样的滤光器在现有技术中是公知的，因此这个层的构成将不再进行详细的描述。
优选地，反射器2覆盖滤光层4的前侧4a的总面积的小于50％的面积，特别是小于25％。这个面积的选择取决于想要的性能。大的面积意味着对外界光有较大的反射面积，但是，由于用于透射来自照明系统的光的面积减小，也减小了显示单元1的透射(透过)性能。因此，必须对这些需求之间的平衡进行计算。选择反射器的面积对于本领域技术人员是容易的，例如通过实验，因而在此将不再详细描述。
其中，为了简洁仅仅示出了三个子像素中的一个，通常，彩色显示像素包括三个子像素，每种颜色(红、绿、蓝)一个。由于这是彩色显示像素的常规技术，将不再作进一步的描述。已知每个像素(子像素)可以工作在反射模式和透射模式。其中，术语“反射模式”意思是使用来自外界光的反射光的工作模式，术语“透射模式”意思是使用来自照明系统的透射光的工作模式，照明系统通常是背光系统。术语“透射”不仅涉及纯粹的透射工作模式，也涉及几乎纯粹的透射工作模式。在描述根据本发明不同实施例的显示单元的工作过程时，这两种工作模式将在下文进一步说明。
此外，由于随后将参照的附图2a-b进行更多的详细说明，出于简洁起见，在这个图中，光照仅仅示意性地示出。现在，再回到图1，其示出了外界光lighambient是怎样被反射器2反射的(由两个箭头示出，一个箭头是入射到反射器2，另一个是从反射器2射出)。反射器2能由任何适合的反射材料，如金属构成，例如铝、银、覆盖了聚合物材料的金属等等。反射器也能由彩色滤光层4通过常规的掩膜等技术形成。它自身的材料对于本发明不是特别重要，而仅仅是作为反射器。透射光lightemitted由彩色滤光层4的前侧4a射出的一个箭头表示。
通过这种方式，当照明系统开启时显示单元适合工作在透射模式，当照明系统关闭时显示单元适合工作在反射模式。在透射模式中，显示单元具有明确的饱和色和高亮度。在室外使用中，它们保持，在中等强度外界光条件下仍然可视，然而，当外界光变得非常强烈，典型的如室外太阳光的状态，显示器将渐渐呈现出灰度(grey-scale)显示，但是，仍然是可读的。当照明系统关闭时，显示器工作在反射模式。在这个模式中，没有彩色信息，致使显示器呈现出灰度显示；然而，能够显示彩色显示器能显示的所有信息，只是没有彩色。
为了更好地理解本发明的下面的原理和/或减少实践，现在参照图2a，图2a是根据本发明显示单元的第二实施例的截面视图，在这个实施例中反射器设置在滤光层的前侧的中心。
在图2a中，示出了包括透明显示层5的显示单元1，在这种情况下LC层具有前侧5a和后侧5b。前侧5a面对着用户6。由于本发明是为了说明发明的工作原理，为了简洁起见，包括多个显示单元的完整的便携式电子设备没有在此图中示出。这样的电子设备将在下面示出，参考图4。
现在，又回到图2a，进一步提供了具有前侧4a的彩色滤光层4，前侧4a面对透明显示层5的后侧5b，其中前侧4a上设置反射器2且间隔4c，在这个特别实施例中利用所谓的“黑色阴影(black mask)”来提供。当然，其它类型的间隔也能应用，而没有脱离本发明。
图2a示出了照明系统关闭并且显示单元1工作在反射模式(由入射和出射箭头示出)时的状态。如图所示，对于用户6，将呈现由反射器2反射的反射光lightreflected。在这个实施例中，当从截面看时，用户6沿着垂直滤光层4的前侧4a的方向看，反射器2设置在彩色滤光层4的前侧4a的中心。这意味着前侧4a仅仅部分被反射器2覆盖。如上所述，反射器覆盖了多大的面积决定了反射/透射特性的改变。由于利用本发明的原理反射光并不是一定要通过滤光层，因此应着重注意反射器2的面积典型地比现有技术中使用在其后侧具有金属反射器的彩色滤光器的小，甚至也比现有技术的设置了通过滤光器的孔以提高反射的彩色滤光器的小。
图2b示出了工作在透射模式时的相同的显示单元1。如图所示，照明系统7现在开启，因此光(表示“lightbacklight”的箭头所示)通过彩色滤光层4到达用户6。在这种情况下，示出了所谓的“背光”系统，从后侧4b照亮显示层4，但是其它适当的照明系统也能被采用。
反射器2可以有矩形，圆形，或其它适当的形状，不限于仅仅一种反射器，或者特别的图案。它也可以设置成薄片、微粒或几乎任何适当的形状。
透明显示层5例如可以是具有铟锡氧化物电极、密封在玻璃外壳内的常规的LC型。然而，显示层的类型对于本发明不是要点，任何适当的类型都可应用。
像素寻址排布可以是任何适当的常规类型的，例如行或列寻址排布，从而将不再作更详细的描述。为了驱动LCD，所有驱动电路，典型地包括计时(timing)和控制子单元、列驱动和行驱动，并能根据公知的原理进行设计。
显示的彩色分辨率可以是任何适当的。当使用高输入分辨率或嵌入γ函数(gamma function)时，超值彩色分辨率(extra color resolution)能被利用。
现在将描述本发明进一步的实施例，出于简洁的原因将仅仅示出说明电极结构和彩色滤光器的排列的平面视图。
图3中包括根据本发明的优选实施例的显示单元1的显示器10的局部由平面视图示出。示出了四组显示单元1，每一组1a包括三个显示单元1(即三个不同的彩色滤光器4，各自用于红、绿和蓝三种颜色)。彩色滤光器可以组合成条状；然而，这并没有表示出来。每个彩色滤光器4在其中心设置一矩形反射器2。还提供间隔4a，这里为黑色阴影，将显示面板10划分成单个的显示单元1。显示单元1能增加到任意适当的数量，以组合成完整的显示器。然后将包括液晶(LC)层和照明系统(未示出)的显示器组装到例如移动电话的便携式电子设备上，如图4所示。电子设备并不一定要能如移动电话一样地通讯，任何需要有更好的显示的便携式电子设备都可以从本发明获益。
图4示出了便携式电子设备100，其中的手机的构成包括天线14和显示器10。
在128×160点，65千色显示(1/160负载(驱动条件))的实验中获得了比现有技术提高了的面亮度，反射率和其它特性。
本发明不限于纯粹的透射设备，也涵盖半透射反射设备。照明系统不限于仅仅是背光系统，也包括其它适用的系统。
从而已经描述了提供有两种工作模式的显示单元和包括该显示单元的便携式电子设备，其使透射显示的最佳性能与在无背光时可进行阅读的反射显示相结合。根据本发明的显示单元的目的，在照明系统没有开启，工作在反射模式时不需要使反射光通过彩色滤光器。本发明能够在任何类型的便携式电子设备中的无源(STNC)和有源(TFT)器件(技术)中实现，如在翻盖或直板移动电话中，但是也可以是汽车工业中，或任何其它需要低能耗的固定的应用中。
权利要求
1.用于便携式电子设备的显示单元，包括一个基本透明的显示层(5)，具有前侧(5a)和后侧(5b)，所述前侧(5a)用于显示信息；一个彩色滤光层(4)；一个反射器(2)；一个照明系统(7)，用于从后侧(5b)照明透明显示层(5)，所述照明系统(7)适合于被开启或关闭；其中当照明系统(7)开启时，显示单元(1)工作在透射模式，当发明系统(7)关闭时，显示单元(1)工作在反射或半透射反射模式，其中反射器(2)设置在彩色滤光层(4)面对用户的一侧(4a)上，以使反射光不必通过彩色滤光层(4)。
2.根据权利要求1所述的显示单元，其中在后侧(5b)上的显示层(5)配备有其前侧(4a)面对显示层(5)的彩色滤光层(4)，所述侧(4a)配备有至少一个反射器(2)。
3.根据权利要求2所述的显示单元，其中反射器(2)所覆盖的面积小于滤光层(4)的后侧(4b)的总面积的50％。
4.根据权利要求2所述的显示单元，其中反射器(2)所覆盖的面积小于滤光层(4)的前侧(4a)的总面积的25％。
5.根据权利要求3或4所述的显示单元，其中反射器(2)配置在滤光层(4)的前侧(4a)的中心。
6.根据权利要求3或4所述的显示单元，其中反射器(2)配置在邻近滤光层(4)的前侧(4a)的边缘处。
7.根据权利要求3-6中任一个所述的显示单元，其中反射器(2)具有矩形形状。
8.根据权利要求3-6中任一个所述的显示单元，其中反射器(2)具有圆形形状。
9.便携式电子设备，包括至少一个显示单元(1)，包括一个基本透明的显示层(5)，具有前侧(5a)和后侧(5b)，所述前侧(5a)用于显示信息；一个彩色滤光层(4)；一个反射器(2)；一个照明系统(7)，用于从后侧(5b)照明透明显示层(5)，所述照明系统(7)适合于被开启或关闭；其中当照明系统(7)开启时，显示单元(1)工作在透射模式，当发明系统(7)关闭时，显示单元(1)工作在反射或半透射反射模式，其中反射器(2)设置在彩色滤光层(4)面对用户的一侧(4a)上，以使反射光不必通过彩色滤光层(4)。
10.根据权利要求9所述的便携式电子设备，其中在后侧(5b)上的显示层(5)配备有具有面对显示层(5)的前侧(4a)的彩色滤光层(4)，所述前侧(4a)配备有至少一个反射器(2)。
全文摘要
公开了一种显示单元，包括该显示单元的便携式电子设备，其中显示单元提供了两种工作模式，其使透射显示的最佳性能与在无背光时可进行阅读的反射显示相结合。通过这种方式提供了具有饱和色和高亮度的明亮显示器，以及在强太阳光下仍然能够被阅读的显示器。
文档编号G02F1/13357GK1708721SQ200380102584
公开日2005年12月14日 申请日期2003年10月30日 优先权日2002年11月1日
发明者T·桑德利乌斯 申请人:索尼爱立信移动通讯股份有限公司