专利名称：双显示模式的液晶显示器的制作方法
技术领域：
本发明是有关一种液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)，特别是关于一种半反射式液晶显示模组，使其可兼具灰阶及彩色二显示模式的高亮度及高彩度要求。
背量技术习知半反射式彩色液晶显示器，在反射模式下是利用外界环境的光线反射而显示，而在穿透模式下配合背光模组提供背光，则为穿透显示。
习知半反射式液晶显示器的结构如图1所示，一液晶显示器10包括二上下玻璃板12、12’，其是以上下平行关系配置，在上玻璃板12与下玻璃板12’的相对表面间依序设置一液晶层14、一彩色滤光片16以及一半反射层18，并在上、下玻璃板12、12’的外表面各覆盖一上偏15光板20及下偏光板20’，在半反射层18的背光位置再设置一背光模组22，则当背光模组22开启而使背光光线穿透再由上偏光板20射出时，即为穿透显示，而当背光模组22关闭，利用入射光反射来显示，即为反射显示，此种显示方式即为半反射式液晶显示器的原理，目前已广泛应用于彩色手机的显示面板上。
但前述将半反射层18设置于彩色滤光片16下方的液晶显示器结构，手机于待机时是处于反射模式下，亦即背光模组22未激活，由于外界光线利用半反射层18来反射，光线需穿透过彩色滤光片16二次，而彩色滤光片16的透光率有限，因此造成反射光线的能量损失高，而使得反射率比一般黑白手机低很多，致使彩色手机于待机时，在一般环境下因为较暗，使得显示较果相当差；为提高彩色显示器的反射率，习知技术往往是将彩色滤光片16颜色选择度降低，但如此一来却牺牲其色饱和度，而无法兼顾高反射率及高彩度的要求。再者，于待机状态下，使用者通常仅需得知时间、电池容量等资料，因此显示器以黑白显示的反射模式作用即可，但因习知显示效果不佳，使用者通常必须激活穿透模式以触发背光源来增加亮度，不仅耗电而缩短电池使用时间，且不易直接用肉眼清楚阅览画面，而具有使用较不便利的困扰。
发明内容
本发明是针对上述习知技术的缺失，提出一种双显示模式的液晶显示器，以使显示器兼具高反射率及高彩度彩色的要求。
本发明的主要目的，是在提供一种双显示模式的液晶显示器，其是使彩色显示器的半反射层设置于彩色滤光片的上方，借以在反射模式下，反射光不会经过彩色滤光片，以便在不降低彩色滤光片的色饱和度的前提下，同时可达到黑白模式的高反射率及穿透模式的高彩度的双重效益，有效的克服习知二者无法兼顾的缺失。
本发明的另一目的，是在提供一种双显示模式的液晶显示器，其在处于待机状态时，是利用反射模式提供清晰且高亮度的灰阶显示，可于一般环境下清楚阅览显示画面，而不需激活背光源，进而具有低耗电及使用便利的功效。
本发明的再一目的，是在提供一种双显示模式的液晶显示器，借由在彩色滤光片的上下方各设置一半反射层，且在半反射层开设数开窗，以使光线集中由开窗穿透，以提升光线的总通过量且减少光线的能量损失，进而提高穿透模式的亮度。
根据本发明，一种双显示模式的液晶显示器是包括二上下透明基板，其是以平行间隔的关系配置，在该二透明基板之间设有一液晶层，且在液晶层与下透明基板之间依序设有一半反射层及一彩色滤光片，另在上、下透明基板的外表面分别设置二上下偏光板。
再者，该上透明基板的下方是配置一第一透明导电层，该第一透明导电层的下方一第一配向层，该第一配向层下方是为该液晶层，该液晶层的下方是配置一第二配向层，该第二配向层的下方是配置一第二透明导电层，该第二透明导电层的下方配置该彩色滤光片，该滤光片的下方是配置该下透明基板，而该半反射层是可配置于该第二透明导电层的上方或下方皆可。
又，当该半反射层配置于该第二透明导电层的上方时，该半反射层是具有复数个第一开口。
又，当该半反射层配置于该第二透明导电层的下方时，其是位于该彩色滤光片与该下透明基板之间，而该半反射层是具有复数个第一开口，且，该彩色滤光片是具有复数个色块开口，并与该复数个第一开口成交错配置。
图1为习知半反射式液晶显示器的结构示意图；图2为本发明的结构示意图；图3为本发明另一实施例的局部结构示意图；图4为本发明的另一实施例的半反射层配置的结构示意图；图4A为本发明的另一实施例的半反射层配置的结构示意图；图4B为本发明的另一实施例的半反射层配置的结构示意图；图4C为本发明的另一实施例的半反射层配置的结构示意图；图4D为本发明的一实施例的半反射层的结构示意图；
图4E为本发明的另一实施例的半反射层的结构示意图；图5为本发明另一实施例的结构示意图。
符号说明10～液晶显示器12～上玻璃板12’～下玻璃板14～液晶层16～彩色滤光片18～半反射层20～上偏光板20’～下偏光板22～背光模组30～液晶显示器31～第一透明导电层31’～第二透明导电层32～上透明基板32’～下透明基板33～第一配向层33’～第二配向层34～液晶层35～覆盖层36、36’～半反射层38～彩色滤光片380～色块开口300～第一位相差补偿片300’～第二位相差补偿片
320’～主动驱动元件40～上偏光板40’～下偏光板42～背光模组44～第一开窗44’～第二开窗具体实施方式
本发明是将具有反射模式及穿透模式显示的彩色液晶显示器的半反射层设置在彩色滤光片上方，借以在利用反射模式显示时，反射光不会经过彩色滤光片，以减少光量损失，提供清晰的灰阶显示画面。
如图2所示，是为本发明双显示模式的液晶显示器的结构示意图，一液晶显示器30包括二上下透明基板32、32’，其是以平行间隔的关系配置，此二透明基板32、32’通常是由玻璃材质所构成，在上、下透明基板32、32’的二相对表面间依序设置一液晶层34、一半反射层36及一彩色滤光片38，液晶层34是利用液晶分子受电场驱动而产生转向来使光线通过时显示影像，半反射层36的反射率是介于15％至95％之间，提供入射光反射及背光源穿透，彩色滤光片38基本上是由复数红绿蓝三原色的小区块排列组成，借由吸收不想要的波长来产生想要的颜色；另有二上下偏光板40、40’分别设置在上、下透明基板32、32’的外表面上，以使光线在穿过上下偏光板40、40’后会被偏极化；在彩色滤光片38的背光位置且位于下偏光板40’下方则设有一背光模组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补偿片的组合，其中，第一位相差补偿片300是位于该上透明基板32与该上偏光板40之间，第二位相差补偿片300’是位于该下透明基板32’与该下偏光板40’之间，此乃习知技艺的标准做法，故不赘述。
又，液晶层34常用是采用超扭转向列(Super Twisted Nematic，STN)结构、扭转向列(TN)或双稳态向列(BiNem)的液晶结构，其结构通常是包括有二平行配置的一第一透明导电层31与一第二透明导电层31’，其是各与上、下透明基板32、32’的内表面相对，透明导电层的导电物质常用者为氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)，在该第一、第二透明导电层31、31’的相对二表面上更分别设有一第一配向层33与一第二配向层33’，配向层通常为聚亚醯胺(Polyimide，PI)的涂层，且有一液晶分子层夹置于上述二配向层之间，以利用二透明导电层31、31’作为透明电极来驱动液晶分子产生排列方向变化。由于透明导电层与配向层为常见习知技术的细节，故不再赘述。
另，在上透明基板32下方或下透明基板32’上方更可设置一用以驱动个别显示色块的主动驱动元件320’，常用如薄膜晶体管(Thin-FilmTransistor，TFT)元件。
在了解本发明的结构后，接下来，接续详细说明双显示模式的液晶显示器30在反射模式及穿透模式下的作用。在反射模式下，外界光线入射经过上偏光板40而被偏极化后，偏极化的光线再穿过上透明基板32及液晶层34，经液晶分子扭转改变偏光状态后(偏光状态一般设计为圆偏振状态)，光线到达半反射层36时，部分光线被半反射层36反射回来，反射光光线同样地经过液晶层34、上透明基板32，最后经由上偏光板40偏光作用使部分的光线能穿透，其中借由透明电极产生的电压改变液晶分子的排列方向，而改变通过液晶层34的偏极化光线的偏光状态，不同的偏光状态造成光线强度不同，而达到控制明暗的显示功能。因此，液晶显示器30在反射模式下，是利用外界光线的反射来显示灰阶影像，由于不需激活背光模组42，因此具有节省电能及延长电池待机时间的优点；同时，由于本发明的半反射层36是设置在彩色滤光片38之上，因此在反射模式下，反射光不会经过彩色滤光片38而不会被其吸收，故可达到高反射率的功效。
另一方面，使用穿透模式时，首先由背光模组42发出的背光源光线照射经过下偏光板40’时是被偏极化，偏光状态一般设计为圆偏振状态，偏极化的光线再穿过下透明基板32’及彩色滤光片38，透过彩色滤光片38的红、蓝、绿三个象素的作用，偏极化光线经由彩色滤光片38色块的吸收而显示出各种不同颜色的象素，而后一部分光线再穿透经过半反射层36及液晶层34，穿透光受液晶分子配向的影响而产生不同偏振状态后，再穿过上透明基板32及上偏光板40，最后的穿透光线即组成肉眼看得到的各种彩色影像和图形。
因此，本发明在不需要降低彩色滤光片的色饱和度的前提下，同时可达到兼顾高反射率及高彩度的功效。在待机时利用反射模式提供清晰、高亮度的灰阶显示，可于一般环境下清楚阅览显示画面，而不需激活背光源，进而具有低耗电及使用便利的优点；在穿透模式下配合背光模组提供背光，则为具有高彩度的彩色显示，完全不需如习知技艺一般，迁就反射模式而折损色饱和度。
另外，请再参阅图3所示，是为本发明另一实施例的局部结构示意图，此液晶显示器10的结构与图2所示的结构相似，不同处是使用反射镜面开窗的方式实现反射层36，其是除了在彩色滤光片38上方设置一半反射层36之外，在彩色滤光片38下方更设有另一相似的半反射层36’，且半反射层36’的反射面是朝向背光模组42，二上下半反射层36、36’的反射面各开设有复数相对应的一第一、一第二开窗44、44’，以使背光模组42的光线可直接经由该第一开窗44与该第二开窗44’穿透，或在半反射层36’与背光模组42间经过不断反射(回收)后再经由开窗44穿透，借由减少光线经过彩色滤光片38的面积且使光线不穿过半反射层36、36’，不但能增加光线的总通过量，同时可降低光线穿过半反射层36、36’时的部分能量损失，进而达到提升穿透模式的亮度的效果。
再者，请参阅图4所示，其是为本发明的半反射层的另一较佳实施例，同时参阅图2，该上透明基板32的下方是配置一第一透明导电层31，该第一透明导电层31的下方一第一配向层33，该第一配向层33下方是为该液晶层34，该液晶层34的下方是配置一第二配向层33’，该第二配向层33’的下方是配置一第二透明导电层31’，该第二透明导电层31’的下方配置一覆盖层(over coat)35，该覆盖层35的下方是配置该彩色滤光片38，该彩色滤光片38的下方是配置该下透明基板32’，而该半反射层36是配置于该第二透明导电层31’与该覆盖层35之间，而本发明的另一实施例该半反射层36是可配置于该第二透明导电层31’与该第二配向层33’之间。
又，参阅图4A，其是为本发明的半反射层形状的另一较佳实施例，该半反射层36是配置于该第二透明导电层31’与该第二配向层33’之间，或该第二透明导电层31’与该覆盖层35之间(请参阅图4B)，该半反射层36是具有复数个第一开口44，且该半反射层36是为一多层膜介电质反射层(Multilayer dielectric reflector)或金属薄膜反射层(Thin film metal reflector)的全反射区块。且该半反射层36的俯视图可为图4D或图4E。又，参阅图4C，其是为本发明的半反射层的另一较佳实施例，该半反射层36是配置于该彩色滤光片38与该下透明基板32’之间，该半反射层36是具有复数个第一开口44，该彩色滤光片38是具有复数个色块开口380，且该复数个色块开口380是与该复数个第一开口44成交错配置，且该半反射层36是为一多层膜介电质反射层(Multilayer dielectric reflector)或金属薄膜反射层(Thin filmmetal reflector)的全反射区块。
最后，请参阅图5，其是为本发明的另一较佳实施例，本发明的一种双显示模式的液晶显示器，提供反射模式及穿透模式的显示，该液晶显示器包括二上下透明基板32、32’、一半反射层36、一彩色滤光片38、二上下偏光板40、40’以及一背光模组42。
其中，该二上下透明基板32、32’，其是以平行间隔的关系配置，在该二透明基板32、32’之间设有一液晶层34；该半反射层36，是设置在该液晶层36与该下透明基板32’之间；一彩色滤光片38，设置在该液晶层34与该上透明基板32之间；该二上下偏光板40、40’，是分别位于该上、下透明基板32、32’的外表面上；该背光模组42，设置在该彩色滤光片38的背光位置。
再者，该半反射层36是具有复数个第一开口44，该彩色滤光片38是具有复数个色彩开口380，以相对于该半反射层36的复数个第一开口44，并成交错配置，且该半反射层36是为一多层膜介电质反射层(Multilayer dielectric reflector)或金属薄膜反射层(Thin filmmetal reflector)的全反射区块。
权利要求
1.一种双显示模式的液晶显示器，提供反射模式及穿透模式的显示，其特征在于该液晶显示器包括二上下透明基板，其是以平行间隔的关系配置，在该二透明基板之间设有一液晶层；一半反射层，是设置在该液晶层与该下透明基板之间；一彩色滤光片，设置在该半反射层与该下透明基板之间；二上下偏光板，是分别位于该上、下透明基板的外表面上；以及一背光模组，设置在该彩色滤光片的背光位置。
2.根据权利要求1所述的双显示模式的液晶显示器，其特征在于该液晶层更依序包括一第一透明导电层、一液晶分子层及一第二透明导电层。
3.根据权利要求1所述的双显示模式的液晶显示器，其特征在于该透明基板是为玻璃材质。
4.根据权利要求1所述的双显示模式的液晶显示器，其特征在于更包括一用以驱动个别显示色块的主动驱动元件。
5.根据权利要求1所述的双显示模式的液晶显示器，其特征在于该液晶层是采用超扭转向列、扭转向列或双稳态向列结构。
6.根据权利要求1所述的双显示模式的液晶显示器，其特征在于该半反射层的反射率是介于15％至95％之间。
7.根据权利要求1所述的双显示模式的液晶显示器，其特征在于在该半反射层更开设有复数第一开窗。
8.根据权利要求7所述的双显示模式的液晶显示器，其特征在于在该彩色滤光片下方更设有一半反射层，且该半反射层开设有与该等第一开窗相对应的第二开窗。
9.根据权利要求1所述的双显示模式的液晶显示器，其特征在于该反射模式是提供灰阶显示，该穿透模式是提供彩色显示。
10.根据权利要求1所述的双显示模式的液晶显示器，其特征在于更包括二位相差补偿片，分别设置于二上、下偏光板与该二透明基板之间。
11.根据权利要求2所述的双显示模式的液晶显示器，其特征在于更进一步包含一第一配向层以及一第二配向层，该第一配向层是位于该第一透明导电层与该液晶分子层中间，该第二配向层是位于该第二透明导电层与该液晶分子层中间。
12.根据权利要求2所述的双显示模式的液晶显示器，其特征在于更进一步包含一覆盖层，其是位于该第二透明导电层与该彩色滤光片中间。
13.根据权利要求11所述的双显示模式的液晶显示器，其特征在于该半反射层是位于该第二配向层与该第二透明导电层之间。
14.根据权利要求12所述的双显示模式的液晶显示器，其特征在于该半反射层是位于该覆盖层与该第二透明导电层之间。
15.根据权利要求7所述的双显示模式的液晶显示器，其特征在于该具有复数第一开窗的半反射层是位于该第二透明导电层与该第二配向层之间。
16.根据权利要求7所述的双显示模式的液晶显示器，其特征在于该具有复数第一开窗的半反射层是位于该第二透明导电层与该覆盖层之间。
17.根据权利要求7所述的双显示模式的液晶显示器，其特征在于该半反射层是为一多层膜介电质反射层或金属薄膜反射层。
18.根据权利要求7所述的双显示模式的液晶显示器，其特征在于该具有复数第一开窗的半反射层是位于该彩色滤光片与该下透明基板之间。
19.根据权利要求18所述的双显示模式的液晶显示器，其特征在于该半反射层是为一多层膜介电质反射层或金属薄膜反射层。
20.根据权利要求18所述的双显示模式的液晶显示器，其特征在于该彩色滤光片是具有相对于该半反射层的复数第一开窗的复数个色块开口成交错配置。
21.一种双显示模式的液晶显示器，提供反射模式及穿透模式的显示，其特征在于该液晶显示器包括二上下透明基板，其是以平行间隔的关系配置，在该二透明基板之间设有一液晶层；一半反射层，是设置在该液晶层与该下透明基板之间；一彩色滤光片，设置在该液晶层与该上透明基板之间；二上下偏光板，是分别位于该上、下透明基板的外表面上；以及一背光模组，设置在该彩色滤光片的背光位置。
22.根据权利要求21所述的双显示模式的液晶显示器，其特征在于该半反射层是具有复数个第一开口。
23.根据权利要求21所述的双显示模式的液晶显示器，其特征在于该彩色滤光片是具有复数个色彩开口，以相对于该半反射层的复数个第一开口，并成交错配置。
24.根据权利要求21所述的双显示模式的液晶显示器，其特征在于该透明基板是为玻璃材质。
25.根据权利要求21所述的双显示模式的液晶显示器，其特征在于该液晶层是采用超扭转向列、扭转向列或双稳态向列结构。
26.根据权利要求21所述的双显示模式的液晶显示器，其特征在于该半反射层的反射率是介于15％至95％之间。
27.根据权利要求21所述的双显示模式的液晶显示器，其特征在于该反射模式是提供灰阶显示，该穿透模式是提供彩色显示。
全文摘要
本发明提供一种双显示模式的液晶显示器，包括二平行配置的上下透明基板，在二透明基板之间依序设有一液晶层、一半反射层及一彩色滤光片，另有二上下偏光板分别设置在上、下透明基板的外表面上；借由将半反射层设置在彩色滤光片上方，以使反射模式下的光线不会经过彩色滤光片，以提高反射率。故本发明不仅可提供高亮度灰阶显示的反射模式，同时可兼顾高彩度显示的穿透模式，并具有节省电源及使用便利的功效。
文档编号G02F1/1335GK1696781SQ20041003800
公开日2005年11月16日 申请日期2004年5月12日 优先权日2004年5月12日
发明者张平, 刘政良, 赵浚佑 申请人:凌巨科技股份有限公司