专利名称：影像显示系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种影像显示系统，特别是涉及一种横向配向液晶的影像 显示系统。
背景技术：
液晶显示装置是一种平面的影像显示系统，其因液晶的配置方式而可分为扭转向列型(Twisted Nematic， TN )、多象限垂直配向(MulU-domain Vertical Alignment, MVA )、平面内切换式(In-Plane Switching, IPS )、 边缘电场驱动(Fringe-Fiele Switching, FFS )等类型，其中多象限垂直 配向、平面内切换式、与边缘电场驱动是现今较常见的广视角的显示技术。一般平面内切换式或边缘电场驱动型的液晶显示装置包括二相对设置 之上、下基板以及夹于此二基板间的液晶层。在下基板上同时设置有多数 个画素电极及共通电极，藉以在液晶层中产生横向电场来控制液晶转动。另一方面，液晶显示装置可因光源形式而区分为穿透式、半穿透反射 式、与反射式。其中半穿透反射式液晶显示装置本身具有背光模组与外界 光源反射结构，故其不仅可在无外界光源情况下供使用者观看，亦可在阳 光下供使用者观看。半穿透反射式液晶显示装置可结合平面内切换式或边缘电场驱动的液 晶配向方式来提高显示视角，特别是以边缘电场驱动方式来说更可达到高 穿透率以及低色偏的优点。然而，这种态样的小尺寸液晶显示装置在穿透 模式下，对于基板间隔(cell gap)与温度的变化较为敏感，且亦有视角 劣化的问题，特别是些微的基板间隔变化即会造成影像对比严重下滑。因此，如何提供一种影像显示系统，实属当前重要课题之一。发明内容有鉴于上述课题，本发明的目的为提供一种影像显示系统，以期能够 减少基板间隔变化的影响来维持影像的品质。本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据 本发明提出的一种影像显示系统，其包括 一第一偏光板； 一第一基板， 该第一偏光板设置于该第一基板上； 一液晶层，具有多数个液晶单元，液晶单元的一光轴与第一偏光板的一吸收轴平行；以及一第二基板，具有多数 个光穿透区与多数个光反射区，其中在光反射区中设置有多数个光反射体，上述液晶单元水平配置于第一基板与第二I41之间；其中对应上述光反射区的 液晶单元以白底模式(normal white)驱动，对应上述光穿透区的液晶单 元以黑底模式(normal black)驱动。本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的影像显示系统，其中所述的第二基板包括 一第二透明基板； 以及多数个薄膜电晶体，设置于该第二透明基板邻近液晶层的一侧。前述的影像显示系统，其中所述的第二基板包括多数个画素电极； 以及多数个共通电极，与对应的画素电极于液晶层中产生多数个横向电场。前述的影像显示系统，其中在同一子画素中，光反射区的画素电极与 光穿透区的画素电极分别提供不同位准的操作电压。前述的影像显示系统，其中在光反射区的画素电极与共通电极交错设置。前述的影像显示系统，其中在光穿透区的画素电极交错设置，并设置 于各共通电极上。前述的影像显示系统，其更包括多数个画素，其中各画素包括多数 个彩色子画素，对应至上述光穿透区所组成；以及一反射式子画素，对应 至上述光反射区之一。前述的影像显示系统，其中所述的彩色子画素与反射式子画素配置于 同一列(row)。前述的影像显示系统，其中所述的彩色子画素与反射式子画素配置于 相邻二歹寸(row )上。前述的影像显示系统，其中所述的彩色子画素是红色、绿色与蓝色子 画素。承上所述，因依本发明的影像显示系统半穿透半反射的方式来显示影 像，液晶单元于配向时即将其光轴平行第一偏光板的吸收轴而设，在这种 液晶配向架构下，并且在光反射区与光穿透区分别以白底模式与黑底模式 来驱动液晶单元，因此，基板间隙(cell gap)变化对于光学系统的影响 较小，使得影像的品质得以维持。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的 技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和 其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附 图，详细说明如下。
图1为显示依本发明较佳实施例的影像显示系统的一示意图；图2A、 2B为显示依本发明较佳实施例的液晶单元以黑底模式驱动的示意图；图3A、 3B为显示依本发明较佳实施例的液晶单元以白底模式驱动的示意图；图4为显示依本发明较佳实施例中光穿透区与光反射区的电压-光线穿透率的关系曲线的一示意图；图5为显示依本发明较佳实施例的影像显示系统的另一示意图；图6与图7为显示依本发明较佳实施例的影像显示系统的画素的示意图；以及图8为显示依本发明较佳实施例的电子装置的一示意图。1、L， 、 2:影^象显示系统11:第一偏光板12:第一相位延迟板13:第一基板131第一透明基板132彩色滤光体14:液晶层141液晶单元15:第二基板151光穿透区152光反射区153光反射体154第二透明基板155画素电极156共通电极157绝缘层158光遮罩体16:第二相位延迟板17:第二偏光板18:背光模组20:电子装置21:液晶显示面板22:输入单元P:画素R、 G、 B、 W:子画素具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功 效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的影像显示系统其具体 实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。图1为显示依本发明较佳实施例的影像显示系统的一示意图，如图1 所示， 一影像显示系统1包括一'第一偏光板ll、 一第一相位延迟板12、 一 第一基板13、 一液晶层14、 一第二基板15、 一第二相位延迟板16、 一第 二偏光板17以及一背光模组18。通常，第一偏光板11至第二偏光板17组 装为一液晶显示面板，背光模组18可与液晶显示面板组装而组成一液晶显 示装置。第一偏光板ll与第一相位延迟板12相对于液晶层14而设置于第一基 板13的同一侧上，第一相位延迟板12设置于第一偏光板11与第一基板13之间，液晶层14位于第一基板13的另一侧。第二偏光板17与第二相位延 迟板16相对于液晶层14而设置于第二基板15的同一侧上，第二相位延迟 板16设置于第二偏光板17与第二基板15之间，而液晶层14位于第二基 板15的另一侧上。液晶层14设置于第一基板13与第二基板15之间，其具有多数个液晶 单元141,其中液晶单元141的一光轴与第一偏光板11的一吸收轴平行， 液晶单元141水平配置于第一基板13与第二基板15之间。通常，在第一 基板13与第二基板15互相面向的一側上设置有配向膜(图未示)，配向膜 上的沟痕结构可让液晶单元141全部皆朝向一预定的方向，若此预定的方 向与第一偏光板ll的吸收轴同方向，即可让全部液晶单元141的光轴与第 一偏光板ll的吸收轴平行，因此基板间隙变化对于光学系统的影响较小， 使得影像的品质得以维持。影像显示系统l采用半穿透反射式的架构，在第二基板15中具有多数 个光穿透区151与多数个光反射区152，在光反射区152中设置有多数个光 反射体153用来反射外界光线以呈现影像，光穿透区151则是由背光模组 18提供光线来呈现影像。在本实施例中，在各光学元件的水平方向上，第 一偏光板11的吸收轴配置为75度，第一相位延迟板12的延迟轴配置为60 度，液晶单元141水平配向，其光轴配置为75度，第二相位延迟板16的 延迟轴配置为120度，第二偏光板17的吸收轴配置为15度。另外，当液 晶单元141受到电场驱动时其可沿垂直方向旋转45度。第一相位延迟板12 与第二相位延迟板16将光线由线性偏振光转换为圆偏振光，或是将圓偏振 光转换为线性偏振光，藉以减少色差的情况。在本实施例的配置设定下，对应于光穿透区151的液晶单元141以黑 底才莫式(normally black)驱动，液晶单元141未受驱动与受驱动的示意 图如图2A、 2B。如图2A所示，当液晶单元141未受到电场驱动时，液晶单元141仍维 持原本的水平配置方向，背光模组18射出的光线依序穿过第二偏光板17、 第二相位延迟板16、第二基板15的光穿透区151、未旋转的液晶单元141、 第一基板13以及第一相位延迟板12,但是光线无法穿过第一偏光板11, 因而可显示黑画面。如图2B所示，若当液晶单元141受到电场驱动时，背光模组18射出 的光线穿过液晶单元141时其偏振方向将受到改变，光线因此可穿过第一 偏光板ll,因而可显示灰或白画面。对于白画面来说，液晶单元141受驱 动而在垂直方向旋转45度，液晶单元的光学特性可类比于X/2相位延迟板。另外，对应于光反射区152的液晶单元141以白底模式(normally white)驱动，液晶单元未受驱动与受驱动的示意图如图3A、 3B。如图3A所示，当液晶单元未受到电场驱动时，液晶单元141仍维持原本的水平配 置方向，外界射入的光线依序穿过第一偏光板ll、第一相位延迟板12、第 一基板13、未旋转的液晶单元141，并经由第二基板15的光反射体153反 射而依序穿过未旋转的液晶单元141、第一基板13、第一相位延迟板12、 以及第一偏光板11来呈现影像，因而可显示白画面。如图3B所示，当液晶单元141受到电场驱动时，外界射入的光线穿过 液晶单元141时其偏振方向将受到改变，反射后与第一偏光板11的吸收轴 同偏振方向的光线无法穿过第一偏光板11，因而可显示灰或黑画面。对于 黑画面来说，液晶单元受驱动而旋转45度，液晶单元的光学特性可类比于 入/4相位延迟板。请再参照图l所示，第一基板13是一彩色滤光基板，其包括一第一透 明基板131以及多数个彩色滤光体132，第一透明基板131可以是一玻璃基 板，彩色滤光体132设置于第一透明基板131邻近液晶层14的一侧，因此， 不论是外界输入的光线或是背光模组18提供的光线穿过彩色滤光体132的 后即可呈现彩色的影像。第二基板15包括一第二透明基板154、多数个画素电极155以及多数 个共通电极156，第二透明基板154可以是一玻璃基板，画素电极155以及 共通电极156设置于第二透明基板154邻近液晶层14的一侧。共通电极156 与对应的画素电极155形成液晶电容，藉以在液晶层14中产生横向电场以 驱动液晶单元141旋转。另外，第二透明基板154上形成有多数个薄膜电晶体、行(column) 导线与列(row)导线，薄膜电晶体作为液晶电容的写入开关，当列驱动电 路将薄膜电晶体开启(turn on)时，则行驱动电路就可将资料写入至画素 电极155，来更新液晶电容储存的画素资料，因而可达到更新画面内容的功 效。若在一画素中同时设置有光穿透区151与光反射区152，则对于光反射 区152的画素电极155与光穿透区151的画素电极155,分别提供对应于同 一资料的二种位准不同的电压，这些电压的关系图如图4所示。图4是光穿透区151与光反射区152上电压-光线穿透率的关系曲线的 一示意图。请参照图4所示，光穿透区151在其画素电极155为低位准时 具有较低的透光率，在高位准时则具有较高的透光率，这样的显示方式即 是俗称的黑底模式；光反射区152在其画素电极155为低位准时具有较高 的透光率，在高位准则具有较低的透光率，这样的显示方式即是俗称的白 底模式。因此，若在光穿透区151与光反射区152中要得到对应同一资料的穿 透率，则当光反射区152的画素电极155为高位准时，需将光穿透区151 的画素电极155设为低位准；反之，若光反射区152的画素电极155为低位准时，则光穿透区151的画素电极155需设为高位准，在这二个不同显示模式下供应电压的高低变化呈反比关系。由于熟知该项技艺者皆能够轻 易地明白这些元件如何形成与形成于第二透明基板154上，故图式并未出 示这些元件。在本实施例中，光反射区152内的第二透明基板154上设置光反射体 153，在光反射体153上先形成一绝缘层157之后再设置画素电极155与共 通电极156,画素电极155与共通电极156交错设置，即是配置为平面内切 换式(In-Plane Switching, IPS)形式。在光穿透区151内，第二透明基板154上设置共通电极156，然后形成 绝缘层157于共通电极156之后再设置画素电极155,画素电极155交错设 置，即是配置为边缘电场驱动(Fringe-Fiele Switching, FFS )形式。此外，画素电极155与共通电极156的配置方式并非限定于此，在光 反射区与光穿透区中的画素电极与共通电极可皆配置为平面内切换式形 式，或是皆配置为边缘电场驱动形式，或者是配置为横向电场形式。另外，彩色滤光体可整合于第二基板15而非形成于第一基板13中， 即是第二基板15采用彩色滤光阵列基板(Color Filter On Array, C0A ) 的形式。再者，如图5所示，与图1不同之处在于光反射区152中以部份光遮 罩体(Light Shielding) 158来取代部分光反射体153,光遮罩体158与 光反射体153交错设置，亦可达到反射光线的功效。另外，在影像显示系 统1， 中并没有设置相位延迟板，其较简化的光学设定可减少相位延迟板 的成本，因此穿过液晶层14的光线线性偏振光而非圓偏振光或椭圓偏振光。 在此架构下，液晶单元141的光轴与第一偏光板ll的吸收轴平行，因此基 板间隙变化对于光学系统的影响较小，使得影像的品质得以维持。请参照图6所示，在另一实施例中，影像显示系统l所包括的各画素P 包括四个子画素R、 G、 B、 W,子画素R、 G、 B、 W设定为红色、绿色、蓝色、 白色子画素，子画素R、 G、 B对应至的第一基板13或第二基板15上设置 有红色、绿色、蓝色滤光体，子画素W对应至的第一基板13或第二基板15 上可设置有白色滤光体，或是不设有滤光体，使得光线穿过的后得以显示 白色。子画素R、 G、 B i殳定为穿透式的子画素，子画素R、 G、 B中元件的配 置型态如前述实施例的第二基板15的光穿透区151;子画素W设定为反射 式的子画素，子画素W中元件的配置型态如前述实施例的第二基板15的光 反射区152。如此一来，若外界光线较亮时，子画素W可适当地反应光强度而提高影像的亮度，使得影像显示系统呈现较佳的显示效果。由于子画素R、 G、 B仍以穿透式来显像，故影像显示系统仍可维持显像的品质。另外，子画素R、 G配置于同一列且皆连接至同一条列导线n上，于画 素B与反射式子画素W配置于同一列且连接至另一列导线n+l上，这二条 列导线前后相邻。彩色子画素与反射式子画素的配置关系并不限定于前述方式，若是改 以子画素R、 B配置于同一列且皆连接至同一条列导线n上，子画素G与反 射式子画素W配置于同一列且皆连接至另一条列导线n+l上，或是以其他 种排列组合的方式来连接亦是可行的。请参照图7所示，与图6不同之处在于彩色子画素R、 G、 B与反射式 子画素W皆配置于同一列上，子画素R、 G、 B、 W依序连接至同一条列导线 n上。然而，子画素的排列顺序并不限定于此，若是改以子画素R、 B、 G、 W的顺序，或是以其他种排列组合的顺序方式配置亦是可行的。另外，请参照图8所示， 一影像显示系统2更包括一电子装置20，电 子装置20具有一液晶显示面板21以及一输入单元22，其中液晶显示面板 21包括如前述实施例的第一偏光板11至第二偏光板17等元件，输入单元 22与液晶显示面板21耦合，并对液晶显示面板21提供输入，以使液晶显 示面板21显示影像。本实施例的电子装置20为，例如移动式电话、数 位照相机、个人数位助理、笔记型电脑、桌上型电脑、电视机、车用显示 器、或可携式DVD机等。综上所述，因依本发明的影像显示系统半穿透半反射的方式来显示影 像，液晶单元于配向时即将其光轴平行第一偏光板的吸收轴而设，并且在 光反射区与光穿透区分别以白底模式与黑底模式来驱动液晶单元，因此， 在这种液晶配向架构下，基板间隙变化对于光学系统的影响较小，使得影 像的品质得以维持。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式 上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发 明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利 用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但 凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例 所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围 内。
权利要求
1. 一种影像显示系统，其特征在于包括一第一偏光板；一第一基板，该第一偏光板设置于该第一基板上；一液晶层，具有多数个液晶单元，液晶单元的一光轴与第一偏光板的一吸收轴平行；以及一第二基板，具有多数个光穿透区与多数个光反射区，其中在光反射区中设置有多数个光反射体，上述液晶单元水平配置于第一基板与第二基板之间；其中对应上述光反射区的液晶单元以白底模式驱动，对应上述光穿透区的液晶单元以黑底模式驱动。
2、 根据权利要求1所述的影像显示系统，其特征在于其中所述的第二 基板包括一第二透明基板；以及多数个薄膜电晶体，设置于该第二透明基板邻近液晶层的一侧。
3、 根据权利要求l所述的影像显示系统，其特征在于其中所述的第二 基板包括多数个画素电极；以及多数个共遽电极，与对应的画素电极于液晶层中产生多数个横向电场。
4、 根据权利要求3所述的影像显示系统，其特征在于其中在同一子画 素中，光反射区的画素电极与光穿透区的画素电极分别提供不同位准的操 作电压。
5、 根据权利要求3所述的影像显示系统，其特征在于其中在光反射区 的画素电极与共通电极交错设置。
6、 根据权利要求3所述的影像显示系统，其特征在于其中在光穿透区 的画素电极交错设置，并设置于各共通电极上。
7、 根据权利要求1所述的影像显示系统，其特征在于更包括多数个画 素，其中各画素包括多数个彩色子画素，对应至上述光穿透区所组成；以及 一反射式子画素，对应至上述光反射区之一。
8、 根据权利要求7所述的影像显示系统，其特征在于其中所述的彩色 子画素与反射式子画素配置于同一列。
9、 根据权利要求7所述的影像显示系统，其特征在于其中所述的彩色 子画素与反射式子画素配置于相邻二列上。
10、 根据权利要求7所述的影像显示系统，其特征在于其中所述的彩 色子画素是红色、绿色与蓝色子画素。
全文摘要
一种影像显示系统包括一第一偏光板、一第一基板、一液晶层以及一第二基板。第一偏光板设置于第一基板上，液晶层具有多数个液晶单元，液晶单元的光轴与第一偏光板的一吸收轴平行，第二基板具有多数个光穿透区与多数个光反射区，其中在光反射区中设置有多数个光反射体，液晶单元水平配置于第一基板与第二基板之间。其中对应光反射区的液晶单元以白底模式驱动，对应光穿透区的液晶单元以黑底模式驱动。本发明能够减少基板间隔变化的影响来维持影像的品质。
文档编号G02F1/133GK101231397SQ200710002639
公开日2008年7月30日 申请日期2007年1月24日 优先权日2007年1月24日
发明者张炜炽, 许书荣 申请人:统宝光电股份有限公司