專利名稱：一種透反式液晶顯示器的制作方法
技術領域：
本發明涉及顯示技術，特別是涉及一種透反式液晶顯示器。
背景技術：
液晶顯示器(IXD)具有很多優點，例如，與純平顯示器(CRT)相比較薄，并且功耗 較低。因此，液晶顯示器在很多領域內已經替代了純平顯示器。根據使用光源是內部光源還是外部光源，將液晶顯示器分為透射式和反射式兩 種。透射式液晶顯示器的液晶顯示面板本身并不發光，而是以背光源作為光照部分。背光 源通常設置在透射式液晶顯示面板的背面或一側，來自背光源的光根據液晶分子的排列顯 示圖像，通常透射式液晶顯示器的背光源將消耗液晶顯示器總能耗的50%或以上。對于戶 外使用的液晶顯示器或者是便攜式的液晶顯示器，通常采用反射式液晶顯示面板，這種液 晶顯示器在陣列基板或彩膜基板上形成有反射器，用于反射環境光。當環境光線不足時，反 射式液晶顯示器的可見度很差。既能夠實現透射模式顯示又能夠實現反射模式顯示的液晶顯示器稱為透反式液 晶顯示器。透反式液晶顯示器既可以利用內部光源又可以利用外部光源，所以功耗較低。傳統的透反式液晶顯示器適用于常白模式，即不提供電信號時，顯示面板上呈現 為亮態。如圖1所示，為傳統的透反式液晶顯示器的結構示意圖。在彩膜基板11和陣列基 板12之間為液晶層，彩膜基板11和陣列基板12的外側各設置有一偏振片141和142。其 中，間隔物17和反射層16所在的左側區域為反射區，透明電極15所在的右側區域為透射 區。可見，為了實現透反式液晶顯示，傳統的方法為采用雙盒厚的方式，即為了在透射區域 和反射區域獲得相同的光程差And，反射區的盒厚為透射區盒厚的一半，因此需要額外的 間隔物17把反射層加高以滿足液晶盒的盒厚要求。其中，An = ne-n。，其中~和n。分別 為液晶層雙折射現象中的尋常光折射率和非常光折射率，d為液晶層的厚度。對于傳統的 透反式液晶顯示器，由于透射區和反射區連接區域液晶的排列不規則會造成對比度下降。
發明內容
本發明提供一種透反式液晶顯示器，能夠解決傳統的透反式液晶顯示器由于透射 區和反射區連接區域液晶的排列不規則造成對比度下降的問題。為達到上述目的，本發明采用如下技術方案一種透反式液晶顯示器，包括相對設置的彩膜基板和陣列基板，在所述彩膜基板和陣列基板相背離的外側面上 分別設有偏振片，所述偏振片的偏振方向之間的夾角為90° ；所述陣列基板與所述彩膜基 板正對的面上設有透明電極和反射層，所述透明電極所正對的區域為所述液晶顯示器的透 射區，所述反射層所正對的區域為所述液晶顯示器的反射區。并且，所述透射區和反射區中 液晶層的厚度相同；所述透射區采用常白模式，所述反射區采用低扭曲向列型常白模式。本發明提供的透反式液晶顯示器，由于透射區和反射區中液晶層的厚度相同，透射區采用常白模式，反射區采用低扭曲向列型常白模式，能夠使得投射區和反射區在不加 電時均為亮態，在加電時均為暗態，在液晶顯示器中實現透反式的結合，在進行圖像顯示時 能夠提高畫面的對比度，從而提高畫面的顯示質量。
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可 以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為傳統透反式液晶顯示器的示意圖；圖2為本發明的實施例透反式液晶顯示器的示意圖；圖3為低扭曲向列型液晶盒的poincarS球示意圖；圖4為本發明的實施例透明電極和反射層的一種間隔布置方式的示意圖；圖5為本發明的實施例透明電極和反射層的另一種間隔布置方式的示意圖；圖6為本發明的實施例在單一像素單元內布置透明電極和反射層的示意圖。11，彩膜基板；12，陣列基板；13，液晶層；141，142，偏振片；15，透明電極；16，反射 層；17，間隔物。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的實施例透反式液晶顯示器進行詳細描述。應當明確，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基 于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其 他實施例，都屬于本發明保護的范圍。如圖2所示，本發明的實施例一種透反式液晶顯示器，包括相對設置的彩膜基 板11和陣列基板12，在所述彩膜基板11和陣列基板12相背離的外側面上分別設有偏振 片141和142，偏振片141和142的偏振方向之間的夾角為90° ；所述陣列基板12上與 彩膜基板11正對的面上設有透明電極15和反射層16，所述透明電極15所正對的區域 為所述液晶顯示器的透射區，所述反射層16所正對的區域為所述液晶顯示器的反射區。 其中，所述透射區和反射區中液晶層13的厚度相同。透射區采用常白模式，反射區采用 SBTN(Sub-Twisted Nematic，低扭曲向列型)常白模式。本發明的實施例透反式液晶顯示器，由于透射區和反射區中液晶層的厚度相同， 并且透射區采用常白模式，反射區采用SBTN常白模式，能夠在液晶顯示器中實現透反式的 結合，在進行圖像顯示時能夠提高畫面的對比度，從而提高畫面的顯示質量。在上述實施例的基礎上，透射區和反射區的面積相等為本發明的實施例的一種優 選方式。現舉例透射區采用TNCTwisted Nematic，扭曲向列型)常白模式對本發明的實現 原理進行說明。TN常白模式的液晶顯示器中，液晶層的扭曲角為90°。如圖2所示，當液晶層上未施加電壓時，從偏振片142進入透射區的光線成為線偏 振光，由于陣列基板12與彩膜基板11上的取向膜(圖中未示出)的作用，所述線偏振光在 液晶層13中旋轉90°正好可以從 振器141射出，因此++液晶顯示面板表現為亮態。對于透反式液晶顯示器來說，透射區和反射區在不加電或加電時應當有同樣的亮態或暗態。當液晶層上未施加電壓時，從偏振片141進入反射區的線偏振光到達反射層16時 仍為線偏振光，被反射層16反射后偏振狀態保持不變，第二次通過液晶層后光線的偏振狀 態與進入液晶層時一致，能夠從偏振片141出射，所以液晶顯示面板表現為亮態。反射區液晶層采用53°扭曲角時，反射層能夠獲得最大的反射率。以下將具體說 明本發明的實施例中的反射區在采用53° SBTN型液晶顯示模式的原理。以下所介紹的內 容可以參考王新久著、科學出版社出版的《(液晶光學和液晶顯示》一書。TN型液晶盒的重要參數包括液晶扭曲角Φ，液晶的雙折射Δη，盒厚d等。TN型液晶顯示器中反射層16的反射率R表示為 其中， λ是入射光束的波長。當
時，反射率 R 最大。由(1) (2)、以及反射率最大的條件，可以推知若φ = 53°時，And = 0.50 μ m時，反射層16的反射率在不加電狀態下最大。 而Φ = 53°時，And = 0. 50 μ m即為一種SBTN型液晶顯示。如圖3所示，還可以用poincarS (彭加萊)球來說明53° SBTN型液晶盒的工作原 理。圖中曲線A和B分別表示不加電壓時液晶指向矢的變化和光線偏振態的變化。對于表 示光線偏振態的點來說，在poincaM球上落在赤道的點表明光線為線偏振光，落在圓心上 的點表明光線為圓偏振光。從偏振片141進入液晶層的光線非常接近線偏振光，如圖中的 Nl點所示。在到達反射片時仍然為線偏振光，如圖中的N2所示，并且正好扭轉了液晶分子 的扭曲角度。返程時，光線偏振態的軌跡與前進時相反，即光線的偏振態沿著曲線B恢復到 原來的狀態，則回到W點，因而出射光正好通過偏振片。本發明的實施例的最優選方式為，反射區中液晶層的扭曲角為53°，相應的光學 延遲量為0.50 μ m時，即在53° SBTN模式下反射區在斷電時反射率最高。在液晶顯示器的 實際制作時，存在透過率、工藝、視角等方面的因素，因而，本發明的實施例優選反射區中的 液晶層的扭曲角為40° 75°，相應的光學延遲量為0.50μπι 0.54μπι，在這種情況下 反射區在斷電狀態下反射率較高且為亮態。當給液晶層施加電壓時，由于透射區是TN模式，通過偏振片142得到的線偏振光 經過液晶層13時偏振狀態沒有發生變化，因而被上面的偏振片141阻擋無法出射，此時液 晶顯示面板表現為暗態。而此時從偏振片141進入反射區的線偏振光經過液晶層13的作用成為圓偏振光， 從反射層反射回來的圓偏振光經過液晶層13的作用再成為線偏振光，且與第一次從偏振 片141出射的線偏振光相比旋轉90°，被偏振片141阻擋無法出射，從而液晶顯示面板也表 現為暗態。同樣可以通過poinCar6球看出這個結果。如圖3所示，加電壓后，液晶指向矢的軌跡為曲線C，光線偏振態的軌跡為曲線D。光線遇到反射片時，表示光線偏振態的點幾乎正好落在北極(圓中央)，即變為圓偏振光。 那么返回后將落到poincarS球的赤道180°處，即點N3處，說明此時到達偏振片141的光 線雖為線偏振光，但偏振方向與偏振片141的偏振方向之間呈90°角，光線被偏振片阻擋， 液晶盒呈暗態。 對于透射區來說，除了采用TN常白模式外，在本發明的其它實施例中，還可以采 用 ECB (Electrically Controlled Birefringence，電控雙折射)平行排列模式。對于 ECB 平行排列模式來說，當上下兩個偏振片正交時，如果給液晶層施加電壓，則液晶層中的有效 折射率各向異性隨液晶分子的排列而發生變化，于是光程差發生變化。因而可以用電壓來 控制透射光強，從而實現與反射區相應的液晶顯示面板的亮態和暗態的同步。本發明的實施例透反式液晶顯示器由于透射區和反射區中液晶層13的厚度相 同，因而在進行圖像顯示時能夠提高畫面的對比度，提高畫面的顯示質量，從而能夠在單一 盒厚的情況下實現透反式顯示。并且本發明實施例的透反式液晶顯示器的制造工藝簡單， 與傳統的技術相比，能夠減少生產成本，提高生產效率。如圖4所示，在本發明的一較佳實施例中，透反式液晶顯示器中反射層16和透明 電極15可以間隔布置于陣列基板上，從而相應形成和數據線平行的帶狀分布的反射層和 透射層。每個區域的寬度可以包括一個像素單元或多個像素單元。在這種情況下，可以對透 射區和反射區的液晶層采用不同的控制電壓。例如，透射區中的液晶層采用5V電壓控制， 反射區中的液晶層采用4. 5V電壓控制。要實現這個方案，需要為反射區和透射區中的像素 單元施加不同的像素電壓。通過采用不同的電壓進行調制，從而能夠將透射區和反射區中 的畫面灰度調節一致，提高液晶顯示器的畫面顯示質量。其中，透射區采用TN常白模式，所述反射區采用SBTN型常白模式。同樣地，本實 施例中，反射區中液晶層的扭曲角可以為40° 75°。還可以將透明電極15和反射層16進行如圖5所示的間隔設置，從而相應形成間 隔布置的透射區和反射區。同樣地，本實施例中，透射區和反射區中液晶層的厚度相同，透 射區采用TN常白模式，而反射區中液晶層的扭曲角為40° 75°。在本發明另一較佳實施例中，本發明的實施例采用在每個像素單元內分別設置透 射區和反射區的方式。具體地如圖6所示，在陣列基板上將每個像素單元分成四個區域，其 中兩個區域中設置了透明電極15，相應形成透射區；另兩個區域設置了反射層16，相應形 成反射區。透射區和反射區中液晶層的厚度相同，并且每個像素單元中，透射區采用TN常 白模式，反射區采用液晶層的扭曲角為40° 75°的TN常白模式。在單個像素單元上形成透射區和反射區，可以通過現有的掩膜技術來實現。利用 掩膜技術可以在每個像素單元內分別形成透明電極和反射層。配合掩膜技術和光控取向等 技術，能夠實現在反射區和透射區中具有不同的液晶層的扭曲角。并且在每個像素單元內 設置的反射區和透射區的個數、以及每個區相應的面積大小也不受限制。本實施例能夠實現在單個像素單元中透射區和反射區的結合，進行圖像顯示時能 夠提高畫面的對比度，提高畫面的顯示質量，從而在單一盒厚的情況下實現透反式顯示。本 發明的實施例的工藝簡單，與傳統的技術相比，能夠減少生產成本，提高生產效率。以上所述，僅為本發明的具體實施方式
，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何 熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發 明的保護范圍應以權利要求的保護范圍為準。
權利要求
一種透反式液晶顯示器，包括相對設置的彩膜基板和陣列基板，在所述彩膜基板和陣列基板相背離的外側面上分別設有偏振片，所述偏振片的偏振方向之間的夾角為90°；所述陣列基板上與所述彩膜基板正對的面上設有透明電極和反射層，所述透明電極所正對的區域為所述液晶顯示器的透射區，所述反射層所正對的區域為所述液晶顯示器的反射區；其特征在于，所述透射區和反射區中液晶層的厚度相同；所述透射區采用常白模式，所述反射區采用低扭曲向列型常白模式。
2.根據權利要求1所述的透反式液晶顯示器，其特征在于，在所述液晶顯示器的顯示 區域中，所述透射區和反射區的面積相等。
3.根據權利要求1所述的透反式液晶顯示器，其特征在于，在所述液晶顯示器的顯示 區域中，所述反射區和透射區間隔設置，且所述反射區和透射區的個數相等。
4.根據權利要求1所述的透反式液晶顯示器，其特征在于，在每個像素單元內，所述透 射區和反射區的面積相等。
5.根據權利要求4所述的透反式液晶顯示器，其特征在于，在每個像素單元內，所述透 射區和反射區的個數相等。
6.根據權利要求1所述的透反式液晶顯示器，其特征在于，在所述液晶顯示器的顯示 區域中，所述透射區和反射區平行于數據線間隔帶狀設置，所述透射區和反射區中液晶層 的控制電壓不同。
7.根據權利要求1至6中任一項所述的透反式液晶顯示器，其特征在于，所述透射區采 用扭曲向列型常白模式，所述透射區中液晶層的扭曲角為90°。
8.根據權利要求1至6中任一項所述的透反式液晶顯示器，其特征在于，所述反射區中 液晶層的扭曲角為40° 75°。
9.根據權利要求8所述的透反式液晶顯示器，其特征在于，所述反射區中液晶層的扭 曲角為53°。
全文摘要
本發明公開了一種透反式液晶顯示器，涉及顯示技術，能夠解決透反式液晶顯示器中透射區和反射區的液晶層厚度不一致造成對比度下降的問題。本發明透反式液晶顯示器包括相對設置的彩膜基板和陣列基板；陣列基板與彩膜基板上正對的面上設有透明電極和反射層，透明電極所正對的區域為液晶顯示器的透射區，反射層所正對的區域為液晶顯示器的反射區；透射區和反射區中液晶層的厚度相同；所述透射區采用常白模式，所述反射區采用低扭曲向列型常白模式。本發明適用于液晶顯示器的制造。
文檔編號G02F1/1335GK101846840SQ20091008086
公開日2010年9月29日 申請日期2009年3月26日 優先權日2009年3月26日
發明者馬新利 申請人:北京京東方光電科技有限公司