專利名稱：具有增強色的液晶顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及特別適合用于數(shù)字時鐘的具有增強色顯示器的液晶顯示器設(shè)備。
背景技術(shù)：
使用液晶顯示技術(shù)的光學(xué)顯示器已經(jīng)被廣泛用在從小器件諸如時鐘、表、計算器、移動式電話(它們通常都是電池供電)到大物品諸如計算機和電視接收機范圍的產(chǎn)品中。增強顯示器的對比度并且提供逼真的色彩以及亮度已經(jīng)成為設(shè)計者的目標(biāo)。在非電池電源供電(并且因此是沒有限制的)的情況下，使用連續(xù)的背光；在電池供電的裝置中，這樣的方法將很快耗盡電池電源。
已經(jīng)使用若干種方法將色彩引入在環(huán)境光的條件下(僅僅間歇性地使用背光)工作并且使用電池的顯示器。一種方法是給前偏振器增加濾色器，該前偏振器除了允許吸收不需要的偏振光之外還吸收不需要的其他彩色分量。這樣，在所謂的正操作模式中，顯示器像素呈現(xiàn)濾色器的色彩，但是在銀色背景上該背景將傳送不期望的色彩的色調(diào)，這樣造成對比度差。
另一種技術(shù)是將濾色器放置在后偏振器和反射器之間。這就使得更多的入射光通過液晶組件，但是只有該入射光的一部分在返回的路程上被反射到觀察者，再次造成對比度差。
最后，該顯示器的對比度可能惡化，這是由于典型的多個像素的時分多路復(fù)用驅(qū)動。對于固定數(shù)量的驅(qū)動器，這通常是用來獲得高像素計數(shù)。結(jié)果，液晶顯示器可以獲得的光將局限于基于所使用的占空比的一部分(通常很小的一部分)。雖然對于非彩色顯示器沒有問題，但對于彩色顯示器存在問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的總體目標(biāo)是提供具有增強色顯示器的液晶顯示器設(shè)備。
本發(fā)明的進一步目標(biāo)在于提供一種彩色顯示器，在該顯示器中，在正和負操作模式下，在環(huán)境和背光的條件下，色彩更加可見并以更好的對比度顯示。
根據(jù)上面的目標(biāo)提供一種具有液晶組件的液晶顯示器設(shè)備，該組件包含被夾在一對透明板之間的液晶材料，該透明板載有被構(gòu)圖的電極，其提供所期望的液晶顯示。該設(shè)備進一步包含前和后偏振層，這些偏振層具有彼此對準(zhǔn)的或者是彼此相對旋轉(zhuǎn)的透射軸，并且該設(shè)備還包含反射器，用于將前層上環(huán)境入射光反射回穿過后偏振層和液晶組件以及前偏振層而到達觀察者。這些改進包括在后偏振層和反射器之間的包含熒光材料的層，對環(huán)境入射光敏感以發(fā)射特定的波長而提供用于顯示器的顏色。


圖1是本發(fā)明的一個實施例的分解側(cè)面視圖。
圖2是圖1的部分變型的另一個實施例的分解側(cè)面視圖。
圖3是示出沿著圖1的線3-3的液晶顯示器的平面圖。
優(yōu)選實施例的詳細說明圖1是分解的液晶顯示器(LCD)設(shè)備，其如圖3所示是具有數(shù)字LCD段10的時鐘的一部分，該數(shù)字LCD段10指示的時間為22:45。如在下面將要詳細討論的一種模式中(負模式)，該段在黑色背景上將具有特定的色彩。用戶沿著與在圖1中通過箭頭11所表明的環(huán)境光的相同方向觀看該時鐘和它的顯示器。
具體實施例方式
圖1是分解的液晶顯示器(LCD)設(shè)備，其如圖3所示是具有數(shù)字LCD段10的時鐘的一部分，該數(shù)字LCD段10指示的時間為22:45。如在下面將要詳細討論的一種模式中(負模式)，該段在黑色背景上將具有特定的色彩。用戶沿著與在圖1中通過箭頭11所表明的環(huán)境光的相同方向觀看該時鐘和它的顯示器。
參考圖1，液晶顯示器組件包含夾在一對透明板13、14之間的液晶材料層12，該透明板13、14典型的是玻璃，該玻璃載有由銦錫氧化物制作的被構(gòu)圖的電極16；當(dāng)它們通過來自驅(qū)動器17的多路復(fù)用電壓激活時，將電極之間的液晶重新排列或者重新對準(zhǔn)以便阻擋或者是允許光的透射(取決于使用的是正操作模式還是負操作模式)，從而提供所需要的數(shù)字顯示。
前偏振層18被附于板或者是基底13的可見側(cè)，并且后偏振層19被附于底板或者基底14。該兩個偏振層18、19具有對準(zhǔn)的或者是旋轉(zhuǎn)90度的透射軸。反射器21將透射到它的任意光反射回通過上述的組件。
如迄今所說明的，前述的是標(biāo)準(zhǔn)LCD裝置。在操作時，該偏振器僅僅允許一種偏振的光通過，而正交方向的光分量都被吸收。從前偏振層13發(fā)射的光在偏振方向上經(jīng)歷90°偏移或者扭曲，這是由于液晶層12的固有特性。如果后偏振層14被對準(zhǔn)，以便它的透射軸是與前偏振器正交，則光可以完全通過并且被反射器21反射。如果該反射器是銀色的鋁片，那么顯示器在背景中將呈現(xiàn)銀色。然后如果給電極施加電壓，則電極下的液晶將重新排列不造成90°偏移，因此光線將被前偏振器吸收產(chǎn)生黑色像素。在這樣的情況下，顯示器被稱作是在正模式下操作?？商鎿Q的方案是，如果后偏振器具有平行于前偏振器的偏振方向，則從液晶層的無電極部分發(fā)射的光將被吸收而造成黑色背景。當(dāng)給電極施加電壓時，光將通過而產(chǎn)生銀色的像素，這是負操作模式。
在這兩種操作模式中，偏振器吸收光能并且結(jié)果，僅僅入射光的一部分被反射回觀察者，在正模式下造成較暗的顯示背景，或者在負顯示模式下造成顏色變淺的像素。另外如果使用背光，則具有漫射體的這種組件將使得入射光不規(guī)則地入射到反射器(在這種情況下是半透明的)。這樣，部分光在返回觀察者的過程中將被后偏振器吸收，進一步降低了亮度。
增強的彩色顯示器仍然參考圖1，在反射器21的可見側(cè)被印刷有熒光材料層22。對于特定的應(yīng)用，用戶選擇色彩來用于最好的光譜轉(zhuǎn)換效率。例如Rodamine紅色和Rodamine黃色顏料對于數(shù)字10(圖3)將產(chǎn)生帶紅色的和帶黃色的色彩。對于這種應(yīng)用，熒光材料是理想的，當(dāng)該熒光材料被入射的環(huán)境光激發(fā)時，存在有受激電子到基態(tài)的自發(fā)馳豫，伴有頻率偏移(一般是較長波長)，導(dǎo)致在熒光頻率(fluorescingfrequency)中的強化效應(yīng)。相反，磷光體具有非常長的衰變時間并且不能代替熒光材料。然而，它們在組合時是有用的，以便當(dāng)使用暫時的背光時，在晚上提供余暉。這樣，層22還可以包含發(fā)磷光的材料。
在操作中，穿過前偏振層和液晶層的光遇到后偏振層。如果電極被激活并且調(diào)整偏振層的透射軸來用于適當(dāng)?shù)哪Ｊ剑瑒t光將撞擊并且激活該熒光層，并且在黑色背景上提供數(shù)字彩色顯示。在負模式下操作時會發(fā)生這種情況。當(dāng)然，同樣，在正模式中發(fā)生具有黑色像素的彩色背景。通過吸收不需要波長的光，放大所需要波長的需要的色彩。這種光能被反射器21的高度拋光的表面反射。這種反射器可以包含半透明的材料，諸如白色塑料片或者白紙片。當(dāng)需要背光時，可以使用電致發(fā)光板24，該電致發(fā)光板24由通過開關(guān)27與電池26相連的電致發(fā)光驅(qū)動電路供電。因為使用半透明的反射器，所以需要最少量的光。當(dāng)然，因為LCD裝置通常僅僅是如所示通過電池15到驅(qū)動器17進行電池供電的，這樣使用背光應(yīng)當(dāng)僅僅是間歇性的。
圖2是在漫射板32和反射器33上使用光空腔的可替換的背光，它們都是被光源34照明的。這代替了圖1的板24。
熒光層22還可以在22’被附著在偏振層19的下面。它可以是由一種顏色的單層或者是不同顏色的拼湊組合形成的。
后偏振層19還可以是諸如商標(biāo)為RDF-C的3M公司制作的反射偏振薄膜，或者是商標(biāo)為DBEF由3M公司制作的亮度加倍的增強偏振薄膜。
如圖1所示，驅(qū)動器17應(yīng)當(dāng)具有至少為1/2的占空比。任意較少的占空比諸如1/4將不期望地降低光對比度。這是由于在每個像素單元下少量光撞擊到反射層。
結(jié)論是，已經(jīng)證明由電池操作的LCD裝置具有增強色。
權(quán)利要求
1.一種具有液晶組件的液晶顯示設(shè)備，該液晶組件包含被夾在一對透明板之間的液晶材料，該透明板載有被構(gòu)圖的電極，其提供所期望的液晶顯示，該顯示設(shè)備進一步包含前和后偏振層，這些偏振層具有彼此對準(zhǔn)的或者是彼此旋轉(zhuǎn)的透射軸，并且該設(shè)備還包含反射器，用于將所述前層上環(huán)境入射光反射回穿過所述后偏振層和所述液晶組件以及所述前偏振層到觀察者，改進包含在所述后偏振層和所述反射器之間的包含熒光材料的層，對所述環(huán)境入射光敏感以便發(fā)射特定的波長而提供用于所述顯示器的特定顏色。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的顯示器設(shè)備，其中所述熒光層還包括發(fā)磷光的材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的顯示器設(shè)備，包括用于驅(qū)動所述被構(gòu)圖的電極具有至少1/2占空比的多路復(fù)用驅(qū)動器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的顯示器設(shè)備，其中所述熒光層被印刷在所述反射器上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的顯示器設(shè)備，其中所述反射器包含下述中的一種半透明的材料、白色塑料片或白紙片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的顯示器設(shè)備，其中所述后偏振層包含下述中的一種反射偏振薄膜或者亮度加倍的增強偏振器。
全文摘要
一種諸如時鐘的由電池操作的液晶顯示器設(shè)備，通過在該顯示器的反射襯背上使用熒光層，在環(huán)境光的條件下具有用于其像素的增強色。
文檔編號G02F1/13357GK1607431SQ20041003140
公開日2005年4月20日 申請日期2004年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月14日
發(fā)明者郭德銘 申請人:郭德銘