專利名稱：透反式液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及透反式(transflective)液晶顯示裝置，更具體而言，涉及一種通過(guò) 反射在液晶顯示板的下側(cè)入射的外部光(光線)并透射從背光單元入射的光，在反射模式 和透射模式都能夠使整個(gè)像素區(qū)有效的透反式液晶顯示裝置。
背景技術(shù)：
一股來(lái)講，液晶顯示(IXD)裝置是一種利用液晶分子根據(jù)所施加的電壓而以不同 方式排列這一特性的顯示裝置。LCD裝置能夠以比陰極射線管(CRT)更低的電力來(lái)驅(qū)動(dòng)，并 在減小尺寸及厚度方面特別有利，因此作為平板顯示(FPD)裝置而例如集中應(yīng)用于計(jì)算機(jī) 監(jiān)視器、TV等。此外，由于IXD裝置既輕又薄且容易攜帶，因此廣泛應(yīng)用于膝上型計(jì)算機(jī)、 個(gè)人數(shù)字助理(PDA)等顯示裝置。LCD裝置是這樣的裝置，其包括兩個(gè)基板，每個(gè)基板都有一個(gè)電極并被布置成使 這兩個(gè)電極彼此相對(duì)；以及液晶(LC)層，其插入在這兩個(gè)基板之間，從而通過(guò)使用施加給 這兩個(gè)電極的電壓差產(chǎn)生的電場(chǎng)來(lái)控制液晶分子的運(yùn)動(dòng)并相應(yīng)地調(diào)節(jié)透光率，由此實(shí)現(xiàn)圖像。同時(shí)，IXD裝置通常是本身不能發(fā)光的無(wú)源裝置，所以需要獨(dú)立的光源。因此，除 了配備有兩個(gè)基板及液晶(LC)層的LC板以外，還布置有用于向LC板的后表面供應(yīng)光的背 光單元(backlight)，以使得從背光單元發(fā)出的光入射到LC板上。因而，可以根據(jù)液晶的排 列來(lái)調(diào)節(jié)入射光，由此顯示圖像。這種類型的IXD裝置被稱為透射型IXD裝置。透射型IXD裝置使用諸如背光單元 的人工光源，因此即使在較暗的外部環(huán)境中也能夠顯示明亮的圖像。然而，必須要向背光單 元提供電力。因而，當(dāng)透射型LCD裝置用于便攜式裝置的顯示設(shè)備時(shí)，會(huì)造成相對(duì)較高的功
^^ ο因此，為了克服這些缺點(diǎn)，提出了不使用背光單元而使用外部光源的反射型LCD 裝置。反射型LCD裝置使用外部自然光或人工光來(lái)工作，從而顯著減少了背光單元的功耗。 結(jié)果，其比透射型LCD裝置相比消耗了較少的電力，能夠長(zhǎng)時(shí)間使用，因此經(jīng)常用在諸如 PDA的便攜式設(shè)備中。反射型IXD裝置不包括獨(dú)立的光源，因而在功耗方面有優(yōu)勢(shì)，但也存在不能在沒(méi) 有外部光的地方使用的劣勢(shì)。因此，最近提出了僅利用了反射型IXD裝置及透射型IXD裝置的優(yōu)勢(shì)的透反型IXD裝置。圖1是示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的透反型IXD裝置的LC板中的顯示區(qū)的一部分的平 面圖，圖2是沿著圖1的I-I線截取的截面圖，其示出了一個(gè)像素區(qū)。如圖1所示，垂直及水平布置在IXD裝置1上的NXN個(gè)像素區(qū)的每一個(gè)中都設(shè)置 有晶體管(TFT) 10，TFT 10位于用于從外部驅(qū)動(dòng)電路接收掃描信號(hào)的選通線3與用于從外 部驅(qū)動(dòng)電路接收?qǐng)D像信號(hào)的數(shù)據(jù)線之間的交叉處。TFT 10包括連接至選通線3的柵極11、形成在柵極11上并且當(dāng)柵極11被施加掃描信號(hào)時(shí)激活的半導(dǎo)體層15，以及均形成在半導(dǎo) 體層15上的源極12和漏極13。在每個(gè)像素區(qū)中還設(shè)置有像素電極18，該像素電極18連 接至源極12和漏極13，用于響應(yīng)于半導(dǎo)體層15的激活經(jīng)由源極12和漏極13接收?qǐng)D像信 號(hào)，從而驅(qū)動(dòng)液晶分子(未示出)。該像素區(qū)包括用于透射從下背光單元(未示出)入射的光的透射區(qū)T和用于反射 從外部入射的光的反射區(qū)R，并且反射區(qū)R中設(shè)置有用于反射從外部入射的光的反射層28。如圖2所示，TFT的柵極11及選通線3形成在第一基板20上，在整個(gè)第一基板20 上淀積有柵絕緣層22。半導(dǎo)體層15形成在柵絕緣層22上，并且源極12和漏極13置于半 導(dǎo)體層15上，由此構(gòu)成了 TFT。雖然未示出，但在柵絕緣層22上形成有數(shù)據(jù)線5。參照?qǐng)D2，在整個(gè)第一基板20上印刷有鈍化層24，并且在鈍化層M上形成有諸如 氧化銦錫(ITO)的透明電極制成的像素電極18。如圖所示，在鈍化層M處形成有接觸孔 17，用于實(shí)現(xiàn)TFT的漏極13與像素電極18之間的電連接。在位于透射區(qū)T的鈍化層M上形成有絕緣層沈，并且反射層觀形成在絕緣層沈 上。這里，絕緣層沈具有用于實(shí)現(xiàn)反射層觀與像素電極18之間的電連接的接觸孔27。第二基板40包括黑底42和濾色器層46。黑底42被配置為防止光漏到液晶分子 未被驅(qū)動(dòng)的區(qū)域中(即，未顯示圖像的區(qū)域)。如圖所示，黑底42大部分形成在TFT區(qū)域上 和像素之間(即，選通線和數(shù)據(jù)線區(qū))。濾色器層46被配置為具有紅色(R)、藍(lán)色(B)和綠 色(G)子濾色器，從而呈現(xiàn)實(shí)際顏色。第一基板20和第二基板40在對(duì)齊的狀態(tài)下接合，并 在第一基板20與第二基板40之間形成液晶層50，由此制成IXD裝置1。雖然未示出，但在IXD裝置1的外側(cè)布置有偏振器，從而使入射到IXD裝置1上和 從IXD裝置1輸出的光產(chǎn)生偏振。然而，在這種結(jié)構(gòu)的透反式LCD裝置中，一個(gè)像素被劃分為反射部和透射部，因 此，當(dāng)在反射模式或透射模式下被驅(qū)動(dòng)時(shí)，每個(gè)像素實(shí)際上都被利用了大約50%。因而，在 反射模式和透射模式下工作時(shí)，寬高比(aperture ratio)急劇降低，最終導(dǎo)致亮度下降，并 使圖像顯示質(zhì)量下降。

發(fā)明內(nèi)容
因此，為了克服上述問(wèn)題，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種通過(guò)反射在LC板的下側(cè) 入射的光并透射從背光單元入射的光，在反射模式和透射模式下都能夠使整個(gè)像素區(qū)有效 的透反式IXD裝置。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種通過(guò)在LC板內(nèi)的電極上形成反射層以反射從外 部入射的光而進(jìn)一步提高亮度的透反式IXD裝置。為了實(shí)現(xiàn)上述和其他優(yōu)點(diǎn)并根據(jù)此處具體實(shí)現(xiàn)和廣泛描述的本發(fā)明的目的，本發(fā) 明提供了一種透反式液晶顯示裝置，其包括液晶顯示板，該液晶顯示板包括第一基板和第 二基板、位于第一基板上用于限定多個(gè)像素區(qū)的多條選通線和數(shù)據(jù)線、位于各個(gè)像素區(qū)的 薄膜晶體管、位于第二基板上的黑底和濾色器層，以及位于第一基板與第二基板之間的液 晶層；分別位于所述液晶顯示板上方和下方的第一偏振器和第二偏振器；背光單元，其位 于第二偏振器下方，向所述液晶顯示板供應(yīng)光；選擇性反射膜，其位于所述液晶顯示板與第 二偏振器之間，用于反射從外部入射的光并透射從所述背光單元發(fā)出的光；以及第一反射層，其位于所述液晶顯示板的所述選通線和所述數(shù)據(jù)線中的至少一種上，用于反射從外部 輸入的光。 第一偏振器和第二偏振器可以具有彼此垂直的光軸。第二偏振器和所述選擇性反射膜可以具有彼此平行的光軸。所述選擇性反射膜可以包括第一基膜和第二基膜以及偏振單元，該偏振單元布置 在第一基膜與第二基膜之間，透射入射光中的第一偏振光并反射入射光中的第二偏振光。在本發(fā)明中，通過(guò)使從外部入射的光反射并使從背光單元入射的光透射，在反射 模式和透射模式下都能夠使每個(gè)像素區(qū)有效，由此提高了液晶顯示裝置的亮度。此外，在本發(fā)明中，可以在液晶顯示板內(nèi)的電極上形成反射層以使得能夠反射從 外部入射的光，由此進(jìn)一步提高液晶顯示裝置的亮度。此外，根據(jù)本發(fā)明的透反式液晶顯示裝置的驅(qū)動(dòng)方法包括以下步驟(1)提供透 反式液晶顯示裝置，該透反式液晶顯示裝置包括液晶顯示板，該液晶顯示板包括第一基板 和第二基板、位于第一基板上用于限定多個(gè)像素區(qū)的多條選通線和數(shù)據(jù)線、位于各個(gè)像素 區(qū)的薄膜晶體管、位于所述選通線和所述數(shù)據(jù)線中至少一種上用于反射從外部入射的光的 第一反射層、位于第二基板上的黑底和濾色器層，以及位于第一基板與第二基板之間的液 晶層；分別位于所述液晶顯示板上方和下方的第一偏振器和第二偏振器；背光單元，其位 于第二偏振器下方，用于向所述液晶顯示板供應(yīng)光；選擇性反射膜，其位于所述液晶顯示板 與第二偏振器之間，用于反射從外部入射的光并透射從所述背光單元發(fā)出的光；( 熄滅 所述背光單元以在反射模式下驅(qū)動(dòng)所述透反式液晶顯示裝置；關(guān)閉(turn of)所述液晶顯 示板，從外部入射的非偏振光經(jīng)第一偏振器偏振為第一偏振光，第一偏振光的光軸平行于 第一偏振器的光軸，第一偏振光無(wú)延遲地穿過(guò)關(guān)閉的液晶層并被所述選擇性反射膜反射從 而無(wú)延遲地再次穿過(guò)所述液晶層，由此第一偏振光穿過(guò)第一偏振器而顯示白模式(white mode)；開(kāi)啟所述液晶顯示板，經(jīng)第一偏振器偏振的第一偏振光有延遲地穿過(guò)開(kāi)啟的液晶層 并被偏振為第二偏振光，第二偏振光的光軸平行于第二偏振器的光軸，第二偏振光穿過(guò)所 述選擇性反射膜和第二偏振器，從而顯示黑模式(black mode)；點(diǎn)亮所述背光單元以在透 射模式下驅(qū)動(dòng)所述透反式液晶顯示裝置；關(guān)閉所述液晶顯示板，來(lái)自所述背光單元的光經(jīng) 第二偏振器偏振為第二偏振光，第二偏振光的光軸平行于第二偏振器的光軸，第二偏振光 無(wú)延遲地穿過(guò)所述選擇性反射膜和關(guān)閉的液晶顯示板，由此第二偏振光被第一偏振器吸收 從而顯示黑模式；以及開(kāi)啟所述液晶顯示板，經(jīng)第二偏振器偏振的第二偏振光穿過(guò)所述選 擇性反射膜，第二偏振光通過(guò)無(wú)延遲地穿過(guò)開(kāi)啟的液晶顯示板而被偏振為第一偏振光，由 此第一偏振光穿過(guò)第一偏振器從而顯示白模式，第一偏振光的光軸平行于第一偏振器的光 軸ο根據(jù)以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的上述和其他目的、特征、方面和 優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見(jiàn)。


附圖被包括進(jìn)來(lái)以提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且被并入而構(gòu)成了本說(shuō)明書(shū)的 一部分，附圖例示了本發(fā)明的實(shí)施方式，并與說(shuō)明書(shū)一起用于解釋本發(fā)明的原理。在附圖中，
圖1是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的透反式IXD裝置的結(jié)構(gòu)的平面圖；圖2是沿著圖1中的I-I線截取的截面圖；圖3是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的透反式LCD裝置的結(jié)構(gòu)的截面圖；圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的選擇性反射膜的結(jié)構(gòu)的截面圖；圖5A及5B是分別示出在根據(jù)本發(fā)明的透反式IXD裝置的反射模式下和透射模式 下光的偏振態(tài)的圖；圖6是示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的透反式LCD裝置的結(jié)構(gòu)的截面圖；圖7是示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方式的透反式LCD裝置的結(jié)構(gòu)的平面圖。
具體實(shí)施例方式下面將參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。圖3是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的透反式LCD裝置的結(jié)構(gòu)的截面圖。如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明的IXD裝置100可以包括用于實(shí)現(xiàn)實(shí)際圖像的液晶(LC) 板101、分別布置在LC板101上方和下方并用于分別使入射到LC板101上的光和透射過(guò) LC板101的光產(chǎn)生偏振的第一偏振器162和第二偏振器163、位于LC板101與第二偏振器 163之間用于使穿過(guò)第二偏振器163入射的光透射并對(duì)穿過(guò)LC板101入射的光進(jìn)行反射的 選擇性反射膜170，以及用于向LC板101供應(yīng)光的背光單元160。LC板101可以包括第一基板120、第二基板140以及插入在第一基板120與第二 基板140之間的液晶(LC)層150。第一基板120是上面形成有TFT的TFT陣列基板。每個(gè)TFT都可以包括形成于第 一基板120上的柵極111、在上面具有柵極111的整個(gè)第一基板120上印制的柵絕緣層122、 形成在柵絕緣層122上的半導(dǎo)體層115，以及均形成于半導(dǎo)體層115上的源極112和漏極 113。第一基板120可以進(jìn)一步包括選通線103。雖然未示出，但在柵絕緣層122上形成 有數(shù)據(jù)線。實(shí)際上，垂直地和水平地布置有多條選通線103和數(shù)據(jù)線以限定多個(gè)像素區(qū)，因 而，在各個(gè)像素區(qū)內(nèi)的選通線103與數(shù)據(jù)線之間的交叉處形成TFT。上面具有TFT的第一基板120設(shè)置有鈍化層124，并且鈍化層IM上形成有公共電 極118和像素電極119。這里，公共電極118和像素電極119被排列成與像素區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)線 大致平行，從而在公共電極118與像素電極119之間構(gòu)成了與第一基板120的表面大致平 行的平行場(chǎng)(parallel field)。像素電極119可以經(jīng)由形成于鈍化層IM處的接觸孔117 與TFT的漏極113電連接，使得可以將外部驅(qū)動(dòng)設(shè)備經(jīng)由數(shù)據(jù)線施加的數(shù)據(jù)信號(hào)經(jīng)由源極 112及漏極113施加給像素電極119。在選通線103上可以形成反射層104。反射層104可由具有良好反射性的金屬(例 如Al或Al合金)制成并反射從外部入射的光。這里，反射層104的表面可以是波浪形或 被壓花(emboss)，因而當(dāng)以反射模式來(lái)驅(qū)動(dòng)LC板101時(shí)，反射層104使得從該LC板上方的 外部入射然后反射的光散射，由此促成了向LC板101供應(yīng)均勻的光。在該圖中，反射層104僅形成在選通線103上。另選地，反射層104可以形成在數(shù) 據(jù)線上。第二基板140可以包括黑底142和濾色器層146。黑底142被構(gòu)造成防止光漏到液晶分子未被驅(qū)動(dòng)的區(qū)域中(未顯示圖像的區(qū)域)，并且如圖所示形成在TFT區(qū)域中。艮口， 在本發(fā)明中，黑底142僅形成在TFT區(qū)域中，而不形成在選通線103上。因此，借助于在第 二基板140中與選通線103相對(duì)應(yīng)的區(qū)域內(nèi)未形成有黑底142的這種結(jié)構(gòu)，當(dāng)從LC板101 上方的外部入射的光被布置在選通線103上的反射層104反射時(shí)，這種光被黑底142阻止， 由此防止了亮度降低。由于在透射模式下，發(fā)射到選通線103上方的光被反射層104阻止，所以不會(huì)發(fā)生 由于在反射模式下漏光而導(dǎo)致的圖像質(zhì)量下降。同時(shí)，僅在與選通線103的上表面相對(duì)應(yīng)的區(qū)域處未形成有黑底142 ；然而，甚至 還可以在與數(shù)據(jù)線的上表面相對(duì)應(yīng)的區(qū)域處不形成黑底142。濾色器層146可以具有紅色(R)、藍(lán)色⑶和綠色(G)子濾色器，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)際顏 色。第一基板120和第二基板140在對(duì)齊的狀態(tài)下接合，并在第一基板120與第二基板140 之間插入液晶(LC)層150，由此制成LC板101。上述結(jié)構(gòu)的LC板101是面內(nèi)切換(IPS)型LC板，其結(jié)構(gòu)為公共電極118和像 素電極119形成在第一基板120上，并向LC層150施加與第一基板120的表面大致平行的 場(chǎng)，從而使得液晶分子在與第一基板120平行的表面上切換。然而，本發(fā)明可以不限于IPS LC板，而是可應(yīng)用于公共電極和像素電極分別形成在第一基板和第二基板上從而在LC層 上形成與第一基板垂直的電場(chǎng)的扭曲(TN)向列型LC板，或者可應(yīng)用于使液晶分子垂直排 列的垂直向列(VA)型LC板。選擇性反射膜170可以是如下的光學(xué)膜，該光學(xué)膜被配置為使特定方向偏振的光 透射，并選擇性地反射不同方向偏振的光。圖4中示出了這種選擇性反射膜170。如圖4所示，選擇性反射膜170可以包括第一基膜171、第二基膜172以及偏振單 元174，該偏振單元174布置在第一基膜171與第二基膜172之間并由幾百片具有高雙折射 特性的各向同性介質(zhì)及各向異性介質(zhì)制成，以使入射光的P波分量透射并對(duì)入射光的S波 分量進(jìn)行反射。第一基膜171和第二基膜172是透明膜，它們可以由聚酯(PET)、聚甲基丙烯酸甲 酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)等制成。參照?qǐng)D4，由于外部入射光中的P波被透射而S波被反射，因此選擇性反射膜170 能夠?qū)崿F(xiàn)選擇性反射。背光單元160可以發(fā)光并將光供應(yīng)給LC板101。雖然未示出，但背光單元160可 以包括用于發(fā)光的多個(gè)光源。可以使用熒光燈(諸如冷陰極熒光燈(CCFL)或外部電極熒 光燈(EEFL))及多個(gè)發(fā)光二極管(LED)作為光源。在使用LED的情況下，可以使用發(fā)出紅、 綠和藍(lán)單色光的LED，或者可以使用發(fā)出白色光的白光LED。光源可以在LC板101下方布置成多行以向LC板101直接供應(yīng)光，或者可以布置 在LC板101下側(cè)以向LC板101供應(yīng)光。當(dāng)光源布置在LC板101下側(cè)時(shí)，在LC板101下 方布置有導(dǎo)光板，而光源位于導(dǎo)光板一側(cè)，使得入射到導(dǎo)光板側(cè)表面上的光被導(dǎo)向?qū)Ч獍?并隨后供應(yīng)給LC板101。此外，可以在背光單元160處布置用于提高從光源發(fā)出的光的效率的光學(xué)片，并 且可以在其下部區(qū)域處設(shè)置用于吸收入射光的吸收板。分別布置在LC板上方和下方的第一偏振器162及第二偏振器163具有彼此垂直
10的光軸，且第二偏振器163的光軸與選擇性反射膜170的光軸平行。上述結(jié)構(gòu)的IXD裝置是透反式IXD裝置。即，當(dāng)在反射模式下光從LC板101上方 的外部入射時(shí)，入射光被選擇性反射膜170反射而供應(yīng)給LC板101，由此實(shí)現(xiàn)圖像。另一方 面，在透射模式下，從背光單元160發(fā)出的光透射過(guò)選擇性反射膜170而供應(yīng)給LC板101， 由此實(shí)現(xiàn)圖像。下面將詳細(xì)說(shuō)明這種結(jié)構(gòu)的透反式LCD裝置100在反射模式下及透射模式下的操作。如圖3所示，當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的透反式IXD裝置100工作在反射模式下時(shí)，背光單元 160關(guān)閉，因此外部光透射過(guò)第一偏振器162而入射到LC板上。然后，入射光順序地透射過(guò) 濾色器層146和LC層150從而經(jīng)由第一基板120到達(dá)選擇性反射膜170。這樣入射的外部 光在選擇性反射膜170的表面處被選擇性反射，因而，反射的光再次透射過(guò)LC板101和第 一偏振器162，由此顯示圖像。這里，入射的外部光在形成于LC板101內(nèi)的反射層104處被反射而經(jīng)由LC層150 再輸出到外部。結(jié)果，在選通線103上形成有反射層104的情況下，與選通線103上未形成 反射層104的情況相比，能夠提高入射的外部光的反射率，由此增強(qiáng)了反射模式下的亮度。下面將參照?qǐng)D5A對(duì)在反射模式下行進(jìn)的光進(jìn)行說(shuō)明，圖5A示出了反射模式下LCD 裝置100的光偏振態(tài)。如圖5A所示，在LC板101的關(guān)閉狀態(tài)下，偏振態(tài)的各個(gè)自然光入射并經(jīng)第一偏 振器162偏振為S波。由于未向LC層150施加電力，因此在LC層150中沒(méi)有發(fā)生延遲 (retardation)，因此S波仍以該偏振態(tài)透射過(guò)LC層150。在該狀態(tài)下，當(dāng)透射過(guò)LC層150 的S波到達(dá)選擇性反射膜170時(shí)，選擇性反射膜170使P波透射并反射S波。因而，到達(dá)的 S波被選擇性反射膜170反射從而再次供應(yīng)給LC層150。由于在LC層150中沒(méi)有發(fā)生延 遲，因此供應(yīng)給LC層150的S波直接透射過(guò)LC層150并隨后透射過(guò)具有S波的光軸的第 一偏振器162，由此在IXD裝置100上顯示白色。同時(shí)，經(jīng)LC板101的反射層104反射的光的S波被原樣地反射，因此透射過(guò)LC層 150和第一偏振器162，從而顯示白色。在LC板101的開(kāi)啟模式下，偏振態(tài)的每個(gè)自然光從外部透射過(guò)第一偏振器162，從 而被偏振為S波。當(dāng)S波透射過(guò)施加了電力的LC板101時(shí)，該S波穿過(guò)以特定形式排列的 LC層150，因此光的偏振態(tài)由于延遲而改變。結(jié)果，S波轉(zhuǎn)變成了 P波。當(dāng)轉(zhuǎn)變成P波的光到達(dá)選擇性反射膜170時(shí)，選擇性反射膜170使P波透射并反 射S波，從而入射的P波透射過(guò)選擇性反射膜170。由于第二偏振器163的光軸與選擇性反 射膜170的光軸平行，因此透射過(guò)選擇性反射膜170的光立即透射過(guò)第二偏振器163，使得 P波入射到背光單元160中。這里，入射到背光單元160中的光被布置在背光單元160內(nèi)部 或下側(cè)的吸收層(未示出)吸收，由此在LCD裝置100上顯示全黑色。同時(shí)，如果適當(dāng)調(diào)節(jié)施加至LC板101的電力的強(qiáng)度，則能夠正確地控制LC層150 的排列，從而控制延遲程度。結(jié)果，即使在LC板101的開(kāi)啟狀態(tài)下，選擇性反射膜170也能 夠反射光，從而顯示灰階。在根據(jù)本發(fā)明的透反式IXD裝置100工作在透射模式的情況下，如圖3所示，背光 單元160開(kāi)啟，光從背光單元160的燈(未示出)發(fā)出并透射過(guò)第二偏振器163。
由于第二偏振器163具有P波的光軸，因此透射過(guò)第二偏振器163的光被偏振為P 波。由于選擇性反射膜170透射P波并反射S波，因此經(jīng)第二偏振器163偏振的P波透射 過(guò)選擇性反射膜170，隨后順序地透射過(guò)第一基板120、LC層150和第一偏振器162。這里，透射過(guò)LC層150的光的延遲根據(jù)LC層150的液晶分子的排列狀態(tài)而改變， 并且光偏振態(tài)響應(yīng)于延遲的變化而改變。可以根據(jù)光的偏振態(tài)來(lái)控制透射過(guò)第一偏振器162或者未透射而被吸收的光，由 此來(lái)控制包括白色和黑色的幾種顏色的中級(jí)灰階。下面將參照?qǐng)D5B對(duì)在透射模式下行進(jìn)的光進(jìn)行說(shuō)明，圖5B示出了透反式IXD裝 置100的光偏振狀態(tài)。如圖5B所示，在LC板101的關(guān)閉狀態(tài)下，從背光單元160入射的自然光經(jīng)第二偏 振器163偏振為P波，隨后該P(yáng)波入射到選擇性反射膜170上。由于選擇性反射膜170透 射P波并反射S波，因此到達(dá)的P波透射過(guò)選擇性反射膜170而入射到LC層150上。由于未向LC層150施加電力，因此不會(huì)發(fā)生延遲，從而入射的P波仍以該偏振態(tài) 透射過(guò)LC層150。在該狀態(tài)下，當(dāng)透射過(guò)LC層150的P波到達(dá)第一偏振器162時(shí)，該P(yáng)波 被第一偏振器162吸收，由此在IXD裝置100上顯示黑色。在LC板101的開(kāi)啟狀態(tài)下，從背光單元160發(fā)出的光透射過(guò)第二偏振器163而被 轉(zhuǎn)變?yōu)镻波，該P(yáng)波隨后立即透射過(guò)選擇性反射膜170而供應(yīng)給LC板101。當(dāng)P波透射過(guò) 被施加了電力的LC板101時(shí)，該P(yáng)波穿過(guò)以特定形式排列的LC板150，因而光的偏振態(tài)由 于延遲而發(fā)生變化。結(jié)果，P波被轉(zhuǎn)變成S波。此外，由于第一偏振器162具有平行于S波 的光軸，因此S波直接透射過(guò)第一偏振器162，從而在IXD裝置100上顯示白色。同時(shí)，如果適當(dāng)調(diào)節(jié)施加至LC板101的電力的強(qiáng)度，則能夠正確地控制LC層150 的排列，從而控制延遲程度。結(jié)果，即使在LC板101的開(kāi)啟狀態(tài)下，也能夠顯示透射過(guò)選擇 性反射膜170的光的灰階。這樣，在根據(jù)本發(fā)明的透反式IXD裝置100中，由于一個(gè)像素區(qū)既用作反射區(qū)又 用作透射區(qū)，因此與現(xiàn)有技術(shù)中將一個(gè)像素區(qū)劃分為反射區(qū)和透射區(qū)的透反式LCD裝置相 比，能夠增強(qiáng)亮度?？梢酝ㄟ^(guò)提高第一基板120的各個(gè)像素區(qū)中的透射區(qū)的寬高比來(lái)實(shí)現(xiàn) 亮度增強(qiáng)。對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的透反式IXD裝置，僅50%的像素區(qū)被用作透射區(qū)，因此圖像可 能是通過(guò)僅透射過(guò)像素區(qū)的50%透射區(qū)的光來(lái)實(shí)現(xiàn)的。另一方面，在根據(jù)本發(fā)明的透反式 IXD裝置100中，一個(gè)像素區(qū)P完全被用作透射區(qū)，因此與根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的透反式IXD裝置 1相比，能夠增強(qiáng)亮度特性。而且，在本發(fā)明中，從外部入射到選通線103上的光能夠被位于選通線103上的反 射層104反射從而再供應(yīng)給LC層150，因此能夠進(jìn)一步增強(qiáng)透反式IXD裝置100的亮度。圖6是示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的透反式LCD裝置的結(jié)構(gòu)的截面圖。根據(jù)本 實(shí)施方式的透反式LCD裝置100的結(jié)構(gòu)和工作方式與圖3中所示的第一實(shí)施方式的透反式 LCD裝置100相同，不同之處在于反射層。因此，將僅對(duì)反射層結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明，而省略對(duì)相同 結(jié)構(gòu)和工作方式的描述。此外，用相同/類似的附圖標(biāo)記來(lái)表示與圖3中的第一實(shí)施方式 相同的構(gòu)造。如圖6所示，根據(jù)第二實(shí)施方式的透反式IXD裝置200可以包括形成在公共電極 118和像素電極119上的反射層125。這里，反射層125由高反射率金屬制成，例如Al或Al合金。因而，在反射模式下，反射層125能夠?qū)⑷肷涞焦搽姌O118和像素電極119上的光 朝向LC層150反射，從而提高透反式IXD裝置200在反射模式下的亮度。這里，反射層125的上表面呈波浪形或浮雕形以使入射的光散射，由此使得能夠 向LC層150反射亮度均勻的光。這里，附圖示出的構(gòu)造是僅在公共電極118和像素電極119上形成反射層125。然 而，也可以在選通線103和數(shù)據(jù)線以及公共電極118和像素電極119上形成反射層125。圖7是示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方式的透反式LCD裝置的結(jié)構(gòu)的截面圖。第三實(shí) 施方式的透反式LCD裝置的結(jié)構(gòu)和工作方式與圖3中所示的第一實(shí)施方式的透反式LCD裝 置100相同，不同之處在于濾色器層146。因此，將僅對(duì)濾色器層146的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明，而省 略對(duì)相同結(jié)構(gòu)和工作方式的描述。此外，用相同/類似的附圖標(biāo)記來(lái)表示與圖3中的第一 實(shí)施方式相同的構(gòu)造。在根據(jù)第三實(shí)施方式的透反式IXD裝置100中，部分地去除濾色器層146以使濾 色器層146的光吸收最小化，由此提高透反式IXD裝置100的亮度。即，參照?qǐng)D7，去除位于選通線103、公共電極118及像素電極119上的濾色器層 146以形成開(kāi)口 147。因而，透射過(guò)LC板101的光向外部發(fā)出而不會(huì)在開(kāi)口處被吸收，由此
提高了亮度。這里，由于開(kāi)口 147對(duì)應(yīng)于選通線103、公共電極118和像素電極119，因此不會(huì)實(shí) 現(xiàn)圖像，從而不會(huì)發(fā)生由于開(kāi)口 147而導(dǎo)致圖像質(zhì)量下降的現(xiàn)象。同時(shí)，圖7示出了開(kāi)口形成于選通線103、公共電極118及像素電極119上方的情 況。然而，開(kāi)口 147也可以形成于數(shù)據(jù)線上方?；蛘?，開(kāi)口 147可以分別形成于選通線103、 公共電極118、像素電極119以及數(shù)據(jù)線上。如上所述，由于本發(fā)明將一個(gè)像素區(qū)既用作反射區(qū)又用作透射區(qū)，因此與將一個(gè) 像素區(qū)劃分為反射區(qū)和透射區(qū)的現(xiàn)有技術(shù)的透反式LCD裝置相比，能夠提高亮度。此外，本 發(fā)明可以在LC板的電極線上形成反射層以反射入射在電極線上的外部光，因此進(jìn)一步提 高了 IXD裝置的亮度。同時(shí)，以上對(duì)特定結(jié)構(gòu)的透反式LCD裝置進(jìn)行了說(shuō)明；然而，本發(fā)明可以不限于該 特定結(jié)構(gòu)。另選地，本發(fā)明可以應(yīng)用于通過(guò)采用本發(fā)明的基本原理而設(shè)計(jì)出的各種結(jié)構(gòu)的 透反式IXD裝置。換言之，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠容易得出利用了本發(fā)明的基本原理的LCD裝置的其 他實(shí)施方式或變型。前述實(shí)施方式和優(yōu)點(diǎn)僅是示例性的，而不應(yīng)解釋為對(duì)本發(fā)明的限制。此處的教導(dǎo) 能夠容易地應(yīng)用于其他類型的裝置。這一描述是出于例示的目的，而不是為了限制所要求 保護(hù)的范圍。許多替換例、修改例和變型例對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見(jiàn)的?？梢园?多種方式對(duì)此處描述的示例性實(shí)施方式的特征、結(jié)構(gòu)、方法和其他特性進(jìn)行組合以獲得另 外的和/或替換的示例性實(shí)施方式。由于此處的特征可以按多種形式具體實(shí)施而不脫離其特性，因此還應(yīng)當(dāng)理解的 是，除非另有說(shuō)明，否則上述實(shí)施方式不受到上述說(shuō)明的細(xì)節(jié)的任何限制，而是應(yīng)當(dāng)在所附 權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍內(nèi)廣義地解釋，因此所附權(quán)利要求書(shū)旨在包括落入權(quán)利要求書(shū)的 范圍內(nèi)或落入該范圍的等同形式內(nèi)的所有變化和修改。
權(quán)利要求
1.一種透反式液晶顯示裝置，該透反式液晶顯示裝置包括液晶顯示板，其包括第一基板和第二基板、位于第一基板上用于限定多個(gè)像素區(qū)的多 條選通線和數(shù)據(jù)線、位于各個(gè)像素區(qū)的薄膜晶體管、位于第二基板上的黑底和濾色器層，以 及位于第一基板與第二基板之間的液晶層；分別位于所述液晶顯示板上方和下方的第一偏振器和第二偏振器； 背光單元，其位于第二偏振器下方，用于向所述液晶顯示板供應(yīng)光； 選擇性反射膜，其位于所述液晶顯示板與第二偏振器之間，用于反射從外部入射的光 并透射從所述背光單元發(fā)出的光；以及第一反射層，其位于所述液晶顯示板的所述選通線和所述數(shù)據(jù)線中的至少一種上，用 于反射從外部輸入的光。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透反式液晶顯示裝置，其中，第一偏振器的光軸垂直于第二 偏振器的光軸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透反式液晶顯示裝置，其中，第二偏振器的光軸平行于所述 選擇性反射膜的光軸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透反式液晶顯示裝置，其中，所述選擇性反射膜包括第一基膜和第二基膜；以及偏振單元，其布置在第一基膜與第二基膜之間，用于透射入射光的第一偏振光并反射 該入射光的第二偏振光。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透反式液晶顯示裝置，其中，在所述濾色器層上與所述選通 線和所述數(shù)據(jù)線相對(duì)應(yīng)的位置形成有開(kāi)口。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透反式液晶顯示裝置，該透反式液晶顯示裝置還包括在所述像素區(qū)處彼此平行布置的至少一個(gè)公共電極和像素電極，用于向所述液晶顯示 板施加與第一基板的表面平行的場(chǎng)；以及第二反射層，其位于所述公共電極和所述像素電極中的至少一個(gè)上，從而反射從外部 入射的光。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的透反式液晶顯示裝置，其中，第一反射層和第二反射層的 表面被形成為波浪形。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的透反式液晶顯示裝置，其中，第一反射層和第二反射層的 表面被壓花。
9.一種透反式液晶顯示裝置，該透反式液晶顯示裝置包括液晶顯示板，其包括第一基板和第二基板、位于第一基板上用于限定多個(gè)像素區(qū)的多 條選通線和數(shù)據(jù)線、位于各個(gè)像素區(qū)的薄膜晶體管、位于各個(gè)像素區(qū)上用于創(chuàng)建與第一基 板的表面平行的場(chǎng)的公共電極和像素電極、形成在第二基板上的黑底和濾色器層，以及位 于第一基板與第二基板之間的液晶層；分別位于所述液晶顯示板上方和下方的第一偏振器和第二偏振器； 背光單元，其位于第二偏振器下方，用于向所述液晶顯示板供應(yīng)光； 選擇性反射膜，其位于所述液晶顯示板與第二偏振器之間，用于反射從外部入射的光 并透射從所述背光單元發(fā)出的光；以及第一反射層，其位于所述液晶顯示板的所述選通線、所述數(shù)據(jù)線、所述公共電極和所述像素電極中的至少一種上，用于反射從外部輸入的光。
10.一種透反式液晶顯示裝置，該透反式液晶顯示裝置包括液晶顯示板，其包括第一基板和第二基板、位于第一基板上用于限定多個(gè)像素區(qū)的多 條選通線和數(shù)據(jù)線、位于各個(gè)像素區(qū)的薄膜晶體管、位于各個(gè)像素區(qū)用于創(chuàng)建與第一基板 的表面平行的場(chǎng)的至少一個(gè)公共電極和像素電極、位于第二基板上的黑底和濾色器層，以 及位于第一基板與第二基板之間的液晶層；分別位于所述液晶顯示板上方和下方的第一偏振器和第二偏振器； 背光單元，其位于第二偏振器下方，用于向所述液晶顯示板供應(yīng)光； 選擇性反射膜，其位于所述液晶顯示板與第二偏振器之間，從而反射從外部入射的光 并透射從所述背光單元發(fā)出的光；以及開(kāi)口，其形成在所述濾色器層的與所述液晶顯示板的所述選通線、所述數(shù)據(jù)線、所述公 共電極和所述像素電極中的至少一種相對(duì)應(yīng)的區(qū)域上。
11.一種驅(qū)動(dòng)透反式液晶顯示裝置的方法，該方法包括以下步驟 提供透反式液晶顯示裝置，該透反式液晶顯示裝置包括液晶顯示板，其包括第一基板和第二基板、位于第一基板上用于限定多個(gè)像素區(qū)的多 條選通線和數(shù)據(jù)線、位于各個(gè)像素區(qū)的薄膜晶體管、位于所述選通線和所述數(shù)據(jù)線中的至 少一種上用于反射從外部入射的光的第一反射層、位于第二基板上的黑底和濾色器層，以 及位于第一基板與第二基板之間的液晶層；分別位于所述液晶顯示板上方和下方的第一偏振器和第二偏振器； 背光單元，其位于第二偏振器下方，用于向所述液晶顯示板供應(yīng)光； 選擇性反射膜，其位于所述液晶顯示板與第二偏振器之間，用于反射從外部入射的光 并透射從所述背光單元發(fā)出的光；熄滅所述背光單元以在反射模式下驅(qū)動(dòng)所述透反式液晶顯示裝置； 關(guān)閉所述液晶顯示板，從外部入射的非偏振光經(jīng)第一偏振器偏振為第一偏振光，第一 偏振光的光軸平行于第一偏振器的光軸，第一偏振光無(wú)延遲地穿過(guò)關(guān)閉的液晶層并被所述 選擇性反射膜反射從而無(wú)延遲地再次穿過(guò)所述液晶層，由此第一偏振光穿過(guò)第一偏振器而 顯示白模式；以及開(kāi)啟所述液晶顯示板，經(jīng)第一偏振器偏振的第一偏振光有延遲地穿過(guò)開(kāi)啟的液晶層并 被偏振為第二偏振光，第二偏振光的光軸平行于第二偏振器的光軸，第二偏振光穿過(guò)所述 選擇性反射膜和第二偏振器，從而顯示黑模式。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，第一偏振光包括S波，而第二偏振光包括P波。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，通過(guò)控制向開(kāi)啟的液晶顯示板施加的電壓來(lái) 控制所述延遲，以顯示灰階。
14.一種驅(qū)動(dòng)透反式液晶顯示裝置的方法，該方法包括以下步驟 提供透反式液晶顯示裝置，該透反式液晶顯示裝置包括液晶顯示板，其包括第一基板和第二基板、位于第一基板上用于限定多個(gè)像素區(qū)的多 條選通線和數(shù)據(jù)線、位于各個(gè)像素區(qū)的薄膜晶體管、位于所述選通線和所述數(shù)據(jù)線中的至 少一種上用于反射從外部入射的光的第一反射層、位于第二基板上的黑底和濾色器層，以 及位于第一基板與第二基板之間的液晶層；分別位于所述液晶顯示板上方和下方的第一偏振器和第二偏振器，第一偏振器和第二 偏振器的光軸彼此垂直；背光單元，其位于第二偏振器下方，用于向所述液晶顯示板供應(yīng)光； 選擇性反射膜，其位于所述液晶顯示板與第二偏振器之間，用于反射從外部入射的光 并透射從所述背光單元發(fā)出的光；點(diǎn)亮所述背光單元以在透射模式下驅(qū)動(dòng)所述透反式液晶顯示裝置； 關(guān)閉所述液晶顯示板，來(lái)自所述背光單元的光經(jīng)第二偏振器偏振為第二偏振光，第二 偏振光的光軸平行于第二偏振器的光軸，第二偏振光無(wú)延遲地穿過(guò)所述選擇性反射膜和關(guān) 閉的液晶顯示板，由此第二偏振光被第一偏振器吸收從而顯示黑模式；以及開(kāi)啟所述液晶顯示板，經(jīng)第二偏振器偏振的第二偏振光穿過(guò)所述選擇性反射膜，第二 偏振光通過(guò)有延遲地穿過(guò)開(kāi)啟的液晶顯示板而被偏振為第一偏振光，由此第一偏振光穿過(guò) 第一偏振器從而顯示白模式，第一偏振光的光軸平行于第一偏振器的光軸。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，第一偏振光包括S波，而第二偏振光包括P波。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，通過(guò)控制向開(kāi)啟的液晶顯示板施加的電壓來(lái) 控制所述延遲，以顯示灰階。
17.—種驅(qū)動(dòng)透反式液晶顯示裝置的方法，該方法包括以下步驟 提供透反式液晶顯示裝置，該透反式液晶顯示裝置包括液晶顯示板，其包括第一基板和第二基板、位于第一基板上用于限定多個(gè)像素區(qū)的多 條選通線和數(shù)據(jù)線、位于各個(gè)像素區(qū)的薄膜晶體管、位于所述選通線和所述數(shù)據(jù)線中的至 少一種上用于反射從外部入射的光的第一反射層、位于第二基板上的黑底和濾色器層，以 及位于第一基板與第二基板之間的液晶層；分別位于所述液晶顯示板上方和下方的第一偏振器和第二偏振器； 背光單元，其位于第二偏振器下方，用于向所述液晶顯示板供應(yīng)光；和 選擇性反射膜，其位于所述液晶顯示板與第二偏振器之間，用于反射從外部入射的光 并透射從所述背光單元發(fā)出的光；熄滅所述背光單元以在反射模式下驅(qū)動(dòng)所述透反式液晶顯示裝置； 關(guān)閉所述液晶顯示板，從外部入射的非偏振光經(jīng)第一偏振器偏振為第一偏振光，第一 偏振光的光軸平行于第一偏振器的光軸，第一偏振光無(wú)延遲地穿過(guò)關(guān)閉的液晶層并被所述 選擇性反射膜反射從而無(wú)延遲地再次穿過(guò)所述液晶層，由此第一偏振光穿過(guò)第一偏振器而 顯示白模式；開(kāi)啟所述液晶顯示板，經(jīng)第一偏振器偏振的第一偏振光有延遲地穿過(guò)開(kāi)啟的液晶層并 被偏振為第二偏振光，第二偏振光的光軸平行于第二偏振器的光軸，第二偏振光穿過(guò)所述 選擇性反射膜和第二偏振器，從而顯示黑模式；點(diǎn)亮所述背光單元以在透射模式下驅(qū)動(dòng)所述透反式液晶顯示裝置； 關(guān)閉所述液晶顯示板，來(lái)自所述背光單元的光經(jīng)第二偏振器偏振為第二偏振光，第二 偏振光的光軸平行于第二偏振器的光軸，第二偏振光無(wú)延遲地穿過(guò)所述選擇性反射膜和關(guān) 閉的液晶顯示板，由此第二偏振光被第一偏振器吸收從而顯示黑模式；以及開(kāi)啟所述液晶顯示板，經(jīng)第二偏振器偏振的第二偏振光穿過(guò)所述選擇性反射膜，第二偏振光通過(guò)有延遲地穿過(guò)開(kāi)啟的液晶顯示板而被偏振為第一偏振光，由此第一偏振光穿過(guò) 第一偏振器而顯示白模式，第一偏振光的光軸平行于第一偏振器的光軸。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種透反式液晶顯示裝置，該裝置能夠提高亮度，其包括液晶顯示板，其包括第一基板和第二基板、位于第一基板上用于限定多個(gè)像素區(qū)的多條選通線和數(shù)據(jù)線、位于各個(gè)像素區(qū)的薄膜晶體管、位于第二基板上的黑底和濾色器層，以及位于第一基板與第二基板之間的液晶層；分別位于所述液晶顯示板上方和下方的第一偏振器和第二偏振器；背光單元，其位于第二偏振器下方，用于向所述液晶顯示板供應(yīng)光；選擇性反射膜，其位于所述液晶顯示板與第二偏振器之間，用于反射從外部入射的光并透射從所述背光單元發(fā)出的光；以及第一反射層，其位于所述液晶顯示板的所述選通線和所述數(shù)據(jù)線中的至少一種上，用于反射從外部輸入的光。
文檔編號(hào)G02F1/1335GK102096227SQ201010584228
公開(kāi)日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2010年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月11日
發(fā)明者申承煥, 金周漢 申請(qǐng)人:樂(lè)金顯示有限公司