專利名稱：透反電光特性曲線相匹配的單盒厚透反藍(lán)相液晶顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示領(lǐng)域，更具體地說，本發(fā)明涉及透反液晶顯示領(lǐng)域，尤指采用 藍(lán)相液晶的透反液晶顯示器。
背景技術(shù)：
液晶顯示器可分為透射式、反射式和透反式三大類。透射液晶顯示器采用背光源 發(fā)光模式，在室內(nèi)具有良好的顯示效果，但是它耗電大且不適于在室外使用。反射液晶顯示 器采用周圍環(huán)境光，節(jié)省了電力消耗，尤其在室外具有良好的顯示效果，但在暗室里卻無法 使用。透反液晶顯示器結(jié)合了透射和反射液晶顯示器兩者的優(yōu)點(diǎn)。透反液晶顯示器的每個(gè) 子像素由透射區(qū)和反射區(qū)組成，透射區(qū)和反射區(qū)可獨(dú)立工作，也可以在兩種模式下共同工 作。透反液晶顯示器既可以在室內(nèi)使用，也可以在室外使外。因此，它適合充當(dāng)便攜式移動(dòng) 電子產(chǎn)品的顯示設(shè)備。然而透反液晶顯示器存在兩個(gè)挑戰(zhàn)性的問題。一個(gè)是如何解決顯示器的色裂問 題。為了解決這一問題，彩色時(shí)序技術(shù)被提出，在透射區(qū)直接采用紅綠藍(lán)三基色LED做背光 源，可以實(shí)現(xiàn)彩色時(shí)序顯示而不再需要彩色濾光膜，可使光效率和分辨率均增加約3倍，使 得在同樣的亮度下與其它顯示設(shè)備相比功耗更低；這種技術(shù)需要液晶響應(yīng)時(shí)間小于1ms， 而普通的向列相液晶的響應(yīng)時(shí)間在IOms左右，達(dá)不到彩色時(shí)序技術(shù)的響應(yīng)時(shí)間要求。另一 個(gè)問題是難以在透射區(qū)和反射區(qū)同時(shí)獲得相同的透射和反射電光特性。由于透反液晶顯示 器的透射區(qū)采用背光源發(fā)光模式，光線僅需穿過液晶層一次；而反射區(qū)使用周圍環(huán)境的光 作為光源，因此光線需要穿過液晶層兩次；這種狀況使得光線在通過反射區(qū)時(shí)的相位延遲 為透射區(qū)的2倍，造成了透射區(qū)和反射區(qū)難以同時(shí)獲得相同的透射和反射電光特性。為了 實(shí)現(xiàn)透射區(qū)和反射區(qū)的相位延遲相等，同時(shí)獲得匹配得非常好的電光特性曲線可采用雙盒 厚透反液晶盒設(shè)計(jì)，即透射區(qū)的液晶盒厚為反射區(qū)液晶盒厚的2倍，使得光線在通過反射 區(qū)時(shí)的相位延遲與透射區(qū)的相等，以達(dá)到在透射區(qū)和反射區(qū)同時(shí)獲得相同的透射和反射電 光特性的目的。但雙盒厚透反液晶顯示面板的制造工序復(fù)雜，而且由于液晶盒厚的不同造 成透射區(qū)與反射區(qū)的響應(yīng)時(shí)間不相等。藍(lán)相液晶與傳統(tǒng)液晶相比具有諸多優(yōu)點(diǎn)(1)不需要任何取向?qū)?，這使得制造工 藝大大簡(jiǎn)化，同時(shí)也降低了成本；(2)響應(yīng)時(shí)間在亞毫秒級(jí)，有助于減少運(yùn)動(dòng)圖像的模糊， 更重要的是，在采用紅綠藍(lán)三基色LED做背光源時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)彩色時(shí)序顯示，無需彩色濾光 膜，使得在同樣的亮度下與其它顯示設(shè)備相比，功耗更低，可使光效率和分辨率均增加約3 倍，使圖像更加清晰，生產(chǎn)成本更祗；(3)藍(lán)相液晶處于暗態(tài)時(shí)，是光學(xué)各向同性的，其視角 寬且對(duì)稱；(4)只要液晶盒厚度超過克爾效應(yīng)所決定的最大穿透深度，透過率對(duì)液晶盒厚 度的變化就不敏感，這種特性尤其適合于制造大屏幕液晶。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種透反電光特性曲線相匹配的單盒厚透反藍(lán)相液晶顯示器，包括上基板10和下基板20，彼此相互平行放置，液晶層30在上下兩基板之間，每個(gè)像素被劃分 為透射區(qū)和反射區(qū)，透射區(qū)和反射區(qū)的液晶層30均使用相同的藍(lán)相液晶材料，透射區(qū)和反 射區(qū)采用相同的液晶盒厚度上基板10包括上玻璃層11、上基板四分之一波片12、上基 板二分之一波片13和上基板偏振片14 ；下基板20包括下基板玻璃層21、下基板四分之一 波片22、下基板二分之一波片23和下基板偏振片M ；其中上基板四分之一波片12和下基 板四分之一波片22光軸方向相互平行，上基板二分之一波片13和下基板二分之一波片23 光軸方向相互平行，上基板偏振片14和下基板偏振片M透光軸方向相互垂直；透明凸起電 極25置于透射區(qū)的上基板玻璃層11下和透射區(qū)及反射區(qū)的下基板玻璃層21上，透明凸起 電極25由像素電極P和公共電極C相間排列組成，且相鄰兩透明凸起電極25間的間隙相 等；反射區(qū)的反射層沈置于下基板玻璃層21內(nèi)部。優(yōu)選地，透反電光特性曲線相匹配的單盒厚透反藍(lán)相液晶盒盒厚15μπι且 ￠/ > 5 μ m。優(yōu)選地，所述液晶盒厚忐10 μ m。優(yōu)選地，所述透明凸起電極25的高度力=2 μ m。優(yōu)選地，透明凸起電極25的下底寬 彡4μπι且 彡Ιμπι。優(yōu)選地，所述透明凸起電極25的下底寬 =2 μ m。優(yōu)選地，透明凸起電極25的上底寬 彡2μπι且 彡0. 5μπι。優(yōu)選地，所述透明凸起電極25的上底寬^=I μ m。優(yōu)選地，相鄰兩透明凸起電極25間的間隙/彡IOym 7 > 2μπι。優(yōu)選地，所述相鄰兩透明凸起電極25間的間隙1=2 μ m。


附圖1為本發(fā)明的透反電光特性曲線相匹配的單盒厚透反藍(lán)相液晶顯示器的結(jié) 構(gòu)圖。附圖2為本發(fā)明的透反電光特性曲線相匹配的單盒厚透反藍(lán)相液晶顯示器的透 射率和反射率曲線圖。附圖3為本發(fā)明的透反電光特性曲線相匹配的單盒厚透反藍(lán)相液晶顯示器的全 視區(qū)對(duì)比度等高線圖(光波長(zhǎng)λ=550ηπι)。上述各附圖中的圖示標(biāo)號(hào)為
10上基板，11上基板玻璃層，12上基板四分之一波片，13上基板二分之一波片，14 上基板偏振片，20下基板，21下基板玻璃層，22下基板四分之一波片，23下基板二分之一波 片，M下基板偏振片，25透明凸起電極，26反射區(qū)反射層，30液晶層。
具體實(shí)施例方式下面詳細(xì)說明本發(fā)明提出的一種透反電光特性曲線相匹配的單盒厚透反藍(lán)相液 晶顯示器的實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的具體描述。有必要在此指出的是，以下實(shí)施例只 用于本發(fā)明做進(jìn)一步的說明，不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，該領(lǐng)域技術(shù)熟練人員 根據(jù)上述本發(fā)明內(nèi)容對(duì)本發(fā)明做出一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整，仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。本發(fā)明的一實(shí)施例提出一種透反電光特性曲線相匹配的單盒厚透反藍(lán)相液晶顯示器。如附圖1所示，該透反藍(lán)相液晶顯示器的透射區(qū)和反射區(qū)具有相同的厚度上基板 10包括上基板玻璃層11、上基板四分之一波片12、上基板二分之一波片13和上基板偏振片 14;下基板20包括下基板玻璃層21、下基板四分之一波片22、下基板二分之一波片23和下 基板偏振片M ；上基板四分之一波片12和下基板四分之一波片22光軸方向相互平行，上 基板二分之一波片13和下基板二分之一波片23光軸方向相互平行，上基板偏振片14和下 基板偏振片M透光軸方向相互垂直；透明凸起電極25由像素電極P和公共電極C相間排 列組成，且相鄰兩透明凸起電極25間的間隙相等；反射區(qū)反射層沈置于下基板玻璃層21 內(nèi)部；透射區(qū)和反射區(qū)的液晶層30均使用相同的藍(lán)相液晶材料。設(shè)定下基板偏振片M透光軸方向?yàn)?°，下基板二分之一波片23光軸方向 為75°，下基板四分之一波片22光軸方向?yàn)?75°，上基板四分之一波片12光軸方向 為-75°，上基板二分之一波片13光軸方向?yàn)?5°，上基板偏振片14透光軸方向?yàn)?0°。本實(shí)施例中，由于背光源僅通過透射區(qū)的液晶層30 —次，而環(huán)境光穿過反射區(qū)的 液晶層30兩次，且藍(lán)相液晶的穿透深度與電場(chǎng)有關(guān)，若液晶盒盒厚大于最大穿透深度，則 對(duì)液晶的電光特性影響可忽略。通過設(shè)置凸起電極25，即將透明凸起電極25置于透射區(qū)的 上基板玻璃層11下和透射區(qū)及反射區(qū)的下基板玻璃層21上，透明凸起電極25由像素電 極P和公共電極C相間排列組成，且相鄰兩透明凸起電極25間的間隙相等，并調(diào)整液晶盒 厚i/和透明凸起電極25的尺寸及間隙，實(shí)現(xiàn)了低工作電壓、寬視角和高光效率，而且透反區(qū) 的電光特性曲線匹配得非常好。本發(fā)明的施例中使用的液晶材料的特性參數(shù)為最大雙折射=0.2，克爾常數(shù) #=12. 68爾/V2，液晶盒厚i/ = 10// 。透明凸起電極25的下底寬& = 2// ，上底寬 = 1// ，高力=2μπι，相鄰兩透明凸起電極25間的間隙/ = 2// 。所采用的波長(zhǎng)λ=550ηπι。附圖2為本發(fā)明的透反電光特性曲線相匹配的單盒厚透反藍(lán)相液晶顯示器的透 射區(qū)和反射區(qū)的電壓一透射率(實(shí)線)、電壓一反射率(虛線)、歸一化透射率(帶空心圓的實(shí) 線)和歸一化反射率曲線(帶空心正方形的虛線)。由于背光源只通過透射區(qū)一次，而環(huán)境光 穿過反射區(qū)兩次，且藍(lán)相液晶的穿透深度與電場(chǎng)有關(guān)，若液晶盒厚厚度大于最大穿透深度， 則對(duì)液晶的電光特性影響可忽略。為了使得透射區(qū)和反射區(qū)的電光特性曲線匹配，在上述 結(jié)構(gòu)參數(shù)下，本施例選取液晶盒厚為徹m (大于2倍最大穿透深度)。通過將透明凸起電 極25置于透射區(qū)的上基板玻璃層11下和透射區(qū)及反射區(qū)的下基板玻璃層21上，透明凸起 電極25由像素電極P和公共電極C相間排列組成，且相鄰兩透明凸起電極25間的間隙相 等，使透反區(qū)的電光特性曲線實(shí)現(xiàn)匹配。顯然，圖2中的透射區(qū)與反射區(qū)和電光特性曲線匹 配得相當(dāng)好，且當(dāng)工作電壓為7V時(shí)，光效率最大，此時(shí)的工作電壓也較低。附圖3(a)和(b)分別為本發(fā)明透射區(qū)和反射區(qū)的等對(duì)比度曲線。由于藍(lán)相液晶 在不施加電壓的條件下，液晶光學(xué)各向同性，結(jié)合上基板四分之一波片12，上基板二分之一 波片13，下基板二分之一波片23，下基板四分之一波片22，使得整個(gè)液晶盒呈現(xiàn)出一個(gè)非 常好的暗態(tài)。在施加電壓的條件下，藍(lán)相液晶變成光學(xué)各向異性，且液晶折射率橢球的光軸 沿著電場(chǎng)的方向。由于透明凸起電極25的使用，使得電場(chǎng)誘導(dǎo)的雙折射的水平分量較大且 光學(xué)相位延遲增大，最后得到的光效率也增大。由附圖3可知，該單盒厚透反藍(lán)相液晶顯示 器的視角較寬且對(duì)稱，特別的，在不加任何補(bǔ)償膜的情況下，透射區(qū)對(duì)比度為10 1的曲線 幾乎覆蓋了整個(gè)視區(qū)，反射區(qū)，等對(duì)比度為10 1的曲線覆蓋了 40°的視角范圍。
權(quán)利要求
1.一種透反電光特性曲線相匹配的單盒厚透反藍(lán)相液晶顯示器，包括上基板(10)和下基板(20)，彼此平行放置，液晶層(30)在上下兩基板之間，每一個(gè)像 素被劃分為透射區(qū)和反射區(qū)，透射區(qū)和反射區(qū)的液晶層(30)均使用相同的藍(lán)相液晶材料， 透射區(qū)和反射區(qū)采用相同的液晶盒厚度i/；上基板(10)包括上基板玻璃層(11)、上基板四分之一波片(12)、上基板二分之一波片 (13)和上基板偏振片(14)；下基板00)包括下基板玻璃層(21)、下基板四分之一波片(22)、下基板二分之一波片 (23)和下基板偏振片(24)；其中上基板四分之一波片(1 和下基板四分之一波片0 光軸方向相互平行，上基 板二分之一波片(1 和下基板二分之一波片光軸方向相互平行，上基板偏振片(14) 和下基板偏振片04)透光軸方向相互垂直；透明凸起電極(25)置于透射區(qū)的上基板玻璃層(11)下和透射區(qū)及反射區(qū)的下基板玻 璃層(21)上，透明凸起電極(25)由像素電極(P)和公共電極(C)相間排列組成，且相鄰?fù)?明凸起電極(25)的間隙相等；反射區(qū)的反射層(26)置于下基板玻璃層(21)內(nèi)部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種透反電光特性曲線相匹配的單盒厚透反藍(lán)相液晶顯示 器，其特征是，所述液晶盒厚^/<15 4!11且^/彡5口111。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種透反電光特性曲線相匹配的單盒厚透反藍(lán)相液晶顯示 器，其特征是，所述液晶盒厚μ m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種透反電光特性曲線相匹配的單盒厚透反藍(lán)相液晶顯示 器，其特征是，透明凸起電極0 的高度力=2μπι。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種透反電光特性曲線相匹配的單盒厚透反藍(lán)相液晶顯示 器，其特征是，透明凸起電極(25)的下底寬 彡4μπ 且 彡Ιμπ 。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種透反電光特性曲線相匹配的單盒厚透反藍(lán)相液晶顯示 器，其特征是，所述透明凸起電極(25)的下底寬 =2 μ m。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種透反電光特性曲線相匹配的單盒厚透反藍(lán)相液晶顯示 器，其特征是，透明凸起電極05)的上底寬&彡2μπ 且 彡0. 5μπ 。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種透反電光特性曲線相匹配的單盒厚透反藍(lán)相液晶顯示 器，其特征是，所述透明凸起電極(25)的上底寬 =1 μ m。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種透反電光特性曲線相匹配的單盒厚透反藍(lán)相液晶顯示 器，其特征是，相鄰兩透明凸起電極(25)間的間隙/彡IOym J. 7 ^ 2 Um0
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種透反電光特性曲線相匹配的單盒厚透反藍(lán)相液晶顯示 器，其特征是，所述相鄰兩透明凸起電極(25)間的間隙/=2 μ m。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種透反電光特性曲線相匹配的單盒厚透反藍(lán)相液晶顯示器，其特征是該透反液晶顯示器的透射區(qū)和反射區(qū)具有相同的盒厚；上基板包括上基板玻璃層、上基板四分之一波片、上基板二分之一波片和上基板偏振片；下基板包括下基板玻璃層、下基板四分之一波片、下基板二分之一波片和下基板偏振片；反射區(qū)的反射層置于下基板玻璃基板內(nèi)部。設(shè)置反射區(qū)的凸起電極僅在下基板玻璃層之上，而透射區(qū)在上基板玻璃層之下和下基板玻璃層之上都有，且凸起電極由像素電極和公共電極相間排列組成，凸起電極的尺寸及相鄰兩凸起電極間的間隙均相同，并調(diào)整液晶盒厚，使得透反電光特性曲線相匹配，且工作電壓低，視角寬。
文檔編號(hào)G02F1/1343GK102087446SQ20101061688
公開日2011年6月8日 申請(qǐng)日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者吳迪, 周鳳, 崔建朋, 李大海, 王瓊?cè)A 申請(qǐng)人:四川大學(xué)