專利名稱：液晶顯示器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液晶顯示(LCD)器件，更具體地涉及一種減小透射模式下液晶顯示器件的光損失并提供雙向顯示的液晶顯示器件。
背景技術(shù)：
近來(lái)，電子顯示器件在各種信息的溝通和處理中變得越來(lái)越重要。而且，各種類型的電子顯示器件被廣泛用于不同的工業(yè)領(lǐng)域。
通常，電子顯示器件給用戶提供可視的多元信息。換句話說(shuō)，電子器件輸出的電信息信號(hào)被轉(zhuǎn)換成電子顯示器件中的可視光信息信號(hào)。這種電子顯示器件充當(dāng)用戶與電子器件間的界面裝置。
同時(shí)，由于半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，目前的電子器件通常以低電壓和低功率驅(qū)動(dòng)，并且尺寸變小，重量變輕。在此趨勢(shì)下，體積小、重量輕并要求較低驅(qū)動(dòng)電壓和較低功率的平板型顯示器件變得更加需要和受歡迎。
在各種類型的平板顯示器件中，液晶顯示器件比任何其它顯示器件更小和更輕，和具有較低的驅(qū)動(dòng)電壓和較低的功耗，并且還具有類似于陰極射線管型顯示器件的顯示質(zhì)量。所以，液晶顯示器件廣泛用于各種電子儀器。
目前，已經(jīng)開發(fā)出用于執(zhí)行雙向圖像顯示的液晶顯示器件。
具體地，傳統(tǒng)用于執(zhí)行雙向圖像顯示的液晶顯示器件包括一個(gè)背光源(backlight)、一個(gè)第一LCD面板和一個(gè)第二LCD面板。第一LCD面板設(shè)置于背光源上方(或下方)，第二LCD面板設(shè)置于背光源下方(或上方)。
在傳統(tǒng)的用于執(zhí)行雙向圖像顯示的液晶顯示器件中，從燈輻射出的光被分成兩組光。第一組光供給到第一LCD面板，第二組光供給到第二LCD面板。傳統(tǒng)液晶顯示器件僅具有對(duì)從燈射出的光進(jìn)行分路的功能，而不具有調(diào)節(jié)兩組中各組光數(shù)量的功能。因此所期望的是，液晶顯示器件既能夠?qū)羯涑龅墓夥殖蓛山M也能夠調(diào)節(jié)兩組中各組光的數(shù)量。
可用于能夠執(zhí)行雙向圖像顯示的液晶顯示器件中的液晶顯示(LCD)面板可具有根據(jù)外部光的數(shù)量能夠在透射模式或反射模式下顯示圖像的結(jié)構(gòu)。液晶顯示面板包括第一基板、第二基板、插在第一和第二基板間的液晶層、以及像素電極。像素電極形成在第一基板上，每個(gè)像素電極具有一個(gè)透明電極區(qū)和一個(gè)反射電極區(qū)。光在透射模式下透過(guò)透明電極區(qū)而在反射模式下被反射電極區(qū)反射。相應(yīng)地，LCD面板在透射模式下用透明電極區(qū)顯示圖像，而在反射模式下用反射電極區(qū)來(lái)顯示圖像。
具有以上結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)液晶顯示器件至少存在以下問(wèn)題。
第一，既然液晶顯示器件的顯示區(qū)被分為用于透射模式下的透射區(qū)和用于反射模式下的反射區(qū)，就顯示區(qū)的利用這方面考慮并不是有效的。
第二，既然傳統(tǒng)液晶顯示器件不得不采用寬帶1/4波長(zhǎng)相差板覆蓋可見光的整個(gè)頻段，也不得不采用第一和第二偏光板貼裝在各第一和第二基板上，與利用位于液晶顯示面板下的背光源來(lái)顯示圖像的透射型液晶顯示器件相比，制造成本增加了。
第三，既然透射模式下的偏振特性造成50％的光損失，缺點(diǎn)是光透射率降低50％且對(duì)比率(C/R)降低。
第四，既然液晶層的Δnd(Δn代表光各向異性或折射各向異性的值；d盒間隙)只有0.24微米，這是傳統(tǒng)透射型液晶顯示器件Δnd(0.48微米)的一半，液晶盒(liquid crystal cell)的盒間隙(cell gap)應(yīng)當(dāng)降至3微米量級(jí)，液晶的Δn也應(yīng)當(dāng)降低。相應(yīng)地，引起制造工藝變難和液晶的可靠性降低的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明就是要解決現(xiàn)有技術(shù)中的前述和其它一些問(wèn)題，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能夠簡(jiǎn)化液晶顯示面板的結(jié)構(gòu)、降低透射模式下的光損耗、并進(jìn)行雙向圖像顯示的液晶顯示器件。
一方面，提供一種液晶顯示器件，包括一第一顯示裝置，包括一第一液晶顯示面板，具有第一基板、第二基板及第一和第二基板間的第一液晶層，以及位于第一液晶顯示面板下的半透半反膜，半透半反膜具有其中折射率彼此不同的第一層和第二層交替堆疊的多層，使得半透半反膜部分反射和部分透射入射到半透半反膜上的入射光；包括第二液晶顯示面板的第二顯示裝置，第二液晶顯示面板具有第三基板、第四基板及位于第三和第四基板間的第二液晶層；以及位于第一和第二顯示裝置之間的光供給裝置，光供給裝置產(chǎn)生第一光線以將第一光線的第一部分供給第一顯示裝置和將第一光線的第二部分供給第二顯示裝置，且光供給裝置控制第一光線的第一和第二部分的數(shù)量以調(diào)節(jié)第一和第二顯示裝置間亮度的對(duì)比率。
根據(jù)發(fā)明的另一方面，提供一種液晶顯示器件，包括第一顯示裝置，包括第一液晶顯示面板，具有第一基板、第二基板和位于第一和第二基板間的第一液晶層，以及位于第一液晶顯示面板下的第一半透半反膜，第一半透半反膜具有其中折射率彼此不同的第一層和第二層交替堆疊的多層，使得第一半透半反膜部分反射和部分透射入射到第一半透半反膜上的第一入射光；第二顯示裝置，包括具有第三基板、第四基板及位于第三和第四基板間的第二液晶層的第二液晶顯示面板；及位于第一和第二顯示裝置之間的光供給裝置，光供給裝置將是光源產(chǎn)生光的第一部分的第一光線分成第三光線和第四光線以分別供給第一和第二顯示裝置第三和第四光線，并將是光源產(chǎn)生光的第二部分的第二光線分成第五光線和第六光線以分別供給第一和第二顯示裝置第五和第六光線，光供給裝置控制第三、第四、第五和第六光線的數(shù)量以調(diào)節(jié)第一和第二顯示裝置間亮度的對(duì)比率。
在一示范實(shí)施例中，液晶顯示器件包括置于第一和第二顯示裝置之一處的第一半透半反膜。第一半透半反膜具有其中折射率彼此不同的第一層和第二層交替堆疊的多層，使得第一半透半反膜部分反射和部分透射入射到第一半透半反膜上的第一入射光。液晶顯示器件包括位于第一和第二顯示裝置之間的光供給裝置。光供給裝置控制提供給第一和第二顯示裝置的光的數(shù)量，從而調(diào)節(jié)第一和第二顯示裝置間亮度的對(duì)比率。所以，用于進(jìn)行雙向圖像顯示的液晶顯示面板的結(jié)構(gòu)能夠簡(jiǎn)化，透射模式下的光損失能夠減少。
在另一示范實(shí)施例中，液晶顯示器件包括置于第一和第二顯示裝置之一處的各向異性半透半反膜或各向同性半透半反膜。各向異性半透半反膜具有依賴于偏振態(tài)和入射其上的入射光方向的光學(xué)特性，其中特定方向的光分量被強(qiáng)烈反射，在垂直于特定方向的方向上的偏振分量被部分透射和反射。各向同性半透半反膜的光學(xué)特性與偏振態(tài)及入射光方向無(wú)關(guān)，光分量被部分透射和反射。結(jié)果，通過(guò)發(fā)生在半透半反膜和背光源之間的光儲(chǔ)存過(guò)程，儲(chǔ)存光重復(fù)透過(guò)半透半反膜，使得透射率和光效率能夠提高。
進(jìn)一步，液晶顯示器件在液晶盒(liquid crystal cell)內(nèi)不具有反射電極，在各第一和第二基板上不具有1/4波長(zhǎng)相差板。因此，和傳統(tǒng)液晶顯示器件相比，本發(fā)明的液晶顯示器件結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，能夠防止液晶的可靠性下降。
而且，既然位于第一和第二顯示裝置之間的光供給裝置調(diào)節(jié)燈產(chǎn)生光的亮度以將亮度被調(diào)節(jié)的光供給第一和第二顯示裝置，本發(fā)明的液晶顯示器件滿足用戶的需求。


通過(guò)參考附圖詳細(xì)描述其示范實(shí)施例，本發(fā)明的以上和其它一些目的及優(yōu)點(diǎn)將變得更明顯，在附圖中圖1是斷面圖，展示了根據(jù)本發(fā)明的一示范實(shí)施例的液晶顯示器件；圖2是斷面圖，展示了圖1中的第一顯示裝置；圖3是示意圖，顯示了圖1中的半透半反膜的結(jié)構(gòu)；圖4A至4C是斷面圖，說(shuō)明了可用于圖1中液晶顯示器件的光散射層的位置；圖5A和5B是示意圖，說(shuō)明了圖1中液晶顯示器件的工作機(jī)制，其中一體形成的半透半反膜可用于反射模式下；圖6A和6B是示意圖，說(shuō)明了圖1液晶顯示器件的工作機(jī)制，其中一體形成的半透半反膜可用于透射模式下；圖7A和7B是示意圖，說(shuō)明了圖1液晶顯示器件的工作機(jī)制，其中分離型的半透半反膜可用于反射模式下；圖8A和8B是示意圖，說(shuō)明了圖1液晶顯示器件的工作機(jī)制，其中分離型的半透半反膜可用于透射模式下；圖9是示意圖，顯示了圖1液晶顯示器件的結(jié)構(gòu)，還包括光反射圖案和光學(xué)片；圖10是平面圖，顯示了圖9中在光導(dǎo)引部件上形成的光反射圖案；圖11是斷面圖，展示了根據(jù)本發(fā)明另一示范實(shí)施例的液晶顯示器件；圖12是斷面圖，展示了根據(jù)本發(fā)明又一示范實(shí)施例的液晶顯示器件；圖13顯示了圖12中的第一顯示裝置；圖14是示意圖，顯示了圖12中液晶顯示器件的結(jié)構(gòu)，還包括光反射圖案和光學(xué)片；圖15是斷面圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明又一示范實(shí)施例的液晶顯示器件；及圖16是斷面圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明又一示范實(shí)施例的液晶顯示器件。
具體實(shí)施例方式
下面，我們將參照附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的示范實(shí)施例。
圖1是斷面圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示范實(shí)施例的液晶顯示器件，圖2是圖1中第一顯示裝置的斷面圖。
參考圖1，液晶顯示器件包括第一顯示裝置100，用于顯示第一圖像；第二顯示裝置200，用于顯示第二圖像；和光供給裝置(以下稱背光源)300，位于第一和第二顯示裝置100和200之間。
第一顯示裝置100包括第一LCD面板150、第一偏光板160、第二偏光板170以及半透半反膜180。第一LCD面板150包括第一基板110、其下表面面對(duì)第一基板110設(shè)置的第二基板120、和介于第一基板110和第二基板120之間的第一液晶層130。
如圖2所示，在第一絕緣基板111上形成第一透明電極112，它由例如導(dǎo)電氧化膜如氧化銦錫(ITO)形成，從而構(gòu)成第一基板110。在第二絕緣基板121上形成第二透明電極122，它由例如導(dǎo)電氧化膜例如ITO形成，從而構(gòu)成第二基板120。第一基板110的第一透明電極112面向第二基板120的第二透明電極122設(shè)置。
第一液晶層130由例如90°扭曲的TN(扭曲向列)液晶成分構(gòu)成。根據(jù)本實(shí)施例，第一液晶層130的“Δnd”約為0.2-0.6微米，它是折射各向異性(Δn)和第一液晶層130的厚度(d)的乘積，優(yōu)選約為0.48微米。在本實(shí)施例的液晶顯示器件中，可以采用傳統(tǒng)透射型液晶顯示器件的液晶光學(xué)條件而不改變，從而防止液晶的可靠性受到影響。
第一偏光板160置于第一液晶顯示面板150的上表面上，第二偏光板170形成于第一液晶顯示面板150的下表面上。第一和第二偏光板160和170吸收預(yù)定的偏振分量并讓其它偏振分量透過(guò)，從而允許入射光在特定方向上透過(guò)。第一和第二偏光板160和170是線性偏振器，其偏振軸彼此垂直設(shè)置。
半透半反膜180置于第二偏光板170之下，它包括至少兩個(gè)具有彼此不同折射率值的透明層，即第一層181和第二層182交替堆疊，如圖3所示。半透半反膜180部分反射和部分透射入射到其上的入射光。相應(yīng)地，根據(jù)本實(shí)施例的液晶顯示器件具有反射光路(R)和透射光路(T)。在反射光路(R)中，入射光入射到第二基板120上，透過(guò)第一基板110，被半透半反膜180反射，并穿過(guò)第二基板120射出。在透射光路(T)，入射光從背光源300入射到第一基板110上，透過(guò)半透半反膜180，并穿過(guò)第二基板120射出。
再次參看圖1，第二顯示裝置200包括第二液晶顯示面板250、第三偏光板260、第四偏光板270。第二液晶顯示面板250包括第三基板210、其下表面面對(duì)第三基板210設(shè)置的第四基板220、和位于第三基板210和第四基板220之間的第二液晶層230。
第三偏光板260置于第二液晶顯示面板250的上表面上，第四偏光板270形成于第二液晶顯示面板250的下表面上。第三和第四偏光板260和270吸收預(yù)定的偏振分量并讓其它偏振分量通過(guò)，從而允許入射光在特定方向上通過(guò)。第三和第四偏光板260和270是線性偏振器，其偏振軸彼此垂直設(shè)置。
背光源300安裝在第一和第二顯示裝置100、200之間。背光源300產(chǎn)生光，并將部分所產(chǎn)生的光提供給第一和第二顯示裝置100、200。
如圖1所示，背光源300包括光導(dǎo)引部件320和亮度控制部件330。光導(dǎo)引部件320用于導(dǎo)引從燈裝置310產(chǎn)生的光，亮度控制部件330控制提供給第一和第二顯示裝置100、200的光的亮度。
光導(dǎo)引部件320具有長(zhǎng)方體板的形狀，包括四個(gè)側(cè)面，含有入射面321、光反射透射面322和光出射面323。光出射面323面對(duì)著光反射透射面322。
光入射面321接收由燈裝置310產(chǎn)生的第一光線L1。燈裝置310包括燈311、覆蓋在燈311上以反射第一光線L1的燈反射鏡312。燈311優(yōu)選采用線光源，例如冷陰極熒光燈(CCFL)，但并不局限于線光源。燈311可以是點(diǎn)光源，例如發(fā)光二極管(LED)。
由燈311產(chǎn)生的第一光線L1穿過(guò)光入射面321入射到光導(dǎo)引部件320中。光導(dǎo)引部件320把第一光線L1分路以射出第二和第三光線L2、L3。光導(dǎo)引部件320射出第二光線L2或一部分第一光線L1到第一顯示裝置100，射出第三光線L3或其它部分第一光線L1到第二顯示裝置200。具體地，第二光線L2包括從光出射面323直接射出的光線和被光反射透射面322反射的光線。第三光線L3是穿過(guò)光反射透射面322以朝向第二顯示裝置200行進(jìn)的光線。
光導(dǎo)引部件320能夠給第一和第二顯示裝置100、200均提供光。但是，很難讓光導(dǎo)引部件320控制提供給第一和第二顯示裝置100、200的光亮度。所以，背光源300還包括一個(gè)亮度控制部件330以便調(diào)節(jié)第一顯示裝置100和第二顯示裝置200間的亮度。
亮度控制部件330反射一部分第三光線L3，以將第三光線L3的所述被反射部分經(jīng)由光導(dǎo)引部件320提供給第一顯示裝置100，并讓第三光線L3的其它部分透過(guò)以將第三光線L3的所述其它部分提供給第二顯示裝置200。
亮度控制部件330可呈片狀或比片狀厚的板狀，由例如通過(guò)發(fā)泡劑處理過(guò)的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，亮度控制部件330反射大約80％的第三光線L3并透射大約20％的第三光線L3。另外，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，亮度控制部件330反射大約20％的第三光線L3，并透射大約80％的第三光線L3。
亮度控制部件330的材料不限于被發(fā)泡劑處理過(guò)的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)。亮度控制部件330可由能部分反射和部分透射光的任何材料制成。
圖3是圖1中半透半反膜的結(jié)構(gòu)示意圖。
參考圖3，當(dāng)假設(shè)半透半反膜180具有z方向上的膜厚和沿x-y平面的膜平面時(shí)，根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的半透半反膜180的特征是使得其第一層181在它的膜平面即x-y平面內(nèi)具有折射各向異性，而第二層182在它的膜平面內(nèi)不具有折射各向異性。膜平面平行于半透半反膜的平面。
半透半反膜180具有依賴于偏振態(tài)和入射光方向的各種透射率和反射率特性。例如，當(dāng)假設(shè)平行于半透半反膜180的伸長(zhǎng)方向(elongated direction)的方向?yàn)閤方向，垂直于所述伸長(zhǎng)方向的方向?yàn)閥方向，具有高折射率和膜平面內(nèi)的折射各向異性的第一層181和不具有折射各向異性的第二層182都具有滿足以下關(guān)系(1)的三個(gè)主折射率nx、ny、nz，n1x＝n1z≠n1y；n2x＝n2y＝n2z；n1x≠n2x；n1y≠n2y；以及|n1x-n2x|＜|n1y-n2y|--------(1)。
(n1x、n1y、n1z分別代表第一層在x軸、y軸、z軸上的主折射率，n2x、n2y、n2z分別代表第二層在x軸、y軸、z軸上的主折射率)這樣，如果第一層181和第二層182間在x方向上的折射率差異小于第一層181和第二層182間在y方向上的折射率差異，那么當(dāng)一束非偏振光沿著垂直于膜平面的方向即z方向入射時(shí)，由菲涅耳方程可知，平行于y方向偏振的偏振分量由于高的折射率差異將大部分被反射，但平行于x方向偏振的偏振分量由于低的折射率差異將被部分透射和反射。
已經(jīng)公開過(guò)用于增強(qiáng)顯示亮度的方法，它利用了由具有雙折射的電介質(zhì)多層膜制成的反射型偏光板，出處是日本專利特開公報(bào)No.9-43596和國(guó)際專利公報(bào)No.WO 97/01788。具有雙折射的電介質(zhì)多層膜具有兩種聚合物層交替堆疊的結(jié)構(gòu)。兩種聚合物層的一種選自具有高折射率的聚合物族，而另一種選自具有低折射率的聚合物族。
下文中，就光學(xué)特性而言將回顧電介質(zhì)多層膜的結(jié)構(gòu)。
例如，當(dāng)假設(shè)其中具有高折射率的材料伸長(zhǎng)的第一層和其中具有低折射率的材料伸長(zhǎng)的第二層之間存在以下關(guān)系n1x＝n1z＝1.57，n1y＝1.86；以及n2x＝n2y＝n2z＝1.57。
如此，在第一和第二層沿x方向和z方向的折射率值彼此相等而第一和第二層沿y方向的折射率值彼此不同的情況下，當(dāng)非偏振光沿著垂直于膜平面的方向(即z方向)入射時(shí)，x方向的偏振分量全部通過(guò)，而根據(jù)非涅耳方程y方向的偏振分量全部被反射。具有以上特征的雙折射電介質(zhì)多層膜的一個(gè)代表性例子是由3M公司制造的DBEF(Dual brightness enhancement film，雙亮度增強(qiáng)膜)。DBEF具有多層結(jié)構(gòu)，其中由不同材料制成的兩種膜交替堆疊以形成幾百層。換句話說(shuō)，具有高雙折射性的PEN(polyethylene naphthalate)層和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)層交替堆疊以構(gòu)成DBEF層。由于萘基團(tuán)具有平面結(jié)構(gòu)，當(dāng)這些基團(tuán)相互鄰近設(shè)置時(shí)，很容易堆疊PEN層和DBEF層，使得堆疊方向的折射率變得顯著不同于其它方向的折射率。相反，由于PMMA是無(wú)定形聚合物且各向同性排列，PMMA在所有方向上具有相等的折射率。
3M公司生產(chǎn)的DBEF透射所有x方向的偏振分量，反射所有y方向的偏振分量，但根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的半透半反膜180大部分反射特定方向(例如y方向)的偏振分量，但部分反射且透射沿著垂直于所述特定方向的方向(例如x方向)偏振的偏振分量。半透半反膜180可通過(guò)垂直連接兩個(gè)各向異性半透半反膜形成，每個(gè)膜的透射率和反射率隨偏振態(tài)和半透半反膜180上入射光的方向而變化。而且，半透半反膜180也可通過(guò)連接一各向異性半透半反膜與具有與偏振態(tài)和入射光方向無(wú)關(guān)的各向同性反射和透射性的一半透半反膜而制成，各向異性半透半反膜的透射率和反射率隨偏振態(tài)和光入射方向而變化。兩個(gè)半透半反膜能制成一個(gè)一體形成結(jié)構(gòu)，或制成分離成形的膜結(jié)構(gòu)。
同樣，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，半透半反膜180具有與偏振態(tài)及入射光方向無(wú)關(guān)的各向同性反射和透射特性。例如，假設(shè)平行于膜的伸長(zhǎng)方向的方向?yàn)閤方向，垂直于膜的伸長(zhǎng)方向的方向?yàn)閥方向，具有高折射率的第一層181與具有低折射率的第二層182在膜的x-y平面內(nèi)均具有折射各向同性，第一和第二層181和182均具有滿足以下關(guān)系的三個(gè)主折射率nx、ny、nzn1x＝n1y＝n1z；以及n2x＝n2y＝n2z≠n1z------(2)如此，在第一和第二層181和182在z方向具有不同折射率值的情況下，當(dāng)非偏振光沿著垂直于膜的方向(即z方向)入射時(shí)，x方向的偏振分量部分透射且部分反射，根據(jù)菲涅耳方程，y方向的偏振分量也部分透射和部分反射。此時(shí)，可以通過(guò)控制第一層181或第二層182的厚度或折射率來(lái)調(diào)節(jié)反射光的反射率，使其與液晶顯示器件的特性相匹配。換句話說(shuō)，對(duì)于反射特性加強(qiáng)的液晶顯示器件，提高反射率，而對(duì)于透射特性被認(rèn)為是重要因素的液晶顯示器件，降低反射率從而提高透射率。
如上所述，本發(fā)明中的半透半反膜180能夠形成為具有各向異性特征，即膜180的透射率和反射率隨偏振態(tài)和入射光方向而變化，或者能夠形成為具有各向同性特征，即膜180的透射率和反射率不依賴于偏振態(tài)和入射光方向。無(wú)論哪種情形，當(dāng)光沿著垂直于膜平面的方向入射時(shí)，期望半透半反膜180相對(duì)于所有方向的偏振分量具有大于或等于約4％的反射率。
本發(fā)明中，半透半反膜180能夠與第二偏光板170一起制成一體形成的結(jié)構(gòu)，或者制成與第二偏光板170分離的分離成形片結(jié)構(gòu)。在半透半反膜180與第二偏光板170一起制成一體形成結(jié)構(gòu)的情況下，將可以減小液晶(LC)盒的厚度，液晶顯示器件具有制造成本方面的優(yōu)勢(shì)。
以上，解釋了通過(guò)沉積或涂覆聚合物多層膜到第二偏光板170的表面上來(lái)制造半透半反膜180的方法，這可以與在偏光板上進(jìn)行抗反射處理的方法相對(duì)照。也就是，在抗反射處理中，具有不同折射率的兩種透明膜以一定厚度重復(fù)沉積或涂覆，使得通過(guò)聚合物多層膜內(nèi)的多重反射產(chǎn)生相消干涉。然而，為了形成能夠部分透射和部分反射入射光的半透半反膜，膜的厚度應(yīng)當(dāng)被調(diào)整以產(chǎn)生相長(zhǎng)干涉。
圖4A和4B是斷面圖，說(shuō)明了可用于圖1中液晶顯示器件的光散射層的位置。
如圖4A和4B所示，根據(jù)目前實(shí)施例的液晶顯示器件可進(jìn)一步包括一個(gè)光散射層175，其形成于第一基板110或第二基板120上，以便防止鏡面反射和以各種角度適當(dāng)?shù)芈?diffuse)反射光。
例如，如圖4A和4B所示，在第一基板110和第二偏光板170之間，或在第二基板120和第一偏光板160之間，可形成光散射層175。也可在第二偏光板170和半透半反膜180之間形成光散射層175。光散射層175可與第二偏光板170或第一偏光板160一起制成一體形成結(jié)構(gòu)，或者制成與偏光板160、170分離的分離片狀結(jié)構(gòu)。而且，光散射層175能做成透明珠分散于其中的塑料膜的形狀。而且，光散射層175能制成珠加入粘合劑的狀態(tài)，這使得可以把第一基板110直接貼裝到第二偏光板170上。
而且，為了優(yōu)化根據(jù)本發(fā)明目前實(shí)施例的液晶顯示器件的光效率，可在第一基板110或第二基板120上形成一個(gè)相差板(沒(méi)有畫出)。例如，相差板與偏光板160、170一起形成一體形成結(jié)構(gòu)或與形成與偏光板160、170分離的分離膜結(jié)構(gòu)，所述相差板位于第一基板110和第二偏光板170之間或位于第二基板120和第一偏光板160之間。
下文中，將詳細(xì)描述具有以上結(jié)構(gòu)的液晶顯示器件的操作機(jī)制。
圖5A到圖6B是說(shuō)明液晶顯示器件透射模式和反射模式的操作機(jī)制的示意圖，其中半透半反膜180和第二偏光板170一起制成一體形成結(jié)構(gòu)。這里，光偏振方向的表示基于第一偏光板160的偏振軸，部分反射光和部分透射光表示為虛線。
首先，在反射模式下，當(dāng)沒(méi)有施加像素電壓時(shí)(OFF)，如圖5A所示，從外部源入射的光透過(guò)第一偏光板160，使得光沿著平行于第一偏光板160的偏振軸的方向線性偏振。線性偏振光透射穿過(guò)液晶層130和第一透明電極112，使得線性偏振光沿著垂直于第一偏光板160的偏振軸的方向線性偏振，接著入射到與第二偏光板170一起制成一體形成結(jié)構(gòu)的半透半反膜180。此時(shí)，由于第二偏光板170的偏振軸垂直于第一偏光板160的偏振軸，入射到第二偏光板170的光變成具有平行于第二偏光板170的偏振軸的方向。因此，沿平行于第二偏光板170偏振軸的方向線性偏振的光部分地透過(guò)半透半反膜180且部分地被半透半反膜180反射。也就是說(shuō)，在半透半反膜180具有關(guān)系(1)的折射性質(zhì)的情況下，入射到半透半反膜180中的光沿平行于半透半反膜180的伸長(zhǎng)方向的x方向偏振的偏振分量部分地透射和部分地反射，而沿垂直于所述伸長(zhǎng)方向的方向偏振的偏振分量大部分被反射。而且，在半透半反膜180具有關(guān)系(2)的折射性質(zhì)的情況下，對(duì)于入射到半透半反膜180中的光，沿x方向和y方向偏振的偏振分量部分透射和部分反射。
如此，被半透半反膜180反射的線性偏振光透過(guò)第一透明電極112和液晶層130，使得它沿著平行于第一偏光板160的偏振軸的方向線性偏振。之后，光透過(guò)第一偏光板160，從而顯示白色圖像。而且，透過(guò)半透半反膜180的光儲(chǔ)存在半透半反膜180和背光源300之間，儲(chǔ)存的光重復(fù)地進(jìn)行部分透射部分反射的過(guò)程。結(jié)果，光損失被消除，反射率和光效率被提高。
在反射模式下，當(dāng)施加最大像素電壓時(shí)(ON)，如圖5B所示，從外源入射的光透過(guò)第一偏光板160，使得光沿著平行于第一偏光板160的偏振軸的方向線性偏振。之后，線性偏振光透過(guò)液晶層130，偏振態(tài)沒(méi)有改變，接著入射到與第二偏光板170一體形成的半透半反膜180中。此時(shí)，由于線性偏振光垂直于第二偏光板170的偏振軸，光全部被第二偏光板170吸收。如此，線性偏振光不會(huì)被半透半反膜180反射，從而顯示黑圖像。
在透射模式下，當(dāng)沒(méi)有施加像素電壓時(shí)(OFF)，如圖6A所示，從背光源300輻射的光入射到與第二偏光板170一體形成的半透半反膜180中。在半透半反膜180具有關(guān)系(1)的折射特性的情況下，光的平行于第二偏光板170的偏振軸的偏振分量(其平行于x方向偏振)被部分地透射和反射，而平行于y方向偏振的偏振分量大部分被反射。而且，在半透半反膜180具有關(guān)系(2)的折射特性的情況下，平行于第二偏光板170的偏振軸的光部分透射和部分反射，因?yàn)檠豿方向和y方向偏振的所有偏振分量部分透射和反射。
如此，已經(jīng)透過(guò)半透半反膜180和第二偏光板170的光變成振蕩方向平行于第二偏光板170的偏振軸的線性偏振光。線性偏振光透過(guò)第一透明電極112和液晶130，使得它沿平行于第一偏光板160的偏振軸的方向線性偏振。因此，沿平行于第一偏光板160的偏振軸的方向線性偏振的所述光透過(guò)第一偏光板160，從而顯示白色圖像。同樣，被半透半反膜180反射的光儲(chǔ)存在背光源300和半透半反膜180之間，并然后反復(fù)地進(jìn)行以上步驟。這樣，平行于x方向的偏振分量或者平行于x方向和y方向的偏振分量接連地透過(guò)半透半反膜180以被利用，使得光損失減少，透射率和光效率提高。
在透射模式下，當(dāng)施加最大像素電壓時(shí)(ON)，如圖6B所示，從背光源300輻射的光入射到與第二偏光板170一體形成的半透半反膜180中，使得平行于第二偏光板170的偏振軸的光線部分地透射和反射。已經(jīng)透過(guò)半透半反膜180和第二偏光板170的光被轉(zhuǎn)換成沿著平行于第二偏光板170的偏振軸的方向(即，沿著垂直于第一偏光板160的偏振軸的方向)線性偏振的光。該線性偏振光透過(guò)第一透明電極112和液晶層130，偏振態(tài)沒(méi)有改變。因此，沿垂直于第一偏光板160偏振軸的方向線性偏振的光不會(huì)透過(guò)第一偏光板160，從而顯示黑圖像。
圖7A到圖8B是說(shuō)明液晶顯示器件在透射模式和反射模式下操作機(jī)制的示意圖，其中半透半反膜180與第二偏光板170是分離的，并形成片狀結(jié)構(gòu)。這里，光偏振方向的表示是基于第一偏光板160的偏振軸的，部分反射光和部分透射光由虛線表示。
首先，在反射模式下，當(dāng)沒(méi)有施加像素電壓時(shí)(OFF)，如圖7A所示，從外源入射的光透過(guò)第一偏光板160，使得光沿著平行于第一偏光板160的偏振軸的方向線性偏振。該線性偏振光透過(guò)液晶層130和第一透明電極112，使得線性偏振光沿著垂直于第一偏光板160的偏振軸的方向線性偏振，接著入射到第二偏光板170中。此時(shí)，由于第二偏光板170的偏振軸垂直于第一偏光板160的偏振軸，已經(jīng)沿著垂直于第一偏光板160的偏振軸的方向線性偏振的光就透過(guò)第二偏光板170并接著入射到半透半反膜180中。在半透半反膜180具有關(guān)系(1)的折射特性的情況下，入射到半透半反膜180中的光沿平行于半透半反膜180的伸長(zhǎng)方向的x方向偏振的偏振分量被部分透射和反射，而沿垂直于伸長(zhǎng)方向的y方向偏振的偏振分量大部分被反射。而且，在半透半反膜180具有關(guān)系(2)的折射特性的情況下，對(duì)于入射到半透半反膜180中的光，沿x方向和y方向偏振的偏振分量被部分透射和部分反射。
如此，由于被半透半反膜180反射的線性偏振光平行于第二偏光板170的偏振軸，它透過(guò)第二偏光板170，并經(jīng)由第一透明電極112入射到液晶層130中。線性偏振光透過(guò)液晶層130，從而它沿著平行于第一偏光板160的偏振軸的方向線性偏振。之后，光透過(guò)第一偏光板160，從而顯示白色圖像。而且，已經(jīng)透過(guò)半透半反膜180的光貯存在半透半反膜180和背光源300之間，貯存的光重復(fù)進(jìn)行部分透射部分反射的過(guò)程。結(jié)果，光損耗減少，反射率和光效率提高。
在反射模式下，當(dāng)施加最大像素電壓時(shí)(ON)，如圖7B所示，從外源入射的光透過(guò)第一偏光板160，使得光沿著平行于第一偏光板160的偏振軸的方向線性偏振。之后，該線性偏振光透過(guò)液晶層130，偏振態(tài)不變，然后入射到第二偏光板170中。此時(shí)，由于線性偏振光垂直于第二偏光板170的偏振軸，光將全部被第二偏光板170吸收。于是，由于線性偏振光不會(huì)被半透半反膜180反射，將顯示黑色圖像。
在透射模式下，當(dāng)沒(méi)有施加像素電壓時(shí)(OFF)，如圖8A所示，從背光源300輻射的光入射到半透半反膜180中，使得光部分透射和反射。在半透半反膜180具有關(guān)系(1)的折射特性的情況下，已經(jīng)入射到半透半反膜180中的光沿平行于半透半反膜180的伸長(zhǎng)方向的x方向偏振的偏振分量被部分透射和反射，而沿垂直于伸長(zhǎng)方向的y方向偏振的偏振分量大部分被反射。而且，在半透半反膜180具有關(guān)系(2)的折射特性的情況下，入射到半透半反膜180中的光沿x方向和y方向偏振的偏振分量被部分透射和反射。
如此，已經(jīng)透過(guò)半透半反膜180和第二偏光板170的光沿著平行于第二偏光板170的偏振軸的方向線性偏振。之后，線性偏振光透過(guò)第一透明電極112和液晶130，使得它沿著平行于第一偏光板160的偏振軸的方向線性偏振。因此，沿著平行于第一偏光板160的偏振軸的方向線性偏振的光透過(guò)第一偏光板160，從而顯示白色圖像。而且，被半透半反膜180反射的光儲(chǔ)存在背光源300和半透半反膜180之間，然后反復(fù)進(jìn)行以上步驟。這樣，平行于x方向偏振的偏振分量或者平行于x方向和y方向偏振的偏振分量接連地透過(guò)半透半反膜180而被利用，從而光損失減少，透射率和光效率提高。
在透射模式下，當(dāng)施加最大像素電壓時(shí)(ON)，如圖8B所示，從背光源300輻射的光入射到半透半反膜180中，使得入射光部分透射半透半反膜180和被半透半反膜180部分反射。已經(jīng)透過(guò)半透半反膜180的光透射穿過(guò)第二偏光板170，使得它轉(zhuǎn)換成平行于第二偏光板170的偏振軸(即垂直于第一偏光板160的偏振軸的方向)線性偏振的光。之后，該線性偏振光透過(guò)第一透明電極112和液晶層130而偏振態(tài)不改變。因此，沿垂直于第一偏光板160的偏振軸的方向線性偏振的光不能透過(guò)第一偏光板160，從而顯示黑圖像。
圖9是液晶顯示器件的結(jié)構(gòu)示意圖，還包括光反射圖案和光學(xué)片，圖10是平面示圖，顯示了圖9中在光導(dǎo)引部件上形成的光反射圖案。
參看圖9，光反射圖案322a形成在光導(dǎo)引部件320的反射透射面322上，以便面向亮度控制部件330。光反射圖案322a部分地反射入射到光反射透射面322上的光，并改變?nèi)肷涞焦夥瓷渫干涿?22上的光的光路，使得入射到光反射透射面322上的光的一部分可以朝光出射面323行進(jìn)。
光反射圖案322a形成于光反射透射面322上。例如，光反射圖案322a包括在光反射透射面322上排列成矩陣形狀的多個(gè)點(diǎn)。通過(guò)絲網(wǎng)印刷法，把混有高光反射率的材料的漿料印刷在光反射透射面322上，使得光反射圖案322a被形成在光反射透射面322上。
形成在光反射透射面322上的光反射圖案322a可以是具有特定規(guī)律性的各種圖案。例如，光反射圖案322a的點(diǎn)在光反射透射面322上排列成矩陣形狀，各點(diǎn)的尺寸與每個(gè)點(diǎn)和光入射面321間的距離成比例的增加。換句話說(shuō)，光反射圖案322a的點(diǎn)具有不同尺寸，使得越靠近光入射面321的點(diǎn)的尺寸越小。光反射圖案322a的點(diǎn)的尺寸決定于點(diǎn)和光入射面321間的距離，使得通過(guò)光反射圖案322a的光反射率在光反射透射面322的整個(gè)表面上保持基本一致。
再參考圖9，在本實(shí)施例的光導(dǎo)引部件320中，光反射透射面322和光出射面323間的垂直距離是基本一致的。換句話說(shuō)，光反射透射面322基本上平行于光出射面323。
然而，在另一實(shí)施例中，光反射透射面322可以不平行于光出射面323。特別的，光反射透射面322和光出射面323之間的垂直距離與光出射面(或光反射透射面322)上的點(diǎn)和光入射面321間的距離成比例的減小。優(yōu)選的是，光反射透射面322和光出射面323間的垂直距離逐漸地減小。例如，光出射面323平行于液晶顯示面板，光反射透射面322相對(duì)于光出射面323傾斜預(yù)定的角度。
另一方面，如圖9所示，第一光學(xué)片340安裝在光導(dǎo)引部件320的光出射面323上，以便通過(guò)改變從光導(dǎo)引部件320射出的光的光學(xué)分布來(lái)增強(qiáng)從光導(dǎo)引部件320射出的光的光學(xué)特性。第一光學(xué)片340還包括第一漫射片342和第一棱鏡片344。特別的，第一漫射片342散射第二光線L2和被亮度控制部件330反射的部分第三光線L3，從而提供了均勻的亮度分布。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示范實(shí)施例，至少一個(gè)第一棱鏡片344安裝在第一漫射片342上，從而通過(guò)校正從第一漫射片342射出的光的方向來(lái)增大從第一漫射片342射出的光的視角。
另外，第二光學(xué)片350可被安裝在亮度控制部件330和第二液晶顯示面板200之間，以便增強(qiáng)透過(guò)亮度控制部件330并然后朝向第二液晶顯示面板行進(jìn)的其它部分第三光線L3的光學(xué)特性，這是通過(guò)改變所述其它部分第三光線L3的光學(xué)分布來(lái)實(shí)現(xiàn)的。第二光學(xué)片350還可包括一個(gè)第二漫射片352和一個(gè)第二棱鏡片354。特別的，第二漫射片352散射所述其它部分第三光線L3，從而提供一個(gè)均勻的亮度分布。第二棱鏡片354校正從第二漫射片352射出的光的方向，從而增大從第二漫射片352射出的光的視角。
雖然在圖1到9的實(shí)施例中第一顯示裝置100和第二顯示裝置200具有相同的尺寸，但第一顯示裝置100和第二顯示裝置200可具有不同的尺寸。
圖11是斷面圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明另一示范實(shí)施例的液晶顯示器件。
參看圖11，液晶顯示器件600包括一個(gè)第一顯示裝置100，一個(gè)具有不同于第一顯示裝置100的尺寸的第二顯示裝置500，和一個(gè)位于第一和第二顯示裝置100、500之間的背光源300。
第一顯示裝置100的第一顯示區(qū)不同于第二顯示裝置500的第二顯示區(qū)，在本實(shí)施例中，第一顯示裝置100的第一顯示區(qū)比第二顯示裝置500的第二顯示區(qū)大。
當(dāng)?shù)谝伙@示裝置100的第一顯示區(qū)比第二顯示裝置500的第二顯示區(qū)大時(shí)，第二顯示裝置500的光學(xué)特性隨著第二顯示裝置500的位置而變化。
如圖11所示，第二顯示裝置500的一端和光導(dǎo)引部件320的光入射面321對(duì)齊。當(dāng)?shù)诙@示裝置500的一端和光導(dǎo)引部件320的光入射面321對(duì)齊時(shí)，與當(dāng)?shù)诙@示裝置500的一端位于其它位置時(shí)相比，能夠在第二顯示裝置500處收集更多數(shù)量的光。
雖然在圖11中沒(méi)有顯示出來(lái)，但第二顯示裝置500的一端能夠離開光入射面321一預(yù)定距離安裝。例如，第二顯示裝置500置于光導(dǎo)引部件320的光反射透射面322的中心部分。在這種情況下，缺點(diǎn)是存在對(duì)于亮度的限制，但是優(yōu)點(diǎn)在于對(duì)安裝的限制減少。另外，與第二顯示裝置500的一端相對(duì)的第二顯示裝置500的另一端可以與光導(dǎo)引部件320的、與光入射面321相對(duì)的側(cè)面對(duì)齊。
圖12是斷面圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明另一示范實(shí)施例的液晶顯示器件，圖13示出了圖12中的第一顯示裝置。
參看圖12，液晶顯示器件900包括第一顯示裝置700，用于顯示第一圖像；第二顯示裝置200，用于顯示第二圖像；和背光源800，置于第一和第二顯示裝置700、200之間。第一顯示裝置700包括第一液晶顯示面板750、第一偏光板760、第二偏光板770和半透半反膜780。
參看圖13，第一液晶顯示面板750包括第一基板710、面對(duì)第一基板710設(shè)置的第二基板720、位于第一基板710和第二基板720之間的液晶層730。
具體地，第一基板710包括第一絕緣基板711。在第一絕緣基板711上形成多個(gè)開關(guān)元件或薄膜晶體管(TFT)712和電連接到TFT 712的第一透明電極(或像素電極)714。TFT 712在第一絕緣基板711上排列成矩陣結(jié)構(gòu)。TFT712的柵電極712a連接到在第一絕緣基板711上沿行方向延伸的柵極線(沒(méi)有畫出)，TFT 712的源電極712b連接到在第一絕緣基板711上沿列方向延伸的數(shù)據(jù)線(沒(méi)有畫出)。TFT 712的漏電極712c電連接到由諸如氧化銦錫(ITO)的導(dǎo)電氧化膜制成的第一透明電極714。
一個(gè)有機(jī)絕緣層713形成于TFT 712和第一透明電極714之間。有機(jī)絕緣層713包括暴露出漏電極712c的接觸孔713a。有機(jī)絕緣層713使TFT 712與第一透明電極714絕緣，同時(shí)讓第一透明電極714僅接觸漏電極712c。
第二基板720包括第二絕緣基板721。一個(gè)RGB彩色濾光器722、一個(gè)黑矩陣(BM)層723和一個(gè)第二透明電極724形成于第二絕緣基板721上。在第二絕緣基板721上，RGB彩色濾光器722排列成與在第一絕緣基板711上形成的像素電極714相應(yīng)的矩陣結(jié)構(gòu)。黑矩陣層723形成在第二絕緣基板721上位于RGB彩色濾光器722之間，以便增強(qiáng)對(duì)比率(C/R)。另外，第二透明電極724形成于其上形成有RGB彩色濾光器722的第二絕緣基板的整個(gè)表面上。
第一基板710的第一透明電極714面對(duì)著第二基板720的第二透明電極724設(shè)置。液晶層730由90°扭曲的TN(扭曲向列)液晶成分組成，液晶730置于第一基板710和第二基板720之間。
第一偏光板760放置在第一液晶顯示面板750的上表面上，第二偏光板770放置在第一液晶顯示面板750的下表面上。半透半反膜780放置在第二偏光板770的下面，它包括彼此具有不同的折射率值且交替堆疊在第二偏光板770上的至少兩個(gè)透明層。半透半反膜780部分反射和部分透射入射其上的光。因此，液晶顯示器件能夠通過(guò)反射光路(R)和透射光路(T)顯示圖像。
再參看圖12，第二顯示裝置200包括第二液晶顯示面板250、第三偏光板260和第四偏光板270。第二液晶顯示面板包括第三基板210、面對(duì)著第三基板210設(shè)置的第四基板220、和放置在第三基板210和第四基板220之間的第二液晶層230。第三偏光板260放置在第二液晶顯示面板250的上表面上，第四偏光板270放置在第二液晶顯示面板250的下表面上。
雖然沒(méi)有在圖12中畫出，但第二液晶顯示面板250能夠與圖13中的第一液晶顯示面板750同樣的實(shí)施。
背光源800放置在第一和第二顯示裝置700、200之間。背光源800產(chǎn)生光并向第一和第二顯示裝置700、200提供所產(chǎn)生的光。
背光源800包括燈裝置810、第一光導(dǎo)引部件820、第二光導(dǎo)引部件830和置于第一和第二光導(dǎo)引部件820、830之間的亮度控制部件840。燈裝置810包括燈811，用于產(chǎn)生光；和燈反射器812，用來(lái)反射由燈811產(chǎn)生的光，以將燈811產(chǎn)生的光提供給第一和第二光導(dǎo)引部件820、830。由燈811產(chǎn)生的一部分光(或第一光線L1)入射到第一光導(dǎo)引部件820上，由燈811產(chǎn)生的其它部分光(或第二光線L2)入射到第二光導(dǎo)引部件830上。
第一光導(dǎo)引部件820包括四個(gè)側(cè)面，含有第一光入射面821、第一光反射透射面822和第一光出射面823。第一光出射面823面對(duì)著第一光反射透射面822。
穿過(guò)第一光入射面821入射到第一光導(dǎo)引部件820中的第一光線L1通過(guò)以下路徑被分路，以朝向第一和第二顯示裝置700、200行進(jìn)。第一光導(dǎo)引部件820將第一光線L1分路以射出第三和第四光線L3、L4。第一光導(dǎo)引部件820射出第三光線L3或部分第一光線L1到第一顯示裝置700，并射出第四光線L4或其它部分第一光線L1到第二顯示裝置200。具體地，第三光線L3包括直接從第一光出射面823射出的光線和被第一光反射透射面822反射而穿過(guò)第一光出射面823射出的光線。第四光線L4穿過(guò)第一光反射透射面822前進(jìn)到第二顯示裝置200。
第二光導(dǎo)引部件830設(shè)置于第一和第二顯示裝置700、200之間，更具體地設(shè)置于第一反射透射面822的附近。第二光導(dǎo)引部件830包括四個(gè)側(cè)面，含有第二光線L2入射到其上的第二光入射面831、一個(gè)第二光反射透射面832和一個(gè)第二光出射面833。第二光出射面833面對(duì)第二光反射透射面832。
穿過(guò)第二光入射面831入射到第二光導(dǎo)引部件830中的第二光線L2通過(guò)以下路徑被分路，以前進(jìn)到第一和第二顯示裝置700、200。第二光導(dǎo)引部件830將第二光線L2分路，以射出第五和第六光線L5、L6。第二光導(dǎo)引部件830射出第六光線L6或部分第二光線L2到第一顯示裝置700，并射出第五光線L5或其它部分第二光線L2到第二顯示裝置200。具體地，第五光線L5包括直接從第二光出射面833射出的光線和被第二光反射透射面832反射而穿過(guò)第二光出射面833射出的光線。第六光線L6穿過(guò)第二光反射透射面832前進(jìn)到第一顯示裝置700。
亮度控制部件840安裝在第一光導(dǎo)引部件820和第二光導(dǎo)引部件830之間。亮度控制部件840可以是片狀或比片狀厚的板狀，并由例如通過(guò)發(fā)泡劑處理過(guò)的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成。
穿過(guò)第一光導(dǎo)引部件820的第一光反射透射面822的第四光線L4和穿過(guò)第二光導(dǎo)引部件830的第二光反射透射面832的第六光線L6到達(dá)亮度控制部件840。亮度控制部件840反射一部分第四光線L4，以將第四光線L4的所述反射部分經(jīng)由第一光導(dǎo)引部件820提供給第一顯示裝置700，并透射其它部分第四光線L4以將所述其它部分第四光線L4提供給第二顯示裝置200。另外，亮度控制部件840反射一部分第六光線L6，以將第六光線L6的所述反射部分經(jīng)由第二光導(dǎo)引部件830提供給第二顯示裝置200，并透射其它部分第六光線L6以將所述其它部分第六光線L6提供給第一顯示裝置700。
第一顯示裝置700處的第一亮度和第二顯示裝置200處的第二亮度通過(guò)控制亮度控制部件840的光反射率和光透射率被精確地控制。這樣，第一亮度與第二亮度的比率能通過(guò)控制亮度控制部件840的光反射率和光透射率來(lái)精確地控制。
在這個(gè)實(shí)施例中，第一光導(dǎo)引部件820是一個(gè)平坦型光導(dǎo)引板，其中第一光反射透射面822和第一光出射面823間的垂直距離基本均勻。第二光導(dǎo)引部件830也是平坦型光導(dǎo)引板。然而，第一和第二光導(dǎo)引部件可以呈楔形，其中光反射透射面和光出射面間的垂直距離逐漸變化。
圖14是圖12的液晶顯示器件的結(jié)構(gòu)示意圖，還包括光反射圖案和光學(xué)片。
參看圖14，第一光反射圖案822a形成于第一光導(dǎo)引部件820的第一反射透射面822上，第二光反射圖案832a形成于第二光導(dǎo)引部件830的第二反射透射面832上。例如，第一和第二光反射圖案822a、832a包括排列成矩陣形狀的多個(gè)點(diǎn)。
第一光反射圖案822a的各點(diǎn)的尺寸與第一光反射圖案822a的點(diǎn)和第一光入射面821間的距離成比例的連續(xù)增加。第二光反射圖案832a的各點(diǎn)的尺寸與第二光反射圖案832a的點(diǎn)和第二光入射面831間的距離成比例的連續(xù)增加。
另一方面，如圖14所示，背光源800還包括第一光學(xué)片850和第二光學(xué)片860。具體地，第一光學(xué)片850安裝在第一顯示裝置700和第一光出射面823之間，第二光學(xué)片860安裝在第二顯示裝置200和第二光出射面833之間。
第一光學(xué)片850增大了部分第三光線L3和部分第四光線L4的視角，并漫射所述部分第三光線L3和所述部分第四光線L4以提供均勻的亮度分布。第二光學(xué)片860增大了部分第五光線L5和部分第六光線L6的視角，并漫射所述部分第五光線L5和所述部分第六光線L6以便提供均勻的亮度分布。
圖15是根據(jù)本發(fā)明另一示范實(shí)施例的液晶顯示器件的斷面圖。
參看圖15，液晶顯示器件1200包括第一顯示裝置700，具有不同于第一顯示裝置700的尺寸的第二顯示裝置1000，和置于第一和第二顯示裝置700、1000之間的背光源1100。
在這個(gè)實(shí)施例中，第一顯示裝置700的第一顯示區(qū)比第二顯示裝置1000的第二顯示區(qū)要大，第一和第二光導(dǎo)引部件1120、1130各自具有分別與第一和第二顯示區(qū)匹配的尺寸。第一光導(dǎo)引部件1120的表面區(qū)大于第二光導(dǎo)引部件1130的表面區(qū)。然而，在另一實(shí)施例中，第一顯示裝置的第一顯示區(qū)可以比第二顯示裝置的第二顯示區(qū)小。
亮度控制部件1140置于第一和第二光導(dǎo)引部件1120、1130之間。亮度控制部件1140的表面區(qū)在尺寸上對(duì)應(yīng)于第一光導(dǎo)引部件1120的表面區(qū)，或?qū)?yīng)于第一和第二光導(dǎo)引部件1120、1130的表面區(qū)中最大的一個(gè)。
如圖15所示，第一光反射圖案1122a形成于第一光導(dǎo)引部件1120的第一反射透射面1122上，第二光反射圖案1132a形成于第二光導(dǎo)引部件1130的第二反射透射面1132上。在此實(shí)施例中，第一和第二光反射圖案1122a、1132a各自包括排列成矩陣形狀的多個(gè)點(diǎn)。由于第一光導(dǎo)引部件1120的表面區(qū)大于第二光導(dǎo)引部件1130的表面區(qū)，形成在第一反射透射面1122上的第一光反射圖案1122a的構(gòu)造不同于形成在第二反射透射面1132上的第二光反射圖案1132a的構(gòu)造。
例如，第一(或第二)光反射圖案1122a(1132a)中各點(diǎn)的尺寸與第一(或第二)光反射圖案1122a(1132a)的點(diǎn)和第一(或第二)光入射面1121(1131)間的距離成比例地連續(xù)增加，但第一光反射圖案1122a中各點(diǎn)的尺寸不同于第二光反射圖案1132a中各點(diǎn)的尺寸。換句話說(shuō)，就第二反射圖案1132a的點(diǎn)的尺寸而言，其尺寸變化與裝置距離變化的比率要高于第一反射圖案1132a的點(diǎn)的尺寸變化與裝置距離變化的比率。
雖然圖15中未示出，背光源1100還可包括第一光學(xué)片和第二光學(xué)片。第一光學(xué)片可以安裝在第一顯示裝置700和第一光出射面1123之間，第二光學(xué)片可以安裝在第二顯示裝置1000和第二光出射面1133之間。優(yōu)選地，第一和第二光學(xué)片的表面區(qū)在尺寸上分別與第一和第二光導(dǎo)引部件1120、1130的表面區(qū)匹配。
圖16是根據(jù)本發(fā)明另一示范實(shí)施例的液晶顯示器件的斷面圖。
參看圖16，液晶顯示器件包括第一顯示裝置700，第二顯示裝置1300，和置于第一和第二顯示裝置700、1300之間的背光源800。
第一顯示裝置700包括第一液晶顯示面板750、第一偏光板760、第二偏光板770和第一半透半反膜780。第二顯示裝置1300包括第二液晶顯示面板1350、第三偏光板1360、第四偏光板1370和第二半透半反膜1380。
第一半透半反膜780置于第二偏光板770下面或第二偏光板770和背光源800間，它包括折射率值彼此不同的至少兩個(gè)透明層，即，第一層和第二層交替堆疊以形成多于或等于兩層。第一半透半反膜780部分反射和部分透射入射到其上的光。因此，第一顯示裝置700利用反射光和透射光顯示圖像。
第二半透半反膜1380置于第三偏光板1360和背光源800之間，它包括折射率值彼此不同的至少兩個(gè)透明層，即，第一層和第二層交替堆疊以形成多于或等于兩層。第二半透半反膜1380部分反射和部分透射入射到其上的光。因此，第二顯示裝置1300利用反射光和透射光來(lái)顯示圖像。
盡管以上已經(jīng)詳細(xì)的對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，應(yīng)當(dāng)理解，在不偏離由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范疇的情況下，可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種變化、替代和改變。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示器件，包括第一顯示裝置，包括第一液晶顯示面板，具有第一基板、第二基板、及位于該第一和第二基板之間的第一液晶層，和置于該第一液晶顯示面板下面的半透半反膜，該半透半反膜具有其中折射率各自不同的第一層和第二層交替堆疊的多層，使得該半透半反膜部分反射和部分透射入射到該半透半反膜上的入射光；包括第二液晶顯示面板的第二顯示裝置，該第二液晶顯示面板具有第三基板、第四基板及位于該第三和第四基板之間的第二液晶層；以及置于該第一和第二顯示裝置之間的光供給裝置，該光供給裝置產(chǎn)生第一光線，以將該第一光線的第一部分提供給該第一顯示裝置和將該第一光線的第二部分提供給該第二顯示裝置，該光供給裝置控制該第一光線的該第一和第二部分的數(shù)量以調(diào)整該第一和第二顯示裝置間亮度的對(duì)比率。
2.如權(quán)利要求1的液晶顯示器件，其中該第一顯示裝置還包括置于該第一液晶顯示面板上的第一偏光板和置于該第一液晶顯示面板與該半透半反膜之間的第二偏光板，該半透半反膜與該第二偏光板一體形成。
3.如權(quán)利要求1的液晶顯示器件，其中該第一顯示裝置還包括置于該第一液晶顯示面板上的第一偏光板和置于該第一液晶顯示面板與該半透半反膜間的第二偏光板，該半透半反膜與該第二偏光板分離形成以具有片狀。
4.如權(quán)利要求1的液晶顯示器件，其中該半透半反膜具有透射率和反射率隨著偏振態(tài)和所述入射光的方向而改變的各向異性特性。
5.如權(quán)利要求4的液晶顯示器件，其中當(dāng)該半透半反膜具有沿z方向的膜厚和平行于該半透半反膜的表面、沿x-y平面的膜平面時(shí)，該第一層和該第二層分別具有滿足以下關(guān)系的三個(gè)主折射率nx、ny和nzn1x＝n1z≠n1y；n2x＝n2y＝n2z；n1x≠n2x；n1y≠n2y；以及|n1x-n2x|＜|n1y-n2y|，其中n1x、n1y和n1z表示該第一層分別在x方向、y方向和z方向的主折射率，n2x、n2y和n2z表示該第二層分別在x方向、y方向和z方向的主折射率。
6.如權(quán)利要求1的液晶顯示器件，其中該半透半反膜具有與偏振態(tài)和該入射光的方向無(wú)關(guān)的各向同性透射和反射特性。
7.如權(quán)利要求6的液晶顯示器件，其中當(dāng)該半透半反膜具有沿z方向的膜厚和平行于該半透半反膜的表面、沿x-y平面的膜平面時(shí)，該第一層和該第二層分別具有滿足以下關(guān)系的三個(gè)主折射率nx、ny和nzn1x＝n1y＝n1z；以及n2x＝n2y＝n2z≠n1z，其中n1x、n1y和n1z表征該第一層分別在x方向、y方向和z方向的主折射率，n2x、n2y和n2z表征該第二層分別在x方向、y方向和z方向的主折射率。
8.如權(quán)利要求1的液晶顯示器件，其中在該第一顯示裝置中提供反射路徑和透射路徑，經(jīng)由該反射路徑行進(jìn)的光入射到該第一液晶顯示面板的前表面上并被該半透半反膜反射到該第一液晶顯示面板，以經(jīng)由該第一液晶顯示面板的該前表面射出，而經(jīng)由該透射路徑行進(jìn)的光在通過(guò)該半透半反膜后從該光供給裝置入射到該第一液晶顯示面板的后表面上，以經(jīng)由該第一液晶顯示面板射出。
9.如權(quán)利要求1的液晶顯示器件，其中該半透半反膜由第一半透半反層和第二半透半反層組成，該第一半透半反層的透射率和反射率隨偏振態(tài)和該入射光的方向而改變，該第二半透半反層具有與該偏振態(tài)和該入射光的該方向無(wú)關(guān)的各向同性透射和反射特性。
10.如權(quán)利要求1的液晶顯示器件，其中該第一顯示裝置還包括光散射層。
11.如權(quán)利要求1的液晶顯示器件，其中該半透半反膜由均具有隨著偏振態(tài)和該入射光的方向而改變的透射率和反射率的兩個(gè)各向異性半透半反層組成。
12.如權(quán)利要求10的液晶顯示器件，其中該第一顯示裝置還包括置于該第一液晶顯示面板上的第一偏光板和置于該第一液晶顯示面板和該半透半反膜間的第二偏光板、及位于該第一基板和該第二偏光板間的該光散射層。
13.如權(quán)利要求10的液晶顯示器件，其中該第一顯示裝置還包括置于該第一液晶顯示面板上的第一偏光板和置于該第一液晶顯示面板和該半透半反膜間的第二偏光板、及位于該第二基板和該第一偏光板間的該光散射層。
14.如權(quán)利要求10的液晶顯示器件，其中該第一顯示裝置還包括置于該第一液晶顯示面板上的第一偏光板和置于該第一液晶顯示面板和該半透半反膜間的第二偏光板、及位于該第二偏光板和該半透半反膜間的該光散射層。
15.如權(quán)利要求1的液晶顯示器件，其中該第二顯示裝置還包括第三偏光板，置于該第二液晶顯示面板的第一表面上；以及第四偏光板，置于該第二液晶顯示面板的第二表面上。
16.如權(quán)利要求1的液晶顯示器件，其中該光供給裝置包括光源，用以產(chǎn)生該第一光線；光導(dǎo)引部件，用于接收該第一光線，把該第一光線的該第一部分作為第二光線提供給該第一顯示裝置，并把該第一光線的該第二部分作為第三光線提供給該第二顯示裝置；以及亮度控制部件，用來(lái)反射該第三光線的第一部分并透射該第三光線的第二部分以控制該第一和第二顯示裝置間的亮度對(duì)比率。
17.如權(quán)利要求16的液晶顯示器件，其中該光導(dǎo)引部件包括光入射面，用于接收該第一光線；光反射透射面，用于反射該第二光線到該第一顯示裝置并透射該第三光線到該第二顯示裝置；以及光出射面，與該光反射透射面相對(duì)，用于射出該第二光線。
18.如權(quán)利要求17的液晶顯示器件，其中具有多個(gè)點(diǎn)的光反射圖案形成在該光反射透射面上，該些點(diǎn)的尺寸不同使得更遠(yuǎn)離該光入射面的點(diǎn)比更靠近該光入射面的點(diǎn)大并正比于相應(yīng)點(diǎn)和該光入射面間的距離。
19.如權(quán)利要求16的液晶顯示器件，其中該亮度控制部件呈片狀。
20.如權(quán)利要求17的液晶顯示器件，還包括用來(lái)改變?cè)摰诙饩€的光學(xué)分布以便提高該第二光線的光學(xué)特性的光學(xué)片，該光學(xué)片置于該光導(dǎo)引部件和該半透半反膜之間。
21.如權(quán)利要求1的液晶顯示器件，其中在該第一顯示裝置處測(cè)得的亮度高于在該第二顯示裝置處測(cè)得的亮度。
22.如權(quán)利要求1的液晶顯示器件，其中該第一液晶顯示面板的表面區(qū)具有基本等于該第二液晶顯示面板的表面區(qū)的尺寸。
23.如權(quán)利要求1的液晶顯示器件，其中該第一液晶顯示面板的表面區(qū)大于該第二液晶顯示面板的表面區(qū)。
24.一種液晶顯示器件，包括第一顯示裝置，包括第一液晶顯示面板，具有第一基板、第二基板和置于該第一和第二基板之間的第一液晶層，以及置于該第一液晶顯示面板的下面的第一半透半反膜，該第一半透半反膜具有其中各自折射率不同的第一層和第二層交替堆疊的多層，使得該第一半透半反膜部分反射和部分透射入射到該第一半透半反膜上的第一入射光線；包括第二液晶顯示面板的第二顯示裝置，該第二液晶顯示面板具有第三基板、第四基板和置于該第三和第四基板之間的第二液晶層；以及置于該第一和第二顯示裝置之間的光供給裝置，該光供給裝置將是光源產(chǎn)生的光的第一部分的第一光線分成第三光線和第四光線以給該第一和第二顯示裝置分別供給該第三和第四光線，以及將是該光源產(chǎn)生的該光的第二部分的第二光線分成第五光線和第六光線以給該第二和第一顯示裝置分別供給該第五和第六光線，該光供給裝置控制該第三、第四、第五和第六光線的數(shù)量以調(diào)節(jié)該第一和第二顯示裝置之間的亮度對(duì)比率。
25.如權(quán)利要求24的液晶顯示器件，其中至少一個(gè)開關(guān)元件和電連接到該開關(guān)元件的一透明像素電極被形成在該第一基板上，以及面對(duì)該透明像素電極的一透明公用電極被形成在該第二基板上。
26.如權(quán)利要求25的液晶顯示器件，其中該開關(guān)元件是薄膜晶體管。
27.如權(quán)利要求24的液晶顯示器件，其中該光供給裝置包括光源，用于產(chǎn)生所述光；第一光導(dǎo)引部件，用于接收該第一光線，用于把該第三光線提供給該第一顯示裝置，以及用于透射該第四光線到該第二顯示裝置；第二光導(dǎo)引部件，用來(lái)接收該第二光線，用于把該第五光線提供給該第二顯示裝置，以及用于透射該第六光線到該第一顯示裝置；亮度控制部件，置于該第一和第二顯示裝置之間，用于反射該第四光線的第一部分到該第一顯示裝置，用于透射該第四光線的第二部分到該第二顯示裝置，用于透射該第六光線的第一部分到該第一顯示裝置，以及用于反射該第六光線的第二部分到該第二顯示裝置，從而控制該第一和第二顯示裝置間的亮度對(duì)比率。
28.如權(quán)利要求27的液晶顯示器件，其中該第一光導(dǎo)引部件包括第一入射面，用于接收該第一光線；第一光反射透射面，用于反射該第三光線到該第一顯示裝置和用于透射該第四光線到該第二顯示裝置；以及第一光出射面，位于該光反射透射面的對(duì)面，用于射出該第三光線，及該第二光導(dǎo)引部件包括第二入射面，用于接收該第二光線；第二光反射透射面，用于反射該第五光線到該第二顯示裝置，及用于透射該第六光線到該第一顯示裝置；以及第二光出射面，位于該第二光反射透射面的對(duì)面，讓該第五光線射出。
29.如權(quán)利要求28的液晶顯示器件，其中具有多個(gè)第一點(diǎn)的第一光反射圖案形成于該第一光反射透射面上，具有多個(gè)第二點(diǎn)的第二光反射圖案形成于該第二光反射透射面上，其中所述第一點(diǎn)具有正比于該第一點(diǎn)和該第一光入射面間的距離的不同尺寸，使得第一點(diǎn)距離該第一光入射面越遠(yuǎn)該第一點(diǎn)越大，該第二點(diǎn)具有正比于該第二點(diǎn)和該第二光入射面間的距離的不同尺寸，使得第二點(diǎn)距離該第二光入射面越遠(yuǎn)該第二點(diǎn)越大。
30.如權(quán)利要求29的液晶顯示器件，其中該第一光導(dǎo)引部件的表面區(qū)大于該第二光導(dǎo)引部件的表面區(qū)，該第二點(diǎn)具有比所述第一點(diǎn)的尺寸變化與裝置距離變化的比率更高的尺寸變化與裝置距離變化的比率的尺寸。
31.如權(quán)利要求24的液晶顯示器件，其中該第一液晶顯示面板的表面區(qū)的尺寸基本等于該第二液晶顯示面板的表面區(qū)的尺寸。
32.如權(quán)利要求24的液晶顯示器件，其中該第一液晶顯示面板的表面區(qū)大于該第二液晶顯示面板的表面區(qū)。
33.如權(quán)利要求24的液晶顯示器件，其中該第二顯示裝置還包括位于該第二液晶顯示面板和該光供給裝置間的第二半透半反膜，該第二半透半反膜具有其中折射率各自不同的第三層和第四層交替堆疊的多層，使得該第二半透半反膜部分反射和部分透射入射到該第二半透半反膜上的第二入射光線。
全文摘要
公開了一種用于進(jìn)行雙向顯示的液晶顯示器件(400)。液晶顯示器件包括第一和第二顯示裝置(100，200)以及光供給裝置(300)。第一顯示裝置(100)包括液晶顯示面板(150)和置于液晶顯示面板下面的半透半反膜(180)，半透半反膜(180)具有其中折射率不同的第一層和第二層交替堆疊的多層。半透半反膜(180)部分反射和透射入射到該膜上的光。光供給裝置(300)置于第一和第二顯示裝置之間，并通過(guò)分光向第一和第二顯示裝置提供由燈(310)產(chǎn)生的光，從而調(diào)整第一和第二顯示裝置間亮度的對(duì)比率。所以，用于執(zhí)行雙向顯示的液晶顯示面板的結(jié)構(gòu)能夠被簡(jiǎn)化，透射模式下的光損失能夠減少。
文檔編號(hào)G02F1/1333GK1672092SQ03817954
公開日2005年9月21日 申請(qǐng)日期2003年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月26日
發(fā)明者崔正旼, 李東浩 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社