[发明专利]一种透射辅助反射的透反式液晶显示器

说明书

技术领域

本发明属于液晶显示器技术领域，具体涉及一种透射辅助反射的透反式液晶显示器。

背景技术

液晶显示(LCD)技术发展到现阶段, 已经成为最重要的信息显示技术, 除了户外墙幕类型的显示之外, 液晶显示可以说是无处不在。当前, LCD 技术发展到了一个相对成熟的阶段, 无论从产量还是市场占有率都是前所未有的。但是随着人们工作生活节奏的加快, 对信息显示的即时性要求越来越高, LCD 技术的不完善方面便日渐明显, 比如室外明亮(或日光)环境下的显示可视性 (sunlight readability) 问题及相应的功耗(power consumption)问题, 以及由于当前LCD 技术结构本身造成的光能效率(light efficiency)极低(小于10%)的问题等。这些都是LCD技术急待改进和提高的方面。 

可视性, 概括地说也就是液晶显示的对比度(contrast ratio)。 它分为两个方面, 一方面是正常显示条件下, 即环境亮度较低情况下的显示对比度，现在的透射式液晶显示技术已经很好地满足了一般的使用要求, 如电脑屏幕, 电视机, 及手机等；另一方面是在环境明亮, 或室外阳光照射情况下的显示对比度, 对这种情况, 目前的LCD 还不具有良好的显示效果，要让一个液晶显示器在上述两种情况下同时具备较好的而且是一致的显示对比度, 即良好的显示可视性, 正是当前LCD 技术的一个难题。

目前主流的LCD主要是以背光透射为工作方式的透射式显示, 为能具有良好的显示效果, 一般要求环境亮度应低于显示屏幕的发光亮度。在明亮环境下, 尤其是阳光强烈的室外, 要具有较好的可视性, 一个经典的解决办法是用反射式显示, 以充分利用环境中的光量来实现显示, 这不仅是一个显示技术问题, 也是节能的问题。因此, 将两者结合而形成的所谓透反式液晶显示(Transflective LCD: TR-LCD)结构, 以便在不同的亮度场合使用不同的显示方式, 并达到无缝切换。这方面国内外已经并且正在进行大量的研究和探索。

目前主要的研究方法是将屏幕上的液晶像素划分为透射和反射两个区域, 透射和反射显示中, 光线在各自的区域中传播。 要求两者的电光特性要具有较好的一致性, 即驱动电压-透射率(V-T)曲线, 与驱动电压-反射率(V-R)曲线应一致, 以便使用同一套驱动电路系统达到在透射和反射式工作方式的无缝切换。

从结构上讲,为了使反射光线和透射光线在液晶盒中具有相同的光程, 早期的透反式液晶像素具有不同的液晶层厚, 即双盒厚(dual cell gap(DCP))结构, 透射区的液晶层厚度是反射区的两倍。这种液晶盒内由于基板不平整, 不仅影响液晶的有效定向, 增加了制造工艺上的复杂性, 并且造成不同的驱动响应速度及阈值电压, 因而影响两种显示效果的一致性.

由于上述技术缺陷, 早期的液晶层双盒厚(dual cell gap(DCP))结构已被单一液晶盒厚(single cell gap, SCP)结构的TR-LCD 所取代, 即透射和反射部分具有相同的液晶层厚。这种SCP 结构要解决的主要问题是使透射和反射区域具有一致的电光特性。

由于反射式液晶盒的固有结构决定了其对光能的有效反射效率比较低, 一般不超过35%, 若再加上彩色滤光膜, 则反射效率将不超过12.5%。因此, 为提高对环境光能(尤其是对室外阳光的)利用效率, 应该扩大像素中有效反射的面积比率。

另外, 由于液晶像素结构导致的反射效率不高, 单从增加面积作手并不能有效提高像素的反射亮度, 即不能改善反射模式的显示效果。而且, 在环境亮度不太大但也不太小的情况下, 若能增加透射光作为适当补充, 从而不必完全工作于全透(牺牲能量)或全反(牺牲亮度)模式中, 达到节能和改善显示效果的目的。

发明内容

本发明的目的在于提出一种对环境光能利用效率高、节能效果好的液晶显示器。

本发明提出的液晶显示器，是采用新型的透射辅助反射(Transmission facilitated Reflection: TFR)的透反显示器，记为: TFR-TR-LCD。这种结构采用垂直电场, 电极分别位于上下基板。其中位于下基板上的像素电极由两部分构成, 在像素中央部位是由ITO构成的透射区的电极, 其周围是构成反射区的金属电极, 其同时用作反射区的光反射器，公共电极位于上基板, 同样由中央圆形ITO电极作为透射电极, 旁边适当部位以一定形状制作反射区电极。