半穿透半反射式液晶显示装置
技术领域
本发明涉及一种液晶显示装置,特别是一种半穿透半反射式液晶显示装置。
背景技术
液晶显示装置具有无辐射、轻薄和省电等优点,已广泛应用于各种信息、通信、消费性产品中。一般液晶显示装置按照其光源主要分为反射式液晶显示装置和穿透式液晶显示装置。
反射式液晶显示装置利用外部光源装置提供的光束或环境光束实现显示。该外部光源装置一般设置在反射式液晶显示装置的外部。此类液晶显示装置不主动发光,但需较强的外部光束。在外部光束较弱的情况下,该液晶显示器的显示效果较差。
穿透式液晶显示装置包括一液晶面板和一背光模组。该背光模组设置在该液晶面板下方,用来提供该液晶面板显示所需的光束。此类型液晶显示装置在多数情况下都可显示,其显示的光束都来自该背光模组,耗电量较大。
请参阅图1,是一种现有技术的穿透式液晶显示装置的截面示意图。该穿透式液晶显示装置1包括一液晶面板10和一背光模组14。该液晶面板10包括一彩色滤光片基板11、一薄膜晶体管基板12和一液晶层13。该彩色滤光片基板11与该薄膜晶体管基板12相对设置。该液晶层13介于该彩色滤光片基板11与该薄膜晶体管基板12之间。该背光模14邻近该薄膜晶体管基板12设置,用来提供液晶面板10显示所需的光束。
该彩色滤光片基板11包括一上偏光板115、一第一玻璃基底114、一彩色滤光片113、一公共电极112和一第一配向膜111。该上偏光板115位于第一玻璃基底114远离液晶层13的一侧,该彩色滤光片113、该公共电极112和该第一配向膜111依序朝液晶层13方向设置在该第一玻璃基底114靠近液晶层13的一侧。该彩色滤光片113包括多个红色滤光单元(R)、绿色滤光单元(G)和蓝色滤光单元(B)。
该薄膜晶体管基板12包括一下偏光板124、一第二玻璃基底123、一像素电极122和一第二配向膜121。该下偏光板124设置在该第二玻璃基底123远离液晶层13的一侧,该像素电极122和该第二配向膜121依序朝液晶层13方向设置在该第二玻璃基底123邻近液晶层13的一侧。
该穿透式液晶显示装置1进一步包括一驱动控制电路(图未示),用来驱动该液晶面板10。
该背光模组14发出的光束通过该下偏光板124产生线性偏振光。该线性偏振光依序通过第二玻璃基底123、像素电极122和第二配向膜121,到达液晶层13。由驱动控制电路控制像素电极122与公共电极112之间的电场,该电场影响该像素电极122与公共电极112之间的液晶分子的排布。该液晶分子的排布控制不同区域的光束通过率。通过液晶层13后的不同强度的光束依次通过第一配向膜111、公共电极112到达彩色滤光片113对应的滤光单元(R、G、B)形成三种原色的光束。该三种原色的光束混色产生所需要显示的画面色彩。该经过混色的光束再经过第一玻璃基底114和上偏光板115而射出,进而实现显示画面的目的。该穿透式液晶显示装置1处在暗环境中需要背光模组14提供平面光束以显示画面,处在亮环境中也需要背光模组14提供平面光束以显示画面,因此消耗功率较大。
发明内容
为了解决现有技术液晶显示器功耗大的问题,有必要提供一种在暗环境下由背光模组提供光束显示画面,而在亮环境下利用环境光束,而非背光模组提供的光束来显示画面的液晶显示装置。
一种半穿透半反射式液晶显示装置,其包括一薄膜晶体管基板、一彩色滤光片基板、一液晶层和一背光模组。该薄膜晶体管基板与该彩色滤光片基板相对设置。该液晶层夹在该薄膜晶体管基板与该彩色滤光片基板之间。该彩色滤光片基板包括一玻璃基底、一半穿透半反射膜和一彩色滤光片。该半穿透半反射膜设置在该玻璃基底的邻近薄膜晶体管基板一侧。该彩色滤光片设置在该半穿透半反射膜的邻近薄膜晶体管基板一侧。该半穿透半反射膜包括多个半穿透半反射单元,每一半穿透半反射单元对应一像素单元,每一半穿透半反射单元包括至少一反射区域和至少一穿透区域,该彩色滤光片的一滤光单元对应至少一反射区域及至少一穿透区域。该背光模组提供的光束依次穿过该彩色滤光片基板、该液晶层和该薄膜晶体管基板以显示图像,该半穿透半反射单元沿矩形两条中线空间对称分成四个大小相等的矩形,其中一对角方向的两个矩形区域为反射区域,另一对角方向的两个矩形区域为透射区域。
一种半穿透半反射式液晶显示面板,其包括一薄膜晶体管基板、一彩色滤光片基板和一液晶层。该薄膜晶体管基板与该彩色滤光片基板相对设置。该液晶层夹在该薄膜晶体管基板与该彩色滤光片基板之间。该彩色滤光片基板包括一玻璃基底、一半穿透半反射膜和一彩色滤光片。该半穿透半反射膜设置在该玻璃基底的邻近薄膜晶体管基板一侧。该彩色滤光片设置在该半穿透半反射膜的邻近薄膜晶体管基板一侧。该半穿透半反射膜包括多个半穿透半反射单元,每一半穿透半反射单元对应一像素单元,每一半穿透半反射单元包括多个反射区域和多个穿透区域,该彩色滤光片的一滤光单元对应多个反射区域及多个穿透区域,该半穿透半反射单元的反射区域与穿透区域都为条形区域,且依序交替排列。
相较于现有技术,该半穿透半反射式液晶显示装置和该半穿透半反射式液晶显示面板处在暗环境时,背光模组提供的光束依次经过彩色滤光片基板、液晶层和薄膜晶体管基板而射出;处在足够亮环境时,外界光束依次经过薄膜晶体管基板和液晶层,到达彩色滤光片基板的半穿透半反射膜的反射区域或者光学单元的镀有反射材料的区域,反射后通过原光路返回,再射出。因此,该液晶显示装置处在亮环境中不需要背光模组提供的光束就可以显示,进而达到降低功耗的目的,且外界光束越强,显示亮度越高。
附图说明
图1是一种现有技术的穿透式液晶显示装置的截面示意图。
图2是本发明半穿透半反射式液晶显示装置第一实施方式的截面示意图。
图3是图2所示半穿透半反射式液晶显示装置的半穿透半反射膜的俯视示意图。
图4是本发明半穿透半反射式液晶显示装置第二实施方式的半穿透半反射膜的俯视示意图。
图5是本发明半穿透半反射式液晶显示装置第三实施方式的半穿透半反射膜的俯视示意图。
图6是本发明半穿透半反射式液晶显示装置第四实施方式的半穿透半反射膜的俯视示意图。
图7是本发明半穿透半反射式液晶显示装置第五实施方式的半穿透半反射膜的俯视示意图。
图8是本发明半穿透半反射式液晶显示装置第六实施方式的截面示意图。
图9是图8所示半穿透半反射式液晶显示装置的镀有反射材料的光学单元俯视示意图。
图10是本发明半穿透半反射式液晶显示装置第七实施方式的镀有反射材料的光学单元俯视示意图。
图11是本发明半穿透半反射式液晶显示装置第八实施方式的镀有反射材料的光学单元俯视示意图。
图12是本发明半穿透半反射式液晶显示装置第九实施方式的镀有反射材料的光学单元俯视示意图。
图13是本发明半穿透半反射式液晶显示装置第十实施方式的镀有反射材料的光学单元俯视示意图。
具体实施方式
请参阅图2,为本发明半穿透半反射式液晶显装置第一实施方式的截面示意图。该半穿透半反射式液晶显示装置2包括一液晶面板20和一背光模组24。该液晶面板20包括一薄膜晶体管基板21、一彩色滤光片基板22和一液晶层23。该薄膜晶体管基板21与该彩色滤光片基板22相对设置,该液晶层23介于该薄膜晶体管基板21与该彩色滤光片基板22之间。该背光模组24设置在该彩色滤光片基板22远离液晶层23的一侧,用来提供该液晶面板20显示所需的光束。
该薄膜晶体管基板21包括一上偏光板214、一第一玻璃基底213、一像素电极212和一第一配向膜211。该上偏光板214设置在该第一玻璃基底213远离液晶层23的一侧。该像素电极212和该第一配向膜211依序朝液晶层23方向设置在该第一玻璃基底213邻近液晶层23的一侧。
该彩色滤光片基板22包括一下偏光片226、一第二玻璃基底225、一半穿透半反射膜224、一彩色滤光片223、一公共电极222和一第二配向膜221。该半穿透半反射膜224进一步包括一透明薄膜层2241和一非连续的金属层2242,该金属层2242镀在该透明薄膜层2241上。该下偏光片226设置在该第二玻璃基底225远离液晶层23的一侧。该半穿透半反射膜224、该彩色滤光片223、该公共电极222和该第二配向膜221依序朝液晶层23方向设置在该第二玻璃基底225邻近液晶层23的一侧。
该像素电极212、公共电极222以及夹在该两个电极之间的液晶层23构成多个像素单元(图未示)。该彩色滤光片223包括多个红色滤光单元(R)、绿色滤光单元(G)和蓝色滤光单元(B)。每一像素单元对应彩色滤光片223的一滤光单元(R、G、B)。
请一并参阅图3,为图2所示半穿透半反射式液晶显示装置的半穿透半反射膜的俯视示意图。该半穿透半反射膜224包括多个半穿透半反射单元30。每一半穿透半反射单元30对应一像素单元,也对应该彩色滤光片223的一滤光单元(R、G、B)。该半穿透半反射单元30包括一反射区域31和一穿透区域32。该反射区域31和穿透区域32为两个大小相等、平行排列的矩形区域。该反射区域31对应该金属层2242,该穿透区域32对应该透明薄膜层2241的未被金属层2242覆盖的区域。
该透明薄膜层2241材料为聚苯乙烯,该金属层2242材料为高反射率的金属,如银(argentum)、铝(aluminum)或铝钕(neodymium)合金等。该第一玻璃基底213与该第二玻璃基底225都为透明玻璃基板。该公共电极222与该像素电极212由氧化铟锡(Indium Tin Oxide,ITO)或氧化铟锌(Indium Zinc Oxide,IZO)制成。
该半穿透半反射式液晶显示装置2进一步包括一驱动控制电路(图未示),用来驱动该液晶面板20。
该半穿透半反射式液晶显示装置2处在外界光束较弱的情况下,该背光模组24提供的光束依次经过下偏光片226、第二玻璃基底225、半穿透半反射膜224的半穿透半反射单元30的穿透区域32、彩色滤光片223、公共电极222、第二配向膜221,液晶层23、第一配向膜211、像素电极212、第一玻璃基底213和上偏光板214而射出。
该半穿透半反射式液晶显示装置2处在外界光束足够强的情况下,外界光束经过上偏光板214产生线性偏振光。该线性偏振光通过该第一玻璃基底213、该像素电极212和该第一配向膜211到达液晶层23。驱动控制电路控制该像素电极212与该公共电极222之间的电场。该电场控制该像素电极212与该公共电极222之间的液晶分子的排布。该液晶分子的排布控制不同区域的光束的通过率。经过液晶层23后的不同强度的光束通过该第二配向膜221、公共电极222到达彩色滤光片223对应的滤光单元(R、G、B),产生三种原色光。该三种原色的光束混色后产生所需显示画面的光束。该混色后的画面光束经半穿透半反射膜224的半穿透半反射单元30的反射区域31反射后再由原光路返回,并由上偏光片214而射出,进而实现画面显示。因此,在外界环境光束足够强的情况下,该半穿透半反射式液晶显示装置2可以不用该背光模组24所提供的光束,而利用外界环境光束进行显示,达到降低功耗的目的,且外界光束越强,显示亮度愈高。该半穿透半反射式液晶显示装置2将彩色滤光片基板22作为液晶显示装置的所谓的下基板,薄膜晶体管基板21作为液晶显示装置的所谓的上基板,并将半穿透半反射膜224设置在该彩色滤光片基板22上。因而,该半穿透半反射式液晶显示装置2提供了一种新型的液晶显示装置,可同时用在强光与弱光环境下,并获得较佳显示效果,且其进一步简化薄膜晶体管基板21的制造工艺。
请参阅图4,为本发明半穿透半反射式液晶显示装置第二实施方式的半穿透半反射膜的俯视示意图。该半穿透半反射式液晶显示装置与该半穿透半反射式液晶显示装置2的主要区别在于:半穿透半反射膜424的半穿透半反射单元40沿矩形两条中线空间对称分成四个大小相等的矩形区域,其中一对对角方向的两个矩形区域为反射区域41,另一对对角方向的两个矩形区域为穿透区域42,且任意两个反射区域41或两个穿透区域42之间无公共边。
请参阅图5,为本发明半穿透半反射式液晶显示装置第三实施方式的半穿透半反射膜的俯视示意图。该半穿透半反射式液晶显示装置与该半穿透半反射式液晶显示装置2的主要区别在于:半穿透半反射膜524的半穿透半反射单元50中心嵌套一矩形区域,该中心矩形区域为反射区域51,该反射区域51外的环形区域为穿透区域52。
请参阅图6,为本发明半穿透半反射式液晶显示装置第四实施方式的半穿透半反射膜的俯视示意图。该半穿透半反射式液晶显示装置与该半穿透半反射式液晶显示装置2的主要区别在于:半穿透半反射膜624的半穿透半反射单元60中心嵌套一矩形区域,该中心矩形区域为穿透区域62,该穿透区域62外的环形区域为反射区域61。
请参阅图7,为本发明半穿透半反射式液晶显示装置第五实施方式的半穿透半反射膜的俯视示意图。该半穿透半反射式液晶显示装置与该半穿透半反射式液晶显示装置2的主要区别在于:半穿透半反射膜724的半穿透半反射单元70的反射区域71与穿透区域72都为条形区域,且依序交替排列。
请参阅图8,为本发明半穿透半反射式液晶显示装置第六实施方式的截面示意图,该半穿透半反射式液晶显示装置8未设置半穿透半反射膜,而在该第二玻璃基底825的邻近液晶层83一侧的部分区域涂覆反射材料以实现半穿透半反射显示。请参阅图9,为图8所示半穿透半反射式液晶显示装置的镀有反射材料的光学单元俯视示意图。该第二玻璃基底825定义多个光学单元90,一光学单元90对应一像素单元,也对应该彩色滤光片823的一滤光单元(R、G、B)。该光学单元90分为两个大小相等、平行排列的矩形区域,其中一个矩形区域91镀有反射材料。
请参阅图10,为本发明半穿透半反射式液晶显示装置第七实施方式的镀有反射材料的光学单元俯视示意图。该半穿透半反射式液晶显示装置与第六实施方式的半穿透半反射式液晶显示装置8的主要区别在于:该光学单元100沿矩形两条中线空间对称分成四个大小相等的矩形,其中一对对角方向的两个矩形区域101镀有反射材料。
请参阅图11,为本发明半穿透半反射式液晶显示装置第八实施方式的镀有反射材料的光学单元俯视示意图。该半穿透半反射式液晶显示装置与第六实施方式的半穿透半反射式液晶显示装置8的主要区别在于:该光学单元110的中心嵌套一矩形区域111,该中心矩形区域111镀有反射材料。
请参阅图12,为本发明半穿透半反射式液晶显示装置第九实施方式的镀有反射材料的光学单元俯视示意图。该半穿透半反射式液晶显示装置与第六实施方式的半穿透半反射式液晶显示装置8的主要区别在于:该光学单元120的中心嵌套一矩形区域,该中心矩形区域外的环形区域121镀有反射材料。
请参阅图13,为本发明半穿透半反射式液晶显示装置第十实施方式的镀有反射材料的光学单元俯视示意图。该半穿透半反射式液晶显示装置与第六实施方式的半穿透半反射式液晶显示装置8的主要区别在于:该光学单元130包括多个平行排列的条状区域131,该条状区域131间隔镀有反射材料。
上述光学单元90、100、110、120、130的各自矩形区域91、101、111,环形区域121和条形区域131所镀反射材料都为高反射率的金属,如银(argentum)、铝(aluminum)或铝钕(neodymium)合金等。