CN104062809B

CN104062809B - 双显示模式液晶显示器

Info

Publication number: CN104062809B
Application number: CN201310095401.5A
Authority: CN
Inventors: 刘鸿达
Original assignee: Individual
Current assignee: Green Touch Hong Kong International Electronics Co ltd
Priority date: 2013-03-22
Filing date: 2013-03-22
Publication date: 2017-08-08
Anticipated expiration: 2033-03-22
Also published as: CN104062809A

Abstract

本发明公开了一种双显示模式液晶显示器，其为部分穿透部分反射式液晶显示器，且其包括主动矩阵基板，设置于该主动矩阵基板的上方的上基板，夹设于主动矩阵基板与上基板之间的液晶显示层以及多个以矩阵方式形成在主动矩阵基板与上基板之间的像素。每一像素具有穿透式子像素区及反射式子像素区。所述穿透式子像素区具有第一显示模式，使得分布在穿透式子像素区中的液晶分子具有产生广视角效果的第一配向结构。所述反射式子像素区具有第二显示模式，使得分布在反射式子像素区中的液晶分子具有第二配向结构。

Description

双显示模式液晶显示器

技术领域

本发明有关于一种液晶显示器，且特别是指一种双显示模式液晶显示器。

背景技术

随着显示技术的发展，液晶显示装置(Liquid Crystal Display，LCD)已广泛地被应用于各类电子产品，例如笔记本电脑、平板电脑、移动电话以及数码照相机等。

现有半反射半穿透液晶显示器中的各个像素通常会被划分成穿透式子像素区以及反射式子像素区。于穿透式子像素区中，背光模块产生的光线会经由配置穿透式子像素区的液晶偏转方式来调节光相位差以控制穿透的光量。而于反射式子像素区，由外部入射并经由反射式子像素区反射的外界环境光线，则会通过配置反射式子像素区的液晶偏转方式来调节光相位差，以控制反射的光量。

典型半反射半穿透液晶显示器虽可同时改善反射型显示器于环境照明不足时亮度过低以及穿透型显示器于室外日光照射下影像淡化的缺点，降低背光源的电源耗用量。然而由于穿透式子像素区与反射式子像素区均采用相同的液晶显示模式，例如皆为扭转型(Twisted Nematic)液晶配向结构或者是皆为垂直排列型(Vertically Aligned)液晶配向结构，故穿透式子像素区与反射式子像素区中一般会具有相同液晶排列方式与同一配向结构(alignment structure)。但上述液晶配向结构在穿透式子像素区，其液晶显示模式都受限，如视角不佳，进而无法达到全视角、广视角的效果。

具体来说，一般半反射半穿透液晶显示器较好的液晶配向模式为反射式电控双折射模式(Reflective Electrically Controlled Birefringence，RTN)或是所谓的扭转型液晶配向结构。而现有扭转型液晶配向结构于倾斜方向会有漏光现象，故于正面及倾斜方向观视时会依观视角度不同而产生明暗及对比度变化，因此具有较差视角的缺点。而一般制做反射式子像素区时，为显示效果好通常会将反射式子像素区做成常白状态(normallywhite)，并会加设光学补偿膜来增强黑状态的效果，增加黑状态的视角。因此，于半反射半穿透液晶显示器，会于穿透式子像素区与反射式子像素区同时于加设光学补偿模。然而所述光学补偿模一般仅能辅助于正面方向，于倾斜角度另会有漏光，致使穿透式子像素区的黑状态不够黑，

据此，半反射半穿透液晶显示器于操作于穿透模式显示模式下，无法呈现广视角显示效果，甚至会比传统穿透式液晶显示器的显示对比效果更差，降低穿透式的视角，进而无法达到全视角、广视角的效果。

发明内容

因此，本发明的目的，即在提供一种在穿透模式下具有广视角效果的双显示模式液晶显示器。

为达上述目的，本发明实施例提供一种双显示模式液晶显示器，所述双显示模式液晶显示器包括主动矩阵基板、上基板、液晶显示层以及多个以矩阵方式形成在该主动矩阵基板与该上基板之间的像素。所述上基板设置于主动矩阵基板的上方，而所述液晶显示层夹设于主动矩阵基板与上基板之间。每一像素至少具有第一区域与第二区域。所述第一区域至少具有一穿透式子像素区，而所述第二区域至少具有一反射式子像素区。穿透式子像素区具有一第一显示模式，并反射式子像素区具有一第二显示模式。第一显示模式是穿透式垂直排列配向模式(Vertically Aligned)、多域分割排列模式(Multi-DomainAligned)、面内转换模式(In Plane Switching)、边际电场切换模式(Fringe FieldSwitching)或表面增强电场模式(Surface Enhanced Fringe Field)。所述第二显示模式是反射式扭转排列模式(Reflective Twisted Nematic)、反射式电控双折射模式(Reflective Electrically Controlled Birefringence)、混合扭转排列模式(Mixedmode Twisted Nematic)、反射式光学补偿模式(Reflective Optical Compensation)或反射式垂直配向排列模式(Reflective Vertically Aligned)。

在本发明其中一个实施例中，上述第一显示模式是面内转换模式、边际电场切换模式或表面增强电场模式时，所述上基板的下表面另分散布设多个条分别延伸穿越相对应列的该等像素的共电极，且该共电极不位于第一区域之该上基板的下表面，而仅位于第二区域之上基板的下表面。

在本发明其中一个实施例中，上述第一显示模式是面内转换模式、边际电场切换模式或表面增强电场模式时，各该像素在主动矩阵基板上具有位于穿透式子像素区的第一次电极，且在透明基板上表面上与第一次电极相错开地位置设有第一共电极。各该像素另具有位于反射式子像素区的第二次电极，且位于反射式子像素区的上基板的下表面设有第二共电极。所述第一共电极与该第二共电极电耦接，其中第一次电极与该第二次电极形成一像素电极。所述第一共电极与该部分像素电极之间是以一绝缘层相阻隔。所述第一共电极呈梳状或栅状、环绕状或弯曲状，并包含位于该部分像素电极一侧的一电极线以及多个由该电极线朝该部分像素电极中心区域延伸的弯曲电极线。

在本发明其中一个实施例中，上述第一液晶显示层是水平排列的正型液晶或负型液晶或是垂直排列的负型液晶，且上述第二液晶显示层是水平排列的正型液晶或负型液晶或是垂直排列的负型液晶。

在本发明其中一个实施例中，上述每一该像素中该第一区域至少具有第一伽玛穿透率灰阶-电压转换曲线。上述第二区域至少具有第二伽玛反射率灰阶-电压转换曲线。

在本发明其中一个实施例中，上述第一伽玛穿透率灰阶-电压转换曲线与第二伽玛反射率-灰阶-电压转换曲线为反向的曲线。

在本发明其中一个实施例中，上述第一显示模式的驱动电路与上述第二显示模式的驱动电路还包含点反转(Dot inversion)、线反转(line inversion)驱动或图框反转(frame inversion)驱动。

综上所述，本发明实施例提供一种双显示模式液晶显示器，此双显示模式液晶显示器通过在每一像素的穿透式子像素区布设广视角的液晶配向结构，使得双显示模式液晶显示器操作在穿透模式时，能增加可视角度进而达到广视角的功效和目的。

为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，但是此说明与所附图式仅用来说明本发明，而非对本发明的权利要求范围作任何的限制。

附图说明

图1是本发明一实施例提供的双显示模式液晶显示器的像素侧面的剖视示意图，其中显示穿透式子像素区是采用多域分割垂直排列(Vertically Aligned)配向结构，其中显示反射式子像素区是采用反射式垂直配向排列模式(Reflective VerticallyAligned)，或是所谓的反式扭转型排列(Inversed Twisted Nematic)配向结构；

图2是本发明一实施例提供的双显示模式液晶显示器的局部像素的具体电路示意图；

图3是本发明另一实施例提供的双显示模式液晶显示器的像素侧面的剖视示意图，其中显示穿透式子像素区是采用增强边际电场切换(Fringe-Field Effect)配向结构，且穿透式子像素区的第一共电极是设在主动矩阵基板上表面，而反射式子像素区的第二共电极是设在上基板下表面；

图4是本发明一实施例提供的像素的构造示意图，其中显示单一像素分配有两条数据线，用以各别控制分别设于穿透式子像素区与反射式子像素区的主动矩阵，且穿透式子像素区的第一共电极与反射式子像素区的第二共电极设在不同的面上；

图5是本发明另一实施例提供的双显示模式液晶显示器的像素侧面的剖视示意图，其中显示穿透式子像素区是采用横向电场(In-Plane Switching，IPS)配向结构，且位于穿透式子像素区TA中的部分像素电极与第一共电极是上下交错且相错开地设在主动矩阵基板上表面，而位于反射式子像素区的第二共电极是设在上基板下表面；

图6是本发明另一实施例提供的双显示模式液晶显示器的每一像素的具体电路示意图，其中显示每一像素由两条数据线分别控制穿透式子像素区与反射式子像素区的主动矩阵，且穿透式子像素区与反射式子像素区各别设有一储存电容；

图7是本发明又一实施例提供的双显示模式液晶显示器的每一像素的具体电路示意图，其中显示每一像素由两条扫描线分别控制穿透式子像素区与反射式子像素区的主动矩阵，且穿透式子像素区与反射式子像素区各别设有一储存电容；及

图8是本发明再一实施例提供的双显示模式液晶显示器的每一像素的具体电路示意图，其中显示每一像素由两条扫描线分别控制穿透式子像素区与反射式子像素区的第一主动矩阵及二主动矩阵，且穿透式子像素区与反射式子像素区各别设有一储存电容，且像素中还具有一第三主动矩阵，它会被控制第二主动矩阵的扫描线控制，而与第二主动矩阵同时导通，使得两储存电容并联。

其中，附图标记说明如下：

100：主动矩阵基板

101：透明基板

102：像素电极

1021、1022：次电极

103：反射单元

104、104’：绝缘层

105、105’：第一次电极

106：第二次电极

200：上基板

300：液晶显示层

11、12：第一配向膜结构

13：凸出物

14：狭缝

21、22：第二配向膜结构

30：外部环境光源

31：电极线

32：弯折电极线

40：背光源

LC1：第一液晶显示层

LC2：第二液晶显示层

C_LC1：第一液晶电容

C_LC2：第二液晶电容

C_ST：储存电容

C_ST1：第一储存电容

C_ST2：第二储存电容

P₁₁、P₁₂、P₂₁、P₂₂：像素

T：主动矩阵

T1：第一主动矩阵

T2：第二主动矩阵

T3：第三主动矩阵

D：主动矩阵的漏极

S：主动矩阵的源极

G：主动矩阵的栅极

TA：穿透式子像素区

RA：反射式子像素区

Vcom：共电极

Vcom1、Vcom1’：第一共电极

Vcom2：第二共电极

X、Y、Z：轴向

S1、S2、S3：扫描线

D1、D2、D3：数据线

具体实施方式

〔双显示模式液晶显示器的实施例〕

请同时参见图1及图2，图1绘示本发明实施例提供的双显示模式液晶显示器的像素侧面剖视示意图。图2本发明实施例提供的双显示模式液晶显示器的局部像素的具体电路示意图。于此实施例中，双显示模式液晶显示器包括一主动矩阵基板100、一相间隔地设置于主动矩阵基板100上方的上基板200、一夹设于主动矩阵基板100与上基板200之间的液晶显示层300，以及多个以矩阵方式形成在主动矩阵基板100与上基板200之间的像素。

图2仅以四个像素P₁₁、P₁₂、P₂₁、P₂₂为例，每一个像素至少具有一第一区域与一第二区域。所述第一区域至少具有一穿透式子像素区TA。所述第二区域至少具有一反射式子像素区RA。也就是说，像素P₁₁、P₁₂、P₂₁、P₂₂分别具有第一区域与第二区域，其中第一区域内设有至少一穿透式子像素区TA，而第二区域内设有至少一反射式子像素区RA。所述穿透式子像素区TA具有一第一显示模式，使得分布在穿透式子像素区TA中的液晶分子具有一产生具广视角效果的第一配向结构。反射式子像素区RA具有一第二显示模式，使得分布在反射式子像素区RA中的液晶分子具有一第二配向结构。

进一步地说，第一显示模式于此实施例中可以是穿透式垂直排列配向模式(Transmissive Vertically Aligned，简称TVA)、多域分割垂直配向模式(Multi-domainVertical Alignment，简称MVA)、面内转换模式(In-Plane Switching，简称IPS)、增强边际电场切换模式(Fringe Field Switching，简称FFS)以及表面增强电场模式(SurfaceEnhanced Fringe Field)的其中之一。

第二显示模式可以是反射式扭转向列模式(Reflective Twist Nematic，简称RTN)、反射式电控双折射模式(Reflective Electrically Controlled Birefringence，简称R-ECB)、混合扭转向列模式(Mixed Mode Twisted Nematic，简称MTN)、反射式光学补偿模式(Reflective Optical Compensative，简称ROC)或反射式垂直配向排列模式(Reflective Vertical Alignment，简称RVA)其中之一。上述第一显示模式与第二显示模式中的液晶分子排列方式，例如液晶分子的倾斜角度，可依据实际视角设计需求、显示操作方式、实际制作需求来配置，本实施例并不限制。

在此实施例中，第一显示模式是以多域分割垂直排列配向模式为例，因此，双显示模式液晶显示器的第一显示模式包含两个分别设于主动矩阵基板100的上表面与上基板200的下表面，且对应于穿透式子像素区TA的第一配向膜结构11、12，以使夹设于第一配向膜结构11、12之间的液晶分子沿第一配向方向上有序排列形成具有第一配向结构的第一液晶显示层LC1。

而所述第二显示模式则可采用反射式扭转向列模式、反射式电控双折射模式、混合扭转向列模式、反射式光学补偿模式或反射式垂直配向排列模式。双显示模式液晶显示器的第二显示模式的结构主要包含两个分别设于主动矩阵基板100的上表面与上基板200的下表面，且对应于反射式子像素区RA的第二配向膜结构21、22，以使夹设于其间的液晶分子沿第二配向方向上有序排列形成具有第二配向结构的第二液晶显示层LC2。

值得注意的是，上述第一配向膜结构11、12以及该第二配向膜结构21、22可以是凸块结构或凹槽(slit)，其中凸块结构的材料可包括聚乙烯醇、聚亚酰胺、聚酰胺、聚脲、尼龙、二氧化硅或卵磷脂。上述第一配向膜结构11、12以及该第二配向膜结构21、22的材料可为同一材料或是类似结构的材料或是高分子聚合物，上述第一配向膜结构11、12以及该第二配向膜结构21、22的材料亦可为不同材料，但本实施例并不限制。此外，上述第一配向与第二配向可以是同一配向或夹一特定角度配向方向，上述第一配向与第二配向也可以是不同配向。于实务上，上述第一配向与第二配向的实际配向是依据液晶实际排列方式来配置，故本实施例并不限制。

第一液晶显示层LC1是水平排列正型液晶(即Δε>0)，且如图1所示，垂直配向模式的配向技术是利用形成在上基板200侧(及/或主动矩阵基板100侧)的凸出物13(及/或凹槽)，使液晶静止时并非呈传统的直立式排列，而是偏向某一个角度倾斜。从而，当施加电压时，可让液晶分子快速地改变成水平排列，以大幅度缩短显示时间，并且通过凸出物13(及/或凹槽)改变液晶分子配向，让视野角度更为宽广。

而第二液晶显示层LC2也是水平排列正型液晶(即Δε>0)，但施加电压后液晶会站直并扭转，其中液晶扭转角度范围可为30度至90度之间。此外，第一液晶显示层LC1可以是水平排列的负型液晶(即Δε<0)或是垂直排列的负型液晶。而第二液晶显示层LC2可以是垂直排列的负型液晶或是水平排列的或负型液晶。

配合图2所示，主动矩阵基板100另包含一透明基板101、多条平行且间隔地布设在透明基板101上表面的扫描线S1、S2或S3以及多条平行且间隔地布设在透明基板101上表面，并与该等扫描线S1、S2、S3交错的数据线D1、D2或D3。各该像素(即像素P₁₁、P₁₂、P₂₁或P₂₂)包含形成在透明基板101的上表面的一个像素电极102和一个主动矩阵T。所述像素电极102在穿透式子像素区TA的部分被一狭缝14分隔成两个次电极1021、1022，且次电极1021及次电极1022的表面分别布设有上述第一配向膜结构12。而像素电极102在反射式子像素区RA的部分表面还设有一反射单元103(例如铝层)，且上述第二配向膜结构22实际上是布设在反射单元103的表面。

如图2所示，各主动矩阵T是由晶体管，例如薄膜晶体管开关、双栅极薄膜晶体管或轻掺杂漏极薄膜晶体管等来实现。主动矩阵T的栅极G分别与对应的扫描线S1、S2或S3电耦接。主动矩阵(如晶体管)T的源极S分别与对应的数据线D1、D2或D3电耦接，以接受来自数据线D1、D2或D3的数据信号。主动矩阵(如晶体管)T的漏极D与像素电极102电耦接。

在上基板200的下表面与第一配向膜结构11及第二配向膜结构21之间(图1未示)，还分散布设多个条分别延伸穿越相对应列的该多个像素的共电极Vcom，使得像素电极102、穿透式子像素区TA的第一液晶显示层LC1及共电极Vcom共同形成一第一液晶电容C_LC1。像素电极102、反射式子像素区RA的第二液晶显示层LC2及共电极Vcom共同形成第二液晶电容C_LC2。反射单元103(例如铝层)是与主动矩阵(晶体管)T的漏极D电耦接。值得一提的是，所述次电极1021、1022与共电极Vcom可为铟锡氧化物(indium tin oxide，ITO)、铟锌氧化物(indium zinc oxide，IZO)、金属或合金等导电材料。

此外，如图2所示，各该像素(即像素P₁₁、P₁₂、P₂₁或P₂₂)还包含一个形成在透明基板101上表面的储存电容C_ST，各该储存电容C_ST的一端与对应的共电极Vcom电耦接，储存电容C_ST的另一端与对应的主动矩阵T的漏极D电耦接。

藉此，如图1所示，当本实施例的双显示模式液晶显示器工作在反射模式(例如工作在亮处)时，外部环境光源30射入像素的反射式子像素区RA，此时，与主动矩阵T的源极S连接的数据线D1输入数据信号以对第二液晶电容C_LC2与储存电容C_ST充电，使控制反射式子像素区RA的第二液晶显示层LC2中的液晶分子适当偏转，进而调节由外部进入反射式子像素区RA及经由反射式子像素区RA的反射单元103反射回去的外部环境光源30，从而将代表数据信号的影像显示出来。

当双显示模式液晶显示器工作在穿透模式(例如工作在暗处)时，双显示模式液晶显示器的背光模块(未绘示)所产生的背光源40会经由像素的穿透式子像素区TA穿出，此时，通过与主动矩阵T的源极S连接的数据线D1输入的数据信号对第一液晶电容C_LC1与储存电容C_ST充电，使控制穿透式子像素区TA的第一液晶显示层LC1中的液晶分子适当偏转，以调节穿出穿透式子像素区TA的背光源40，而将代表数据信号的影像显示出来。换言之，背光模块的背光驱动架构具有根据环境光源调光的功能、以及背光模块具有根据第一显示模式及/或该第二显示模式工作切换状态来调整背光源40或开启/关闭背光源40的功能。

附带一提的是，第一显示模式与第二显示模式的驱动方法可包含一点反转(Dotinversion)驱动、一线反转(line inversion)驱动或一图框反转(frame inversion)驱动。此外，第一显示模式与第二显示模式可具有不同的驱动方式。值得注意的是，第一显示模式与第二显示模式可分别具有不同的更新频率，甚至可使第一显示模式与第二显示模式分别具有两个或两个以上的更新频率。

举例来说，于一具体驱动方式，第一显示模式可使用点反转方式来驱动，而第二显示模式可使用线反转或图框反转来驱动。具体地说，以第二显示模式使用线反转驱动方式为例，可通过数据线(例如D1、D2、D3)传送数据信号至像素P₁₁、P₁₂、P₂₁、P₂₂使任一像素例如像素P₁₁中的第一液晶电容C_LC1充电的极性与其四周其他像素P₁₂、P₂₁、P₂₂的第一液晶电容C_LC1充电的极性互为相反。同时，通过数据线(例如D1、D2、D3)传送数据信号至像素P₁₁、P₁₂、P₂₁、P₂₂使在任一相邻水平扫描线上例如像素P₁₁、P₁₂中的第二液晶电容C_LC2所被充电的电压极性与像素P₂₁、P₂₂中的第二液晶电容C_LC2所被充电的电压极性互为相反。

值得注意的是，现有一般使第一显示模式具较佳显示效果的驱动方式为点反转驱动方式，然点反转驱动方式的耗电量较大。因此，于本实施例中，对应第一显示模式较佳的驱动方式为点反转，而对应第二显示模式较佳的驱动方式为线反转或图框反转，以节省第二显示模式驱动显式的电力。此外，第一显示模式与第二显示模式的驱动方式可依据使用所述双显示模式液晶显示器的电子装置的电力或是使用环境的光源强弱来配置，本实施例并不限制。

另由于上述点反转、线反转或图框反转驱动方均为现有液晶显示驱动技术，本发明领域技术人员应知上述的点反转、线反转或图框反转的实际运用方式，故在此不在赘述。

另外，由于穿透式子像素区TA是采用多域分割垂直排列广视角配向结构，因此当双显示模式液晶显示器工作在穿透模式时，会使可视角度增加，让双显示模式液晶显示器视野角度更为宽广。

〔双显示模式液晶显示器的另一实施例〕

再请参见图3至图4所示，是本发明另一实施例提供的双显示模式液晶显示器的像素侧面的剖视示意图。图3至图4所示所述的双显示模式液晶显示器与图1所述的双显示模式液晶显示器的共同点是共电极与像素电极皆设在主动矩阵基板100上。

图3至图4所示所述的双显示模式液晶显示器与图1所述的双显示模式液晶显示器的不同处在于，本实施例中各该像素的穿透式子像素区TA的第一显示模式是采用面内转换模式(IPS)、增强面内转换模式(Advanced In-Plane Switching，简称AIPS)、超级面内转换模式(Super In-Plane Switching，简称SIPS)或增强边际电场切换模式(Advanced FringeField Switching，简称AFFS)其中一种。

如图3所示，当第一显示模式是面内转换模式、边际电场切换模式或表面增强电场模式时，主动矩阵基板100上方的上基板200的下表面另分散布设多个条分别延伸穿越相对应列的该等像素的共电极，该共电极并不位于第一区域内穿透式子像素区TA的上基板200的下表面，而仅位于第二区域内反射式子像素区RA的上基板200的下表面。

本实施例是以双显示模式液晶显示器的第一显示模式使用边际电场切换模式为例来做说明，如图4所示，各该像素具有一个位于第一区域内穿透式子像素区TA的第一次电极105，以及位于第二区域内反射式子像素区RA的第二次电极106，两者构成像素电极102。

进一步地说，穿透式子像素区TA的第一次电极105的上方设有一第一共电极Vcom1，且第一共电极Vcom1与其下方的第一次电极105以一绝缘层104相阻隔，且第一共电极Vcom1包含位于第一次电极105一侧的电极线31，以及多个由电极线31朝第一次电极105中心区域延伸的弯折电极线32。所述第一共电极105可以呈梳状或栅状、环绕状或弯曲状，依实际设计需求来配置，本实施例并不限制。

第一显示模式具有由该液晶显示层、该主动矩阵基板的该第一共电极以及该像素电极的弯曲电场形成的一第一液晶电容；该第二显示模式具有由该液晶显示层、该上基板的该第二共电极、该主动矩阵基板的该像素电极的电场形成的一第二液晶电容。

由于边际电场切换模式是现有广视角技术，于此不再详述。如图3所示，对应于每一像素的反射式子像素区RA的上基板200的下表面则设有一第二共电极Vcom2，且第一共电极Vcom1与第二共电极Vcom2电耦接而共电位。

主动矩阵基板100包含透明基板101，多条平行且间隔地布设在透明基板101上表面的扫描线S1以及多条平行且间隔地布设在透明基板101上表面，并与该等扫描线S1交错的数据线D1、D2。各该像素包含形成在透明基板101的上表面的一个像素电极102、第一主动矩阵T1和第二主动矩阵T2。所述第一主动矩阵T1和第二主动矩阵T2可分别是由晶体管，例如薄膜晶体管开关、双栅极薄膜晶体管或轻掺杂漏极薄膜晶体管来实现。

如图4所述，各该像素中位于反射式子像素区RA内的第一主动矩阵T1的源极S电耦接数据线D1，第一主动矩阵T1的栅极G电耦接对应的扫描线，例如扫描线S1，而第一主动矩阵T1的漏极D电耦接像素电极102。各该像素中位于穿透式子像素区TA内的第二主动矩阵T2的源极S电耦接数据线D2，第二主动矩阵T2的栅极G电耦接对应的扫描线，例如扫描线S1，而第二主动矩阵T2的漏极D与像素电极102电耦接。

值得一提的是，穿透式子像素区TA的第一显示模式与的反射式子像素区RA的第二显示模式如前述可分别具有不同的更新频率。因此，于本实施例中，穿透式子像素区TA的第一显示模式使用20赫兹(Hertz)的更新频率，而反射式子像素区RA的第二显示模式使用5赫兹的更新频率。

图3的双显示模式液晶显示器架构与其他电路架构类似于图1的双显示模式液晶显示器且本发明技术领域技术人员应可上述说明推知图3的双显示模式液晶显示器的运作方式，故在此不再赘述。

〔双显示模式液晶显示器的另一实施例〕

接着请参见图5，图5绘示本发明另一实施例提供的双显示模式液晶显示器的像素侧面的剖视示意图，另外，如图5所示，双显示模式液晶显示器的各该像素的穿透式子像素区TA的第一显示模式是采用面内转换模式配向模式(IPS)结构例，其与图3的双显示模式液晶显示器的第一显示模式使用的边际电场切换模式不同的之处在于，位于穿透式子像素区TA中的第一次电极105’与第一共电极Vcom1’是上下交错且相错开地设置在透明基板101的上表面，且两者之间以绝缘层104’相阻隔。第一次电极105’与主动矩阵T(未绘示于图5)的源极电耦接，而第一共电极Vcom1’则因与设于反射式子像素区RA的上基板200的下表面的第二共电极Vcom2电耦接而共电位。

图5的双显示模式液晶显示器架构与其他电路架构类似于图1的双显示模式液晶显示器且本发明技术领域技术人员应可上述说明推知图5的双显示模式液晶显示器的运作方式，故在此不再赘述。

〔双显示模式液晶显示器的另一实施例〕

此外，请参见图6，图6绘示本发明另一实施例提供的双显示模式液晶显示器的每一像素的具体电路示意图。

于此实施例是图6中的每一像素(例如像素P₁₁)的穿透式子像素区TA及反射式子像素区RA可以被各别控制。也就是说，每一行像素分配有两条数据线D1、D2，并每一列像素分配有一条扫描线S1。各该像素包含对应设于穿透式子像素区TA的一个第一储存电容C_ST1与一个第一主动矩阵T1，以及对应设于反射式子像素区RA的一个第二储存电容C_ST2与一个第二主动矩阵T2。各像素(例如像素P₁₁)中的该第一储存电容C_ST1的一端与对应的第一共电极Vcom1电耦接，而各像素(例如像素P₁₁)中的第二储存电容CST2的一端与对应的第二共电极Vcom2电耦接。各像素(例如像素P₁₁)中的第一主动矩阵T1的栅极G与相对应的扫描线S1电耦接，其源极S与该二条数据线其中之一，如数据线D1电耦接，其漏极D与相对应的第一储存电容C_ST1的另一端以及相对应的第一次电极105电耦接，进而由第一次电极105、第一液晶显示层LC1及第一共电极Vcom1形成第一液晶电容C_LC1。各像素(例如像素P₁₁)中的第二主动矩阵T2的栅极G与相对应的扫描线S1电耦接，其源极S与该二条数据线其中另一即数据线D2电耦接，其漏极D与相对应的第二储存电容C_ST2的另一端以及相对应的第二次电极106电耦接，进而由第二次电极106、第二液晶显示层LC2及第二共电极Vcom2形成第二液晶电容C_LC2。

藉此，当双显示模式显示器工作在穿透模式时，扫描线S1将同时驱动同一列各像素(例如像素P11)的第一主动矩阵T1及第一主动矩阵T2，但只有数据线D1送出数据信号给第一主动矩阵T1，以对第一液晶电容C_LC1与第一储存电容C_ST1充电，以控制穿透式子像素区TA的第一液晶显示层LC1中的液晶分子适当偏转，进而调节穿出穿透式子像素区TA的背光源40，使代表数据信号的影像显示出来。此外，由于穿透式子像素区TA是采用边际电场切换模式广视角配向结构，因此可增加双显示模式液晶显示器的可视角度。虽然于此实施例中，穿透式子像素区TA是采用边际电场切换模式广视角配向结构，但于实务上，穿透式子像素区TA亦可配置增强面内转换模式、超级面内转换模式或增强边际电场切换模式(FringeField Switching)，本实施例并不限制。

而当双显示模式液晶显示器工作在反射模式时，扫描线S1同时驱动同一列的像素(例如像素P₁₁)的第一主动矩阵T1及第二主动矩阵T2，但只有数据线D2送出数据信号给第二主动矩阵T2，以对第二液晶电容C_LC2与第二储存电容C_ST2充电，以控制反射式子像素区RA的第二液晶显示层LC2中的液晶分子适当偏转，使调节进入反射式子像素区RA。同时，由反射式子像素区RA的反射单元103反射回去的外部环境光源30，使代表数据信号的影像显示出来。

再者，当双显示模式液晶显示器工作在一穿透及反射模式时，扫描线S1同时驱动同一列的各该像素(例如像素P11)的第一主动矩阵T1及第二主动矩阵T2，使第一主动矩阵T1及该第二主动矩阵T2同时收到相对应的数据线D1、D2送出的数据信号，以使第一主动矩阵T1对第一液晶电容C_LC1及第一储存电容C_ST1充电，使第二主动矩阵T2对第二液晶电容C_LC2及第二储存电容C_ST2充电。

值得一提的是，单一像素采用两个主动矩阵T1、T2来分别控制穿透式子像素区TA及反射式子像素区RA的优点可以降低漏电流以及功率消耗。另外，上述的第二主动矩阵可至少包含两个或两个以上的薄膜晶体管开关、双栅极薄膜晶体管或轻掺杂漏极薄膜晶体管。

〔双显示模式液晶显示器的实施例〕

再参见图7，图7绘示本发明又一实施例提供的双显示模式液晶显示器的每一像素的具体电路示意图。图7的双显示模式液晶显示器的像素电路与图6的双显示模式液晶显示器的像素电路不同之处在于，本实施例中每一行像素仅分配有一条数据线D1，而每一列像素分配有两条扫描线S1、S2。各该像素(例如像素P₁₁)的第一主动矩阵T1的栅极G与该二扫描线其中之一，如扫描线S1(即第一扫描线)电耦接，其源极S与相对应的数据线D1电耦接，其漏极D与相对应的第一储存电容C_ST1的另一端以及相对应的第一次电极105电耦接。各该像素(例如像素P₁₁)的第二主动矩阵T2的栅极G与该二扫描线其中另一条扫描线S2(即第二扫描线)电耦接，其源极S与相对应的数据线D1电耦接，其漏极D与相对应的第二储存电容C_ST2的另一端以及相对应的第二次电极106电耦接。

藉此，当双显示模式液晶显示器工作在穿透模式时，数据线D1会同时送数据信号至同一行像素的第一主动矩阵T1及第二主动矩阵T2，但只有同一列像素的第一主动矩阵T1会被扫描线S1(即第一扫描线)驱动(导通)，以使数据信号输入第一主动矩阵T1，并对第一储存电容C_ST1与第一液晶电容C_LC1充电。从而可控制穿透式子像素区TA的第一液晶显示层LC1中的液晶分子适当偏转，以调节穿出穿透式子像素区TA的背光源(未绘示)，使代表数据信号的影像显示出来，且由于穿透式子像素区TA是采用边际电场切换模式广视角配向结构，因此会使双显示模式液晶显示器的可视角度增加。虽然于此实施例中，穿透式子像素区TA是采用边际电场切换模式广视角配向结构，但于实务上，穿透式子像素区TA亦可配置增强面内转换模式、超级面内转换模式或增强边际电场切换模式，本实施例并不限制。

接着，当双显示模式液晶显示器工作在反射模式时，数据线D1会同时送数据信号至同一行像素的第一主动矩阵T1及第二主动矩阵T2，但只有同一列像素的第二主动矩阵T2会被扫描线S2(即第二扫描线)驱动(导通)，使数据信号输入第二主动矩阵T2，使第二主动矩阵T2对第二储存电容C_ST2与第二液晶电容C_LC2充电，以控制反射式子像素区RA的第二液晶显示层LC2中的液晶分子适当偏转。从而可调节进入反射式子像素区RA并由反射式子像素区RA的反射单元103反射回去的外部环境光源(未绘示)，使将代表数据信号的影像显示出来。

再者，当双显示模式液晶显示器工作在一穿透及反射模式时，同一行像素的第一主动矩阵T1及该第二主动矩阵T2会同时收到相对应的数据线D1送出的一数据信号，且同一列像素的第一主动矩阵T1会被相对应扫描线S1(即第一扫描线)驱动(导通)，而同一列像素的第二主动矩阵T2会被相对应扫描线S2(即第二扫描线)驱动(导通)。从而，使第一主动矩阵T1与第二主动矩阵T2分别对第一储存电容C_ST1与第一液晶电容C_LC1以及第二储存电容C_ST2与第二液晶电容C_LC2充电。

值得一提的是，上述的第二主动矩阵可至少包含两个或两个以上的薄膜晶体管开关、双栅极薄膜晶体管或轻掺杂漏极薄膜晶体管。

〔双显示模式液晶显示器的实施例〕

再参见图8，图8绘示本发明再一实施例提供的双显示模式液晶显示器的每一像素的具体电路示意图。图8的双显示模式液晶显示器与图7的双显示模式液晶显示器的不同之处在于，每一像素还包含一第三主动矩阵T3，其栅极G与该二扫描线中的扫描线S2电耦接，其源极S与相对应的第一储存电容C_ST1另一端电耦接，其漏极D与相对应的第二主动矩阵T2的源极S电耦接。

藉此，当双显示模式液晶显示器工作在反射模式时，扫描线S2(即第二扫描线)会同时驱动导通同一列像素的第二主动矩阵T2及第三主动矩阵T3，使第一储存电容C_ST1与第二储存电容C_ST2相互并联，进而增加反射式子像素区RA的储存电容量。当反射式子像素区RA的储存电容量增加时，即可储存很多电荷，进而于操作上可使用较低的更新频率，从而可以节省反射式子像素区RA运作时所需电力。据此，可通过调整反射式子像素区RA的储存电容量，还可使第一显示模式与第二显示模式分别具有更新频率低于20赫兹(Hertz)。

值得一提的是，第一液晶电容C_LC1与第一储存电容C_ST1以及第二液晶电容C_LC2与第二储存电容C_ST2相关，其公式如下：

其中Clc1表示该第一液晶电容的电容值；Cst1表示该第一储存电容的电容值；Clc2表示该第二液晶电容的电容值；Cst2表示该第二储存电容的电容值。从而，可通过配置主动矩阵的数量，串联或并联第一储存电容C_ST1与第二储存电容C_ST2配置反射式子像素区RA的储存电容量。

此外，由于穿透式子像素区TA的第一显示模式采用前述实施例所述的多域分割排列模式、面内转换模式、增强面内转换模式、超级面内转换模式或增强边际电场切换模式等，其在不加电压时为全黑，亦即为常黑状态(normally black)，并随电压增加而渐亮，而反射式子像素区RA的第二显示模式采用前述实施例所述的反射式扭转排列模式、反射式电控双折射模式、混合扭转排列模式或反射式光学补偿模式等，其在不加电压时为全亮，亦即为常白状态(normally white)，并随电压增加而渐暗。

因此，穿透式子像素区TA的第一显示模式与反射式子像素区RA的第二显示模式所产生的伽玛曲线为反向变化。换言之，依据不同的液晶排列模式可分别使第一显示模式具有第一伽玛穿透率-灰阶-电压转换曲线或对应穿透率-灰阶-电压转换的第一对照表，而第二显示模式具有第二伽玛反射率-灰阶-电压转换曲线或对应反射率-灰阶-电压转换的第二对照表。所述第一伽玛穿透率-灰阶-电压转换曲线与第二伽玛反射率-灰阶-电压转换曲线为反向的曲线。本技术领域技术人员应可由上述说明推知第一显示模式的第一伽玛-灰阶-电压-穿透率转换曲线与第二显示模式的第二伽玛-灰阶-电压-穿透率转换曲线的实际配置方式，故在此不在赘述。

〔实施例的可能功效〕

综上所述，本发明实施例提供一种双显示模式液晶显示器，此双显示模式液晶显示器可通过在每一像素的分别设置穿透式子像素区与反射式子像素区，并于穿透式子像素区内布设具广视角的液晶配向结构，使得双显示模式液晶显示器操作在穿透模式时，能增加可视角度进而达到广视角的功效和目的。

以上所述仅为本发明的实施例，其并非用以局限本发明的专利权利要求范围。

Claims

1.一种双显示模式液晶显示器，其特征在于包括：

一主动矩阵基板；

一上基板，设置于该主动矩阵基板的上方；

一液晶显示层，夹设于该主动矩阵基板与该上基板之间；及

多个以矩阵方式形成在该主动矩阵基板与该上基板之间的像素，每一该像素至少具有一第一区域与一第二区域；该第一区域至少具有一穿透式子像素区，该第二区域至少具有一反射式子像素区，且该穿透式子像素区具有一第一显示模式、该反射式子像素区具有一第二显示模式，其中该第一显示模式是穿透式垂直排列配向模式、多域分割排列模式、面内转换模式或边际电场切换模式；该第二显示模式是反射式扭转排列模式、反射式电控双折射模式、混合扭转排列模式、反射式光学补偿模式或反射式垂直配向排列模式；

该第一显示模式是面内转换模式时，各该像素在该主动矩阵基板上具有位于该穿透式子像素区的一第一次电极，且在该主动矩阵基板的一透明基板上表面上与该第一次电极相错开地位置设有一第一共电极，各该像素另具有位于该反射式子像素区的一第二次电极，且位于该反射式子像素区的上基板的下表面设有一第二共电极，且该第一共电极与该第二共电极电耦接，其中该第一次电极与该第二次电极形成一像素电极，其中该第一共电极与该第一次电极对应的该像素电极之间是以一绝缘层相阻隔；该第一共电极呈梳状或栅状、环绕状或弯曲状，并包含位于该第一次电极对应的该像素电极一侧的一电极线以及多个由该电极线朝该第一次电极对应的该像素电极中心区域延伸的弯曲电极线；

该第一显示模式具有由该液晶显示层、该主动矩阵基板的该第一共电极以及该像素电极的弯曲电场形成的一第一液晶电容；该第二显示模式具有由该液晶显示层、该上基板的该第二共电极、该主动矩阵基板的该像素电极的电场形成的一第二液晶电容，且每一该像素中的该第一区域至少具有一第一储存电容，并该第二区域至少具有一第二储存电容，其中该第一液晶电容及该第一储存电容与该第二液晶电容及该第二储存电容相关，其公式如下：

其中C_lc1表示该第一液晶电容的电容值；C_st1表示该第一储存电容的电容值；C_lc2表示该第二液晶电容的电容值；C_st2表示该第二储存电容的电容值。

2.如权利要求1所述的双显示模式液晶显示器，其特征在于该第一显示模式是面内转换模式或边际电场切换模式，该第一显示模式包含两个分别设于该主动矩阵基板的上表面与该上基板的下表面，且对应于该穿透式子像素区的一第一配向膜结构，以使夹设于其间的液晶分子形成一第一液晶显示层；该第二显示模式是反射式扭转排列、反射式电控双折射、混合扭转排列、反射式光学补偿或反射式垂直配向，该第二显示模式主要包含两个分别设于该主动矩阵基板的上表面与该上基板的下表面，且对应于该反射式子像素区的一第二配向膜结构，以使夹设于其间的液晶分子形成一第二液晶显示层。

3.如权利要求2所述的双显示模式液晶显示器，其特征在于该第一液晶显示层是水平排列的正型液晶或负型液晶或是垂直排列的负型液晶，且该第二液晶显示层是水平排列的正型液晶或负型液晶或是垂直排列的负型液晶。

4.如权利要求2所述的双显示模式液晶显示器，其特征在于该第一配向膜结构以及该第二配向膜结构为同一材料，且所述材料为高分子聚合物。

5.如权利要求2所述的双显示模式液晶显示器，其特征在于该第一配向结构具有一第一配向方向，使该第一配向结构上的液晶分子沿该第一配向方向上有序排列，而该第二配向结构具有一第二配向方向，使该第二配向结构上的液晶分子沿该第二配向方向上有序排列，其中该第一配向方向与该第二配向方向是同一配向方向或夹一特定角度配向方向或垂直配向方向。

6.如权利要求1所述的双显示模式液晶显示器，其特征在于该第一显示模式是面内转换模式或边际电场切换模式时，该上基板的下表面另分散布设多条分别延伸穿越相对应列的多个该像素的共电极，该共电极不位于该第一区域的该上基板的下表面，而仅位于该第二区域的该上基板的下表面。

7.如权利要求1所述的双显示模式液晶显示器，其特征在于每一该像素中该第一区域至少具有一第一伽玛穿透率-灰阶-电压转换曲线或一第一对照表；该第二区域至少具有一第二伽玛反射率-灰阶-电压转换曲线或一第二对照表。

8.如权利要求7所述的双显示模式液晶显示器，其特征在于且该第一伽玛穿透率-灰阶-电压转换曲线与该第二伽玛反射率-灰阶-电压转换曲线为反向的曲线。

9.如权利要求6所述的双显示模式液晶显示器，其特征在于该主动矩阵基板具有多条扫描线以及多条与该多条扫描线交错的数据线，其中每一行像素分配有至少两条数据线，而每一列像素分配有至少一条扫描线，各该像素包含对应设于其穿透式子像素区的一第一储存电容及一第一主动矩阵以及对应设于其反射式子像素区的一第二储存电容及一第二主动矩阵；各该第一储存电容的一端与对应的该第一共电极电耦接，各该第二储存电容的一端与对应的该第二共电极电耦接；各该第一主动矩阵电耦接该扫描线，其中一条数据线与该第一储存电容；各该第二主动矩阵电耦接该扫描线、另一条数据线与该第二储存电容。

10.如权利要求9所述的双显示模式液晶显示器，其特征在于当该双显示模式液晶显示器工作在一穿透模式时，同一列各该像素的该第一主动矩阵及该第二主动矩阵被相对应的该扫描线同时驱动，该第一主动矩阵收到其相对应的该数据线送出的一数据信号，并对该第一储存电容充电；当该双显示模式液晶显示器工作在一反射模式时，同一列的像素的第一主动矩阵及第二主动矩阵被相对应的该扫描线同时驱动，该第二主动矩阵收到相对应的该数据线送出的该数据信号，并对该第二储存电容充电；当该双显示模式液晶显示器工作在一穿透及反射模式时，同一列的各该像素的该第一主动矩阵及该第二主动矩阵被相对应的该扫描线同时驱动，该第一主动矩阵及该第二主动矩阵收到相对应的该数据线送出的该数据信号，该第一主动矩阵及该第二主动矩阵分别对该第一储存电容及该第二储存电容充电。

11.如权利要求1所述的双显示模式液晶显示器，其特征在于该主动矩阵基板具有多条扫描线以及多条与该多条扫描线交错的数据线，其中每一行像素分配有至少一条数据线，每一列像素分配有至少两条扫描线，且各该像素包含对应设于其穿透式子像素区的一第一主动矩阵以及对应设于其反射式子像素区的一第二主动矩阵，其中各该像素的该第一主动矩阵电耦接其中一条扫描线、该数据线与该第一储存电容；各该第二主动矩阵电耦接另一条扫描线、该数据线与该第二储存电容。

12.如权利要求11所述的双显示模式液晶显示器，其特征在于当该双显示模式液晶显示器工作在一穿透模式时，同一行的各该像素的该第一主动矩阵及该第二主动矩阵同时收到该数据线送出的一数据信号，同一列的各该像素的该第一主动矩阵被该些扫描线中的一第一扫描线驱动开启，使该数据信号输入该第一主动矩阵，并对该第一储存电容充电；当该双显示模式液晶显示器工作在一反射模式时，同一行的各该像素的该第一主动矩阵及该第二主动矩阵同时收到该数据线送出的该数据信号，同一列的各该像素的该第二主动矩阵被该些扫描线中的一第二扫描线驱动开启，使该数据信号输入该第二主动矩阵，以对该第二储存电容充电；当该双显示模式液晶显示器工作在一穿透及反射模式时，同一行的各该像素的该第一主动矩阵及该第二主动矩阵同时收到该数据线送出的一数据信号，同一列的各该像素的该第一主动矩阵及该第二主动矩阵分别被该多条扫描线中的一第一扫描线与一第二扫描线驱动开启。

13.如权利要求9至12中的任一权利要求所述的双显示模式液晶显示器，其特征在于该第二主动矩阵至少包含两个或两个以上的薄膜晶体管开关、双栅极薄膜晶体管或轻掺杂漏极薄膜晶体管。

14.如权利要求11所述的双显示模式液晶显示器，其特征在于每一该像素还包含一第三主动矩阵，电偶接该二扫描线其中之一、该第一储存电容与该第二主动矩阵，且该双显示模式液晶显示器工作在一反射模式时，同一列的各该像素的该第二主动矩阵及该第三主动矩阵被相对应的该些扫描线中的一第二扫描线同时驱动，使该第一储存电容与该第二储存电容并联，增加该反射式子像素区的储存电容量。

15.如权利要求1、9至12以及14中任一权利要求所述的双显示模式液晶显示器，其特征在于该像素电极、该第一次电极、该第二次电极、该第一共电极及该第二共电极为铟锡氧化物、铟锌氧化物、金属或合金。

16.如权利要求1所述的双显示模式液晶显示器，其特征在于该双显示模式液晶显示器具有一背光模块，其中该背光模块为一背光驱动架构具有根据环境光源调光的功能，以及根据该第一显示模式及/或该第二显示模式工作切换状态来调光或开关背光模块。

17.如权利要求1所述的双显示模式液晶显示器，其特征在于该第一显示模式及该第二显示模式的驱动方法还包含一点反转驱动、一线反转驱动或一图框反转驱动。

18.如权利要求17所述的双显示模式液晶显示器，其特征在于该第一显示模式与/或该第二显示模式具有不同的更新频率。

19.如权利要求17所述的双显示模式液晶显示器，其特征在于该第一显示模式与/或该第二显示模式具有两个或两个以上的更新频率。

20.如权利要求17所述的双显示模式液晶显示器，其特征在于该第一显示模式与/或该第二显示模式具有一更新频率低于20赫兹。