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CN102422207A - 透反式液晶显示器中的背光循环 - Google Patents

透反式液晶显示器中的背光循环 Download PDF

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CN102422207A
CN102422207A CN2009801591754A CN200980159175A CN102422207A CN 102422207 A CN102422207 A CN 102422207A CN 2009801591754 A CN2009801591754 A CN 2009801591754A CN 200980159175 A CN200980159175 A CN 200980159175A CN 102422207 A CN102422207 A CN 102422207A
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CN
China
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basalis
polarization layer
outer coating
liquid crystal
reflection horizon
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CN2009801591754A
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吕瑞波
马里·卢·杰普森
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Pixel QI Corp
Original Assignee
Pixel QI Corp
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Abstract

提供了一些用于循环来自背光单元的光的技术，所述来自背光单元的光原本被一个透反式LCD的像素的一个反射部分截止。光被重新定向到像素的透射部分之中，并且因此增强了光的效率和像素的亮度。这些技术可被用于透射圆偏振态或线偏振态的光的透反式LCD中。

Description

透反式液晶显示器中的背光循环
技术领域
本公开内容涉及液晶显示器(LCD)。
背景技术
在这部分中描述的方法是可以被追踪的方法但未必是以前被构思和追踪过的方法。因此除非另有说明，不能仅因为在部分中描述的方法被包括在这部分中，就认定它们足以被视为现有技术。
透反式LCD可被用于手机、电子书和个人计算机，这在某种程度上是由于透反式LCD的清晰度通常不受环境光线条件的限制。一个透反式LCD由一列像素构成，每个像素具有反射部分和透射部分。在一个透反式LCD像素的反射部分里面，可能在一个薄膜晶体管单元上存在一个金属反射器。在一个像素里面使用相对小的金属反射器的透反式LCD中，在足够的背光可能能够透过像素的同时，没有足够的环境光被反射用于实现以想要的亮度显示像素。
另一方面，在透反式LCD里面，在一个像素里面使用了一个相对较大的金属反射器。在充足的环境光线可能被反射的同时，没有充足的背光能够透过像素。例如，圆偏振背光可能被反射部分中的较大的金属反射器拦截了并且不能有效地重新进入透射部分。这显著地降低了背光单元(BLU)的光输出效率，并且在透反式LCD的像素里面减少了总体的光透过比和亮度。当像素里面的反射部分与透射部分相当或比透射部分大时问题变得特别严重。
附图说明
此后将结合附图描述本发明的各个实施方案，这些描述仅用于举例说明，并不用于限定本发明，附图中，相同标记用于表示相同元件，其中：
图1示出了一个示例性的透反式LCD单元结构的示意性的横截面图，这个带有偏振循环薄膜的结构被配置为传输线偏振光。
图2示出了一个示例性的透反式LCD单元结构的示意性的横截面图，这个带有偏振循环薄膜和光重新定向薄膜的结构被配置为传输线偏振光。
图3示出了一个示例性的透反式LCD单元结构的示意性的横截面图，这个带有反射偏振器的结构被配置为传输圆偏振光。
图4示出了一个示例性的透反式LCD单元结构的示意性的横截面图，这个带有反射偏振器和光重新定向薄膜的结构被配置为传输圆偏振光。
附图不是按比例给出的。
详细描述
透反式LCD中的循环背光技术被描述。对此处所描述的优选实施方案和基本准则以及特征的各种修改对于本领域普通技术人员来说将是很容易明白的。因此，并不旨在使本发明限于所示的实施方案，相反，本发明通过与本处所描述的准则和特征相一致的最广的范围来限定。
总体概述
在一个实施方案当中，为了有效地循环背光，第一个金属反射层与透反式LCD单元结构的反射部分当中的底部基底的内表面相邻。这里提到的“底部基底的内表面”指在透反式LCD单元结构中朝向液晶材料的底部基底的表面，如将被进一步描述的。术语“透反式LCD单元结构”可以指透反式LCD中的一个像素或者子像素。
反射区可位于第一金属反射层和背光之间。反射区可包括一个散射或漫反射类型的外敷层。此外和/或可选择的是，第一个相位调谐薄膜(phase tuning film)可形成于第一金属反射层和反射部分的BLU之间，以改变通过第一个相位调谐薄膜的循环光的相位或偏振态。
在一些实施方案中，第一金属反射层与底部基底的内表面相邻。在一些实施方案中，第一金属层的出现伴随着第二金属反射层，第二金属反射层位于外敷层的上面一侧，靠近液晶层。第二金属反射层可以是一个在朝向环境光线方向带有凹凸不平的表面结构的凹凸不平的金属反射器。这样在这些结构当中，一个像素在反射部分中至少包括两种金属反射元件。
在第二金属反射层有效反射环境光线的同时，邻近底部基底内表面的第一金属反射层有效循环了接受自BLU的背光。在一些实施方案当中，一个或两个金属反射层包括一个不透明的金属层(例如铝或银)。
在一些实施方案当中，背光的一部分也可被第二金属反射层的朝向BLU的表面反射和循环。在这些实施方案当中，第二相位调谐薄膜也可以被插到反射部分当中的第二金属反射层和BLU之，用于改变相位或通过第二相位调谐薄膜的循环光的偏振态。
在一些实施方案当中，在此描述的透反式LCD透射线偏振光。在这些实施方案当中，透反式LCD被配置有一个或多个线偏振器。
在一些实施方案当中，在此描述的透反式LCD透射圆偏振光。在这些实施方案当中，透反式LCD被配置有一个或多个圆偏振器，包括一个四分之一波片，或一个四分之一波片和一个半波片的组合。线偏振光可被金属反射层反射和在反射区内被循环一次或多次，直到通过透射部分离开而投向观众。
圆偏振光可被金属反射层反射并且变为具有一种偏振态或多种混合偏振态，以被反射进透射部分。典型地，被反射光是椭圆偏振的。为了更好地将散射的椭圆偏振光重新导入透射部分，像素结构可包括一个光重新定向棱柱形薄膜。为了更好地将散射的非偏振光或椭圆偏振光循环进入透射部分，像素结构可包括一个胆甾型的液晶薄膜作为一个圆偏振光反射器。
在一些实施方案中，来自BLU的光被有效地从反射部分循环进透射部分，以增加BLU的光学输出并且进一步增加透射部分的亮度。
由此方法可以获取具有高的背光输出效率的透反式LCD。
另外，还可以获取具有比原本的亮度更高和电功率损耗明显要低的这些特性的透反式LCD。这些特性对于不同的运行模式中的各种应用是有价值的。例如此处描述的透反式LCD能够在透视模式和透反模式中显示彩色图像，以及在反射模式中显示黑白单色图像，同时具有很好的环境光可读性和低功率损耗。
在一些实施方案中，此处描述的透反式LCD形成计算机的一部分，包括但不限于膝上型计算机、上网本计算机、手机、无线电话、电子书阅读器、销售终端、桌面计算机、计算机工作站、计算机售货亭或联接或集成到油泵和各种其他终端和显示单元的计算机。
在一些实施方案中，一种方法包括提供一个所述的透反式LCD，以及给透反式LCD提供一个背光源。
对此处所描述的优选实施方案和基本准则以及特征的各种修改对本领域普通技术人员来说是显而易见的。因此，本发明不意在局限于所示出的实施方案，相反，本发明通过与本处所描述的准则和特征相一致的最广的范围来限定。
2.结构概述
2.1线形偏振
图1示出了一个示例性的透反性LCD单元结构100的示意性的横截面图。LCD单元结构100——其可以包括一对用于传输线性偏振光的线偏振器——包括一个用于循环线性偏振光的结构。
在一些实施方案中，LCD单元结构100包括至少一个透射部分101和一个反射部分102。液晶层110位于底部基底114和顶部基底124之间。透射部分101与反射部分102的液晶盒间隙不同。在这里面提到的“液晶盒间隙”是指在透射部分或者反射部分的液晶层厚度。
外敷层113可被沉积在反射部分102里，以使得反射部分的液晶盒间隙比透射部分101的液晶盒间隙小。在一些实施方案当中，部分的由于外敷层113的原因，反射部分102的液晶盒间隙可以近似是透射部分101的液晶盒间隙的一半。在各种不同的实施方案当中，外敷层113可以包括丙烯酸树脂、聚酰胺或酚醛环氧树脂。外敷层113可以掺杂无机粒子，例如二氧化硅(SIO2)，以提供散射和漫反射光学特性。
第一金属反射层115可以在反射部分102内的底部基底114的内表面上，该内表面为图1中的底部基底114的顶面。
第一金属反射层115可以在TFT工艺过程中制备，作为扩展的门金属或分立的反射金属层。第一反射金属层115可以包括不透明的反射金属材料，如，铝或银，并且可以占据整个反射区域102的全部或部分区域。外敷层113的内表面(其在图1中为外敷层的顶面)，可被覆盖上例如铝或银的第二金属反射层111，用作反射电极。在一些实施方案当中，第二金属反射层111可以是一个不平的金属层。
底部基底114可用玻璃制成。在透射部分101当中的底部基底114的内表面上，一个透明的氧化铟锡(ITO)层112被用作像素电极。在图1中没有表示出来的彩色滤波器可被沉积在顶部基底124的一个面的上面或附近，彩色滤波器可覆盖透射部分101和反射部分102，或仅覆盖透射部分101。氧化铟锡层122可以作为一个通用电极位于顶部基底124和液晶层110之间。一个底部线偏振器116和一个顶部线偏振器126可以被分别附着在底部基底114外表面和顶部基底124外表面上。
一个偏振循环薄膜134可位于BLU136和底部线偏振器116之间。偏振循环薄膜134可包括一个双倍亮度增强膜，此膜反射一个偏振态(诸如第一横轴偏振态)的光，并且透射其他偏振态(诸如垂直第一横轴偏振态的第二横轴偏振态)的光。偏振循环薄膜134可包括多个层。在一个实施方案当中，双倍亮度增强膜可以是VikuitiTMDBEF薄膜，商业上可从3M公司获取。
在运行上，在反射部分102中，来自BLU 136的入射光132a首先通过光循环薄膜134，然后进入底部线偏振器116，以特殊的线偏振态进入反射部分102的底部区域。入射背光132a入射到第一金属反射层115上。相似地，入射背光132b可入射到第二金属反射层111的底部表面。入射背光132a和132b可被随机地反射，以及穿过底部线偏振器116，同时具有相同的偏振态。经偏振循环薄膜134反射，入射光132a和132b可以从(1)被第一金属反射层115覆盖的区域或(2)未被第一金属反射层115覆盖的但被第二金属反射层111覆盖的区域被循环和重新定向进入透射部分101。
这样，在反射部分102中的BLU光的一部分被循环至透射部分中并且背光的循环被实现。通过此处描述的背光循环，更多的光从反射部分102被重新导入到透射部分101之中。因此，来自BLU的高光学输出效率就被获得了，并且在透射部分101中能够获得增强的亮度。由于越多的背光被越有效地使用，来自BLU的功率损耗能够被减少，因此透反式LCD具有有效的节电能力。
2.2带有光重新定向薄膜的线性偏振
图2示出了一个示例性的透反性LCD单元结构200的示意性的横截面图。该LCD单元结构200——其可包括一对用于传输线性偏振光的线偏振器——包括一个用于循环线性偏振光的结构。
在一些实施方案中，LCD单元结构200包括至少一个透射部分201和一个反射部分202。液晶层210位于底部基底214和顶部基底224之间。透射部分201与反射部分202相比可具有一个不同的液晶盒间隙。
外敷层213可被沉积在反射部分202中，使反射部分的液晶盒间隙比透射部分201的液晶盒间隙小。在一些实施方案当中，部分是由于外敷层213的原因，反射部分202中的液晶盒间隙可以近似是透射部分201中的液晶盒间隙的一半。外敷层213可包括丙烯酸树脂、聚酰胺或酚醛环氧树脂。外敷层213可以掺杂无机粒子(如二氧化硅(SIO2))，以提供散射和漫反射光学特性。
第一金属反射层215可被置于反射部分202中的底部基底214的内表面(即图2中的底部基底214的顶面)上。
第一金属反射层215可以在TFT过程中被用作扩展的门金属层或分立的反射金属层。第一反射金属层215可包括不透明的反射金属材料，如铝或银，并且可占据整个反射区域202的全部或部分区域。外敷层213的内表面，即图2中的外敷层213的顶面可被覆盖上第二金属反射层211(例如铝或银)，用作反射电极。在一些实施方案当中，第二金属反射层211可以是一个不平的金属层。
底部基底214可用玻璃制成。在透射部分201中的底部基底214的内表面上，一个透明的氧化铟锡(ITO)层212被用作像素电极。在图2中没有表示出来的彩色滤波器可被沉积在顶部基底224的一个面上或附近。彩色滤波器可覆盖透射部分201和反射部分202，或仅覆盖透射部分201。氧化铟锡层222可位于顶部基底和224和液晶层210之间，作为一个通用电极。一个底部线偏振器216和一个顶部线偏振器226各自被附着在底部基底214的外表面和顶部基底224的外表面上。
一个光重新定向薄膜233和一个偏振循环薄膜234可位于BLU236和底部线偏振器216之间。光重新定向薄膜233可以是一个倾斜的棱柱形薄膜并且充当定向光的调谐薄膜，在入射光进入或从光重新定向薄膜233反射之后把入射光指向图2中的一个想要的基本垂直向上的方向。光重新定向棱柱形薄膜233能够整体上既覆盖透射部分201也覆盖反射部分202，或者，包括一个图案，该图案仅覆盖反射部分202。为了示出一个清楚的例子，光重新定向薄膜233在图2被绘制成具有一个对称的反射表面。在一些实施方案当中，光重新定向薄膜233的反射表面可被配置为具有非对称反射表面，以将入射光重新定向至透射部分201。例如，在光重新定向薄膜233上的离透射部分201较远的反射表面相对于离透射部分201近的反射表面而言，倾斜比较小。
偏振循环薄膜234能起到一个双倍亮度增强膜作用，此膜反射具有第一偏振态(如第一横向偏振态)的光，以及透射具有其他偏振态(例如垂直第一横向偏振态的第二横向偏振态)的光。偏振循环薄膜234内部可包括多个层。在一个特定的实施方案当中，双倍亮度增强膜可以是VikuitiTMDBEF薄膜。
在运行中，在反射部分202中，来自BLU 236的入射光232a首先通过光循环薄膜234和光重新定向薄膜233，然后以特定的线偏振态进入经过底部线偏振器216，进入反射部分202的底部区域。入射背光232a入射在第一金属反射层215上。类似地，入射背光232b可入射在第二金属反射层211的底部表面上。入射背光232a和232b可以被随机反射，以相同的偏振态通过底部线偏振器116。经过偏振循环薄膜234反射和经过光重新定向薄膜233的重新定向，可以将入射光232a和232b从(1)被第一金属反射层215覆盖的或(2)未被第一金属反射层215覆盖但被第二金属反射层211覆盖的区域循环和重新定向进入透射部分201。
这样，在反射部分202中的BLU光部分被循环进入透射部分201并且背光的循环被实现。通过此处所描述的背光循环，更多的光从反射部分202被重新定向到透射部分201之中。因此，可以获得BLU的高光学输出效率，并且在透射部分201中能够获得增强的亮度。由于越多的背光被越有效地使用，来自BLU的功率损耗能够被减少，因此使透反式LCD具有有效的节电能力。
2.3圆偏振
图3示出了一个示例性的透反性LCD单元结构300的示意性的横截面图。包括一对用于传输圆偏振光的圆偏振器的LCD单元结构300包括一个用于循环圆偏振光的结构。一个圆偏振器可包括带有四分之一波片的线偏振器，或者包括带有半波片和四分之一波片的线偏振器，以形成宽带圆偏振器。
在一些实施方案中，LCD单元结构300包括至少一个透射部分301和一个反射部分302。液晶层310位于底部基底314和顶部基底324之间。透射部分301与反射部分302相比可有一个不同的液晶盒间隙。
外敷层313可被沉积在反射部分302中，以使反射部分的液晶盒间隙比透射部分301的液晶盒间隙小。在一些实施方案当中，部分是由于外敷层313的原因，在反射部分302之中的液晶盒间隙可以近似是透射部分301之中的液晶盒间隙的一半。外敷层313的材料可包括丙烯酸树脂、聚酰胺或酚醛环氧树脂。外敷层313可掺杂无机粒子(例如二氧化硅(SIO2))，以提供散射和漫反射光学特性。在一些实施方案当中，为了实现相位调谐功能，外敷层313可包括掺有合适掺杂物的各向异性的液晶材料。在另外一些实施方案当中，外敷层313可以是一种聚合液晶材料。
第一金属反射层315可被置于反射部分302内的底部基底314的内表面(即图3中的底部基底314的顶面)上。
第一金属反射层315可在TFT过程中被用作扩展的门金属层或分离的金属反射层。第一金属反射层315可包括不透明的反射金属材料，如铝或银，并且可占据整个反射区域302的全部或部分。外敷层313的内表面，即图3中的外敷层313的顶面可被覆盖上第二金属反射层311(例如铝或银)，用作反射电极。在一些实施方案当中，第二金属反射层311可以是一个不平的金属层。
底部基底314可用玻璃制成。在透射部分301中的底部基底314的内表面上，一个透明的氧化铟锡(ITO)层312可被用作像素电极。在图3中没有表示出来的彩色滤波器可被沉积在顶部基底324的一个面上或附近。彩色滤波器可既覆盖透射部分301也覆盖反射部分302，或仅覆盖透射部分301。氧化铟锡层322可位于顶部基底324和液晶层310之间，作为一个通用电极。一个底部圆偏振器316和一个顶部圆偏振器326各自被附着在底部基底314的外表面和顶部基底324的外表面上。
一个反射偏振器334可被进一步加载在BLU336和底部圆偏振器316之间。反射偏振器334可包括一个胆甾型的
液晶薄膜，其用作圆偏振光反射器。反射偏振器334能够反射如象右旋的有偏振旋向的圆偏光并且透射如左旋的有其他偏振旋向的圆偏光。反射偏振器334也可包括使光循环的复合层。在一个特定的实施方案当中，反射偏振器334可以是一个CLC薄膜，商业上可以从Merck获取CLC薄膜。
在运行中，在反射部分302中，来自BLU 336的入射光332a和入射光332b首先通过反射偏振器334，然后例如以左旋的圆偏振光状态进入底部圆偏振器316，进入反射部分302的底部区域。来自BLU336在初始阶段没有偏振化的入射光332a和入射光332b通过底部圆偏振器316，并且对应的光偏振态变成左旋圆偏振光偏振态。
在通过具有相位调谐和散射功能的外敷层313后，左旋圆偏振态的入射光332a和入射光332b被去偏振变为椭圆偏振态。入射之后，332a和332b被随机地从第一金属反射层315或第二金属反射层311的底部表面反射，入射光332a和332b变为去偏振或椭圆偏振光。
去偏振或椭圆偏振光可被分解为左旋圆偏振光成分和右旋圆偏振光成分。因此，当去偏振或椭圆偏振入射光332a和332b被反射回底部圆偏振器316时，入射光332a和332b的左旋圆偏振成分光可被阻止进入底部圆偏振器316并散射回外敷层313被重新循环，同时入射光332a和332b中的右旋圆偏振成分光透过底部圆偏振器316。
被反射偏振器334反射后，可以将来自入射光332a和入射光332b的带有右旋圆偏振态的透过部分的光从(1)被第一金属反射层315覆盖的或(2)未被第一金属反射层315覆盖但被第二金属反射层311覆盖的区域循环和重新定向进入透射部分301。
这样，在反射部分302中的BLU光部分被循环进入透射部分301，背光的循环被实现。通过背光循环，更多的光从反射部分302被重新定向到透射部分301之中，这对于传统的LCD是不可能获得的，这是由于LCD中的圆偏振器构造中的内在的旋向冲突。因此，来自BLU的高光学输出效率就被获得了，并且在透射部分301中能够获得增强的亮度。由于比较多的背光被越有效的使用，来自BLU的功率损耗能够被减少，因此透反式LCD具有有效的节电能力。
2.4带有光重新定向薄膜的圆偏振
图4示出了一个示例性的透反性LCD单元结构400的示意性的横截面图。包括一对用于传输圆偏振光的圆偏振器的LCD单元结构400包括用于循环圆偏振光的结构。一个圆偏振器可包括带有四分之一波片的线偏振器，或者包括带有半波片和四分之一波片的线偏振器，以形成宽带圆偏振器。
在一些实施方案中，LCD单元结构400包括至少一个透射部分401和一个反射部分402。液晶层410位于底部基底414和顶部基底424之间。透射部分401与反射部分402相比可具有一个不同的液晶盒间隙。
外敷层413可位于反射部分402中，使得反射部分的液晶盒间隙比透射部分401的液晶盒间隙小。在一些实施方案当中，部分是由于外敷层413的原因，在反射部分402之中的液晶盒间隙可以近似是透射部分401之中的液晶盒间隙的一半。外敷层413的材料可包括丙烯酸树脂、聚酰胺或酚醛环氧树脂。外敷层413可掺杂无机粒子，例如二氧化硅(SIO2)，以提供散射和漫反射光学特性。在一些实施方案当中，为了实现相位调谐功能，外敷层413可包括掺有合适的掺杂物的各向异性的液晶材料。在另外一些实施方案当中，外敷层413可包括一种聚合液晶材料。
第一金属反射层415可被置于反射部分402内的底部基底414的内表面(即图4中的底部基底414的顶面)上。
第一金属反射层415可在TFT过程中被用作扩展的门金属或分离的反射金属层。第一反射金属层415可包括不透明的反射金属材料，如铝或银，并且可占据整个反射区域402的全部或部分区域。外敷层413的内表面(即图4中的外敷层413的顶面)可被覆盖上例如铝或银的第二金属反射层411，其用作反射电极。在一些实施方案当中，第二金属反射层411可以是一个不平的金属层。
底部基底414可用玻璃制成。在透射部分401当中的底部基底414的内表面上，一个透明的氧化铟锡(ITO)层412可包括像素电极。在图4中没有表示出来的彩色滤波器可被沉积在顶部基底424的一个面上或附近。彩色滤波器可覆盖透射部分401和反射部分402，或仅覆盖透射部分401。氧化铟锡层422可位于顶部基底424和液晶层410之间，作为一个通用电极。一个底部圆偏振器416和一个顶部圆偏振器426各自被附着在底部基底414的外表面和顶部基底424的外表面上。
一个光重新定向薄膜433和一个反射偏振器434可位于BLU436和底部圆偏振器416之间。光重新定向薄膜433可以是一个倾斜的棱柱形薄膜并且充当定向光的调谐薄膜，用于在入射光进入或从光重新定向薄膜433反射之后把入射光指向图4中的一个想要的基本垂直向上的方向。光重新定向棱柱形薄膜433能够整体上既覆盖透射部分401也覆盖反射部分402，或者，包括一个图案，该图案仅覆盖反射部分402。为了示出一个清楚的例子，光重新定向薄膜433在图4被绘制成具有一个对称的反射表面。在一些实施方案当中，光重新定向薄膜433的反射表面可被配置为具有非对称反射表面，以将入射光重新定向至透射部分401。例如，在光重新定向薄膜433上的离透射部分201较远的反射表面相对于离透射部分401近的反射表面而言，倾斜比较小。
反射偏振器434可包括一个胆甾型的液晶薄膜，反射偏振器434能够反射如象右旋的有偏振旋向的圆偏光并且透射如左旋的有其他偏振旋向的圆偏光。反射偏振器434也可包括使光循环的多个层。在一个特定的实施方案当中，反射偏振器434可以是一个CLC薄膜，商业上可以从Merck获取CLC薄膜。
在运行中，在反射部分402中，来自BLU 436的入射光432a和入射光432b首先通过反射偏振器434和光重新定向薄膜433，然后例如以左旋的圆偏振光状态进入底部圆偏振器416，进入反射部分402的底部区域。来自BLU436在初始阶段没有偏振化的入射光432a和入射光432b通过底部圆偏振器416，并且对应的光偏振态变成左旋圆偏振光偏振态。
在通过具有相位调谐和散射功能的外敷层413后，左旋圆偏振态的入射光432a和入射光432b被去偏振变为椭圆偏振态。在入射光432a和432b被随机地从第一金属反射层415或第二金属反射层411的底部表面反射，入射光432a和432b变为去偏振或椭圆偏振光。去偏振或椭圆偏振光可被分解为左旋圆偏振光成分和右旋圆偏振光成分。因此，当去偏振或椭圆偏振入射光432a和432b被反射回底部圆偏振器416时，入射光432a和432b的左旋圆偏振成分光可被阻止进入底部圆偏振器416并散射回外敷层413被重新循环，同时入射光432a和432b中的右旋圆偏振成分光透过底部圆偏振器416。
被反射偏振器434和光重新定向薄膜433反射和重新定向后，可以将来自入射光432a和入射光432b的带有右旋圆偏振态的透过部分的光从(1)被第一金属反射层415覆盖的或(2)未被第一金属反射层415覆盖但被第二金属反射层411覆盖的区域循环和重新定向进入透射部分401。
这样，在反射部分402中的BLU光部分被循环进入透射部分401，背光的循环被实现。通过背光循环，更多的光从反射部分402被重新定向到透射部分401之中，这对于传统的LCD是不可能获得的，这是由于LCD中的圆偏振器构造中的内在的旋向冲突。因此，来自BLU的高光学输出效率就被获得了，并且在透射部分401中能够获得增强的亮度。由于比较多的背光被越有效地使用，来自BLU的功率损耗能够被减少，因此透反式LCD具有有效的节电能力。
3.扩展和变化
为了示出一个清楚的例子，在此描述的透反式LCD单元结构包括一个第一金属反射层和一个第二金属反射层。透反式LCD单元结构可进一步包括一个位于第一基底层和第二基底层之间的第三金属层。第三反射层可被放在透反式LCD的透射部分之中或反射部分之中或者两者当中都有。在一些实施方案当中，第一金属反射层可以是一个包括多个反射部分的图案。
为了示出一个清楚的例子，第一电极层和第二电极层被分别放置为相邻于第一基底层和第二基底层。在其他一些实施方案当中，两个电极层都被放为相邻于第一基底层和第二基底层之一。
虽然本发明的优选实施方案已经被示出和描述，但是应明白本发明不仅仅限于这些实施方案。对本领域普通技术人员而言，大量的修改、改变、变异、替代和等同将是显而易见的，不脱离权利要求所述的本发明的精神和范围。

Claims (33)

1.一种包括多个像素的透反式液晶显示器，每个像素包括：
一个第一偏振层；
一个第二偏振层；
第一基底层和与所述第一基底层相对的第二基底层，其中第一基底层和第二基底层位于第一偏振层和第二偏振层之间；
第一基底层和第二基底层之间的液晶材料；
与第一基底层相邻的一个外敷层，其中外敷层包括至少一个开口，
所述至少一个开口形成一个透射部分的一部分，并且其中外敷层的一个剩余部分形成一个反射部分的一部分；
与第一基底层相邻的第一反射层，其中第一反射层覆盖反射部分的至少一部分；以及
在外敷层和第二基底层之间的第二反射层，其中第二反射层基本覆盖反射部分；
其中第一反射层在第二反射层和第一基底层之间。
2.根据权利要求1所述的透反式液晶显示器，其中第一偏振层和第二反射层是线偏振器。
3.根据权利要求1所述的透反式液晶显示器，其中第一偏振层和第二偏振层是圆偏振器。
4.根据权利要求1所述的透反式液晶显示器，其中外敷层是散射和漫反射外敷层。
5.根据权利要求1所述的透反式液晶显示器，其中外敷层是相位调谐薄膜。
6.根据权利要求1所述的透反式液晶显示器，进一步包括引导光通过外敷层中的所述至少一个开口的一个光源，其中第一偏振层与第一基底层的外表面相邻，并且所述像素包括在光源和第一偏振层之间的偏振循环薄膜。
7.根据权利要求6所述的透反式液晶显示器，其中所述像素包括一个在光源和第一偏振层之间的一个光重新定向薄膜。
8.根据权利要求7所述的透反式液晶显示器，其中光重新定向薄膜覆盖透射部分的一些部分和反射部分的一些部分。
9.根据权利要求7所述的透反式液晶显示器，其中光重新定向薄膜仅覆盖反射部分的一个区域。
10.根据权利要求1所述的透反式液晶显示器，进一步包括邻近第一基底层的第一电极层。
11.根据权利要求9所述的透反式液晶显示器，其中第一电极层是一个氧化物层。
12.根据权利要求1所述的透反式液晶显示器，其中所述像素包括一个开关元件，该开关元件被配置为确定通过透射部分的光的强度。
13.根据权利要求12所述的透反式液晶显示器，其中所述开关元件进一步包括一个晶体管-晶体管-逻辑界面。
14.根据权利要求1所述的透反式液晶显示器，其中透射部分被一个彩色滤波器所覆盖。
15.根据权利要求1所述的透反式液晶显示器，其中所述像素进一步包括在第一基底层和第二基底层之间的一个第三反射层，其中第三反射层覆盖一个像素区域的一部分。
16.一种计算机，包括：
一个或多个处理器
一个联接到所述一个或多个处理器上并且包括多个像素的透反式液晶显示器，像素包括：
一个第一偏振层；
一个第二偏振层；
第一基底层和与所述第一基底层相对的第二基底层，其中
第一基底层和第二基底层位于第一偏振层和第二偏振层之间；
第一基底层和第二基底层之间的液晶材料；
与第一基底层相邻的一个外敷层，其中外敷层包括至少一个开口，所述至少一个开口形成一个透射部分的一部分，并且其中外敷层的一个剩余部分形成一个反射部分的一部分；
与第一基底层相邻的第一反射层，其中第一反射层覆盖反射部分的至少一部分；以及
在外敷层和第二基底层之间的第二反射层，其中第二反射层基本覆盖反射部分；
其中第一反射层在第二反射层和第一基底层之间。
17.根据权利要求16所述的计算机，其中第一偏振层和第二偏振层是线偏振器。
18.根据权利要求16所述的计算机，其中第一偏振层和第二偏振层是圆偏振器。
19.根据权利要求16所述的计算机，其中外敷层是散射和漫反射外敷层。
20.根据权利要求16所述的计算机，其中外敷层是相位调谐薄膜。
21.根据权利要求16所述的计算机，进一步包括引导光通过外敷层中的所述至少一个开口的一个光源，其中第一偏振层与第一基底层的外表面相邻，并且所述像素包括在光源和第一偏振层之间的偏振循环薄膜。
22.根据权利要求21所述的计算机，其中所述像素包括在光源和第一偏振层之间的一个光重新定向薄膜。
23.根据权利要求16所述的计算机，其中所述像素包括一个开关元件，该开关元件被配置为确定通过透射部分的光的强度。
24.根据权利要求16所述的计算机，其中所述像素进一步包括在第一基底层和第二基底层之间的一个第三反射层，其中第三反射层覆盖一个像素区域的一部分。
25.一种制造透反式液晶显示器的方法，包括：
提供多个像素，一个像素包括：
一个第一偏振层；
一个第二偏振层；
第一基底层和与所述第一基底层相对的第二基底层，其中第一基底层和第二基底层位于第一偏振层和第二偏振层之间；
第一基底层和第二基底层之间的液晶材料；
与第一基底层相邻的一个外敷层，其中外敷层包括至少一个开口，
所述至少一个开口形成一个透射部分的一部分，并且其中外敷层的一个剩余部分形成一个反射部分的一部分；
与第一基底层相邻的第一反射层，其中第一反射层覆盖反射部分的至少一部分；以及
在外敷层和第二基底层之间的第二反射层，其中第二反射层基本覆盖反射部分；
其中第一反射层在第二反射层和第一基底层之间。
26.根据权利要求25所述的方法，其中第一偏振层和第二反射层是线偏振器。
27.根据权利要求25所述的方法，其中第一偏振层和第二偏振层是圆偏振器。
28.根据权利要求25所述的方法，其中外敷层是散射和漫反射外敷层。
29.根据权利要求25所述的方法，其中外敷层具有相位调谐功能的薄膜。
30.根据权利要求25所述的方法，进一步包括提供一个光源，该光源提供的光穿过外敷层中的所述至少一个开口，其中第一偏振层与第一基底层的外表面相邻，并且所述像素包括在光源和第一偏振层之间的偏振循环薄膜。
31.根据权利要求30所述的方法，其中所述像素包括一个在光源和第一偏振层之间的一个光重新定向薄膜。
32.根据权利要求25所述的方法，其中所述像素包括一个开关元件，该开关元件被配置为确定通过透射部分的光的强度。
33.根据权利要求25所述的方法，其中所述像素进一步包括在第一基底层和第二基底层之间的一个第三反射层，其中第三反射层覆盖一个像素区域的一部分。
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