TW448330B

TW448330B - Out-Active-Martrix LCD

Info

Publication number: TW448330B
Application number: TW084111509A
Authority: TW
Inventors: Shichao Ge; Yiping Ge; Xiaoqin Ge; Xi Huang
Original assignee: Shichao Ge; Yiping Ge; Xiaoqin Ge; Xi Huang
Priority date: 1994-08-02
Filing date: 1995-11-01
Publication date: 2001-08-01
Also published as: JPH10508951A; EP0774132A1; US5510915A; EP0774132A4; WO1996004585A1

Description

448330 五、發明説明（ 1 A7 B7 15 經 $〇中 -k 標率消費合作社印發明所屬領域本發明涉及一種新的有源鉅陣液晶顯示器（AM_LCD)特別疋一種將有源矩陣製作在液晶顯示（LCD)基板外表面上的 LCD它容易製成大次20吋昀大屏幕LCC)，且亮度高，效率高，成本低，製造工藝簡單。發明的背景目前現有技術的有源矩陣液晶顯示器（AM-LCD)，包括薄膜晶體管LCD(TFT-LCD)和薄膜二極LCD(TFD-LCD)是目前彩色視頻平板顯示的主要技術，這種現有技術的AM-LCD ’特別是TFT-LCD現已廣泛運用於筆記本型計算機 (note-book computer 或 lap-top computer)和小型彩色電視上。這種現有技術的AM-LCD的驅動用的有源矩陣都是用多個掩膜’真空蒸發的方法做在LCD的内表面上，因此這類 AM-LCD可稱為内有源矩陣液晶顯示器（ιαΜ-LCD)。這種現有技術的IAM-LCD有許多局限性，例如難以做成大於20吋的大屏幕顯示，有源矩陣製造困難，成本很高，投資很大’成品率低’而且由於要用濾光片，偏振片，光透 3 ^ 衣訂 (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本纸张尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公f ) ^483 3 Ο Α7 五'發明説明（） 2 過率低，光透過有效窗口也小，因而亮度和效率都报低》 ^^^^1 ^^^^1 —^ϋ - - a 0 : - - - » ,-° (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明克服上述局限性，將有源矩陣做在LCD基板的外 5 表面上，因此本發明的LCD可稱為外有源矩陣LCD(OAM-LCD)，它和現有技術的IAM-LCD相比有一系列很吸引人的優點’包括：（1) OAM-LCD容易製成大屏幕LCD，例如20 吋至1000吋，甚至更大。（2)〇AM-LCD不需要IAM-LCD 必需的複雜的真空中多掩沈積工藝，而用絲網印刷等技術， 10 製造工藝簡單，成本低，成品率高。（3) OAM-LCD有很高的亮度和反差，可用於室内外各種照度環境下，甚至可在陽光直照下工作也良好的反差。（1) OAM-LCD有很高的透光囪口比’可不用渡色片和偏振片’因而效率很高。（5) I2 OAM-LCD可製成全塑料的顯示屏，安裝，使用和運輸都很方便安全’這對大屏幕和超大屏幕顯示器尤為可貴。經濟央樟準局員工消費合作社印家發明的簡要說明 - 本發明的一個目的是要簡化AM-LCD的製造工藝並使之易於製作大屏幕顯示器。為此’本發明把驅動LCD的有源矩陣製作在LCD基板的外表面上，同時此基底内表面上的電極被加工成分立的電極陣列，每一個象點有一個獨立的電極。 1 2 本紙張尺度^格⑼0χ观 5 1 ο 5 2經濟部中央標準局貝工消費^:衽印¾ 448330 A7 B7 五、發明説明（ 3 各有源矩陣的元件通過埋在LCD内的導線與位於基板内表面上的相對應的分立電極相連，以驅動LCD。這種外有源矩陣可用絲網印刷和用通常的電子元件或管芯和芯片製作。這不僅簡化了有源矩陣的製作工藝，而且可以使用性能良好的電子元件’使有源矩陣具有良好的性能，從而使LCE)具有通常的AM-LCD所無法達到的更好的性能。本發明的另一目的是用透射式液晶製作OAM-LCD，稱為透射式有源矩陣LCD(TOAM-LCD);也可用於散射式液晶，稱為散射式外有源矩陣液晶顯示器（S0AM-LCD)，也可用於製成反射式OAM-LCD(ROAM-LCD)，因此有源矩陣LCD可分類如下： TFT-LCD(a-Si,POLY-Si,CdSe) 厂 IAM-LCD· AMLCD—

ΌΑΜ-LCD

LTFD-LCD(MIM, a-Si) ——TOAM-LCD ——SOAM-LCD ——ROAM-LCD 本發明的第三個目的是製作大屏幕例如大於20吋的壁櫃電視。現有通常的AM-LCD只能做小屏幕（<20吋）的電視顯示器’製作更大屏幕的電視存在著許多困難，包括技術上和資金上的困難。而本發明的0AM_LCD，使大屏幕壁掛電視成 5 ——；-------，衣—— (讀先閱讀背面之ii意事項再填*?本頁j 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇χ297公釐 4483 3 0 A? __________ _B7 五、發明説明（）〜·*-- 4 為可能。本發明的第四個目的是製作拼接式的大屏幕和超大屏幕顯示器，它可具有很高的亮度，即使在陽光直照下，也可有良好的圖像反差。 10 f靖先閱讀背面之：泛意事項再填寫本頁〕本發明的第五個目的是要得到快速的LCD。由於本發明的OAM-LCD可用通常的高性能電子元件，例如使用高壓器件（如幾伏至幾佰伏），從而容易得到快速LCD，例如可以得到視頻反應速度的LCD。本發明的六個目的是製作微功率的反射式OAM-LCD，它可用於高照度環境下，得到多色或全色的反射式LCD。下面結合附圖詳細描述本發明的_-LCD=的實施例，其中 ! 圖1為現有技術的通常的AM-LCD的剖面示意圖。 ® 2為本發明的OAM-LCD的剖面示意圖。經潢部中央31^局員工消费合作社印衆圖3為本發明的反射式OAM-LCD的剖面示意圖。圖4為本發明的另一種反射式OAM-LCD的剖面示意圖。圖5為本發明的散射式OAM-LCD原理示意®。圖6為本發明的拼接式大屏幕OAM-LCD剖面示意圖。圖7為本發明的另一種散射式OAM-LCD剖面示意圓。 6 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) Λ4規格（2丨〇><297公釐） 5 經濟部中½標隼局員工消費合作社印¾ 4^833〇 Λ7 B7 五、發明説明（） 5 圖8為本發明的反射式οαμ-PDLCD剖面示意圖。圖9為本發明的另一種散射式qam-LCD示意圖。圖號說明 101,2〇1,301,4〇1,7〇8,801...面基板1〇3_濾色片陣列 506, 512, 612…基板 107.... ·有源矩陣 410,,.,反射板 102Λ 202,302,402,513, 613,706,802,909…•透明電極； 108. .LCD的背透明電極 511, 615…·.細導電線 104, 203, 303, 403, 803…·黑底矩陣 619·輸出 105, 204, 304, 404, 514, 707, 910…液晶層 106, 205f305, 405, 610,705,805, 908.·.·背基板 107,207, 307, 407, 509,617,710,714,809,918„.· · 外有源矩陣 505, 609…外表面 1 109,110, 210, 211, 310, 411.·.偏振片 208,209,308,309,408,409,508,616,712,713,807, 808, 917,919…·.導電線 911…·LCD的前基板 206, 306,406,507,611,709, 806.··分立電極陣列 501,502, 601,701,702,901,903….平行光，平行光源 503, 602,603, 703, 905,906…·聚焦透鏡陣列，聚焦透鏡陣列板 9〇4…形成的像 902...反射器 515, 604, 703, 905...·投射透鏡陣列，投射透鏡陣列板 7 . 裝訂 (¾先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297'»* ) 448330 A7 B7 五、發明説明（ 6 504, 603, 614, 804...PDLCD, LCD, 607."·拼接縫 516,711,914.....光闌、52.0, 916.··.調節輸出光 510, 618, 820,715, 920...·空腔 5 517, 605, 710, 913....黑色光闌板，黑色光闌陣列板 518, 606, 716, 915…·面板 608.·..顯示器組件 517,605,710,913…黑色光闌板 520, 916….輸出光 504, 704,907."·散射式LCD 806....反射電極陣列發明的詳細說明圖1為現有技術的通常的AM-LCD剖面示意圖。其中1〇1 為LCD的透明面基板；102為透明電極；1〇3為紅（R)，綠 (G) ’藍（B)遽色片陣列；1〇4為面板上的黑底矩陣。1〇2， 103 ’和1〇4均被製作在面板1〇1的内表面上。1〇5為液晶層。106為LCD的背基板。1〇7為媒動LCD的有源矩陣，它被製作在背板106的内表面上《此有源矩陣可以是薄媒晶經濟部中央^準局員工消費合作社印梨 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

:1T 體管（TFT)，如 a-Si TFT，P〇LY-Si TFT 或 CdSe TFT，也可是薄膜二極管（TFD)，如MIM二極管，或a_si二極管。 108為LCD的背透明電極。1〇9和11〇為偏振片。如圖1所示，有源矩陣被製作在LCD基底的内表面上，故可稱為内有源矩陣LCD，縮寫為IAM-Lcr)a 8 本紙張尺度適用中國國家標準{ CNS ) Λ4規格（2丨Ox 297公楚） 448330 經濟部中央標牟局員工消費合作社印^ A7 B7 五、發明説明（4 圖2為本發明的外有源矩陣LCD(縮寫為OAM-LCD)的剖面示意圖。其中201為透明面基板》202為位於該基板内表面上的透明電極》203為黑底矩陣》204為液晶層。205 為LCD的背基板。在此基板205的内表面上，有一個分立電極陣列2〇6。所說的分立電極陣列206和所說的透明電極202 形成顯示矩陣。驅動LCD的外有源矩陣20?及其導電線208 被製作在基板205的外表面上，因為此有源矩陣被製作在LCD 基板的外表面上，故被稱為外有源矩陣液晶顯示器（0AM_ 1 LCD)。此有源矩陣為由晶體管，或二極管，厚膜電路，薄膜電路，混合電路及集成電路等構成。在基板205内，埋著一系列細導電線209，每一個細導電線的二端，一端與基板内表面上相對應的分立電極206連接，另一端與外表面上的導電線208和外有源矩陣20?連接β因而外有源矩陣207可通過這些導電線驅動LCD。210和211為偏振片。為了保證導電線209和外有源矩陣207有可靠的電連接，每一個分立電極206可以一個以上的導電線，以提高可靠性。因為外有源矩陣2〇7被製作在背基板205的外表面上，因而可使用高性能的元作，例如高電壓器件，驅動電壓可在 9 本紙張尺度適用中國囤家標準（CNS、A4規格（210X297公釐) " _ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝訂 5 10 15 經濟部

局貝工合作祍印製 448330 A7 -------------B7 五、發明説明（）一- 8 幾伏到幾信伏（例1S伏至500伏}，也可用高速元件。從而容易得到快速LCD，例如容易得到視頻速度的LCD。圖3為本發明的一種反射式_-LCE)剖面示意圖，其中301為LCD透明面基板’ 302為位於基板301内表面上的透明電極。303為黑底矩陣，3〇4為液晶層，305為LCD 的背基板。在背基板305的内表面上有一個分立的高反射率的分立電極陣列306，所說的分立電極陣列306與所說的透明電極302構成顯示矩陣，在基板305的外表面上有外有源矩陣3〇7及其導電線308。在基板内埋有一系列導電線3〇9，所說的每一個導電線309的一端與基板内表面上相對應的分立電極306相連，另一端通過導電線308與外表面上的外有源矩陣307相連接，外有源矩陣通過導電線309驅動 LCD。310為偏振片。為了安裝外有源矩陣的元件，基板3〇5外表面上可有一單層或多層的PCB板》圖4為本發明的另一種反射式OAM-LCD的剖面示意圖。其中401為LCD的透明面基板。4〇2為位於基板401内表面上的透明電極^ 403為黑底矩陣。4〇4為液晶屠。405 為LCD的背基板。在背基板4〇5的内表面上有一個分立的 10 ( CNS ) 5 4483 3 Ο Α7 __________Β7 五、發明説明（）g 透明電極陣列406 〇所說的分立電極陣列4〇6和所說的透明電極4〇2構成顯示矩陣，在基板4〇5的外表面上有外有源矩陣4〇7及其導電線408，位於各分立電極4〇6的間隙β在基板4〇5内埋有一系列導電線4〇9，每一導電線4〇9的二端’一端與基板内表面上相對應的分立電極406連接，另一端通過導電線4〇8與外表面上的外有源矩陣407連接，外有源矩陣4〇7通過導電線4〇9驅動LCD。410為一反射板，若所說反射板面向LCD的一面上為一高反射層，則可顯示黑白字符或圖像。若所說反射板面向LCD的一面上為一高反射層’則可顯示黑白字符或圖像’若此反射板41〇的内表面上為單色，多色或全色圖像。411為偏振片。圖5為本發明的散射式_-LCD的剖面示意圖。其中 501為一平行光源，可發射平行光502。503為有一系列聚焦透鏡陣列之聚焦透鏡陣列板。5〇4為一散射式LCD，例如聚合物分散型LCD(Polymer-Dispersed LCD，縮寫為 PDLCD)或 LCPC(Liquid Crystal and Polymer Composite) ’ 或 NCPT (Nematic-Cholesteric Phrase-Transition)，或 PNLC(Polymer-Network LCD)等，若用PDLCD’則可稱為oam-pdLCD。從平行光源501發射來的平行光502，被聚焦透鏡503聚焦在LCD的基板506 11 本紙张尺度適用中國國家標牟（CNS) Λ4規格（210X297公釐） (#先W讀背面之注意事項再填寫本頁) ，1Τ 5 經濟部中央標如局員工消費合作社印繁 448330 A7 ____ _B7 五、發明説明（） v 10^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 的外表面505上。在此基板506的内板面上有一分立的透明電極陣列5〇7。辛此基板5〇6的外表面上有一系列導電線508 和一外有源矩陣509。510為一系列空腔，位於聚焦透鏡板 5〇3各聚焦透鏡的焦點之間近LCD的一面，用於容納安裝外有源矩陣509的元件，因為聚焦點很小，因此基板506外表面的大部份面積可用於安裝外有源矩陣的元件及其導電線。並允許使用高性能，高電壓，高速度的電子元件，從而使LCD不再受有源矩阵的元件性能的限制，容易得到高性能的和快速的LCD。例如可用工作電壓5伏至500伏的元件構成有源矩陣，從而容易得到快速LCD，例如視頻速度LCD。在基板506内，埋有一系列細導電線511。每一導電線511 的二端’其中一端與相對應的分立電極507相連接，另一端通過導電線508與外有源矩陣509相連接。512為LCD的另一基板’其内表面有透明電極513。所說的透明電極513 與所說的分立電極陣列507構成顯示矩陣。514為液晶層》 515為一投射透鏡陣列板，它有一系列投射透鏡，此投射透鏡板515位於LCD 5〇4的前面。517為一個黑色光闌陣列板，它有一系列光闌位於投射透鏡板515的前面。518為顯示器面板。此面板有些光學結構，例如全息照相薄膜或透鏡陣列，用於調節輸出光520的方向和圖像視角，從而得到高亮度和高反差圊像。光闌板上的各光闌與相對應的聚焦透 12 本纸乐尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格U10X297公疫） 5 5 經濟部中央；局員工消費合作社印繁 4483 3 Ο Α7 Β7 五、發明説明（1;L) 鏡，LCD的分立電極以及投射透鏡對齊在同一光轴上》 * 當”開"電壓加到LCD 504上時，LCD成透明狀態，從平行光源501來的平行光502能順利地通過LC〇，然後由投射透鏡515聚焦在黑色光闌陣列板517之光闌516上，並順利通過光闌516再通過面板518輸出。此為顯示器的" 開”狀態。當”關”電壓加到LCD 504時，LCD變為散射狀態。這時’入射LCD的光將被LCD散射，如囷5中519所示。在此情況下，大部份散射光將被黑色光闌板517吸收，只有絕小部份能通過光闌516然後通過面板518輸出。另一方面，由環境光入射顯示器面板518的光，絕大部份也將被黑色光闌板吸收，只有很小部份能通過小光闌516然後再經LCD散射反射，再經過小光闌然後從面板518輸出。因而顯示器” 關"狀態下的背景光亮度很低，即反差很高，特別是在高照度環境下，甚至陽光直照下，仍可有良好的反差❹此外，黑色光闌板517還可吸收絕大部份的由環境入射的光，例如陽光中紫外線’從而保證顯示器即使在陽光下工作也可有很長的壽命。 OAM-LCD的反差還與顯示器的光學系統和LCD的光學 13 -^^^1 ^^^^1 5- tim— ^^^^1 - f —^^1 II fu— ^^^1* a^n* in ^^^^1 - 一 0、n—4 4—ii^i (讀先w讀背面之注意事項再填寫本頁) 1紙張尺度適用中國國家標準（（：阳>八4規格（210/297公釐）~ ~ 經濟部中央橋準局員工消費合作社印製 JMM 八¾ 448330 A7 ______B7 五、發明説明（） 12 特性有關。為了得到高反差，LCD ”開”狀態時的透過率應儘可能高。”關”狀.態的散射效應應儘可能|大（即大的散射角>。平行光源所發的平行光的平行度應儘可能小，從而保證LCD在 "開”狀態時可由聚焦和投射透鏡聚焦在一個很小的光闌516 上，從而可以使用很小的光闌516，而在”關”狀態時，通過小光闌的散射光很少，從而保證高反差。光闌的尺寸應儘可能小，例如圖像像點節距的1/2至1/100。同時，LCD與光闌之間的距離d應當可能大，例如d為像點節距的1/10至 1/100 倍。為了得到高反差，LCD的液晶中可以混合一些黑色染料，當LCD處於”關”狀態（散射狀態）時，LCD層將變暗，從而減少散射光，即降低”關”狀態時的背景亮度，從而得到高反差。所用的LCD，例如PDLCD，可有模擬調制的能力（即模擬調制）。這時LCD的透過率即透過光的強度，可按輸入LCD 的訊號大小變化。平行光源501由一點光源和一拋物鏡面或橢圓面的反射鏡和一個菲涅耳（Fresnal)透鏡或一個普通透鏡板以及紅外線’紫外線吸收板組成。此平行光源501也可由一線光源和 14 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

本紙張尺度適用中酬家公楚) 448330 A7 B7 13 五、發明説明一柱面拋物面或橢圓面加上菲涅耳透鏡或普通透鏡組成。此線光源可以是熱陰極或冷陰極螢光燈。在此線光源的情況下光闌應是一些與線光源平行的狹縫。一個顯示系統至少有一個平行光源。此外，所說的點光源和線光源可由紅，藍，綠三色光源組成，它們能按顯示圖像要求依次產生紅，藍，綠光，從而得到全色圖像，而不需要濾色片。平行光源5〇1也可用平面漫射光源和全息照片或光學纖維板組成。此平面漫射光源可由若干熱陰極或冷陰極螢光燈和反射器，漫射板組成。從平面漫射光源來的漫射光，經過全息照片或光學纖維板後可變成平行光輸出。此外’若顯示系統平行光源由多個平行光源組成，為了保證圊像亮度的均勻，有一亮度自動調節電路，使多個光源有相同的亮度β 圖6為本發明的拼接式大屏幕散射式ΟΑΜ-LCD，所述所散射式LCD例如為PDLCD。其中601為平行光源來的平行光’ 602為聚焦透鏡陣列板’ 603為PDLCD，604為投射透鏡陣列板’ 6G5為黑色細卩翔板’ 6〇6細示器面板。平行光601經聚焦透鏡602聚焦在PDLCD 603的透明背基 15 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) A4規格（2I0x297公釐）

^^^1 HBI ^^^^1 I ^^—.1 ^^^^1 -* 分 .、1 (誚先間讀背面之注意事項再填寫本頁J 15 經濟央標準局 Μ 工消費合作社印 % 15 濟丨部1° 樣皁 M} 消合作社印 % 448330 A7 B7 五 '發明説明板610的外表面609上。611為位於此基板61〇内表面上的分立電極陣列。ei2為PDLCD的另一透明基板，613 為位於此基板612内表面上的透明電極。此透明電極613與所說的分立電極陣列611構成顯示矩陣^ 614為1>1：1/：1；)層。在背基板S10内，埋有一系列細導電線61s。每一細導電線615的二端，其中一端與基板61〇内表面上的相對應的分立電極611相連接’另一端經過基板外表面上的導電線616 與也在基板610外表面上的外有源矩陣617相連接。此外有源矩陣617通過導電線和615驅動lcd »外有源矩陣由二極管或晶體管’厚膜電路，薄膜電路或混合電路組成。由於入射平行光601被聚焦在基板610的外表面609 上，聚焦點很小，因此背基板61〇的外表面的絕大部份面積可用於製作導電線616和安裝外有源矩陣元件，而且聚焦透鏡陣列602在各聚焦光線之間可製有一系列空腔618，用於安裝有源矩陣的元件。當PDLCD加上”開"電壓處於”開”狀態時，入射平行光 601可經過聚焦透鏡602，PDLCD 603，投射透鏡604和光闌板605，然後由面板606輸出，如圖6中619所示。當PDLCD加上"關"電壓處於"關”狀態時，入射光601將被 16 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ，訂本紙張尺度適用中國國家標準{ CNS ) Λ4規格（2丨0X297公釐） Α7 厶483 3 Ο 五、發明説明（15) PDLCD 603散射並絕大部份被黑色光闌板6〇5吸收。對於超大屏幕顯示’顯示屏幕可由若干拼接式顯示器組件608拼接而成。在各組件之間有一拼接縫—。黑色光闌板605和面板606可以是各組件各自獨立的，也可以是一個系統是一整塊的，如圖6中6〇5和606所示。為了得到彩色顯示可在LCD基板，或糕透鏡陣列板，才又射透鏡板’聚焦透鏡，光闌之内表面或外表面上設置R，G， B濾色片陣列，以得到單色或多色或全色顯示。為了得到彩色顯示，可用R，G，B脈衝背照明光源，而不用濾色片。這時’每場視頻信號被分成r，G，b三子場， LCD也被分成若干組，每組若干行。LCE) 一行跟一行或一行隔一行掃描。當一組内各行掃描完畢且各像點的LCD都達到穩定飽合狀態時’與該子場信號相對應的色（如R)的光源發光，以顯示該子場色的圖像。如此，一組接一組掃描，光源也依次發光’在完成一子場掃描顯示後，再進行下一種色（或 G’或B)的掃描與顯示。如此反復即可得到全彩色顯示。由於這時不需濾色片，因此亮度高，效率高。圖7為本發明的另一種散射式OAMLCD的剖面示意圖，其中一透鏡運用單一顯示面板稱為單一透鏡系統。701係由 17 I--- l·—--- - I n n ( ----— In 1— (#先閱讀背面之注意事項再填艿本頁)

5 H 經濟部^標準局員工消費合作祍印^ 本紙乐尺度適用中國國家標隼（CMS ) A4規格（210X297公釐） 44S3 3 A7 B7 5 經濟部中央標員工消f合作社印敢五、發明説明（16) 平行光源7〇2來的平行光。7〇3為聚焦透鏡陣列板。704為散射式LCD ’例如PDLCD 〇 7〇5為LCD的透明背基板。706 * 、‘ 為位於基板705内表面上的一系列透明電極。7〇7為液晶層。*708為LCD透明面基板。7〇9為位於基板7〇8上的分立透明電極陣列。所說的分立電極陣列7〇9和透明電極7〇6 構成顯示矩陣。710為一系列光闌711之黑色光闌陣列板。由背光源702來的平行光701經聚焦透鏡703後被聚焦在 LCD基板7〇8的外表面上。在此LCD基板7〇8内埋有一系列細導電線712。每一細導電線712的二端，其中一端與該基板内表面上的相對應的分立電極相連接，另一端與該基板外表面上的導電線713和也在此外表面上的外有源矩陣 714連接。715為一系列空腔，位於黑色光闌板各聚焦點之間的近LCD的一面，用於安裝外有源矩陣71〇的各元件。716 為顯示器面板。為了簡化顯示器結構，此面板也可以不用，此時，黑色光闌板即為顯示面板，其中一透鏡運用單一顯示面板稱為單一透鏡系統。圖8為本發明的一種反射式OAM-PDLCD。其中801為顯示器的面基板。802為顯示器的面基板801基板上的透明電極。803為黑底矩陣。804為PDLC層，805為背基板。在背基板805的内表面上有一系列分立的反射電極陣列 18 本紙張尺度適用中國國家標牟（CNS ) Λ4現格{ 210X297公釐） ^^^1 ^^^1 ^ ------ I . -I h V J (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4483 3 0 5 1 經濟部中準局員工消費合作社印掣 A7 B7 五、發明説明（17 ) 806。所說的分立電極與所說的透明電極8〇2構成顯示矩阵。在基板805的外表面上有系列一導電線808，此導電線808 可製作在基板805上，或位於基板805外表面上的單屠pcb，或多層PCB上。809為安裝在導電線8〇8上的外有源矩陣。此外有源矩陣通過導電線板808和導電線8〇7與相對應的分立電極806相連接並驅LCD。

為增加此顯示器的反差，在反射電極806上可有高反射材料或彩色螢光材料，以得黑白顯示或多色，彩色顯示。此反射電極806也可制作成黑色吸光電極，這時，當pDLCD 為透明狀態時’顯示器為黑色，反之散射態時為白色，也可得黑白顯示。圏9為本發明的另一種散射式οαμ-LCD的結構示意圖。其中一行或一組像點有一個線光源。圖9表示一種全色顯示器。其中901為平行光光源。9〇2為橢圓形或拋物面形的柱面反射器。903為R，G、Β線光源，例如熱陰極或冷陰極螢光燈’位於橢圓形或拋物面的焦點上。904是光源經概圓反射器反射後所形成的像。905為聚焦透鏡板，有一系列聚焦

透鏡陣列906。9〇7為散射式LCD ’例如PDLCD。9〇8為LCD 的背基板。909為位於所說背基板内表面上的系列透明電極。 910為液晶層。911為LCD的前基板。912為位於所說前 19 C請先閱讀背面之注意事項典填寫本頁) " 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格{ 2丨0X 297公釐） 5 448330 W A7 ------ B7 ο 11 5 11 經濟部中央標員4消費合作社印¾ 五、發明説明) 基板内表面上的分立透明電極陣列。所說的分立電極陣列912 與所說透明電極908構成顯示矩陣。913為黑色光闌陣列板’ 有-系列光闌9U。由光源901發射的光經聚焦透鏡聚焦在基板911的外表面上^ 915為顯示器的面板，具有一些可改變輸出光916方向及視角的光學結構，以提高亮度各反差。 917為一系列位於前基板911外表面上的導電線，並位於各光聚焦點之間。918為外有源矩陣，也位於前基板“I的外表面上，並位於各聚焦點之間。919為一系列埋在所說的前基板911内的導電線，每一導電線有二端，一端與位於前基板911内表面上的相對應的分立電極連接，另一端經導電線917後與外有源矩陣918相連，外有源矩陣918通過導電線917和919以驅動LCD。82〇為一系列空腔其係位於鄰近有源矩陣各聚焦透鏡的焦點，以及紅，藍，綠光之間元件黑光闌板913上。此結構可用於製造拼接式超大屏幕顯示系統6 所說的聚焦透鏡，如圖5中的503，囷6中的603，圖 7中的703和圖9中的906，和所說的投射透鏡，如囷5中的515，圓6中的6〇4等的每一透鏡，可以是單一透鏡，也可以由二個以上的透鏡組成以得到更好的光學特性。 20 ---------，於-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁}

.*1T 本紙张尺度適用中國國家梯準（CNS ) A4規格（210x 297公嫠)

Claims

2 經濟部中央樣隼局員工消費合作社印11 外有源矩陣液晶顯示器（0AM_LCD)，其特徵在於包括：一^1.第一透明基板，一個第二透明基板，相互面對面放登；有至少一個透明電極的第一電極陣列，位於第一 =板的内表面上，有至少一個分立的電極的第二電極列，位於所說的第二基板的内表面上，它與所說的第一基板上的透明電極構成顯示矩陣；一個液晶（LC)層，位於所說的第一，第二基板之間；系列細導電線’埋在所說的第二基板内；一系列導電線，位於所說的第二基板的外表面上或近表面上；一個驅動3XD的有源矩陣位於所說的第二基板的外表面上或外表面附近，與所說的導電線相連接；每一所說的埋在第二基板内的細導線的二端，其中一端與所說的相應的分立電極相連接，另一端▲過第二基板外表面上的導電線與外有源矩陣相連。外有源矩陣通過導電線和細導電線驅動LCD。如申請專利範園第！項之顯示器，其中外有源矩陣係由 ϊίίΗ疋件，包括晶體管，二極f，集成電路或匕們的管芯或厚膜電路，薄膜電路或混合電路組成。 •如Ί專職圍第1項之顯示器，其中外有源矩陣係由一些间性能的和高速的元件組成，以得到快速反應的 LCD。 ’ 4· 利範圍第3項之顯示器，其中高性能元件係高工作電壓的元件，其工作電壓的範圍為5伏至500伏。 21 本紙張尺度適用中國囡家標準（CNS ) ΑΊ現格（2丨0X297公釐） --------------- --------I 裝------訂 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 4483 3 0 AS B8 C8 D8 申請專利範圍 5. 6. 7. 8. 9. 經濟部中央榡準局舅Μ消費合作社印繁如^請專利範圍第i項之顯示器，其 =導電線係對於-個分立的電極有性以增加分立電極與外有源矩陣之間的電Ϊ接S 如=請專利範圍第i項之顯示器，其中外二基板外表面上的單層或多層印刷電路板如^請專利範圍第1項之顯示器，其係在第 =内今面或外表面上有遽色片陣列，以得&^色$ 全〇顯不。範f第1項之顯示器，其係在第一和第二基板外各有一個偏振片。種反射式外有源矩陣液晶顯示器（0AM_LCD)，其特在於包括： ' 一個透明面基板，一個背基板，相互面對面放置；一系列透明電極，位於所說的透明面基板的内表面上；一系列分立的可反射光的電極，位於所說背基板的内表面上，它與所說的面基板上的透明導電極構成顯示矩陣；一個LC層，位於所說的面基板和背基板之間；一系列細導電線，埋在所說的背基板内；一系列導電線，位於所說的背基板的外表面上；一個外有源矩陣，位於所說的背基板的外表面上；每一個所說的埋在背基板内的細導電線的二端，其中一端與背基板内表面上的相對應的分立電極相連接，另一端與背基板外表面上的細導電線相連，然後與外有源矩陣相連接；一個偏振片，位於面板前；外有源矩陣通過導電線和細導電線驅動LCD。 22 本紙張尺政適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公嫠） -- «Γ· I - - - - I ---------------_ 丁 k W -'言 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) ο 3 3 8 4 4 8 8 8 8 ABCD 經濟部中央標隼局貝工消費合作社印裝六、申請專利範圍 10. 如申請專利範圍第9項之顯示器，其中反射電極為透明電極’一個反射板位於所說的背基板的背面以反射入射光。· 11. 如申請專利範圍第9項之顯示器，其中可反射光的電極上有單色或多色或紅、藍、綠（R、G、B)熒光材料或有色材料’以得到單色或多色或全色顯示。 I2·—種散射式外有源矩陣液晶顯示器（OAM-LCD)，其特徵在於包括：一個平行光源，發射平行光；一個聚焦透鏡陣列板，有至少一個聚焦透鏡；一個散射式LCD，包括：一個透明背基板，一個面基板，所說的二基板相互面對面放置；一個分立的透明電極陣列，位於所說的背基板内表面上；一系列透明電極’位於所說的面基板的内表面上，與所說的背基板上的分立電極構成顯示矩陣；一個散射式LC層，位於所說的面基板和背基板之間；所說的平行入射光經聚焦透鏡聚焦在背基板的外表面上，形成一系列聚焦點；一系列導電線位於背基板的外表面的各聚焦點之間；一個凝動LCD的有源矩陣位於背基板的外表面上各聚焦點之間，並與所說的導電線相連；一個有至少一個投射透鏡的投射透鏡陣列板，位於所說的散射式LCD的無聚焦透鏡陣列的一面；一個有一系列光闌的黑色的光闌板，位於所說的投射透鏡板前，即所說的投射透鏡板在所說的散射式 LCD和光闌板之間；所說的光闌與所相對應的投射透鏡，聚焦透鏡和LCD的分立電極對齊，並位於同一光軸上；一個面板位於黑色光闌板的外表面上，它具有一定的 23 (請先閱請背面之注意事項再填寫本頁) 丨裝i 本紙張尺度適用中國國家#準（CNS ) A4規格（2丨0X297公| ) 4483 3 Ο Α8 Β8 C8 D8 、申請專利範圍 ^^1 ^^^1 m m nn . .¾-9 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 光學結構’以調節出射光的方向和提高反差；當” 開”電壓加在散射式LCD、上時，LCD成為透明狀態，從聚焦透鏡入射的光可順利通過LCD，再經投射透，聚焦在光闌上，並通過光闌由面板輸出，此為顯示器的π開"狀態；當”關”電壓加在散射式LCD 上時，LCD成為散射狀態，這時從聚焦透鏡來的入射光將被LCD 散射，此散射光的絕大部分將被黑色光闌板吸收’只有一小部分可以通過很小的光闌後由面板輸出’此為顯示器"關"狀態；所說的”開” 狀態和"關"狀態可用來按圖像信號大小調制輸出光強，從而顯示字符圖像等。 13 . —種散射式_-LCD，其特徵在於包括：一個可產生平行光的平行光源；一個有至少一個聚焦透鏡的聚焦透鏡陣列板，位於所說平行光源的光輸出面上；一個散射式LCD，包括：一個透明背基板，一個透明面基板，相互面對面放置，所說背基板位於靠近聚焦透鏡一方；一系列透明電極位於所說的背基板的内表面上；一個分立的透明電極陣列位於所說的面基板的内表面上，與所說的背基板上的一系列透明電極構成顯示矩陣；經濟部中央標準局員工消費合作社印裝一個散射式LC層，位於所說的透明面基板和透明背基板之間；由聚焦透鏡來的光，當LCD處於透明狀態時’可經LCD後被聚焦在所說的面基板的外表面上，形成一系列聚焦點；一系列導電線位於所說的面基板的外表面上各聚焦點之間；一個有源矩陣位於所說的面基板的外表面上各焦點之間並與所說的導電線相連接； _ 24 本紙伕尺度速用中國國家標準(CNS ) A4胁（21〇Χ2!>7公釐）經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 C8 D8 六、申請專利範圍一系列細導電線埋在所說的面基板内，每一細導電線的二端，其中一端與相對應的分立電極相連，另一端經過此面基板外表面上的導電線與有源矩陣相連接；一個有至少一個光闌的黑色光闌陣列板，位於所說的 LCD的無聚焦透鏡的一面；一系列空腔位於黑色光闌板内的聚焦光束之間的鄰近 LCD的一面，用於容納外有源矩陣的元件；所說的光闌與相對應的聚焦透鏡與分立電極對齊，並在同一光轴上；一個顯示器面板位於黑色光闌板外表面上，它有一定的光學結構以調節輸出光的方向，視角和提高反差；當"開”電壓加在散射式LCD上時，LCD成為透明狀態，由聚焦透鏡内的光可順利經過LCD後聚焦在光闌上，並通過光闌後由面板輸出，此為顯示器的"開"狀態；當"關"電壓加在散射式LCD上時，LCD成為散射狀態，由聚焦透鏡内的光被LCD散射，此散射光絕大部分被黑色光闌板吸收，只有一小部分可通過很小的光闌後由面板輸出，此為顯示器"關"狀態；所說的"開"狀態和"關”狀態可用來按圖像的大小來調制輸出光的強度，從而顯示字符圖像等。 I4·如申請專利範圍第13項之顯示器，其中散射式LCD為 PDLCD (聚合物分散型LCD> ’其輸出光的強度可用數字量調制法按圖像信號大小調制。 I5·如申請專利範圍第13項之顯示器，其中之LCD係 PDLCD，其輸出光的強度用模擬量調制法，按圖像信號大小調制輸出光強度。 16.如申請專利範圍第13項之顯示器，其中散射式LCD的 LC材料中混有黑色染料，以降低PDLCD處於散射態時的散射光的強度，以提高反差。 25 n n -1 -------I ---* (請先聞1#背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐）經濟部中央標率局貝工消費合作社印装 ^483 3 0 as B8 C8 __________^ 六、申請專利範圍 17·如申請專利範圍第13項之顯示器，其中顯示器面板有一全息相片或一透鏡陣列，.用於調節輸出光的方向，視角和提高反差。 18.如申請專利範圍第13項之顯示器，其中顯示器的背基板或面基板的内或外表面上或光束經過的其它地方，如光闌上，面板上有單色，多色或紅、藍、綠三基色的濾色片，以獲得單色，多色或全色的顯示。工9· 一種不需要濾色片而可得到高亮度，高效率的多色或全色顯示的方法，其特徵在於包括：一個OAM-LCD，它有若干行，被等分成若干組，所說的LCD有一外有源矩陣位於LCD基板的外表面上以軀動LCD ; 一個背照明光源，可依次產生R、G、B脈衝光；所說的方法包括： (a> LCD以一次選址一行的方式一行挨一行，一組挨一組選址，LCD圖像信息被分成R、G、B三子場，三子場的訊號依次輪入LCD ; (b) 當某一子場的一組LCD行被依次選址並都達到飽和態後，R、G、B背照明光中的與該子場輸入數據的顏色相同的色的光源發出該色光的光脈衝，使該組LCD 行產生該顏色的圖像，如此一組挨一組進行； (c) 重復上述（a)、（b>步称產生r、G、B三色子場中的另二種色的子場的圓像； (d) 重復上述（a)、（b)、<c)步驟以產生全色圖像。 20·如申請專利範圍第13項之顯示器，其中的平行光源為一漫射面光源和全息照相片組成，全息照相片將漫射光轉變成平行光輸出。 21.如申請專利範圍第13項之顯示器，其中的平行光源由一漫射面光源和光纖板組成，光纖板將漫射光轉變成平行光輸出。 26 ^紙張尺度適&國國家榇準^奶）八4現格（2丨0父297公釐） I I I 訂 I II^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ABCD — 448330 六、申請專利範圍 ---------裝到 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 22.如上述申請早利範圍第2〇項之顯护器，其中之漫射面光源包括至少一組R、G、B冷陰極或熱陰極螢光燈，依次按顯示器信號的要求產生R、G、B脈衝光，以產生全色圖像而無須R、G、B漉色片陣列。 23·如申請專利範圍第13項之顯示器，其中之光闌的大小為像素節距的1/100至1/2。 24·如申請專利範圍第I3項之顯示器，其中之散射式LCD和光闌之間的距離為像素節距的1/10至100倍。 25 . 一種拼接式OAM-LCD 用於建造超大屏幕顯示器，包括：若干OAM-LCD組件，用於拼裝成大屏幕或超大屏幕顯示，每一 OAM-LCD組件包括： ’ 一個產生平行光的光源； —個由一連串聚焦透鏡’該每個聚焦透鏡含有若干鏡片，所組成之投射聚焦透鏡陣列板；一個有外有源矩陣並由它驅動的LCD板；一個至少有一個投射透鏡的投射透鏡陣列板，該每個聚焦透鏡含有若干鏡片；一個至少有一個光闌的光闌陣列板；一個顯示器面板，所說的若干OAM-LCD組件拼裝成大屏幕或超大屏幕顯示屏。經濟部中央標準局員工消費合作社印策 26·如申請專利範圍第25項之顯示器，其中的一個投射透鏡的投射透鏡陣列板及（或），顯示器面板可以不必使用，使整個結構更為簡化；視角和吸收入射環境光，提高亮度和反差。 ‘ 27.如申請專利範圍第25項之顯示器，其中的拼裝式〇AM— LCD有一個連續的面板，或同時有一個連續的光闌板。 27 本紙法尺度通用中國國家標率（CNS ) A4規格（2丨0父297公着） ο 3 3 8 4 8 8 8 8 ABCD 、申請專利範圍 28*如申請專利範圍第13項之顯示器，其中的背照明光源包括至少一個一點光源和至沙一個拋物面或橢圓面的反射器或再加上菲涅耳透鏡或透鏡板以及紅外，紫外線吸收板。 29_如2請專利範圍第13項之顯示器，其中的背照明光源包括至少一種線光源和線光源平行的柱面，拋物面或糖圓面反射器’或再加上菲涅耳透鏡或透鏡板。 30·如申請專利範圍第13項之顯示器，其中的背照明光源包括至少一個點光源和一系列學纖維。 31·如申請專利範圍第13項之顯示器，其中括若干光源和-個亮度自動調節均勻月勻的光輸出。 32.如^請專利範圍第13項之顯示器，其中的背照明光源包祜R、G、B線光源，每一線光源與一行咬一組同一發光色的象點相對應，以得到全色顯示β 一 ' ---II--I * -------訂 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本萸) 經濟部中央棵準局員工消費合作社印製適尺 -張 -紙本一準 8 2 公 97 2