CN100458511C

CN100458511C - 液晶显示装置

Info

Publication number: CN100458511C
Application number: CNB021584176A
Authority: CN
Inventors: 张世昌; 蔡耀铭
Original assignee: Toppoly Optoelectronics Corp
Current assignee: TPO Displays Corp
Priority date: 2002-12-24
Filing date: 2002-12-24
Publication date: 2009-02-04
Anticipated expiration: 2022-12-24
Also published as: CN1510477A

Abstract

一种液晶显示装置，通过调整上、下两透明基板的彩色滤光片(colorfilter)厚度，以达到彩色液晶显示器的透射区域及反射区域所呈现出的对比率及色彩饱和度最佳化。本发明包括：一第一基板，具有多个薄膜晶体管，可限定反射区和透射区；一绝缘层，位于第一基板上；一第一彩色滤光片，位于绝缘层上；一垫高绝缘层，位于部分第一彩色滤光片上；一第一电极，覆盖垫高绝缘层与部分第一彩色滤光片，一液晶层，位于第一电极上；一第二彩色滤光片，位于液晶层上；一第二电极，位于第二彩色滤光片上；及一第二基板，位于第二电极上。

Description

液晶显示装置

技术领域

本发明涉及一种液晶显示装置，特别是涉及一种半透射半反射式的液晶显示装置，通过上、下两透明基板的彩色滤光片(color filter)厚度的确定，以达到彩色液晶显示器的透射区域及反射区域所呈现出的对比率及色彩饱和度最佳化。

背景技术

彩色液晶显示面板包括二透明基板和一置于该各透明基板之间的液晶层。一般而言，在薄膜晶体管(TFT：Thin Film Transistor)型的面板中，彩色滤光片(color filter)只形成于面对薄膜晶体管的透明基板上，即彩色滤光片与薄膜晶体管位于不同的透明基板上，且彼此面对面。

在全透射式或全反射式的彩色液晶显示器，因整个液晶显示面板光线穿过彩色滤光片的距离都一样，故呈现出来的色彩饱和度(color saturation)相同。但是在半透射半反射式(transflective)的彩色液晶显示器，请参考图1，在外界光线充足时，液晶显示器将使用外界光线111为光源，利用反射原理来显示(display)。此时光线会有两次通过彩色滤光片13，故其色彩饱和度较高。但当外界光线不足时，液晶显示器将使用本身背光板光源(BL：BackLight)121，利用光线透射原理来显示。此时光线将只通过彩色滤光片13一次，故其色彩饱和度与反射式的比较将较低。

基于上述原因，由于半透射半反射式的彩色液晶显示器同时采用透射式与反射式的显示方式，其色彩饱和度将呈现出差异的问题。目前本领域技术人员常采用的解决方式，如图2A和图2B所示。图2A使用的是彩色滤光片在透射区及反射区厚度差异法。图2A左边是反射区21，而图2A右边则是透射区22。当外界光线充足时，液晶显示器将使用外界光线211为光源，故此时是利用反射区的光源211通过彩色滤光片212后，经由反射区21的垫高绝缘层213上的反射电极反射。因绝缘层213的表面设计有突起(bump)形状，故有散射的效果而出现多条反射光线214。此时反射光线214经过液晶层23后再次通过彩色滤光片212后显示。但当外界光线不足时，液晶显示器将使用本身背光板光源221(BL：Back Light)，利用光线221经过液晶层23与通过彩色滤光片222后显示。此时彩色滤光片212的厚度t将小于彩色滤光片222的厚度T。利用此一厚度补偿的原理，将可使反射区与透射区呈现出近似的色彩饱和度。

图2B使用的是彩色滤光片在反射区挖洞法。图2B左边是反射区26，而图2B右边则是透射区27。当外界光线充足时，液晶显示器将使用外界光线261为光源，故此时是利用反射区的光源261通过彩色滤光片262后，经由反射区的垫高绝缘层263的反射电极反射。因绝缘层263的表面设计有突起(bump)形状，故有散射的效果而出现多条反射光线264。此时反射光线264经过液晶层28后再次通过彩色滤光片262后显示。但当外界光线不足时，液晶显示器将使用本身背光板(BL：Back Light)的光源，利用光线271经过液晶层28与通过彩色滤光片272后显示。此时有许多小孔洞分布在彩色滤光片262内，而彩色滤光片272内则无任何小孔洞。利用反射区彩色滤光片内部的小孔洞，将可使反射区与透射区呈现出近似的色彩饱和度。

不论是使用彩色滤光片的厚度差异法或彩色滤光片内部的小孔洞法，皆会有两片玻璃基板需对准的问题。尤其目前彩色液晶显示器上每个画素(pixel)都很小，要使两片玻璃基板上的反射区及透射区对准，确实不容易。若对准有偏差，即会出现反射区与透射区呈现出色彩饱和度差异的问题。

发明内容

鉴于上述的发明背景中，现有半透射半反射式的彩色液晶显示器在反射区及透射区会有色彩饱和度差异的问题，即使采用彩色滤光片的厚度差异法或彩色滤光片内部的小孔洞法，也会有两片玻璃基板的反射区及透射区对准的问题。本发明提供一种新的液晶显示装置，避免上述情形产生。

本发明的一个目的在于提供一种液晶显示装置，通过两透明基板的彩色滤光片，以解决反射区及透射区会有色彩饱和度差异的问题。

本发明的又一个目的在于提供一种液晶显示装置，通过两透明基板的彩色滤光片，以解决两片透明基板的反射区及透射区对准的问题。

根据以上所述的目的，本发明提供了一种液晶显示装置，包括：一第一基板，具有多个薄膜晶体管，可限定反射区和透射区；一绝缘层，位于该第一基板上；一第一彩色滤光片，位于绝缘层上；一垫高绝缘层，位于部分第一彩色滤光片上；一第一电极，覆盖垫高绝缘层与部分第一彩色滤光片；一液晶层，位于第一电极上；一第二彩色滤光片，位于该液晶层上；一第二电极，位于第二彩色滤光片上；及一第二基板，位于第二电极上，其中将该第一彩色滤光片的厚度和该第二彩色滤光片的厚度设置为使最后在该透射区的显示及该反射区的显示其色彩饱和度接近或相同。

根据上述构想，其中第一和第二基板为透明基板。

根据上述构想，其中绝缘层的材质是从下列选出：二氧化硅(SiO₂)及氮化硅(Si₃N₄)。

根据上述构想，其中垫高绝缘层的材质可为感光性树脂。

根据上述构想，其中垫高绝缘层的厚度约为1～3μm。

根据上述构想，其中第一和第二彩色滤光片包括三种互不重叠的颜色区域。

根据上述构想，其中三种颜色分别为红色、绿色、蓝色。

根据上述构想，其中第一和第二彩色滤光片在相对应位置的颜色彼此相同。

根据上述构想，其中第一电极是以溅射方式形成。

根据上述构想，其中第一电极在垫高绝缘层的高度高于部分第一彩色滤光片的高度。

根据上述构想，其中第一电极与多个薄膜晶体管形成电连接。

根据上述构想，其中第一电极覆盖在垫高绝缘层上的材质是从下列选出：铝(Al)、银(Ag)及铝钕(AlNd)合金。

根据上述构想，其中第一电极覆盖在部分第一彩色滤光片上的材质是从下列选出：铟锡氧化物(ITO)及铟锌氧化物(IZO)。

根据上述构想，其中第一和第二彩色滤光片的厚度可对透射区及反射区作一最佳化调整。

根据上述构想，其中该最佳化调整为色彩饱和度的调整。

根据以上所述的目的，本发明提供了一种液晶显示装置，包括：一第一基板，具有多个薄膜晶体管，可限定反射区和透射区；一绝缘层，位于第一基板上；一第一彩色滤光片，覆盖透射区的绝缘层；一垫高绝缘层，覆盖反射区的绝缘层；一反射电极，覆盖垫高绝缘层；一透射电极，覆盖部分第一彩色滤光片；一液晶层，位于反射电极与透射电极上；一第二彩色滤光片，位于液晶层上；一共同电极，位于第二彩色滤光片上；及一第二基板，位于共同电极上。

根据上述构想，其中反射电极是以溅射方式形成。

根据上述构想，其中反射电极覆盖在垫高绝缘层上的材质是从下列选出：铝(Al)、银(Ag)及铝钕(AlNd)合金。

根据上述构想，其中透射电极是以溅射方式形成。

根据上述构想，其中透射电极覆盖在部分第一彩色滤光片上的材质是从下列选出：铟锡氧化物(ITO)及铟锌氧化物(IZO)。

根据上述构想，其中透射电极与反射电极形成电连接。

根据上述构想，其中透射电极与多个薄膜晶体管形成电连接。

根据上述构想，其中反射电极与多个薄膜晶体管形成电连接。

根据以上所述的目的，本发明提供了一种液晶显示装置，包括：一第一基板，可限定反射区和透射区；一第一彩色滤光片，位于第一基板上；一垫高绝缘层，位于第一基板的反射区；一液晶层，位于垫高绝缘层与部分第一彩色滤光片上；一第二彩色滤光片，位于液晶层上；及一第二基板，位于第二彩色滤光片上。

附图说明

图1为一种现有半透射半反射式液晶显示器剖视图；

图2A为另一种现有半透射半反射式液晶显示器剖视图；

图2B为又一种现有半透射半反射式液晶显示器剖视图；

图3为本发明的半透射半反射式液晶显示器的单一画素的上视图；

图4为本发明的半透射半反射式液晶显示器的第一实施例，一种次画素横跨透射区及反射区的剖视图；

图5为本发明的半透射半反射式液晶显示器的第二实施例，另一种次画素横跨透射区及反射区的剖视图。

具体实施方式

本发明的一些实施例会详细描述如下。然而，除了详细描述外，本发明还可以广泛地在其他的实施例施行，且本发明的范围不受限定，其以之后的专利范围为准。

本发明的第一个实施例详见图3单一画素的上视图及图4次画素(sub-pixel)的剖视图。彩色液晶显示器其单一画素30内将包括三个次画素31、32、33，每个次画素的颜色分别为红、绿、蓝三原色。即若次画素31为红色的次画素，则次画素32将为绿色的次画素，次画素33将为蓝色的次画素。在半透射半反射式的液晶显示器，每一个次画素都将可分为透射区312、322、332及反射区311、321、331两部分。

图4绘示的是次画素31在横跨透射区312及反射区311的剖视图。首先在一透明基板内侧41形成薄膜晶体管401，之后再形成一透明绝缘层402，此透明绝缘层402可为二氧化硅(SiO₂)层、氮化硅(Si₃N₄)层或上述两种材质的堆叠层。接着形成一厚度为t1的彩色滤光片42在每个包括透射区及反射区的次画素上，形成方法如一般的彩色滤光片的形成方法，而此彩色滤光片的颜色将视所在的次画素颜色来决定。例如次画素31为红色，则次画素31所形成的彩色滤光片42即为红色。同理，次画素32为绿色，则次画素32所形成的彩色滤光片42即为绿色。次画素33为蓝色，则次画素33所形成的彩色滤光片42即为蓝色。彩色滤光片42形成之后，即开始限定透射区及反射区。在反射区的位置形成一具有突起(bump)形状的垫高绝缘层43，此绝缘层43的材质可为感光性的树脂或其他不透光的绝缘材料，且其厚度约为1～3μm。若绝缘层43的材质为感光性的树脂，则可将此材料先利用涂覆方式涂在各透明基板上，再利用曝光、显影的方式将此反射区图案化(pattern)出来。透射区及反射区图案化完成之后，即需形成透射区电极44及反射区电极45。在透射区312的透射区电极44是利用溅射(sputter)的方法将铟锡氧化物(ITO)或铟锌氧化物(IZO)镀上去。而在反射区311反射区电极45也是利用溅射(sputter)的方法将铝(Al)或银(Ag)或铝钕(AlNd)合金镀上去，而反射区电极45也有反射外界光线的用途。透射区电极44与反射区电极45电连接在一起，且此二电极也将与薄膜晶体管401形成电连接。

而另一透明基板内侧46也形成一厚度为t2的彩色滤光片47在每个包括透射区及反射区的次画素上，形成方法如一般的彩色滤光片的形成方法，而此彩色滤光片47的颜色将视所在的次画素颜色来决定。接着形成一共同电极48在彩色滤光片47上。将此二透明基板内侧接合后注入液晶形成液晶层49即完成。

因在反射区311其光线是经过两次彩色滤光片47，但在透射区312光线则经过彩色滤光片42和彩色滤光片47。故需将彩色滤光片42的厚度t1和彩色滤光片47的厚度t2设置为使最后在透射区的显示及反射区的显示其色彩饱和度接近或相同。

本发明的第二个实施例请见图3单一画素的上视图及图5次画素(sub-pixel)的剖视图。图5绘示的是次画素31在横跨透射区312及反射区311的剖视图。首先在一透明基板内侧51形成薄膜晶体管501，之后再形成一透明绝缘层502，此透明绝缘层502可为二氧化硅(SiO₂)层、氮化硅(Si₃N₄)层或上述两种材质的堆叠层。接着形成一厚度为t3的彩色滤光片52在每个透射区的次画素上，形成方法如一般的彩色滤光片的形成方法，而此彩色滤光片的颜色将视所在的次画素颜色来决定。例如次画素31为红色，则次画素31所形成的彩色滤光片52即为红色。同理，次画素32为绿色，则次画素32所形成的彩色滤光片52即为绿色。次画素33为蓝色，则次画素33所形成的彩色滤光片52即为蓝色。彩色滤光片52形成之后，即开始限定透射区及反射区。在反射区的位置形成一具有突起(bump)形状的垫高绝缘层53，此绝缘层53的材质可为感光性的树脂或其他不透光的绝缘材料，且其厚度约为1～3μm。若绝缘层43的材质为感光性的树脂，则可将此材料先利用涂覆方式涂在各透明基板上，再利用曝光、显影的方式将此反射区图案化(pattern)出来。透射区及反射区图案化完成之后，即需形成透射区电极54及反射区电极55。在透射区312的透射区电极54是利用溅射(sputter)的方法将铟锡氧化物(ITO)或铟锌氧化物(IZO)镀上去。而在反射区311反射区电极55也是利用溅射(sputter)的方法将铝(Al)或银(Ag)或铝钕(AlNd)合金镀上去，而反射区电极55也有反射外界光线的用途。透射区电极54与反射区电极55电连接在一起，且此二电极也将与薄膜晶体管501形成电连接。

而另一透明基板内侧56也形成一厚度为t4的彩色滤光片57在每个包括透射区及反射区的次画素上，形成方法如一般的彩色滤光片的形成方法，而此彩色滤光片57的颜色将视所在的次画素颜色来决定。接着形成一共同电极58在彩色滤光片57上。将此二透明基板内侧接合后注入液晶形成液晶层59即完成。

因在反射区311其光线是经过两次彩色滤光片57，但在透射区312光线则经过彩色滤光片52和彩色滤光片57。故需将彩色滤光片52的厚度t3和彩色滤光片57的厚度t4设置为使最后在透射区的显示及反射区的显示其色彩饱和度接近或相同。

即使本发明是通过举出数个较佳实施例来描述，但是本发明并不限定于所举出的实施例。先前虽举出与叙述的特定实施例，但是显而易见地，其它未脱离本发明所揭示的精神下，所完成的等效改变或修饰，均应包括在本发明的权利要求内。此外，凡其它未脱离本发明所揭示的精神下，所完成的其他类似与近似改变或修饰，也均包括在本发明的权利要求内。同时应以最广的限定来解释本发明的范围，以包括所有的修饰与类似结构。

Claims

1.一种液晶显示装置，包括：

一第一基板，具有多个薄膜晶体管，该第一基板可限定反射区和透射区；

一绝缘层，位于该第一基板上；

一第一彩色滤光片，位于该绝缘层上方；

一垫高绝缘层，位于该第一基板的反射区；

一反射电极，覆盖该垫高绝缘层；

一透射电极，覆盖部分该第一彩色滤光片；

一液晶层，位在该反射电极与该透射电极上；

一第二彩色滤光片，位于该液晶层上；

一共同电极，位于该第二彩色滤光片上；及

一第二基板，位于该共同电极上

其中将该第一彩色滤光片的厚度和该第二彩色滤光片的厚度设置为使最后在该透射区的显示及该反射区的显示其色彩饱和度接近或相同。

2.如权利要求1所述的液晶显示装置，其中该第一和第二基板为透明基板。

3.如权利要求1所述的液晶显示装置，其中该绝缘层的材质是从下列材质选出：二氧化硅(SiO₂)及氮化硅(Si₃N₄)。

4.如权利要求1所述的液晶显示装置，其中该垫高绝缘层的材质可为感光性树脂。

5.如权利要求4所述的液晶显示装置，其中该垫高绝缘层的厚度约为1～3μm。

6.如权利要求1所述的液晶显示装置，其中该第一和第二彩色滤光片包括三种互不重叠的颜色区域。

7.如权利要求6所述的液晶显示装置，其中该三种颜色分别为红色、绿色、蓝色。

8.如权利要求1所述的液晶显示装置，其中该第一和第二彩色滤光片在相对应位置的颜色彼此相同。

9.如权利要求1所述的液晶显示装置，其中该反射电极是以溅射方式形成。

10.如权利要求9所述的液晶显示装置，其中该反射电极覆盖在该垫高绝缘层上的材质是从下列材质选出：铝(Al)、银(Ag)及铝钕(AlNd)合金。

11.如权利要求1所述的液晶显示装置，其中该透射电极是以溅射方式形成。

12.如权利要求11所述的液晶显示装置，其中该透射电极覆盖在部分该第一彩色滤光片上的材质是从下列材质选出：铟锡氧化物(ITO)及铟锌氧化物(IZO)。

13.如权利要求1所述的液晶显示装置，其中该透射电极与该反射电极形成电连接。

14.如权利要求1所述的液晶显示装置，其中该透射电极与该多个薄膜晶体管形成电连接。

15.如权利要求1所述的液晶显示装置，其中该反射电极与该多个薄膜晶体管形成电连接。

16.如权利要求1所述的液晶显示装置，其中该第一和第二彩色滤光片的厚度可对该透射区及该反射区作一最佳化调整。

17.如权利要求16所述的液晶显示装置，其中该最佳化调整为色彩饱和度的调整。