CN100538462C - 液晶显示面板 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种液晶显示面板，其包含第一基板、第一电极层、彩色滤光膜、第一配向膜、第二基板、第二电极层、第二配向膜与一液晶层，其中第一电极层配置于第一基板上，而彩色滤光膜配置于第一电极层上，且第一配向膜配置于彩色滤光膜上。液晶层配置于第一配向膜上，而第二配向膜配置于液晶层上，且第二电极层配置于第二配向膜上，而第二基板配置于第二电极层上。由于彩色滤光膜具有高介电常数(例如大于3等)，故可有效地增加液晶层所取得的跨压。本发明具有一高介电常数的彩色滤光膜，可以提高液晶显示面板的画面显示的对比度。另外，本发明还藉由控制其彩色滤光膜的红色滤光膜、绿色滤光膜与蓝色滤光膜的介电常数，可以减少液晶显示面板的色散，从而更加适于实用。

Description

液晶显示面板

技术领域

本发明涉及一种显示面板，特别是涉及一种液晶显示面板。

背景技术

近年来，随着光电技术与半导体制造技术的发展，使得视讯或影像装置的体积日渐趋于轻薄，进而带动平面显示器(Flat Panel Display)的蓬勃发展。传统使用阴极射线管(Cathode Ray Tube，CRT)的显示器虽然仍有其优点，但是由于其体积庞大而占空间，且显示时仍会有辐射线射出伤眼等问题。因此，配合光电技术与半导体制造技术所发展的平面显示器(FlatPanel Display，FPD)，例如液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)、有机电激发光显示器(Organic Electro-Luminescent Display，OELD)或是电浆显示器(Plasma Display Panel，PDP)等，已逐渐成为显示器产品的主流。

由于液晶显示器具有外型薄、重量轻、低操作电压、省电、全彩化以及低辐射线等优点，故将成为二十一世纪显示器的主流。液晶显示器依其光源机制可分为穿透式、反射式及半穿透半反射式等，其中反射式液晶显示器的类型包含有液晶投影机(liquid crystal projector)以及反射式液晶平面显示器(liquid crystal on silicon，LCOS)等。

请参阅图1所示，是现有习知的一种反射式液晶显示器的面板的剖面示意图。现有习知的反射式液晶显示器面板100，包含两已沉积基板110、120及一液晶层130，其中液晶层130是配置于两已沉积基板110、120之间。已沉积基板110包含玻璃基板110a、电极层112、保护层114、彩色滤光膜116及配向膜118，其中电极层112的材质包含铝。电极层112是配置于玻璃基板110a上，而保护层114是配置于电极层112上。彩色滤光膜116是配置于保护层114上，且配向膜118是配置于彩色滤光膜116上。

该已沉积基板120，包含一玻璃基板120a、一透明电极层122以及一配向膜124，其中透明电极层122的材质包含铟锡氧化物(Indium-TinOxide，ITO)。透明电极层122是配置于玻璃基板120a上，且配向膜124是配置于透明电极层122上。

反射式液晶显示器的画面显示是藉由将电极层112与透明电极层122输入电压，利用电极层112与透明电极层122之间的电位差，来决定液晶层130内的多个液晶分子的旋转角度，而显示出不同的灰阶。

值得注意的是，由于在电极层112与透明电极层122之间夹了保护层114、彩色滤光膜116、两配向膜118、124与液晶层130，而使得原本在电极层112与透明电极层122之间的电位差在经由保护层114、彩色滤光膜116、两配向膜118、124的分压之后，液晶层130所获得的跨压(voltagedrop)将会减少，进而导致这些液晶分子无法得到足够的跨压而完整地旋转，使得整体反射式液晶显示器的画面显示的对比度不佳。

当然，在输入相同电压于电极层112与透明电极层122时，可降低保护层114、彩色滤光膜116、两配向膜118、124的厚度以降低其分压，进而相对地提高液晶层130所获得的跨压，但是因为彩色滤光膜116的厚度变薄，将会造成反射式液晶显示器面板100的显示色彩表现不佳。

此外，在输入相同电压于电极层112与透明电极层122时，由于彩色滤光膜116的一红色滤光膜、一绿色滤光膜与一蓝色滤光膜(图中皆未绘示)的光线反射率皆不相同，故使得反射式液晶显示器面板100产生较高的色散。

由此可见，上述现有的液晶显示面板在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决液晶显示面板存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，此显然是相关业者急欲解决的问题。

有鉴于上述现有的液晶显示面板存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的液晶显示面板，能够改进一般现有的液晶显示面板，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的液晶显示面板存在的缺陷，而提供一种新型结构的液晶显示面板，所要解决的技术问题是使其具有一高介电常数的彩色滤光膜，可以提高液晶显示面板的画面显示的对比度，从而更加适于实用。

本发明的另一目的在于，提供一种液晶显示面板，所要解决的技术问题是使其藉由控制其彩色滤光膜的红色滤光膜、绿色滤光膜与蓝色滤光膜的介电常数，可以减少液晶显示面板的色散，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种液晶显示面板，其包括：一第一基板；一第二基板；一第一电极层，配置于该第一基板上；一彩色滤光膜，配置于该第一电极层上；以及一液晶层，配置于该彩色滤光膜与该第二基板之间，其中该彩色滤光膜包括一第一色滤光膜、一第二色滤光膜与一第三色滤光膜，该第一色滤光膜的介电常数>该第二色滤光膜的介电常数>该第三色滤光膜的介电常数。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的液晶显示面板，其中所述的彩色滤光膜是掺杂氮化硅(siliconnitride)。

前述的液晶显示面板，其中所述的第一基板更包括一保护层，配置于该第一电极层与该彩色滤光膜之间。

前述的液晶显示面板，其中所述的液晶显示面板为一扭曲向列模式(Twisted Nematic Mode，TN-Mode)液晶显示面板。

前述的扭曲向列模式液晶显示面板，其中所述的第一色滤光膜是一蓝色滤光膜。

前述的扭曲向列模式液晶显示面板，其中所述的第一色滤光膜是一绿色滤光膜。

前述的扭曲向列模式液晶显示面板，其中所述的第三色滤光膜是一红色滤光膜。

前述的液晶显示面板，其中所述的液晶显示面板为一垂直配向模式(Vertical Alignment Mode，VA-Mode)液晶显示面板。

前述的垂直配向模式液晶显示面板，其中所述的第一色滤光膜是一红色滤光膜。

前述的垂直配向模式液晶显示面板，其中所述的第一色滤光膜是一绿色滤光膜。

前述的垂直配向模式液晶显示面板，其中所述的第三色滤光膜是一蓝色滤光膜。

借由上述技术方案，本发明液晶显示面板至少具有下列优点：本发明的液晶显示面板，因为具有一高介电常数的彩色滤光膜，使得在提供相同的电压于两电极层时，彩色滤光膜的分压将会降低，进而相对地提高液晶层所获得的跨压，使得液晶层的多个液晶将可得到足够的跨压而作动，进而提高液晶显示面板的画面显示的对比度。此外，藉由控制彩色滤光膜的红色滤光膜、绿色滤光膜与蓝色滤光膜的介电常数，将可以改变在相同的驱动电压下，红色滤光膜、绿色滤光膜与蓝色滤光膜的光线反射率，以有效地降低液晶显示面板的色散，并可将红色、绿色与蓝色滤光膜的珈玛曲线调整为趋于一致，而仅需维持一组珈玛曲线的对应电路，即可达到设置三组珈玛曲线对应电路的效果。

综上所述，本发明特殊结构的液晶显示面板，具有一高介电常数的彩色滤光膜，可提高液晶显示面板的画面显示的对比度。另外，本发明还藉由控制其彩色滤光膜的红色滤光膜、绿色滤光膜与蓝色滤光膜的介电常数，可以减少液晶显示面板的色散。其具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类产品中未见有类似结构设计公开发表或使用而确属创新，其不论在产品结构或功能上皆有较大改进，在技术上有较大进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的液晶显示面板具有增进的多项功效，从而更加适于实用，而具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是现有习知的一种反射式液晶显示器的面板的剖面示意图。

图2是本发明第一实施例的一种液晶显示面板的剖面示意图。

图3是本发明第一实施例的一种液晶显示面板，其彩色滤光膜的介电常数与液晶层的跨压值之间的关系图。

图4是本发明第二实施例的一种液晶显示面板的剖面示意图。

图5A是本发明第二实施例的一种液晶显示面板，其红色滤光膜、绿色滤光膜及蓝色滤光膜在扭曲向列模式下的R-V曲线示意图。

图5B是本发明第二实施例的一种液晶显示面板，其红色滤光膜、绿色滤光膜及蓝色滤光膜在垂直配向模式下的R-V曲线示意图。

100：反射式液晶显示面板      110、120：已沉积基板

110a：玻璃基板               112：电极层

114：保护层                  116：彩色滤光膜

118：配向膜                  120a：玻璃基板

122：透明电极层              124：配向膜

130：液晶层                  200：液晶显示面板

210a：基板                   212：电极层

214：保护层                  216：彩色滤光膜

218：配向膜                  220a：基板

222：电极层                  224：配向膜

230：液晶层                  300：液晶显示面板

316：彩色滤光膜              316a：红色滤光膜

316b：绿色滤光膜             316c：蓝色滤光膜

A、B、C、D、E、F：参考电位点 R：纵轴

V：横轴                      r1、r2、g1、g2、b1、b2：曲线

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的液晶显示面板其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

【第一实施例】

请参阅图2所示，是本发明的第一实施例的一种液晶显示面板的剖面示意图。本发明的液晶显示面板200，例如包含基板210a、电极层212、彩色滤光膜216、配向膜218、基板220a、电极层222、配向膜224与液晶层230，其中电极层212是配置于基板210a上，而该基板210a的材质为包含硅、塑胶或玻璃，且电极层212的材质包含铝等。彩色滤光膜216是配置于电极层212上，该彩色滤光膜216是具有较高的介电常数(例如为大于3的介电常数)，其例如掺杂氮化硅(silicon nitride)等材质。配向膜218是配置于彩色滤光膜216上。

该配向膜224是配置于配向膜218的上方(并不与配向膜218直接接触)，且电极层222是配置于配向膜224上，其中电极层222的材质包含铟锡氧化物(Indium-Tin Oxide，ITO)等。基板220a是配置于电极层222上，而该基板220a的材质包含透明塑胶或玻璃等。液晶层230是配置于两配向膜218、224之间，而该液晶层230内是具有多个液晶分子，当两基板210a、220a通过电压时，此时这些液晶分子便会随着该两基板210a、220a之间的电位差而旋转。而该液晶显示面板200是可为硅基液晶(liquidcrystal on silicon，LCOS)面板。

此外，本发明的液晶显示面板200更可包含保护层214，其中该保护层214是配置于电极层212与彩色滤光膜216之间，以保护电极层212。

值得注意的是，由于本发明的液晶显示面板200的彩色滤光膜216具有较高的介电常数，使得在提供相同电压于两电极层212、222时，彩色滤光膜216所获得的分压将会降低，进而相对地提高液晶层230所获得的跨压，使得液晶层230的多个液晶分子将可得到足够的跨压而完整地作动，进而可以提高液晶显示面板200的画面显示的对比度。

为了证明上述的结论，以下则描述本发明的液晶显示面板200，其彩色滤光膜216的介电常数与液晶层230的跨压值之间的实验结果。请继续参阅图2所示，此实验的控制变因是提供相同的5伏特(V)的驱动电压于两电极层212、222之间，在图2中，是将电极层212、保护层214、彩色滤光膜216、配向膜218、液晶层230、配向膜224及电极层222之间的两两相接的膜层介面分别定义为不同的参考电位点A、B、C、D、E、F，以方便说明本发明的液晶显示面板所能达成的功效。

下列表一为本发明的液晶显示面板，其彩色滤光膜216的介电常数分别与参考电位点A、B、C、D、E、F、彩色滤光膜216以及液晶层230的跨压值之间的关系。

表一

 

彩色滤光膜216的介电常数	1	3	5	7	9	11	13
								参考电位点F	0	0	0	0	0	0	0
参考电位点E	0.076	0.16	0.206	0.234	0.253	0.267	0.277
								参考电位点D	1.39	2.519	2.587	2.859	3.046	3.182	3.285
参考电位点C	1.466	2.319	2.793	3.093	3.298	3.448	3.562
								参考电位点B	4.869	4.723	4.644	4.595	4.562	4.539	4.521
参考电位点A	5	5	5	5	5	5	5
								彩色滤光膜216的跨压值(单位：伏特)	3.403	2.404	1.851	1.502	1.264	1.091	0.959
液晶层230的跨压值(单位：伏特)	1.314	1.999	2.381	2.625	2.793	2.915	3.008

请参阅表一所示，此表一是假定参考电位点F(亦即配向膜224及电极层222之间的介面)的电位为0，而由于本实验是施加5伏特的驱动电压于两电极层212、222之间，因此，参考电位点A(亦即保护层214与电极层212之间的介面)的电位为5。由参考电位点B的电位值减去参考电位点C即可求得彩色滤光膜216的跨压值，并由参考电位点D的电位值减去参考电位点E即可得到液晶层230的跨压值。

请继续参阅表一所示，举例而言，当彩色滤光膜216的介电常数为1时，此时彩色滤光膜216的跨压值为3.403伏特，且液晶层230的跨压值等于1.314伏特；当彩色滤光膜216的介电常数为13时，此时该彩色滤光膜216的跨压值为0.959伏特，且液晶层230的跨压值等于3.008伏特。换言之，当彩色滤光膜216的介电常数越高时，则彩色滤光膜216的跨压值越低，相对而言，液晶层230的跨压值则越高。

请参阅图3所示，是本发明第一实施例的一种液晶显示面板，其彩色滤光膜的介电常数与液晶层的跨压值之间的关系图。根据上述表一所列的彩色滤光膜216的介电常数与液晶层230的跨压值即可描绘成图3的曲线图。当彩色滤光膜216的介电常数刚开始增加时(尤其是其介电常数由1上升至3的阶段时)，此时液晶层230的跨压值的增加幅度为最高。当彩色滤光膜216的介电常数增加至5之后时，此时液晶层230的跨压值的增加幅度则越趋于平缓。

【第二实施例1】

请参阅图4所示，是本发明第二实施例的一种液晶显示面板的剖面示意图。相较于上述第一实施例的液晶显示面板200，该第二实施例的液晶显示面板300的彩色滤光膜316，包含一红色滤光膜316a、一绿色滤光膜316b以及一蓝色滤光膜316c，至于液晶显示面板300的其他构件及其相对位置情形则与液晶显示面板200相同，在此便不再赘述。

请参阅图5A所示，是本发明第二实施例的一种液晶显示面板，其红色滤光膜、绿色滤光膜以及蓝色滤光膜在扭曲向列模式(Twisted NematicMode，TN-Mode)下的R-V曲线示意图。请同时参阅图4及图5A所示，此R-V曲线示意图的横轴V代表液晶层230的跨压值，而纵轴R代表彩色滤光膜316的光线反射率。曲线r1代表红色滤光膜316a的R-V曲线，而曲线g1代表绿色滤光膜316b的R-V曲线，且曲线b1代表蓝色滤光膜316c的R-V曲线。当液晶显示面板300为扭曲向列模式时，曲线r1、g1及b1的光线反射率是随着液晶层230的跨压值而先大致维持平缓，之后再为递减的趋势，其中扭曲向列模式的液晶显示面板300的工作电压范围(亦即让液晶可完整地作动的电压范围)是座落于曲线r1、g1及b1的递减区段(图中未绘示)。

请再继续同时参阅图4及图5A所示，当液晶层230的跨压值为2.5伏特时，此时绿色滤光膜316b的光线反射率为50％，且蓝色滤光膜316c的光线反射率>绿色滤光膜316b的光线反射率>红色滤光膜316a的光线反射率。换言之，此时液晶显示面板300所显示的色彩将会失真，亦即液晶显示面板300会表现出较高的色散。

为了有效地改善上述扭曲向列模式的液晶显示面板300的色散问题，本实施例则是藉由提高原本蓝色滤光膜316c的介电常数，而让蓝色滤光膜316c上的液晶层230的跨压值升高，此时蓝色滤光膜316c的光线反射率将会对应地降低，进而趋近于绿色滤光膜316b的光线反射率。同理，本实施例亦藉由降低原本红色滤光膜316a的介电常数，而让红色滤光膜316a的光线反射率对应地上升，进而趋近于绿色滤光膜316b的光线反射率。当红色滤光膜316a、绿色滤光膜316b与蓝色滤光膜316c在相同的驱动电压下，因蓝色滤光膜316c的介电常数>绿色滤光膜316b的介电常数>红色滤光膜316a的介电常数，使得红色滤光膜316a、绿色滤光膜316b与蓝色滤光膜316c分别具有相近的光线反射率，故可有效地降低液晶显示面板300的色散。

请参阅图5B所示，是本发明第二实施例的一种液晶显示面板，其红色滤光膜、绿色滤光膜及蓝色滤光膜在垂直配向模式(Vertical AlignmentMode，VA-Mode)下的R-V曲线示意图。请同时参阅图4、图5B所示，当液晶显示面板300是垂直配向模式时，该R-V曲线示意图的横轴V代表液晶层230的跨压值，而纵轴R代表彩色滤光膜316的光线反射率。曲线r2代表红色滤光膜316a的R-V曲线，而曲线g2代表绿色滤光膜316b的R-V曲线，且曲线b2代表蓝色滤光膜316c的R-V曲线。

请同时参阅图5A、图5B所示，相较于图5A的扭曲向列模式的液晶显示面板的R-V曲线，图5B中的垂直配向模式的液晶显示面板的曲线r2、g2及b2，其光线反射率是随着液晶层230的跨压值而呈现出先递增、平缓、再递减的趋势，其中垂直配向模式的液晶显示面板300，其工作电压范围(亦即让液晶可完整地作动的电压范围)是位于曲线r2、g2及b2的递增区段(图中未绘示)。

请同时参阅图4及图5B所示，因此，为了有效地改善扭曲向列模式的液晶显示面板300的色散问题，故藉由降低原本蓝色滤光膜316c的介电常数，并提高原本红色滤光膜316a的介电常数，(亦就是红色滤光膜316a的介电常数>绿色滤光膜316b的介电常数>蓝色滤光膜316c的介电常数)，即可让红色滤光膜316a与蓝色滤光膜316c的光线反射率分别趋近于绿色滤光膜316b的光线反射率，以有效地降低液晶显示面板300的色散。

值得注意的是，在设计本发明的液晶显示面板300时(不论是扭曲向列模式或者是垂直配向模式及其他模式等)，当在调整其红色滤光膜316a、绿色滤光膜316b与蓝色滤光膜316c的介电常数时，皆会让其所对应产生的液晶层230的跨压值座落于液晶显示面板300的工作电压范围(亦即让液晶可完整地作动的电压范围)内，使得液晶显示面板300可显现足够的对比度，并可让液晶显示面板300具有较低的色散。

请再继续参阅图4、图5A及图5B所示进行说明，原来为了解决色散现象，须分别针对红色、绿色与蓝色给予不同的驱动电压，而须设置三纽珈玛曲线(gamma curve)的对应电路。通过本发明彩色滤光膜316介电常数的调整，亦即依据红色珈玛曲线调整红色滤光膜316a的介电常数、依据绿色珈玛曲线调整绿色滤光膜316b的介电常数，以及依据蓝色珈玛曲线调整蓝色滤光膜316c的介电常数，而使得调整后的红色、绿色与蓝色的珈玛曲线趋于一致，而仅需维持一组珈玛曲线的对应电路，即可达到设置三纽珈玛曲线对应电路的效果，非常适于实用。

综上所述，本发明的液晶显示面板具有下列优点：

(一)、相较于现有习知的液晶显示面板，由于本发明的液晶显示面板的彩色滤光膜具有较高的介电常数(例如大于3等)，故可有效地提高液晶层所获得的跨压，使得液晶层内的多个液晶将可得到足够的跨压而完整地作动，进而可以提高液晶显示面板的画面显示的对比度。

(二)、由于本发明的液晶显示面板可藉由控制彩色滤光膜的红色滤光膜、绿色滤光膜与蓝色滤光膜的介电常数，而让不同配向模式(例如为扭曲向列或垂直配向模式)的液晶显示面板在相同的驱动电压下，其红色滤光膜、绿色滤光膜与蓝色滤光膜皆具有相近的光线反射率。因此，相较于现有习知的液晶显示面板，本发明的液晶显示面板则具有较低的色散。

(三)、由于本发明的液晶显示面板可藉由控制彩色滤光膜的红色滤光膜、绿色滤光膜与蓝色滤光膜的介电常数，使得红色、绿色与蓝色的珈玛曲线趋于一致，而仅需维持一组珈玛曲线的对应电路，即可达到设置三组珈玛曲线对应电路的效果，从而更加适于实用。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (11)

1、一种液晶显示面板，其特征在于其包括：

一第一基板；

一第二基板；

一第一电极层，配置于该第一基板上；

一彩色滤光膜，配置于该第一电极层上；以及

一液晶层，配置于该彩色滤光膜与该第二基板之间，其中该彩色滤光膜包括一第一色滤光膜、一第二色滤光膜与一第三色滤光膜，该第一色滤光膜的介电常数>该第二色滤光膜的介电常数>该第三色滤光膜的介电常数。

2、根据权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于其中所述的彩色滤光膜是掺杂氮化硅(silicon nitride)。

3、根据权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于其中所述的第一基板更包括一保护层，配置于该第一电极层与该彩色滤光膜之间。

4、根据权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于其中所述的液晶显示面板为一扭曲向列模式(Twisted Nematic Mode，TN-Mode)液晶显示面板。

5、根据权利要求4所述的液晶显示面板，其特征在于其中所述的第一色滤光膜是一蓝色滤光膜。

6、根据权利要求4所述的液晶显示面板，其特征在于其中所述的第一色滤光膜是一绿色滤光膜。

7、根据权利要求4所述的液晶显示面板，其特征在于其中所述的第三色滤光膜是一红色滤光膜。

8、根据权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于其中所述的液晶显示面板为一垂直配向模式(Vertical Alignment Mode，VA-Mode)液晶显示面板。

9、根据权利要求8所述的液晶显示面板，其特征在于其中所述的第一色滤光膜是一红色滤光膜。

10、根据权利要求8所述的液晶显示面板，其特征在于其中所述的第一色滤光膜是一绿色滤光膜。

11、根据权利要求8所述的液晶显示面板，其特征在于其中所述的第三色滤光膜是一蓝色滤光膜。

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