CN1321343C

CN1321343C - 半透射半反射式液晶显示器的结构

Info

Publication number: CN1321343C
Application number: CNB031411959A
Authority: CN
Inventors: 丁岱良; 温志坚; 郭光埌; 叶圣修; 杨智胜
Original assignee: Toppoly Optoelectronics Corp
Current assignee: TPO Displays Corp
Priority date: 2003-06-06
Filing date: 2003-06-06
Publication date: 2007-06-13
Anticipated expiration: 2023-06-06
Also published as: CN1553253A

Abstract

一种半透射半反射式液晶显示器的结构，该液晶显示器在反射模式下和在透射模式下的色彩饱和度相近。该结构包括：一第一衬底，具有一透射区和一反射区；一绝缘层，形成于位于该反射区的该第一衬底上；一反射层，形成于该绝缘层上；一彩色滤光片，形成于该第一衬底和该反射层上，其中位于该反射区的该彩色滤光片的厚度比位于该透射区的该彩色滤光片的厚度薄；一像素电极，顺序地形成于部分该彩色滤光片上；一第二衬底，相对于该第一衬底；一共同电极，形成于该第二衬底内侧上；一液晶层，夹在该第一衬底与该第二衬底之间。

Description

半透射半反射式液晶显示器的结构

技术领域

本发明涉及半透射半反射式液晶显示器(transflective LCD)的结构，且特别是有关于一种可以使透射模式下和反射模式下的颜色饱和度(color purity)相近的半透射半反射式液晶显示器的结构。

背景技术

反射式液晶显示器(reflective liquid crystal display，RLCD)可被分为全反射式和半透射半反射式两大类。全反射式LCD不用背光源，利用附在LCD面板上的反射层来反射外部光线，优点是极为省电，但是缺点是在较暗的场合看不到显示屏幕内容且对比度较差，因此一般会用前光源作为辅助光源。而半透射半反射式LCD是当外部光线足够时就用外部光源，不足时可点亮背光源，是兼具省电和具辅助光线的方式，因此是许多手机、个人数字助理(PDA)的优先选择。

请参阅图1，图1显示现有半透射半反射式LCD结构的实例的示意图。

现有半透射半反射式LCD的结构，包括有：

一下衬底100，其上具有一绝缘层110；

一反射电极(reflective electrode)120，位于该绝缘层110上，该反射电极120具有不透明部分(opaque portion)122和透明部分(transparent portion)124，其中该不透明部分122例如是铝层，而该透明部分124例如是铟锡氧化物(ITO)层；

一上衬底160，相对于该下衬底100；

一彩色滤光片150，位于上衬底160的内侧表面上；

一共同电极140，位于该彩色滤光片150上；

一液晶层130，夹在下衬底100与上衬底160之间。

然而，上述现有半透射半反射式LCD在使用中，因为外部光(ambientlight，即反射光)170通过彩色滤光片150的次数是两次，而背光(backlight，即透射光)180通过彩色滤光片150的次数是一次，所以造成反射模式下和透射模式下的显示颜色无法相同，即色彩浓度(色饱和度，color purity)相差很大的问题。

发明内容

因此，本发明的一个目的，在于提供一种半透射半反射式液晶显示器的结构。

本发明的另一目的，在于提供一种可以使反射模式下和透射模式下的色彩饱和度相近的半透射半反射式液晶显示器的结构。

本发明的又一目的，在于提供一种利用将彩色滤光片形成在阵列上的工艺(称为Color Filter on Array工艺，简称COA工艺)，而形成反射模式下和透射模式下的色彩饱和度相近的半透射半反射式液晶显示器的结构。

为达上述目的，本发明提供一种半透射半反射式液晶显示器的结构。该结构包括：一第一衬底，具有一透射区和一反射区；一绝缘层，形成于位于该反射区的该第一衬底上；一反射层，形成于该绝缘层上；一彩色滤光片，形成于该第一衬底和该反射层上，其中位于该反射区的该彩色滤光片的厚度比位于该透射区的该彩色滤光片的厚度薄；一像素电极，顺序地形成于部分该彩色滤光片上；一第二衬底，相对于该第一衬底；一共同电极，形成于该第二衬底内侧上；一液晶层，夹在该第一衬底与该第二衬底之间。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1显示现有半透射半反射式LCD结构的实例的示意图；

图2显示本发明第一实施例的半透射半反射式LCD结构的示意图；

图3显示本发明第二实施例的半透射半反射式LCD结构的示意图；

图4A显示本发明第三实施例的半透射半反射式LCD结构的示意图；以及

图4B显示本发明第三实施例的变形例的半透射半反射式LCD结构的示意图。

附图标记说明

(现有部分)

100下衬底 110绝缘层

120反射电极 122不透明部分

124透明部分 130液晶层

140共同电极 150彩色滤光片

160上衬底 170外部光(反射光)

180背光(透射光)

(本发明部分)

200、300、400第一衬底(下衬底)

201、301、401透射区

202、302、402反射区

210、310、410绝缘层

220、320、420反射层

230、330、430彩色滤光片

240、340、440像素电极

270、370、470液晶层

280、380、480共同电极

485透明层

290、390、490第二衬底(上衬底)

具体实施方式

第一实施例

请参阅图2，说明本发明第一实施例的半透射半反射式LCD结构。

首先，请参阅图2，提供例如是具有薄膜晶体管(TFTs，未显示)的阵列玻璃基板(array substrate)的一第一衬底200，其上具有一透射区(transmissionarea)201和一反射区(reflection area)202。然后，在位于反射区202的该第一衬底200上形成一绝缘层210，其中绝缘层210可以由透明或不透明的绝缘材料构成，该绝缘层210例如是有机光致抗蚀剂层或树脂层。这里要特别说明的是，为了要保护第一衬底200上的TFTs以及平坦化的作用，可以先形成一透明绝缘层(未显示)于该第一衬底200上。

接着，仍请参阅图2，形成一反射层220于该绝缘层210上，其中该反射层220例如是铝层或银层。

其次，仍请参阅图2，利用将彩色滤光片形成在阵列上的工艺(简称COA工艺)，通过颜料分散法(pigment dispersion method)、喷墨法(inkjet method)等等方式将例如具有红色区(R)、绿色区(G)以及蓝色区(B)的一彩色滤光片(color filter)230形成在该第一衬底200和该反射层220上，其中可藉由控制绝缘层210的厚度，使位于反射区202的该彩色滤光片230的厚度x比位于透射区201的该彩色滤光片230的厚度y薄，即优选地是位于反射区202的该彩色滤光片230的厚度x与位于透射区201的该彩色滤光片230的厚度y的比例范围是x/y＝1/1.2～1/2。在此，为了要形成具有双间隙的液晶胞结构(dual cell gap structure)，可藉由控制彩色光致抗蚀剂(color resist，即彩色滤光片的原料)的黏度，使位于反射区202的该彩色滤光片230表面高于位于透射区201的该彩色滤光片230表面。

其次，仍请参阅图2，顺序地形成一像素电极(pixel electrode)240于部分该彩色滤光片230上，其中该像素电极240例如是铟锡氧化物(ITO)层或铟锌氧化物(IZO)层。

请参阅图2，提供相对于该第一衬底200的一第二衬底290，该第二衬底290例如是玻璃衬底。然后，形成一共同电极(common electrode)280于该第二衬底290内侧上，其中该共同电极280例如是铟锡氧化物(ITO)层或铟锌氧化物(IZO)层。接着，在该第一衬底200与该第二衬底290之间灌入液晶(liquid crystal)，而形成一液晶层270，夹在该第一衬底200与该第二衬底290之间。

因此，根据上述第一实施例的半透射半反射式LCD结构，由于外部光(ambient light)291经过位于反射区202的该彩色滤光片230的路径距离，相似于背光(backlight)292经过位于透射区201的该彩色滤光片230的路径距离，所以本发明的半透射半反射式LCD结构在反射模式下和在透射模式下的色彩饱和度是非常相近的。

第二实施例

请参阅图3，说明本发明第二实施例的半透射半反射式LCD结构。

首先，请参阅图3，提供例如是具有薄膜晶体管(TFTs，未显示)的阵列玻璃基板(array substrate)的一第一衬底300，其上具有一透射区(transmissionarea)301和一反射区(reflection area)302。然后，经由涂布法及蚀刻工艺，在位于反射区302的该第一衬底300上形成一透明绝缘层310，其中透明绝缘层310例如是有机光致抗蚀剂层或树脂层。这里要特别说明的是，该透明绝缘层310并未完全被蚀刻，即该透明绝缘层310位于该第一衬底300上，其中位于反射区302的该透明绝缘层310的厚度比位于透射区301的该透明绝缘层310的厚度厚，例如，位于反射区302的该透明绝缘层310的厚度与位于透射区302的该透明绝缘层310的厚度的比例范围是1/2～1/10。

接着，仍请参阅图3，在位于反射区302的该透明绝缘层310上形成一反射层320，其中该反射层320例如是铝层或银层。

其次，仍请参阅图3，利用将彩色滤光片形成在阵列上的工艺(简称COA工艺)，通过颜料分散法(pigment dispersion method)、喷墨法(inkjet method)等等方式将例如具有红色区(R)、绿色区(G)以及蓝色区(B)的一彩色滤光片(color filter)330形成于该透明绝缘层310和该反射层320上，其中可藉由控制透明绝缘层310的厚度，使位于反射区302的该彩色滤光片330的厚度x比位于透射区301的该彩色滤光片330的厚度y薄，即优选地是位于反射区302的该彩色滤光片330的厚度x与位于透射区301的该彩色滤光片330的厚度y的比例范围是x/y＝1/1.2～1/2。在此，为了要形成具有双间隙的液晶胞结构(dual cell gap structure)，可藉由控制彩色光致抗蚀剂(color resist，即彩色滤光片的原料)的黏度，使位于反射区302的该彩色滤光片330表面高于位于透射区301的该彩色滤光片330表面。

其次，仍请参阅图3，顺序地形成一像素电极(pixel electrode)340于部分该彩色滤光片330上，其中该像素电极340例如是铟锡氧化物(ITO)层或铟锌氧化物(IZO)层。

请参阅图3，提供相对于该第一衬底300的一第二衬底390，该第二衬底390例如是玻璃衬底。然后，形成一共同电极(common electrode)380于该第二衬底390内侧上，其中该共同电极380例如是铟锡氧化物(ITO)层或铟锌氧化物(IZO)层。接着，在该第一衬底300与该第二衬底390之间灌入液晶(liquid crystal)，而形成一液晶层370，夹在该第一衬底300与该第二衬底390之间。

因此，根据上述第二实施例的半透射半反射式LCD结构，由于外部光(ambient light)391经过位于反射区302的该彩色滤光片330的路径距离，相似于背光(backlight)392经过位于透射区301的该彩色滤光片330的路径距离，所以本发明的半透射半反射式LCD结构在反射模式下和在透射模式下的色彩饱和度是非常相近的。

第三实施例

请参阅图4A，说明本发明第三实施例的半透射半反射式LCD结构。

首先，请参阅图4A，提供例如是具有薄膜晶体管(TFTs，未显示)的阵列玻璃基板(array substrate)的一第一衬底400，其上具有一透射区(transmissionarea)401和一反射区(reflection area)402。然后，在位于反射区402的该第一衬底400上形成一绝缘层410，其中绝缘层410可以由透明或不透明的绝缘材料所构成，该绝缘层410例如是有机光致抗蚀剂层或树脂层。这里要特别说明的是，为了要保护第一衬底400上的TFTs以及平坦化的作用，可以先形成一透明绝缘层(未显示)于该第一衬底400上。

接着，仍请参阅图4A，形成一反射层420于该绝缘层410上，其中该反射层420例如是铝层或银层。

其次，仍请参阅图4A，利用将彩色滤光片形成在阵列上的工艺(简称COA工艺)，通过颜料分散法(pigment dispersion method)、喷墨法(inkjetmethod)等等方式将例如具有红色区(R)、绿色区(G)以及蓝色区(B)的一彩色滤光片(color filter)430形成于该第一衬底400和该反射层420上，其中可藉由控制绝缘层410的厚度，使位于反射区402的该彩色滤光片430的厚度x比位于透射区401的该彩色滤光片430的厚度y薄，即优选地是位于反射区402的该彩色滤光片430的厚度x与位于透射区401的该彩色滤光片430的厚度y的比例范围是x/y＝1/1.2～1/2。在此，为了要形成具有单间隙的液晶胞结构(single cell gap structure)，可使该彩色滤光片430具有一平坦的表面。

其次，仍请参阅图4A，顺序地形成一像素电极(pixel electrode)440于部分该彩色滤光片430上，其中该像素电极440例如是铟锡氧化物(ITO)层或铟锌氧化物(IZO)层。

请参阅图4A，提供相对于该第一衬底400的一第二衬底490，该第二衬底490例如是玻璃衬底。然后，形成一共同电极(common electrode)480于该第二衬底490内侧上，其中该共同电极480例如是铟锡氧化物(ITO)层或铟锌氧化物(IZO)层。接着，在该第一衬底400与该第二衬底490之间灌入液晶(liquid crystal)，而形成一液晶层470，夹在该第一衬底400与该第二衬底490之间。

因此，根据上述第三实施例的半透射半反射式LCD结构，由于外部光(ambient light)491经过位于反射区402的该彩色滤光片430的路径距离，相似于背光(backlight)492经过位于透射区401的该彩色滤光片430的路径距离，所以本发明的半透射半反射式LCD结构在反射模式下和在透射模式下的色彩饱和度是非常相近的。

第三实施例的变形例

请参阅图4B，说明本发明第三实施例的变形例的半透射半反射式LCD结构。还有，图4B中的组成部分与图4A中的组成部分相似者，将用相同的标记表示。

第三实施例的变形例是将第三实施例的LCD结构改变成具有双间隙的液晶胞结构(dual cell gap structure)，其结构如图4B所示，仅改变上方基板的结构。

该上方基板的制造方法例如是，先在位于反射区402的该第二衬底490内侧上形成一透明层485，该透明层485例如是二氧化硅层或有机树脂层。然后顺序地形成该共同电极480于该第二衬底490和该透明层485上。如此，可使该液晶层470具有不相同的间隙。

本发明的结构特征在于：一第一衬底，具有一透射区与一反射区；一绝缘层，形成于位于该反射区的该第一衬底上；一反射层，形成于该绝缘层上；一彩色滤光片，形成于该第一衬底和该反射层上，其中位于该反射区的该彩色滤光片的厚度比位于该透射区的该彩色滤光片的厚度薄；一像素电极，顺序地形成于部分该彩色滤光片上；一第二衬底，相对于该第一衬底。一共同电极，形成于该第二衬底内侧上；一液晶层，夹在该第一衬底与该第二衬底之间。

因此，相比较现有技术与本发明，在本发明的半透射半反射式液晶显示器的结构中，由于外部光(或称反射光)和背光(或称透射光)通过位于TFT基板上的彩色滤光片的路径距离相近，所以本发明的半透射半反射式LCD结构在反射模式下和在透射模式下的色彩饱和度是非常相近的。

本发明虽结合优选实施例披露如上，然其并非用以限定本发明的范围，本领域内的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可做少许的更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求所界定的为准。

Claims

1.一种半透射半反射式液晶显示器，包括：

一第一衬底，具有一透射区和一反射区；

一透明绝缘层，形成于该第一衬底上，其中位于该反射区的该透明绝缘层的厚度比位于该透射区的该透明绝缘层的厚度厚；

一反射层，形成于位于该反射区的该透明绝缘层上；

一彩色滤光片，形成于该透明绝缘层和该反射层上，其中位于该反射区的该彩色滤光片的厚度比位于该透射区的该彩色滤光片的厚度薄；

一像素电极，顺序地形成于部分该彩色滤光片上；

一第二衬底，相对于该第一衬底；

一共同电极，形成于该第二衬底内侧上；以及

一液晶层，夹在该第一衬底与该第二衬底之间。

2.如权利要求1所述的半透射半反射式液晶显示器，其中位于该反射区的该透明绝缘层的厚度与位于该透射区的该透明绝缘层的厚度的比例范围是1/1.2～1/20。

3.如权利要求1所述的半透射半反射式液晶显示器，其中位于该反射区的该彩色滤光片的厚度与位于该透射区的该彩色滤光片的厚度的比例范围是1/1.2～1/20。

4.如权权利要求1所述的半透射半反射式液晶显示器，其中位于该反射区的该彩色滤光片表面高于位于该透射区的该彩色滤光片表面。

5.如权权利要求1所述的半透射半反射式液晶显示器的结构，其中该彩色滤光片具有平坦的表面。

6.如权利要求5所述的半透射半反射式液晶显示器，还包括：

一透明层，形成于位于该反射区的、该第二衬底和该共同电极之间。