CN1740863A

CN1740863A - 半穿透半反射液晶显示器

Info

Publication number: CN1740863A
Application number: CN 200410057346
Authority: CN
Inventors: 丁岱良; 温志坚; 郑其铭; 郭光埌; 庄享儒; 蔡佳怡
Original assignee: Toppoly Optoelectronics Corp
Current assignee: TPO Displays Corp
Priority date: 2004-08-26
Filing date: 2004-08-26
Publication date: 2006-03-01

Abstract

本发明提供一种半穿透半反射液晶显示器，其由多个像素区所组成，且每个像素区各包含三个不同颜色的次像素区，此些次像素区至少其中之一包括：一第一基板，包含一穿透区和一反射区；一第二基板，位于第一基板的上方；一液晶，位于第一基板和第二基板之间；以及一彩色滤光片，形成于第二基板的下方，且包括一第一颜色光阻，其全部或大部分位于反射区内；以及一第二颜色光阻，其全部或大部分位于穿透区内，使得制程误差而造成偏移时，不会改变第二颜色光阻于穿透区内的面积。藉由本发明的半穿透半反射液晶显示器，可使反射区和穿透区的色度达到目标值。

Description

半穿透半反射液晶显示器

技术领域

本发明有关于一种半穿透半反射液晶显示器，特别有关于一种可使反射区和穿透区的色度达到目标值的半穿透半反射液晶显示器。

背景技术

液晶显示器(LCD；liquid crystal display)可分为三种，穿透式(transmissive)液晶显示器、反射式(reflective)液晶显示器、和半穿透半反射式(transflective)液晶显示器。穿透式LCD使用背光(back light)来作显示，但只能传送约3％至8％的背光，因此，穿透式LCD需要高亮度的背光，因而增加电力消耗。反射式LCD是使用环境光来作显示，因此较为省电。然而，反射式LCD仅能在白天或办公室内有外界光存在的情况下使用，但无法在夜晚或微光下使用。

因此，半穿透半反射式LCD即因应而生。图1显示一传统半穿透半反射式LCD的剖面示意图，其包括一上基板160，一下基板150，夹于上下基板150，160之间的一液晶层180，以及位于下基板150之下的一背光模块170。一共同电极162设于上基板160的下方，一透明穿透电极164位于下基板150上的穿透区t上。一反射电极152位于下基板150的反射区r上，且在穿透区t上具有一透光开口154。一滤光片168位于上基板160和共同电极162之间。对于穿透模式，背光170所发出的光174，经由下基板150、透明穿透电极164、滤光片168、和上基板160而出光。对于反射模式，环境光172经由上基板160和滤光片168，入射到反射电极152上，被反射电极152反射，再次经过滤光片168和上基板160而出光。

如上所述，在穿透区t，背光170所发出的光线174仅穿透滤光片168一次即出光，但在反射区r，环境光172却穿透滤光片168两次才出光。因此，会造成反射区的色饱合度较穿透区的色饱合度高的情况发生。

为解决上述问题，习知曾想到在反射区内使用较浅色的颜色光阻，在穿透区内使用较深色的颜色光阻，以使反射区的色饱合度和穿透区的色饱合度变为差不多。图2为传统上一像素单元的滤光片，显示绿色次像素区使用深浅两色光阻的情形。此像素单元分为三个次像素区：R，G，B。R次像素区内使用一种红色光阻210R，B次像素区内使用一种蓝色光阻210B，至于G次像素区内则使用两种绿色光阻211G和212G，其中211G的颜色较212G为浅。

图3为沿图2的3-3’线而视的剖面示意图，显示半穿透半反射液晶显示器的G次像素区。请参阅图3，此半穿透半反射LCD包括一下基板100，一上基板200，和夹于上下基板100，200之间的液晶层300。下基板100又可分为一绿色反射区G(r)和一绿色穿透区G(t)，一反射电极191位于绿色反射区G(r)上，一透明穿透电极192位于绿色穿透区G(t)上。上基板200上设有绿色光阻211G和212G，绿色光阻211G位于下基板100的反射区G(r)的相对位置上，而绿色光阻212G则位于穿透区G(t)的相对位置上。由于在反射区G(r)的光阻211G的颜色较在穿透区G(t)的212G为浅，可降低反射区的色饱合度，而使得反射区和穿透区的色饱合度趋于一致。

一般在制作滤光片之前，会先依照色度目标值进行计算机仿真，再实际制作滤光片。如图3所示，反射区G(r)的光阻211G和穿透区G(t)的光阻212G不可避免地会有重达的情况发生，然而，计算机仿真时都是以光阻边缘为平整的理想状况来计算的，并未考虑光阻重迭的情况。再者，因制程中(1)制作光阻的位置精度；(2)光罩原始设计重迭值；(3)光阻材料本身特性；(4)CellProcess-Assembly对位误差等原因而造成偏移时，均会造成LCD的实际色度与预期的目标色度产生偏差，而失去计算机仿真的意义。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的为解决上述问题而提供一种可使反射区和穿透区的色度达到目标值的半穿透半反射液晶显示器。

为达成本发明的目的，依据本发明的第一特征，本发明的半穿透半反射液晶显示器是由多个像素区所组成，且每个像素区各包含三个不同颜色的次像素区；而此些次像素区至少其中之一包括：一第一基板，包含一穿透区和一反射区；一第二基板，位于第一基板的上方；一液晶，位于第一基板和第二基板之间；以及一彩色滤光片，形成于第二基板的下方，且包含一第一颜色光阻及一第二颜色光阻；其中当第一颜色光阻所设计的图案，全部位于反射区内时，第二颜色光阻亦有部分位于反射区内；或当第二颜色光阻所设计的图案，全部位于穿透区内时，第一颜色光阻亦有部分位于穿透区内；使得因制程误差而造成偏移时，并不会改变第二颜色光阻位于穿透区的面积。

依据本发明的第二特征，本发明的半穿透半反射液晶显示器由多个像素区所组成，且每个像素区各包含三个不同颜色的次像素区；而此些次像素区至少其中之一包括：

一第一基板，包含一穿透区及一反射区；一第二基板，位于第一基板的上方；一液晶，位于第一基板和第二基板之间；以及一彩色滤光片，形成于第二基板的下方，且包含一第一颜色光阻及一第二颜色光阻；其中第二颜色光阻所设计的图案，部分位于穿透区内且部分位于反射区内，使得因制程误差而造成偏移时，第二颜色光阻在穿透区内有一增加部分与一减少部分，且增加部分和减少部分的面积互为补偿或大致相等。

第一和第二颜色光阻可为一同颜色，且第一颜色光阻的色饱合度比第二颜色光阻的色饱合度为低。

反射区可位于穿透区的外围，或者，反射区可位于穿透区的旁边。

附图说明

图1显示一传统半穿透半反射式LCD的剖面示意图。

图2为传统的一像素单元的滤光片，显示绿色次像素区使用深浅两色光阻的情形。

图3为沿图2的3-3’线而视的剖面示意图。

图4a显示依据本发明第一具体实施例的半穿透半反射液晶显示器的一次像素区的颜色光阻的平面图，图4b显示沿着图4a的4-4’线而视的剖面示意图。

图5显示依据本发明第二具体实施例的半穿透半反射液晶显示器的一次像素区的颜色光阻的平面图。

图6a显示依据本发明第三具体实施例的半穿透半反射液晶显示器的一次像素区的颜色光阻的平面图。

图6b显示当第二颜色光阻22因制程误差而沿着方向D1偏移时穿透区t的状况。

图6c显示当第二颜色光阻22因制程误差而沿着方向D1偏移时反射区r的状况。

图7显示依据本发明第四具体实施例的半穿透半反射液晶显示器的一次像素区的颜色光阻的平面图。

图8显示依据本发明第五具体实施例的半穿透半反射液晶显示器的一次像素区的颜色光阻的平面图。

图9显示依据本发明第六具体实施例的半穿透半反射液晶显示器的一次像素区的颜色光阻的平面图。

图10显示本发明六色光阻的平面图。

符号说明：

150～下基板， 152～反射电极，

154～透光开口， 160～上基板

162～共同电极， 164～透明穿透电极，

168～滤光片， 170～背光，

172～环境光， 174～背光170所发出的光，

180～液晶层， t～穿透区，

r～反射区， R～红色次像素区，

G～绿色次像素区， B～蓝色次像素区，

210R～红色光阻， 210B～蓝色光阻，

211G～较浅的绿色光阻， 212G～较深的绿色光阻，

100～下基板， 200～上基板，

300～液晶层， G(r)～绿色反射区，

G(t)～绿色穿透区， 191～反射电极，

192～透明穿透电极， 10～第一基板，

11～反射电极， 12～透明穿透电极，

20～第二基板， 21～第一颜色光阻，

22～第二颜色光阻， 22’～偏移后的第二颜色光阻，

22(t1)～第二颜色光阻22因偏移在穿透区t处所增加的部分，

22(t 2)～第二颜色光阻22因偏移在穿透区t处所减少的部分，

22(r1)～第二颜色光阻22因偏移在反射区r处所增加的部分，

22(r2)～第二颜色光阻22因偏移在反射区r处所减少的部分，

30～液晶， r～反射区，

t～穿透区， CF～彩色滤光片，

L1～第一界限， L2～第二界限，

D1～光阻偏移方向， D2～光阻偏移方向，

R～红色次像素区， G～绿色次像素区，

B～蓝色次像素区， 21(R)～第一红色光阻，

22(R)～第二红色光阻， 21(G)～第一绿色光阻，

22(G)～第二绿色光阻， 21(B)～第一蓝色光阻，

22(R)～第二蓝色光阻，

具体实施方式

本发明的特征在于深浅色光阻在反射区和穿透区的相对位置上的设计。由于在实际制作时，深浅色光阻在反射区和穿透区的边界会有重迭混色的情况以及上下基板在制程中会产生误差，因此，本发明在模拟时即将二者列入考量，以补偿重迭混色及上下基板在制程中的误差所造成的色偏差。

图4a显示依据本发明第一具体实施例的半穿透半反射液晶显示器的一次像素区的颜色光阻的平面图，图4b显示沿着图4a的4-4’线而视的剖面示意图。请参阅图4b，此图仅显示本发明半穿透半反射液晶显示器的一个次像素区的部分。此半穿透半反射LCD包括：一第一基板10，一第二基板20，和界于两基板之间的液晶30。第一基板(又称数组基板)10的一次像素区分为一反射区r和一穿透区t，反射区r位于穿透区t的外围。反射区r上有一反射电极11，穿透区t上有一透明穿透电极12，反射区r和穿透区t之间有一第一界限L1。

一彩色滤光片CF形成于第二基板20的下方，面对穿透电极12和反射电极11。本实施例以单一次像素区的单一颜色的光阻为例作说明。彩色滤光片CF包括同颜色的一第一颜色光阻21和一第二颜色光阻22，其中第一颜色光阻21的色饱合度比第二颜色光阻22的色饱合度为低。第一和第二颜色光阻21和22之间有一第二界限L2。

如图4a和图4b所示，第二界限L2全部位于第一基板10的穿透区t内(虚线所围起的部分)。亦即，第二颜色光阻22全部位于穿透区t内，第一颜色光阻21大部分位于反射区r内，其余位于穿透区t内。可依据制程误差所可能造成的偏移，适度调整第二界限L2与第一界限L1的距离。例如，可将第二界限L2与第一界限L1的距离调整在大约0.05至10μm的范围内。如此，当第二颜色光阻22因制程误差而造成偏移时，由于深色光阻(第二颜色光阻22)仍会在穿透区t的范围内，因此，第二颜色光阻22于穿透区t内的面积可保持不变，而可使得反射区r和穿透区t的色度不受影响，而能符合目标色度值。

图5显示依据本发明第二具体实施例的半穿透半反射液晶显示器的一次像素区的颜色光阻的平面图。虚线所围起的部分为数组基板(未显示)上的穿透区t，虚线以外的部分为反射区r，反射区r和穿透区t之间有一第一界限L1(即虚线)。颜色光阻包括同颜色的一第一颜色光阻21和一第二颜色光阻22，第一颜色光阻21的色饱合度比第二颜色光阻22的色饱合度为低，第一和第二颜色光阻21，22之间有一第二界限L2。如图5所示，第二界限L2全部位于数组基板的反射区r内(虚线以外)。亦即，第一颜色光阻21全部位于反射区r内，第二颜色光阻22大部分位于穿透区t内，其余位于反射区r内。可依据制程误差所可能造成的偏移，适度调整第二界限L2与第一界限L1的距离。例如，可将第二界限L2与第一界限L1的距离调整在大约0.05至10μm的范围内。如此，当第二颜色光阻22因制程误差而造成偏移时，由于第二界限L2仍然在反射区内，因此，第二颜色光阻22于穿透区t内(虚线内)的面积可保持不变，而可使得反射区和穿透区的色度不受影响，而能符合目标色度值。

图6a显示依据本发明第三具体实施例的半穿透半反射液晶显示器的一次像素区的颜色光阻的平面图。虚线所围起的部分为数组基板(未显示)上的穿透区t，虚线以外的部分为反射区r，反射区r和穿透区t之间有一第一界限L1(虚线)。颜色光阻包括同颜色的一第一颜色光阻21和一第二颜色光阻22，第一颜色光阻21的色饱合度比第二颜色光阻22的色饱合度为低，第一和第二颜色光阻21，22之间有一第二界限L2。如图6a所示，第二界限L2有部分位于数组基板的反射区r上(虚线以外)，有部分位于穿透区t上(虚线以内)。亦即，第一颜色光阻21的大部分位于反射区r内，其余位于穿透区t内，第二颜色光阻22大部分位于穿透区t内，其余位于反射区r内。在图6a中，第二颜色光阻22所设计的图案为一菱形，但其图案形状并不以此为限。

图6b显示当第二颜色光阻22因制程误差而沿着方向D1偏移时穿透区t的状况。为方便了解起见，偏移后的第二颜色光阻标示为22’。当颜色光阻22偏移到颜色光阻22’时，颜色光阻22在穿透区t处的增加部分标示为22(t1)，及减少部分标示为22(t2)。于是，增加部分22(t1)的面积和减少部分22(t2)的面积互为补偿；或在穿透区处增加部分22(t1)的面积和减少部分22(t2)的面积大致相等。如此，即使第二颜色光阻22因制程误差而造成偏移时，第二颜色光阻22在穿透区t内的面积仍可维持不变。

图6c显示当第二颜色光阻22因制程误差而沿着方向D1偏移时反射区r的状况。为方便了解起见，偏移后的第二颜色光阻标示为22’。当颜色光阻22偏移到颜色光阻22’时，颜色光阻22在反射区r处所增加的部分标示为22(r1)，所减少的部分标示为22(r2)。于是，增加的部分22(r1)的面积和减少的部分22(r2)的面积互为补偿；或在反射区处增加的部分22(r1)的面积和减少的部分22(r2)大致相等。如此，即使第二颜色光阻22因制程误差而造成偏移时，第二颜色光阻22在反射区r内的面积仍可维持不变。

综合上述，藉由图6a的滤光片设计，当第二颜色光阻22因制程误差而造成偏移时，由于第二颜色光阻22在穿透区t处所增加与减少的面积互为补偿，在反射区r处所增加与减少的面积互为补偿，因此，可使得反射区r和穿透区t的色度不受影响，而能符合目标色度值。

图7和图8显示依据本发明第四和第五具体实施例的半穿透半反射液晶显示器的一次像素区的颜色光阻的平面图，为图6a的变化形式。在图7和图8中，第二颜色光阻22所设计的图案为一具有多个凹陷的矩形，但其图案形状并不以此为限。例如，第二颜色光阻22所设计的图案亦可为一具有多个凹陷的多边形。

图7和图8的设计原理和图6a类似，其共同点为，第二界限L2有部分位于数组基板的反射区r上(虚线以外)，有部分位于穿透区t上(虚线以内)，并且，将第二颜色光阻22设计为，当第二颜色光阻22因制程误差而造成偏移时，在穿透区t处所增加与减少的面积互为补偿。最好是将在穿透区t处所增加与减少的面积设计为大致相等。如此，即使第二颜色光阻22因制程误差而造成偏移时，第二颜色光阻22在穿透区t内的面积仍可维持不变。

再者，亦可将第二颜色光阻22设计为，当第二颜色光阻22因制程误差而造成偏移时，在反射区r处所增加与减少的面积互为补偿。最好是将在反射区r处所增加与减少的面积设计为大致相等。如此，即使第二颜色光阻22因制程误差而造成偏移时，第二颜色光阻22在反射区r内的面积仍可维持不变。如此，反射区和穿透区的色度不致因光阻偏移而有变化，而能符合目标色度值。

图9显示依据本发明第六具体实施例的半穿透半反射液晶显示器的一次像素区的颜色光阻的平面图。实线所围起的部分为数组基板(未显示)上的反射区r，虚线所围起的部分为数组基板(未显示)上的穿透区t，反射区r和穿透区t之间有一第一界限L1。颜色光阻包括同颜色的一第一颜色光阻21和一第二颜色光阻22，第一颜色光阻21的色饱合度比第二颜色光阻22的色饱合度为低，第一和第二颜色光阻21和22之间有一第二界限L2。如图9所示，第二界限L2有部分位于穿透区t内，有部分于第一界限L1上。亦即，第一颜色光阻21大部分位于反射区r内，其余位于穿透区t内，第二颜色光阻22全部位于穿透区t内。可依据制程误差所可能造成的偏移，适度调整在穿透区t内第二颜色光阻22的边缘和第一颜色光阻21的边缘的距离。例如，可将穿透区t内第二颜色光阻22的边缘和第一颜色光阻21的边缘的距离调整在大约0.05至10μm的范围内。如此，当第二颜色光阻22因制程误差而沿着D2方向偏移时，由于第二颜色光阻22仍然在穿透区t内，因此，第二颜色光阻22于穿透区t内的面积可保持不变，而可使得反射区和穿透区的色度不受影响，而能符合目标色度值。

以上所举的具体实施例都是针对一个次像素区的颜色光阻来作说明，可以是红色光阻、绿色光阻、或蓝色光阻，并没有限制。因此，依照所用颜色光阻的数量，可将本发明分为以下几类。

四色光阻：可将一种颜色的光阻设计为具有深浅色，浅色光阻的全部或大部分位于反射区内，深色光阻的全部或大部分位于穿透区内，使得光阻因制程误差而造成偏移时，深色光阻在穿透区内的面积可维持不变，或者深色光阻在穿透区内所增加或所减少的面积互为补偿。至于另两种颜色可仅用单一颜色光阻。

五色光阻：可将两种颜色的光阻设计为具有深浅色，浅色光阻的全部或大部分位于反射区内，深色光阻的全部或大部分位于穿透区内，使得光阻因制程误差而造成偏移时，深色光阻在穿透区内的面积可维持不变，或者深色光阻在穿透区内所增加或所减少的面积互为补偿。至于另一种颜色可仅用单一颜色光阻。

六色光阻：可将三种颜色的光阻均设计为具有深浅色，浅色光阻的全部或大部分位于反射区内，深色光阻的全部或大部分位于穿透区内，使得光阻因制程误差而造成偏移时，深色光阻在穿透区内的面积可维持不变，或者深色光阻在穿透区内所增加或所减少的面积互为补偿。图10即显示一个像素区的本发明六色光阻的平面图。此六色光阻包括一红色光阻，位于一红色次像素区R内；一绿色光阻，位于一绿色次像素区G内；和一蓝色光阻，位于一蓝色次像素区B内。

红色光阻包括一第一红色光阻21(R)和一第二红色光阻22(R)，第一红色光阻21(R)的色饱合度比第二红色光阻22(R)的色饱合度为低。其设计和图7所示相同，在此不再赘述。

绿色光阻包括一第一绿色光阻21(G)和一第二绿色光阻22(G)，第一绿色光阻21(G)的色饱合度比第二绿色光阻22(G)的色饱合度为低。其设计和图4a所示相同，在此不再赘述。

蓝色光阻包括一第一蓝色光阻21(B)和一第二蓝色光阻22(B)，第一蓝色光阻21(B)的色饱合度比第二蓝色光阻22(B)的色饱合度为低。其设计和图6a所示相同，在此不再赘述。

综合上述，本发明在数组基板的反射区和穿透区的相对位置上，分别使用浅色光阻和深色光阻作为滤光，藉由深浅色光阻在反射区和穿透区的相对位置上的特殊设计，使得光阻因制程误差而造成偏移时，深色光阻在穿透区内的面积可维持不变，或者深色光阻在穿透区内所增加或所减少的面积互为补偿，最好是相等。如此，可使得因制程误差与光阻重迭混色所产生的影响减低，而使反射区和穿透区的色度符合目标色度值。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求范围所界定者为准。

Claims

1.一种半穿透半反射液晶显示器，由多个像素区所组成，且每个该像素区各包含三个不同颜色的次像素区；而该些次像素区至少其中之一包括：

一第一基板，包含一穿透区和一反射区；

一第二基板，位于该第一基板的上方；

一液晶，位于该第一基板和该第二基板之间；以及

一彩色滤光片，形成于该第二基板的下方，且包含一第一颜色光阻及一第二颜色光阻；

其中当该第一颜色光阻所设计的图案，全部位于该反射区内时，该第二颜色光阻亦有部分位于该反射区内；或

当该第二颜色光阻所设计的图案，全部位于该穿透区内时，该第一颜色光阻亦有部分位于该穿透区内；

使得因制程误差而造成偏移时，并不会改变该第二颜色光阻位于该穿透区的面积。

2.根据权利要求1所述的半穿透半反射液晶显示器，其中该第一和第二颜色光阻为同一颜色，且该第一颜色光阻的色饱合度比该第二颜色光阻的色饱合度为低。

3.根据权利要求2所述的半穿透半反射液晶显示器，其中该反射区位于该穿透区的外围。

4.一种半穿透半反射液晶显示器，由多个像素区所组成，且每个该像素区各包含三个不同颜色的次像素区；而该些次像素区至少其中之一包括：

一第一基板，包含一穿透区及一反射区；

一第二基板，位于该第一基板的上方；

一液晶，位于该第一基板和该第二基板之间；以及

其中该第二颜色光阻所设计的图案，部分位于该穿透区内且部分位于该反射区内，使得因制程误差而造成偏移时，该第二颜色光阻在该穿透区内有一增加部分与一减少部分。

5.根据权利要求4所述的半穿透半反射液晶显示器，其中该增加部分和该减少部分的面积大致相等。

6.根据权利要求4所述的半穿透半反射液晶显示器，其中该第一和第二颜色光阻为一同颜色，且该第一颜色光阻的色饱合度比该第二颜色光阻的色饱合度为低。

7.根据权利要求4所述的半穿透半反射液晶显示器，其中该反射区位于该穿透区的外围。

8.根据权利要求4所述的半穿透半反射液晶显示器，其中该反射区位于该穿透区的旁边。

9.根据权利要求4所述的半穿透半反射液晶显示器，其中该第二颜色光阻所设计的图案为一菱形。

10.根据权利要求4所述的半穿透半反射液晶显示器，其中该第二颜色光阻所设计的图案为一具有多个凹陷的矩形或一具有多个凹陷的多边形。