CN201212933Y - 彩色滤光基板以及液晶显示器 - Google Patents

Abstract

一种彩色滤光基板以及液晶显示器，其中彩色滤光基板包括基板、彩色滤光层、反射层以及透明导电层。彩色滤光层具有多个彩色滤光薄膜，且位于基板上。反射层位于各彩色滤光薄膜的部分区域上。于各彩色滤光薄膜的另一部分区域上配置透明导电层。因此，上述的本实用新型彩色滤光基板具有滤光以及反射光线的功能。

Description

彩色滤光基板以及液晶显示器

技术领域

本实用新型有关于一种基板以及一种显示装置，且特别是有关于一种彩色滤光基板以及一种液晶显示器。

背景技术

现今社会多媒体技术相当发达，多半受惠于半导体组件或显示装置的进步。就显示器而言，具有高画质、空间利用效率佳、低消耗功率、无辐射等优越特性的液晶显示器已逐渐成为市场的主流。一般液晶显示器可分为穿透式、反射式，以及半穿透半反射式三大类。其中半穿透半反射式液晶显示器可同时在光线充足与光线不足的情形下使用，因此可应用的范围较广。

就半穿透半反射式液晶显示器而言，其可同时利用背光源以及外界光源进行显示。一般而言，半穿透半反射式液晶显示器包括阵列基板、彩色滤光基板以及介于上述二基板的液晶层，阵列基板上的各画素单元可区分为穿透区与反射区。穿透区上具有画素电极，以利背光源穿透，而反射区上具有适于将外界光源反射的反射电极或是反射层。

图1为习知一种半穿透半反射式液晶显示器的剖面的局部示意图。请参照图1，习知的半穿透半反射式液晶显示器100主要由阵列基板110、彩色滤光基板120以及液晶层130所构成。其中，阵列基板110上具有多个画素单元P，而图1中仅绘示其中的一画素单元P为代表作说明，如图1所示，各画素单元P可区分为穿透区T与反射区R，其中穿透区T与反射区R上分别具有画素电极140以及反射电极150。彩色滤光基板120上具有共通电极160以及多个对应各画素单元P的彩色滤光薄膜170。此外，在反射电极150下方通常会配置透明绝缘层180，使得穿透区T与反射区R的晶穴间距(cell gap)不同，藉由控制透明绝缘层180的厚度可以调整光线通过反射区R的相位延迟(retardation)，以得到良好的显示质量。

此外，由图1可知，各反射电极150上方的部分彩色滤光薄膜170上具有开口H，并在开口H内配置透明光阻190，其中透明光阻190的厚度与彩色滤光薄膜170的厚度实质上一致，以使得位于透明光阻190以及彩色滤光薄膜170上的共通电极160具有平坦的表面，进而维持半穿透半反射式液晶显示器100在反射区R的显示质量。换言之，反射电极150不会被彩色滤光薄膜170完全覆盖，而反射区R包括无色反射区Ra与有色反射区Rb，其中无色反射区Ra为被透明光阻190覆盖的部分区域，而有色反射区Rb则为被彩色滤光薄膜170覆盖的部分区域。

彩色滤光薄膜170的开口H设置虽然可以使得反射区R的光线反射率得以提升，然而对于半穿透半反射式液晶显示器100的反射率的改善程度有限，其提升后的反射率也无法超过10％。再者，增加透明光阻190的制作步骤将使得彩色滤光基板120的制造时程拉长，并且，透明光阻190的制作步骤将使得制造成本增加。此外，透明光阻190与彩色滤光薄膜170的开口H的相对位置不易控制，将使得制程变的复杂。

图2为习知另一种半穿透半反射式液晶显示器的剖面的局部示意图。请参照图2，半穿透半反射式液晶显示器200与半穿透半反射式液晶显示器100相似，但二者主要差异之处在于：半穿透半反射式液晶显示器200中彩色滤光薄膜170的开口H位于反射电极150上方，使得反射电极150完全被透明光阻190所覆盖。换言之，反射电极150的上方不配置彩色滤光薄膜170，使得反射区R仅为无色反射区Ra。如此，可以使得半穿透半反射式液晶显示器200的反射区R的光线反射率进一步提升。然而，半穿透半反射式液晶显示器200在制作上由于仍存在透明光阻190的制程，使得制造成本无法降低。此外，位于彩色滤光基板120上的透明光阻190必须与位于阵列基板110上的反射电极150准确贴合，否则不但会使得穿透区T的色度控制不佳，而且反射区R的反射率也会降低。因此，如何在节省成本以及不造成制程控制负担的情况下，使得反射率提升成为半穿透半反射式液晶显示器所面临的重要课题之一。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种彩色滤光基板，其具有较高的反射率。

本实用新型的目的还在于提供一种液晶显示器，其具有较高的外界光源利用率。

本实用新型提出一种彩色滤光基板，其包括基板、彩色滤光层、反射层以及透明导电层。彩色滤光层具有多个彩色滤光薄膜，且位于基板上。反射层位于各彩色滤光薄膜的部分区域上。透明导电层位于各彩色滤光薄膜的另一部分区域上。

在本实用新型的一实施例中，位于各彩色滤光薄膜上的反射层构成反射电极，而位于各彩色滤光薄膜上的透明导电层构成画素电极。

在本实用新型的一实施例中，彩色滤光基板更包括绝缘层，位于各反射电极与彩色滤光层之间，以使得各彩色滤光薄膜上方的反射电极表面高于画素电极的表面。在一实施例中，绝缘层的厚度介于0.1微米至3微米之间，而绝缘层的材料为透明绝缘材料。在另一实施例中，绝缘层的材料与彩色滤光薄膜的材料相同。

在本实用新型的一实施例中，彩色滤光基板更包括薄膜晶体管阵列，其中薄膜晶体管阵列具有多个薄膜晶体管，薄膜晶体管分别与对应的画素电极电性连接。在一实施例中，彩色滤光基板更包括多条讯号线，薄膜晶体管分别与对应的讯号线电性连接。

在本实用新型的一实施例中，反射层的组成包括铝或银。

在本实用新型的一实施例中，彩色滤光基板更包括保护层，覆盖彩色滤光层，且位于反射层下方。

在本实用新型的一实施例中，彩色滤光基板更包括介电层，覆盖反射层。

本实用新型另提出一种液晶显示器，此液晶显示器包括第一基板、第二基板以及位于第一基板以及第二基板之间的液晶层。第一基板具有多个画素单元，各画素单元具有穿透区以及反射区，画素单元包括彩色滤光层、反射层以及透明导电层。彩色滤光层位于穿透区以及反射区上。反射层位于各画素单元的反射区上方的彩色滤光层上，以构成反射电极。透明导电层位于各画素单元的穿透区上，以构成画素电极。第二基板位于第一基板上方，且第二基板靠近第一基板的一侧具有透明电极材料层。

在本实用新型的一实施例中，透明导电层可以延伸至反射层的配置区域。

在本实用新型的一实施例中，画素电极与反射电极电性连接。

在本实用新型的一实施例中，透明电极材料层包括多个彼此平行排列的条状电极。在另一实施例中，透明电极材料层为一共通电极。

在本实用新型的一实施例中，各画素单元更包括主动组件，与对应的画素电极电性连接。在一实施例中，液晶显示器更包括多条讯号线，分别与对应的主动组件电性连接。

在本实用新型的一实施例中，各画素电极位于彩色滤光层上方。在一实施例中，各画素电极位于彩色滤光层下方。

在本实用新型的一实施例中，液晶显示器更包括位于各反射电极与彩色滤光层之间的绝缘层，以使得各画素单元中的反射区的膜层厚度大于穿透区的膜层厚度。在一实施例中，各反射区的膜层与各穿透区的膜层的厚度差介于1微米至4微米之间，而绝缘层的材质为透明绝缘材料。在另一实施例中，绝缘层的材质与彩色滤光层的材质相同。

在本实用新型的一实施例中，液晶显示器更包括透明绝缘层，与反射层相对应地位于第二基板上，且共通电极位于透明绝缘层以及第二基板之间。

在本实用新型的一实施例中，共通电极的材料包括铟锡氧化物或铟锌氧化物。

在本实用新型的一实施例中，反射层的组成包括铝或银。

在本实用新型的一实施例中，液晶显示器更包括保护层，覆盖彩色滤光层，且位于反射层下方。

在本实用新型的一实施例中，液晶显示器更包括介电层，覆盖反射层。

本实用新型还提出一种电子装置，其包括：如上所述的液晶显示器；以及电子组件，电性连接该液晶显示器。

基于上述，本实用新型将彩色滤光层与具有穿透区以及反射区的画素单元位于同一基板上，相较于习知，本实用新型可以降低习知基板组立时对位的制程负担。再者，在本实用新型中，彩色滤光层与画素单元同制作于第一基板上，位于反射电极上方不具有彩色滤光层，因此在提升反射率的同时，可以免除习知的透明光阻的制作流程，有效节省成本。

为让本实用新型的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

图1为习知一种半穿透半反射式液晶显示器的剖面的局部示意图。

图2为习知另一种半穿透半反射式液晶显示器的剖面的局部示意图。

图3A为本实用新型的一种液晶显示器的局部剖面示意图。

图3B为本实用新型的一种液晶显示器的局部剖面示意图。

图4A为本实用新型的一种液晶显示器的基板布局设计示意图。

图4B为本实用新型的一种液晶显示器的基板布局设计示意图。

图5为本实用新型的另一种液晶显示器的局部剖面示意图。

图6A为本实用新型的液晶显示器构成的一种电子装置示意图。

图6B为本实用新型的液晶显示器构成的另一种电子装置示意图。

图6C为本实用新型的液晶显示器构成的另一种电子装置示意图。

主要组件符号说明

100、200：半穿透半反射式液晶显示器

110：阵列基板

120：彩色滤光基板

130：液晶层

140：画素电极

150、350E：反射电极

160、360E：共通电极

170、342：彩色滤光薄膜

180：透明绝缘层

190：透明光阻

300、400、500：液晶显示器

320：第二基板

330：液晶层

340：彩色滤光层

342：彩色滤光薄膜

350：反射层

360：透明导电层

370：透明电极材料层

370A：条状电极

370B：共通电极

380：主动组件

390：讯号线

392：透明绝缘层

410：保护层

420：介电层

510：绝缘层

600：液晶显示器

700：电子组件

800：笔记型计算机

900：手机

1000：腕表

H：开口

P：画素单元

R：反射区

Ra：无色反射区

Rb：有色反射区

T：穿透区

具体实施方式

第一实施例

图3A为本实用新型的一种液晶显示器的局部剖面示意图。请参照图3A，在本实施例中，液晶显示器300主要由第一基板310、第二基板320以及位于第一基板310以及第二基板320之间的液晶层330所构成。其中，第一基板310具有多个画素单元P，且各画素单元P具有穿透区T以及反射区R。详细而言，这些画素单元P中包括彩色滤光层340、反射层350以及透明导电层360，在图3A中仅绘示其中二画素单元P为代表作说明。如图3A所示，画素单元P位于第一基板310上，彩色滤光层340位于画素单元的穿透区T以及反射区R上，以使得画素单元P在进行显示时，藉由彩色滤光层340而达到全彩显示的功能。此外，反射层350位于各画素单元P的反射区R的彩色滤光层340上方，以构成反射电极350E，其中反射层350的组成例如是铝或银。透明导电层360位于各画素单元P的穿透区T上，以构成画素电极360E。此外，第二基板320位于第一基板310上方，第二基板320靠近第一基板310的一侧具有透明电极材料层370，其中透明电极材料层370的材料例如包括铟锡氧化物或铟锌氧化物。在本实施例中，透明电极材料层370例如主要是由多个彼此平行排列的条状电极370A所组成的，换言之，液晶显示器300属于一种被动式驱动液晶显示器。

值得注意的是，本实施例的画素单元P中具有彩色滤光层340，换言之，本实用新型将彩色滤光层340直接与画素电极360E以及反射电极350E设置在同一基板上，相较于习知，本实用新型可以降低习知基板组立时对位的制程负担。再者，在本实用新型中，由于彩色滤光层340与画素单元P共同制作于第一基板上，使得位于反射电极350E上方不具有彩色滤光层340，因此在提升反射率的同时，可以免除习知的透明光阻190(绘示于图1与图2)的制作流程，有效节省成本。

第二实施例

图3B为本实用新型的一种液晶显示器的局部剖面示意图。请参照图3B，本实施例中的液晶显示器400与第一实施例类似，但液晶显示器400的透明电极材料层370为一覆盖在第二基板320表面的共通电极370B，换句话说，液晶显示器400属于主动式驱动液晶显示器。并且，请参照图3B，各画素单元P进一步包括主动组件380以及多条讯号线390，其中主动组件380与对应的画素电极360E电性连接，而主动组件380分别与对应的讯号线390电性连接，讯号线390用以传递一驱动电路所提供的讯号，讯号经由各主动组件380的开关而传递至各画素电极360E上，接着，具有讯号的各画素电极360E与上方第二基板320的共通电极370B之间产生一电压差，使得对应液晶层330中的液晶分子排列作不同程度的变动，进而达到显示的功能。另外，在本实施例中，各画素电极360E位于彩色滤光层340上方，在其它实施例中，各画素电极360E也可以位于彩色滤光层340下方，本实用新型并不限定画素电极360E的位置。一般而言，光线在反射区R的液晶层330中的传输距离大约是光线在穿透区T的液晶层330中的传输距离的两倍，为了避免反射区R及穿透区T的液晶层330对光线造成不同的相位延迟量，在本实施例中，在第二基板320上配置一对应反射层350的透明绝缘层392，并且使得共通电极370B位于透明绝缘层392以及第二基板320之间，藉由调整透明绝缘层392的厚度来控制反射区R与穿透区T上方的晶穴间距，进而达到较佳的显示效果。当然，在其它实施例中，透明绝缘层392也可以配置于第二基板320以及共通电极370B之间，本发明并不限定透明绝缘层392的位置。并且，在一较佳实施例中，透明绝缘层392的厚度介于0.1微米到3微米之间。

值得注意的是，上述的第一基板310、彩色滤光层340、反射层350以及透明导电层360构成一种彩色滤光基板，此彩色滤光基板的彩色滤光层340具有多个彩色滤光薄膜342，其中反射层350位于各彩色滤光薄膜342的部分区域上，而透明导电层360在本实施例中则位于各彩色滤光薄膜342的另一部分区域上，使得此彩色滤光基板除了具有滤光的效果之外，尚兼具反射光线的功能，设计者仅需在此彩色滤光基板的对向侧设置一具有透明电极材料层的基板，例如上述具有多个条状电极370A的第二基板320，或者是具有一共通电极370B的第二基板320，并于二基板之间注入液晶层330，则可以构成半穿透半反射式液晶显示器300，兼具穿透式显示以及反射式显示的功能。当然，在其它实施例中，透明导电层360也可以布满整个画素区域，并与反射电极350E电性连接，本实用新型并不限定透明电极的配置区域。

实务上，设计者基于制程流程的方便性、制造良率或其它设计考虑，可以使得第一基板310的布局设计如图4A所绘。请参照图4A，在彩色滤光层340与反射层350之间设置保护层410，其中保护层410可以大致上全面覆盖彩色滤光层340，以避免在进行例如反射层350蚀刻的后续制程时，使得彩色滤光层340遭受破坏，而影响液晶显示器300的色彩表现。

此外，如图4B所示，在反射层350上方还可以进一步包括介电层420，用以覆盖反射层350，在本实用新型的部分实施例中，此介电层420用以分隔各画素单元P中的画素电极360E与反射电极350E，使二者呈现电性绝缘的状态，但本实用新型并不以此为限。因此，本实用新型并不限定画素单元P中，反射层350、彩色滤光层340以及画素电极360E的布局。

第三实施例

图5为本实用新型的另一种液晶显示器的局部剖面示意图。请参照图5，在本实施例的液晶显示器500与第一实施例的液晶显示器300类似，液晶显示器500将第一实施例用以调整晶穴间距的透明绝缘层392直接制作在第一基板310的反射层350下方，换言之，在本实施例中，液晶显示器500更包括位于各反射电极350E与彩色滤光层340之间的绝缘层510，以使得各画素单元P中的反射区R的膜层厚度大于穿透区T的膜层厚度，使得光线在反射区R的液晶层330中的传输距离大约与光线在穿透区T的液晶层330中的传输距离一致，减少反射的光线与穿透的光线在到达外界时的相位差。

如图5所示，绝缘层510的厚度可以因应液晶层330的相位延迟量而作修正，在一较佳实施例中，各反射区R的膜层与各穿透区T的膜层的厚度差介于1微米至4微米之间。此外，绝缘层510的材质可以是透明绝缘材料。当然，绝缘层510的材质也可以与彩色滤光层340的材质相同，举例而言，彩色滤光层340主要由多个红色滤光薄膜、多个绿色滤光薄膜以及多个蓝色滤光薄膜所组成，在红色滤光薄膜所对应的画素单元P中，可以使用绿色滤光薄膜以及蓝色滤光薄膜的叠层作为放置于反射层350下方的绝缘层510。因此，本实用新型并不限定绝缘层510的厚度与种类。

再者，如图6A、图6B以及图6C所示，由上述实施例所述的彩色滤光基板所构成的液晶显示器600，可以跟电子组件700组合成例如笔记型计算机800、手机900或者腕表1000的电子装置，其中电子组件700例如是控制组件、驱动组件、其它功能组件或者是上述的组合。当然，由上述实施例所述的彩色滤光基板所构成的液晶显示器600，也可以跟其它电子组件组合成其它种类的电子装置。举例而言，电子组件还可以包括感测组件、输入组件、其它功能组件或者是上述的组合，而电子装置还可以例如是手机腕表、摄影机、照相机、影音产品、屏幕、电视等。

值得一提的是，本实施例的液晶显示器将彩色滤光层以及画素单元直接制作于第一基板上，有别于习知的彩色滤光层与画素单元分别制作于不同的基板，本实用新型可以减少组立对位时的制程误差。

综上所述，本实用新型至少具有下述的优点：

1.本实用新型的反射层上方不具有彩色滤光层，相较于习知，可以有效提升反射率。

2.本实用新型在提高反射率的同时，不需额外增加习知的透明光阻的制作，可减少材料耗用种类并节省成本。

3.本实用新型在制作方法中不需额外增加制造步骤，可以缩短制造流程并使制程管控容易。

4.本实用新型将彩色滤光层与画素单元制作于同一基板上，免除习知的基板组立时对位的制程负担，可以提升良率并维持较佳的显示质量。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本实用新型的保护范围当视申请专利范围所界定者为准。

Claims (25)

1、一种彩色滤光基板，其特征在于，包括：

一基板；

一彩色滤光层，具有多个彩色滤光薄膜，且位于该基板上；

一反射层，位于各该彩色滤光薄膜的部分区域上；以及

一透明导电层，位于各该彩色滤光薄膜的另一部分区域上。

2、如权利要求1所述的彩色滤光基板，其特征在于：其中位于各该彩色滤光薄膜上的该反射层构成一反射电极，而位于各该彩色滤光薄膜上的该透明导电层构成一画素电极；该画素电极与该反射电极电性连接。

3、如权利要求1所述的彩色滤光基板，其特征在于：该透明导电层延伸至反射层的配置区域。

4、如权利要求1所述的彩色滤光基板，其特征在于：更包括一绝缘层，位于各该反射电极与该彩色滤光层之间，以使得各该彩色滤光薄膜上方的该反射电极表面高于该画素电极的表面，该绝缘层的厚度介于0.1微米至3微米之间。

5、如权利要求4所述的彩色滤光基板，其特征在于：该绝缘层的材料为透明绝缘材料，或该绝缘层的材料与该些彩色滤光薄膜的材料相同。

6、如权利要求2所述的彩色滤光基板，其特征在于：更包括一薄膜晶体管阵列和多条讯号线，其中该薄膜晶体管阵列具有多个薄膜晶体管，该些薄膜晶体管分别与对应的画素电极电性连接，该些薄膜晶体管分别与对应的该些讯号线电性连接。

7、如权利要求1所述的彩色滤光基板，其特征在于：该反射层的组成包括铝或银。

8、如权利要求1所述的彩色滤光基板，其特征在于：更包括一保护层，覆盖该彩色滤光层，且位于该反射层下方。

9、如权利要求1所述的彩色滤光基板，其特征在于：更包括一介电层，覆盖该反射层。

10、一种液晶显示器，其特征在于，包括：

一第一基板，具有多个画素单元，其中各该画素单元具有一穿透区以及一反射区，且该些画素单元包括：

一彩色滤光层，位于该些穿透区以及该些反射区上；

一反射层，位于各该画素单元的反射区上方的该彩色滤光层上，以构成一反射电极；

一透明导电层，位于各该画素单元的穿透区上，以构成一画素电极；

一第二基板，位于该第一基板上方，且该第二基板靠近该第一基板的一侧具有一透明电极材料层；以及

一液晶层，位于该第一基板以及该第二基板之间。

11、如权利要求10所述的液晶显示器，其特征在于：该透明导电层延伸至该反射层的配置区域，各该画素电极与各该反射电极电性连接。

12、如权利要求10所述的液晶显示器，其特征在于：该透明电极材料层包括多个彼此平行排列的条状电极。

13、如权利要求10所述的液晶显示器，其特征在于：该透明电极材料层为一共通电极。

14、如权利要求10所述的液晶显示器，其特征在于：各该画素单元更包括一主动组件和多条讯号线，其中，主动组件与对应的该些画素电极电性连接，多条讯号线别与对应的主动组件电性连接。

15、如权利要求10所述的液晶显示器，其特征在于：各该画素电极位于该彩色滤光层上方。

16、如权利要求10所述的液晶显示器，其特征在于：各该画素电极位于该彩色滤光层下方。

17、如权利要求10所述的液晶显示器，其特征在于：更包括一绝缘层，位于各该反射电极与该彩色滤光层之间，以使得各该画素单元中的该反射区的膜层厚度大于该穿透区的膜层厚度。

18、如权利要求17所述的液晶显示器，其特征在于：各该反射区的膜层与各该穿透区的膜层的厚度差介于1微米至4微米之间。

19、如权利要求17所述的液晶显示器，其特征在于：该绝缘层的材质为透明绝缘材料，或该绝缘层的材质与该彩色滤光层的材质相同。

20、如权利要求10所述的液晶显示器，其特征在于：更包括一透明绝缘层，与该反射层相对应地配置在该第二基板上，且该共通电极位于该透明绝缘层以及该第二基板之间。

21、如权利要求10所述的液晶显示器，其特征在于：该透明电极材料层的材料包括铟锡氧化物或铟锌氧化物。

22、如权利要求10所述的液晶显示器，其特征在于：该反射层的组成包括铝或银。

23、如权利要求10所述的液晶显示器，其特征在于：更包括一保护层，覆盖该彩色滤光层，且位于该反射层下方。

24、如权利要求10所述的液晶显示器，其特征在于：更包括一介电层，覆盖该反射层。

25、一种电子装置，其特征在于，包括：

一如权利要求10所述的液晶显示器；以及

一电子组件，电性连接该液晶显示器。

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