TW200411283A - Liquid crystal display device - Google Patents

Description

200411283 Ο) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於可顯示出利用使用環境之外光之反射型 顯示’和利用背光等之照明光之透過型顯示之兩者之液晶 顯示裝置。用於液晶顯示裝置之液晶顯示元件，由於係非 自我發光型之顯示元件，故具有薄型且低消耗電力之優點 。因此，被廣泛用於手錶，文書處理器或個人電腦等之 〇A機器，或攜帶電話等之攜帶機器，AV機器等之電子機 器。 【先前技術】 近年，爲了於明亮處或是黑暗可觀察顯示，期望著能 以利用自然光或室內光等之外光之反射型顯示，和利用從 背光之照明光之透過型顯示之兩者顯示模式，可觀察之液 晶顯示裝置。傳統上眾所皆知，係以設置著色層於形成孔 之反射層上，來做爲如此之透過反射兩用型之彩色液晶顯 示裝置（譬如特開平1 1 -0523 66號公報）。於如此之構造 觀察透過顯示時，將能夠通過無反射膜之孔部（透過領域 )照明光傳達於觀察者。此時，從背光之照射光由於僅一 次通過著色層，故可得到比較明亮之顯示。另外，於如此 之構造上觀察反射顯示時，於反射膜之部分（反射領域） 所反射之外光能夠傳達於觀察者。此時，一度通過著色層 的光於反射膜跳卻而能夠再度通過著色層。亦既，由於2 次通過透過率較低之著色層，故顯示變爲較暗。 -4- (2) (2)200411283 於此，揭示著爲了將反射時之較暗顯示畫面改善爲較 明亮，故去除一部分反射領域之著色層，而設置未通過著 色層部位之構造（譬如參考特開平2000- 1 1 1 902號公報） 。於此構造，由於未設置著色層於反射領域之一部份，故 無藉由著色層所產生的露光。因此，往無著色層部分之入 射光，於接觸到反射膜後幾乎不會變爲黑暗而返回於觀察 者，進而有效可得到反射時之明亮顯示。 於傳統之透過反射兩用型之彩色液晶顯示裝置上，如 上述所言，於著色層鑿孔使其露出反射膜，由於使用可確 保反射顯示時之亮度之構造，故於具有著色層和無具有著 色層之領域，僅著色層之膜厚能夠產生段差。一般而言， 於液晶顯示裝置上，爲了平坦化彩色濾光片基板表面，故 於設置著色層之後設置平坦化膜之塗佈工程。但是，著色 層之膜厚通常由於爲1 // m前後，故即使設置平坦化之塗 佈工程所得之平坦化之較高表面亦較爲困難，將導致殘留 〇·2/ζ m程度之段差。 如此，於彩色濾光片基板表面具有段差時，藉由場所 於對向基板之間會產生間隙之誤差。當間隙不同時，注入 於間隙之液晶分子配向將有所不同，而夠引起對比變化等 之降低顯示品質。此段差，尤其係於使用STN液晶之彩 色顯示裝置之中，成爲降低顯示品質之主因。 於是，本發明係將提供一種可明亮之反射顯示，且無 顯示斑點之高顯示品質之液晶裝置做爲目的。 (3) (3)200411283 【發明內容】 所以，藉由本發明所產生之液晶顯示裝置’係於構成 ^ 彩色濾光片之著色層和議晶層之間，設置比著色層較小面 ~ 積之反射膜。或是，具備形成彩色濾光片之彩色濾光片基 板，和經由彩色濾光片基板和液晶層所對向之對向基板， 於構成彩色濾光片之著色層上，設置著比此著色層較小面 積之反射膜。藉由如此之構造，於透過顯示時，彩色顯示 時，反射顯示時皆爲呈現黑白顯示，於反射顯示時由於能 H 夠觀察未通過著色層的光，故相較於傳統更可改善反射顯 示時之亮度。 再者，爲了改善著色層和反射膜之接密性，故於著色 層和反射膜之間，設置透明絕緣膜。 或者，具備形成彩色濾光片之彩色濾光片基板，和設 置於彩色濾光片之平坦化膜，和於平坦化膜上相較於構成 彩色濾光片之著色層以較小面積所形成之反射膜，和藉由 此彩色濾光片基板與液晶層設置對向之對向基板。 · 同時，於上述之構造中，由於易於將反射膜之厚度作 成0.1〜0.2//ΓΠ，故可改善彩色濾光片基本板表面之平坦 化0 【實施方式】 以下爲說明本發明之實施形態。 藉由本發明所產生之液晶顯示裝置，係採取於透過領 域設置著色層，而於反射領域之反射膜上，未設置著色層 -6- (4) (4)200411283 之構造。因此，於構成彩色濾光片之著色層，和液晶層之 間，設置著比著色層較小面積之反射膜。亦既，形成彩色 濾光片之彩色濾光片基板，和對向基板係藉由液晶層而對 向之液晶顯示裝置，於構成彩色濾光片之著色層上，設置 著比此著色層較小面積之反射膜。 藉由如此之構造，使得於透過顯示時成爲彩色顯示， 而於反射顯示時則爲黑白顯示，於反射顯示時由於能夠觀 察未通過著色層的光，故能確保反射顯示時之亮度。於此 ，於反射膜4可使用包含A1或銀之金屬膜。其厚度最理 想係1 000〜200人。當過薄時將增透過反射膜的光，爲了 降低反射率最理想係1 000 A以上之膜厚。同時，當過於 厚時由於損失表面之平坦性，故最理想係2000以下之厚 膜。再者，由於將改善著色與反射膜之接密性，故於著色 層和反射膜之間，設置透明絕緣膜既可。於透明絕緣膜可 使用Si或TiO等。 同時，傳統上，存在於l//m前後之著色層厚度之表 面凹凸（平坦性），係能夠存在於可成膜於較薄〇·1〜〇.2 Am程度之著色層上方之反射膜厚度，而可改善彩色濾光 片基板表面之平坦性。 反射膜係於著色層表面之適當位置以任意形狀所設置 之。此種情況，無須統一於各畫素間之反射膜形狀。 同時，亦可考量除了著色層表面之外來做爲設置反射 膜之場所。例如，作成具備形成彩色濾光片之彩色濾光片 基板，與設置於彩色濾光片上之平坦化膜，和於平坦化膜 (5) (5)200411283 上以形成彩色濾光片之著色層更小之面積所形成反射膜， 和經由此彩色濾光片基板與液晶層對向設置之對向基板之 構造。 本發明之液晶顯示裝置，係以一般之彩色濾光片基板 之製造方法而形成著色層之後，於著色層表面之最適當之 位置以任意形狀藉由設置反射膜製造之。此後，爲了將彩 色濾光片基板之表面作成平坦化，故形成平坦化膜。此時 ，反射膜由於可形成較薄，故藉由平坦化塗佈工程更可易 於實現較高之表面平坦性。 或者，使用一般之彩色濾光片基板之製造方法，直到 平坦化膜形成之後，於平坦化膜表面之最佳位置以任意形 狀形成反射膜亦可製造。同時，反射膜由於可形成較薄， 故即使未設置平坦化膜更可維持較高之表面平坦性。 如此，於任一情況，相較於一般之反射或是半透過型 液晶顯示裝置之製造方法，無須增加工程數目，既可製造 本發明之液晶顯示裝置。 以下，茲參考圖面說明有關本發明之實施例子。 (實施例1 ) 圖1爲模式化表示用於本實施例之液晶顯示裝置之液 晶顯示元件之槪略圖。於本實施例子中，說明被動型之彩 色液晶顯示裝置之形態。圖1 ( A )爲表示本實施例子之 剖面構造圖。如圖示所示，彩色濾光片基板1和透明基板 9係經由液晶層8相互對向。於各基板之一方表面，設置 -8- (6) (6)200411283 著具有所期望之圖案之透明電極6。彩色濾光片基板係於 玻璃基板上設置形成彩色濾光片之著色層之構造。具體而 言，於彩色濾光片基板之表面設置著具有所期望之圖案之 遮光膜（黑矩陣）2，和前後爲1 // m之厚度光的三原色R (3R) ，G(3G) ，B(3B)之著色層。如此，反射膜4 由於設置於著色層之表面（觀察者側），故於反射顯示時 ，入射於反射領域的光，無需透過著色層而反射於顯示部 前面，做爲黑白顯示來加以觀察。此時，藉由同統著色層 (3 R，3 G，3 B )所吸收的光，由於返回於觀察者側，故 能夠得到較爲明亮之顯示。另外，於透過顯示時，從與觀 察方向相反側之入射光係通過未設置反射膜4之部分著色 層，而傳達於觀察者，故可觀察到彩色顯示。 圖1( B)係圖1 ( A)所示之液晶顯示元件從觀察方 向視之模式圖，抽出畫素部分者。於此，係放大紅素之畫 素而做爲例子。於圖中成爲著色層3 R之該處係透過領域 ，而設置反射膜4之部分爲反射領域。於本實施例中，著 色層係以100//Hix300/zm所構成，其上面係於著色層之 10%以上50%以下之面積形成反射層。藉由改變反射膜4 之面積，可調整透過顯示時之顏色濃度，或反射顯示時之 亮度。爲了兼具透過顯不時之顏色濃度，和反射時之黑白 顯示之特性，故反射層最好係於著色層之10%以上50% 以下之面積。亦既，本發明係於反射模式中，由於觀察光 不透過著色層，故相較於傳統反射面積即使較小，亦可得 到較高反射率（對往LCD的光之反射光比例），於反射 (7) (7)200411283 膜之面積較小之透過模式中，通過著色層之光量將爲變大 。因此，反射膜若係著色層面積之1 0 %以上時，將可得 到充分之反射特性。當反射膜之面積成爲更小時，希望能 得到反射時之亮度。另外，當反射膜面積成爲較大時，可 改善反射時之亮度者，於入射從觀察者側之外光環境觀察 透過模式（彩色顯示）時，此外光藉由反射膜達到觀察者 ，能夠對顯示顏色有所影響。因此，反射膜最理想之面積 係著色層之50%以下。 同時，於本賨施例中，雖然形成以彩色濾光片基板之 電極，與對向基板之電極構成之畫素大小相同之各著色層 ，但是即使大小稍微不同實質上係沒問題。因此，當畫素 大小和著色層大"小相同時，反射膜面積可顯示於畫素電極 大小之1 0 %以上5 0 %以下。 又，於圖1(B)，於對應著色層之略爲中央部位置 ，設置著反射膜，但是於反射膜之著色層上之位置，亦既 ，可將反射膜設置於著色層上之任一部位，或設定於任意 點。 於本實施例中，係使用厚度1 500 A之Al - Nd膜來 做爲反射膜。且，爲了改善著色層（3R，3G，3B)和反 射膜4之接密性，即使於著色層和反射膜之間，設置 Si02或Ti02等之透明絕緣膜厚度爲150〜200人亦可。 再者，爲了覆蓋彩色濾光片基本形成平坦化膜5，於 其上面設置著爲了施加電壓於液晶層之透明電極6。平坦 化膜，由於於其表面形成透明電極，故平坦性和絕緣性係 -10- (8) (8)200411283 有必要。平坦化膜係以厚度爲2 V m所形成之，金屬膜4 爲了形成非常薄，故易於提高平坦性。 其次’說明本發明之液晶顯示裝置之製造方法。首先 ’於玻璃基板上形成構成彩色濾光片之著色層。具體而言 ’於彩色濾光片基板表面，設置著具有所期望之圖案遮光 膜（黑矩陣）2，和光三原色紅，綠，藍之著色層（3 R， 3 G ’ 3 B )爲1 v m之厚度。此等皆係藉由任一微影法所形 成之顏料分散法而製造而成。 其後，於著色層（3R，3G，3B)表面，爲了成爲適 當之面積，故於任意形狀形成反射膜4。此反射膜4 一般 而言係使用A 1或銀之金屬膜，此等金屬膜藉由濺鍍法等 形成厚度爲1000〜1 5 00 A程度。爲了改善著色層和反射 層4之接密度，故於著色層和反射膜之間，即使設置 Si02或Ti02等之透明絕緣膜亦可。透明絕緣膜由於可和 反射膜4連續成膜，故無須增加工作之移動，或真空室之 變更等之工程。 其次，爲了將黑矩陣2，著色層（3R，3G，3B)及 反射膜4之表面作成平坦化，故平坦化膜5係以2 // m左 右厚度塗佈。如前述所言，金屬膜由於可作成非常薄，故 於平坦化塗佈工程之中，易於提高平坦化膜之平坦性。 同時，於平坦化膜5上設置透明電極。而透明電極6 可藉由微影法形成所期望之圖案。透明電極6係將Sn氧 化含有不純物之銦錫In之I TO之透明導電膜，可設定期 望之電阻値。ITO由於係低電組之半導體物質，故其電阻 (9) (9)200411283 値係從薄膜電阻爲10 Ω/□至100Ω/□爲最廣用之準位 。通常，ΙΤΟ係以濺鍍法或蒸著法之真空濺鍍膜法所形成 。同時，對向玻璃基板9上也是以相同方法形成透明電極 〇 此後，散佈爲了將晶胞間隔作成目的値之間隔物，其 次，於彩色濾光片基板1及對向玻璃基板9之表面上，設 置爲了配向液晶8之配向膜。接著，於彩色濾光片基板1 和對向玻璃基板9之任一方，塗佈密封材7，貼合兩基板 形成單元構造。一般而言，密封材7係使用熱硬化性之樹 脂，以熱壓著法進行。其後，於晶胞間隔中藉由注入液晶 ，得到液晶顯示元件。 (實施例2 ) 圖2爲表示使用於本實施例之液晶顯示裝置之液晶顯 示元件之槪略模式圖。本實施例係將反射膜4設置於平坦 化膜5上，此點係與實施例1不同。與實施例1重複之部 分省略說明。圖2 ( A )爲表示本實施例之液晶顯示元件 之剖面構造圖。圖2 ( B )係表示於圖2 ( A )所示之顯示 元件，從觀察方向視之模式圖，取出一畫素部分者。於此 ，將放大紅色畫素部分作爲圖示。亦既，彩色濾光片基板 1係以遮光膜（黑矩陣）2和著色層（3 R，3 G，3 B )所構 成之彩色濾光片，形成於玻璃基板上之構造。一般，係設 置以厚度爲l#m左右之彩色濾光片。於此彩色濾光片上 設置平坦化膜5，於此平坦化膜5上形成反射膜4。必要 -12- (10) (10)200411283 時，於平坦化膜5上成膜透明性絕緣膜，而於其上設置反 射膜4。於此，反射膜4係對盈餘著色層（3 R，3 G，3 B )之位置而設置。圖2(B)，爲表示反射膜4對應於著 色層之中央位置部分所設置之例子。因此，與實施例1相 同，入射於設置反射膜之反射領域的光，無須通過著色層 既可返回於觀察者側。因此可得到較爲明亮之顯示。亦既 ，於反射模式之觀察時可實現明亮顯示。 如此，於設置反射膜之彩色濾光片基板上，形成爲了 施加電壓於液晶層之透明電極。若能更提高平坦性時，於 反射膜上再設置平坦化膜，而於其上面形成透明電極既可 〇 如上述所述，藉由本發明之液晶顯示裝置時，入射於 反射顯示時的光，由於不通過著色層（3R，3G，3B)， 故可得到明亮顯示。 同時反射膜4由於可以成膜非常薄之1〇〇〇〜2000人 ，故以後於塗佈平坦化膜時，可得到較高之平坦性。又， 此後即使於未塗佈平坦化膜時，反射膜本身之膜厚由於較 爲薄，故表面之凹凸較小既可解決。因此，進而可防止顯 示品質降低。 [產業上之可利用性] 如上所述，有關本發明之透過反射兩用型之液晶顯示 裝置，可明亮之反射顯示，且無斑點顯示，可適用於實現 較高之顯示品質。 •13- (11) (11)200411283 【圖式簡單說明】 圖1爲模式化表示藉由本發明所產生之液晶顯示裝置 之構造槪要圖。 圖2爲模式化表示藉由本發明所產生之其他構造圖。 主要元件對照表 B液晶層 ® 5 平坦化膜 6 透明電極 9 透明基板 1 彩色濾光片基版 7 密封材 2 遮光薄 3 R 紅色 4反射膜 _ 3G 綠色 3B 藍色 -14-

Claims (1)

1. (1) (1)200411283 拾、申請專利範圍 1 · 一種液晶顯示裝置，其特徵係具備形成彩色濾光 片隻彩色濾光片基板，和藉由前述彩色濾光片基板與液晶 層而對向之對向基板；於構成前述彩色濾光片之著色層與 前述液晶層之間，設置比前述著色層較小面積之反射膜。 2 ·如申請專利範圍第1項所記載之液晶顯示裝置， 其中，前述反射膜係射至於前述著色層上。 3 .如申i靑專利範圍第2項所記載之液晶顯示裝置， 其中，於前述著色層和前述反射膜之間，設置透明絕緣膜 〇 4 ·如申請專利範圍第3項所記載之液晶顯示裝置， 其中’前述反射膜係金屬反射膜；前述透明絕緣膜係矽元 素氧化物或是鈦氧化物。 5 ·如申請專利範圍第4項所記載之液晶顯示裝置， 其中，前述金屬反射膜係包含鋁或是銀。 6 ·如申請專利範圍第2項至第5項中之任一項所記 載之液晶顯示裝置’其中’爲了覆蓋前述反射膜而設置平 坦化膜。 7 ·如申請專利範圍第1項所記載之液晶顯示裝置， 其中，於前述彩色濾光片上’設置平坦化膜之同時，於前 述平坦化膜上設置前述反射膜。 8 ·如申請專利範圍第1、2、3、4、5或7項中之任 一項所載之液晶顯不裝置’其中，前述反射膜面積對前 述著色層面積係10%〜50%。 (2) 200411283 9.如申請專利範圍第1、2、3、4、5或7項中之任 一項所記載之液晶顯示裝置，其中，對形成於前述濾光片 基板上之透明電極，和以形成於前述對向基板之對向電極 所構成之畫素電極面積，前述反射膜面積爲10%〜50% J 10.如申請專利範圍第1、2、3、4、5或7項中之任~ 項所記載之液晶顯示裝置，其中，前述反射膜之厚度爲 0.1 〜0.2// m。

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