TW200521582A - Liquid crystal display device - Google Patents

Description

五、發明說明（1) 【發明所屬之技術領域】 本^明ί丁、關於一種邊緣電場

SwHchlng，FFS)液晶顯示器，特別 Fie]d 開關型半穿半反式液晶顯示器。 ，、彳於一種邊緣電場 【先前技術】 ％ 液晶顯示器中之液晶本身不具發 場控制液晶分子扭轉而實現光之通過不，其係採用電 顯示之目的。在傳統液晶顯示器中，於=通過，從而達到 形成電極，以形成控制液Β八 、—破璃基底之表面 透明材料，且二基底之電=二二之，場，該電極使用 面相垂直之電場。由於液曰八_2,從而形成與基底表 控制下，液晶分子取向故在該電場之 之取向不能完全垂直於力之影響’使得液晶分子 度不儘相同…，當ίΐΐ:不晶分ΐ之傾斜角 到不同之顯示效果，此即 θ同角度硯察時，將觀察 平面内開關(二:= 器係將像素電極與公共電極置二型液:顯不 控制下，液晶分板方向的電場，在此電場的 之視角，$，+ π 2 内轉動來擴大液晶顯示# 丄顯示器由於其電場空❹ 為提高電場空間分佈密I，：‘ ίI:而無法充分透光， 而棱阿驅動電壓或增大電極面 200521582 五、發明說明（2) 具不器之開口率及穿透率較 積，因此平面内開關型液晶 低。 為克服平面内開關型液晶顯—哭 較低之缺陷，出現一種邊緣=杰存在開口率及穿透率 閱第一圖，係2 0 0 3年11月4日公每/關型液晶顯示器。請參 利所揭示之一種邊緣電場開關 ^曰，-6 ，9 8 5號美國專 開關型液晶顯示器係使用背， 日日”員示’该邊緣電場 器，該液晶顯示器1〇包括兩液晶顯示 11、一液晶層2 0分佈於該下其 土板1與上基板 晶層20由複數液晶分子2〇a有'^ 上基板1 1之間，該液 置於該下基板1上，—透明έ卜列而成，—公共電極2設 複數像素電極4設置；^透^ f 3覆蓋於該公共電極2， 置於該複數像素電極4鱼嗲透=f層3上，一下配向膜5設 14設置於上基板U内側，爷曰0上 衫色濾先片 陣1 2及I & > 1 31 Α Λ /色濾光片1 4包括複數黑色矩 早^及者色層13，该者色層13具紅 種著色單元，黑色矩陣12八 ^CB)彳（6)二 干丄/刀佈於二種著色罩开夕严气，一氫 化銦錫（I nd i um 了 i n 〇x i d TTnx ^ H]A ^ ^ ^ a 〇n de，IT0)層30設置於該彩色濾光 之間還設置一上配向膜15:、中該乳化銦錫層30與液晶層20 之間^ί不ί 1 〇施加電壓時，像素電極4與公共電極2 /私劳 於像素電極4與公共電極2之間只隔一層

尽度很小之透明絕緩展q r j.e X . . ^ 、，彖層3，因此電％分佈更密集，相對於 补，该電場的無效部份更小，因此該邊緣電 场開關型液晶顯示器1〇開D率及穿透率更高。

200521582 五、發明說明（3) 惟’背光源裝置係整個穿透型液晶顯示器之主要耗能 裝置’通常其功耗佔整個液晶顯示器功耗5〇%以上，且冬 該穿透型液晶顯示器置於外界光較強的環田 器之輝度及對比度必然降低，因此今办 ’日日頌不 干1一、 口凡口茨牙透型液晶鞀 顯示質量受外界環境影響較大，為了 : μ 之 度及對比度，則必須提高背光源裝置之 °。之輝 之增加。 … 耗亦隨 :鑑：此’提供一種節能之邊緣 器實為必需。 土 ’從日日頌示 【發明内容】 本發明之目的在於提供一種節能且可保證 量之邊緣電場開關型半穿半反式液晶 二也义頦示質 本發明提供之液晶顯示器包括：第^明 透明基板；一液晶層，其位於該第一 月基板與第二 基板之間；複數像素電極，豆位於 土板與第二透明 .~ 於該像素電極盥哕笫*遷明 板之間，—彩色濾光片，位於該液晶展盥裳及透明基 間，該彩色濾光片包括一透明基底、二^弟—透明基板之 層及一透明保護層，該著色層^括第二黑色矩陣、—著色 該第/部份與像素電極位置對應；其=°卩份與第二部份， 射式電極，該著色層之第—部>，該像素電極為反 本發明提供之另—種液喂數小孔。 二透明某柘：一液晶展 括.弟一透明基# 日日層，其位於該第一透 ^板 電極，苴A w m 基板與第 ^ ^ - 、 八1 於該夜晶層盥哕笙 基板之間，一公共電極，位 /…亥弟—透明 與第二透明基板 晶層與該第

透明基板之間；複數像素電極，其 200521582 五、發明說明（4) 一透明基板之間 透明基板之間； 基板之間’該彩 部分 極為 分厚 著色層及一透 該第一部 反射式電極 度二倍。 本發明提供 與第二透明基板 二透明基板之間 一透明基板之間 透明基板之間； 基板之間’該彩 一著色層及一透 該第一部 部分 極為 色之 液晶 反射 層， 鋅製 公共 於外 反射式電極 濃度二倍。 與先前技術 顯示器之像 :一公共電極，位於該像素電極與該第一 一彩色濾光片，位於該液晶層與第二透明 色濾光片包括一透明基底、一黑色矩陣、 明保護層，該著色層包括第一部分與第二 分與像素電極位置對應；其中，該像素電 ，該著色單元中之第二部分厚度為第一部 之又一種液晶顯示器包括：第一透明基板 ;一液晶層，其位於該第一透明基板與第 ;複數像素電極，其位於該液晶層與該第 ;一公共電極，位於該像素電極與該第一 一彩色濾光片，位於該液晶層與第二透明 色滤光片包括一透明基底、一黑色矩陣、 明保護層，該著色層包括第一部分與第二 分與像素電極位置對應；其中，該像素電 ，該第二部分著色之濃度約為第一部分著 相比，本發明邊緣電場開關型半穿半反式 素電極採用反射式金屬或金屬電極覆蓋一 可充當一反射式電極將外界光反射回液晶 實現反射功能，該公共電極由透明氧化銦錫或氧化銦 穿透式電極，背光源裝置發出之光穿透該 晶層，實現穿透功能，因此該液晶顯示器 弱的環境中使用其顯示輝度及對比度均較 膜製作，其 作，其為一 電極入射液 界光較強或

第8頁 200521582 五、發明說明（5) ---------— ^ 〜 高，由於背光源光線〜 光需二次穿過彩色據^ ^彩色濾光片第二部份而外界 片第一部份設置複^ ^二部份，因此於該彩色濾光 度二倍，或第二部分著:第二部分厚度為第一部分厚 二倍，使背光源裝置發=度約為第一部分著色之濃度 同之色彩飽和度，保^苴 $ f外界光之出射光線擭得相 通過該反射型像素電二5 顯示質量。因該液晶顯示器 降低背光源裝置之功座 f地利用外界光，因此可相應 Γ眘你古4 Ί 力率’以達到節能之目的。 請一併參閱第二圖及第二

及其彩色濾光片之結Ζ干ΐ二圖J係本發明第一實施方工」 電場開關型半穿半反气液Γ θ§ _ ί液晶顯不器10 〇係邊緣 透明基板101與第二透某 /、U括兩相對之弟- m ^ m Ά , Ί.远月基板11 ο、一液晶層12 ο分佈於該 :-透明基板1〇1與第二透明基板 布= 由複數液晶分子12〇3右库诽別而々 ^ Π这液日日層120 設置於嗲第、/2〇a有序排列而成，—透明公共電極102 ^置方、該弟一透明基板基板1〇1上，該透明公乒 使光穿透，JL松粗炎y ^ σ 1 0 2 ^ 〇 ，、枓為乳化銦錫或乳化銦鋅（Indium Zinc 1Π0 ζο)，—透明絕緣層1〇3覆蓋於該透明公丘

冬2干，祓數像素電極1〇4設置於該透明絕緣層1〇3上、，哼像 :電極1 04可反射外界環境光，其材料為金屬銀、金屬鋁 或合金材料，—下配向膜1〇5設置於該複數 該透明絕緣層1Q3上，—彩色濾、光片114設置於第H = 1 〇内側，—絕緣層1 30設置於該彩色濾光片丨丨4靠近液 晶層1 2 〇 一側，其中該絕緣層1 3 0與液晶層1 2 0之間還設置

第9頁 200521582 五、發明說明（6) 一上配向膜1 5 0。 έ亥彩色濾光片1 1 4包括一透明基底1 1 1、一黑色矩陣 1 1 2、一著色層1 1 3及一透明保護層1 1 6。該透明基板丨】丨係 作為一上述元件之載體。該著色層11 3具紅（R)、藍%)、綠 (G ) 一種著色單元，重複規則排列該三種

明基板⑴上以分別通過紅、藍、綠三原色光早；；其玄； 波長的光通過。該黑色矩陣11 2設置於該三著色單元之 =^其作用係遮斷通過三著色單元間之光線，防止光線洩 1 1 2 且止著色材料混合，透明保護層1 1 6覆蓋於黑色矩陣 U3 ”著色層113上，用於保護該黑色矩陣U2與著色層 分為。亥^色濾光片1 14每一著色單元按其與電極對應關係 部份ί二!!分Α與第二部份Β，其中與像素電極104對應的 榀刀9、、、弟一部分A，對應於與像素電極1〇4不相對的公共電 小孔1 ll部份為第二部分β ’其中該第一部分八上設置複數 奋 _ 6亥小孔11 7為非著色部份，由透明保護層1 1 6填 = 。卩分Α之著色部份面積與小孔1 1 7面積相等。

材料製$該ί f電極104由非透光金屬銀、金屬铭或合金 5 ’其可充當一反射式電極將外界光反射回液晶.層 化銦鋅貝制現反射功能’該公共電極1 0 2由透明氧化銦錫或氧 出之光*、秀>/、為—穿透式電極’背光源裝置（圖未示）發 能，:透遠公共電極102入射液晶層120，實現穿透功 匕 因此該液曰Ps - 用复齡- Βθ _不器1 0 0於外界光較強或弱的環境中使 該反射型，X : t比度均較南’因該液晶顯示器1 0 0通過 ’像素電極丨0 4可有效地利用外界光，因此可相應

200521582 五、發明說明（7)

ί1牛低为光源裝置之功率，以達到節能之目的；外界光入射 時’其穿透彩色濾光片丨丨4第一部分A，經過像素電極丨0 4 ^射，再次穿透第一部分A後出射，背光源光線經過公共 電極1 02 ’穿透彩色濾光片1 1 4第二部分B後出射，因此外 界光經過彩色濾光片1 1 4之光程係背光源光線經過彩色濾 光片1 1 4之光程之二倍，由於第一部分a設置有小孔1丨7， 該第一部分A之著色部份丨1 3面積為該第一部分a面積之一 半’因此外界光穿透著色部份丨丨3之著色總量與背光源光 線穿=著色部份113之著色總量大致相等，所有出射光線 可獲知大致相同之色彩飽和度；因此該液晶顯示器丨〇 〇顯 不輝度及對比度均較高且所有出射光線之色彩飽和度大致 相同，以保證其良好顯示質量。 請參閱第四圖，係本發明第二實施方式之彩色濾光片 結構示意圖。該彩色濾光片114,同樣包括一透明基底 11〗，、一黑色矩陣11 2’ 、一著色層113,及一透明保護層

116 ’其與彩色濾光片114區別在於：每一著色單元中之 第一部分B厚度為第一部分A’厚度二倍。液晶顯示器丨〇〇 實現顯示時，外界光需二次經過第一部分4，，背光源光線 僅一次經過第二部分B，，因此所有出射光線穿透著色部份 之著色總量大致相等，其色彩飽和度亦一致。 請參閱第五圖，係本發明第三實施方式之彩色濾光片 結構示意圖。該彩色濾光片H4，，之第二部分β，，厚度為 一部分A厚度相等，要使出射光線色彩飽和度一致，其 第二部分B’，著色之濃度約為第一部分A，，著色之濃度二^ 200521582 五、發明說明（8) 倍’且其結構更為簡單。 ^ 清^閱第六圖，係本發明液晶顯示器第四實施方式之 結構示意圖。該液晶顯示器2 0 0與液晶顯示器1〇〇結構相 同，其與液晶顯示器丨〇〇之區別在於：像素電極2〇4包括一 電極層2 0 5及一反射膜2〇6，該反射膜2〇6覆蓋於該電極層 上。該液晶顯示器2〇〇實現顯示時，該像素電極2〇4與 a /、龟極2 0 2共同產生密集邊緣電場，使該 :晶分子，。a發生偏轉，反射纖將外界= ^ 2 0 現反射功能。同樣，於该液晶顯示哭2 〇 〇中，彩 色遽光片2 1 4之第一部分a上設置複數小孔2丨7。當然，彩 ^濾光片2 1 4第二部分厚度亦可為第一部分厚度二倍，或 第二部分著色之濃度約為第一部分著色之濃度二倍。 綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，爱依法 提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方 式 本發明之範圍並不以上述實施方式為限，舉凡熟習本 =技藝之人士援依本發明之精神所作之等致修飾或變化， 皆應涵蓋於以下申請專利範圍内。

第12頁 200521582 * 圖式簡單說明 第一圖係先前技術穿透型邊緣電場開關型液晶顯示器之示 意圖。 第二圖係本發明液晶顯示器第一實施方式之結構示意圖。 第三圖係本發明第一實施方式之彩色濾光片結構示意圖。 第四圖係本發明第二實施方式之彩色濾光片結構示意圖。 第五圖係本發明第三實施方式之彩色濾光片結構示意圖。 第六圖係本發明液晶顯示器第四實施方式之結構示意圖。 【元件符號說明】 液 晶 顯 示 器 100 ^ 200 下 配 向 膜 105 第 二 透 明 基 板 110 公 共 電 極 102 第 一 透 明 基 板 101 像 素 電 極 104 、204 透 明 絕 緣 層 103 液 晶 層 120 、220 液 晶 分 子 120a 22 0a 反 射 膜 206 望 色 矩 陣 112 ^ 1 12，、 112" 絕 緣 層 130 透 明 保 護 層 116 ^ 1 16’ 小 孔 117 、217 透 明 基 底 1 1 1 > 1 1 r 電 極 層 205 著 色 層 113 ^ 1 13，^ 113" 彩 色 濃、 光 片 114 、 1 14，、 114，’ > 214

第13頁

Claims (1)

1. 200521582 六、申請專利範圍 1. 一種液晶顯示器，其包括： 第一透明基板與第二透明基板； 一液晶層，其位於該第一透明基板與第二透明基板之 間； 複數像素電極，其位於該液晶層與該第一透明基板之 間； 一公共電極，位於該像素電極與該第一透明基板之間； 一彩色濾光片，位於該液晶層與第二透明基板之間，該 彩色渡光片包括一透明基底、一黑色矩陣、一著色層 及一透明保護層，該著色層包括第一部分與第二部 分，該第一部分與像素電極位置對應； 其中，該像素電極為反射式電極，該第一部分設置複數 小孔。 2. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，其中該像素 電極材料為金屬銀。 3. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，其中該像素 電極材料為金屬紹。 4 ·如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，其中該像素 電極材料為合金材料。 5. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，其中該像素 電極包括一電極層及一反射膜，該反射膜覆蓋於該電極 層上。 6. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，其中該公共 電極與像素電極之間設置有一透明絕緣層。

   第14頁 200521582 六、申請專利範圍 7. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器 層與像素電極之間設置有一配向膜。 8. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器 層與彩色濾光片之間設置有一配向膜。 9. 一種液晶顯示器，其包括： 第一透明基板與第二透明基板； 一液晶層，其位於該第一透明基板與第二 液晶層與該第 第一透 二透明 黑色矩 第一部 對應； 該著色 電極與該 晶層與第 基底、一 色層包括 電極位置 式電極’ 度二倍。 述之液晶 複數像素電極，其位於該 間； 一公共電極，位於該像素 一彩色濾光片，位於該液 彩色濾·光片包括一透明 及一透明保護層，該著 分，該第一部分與像素 其中，該像素電極為反射 部分厚度為第一部分厚 1 0.如申請專利範圍第9項所 電極材料為金屬銀。 11.如申請專利範圍第9項所 電極材料為金屬I呂。 1 2.如申請專利範圍第9項所 電極材料為合金材料。 1 3.如申請專利範圍第9項所 其中該液晶 其中該液晶 透明基板之 透明基板之 明基板之間； 基板之間’該 陣、一著色層 分與第二部 單元中之第二 顯示器，其中該像.素 述之液晶顯示器，其中該像素 述之液晶顯示器，其中該像素 述之液晶顯示器，其中該像素

   第15頁 200521582 、申請專利範圍 —X- 靖寻利範圍 ^ ----- t 電：包括1極 射膜，^ 極層上。 反射螟覆蓋於> 14·如申諸直a〜 ' $電 /、中讀公共 Ο 其中兮、y« 成液晶 其中兮、、六 成液晶 範圍第9 jp彳/t达之液晶lg $ 15.如申請專利^之間設3 … 層與像素j ^圍第9項所逢之液晶顯示器 '、兒極之間設置有一配向膜 如甲t杳直4.Ϊ » _ 電極與像幸雷托 说右、禾扣不器 如由接室^ — 义間叹I α系巴緣 :;十；；夕汸旦〜 ^ 16如φ &奎％徑之間設置有一配向膜。 •層與d片圍第9項η之液晶顯示器 -種液晶顯；；之=;有—配向與。 月基板與第^明基板； /夜ΒΘ層，发a 間；’、；該第一透明基板與第二透明A 複數像素電極 土板之 間； 其位於該液晶層與該第、泰 一 ^妓雷4 弟—透明基板之 間？圣’位於該像素電極與該第-透明其 _, 透明基板之 該ίί'ί:片；於該液晶層與第二透明& ;邑濾先片包括一透明基 边明基板之間， 色層及一透明保護層，-、一黑色矩陣、— 二部分，兮穿 Λ μ者色層包括第. …孝 直中=a 部分與像素電朽仂ΐ部分與第 ^ 5亥像素電極為反射式+極位置對應； :度約為第—部分 ；二’該第二部分 18.如申請專利範圍第17項=礙度二倍。 之 素電極材料為金屬銀。k之；夜晶顯示器，其中該像 第16頁 200521582 六、申請專利範圍 1 9.如申請專利範圍第1 7項所述之液晶顯示器，其中該像 素電極材料為金屬鋁。 2 0.如申請專利範圍第1 7項所述之液晶顯示器，其中該像 素電極材料為合金材料。 2 1.如申請專利範圍第1 7項所述之液晶顯示器，其中該像 素電極包括一電極層及一反射膜，該反射膜覆蓋於該 電極層上。 2 2.如申請專利範圍第1 7項所述之液晶顯示器，其中該公 共電極與像素電極之間設置有一透明絕緣層。 2 3.如申請專利範圍第1 7項所述之液晶顯示器，其中該液 晶層與像素電極之間設置有一配向膜。 2 4.如申請專利範圍第1 7項所述之液晶顯示器，其中該液 晶層與彩色濾光片之間設置有一配向膜。

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