TWI224696B - Transflective color liquid crystal display and method for fabricating a substrate therefor - Google Patents

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1224696 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ____ B7 _五、發明説明（1 ) 本發明是有關於一種在內表面上具有光線透射部和光 線反射部之透反射式彩色液晶顯示器及製造其基底之方法 ，尤其是，對該種液晶顯示器中之光線透射和光線反射’ 能夠實現良好彩色純度及亮度之一種技術。 透反射式彩色液晶顯示器之構造通常具有一例如爲設 在其中之一基底上之鋁薄層所做成之半反射層以及設在半 反射層或另一基底上之濾色片。 已經知道有一種利用一全反射層取代半反射層之方法 ，且該全反射層有一開口形成在其某些部位上。參考第3 圖將說明這種方法。將一全反射層2沈積在形成液晶顯示 器之其中一基底1上，藉由蝕刻移除全反射層之某些部位 ，俾能形成光線透射部2 a和光線反射部2 b，且瀘色片 3是設在光線透射部和光線反射部上。 當顯示器處於暗處時，藉由開啓背光並使用經由光線 透射部2 a所照射之光線得到明亮之影像。當顯示器處於 亮處時，藉由全反射層2所做成之光線反射部2 b所反射 之外界光線得到明売之影像。 在利用內部有部份形成光線透射部2 a之全反射層2 之情況中，當在提供濾色片，使彩色再生特性設成符合光 線反射部2 b之要求時’由於對亮度具重要性之反射之設 計.，使在光線透射部2 a之彩色純度下降。另一方面，當 在提供濾色片，使彩色再生特性設成符合光線透射部2 a 時，由於對彩色純度具重要性之透射設計，使光線反射部 2 a具較暗之影像。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2i〇X297公釐1 ' (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -4- 1224696 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（2 ) 雖然解決這種問題之其中一種方法爲對透射和反射適 用不同之濾色片，.這種方法需要不同步驟提供濾色片，就 成本而言，這是不理想的。 有一種建議爲，藉由將全反射層2設成具一較大厚度 ，在一光線透射部2 a和其接鄰光線反射部2 b之間形成 充份之逐步差異而使濾色片3形成有不同厚度部位，使得 通過濾色片3之光線在透射和反射時實質上具相同路徑長 度，以良好方式得到透射特性和反射特性。然而，這不是 理想方法，因可能由於增加通常約爲0 · 2 // m之全反射 層2厚度而增加應力，致產生剝落之問題。 已知另一種方法爲，藉由在一光線擴散層鋸齒狀表面 之各突起部位上設置一反射膜並在不均勻表面上設置濾色 片時，藉由在各凹陷部位中形成一小孔，使通過濾色片之 光線對透射和反射實質上具有相同路徑長度。然而，這種 方法不實際，因這種方法需要特別精確之蝕刻技術。 本發明之一目的在提供於利用一全反射層之透反射式 彩色液晶顯示器中，對光線透射和光線反射兩者能夠實現 良好彩色純度和亮度之一種經濟和實際之解決方案。 根據本發明之第一觀點，爲解決這目的，設有一種透 反射式彩色液晶顯不器’其中，透明基底之一*具一^內表面 ’該內表面形成有由一全反射層做成之光線反射部以及形 成無全反射層開口之光線透射部，且其中，在各對光線反 射部和光線透射部上設有一濾色片，其特徵爲全反射層上 面具有一厚度之透明抗蝕劑，且光線透射部形成具有某些 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X297公釐） -5- 1224696 A7 B7 五、發明説明（3 ) 深度之小孔，因此，濾色片在光線透射部比光線反射部具 較大厚度。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 在這情況中，當濾色片在光線透射部之厚度爲在光線 反射部之兩倍大時，光線透射時，通過濾色片之光線路徑 長度變成等於光線反射時，通過濾色片之光線路徑長度。 然而，就光線透射之彩色純度和光線反射之亮度之相容性 而言，最好設定倍率値爲1 · 2至4 . 5倍，最好從 2 . 2 至 4 . 5 倍。 根據本發明一第二觀點，設有一種透反射式彩色液晶 顯示器基底之製法，包含提供其中之一基底，該基底之光 線反射部由一全反射層做成且光線透射部形成無全反射層 之開口，並在各對光線反射部和光線透射部上設有一濾色 片，其特徵爲該方法更包含以一種蝕刻技術，只在光線反 射部設有一由感光樹脂所做成之透明抗鈾劑並在各對光線 反射部和光線透射部上提供濾色片前燒烤透明樹脂。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 根據本發明之方法，可以逐步佈置，利用設置在光線 反射部上並由一感光抗蝕劑做成之透明抗蝕劑，使得濾色 片在光線透射部之厚度比在光線反射部爲大。結果，在光 線透射部和光線反射部不需應用不同濾色片，而降低設計 程序和製造程·序之負載。 在圖不中· 第1圖爲一表示包含在根據本發明之透反射式彩色液 晶顯示器中之一實施例後視面基底之基本部件的放大橫切 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -6 - 1224696 A7 B7 五、發明説明（4 ) 面圖； 第2圖爲一說明後視面基底製法之基本部件的放大橫 切面圖； 第3圖爲一表示習知濾色片佈置之橫切面圖； 第4圖爲一表示配置一感光樹脂1 3 a步驟之橫切面 圖；以及 第5圖爲一表示以烘烤做成透明抗蝕劑1 3步驟之橫 切面圖。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 主 1 2 2 2 3 要元件對照 a b 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 通常 基底 全反射層 光線透射部 光線反射部 濾色片 感光樹脂 透明抗蝕劑 基底 光線反射部 全反射層 光線透射部 濾色片 -液晶顯示器基本上包含一對透明基底，即 前視面上之一基底和後視面（與前視面相對之一面）上之 -訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 1224696 A7 __ B7 _ 五、發明説明（5 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 一基底。爲了說明根據本發明之一實施例，在第一圖中放 大顯示作爲其中之一基底之基底1 0後視面上之三像素（ R，G和B )怖置。在本發明說明中，因前視面基底未包 含特徵元件故隨圖中未顯示作爲另一基底之前視面基底。 後視面基底1 0可爲一玻璃或塑膠基底。後視面基底 具一設有各像素之內表面（面對未顯示之前視面基底之表 面），各內表面包含一由全反射層1 1 a做成之光線反射 部1 1以及一例如，以蝕刻移除全反射層一部位，形成一 開口之光線透射部1 2。 各光線反射部1 1具有一透明抗蝕劑1 3形成在全反 射層1 1 a上，故具有某一厚度。透明抗蝕劑1 3比全反 射層1 1 a具一更大厚度，因此，提供具一小孔之光線透 射部1 2，該小孔之長度實質上等於透明抗蝕劑1 3之厚 度。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 雖然光線反射部1 1和光線透射部1 2在各R，G和 B像素中具一平順表面之濾色片1 4，因光線反射部1 1 上面形成透明抗蝕劑1 3，故濾色片1 4在光線反射部 1 1之厚度較小而在光線透射部1 2之厚度較大。 進來之周圍外界光線是由各光線反射部1 1所反射， 而從一未顯示之背光所照射之光線則通過各光線透射部 1 2。在該情況中，因在反射部之各濾色片1 4爲薄，故 反射光線促成產生一明亮影像。此外，因在透射部之濾色 片1 4爲厚，故透射光線促成產生良好色彩純度之影像。 爲使對光線反射之亮度和對光線透射之彩色純度相容 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 一 -8- 1224696 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（6 ) ，最好是透明抗蝕劑1 3設有厚度，故在光線透射部1 2 之濾色片1 4厚度爲光線反射部1 1之濾色片1 4厚度之 1 _ 2 至 4 . 5 倍。 現在，參考第2圖，將說明後視面基底1 0之較佳製 法。例如，由玻璃做成之透明基底具一全反射層1 1 a沈 積在一面上，做爲內表面，上面有沈積全反射層之透明基 底則上面有塗敷光抗蝕劑，使光抗鈾劑經由一圖案光罩加 以曝光，形成光線透射部，並使曝光之光抗蝕劑顯像，使 全反射層之預期部位曝光。在藉鈾刻移除作爲光線透射部 之全反射層1 1 a部位後，移除不需要之光抗蝕劑。 在透明基底以那種方式已經在上面形成光線反射部 1 1和光線透射部1 2後，透明基底以某種厚度塗敷一透 明正感光樹脂1 3 a ，使得具一平整表面（見第4圖）。 在各光線反射部使用全反射層1 1 a作爲一光罩，從基底 另一面（後視面）使樹脂曝光和顯像。 因正感光樹脂之曝光部位不會溶解，故以顯像步驟移 除光線透射部1 2之樹脂。烘烤剩下之正感光樹脂1 3 a ，在各光線反射部形成透明抗鈾劑1 3 (見第5圖）。之 後濾色片1 4在各像素中設有各對光線反射部1 1和光線 透射部1 2。因此，根據本發明之方法，可能不使用光罩 加以形成透明抗蝕劑1 3。 雖然一度移除用以使全反射層形成圖案之光抗蝕劑， 避免由稍早所述實施例中之圖案化步驟所引起之反效果， (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X297公釐） -9- 1224696 A7 B7 五、發明説明（7 ) 可利用供這圖案化步驟所使用之光抗蝕劑爲透明抗蝕劑 1 3，加以形成不被移除之逐步佈置。在後者情況中，程 序更簡化。 雖然未加以顯不’在提供透明電極和一對準層之前， 後視面基底1 0最好在濾色片1 4上形成一平順層。作爲 前視面基底之另一基底在一內表面上亦設有透明電極和一 對準層，後視面基底1 0和前視面基底經由一邊封合劑後 此緊壓接合，且這般形成之胞間隙具一在此封合，如爲 T N和S T N之液晶，提供一種透反射式彩色液晶顯示器 〇 實例 一全反射鏡（全反射膜）沈積在玻璃基底上，將一光抗蝕 劑塗敷在玻璃基底上，供鏡射圖案化，使光抗鈾劑曝光和 顯像，·俾能提供具光線透射部之標的部，利用鈾刻移除在 光線透射部之A g鏡，並移除不必要之光抗鈾劑。 如稍早之說明，在各玻璃基底之全反射鏡中部份設有 光線透射部後，在玻璃基底上以不同厚度塗敷J S R公司 以P C 4 〇 3之名稱所製造之正感光抗鈾劑，作爲透明正 感光樹脂。使抗蝕劑從各基底之後視面整個曝光’使用留 在光線反射部之鏡片作爲光罩。藉由使抗鈾劑顯像’將基 底備置成使光線透射部形成深度分別爲1 · 〇 // m ’ 2 . 0 // m 和 3 . 0 // m 之小孔。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 衣·

、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -10- 1224696 A7 B7 五、發明説明（8 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 然後，塗敷濾色片材料（三菱化學公司之商用名稱爲 PERR0402，REGG0402和REBB0402 )至備置濾色片之各別基 底，它在光線反射部之厚度全設爲1 . 0 # m，且在光線 透射部之厚度分別設爲1 _ 2//m，2 . 0#m，3 · 0 // m 和 4 . Ο # m 〇 之後，依在一般液晶顯示器中之這種次序設有平順層 ，透明到電極和對準層，且具有透明行電極和對準層之成 對基底經由邊封合劑彼此緊壓接合，製成透反射式彩色液 晶顯示器。 各濾、色片之光線透射部大小爲3 0 // m X 2 7 0 // m ，其等於9 Ο // m寬行電極和2 7 Ο // m寬到電極線之被 動式矩陣顯示器。 在各顯示器中，在光線反射部之色域面積計算爲3 0 。當厚度增加時，計算色域面積增加至1 4，3 0，5 0 和67，並計算透射率爲下降至58%，48%，41% 和 3 6 %。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如以上說明，根據本發明，當其中之一基底具內表面 ，該內表面設有由全反射層做成之光線反射部以及形成無 全反射層開口之光線透射部，且在各對光線反射部和光線 透射部上設有各濾色片時，爲了在光線反射部和光線透射 部提供不同厚度之濾色片藉由在光線反射部之全反射層上 提供具某一厚度之透明抗蝕劑並藉由使光線透射部形成具 某一長度之小孔，可能對光線透射和光線反射兩者實現良 好彩色純度和亮度。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -11 - 1224696 A7 B7 五、發明説明（9 ) 整體上，此處據以參考而納入包含申請說明書，申請 專利範圍，圖示，在2〇0 1年1〇月3 1日所申請之日 本專利申請案號2 0 0 1 - 3 3 5 2 0 6之整份發表。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -12-

Claims (1)

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六、申請專利範圍 1 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 · 一種透反射式彩色液晶顯示器，其中，透明基底 之一具一內表面，該內表面形成有一全反射層做成之光線 反射部以及形成無全反射層開口之光線透射部，且其中， 在各對光線反射部和光線透射部上設有一濾色片， 全反射層上面設有一透明抗鈾劑，故有一層厚度，且 光線透射部形成具一深度之小孔，因此，瀘色片在光線透 射部之厚度大於在光線反射部之厚度， 其中，爐色片在光線透射部之厚度爲在光線反射部厚 度之1 . 2至4 · 5倍。 - 2 ·如申§靑專利範圍％ 1項之液晶顯示器，其中，、濾 色片在光線透射部之厚度爲在光線反射部厚度之2 . 2至 4 · 5 倍。 3 .如申g靑專利範圍第1項之液晶顯示器，其中，佈 置有T N液晶層。 . . 4 .如申請專利範圍第1項之液晶顯示器，其中，佈 置有S T N液晶層。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 5 ·如申請專利範圍第1項之液晶顯示器，其中，言亥 濾色片是供R，G和B顏色所使用。 6 .如申請專利範圍第1項之液晶顯示器，其中，胃 一列電極線加以佈置一像素之R，G和B濾色片。 7 .如申請專利範圍第1項之液晶顯示器，其中，言亥 濾色片在基底平面中爲矩形。 8 .如申請專利範圍第7項之液晶顯示器，該矩形& 光線透射部之較短邊長小或等於5 0 // m。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -13- 1224696 A8 B8 ^ C8 - —__D8 六、申請專利範圍 2 9 ·如申請專利範圍第1項之液晶顯示器，其中，使 用A g爲該反射層。 1 9 . 一種製造透反射式彩色液晶顯示器基底之方法 ’包含提供其中之一基底，該基底之光線反射部由一全反. 射層做成且光線透射部形成無全反射層之開口，並在各對 光線反射部和光線透射部上設有一瀘色片， 該方法更包含以一種蝕刻技術，只在光線反射部設有 一由感光樹脂所做成之透明抗鈾劑並在各對光線反射部和 光線透射部上提供濾色片前烘烤透明樹脂， — 其中，濾色片在光線透射部之厚度爲在光線反射部厚 .度之1.2至4.5倍。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

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