TWI243269B - Liquid crystal display device and electronic apparatus - Google Patents

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經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1243269 A7 ___B7____ 五、發明説明（) 【發明領域】 本發明是關於液晶顯示裝置及電子機器，特別是關於 使用多功能但耐熱性低的反射膜的液晶顯示裝置的構成。 【發明背景】 【習知技藝之說明】 反射型液晶顯示裝置因不具備背光（Backlight)等的光 源，故消耗功率小，習知以來在種種的攜帶電子機器或裝 置的附屬的顯示部等常被使用。近年來針對這種反射型液 晶顯示裝置的反射層，交互疊層具有不同折射率的電介質 (Dielectric)薄膜的電介質反射膜或使用膽固醇液晶 (Cholesteric liquid crystal)的膽固醇反射膜或全息照相 (Hologram)反射膜等被提出。這些反射膜因可實現比習知所 使用的金屬薄膜的反射層還高亮度、高色純度的顯示，故 作爲可提高液晶顯示裝置的顯示品質受到注目。 【發明槪要】 但是，上述反射層與習知所使用的A1或Ag等的金屬 反射層比較因耐熱性低，故特別是在適用於主動矩陣 (Active matrix)型的液晶顯示裝置時，因 TFT(Thin Film Transistor，薄膜電晶體）元件或TFD(Thin Film Diode，薄膜 二極體）元件的製作製程中的加熱，有反射層的特性變化或 劣化的問題。因這種反射層的劣化爲造成顯示品質的下降 或製造時的良率（Yield)下降的原因，故成爲適用這些反射 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） I 批衣 訂 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -4- 1243269 A7 B7

\JZ 五、發明説明（ 膜於主動矩陣型的液晶顯示裝置時的障礙。 本發明乃鑒於上述事情所進行的創作，其目的爲提供 具備耐熱性低的反射層與開關元件，且具備可防止因製造 時的加熱造成前述反射層的特性劣化的構成之液晶顯示裝 置。 而且’本發明的目的爲提供具備上述液晶顯示裝置的 電子機器。 爲了解決上述課題，本發明提供具備以下構成的液晶 顯示裝置。 與本發明有關的液晶顯示裝置，在互相面對的一對基 板間挾持有液晶，在前述一對基板的一方的基板側形成有 反射層，其特徵爲：在他方的基板的液晶側形成有用以驅動 前述液晶的開關元件，前述反射層由電介質反射膜構成。 與本發明有關的液晶顯示裝置，在互相面對的一對基 板間挾持有液晶，在前述一對基板的一方的基板側形成有 反射層，其特徵爲：在他方的基板的液晶側形成有用以驅動 前述液晶的開關元件，前述反射層由膽固醇反射膜構成。 與本發明有關的液晶顯示裝置，在互相面對的一對基 板間挾持有液晶，在前述一對基板的一方的基板側形成有 反射層，其特徵爲：在他方的基板的液晶側形成有用以驅動 前述液晶的開關元件，前述反射層由全息照相反射膜構 成。 與上述本發明有關的液晶顯示裝置的三個樣態中的特 徵點爲與習知的金屬反射膜比較，形成耐熱性低的電介質 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 裝 訂 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -5- 1243269 A7 B7 五、發明説明（） 反射膜、膽固醇反射膜、全息照相反射膜的任一個構成的 反射層於與形成有用以驅動液晶的開關元件的基板不同的 基板（面對的基板）。即藉由以在製造時被高溫加熱的開關元 件側的基板不配設反射層的構成，以防止這些反射層被過 熱，因而防止反射層的特性變化或劣化。 而且，若著眼於開關元件的製造製程的話，對於姑且 在開關元件與反射層形成於同一基板上的情形下不使反射 層的特性劣化而進行製造，是將開關元件形成時的加熱溫 度降到上述反射層的耐熱溫度以下而進行製造。如此大幅 降低加熱溫度進行開關元件的製造極爲困難，有發生因開 關元件的性能降低等造成的良率的下降之虞，但是如果依 照上述構成的話，在通常的處理溫度可進行開關元件的形 成，即使在開關元件側的基板中也能不發生良率的降低。 其次，在與本發明有關的液晶顯示裝置中，可令前述 開關元件被作成TFD元件的構成。本發明的液晶顯示裝置 因TFD元件與反射層分別形成於各別的基板上，故無因形 成TFD元件時的加熱使反射層的特性劣化，因形成TFD元 件時的加熱溫度不被反射層的耐熱溫度限制，故可藉由習 知所使用的製程形成TFD元件。因此，無使製造時的良率 降低，可實現高亮度、高色純度的液晶顯示裝置。 而且在本構成中，雖然形成有TFD元件的基板配置於 使用者側，但是TFD元件基板與TFT元件基板比較因可縮 小配線區域，故與使用TFT元件的情形比較，可提高像素 的開口率，可實現更高亮度的顯示爲可能的液晶顯示裝 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） I I訂 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局8工消費合作社印製 -6- 經濟部智慧財產局®工消費合作社印製 1243269 A7 __ B7 ______一 _五、發明説明（j 置。 其次，在與本發明有關的液晶顯示裝置中，前述開關 元件被作成TFT元件也可以。即使在因製作需要許多製程 的TFT元件的形成中，因該製造時的加熱溫度不被反射層 的耐熱溫度限制，故可適用習知所使用的製程，使可良率 佳地製造的主動矩陣型的液晶顯示裝置爲可能。 其次’與本發明有關的電子機器，其特徵爲具備前述 任一項所述之液晶顯示裝置。如果依照具備相關構成的本 發明的電子機器，藉由在顯示部具備高亮度且高精細的顯 示爲可能的與本發明有關的液晶顯示裝置，可大大地提高 顯示部中的目視確認性。 【圖式之簡單說明】 圖1是本發明的一實施形態的液晶顯示裝置的模式剖 面圖。 圖2是擴大圖1所示的液晶顯示裝置的一部分而顯示 的斜視圖。 圖3是用以說明與本發明有關的膽固醇反射膜的反射/ 透過作用的說明圖。 圖4是顯不本發明的電子機器的應用例，圖4(a)是顯 示行動電話的斜視圖；圖4(b)是顯示攜帶型資訊處理裝置 的一例的斜視圖；圖4(c)是顯示手錶型電子機器的一例的 斜視圖。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝·

、1T 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210χ297公麓） -7 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1243269 A7 B7 五、發明説明（g 【符號說明】 10:液晶顯示裝置 11:元件基板 12:反射基板 1 3:液晶 15:反射層 18:掃描電極 19:密封材 21R、21G、21B:彩色濾光片 22:訊號線 24:像素電極 25: TFD元件（開關元件） 30:膽固醇反射膜 30A:膽固醇液晶 200:行動電話的本體 201、302、401:液晶顯示部 300:資訊處理裝置 301:鍵盤等的輸入部 303:資訊處理裝置本體 400:手錶本體 【較佳實施形態之詳細說明】 以下參照圖面詳細說明本發明的實施形態。 圖1是模式地顯示本發明的一實施形態的液晶顯示裝 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 裝 訂 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -8- 1243269 A7 B7 五、發明説明（d 置的剖面構造，圖2是擴大圖1所不的液晶顯不裝置的一 部分而顯示的斜視圖。此外，圖1所示的剖面構造對應於 沿著圖2的A-A線的剖面構造。 如圖1所示液晶顯示裝置1 〇是具備在面對配置的元件 基板11與反射基板1 2之間挾持的液晶1 3，與爲了密封此 液晶1 3，配設於前述基板11、1 2的周緣部的密封材19而 構成。在元件基板11的液晶1 3側，每一各像素排列形成 有用以驅動液晶13的開關元件之TFD元件25與由連接於 此TFD元件25的透明導電膜構成的像素電極24。在接鄰 的像素電極24、24間，如圖2所示形成有多數個延伸成條 狀的訊號線22，排列於沿著此訊號線22的方向的TFD元 件25是電性連接於同一訊號線22。 另一方面在反射基板12的液晶13側形成有反射層 15，與每一各像素形成在與上述像素電極24面對的位置的 反射層15上的彩色濾光片（Color filter)21R、21G、21B...， 與由延伸於與上述掃描線22交叉的方向的長方形的透明導 電膜構成的掃描電極1 8。此掃描電極1 8是覆蓋排列於其延 伸方向的彩色濾光片21R、21G、21B…而形成。 此外，在這些元件基板11以及反射基板12的液晶13 側形成有用以控制液晶1 3的配向的配向膜（A1 i g n m e n t layer)，惟在圖1以及圖2省略圖示。 圖2所示的TFD元件25是在兩層導電膜之間疊層有絕 緣膜的構造，一方的導電膜連接於訊號線22 ;他方的導電 膜連接於像素電極24。具備這種構造的TFD元件25例如 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) Γ 經濟部智慧財產局K工消費合作社印製 -9- 1243269 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（j 以鉅膜構成連接於訊號線22側的導電膜，令此鉅膜的表面 陽極氧化形成由氧化鉅膜構成的絕緣膜，可在此絕緣膜上 以鉻、鋁、鈦、鉬等的金屬膜構成連接於像素電極24側的 導電膜而形成。 反射層1 5是使由元件基板1 1側入射的光反射，以進 行反射顯示而配設，在與本發明有關的液晶顯示裝置使用 電介質反射膜、膽固醇反射膜、全息照相反射膜的任一 個。以下詳細地說明這些反射膜。 <電介質反射膜> 電介質反射膜是交互疊層折射率不同的電介質層而構 成，具有接近100%的極高的反射率爲特徵。此電介質反射 膜例如可一邊改變厚度一邊交互疊層10層左右的TiCh層與 Si〇2層而構成。而且，藉由調整電介質層的疊層間距（Pitch) 或疊層數，可僅使特定的波長的光反射，藉由每一色種形 成光罩（Mask)，可使反射層15具有彩色濾光片功能。據 此，即使不配設彩色濾光片21R、21G、21B也能進行彩色 顯示，可使液晶顯示裝置10的構成簡素化。 而且，電介質反射膜藉由調整其厚度，反射入設的光 的一部分，可作爲透過一部分的半透過反射膜使用，若在 液晶顯示裝置10的背面側（反射基板12的外面側）配設照明 裝置的話，可實現半透過反射型的液晶顯示裝置。使用此 電介質反射膜的半透過反射型的液晶顯示裝置，因電介質 反射膜中的光的吸收幾乎不發生，故可得到比習知使用的 本紙張尺度適用中.國國家標準（CNS ) A4規格（21〇><297公釐） 批衣 訂 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -10- 1243269 A7 B7 五、發明説明（g 金屬反射膜還亮的顯示。其理由如以下所示。例如使用A1 膜的金屬反射膜反射率爲9 0 %左右，使此a1膜薄膜化反射 入射光的7 0 %，以透過殘部的構成的情形，因a1膜中的吸 收發生10%，故成爲反射70%透過20%的半透過反射膜。相 對於此，使用電介質反射膜的半透過反射膜以反射入射的 光的70%的構成的情形，因在電介質反射膜的光的吸收幾 乎沒有，故可以剩餘30%的幾乎全部作爲透過光使用。因 此，若反射顯示爲相同明亮度的話，因使用電介質反射膜 於反射層的液晶顯示裝置光的利用效率高，故可得到明亮 的透過顯示。 <膽固醇反射膜> 膽固醇反射膜是由形成薄膜狀的膽固醇液晶構成的反 射膜，爲具有選擇性地反射具有特定偏光方向的特定波長 的光的功能的反射膜。藉由使用此膽固醇反射膜，可實現 高亮度、高色純度的反射層。而且，藉由適當地控制膽固 醇液晶的螺旋構造，可當作半透過反射膜使用或者當作兼 具彩色濾光片的反射層。 圖3是用以說明膽固醇反射膜中的光的反射/透過作用 的說明圖，膽固醇反射膜3 0是具備具有向右旋轉的螺旋構 造的膽固醇液晶30A而構成。如圖3所示對於由膽固醇反 射膜30的圖示頂面側入射自然光L1的情形，因膽固醇液 晶30A具有向右旋轉的螺旋構造，故向右旋轉的偏光成分 以反射光R1被反射到圖示上方，向左旋轉的偏光成分以透 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 受-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -口 經濟部智慧財產局K工消費合作社印製 -11 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1243269 A7 B7 五、發明説明（g 過光T1透過反射膜30的底面側。而且，對於自然光L2由 膽固醇反射膜30的底面側入射的情形，包含於自然光L2 的向右旋轉的圓偏光成分以反射光R2被反射；向左旋轉的 圓偏光成分以透過光T2透過反射膜30的頂面側。 在與本發明有關的液晶顯示裝置中，藉由利用上述膽 固醇反射膜的特性於反射層丨5，以實現具備高亮度且優良 的顯示品質的反射型或半透過反射型的液晶顯示裝置。 此外，對於適用上述膽固醇反射膜30於半透過反射型 的液晶顯示裝置的情形，以利用由圖3所示的反射膜30底 面側透過頂面側的透過光T2進行顯示的構成也可以，惟因 此透過光T2爲向左旋轉的圓偏光，故需要利用向右旋轉的 圓偏光於顯示的反射模式與光的偏光狀態不同，以反射模 式與透過模式使液晶的電壓施加狀態不同。藉由以這種構 成的話，在透過模式顯示時入射外光的情形下，有暗顯示 的像素因外光而被明顯示，使對比（Contrast)降低的問題。 對於避免此問題，使被膽固醇反射膜30反射的光（反射光 R2)的一部分（例如20%)透過反射膜30,在透過模式使用具 有與反射光R1同一的偏光狀態的此透過光而進行顯示的話 佳。 而且，此膽固醇反射膜可兼具彩色濾光片。對於以這 種構成的情形，可使膽固醇液晶的螺旋間距變化，可藉由 以與反射光的色大致同一的波長來實現。具體上因藉由使 塗佈膽固醇液晶後的曝光製程中的溫度變化，可以任意的 尺寸形成上述螺旋間距，故藉由使每一像素反射預定的波 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 裝 訂 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -12- 經濟部智慧財產局g(工消費合作社印製 1243269 A 7 B7____ 五、發明説明（& 長（色）的光進行光罩曝光，可實現兼備與圖2所示的彩色爐 光片2 1R、2 1 G、21 B同樣的功能的反射層。而且’對於藉 由此膽固醇反射膜構成兼具彩色濾光片的反射層的情形’ 與使顏料或染料分散的透過型的彩色濾光片不同’因成爲 使特定色的光反射的彩色濾光片，故更高亮度、色純度高 的反射顯示爲可能。 <全息照相反射膜> 全息照相反射膜因可以高反射率使特定波長的光反射 到特定的方向，故例如使以3 0 °入射到液晶顯示裝置的光 反射於液晶顯示裝置的法線方向，使對液晶顯示裝置的使 用者方向的光量增加，可提局實質的顯不的明売度。而 且，此全息照相反射膜也可與上述電介質反射膜或膽固醇 反射膜一樣當作彩色濾光片使用。對於此情形若對R(紅）、 G(綠）、B(藍）的像素使各色的反射光入射而調整反射膜的干 涉度的話佳。再者，因全息照相反射膜具有優良的色再現 性，故可實現色的再現性比習知還優良的液晶顯示裝置。 而且，此全息照相反射膜藉由使特定波長的光透過， 也可作爲半透過反射型的反射層利用。因此，藉由在以這 種全息照相反射膜作爲反射層而具備的液晶顯示裝置的背 面側配設照明裝置，可實現高亮度的半透過反射型液晶顯 示裝置。 彩色濾光片21R、21G'21B也可使用習知所使用的顏 料分散型或染料分散型的彩色濾光片，惟如上述與本發明 本紙張尺度適用中國國家標準（ CNS ) A4規格（210X297公釐) " -13- I 訂 線 (讀先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1243269 A7 B7 五、發明説明（）彳 有關的反射層1 5所使用的反射膜因都可當作兼備彩色濾光 片功能的構成，故未必需要配設。 在與具備以上構成的本發明有關的的液晶顯示裝置 中，用以驅動液晶13的TFD元件25形成於元件基板11 上，因反射層1 5形成於與元件基板11面對的反射基板1 2 上，故在其製程中，可使元件基板Π與反射基板1 2的加 熱溫度不同。因此，在反射基板1 2側中即使以與習知的A1 或Ag的反射層比較耐熱性差的電介質反射膜、膽固醇反射 膜、全息照相反射膜爲反射層1 5使用，在其製造過程中這 些反射層15無被過熱，可防止製造時這些反射層15的特 性的變化或劣化，可充分地發揮這些高功能的反射層的功 倉b 。 若更具體地說明的話，在形成元件基板Π側的TFD元 件25時，元件基板11至少被加熱到300°C左右。但是，因 電介質反射膜的耐熱溫度爲300°C左右，膽固醇反射膜的耐 熱溫度爲300°C左右，全息照相反射膜的耐熱溫度僅爲120 °C左右，故若假設在元件基板11側形成這些反射膜的話， 因這些TFD元件25形成時的加熱會造成這些反射膜的特性 變化或劣化。

而且，在形成有TFD元件25的元件基板11側中TFD 元件25的形成時的加熱溫度因不被耐熱性低的反射層1 5 的耐熱溫度限制，與習知一樣加熱可形成TFD元件25等， 故不會發生加熱溫度的不足所造成的TFD元件25的性能下 降或伴隨於此性能下降的良率降低。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） I---------裝-- (讀先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 -線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -14- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1243269 A7 _________B7_ 五、發明説明（七 而且，圖1、2所示的本實施形態的液晶顯示裝置藉由 被作成具備TFD元件的主動矩陣型的液晶顯示裝置，可比 具備TFT兀件的液晶顯示裝置還提高像素的開口率，可更 提高反射基板所具備的反射層所產生的效果。即可實現更 高亮度的液晶顯示裝置。 在本實施形態雖然說明以TFD元件當作開關元件而使 用的液晶顯示裝置，但是本發明的技術領域並非限定於 此，當然使用TFT元件於開關元件的液晶顯示裝置也能適 用。對於開關元件使用TFT元件的情形，即使非晶矽 (Amorphous silicon)也要300°C左右，高溫多晶矽也要1〇〇〇 °C左右的加熱溫度，故在包含這些TFT元件的基板上形成 上述電介質反射膜或膽固醇反射膜、全息照相反射膜極爲 困難，但是如果依照本發明的構成，可容易地良率高地製 作這些反射膜與具備TFT元件的液晶顯示裝置。 (電子機器的實施形態） 其次，說明具備上述實施形態的液晶顯示裝置的電子 機器的具體例。 圖4U)是顯示行動電話的一例的斜視圖。在圖4(a)中符 號200是顯示行動電話本體；符號201是顯示使用上述實 施形態的液晶顯示裝置的液晶顯示部。 圖4(b)是顯示文字處理機、個人電腦等的攜帶型資訊 處理裝置的一例的斜視圖。在圖4(b)中符號300是顯示資 訊處理裝置；符號301是鍵盤等的輸入部，符號303是資 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） I 裝 訂 矣 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -15- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1243269 A7 ______ _B7_ 五、發明説明（ 訊處理裝置本體，符號302是顯示使用上述實施形態的液 日日絲頁不裝置的液晶顯不部。 圖4 (c)是顯不手錶型電子機器的一例的斜視圖。在圖 4(c)中符號400是顯示手錶本體，符號401是顯示使用上述 實施形態的液晶顯示裝置的任一個的液晶顯示部。 圖4(a)〜（c)所示的各個電子機器因具備使用上述實施形 的液晶福TpC 置的液晶顯不部（顯75手段）’故尚売度且尚 色純度的顯示爲可能，爲鮮銳的顯示品質優良的電子機 器。 【發明的功效】 如以上所詳細說明的，本發明的液晶顯示裝置被作成 由在互相面對的一對基板間挾持有液晶，在前述一對基板 的一方的液晶側形成有反射層，在他方的基板的液晶側形 成有用以驅動前述液晶的開關元件，前述反射層由電介質 反射膜、膽固醇反射膜、全息照相反射膜的任一個構成的 構造。即藉由作成在製造時被加熱成高溫的開關元件側的 基板不配設反射層的構成，可防止這些反射層被過熱，因 而防止反射層的特性變化或劣化。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 裝 訂 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -16-

Claims (1)

1243269 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 々、申請專利範圍 1 1 . 一種液晶顯示裝置，在互相面對的一對基板間挾持 有液晶，在該一對基板的一方的基板側形成有反射層，其 特徵爲： 在他方的基板的液晶側形成有用以驅動該液晶的開關 元件， 該反射層由電介質反射膜構成。 2 . —種液晶顯示裝置，在互相面對的一對基板間挾持 有液晶，在該一對基板的一方的基板側形成有反射層，其 特徵爲： ‘ 在他方的基板的液晶側形成有用以驅動該液晶的開關 元件， 該反射層由膽固醇反射膜構成。 3 . —種液晶顯示裝置，在互相面對的一對基板間挾持 有液晶，在該一對基板的一方的基板側形成有反射層，其 特徵爲： 在他方的基板的液晶側形成有用以驅動該液晶的開關 元件， 該反射層由全息照相反射膜構成。 4 .如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之液 晶顯示裝置，其中該開關元件被作成TFD元件。 5 .如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之液 晶顯示裝置，其中該開關元件被作成TFT元件。 6 . —種電子機器，其特徵爲具備如申請專利範圍第1 項至第3項中任一項所述之液晶顯示裝置。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） U3 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、言

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