TWI326785B - - Google Patents

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1326785 (1) * 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光的外部光之 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0A機器’電子筆記本或攜帶電話等之攜帶機器，AV φ 機器等之電子機器。 【先前技術】 近年’爲了於明亮處或是黑暗均可觀察顯示，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 有孔之反射層上，來做爲如此之透過反射兩用型之彩色液 鲁 晶顯示裝置（譬如參考特開平11-052366號公報）。於如 此之構造，觀察透過顯示時，通過無反射膜之孔部（透過 領域）之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）所反射之外部光傳達於觀察者》此時，一度通過 著色層的光於反射膜反射而再度通過著色層。亦即，由於 2次通過透過率較低之著色層，故顯示變爲較暗。 -4- (2) 1326785 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 · 可消除由著色層所產生光損耗。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暗而返回於觀察者 ，進而可有效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 鲁 上述所言，由於使用有於著色層鑿孔使其露出反射膜，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，會產生著色層之膜厚度分之高低差。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l#m前後，故即使設置平坦 化之塗佈工程，亦難以得到平坦化之程度高的表面，將導 致殘留0.2//m程度之高低差。 Φ 如此，於彩色濾光片基板表面具有高低差時，於不同 場所在與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，而引起對比變 差等之降低顯示品質。此高低差，尤其於使用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) 1326785 σ 【發明內容】 所以，藉由本發明所產生之·液晶顯不裝置’丨系於'構成 彩色濾光片之著色層和液晶層之間’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，和與彩色濾光片基板經由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’爲呈現彩 色顯示，於反射顯示時’爲呈現黑白顯示，於反射顯示時 鲁 由於係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，和與此 彩色濾光片基板經由液晶層而對向設置之對向基板。 · 同時，於上述之構造中，由於易於將反射膜之厚度作 成〇.1〜0.2/zm，故可改善彩色濾光片基本板表面之平坦 化。 【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) 1326785 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，和對向基板係經由液晶層而對 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，於反射顯示時由於係觀察 未通過著色層的光，故能確保反射顯示時之亮度。於此， 鲁 於反射膜4可使用包含A1或銀之金屬膜。其厚度最理想 係1 000〜200Q埃。當過薄時由於將增加透過反射膜的光 ，而降低反射率，較理想係1〇〇〇埃以上之膜厚。同時， 當過於厚時由於損失表面之平坦性，故較理想係2000埃 以下之膜厚。再者，用以改善著色層與反射膜之接密性， 於著色層和反射膜之間，設置透明絕緣膜亦可。於透明絕 緣膜可使用Si02或Ti02等。 同時，傳統上，依存於1 // m前後之著色層厚度之表 鲁 面凹凸（平坦性），係變爲依存於可以0.1〜0.2 ;zm程度 成膜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) 1326785 上以形成彩色濾光片之著色層更小之面積所形成反射膜， * 和與此彩色濾光片基板經由液晶層而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，藉由於著色層表面之適當 . 之位置以任意形狀設置反射膜製造之。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，故藉由平坦化膜塗佈工程更可易 鲁 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。同時，反射膜由於可形成較薄，故即 使未設置平坦化膜亦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，即可製造 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】和透明基板 9係經由液晶層8相互對向。於各基板之其中一方表面， (6) 1326785 設置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，和爲左右之厚度之光的 · 三原色R(3R) ，G(3G) ，B(3B)之著色層。而於著 . 色層之表面的一部份設置有反射膜4。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 鲁 面，做爲黑白顯示來被觀察。此時，由於傳統著色層（3R ，3G，3B)所吸收的光，此時爲原封不動返回於觀察者 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 (Β)係圖1 (Α)所示之液晶顯示元件從觀察方 向視之模式圖，抽出一畫素分者。於此，係放大紅素之一 畫素分而做爲例子。於圖中成爲著色層3R之該處係透過 鲁 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1〇〇 V mx300 //m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。爲了兼具透過顯示時之顔色濃度，和反射時 — 之黒白顯示之特性’故反射層最好係於著色層之10%以 上50%以下之面積。亦即，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 -9- (7) 1326785 小，亦可得到較高反射率（對往L C D的入射光之反射光 比例），而隨反射膜面積減小之部分，於透過模式中，通 過著色層之光量將變大。因此，反射膜若係著色層面積之 10%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，無法得到希望之反射亮度，故較差。另外， - 當反射膜面積成爲較大時，雖可改善反射時之亮度，但當 於觀察者側從外光入射之環境觀察透過模式（彩色顯示） 時，此外光藉由反射膜到達觀察者處，變爲對顯示顏色有 · 所影響。因此，反射膜最理想之面積係著色層之50%以 下。 同時，於本實施例中，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，實質上亦沒有問題。因此，當 畫素大小和著色層大小相同時，反射膜面積可表示爲畫素 電極大小之1 0 %以上5 0 %以下。 又，於圖1(B)，雖於對應著色層之略爲中央部位 擊 置，設置著反射膜，但是反射膜之著色層上之位置係爲任 意’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1500埃之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 Si〇2或Ti02等之透明絕緣膜，其厚度爲150〜200埃亦可 -10- (8) 1326785 再者，爲了覆蓋彩色濾光片基板，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 係有必要。平坦化膜係以厚度爲2 # m所形成之，由於金 - 屬膜4以非常薄而被形成，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，以l//m之厚度，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（3R，3G，3B )。此等任一皆係藉由微影法 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，以任意形狀形成反射膜4。此反射膜4 —般而 言係使用A1或銀系之金屬膜，此等金屬膜藉由濺鍍法等 形成厚度爲1〇〇〇〜1500埃程度。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，故無須增加加工品之移動，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β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6。而透明電極 -11 - (9) 1326785 6可藉由微影法形成所期望之圖案。透明電極6係將錫Sn 氧化含有不純物之銦In而成之稱爲ITO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， 故其電阻値係從薄膜電阻爲10Ω/ □至100 Ω/ □爲最廣 用之準位。通常，I TO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。 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 形成晶胞構造。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I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，取出一畫素分者。於此， 將放大紅色一畫素分作爲圖示。亦即，彩色濾光片基板1 係以遮光膜（黑矩陣）2和著色層（3R，3G，3B)所構 (10) · 1326785 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/zm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 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係對應於著色層（3R，3G，3B )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 φ 即可返回於觀察者側。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。若欲更提高平坦性時，於 反射膜上再設置平坦化膜，而於其上面形成透明電極即可 〇 如上述所述，藉由本發明之液晶顯示裝置時，於反射 顯示時的入射光，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由於可以成膜爲非常薄之1 000〜2000 埃，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，故因表面之凹凸較小而可解決。因此，進而可防 止顯示品質降低。 [產業上之可利用性] -13- (11) (11)1326785 如上所述，有關本發明之透過反射兩用型之液晶顯示 ’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。 【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. 8 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 遮光膜（黑矩陣） 3R 紅色 4 反射膜 3G 綠色 3B 藍色 -14-

Claims (1)

1. 夕曰修(更)正本 拾、申請專利範圍 第92 1 320 1 5號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國99年1月20曰修正 1 · 一種液晶顯示裝置，係具備有·· 彩色濾光片基板，於其上形成有彩色濾光片；和 對向基板，介由液晶層與前述彩色濾光片基板相對 向；和 胃明絕緣膜，以覆蓋構成前述彩色濾光片之著色層的 方式設於全面； 反射膜’其被設於前述透明絕緣膜上同時比前述著色 層之面積還小，厚度爲Ο^κΟ^μπι。 2 ·如申請專利範圍第1項所記載之液晶顯示裝置， 其中’以覆蓋前述反射膜的方式設置平坦化膜。 3 _如申請專利範圍第1項所記載之液晶顯示裝置， 其中’在前述透明絕緣膜與前述著色層之間全面設有平坦 化膜。 4 ·如申請專利範圍第丨，2或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。 5. 如申請專利範圍第1，2或3項所記載之液晶顯示 裝置’其中，前述透明絕緣膜係爲氧化矽或氧化鈦。 6. 如申請專利範圍第1，2或3項所記載之液晶顯示裝 置’其中’前述透明絕緣膜之厚度爲150〜200埃（angstrm) 3>