反射型彩色濾光液晶顯示器的製作方法

2023-06-03 10:23:31

專利名稱：反射型彩色濾光液晶顯示器的製作方法
技術領域：
本發明涉及空間調製型彩色顯示技術，尤其涉及一種反射型彩色濾光液晶顯示
o
背景技術：
近年來，平板顯示器和液晶顯示器(Liquid Crystal Display，簡稱IXD)在光電 技術和集成電路技術的推動下已經成為主流的顯示設備。IXD顯示器具有很多優點，包括 形狀薄且平、重量輕、低運行電壓、低功耗、全彩色及低輻射。LCD顯示面板根據發光機理可 以被分為透射型、反射型和透反射型，其中反射型LCD顯示器包括液晶投影儀和反射型矽 基液晶(Liquid Crystal On Silicon，簡稱LCOS)。LCD面板的基板平面組件包括具有透明導電膜的頂部玻璃基板、液晶平面單元、 像素電極陣列背板(透明的或反射的)、至少一個偏光膜及彩色濾光陣列膜，，現有彩色濾 光陣列膜通常是由含有色素和/或染料的高分子材料製成。彩色圖像顯示通常是IXD及其 所有附屬部件的關鍵技術內容，現有的彩色圖像顯示技術主要是通過像素電極陣列背板控 制液晶平面單元中液晶分子的扭轉，從而控制來自於背光源的白光通過；此後，由像素彩色 濾光陣列膜中具有紅、綠、藍(Red Green Blue，簡稱RGB)三基色的彩色濾光片使通過液晶 平面單元的白光成為具有相應基色的光線，進而由些光線混合顯示彩色圖像。為了實現彩 色圖像顯示，現有彩色濾光陣列膜中的彩色濾光片必需與像素電極陣列背板上的各個像素 電極精確對準，從而增大了 LCD的複雜性；而且較厚的彩色濾光片也會使電場強度下降。

發明內容
本發明提供一種彩色液晶顯示器，可以降低LCD的複雜性並提高光效率。本發明一實施例提供一種反射型彩色濾光液晶顯示器10，其中沿入射光20的入 射方向21的相反方向，依次包括背面基板200、反射電極層210、平面液晶單元150、透明 導電膜110和透明板100，其中所述透明板100用於接收並透射所述入射光20 ；所述平面液晶單元150夾設於所述反射電極層210和透明導電膜110之間；所述反射電極層210包括第一頻帶反射電極211、第二頻帶反射電極212及第三 頻帶反射電極213，以垂直於入射方向21的規則平面平鋪結構設置於所述背面基板200的 頂部且彼此電隔離，用於對穿過所述透明基板100的入射光20進行反射並分別形成第一反 射光譜61的第一反射光、第二反射光譜62的第二反射光及第三反射光譜63的第三反射 光；所述背面基板200中包括驅動電路220，與所述第一頻帶反射電極211、第二頻帶 反射電極212、第三頻帶反射電極213及所述透明導電膜110電連接，用於在所述反射電極 層210與所述透明導電膜110之間形成電場，驅動所述平面液晶單元150中的液晶分子進 行相應扭轉，使所述入射光20到達所述反射電極層210並使所述第一反射光、第二反射光和第三反射光從所述透明基板100射出。本發明所述反射型彩色濾光液晶顯示器通過反射電極層210中設置的三個頻帶 反射電極對入射光進行空間反射調製實現了彩色圖像顯示，無需使用現有技術中用到的彩 色濾光陣列膜，因此也不存在彩色濾光片必需與像素電極陣列背板上的各個像素電極精確 對準的要求，從而降低了 LCD的複雜性並提高了光效率。


為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發 明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根 據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發明一實施例所述反射彩色濾光液晶顯示器10的截面圖；圖2為圖1所示反射電極層210的可選結構截面圖；圖3為本發明另一實施例所述反射彩色濾光液晶顯示器10的結構示意圖；圖4為本發明又一實施例所述反射彩色濾光液晶顯示器10的結構示意圖。
具體實施例方式為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例 中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是 本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員 在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。圖1為本發明一實施例所述反射彩色濾光液晶顯示器10的截面圖。該反射彩色 濾光液晶顯示器10沿入射光20的入射方向21的相反方向，依次包括背面基板200、反射 電極層210、平面液晶單元150、透明導電膜110和透明板100。其中，所述透明板100用於接收並透射所述入射光20，所述反射電極層210包括第 一頻帶反射電極211、第二頻帶反射電極212及第三頻帶反射電極213，以垂直於入射方向 21的規則平面平鋪結構設置於所述背面基板200的頂部且彼此電隔離。具體地，如圖1所 示，所述第一頻帶反射電極211、第二頻帶反射電極212及第三頻帶反射電極213可以通過 像素隔離物215進行彼此電隔離。所述第一頻帶反射電極211、第二頻帶反射電極212和第三頻帶反射電極213對 穿過所述透明基板(100)的入射光(20)進行反射並分別形成第一反射光譜的第一反射光、 第二反射光譜的第二反射光及第三反射光譜的第三反射光，從而具有彩色濾光功能。所述 第一反射光譜61、第二反射光譜62和第三反射光譜63可以分別對應於藍色、綠色及紅色 的帶通譜，從而可以基於紅綠藍(Red Green Blue，簡稱RGB)色彩模式實現彩色顯示；或 者也可以分別對應於黃色、洋紅色和雪青色的帶阻譜，從而可以基於雪青色、黃色、洋紅色 (Cyan，Yellow，Magenta，簡稱CYM)色彩模式實現彩色顯示。所述平面液晶單元150夾設於所述反射電極層210和透明導電膜110之間，所述 背面基板200中包括驅動電路220，與所述第一頻帶反射電極211、第二頻帶反射電極212、 第三頻帶反射電極213及所述透明導電膜110電連接，用於在所述反射電極層210與所述透明導電膜110之間形成電場，驅動所述平面液晶單元150中的液晶分子進行相應扭轉，使 所述入射光20到達所述反射電極層210並使所述第一反射光、第二反射光和第三反射光從 所述透明基板100射出。圖2為圖1所示反射電極層210的可選結構截面圖。如圖所示，該反射電極層210 中的第一頻帶反射電極211、第二頻帶反射電極212及第三頻帶反射電極213均採用堆疊膜 結構。具體地，第一頻帶反射電極211包括上下堆疊且電連接的第一反射電極板211b和第 一導電彩色濾光單元211a ；所述第二頻帶反射電極212包括上下堆疊且電連接的第二反射 電極板212b和第二導電彩色濾光單元212a ；所述第三頻帶反射電極213包括上下堆疊且 電連接的第三反射電極板213b和第三導電彩色濾光單元213a。其中，第一導電彩色濾光單 元211a、第二導電彩色濾光單元212a及第三導電彩色濾光單元213a可以由導電墨水或導 電塗料製成；所述第一反射電極板211b、第二反射電極板212b和第三反射電極板213b可 以由包括鋁、鈦、銅、銀、鉬和金的任意反射金屬或他們的合金製成。所述導電墨水和導電塗 料內含有彩色導電顆粒，這些彩色導電顆粒為添加有彩色添加劑(例如為色素或染料)的 銀粉和/或碳粉，從而具有相應的顏色。基於圖2所示結構，所述驅動電路220經所述第一反射電極板211b對所述第一導 電彩色濾光單元211a進行充放電，驅動所述第一導電彩色濾光單元211a中的彩色導電顆 粒移動，從而將來自於所述第一反射電極板211b的反射光調製為所述第一反射光；經所述 第二反射電極板212b對所述第二導電彩色濾光單元212a進行充放電，驅動所述第二導電 彩色濾光單元212a中的彩色導電顆粒移動，從而將來自於所述第二反射電極板212b的反 射光調製為所述第二反射光；經所述第三反射電極板213b對所述第三導電彩色濾光單元 213a進行充放電，驅動所述第三導電彩色濾光單元213a中的彩色導電顆粒移動，從而將來 自於所述第三反射電極板213b的反射光調製為所述第三反射光。具體地，所述透明導電膜110可以由銦錫氧化物(Indium Tin Oxide，簡稱IT0)， 所述驅動電路220可以設置於背面基板200的內部，該背面基板200可以由包括矽、鍺、鎵 和砷的半導體製成，或者由包括玻璃和/或聚合物的介電材料製成。驅動電路220可以由 互補性氧化金屬半導體(Complementary Metal Oxide Semiconductor，簡稱CMOS)器件構 成。另外，如圖1所示，所述反射電極層210的上側敷設有第一取向層204，所述透明板 100下側敷設有第二取向層120，所述平面液晶單元150夾設於所述第一取向層204與所述 第二取向層120之間並與其靜態對齊，所述第一取向層204與所述第二取向層120用於設 定所述平面液晶單元150中液晶分子的初始取向方向。具體地，所述第一取向層204和第 二取向層120可以為由聚醯亞胺，氧化矽，氮化矽和碳中的任意材料或組合製成的單層或 複合層。為了防止反射電極層210中包含的離子態物質擴散進入平面液晶單元150，也為 了保護反射電極層210本身不會受到由於與第一取向層204之間產生的摩擦而造成的潛在 損害，可以在第一取向層204與反射電極層210之間設置透明保護介電層205。具體地，該 透明保護介電層205可以在由聚醯亞胺，氧化矽，氮化矽和碳中的任意材料或組合製成，這 些材料可以從常見的矽半導體製造工藝中獲得。本實施例所述反射型彩色濾光液晶顯示器通過反射電極層210中設置的三個頻帶反射電極對入射光進行空間反射調製實現了彩色圖像顯示，無需使用現有技術中用到的 彩色濾光陣列膜，因此也不存在彩色濾光片必需與像素電極陣列背板上的各個像素電極精 確對準的要求，從而降低了 LCD的複雜性並提高了光效率。並且，所述反射電極層210既作為與透明導電膜110相對應的底電極，在透明導電 膜110與該底電極之間夾設的平面液晶單元150中形成貫穿的電場，又作為光反射器對入 射光20進行反射，因此，這種自對準裝配的彩色像素構造可以簡化彩色液晶顯示器的光電結構。圖3為本發明另一實施例所述反射彩色濾光液晶顯示器10的結構示意圖。如圖 所示，所述透明保護介電層205還進一步填充於所述第一頻帶反射電極211、第二頻帶反射 電極212和第三頻帶反射電極213之間的空隙內，用於對所述第一頻帶反射電極211、第二 頻帶反射電極212和第三頻帶反射電極213進行彼此電隔離。通過圖3所示結構，所述透明 保護介電層205既起到了保護功能，又起到了隔離功能，因此無需再設置像素隔離物215， 從而進一步簡化了反射彩色濾光液晶顯示器10的微型結構及其製造工藝。圖4為本發明又一實施例所述反射彩色濾光液晶顯示器10的結構示意圖。如圖 所示，所述第一取向層204由介電材料製成，進一步填充於所述第一頻帶反射電極211、第 二頻帶反射電極212和第三頻帶反射電極213之間的空隙內，用於對所述第一頻帶反射電 極211、第二頻帶反射電極212和第三頻帶反射電極213進行彼此電隔離。通過圖4所示結 構，所述第一取向層204既起到了取向層的功能，又起到了隔離的功能，因此無需再設置像 素隔離物215，從而進一步簡化了反射彩色濾光液晶顯示器10的微型結構及其製造工藝。最後應說明的是以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡 管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解其依然 可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替 換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精 神和範圍。
權利要求
一種反射型彩色濾光液晶顯示器(10)，其特徵在於沿入射光(20)的入射方向(21)的相反方向，依次包括背面基板(200)、反射電極層(210)、平面液晶單元(150)、透明導電膜(110)和透明板(100)，其中所述透明板(100)用於接收並透射所述入射光(20)；所述平面液晶單元(150)夾設於所述反射電極層(210)和透明導電膜(110)之間；所述反射電極層(210)包括第一頻帶反射電極(211)、第二頻帶反射電極(212)及第三頻帶反射電極(213)，以垂直於入射方向(21)的規則平面平鋪結構設置於所述背面基板(200)的頂部且彼此電隔離，用於對穿過所述透明基板(100)的入射光(20)進行反射並分別形成第一反射光譜的第一反射光、第二反射光譜的第二反射光及第三反射光譜的第三反射光；所述背面基板(200)中包括驅動電路(220)，與所述第一頻帶反射電極(211)、第二頻帶反射電極(212)、第三頻帶反射電極(213)及所述透明導電膜(110)電連接，用於在所述反射電極層(210)與所述透明導電膜(110)之間形成電場，驅動所述平面液晶單元(150)中的液晶分子進行相應扭轉，使所述入射光(20)到達所述反射電極層(210)並使所述第一反射光、第二反射光和第三反射光從所述透明基板(100)射出。
2.根據權利要求1所述的反射型彩色濾光液晶顯示器(10)，其特徵在於所述第一頻帶 反射電極(211)包括上下堆疊且電連接的第一反射電極板(211b)和第一導電彩色濾光單 元(211a)；所述第二頻帶反射電極(212)包括上下堆疊且電連接的第二反射電極板(212b) 和第二導電彩色濾光單元(212a)；所述第三頻帶反射電極(213)包括上下堆疊且電連接的 第三反射電極板(213b)和第三導電彩色濾光單元(213a)。
3.根據權利要求2所述的反射型彩色濾光液晶顯示器(10)，其特徵在於所述第一導電彩色濾光單元(211a)、第二導電彩色濾光單元(212a)及第三導電彩色 濾光單元(213a)由導電墨水或導電塗料製成，所述導電墨水和導電塗料內含有彩色導電 顆粒；所述第一反射電極板(211b)、第二反射電極板(212b)和第三反射電極板(213b)由 包括鋁、鈦、銅、銀、鉬和金的任意反射金屬或他們的合金製成。
4.根據權利要求3所述的反射彩色濾光液晶顯示器(10)，其特徵在於所述驅動電路 (220)還用於經所述第一反射電極板(211b)對所述第一導電彩色濾光單元(211a)進行充放電，驅 動所述第一導電彩色濾光單元(211a)中的彩色導電顆粒移動，從而將來自於所述第一反 射電極板(211b)的反射光調製為所述第一反射光；經所述第二反射電極板(212b)對所述第二導電彩色濾光單元(212a)進行充放電，驅 動所述第二導電彩色濾光單元(212a)中的彩色導電顆粒移動，從而將來自於所述第二反 射電極板(212b)的反射光調製為所述第二反射光；經所述第三反射電極板(213b)對所述第三導電彩色濾光單元(213a)進行充放電，驅 動所述第三導電彩色濾光單元(213a)中的彩色導電顆粒移動，從而將來自於所述第三反 射電極板(213b)的反射光調製為所述第三反射光。
5.根據權利要求3所述的反射型彩色濾光液晶顯示器(10)，其特徵在於所述彩色導 電顆粒為添加有彩色添加劑的銀粉和/或碳粉。
6.根據權利要求1所述的反射彩色濾光液晶顯示器(10)，其特徵在於所述第一反射光譜、第二反射光譜和第三反射光譜分別對應於藍色、綠色及紅色的帶通譜。
7.根據權利要求1所述的反射彩色濾光液晶顯示器(10)，其特徵在於所述第一反射光 譜、第二反射光譜和第三反射光譜分別對應於黃色、洋紅色和雪青色的帶阻譜。
8.根據權利要求1所述的反射型彩色濾光液晶顯示器(10)，其特徵在於所述反射電 極層(210)的上側敷設有第一取向層(204)，所述透明板(100)下側敷設有第二取向層 (120)，所述平面液晶單元(150)夾設於所述第一取向層(204)與所述第二取向層(120)之 間。
9.根據權利要求8所述的反射彩色濾光液晶顯示器(10)，其特徵在於所述第一取向層 (204)和第二取向層(120)為由聚醯亞胺，氧化矽，氮化矽和碳中的任意材料或組合製成的單層或複合層。
10.根據權利要求8所述的反射彩色濾光液晶顯示器(10)，其特徵在於所述第一取向 層(204)還進一步填充於所述第一頻帶反射電極(211)、第二頻帶反射電極(212)和第三頻 帶反射電極(213)之間的空隙內，用於對所述第一頻帶反射電極(211)、第二頻帶反射電極 (212)和第三頻帶反射電極(213)進行彼此電隔離。
11.根據權利要求8所述的反射型彩色濾光液晶顯示器(10)，其特徵在於所述反射電 極層(210)與所述第一取向層204之間設置有透明保護介電層(205)。
12.根據權利要求11所述的反射型彩色濾光液晶顯示器(10)，其特徵在於所述透明保 護介電層(205)由聚醯亞胺，氧化矽，氮化物和碳中的任意材料或組合製成。
13.根據權利要求11所述的反射彩色濾光液晶顯示器(10)，其特徵在於所述透明保護 介電層(205)還進一步填充於所述第一頻帶反射電極(211)、第二頻帶反射電極(212)和第 三頻帶反射電極(213)之間的空隙內，用於對所述第一頻帶反射電極(211)、第二頻帶反射 電極(212)和第三頻帶反射電極(213)進行彼此電隔離。
14.根據權利要求1所述的反射彩色濾光液晶顯示器(10)，其特徵在於所述反射電極 層(210)進一步包括像素隔離物(215)，用於將所述第一頻帶反射電極(211)、第二頻帶反 射電極(212)及第三頻帶反射電極(213)進行彼此電隔離。
15.根據權利要求1所述的反射彩色濾光液晶顯示器(10)，其特徵在於所述背面基板 (200)由包括矽、鍺、鎵和砷的半導體製成。
16.根據權利要求1所述的反射彩色濾光液晶顯示器(10)，其特徵在於所述背面基板 (200)由包括玻璃和/或聚合物的介電材料製成。
全文摘要
本發明提供一種反射彩色濾光液晶顯示器(10)，其中沿入射光(20)的入射方向(21)的相反方向，依次包括背面基板(200)、反射電極層(210)、平面液晶單元(150)、透明導電膜(110)和透明板(100)，其中所述透明板(100)用於接收並透射所述入射光(20)；所述平面液晶單元(150)夾設於所述反射電極層(210)和透明導電膜(110)之間；所述反射電極層(210)包括第一頻帶反射電極(211)、第二頻帶反射電極(212)及第三頻帶反射電極(213)；所述背面基板(200)中包括驅動電路(220)。本發明無需使用現有技術中用到的彩色濾光陣列膜，從而降低了LCD的複雜性並提高了光效率。
文檔編號G02F1/1343GK101943828SQ20101022474
公開日2011年1月12日 申請日期2010年7月6日 優先權日2009年7月7日
發明者河·H·黃 申請人:江蘇麗恆電子有限公司