彩色濾光面板，帶該面板的顯示裝置及面板製造方法
2023-05-07 02:53:46
專利名稱：彩色濾光面板，帶該面板的顯示裝置及面板製造方法
技術領域：
本發明涉及一種彩色濾光面板，包括彩色濾光面板的顯示裝置，以及製造彩色濾光面板的方法。
背景技術：
通常，透射反射型顯示裝置或半反射型顯示裝置包括一用於顯示圖像的顯示面板和一個用於給顯示面板提供光照的光產生部件。
顯示面板包括一開關面板，一彩色濾光面板，和一液晶層。開關面板與光產生部件相鄰。彩色濾光面板面向開關面板。液晶層插在彩色濾光面板和開關面板之間。上、下偏振片分別設置在彩色濾光面板和開關面板上。
彩色濾光面板包括一基板，一彩色濾光層和一具有光學透明材料的公共電極。彩色濾光層具有紅、綠和藍色彩色濾光器。
透射反射顯示裝置的開關面板包括一薄膜電晶體和一電連接到薄膜電晶體的像素電極。像素電極包括一透明電極和一反射電極。透明電極透過外部光。反射電極反射外部光。下、上四分之一波片分別設置在液晶顯示面板的下、上表面上。下、上四分之一波片將線偏振光轉換成圓偏振光，反之亦然。另外，下、上偏振片分別設置在下、上四分之一波片上。
半反射顯示裝置的開關面板包括一薄膜電晶體和一電連接到薄膜電晶體的像素電極。半反射顯示裝置的開關面板還包括一設置在開關面板下的半反射薄膜。半反射薄膜透過具有一特定偏振軸的第一光的主要部分，並反射第一光的次要部分。半反射膜反射一具有不平行於第一偏振軸的第二偏振軸的第二光。
通常，第一偏振軸平行於下偏振片的偏振軸，同時半反射膜大約透過第一光的90％而大約反射第一光的10％。
透射反射顯示裝置不僅包括下、上偏振片，而且還包括下、上四分之一波片。因此，透射反射型裝置的生產成本比半反射顯示裝置的要高。並且，在透射模式下，透射反射型顯示裝置的透過率和對比度比透射型顯示裝置的低。因此，透射反射型顯示裝置的顯示質量比透射型顯示裝置的顯示質量要低。
此外，透射反射型顯示裝置的液晶層的相位差Δnd比透射型顯示裝置的小。具體地說，透射反射型顯示裝置的液晶層的間隙「d」和折射率的各向異性性「Δn」比透射型顯示裝置的低。因此，對透射反射型顯示器的單元間隙「d」的調整比透射型顯示裝置的更困難。另外，由於單元間隙小，透射反射型顯示裝置的開關面板和彩色濾光面板可能發生電短路。從而，降低了生產率。
半反射型顯示裝置情況下，半反射膜能夠輕微地移動。因此，在半反射膜和顯示面板之間的可能出現錯位從而降低半反射型顯示裝置的生產率。
發明內容
本發明提供一種能夠提高顯示質量和生產率的彩色濾光面板。
本發明同樣提供一種具有彩色濾光面板的顯示面板。
本發明還提供一種具有彩色濾光面板的顯示裝置。
本發明還提供一種彩色濾光面板的製造方法。
根據本發明的一個實施例，彩色濾光面板包括一第一基板，一光反射元件，一彩色濾光器，和一光偏振層。光反射元件形成在第一基板上。光反射元件反射至少一部分外部光。彩色濾光器形成在光反射元件上。光偏振層形成在彩色濾光器上。
根據本發明的另一個實施例，顯示面板包括一彩色濾光面板，一開關面板，和一液晶層。彩色濾光面板包括一第一基板，一光反射元件，一彩色濾光器，和一光偏振層。光反射元件形成在第一基板上。光反射元件至少反射一部分外部光。彩色濾光器形成在光反射元件上。光偏振層形成在彩色濾光器上。開關面板與彩色濾光面板結合以便使開關面板朝向彩色濾光面板。開關面板包括一第二基板，一形成在第二基板的一部分上的黑色矩陣(blackmatrix)，一形成在黑色矩陣上的薄膜電晶體，和一電連接到薄膜電晶體的像素電極。液晶層插入在彩色濾光面板和開關面板之間。
根據本發明的又一個實施例，顯示裝置包括一光產生部件，一彩色濾光面板，一開關面板，和一液晶層。光產生部件產生光。彩色濾光面板包括一第一基板，一光反射元件，一彩色濾光器和一光偏振層。光反射元件形成在第一基板上。光反射元件反射至少一部分外部光。彩色濾光器形成在光反射元件上。光偏振層形成在彩色濾光器上。開關面板與彩色濾光面板結合以便使開關面板朝向彩色濾光面板。開關面板包括一第二基板，一形成在第二基板的一部分上的黑色矩陣，一形成在黑色矩陣上的薄膜電晶體，和一電連接到薄膜電晶體的像素電極。液晶層插入在彩色濾光面板和開關面板之間。
根據示範性的彩色濾光面板的製造方法，至少反射一部分外部光的光反射元件形成在第一基板上。彩色濾光層形成在光反射元件上。光偏振層形成在彩色濾光器上。
有利地是，用於製造顯示面板的時間減少了。另外，在光反射元件或光偏振層形成片型(plate type)的情況下第一基板和光反射元件之間或第一基板和光偏振層之間可能發生的錯位得到減少從而提高了生產率。
另外，彩色濾光層形成在反射元件上。因此，被光反射元件反射前後的第二光具有相同的顏色。也就是說，即使在光反射元件對第二光進行反射的情況下，第二光也能夠保持顏色不變。因此，顯示質量得到提高。
通過參考附圖對示範性的實施例進行詳細的描述，本發明的上述及其他特徵和優點將變得更加清楚，其中圖1是根據本發明的第一實施例的彩色濾光面板的截面圖；圖2是根據本發明的第二實施例的彩色濾光面板的截面圖；圖3A至3F是圖1所示彩色濾光面板的製造方法的截面圖；圖4是根據本發明的一個實施例的具有如圖1所示的彩色濾光面板的顯示裝置的截面圖；圖5是圖4中的開關面板的截面圖；圖6是描述圖4中的光偏振層和上光偏振片的透射軸之間的關係的示意性的透視圖；圖7A至圖7E是圖5中的開關面板的製造方法的截面圖；圖8是根據本發明另一個實施例的具有圖2所示的彩色濾光面板的顯示面板的截面圖；圖9是形成在圖8中的彩色濾光面板的第一基板上的反射元件的平面圖；圖10A和圖10B是圖8中的開關面板的截面圖；
圖11是描述圖8中的光偏振層和下光偏振片的透射軸之間關係的示意性的透視圖；圖12是描述圖8中的光偏振層和上光偏振片的透射軸之間的關係的示意性的透視圖；圖13是根據本發明的另一個實施例的顯示裝置的截面圖；圖14是當根據本發明的顯示面板採用對應於外部光的第二光顯示圖像時的偏振狀態的示意圖；以及圖15是當根據本發明的顯示面板採用對應於內部光的第一光顯示圖像時的偏振狀態的示意圖。
具體實施例方式
本發明的以下實施例將參考附圖進行詳細描述。
圖1是根據本發明的第一實施例的彩色濾光面板的截面圖。參考圖1，彩色濾光面板100與開關面板(未示出)結合而形成顯示面板(未示出)。彩色濾光面板100與內部光產生部件(未示出)相鄰，該內部光產生部件產生射向彩色濾光面板100的第一基板110的第一光L1。可替換的，下偏振片(未示出)可以設置在第一基板110的下表面上。
彩色濾光面板100包括一第一基板110，一設置在第一基板110上的光反射元件111，和一設置在光反射元件111上的光偏振層115。第一光阻隔層112和彩色濾光層113插入在光反射元件111和光偏振層115之間。第一水準層(leveling layer)114可以形成在彩色濾光層113和第一光阻隔層112上。第一保護層116形成在光偏振層115上，而公共電極117形成在第一保護層116上。
光反射元件111透過一特定偏振分量L1-1，並反射第一光L1的其他偏振分量L1-2，該特定偏振分量L1-1具有一對應於內部光的第一光L1的特定偏振軸。光反射元件111反射對應於外部光的第二光L2的特定偏振分量的一部分L2-1，並透過第二光L2的特定偏振分量的其餘部分L2-2。光偏振層115設置在光反射元件111上。因此，第二光L2的大部分其他分量並不到達光反射元件111。在一個例子中，覆蓋在第一基板110上的半反射膜或金屬透射片可以作為光反射元件111。
半反射膜具有折射率各向異性，並且反射第二光L2的特定分量的大約1％至10％。半反射膜的能夠透過第一光L1的特定偏振分量L1-1的透射軸與半反射膜的能夠反射第二光L2的特定偏振分量的部分L2-1的反射軸大致上相同。
當將金屬透射片作為光反射元件111時，金屬透射片很薄，以便使金屬透射片能夠透過一部分光而反射其餘部分的光。金屬透射片具有折射率各向同性。但是，上述半反射膜具有折射率各向異性性。
彩色濾光層113包括彼此分離的一紅色濾光器R，一綠色濾光器G，和一藍色濾光器B。第一光阻隔層112設置在紅、綠和藍色濾光器R、G和B之間。這樣，第一光阻隔層112將顏色區分以提高顏色再現性。為了減小彩色濾光層113和第一光阻隔層112之間的高度差，在彩色濾光層113和第一光阻隔層112上形成第一水準層114。第一水準層114具有平坦的表面。
光偏振層115設置在第一水準層114上。光偏振層115使第一和第二光L1和L2產生偏振。光偏振層115可以為包括碘、二色性染料或溶致液晶(lyotropic liquid crystal)分子的化學材料。在一個例子中，光偏振層115具有大約等於或小於1μg的厚度，另外，一保護層和一粘接層可以設置在光偏振層115的上下表面。光偏振層115的成分的一個例子已經在美國專利6563640號中進行了披露，為了所有的目的在此結合作為參考。
第一保護層116設置在光偏振層115上以保護光偏振層115。公共電極117包括一光學透明並且導電的材料。形成在第一保護層116上的公共電極117具有均勻的厚度。
光反射元件111的厚度和材料決定了第一和第二光L1和L2的透過率和反射率。具體地說，當光反射元件111的厚度降低時，第一光L1的透過率升高而第二光L2的反射率降低。相反的，當光反射元件111的厚度增加時，第一光L1的透過率降低而第二光L1的反射率升高。
圖2是根據本發明另一個實施例彩色濾光面板的截面圖。參考圖2，彩色濾光面板101包括一第一基板110，一光反射元件118，和一光偏振層115。光反射元件118重複地形成在第一基板110的一部分上。光偏振層115設置在光反射元件118上。第一光阻隔層112和彩色濾光層113插入在光反射元件118和光偏振層115之間。第一水準層114形成在彩色濾光層113和第一光阻隔層112上。第一保護層116和公共電極117形成在光偏振層115上。
光反射元件118位於第一基板110的一部分上，在該處形成顯示基本顏色的單元格(unit cell)。形成光反射元件118的區域與反射區域118a相對應，沒有形成光反射元件118的區域與透射區域118b相對應。例如，光反射元件118設置在第一基板上的彩色濾光器之間的區域。這樣，光反射區域118a與透射區域118b互相交替。
由光產生部件(未示出)產生的第一光L1穿過透射區域118b以顯示圖像，而作為外部光的第二光L2在反射區域118a上反射以顯示圖像。
下光偏振片120設置在彩色濾光面板101的下方。下光偏振片120的透射軸與光偏振層115的透射軸大致上相同。可替換的，可以不形成下光偏振片120。
圖3A至3F是圖1所示的彩色濾光面板的製造方法的截面圖。參考圖3A，光反射元件111(例如半反射膜或金屬透射片)形成在第一基板110(例如玻璃或石英)上。然後，參考圖3B，第一光阻隔層112形成在光反射元件111上。在一個例子中，第一光阻隔層112通過使包括氧化鉻(CrO2)或有機材料的黑色矩陣(BM)層構圖來形成。
參考圖3C，接下來形成彩色濾光層113。包括紅色染料或色素的紅色濾光層形成在其上形成有第一光阻隔層112的第一基板110上。然後，紅色濾光層構圖以形成一紅色濾光器R。包括綠色染料或色素的綠色濾光層形成在其上形成有第一光阻隔層112和紅色濾光器R的第一基板110上。然後，綠色濾光層構圖以形成綠色濾光器G。包括藍色染料或色素的藍色濾光層形成在其上形成有第一光阻隔層112和紅、綠色濾光器R和G的第一基板110上。然後，藍色濾光層構圖以形成藍色濾光器B。這樣，就形成了具有紅、綠和藍色濾光器R、G和B的彩色濾光層113。
參考圖3D，包括絕緣材料的第一水準層114形成在彩色濾光層113和第一光阻隔層112上。即使由彩色濾光層113和第一光阻隔層112形成的表面並不平坦，第一水準層114也具有大致上平坦的表面。因此，水準層114形成了一大致上平坦的表面。
參考圖3E和3F，使第一和第二光L1和L2產生偏振的光偏振層115形成在第一水準層114上。用於保護光偏振層115的第一保護層116形成在光偏振層115上。
在一例子中，形成光偏振層115的步驟包括設置具有碘、二色性染料或溶致液晶的化學材料，並使化學材料的分子朝向一特定方向重新排列。為了使分子重新排列，可以採用化學，機械，或電磁的激勵。此外，這些分子可以在第一水準層114上機械地固定或乾燥，以使這些分子重新排列。在一個例子中，光偏振層115具有大約等於或小於1μm的厚度。
再次參考圖1，形成在第一保護層116上的公共電極117在一個例子中包括銦錫氧化物(ITO)或銦鋅氧化物(IZO)，並且在另一個例子中具有均勻的厚度。
再次參考圖2的彩色濾光面板，在一個例子中，在第一基板上形成一薄金屬片並構成圖形以形成反射元件118。在一個例子中，金屬片可以包括鋁(Al)或鋁合金。
現在參考圖4和5，圖4描繪了具有圖1所示的彩色濾光面板的顯示裝置的截面圖，圖5描繪了開關面板的截面圖。
參考圖4，具有圖1中的彩色濾光面板的顯示裝置500包括一產生第一光L1的光產生部件400和一顯示面板350，該顯示面板通過使用第一光L1和與外部光對應的第二光L2而顯示圖像。
顯示面板350包括一開關面板200，一朝向開關面板200並與其分離的彩色濾光面板100，和一插入在開關面板200和彩色濾光面板100之間的液晶層300。
開關面板200包括一第二基板210，一形成在第二基板210的一部分上的第二光阻隔層211，一形成在第二光阻隔層211和第二基板210上的薄膜電晶體(TFT)陣列214，一形成在TFT陣列214上的像素電極215，和一設置在第二基板210上的上光偏振片220。
參考圖5，TFT陣列214包括一TFT 212和一保護TFT 212的第二保護層213。TFT 212包括一柵電極212a，一柵絕緣層212b，一有源層212c，一歐姆接觸層212d，一源電極212e，和一漏電極212f。
柵電極212a形成在第二光阻隔層211上，柵絕緣層212b形成在第二基板210上並位於柵電極212a上方。有源層212c和歐姆接觸層212d形成在柵絕緣層212b上，這樣有源層212c和歐姆接觸層212d形成在與柵電極212a對應的區域上。源電極212e和漏電極212f形成在歐姆接觸層上，這樣，源電極212e和漏電極212f彼此分離。
柵、源和漏電極212a、212e和212f設置在第二光阻隔層211形成的區域內。這樣，第二光阻隔層211防止柵、源和漏電極212a、212e和212f對第二光L2進行反射。
形成在TFT 212上的第二保護層213露出TFT 212的漏電極212f的一部分。像素電極215形成在第二保護層213上並電連接到漏電極212f。
圖6是描繪圖4中的光偏振層和上光偏振片的透射軸之間關係的示意性透視圖。現在參考圖4和6，上光偏振片220設置在第二基板210上。上光偏振片220具有第一透射軸220a，由此上光偏振片220透過第一和第二光L1和L2的具有特定振動軸的部分。換句話說，上光偏振片220使第一和第二光L1和L2產生偏振。因此，當第一和第二光L1和L2穿過上光偏振片220時，第一和第二光L1和L2沿著第一透射軸220a振動。
在一個例子中，如圖6所示，塗覆在彩色濾光面板100上的光偏振層115具有大致上與第一偏振軸220a相垂直的第二偏振軸115a。可替換的，根據液晶層300中液晶的種類和顯示裝置所期望的特性，第一和第二偏振軸220a和115a可以大致上相互平行。光反射元件111的透射軸具有與光偏振層115的透射軸115a大致上相同的方向。
在另一個實施例中，下光偏振片可以額外設置在第一基板下。下光偏振片的透射軸具有與光反射元件111和光偏振層115的透射軸大致上相同的方向。
由光反射元件111透射或反射的第一和第二光L1和L2被光偏振層115偏振化，穿過液晶層300，並被上光偏振片220再次偏振化。
如上所述，光反射元件111和光偏振層115在形成彩色濾光面板100的過程中形成在第一基板上。有利的是，與典型的附著與第一基板110、光反射元件111和/或光偏振層115具有同樣功能的片相比，縮短了製造時間。此外，可以避免第一基板110和片之間附著(attachment)和錯位的缺點以提高生產率。
而且，通過在顯示面板350的裡面形成光反射元件111和光偏振層115，與下偏振片和光反射元件都形成在第一基板下的情況相比，縮短了第二光L2的路徑。因此，亮度得到提高。
此外，由於彩色濾光層113和光反射元件111都形成在第一基板110上，因此光反射元件111(或圖2中的118)上反射的第二光L2的顏色不會失真。例如，穿過彩色濾光層113的紅色濾光器併到達光反射元件111(或圖2中的118)的第二光L2在光反射元件111(或圖2中的118)上反射並再次穿過紅色濾光器，這樣，顏色不會失真，因此，提高了顯示質量。
圖7A至7E是圖5中的開關面板的製造方法的截面圖。
參考圖7A，在包括玻璃或石英的第二基板210上黑色矩陣層形成。然後，使黑色矩陣層構圖以形成第二光阻隔層211。
參考圖7B，例如通過濺射的方法在第二基板210和第二光阻隔層211上形成包括鋁(Al)、鉻(Cr)、鎢化鉬(MoW)或其混合物的第一金屬層。然後，使第一金屬層構圖以在第二光阻隔層211上形成柵電極212a。
參考圖7C，例如通過化學氣相沉積(CVD)形成氮化矽(SiNx)層，以便在其上形成有柵電極212a的第二基板210上形成柵絕緣層212b。
參考圖7D，例如通過CVD在柵絕緣層212b上形成第一無定形矽層。此外，例如通過CVD在第一無定形矽層上形成具有電子摻雜(N型)的第二無定形矽層。在一個實施例中，第一和第二無定形矽層可以通過在同一CVD室中在原地(in-situ)處理形成。然後，使第一和第二無定形矽層構圖以便在與柵電極212a對應的區域上形成有源層212c和歐姆接觸層212d。
例如通過濺射的方法在柵絕緣層212b和歐姆接觸層212d上形成包括鉻(Cr)、鋁(Al)或鋁合金，例如釹化鋁(AlNd)的第二金屬層。然後，使第二金屬層構圖以形成相互分離的源電極和漏電極212e和212f。
參考圖7E，在其上形成有TFT 212的第二基板210上形成包括氮化矽(SiNx)或氧化矽(SiOx)的絕緣層。然後，將絕緣層構圖使區域213a處的TFT 212的漏電極212f暴露出來。這樣就形成了第二保護層213。
再次參照附圖5，包括ITO或IZO的像素電極215形成於該第二保護層213上，以便該像素電極215電連接於該漏電極212f。這樣，就形成了開關面板200。
圖8是採用了圖2所示的彩色濾光面板的顯示面板的截面圖，圖9是形成在圖8所示的彩色濾光面板的第一基板上的反射元件的平面圖。
參考圖8和9，顯示裝置510包括顯示面板360和光產生部件400。顯示面板360通過利用第一和第二光L1和L2來顯示圖像。光產生部件400為顯示面板360提供第一光L1。
顯示面板360包括下、上光偏振片120和220。下光偏振片120設置在彩色濾光面板101下，並使第一光L1產生偏振。上偏振片220設置在開關面板201上，並使第一和第二光L1和L2產生偏振。
彩色濾光面板101包括一第一基板110，一設置在第一基板110上的光反射元件118，和一設置在光反射元件118上的光偏振層115。
在一個實施例中，光反射元件118可以為金屬片。金屬片重複地形成在第一基板110的一部分上。金屬片位於第一基板110的一部分上，在該處形成顯示基本顏色的單元格(unit cell)。形成金屬片118的區域與反射區域118a相對應，而不形成金屬片的區域與透射區域118b相對應。在一個例子中，金屬片包括例如，諸如鉻(Cr)或鋁(Al)一類的具有高反射率的金屬。
儘管圖8中沒有示出，但是為了提高金屬片的反射率，金屬片可以進行加工或處理。例如，可以在第一基板110和金屬片之間插入一具有壓花圖案的有機層(未示出)。這樣，形成在有機層上的金屬片可以具有凹凸圖案。可替換地，金屬片可以通過刻蝕形成凹凸圖案。
例如通過濺射方法首先在第一基板110的整個上表面上形成金屬片。然後，例如通過光刻步驟將金屬片的一部分移除以形成透射區域118b。
如上參考圖1-3所示和描述的彩色濾光面板的元件，第一光阻隔層112、彩色濾光層113、第一保護層116、公共電極117和第一水準層114具有相同或大致上相似的結構。因此，省略了進一步的解釋。
圖10A和10B是圖8中的開關面板的截面圖。圖8中的開關面板201可以具有圖5中的開關面板200的結構。
參考圖10A，開關面板201包括一第二光阻隔層211，一設置在第二基板210上的TFT 212，和一形成在TFT 212上的第二保護層213。第二保護層213具有使TFT 212的漏電極212f露出的接觸孔。然後，在第二保護層213上形成絕緣層215a。絕緣層215a同樣具有與第二保護層213的接觸孔相對應的連接孔。這樣就使漏電極212f露出。一有機絕緣層可以作為絕緣層215a。絕緣層215a在不同的區域具有不同的厚度。具體地說，反射區域118a的絕緣層215a具有與透射區域118b的絕緣層215a不同的厚度。透射區域118b的絕緣層215a比反射區域118a的絕緣層215a薄。透射區域118b的絕緣層215a可以如圖10A所示地移除。絕緣層215a的厚度可以進行調整，以使透射區域118b的單元間隙變為反射區域118a單元間隙的兩倍。
第二光L2是外部光，為了顯示圖像其穿過液晶層兩次，而第一光L1由光產生部件產生，為了顯示圖像其穿過液晶層一次。因此，通過透射區域118b顯示的那部分圖像與通過反射區域118a顯示的那部分圖像並不一致。透射區域118b和反射區域118a之間的光程差能夠通過校正絕緣層215a的厚度而得到補償。
參考圖10B，開關面板201包括一第二光阻隔層211，一設置在第二基板210上的TFT 212，和一形成在TFT 212上的第二保護層213。第二保護層213具有使TFT 212的漏電極212f露出的接觸孔。然後，在第二保護層213上形成絕緣層215b。絕緣層215b同樣具有與第二保護層213的接觸孔相對應的連接孔。這樣就可以使漏電極212f露出。一有機絕緣層可以作為絕緣層215b。絕緣層215b在不同的區域有不同的厚度。具體地說，反射區域118a的絕緣層215b具有與透射區域118b的絕緣層215b不同的厚度。透射區域118b的絕緣層215b比反射區域118a的絕緣層215b厚。在絕緣層215b上形成像素電極215。由於絕緣層215b，像素電極215根據反射區域118a和透射區域118b的不同而具有不同的高度。然後，在反射區域118a內形成另一絕緣層215c以補償反射區域118a和透射區域118b之間的高度差。
第二光L2是外部光，為了顯示圖像，其穿過液晶層兩次，而第一光L1由光產生部件產生，為了顯示圖像，其穿過液晶層一次。因此，通過透射區域118b顯示的圖像部分和通過反射區域118a顯示的圖像部分並不一致。透射區域118b和反射區域118a之間的光程差可以通過調整在像素電極215和設置在像素電極215上的公共電極(未示出)之間形成的電場來進行補償。
圖11是描述圖8中的光偏振層和下光偏振片的透射軸之間關係的概略透視圖，而圖12是描述圖8中的光偏振層和上光偏振片的透射軸之間關係的概略透視圖。
參考圖8和11，下光偏振片120使由光產生部件400提供的第一光L1變成線偏振。設置在彩色濾光面板101中的光偏振層115使光反射元件118反射的第二光L2和穿過透射區域118b的第一光L1變成線偏振。光偏振層115的透射軸115a大致上平行於下光偏振片120的透射軸120a。
下光偏振片120透射第一光L1中沿著平行於透射軸120a的第一方向D1振動的部分，吸收第一光L1中沿垂直於第一方向D1的第二方向D2振動的部分，以使第一光L1變成線偏振光。光偏振層115使透過下光偏振片120的第一光L1變成線偏振光。光偏振層115透射沿第一方向D1振動的第二光L2的部分，而吸收沿第二方向D2振動的第二光L2的部分，以使第二光L2變成線偏振。
參考圖12，上光偏振片220具有使穿過透射區域118b的第一光L1和第二光L2偏振化的透射軸220a。上光偏振片220的透射軸220a大致上垂直於下光偏振片120的透射軸120a。上光偏振片220透過沿與上光偏振片220的透射軸220a平行的第二方向D2振動的第一和第二光L1和L2的部分，而吸收沿第一方向D1振動的第一和第二光L1和L2的部分。
如上所述的一個實施例中，圖8中的顯示裝置510不僅包括光偏振層115，還包括設置在顯示面板360的下、上表面上的下、上光偏振片120和220。這樣，就使第一和第二光L1和L2完全偏振化從而提高了對比度。可替換的，根據所期望的顯示裝置510的特性，顯示裝置510可以不使用下偏振片120。
圖13是根據本發明的另一個實施例的顯示裝置的截面圖。參考圖13，根據本發明的另一個實施例的顯示裝置520的彩色濾光面板103並不使用圖2中的第一光阻隔層112。光反射元件118形成在彩色濾光面板103的第一基板110上，而紅、綠和藍色濾光層113形成在光反射元件118上。在彼此相鄰的紅、綠和藍色濾光層113之間並不形成如圖2中的第一光阻隔層112。
在開關面板203的第二基板210上形成多條柵線(未示出)和多條數據線(未示出)。數據線大致上垂直於柵線。在每一數據線和每一柵線限定的區域內形成TFT陣列214。形成數據線和柵線的區域與紅、綠和藍色濾光器之間的區域相對應。這樣，每一柵線和數據線作為圖2中的光阻隔層112將彩色濾光器分隔以提高色彩的再現性。可替換地，在柵線和數據線下可以形成黑色矩陣層。
如果省略圖2中的第一光阻隔層112，則可以簡化彩色濾光面板103的生產步驟。這樣，就可以縮短生產時間而提高生產率。
圖14是當根據本發明的顯示面板採用與外部光相對應的第二光L2來顯示圖像時光偏振態的概略圖。參考圖14，當顯示裝置500(圖4)、510(圖8)和520(圖13)的液晶層300處於該液晶層300能夠對光進行半波相位調製的狀態(也就是，圖14左邊的白色區域)時，上光偏振片220透過第二光中沿第二方向D2振動的部分從而使第二光L2變成線偏振。線偏振化後的第二光L2在穿過液晶層300的過程中變為沿第一方向D1振動。光偏振層11 5透過沿第一方向D1振動的第二光L2。沿第一方向D1振動的第二光L2在光反射元件111或118上發生反射並射向光偏振層115。
如果光反射元件111或118是半反射膜，那麼將反射大約1％至10％入射到半反射膜上的光，而大約90％至99％的光穿過半反射膜。光產生部件(未示出)吸收穿過半反射膜的一部分光而反射其餘部分，並與光產生部件提供的第一光L1一起射向光偏振層115。
入射在光偏振層115上的第二光L2穿過光偏振層115，並被液晶層300改變為沿第二方向D2振動。上光偏振片220直接透過沿第二方向D2振動的光。因此，顯示裝置500、510和520顯示白色圖像。
當顯示裝置500、510和520的液晶層300處於該液晶層300不能對光進行相位調製(也就是，圖14中的右邊黑色區域)時，上光偏振片220透過沿第二方向D2振動的第二光L2的部分，從而使第二光L2變成線偏振。線偏振化後的第二光L2直接穿過液晶層300。也就是說，線偏振化後的第二光L2的振動軸在穿過液晶層300時並沒有改變。這樣，第二光L2不能穿過光偏振層115，於是顯示裝置500、510和520顯示黑色圖像。
圖15是當根據本發明的顯示面板採用與內部光相應的第一光L1進行圖像顯示時的偏振態的概略圖。參考圖15，下光偏振片120或光反射元件111透過沿第一方向D1振動的第一光L1的部分，從而使第一光L1線偏振化。線偏振化後的第一光L1再次被光偏振層115線偏振化後射向液晶層300。
當顯示裝置500、510和520的液晶層300處於該液晶層300能夠對光進行半波相位調製的狀態(也就是，圖15中的左邊白色區域)時，沿第一方向D1振動的第一光L1在穿過液晶層300的過程中變成沿第二方向D2振動。上光偏振片220透過沿第二方向D2振動的第一光。因此，顯示裝置500、510和520顯示白色圖像。
如果顯示裝置500、510和520的液晶層300處於該液晶層300不能對光進行相位調製的狀態(也就是，圖15中的右邊黑色區域)，沿第一方向D1振動的第一光L1直接穿過液晶層300。也就是說，儘管第一光L1穿過液晶層300，但是其振動方向並沒有改變。這樣，沿第一方向D1振動的第一光L1不能穿過上偏振片220，從而顯示裝置500、510和520顯示黑色圖像。
根據本發明，顯示面板和具有顯示面板的顯示裝置包括一使第一和第二光的一部分透射而使第一和第二光的其餘部分反射的光反射元件，和一使由光反射元件透射或反射的第一和第二光偏振化的偏振層。
有利的是，縮短了顯示面板的製造時間。另外，減少了在光反射元件或光偏振層形成片型(plate type)的情況下可能出現的第一基板和光反射元件之間或第一基板和光偏振層之間的錯位，從而提高了生產率。
此外，在反射元件上形成彩色濾光層。這樣，第二光在光反射元件反射前後具有同樣的顏色。也就是說，即使光反射元件對第二光進行反射，但是第二光的顏色仍然保持不變。因此，顯示質量得到提高。
儘管已經描述了本發明各實施例及其優點，仍然應當注意，根據附加的權利要求的限定，不同的變化、置換和替換均不脫離本發明的精神和範疇。
權利要求
1.一種彩色濾光面板，包括一第一基板；一形成在第一基板上的光反射元件，所述光反射元件至少反射外部光的一部分；一形成在光反射元件上的彩色濾光器；以及一覆蓋在彩色濾光器上的光偏振層。
2.如權利要求1所述的彩色濾光面板，其中該光偏振層包括一具有碘、二色性染料或溶致液晶的化學合成物。
3.如權利要求1所述的彩色濾光面板，其中該光偏振層具有一大約等於或小於1μm的厚度。
4.如權利要求1所述的彩色濾光面板，其中光反射元件為一半反射膜。
5.如權利要求4所述的彩色濾光面板，其中該半反射膜反射具有特定偏振軸的光的大約1％至10％，透射具有該特定偏振軸的光的大約90％至99％，並反射具有其他偏振軸的光。
6.如權利要求4所述的彩色濾光面板，其中該半反射膜的透射軸大致上與光偏振層的透射軸相同。
7.如權利要求1所述的彩色濾光面板，其中該光反射元件為一透過光的一部分並且反射該光的其餘部分的薄金屬膜。
8.如權利要求1所述的彩色濾光面板，其中該光反射元件形成在第一基板的一部分上並且包括一反射大部分光的金屬。
9.如權利要求8所述的彩色濾光面板，其中光反射元件包括一凹凸圖案。
10.如權利要求9所述的彩色濾光面板，其中，更進一步包括一插入在光反射元件和第一基板之間的絕緣層，該絕緣層具有一凹凸圖案，該圖案對應於光反射元件的凹凸圖案。
11.如權利要求1所述的彩色濾光面板，更進一步包括一設置覆蓋在光偏振層上的公共電極。
12.一顯示面板，包括一彩色濾光面板，該彩色濾光面板包括一第一基板、一形成在第一基板上的光反射元件，一形成在光反射元件上的彩色濾光器和一形成為覆蓋在彩色濾光器上的光偏振層，所述光反射元件反射至少一部分外部光；一開關面板，工作耦合到該彩色濾光面板，該開關面板包括一第二基板，一形成在第二基板的一部分上的黑色矩陣，一形成在黑色矩陣上的薄膜電晶體，和一電連接到薄膜電晶體的像素電極；以及一插入在彩色濾光面板和開關面板之間的液晶層。
13.如權利要求12所述的顯示面板，其中更進一步包括一插入在開關面板的薄膜電晶體和像素電極之間的絕緣層，該絕緣層在反射區域和透射區域具有不同的厚度。
14.如權利要求13所述的顯示面板，其中反射區域的絕緣層的厚度比透射區域的絕緣層厚度厚。
15.如權利要求13所述的顯示面板，其中反射區域的絕緣層厚度比透射區域的絕緣層厚度小。
16.如權利要求15所述的顯示面板，其中，更進一步包括一設置在反射區域的像素電極上的第一絕緣層。
17.如權利要求13所述的顯示面板，其中，更進一步包括一設置在反射區域的像素電極上的第一絕緣層。
18.一顯示裝置，包括一光產生部件；一與光產生部件相鄰的彩色濾光面板，該彩色濾光面板包括一第一基板；一形成在第一基板上的光反射元件，所述光反射元件至少反射一部分外部光；一形成在光反射元件上的彩色濾光器；和一形成在彩色濾光器上的光偏振層；一開關面板，工作耦合到彩色濾光面板，該開關面板包括一第二基板，一形成在第二基板的一部分上的黑色矩陣，一形成在黑色矩陣上的薄膜電晶體，和一電連接到薄膜電晶體的像素電極；以及一插入在彩色濾光面板和開關面板之間的液晶層。
19.一種製造彩色濾光面板的方法，包括在一第一基板上形成一至少反射一部分外部光的光反射元件；在光反射元件上形成一彩色濾光層；以及在彩色濾光層上覆蓋一光偏振層。
20.如權利要求19所述的方法，其中該光偏振層具有一大約等於或小於1μm的厚度。
21.如權利要求19所述的方法，其中該光反射元件相對應於具有大致上與光偏振層的透射軸平行的透射軸的半反射膜。
22.如權利要求19所述的方法，其中該光反射元件通過如下步驟形成在該第一基板上形成一金屬片；以及將金屬片的一部分移除。
全文摘要
一種彩色濾光面板包括一第一基板，一光反射元件，一彩色濾光器，以及一光偏振層。在第一基板上形成光反射元件。光反射元件至少反射一部分外部光。在光反射元件上形成彩色濾光器。在彩色濾光片上形成光偏振層。有利的是縮短了彩色濾光面板的製造時間。另外，減少了在光反射元件或光偏振層形成片型的情況下發生的第一基板與光反射元件之間或第一基板與光偏振層之間的錯位，從而提高了生產率。此外，光在被光反射元件反射前後具有大致上相同的顏色，從而提高了顯示質量。
文檔編號G02F1/136GK1683967SQ20051005176
公開日2005年10月19日 申請日期2005年1月6日 優先權日2004年1月6日
發明者金尚佑, 樸源祥, 金宰賢, 李宰瑛, 車聖恩, 林載翊, 金度衡 申請人:三星電子株式會社