半穿透式液晶顯示器及彩色濾光片的製作方法
2023-05-21 00:33:11 1
專利名稱：半穿透式液晶顯示器及彩色濾光片的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種液晶顯示器及彩色濾光片，特別是一種半穿透式液晶顯示器及半穿透式彩色濾光片。
背景技術：
液晶顯示器按照其光源主要分為反射式液晶顯示器與穿透式液晶顯示器兩種。反射式液晶顯示器利用外部光源提供顯示所需的光束，該光源主要是自然光，也可以是外部人造光源，一般設置在反射式液晶顯示器外部。該類液晶顯示器可節省耗電量，但是，通常情況下其需要較強的外部光束，在外部光束較暗情況下顯示效果較差。穿透式液晶顯示器利用設置在液晶面板後部的背光模組提供顯示所需的光束。該類液晶顯示器在大多情況下均可以顯示，但是，其顯示的光束均來自於背光模組，因此耗電量相對較大。為充分利用外部光束及適應各種顯示環境，出現一種兼具反射式液晶顯示器和穿透式液晶顯示器優點的半穿透式液晶顯示器。
請參閱圖1，是2003年2月18日所公告的美國專利第6,522,377號所揭示的一種半穿透式液晶顯示器。該半穿透式液晶顯示器1包括一彩色濾光片層10、一液晶層11、一薄膜電晶體基底12和一背光模組13。其中，該彩色濾光片層10包括依序層疊的一偏光片103、一半波片(Half Wave Plate)102和一彩色濾光片101。該薄膜電晶體基底12包括依序層疊的一偏光片120、一透明基底121、一絕緣層122、一透明電極層123、一鈍化層124和反射電極125，鈍化層124與反射電極125一部分挖空形成一穿孔(未標示)，該穿孔底部為透明電極層123，進而形成一穿透區e，該穿透區e所對應液晶層11的厚度為a。反射電極125所對應的區域為反射區f，反射區f所對應液晶層11的厚度為b。通常，厚度a設計為厚度b的兩倍。該液晶層11位於彩色濾光片層10與薄膜電晶體基底12之間，背光模組13位於薄膜電晶體基底12相對液晶層11的另一側。
請一起參閱圖2，是圖1所示半穿透式液晶顯示器1的彩色濾光片101的結構圖。該彩色濾光片101包括一透明基底1011、一彩色層1012和一透明電極層1013，其中，該彩色層1012包括多個交替規則分布在透明基底1011上的黑色矩陣1015和一覆蓋透明基底1011與黑色矩陣1015的著色層1014，該著色層1014包括具R、G、B三種不同色彩且交替分布的著色單元。該著色單元R、G、B對應穿透區e與反射區f具有大致相同的厚度。
當該半穿透式液晶顯示器1工作在穿透狀態時，背光模組13發出的光束c依次經過偏光片120、透明基底121、絕緣層122、透明電極層123、液晶層11、彩色濾光片101、半波片102和偏光片103後出射。
當該半穿透式液晶顯示器1工作在反射狀態時，來自外部光源的光束d依次通過偏光片103、半波片102、彩色濾光片101、液晶層11後到達反射電極125，反射電極125反射該光束d，該反射光束d經過液晶層11、彩色濾光片101、半波片102和偏光片103後出射。
比較半穿透式液晶顯示器1上述兩種工作狀態，可以得知，光束c僅通過彩色濾光片102一次，而光束d通過彩色濾光片102兩次，因此，該半穿透式液晶顯示器工作在反射狀態時，其色度與穿透狀態時的色度具有明顯差異，因此該半穿透式液晶顯示器1色度較差。
同時，該半穿透式液晶顯示器1的以上兩工作狀態為獲得相同的光程，其在薄膜電晶體基底12上將穿透區的厚度a大致設計為反射區厚度b的兩倍，該設計需對薄膜電晶體基底12作相應的處理，因此其結構與製程均比較複雜。
實用新型內容為了克服現有技術半穿透式液晶顯示器色度較差、結構複雜的不足，本實用新型提供一種色度較佳、結構簡單的半穿透式液晶顯示器。
本實用新型還提供一種用於上述半穿透式液晶顯示器的半穿透式彩色濾光片。
本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是提供一種半穿透式液晶顯示器，其包括一彩色濾光片層、一薄膜電晶體基底、一液晶層，該彩色濾光片層包括一彩色濾光片，該薄膜電晶體基底相對彩色濾光片層設置，包括依序層疊的一基底和一電極層，該液晶層位於該彩色濾光片層與薄膜電晶體基底之間，該電極層包括間隔設置的穿透電極與反射電極，該彩色濾光片包括一基底、一覆蓋該基底的彩色層、一形成在彩色層上的透明層和透明電極層，該彩色層包括多個著色單元，每一著色單元對應穿透電極的厚度與其對應反射電極的厚度相異，該透明層一側形成多個突起。
本實用新型的半穿透式彩色濾光片，其包括一基底、一覆蓋該基底的彩色層、一形成在彩色層上的透明層和透明電極層，該彩色層包括多個著色單元，每一著色單元具有間隔設置的穿透區和反射區，穿透區的厚度與反射區的厚度相異，該透明層一側形成多個突起。
與現有技術相比較，本實用新型具有以下優點由於半穿透式彩色濾光片的著色單元對應穿透區的厚度大致是對應反射區厚度的相異，因而可有效解決色度的問題，同時，該彩色濾光片具有透明層，該透明層的厚度可控制反射光束與穿透光束的光程差，其結構和製程均較簡單；本實用新型的半穿透式液晶顯示器採用本實用新型的半穿透式彩色濾光片，可有效解決色度及光程差問題，同時，無需在薄膜電晶體基底開設穿孔，較易實現。
圖1是現有技術半穿透式液晶顯示器的結構示意圖。
圖2是圖1所示半穿透式液晶顯示器的彩色濾光片的結構示意圖。
圖3是本實用新型半穿透式液晶顯示器第一實施方式的結構示意圖。
圖4是本實用新型半穿透式液晶顯示器的彩色濾光片第一實施方式的結構示意圖。
圖5是本實用新型半穿透式液晶顯示器的彩色濾光片第二實施方式的結構示意圖。
圖6是本實用新型半穿透式液晶顯示器的彩色濾光片第三實施方式的結構示意圖。
圖7是本實用新型半穿透式液晶顯示器的彩色濾光片第四實施方式的結構示意圖。
圖8是本實用新型半穿透式液晶顯示器第二實施方式的結構示意圖。
圖9是本實用新型半穿透式液晶顯示器第三實施方式的結構示意圖。
具體實施方式請參閱圖3，是本實用新型半穿透式液晶顯示器第一實施方式的結構示意圖。該半穿透式液晶顯示器2包括一彩色濾光片層20、一液晶層21、一薄膜電晶體基底22和一背光模組23。其中，該彩色濾光片層20包括依序層疊的一偏光片203、一半波片202和一彩色濾光片201。該薄膜電晶體基底22包括依序層疊的一偏光片220、一透明基底221、一絕緣層222和一電極層225，該電極層225包括間隔設置的透明電極224和反射電極223，該透明電極224所對應區域為穿透區m，該反射電極223所對應區域為反射區n。該液晶層21位於彩色濾光片層20與薄膜電晶體基底22之間，背光模組23位於薄膜電晶體基底22相對液晶層21的另一側。
請一起參閱圖4，是本實用新型半穿透式液晶顯示器的彩色濾光片第一實施方式的結構示意圖。該彩色濾光片201包括一透明基底2011、一彩色層2012、多個透明層2013和一透明電極層2014，其中，彩色層2012包括多個黑色矩陣(BlackMatrix)2016和多個著色單元2015。該黑色矩陣2016呈等間距規則分布在透明基底2011上，該著色單元2015為R、G、B三種不同色彩的彩色樹脂(Color Resin)，其交替覆蓋黑色矩陣2016和其間的透明基底2011，其中，與穿透區m相對應的著色單元2015厚度大致為與反射區n相對應的著色單元2015的兩倍。該透明層2013間隔設置在兩種不同色彩著色單元2015與反射區相對應的區域，形成表面平整的彩色濾光片202。
該彩色濾光片包括以下製作步驟提供一透明基底2011；在透明基底2011上形成多個等間距規則分布的黑色矩陣2016；在該透明基底2011與多個黑色矩陣2016上均勻塗布一彩色樹脂層，該彩色樹脂層的色彩為紅(R)、綠(G)和藍(B)其中一種，並對該彩色樹脂層進行曝光、顯影、蝕刻，在預定區預形成多個規則分布的著色單元2015，該著色單元2015包括穿透區和反射區，穿透區著色單元2015的厚度大致是反射區著色單元2015厚度的兩倍；重複形成著色單元2015的步驟兩次，形成由多個交替分布的著色單元2015和黑色矩陣2016構成的彩色層2012；在彩色層2012上形成多個透明層2013，該透明層2013形成於兩不同色彩著色單元2015與反射區相對應的區域，使得反射區與穿透區表面平整；在上述步驟所得結構上形成一透明電極層2014。
請參閱圖5，是本實用新型半穿透式液晶顯示器之彩色濾光片第二實施方式的結構示意圖。該彩色濾光片結構大致與圖4所示的彩色濾光片相同，其區別在於，第二實施方式的透明層2013覆蓋整個著色單元2015表面。
該彩色濾光片的製作步驟大致與第一實施方式的製作步驟相同，其區別在於，該透明層2013形成在整個著色單元2015表面。
請參閱圖6，是本實用新型半穿透式液晶顯示器的彩色濾光片第三實施方式的結構示意圖。該彩色濾光片大致與第一實施方式的彩色濾光片相同，其區別在於，該彩色濾光片的透明層2013表面形成多個突起2017，該突起2017具有聚光功能，可提高自彩色濾光片輸出光束的亮度。
請參閱圖7，是本實用新型半穿透式液晶顯示器的彩色濾光片第四實施方式的結構示意圖。該彩色濾光片大致與第二實施方式的彩色濾光片相同，其區別在於，該彩色濾光片的透明層表面形成多個突起2017，該突起2017具有聚光功能，可提高自彩色濾光片輸出光束的亮度。
請再次參閱圖3，當該半穿透式液晶顯示器2工作在穿透狀態時，背光模組23發出的光束g依次經過偏光片220、透明基底221、絕緣層222、透明電極224、液晶層21、彩色濾光片201、半波片202和偏光片203後出射。
當該半穿透式液晶顯示器2工作在反射狀態時，來自外部光源的光束h依次通過偏光片203、半波片202、彩色濾光片201、液晶層21後到達反射電極223，反射電極223反射該光束h，該反射光束h經液晶層21、彩色濾光片201、半波片202和偏光片203後出射。
比較半穿透式液晶顯示器2上述兩種工作狀態，可以得知，光束g通過彩色濾光片201一次，而光束h通過彩色濾光片201兩次。光束g通過彩色濾光片201時，其透過穿透區m，光束h通過彩色濾光片201時，其通過反射區n，由於穿透區m厚度大致為反射區n厚度的兩倍，因此，該半穿透式液晶顯示器工作在以上兩種狀態，均可獲得大致相同的色度。
同時，該半穿透式液晶顯示器2的兩種工作狀態為獲得相同的光程，僅需在製作彩色濾光片201時調節透明層2013的厚度或材質即可實現，其結構和製程相對現有技術均較簡單。
請參閱圖8，是本實用新型半穿透式液晶顯示器第二實施方式的結構示意圖。該半穿透式液晶顯示器大致與第一實施方式相同，其差別在於其在半波片202與彩色濾光片201之間增設一四分之一波片204，該四分之一波片204可以將通過的線偏振光(Linear Polarized Light)轉化為圓偏振光(Circular PolarizedLight)，從而獲得較第一實施方式更佳的效果。
請參閱圖9，是本實用新型半穿透式液晶顯示器第三實施方式的結構示意圖。該半穿透式液晶顯示器大致與第二實施方式相同，其差別在於其在偏光片220與透明基底221之間依次層疊一半波片226和一四分之一波片227，可獲得較第二實施方式更佳的效果。
當然，本實用新型的半穿透式彩色濾光片各實施方式均可適用於半穿透式液晶顯示器的各實施方式。
本實用新型中，彩色濾光片的著色單元的穿透區厚度不必一定是反射區厚度的兩倍，只要著色單元的第一部分厚度與第二部分厚度不同，可解決色度及光程差問題，本實用新型亦可以採用。
權利要求1.一種半穿透式液晶顯示器，其包括一彩色濾光片層、一薄膜電晶體基底、一液晶層，該彩色濾光片層包括一彩色濾光片，該薄膜電晶體基底相對彩色濾光片層設置，包括依序層疊的一基底和一電極層，該液晶層位於該彩色濾光片層與薄膜電晶體基底之間，該電極層包括間隔設置的穿透電極與反射電極，該彩色濾光片包括一基底、一覆蓋該基底的彩色層、一形成在彩色層上的透明層和透明電極層，該彩色層包括多個著色單元，其特徵在於每一著色單元對應穿透電極的厚度與其對應反射電極的厚度相異，該透明層一側形成多個突起。
2.如權利要求1所述的半穿透式液晶顯示器，其特徵在於每一著色單元對應穿透電極的厚度基本等於其對應反射電極的厚度的兩倍。
3.如權利要求1所述的半穿透式液晶顯示器，其特徵在於該彩色濾光片層進一步包括一半波片、一四分之一波片和一上偏光片。
4.如權利要求3所述的半穿透式液晶顯示器，其特徵在於該彩色濾光片、半波片、四分之一波片和上偏光片成層疊結構。
5.如權利要求1所述的半穿透式液晶顯示器，其特徵在於在薄膜電晶體基底相對液晶層的另一側設置一背光模組。
6.如權利要求5所述的半穿透式液晶顯示器，其特徵在於該薄膜電晶體基底進一步包括一半波片、一四分之一波片和一下偏光片。
7.如權利要求6所述的半穿透式液晶顯示器，其特徵在於該半波片、四分之一波片和下偏光片依次設置在該基底與背光模組之間。
8.一種半穿透式彩色濾光片，其包括一基底、一覆蓋該基底的彩色層、一形成在彩色層上的透明層和透明電極層，該彩色層包括多個著色單元，其特徵在於每一著色單元具有間隔設置的穿透區和反射區，穿透區的厚度與反射區的厚度相異，該透明層一側形成多個突起。
9.如權利要求8所述的半穿透式彩色濾光片，其特徵在於該著色單元穿透區的厚度基本是反射區厚度的兩倍。
10.如權利要求8所述的半穿透式彩色濾光片，其特徵在於該透明層填補在著色單元反射區上。
11.如權利要求10所述的半穿透式彩色濾光片，其特徵在於該透明層相對透明電極層一側形成多個突起。
12.如權利要求8所述的半穿透式彩色濾光片，其特徵在於該透明層覆蓋該著色單元。
13.如權利要求12所述的半穿透式彩色濾光片，其特徵在於該透明層相對透明電極層一側形成多個突起。
專利摘要一種半穿透式彩色濾光片，其包括一基底、一覆蓋該基底的彩色層、一形成在彩色層上的透明層和透明電極層，該彩色層包括多個著色單元，每一著色單元具有間隔設置的穿透區和反射區，穿透區的厚度與反射區的厚度相異，該透明層一側形成多個突起。
文檔編號G02F1/1335GK2735390SQ20042008369
公開日2005年10月19日 申請日期2004年8月31日 優先權日2004年8月31日
發明者葉聖修, 彭家鵬 申請人:鴻富錦精密工業(深圳)有限公司, 群創光電股份有限公司