專利名稱：具有彩色濾光片整合晶體管結(jié)構(gòu)的液晶顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明系有關(guān)于一種具有彩色濾光片整合晶體管(Color Filter on Array，COA)結(jié)構(gòu)的液晶顯示器，特別是一種有關(guān)于使用膽固醇液晶的彩色濾光片整合晶體管結(jié)構(gòu)的液晶顯示器。
背景技術(shù)：
如何善用由光源所發(fā)出的光線以降低能量的損耗與增加光線的利用率，是目前與光學(xué)有關(guān)之儀器或設(shè)備所持續(xù)發(fā)展的方向。
圖1顯示一傳統(tǒng)之液晶顯示器。如圖1所示，當(dāng)光線進(jìn)入傳統(tǒng)液晶顯示器之導(dǎo)光板11之后，會(huì)通過一偏振片121使光線成為具有同一偏振方向之偏振光。之后，光線先后穿透薄膜晶體管層13、液晶層15與另一透明導(dǎo)電層17。當(dāng)彩色濾光片18過濾掉部份光線之后，偏振方向與另一偏振片123平行之偏振光即可穿透偏振片123，與偏振片123不平行之光線則會(huì)被偏振片123過濾，而無(wú)法穿透。
由于現(xiàn)有之彩色濾光片18多以染料或其他可吸收特定波長(zhǎng)光線之物質(zhì)形成，故被過濾掉之光線會(huì)被吸收，而無(wú)法再被利用，所以不易提高光線利用率、且不易降低能量損耗。又因現(xiàn)有之彩色濾光片18系將可過濾光線之物質(zhì)形成于一基底(未圖示)上，再將彩色濾光片18與其固著之基底設(shè)置于液晶顯示器之中，故因不易減少彩色濾光片18之厚度，進(jìn)而不易減少液晶顯示器之整體厚度。
如上所述，需發(fā)展出一液晶顯示器結(jié)構(gòu)，以降低光能量之損耗、增加光線利用率并減低液晶顯示器之整體厚度。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)之缺點(diǎn)，本發(fā)明之一目的為提供一種彩色濾光片整合晶體管技術(shù)的液晶顯示器，通過膽固醇液晶來(lái)過濾特定波長(zhǎng)光線，并增加光線利用率，而達(dá)過濾光線及降低能量消耗的目的。
本發(fā)明之又一目的為提供一種彩色濾光片整合晶體管技術(shù)的液晶顯示器，通過直接將膽固醇液晶形成于基板上，因此可減少液晶顯示器之整體厚度。
本發(fā)明之又一目的為提供一種彩色濾光片整合晶體管技術(shù)的液晶顯示器，通過使用多區(qū)塊平面結(jié)構(gòu)膽固醇液晶，以避免液晶顯示器在大視角下產(chǎn)生的顏色位移或色偏的問題。
對(duì)照本發(fā)明與先前技術(shù)之功效，由于本發(fā)明利用膽固醇液晶來(lái)過濾特定波長(zhǎng)光線，可增加光線利用率，而達(dá)過濾光線及降低能量消耗的目的。另外，本發(fā)明直接將膽固醇液晶形成于基板，可減少液晶顯示器之整體厚度。此外，通過使用多區(qū)塊平面結(jié)構(gòu)膽固醇液晶，可避免液晶顯示器在大視角下產(chǎn)生的顏色位移或色偏的問題，并提高液晶顯示器在大視角下的色彩飽和度。
本發(fā)明提供一種具有彩色濾光片整合晶體管結(jié)構(gòu)的液晶顯示器，其具有一基板、多個(gè)薄膜晶體管結(jié)構(gòu)形成于基板上、濾色層以及形成于濾色層一側(cè)的透明導(dǎo)電層。其中，基板系界定為多個(gè)像素區(qū)，濾色層形成于這些像素區(qū)之上。形成于同一像素區(qū)上之濾色層具有第一膽固醇液晶層、第二膽固醇液晶層與第三膽固醇液晶層，其中，第一膽固醇液晶層、第二膽固醇液晶層與第三膽固醇液晶層形成于基板上。第一膽固醇液晶層可使一第一波長(zhǎng)范圍光線穿透，第二膽固醇液晶層可使一第二波長(zhǎng)范圍光線穿透，而第三膽固醇液晶層可使一第三波長(zhǎng)范圍光線穿透。
本發(fā)明另外提供一種具有彩色濾光片整合晶體管結(jié)構(gòu)的液晶顯示器，其具有一基板、多個(gè)薄膜晶體管結(jié)構(gòu)形成于基板上、濾色層以及形成于濾色層一側(cè)的透明導(dǎo)電層。其中，基板系界定為多個(gè)像素區(qū)，濾色層形成于這些像素區(qū)之上。形成于同一像素區(qū)上之濾色層具有第一膽固醇液晶層、第二膽固醇液晶層與第三膽固醇液晶層，其中，第一膽固醇液晶層、第二膽固醇液晶層與第三膽固醇液晶層形成于基板上。膽固醇液晶層內(nèi)之部份膽固醇液晶與其余膽固醇液晶相比具有一傾斜角度，形成多區(qū)塊平面結(jié)構(gòu)膽固醇液晶。
于另一實(shí)施例中，本發(fā)明提供的具有彩色濾光片整合晶體管結(jié)構(gòu)的液晶顯示器進(jìn)一步可包含一液晶模塊、一顯示模塊及一背光模塊。液晶模塊則包含一基板、一濾色層位于該基板上，該基板上具有多個(gè)薄膜晶體管，而濾色層包含多個(gè)膽固醇液晶層。除了一般膽固醇液晶之外，每一該膽固醇液晶層中之部份膽固醇液晶可為與其余膽固醇液晶相比具有一傾斜角度r的膽固醇液晶。該顯示模塊包覆該液晶模塊，該背光模塊位于該顯示模塊及該液晶模塊之一側(cè)。
上述有關(guān)發(fā)明的內(nèi)容及以下的實(shí)施方式詳細(xì)說(shuō)明為范例并非限制。其他不脫離本發(fā)明之精神的等效改變或修飾均應(yīng)包含在的本發(fā)明的專利范圍之內(nèi)。

圖1顯示一傳統(tǒng)之液晶顯示器；圖2顯示本發(fā)明彩色濾光片整合于晶體管的濾光結(jié)構(gòu)之一實(shí)施例；圖3顯示本發(fā)明應(yīng)用彩色濾光片整合晶體管結(jié)構(gòu)之液晶顯示器；圖4顯示應(yīng)用本發(fā)明彩色濾光片整合晶體管結(jié)構(gòu)之液晶顯示器的部份液晶層未作用時(shí)之態(tài)樣。
圖5顯示膽固醇液晶的圓偏振二色性；圖6顯示單一區(qū)塊平面結(jié)構(gòu)膽固醇液晶大視角下的顏色位移或色偏；圖7顯示一種使用多區(qū)塊平面結(jié)構(gòu)膽固醇的液晶顯示器；圖8A顯示膽固醇液晶層中之紅、綠、藍(lán)顏色區(qū)塊中之膽固醇液晶多區(qū)塊平面結(jié)構(gòu)；圖8B顯示多區(qū)塊平面結(jié)構(gòu)膽固醇液晶在大角度的情況下入射光仍依原先預(yù)定被反射的情形；圖9顯示多區(qū)塊平面結(jié)構(gòu)膽固醇液晶將不同入射角度的光反射；及圖10顯示多區(qū)塊平面結(jié)構(gòu)膽固醇液晶的布拉格反射情形。
具體實(shí)施方式
在此必須說(shuō)明的是以下描述之結(jié)構(gòu)與元件并不包含完整之結(jié)構(gòu)與元件。本發(fā)明可以通過各種技術(shù)與元件來(lái)實(shí)施，在此僅提及了解本發(fā)明所需之元件結(jié)構(gòu)。以下將根據(jù)本發(fā)明所附圖示做詳細(xì)的說(shuō)明。必需說(shuō)明的是圖示是一個(gè)極簡(jiǎn)化的格式而且并非按比例繪制。
本發(fā)明主要系提供一種具有彩色濾光片整合晶體管結(jié)構(gòu)的液晶顯示器，將于以下詳述。本發(fā)明實(shí)施例僅為范例，而本發(fā)明所具之專利范圍，并不以下述之圖形與實(shí)施例的描述為限，而應(yīng)以所申請(qǐng)之專利范圍與精神為準(zhǔn)。
本發(fā)明將彩色濾光片整合于晶體管(Color Filter On Array、COA)的濾光結(jié)構(gòu)之實(shí)施例如圖2所示，系形成于一第二基板21上，且該第二基板21上再具有多個(gè)薄膜晶體管23并界定為多個(gè)像素區(qū)211。而該濾光結(jié)構(gòu)主要包括有一濾色層28，且該濾色層28所對(duì)應(yīng)之每一像素區(qū)211中系具有第一膽固醇液晶層281、第二膽固醇液晶層282與第三膽固醇液晶層283，且該每一膽固醇液晶層系可供特定波長(zhǎng)范圍光線通過，為方便敘述以下將特定波長(zhǎng)范圍光線區(qū)分為第一、第二及第三波長(zhǎng)范圍光線，其中該第一波長(zhǎng)范圍光線(未圖示)可穿透第一膽固醇液晶層281、第二波長(zhǎng)范圍光線(未圖示)可穿透第二膽固醇液晶層282、第三波長(zhǎng)范圍光線(未圖示)可穿透第三膽固醇液晶層283。又如圖中所示，一第二透明導(dǎo)電層233形成于濾色層28之上，以薄膜晶體管23為控制開關(guān)。
當(dāng)將本發(fā)明之彩色濾光片整合晶體管的濾光結(jié)構(gòu)應(yīng)用至一液晶模塊中時(shí)，其可配合背光模塊而成為一液晶顯示器。如圖3所示，液晶模塊至少具有一第一基板29、一第二基板21、一液晶層25、一第二透明導(dǎo)電層233、一第一透明導(dǎo)電層27以及一濾光結(jié)構(gòu)；其中，該第一基板29與該第二基板21系相對(duì)設(shè)置，并可界定出多個(gè)像素區(qū)211，且于該第二基板21上進(jìn)一步形成有多個(gè)薄膜晶體管23，而該液晶層25系設(shè)置于該第一基板29與該第二基板21間；該第一透明導(dǎo)電層27系形成于該第一基板29與該液晶層25間；該第二透明導(dǎo)電層233，其形成于該第二基板21與該液晶層25間，利用上述構(gòu)成，該液晶層25系經(jīng)由第一、二透明導(dǎo)電層27、233及薄膜晶體管23，以薄膜晶體管23作為控制開關(guān)，使第一、二透明導(dǎo)電層27、233間產(chǎn)生電場(chǎng)，而可用以控制液晶層25之狀態(tài)；另，該結(jié)構(gòu)系設(shè)置于該第二基板21與該第二透明導(dǎo)電層233間，其主要包括有一濾色層28，且該濾色層28所對(duì)應(yīng)之每一像素區(qū)211中系具有第一膽固醇液晶層281、第二膽固醇液晶層282與第三膽固醇液晶層283，且該每一膽固醇液晶層系可供特定波長(zhǎng)范圍光線通過，為方便敘述以下將特定波長(zhǎng)范圍光線區(qū)分為第一、第二及第三波長(zhǎng)范圍光線L1、L2與L3。
其中，第一膽固醇液晶層281具有第二膽固醇液晶2與第三膽固醇液晶3；第二膽固醇液晶層282具有第一膽固醇液晶1與第三膽固醇液晶3；第三膽固醇液晶層283具有第一膽固醇液晶1與第二膽固醇液晶2。其中，該第一膽固醇液晶1之螺距范圍系可反射第一波長(zhǎng)范圍光線L1，以下將稱此螺距范圍為第一螺距，該第二膽固醇液晶2之螺距范圍系可反射第二波長(zhǎng)范圍光線L2，以下將稱此螺距范圍為第二螺距，該第三膽固醇液晶3之螺距范圍系可反射第三波長(zhǎng)范圍光線L3，以下將稱此螺距范圍為第三螺距。
綜合前述，該第一膽固醇液晶1、第二膽固醇液晶2與第三膽固醇液晶3分別是具有不同螺距之膽固醇液晶。當(dāng)符合Bragg反射條件nop＜λ＜nep其中，λ是入射光波長(zhǎng)，no是正常光之折射率，ne是異常光之折射率。利用膽固醇液晶的螺旋結(jié)構(gòu)，并假設(shè)使用的膽固醇液晶系為右旋膽固醇液晶，則當(dāng)入射光的波長(zhǎng)λ符合Bragg反射條件時(shí)，呈現(xiàn)左旋圓偏振狀態(tài)的入射光可穿透右旋的膽固醇液晶，而呈現(xiàn)右旋圓偏振狀態(tài)的入射光便會(huì)被右旋的膽固醇液晶反射。故通過調(diào)整第一膽固醇液晶1、第二膽固醇液晶2與第三膽固醇液晶3的第一螺距、第二螺距與第三螺距后，便可依需求而反射不同波長(zhǎng)范圍的光線，而讓特定波長(zhǎng)范圍的光線通過。
所以，當(dāng)?shù)谝荒懝檀家壕?為一右旋結(jié)構(gòu)的膽固醇液晶，第一波長(zhǎng)范圍光線L1為一右旋圓偏振狀態(tài)的光線，且第一波長(zhǎng)范圍光線L1之波長(zhǎng)λ符合Bragg反射條件而配合第一膽固醇液晶1的第一螺距時(shí)，第一波長(zhǎng)范圍光線L1便會(huì)被第一膽固醇液晶1反射。同樣地，控制第二波長(zhǎng)范圍光線L2與第三波長(zhǎng)范圍光線L3為右旋圓偏振光，并使其波長(zhǎng)分別配合第二膽固醇液晶2與第三膽固醇液晶3之第二螺距與第三螺距以符合Bragg反射條件，便可使第二膽固醇液晶2反射第二波長(zhǎng)范圍光線L2，使第三膽固醇液晶3反射第三波長(zhǎng)范圍光線L3。
如圖中所示，當(dāng)?shù)谝徊ㄩL(zhǎng)范圍光線L1、第二波長(zhǎng)范圍光線L2與第三波長(zhǎng)范圍光線L3同時(shí)入射至濾光結(jié)構(gòu)時(shí)，第二膽固醇液晶2與第三膽固醇液晶3分別反射第二波長(zhǎng)范圍光線L2與第三波長(zhǎng)范圍光線L3，第一波長(zhǎng)范圍光線L1穿透第一膽固醇液晶層281；第一膽固醇液晶1與第三膽固醇液晶3分別反射第一波長(zhǎng)范圍光線L1與第三波長(zhǎng)范圍光線L3，第二波長(zhǎng)范圍光線L2則穿透第二膽固醇液晶層282；第一膽固醇液晶1與第二膽固醇液晶2分別反射第一波長(zhǎng)范圍光線L1與第二波長(zhǎng)范圍光線L2，第三波長(zhǎng)范圍光線L3則穿透第三膽固醇液晶層283。而被反射的第一波長(zhǎng)范圍光線L1、第二波長(zhǎng)范圍光線L2與第三波長(zhǎng)范圍光線L3即可被再利用，以減少能量的損耗。而其再利用之方式，容后再述。
亦即，當(dāng)膽固醇液晶之結(jié)構(gòu)為右旋狀態(tài)時(shí)，控制入射的光線為右旋圓偏振光，即可達(dá)到反射的效果。若膽固醇液晶之結(jié)構(gòu)為左旋狀態(tài)，控制入射的光線為左旋圓偏振光，便可達(dá)到反射的效果。
如圖中所示，于此實(shí)施例中背光模塊包含一發(fā)光二極管光源41與一導(dǎo)光板31、一反射片37設(shè)置于該導(dǎo)光板31之一側(cè)。而該顯示模塊進(jìn)一步具有第二偏光板331、第一偏光板333、一第二玻片351與一第一玻片353(二者均為1/4λ玻片)，第二偏光板331與第一偏光板333系設(shè)置于液晶模塊之兩側(cè)，其中，第二偏光板331系設(shè)置于液晶模塊與背光模塊之間。第二玻片351設(shè)置于第二偏光板331與液晶模塊之間，第一玻片353則設(shè)置于第一偏光板333與液晶模塊之間。
此外，所述發(fā)光二極管光源41系設(shè)置于導(dǎo)光板31之側(cè)邊，其可發(fā)出一光線，其中，該光線系包含有第一波長(zhǎng)范圍光線L1、第二波長(zhǎng)范圍光線L2與第三波長(zhǎng)范圍光線L3。當(dāng)發(fā)光二極管光源41發(fā)出之光線進(jìn)入導(dǎo)光板31之后，部份光線經(jīng)導(dǎo)光板31傳導(dǎo)而入射至第一偏光片331，部份光線則先被入射至反射片37，再經(jīng)由反射片37反射，而穿透導(dǎo)光板31入射至第一偏光片331。當(dāng)光線經(jīng)過第一偏光片331后，即會(huì)成為線偏振光；本實(shí)施例中之第二玻片351系為一四分之一波長(zhǎng)之玻片(1/4λ玻片)，故線偏振光穿透第二玻片351后形成具有固定旋轉(zhuǎn)方向之圓偏振光，故該第一波長(zhǎng)范圍光線L1、第二波長(zhǎng)范圍光線L2與第三波長(zhǎng)范圍光線L3具有固定旋轉(zhuǎn)方向。
于此實(shí)施例中，因第一膽固醇液晶1、第二膽固醇液晶2與第三膽固醇液晶3系為右旋膽固醇液晶，且透過第一偏光片331與第二玻片351作用之第一波長(zhǎng)范圍光線L1、第二波長(zhǎng)范圍光線L2與第三波長(zhǎng)范圍光線L3亦為右旋偏振光，所以該第一膽固醇液晶1將會(huì)反射第一波長(zhǎng)范圍光線L1，而讓第二、三波長(zhǎng)范圍光線L2、L3通過，該第二膽固醇液晶2將會(huì)反射第二波長(zhǎng)范圍光線L2，而讓第一、三波長(zhǎng)范圍光線L1、L3通過，該第三膽固醇液晶3將會(huì)反射第三波長(zhǎng)范圍光線L3，而讓第一、二波長(zhǎng)范圍光線L1、L2通過。
但是，當(dāng)?shù)谝弧⒍?、三范圍波長(zhǎng)光線L1、L2、L3通過液晶層25時(shí)，經(jīng)過液晶層25之作用將使光線增加一相位差π，故原為右旋圓偏振狀態(tài)之第一波長(zhǎng)范圍光線L1、第二波長(zhǎng)范圍光線L2與第三波長(zhǎng)范圍光線L3，于穿透第一膽固醇液晶層281、第二膽固醇液晶層282與第三膽固醇液晶層283以及液晶層25后、將會(huì)形成左旋圓偏振狀態(tài)而穿出于第一基板29。若第一偏振片333之偏振方向平行于第二偏振片331，且第一玻片353亦為一四分之一波長(zhǎng)玻片(1/4λ玻片)，則已形成左旋圓偏振狀態(tài)之第一波長(zhǎng)范圍光線L1、第二波長(zhǎng)范圍光線L2與第三波長(zhǎng)范圍光線L3于經(jīng)過第一玻片353后會(huì)形成一偏振方向與第一偏光片333平行之線偏振光，以穿透第一偏光片333。
因此當(dāng)部份液晶層25不作用時(shí)，原為右旋圓偏振狀態(tài)之第一波長(zhǎng)范圍光線L1、第二波長(zhǎng)范圍光線L2與第三波長(zhǎng)范圍光線L3在穿過不作用的液晶層25后仍為右旋圓偏振狀態(tài)；如圖4所示，穿過不作用的液晶層25的光線系為第二波長(zhǎng)范圍光線L2，故在經(jīng)過第一玻片353后的線偏振方向系為垂直于第一偏光片333之偏振方向，因此無(wú)法穿透第一偏光片333。而穿過作用中的液晶層25的第一波長(zhǎng)范圍光線L1與第三波長(zhǎng)范圍光線L3則會(huì)穿透第一偏光片333。
由于本發(fā)明所利用之膽固醇液晶，其特性便是會(huì)反射特定波光之光線，所以無(wú)法通過第一膽固醇液晶1、第二膽固醇液晶2與第三膽固醇液晶3之第一波長(zhǎng)范圍光線L1、第二波長(zhǎng)范圍光線L2與第三波長(zhǎng)范圍光線L3會(huì)被反射至反射片37，而該些光線將被反射片37再度反射至液晶模塊，藉以重復(fù)利用無(wú)法穿透濾光結(jié)構(gòu)而被反射的光線，進(jìn)而提升光線利用率，減少能量的損耗。
又因本發(fā)明之第一膽固醇液晶層281、第二膽固醇液晶層282與第三膽固醇液晶層283形成于第二基板21之上，無(wú)需如現(xiàn)有技術(shù)般需另外利用一基底及染料等會(huì)吸收光線的物質(zhì)形成一彩色濾光片，所以利用本發(fā)明之結(jié)構(gòu)可有效減少液晶顯示器的整體厚度。
本發(fā)明之實(shí)施例如上所述；因本發(fā)明之液晶顯示器之各元件可因應(yīng)液晶顯示器之整體設(shè)計(jì)而進(jìn)行變化，故各元件之設(shè)置位置與元件本身之設(shè)計(jì)可進(jìn)行改變，甚或減略部份元件。若有其他元件或方法可使發(fā)光二極管光源41所發(fā)出之光線為固定旋轉(zhuǎn)方向的圓偏振光，則可依需求而適當(dāng)省略第二玻片351或第一玻片353。而發(fā)光二極管光源41亦可依液晶顯示器之整體設(shè)計(jì)，而使其設(shè)置于背光模塊之其他部份，如將發(fā)光二極管光源41由導(dǎo)光板31之側(cè)邊，改為設(shè)計(jì)于導(dǎo)光板31之背面。而第一波長(zhǎng)范圍光線L1之波長(zhǎng)可定義其系介于大約580奈米至660奈米之間，而為一紅色光，第二波長(zhǎng)范圍光線L2之波長(zhǎng)可定義其系介于大約520奈米至570奈米之間，而為一綠色光，第三波長(zhǎng)范圍光線L3之波長(zhǎng)可定義其系大約介于430奈米至500奈米之間，而為一藍(lán)色光。因此本發(fā)明之使用膽固醇液晶的彩色濾光片整合晶體管結(jié)構(gòu)的液晶顯示器不僅可減少整體液晶顯示器之整體厚度，進(jìn)一步可以提升液晶顯示器的開口率，以及有效提升液晶顯示器的亮度。
以上的實(shí)施例中，本發(fā)明之彩色濾光片整合晶體管結(jié)構(gòu)的液晶顯示器所使用的液晶分子包含一種膽固醇液晶。膽固醇液晶為一螺旋結(jié)構(gòu)，每一層結(jié)構(gòu)皆為向列型液晶，且每一層導(dǎo)軸的方向皆有一小角度的旋轉(zhuǎn)，因此定義膽固醇液晶的角度旋轉(zhuǎn)為2π時(shí)，膽固醇液晶的長(zhǎng)度為其螺距(Pitch)。當(dāng)膽固醇液晶的螺旋軸垂直于基板時(shí)，膽固醇液晶即具有平面結(jié)構(gòu)(Planar Texture)，亦即膽固醇液晶的螺旋軸垂直于基板。若入射光波長(zhǎng)λ滿足布拉格反射(Bragg reflection)條件n0P0cosθr＜λ＜nep0cosθr
則膽固醇液晶對(duì)圓偏振光的二色性將會(huì)發(fā)生，其中p0為螺旋軸的螺距，ne、n0分別為液晶的異常光與正常光折射率，θr為折射角。如圖5所示，當(dāng)考慮右旋膽固醇液晶時(shí)，以右圓偏振光入射于右旋膽固醇液晶，在液晶的波長(zhǎng)等于液晶螺距p0/2附近之處顯著反射，但左圓偏振光幾乎自由透過右旋膽固醇液晶。而在左旋膽固醇液晶中，以左圓偏振光入射于左旋膽固醇液晶，在液晶的波長(zhǎng)等于液晶螺距p0/2附近之處顯著反射，但右圓偏振光幾乎自由透過左旋膽固醇液晶。另一異常效果，是當(dāng)右圓偏振光入射于右旋膽固醇液晶而反射時(shí)，反射的光仍為右圓偏振光。此結(jié)果顯示構(gòu)成右圓偏振光的兩線偏振光之一的相位因反射而逆旋了π，因入射光與反射光的行進(jìn)方向相反，若都是右圓偏振光，則表示圓偏振光旋轉(zhuǎn)的方向因反射而被逆旋。雖然膽固醇液晶具有圓偏振二色性可將選擇的光反射，但是大角度的入射光則會(huì)有往短波長(zhǎng)反射的現(xiàn)象，在色彩顯示表現(xiàn)上會(huì)造成些許的問題。如圖6所示，圖中顯示三紅、綠、藍(lán)(R、G、B)顏色區(qū)塊的單一區(qū)塊平面結(jié)構(gòu)膽固醇液晶，其中綠色區(qū)塊在波長(zhǎng)λ為633nm的紅光以小射角入射時(shí)將被反射，僅有波長(zhǎng)λ為550nm的綠光得以穿透。但當(dāng)入射角往大射角移動(dòng)時(shí)，符合布拉格反射條件的入射光波長(zhǎng)將往短波長(zhǎng)移動(dòng)，因此隨著視角增大，反射波的顏色會(huì)有位移(Color Shift)的現(xiàn)象，造成大視角下的顏色位移或色偏的問題。
為了改進(jìn)上述的問題，在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，本發(fā)明的彩色濾光片整合晶體管結(jié)構(gòu)的液晶顯示器使用一種多區(qū)塊平面結(jié)構(gòu)(Poly-Domain PlanarTexture)膽固醇液晶。參考圖7所示，顯示由液晶模塊、背光模塊與顯示模塊所構(gòu)成的一種使用多區(qū)塊平面結(jié)構(gòu)膽固醇的液晶液晶顯示器。其中濾色層28所對(duì)應(yīng)之每一像素區(qū)211中的第一膽固醇液晶層281、第二膽固醇液晶層282與第三膽固醇液晶層283內(nèi)可填充多區(qū)塊平面結(jié)構(gòu)膽固醇液晶，且該每一膽固醇液晶層系可供特定波長(zhǎng)范圍光線通過。第一膽固醇液晶層281具有第二膽固醇液晶2與第三膽固醇液晶3。第二膽固醇液晶層282具有第一膽固醇液晶1與第三膽固醇液晶3。第三膽固醇液晶層283具有第一膽固醇液晶1與第二膽固醇液晶2。膽固醇液晶1、2與3為多區(qū)塊平面結(jié)構(gòu)膽固醇液晶。第一膽固醇液晶1、第二膽固醇液晶2與第三膽固醇液晶3分別是具有不同螺距之膽固醇液晶。
圖8A顯示上述膽固醇液晶層281、282與283中之紅、綠、藍(lán)(R、G、B)顏色區(qū)塊中之膽固醇液晶1、2與3多區(qū)塊平面結(jié)構(gòu)。與圖2所示紅、綠、藍(lán)(R、G、B)顏色區(qū)塊中之單一區(qū)塊平面結(jié)構(gòu)膽固醇液晶相比，膽固醇液晶1、2與3中之部份膽固醇液晶與其余膽固醇液晶相比具有一傾斜角度，以解決當(dāng)光源入射角往大射角移動(dòng)時(shí)，符合布拉格反射條件的入射光波長(zhǎng)往短波長(zhǎng)移動(dòng)所導(dǎo)致反射波的顏色位移(Color Shift)或色偏的問題。紅色光波長(zhǎng)范圍系介于大約580奈米至660奈米之間，綠色光波長(zhǎng)范圍系介于大約520奈米至570奈米之間，藍(lán)色光波長(zhǎng)范圍系介于430奈米至500奈米之間。圖8B顯示綠色區(qū)塊在波長(zhǎng)λ為633nm的紅光以小射角入射時(shí)被反射，僅有波長(zhǎng)λ為550nm的綠光得以穿透。當(dāng)入射角往大射角移動(dòng)時(shí)，符合布拉格反射條件的入射光波長(zhǎng)往短波長(zhǎng)移動(dòng)，但由于膽固醇液晶1中之部份膽固醇液晶與其余膽固醇液晶相比具有一傾斜角度，因此即使隨著視角增大，入射光在大角度的情況下，原先預(yù)定被反射的光仍會(huì)被反射，而不會(huì)有顏色位移或色偏的問題。
圖9顯示多區(qū)塊平面結(jié)構(gòu)膽固醇液晶將不同入射角度的光反射，而圖10顯示多區(qū)塊平面結(jié)構(gòu)膽固醇液晶的布拉格反射情形。對(duì)于多區(qū)塊平面結(jié)構(gòu)膽固醇液晶而言，布拉格反射條件為nP0cos r＝λvλv＝P0ncos r{sin-1(sinФI/n)/2+sin-1(sinФR/n)2}2r＝ФI’+ФR’其中n為多區(qū)塊平面結(jié)構(gòu)膽固醇液晶的折射率平均值、ФI為入射角、ФR為反射角、λv為入射光的波長(zhǎng)、P0為膽固醇液晶的螺距、ФI’與ФR’分別為對(duì)應(yīng)于ФI與ФR于多區(qū)塊平面結(jié)構(gòu)膽固醇液晶內(nèi)的折射角。因此當(dāng)選定入射角ФI與入射光的波長(zhǎng)λv后(P0、n為已知)，利用上式則可計(jì)算出r角度。如此便可以控制膽固醇液晶傾斜的角度，來(lái)反射大角度入射的光。
以上所述僅為本發(fā)明之較佳實(shí)施例，并非用以限定本發(fā)明之申請(qǐng)專利范圍；凡其它未脫離本發(fā)明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應(yīng)包含在下述之申請(qǐng)專利范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示器包含一第一基板；一晶體管陣列，形成于該基板上；及一濾色層形成于該晶體管陣列上，該濾色層包含至少兩膽固醇液晶層，且該膽固醇液晶層具有至少一單一角度的膽固醇液晶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其特征在于，所述膽固醇液晶層進(jìn)一步包含一具有傾斜角度r的膽固醇液晶。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液晶顯示器，其特征在于，該傾斜角度r系滿足以下條件，λV＝P0ncos r{sin-1(sinΦI/n)/2+sin-1(sinΦR/n)2}2r＝ΦI’+ΦR’，nP0cos r＝λV其中，n為膽固醇液晶的折射率平均值、ΦI為入射角、ΦR為反射角、λV為入射光的波長(zhǎng)、P0為膽固醇液晶的螺距、ΦI’與ΦR’分別為對(duì)應(yīng)于ΦI與ΦR于膽固醇液晶內(nèi)的折射角。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其特征在于，這些膽固醇液晶包括一第一膽固醇液晶層，提供一第一波長(zhǎng)范圍光線之波長(zhǎng)通過；一第二膽固醇液晶層，提供一第二波長(zhǎng)范圍光線之波長(zhǎng)通過；以及一第三膽固醇液晶層，提供一第三波長(zhǎng)范圍光線之波長(zhǎng)通過。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的液晶顯示器，其特征在于，該第一波長(zhǎng)范圍光線的波長(zhǎng)系介于大約580奈米至660奈米之間；該第二波長(zhǎng)范圍光線的波長(zhǎng)系介于大約520奈米至570奈米之間；以及該第三波長(zhǎng)范圍光線的波長(zhǎng)介于大約430奈米至500奈米之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的液晶顯示器，其特征在于，所述第一膽固醇液晶層系由一第二膽固醇液晶與一第三膽固醇液晶所構(gòu)成，其中，該第二膽固醇液晶之螺距范圍系可反射該第二波長(zhǎng)范圍光線，而該第三膽固醇液晶之螺距范圍系可反射該第三波長(zhǎng)范圍光線。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的液晶顯示器，其特征在于，所述第二膽固醇液晶層系由一第一膽固醇液晶與一第三膽固醇液晶所構(gòu)成，其中，該第一膽固醇液晶之螺距范圍系可反射該第一波長(zhǎng)范圍光線，而該第三膽固醇液晶之螺距范圍系可反射該第三波長(zhǎng)范圍光線。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的液晶顯示器，其特征在于，所述第三膽固醇液晶層系由一第一膽固醇液晶與一第二膽固醇液晶所構(gòu)成，其中，該第一膽固醇液晶之螺距范圍系可反射該第一波長(zhǎng)范圍光線，而該第二膽固醇液晶之螺距范圍系可反射該第二波長(zhǎng)范圍光線。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其特征在于，進(jìn)一步包含一第一透明導(dǎo)電層位于該濾色層上；一液晶層位于該透明導(dǎo)電層上；一第二透明導(dǎo)電層位于該液晶層上；以及一第二基板，位于該第二透明導(dǎo)電層上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的液晶顯示器，其特征在于，進(jìn)一步包含一第一玻片與一第二玻片，該第一玻片設(shè)置于該第一基板之一側(cè)，該第二玻片設(shè)置于該第二基板之一側(cè)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的液晶顯示器，其特征在于，進(jìn)一步包含一第一偏光片設(shè)置于該第一玻片之一側(cè)與一第二偏光片設(shè)置于該第二玻片之一側(cè)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的液晶顯示器，其特征在于，所述第一玻片與該第二玻片系為四分之一波長(zhǎng)玻片，其中當(dāng)光線經(jīng)過該第一偏光片后，即會(huì)成為線偏振光，當(dāng)線偏振光穿透該第二玻片后形成具有固定旋轉(zhuǎn)方向的圓偏振光。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的液晶顯示器，其特征在于，進(jìn)一步包含一背光模塊。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的液晶顯示器，其特征在于，所述背光模塊包含一發(fā)光二極管光源與一導(dǎo)光板。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的液晶顯示器，其特征在于，進(jìn)一步包含一反射片設(shè)置于該導(dǎo)光板的一側(cè)。
全文摘要
具有彩色濾光片整合晶體管結(jié)構(gòu)的液晶顯示器，有一基板、多個(gè)薄膜晶體管結(jié)構(gòu)形成于基板上、濾色層以及形成于濾色層一側(cè)的透明導(dǎo)電層?；褰缍槎鄠€(gè)像素區(qū)，濾色層形成于像素區(qū)之上。形成于同一像素區(qū)上之濾色層具有第一膽固醇液晶層、第二膽固醇液晶層與第三膽固醇液晶層。第一膽固醇液晶層反射一第二波長(zhǎng)范圍光線與第三波長(zhǎng)范圍光線以使一第一波長(zhǎng)范圍光線穿透。第二膽固醇液晶層反射一第一波長(zhǎng)范圍光線與第二波長(zhǎng)范圍光線使第二波長(zhǎng)范圍光線穿透。第三膽固醇液晶層反射第一波長(zhǎng)范圍光線與第二波長(zhǎng)范圍光線以使第三波長(zhǎng)范圍光線穿透。膽固醇液晶層內(nèi)之部分膽固醇液晶可具有一相對(duì)于其余膽固醇液晶的傾斜角度，以形成多區(qū)塊平面結(jié)構(gòu)膽固醇液晶。
文檔編號(hào)G02F1/13GK1648752SQ20051000919
公開日2005年8月3日 申請(qǐng)日期2005年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月9日
發(fā)明者陳宏崑, 洪吉永, 陳慈蓉, 杜振宇 申請(qǐng)人:友達(dá)光電股份有限公司