液晶显示面板与应用其的电子装置转让专利
申请号 : CN200710141624.5
文献号 : CN100583228C
文献日 : 2010-01-20
发明人 : 黄俊铭 , 王文俊 , 黄敬佩 , 陈健忠 , 陈奕帆 , 刘锦璋 , 康恒达
申请人 : 胜华科技股份有限公司
摘要 :
一种液晶显示面板，具有多个像素单元，各个像素单元包括第一基板、第二基板与光学滤光部。第一基板与第二基板平行设置且之间夹有一液晶层。第一基板具有反射部，第二基板具有滤色器层。滤色器层位于第一基板与第二基板之间并具有对应于反射部的开口。光学滤光部设置于滤色器层的开口中，用以于反射模式下提供颜色补偿功能。
权利要求 :
1.一种液晶显示面板，具有多个像素单元，各该像素单元包括：第一基板，具有反射部；
第二基板，与该第一基板平行设置，并具有第二底板以及设置在该第二 底板上的滤色器层，该滤色器层位于第一基板与第二底板之间并具有对应该 反射部的开口，该第一基板与该第二基板之间具有液晶层；以及光学滤光部，设置于该滤色器层的该开口处，用以于反射模式状态提供 颜色补偿功能。
2.如权利要求1所述的显示面板，其中该第一基板还包括第一底板与像 素电极，该反射部设置于该像素电极上，该第二基板还包括公共电极，该滤 色器层位于该第二底板与该公共电极之间。
3.如权利要求2所述的显示面板，其中该光学滤光部包括金属导电氧化 物。
4.如权利要求3所述的显示面板，其中该光学滤光部还包括介电层，与 该金属导电氧化物重叠设置于该开口处。
5.如权利要求2所述的显示面板，其中该光学滤光部包括：第一金属层与第二金属层；及
第一间隙层，位于该第一金属层与该第二金属层之间。
6.如权利要求5所述的显示面板，其中该第一金属层及该第二金属层的 材质包括银或银合金。
7.如权利要求5所述的显示面板，其中该第一金属层及该第二金属层各 自的厚度是5纳米到60纳米，该第一间隙层的厚度10纳米到900纳米。
8.如权利要求5所述的显示面板，其中该第一间隙层包括介电层或金属 导电氧化物。
9.如权利要求5所述的显示面板，其中该滤色器层包括：第三金属层与第四金属层，该第三金属层连接该第一金属层，该第四金 属层连接该第二金属层；及第二间隙层，设置于该第三金属层与该第四金属层之间，且该第二间隙 层连接该第一间隙层。
10.如权利要求9所述的显示面板，其中该第三金属层与该第一金属层 的材质相同，该第四金属层与该第二金属层的材质相同，该第二间隙层与该 第一间隙层的材质相同。
11.如权利要求9所述的显示面板，还包括：
第一四分之一波长板，设置于该第一基板侧；以及第二四分之一波长板，设置于该第二基板侧。
12.如权利要求11所述的显示面板，还包括：第一偏光板，设置于该第一四分之一波长板侧；以及第二偏光板，设置于该第二四分之一波长板侧。
13.如权利要求2所述的显示面板，其中该第二基板还包括披覆层，位 于该第二底板与该公共电极之间，该披覆层覆盖该开口。
14.一种电子装置，包括：
显示面板，具有多个像素单元，各该像素单元包括：第一基板，具有反射部；
第二基板，与该第一基板平行设置，并具有第二底板以及设置在该 第二底板上的滤色器层，该滤色器层位于第一基板与第二底板之间并具有对 应该反射部的开口，该第一基板与该第二基板之间具有液晶层；及光学滤光部，设置于该滤色器层的该开口处，以于反射模式状态提 供颜色补偿功能；及光源模块，设置于该显示面板的一侧，用以提供该显示面板的光源。
15.如权利要求14所述的电子装置，其中该第一基板还包括第一底板与 像素电极，该反射部设置于该像素电极上，该第二基板还包括公共电极，该 滤色器层位于该第二底板与该公共电极之间。
16.如权利要求15所述的电子装置，其中该光学滤光部包括金属导电氧 化物。
17.如权利要求16所述的电子装置，其中该光学滤光部还包括介电层， 与该金属导电氧化物重叠设置于该开口处。
18.如权利要求15所述的电子装置，其中该光学滤光部包括：第一金属层与一第二金属层；及
第一间隙层，位于该第一金属层与该第二金属层之间。
19.如权利要求18所述的电子装置，其中该第一金属层及该第二金属层 的材质包括银或银合金。
20.如权利要求18所述的电子装置，其中该第一金属层及该第二金属层 各自的厚度5纳米到60纳米，该第一间隙层的厚度10纳米到900纳米。
21.如权利要求18所述的电子装置，其中该第一间隙层包括介电层或金 属导电氧化物。
22.如权利要求18所述的电子装置，其中该滤色器层包括：第三金属层与第四金属层，该第三金属层连接该第一金属层，该第四金 属层连接该第二金属层；及第二间隙层，设置于该第三金属层与该第四金属层之间，且该第二间隙 层连接该第一间隙层。
23.如权利要求22所述的电子装置，其中该第三金属层与该第一金属层 的材质相同，该第四金属层与该第二金属层的材质相同，该第二间隙层与该 第一间隙层的材质相同。
24.如权利要求22所述的电子装置，其中该显示面板还包括第一四分之 一波长板以及第二四分之一波长板，该第一四分之一波长板设置于该第一基 板侧，该第二四分之一波长板设置于该第二基板侧。
25.如权利要求24所述的电子装置，其中该显示面板还包括第一偏光板 以及第二偏光板，该第一偏光板设置于该第一四分之一波长板侧，该第二偏 光板设置于该第二四分之一波长板侧。
26.如权利要求15所述的电子装置，其中该第二基板还包括披覆层，位 于该第二底板与该公共电极之间，该披覆层覆盖该开口。
27.一种液晶显示面板，具有多个像素单元，各该像素单元包括：对向设置的第一基板与第二基板；
液晶层，位于该第一基板与该第二基板之间；
该第一基板具有反射部；
该第二基板与该第一基板平行设置，并具有第二底板以及设置在该第二 底板上的滤色器层，该滤色器层位于第一基板与第二底板之间并具有对应该 反射部的开口；
光学滤光部，设于该滤色器层的该开口处，该光学滤光部具有第一金属 层、第二金属层、及第一间隙层，该第一间隙层位于该第一金属层与该第二 金属层之间；
第一偏光板，设置于该第一基板侧；
第二偏光板，设置于该第二基板侧；以及
四分之一波长板，设置于该第二偏光板与该第二基板之间。
28.如权利要求27所述的液晶显示面板，其中该第一金属层及该第二金 属层的材质包括银或银合金。
29.如权利要求28所述的液晶显示面板，其中该第一金属层及该第二金 属层各自的厚度5纳米到60纳米，该第一间隙层的厚度10纳米到900纳米。
30.如权利要求27所述的液晶显示面板，其中该第一间隙层包括介电层 或金属导电氧化物。
说明书 :
技术领域
本发明是有关于一种液晶显示面板与应用其的电子装置，且特别是有关 于一种具有着色或色彩补偿效果的液晶显示面板与应用其的电子装置。
背景技术
传统上液晶显示面板要达到半透式功能的作法是在显示面板的每个像 素结构中设计出一反射区域。在此反射区域中，会在一侧基板上配置一反射 板，在另一侧基板上配置彩色滤光片。当反射模式开启时，外部光源会穿过 彩色滤光片并由反射板反射以显示画面。
然而，由于显示面板的彩色滤光片基板(color filter substrate)所涂布的 材料通常为彩色滤光树脂(resin color filter)，其光穿透率不佳。若是在反射 模式下作像素呈现，在光线经过反射后，会因为需经过两次彩色滤光片基板 使得光利用率较差而降低了反射的显示效果。另外，由于反射板的材料以及 其他光学补偿相关材料及设计上的限制，在反射模式下，呈现的画面常常会 有白色偏黄或偏蓝的问题存在。而在穿透模式下，同样也有色偏的问题存在。
然而，由于显示面板的彩色滤光片基板(color filter substrate)所涂布的 材料通常为彩色滤光树脂(resin color filter)，其光穿透率不佳。若是在反射 模式下作像素呈现，在光线经过反射后，会因为需经过两次彩色滤光片基板 使得光利用率较差而降低了反射的显示效果。另外，由于反射板的材料以及 其他光学补偿相关材料及设计上的限制，在反射模式下，呈现的画面常常会 有白色偏黄或偏蓝的问题存在。而在穿透模式下，同样也有色偏的问题存在。
发明内容
本发明就是在提供一种液晶显示面板与应用其的电子装置，通过在液晶 显示面板的基板上设计出具有开口的彩色滤光片，同时在开口处配置光学滤 光部，以于显示面板的反射模式或穿透模式下皆具有着色或是色补偿效果， 而能显示彩色图像。由于光学滤光部的光穿透率佳，使得显示面板的光利用 率提高，且其反射率增加。
根据本发明，提出一种液晶显示面板，其具有多个像素单元，各个像素 单元包括第一基板、第二基板与光学滤光部。第一基板与第二基板平行设置 且二者之间具有液晶层。第一基板具有反射部，而第二基板具有滤色器层。 滤色器层位于第一基板与第二基板之间，并具有开口对应反射部设置。光学 滤光部设置于滤色器层的开口处，用以于显示面板的反射模式下提供颜色补 偿功能。
根据本发明，再提出一种电子装置，其包括显示面板与光源模块。光源 模块设置于显示面板的一侧，用以提供显示面板光源。显示面板具有多个像 素单元，各个像素单元包括第一基板、第二基板与光学滤光部。第一基板与 第二基板平行设置，且二者之间具有液晶层。第一基板具有反射部，第二基 板具有滤色器层。滤色器层位于第一基板与第二基板之间，并具有对应于反 射部的开口。光学滤光部设置于滤色器层的开口处，用以于显示面板的反射 模式下提供颜色补偿功能。
根据本发明，另提出一种液晶显示面板，其具有多个像素单元，各该像 素单元包括对向设置的第一基板与第二基板、液晶层、光学滤光部、第一偏 光板、第二偏光板以及四分之一波长板。液晶层位于第一基板与第二基板之 间。光学滤光部设置于第二基板，且光学滤光部具有第一金属层、第二金属 层、及第一间隙层，其中第一间隙层位于第一金属层与第二金属层之间。第 一偏光板设置于第一基板侧，第二偏光板则设置于第二基板侧。其中四分之 一波长板设置于第二偏光板与第二基板之间。
为让本发明的上述特征、和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例， 并配合所附图式，作详细说明如下：
根据本发明，提出一种液晶显示面板，其具有多个像素单元，各个像素 单元包括第一基板、第二基板与光学滤光部。第一基板与第二基板平行设置 且二者之间具有液晶层。第一基板具有反射部，而第二基板具有滤色器层。 滤色器层位于第一基板与第二基板之间，并具有开口对应反射部设置。光学 滤光部设置于滤色器层的开口处，用以于显示面板的反射模式下提供颜色补 偿功能。
根据本发明，再提出一种电子装置，其包括显示面板与光源模块。光源 模块设置于显示面板的一侧，用以提供显示面板光源。显示面板具有多个像 素单元，各个像素单元包括第一基板、第二基板与光学滤光部。第一基板与 第二基板平行设置，且二者之间具有液晶层。第一基板具有反射部，第二基 板具有滤色器层。滤色器层位于第一基板与第二基板之间，并具有对应于反 射部的开口。光学滤光部设置于滤色器层的开口处，用以于显示面板的反射 模式下提供颜色补偿功能。
根据本发明，另提出一种液晶显示面板，其具有多个像素单元，各该像 素单元包括对向设置的第一基板与第二基板、液晶层、光学滤光部、第一偏 光板、第二偏光板以及四分之一波长板。液晶层位于第一基板与第二基板之 间。光学滤光部设置于第二基板，且光学滤光部具有第一金属层、第二金属 层、及第一间隙层，其中第一间隙层位于第一金属层与第二金属层之间。第 一偏光板设置于第一基板侧，第二偏光板则设置于第二基板侧。其中四分之 一波长板设置于第二偏光板与第二基板之间。
为让本发明的上述特征、和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例， 并配合所附图式，作详细说明如下：
附图说明
图1A绘示乃依照本发明实施例一的液晶显示面板的第一剖视图。
图1B绘示图1A的显示面板的光学滤光部的剖视图。
图2A～2C绘示图1B的光学滤光部于表1的参数设计下的穿透率与频谱 的关系图。
图3A～3C绘示图1B的光学滤光部于表2的参数设计下的穿透率与频谱 的关系图。
图4A～4B绘示依照本发明实施例一的液晶显示面板的第二与第三剖视 图。
图5A～5B绘示依照本发明实施例一的液晶显示面板的第四与第五剖视 图。
图6绘示依照本发明实施例二的液晶显示面板的光学滤光部的剖视图。
图7A～7D绘示图6的光学滤光部于表3的参数设计下的穿透率与频谱 的关系图。
图8A～8B绘示依照本发明实施例二的液晶显示面板的第一与第二剖视 图。
图9A～9B绘示依照本发明实施例二的液晶显示面板的第三与第四剖视 图。
图10绘示依照本发明实施例三的液晶显示面板的光学滤光部的剖视图。
图11A～11D绘示图10的光学滤光部于表4的参数设计下的穿透率与频 谱的关系图。
图12A～12C绘示依照本发明实施例三的液晶显示面板的第一、第二与 第三剖视图。
图13绘示依照本发明实施例四的液晶显示面板的剖视图。
图14绘示一全反射式液晶显示面板的剖视图。
图15绘示一穿透式液晶显示面板的剖视图。
主要元件符号说明
1、2、3、4、5、6：液晶显示面板
11、41、51、61：第一基板
12、42、52、62：第二基板
13、23、33、426～428、526～528、626～628：光学滤光部
43、63：第一四分之一波长板
44、64：第二四分之一波长板
45、65：第一偏光板
46、66：第二偏光板
53：四分之一波长板
54：偏光板
110、413～415、513～515：反射部
111、410、510、610：第一底板
112、412、612：像素电极
120、425A、425B、425C：滤色器层
120A：开口
121、420、520、620：第二底板
122：公共电极
123：二氧化硅层
124：披覆层
131：第一金属层
132：第二金属层
133：间隙层
231：金属导电氧化物
232：介电层
413A：反射面
413T～415T：垫高层
422、522、622：彩色滤光结构
424、524、624：黑色矩阵层
L、L1、L2：光线
LC：液晶层
图1B绘示图1A的显示面板的光学滤光部的剖视图。
图2A～2C绘示图1B的光学滤光部于表1的参数设计下的穿透率与频谱 的关系图。
图3A～3C绘示图1B的光学滤光部于表2的参数设计下的穿透率与频谱 的关系图。
图4A～4B绘示依照本发明实施例一的液晶显示面板的第二与第三剖视 图。
图5A～5B绘示依照本发明实施例一的液晶显示面板的第四与第五剖视 图。
图6绘示依照本发明实施例二的液晶显示面板的光学滤光部的剖视图。
图7A～7D绘示图6的光学滤光部于表3的参数设计下的穿透率与频谱 的关系图。
图8A～8B绘示依照本发明实施例二的液晶显示面板的第一与第二剖视 图。
图9A～9B绘示依照本发明实施例二的液晶显示面板的第三与第四剖视 图。
图10绘示依照本发明实施例三的液晶显示面板的光学滤光部的剖视图。
图11A～11D绘示图10的光学滤光部于表4的参数设计下的穿透率与频 谱的关系图。
图12A～12C绘示依照本发明实施例三的液晶显示面板的第一、第二与 第三剖视图。
图13绘示依照本发明实施例四的液晶显示面板的剖视图。
图14绘示一全反射式液晶显示面板的剖视图。
图15绘示一穿透式液晶显示面板的剖视图。
主要元件符号说明
1、2、3、4、5、6：液晶显示面板
11、41、51、61：第一基板
12、42、52、62：第二基板
13、23、33、426～428、526～528、626～628：光学滤光部
43、63：第一四分之一波长板
44、64：第二四分之一波长板
45、65：第一偏光板
46、66：第二偏光板
53：四分之一波长板
54：偏光板
110、413～415、513～515：反射部
111、410、510、610：第一底板
112、412、612：像素电极
120、425A、425B、425C：滤色器层
120A：开口
121、420、520、620：第二底板
122：公共电极
123：二氧化硅层
124：披覆层
131：第一金属层
132：第二金属层
133：间隙层
231：金属导电氧化物
232：介电层
413A：反射面
413T～415T：垫高层
422、522、622：彩色滤光结构
424、524、624：黑色矩阵层
L、L1、L2：光线
LC：液晶层
具体实施方式
实施例一
请参照图1A，其绘示乃依照本发明实施例一的液晶显示面板的第一剖 视图。显示面板具有多个像素单元，本实施例是以显示面板的单一像素单元 的一像素结构为例作说明。如图1A所示，显示面板1的像素单元包括第一 基板11、第二基板12与一光学滤光部13。第一基板11与第二基板12平行 设置，且二者之间夹有一液晶层(未标示)。第一基板11上具有一反射部110， 第二基板12具有一滤色器层120。滤色器层120设置于第一基板11与第二 基板12之间，且滤色器层120包括有对应于反射部110设置的一开口120A。 光学滤光部13设置于滤色器层120的开口120处，用以提供一颜色补偿功 能。光学滤光部13的颜色补偿功能例如是使像素单元经由颜色补偿后所显 示的颜色至少为白色、红色、绿色及蓝色其中之一，之后将附图说明。
在显示面板1的一侧通常会搭配一光源模块(未绘示)，其例如是设置 于第一基板11下方。在一般模式下，此光源模块提供的光线L1会穿透第一 基板11与第二基板12，同时，外部光源的光线L2会穿透第二基板12上的 光学滤光部13，再由反射部110反射。另外，在反射模式下会关闭光源模块 提供的背光源，主要利用外部光源的光线L2于每个像素结构的反射部110 构成的反射区域显示画面。
如图1A所示，第一基板11包括第一底板111与像素电极112，反射部 110设置于像素电极112上。第二基板12包括第二底板121与公共电极122， 滤色器层120位于第二底板121与公共电极122之间。第一底板111与第二 底板121例如是玻璃基板、塑料基板(plastic sheet)或是塑料软膜(plastic film)。滤色器层120则例如是一红色滤光层、一绿色滤光层或一蓝色滤光层。 反射部110则例如是一反射板。
关于光学滤光部13的颜色补偿的结构与材料设计，请参照图1B，其绘 示乃图1A显示面板的光学滤光部的剖视图。如图1B所示，光学滤光部13 包括第一金属层131、第二金属层132与间隙层133，其中，间隙层133是 位于第一金属层131与第二金属层132之间。第一金属层131、第二金属层 132与间隙层133可通过溅镀的真空镀膜工艺以成膜于第二底板121上。利 用间隙层133的厚度与材料搭配，可以获得不同颜色的光谱。以下附表及图 示说明。
下表1与2以具有特定材质与厚度的第一金属层131与第二金属层132 去搭配材质相同但厚度不同的间隙层133，以进行光学穿透特性的试验。以 表1的参数设计去试验的结果请参照图2A～2C，其绘示乃图1B的光学滤光 部13于表1的参数设计下的穿透率与频谱的关系图。
表1
膜层结构(图示) 材料 厚度(nm) 第一/第二金属层 银 40 红光穿透区的间隙层(2C) 二氧化钛 92.5 绿光穿透区的间隙层(2B) 二氧化钛 68 蓝光穿透区的间隙层(2A) 二氧化钛 40
一般而言，蓝光的波长约为450纳米，绿光的波长约为546.1纳米，而 红光的波长约为650纳米。当以银(Ag)作为第一金属层131与第二金属层 132的材质，并以二氧化钛(TiO2)作为间隙层133的材质，如图2A所示， 由二氧化钛形成的间隙层133厚度约为40纳米时，波长介于400～450纳米 的可见光的穿透率最高，位于此波长范围的可见光是接近于蓝光，即光学滤 光部13所显示的颜色是蓝色。如图2B所示，在间隙层133厚度约为68纳 米时，波长介于500～550纳米的可见光的穿透率最高，而位于此波长范围的 可见光是接近于绿光，即光学滤光部13所显示的颜色是绿色。如图2C所示， 当间隙层133厚度约为92.5纳米时，波长约为650纳米的可见光的穿透率最 高，位于此波长范围的可见光是近似于红光，此时光学滤光部13所显示的 颜色是红色。
表2
膜层结构(图示) 材料 厚度(nm) 第一/第二金属层 银 40 红光穿透区的间隙层(3C) 二氧化硅 180.5 绿光穿透区的间隙层(3B) 二氧化硅 139 蓝光穿透区的间隙层(3A) 二氧化硅 92
另请参照表2与图3A～3C，表2是以二氧化硅(SiO2)构成的间隙层 133的不同参数设计，图3A～3C绘示乃图1B的光学滤光部于表2的参数设 计下的穿透率与频谱的关系图。此试验结果与前述表1的结果相近。如图3A 所示，当二氧化硅的间隙层133厚度约为92纳米时，波长范围介于400～450 纳米的可见光(蓝光)的穿透率最高(近似图2A结果)，使光学滤光部13 所显示的颜色为蓝色。如图3B所示，当间隙层133的厚度约为139纳米时， 波长范围约为550纳米的可见光(绿光)的穿透率最高(近似图2B结果)， 而光学滤光部13所显示的颜色是绿色。如图3C所示，当间隙层133的厚度 约为180.5纳米时，波长范围介于650～700纳米的可见光(红光)的穿透率 最高(近似图2C结果)，因而于光学滤光部13所显示的颜色是红色。
由此可见，设计光学滤光部13时，只要利用各种薄膜的光学特性去作 搭配，就可以使得光经过光学滤光部13后有不同的穿透频谱，进而显示不 同的颜色。穿透频谱可以利用光学滤光部13的不同的结构、薄膜厚度、材 料等去做调整。当然，较佳地，第一金属层131与第二金属层132的材质包 括银，但是银合金也具有此功效。第一金属层131与第二金属层132个别的 厚度约为5纳米到60纳米。上述的试验虽然是以二氧化硅(SiO2)与二氧 化钛(TiO2)作为间隙层133去说明，但实际上间隙层133也可以包括一介 电层或是一金属导电氧化物，其厚度约为10纳米到900纳米。当以介电层 作为第一金属层131与第二金属层132之间的间隙层133时，其材料可包括 氟化镁(MgF2)、二氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)、二氧化钛(TiO2)、 二氧化锆(ZrO2)或五氧化二铌(Nb2O5)。而较佳的，介电层的折射率是介 于1.3～2.6之间。另外，若是以金属导电氧化物作为间隙层133时，则其材 质可包括氧化铟锡(indium tin oxide，ITO)、氧化铟锌(indium zinc oxide， IZO)或氧化铝锌(aluminum zinc oxide，AZO)。
通常在第二基板12上设计的多色滤光装置(例如一彩色滤光片)会包 括多种不同颜色的滤色器层120(见图1A)，例如前述的红色滤光层、绿色 滤光层或蓝色滤光层，不同颜色的滤色器层搭配适当的光学滤光部13，就可 以在不同颜色的滤色器层区域中个别得到各滤色器层区域相近颜色的反射 模式显示颜色，或是仅将同一颜色光学滤光部13配置于不同颜色的滤色器 层区域内，则可得到一单一的反射模式显示颜色。设计光学滤光部13时， 只要配合不同膜厚的间隙层133，就可以得到符合所需要的显示色彩例如是 红色、绿色或蓝色。
于第二基板12上还可包括一个二氧化硅层以提供基板上的隔离或保护 用途。请参照图4A～4B，其绘示乃依照本发明实施例一的液晶显示面板的第 二与第三剖视图。较佳的，二氧化硅层123位于第二底板121与公共电极122 之间。例如二氧化硅层123位于滤色器层120与第二底板121之间，如图4A 所示，此二氧化硅层123可用以防止第二底板121，例如是玻璃基板，释放 出的离子渗透到第二基板12内部的电极上。或是，二氧化硅层123可位于 滤色器层120与公共电极122之间，如图4B所示，此时二氧化硅层123是 可用以保护滤色器层120以防止其被刮伤。
另外，也可以在第二基板12上配置一透明的披覆层124(over coat)以 覆盖于滤色器层120的开口120A，将开口120A填平。此披覆层124的材质 较佳地为二氧化硅。请参照图5A～5B，其绘示乃依照本发明实施例一的液晶 显示面板的第四与第五剖视图。披覆层124位于第二底板121与公共电极122 之间。如图5A所示，依照光学滤光部13的配置情形，披覆层124的设置方 式也可变更。当光学滤光部13并未填满开口120A时，披覆层124可以整片 覆盖于滤色器层120上，同时将开口120A填平，以保护滤色器层120以及 光学滤光部13。或是如图5B所示，披覆层124仅仅填平于开口120A处。
相较于传统上的液晶显示面板是在像素结构的反射区域以一个开口配 合一反射部(反射板)的设计，本发明的液晶显示面板1于一般模式下(背 光源开启时)，每个像素结构的反射区不会仅仅显示白色，通过光学滤光部 13的着色效果，在反射区域会显示相近或相似该像素结构的颜色。由于本发 明的光学滤光部13具有红光、绿光或蓝光的高穿透率，因而在反射模式(背 光源关闭时)下，仅由反射区显示的显示面板也不会仅是呈现黑白图像，而 是彩色图像。另外，通过本发明的光学滤光部13设计以提高反射模式的光 利用率以及反射率，可达成一高亮度的红色显示、绿色显示或蓝色显示效果。
实施例二
请参照图6，其绘示乃依照本发明实施例二的液晶显示面板的光学滤光 部的剖视图。本实施例二的液晶显示面板与实施例一不同之处在于光学滤光 部的设计，至于其他相同的元件将沿用相同的标号，在此不赘述。如图6所 示，光学滤光部23包括一金属导电氧化物231与一介电层232，二者是重迭 设置于开口120A处(见图8A～9B)。其中，金属导电氧化物231例如是氧 化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)或氧化铝锌(AZO)，而介电层232的材 质则例如是氟化镁(MgF2)、二氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)、二氧化钛 (TiO2)、二氧化锆(ZrO2)或五氧化二铌(Nb2O5)。通过不同的膜厚设计 匹配可以得到不同的穿透频谱，使光学滤光部23显示不同的颜色，以下附 表与图示说明。
请见下表3，以厚度固定的二氧化硅作为介电层232，并搭配不同厚度 的氧化铟锡作为金属导电氧化物231去做试验。试验结果请参照图7A～7D， 其绘示乃图6的光学滤光部于表3的参数设计下的穿透率与频谱的关系图。
表3
膜层材料 厚度(nm) (一)二氧化硅/氧化铟锡 25/100 (二)二氧化硅/氧化铟锡 25/200 (三)二氧化硅/氧化铟锡 25/300 (四)二氧化硅/氧化铟锡 25/500
介电层232(二氧化硅)的厚度固定在25纳米。如图7A～7D所示，当 金属导电氧化物231(氧化铟锡)的厚度不同时，光学滤光部23会分别针对 特定波长范围的可见光作滤除的动作，其中图7A是表3中(一)的参数设 计下的结果，图7B是表3中(二)的参数设计下的结果，图7C是表3中 (三)的参数设计下的结果，而图7D是表3中(四)的参数设计下的结果。 光学滤光部23对应不同波长具有不同的穿透率，所以若在一液晶显示面板 的反射模式下发生白色偏黄(波长较长)的情况时，则可以选择搭配一短波 长穿透率较高的光学滤光部23(例如图7A对应的设计)以达到白光的补偿 效果。相反的，当一液晶显示面板的反射模式下发生白色偏蓝(波长较短) 的情况时，则可以选择一长波长穿透率较高的光学滤光部23(例如图7C对 应的设计)以达到白光的补偿效果。
请参照图8A～8B，其绘示乃依照本发明实施例二的液晶显示面板的第一 与第二剖视图。图8A～8B表示的仅为显示面板的单一像素结构。如图8A～8B 所示，在液晶显示面板2的第二基板12上形成的二氧化硅层123，搭配第二 底板121上原先的公共电极122(其材质通常为ITO)，则在开口120A处就 可以构成如前所述的光学滤光部23。如图8A所示，当二氧化硅层123位于 滤色器层120与第二底板121之间时，二氧化硅层123除了可以将第二底板 121与滤色器层120隔绝开来，于开口120A处更具有光学滤光的作用。如 图8B所示，当二氧化硅层123位于滤色器层120与公共电极122之间时， 二氧化硅层123则可以保护滤色器层120以防止其被刮伤。
相较于图8A～8B未将开口120A作填平的设计方式，于实际上运用时， 也可以先将开口120A填平，再将公共电极122镀到第二底板121上。请参 照图9A～9B，其绘示乃依照本发明实施例二的液晶显示面板的第三与第四剖 视图。在第二基板12的开口12OA处可以直接以一披覆层124(over coat) 覆盖住，披覆层124例如是整片覆盖在滤色器层120与开口120A上，如图 9A所示，再镀上二氧化硅层123与公共电极122。或是如图9B所示，披覆 层124仅仅将开口120A填平，再镀上二氧化硅层123与公共电极122。
本实施例二的设计方式虽然在光学滤光部23不具有着色效果，但在反 射模式时，可以针对白光的偏色的情形作补偿。
实施例三
请参照图10，其绘示乃依照本发明实施例三的液晶显示面板的光学滤光 部的剖视图。本实施三的液晶显示面板与实施例一的不同之处在于光学滤光 部33的设计，至于其他相同的元件将沿用相同的标号，在此不赘述。如图 10所示，于实际上运用时，光学滤光部33可以仅包括一金属导电氧化物位 于开口120A处(见图12A～12C)。金属导电氧化物的材质可以是氧化铟锡 (ITO)、氧化铟锌(IZO)或氧化铝锌(AZO)。根据光学滤光部33不同的 膜厚设计，可以得到不同的穿透频谱。请见下表4，是以不同厚度的氧化铟 锡作为光学滤光部33以进行试验。
表4
膜层材料 厚度(nm) (一)氧化铟锡 100 (二)氧化铟锡 200 (三)氧化铟锡 300 (四)氧化铟锡 500
以表4的设计参数所得的试验结果请参照图11A～11D，其绘示乃图10 的光学滤光部于表4的参数设计下的穿透率与频谱的关系图。其中，图11A 是表4中(一)的参数设计下的结果，图11B是表4中(二)的参数设计下 的结果，图11C是表4中(三)的参数设计下的结果，而图11D是表4中 (四)的参数设计下的结果。如图11A～11D所示，光学滤光部33在其金属 导电氧化物厚度更改的设计下，对于不同波长的可见光其穿透率不同。根据 此一特性，当一液晶显示面板的反射模式下发生白色偏黄(波长较长)的情 况时，选择搭配一短波长穿透率较高的光学滤光部33(例如图11A对应的 设计)就可以达到白光的补偿效果。相反的，当一液晶显示面板于反射模式 下发生白色偏蓝(波长较短)的情况时，通过一长波长穿透率较高的光学滤 光部33(例如图11C对应的设计)则可以达到白光的补偿效果。
请参照图12A～12C，其绘示乃依照本发明实施例三的液晶显示面板的第 一、第二与第三剖视图。图12A～12C表示的仅为显示面板的单一像素结构。 如图12A所示，通过公共电极122(通常为氧化铟锡ITO)镀在滤色器层120 与其开口120A上，位于开口120A中的氧化铟锡本身就可以是一光学滤光 部33。另外，实际上也可以先以披覆层(over coater)覆盖住开口120A，再 镀上公共电极122。如图12B所示，披覆层124可以覆盖于整个滤色器层120 与开口120A，或是仅仅将开口120A填平，如图12C所示。
实施例四
请参照图13，其绘示乃依照本发明实施例四的液晶显示面板的剖视图。 如图13所示，液晶显示面板4包括第一基板41、第二基板42、第一四分之 一波长板43、第二四分之一波长板44、第一偏光板45与第二偏光板46。第 一基板41与第二基板42平行设置，且二者之间夹置一液晶层LC。第一四 分之一波长板43设置于第一基板41侧，第二四分之一波长板44设置于第 二基板42侧。而第一偏光板45设置于第一四分之一波长板43上，第二偏 光板46则设置于该第二四分之一波长板44的板侧。第一基板41包括第一 底板410、像素电极412与多个反射部，第二基板42则包括第二底板420 与一彩色滤光结构422。此彩色滤光结构422包括一黑色矩阵层424、多个 滤色器层与多个光学滤光部，黑色矩阵层用以将各个滤色器层分隔开来。各 个滤色器层具有一个开口用以设置一光学滤光部。其中，一个光学滤光部对 应一个反射部设置，使每个像素单元皆可于反射模式与穿透模式下显示颜 色。
本实施例四仅以三个可显示不同颜色的像素单元作说明。彩色滤光结构 422包括三个滤色器层425A、425B、425C与光学滤光部426、427、428， 这三个光学滤光部的设计系采用如实施例一中所揭露的光学滤光部13设计， 皆包括一第一金属层、一第二金属层与一间隙层，其利用材料种类与膜层厚 度的变化以使特定波长范围的可见光穿透，藉此以达到显示多色的效果。与 反射部413、414、415对应的光学滤光部426、427、428例如分别可使红光、 绿光与蓝光通过。滤色器层425A、425B、425C则同样也是三层结构，其各 包括一第三金属层、一第四金属层与另一间隙层。其中，各滤色器层的第三 金属层连接于光学滤光部的第一金属层，各滤色器层的第四金属层连接光学 滤光部的第二金属层，滤色器层的间隙层则连接于光学滤光部的间隙层。较 佳地，第三金属层与第一金属层的材质相同，第四金属层与第二金属层的材 质相同，滤色器层的间隙层与光学滤光部的间隙层的材质相同。
以显示面板4是多显示域垂直配向型(Multi-domain Vertical Alignment) 液晶显示面板为例，第一四分之一波长板43可以是一负45度波长板，第二 四分之一波长板44则可以是一正45度波长板。第一偏光板45可以是一Y 轴的线性偏光板，第二偏光板46则可以是一X轴的线性偏光板。另外，反 射部413、414、415各包括一垫高层(标示413T、414T、415T)，以改变反 射部的高度与位置，进而改变反射光线L2于液晶层LC中的光程差。以反 射部413为例，其反射面413A于液晶层LC中的高度为液晶层LC厚度的一 半，以构成一双间隔(dual-gap)光学设计。另外，使反射部所对应的反射 区的液晶分子当被驱动时的位相差值为四分之一波长，于反射区以外的穿透 区的液晶分子当被驱动时的位相差值则为二分之一波长。
当液晶分子关闭时，环境光的光线L2由第二偏光板46经过第二四分之 一波长板44会变成右旋偏振光，其中右旋偏振的红光穿透光学滤光部413 并进入液晶层LC之后，会先经过第一四分之一波长板43变成X轴偏振光， 再经过第一偏光板45(Y轴的线性偏光板)而形成暗态；另外部分右旋偏振 的红光会经过反射部413反射后会形成左旋偏振，再经过第二四分之一波长 板44形成Y偏振，往上再遇到第二偏光板46(X轴的线性偏光板)而形成 暗态。而被光学滤光部413所反射的右旋偏振绿光与蓝光往上经过第二四分 之一波长板44会变成Y偏振，而再遇到第二偏光板46(X轴的线性偏光板) 会形成暗态，是以被光学滤光部413所反射的绿光及蓝光可以被阻绝，形成 良好的对比。如此一来，于第二基板42侧设置的第二四分之一波长板44与 第二偏光板46可降低环境光对第一基板42的反射效应。
反之，当液晶关闭而背光源的光线L1通过第一偏光板45(Y轴的线性 偏光板)并经过第一四分之一波长板43变成右旋偏振，再经过第二四分之 一波长板44变成Y偏振光，最后与第二偏光板46(X轴的线性偏光板)直 交而形成暗态。
若于液晶分子被驱动时，当光线L1通过第一偏光板45(Y轴的线性偏 光板)再经过第一四分之一波长板43而变成右旋偏振，接着通过具有相位 差值为二分之一波长的液晶层LC后会变成左旋偏振。再往上经过第二四分 之一波长板44会变成X偏振光，因此可以通过第二偏光板46(X轴的线性 偏光板)以形成亮态。当然，于反射模式下同样可以形成亮态。
于双间隔的光学设计中，可将第二基板侧利用环境光的上光学系统配置 成圆偏光系统，此配置具备使光学滤光部对环境光的反射消除效果。虽然本 实施例中是以多显示域垂直配向型液晶显示面板为例，然实际上以单间隔 (single-cell)设计的复合扭转型(multi-，MTN)、电场控制型(electrically controlled birefringence，ECB)或垂直配向型(vertical alignment，VA)的液 晶显示面板皆可将其上光学系统设计为圆偏光模式以消除光学滤光部对环 境光的反射效果。
实施例五
请参照图14，其绘示一全反射式液晶显示面板的剖视图。如图14所示， 显示面板5包括第一基板51、第二基板52、四分之一波长板53与偏光板54。 第一基板51与第二基板52平行设置，且二者之间夹置一液晶层LC。四分 之一波长板53设置于第二基板52侧，而偏光板54则位于四分之一波长板 53之上。第一基板51包括第一底板510与反射部513、514、515，其中反 射部513、514、515设置于第一底板510上用以反射环境光源。第二基板52 包括第二底板520与彩色滤光结构522。彩色滤光结构522包括黑色矩阵层 524以及三个光学滤光部526、527、528，其中黑色矩阵层524用以将各个 光学滤光部分隔开来。光学滤光部526、527、528的设计采用如实施例一中 所揭露的光学滤光部13设计，其利用材料种类与膜层厚度的变化以使特定 波长范围的可见光穿透，藉此以达到显示多色的效果。光学滤光部526、527、 528例如分别是使红光、绿光与蓝光通过，其各别对应的像素单元则可显示 红色、绿色与蓝色。偏光板54可以是一X轴的线性偏光板，四分之一波长 板53则可以是一正45度波长板。
以显示红色的像素单元为例，环境光的光线L中的红光会通过光学滤光 部526，而被光学滤光部526所反射的右旋偏振绿光与蓝光往上经过四分之 一波长板53会变成Y偏振，而再遇到偏光板54(X轴的线性偏光板)会形 成暗态，是以被光学滤光部526所反射的绿光及蓝光可以被阻绝。如此一来， 于第二基板52侧设置的四分之一波长板53与偏光板54可用以消除环境光 对于第二基板52的反射效应，使显示面板5于显示时具有较佳的对比效果。
实施例六
请参照图15，其绘示一穿透式液晶显示面板的剖视图。如图15所示， 液晶显示面板6包括第一基板61、第二基板62、第一四分之一波长板63、 第二四分之一波长板64、第一偏光板65与第二偏光板66。第一基板61与 第二基板62平行设置，且二者之间夹置一液晶层LC。第一四分之一波长板 63设置于第一基板61侧，第二四分之一波长板64设置于第二基板62侧。 而第一偏光板65设置于第一四分之一波长板63上，第二偏光板66则设置 于该第二四分之一波长板64的板侧。第一基板61包括第一底板610与多个 像素电极612，第二基板62则包括第二底板620与一彩色滤光结构622。彩 色滤光结构622包括黑色矩阵层624以及三个光学滤光部626、627、628， 其中黑色矩阵层624用以将各个光学滤光部分隔开来。光学滤光部626、627、 628的设计系采用如实施例一中所揭露的光学滤光部13设计，其利用材料种 类与膜层厚度的变化以使特定波长范围的可见光穿透，藉此以达到显示多色 的效果。光学滤光部626、627、628例如分别可使红光、绿光与蓝光通过， 其各别对应的像素单元则可显示红色、绿色与蓝色。
以显示面板6是多显示域垂直配向型液晶显示面板为例，第一四分之一 波长板63可以是一负45度波长板，第二四分之一波长板64则可以是一正 45度波长板。第一偏光板65可以是一Y轴的线性偏光板，第二偏光板66 则可以是一X轴的线性偏光板。
于液晶分子被驱动时，当光线L通过第一偏光板65(Y轴的线性偏光 板)再经过第一四分之一波长板63而变成右旋偏振，接着通过具有相位差 值为二分的一波长的液晶层LC后会变成左旋偏振。再往上经过第二四分之 一波长板64会变成X偏振光，因此可以通过第二偏光板66(X轴的线性偏 光板)以形成亮态。
以上关于实施例一、实施例二、实施例三与实施例四所揭露的液晶显示 面板、实施例五所揭露的全反射式液晶显示面板、以及实施例六所揭露的穿 透式液晶显示面板可应用于任何具有显示面板的电子装置中。电子装置中， 显示面板通常会搭配一光源模块，此光源模块设置于显示面板的一侧以提供 显示面板所需的背光源。电子装置例如是桌上型电脑或笔记型电脑的显示荧 幕、液晶电视，或是行动通讯装置例如是手机、个人数字助理(PDA)的显 示荧幕。当然，一般电子仪器的显示荧幕介面也在本发明应用的范畴内。
本发明上述实施例所揭露的液晶显示面板与应用其的电子装置，通过在 液晶显示面板的基板上设计出具有开口的滤色器层，并在开口处配置光学滤 光部，使显示面板在反射模式下具有着色或是色补偿效果。由于光学滤光部 于不同的膜层材料与膜厚设计下，对于不同波长的光会有不同的穿透率，因 而可以达到控制可见光颜色的功效。藉此，当反射模式开启时，显示面板仍 然可以显示彩色图像。另外，光学滤光部的光穿透率佳，通过调整光学滤光 部的膜厚、材料等，就能够使显示面板的光利用率提高，使显示效果提升。
综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本 发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范 围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求所 界定者为准。
请参照图1A，其绘示乃依照本发明实施例一的液晶显示面板的第一剖 视图。显示面板具有多个像素单元，本实施例是以显示面板的单一像素单元 的一像素结构为例作说明。如图1A所示，显示面板1的像素单元包括第一 基板11、第二基板12与一光学滤光部13。第一基板11与第二基板12平行 设置，且二者之间夹有一液晶层(未标示)。第一基板11上具有一反射部110， 第二基板12具有一滤色器层120。滤色器层120设置于第一基板11与第二 基板12之间，且滤色器层120包括有对应于反射部110设置的一开口120A。 光学滤光部13设置于滤色器层120的开口120处，用以提供一颜色补偿功 能。光学滤光部13的颜色补偿功能例如是使像素单元经由颜色补偿后所显 示的颜色至少为白色、红色、绿色及蓝色其中之一，之后将附图说明。
在显示面板1的一侧通常会搭配一光源模块(未绘示)，其例如是设置 于第一基板11下方。在一般模式下，此光源模块提供的光线L1会穿透第一 基板11与第二基板12，同时，外部光源的光线L2会穿透第二基板12上的 光学滤光部13，再由反射部110反射。另外，在反射模式下会关闭光源模块 提供的背光源，主要利用外部光源的光线L2于每个像素结构的反射部110 构成的反射区域显示画面。
如图1A所示，第一基板11包括第一底板111与像素电极112，反射部 110设置于像素电极112上。第二基板12包括第二底板121与公共电极122， 滤色器层120位于第二底板121与公共电极122之间。第一底板111与第二 底板121例如是玻璃基板、塑料基板(plastic sheet)或是塑料软膜(plastic film)。滤色器层120则例如是一红色滤光层、一绿色滤光层或一蓝色滤光层。 反射部110则例如是一反射板。
关于光学滤光部13的颜色补偿的结构与材料设计，请参照图1B，其绘 示乃图1A显示面板的光学滤光部的剖视图。如图1B所示，光学滤光部13 包括第一金属层131、第二金属层132与间隙层133，其中，间隙层133是 位于第一金属层131与第二金属层132之间。第一金属层131、第二金属层 132与间隙层133可通过溅镀的真空镀膜工艺以成膜于第二底板121上。利 用间隙层133的厚度与材料搭配，可以获得不同颜色的光谱。以下附表及图 示说明。
下表1与2以具有特定材质与厚度的第一金属层131与第二金属层132 去搭配材质相同但厚度不同的间隙层133，以进行光学穿透特性的试验。以 表1的参数设计去试验的结果请参照图2A～2C，其绘示乃图1B的光学滤光 部13于表1的参数设计下的穿透率与频谱的关系图。
表1
膜层结构(图示) 材料 厚度(nm) 第一/第二金属层 银 40 红光穿透区的间隙层(2C) 二氧化钛 92.5 绿光穿透区的间隙层(2B) 二氧化钛 68 蓝光穿透区的间隙层(2A) 二氧化钛 40
一般而言，蓝光的波长约为450纳米，绿光的波长约为546.1纳米，而 红光的波长约为650纳米。当以银(Ag)作为第一金属层131与第二金属层 132的材质，并以二氧化钛(TiO2)作为间隙层133的材质，如图2A所示， 由二氧化钛形成的间隙层133厚度约为40纳米时，波长介于400～450纳米 的可见光的穿透率最高，位于此波长范围的可见光是接近于蓝光，即光学滤 光部13所显示的颜色是蓝色。如图2B所示，在间隙层133厚度约为68纳 米时，波长介于500～550纳米的可见光的穿透率最高，而位于此波长范围的 可见光是接近于绿光，即光学滤光部13所显示的颜色是绿色。如图2C所示， 当间隙层133厚度约为92.5纳米时，波长约为650纳米的可见光的穿透率最 高，位于此波长范围的可见光是近似于红光，此时光学滤光部13所显示的 颜色是红色。
表2
膜层结构(图示) 材料 厚度(nm) 第一/第二金属层 银 40 红光穿透区的间隙层(3C) 二氧化硅 180.5 绿光穿透区的间隙层(3B) 二氧化硅 139 蓝光穿透区的间隙层(3A) 二氧化硅 92
另请参照表2与图3A～3C，表2是以二氧化硅(SiO2)构成的间隙层 133的不同参数设计，图3A～3C绘示乃图1B的光学滤光部于表2的参数设 计下的穿透率与频谱的关系图。此试验结果与前述表1的结果相近。如图3A 所示，当二氧化硅的间隙层133厚度约为92纳米时，波长范围介于400～450 纳米的可见光(蓝光)的穿透率最高(近似图2A结果)，使光学滤光部13 所显示的颜色为蓝色。如图3B所示，当间隙层133的厚度约为139纳米时， 波长范围约为550纳米的可见光(绿光)的穿透率最高(近似图2B结果)， 而光学滤光部13所显示的颜色是绿色。如图3C所示，当间隙层133的厚度 约为180.5纳米时，波长范围介于650～700纳米的可见光(红光)的穿透率 最高(近似图2C结果)，因而于光学滤光部13所显示的颜色是红色。
由此可见，设计光学滤光部13时，只要利用各种薄膜的光学特性去作 搭配，就可以使得光经过光学滤光部13后有不同的穿透频谱，进而显示不 同的颜色。穿透频谱可以利用光学滤光部13的不同的结构、薄膜厚度、材 料等去做调整。当然，较佳地，第一金属层131与第二金属层132的材质包 括银，但是银合金也具有此功效。第一金属层131与第二金属层132个别的 厚度约为5纳米到60纳米。上述的试验虽然是以二氧化硅(SiO2)与二氧 化钛(TiO2)作为间隙层133去说明，但实际上间隙层133也可以包括一介 电层或是一金属导电氧化物，其厚度约为10纳米到900纳米。当以介电层 作为第一金属层131与第二金属层132之间的间隙层133时，其材料可包括 氟化镁(MgF2)、二氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)、二氧化钛(TiO2)、 二氧化锆(ZrO2)或五氧化二铌(Nb2O5)。而较佳的，介电层的折射率是介 于1.3～2.6之间。另外，若是以金属导电氧化物作为间隙层133时，则其材 质可包括氧化铟锡(indium tin oxide，ITO)、氧化铟锌(indium zinc oxide， IZO)或氧化铝锌(aluminum zinc oxide，AZO)。
通常在第二基板12上设计的多色滤光装置(例如一彩色滤光片)会包 括多种不同颜色的滤色器层120(见图1A)，例如前述的红色滤光层、绿色 滤光层或蓝色滤光层，不同颜色的滤色器层搭配适当的光学滤光部13，就可 以在不同颜色的滤色器层区域中个别得到各滤色器层区域相近颜色的反射 模式显示颜色，或是仅将同一颜色光学滤光部13配置于不同颜色的滤色器 层区域内，则可得到一单一的反射模式显示颜色。设计光学滤光部13时， 只要配合不同膜厚的间隙层133，就可以得到符合所需要的显示色彩例如是 红色、绿色或蓝色。
于第二基板12上还可包括一个二氧化硅层以提供基板上的隔离或保护 用途。请参照图4A～4B，其绘示乃依照本发明实施例一的液晶显示面板的第 二与第三剖视图。较佳的，二氧化硅层123位于第二底板121与公共电极122 之间。例如二氧化硅层123位于滤色器层120与第二底板121之间，如图4A 所示，此二氧化硅层123可用以防止第二底板121，例如是玻璃基板，释放 出的离子渗透到第二基板12内部的电极上。或是，二氧化硅层123可位于 滤色器层120与公共电极122之间，如图4B所示，此时二氧化硅层123是 可用以保护滤色器层120以防止其被刮伤。
另外，也可以在第二基板12上配置一透明的披覆层124(over coat)以 覆盖于滤色器层120的开口120A，将开口120A填平。此披覆层124的材质 较佳地为二氧化硅。请参照图5A～5B，其绘示乃依照本发明实施例一的液晶 显示面板的第四与第五剖视图。披覆层124位于第二底板121与公共电极122 之间。如图5A所示，依照光学滤光部13的配置情形，披覆层124的设置方 式也可变更。当光学滤光部13并未填满开口120A时，披覆层124可以整片 覆盖于滤色器层120上，同时将开口120A填平，以保护滤色器层120以及 光学滤光部13。或是如图5B所示，披覆层124仅仅填平于开口120A处。
相较于传统上的液晶显示面板是在像素结构的反射区域以一个开口配 合一反射部(反射板)的设计，本发明的液晶显示面板1于一般模式下(背 光源开启时)，每个像素结构的反射区不会仅仅显示白色，通过光学滤光部 13的着色效果，在反射区域会显示相近或相似该像素结构的颜色。由于本发 明的光学滤光部13具有红光、绿光或蓝光的高穿透率，因而在反射模式(背 光源关闭时)下，仅由反射区显示的显示面板也不会仅是呈现黑白图像，而 是彩色图像。另外，通过本发明的光学滤光部13设计以提高反射模式的光 利用率以及反射率，可达成一高亮度的红色显示、绿色显示或蓝色显示效果。
实施例二
请参照图6，其绘示乃依照本发明实施例二的液晶显示面板的光学滤光 部的剖视图。本实施例二的液晶显示面板与实施例一不同之处在于光学滤光 部的设计，至于其他相同的元件将沿用相同的标号，在此不赘述。如图6所 示，光学滤光部23包括一金属导电氧化物231与一介电层232，二者是重迭 设置于开口120A处(见图8A～9B)。其中，金属导电氧化物231例如是氧 化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)或氧化铝锌(AZO)，而介电层232的材 质则例如是氟化镁(MgF2)、二氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)、二氧化钛 (TiO2)、二氧化锆(ZrO2)或五氧化二铌(Nb2O5)。通过不同的膜厚设计 匹配可以得到不同的穿透频谱，使光学滤光部23显示不同的颜色，以下附 表与图示说明。
请见下表3，以厚度固定的二氧化硅作为介电层232，并搭配不同厚度 的氧化铟锡作为金属导电氧化物231去做试验。试验结果请参照图7A～7D， 其绘示乃图6的光学滤光部于表3的参数设计下的穿透率与频谱的关系图。
表3
膜层材料 厚度(nm) (一)二氧化硅/氧化铟锡 25/100 (二)二氧化硅/氧化铟锡 25/200 (三)二氧化硅/氧化铟锡 25/300 (四)二氧化硅/氧化铟锡 25/500
介电层232(二氧化硅)的厚度固定在25纳米。如图7A～7D所示，当 金属导电氧化物231(氧化铟锡)的厚度不同时，光学滤光部23会分别针对 特定波长范围的可见光作滤除的动作，其中图7A是表3中(一)的参数设 计下的结果，图7B是表3中(二)的参数设计下的结果，图7C是表3中 (三)的参数设计下的结果，而图7D是表3中(四)的参数设计下的结果。 光学滤光部23对应不同波长具有不同的穿透率，所以若在一液晶显示面板 的反射模式下发生白色偏黄(波长较长)的情况时，则可以选择搭配一短波 长穿透率较高的光学滤光部23(例如图7A对应的设计)以达到白光的补偿 效果。相反的，当一液晶显示面板的反射模式下发生白色偏蓝(波长较短) 的情况时，则可以选择一长波长穿透率较高的光学滤光部23(例如图7C对 应的设计)以达到白光的补偿效果。
请参照图8A～8B，其绘示乃依照本发明实施例二的液晶显示面板的第一 与第二剖视图。图8A～8B表示的仅为显示面板的单一像素结构。如图8A～8B 所示，在液晶显示面板2的第二基板12上形成的二氧化硅层123，搭配第二 底板121上原先的公共电极122(其材质通常为ITO)，则在开口120A处就 可以构成如前所述的光学滤光部23。如图8A所示，当二氧化硅层123位于 滤色器层120与第二底板121之间时，二氧化硅层123除了可以将第二底板 121与滤色器层120隔绝开来，于开口120A处更具有光学滤光的作用。如 图8B所示，当二氧化硅层123位于滤色器层120与公共电极122之间时， 二氧化硅层123则可以保护滤色器层120以防止其被刮伤。
相较于图8A～8B未将开口120A作填平的设计方式，于实际上运用时， 也可以先将开口120A填平，再将公共电极122镀到第二底板121上。请参 照图9A～9B，其绘示乃依照本发明实施例二的液晶显示面板的第三与第四剖 视图。在第二基板12的开口12OA处可以直接以一披覆层124(over coat) 覆盖住，披覆层124例如是整片覆盖在滤色器层120与开口120A上，如图 9A所示，再镀上二氧化硅层123与公共电极122。或是如图9B所示，披覆 层124仅仅将开口120A填平，再镀上二氧化硅层123与公共电极122。
本实施例二的设计方式虽然在光学滤光部23不具有着色效果，但在反 射模式时，可以针对白光的偏色的情形作补偿。
实施例三
请参照图10，其绘示乃依照本发明实施例三的液晶显示面板的光学滤光 部的剖视图。本实施三的液晶显示面板与实施例一的不同之处在于光学滤光 部33的设计，至于其他相同的元件将沿用相同的标号，在此不赘述。如图 10所示，于实际上运用时，光学滤光部33可以仅包括一金属导电氧化物位 于开口120A处(见图12A～12C)。金属导电氧化物的材质可以是氧化铟锡 (ITO)、氧化铟锌(IZO)或氧化铝锌(AZO)。根据光学滤光部33不同的 膜厚设计，可以得到不同的穿透频谱。请见下表4，是以不同厚度的氧化铟 锡作为光学滤光部33以进行试验。
表4
膜层材料 厚度(nm) (一)氧化铟锡 100 (二)氧化铟锡 200 (三)氧化铟锡 300 (四)氧化铟锡 500
以表4的设计参数所得的试验结果请参照图11A～11D，其绘示乃图10 的光学滤光部于表4的参数设计下的穿透率与频谱的关系图。其中，图11A 是表4中(一)的参数设计下的结果，图11B是表4中(二)的参数设计下 的结果，图11C是表4中(三)的参数设计下的结果，而图11D是表4中 (四)的参数设计下的结果。如图11A～11D所示，光学滤光部33在其金属 导电氧化物厚度更改的设计下，对于不同波长的可见光其穿透率不同。根据 此一特性，当一液晶显示面板的反射模式下发生白色偏黄(波长较长)的情 况时，选择搭配一短波长穿透率较高的光学滤光部33(例如图11A对应的 设计)就可以达到白光的补偿效果。相反的，当一液晶显示面板于反射模式 下发生白色偏蓝(波长较短)的情况时，通过一长波长穿透率较高的光学滤 光部33(例如图11C对应的设计)则可以达到白光的补偿效果。
请参照图12A～12C，其绘示乃依照本发明实施例三的液晶显示面板的第 一、第二与第三剖视图。图12A～12C表示的仅为显示面板的单一像素结构。 如图12A所示，通过公共电极122(通常为氧化铟锡ITO)镀在滤色器层120 与其开口120A上，位于开口120A中的氧化铟锡本身就可以是一光学滤光 部33。另外，实际上也可以先以披覆层(over coater)覆盖住开口120A，再 镀上公共电极122。如图12B所示，披覆层124可以覆盖于整个滤色器层120 与开口120A，或是仅仅将开口120A填平，如图12C所示。
实施例四
请参照图13，其绘示乃依照本发明实施例四的液晶显示面板的剖视图。 如图13所示，液晶显示面板4包括第一基板41、第二基板42、第一四分之 一波长板43、第二四分之一波长板44、第一偏光板45与第二偏光板46。第 一基板41与第二基板42平行设置，且二者之间夹置一液晶层LC。第一四 分之一波长板43设置于第一基板41侧，第二四分之一波长板44设置于第 二基板42侧。而第一偏光板45设置于第一四分之一波长板43上，第二偏 光板46则设置于该第二四分之一波长板44的板侧。第一基板41包括第一 底板410、像素电极412与多个反射部，第二基板42则包括第二底板420 与一彩色滤光结构422。此彩色滤光结构422包括一黑色矩阵层424、多个 滤色器层与多个光学滤光部，黑色矩阵层用以将各个滤色器层分隔开来。各 个滤色器层具有一个开口用以设置一光学滤光部。其中，一个光学滤光部对 应一个反射部设置，使每个像素单元皆可于反射模式与穿透模式下显示颜 色。
本实施例四仅以三个可显示不同颜色的像素单元作说明。彩色滤光结构 422包括三个滤色器层425A、425B、425C与光学滤光部426、427、428， 这三个光学滤光部的设计系采用如实施例一中所揭露的光学滤光部13设计， 皆包括一第一金属层、一第二金属层与一间隙层，其利用材料种类与膜层厚 度的变化以使特定波长范围的可见光穿透，藉此以达到显示多色的效果。与 反射部413、414、415对应的光学滤光部426、427、428例如分别可使红光、 绿光与蓝光通过。滤色器层425A、425B、425C则同样也是三层结构，其各 包括一第三金属层、一第四金属层与另一间隙层。其中，各滤色器层的第三 金属层连接于光学滤光部的第一金属层，各滤色器层的第四金属层连接光学 滤光部的第二金属层，滤色器层的间隙层则连接于光学滤光部的间隙层。较 佳地，第三金属层与第一金属层的材质相同，第四金属层与第二金属层的材 质相同，滤色器层的间隙层与光学滤光部的间隙层的材质相同。
以显示面板4是多显示域垂直配向型(Multi-domain Vertical Alignment) 液晶显示面板为例，第一四分之一波长板43可以是一负45度波长板，第二 四分之一波长板44则可以是一正45度波长板。第一偏光板45可以是一Y 轴的线性偏光板，第二偏光板46则可以是一X轴的线性偏光板。另外，反 射部413、414、415各包括一垫高层(标示413T、414T、415T)，以改变反 射部的高度与位置，进而改变反射光线L2于液晶层LC中的光程差。以反 射部413为例，其反射面413A于液晶层LC中的高度为液晶层LC厚度的一 半，以构成一双间隔(dual-gap)光学设计。另外，使反射部所对应的反射 区的液晶分子当被驱动时的位相差值为四分之一波长，于反射区以外的穿透 区的液晶分子当被驱动时的位相差值则为二分之一波长。
当液晶分子关闭时，环境光的光线L2由第二偏光板46经过第二四分之 一波长板44会变成右旋偏振光，其中右旋偏振的红光穿透光学滤光部413 并进入液晶层LC之后，会先经过第一四分之一波长板43变成X轴偏振光， 再经过第一偏光板45(Y轴的线性偏光板)而形成暗态；另外部分右旋偏振 的红光会经过反射部413反射后会形成左旋偏振，再经过第二四分之一波长 板44形成Y偏振，往上再遇到第二偏光板46(X轴的线性偏光板)而形成 暗态。而被光学滤光部413所反射的右旋偏振绿光与蓝光往上经过第二四分 之一波长板44会变成Y偏振，而再遇到第二偏光板46(X轴的线性偏光板) 会形成暗态，是以被光学滤光部413所反射的绿光及蓝光可以被阻绝，形成 良好的对比。如此一来，于第二基板42侧设置的第二四分之一波长板44与 第二偏光板46可降低环境光对第一基板42的反射效应。
反之，当液晶关闭而背光源的光线L1通过第一偏光板45(Y轴的线性 偏光板)并经过第一四分之一波长板43变成右旋偏振，再经过第二四分之 一波长板44变成Y偏振光，最后与第二偏光板46(X轴的线性偏光板)直 交而形成暗态。
若于液晶分子被驱动时，当光线L1通过第一偏光板45(Y轴的线性偏 光板)再经过第一四分之一波长板43而变成右旋偏振，接着通过具有相位 差值为二分之一波长的液晶层LC后会变成左旋偏振。再往上经过第二四分 之一波长板44会变成X偏振光，因此可以通过第二偏光板46(X轴的线性 偏光板)以形成亮态。当然，于反射模式下同样可以形成亮态。
于双间隔的光学设计中，可将第二基板侧利用环境光的上光学系统配置 成圆偏光系统，此配置具备使光学滤光部对环境光的反射消除效果。虽然本 实施例中是以多显示域垂直配向型液晶显示面板为例，然实际上以单间隔 (single-cell)设计的复合扭转型(multi-，MTN)、电场控制型(electrically controlled birefringence，ECB)或垂直配向型(vertical alignment，VA)的液 晶显示面板皆可将其上光学系统设计为圆偏光模式以消除光学滤光部对环 境光的反射效果。
实施例五
请参照图14，其绘示一全反射式液晶显示面板的剖视图。如图14所示， 显示面板5包括第一基板51、第二基板52、四分之一波长板53与偏光板54。 第一基板51与第二基板52平行设置，且二者之间夹置一液晶层LC。四分 之一波长板53设置于第二基板52侧，而偏光板54则位于四分之一波长板 53之上。第一基板51包括第一底板510与反射部513、514、515，其中反 射部513、514、515设置于第一底板510上用以反射环境光源。第二基板52 包括第二底板520与彩色滤光结构522。彩色滤光结构522包括黑色矩阵层 524以及三个光学滤光部526、527、528，其中黑色矩阵层524用以将各个 光学滤光部分隔开来。光学滤光部526、527、528的设计采用如实施例一中 所揭露的光学滤光部13设计，其利用材料种类与膜层厚度的变化以使特定 波长范围的可见光穿透，藉此以达到显示多色的效果。光学滤光部526、527、 528例如分别是使红光、绿光与蓝光通过，其各别对应的像素单元则可显示 红色、绿色与蓝色。偏光板54可以是一X轴的线性偏光板，四分之一波长 板53则可以是一正45度波长板。
以显示红色的像素单元为例，环境光的光线L中的红光会通过光学滤光 部526，而被光学滤光部526所反射的右旋偏振绿光与蓝光往上经过四分之 一波长板53会变成Y偏振，而再遇到偏光板54(X轴的线性偏光板)会形 成暗态，是以被光学滤光部526所反射的绿光及蓝光可以被阻绝。如此一来， 于第二基板52侧设置的四分之一波长板53与偏光板54可用以消除环境光 对于第二基板52的反射效应，使显示面板5于显示时具有较佳的对比效果。
实施例六
请参照图15，其绘示一穿透式液晶显示面板的剖视图。如图15所示， 液晶显示面板6包括第一基板61、第二基板62、第一四分之一波长板63、 第二四分之一波长板64、第一偏光板65与第二偏光板66。第一基板61与 第二基板62平行设置，且二者之间夹置一液晶层LC。第一四分之一波长板 63设置于第一基板61侧，第二四分之一波长板64设置于第二基板62侧。 而第一偏光板65设置于第一四分之一波长板63上，第二偏光板66则设置 于该第二四分之一波长板64的板侧。第一基板61包括第一底板610与多个 像素电极612，第二基板62则包括第二底板620与一彩色滤光结构622。彩 色滤光结构622包括黑色矩阵层624以及三个光学滤光部626、627、628， 其中黑色矩阵层624用以将各个光学滤光部分隔开来。光学滤光部626、627、 628的设计系采用如实施例一中所揭露的光学滤光部13设计，其利用材料种 类与膜层厚度的变化以使特定波长范围的可见光穿透，藉此以达到显示多色 的效果。光学滤光部626、627、628例如分别可使红光、绿光与蓝光通过， 其各别对应的像素单元则可显示红色、绿色与蓝色。
以显示面板6是多显示域垂直配向型液晶显示面板为例，第一四分之一 波长板63可以是一负45度波长板，第二四分之一波长板64则可以是一正 45度波长板。第一偏光板65可以是一Y轴的线性偏光板，第二偏光板66 则可以是一X轴的线性偏光板。
于液晶分子被驱动时，当光线L通过第一偏光板65(Y轴的线性偏光 板)再经过第一四分之一波长板63而变成右旋偏振，接着通过具有相位差 值为二分的一波长的液晶层LC后会变成左旋偏振。再往上经过第二四分之 一波长板64会变成X偏振光，因此可以通过第二偏光板66(X轴的线性偏 光板)以形成亮态。
以上关于实施例一、实施例二、实施例三与实施例四所揭露的液晶显示 面板、实施例五所揭露的全反射式液晶显示面板、以及实施例六所揭露的穿 透式液晶显示面板可应用于任何具有显示面板的电子装置中。电子装置中， 显示面板通常会搭配一光源模块，此光源模块设置于显示面板的一侧以提供 显示面板所需的背光源。电子装置例如是桌上型电脑或笔记型电脑的显示荧 幕、液晶电视，或是行动通讯装置例如是手机、个人数字助理(PDA)的显 示荧幕。当然，一般电子仪器的显示荧幕介面也在本发明应用的范畴内。
本发明上述实施例所揭露的液晶显示面板与应用其的电子装置，通过在 液晶显示面板的基板上设计出具有开口的滤色器层，并在开口处配置光学滤 光部，使显示面板在反射模式下具有着色或是色补偿效果。由于光学滤光部 于不同的膜层材料与膜厚设计下，对于不同波长的光会有不同的穿透率，因 而可以达到控制可见光颜色的功效。藉此，当反射模式开启时，显示面板仍 然可以显示彩色图像。另外，光学滤光部的光穿透率佳，通过调整光学滤光 部的膜厚、材料等，就能够使显示面板的光利用率提高，使显示效果提升。
综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本 发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范 围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求所 界定者为准。