專利名稱：彩色液晶顯示器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于薄膜晶體管型彩色液晶顯示器件(TFT-LCD)的改進(jìn)。
液晶顯示器件(LCD)發(fā)展迅速，用途日益廣泛，它已成為最重要的平板顯示器件。液晶顯示器件的特點(diǎn)是功耗小，工作電壓低，很薄，重量輕，可靠和壽命長。在黑白模式基礎(chǔ)上，采用由紅、綠、藍(lán)光組成的白色背光源和紅、綠、藍(lán)彩色濾光膜(CF)可實(shí)現(xiàn)彩色顯示。采用帶有CF的有源矩陣彩色液晶顯示屏(TFT矩陣彩色液晶顯示屏)和增加矩陣結(jié)構(gòu)精細(xì)度，可獲得高對比度和高分辨率的彩色圖像顯示。由于采用紅、綠、藍(lán)CF和TFT，使TFT矩陣彩色液晶顯示屏的制造過程變得非常復(fù)雜，因此成品率低，成本高。另外，要進(jìn)一步提高分辨率也受到了很大限制。
為解決以上問題，本發(fā)明者在發(fā)明專利《彩色液晶顯示器件及其制造方法》(申請?zhí)?8118791.9)中提出采用兩個(gè)液晶屏A和B構(gòu)成彩色液晶顯示器件進(jìn)行全色顯示的方法，液晶屏A是雙色液晶顯示屏，液晶屏B是雙色LCCS(液晶色閘)，從而使TFT彩色液晶顯示器件制造過程變得簡單，成品率提高，成本降低，并且可提高分辨率。但雙色LCCS結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，并且在雙色液晶顯示屏中CF選擇黃色和藍(lán)色，色純易受影響，另外亮度還需提高。本發(fā)明采用下列方法(1)雙色液晶顯示屏由兩片中性偏振片和有綠、品紅色等兩類子像素的液晶盒構(gòu)成，(2)雙色LCCS由一片雙色偏振片(有時(shí)也稱作二向色偏振片)和液晶盒構(gòu)成，并且將其分成N個(gè)小液晶盒，從而可實(shí)現(xiàn)簡化LCCS結(jié)構(gòu)、改進(jìn)色純和提高亮度的目的。
下面進(jìn)行詳細(xì)說明。
為了獲得彩色液晶顯示，目前彩色液晶顯示器件一般采用CF方式，即采用由紅、綠、藍(lán)光組成的白色背光源照射液晶盒，在液晶盒上有大量液晶單元，每個(gè)液晶單元上都有一個(gè)CF，紅、綠、藍(lán)CF和液晶單元分別構(gòu)成紅、綠、藍(lán)子像素，紅、綠、藍(lán)三個(gè)子像素構(gòu)成一個(gè)像素，液晶單元起色閘開關(guān)作用。為提高圖像對比度和增加響應(yīng)速度，普遍采用TFT彩色液晶顯示器件，即每一個(gè)液晶單元上都有一個(gè)TFT。TFT彩色液晶顯示器件的顯示屏結(jié)構(gòu)如下先在一塊玻璃上形成互相絕緣的行電極和列電極，再在其交點(diǎn)上采用薄膜技術(shù)和光刻技術(shù)制作TFT。TFT柵極、源極和漏極分別引線，連接到行電極、列電極和顯示單元。在另一塊玻璃上形成為所有顯示單元共有的公共電極，與下面顯示單元相對應(yīng)，制作有紅、綠、藍(lán)三類CF，液晶材料嵌入兩塊玻璃之間，構(gòu)成液晶盒，在兩塊玻璃外側(cè)各有一片中性偏振片。液晶盒為半波延遲器，當(dāng)它處于“off”態(tài)時(shí)，液晶呈現(xiàn)雙折射效應(yīng)，它起半波延遲的作用，使入射的偏振光從液晶盒中出射時(shí)旋轉(zhuǎn)90°。當(dāng)液晶盒處于“on”態(tài)時(shí)，液晶不呈現(xiàn)雙折射效應(yīng)，入射的偏振光通過液晶盒而不受影響。通過改變液晶盒的工作狀態(tài)可使入射的偏振光通過或截止，如果通斷時(shí)間不同，則可改變單色光的發(fā)光強(qiáng)度。借助紅、綠、藍(lán)三類CF的作用，就可進(jìn)行彩色顯示。由于第一塊玻璃制作過程復(fù)雜，其上需要形成大量精細(xì)的TFT，因此TFT矩陣彩色液晶顯示屏的成品率低，并且隨著像素的增加而迅速下降。要進(jìn)一步提高這種結(jié)構(gòu)的液晶屏分辨率，將更加困難。
為解決以上問題，本發(fā)明者在發(fā)明專利《彩色液晶顯示器件及其制造方法》(申請?zhí)?8118791.9)中提出采用兩個(gè)液晶屏A和B構(gòu)成彩色液晶顯示器件進(jìn)行全色顯示的方法，液晶屏A是雙色液晶顯示屏，液晶屏B是雙色LCCS，從而使TFT彩色液晶顯示器件制造過程變得簡單，因此成品率提高，成本降低，并可提高分辨率。但由于雙色液晶顯示屏中采用黃色和藍(lán)色兩類子像素，即分別帶有黃、藍(lán)色CF和TFT的兩類液晶單元，紅、綠、藍(lán)三種顏色圖像都需要采用時(shí)間順序方式進(jìn)行顯示，因此亮度較低。另外紅、綠色發(fā)射光譜距離較近，通過黃色濾光膜的紅、綠色混合光經(jīng)雙色液晶色閘分色時(shí)，色純易受影響。另外雙色LCCS由具有TFT的點(diǎn)狀或條狀液晶單元構(gòu)成，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高。
為了簡化LCCS結(jié)構(gòu)、改進(jìn)色純和提高亮度，本發(fā)明者采取下列方法(1)液晶屏A由兩片中性偏振片和有綠、品紅色兩類子像素的液晶盒構(gòu)成，(2)液晶屏B由一片黃—青雙色偏振片和液晶盒構(gòu)成，并且液晶盒被分成N個(gè)小液晶盒。因此液晶屏B結(jié)構(gòu)變得簡單。由于采用黃—青雙色LCCS，綠光可以獨(dú)立地、不按時(shí)間順序方式通斷，綠色圖像亮度顯著提高，彩色圖像亮度也得到提高。由于采用綠、品紅色CF，紅、藍(lán)色發(fā)射光譜距離較遠(yuǎn)，通過品紅色CF的紅、藍(lán)色混合光經(jīng)雙色LCCS分色時(shí)，色純更好。例如在

圖1中液晶屏A的液晶盒兩外側(cè)各有一片中性偏振片，其吸收軸均為水平方向。液晶屏B中雙色偏振片為黃—青雙色，黃偏振軸沿垂直方向，青偏振軸沿水平方向。當(dāng)液晶屏A中與綠色CF對應(yīng)的液晶單元處于“on”態(tài)、而與品紅色CF對應(yīng)的液晶單元處于“off”態(tài)時(shí)，無論液晶屏B處于何種狀態(tài)，背光源發(fā)出的白色光通過液晶屏A和液晶屏B后，成為綠光。當(dāng)液晶屏A中與品紅色CF對應(yīng)的液晶單元處于“on”態(tài)、與綠色CF對應(yīng)的液晶單元處于“off”態(tài)時(shí)，背光源發(fā)出的白光通過液晶屏A后，成為品紅光，品紅光在通過液晶屏B時(shí)，根據(jù)液晶屏B狀態(tài)，成為紅光或藍(lán)光。這樣通過液晶屏A和液晶屏B共同作用，可將雙色顯示轉(zhuǎn)變成全色顯示。
液晶屏B中黃—青雙色偏振片可用紅—青雙色偏振片代替。液晶屏A的液晶盒中CF也可采用黃、藍(lán)色，液晶屏B中雙色偏振片則采用紅—青色。液晶屏A的液晶盒中CF還可采用紅、青色，液晶屏B中雙色偏振片則采用黃—藍(lán)色。
為了提高亮度，縮短幀周期，可以將液晶屏B中液晶盒上整個(gè)透明電極分成多組與水平掃描電極平行的條狀電極，即將液晶盒分成許多個(gè)小液晶盒，每個(gè)小液晶盒都能獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，一般將液晶盒分成20-100個(gè)小液晶盒，最好分成40-60個(gè)小液晶盒。由于π型液晶盒具有較快的響應(yīng)速度，液晶盒可采用π型液晶盒。
在現(xiàn)有的彩色液晶顯示器件中一個(gè)像素由紅、綠、藍(lán)三個(gè)子像素構(gòu)成，而在本發(fā)明的彩色液晶顯示器件中一個(gè)像素僅由兩個(gè)子像素構(gòu)成，與現(xiàn)有的彩色液晶顯示器件相比，分辨率可顯著提高。而在分辨率不變的情況下，由于子像素的數(shù)目減少三分之一，從而可以顯著提高良品率，降低成本。本發(fā)明的彩色液晶顯示器件亮度較高，并具有較好的對比度。
總之，本發(fā)明的彩色液晶顯示器件由兩個(gè)液晶屏A和B構(gòu)成，液晶屏A是雙色液晶顯示屏，它由兩片中性偏振片和有兩類子像素的液晶盒構(gòu)成，液晶屏B是雙色液晶色閘，它由一片雙色偏振片和液晶盒構(gòu)成，其液晶盒分成許多個(gè)小液晶盒，每個(gè)小液晶盒都能獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，液晶盒可采用π型液晶盒。彩色液晶顯示器件分為四種(1)液晶屏A由兩片中性偏振片和有綠、品紅色兩類子像素的液晶盒所構(gòu)成，液晶屏B由一片黃—青雙色偏振片和液晶盒構(gòu)成。
(2)液晶屏A由兩片中性偏振片和有綠、品紅色兩類子像素的液晶盒所構(gòu)成，液晶屏B由一片紅—青雙色偏振片和液晶盒構(gòu)成。
(3)液晶屏A由兩片中性偏振片和有黃、藍(lán)色兩類子像素的液晶盒構(gòu)成，液晶屏B由一片紅—青雙色偏振片和液晶盒構(gòu)成。
(4)液晶屏A由兩片中性偏振片和有紅、青色兩類子像素的液晶盒構(gòu)成，液晶屏B由一片黃—藍(lán)雙色偏振片和液晶盒構(gòu)成。
圖1和圖2為本發(fā)明的彩色液晶顯示器件的結(jié)構(gòu)圖。A和B分別表示液晶屏A和液晶屏B，L表示背光源。1A、8A、6B表示偏振片，2A、7A、1B和5B表示玻璃基板，3A-1、3A-2表示液晶單元(像素電極)，4A和3B表示液晶層，5A、2B和4B表示透明電極，6A表示濾光膜，CF-1和CF-2表示彩色濾光膜。各圖中最左邊圖形表示偏振片1A、8A、6B的垂直、水平偏振軸方向，R、Y(RG)、C(GB)、W(RGB)分別表示紅、黃、青和白色，0表示中性偏振片的吸收軸。
下面以實(shí)例具體說明。
實(shí)例1圖1為本發(fā)明的彩色液晶顯示器件結(jié)構(gòu)圖。它由綠—品紅雙色液晶顯示屏A和黃—青雙色液晶色閘B組成，L是背光源，A由兩片中性偏振片1A、8A和液晶盒C1構(gòu)成。C1基本構(gòu)造如下在玻璃基板2A和玻璃基板7A間為液晶層4A，在玻璃基板2A內(nèi)表面上形成兩類具有TFT結(jié)構(gòu)的點(diǎn)狀液晶單元3A-1和3A-2，在基板7A內(nèi)表面形成濾光膜6A，它分為綠色濾光膜CF-1和品紅色濾光膜CF-2，它們分別與3A-1和3A-2對應(yīng)，其上為公共透明電極5A。中性偏振片1A(W-0)、8A(W-0)分別貼附在基板2A和7A外表面上。B由黃—青雙色偏振片6B(Y-C)和π型液晶盒C2構(gòu)成。C2基本構(gòu)造如下在玻璃基板1B和玻璃基板5B間為液晶層3B，在玻璃基板1B、5B內(nèi)表面沿著水平方向形成50組對應(yīng)的透明電極條2B、4B，這樣C2由50個(gè)小π型液晶盒C2-n(n＝1-50)組成。黃—青雙色偏振片6B(Y-C)貼附在玻璃基板5B外表面上，偏振片的偏振軸方向如圖中所示。
當(dāng)液晶盒C1中與CF-1對應(yīng)的液晶單元3A-1處于“on”態(tài)時(shí)，無論液晶盒C2-n處于何種狀態(tài)，背光源L發(fā)出的白光通過A、B和CF-1后，成為綠光。通過控制液晶單元3A-1的開關(guān)時(shí)間，可改變綠色子像素的亮度，形成綠色圖像。當(dāng)液晶盒C1中與CF-2對應(yīng)的液晶單元3A-2和液晶盒C2-n都處于“on”態(tài)時(shí)，L發(fā)出的白光通過A、B和CF-2后，成為紅光。通過控制液晶單元3A-2的開關(guān)時(shí)間，可改變紅色子像素的亮度，形成紅色圖像。當(dāng)液晶盒C1中與CF-2對應(yīng)的液晶單元3A-2處于“on”態(tài)、液晶盒C2-n處于“off”態(tài)時(shí)，L發(fā)出的白光通過A、B和CF-2后，成為藍(lán)光。通過控制液晶單元3A-2的開關(guān)時(shí)間，可改變藍(lán)色子像素的亮度，形成藍(lán)色圖像。因此通過綠—品紅雙色液晶顯示屏A和黃—青雙色液晶色閘B的共同作用可進(jìn)行全色顯示。
實(shí)例2圖2為本發(fā)明的彩色液晶顯示器件結(jié)構(gòu)圖。它由綠—品紅雙色液晶顯示屏A和紅—青雙色液晶色閘B組成，L是背光源，B由紅—青雙色偏振片6B(R-C)和π型液晶盒C2構(gòu)成，偏振片的偏振軸方向如圖中所示，其余同實(shí)例1。
當(dāng)液晶盒C1中與CF-1對應(yīng)的液晶單元3A-1和液晶盒C2-n都處于“on”態(tài)時(shí)，背光源L發(fā)出的白光通過A、B和CF-1后，成為綠光。通過控制液晶單元3A-1的開關(guān)時(shí)間，可改變綠色子像素的亮度，形成綠色圖像。當(dāng)液晶盒C1中與CF-2對應(yīng)的液晶單元3A-2處于“on”態(tài)、而液晶盒C2-n處于“off”態(tài)時(shí)，L發(fā)出的白光通過A、B和CF-2后，成為藍(lán)光。通過控制液晶單元3A-2的開關(guān)時(shí)間，可改變藍(lán)色子像素的亮度，形成藍(lán)色圖像。當(dāng)液晶盒C1中與CF-2對應(yīng)的液晶單元3A-2和液晶盒C2-n都處于“on”狀態(tài)時(shí)，L發(fā)出的白光通過A、B和CF-2后，成為紅光。通過控制液晶單元3A-2的開關(guān)時(shí)間，可改變紅色子像素的亮度，形成紅色圖像。因此通過綠—品紅雙色液晶顯示屏A和紅—青雙色液晶色閘B的共同作用可進(jìn)行全色顯示。
實(shí)例3在圖2中彩色液晶顯示器件由黃—藍(lán)雙色液晶顯示屏A和紅—青雙色液晶色閘B組成，L是背光源，CF-1、CF-2分別表示黃、藍(lán)色濾光膜，其余同實(shí)例2。
當(dāng)液晶盒C1中與CF-1對應(yīng)的液晶單元3A-1和液晶盒C2-n都處于“on”態(tài)時(shí)，背光源L發(fā)出的白光通過A、B和CF-1后，成為紅光。通過控制液晶單元3A-1的開關(guān)時(shí)間，可改變紅色子像素的亮度，形成紅色圖像。當(dāng)液晶盒C1中與CF-1對應(yīng)的液晶單元3A-1處于“on”態(tài)、而液晶盒C2-n處于“off”態(tài)時(shí)，L發(fā)出的白光通過A、B和CF-1后，成為綠光。通過控制液晶單元3A-1的開關(guān)時(shí)間，可改變綠色子像素的亮度，形成綠色圖像。當(dāng)液晶盒C1中與CF-2對應(yīng)的液晶單元3A-2處于“on”態(tài)、液晶盒C2-n處于“off”態(tài)時(shí)，L發(fā)出的白光通過A、B和CF-2后，成為藍(lán)光。通過控制液晶單元3A-2的開關(guān)時(shí)間，可改變藍(lán)色子像素的亮度，形成藍(lán)色圖像。因此通過黃—藍(lán)雙色液晶顯示屏A和紅—青雙色液晶色閘B共同作用可進(jìn)行全色顯示。
權(quán)利要求
1.一種彩色液晶顯示器件，其特征是它由兩個(gè)液晶屏A和B構(gòu)成，液晶屏A是雙色液晶顯示屏，它由兩片中性偏振片和有兩類子像素的液晶盒構(gòu)成，液晶屏B是雙色液晶色閘，它由一片雙色偏振片和液晶盒構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的彩色液晶顯示器件，其特征是液晶屏A由兩片中性偏振片和有綠、品紅色兩類子像素的液晶盒構(gòu)成，液晶屏B由一片黃—青雙色偏振片和液晶盒構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的彩色液晶顯示器件，其特征是液晶屏A由兩片中性偏振片和有綠、品紅色兩類子像素的液晶盒構(gòu)成，液晶屏B由一片紅—青雙色偏振片和液晶盒構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的彩色液晶顯示器件，其特征是液晶屏A由兩片中性偏振片和有黃、藍(lán)色兩類子像素的液晶盒構(gòu)成，液晶屏B由一片紅—青雙色偏振片和液晶盒構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的彩色液晶顯示器件，其特征是液晶屏A由兩片中性偏振片和有紅、青色兩類子像素的液晶盒構(gòu)成，液晶屏B由一片黃—藍(lán)雙色偏振片和液晶盒構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求2、3、4和5的彩色液晶顯示器件，其特征是液晶屏B的液晶盒分成許多個(gè)小液晶盒，每個(gè)小液晶盒都能獨(dú)立驅(qū)動(dòng)。
全文摘要
一種彩色液晶顯示器件,其特點(diǎn)是它由兩個(gè)液晶屏A和B所構(gòu)成,通過兩個(gè)液晶屏共同作用進(jìn)行全色顯示。液晶屏A是雙色液晶顯示屏,它由兩片中性偏振片和有兩類子像素的液晶盒構(gòu)成。液晶屏B是雙色液晶色閘,它由一片雙色偏振片和液晶盒構(gòu)成,液晶盒分成許多個(gè)小液晶盒。該彩色液晶顯示器件具有分辨率高、對比度好、亮度高和成本低等優(yōu)點(diǎn),與現(xiàn)有的彩色液晶顯示器件相比,其分辨率顯著提高,成本顯著降低。
文檔編號G02F1/136GK1321913SQ00107148
公開日2001年11月14日 申請日期2000年5月2日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月2日
發(fā)明者邱行中, 黎滌萍, 邱勵(lì)楠 申請人:邱勵(lì)楠