CN100501546C - 显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种显示装置，包括：栅极线；数据线，与栅极线绝缘并与栅极线交叉；以及像素区，连接到在栅极线和数据线的交叉处形成的TFT，并具有呈2×2矩阵设置的红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素、以及白色子像素，其中，红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素之一的面积以及白色子像素的面积均小于像素区面积的25%。因此，本发明提供一种液晶显示器，用于通过适当地调节彩色平衡来显示图像。

Description

显示装置

相关申请的交叉参考

本申请要求于2005年7月19日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第2005-0065455号的优先权，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及一种液晶显示器，更具体地，涉及一种使用4种颜色的液晶显示器。

背景技术

液晶显示器(LCD)包括LCD面板，该LCD面板包括形成有薄膜晶体管(TFT)的TFT基板和形成有滤色器层的滤色器基板。在TFT基板和滤色器基板之间形成液晶层。

在TFT基板上排列有彼此交叉的多条栅极线和多条数据线，并且TFT设置在这两条线的交叉处。通过电连接到TFT的像素电极将为图像信号的数据电压传输到液晶层。在滤色器基板上设置相应于像素电极的红、绿、和蓝滤色器层，并且正方形点一般包括红、绿、和蓝色子像素。

近年来，已经开发了利用4种颜色的LCD，该LCD包括没有颜色的白色子像素，或者还包括除了红、绿、和蓝色子像素以外的附加颜色的子像素，以增强亮度。当通过包括除了红色、绿色、和蓝色子像素以外的白色子像素的点来显示图像时，提高了发光效率。

然而，由于白色子像素形成1/4的点，所以与传统LCD相比，更加难以显示纯红色、纯绿色、或纯蓝色，并且色彩密度在高亮度下也变得较低，从而更加难以实现总的彩色平衡。

发明内容

本发明提供了一种液晶显示器，用于通过适当地调节彩色平衡来显示图像。

根据本发明的实施例，提供了一种显示装置，其包括：栅极线；数据线，与栅极线绝缘并与栅极线交叉；以及像素区，连接到在栅极线和数据线交叉处形成的TFT，并具有呈2×2矩阵设置的红、绿、蓝、以及白色子像素，其中，红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素之一的面积和白色子像素的面积分别小于像素区面积的25％。

根据本发明的实施例，在栅极线方向上相邻的子像素的面积相同。

根据本发明的实施例，在数据线方向上相邻的子像素之一的面积在其它子像素面积的大约0.5～1倍之间。

根据本发明的实施例，红色子像素、绿色子像素、和蓝色子像素之一的面积与白色子像素的面积相同。

根据本发明的实施例，蓝色子像素在行方向上与白色子像素相邻。

根据本发明的实施例，红色子像素在行方向上与白色子像素相邻。

根据本发明的实施例，绿色子像素在行方向上与白色子像素相邻。

根据本发明的实施例，显示装置还包括光源，用于给像素区提供光，其中，光源提供小于像素区25％的子像素的颜色的光。

根据本发明的实施例，光源为灯和LED中的一种。

根据本发明的实施例，灯为具有蓝色荧光件的冷阴极荧光灯。

根据本发明的实施例，LED包括红色、蓝色、以及绿色LED，且设置的蓝色LED多于红色LED或绿色LED。

根据本发明的实施例，显示装置还包括液晶显示器、有机发光二极管、以及电泳指示显示器(electro-phoretic indication display)。

根据本发明另一实施例，显示装置包括：栅极线；数据线，与栅极线绝缘并与栅极线交叉；像素区，连接到在栅极线和数据线交叉处形成的薄膜晶体管，并具有呈2×2矩阵设置的红、绿、蓝、以及白色子像素；以及光源，用于给像素区提供光，其中，红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素之一的面积以及白色子像素的面积均小于像素区的25％，且光源提供小于像素区面积25％的子像素的颜色的光。

根据本发明的另一实施例，在栅极线方向上相邻的子像素的面积相同。

根据本发明的另一实施例，在数据线方向上相邻的子像素之一的面积在其它子像素面积的大约0.5到大约1倍之间。

根据本发明的另一实施例，红色子像素、绿色子像素、和蓝色子像素之一的面积与白色子像素的面积相同。

根据本发明的另一实施例，白色子像素的面积大约为像素区的16％。

根据本发明的另一实施例，光源为冷阴极荧光灯和外部电极荧光灯中的一种。

根据本发明的另一实施例，光源是包括红色、蓝色、和绿色LED的LED，并且设置的蓝色LED多于红色LED或绿色LED。

本发明的附加特征将在以下的描述中进行阐述，并且一部分将通过描述变得显而易见，或可以通过实施本发明来了解。

本发明的范围由结合在此部分中作为参考的权利要求来限定。通过对以下的一个或多个实施例进行详细地描述，本领域的技术人员将得到对本发明实施例更加完整的了解，并且实现其附加优势。将参考首先被简要描述的附图。

附图说明

用于提供对本发明的进一步理解、并入以及组成说明书一部分的附图示出了本发明的示例性实施例，并与描述一起用于解释本发明的原理。

图1是根据本发明第一实施例的显示装置的配置图；

图2是示出根据本发明第二实施例的像素区的视图；

图3是示出根据本发明第三实施例的像素区的视图；

图4是根据本发明第一实施例的显示装置的截面图；以及

图5和图6是示出根据本发明第一实施例的光源特性的曲线图。

通过参照以下详细的描述将会更好地理解本发明的实施例和其优势。应该明白，在一个或多个附图中相同的参考标号用于表示相同的元件。还应该明白，附图不需要按比例绘制。

具体实施方式

下面，将详细地参考本发明实施例，在附图中示出本发明的实例，其中，相同的参考标号始终表示相同的元件。下面，将描述实施例，以通过参考附图解释本发明。

根据本发明的显示装置包括液晶显示器、有机发光二极管和电泳指示显示器。

如图1所示，显示装置是液晶显示器(LCD)。LCD包括：栅极线10，在水平方向上延伸；数据线20，与栅极线10交叉；TFT 30，设置在栅极线10和数据线20的交叉处；以及像素区50，包括子像素51、53、55、57，每一个子像素均电连接到TFT 30。此外，LCD还包括栅极驱动器和数据驱动器，该栅极驱动器和数据驱动器均被提供有来自外部的控制信号，以分别驱动栅极线10和数据线20。

多条数据线10彼此平行设置，并与两条数据线20垂直交叉，以限定像素区50。形成栅极线10和TFT 30的栅电极31的栅极金属层可以是单层或多层。在一个实例中，栅极金属层包括导电层，由具有低电阻率的基于银的金属(例如，银或银合金)或基于铝的金属(例如，铝或铝合金)形成。并且栅极金属层还可以包括由铬、钛、钽、钼、或它们的合金形成的层，相对于前述导电层的物理、化学、和电特性，其能够有效地接触透明电极材料。栅极线10将栅极导通/截止电压施加给连接到栅极线10的TFT 30。

LCD还可以包括在诸如栅极线10的金属层上形成的维持电极(maintenance electrode)，该维持电极被施加有一定电平的共电极，以维持施加给液晶层的电压。

在一个实例中，栅极金属层被由氮化硅(SiNx)形成的栅极绝缘层(未示出)覆盖。栅极绝缘层将栅极金属层与数据金属层绝缘。

在覆盖栅电极30的栅极绝缘层上，顺序地形成由氢化非晶硅等制成的半导体层和由重掺杂有n形杂质的n+氢化非晶硅形成的欧姆接触层。

数据金属层包括与栅极线10交叉的数据线20、数据电极的漏电极33、以及源电极35，并且通过栅极绝缘层与栅极金属层绝缘。

数据金属层和栅极金属层均可以形成在多层中，以弥补每种金属或其合金的缺陷并且得到期望的特性。在一个实例中，多层可以是由钼(Mo)、铝(Al)、以及钼(Mo)组成的三层。

TFT 30的漏电极33从数据线20伸出，并在半导体层对面的源电极35与漏电极33分离。

在数据金属层和用于形成子像素51、53、55、57的像素电极之间形成保护层。在覆盖源电极35的保护层上形成接触孔37，并且该接触孔将源电极35和子像素51、53、55、57电连接。

像素区50由用于分别显示红色、绿色、白色、和蓝色的四个子像素51、53、55、57组成，并且呈2×2矩阵形式设置的子像素51、53、55、57均连接到TFT30。在所示的实施例中，红色子像素51和绿色子像素53设置在像素区50的第一行，并且白色子像素55和蓝色子像素57设置在像素区50的第二行。也就是，在一个实例中，一个像素区50被数据线20以1:1的比率分割并被栅极线10以2:1的比率分割。如图1所示，在平行于栅极线10的方向上每个子像素51、53、55、57的长度d₁均相同。另一方面，子像素51和53的长度d₂(在平行于数据线20的方向上)是子像素55和57的长度d₃(在平行于数据线20的方向上)的大约两倍。

因此，在一个实例中，红色子像素51和绿色子像素52具有相同的面积，并且白色子像素55和蓝色子像素57具有相同的面积。但是，第二行的子像素55、57具有小于第一行的子像素51、53的面积，这是因为像素区被以不同于1:1的比率分割。在一个实例中，白色子像素55和蓝色子像素57的总面积大约为红色子像素51和绿色子像素52的总面积的一半。因此，在根据该实施例的像素区50中，白色子像素55的面积小于像素区50总面积的25％。在另一实例中，白色子像素55的面积大约为像素区50的总面积的16％。

在该实施例中，有利地，栅极线10和数据线20在制造工艺中可以轻易地形成直线。因此，在该实施例中，可以轻易地形成与白色子像素55具有相同面积的另一个子像素，即，蓝色子像素57。

优选地，与白色子像素55具有相同面积的子像素是像素亮度最低的蓝色子像素57。因此，蓝色子像素57最低程度地影响了子像素的总亮度，尽管其面积减小。

蓝色的亮度大约为绿色亮度的1/10，且绝对亮度仅为几十Cd/m²，因此，尽管蓝色的亮度减小了一半，但是总亮度没有减小那么多。此外，人们所具有的感觉蓝色的视觉细胞在视觉细胞中是最少的，将对使用者最终识别的图像的影响最小化。

当传统的像素区50由4色子像素组成时，一个像素区50被以1:1:1:1的比率分割。因此，所有的子像素具有相同的面积，均具有总面积的25％。当像素区被以前述比率分割时，与3色子像素的像素区中的亮度相比，纯色的亮度减小。此外，总亮度趋于减小，这是因为具有高比率的白色。在本发明中，由于减小了白色子像素55的比率以解决前述的缺陷，所以蓝色子像素57不需要与白色子像素55具有相同的面积。

此外，当白色子像素的面积大约为另一颜色子像素面积的0.5～1倍时，具有合适的彩色平衡。因此，被栅极线10分割的子像素长度的比率(d2:d3)不限于2:1，而是从大约1:1到大约2:1可以进行各种修改。

因此，如果白色子像素55的面积小于像素区50的总面积的25％，那么白色子像素55和与白色子像素55在同一行设置的子像素可以设置在第一行。同样，与白色子像素55具有相同面积的子像素不限于蓝色子像素。

图2和图3分别示出根据本发明第二和第三实施例的像素区。在栅极线方向(在这种情况下为水平或行方向)上，图2中的白色子像素与红色子像素相邻，并且图3中的白色子像素与绿色子像素相邻。在像素区的第一行，图2中设置有蓝色子像素和绿色子像素，而图3中设置有红色子像素和蓝色子像素。由于设置在与白色子像素同行的子像素具有较小的面积，所以总的彩色平衡可能不是很合适，其通过根据本发明的光源来补偿。

在使用显示红色、绿色、蓝色、以及白色的4色子像素的显示装置中，子像素以不同形式设置。在示例性实施例中，子像素以两列两行的形式设置，或者在另一实例中，子像素以多个具有相同长边和不同短边的矩形形状设置。

这里，包括4色子像素的显示装置不限于在示例性实施例中所涉及的LCD。

图4是根据本发明第一实施例的LCD的截面图，并且图5和图6是示出根据本发明第一实施例的光源特性的曲线图。

如图4所示，LCD包括：LCD面板，包括TFT基板100、滤色器基板200、以及介于两个基板100和200之间的液晶层300；背光单元400，包括灯410，该灯设置在LCD面板的后面以给LCD面板提供光；以及底盘500，用于容纳LCD面板和背光单元400。

LCD面板包括：TFT基板100，其中形成有图1的像素区50和TFT30；滤色器基板200，与TFT基板100相对；密封件，用于粘附两个基板100、200并形成盒间隙(cell gap)；以及液晶层300，设置在两个基板100、200与密封件之间。LCD面板通过调节液晶层300的定向来显示图像。然而，向LCD面板提供来自设置在LCD面板后面的光源(例如，灯410)的光。在TFT基板100的一侧设置有驱动部，以施加驱动信号。驱动部包括柔性印刷电路(FPC)110、安装在FPC110上的驱动芯片120、以及连接到FPC110一侧的印刷电路板(PCB)130。在本发明的实施例中，通过薄膜覆晶封装(COF)形式形成驱动部。然而，驱动部可以以任何公知的形成来形成，例如，带载封装(TCP)、玻璃覆晶封装(COG)等。此外，当装配线时可以在TFT基板100上形成驱动部。

沿着在LCD面板后面的导光板420的两侧设置有多个灯410，其中，导光板420设置在灯410之间，以将在灯410中产生的光引导向LCD面板。灯410可以设置成直下型(direct type)或边缘型(edge type)。在直下型中，灯410设置在LCD面板的整个后面，以向LCD面板提供光。在边缘型中，导光板420设置在LCD面板的后面，并且灯410设置在导光板420的至少一个侧面，以通过导光板420向LCD面板提供光，其应用在示例性实施例中。

在一个实例中，灯410为冷阴极荧光灯(CCFL)，并包括蓝色荧光件。一般地，灯410包括红色、绿色和蓝色荧光件，以产生白光。在优选实施例中，灯410包括比其它荧光件强的蓝色荧光件。如图1所示，由于蓝色子像素57的面积小于红色子像素51或绿色子像素53的面积，所以在LCD面板中总的彩色平衡可能不合适。在示例性实施例中，灯410可以增强不足的颜色件，以补充颜色并消除缺陷。此外，在另一实例中，外部电极荧光灯(EEFL)可以用作灯410。

图5是示出当使用通过蓝色荧光件增强的灯时，从灯发出的光的亮度与波长的曲线图。曲线图示出当灯的蓝色件没有通过蓝色荧光件增强(在该实例中具有值1)时以及如果蓝色件增强了1.09倍和1.18倍的亮度。

一般地，蓝光具有420nm～500nm之间的波长，以及黄光具有600nm～660nm之间的波长。随着蓝色件得到增强，从灯发出的光的亮度在大约420nm～500nm之间的区域I中逐渐地增加，而在大约600nm～660nm之间的区域II中逐渐减小。即，由于在通过蓝色荧光件增强的灯中区域I的蓝光亮度增加，所以LCD面板中不足的蓝色件得到补偿。同样地，确认在特定区域中，与没有通过蓝色荧光件增强的灯和通过蓝色荧光件增强的灯所产生的光的波长相比蓝色件是否增强了。

图6是示出当使用通过蓝色荧光件增强的灯时所示的结果的CIE彩色坐标的曲线图。CIE彩色坐标示出蓝光在左下区域、绿光在左上区域、以及红光在右边区域。

假设没有通过蓝色荧光件增强的灯的蓝色件的给定值为1，光的颜色区域的中心为大约(0.347，0.383)。示出灯具有相当多的黄色特性，与用于包括3色子像素的LCD面板的相类似。

另一方面，如果蓝色件增强1.09倍，则颜色区域的中心转移到(0.334，0.348)，并且如果蓝色件增强1.18倍，则颜色区域的中心转移到(0.322，0.334)。示出灯的蓝色件全部增强。因此，使用通过蓝色件增强的灯补偿通常由于蓝色子像素更小的面积而相对于彩色平衡减小的蓝色。

设置在LCD面板后面的散射板430(图4)散射来自光源的光，以将光提供给LCD面板。因此，光源的定向不会被认为在屏幕上，且屏幕的亮度完全均匀。

设置在导光板420后面的反射片440反射从LCD面板泄漏的光，并将光再次提供给LCD面板，从而降低光损失并增强光的均匀性。在一个实例中，反射板440可以由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚碳酸酯(PC)形成。

LCD还包括光控制件，该光控制件包括在LCD面板和散射板430之间设置的棱镜膜、保护膜、以及反射偏振膜(reflectivepolarizing film)中的至少一种。棱镜膜汇聚在散射板430中散射的光，以在垂直方向上将光引导向LCD面板，保护膜保护棱镜膜免于划伤，并且反射偏振膜控制光的偏振、透射、和反射，使得LCD具有较高的亮度。一般地，在光控制件上形成散射图样，以增强光的散射。

在另一个实施例中，多个LED可以代替灯410作为光源，并且可以安装用于发射与较小子像素区相关颜色的较大量的LED。在一种情况中，蓝色子像素的面积较小，所安装的用于发射蓝色的LED多于用于发射红色或绿色的LED。

灯410包括根据本发明示例性实施例的蓝色荧光件，同时如图2和图3所示，如果红色子像素或绿色子像素分别具有较小的面积，则红色或绿色荧光件可以得到补偿。即，在一个实施例中，光源补偿了小于像素面积25％的面积的子像素的颜色。

如图2所示，如果红色子像素与白色子像素具有相同的面积，则灯410包括更多的红色荧光件或红色LED的数量增加。类似地，如图3所示，如果绿色子像素与白色子像素具有相同的面积，则灯410包括更多的绿色荧光件或绿色LED的数量增加。

本领域的技术人员应该明白，在不背离本发明的精神和范围的情况下，本发明可以做出各种修改和变化。因此，应该明白，本发明涵盖了在所附权利要求和其等同替换范围内的各种修改和变化。

Claims (18)

1.一种显示装置，包括：

栅极线；

数据线，与所述栅极线交叉；以及

像素区，连接到在所述栅极线和所述数据线的交叉处形成的薄膜晶体管，所述像素区具有呈2×2矩阵设置的红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素以及白色子像素，

其中，所述红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素之一以及所述白色子像素均具有小于所述像素区的25％的面积。

2.根据权利要求1所述的显示装置，其中，在所述栅极线的方向上相邻的所述子像素的面积相同。

3.根据权利要求1所述的显示装置，其中，在所述数据线方向上相邻的所述子像素的面积之一在其它子像素面积的大约0.5～1倍之间。

4.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述红色子像素、所述绿色子像素和所述蓝色子像素之一与所述白色子像素的面积相同。

5.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述蓝色子像素在行方向上与所述白色子像素相邻。

6.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述红色子像素在行方向上与所述白色子像素相邻。

7.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述绿色子像素在行方向上与所述白色子像素相邻。

8.根据权利要求1所述的显示装置，还包括光源，用于给所述像素区提供光，其中，所述光源提供小于所述像素区25％面积的子像素的颜色的光，所述子像素并不包括所述白色子像素。

9.根据权利要求8所述的显示装置，其中，所述光源为灯和LED中的一种。

10.根据权利要求8所述的显示装置，其中，所述光源为冷阴极荧光灯和外部电极荧光灯中的一种。

11.根据权利要求10所述的显示装置，其中，所述冷阴极荧光灯为具有蓝色荧光件的冷阴极荧光灯。

12.根据权利要求9所述的显示装置，其中，所述LED包括红色LED、蓝色LED、绿色LED，以及设置的所述蓝色LED多于所述红色LED或所述绿色LED。

13.根据权利要求8所述的显示装置，其中，在所述栅极线的方向上相邻的所述子像素的面积相同。

14.根据权利要求8所述的显示装置，其中，在所述数据线方向上相邻的所述子像素的面积之一在其它子像素面积的大约0.5到大约1倍之间。

15.根据权利要求8所述的显示装置，其中，所述红色子像素、所述绿色子像素、所述蓝色子像素之一的面积与所述白色子像素的面积相同。

16.根据权利要求8所述的显示装置，其中，所述白色子像素的面积大约为所述像素区的16％。

17.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述显示装置为液晶显示器、有机发光二极管以及电泳指示显示器中的一种。

18.根据权利要求8所述的显示装置，其中，所述光源是LED，所述LED包括红色LED、蓝色LED、绿色LED，以及设置的所述蓝色LED多于所述红色LED或所述绿色LED。

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