CN100580521C - 可在一特定周期内显示不同色彩以呈现图像的液晶显示器 - Google Patents

Abstract

液晶显示器包含一彩色滤光片，一第一光源设在该彩色滤光片背面，其可产生第一波长范围内的光线，一第二光源设在该彩色滤光片背面，其可产生第二波长范围内的光线，以及一逻辑单元，用来在一特定周期内的第一时段开启该第一光源及关闭该第二光源，以及在该特定周期内的第二时段开启该第二光源及关闭该第一光源。该彩色滤光片包含多个滤光区块，每一滤光区块包含一第一子区块，用来移除该第一及第二波长范围内的光线，一第二子区块，用来移除一第三波长范围内的光线，以及一第三子区块，用来允许该第一，第二及第三波长范围内的光线通过。

Description

可在一特定周期内显示不同色彩以呈现图像的液晶显示器

技术领域

本发明涉及一种液晶显示器，特别涉及一种可在一特定周期内显示不同色彩以呈现图像的液晶显示器。

背景技术

请参考图1，图1是一现有技术液晶显示器100的分解示意图。液晶显示器100包含一彩色滤光片110，一液晶显示层120，以及一光源产生器130。彩色滤光片110包含多个滤光区块112，每一滤光区块包含一蓝色子区块B，一绿色子区块G，以及一红色子区块R。蓝色子区块B用来移除蓝光波长范围(420nm-470nm)以外的光线，亦即蓝色子区块B只允许蓝色光线通过，绿色子区块G用来移除绿光波长范围(500nm-570nm)以外的光线，亦即绿色子区块G只允许绿色光线通过，而红色子区块R用来移除红光波长范围(630nm-780nm)以外的光线，亦即红色子区块R只允许红色光线通过。液晶显示层120包含多个液晶显示像素122，用来控制光源产生器130产生的光线通过液晶显示层120，其中，每一液晶显示像素122包含三个子像素124，而每一子像素123分别对应于彩色滤光片110的一子区块R，G，B。光源产生器130会持续产生包含红蓝绿三色波长的白色光线。每一子像素124的液晶倾角是分别由一条垂直方向的数据线126以及一条水平方向的扫描线128所控制(亦即每一液晶显示像素122是由三条数据线126以及一条扫描线128所控制)，当光线通过液晶显示层120时，每一子像素124会改变其液晶倾角以控制光线通过的量，再经由彩色滤光片110的滤光以分别通过红蓝绿三色的光线，进而产生图像。

然而，由于每一液晶显示像素122必须包含三个子像素124以显示红蓝绿三色的图像，亦即每一液晶显示像素122需由三条数据线126以及一条扫描线128来控制，因此液晶显示像素122的排列密度会有一定限制，以致于液晶显示器100无法显示更高分辨率的图像。再者彩色滤光片110会移除部分光线，因此会降低图像的整体亮度，故必须增加光源产生器130的亮度才能补偿图像的整体亮度，但如此又会增加液晶显示器100的耗电量。

请参考图2，图2是现有技术利用色序法(field sequential color method)显示图像的液晶显示器200的分解示意图。液晶显示器200包含一液晶显示层220以及一光源产生器230。液晶显示层220包含多个液晶显示像素222，用来控制光源产生器230产生的光线240通过液晶显示层220。和液晶显示器100不同的是液晶显示器200并不包含一彩色滤光片，其是在一特定周期内利用光源产生器230交错地产生红蓝绿三色的光线，并控制每一液晶显示像素222的液晶倾角以显示图像。举例来说，光源产生器230在一周期T内的第一时段A产生红色光线，而每一液晶显示像素222会藉由改变其液晶倾角以控制红色光线通过的量，以在第一时段A内显示一红色的图像，相似地，光源产生器230在周期T内的第二时段B产生蓝色光线，而每一液晶显示像素222会藉由改变其液晶倾角以控制蓝色光线通过的量，以在第二时段B内显示一蓝色的图像，最后，光源产生器230在周期T内的第三时段C产生绿色光线，而每一液晶显示像素222会藉由改变其液晶倾角以控制绿色光线通过的量，以在第三时段C内显示一绿色的图像。如此交错地产生红蓝绿三色的图像以在一周期T内完整呈现一正常图像。

由于每一液晶显示像素222是在不同时间控制红蓝绿三色的光线，故每一液晶显示像素222不需另包含三个子像素，亦即每一液晶显示像素222只需由一条数据线226以及一条扫描线228来控制。因此液晶显示器200的液晶显示像素222的排列密度可以较液晶显示器100的液晶显示像素122的排列密度密集，以致于液晶显示器200可以显示较高分辨率的图像。

然而，一般的动态图像是在每秒内呈现60张画面，亦即液晶显示层220的每一液晶显示像素222必须在一秒内改变其液晶倾角180次，因此液晶显示器200必须具有较高运作频率的驱动IC，且必须搭配特定型态的液晶显示技术，不仅会提高产品成本，其在实行上也具有一定的困难度。

发明内容

因此，本发明的主要目的，即是要提出一种可在一特定周期内显示不同色彩以呈现图像的液晶显示器，以解决上述的问题。

本发明液晶显示器包含一彩色滤光片，一第一光源，设置在该彩色滤光片的背面，其可产生第一波长范围内的光线，一第二光源，设置在该彩色滤光片的背面，其可产生第二波长范围内的光线，以及一逻辑单元，用来在一特定周期内的第一时段开启该第一光源及关闭该第二光源，以及在该特定周期内的第二时段开启该第二光源及关闭该第一光源。该彩色滤光片包含多个滤光区块，每一滤光区块包含一第一子区块，用来移除该第一波长范围内及该第二波长范围内的光线；一第二子区块，用来移除一第三波长范围内的光线；以及一第三子区块，用来允许该第一波长范围内，该第二波长范围内，及该第三波长范围内的光线通过。

附图说明

图1为现有技术液晶显示器的分解示意图。

图2为现有技术另一液晶显示器的分解示意图。

图3为本发明液晶显示器的分解示意图。

图4为本发明另一液晶显示器的分解示意图。

附图符号说明

100，200，300，400    液晶显示器    110，210，310    彩色滤光片

112，312              滤光区块      120，220，320    液晶显示层

122，222，322         液晶显示像素  124              子像素

126，226，326         数据线        128，228，328    扫描线

130，230，330，430    光源产生器    332，432         第一光源

334，434              第二光源      336，436         逻辑单元

438                   第三光源      R                红色子区块

G                     绿色子区块    B                蓝色子区块

RB                    双色子区块    W                白色子区块

具体实施方式

请参考图3，图3是本发明液晶显示器300的分解示意图。本发明液晶显示器300包含一彩色滤光片310，一液晶显示层320，以及一光源产生器330。彩色滤光片310包含多个滤光区块312，每一滤光区块312包含二双色子区块RB，一绿色子区块G，以及一白色子区块W。在本发明实施例中，四子区块RB，G，W是为相同面积的矩形，且绿色子区块G与白色子区块W是位于对角，然而，在本发明其它实施例中，四子区块RB，G，W的面积，形状和位置排列亦可根据设计需求而改变。双色子区块RB用来移除红光波长范围和蓝光波长范围以外的光线，亦即双色子区块RB只允许红色光线和蓝色光线通过，绿色子区块G用来移除绿光波长范围以外的光线，亦即绿色子区块G只允许绿色光线通过，而白色子区块W用来允许红光波长范围内，蓝光波长范围内，以及绿光波长范围内的光线通过，换句话说，白色子区块W不用来移除特定波长范围内的光线，亦即白色子区块W允许所有光源产生器330产生的光线通过，如此混合所有光线即可显示白色。液晶显示层320包含多个液晶显示像素322，用来控制光源产生器330产生的光线通过液晶显示层320，其中每一液晶显示像素322分别对应于彩色滤光片310的一子区块RB，G，W。光源产生器330包含一第一光源332，一第二光源334，以及一逻辑单元336，上述两光源332，334可由一般的霓虹灯管或类似的灯源所组成。第一光源332和第二光源334是设置在彩色滤光片310的背面，第一光源332可产生蓝光波长范围内及绿光波长范围内的光线，第二光源334可产生绿光波长范围内及红光波长范围内的光线，而逻辑单元336是用来在一周期T1内的第一时段A1开启第一光源332及关闭第二光源334，以及在周期T1内的第二时段B1开启第二光源334及关闭第一光源332。如此液晶显示器300可藉由控制每一液晶显示像素322的液晶倾角以显示图像。

举例来说，当逻辑单元336在周期T1内的第一时段A1开启第一光源332及关闭第二光源334时，光源产生器330会产生蓝光波长范围内及绿光波长范围内的光线。由于每一滤光区块312的双色子区块RB只允许红色光线和蓝色光线通过，因此每一滤光区块312的双色子区块RB会在周期T1内的第一时段A1显示蓝色，相似地，每一滤光区块312的绿色子区块G只允许绿色光线通过，因此每一滤光区块312的绿色子区块G会在周期T1内的第一时段A1显示绿色，而每一滤光区块312的白色子区块W则会允许所有光源产生器330产生的光线通过，因此每一滤光区块312的白色子区块W会在周期T1内的第一时段A1显示蓝光波长范围内及绿光波长范围内的色光。当逻辑单元336在周期T1内的第二时段B1开启第二光源334及关闭第一光源332时，光源产生器330会产生绿光波长范围内及红光波长范围内的光线。由于每一滤光区块312的双色子区块RB只允许红色光线和蓝色光线通过，因此每一滤光区块312的双色子区块RB会在周期T1内的第二时段B1显示红色，相似地，每一滤光区块312的绿色子区块G只允许绿色光线通过，因此每一滤光区块312的绿色子区块G会在周期T1内的第二时段B1显示绿色，而每一滤光区块312的白色子区块W则会允许所有光源产生器330产生的光线通过，因此每一滤光区块312的白色子区块W会在周期T1内的第二时段B1显示绿光波长范围内及红光波长范围内的色光。换句话说，每一滤光区块312的二双色子区块RB会在周期T1内的第一时段A1显示蓝色，以及在周期T1内的第二时段B1显示红色，每一滤光区块312的绿色子区块G会在周期T1内的第一时段A1和第二时段B1皆显示绿色，而每一滤光区块312的白色子区块W会在周期T1内的第一时段A1显示蓝光波长范围内及绿光波长范围内的色光，以及在周期T1内的第二时段B1显示绿光波长范围内及红光波长范围内的色光，因此，每一滤光区块312会在一周期T1内完整显示红蓝绿三色。

另外，本发明是利用现有像素分享(pixel sharing)方法显示图像，举例来说，彩色滤光片312的每一子区块RB，G，W和其相邻的子区块是以一特定比例分享不同波长范围的光线，以混合出不同颜色的光线并进而显示图像，此方法为熟悉该项技术者所能轻易达成，因此在此不再多加叙述。由于本发明是利用像素分享方法显示图像，故本发明液晶显示层320的每一液晶显示像素322只需在周期T1内的第一时段A1控制其液晶倾角以显示蓝色及绿色的图像，并在周期T1内的第二时段B1控制其液晶倾角以显示绿色及红色的图像，如此在一周期T1内即可呈现一正常图像，因此每一液晶显示像素322不需另包含三个子像素，亦即每一液晶显示像素322只需由一条数据线326以及一条扫描线328来控制。因此，液晶显示器300的液晶显示像素322的排列密度可以较液晶显示器100的液晶显示像素的122排列密度密集，以致于液晶显示器300可以显示较高分辨率的图像。再者，由于一般的动态图像是在每秒内呈现60张画面，亦即周期T1为1/60秒，故液晶显示层320的每一液晶显示像素322只需在一秒内改变其液晶倾角120次，因此液晶显示器300的驱动IC可较液晶显示器200的驱动IC具有较低的运作频率。且由于彩色滤光片310的每一滤光区块312包含一白色子区块W，因此可提高液晶显示器300的光线的穿透率，亦即提高液晶显示器300的图像的整体亮度，故液晶显示器300可较液晶显示器100具有较低的耗电量。

请参考图4，图4是本发明另一液晶显示器400的分解示意图。和图3不同的是液晶显示器400的光源产生器430另包含一第三光源438。在图4的实施例中，第一光源432可产生蓝光波长范围内的光线，第二光源434可产生红光波长范围内的光线，第三光源438可产生绿光波长范围内的光线，而逻辑单元436是用来在周期T1内的第一时段A1开启第一光源432及关闭第二光源434，以及在周期T1内的第二时段B1开启第二光源434及关闭第一光源432，而第三光源438则是持续地开启着，如此光源产生器430亦可如光源产生器330般在周期T1内的第一时段A1产生蓝光波长范围内及绿光波长范围内的光线，以及在周期T1内的第二时段B1产生绿光波长范围内及红光波长范围内的光线。上述三光源432，434，438可由一般的红蓝绿三种颜色的发光二极管所组成。至于液晶显示器400显示图像的技术和液晶显示器300大致相同，因此在此不再多加叙述。

综合以上所述，本发明提供一种可在一特定周期内显示不同色彩以呈现图像的液晶显示器300，400。本发明是在周期T1内的第一时段A1显示蓝色及绿色的图像，以及在周期T1内的第二时段B1显示绿色及红色的图像，如此在一周期T1内即可呈现一正常图像。然而本发明亦可在周期T1内交错显示其它颜色的图像，只要液晶显示器包含本发明的彩色滤光片，并利用像素分享方法在一特定周期内显示不同色彩以呈现图像均属本发明的范畴。

相较于现有技术，本发明液晶显示器300，400具有较高的分辨率，较低的运作频率，以及较高的图像整体亮度，因此本发明可更容易地被应用于现有的液晶显示技术以降低生产成本，且本发明液晶显示器300，400可显示较高品质的图像，并具有较低的耗电量。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (15)

1.一种可在一特定周期内显示不同色彩以呈现图像的液晶显示器，其包含：

一彩色滤光片，其包含多个滤光区块，每一滤光区块包含：

一第一子区块，用来移除第一波长范围内及第二波长范围内的光线；

一第二子区块，用来移除第三波长范围内的光线；以及

一第三子区块，用来允许该第一波长范围内，该第二波长范围内，及该第三波长范围内的光线通过；

一第一光源，设置在该彩色滤光片的背面，其产生该第一波长范围内的光线；

一第二光源，设置在该彩色滤光片的背面，其产生该第二波长范围内的光线；以及

一逻辑单元，用来在一特定周期内的第一时段开启该第一光源及关闭该第二光源，以及在该特定周期内的第二时段开启该第二光源及关闭该第一光源。

2.如权利要求1所述发液晶显示器，其中，其另包含一第三光源，设置于该彩色滤光片的背面，其产生该第三波长范围内的光线。

3.如权利要求1所述的液晶显示器，其中，该第一光源另产生该第三波长范围内的光线，以及该第二光源另产生该第三波长范围内的光线。

4.如权利要求1所述的液晶显示器，其中，该彩色滤光片的每一滤光区块另包含一第四子区块，用来移除第三波长范围内的光线。

5.如权利要求4所述的液晶显示器，其中，该第一子区块、该第二子区块、该第三子区块以及该第四子区块均是面积相同的矩形。

6.如权利要求5所述的液晶显示器，其中，该第一子区块与该第三子区块位于所述滤光区块的对角。

7.如权利要求1所述的液晶显示器，其中，该第一波长范围的光线是蓝色光线，该第二波长范围的光线是红色光线，该第三波长范围的光线是绿色光线。

8.如权利要求1所述的液晶显示器，其中，该特定周期的长度是为1/60秒。

9.如权利要求1所述的液晶显示器，其中，该彩色滤光片的每一子区块和其相邻的子区块是以一特定比例分享不同波长范围的光线，以混合出不同颜色的光线。

10.如权利要求1所述的液晶显示器，其中，其另包含一液晶显示层，设在该彩色滤光片和该两光源之间，该液晶显示层包含多个液晶显示像素，用来调整通过各个液晶显示像素的光线强度，其中每一液晶显示像素是对应于该彩色滤光片的一子区块。

11.一种液晶显示面板的彩色滤光片，其包含多个滤光区块，其中，每一滤光区块包含：

一第一子区块，用来移除第一波长范围内及第二波长范围内的光线；

一第二子区块，用来移除第三波长范围内的光线；以及

一第三子区块，用来允许该第一波长范围内，该第二波长范围内及该第三波长范围内的光线通过；

其中，该第二波长范围和该第三波长范围是不相邻。

12.如权利要求11所述的彩色滤光片，其中，每一滤光区块另包含一第四子区块，用来移除第三波长范围内的光线。

13.如权利要求12所述的彩色滤光片，其中，该第一子区块、该第二子区块、该第三子区块以及该第四子区块均是面积相同的矩形。

14.如权利要求13所述的彩色滤光片，其中，该第一子区块与该第三子区块位于所述滤光区块的对角。

15.如权利要求11所述的彩色滤光片，其中，该第一波长范围的光线是蓝色光线，该第二波长范围的光线是红色光线，该第三波长范围的光线是绿色光线。

Images