CN101398549A - 液晶显示装置及其驱动方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种液晶显示装置及其驱动方法。一种液晶显示装置，其包括一半穿透半反射式液晶显示面板及一可为该半穿透半反射式液晶显示面板提供多种单色光的背光模组。当该背光模组开启时，该半穿透半反射式液晶显示面板及该背光模组配合时序混色驱动方法，显示彩色画面。当该背光模组关闭时，该半穿透半反射式液晶显示面板通过反射区反射环境光线显示灰阶画面。
Description
技术领域
本发明涉及一种液晶显示装置及其驱动方法。
背景技术
液晶显示装置因具有低辐射性、整体轻薄及耗电低等特点，而被广泛应用于手机、个人数字助理、笔记本电脑、个人计算机及电视等领域，随着相关技术的成熟和创新，其种类日益繁多。
根据液晶显示装置所利用光源的不同，液晶显示装置可分为穿透式液晶显示装置、反射式液晶显示装置和半穿透半反射式液晶显示装置。穿透式液晶显示装置需在液晶显示面板背面设置一背光源以实现图像显示。然而，背光源的耗能约占整个穿透式液晶显示装置耗能的一半，所以穿透式液晶显示装置的耗能较大。反射式液晶显示装置能解决穿透式液晶显示装置耗能大的问题，但是在光线微弱的环境下很难实现图像显示。半穿透半反射式液晶显示装置能解决以上问题。
请参阅图1，是一种现有技术半穿透半反射式液晶显示装置的侧面局部结构示意图。该半穿透半反射式液晶显示装置1包括相互层叠设置的一液晶显示面板10及一背光模组15。
该液晶显示面板10包括相对设置的一第一基板11、一第二基板12及一夹在该第一基板11和第二基板12之间的液晶层13。
该第一基板11邻近该液晶层13一侧的表面依次层叠设置一彩色滤光片114、一公共电极113及一第一配向膜116。该彩色滤光片114邻近该第一基板11，其包含多个红色、绿色、蓝色滤色单元(未标示)。该第一基板11远离该液晶层13的表面依次层叠设置一第一延迟片111及一第一偏光片112，其中该第一延迟片111邻近该第一基板11。
该第二基板12邻近该液晶层13一侧的表面依次层叠设置一透明电极123、一钝化层124、一反射电极125及一第二配向膜126，其中该透明电极123邻近该第二基板12，该钝化层124及该反射电极125具多个开口131以使光线可以从该开口131通过。该第二基板12远离该液晶层13一侧的表面依次层叠设置一第二延迟片121及一第二偏光片122。
该第一、第二延迟片111、121为四分之一波片(λ/4)。该第一、第二配向膜116、126为水平配向(Homogeneous Alignment)。该第一偏光片112与该第二偏光片122的偏振方向互相垂直。该液晶层13具有不同的厚度，其中，对应夹于该公共电极113和该反射电极125间的液晶层13的区域为反射区，对应夹于该公共电极113和该开口处131间的液晶层13的区域为穿透区。
该彩色滤光片114的每一滤色单元对应区域定义为一子像素(未标示)，每一子像素对应包括一穿透区及一反射区。相邻设置的一红色子像素、一绿色子像素及一蓝色子像素定义为一像素单元。
该背光模组15产生一白色平面光源，其发出的白色平面光束照亮该液晶显示面板10以显示画面。
当利用该液晶显示装置1显示画面时，首先，在每一帧画面时间内，将每一子像素所对应的数据信号输入该液晶显示面板10而控制光线的通过量。然后，通过该彩色滤光片114的滤光作用，在每一子像素获得一单色光，从而使每一子像素分别表现出红色、绿色、蓝色三种颜色之一。最后，利用人眼视觉分辨率及空间混色原理，实现彩色化显示。
当外界环境光线较强时，该液晶显示装置1关闭背光，利用该反射区反射外界环境光线进行图像显示。
但是，该半穿透半反射液晶显示装置1的每一像素单元包括空间上排列的红色、绿色及蓝色子像素，占据空间较大，分辨率较低，在显示精细画面时，常出现锯齿形等不良现象。其次，该彩色滤光片114的制造工艺复杂，成本较高。当利用外界环境光线进行显示时，由于该彩色滤光片114的滤光作用，外界环境光线进入及反射出该液晶显示面板10时，经过该彩色滤光片114的双重滤光作用影响，强度得到极大衰减，从而使得该液晶显示装置1对外界环境光线的利用率较低。
发明内容
为了解决现有技术液晶显示装置分辨率低、成本高和光利用率低的问题，有必要提供一种分辨率高、成本低和光利用率高的液晶显示装置。
还有必要提供一种半穿透半反射液晶显示装置的驱动方法。
一种液晶显示装置，其包括一半穿透半反射式液晶显示面板及一可为该半穿透半反射式液晶显示面板提供多种单色光的背光模组，该半穿透半反射式液晶显示面板包括多个间隔设置的穿透区及反射区，当该背光模组开启时，该半穿透半反射式液晶显示面板及该背光模组配合时序混色驱动方法，显示彩色画面，当该背光模组关闭时，该半穿透半反射式液晶显示面板通过反射区反射环境光线显示灰阶画面。
一种液晶显示装置的驱动方法，其中，该液晶显示装置包括一半穿透半反射式液晶显示面板及一为该半穿透半反射式液晶显示面板提供照明的背光模组，该半穿透半反射式液晶显示面板包括多个间隔设置的穿透区及反射区，该背光模组能够发射多种单色光，该驱动方法包括：
a.当该背光模组为开启状态时，将每一帧分为多个连续子时间段，在任意一子时间段内，该背光模组提供一单色光，该液晶显示装置显示一单色子画面；
b.当该背光模组为关闭状态时，每一帧为一时间段，在该时间段内，该半穿透半反射式液晶显示面板利用该反射区反射外界环境光而显示一帧画面。
一种液晶显示装置的驱动方法，其中，该液晶显示装置包括一半穿透半反射式液晶显示面板及一为该半穿透半反射式液晶显示面板提供照明的背光模组，该半穿透半反射式液晶显示面板包括多个间隔设置的穿透区及反射区，该背光模组能够发射红色光、绿色光及蓝色光，该驱动方法包括：
c.当该背光模组为开启状态时，将每一帧画面时间段分为三子画面时间段，在该第一子画面时间段内，将红色子画面数据输入该半穿透半反射式液晶显示面板，该背光模组发射红色光；在该第二子画面时间段内，将绿色子画面数据输入该半穿透半反射式液晶显示面板，该背光模组发射绿色光；在该第三子画面时间段内，将蓝色子画面数据输入该半穿透半反射式液晶显示面板，该背光模组发射蓝色光；
d.当该背光模组为关闭状态时，每一帧画面时间段内，将该帧画面的画面数据输入该半穿透半反射式液晶显示面板，该半穿透半反射式液晶显示面板反射外界环境光线以显示画面。
相较于现有技术，本发明液晶显示装置中，其液晶显示面板为半穿透半反射式液晶显示面板，该背光模组能发射多种单色光。当该液晶显示装置在穿透模式下工作时，其采用时序混色的驱动方法，可实现更高的分辨率。由于采用时序混色的驱动方法，省略彩色滤光片的配置，从而降低生产成本，而且提高该液晶显示装置的出光亮度。进一步，该液晶显示装置处于反射工作模式下，其驱动方法简单，对外界光线的利用率较高，有利于降低能耗。
附图说明
图1是一种现有技术半穿透半反射式液晶显示装置的侧面局部结构示意图。
图2是本发明液晶显示装置第一实施方式的侧面结构示意图。
图3是图2所示液晶显示装置在穿透模式下工作的驱动方法示意图。
图4是本发明液晶显示装置第二实施方式的侧面局部结构示意图。
具体实施方式
请参阅图2，是本发明液晶显示装置第一实施方式的侧面局部结构示意图。该液晶显示装置2包括一液晶显示面板20及一邻近该液晶显示面板20并为其提供平面光的背光模组25。
该液晶显示面板20是半穿透半反射式液晶显示面板，其包括相对设置的一第一基板21、一第二基板22以及一夹在该第一基板21和该第二基板22之间的液晶层23。
该液晶显示面板20包括多个间隔排布的穿透区(未标示)及反射区(未标示)，该液晶层23是光学补偿弯曲排列结构(OpticalCompensated Bend，OCB)，其中，该穿透区的液晶层23厚度大于反射区的液晶层23厚度，定义相邻设置的一穿透区及一反射区为一像素单元。
该第一基板21和该液晶层23之间依次设置一公共电极216及一第一配向膜218，其中该公共电极216邻近该第一基板21。该第一基板21远离该液晶层23一侧的表面依次层叠设置一第一光学补偿膜214、一第一相位延迟片213及一第一偏光片212，其中该第一光学补偿膜214邻近该第一基板21。
在每一穿透区内，该第二基板22和该液晶层23之间依次层叠设置一穿透电极226及一第二配向膜228。在每一反射区内，该第二基板22和该液晶层23之间依次层叠设置一钝化层229、一反射电极227及一第二配向膜228。该第二基板22远离该液晶层23一侧的表面依次层叠设置一第二光学补偿膜224、一第二相位延迟片223及一第二偏光片222，其中该第二光学补偿膜224邻近该第二基板22。
该第一配向膜218和该第二配向膜228为水平配向且相互平行，该液晶层23邻近该第一、第二配向膜218、228的液晶分子的预倾角为0°～15°。该第一相位延迟片213和第二相位延迟片223可以为单光轴相位延迟片(Uniaxial Retardation Film)、双光轴相位延迟片(Biaxial Retardation Film)或盘状液晶分子膜(Hybrid-Crystal)。该第一偏光片212的吸收轴(Absorption Axis)与该第一配向膜218的摩擦配向方向(Rubbing Direction)的夹角为0°，该第二偏光片222的吸收轴与该第一偏光片212的吸收轴的夹角为90°。该第一相位延迟片213的慢轴与该第一偏光片212的吸收轴的夹角为45°，该第二相位延迟片223的慢轴与该第一相位延迟片213的慢轴相互垂直。
该背光模组25是侧光式背光模组，其包括一导光板251、一光学膜片组252及多个光源253。该多个光源253设置在该导光板251一侧，其至少能够分别发射红光、绿光及蓝光等单色光，其可以是多个冷阴极发光管(Cold Cathode Fluorescent Lamp，CCFL)或者多个单色发光二极管(Light Emitting Diode，LED)。该光学膜片组252设置在该液晶显示面板20及该导光板251之间。
该多个光源253发出的单色光线经该导光板251导引后形成一单色面光源。该面光源产生的光束穿过该光学膜片组252并传输至该液晶显示面板20。其中，该光学膜片252使得该面光源的光强分布更加均匀，光束行进方向更加集中。
该液晶显示装置2的显示驱动方法如下所述：
当该液晶显示装置2所处环境较暗时，其施加驱动信号驱动该背光模组25工作，并通过时序混色的方法实现彩色化显示，即：该液晶显示装置2处于穿透模式下工作，其具体驱动方法结合图3描述如下：
首先将每一帧画面按时间顺序分为一红色子画面、一绿色子画面及一蓝色子画面。图3中，曲线Rdata、Gdata、Bdata分别代表红色子画面、绿色子画面、蓝色子画面的数据电压驱动波型；曲线Rlight、Glight、Blight分别代表该背光模组25发射红光、绿光、蓝光单色光的驱动波型。
a.在“t1”时间段内，首先将红色子画面的数据电压Rdata施加到该液晶显示面板20，待液晶分子响应旋转后，控制该背光模组25对应发射红色背光Rlight照亮该液晶显示面板20，此时该液晶显示面板20显示一红色子画面。
b.在“t2”时间段内，将绿色子画面的数据电压Gdata施加于该液晶显示面板20，待液晶分子响应旋转后，控制该背光模组25对应发射绿色背光Glight照亮该液晶显示面板20，此时该液晶显示面板20显示一绿色子画面。
c.于“t3”时间段内，将蓝色子画面的数据电压Bdata施加到该液晶显示面板20，待液晶分子响应旋转后，控制该背光模组25对应发射蓝色背光Blight照亮该液晶显示面板20，此时该液晶显示面板20显示一蓝色子画面。
根据人眼具有视觉暂留效应，当每一帧子画面持续时间较短时，如5.56ms，观察者看到的图像为红、绿、蓝三单色子画面混色形成的画面，即一帧全彩画面。
在下一帧显示中，重复步骤a-c，从而刷新彩色显示画面。
当该液晶显示装置2所处环境较亮时，其施加驱动信号关闭该背光模组25，利用环境光线进行画面显示，即：该液晶显示装置2处于反射模式下工作。由于该液晶显示面板20省略使用彩色滤光片，反射模式工作下只能进行灰度显示而不能进行彩色显示，故该液晶显示装置2完全利用外界光线进行显示时，图像为黑白显示。因此在显示驱动过程中，不需要将每一帧画面划分为若干子画面，只需将每一帧画面所需要的灰度电压施加到该液晶显示面板20即可。环境光线穿过该第一基板21照射到该第二基板22的反射电极227，然后经过该反射电极227反射后射出该液晶显示面板20。由于该液晶层23在数据电压的控制下具有光阀的作用，通过控制该液晶层23的旋转，使得每一像素单元显示对应的灰度，进而从整体上展现一帧单色黑白画面。
该液晶显示装置2采用半穿透半反射结构的液晶显示面板20及具多种单色光功能的背光模组25，同时配合时序混色的驱动方法，具有如下优点：首先，每一最小像素即可完成彩色显示，可实现较高的分辨率。其次，由于该液晶显示装置2通过时间混色的驱动方法，省略彩色滤光片，从而简化制造工艺，降低生产成本。进一步，无彩色滤光片的滤光作用，该液晶显示面板20可提高其对背光的利用率，降低能耗。同时，当利用外界环境光线进行图像显示时，避免外界光线进出该液晶显示面板20的双重过滤，可保持较高的光强度，从而提高该反射电极227对外界环境光线的利用率，即该液晶显示装置2即使在微弱环境光下亦可以利用外界环境光线显示，从而提升该液晶显示装置2的适用范围。
请参阅图4，是本发明液晶显示装置第二实施方式的侧面局部结构示意图。该液晶显示面板30和第一实施方式的液晶显示面板20大致相同，其主要区别在于：该液晶显示面板30进一步包括一设置在一第一相位延迟片313及一第一偏光片312之间的第三相位延迟片311，一设置在一第二相位延迟片323及一第二偏光片322之间的第四相位延迟片321。该第一、第二相位延迟片313、323是四分之一波片，该第三、第四相位延迟片311、321是二分之一波片。
其中，该第三相位延迟片311的慢轴与该第一偏光片312的吸收轴的夹角为10°～20°，该第四相位延迟片321的慢轴与该第二偏光片322的吸收轴的夹角为10°～20°。该第三相位延迟片311的慢轴与该第一相位延迟片313的慢轴的夹角为55°～65°，该第四相位延迟片321的慢轴与该第二相位延迟片323的慢轴的夹角为55°～65°。
该第三相位延迟片311及该第四相位延迟片321可进一步补偿线偏光，使其成为圆偏光，进一步提高光线的利用率。
Claims (10)
1.一种液晶显示装置，其包括一半穿透半反射式液晶显示面板和一可为该半穿透半反射式液晶显示面板提供多种单色光的背光模组，该半穿透半反射式液晶显示面板包括多个间隔设置的穿透区及反射区，其特征在于：当该背光模组开启时，该半穿透半反射式液晶显示面板及该背光模组配合时序混色驱动方法，显示彩色画面，当该背光模组关闭时，该半穿透半反射式液晶显示面板通过反射区反射环境光线显示灰阶画面。
2.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：该半穿透半反射式液晶显示面板包括层叠设置的一第一基板、一第二基板、一夹于该二基板之间的液晶层、一设置在该第一基板和该液晶层之间的第一配向膜和一设置在该第二基板和该液晶层之间的第二配向膜，该第一配向膜与该第二配向膜为水平配向且相互平行，该液晶层邻近该第一、第二配向膜的液晶分子的预倾角为0°～15°。
3.如权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于：该半穿透半反射式液晶显示面板进一步包括一第一偏光片及一第二偏光片，该第一偏光片设置在第一基板远离该液晶层一侧的表面，该第二偏光片设置在第二基板远离该液晶层一侧的表面。
4.如权利要求3所述的液晶显示装置，其特征在于：该半穿透半反射式液晶显示面板进一步包括一设置在该第一偏光片和该第一基板之间的第一相位延迟片及一设置在该第二偏光片和该第二基板之间的第二相位延迟片。
5.如权利要求4所述的液晶显示装置，其特征在于：该半穿透半反射式液晶显示面板进一步包括一设置在第一偏光片和该第一相位延迟片之间的第三相位延迟片及一设置在该第二偏光片和该第二相位延迟片之间的第四相位延迟片。
6.一种液晶显示装置的驱动方法，该液晶显示装置包括一半穿透半反射式液晶显示面板及一为该半穿透半反射式液晶显示面板提供照明的背光模组，该半穿透半反射式液晶显示面板包括多个间隔设置的穿透区及反射区，该背光模组能够发射多种单色光，其特征在于：该驱动方法包括以下步骤：
a.当该背光模组为开启状态时，将每一帧分为多个连续子时间段，在任意一子时间段内，该背光模组提供一单色光，该液晶显示装置显示一单色子画面；
b.当该背光模组为关闭状态时，每一帧为一时间段，在该时间段内，该半穿透半反射式液晶显示面板利用该反射区反射外界环境光而显示一帧画面。
7.如权利要求6所述的液晶显示装置的驱动方法，其特征在于：该背光模组包括多个光源，该多个光源至少能够发射红色光、绿色光及蓝色光。
8.如权利要求7所述的液晶显示装置的驱动方法，其特征在于：当该背光模组为开启状态时，将每一帧分为三连续子时间段，在该三子时间段内，该光源分别发射红色光、绿色光及蓝色光，该半穿透半反射式液晶显示面板对应显示红色子画面、绿色子画面及蓝色子画面。
9.如权利要求7所述的液晶显示装置的驱动方法，其特征在于：当该背光模组为开启状态时，将每一帧分为三连续子时间段，在每一子时间段内，首先将一子画面数据输入该半穿透半反射式液晶显示面板，然后该背光模组发射红色光、绿色光及蓝色光之一，且在该三子时间段内，该背光模组发射的单色光相异。
10.一种液晶显示装置的驱动方法，该液晶显示装置包括一半穿透半反射式液晶显示面板及一为该半穿透半反射式液晶显示面板提供照明的背光模组，该半穿透半反射式液晶显示面板包括多个间隔设置的穿透区及反射区，该背光模组能够发射红色光、绿色光及蓝色光，其特征在于：该驱动方法包括：
c.当该背光模组为开启状态时，将每一帧画面时间段分为三子画面时间段，在该第一子画面时间段内，将红色子画面数据输入该半穿透半反射式液晶显示面板，该背光模组发射红色光；在该第二子画面时间段内，将绿色子画面数据输入该半穿透半反射式液晶显示面板，该背光模组发射绿色光；在该第三子画面时间段内，将蓝色子画面数据输入该半穿透半反射式液晶显示面板，该背光模组发射蓝色光；
d.当该背光模组为关闭状态时，每一帧画面时间段内，将该帧画面的画面数据输入该半穿透半反射式液晶显示面板，该半穿透半反射式液晶显示面板反射外界环境光线以显示画面。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C53 | Correction of patent for invention or patent application | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 518109 Longhua, Shenzhen, town, Foxconn science and Technology Industrial Park E District, building 1, floor 4, Applicant after: Qunkang Technology (Shenzhen) Co., Ltd. Co-applicant after: Chimei Optoelectronics Co., Ltd. Address before: 518109 Longhua, Shenzhen, town, Foxconn science and Technology Industrial Park E District, building 1, floor 4, Applicant before: Qunkang Technology (Shenzhen) Co., Ltd. Co-applicant before: Innolux Display Group |
|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20121024 Termination date: 20170928 |