CN102645781A

CN102645781A - 影像显示系统

Info

Publication number: CN102645781A
Application number: CN2011100484063A
Authority: CN
Inventors: 郭奇羿; 陈智豪; 张智胜
Original assignee: Innolux Shenzhen Co Ltd; Chi Mei Optoelectronics Corp
Current assignee: Innocom Technology Shenzhen Co Ltd; Innolux Shenzhen Co Ltd; Chi Mei Optoelectronics Corp
Priority date: 2011-02-21
Filing date: 2011-02-21
Publication date: 2012-08-22

Abstract

本发明揭示一种影像显示系统。此系统包括一液晶显示装置，其包括：一第一基板及与其相对设置的一第二基板，其中第一基板具有多个像素单元，每一像素单元包括至少一次像素单元以显示一主色，且次像素单元具有一第一显示区及一第二显示区。一彩色滤光片及一无色滤光片设置于第一基板与第二基板之间，且分别对应于第一显示区及第二显示区。第一及第二晶体管设置于第一基板上，且分别用以控制第一显示区及第二显示区。一液晶层设置于第一基板与第二基板之间。

Description

影像显示系统

技术领域

本发明有关于一种平面显示器(flat panel display，FPD)技术，特别是有关于一种液晶显示装置的像素结构。

背景技术

近年来，随着电子产品发展技术的进步及其日益广泛的应用，像是移动电话、个人数字助理(PDA)及笔记本电脑等等的问市，使得与传统显示器相比具有较小体积及电力消耗特性的平面显示器(FPD)的需求与日俱增，成为目前作重要的电子应用产品之一。上述平面显示装置包括：液晶显示(liquid crystaldisplay，LCD)装置、有机发光显示(organic light-emitting display，OLED)装置、微机电(MEMS)显示装置及电泳显示(EPD)装置等等。在平面显示器当中，液晶显示装置属于非自发光(non self-emissive)型显示装置而需要额外的背光(backlight)模块或前光(front light)模块以提供显示影像所需的光源。

近年来由于环保意识抬头，为了因应节能减碳的推广，降低液晶显示装置的消耗功率已然成为重要的议题。然而，液晶显示装置中所使用的彩色滤光片会降低显示装置整体的穿透率，因此难以透过降低背光或前光模块的亮度来达到节能的目的。

为了解决上述问题，目前已发展出采用四次像素单元(通常包含红色、绿色、蓝色及白色)结构技术，其中白色次像素单元是采用无色的滤光片，以相对提升液晶显示装置的整体穿透率，相较于一般的三主色次像素结构而言，可使用较低的背光或前光模块的亮度。

然而，在四次像素单元结构中，由于每一主色次像素单元的面积小于三主色次像素单元结构的每一主色次像素单元的面积，因此会降低纯色显示操作时的亮度。再者，白色次像素单元的存在会因人眼构造而产生同时性对比(simultaneous contrast)的问题。因此，当纯色显示操作时的亮度因四次像素结构而降低时，同时性对比的问题会变得更为严重。对此，也有人进一步提出在四次像素单元结构中缩小白色次像素单元的面积以减轻同时性对比的问题及同时改善纯色显示操作时的亮度。

然而改变白色次像素单元的面积，需将栅极线及/或数据线原先的直线配置设计变更成弯曲配置设计而导致布线困难度增加，并导致栅极线及/或数据线的阻值增加而引起栅极延迟(gate delay)及/或数据失真(data distortion)等问题。

因此，有必要寻求一种新的液晶显示装置结构，其能够解决或改善上述的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明一实施例提供一种影像显示系统。此系统包括一液晶显示装置，包括：一第一基板以及与其相对设置的一第二基板，其中第一基板具有多个像素单元，每一像素单元包括至少一次像素单元以显示一主色，且次像素单元具有一第一显示区及一第二显示区；一彩色滤光片及一无色滤光片，设置于第一基板与第二基板之间，且分别对应于第一显示区及第二显示区；第一及第二晶体管，设置于第一基板上，且分别用以控制第一显示区及第二显示区；以及一液晶层，设置于第一基板与第二基板之间。

附图说明

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：

图1绘示出根据本发明一实施例的液晶显示装置中像素单元阵列结构平面示意图；

图2绘示出图1中每一像素单元的其中一次像素单元剖面示意图。

图3A至3C绘示出根据本发明不同实施例的次像素结构平面示意图。

图4绘示出根据本发明另一实施例的具有影像显示系统方块示意图。

【主要元件符号说明】

100～液晶显示装置；

100a～像素单元；

101～数据线；

103～栅极线；

200～第一基板；

201～次像素单元；

201a～第一显示区；

201b～第二显示区；

202a～第一晶体管；

202b～第二晶体管；

203a、203b～导电介层插塞；

204a～第一像素电极；

204b～第二像素电极；

206～液晶层；

207～共同电极；

208a～彩色滤光片；

208b～无色滤光片；

208c～黑色光阻层；

210～第二基板；

300～平面显示器；

400～输入单元；

500～电子装置。

具体实施方式

以下说明本发明实施例的制作与使用。然而，可轻易了解本发明所提供的实施例仅用于说明以特定方法制作及使用本发明，并非用以局限本发明的范围。

以下说明本发明实施例的影像显示系统。请参照图1及图2，其绘示出根据本发明一实施例的影像显示系统，特别是一种具有液晶显示装置100的影像显示系统，其中图1绘示出液晶显示装置100中像素单元阵列结构平面示意图，而图2绘示出图1中每一像素单元100a的其中一次像素(sub-pixel)单元201剖面示意图。在本实施例中，液晶显示装置100包括依阵列排列的多个像素单元100a，且每一像素单元100a包括一或多个次像素单元201。每一次像素单元201用以显示一主色，例如红色、绿色或蓝色。为了简化说明，图2仅绘示出单一次像素单元201，如所示。

在本实施例中，液晶显示装置100的每一次次像素单元201包括：一第一基板200(例如，一阵列基板)、与第一基板200相对设置的一第二基板210、以设置于第一及第二基板200及210之间的液晶层206。在一实施例中，第一基板200与第二基板210可为透明基板，例如玻璃、石英、或是其他透明材料。通常第一基板200包括多个栅极线(扫描线)及数据线形成于其上方(未绘示)用界定出多个次像素单元201。在一实施例中，每一次像素单元201可由一对栅极线103及一数据线101所界定而成(如图3A所示)。在另一实施例中，每一次像素单元201可由一对数据线101及一栅极线103所界定而成(如图3B所示)。在本实施例中，特别的是每一次像素单元201又划分为一第一显示区201a及一第二显示区201b。

一第一晶体管202a及一第二晶体管202b，例如薄膜晶体管(thin filmtransistor，TFT)，设置于每一次像素单元201的第一基板200上，且作为开关元件，并用以分别控制第一显示区201a及第二显示区202b。

一第一像素电极204a及一第二像素电极204b分别设置于第一显示区201a及第二显示区201b内的第一基板200上，其中第一像素电极204a经由一导电介层插塞(via plug)203a电性连接至第一晶体管202a的一源极/漏极，而第二像素电极204b经由一导电介层插塞203b电性连接至第二晶体管202b的一源极/漏极。在一实施例中，第一像素电极204a及第二像素电极204b可为借已知沉积技术所形成的铟锡氧化物(indium tin oxide，ITO)或是铟锌氧化物(indiumzinc oxide，IZO)。

设置于第一基板200与第二基板210之间的液晶层206位于第一像素电极204a及一第二像素电极204b上方。再者，一共同电极207设置于液晶层206上方，其可由铟锡氧化物(ITO)或是铟锌氧化物(IZO)所构成。如此一来，可透过在第一晶体管202a及第二晶体管202b的源极或漏极施加不同的电压来分别控制对应第一显示区201a及第二显示区201b的液晶层206内的液晶分子(未绘示)。

在本实施例中，特别的是一彩色滤光片208a(例如，为红色、绿色或蓝色光阻)及一无色滤光片208b(例如，为无色光阻)，设置于第一基板200与第二基板210之间，且分别对应于第一显示区201a及第二显示区201b。彩色滤光片208a及无色滤光片208b之间可利用黑色光阻层208c(例如，黑色矩阵(black matrix，BM))隔开彼此。举例来说，一部分的黑色光阻层208c可设置于第一显示区201a与第二显示区201b之间的边界上方。在其他实施例中，彩色滤光片208a可为红色、绿色、蓝色等主色的互补色，以构成显示互补色的次像素单元。每一次像素单元201中，无色滤光片208b则作为提供亮度辅助的白色显示区。亦即，无色滤光片208b的作用相似于已知四次像素单元(通常包含红色、绿色、蓝色及白色)结构技术中的白色次像素单元。

如之前所述，已知四次像素单元结构中白色次像素单元存在同时性对比的问题以及纯色显示操作时亮度降低的问题。在本实施例中，为了改善上述问题，彩色滤光片208a的面积不同于无色滤光片208b的面积。举例而言，彩色滤光片208a的面积大于无色滤光片208b。如此一来，可透过缩小提供亮度(或穿透率)辅助的白色区的面积(即，无色滤光片208b的面积)而减轻同时性对比的问题。另一方面，由于液晶显示装置100中无色滤光片208b的总面积小于彩色滤光片208a的面积，因此可改善纯色显示操作时的亮度。

需注意的是虽然本实施例中的彩色滤光片208a、无色滤光片208b及黑色光阻层208c位于第二基板210与液晶层206之间，然而在其他实施例中，彩色滤光片208a、无色滤光片208b及黑色光阻层208c也可位于第一基板200与液晶层206之间。

请参照图3A，其绘示出根据本发明一实施例的次像素单元201平面示意图，其中相同于图1及图2的部件是使用相同的标号并省略其说明。在本实施例中，次像素单元201可包括一对栅极线103及一数据线101，其中第一晶体管202a及一第二晶体管202b分别电性连接至对应的次像素区201内的不同栅极线103及一相同的数据线101。

再者，第一显示区201a及第二显示区201b具有矩形上视轮廓，而对应于第一显示区201a及第二显示区201b的彩色滤光片208a及无色滤光片208b分别具有相似于第一显示区201a及第二显示区201b的上是轮廓。此处为了简化图式，并未绘示出黑色光阻层208c。在一实施例中，彩色滤光片208a及无色滤光片208b的面积可分别大于第一像素电极204a及第二像素电极204b的面积。在另一实施例中，彩色滤光片208a及无色滤光片208b的面积可分别大抵相同于第一像素电极204a及第二像素电极204b的面积。然而，需注意的是，第一像素电极204a并不会延伸至无色滤光片208b正下方，而第二像素电极204b的面积也不会延伸至彩色滤光片208a的正下方。

在一实施例中，彩色滤光片208a及无色滤光片208b的上视轮廓可分别相同于第一像素电极204a及第二像素电极204b的上视轮廓。在另一实施例中，彩色滤光片208a及无色滤光片208b的上视轮廓可分别不同于第一像素电极204a及第二像素电极204b的上视轮廓。

请参照图3B，其绘示出根据本发明另一实施例的次像素单元201平面示意图，其中相同于图3A的部件是使用相同的标号并省略其说明。不同于图3A所示的本实施例，次像素单元201可包括一对数据线101及一栅极线103，其中第一晶体管202a及一第二晶体管202b分别电性连接至对应的次像素区201内的不同数据线101及一相同的栅极线103。

请参照图3C，其绘示出根据本发明又一实施例的次像素单元201平面示意图，其中相同于图3A的部件是使用相同的标号并省略其说明。不同于图3A或图3B所示的实施例，本实施例的第一像素电极204a及第二像素电极204b是采用多重区域垂直对准(multi-domain vertical alignment，MVA)广视角技术中像素电极的图案设计，使对应于第一像素电极204a及第二像素电极204b的彩色滤光片208a及无色滤光片208b的上视轮廓相似于第一像素电极204a及第二像素电极204b的上视轮廓。

根据上述实施例，由于可透过改变彩色滤光片208a及无色滤光片208b的面积比例来轻易地调整用以提供亮度辅助的白色区大小，因此不用变更栅极线及/或数据线原先的直线配置设计。亦即，根据上述实施例除了可减轻同时性对比并改善纯色显示操作时的亮度不足之外，更可排除栅极延迟及/或数据失真等问题。

图4绘示出根据本发明另一实施例的具有影像显示系统方块示意图，其可实施于一平面显示器(flat panel display，FPD)300或电子装置500，例如一笔记本电脑、一手机、一数码相机、一个人数字助理(personal digital assistant，PDA)、一桌上型电脑、一电视机、一车用显示器、或一携带型DVD播放器。平面显示器300可具有之前所述的液晶显示装置100，而平面显示器300可为液晶显示面板。如图4所示，平面显示器300包括一液晶显示装置，如图1及图2中的液晶显示装置100所示。在其他实施例中，电子装置500可具有平面显示器300。如图4所示，电子装置500包括：一平面显示器置300及一输入单元400。再者，输入单元400耦接至平面显示器300，用以提供输入信号(例如，影像信号)至平面显示器300以产生影像。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims

1.一种影像显示系统，包括：

一液晶显示装置，其包括：

一第一基板以及与其相对设置的一第二基板，其中该第一基板具有多个像素单元，每一像素单元包括至少一次像素单元以显示一主色，且该次像素单元具有一第一显示区及一第二显示区；

一彩色滤光片及一无色滤光片，设置于该第一基板与该第二基板之间，且分别对应于该第一显示区及该第二显示区；

一第一晶体管及一第二晶体管，设置于该第一基板上，且分别用以控制该第一显示区及该第二显示区；以及

一液晶层，设置于该第一基板与该第二基板之间。

2.如权利要求1所述的影像显示系统，其特征在于，该液晶显示装置更包括一第一像素电极及一第二像素电极，分别设置于该第一显示区及该第二显示区的该第一基板上，且分别电性连接至该第一晶体管及该第二晶体管。

3.如权利要求2所述的影像显示系统，其特征在于，该彩色滤光片及该无色滤光片的面积分别不小于该第一像素电极及该第二像素电极的面积。

4.如权利要求1所述的影像显示系统，其特征在于，该彩色滤光片的面积大于该无色滤光片的面积。

5.如权利要求1所述的影像显示系统，其特征在于，该该彩色滤光片及该无色滤光片位于该第二基板与该液晶层之间。

6.如权利要求1所述的影像显示系统，其特征在于，该该彩色滤光片及该无色滤光片位于该第一基板与该液晶层之间。

7.如权利要求1所述的影像显示系统，其特征在于，该次像素单元包括一对栅极线及一数据线，且该第一晶体管及该第二晶体管对应电性连接至该对栅极线且电性连接至该数据线。

8.如权利要求1所述的影像显示系统，其特征在于，该次像素单元包括一对数据线及一栅极线，且该第一晶体管及该第二晶体管对应电性连接至该对数据线且电性连接至该栅极线。

9.如权利要求1所述的影像显示系统，更包括：

一平面显示器，包括该液晶显示装置；以及

一输入单元，耦接至该平面显示器，用以提供一输入至该平面显示器，使该平面显示器显示影像。

10.如权利要求9所述的影像显示系统，其特征在于，该系统包括具有该平面显示器的一电子装置。

11.如权利要求10所述的影像显示系统，其特征在于，该电子装置包括一笔记本电脑、一手机、一数码相机、一个人数字助理、一桌上型电脑、一电视机、一车用显示器、或一携带型DVD播放器。