CN102928906A

CN102928906A - 彩色滤光片及使用该彩色滤光片的液晶显示装置

Info

Publication number: CN102928906A
Application number: CN2012104611170A
Authority: CN
Inventors: 王新志; 吴梓平; 何基强
Original assignee: Truly Semiconductors Ltd
Current assignee: Truly Semiconductors Ltd
Priority date: 2012-11-14
Filing date: 2012-11-14
Publication date: 2013-02-13
Anticipated expiration: 2032-11-14
Also published as: CN102928906B

Abstract

本发明实施例提供一种彩色滤光片及使用该彩色滤光片的液晶显示装置，所述彩色滤光片包括基板和彩色滤光膜，所述彩色滤光膜由若干个像素单元组成，每个所述像素单元包括三个第一基色块、三个第二基色块和三个第三基色块，三个所述第一基色块、三个所述第二基色块和三个所述第三基色块在一个所述像素单元内排列成3×3矩阵结构；且在每个所述像素单元中，属于不同行的所述第一基色块位于不同列、属于不同行的所述第二基色块位于不同列、属于不同行的所述第三基色块位于不同列。本发明实施例提供的彩色滤光片的分辨率明显提高，且不增加驱动路数和功耗；从而使得采用该结构彩色滤光片的液晶显示装置的清晰度显著提高。

Description

彩色滤光片及使用该彩色滤光片的液晶显示装置

技术领域

本发明涉及液晶显示技术领域，具体涉及一种滤光片及使用该滤光片的液晶显示装置。

背景技术

随着液晶显示技术的发展，液晶显示屏越来越多地应用到手持设备、移动终端等各种电子器件中。液晶显示屏主要包括偏振片、液晶层、彩色滤光片和透明电极等几个部分，其中彩色滤光片是液晶显示屏的重要组成部分。一般来说，彩色滤光片表面的彩色滤光膜由若干个像素单元100组成，每个像素单元100主要包括三基色，如红基色（R）、绿基色（G）和蓝基色（B）。现有技术中，彩色滤光片一般具有如图1所示的3×1矩阵结构，即在水平方向上每个像素单元包括三个基色块（如红基色块101、绿基色块102和蓝基色块103三个基色块），而在竖直方向上每个像素单元仅包括一个基色块（如红基色块101或者绿基色块102或者蓝基色块103）。

目前显示行业的发展趋势是高分辨率及3D化，但是，具有这种结构的彩色滤光片的分辨率受曝光精度的限制，导致单位面积内像素数目很难进一步提高。并且这种结构的彩色滤光片由于设计缺陷，已经越来越不能满足3D化显示技术的需求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种分辨率高、驱动简单的彩色滤光片及采用该彩色滤光片的液晶显示装置。

为实现上述目的，本发明的一个实施例提供一种彩色滤光片，所述彩色滤光片包括基板和彩色滤光膜，所述彩色滤光膜由若干个像素单元组成，每个所述像素单元包括三个第一基色块、三个第二基色块和三个第三基色块，三个所述第一基色块、三个所述第二基色块和三个所述第三基色块在一个所述像素单元内排列成3×3矩阵结构；且在每个所述像素单元中，属于不同行的所述第一基色块位于不同列、属于不同行的所述第二基色块位于不同列、属于不同行的所述第三基色块位于不同列。

优选地，所述第一基色块、第二基色块和所述第三基色块分别为红基色块、绿基色块和蓝基色块。

本发明实施例还提供一种液晶显示装置，所述液晶显示装置包括背光板和液晶显示屏，所述液晶显示屏从下至上依次包括下偏振片、下基板、下控制电极、液晶层、彩色滤光片、上控制电极、上基板以及上偏振片。其中，所述彩色滤光片采用本发明实施例中的彩色滤光片；且在每个所述像素单元内，三个所述第一基色块通过引线连接、三个所述第二基色块通过引线电连接、三个所述第三基色块通过引线连接。

优选地，所述液晶显示装置还包括位于所述上偏振片之上的光栅。

本发明实施例提供一种彩色滤光片，该彩色滤光片上的彩色滤光膜由若干个像素单元组成，每个像素单元由排列成3×3矩阵结构的三种基色块组成。相对于现有技术来说，本发明实施例提供的彩色滤光片的分辨率明显提高，从而使得采用该结构彩色滤光片的液晶显示装置的清晰度显著提高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，图中相同的标记表示相同的部件，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1是现有技术中普通彩色滤光片上的彩色滤光膜的像素单元分布示意图；

图2a是本发明实施例一提供的彩色滤光片上的彩色滤光膜的像素单元分布示意图，图2b是图2a中一个像素单元的局部放大示意图；

图3是本发明实施例二提供的液晶显示装置的截面结构示意图；

图4a是现有技术中采用传统彩色滤光片的立体液晶显示装置在水平方向的截面示意图，图4b是现有技术中采用传统彩色滤光片的立体液晶显示装置在竖直方向的截面示意图；

图5a是现有技术中采用传统彩色滤光片的立体液晶显示装置的视线偏离中心位置时在水平方向上的视图，图5b是现有技术中采用传统彩色滤光片的立体液晶显示装置的视线偏离中心位置时在竖直方向上的视图；

图6a和6b分别是现有技术中利用传统彩色滤光片的立体液晶显示装置在水平方向和竖直方向的透视图；

图7是现有技术中利用传统彩色滤光片的立体液晶显示装置内部像素控制电极连接的结构示意图；

图8a和图8b分别是本发明实施例三提供的立体液晶显示装置在水平方向和在竖直方向上的截面结构示意图；

图9a是本发明实施例三的立体液晶显示装置的显示原理图，图9b和9c分别是本发明实施例三的立体液晶显示装置在水平方向和竖直方向的透视图；

图10a是本发明实施例三提供的立体液晶显示装置内部的像素控制电极连接的结构示意图，图10b和10c是图10的局部放大示意图，其中图中两条连线的交点实际电路中均不相交。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

本发明实施例一提供一种分辨率明显提高的彩色滤光片，该彩色滤光片上的彩色滤光膜的像素单元分布示意图如图2所示，该彩色滤光膜由若干个像素单元200（如图1中的黑色虚线框所示区域）组成，为清晰起见，提供图2a中像素单元200的放大示意图（图2b），每个像素单元200包括第一子像素单元201、第二子像素单元202和第三子像素单元203（作为三个子像素单元的示例，如图2b中的三个椭圆形区域内的基色块所示）；其中，第一子像素单元包括三个第一基色块201-1、201-2和201-3，第二子像素单元包括三个第二基色块202-1、202-2和202-3，第三子像素单元包括三个第三基色块203-1、203-2和203-3，第一基色块201-1、201-2和201-3与第二基色块202-1、202-2和202-3以及第三基色块203-1、203-2和203-3在像素单元200内排列成3×3矩阵结构，即：每个像素单元200由9个基色块（彩色区域）构成；且在像素单元200内，三个第一基色块201-1、201-2、201-3位于不同行且位于不同列，三个第二基色块202-1、202-2以及202-3位于不同行且位于不同列，三个第三基色块203-1、203-2以及203-3位于不同行且位于不同列。在相同大小的显示区域内，本发明实施例一提供的彩色滤光片中的子像素单元的数目是传统彩色滤光片中的像素单元数目的3倍，使得本发明实施例一提供的彩色滤光片的分辨率提高至传统彩色滤光片的分辨率的3倍左右。

本发明实施例一提供的彩色滤光片内的彩色滤光膜中的每个像素单元由排列成3×3矩阵结构的三种基色块（共9个基色块）组成（在此，将颜色相同的三个第一基色块统称为一种基色块、颜色相同的三个第二基色块统称为一种基色块、颜色相同的三个第三基色块统称为一种基色块），且相同颜色的基色块位于不同行且位于不同列，这一结构使得彩色滤光片内的子像素单元的数目增至传统彩色滤光片内的像素单元的数目的3倍。因此，相对于现有技术来说，本发明实施例一提供的彩色滤光片的分辨率明显提高，且不增加驱动路数和功耗；从而使得采用该结构彩色滤光片的液晶显示装置的清晰度显著提高。

需要说明的是，本发明实施例一中的三种基色块（即第一基色块201、第二基色块202和第三基色块203）可以采用本领域常用的基色块，如品红基色块、黄基色块、青基色块或者红基色块、绿基色块和蓝基色块等，优选地，本发明实施例一中的第一基色块、第二基色块和第三基色块分别为红基色块、绿基色块和蓝基色块。当然本发明实施例一中的第一基色块、第二基色块和第三基色块也可以采用其他颜色的基色块，只要保证三个第一基色块201-1、201-2和201-3为相同颜色基色块、三个第二基色块202-1、202-2和202-3为相同颜色基色块、三个第三基色块203-1、203-2和203-3为相同颜色基色块即可，在此不再一一列举。

本发明实施例一提供的彩色滤光片可以应用在诸多领域，如2D显示领域或者3D显示领域等。

实施例二

本发明实施例二提供一种液晶显示装置，图3示出了该液晶显示装置的结构示意图，该液晶显示装置包括液晶显示屏10和背光板19，其中液晶显示屏10从下至上依次包括下偏振片18、下基板17、下控制电极16、液晶层15、彩色滤光片14、上控制电极13、上基板12和上偏振片11，其中，本发明实施例二中的彩色滤光片14采用本发明实施例一中的彩色滤光片，即本发明实施例二中的彩色滤光片14上的彩色滤光膜具有如图2所示的结构；并且，在每个像素单元200内，三个第一基色块（第一基色块201-1、201-2和201-3）通过引线电连接、三个第二基色块（第二基色块202-1、202-2和202-3）通过引线电连接、三个第三基色块（第三基色块203-1、203-2和203-3）通过引线电连接。

本发明实施例二提供一种液晶显示装置，在每个像素单元200内，颜色相同的每种基色块的三个基色块直接连接，在普通设计无需更改驱动信号，同时不增加功耗。

鉴于本发明实施例一中已经对彩色滤光片14的结构作了详细描述，在此不再赘述。

本发明实施例二中的上偏振片11设置于上基板12的顶部、下偏振片18设置于下基板17的底部，上偏振片11和下偏振片18可以通过偏振角控制液晶显示屏10的亮/暗状态变化；

上控制电极13和下控制电极16可以有选择地开启或关闭液晶层15来控制光线是否通过对应的彩色滤光片14中的某些像素单元，以控制这些像素单元对应位置处的彩色滤光片14的亮/暗变化状态，从而形成显示图案；

彩色滤光片14设置于上基板12和下基板17之间，可以通过上控制电极13和下控制电极16控制彩色滤光片14中某些像素单元的亮/暗变化状态，以形成所需的显示图案；

本发明实施例二提供的液晶显示装置可以用在2D液晶显示领域，相对于现有技术中采用如图1所示结构的彩色滤光片的液晶显示装置来说，本发明实施例二中的液晶显示装置由于彩色滤光膜中像素数目（即子像素数目）是现有技术中的彩色滤光膜（如图1所示）中的像素数目的3倍，使得本发明实施例二中的液晶显示装置的清晰度明显提高。

此外，本发明实施例中的彩色滤光片不但可以应用在2D液晶显示领域，还可以应用于3D液晶显示领域；与此同时，本发明实施例二中的液晶显示装置还可以包括其他结构，例如光栅。

实施例三

立体（3D）显示技术广泛地应用到各个领域，3D显示发展的主流技术中使用者必须佩戴3D眼镜才能观看到3D画面。但是佩戴眼镜给使用者带来诸多不便，因此裸眼3D液晶光栅显示技术应用而生。目前，裸眼3D液晶光栅主要可以实现在水平和竖直两个方向的3D可视光栅，即水平和竖直双方向均能显示3D图像的双方向液晶光栅显示装置。

现有技术中的双方向液晶光栅显示装置（其截面结构示意图如图4a和4b所示）包括液晶显示屏和光栅，其中该液晶显示屏为现有技术中的液晶显示屏，即其采用如图1所示结构的彩色滤光片；光栅可以采用网格结构，其可以通过控制光栅亮/暗状态变化的控制电路选择在水平方向上和/或竖直方向上形成条形栅栏。

在3D显示领域，根据双眼立体成像理论，两个眼睛分别看到两个不同的二维图像，当经过视网膜将这两个图像传递到大脑时，大脑将传递的两个图像组合并再现出具有深度感和真实感的三维图像。采用如图1所示的彩色滤光片的液晶显示屏存在以下问题：分别对应于左眼和右眼的左图像（L）和右图像（R）面向垂直方向（图4a和图4b中的Z方向）并沿水平方向（图4a和图4b中的X方向）交替布置，如一个像素沿水平方向（图4a和图4b中的X方向）平均分为R（101）、G（102）、B（103）三部分，其中图4a为水平方向上传统立体液晶显示装置的截面示意图，其中图4b为竖直方向上传统立体液晶显示装置的截面示意图；这样，使得左图像（L）的光线仅进入左眼，而右图像（R）的光线仅进入右眼，由此分别观察到所划分的左右2个图像（L,R）,从而获得立体感（如图5a所示），其中，X方向为平行于所述彩色滤光片的方向，Z方向为垂直于所述彩色滤光片的方向。传统双方向立体液晶显示装置通过光栅的交替显示栅栏（即水平方向栅栏和竖直方向栅栏）以及显示屏的图像同时在水平方向和竖直方向的切换，获得双方向的立体显示，图7示出了传统双方向立体液晶显示装置内部像素控制电极连接的结构示意图，其中S线（即S1、S2、S3、S4、S5和S6）为数据线，C线（即C1、C2和C3）为扫描线。传统液晶光栅有时会发生R、G或B的一部分被光栅的设置或厚度阻挡的情况，导致在竖直方向看3D效果比较好，图像串扰较低且无偏色情况（如图5c和6b所示）；而在水平方向容易发生偏色（即R、G和B显示面积的比例不同）的问题，同时出现严重的图像串扰（如图5b和6a所示，其中铺满图5a和图5b整幅图的灰色为图的底色，不应理解为影响图5a和图5b视图的色彩），其中，图6a中的阴影部分区域M和N示出了因光栅设置或厚度阻挡而导致观察者无法看到的区域，图6b中的阴影部分区域与此类似。

本发明实施例三提供一种立体液晶显示装置，能够很好的解决上述现有技术中立体液晶显示装置在水平方向上发生偏色的问题，该立体液晶显示装置在水平方向和竖直方向均能获得较好的图像质量。图8a和图8b分别示出了示出了该立体液晶显示装置在水平方向和在竖直方向上的截面结构示意图。与本发明实施例二中的液晶显示装置不同的是，本发明实施例三中的液晶显示装置还包括光栅20，如图8a和8b所示,其中图8a为水平方向上本发明实施例三的立体液晶显示装置的截面示意图，其中图8b为竖直方向上本发明实施例三的立体液晶显示装置的截面示意图。为简化起见，在此仅描述本发明实施例三与本发明实施例二的不同之处，本发明实施例三与实施例二的相同之处可以参见本发明实施例二的描述，在此不再赘述。

本发明实施例三中的光栅20位于显示屏10中的上偏振片11之上。光栅20可以采用网格结构，也可以采用其他结构，本领域技术人员可以根据具体设计需求采用不同结构的光栅，本发明对此不作限定。需要说明的是，可以通过控制光栅亮/暗状态变化的控制电路使本发明实施例三中的光栅40在一个方向上形成明暗相间的光栅，例如，可以使光栅40在形成水平方向的光栅和或者形成垂直方向的光栅。

可以通过本发明实施例三中的上偏振片11和下偏振片18的偏振角控制液晶显示屏10的亮/暗状态变化，以使光栅20的图案实现可视化。

本实施例中，可以通过上控制电极13和下控制电极16控制彩色滤光片14中的像素单元的亮/暗状态发生转变，以形成所需要的立体显示图案。

本发明实施例三中的显示屏10可以为平板显示器、薄膜晶体管显示器(TFT-LCD)、场致发射显示器（FPD）以及等离子体显示板（PDP）等。

为详细说明本发明实施例三提供的立体液晶显示装置，以下结合附图8a~11c对该液晶显示装置的工作原理进行详细说明。

图10a~10c示出了本发明实施例三提供的立体液晶显示装置内部像素控制电极连接的结构示意图及其局部放大示意图，其中S线（即S1、S2、S3、S4、S5和S6）为数据线，C线（即C1、C2和C3）为扫描线

首先，通过控制上控制电极13和下控制电极16控制光栅20形成如图8a和8b所示的液晶视差光栅，该液晶视差光栅形成在水平方向上相互平行的栅栏，本发明实施例三中的第一基色块可以为红基色块，第二基色块可以为绿基色块，第三基色块可以为蓝基色块（参见图2所示）。参见图9a～9c所示，当视线偏离中心位置时，右眼可以看到左眼的图像、左眼可以看到右眼的图像的R/G/B三种颜色，并且三种颜色的基色块的面积增加或者减少的比例相同，使得整体看到的图案仍然是白色，不会导致偏色。其中，图9b和图9c中的阴影部分区域与图6a和图6b中的阴影部分区域类似，均为因光栅设置或厚度阻挡而导致观察者无法看到的区域。

可见，本发明实施例三提供的立体液晶显示装置无论在水平方向还是竖直方向都不会由于因光栅设置或厚度阻挡而导致观察者看到的部分区域中三基色（如R、G和B）显示面积的比例不同而产生的偏色，所以能够在水平方向和竖直方向均能获得很好的图像质量。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种彩色滤光片，所述彩色滤光片包括基板和彩色滤光膜，其特征在于，所述彩色滤光膜由若干个像素单元组成，每个所述像素单元包括三个第一基色块、三个第二基色块和三个第三基色块，三个所述第一基色块、三个所述第二基色块和三个所述第三基色块在一个所述像素单元内排列成3×3矩阵结构；且在每个所述像素单元中，属于不同行的所述第一基色块位于不同列、属于不同行的所述第二基色块位于不同列、属于不同行的所述第三基色块位于不同列。

2.根据权利要求1所述的彩色滤光片，其特征在于，所述第一基色块、第二基色块和所述第三基色块分别为红基色块、绿基色块和蓝基色块。

3.一种液晶显示装置，所述液晶显示装置包括背光板和液晶显示屏，所述液晶显示屏从下至上依次包括下偏振片、下基板、下控制电极、液晶层、彩色滤光片、上控制电极、上基板以及上偏振片，其特征在于，所述彩色滤光片具有如权利要求1或2所述的结构；且在每个所述像素单元内，三个所述第一基色块通过引线电连接、三个所述第二基色块通过引线电连接、三个所述第三基色块通过引线电连接。

4.根据权利要求3所述的液晶显示屏，其特征在于，所述液晶显示装置还包括位于所述上偏振片之上的光栅。