CN102998835A

CN102998835A - 液晶显示装置

Info

Publication number: CN102998835A
Application number: CN2011103060388A
Authority: CN
Inventors: 林志宾; 吴昭慧
Original assignee: Hannstar Display Corp
Current assignee: Hannstar Display Corp
Priority date: 2011-09-08
Filing date: 2011-09-29
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2031-09-29
Also published as: TWI454795B; CN102998835B; TW201312214A; US8804076B2; US20130063683A1

Abstract

本发明公开了一种液晶显示装置，其包括一液晶面板。液晶面板具有复数个画素区，且液晶面板包括一第一基板、一第二基板、一液晶层以及一光吸收层。第二基板与第一基板相对设置，且液晶层设于第一基板与第二基板之间。光吸收层设于画素区中的第一基板与第二基板之间，且光吸收层系用于吸收频率范围介于380奈米与560奈米之间的一入射光线。借此，可降低场色序型液晶显示装置操作在反射模式或微反射模式下的色偏。

Description

液晶显示装置

技术领域

本发明涉及一种液晶显示装置，尤其涉及一种场色序型(field-sequential-color)液晶显示装置。

背景技术

液晶显示装置中显示色彩的混色(color mixture)方式，可以分为空间混色和时间混色两种。空间混色为目前液晶显示装置主要的混色方式，以薄膜晶体管液晶显示装置(Thin Field Transistor Liquid Crystal Display，TFT-LCD)为例，每一显示画素均由红(R)、绿(G)、蓝(B)三个子画素所构成，且红、绿、蓝子次画素均具有分别对应的红色滤光片、绿色滤光片、蓝色滤光片。通过各显示画素的红、绿、蓝子画素的混色，可使人类的视觉系统观看到彩色的显示画面。时间混色为一种不需使用彩色滤光片的混色方式，其利用色序法(Color Sequential Method)，让红、绿、蓝的光源分别依序在三个不同时间通过液晶面板来进行混色，通过人眼的视觉暂留(photogene)现象，让人类的视觉系统感知混色的效果。因此，利用时间混色显示出彩色画面的场色序型液晶显示装置具有下列优点：(1)相较传统有彩色滤光片的液晶显示装置须由三个红、绿、蓝色子画素组成一个画素，场色序型液晶显示装置的画素将可缩小，而提高液晶显示装置解析度，或维持原解析度而减少薄膜晶体管基板的成本。(2)由于无需设置彩色滤光片，因而将降低液晶显示装置的生产成本。

由于场色序型液晶显示装置未设置彩色滤光片，因此相较于传统液晶显示装置，场色序型液晶显示装置具有较高的穿透率。借此，场色序型液晶显示装置可具有一微反射模式，亦即关闭背光系统，且使用在室外的日光环境下。于此情况下，场色序型液晶显示装置通过背光模块来反射日光的光线，以显示出画面，因此其液晶面板中不一定需设置反射电极来反射光线。然而，由于平均日光D65的连续频谱强度分布的蓝绿色区较其它颜色区域为大，因此当场色序型液晶显示装置以日光为光源时，亦即操作在反射模式时，或是将背光系统关闭下微反射模式下，在一定视角下容易显示出偏蓝绿色的画面，经实际量测，此色偏现象尤其是在显示高灰阶画面的情况下更加明显，亦即在液晶分子约略平行于液晶面板的出光面的情况下，光学补偿弯曲(OCB)型液晶显示装置容易显示出具有色偏的画面。并且，在高灰阶的情况下视角越大，色偏的情况越严重。

有鉴于此，在反射模式或是微反射模式，以环境光源作为主光源下，降低场色序型液晶显示装置的色偏实为业界努力的目标。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种液晶显示装置，以降低场色序型液晶显示装置操作在反射模式或微反射模式下的色偏。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种液晶显示装置。液晶显示装置包括一液晶面板。液晶面板具有多个画素区，且液晶面板包括一第一基极、一第二基板、一液晶层以及一光吸收层。第二基板与第一基板相对设置，且液晶层设于画素区中的第一基板与第二基板之间。光吸收层设于第一基板与第二基板之间，且光吸收层用于吸收频率范围介于380奈米与560奈米之间的一光线。

本发明所提供的液晶显示装置通过于第一基板与第二基板之间设置光吸收层可有效降低液晶显示装置操作于反射模式或是微反射模式时的色偏。

附图说明

图1是本发明第一优选实施例的液晶显示装置的剖面示意图。

图2是本发明第二优选实施例的液晶显示装置的剖面示意图。

图3是本发明第三优选实施例的液晶显示装置的剖面示意图。

图4是本发明第四优选实施例的液晶显示装置的剖面示意图。

其中，附图标记说明如下：

100 液晶显示装置 102 液晶面板

104 时序控制背光模块 104a 出光面

104b 导光板 104c 反射板

106 画素区 106a 穿透区

106b 反射区 108 第一发光组件

110 第二发光组件 112 第三发光组件

114 第一基板 116 第二基板

118 液晶层 118a 液晶分子

120 光吸收层 122 黑色矩阵

126 透明电极 128 共通电极

200 液晶显示装置 202 光吸收层

202a 第一彩色滤光片 202b 第二彩色滤光片

204 时序控制背光模块 300 液晶显示装置

302 光吸收层 400 液晶显示装置

402 反射电极

具体实施方式

请参考图1，图1是本发明第一优选实施例的液晶显示装置的剖面示意图。如图1所示，液晶显示装置100包括一液晶面板102以及一时序控制背光模块104，其中时序控制背光模块104具有一出光面104a，且液晶面板102设于时序控制背光模块104的出光面104a上。时序控制背光模块104用于依一定时序于不同时间点提供不同颜色的光线。换言之，本发明的时序控制背光模块104利用色序法技术在极短时间内依序提供液晶面板102不同颜色的背光源，通过时间性混色来取代传统空间混色的作法，使得液晶面板102不需再利用不同颜色的彩色滤光片来进行混光，借此可节省掉用于混光的彩色滤光片的昂贵成本。因此，本实施例的液晶显示装置100为一场色序型液晶显示装置。并且，液晶面板102具有多个画素区106，且各画素区106系为一穿透区，使液晶面板为一穿透式液晶面板。各画素区106并非由多个子画素区所构成，且各画素区106本身即可搭配时序控制背光模块的时序在不同时序分别提供呈现红色画面、绿色画面与蓝色画面。在本实施例中，时序控制背光模块104为直下式，并包括至少一第一发光组件108用以提供第一颜色光线、至少一第二发光组件110用以提供第二颜色光线、至少一第三发光组件112用以提供第三颜色光线、一导光板104b以及一反射板104c，其中第一发光组件108、第二发光组件110与第三发光组件112设于导光板104b下，且反射板104c设于导光板104b、第一发光组件108、第二发光组件110与第三发光组件112下，以用于反射光线。第一发光组件108、第二发光组件110与第三发光组件112可选用可产生不同颜色光线的发光二极管组件，例如红光发光二极管组件、绿光发光二极管组件与蓝光发光二极管组件，然而本发明的应用并不以此为限，而可利用其它可产生不同颜色光线的发光组件并依一定时序提供不同颜色光线。于本发明的其它实施例中，反射板104可为一反射薄膜。并且，时序控制背光模块104亦可为侧光式。

此外，液晶面板102包括一第一基板114、一第二基板116、一液晶层118以及一光吸收层120。第一基板114与第二基板116系彼此相对设置，且第一基板114设于时序控制背光模块104与第二基板116之间。液晶层118设于第一基板114与第二基板116之间，且液晶层118包括多个液晶分子118a，例如。于本实施例中，第一基板114为具有扫描线、数据线、薄膜晶体管、画素电极等液晶面板必要的组件的一数组基板，在此不再对液晶面板102必要的组件多加赘述，且第二基板116为例如玻璃、塑料或石英等透明基板所构成。并且，本实施例的液晶面板102优选为一光学补偿弯曲(opticalcompensated bend，OCB)型的液晶面板，以具有足够快的反应时间与时序控制背光模块104相搭配。

值得注意的是，光吸收层120设于各画素区106中，并位于第一基板114与第二基板116之间，以用于吸收经反射后出射光线强度频谱，其范围介于380奈米与560奈米波段，亦即可用于吸收蓝绿色光线。借此，当日光穿透第二基板116后，部分光线会穿过光吸收层120，使蓝绿色光线的部分能量可被光吸收层120吸收，然后受到第二基板116反射的光线亦会再次穿过光吸收层120，而再次被光吸收层120吸收，以减少频率范围介于380奈米与560奈米之间的光线能量。因此，从第二基板116外侧射出的光线不会具有偏蓝绿色。于本实施例中，光吸收层120位于第二基板116与液晶层118之间，并覆盖第二基板116，以吸收穿透的部分蓝绿色光线，但不限于此，亦可仅覆盖各画素区106的第二基板116或部分遮蔽各画素区106的第二基板116。并且，本实施例的光吸收层120由具有单一颜色的一彩色滤光片所构成，例如红色彩色滤光片、黄色彩色滤光片或橙色彩色滤光片，但本发明不限于此。

于本实施例中，液晶面板102另包括一黑色矩阵122、多个透明电极126以及一共通电极128。黑色矩阵122设于各画素区106之间，以用于遮蔽第一基板114中的部分组件，且光吸收层120延伸至与黑色矩阵122重迭。各透明电极126设于各画素区106中的第一基板114与液晶层118之间，以作为画素电极，并让光线得以穿透。本实施例的共通电极128设于光吸收层120与液晶层118之间，但不限于此，亦可设于光吸收层120与第二基板116之间。

由上述可知，当本实施例的液晶显示装置100关闭时序控制背光模块104以操作于一微反射模式下，环境光可穿透液晶面板102与导光板104b，而被反射板104c反射，以作为液晶显示装置100的光源，进而显示出画面。值得注意的是，本实施例的液晶显示装置100通过于第二基板116与液晶层118之间设置光吸收层120，来过滤偏蓝绿色的光线，以降低液晶显示装置100所显示出画面的色偏，且液晶显示装置100可显示出正常的画面。

本发明的光吸收层并不限由单一层彩色滤光片所构层，亦可由多层彩色滤光片的堆栈所构成。并且，为了简化说明并突显各实施例或变化形之间的差异，下文中使用相同标号标注相同组件，并不再对重复部分作赘述。请参考图2，图2是本发明第二优选实施例的液晶显示装置的剖面示意图。如图2所示，相较于第一实施例，本实施例的液晶显示装置200的光吸收层202包括一第一彩色滤光片202a与一第二彩色滤光片202b，且时序控制背光模块204为侧光式。其中，第一彩色滤光片202a与第二彩色滤光片202b堆栈于第二基板116与液晶层118之间，第一彩色滤光片202a具有一第一颜色，且第二彩色滤光片202b具有一第二颜色，而第一颜色与第二颜色的混合可吸收频率范围介于380奈米与560奈米之间的光线。在本实施例中，第一颜色与第二颜色分别为红色与蓝色，但本发明不限于此，亦可互换，或者为其它颜色。并且，第一发光组件108、第二发光组件110与第三发光组件112系设于导光板的丨侧，而非设于导光板下。

本发明的光吸收层亦不限位于第二基板与液晶层之间，亦可位于第一基板与液晶层之间。请参考图3，图3是本发明第三优选实施例的液晶显示装置的剖面示意图。如图3所示，相较于第一实施例，本实施例的液晶显示装置300的光吸收层302位于第一基板114与液晶层118之间，且覆盖第一基板114。于本实施例中，光吸收层302位于透明电极126与液晶层118之间，但不限于此，亦可位于透明电极与第一基板114之间。于本发明其它实施例中，光吸收层302可仅覆盖各画素区106的第一基板114或部分遮蔽各画素区106的第一基板114。并且，光吸收层302可由多层具有不同颜色的彩色滤光片的堆栈所构成。

本发明的液晶面板不限为一穿透式液晶面板，亦可为一半穿透半反射式液晶面板。请参考图4，图4是本发明第四优选实施例的液晶显示装置的剖面示意图。如图4所示，相较于第一实施例，本实施例的液晶显示装置400的各画素区106具有一穿透区106a与一反射区106b，且液晶面板102还包括一反射电极402，设于反射区106b中的第一基板114与液晶层118之间。本实施例的透明电极126设于穿透区106a中的第一基板114与液晶层118之间。借此，本实施例的液晶显示装置400可在关闭时序控制背光模块104时操作于一反射模式，以提高显示画面的亮度。于本发明其它实施例中，光吸收层120亦可设于反射电极402与液晶层118之间，且亦可进一步延伸至透明电极126上。

此外，本发明并不限于通过于第一基板与第二基板之间设置光吸收层来降低场色序型液晶显示装置的色偏，亦可利用改变部分灰阶或利用开启时序控制背光模块中部分颜色的发光组件，来降低色偏。改变部分灰阶的方法可为当液晶显示装置操作在反射模式时控制部分的画素区的液晶分子，以低灰阶显示，进而利用空间上的混合来降低视角上的色偏。或者，改变部分灰阶的方法亦可为建立一组对照表对应于反射模式，以于反射模式下显示出低色偏的画面，或设置一组电阻电连接至各画素电极对应于反射模式，以降低灰阶。另外，开启时序控制背光模块的方法可通过开启可补偿频率范围介于380奈米与560奈米之间的光线的颜色，以降低色偏，例如开启红色发光组件或同时开启红色发光组件与蓝色发光组件，即可进行颜色补偿。

以下将进一步说明本发明的液晶显示装置降低色偏的功效，且以第一实施例的液晶显示装置为例来做说明。请参阅表1与表2，表1为液晶显示装置于视角为0度时在不同条件下的C.I.E.(Commission Internationale del′clairage)1960色度坐标值，且表2为液晶显示装置于视角为30度时在不同条件下的C.I.E.1960色度坐标值。其中，基准点为色温为6500K的日光在C.I.E.1960色度坐标值；条件1为液晶显示装置未设有光吸收层且灰阶为0的情况；条件2为液晶显示装置未设有光吸收层且灰阶为255的情况；条件3为液晶显示装置设有红色彩色滤光片且灰阶为255的情况；条件4为液晶显示装置设有红色彩色滤光片与蓝色彩色滤光片的堆栈且灰阶为255的情况；条件5为液晶显示装置开启红色发光组件且灰阶为255的情况；以及条件6为液晶显示装置开启红色发光组件与蓝色发光组件且灰阶为255的情况。如表1所示，在视角为0度的情况下，条件2与基准点的距离大于条件3与基准点的色偏值以及条件4与基准点的色偏值，且条件4与基准点的色偏值更小于0.003，因此于液晶显示装置中设置红色彩色滤光片可有效降低色偏，并且使用红色彩色滤光片与蓝色彩色滤光片的堆栈更可进一步降低色偏至小于0.003。再者，条件5与基准点的色偏值以及条件6与基准点的距离亦小于条件2与基准点的色偏值，因此通过开启红色发光组件或同时开启红色发光组件与蓝色发光组件来进行颜色补偿，亦可有效降低色偏。此外，如表2所示，在视角为30度的情况下，条件3、4、5、6与基准点的距离亦小于条件2与基准点的色偏值，且条件4、6与基准点的色偏值更等于0.003，因此于液晶显示装置中设置红色彩色滤光片与开启红色发光组件可有效降低色偏，并且使用红色彩色滤光片与蓝色彩色滤光片的堆栈与同时开启红色发光组件与蓝色发光组件更可将色偏降低至0.003。

表1

表2

综上所述，本发明的液晶显示装置通过于第一基板与第二基板之间设置光吸收层、改变部分灰阶或开启时序控制背光模块中部分颜色的发光组件可有效降低液晶显示装置操作于反射模式或是微反射模式时的色偏。

以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims

1.一种液晶显示装置，其特征在于，包括：

一液晶面板，具有多个画素区，且该液晶面板包括：

一第一基板；

一第二基板，与该第一基板相对设置；

一液晶层，设于该第一基板与该第二基板之间；以及

一光吸收层，设于该多个画素区中，并位于该第一基板与该第二基板之间，且该光吸收层用于吸收频率范围介于380奈米与560奈米之间的一光线。

2.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，该光吸收层位于该第一基板与该液晶层之间。

3.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，该光吸收层位于该第二基板与该液晶层之间。

4.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，该光吸收层覆盖该多个画素区。

5.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，还包括一时序控制背光模块，用于依一定时序在不同时间点提供不同颜色的光线，且该第一基板设在该时序控制背光模块与该第二基板之间。

6.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，各该画素区为一穿透区。

7.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，各该画素区具有一穿透区与一反射区。

8.如权利要求7所述的液晶显示装置，其特征在于，该液晶面板还包括一反射电极，设在该反射区的该第一基板与该液晶层之间。

9.如权利要求8所述的液晶显示装置，其特征在于，该光吸收层位于该液晶层与该反射电极之间。

10.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，该光吸收层由具有一颜色的一彩色滤光片所构成。

11.如权利要求10所述的液晶显示装置，其特征在于，该颜色为红色。

12.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，该光吸收层包括具有一第一颜色的一第一彩色滤光片以及具有一第二颜色的一第二彩色滤光片，且该第一彩色滤光片与该第二彩色滤光片堆栈在该第一基板与该第二基板之间。

13.如权利要求12所述的液晶显示装置，其特征在于，该第一颜色为红色，且该第二颜色为蓝色。

14.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，该液晶面板还包括一黑色矩阵，设在该第二基板与该液晶层之间，且该光吸收层延伸至与该黑色矩阵重迭。