CN1892369B - 显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种显示装置，目的在于控制液晶显示装置等的白色色温。从红、绿、蓝3色的各像素射出的光最大时为白色，通过使像素的电极形状不同来控制此时来自各像素的光量，控制白色的色温。或者，通过使按像素设置的遮光膜的形状不同，控制来自各像素的射出光，控制白色色温。遮光膜既可以是像素电极的形状，也可以是与像素电极不同的遮光图形，还可以是黑矩阵的开口面积。

Description

显示装置
技术领域
本发明涉及显示装置，尤其涉及应用于包括具有RGB3原色像素的液晶显示板的液晶显示装置有效的技术。
背景技术
以往，显示装置中有具备可彩色显示的液晶显示板的液晶显示装置。上述可彩色显示的液晶显示装置，近年来，在例如液晶电视、PC(Personal Computer)用液晶显示器、PDA或便携式电话的显示器等领域被广泛应用。
上述彩色显示用液晶显示板(以下，称为彩色液晶板)，为例如在阵列状地配置有TFT(Thin Film Transistor)和像素电极的第1基板(TFT基板)，和在与上述像素电极相对的位置配置有R(红)、G(绿)、B(蓝)滤色片的第2基板(滤色片基板)之间，封入液晶材料的显示板。此时，在上述彩色液晶板的1点(显示像素)，将配置有红色滤色片的R像素、配置有绿色滤色片的G像素、以及配置有蓝色滤色片的B像素构成为1组。
另外，为改善上述彩色液晶板的视角，例如提出将各像素的像素电极方向设置为多个方向的显示板(例如，参照专利文献1)。
【专利文献1】美国专利第6256081号说明书。
发明内容
以往的液晶显示装置，一般上述R像素、G像素、B像素的光透过的区域面积相同，通过按像素进行灰度控制来表现各种各样的色调。
此时，最高亮度的白色，通过R像素的最高亮度状态、G像素的最高亮度状态、B像素的最高亮度状态的合成得到。这种白色的程度(例如偏红、偏蓝等)，由色温这样的指标表现，由R像素、G像素、B像素中亮度的平衡决定。并且，由于该色温与图像的外观直接联系，所有需要根据产品的使用用途、顾客要求高精度地设定作为技术条件(spec)表示的预定值。
结果，需要分开制造只是色温值不同其他特性大体同等的大量产品。此时，在色温规格与产品大小1∶1对应的情况下，容易进行后面的辨别。但相反，有时同一尺寸存在多个色温规格。此时，例如制造管理计算机的故障等导致制造工序中混杂有色温不同的规格的板时，有时难以确定混杂的板。
本发明的目的之一是提供高精度地调整了色温的显示装置。
另外，本发明的其他目的是提供能够容易确定色温规格的显示装置。
本发明的上述及其他目的和新特征，将通过本说明书的记述及附图得到明确。
本申请公开的发明的概略如下。
(1)一种显示装置，包括对应第1颜色的像素，对应第2颜色的像素，以及对应第3颜色的像素，其中，上述3个像素的任意一个，为配置有与其他像素形状不同的金属图形的特定像素。
(2)在上述方案(1)所述的显示装置中，上述金属图形与其他金属图形在俯视图中分开。
(3)在上述方案(1)所述的显示装置中，上述特定像素的像素电极，比其他像素的像素电极小。
(4)在上述方案(3)所述的显示装置中，在上述特定像素，上述金属图形因减小像素电极，被配置在与其他像素相比像素电极形状不同的区域。
(5)在上述方案(1)至(3)的任意一个所述的显示装置中，具有与上述像素电极在俯视图中重叠的公共电极，像素电极具有开口部，该开口部在像素电极小的像素比其他像素小。
(6)在上述方案(4)所述的显示装置中，具有与上述像素电极在俯视图中重叠的公共电极，并具有与邻接上述金属图形部的其他像素的公共电极电连接的桥布线。
(7)一种显示装置，包括具有第1颜色的滤色片的第1像素、具有第2颜色的滤色片的第2像素、具有第3颜色的滤色片的第3像素，上述各像素具有与上述滤色片相对的像素电极，上述各像素电极为具有多个缝隙，其中，上述第1像素的像素电极的外形面积，比上述第2像素的像素电极的外形面积小。
(8)在上述方案(4)所述的显示装置中，上述第1像素的金属层的面积比上述第2像素的金属曾面积大。
(9)在上述方案(7)或(8)所述的显示装置中，具有与上述像素电极在俯视图中重叠的公共电极，该公共电极与上述像素电极的缝隙部在俯视图中重叠地形成，上述第1像素的像素电极的缝隙的总面积，比上述第2像素的像素电极的缝隙总面积小。
(10)在上述方案(7)至(9)的任意一个所述的显示装置中，上述第1像素的像素电极的缝隙的位置与上述第2像素的像素电极的缝隙位置不同。
(11)在上述方案(7)至(9)的任意一个所述的显示装置中，，上述第1像素的像素电极的缝隙数量，比上述第2像素的像素电极的缝隙数量少。
(12)在上述方案(7)至(9)的任意一个所述的显示装置中，上述第1像素的像素电极的缝隙宽度，比上述第2像素的像素电极的缝隙宽度窄。
(13)在上述方案(7)至(9)的任意一个所述的显示装置中，上述第1像素的像素电极的缝隙间隔，比上述第2像素的像素电极的缝隙间隔宽。
(14)在上述方案(7)至(9)的任意一个所述的显示装置中，上述第1像素的像素电极的缝隙角度，与上述第2像素的像素电极的缝隙角度不同。
本发明的显示装置，通过做成方案(1)这样的结构，控制颜色不同的像素间的光射出量的平衡。此时，通过光学处理能够正确地控制上述金属形状，因此实现色温的正确控制。
另外，由于作为特征的金属图形残留于像素，所以可以根据对应于何种颜色的像素中有该金属图形，容易地区别色温的规格。
另外此时，如方案(2)那样图形在俯视图中分开时，规格的区别更容易。特别是，基于图形识别的自动判定变容易。
另外，如方案(4)那样，通过与减小了像素电极的区域相关联地配置金属图形，可以进一步将该金属图形兼用于其他目的，实现面积的有效利用。其一例为方案(6)的情况，由此实现画质的提高。
另外，做成方案(5)那样的结构时，在像素电极和公共电极间形成电容。优选的是，该电容在像素间尽量接近相同的值。这是为防止发生TFT写入特性的像素间差异。像素电极小的像素中，电容比其他像素小。所以，在像素电极设置开口部，使该开口部面积在像素电极小的像素中比其他像素中小。由此，可降低像素间的像素电极面积差，能降低电容差。
另外，方案(7)为具有方案(1)至方案(4)这样的结构的显示装置的一具体例子，可得到与方案(1)同等的效果。
另外，方案(9)为具有方案(5)这样的结构的显示装置的一具体例子，可得到与方案(5)同等的效果。
另外此时，方案(9)也可以通过将例如方案(10)至方案(14)中的一个或多个组合来实现。
附图说明
图1是表示用于本发明显示装置的显示板一例的俯视图。
图2是图1的A-A’线剖视图。
图3是表示用于本发明的显示装置的显示板像素的一例的图。
图4是表示用于本发明的显示装置的显示板像素的一例的图。
图5是表示用于本发明的显示装置的显示板像素的一例的图。
图6是图5的B-B’线剖视图。
图7是图5的C-C’线剖视图。
图8是图5的D-D’线剖视图。
图9是表示用于本发明的显示装置的显示板像素的一例的图。
图10是表示用于本发明的显示装置的显示板像素的一例的图。
图11是表示用于本发明的显示装置的显示板像素的一例的图。
图12是表示用于本发明的显示装置的显示板像素的一例的图。
图13是表示用于本发明的显示装置的显示板像素的一例的图。
图14是图13的局部放大图。
图15是表示用于本发明的显示装置的显示板像素的一例的图。
图16是表示用于本发明的显示装置的显示板像素的一例的图。
图17是变形例的示意图。
图18是变形例的示意图。
具体实施方式
以下，关于本发明，参照附图详细说明。
另外，在附图中，对具有同一功能的部分标记同一符号，省略对其的反复说明。
〔实施例1〕
作为显示装置的一例以以下液晶显示装置为例进行说明。
图1是表液晶显示板的概略结构的示意俯视图，图2是图1的A-A’线剖视图。
液晶显示装置例如图1及图2所示，具备用环状的密封材料3粘结有第1基板1和第2基板2，在由上述各基板1、2及密封材料3包围成的空间封入了液晶材料4的液晶显示板。另外，省略图示，除上述液晶显示装置在液晶显示板之外，还具备例如光源(背光单元)、设置有进行液晶显示板的显示控制的时序控制器等电路的电路基板、安装有液晶显示板的驱动用的驱动IC的TCP(Tape Carrier Package)或COF(Chip On Film)等半导体封装(package)等。
以下，为了进行说明，第1基板1例如为阵列状地配置有TFT元件、像素电极的TFT基板，第2基板2为滤色片基板。
图3为表示TFT基板1的一结构例的示意俯视图。在TFT基板1，被栅极线102及漏极线107所包围的区域为像素区域。来自漏极线的信号经由TFT元件，供给像素电极110。
另一方面，图3示出作为对应红色的R、对应绿色的G、对应蓝色的B，在重叠有CF基板2时TFT基板1中哪个像素对应何种颜色。
并且在图3中，作为一例，金属图形500配置于R像素。这种情况下，由于由R像素射出的光的量降低，作为R、G、B的平衡显示的白色被调整至偏蓝色。并且，这个金属图形500由于是在TFT基板的制造工序中形成的，因此可以通过光学处理高精度地控制形状。并且，由于是金属材料，所以与透明材料和有机膜相比能够降低蚀刻时的工序尺寸差异，因此更高精度地实现形状控制。由此，实现色温的高精度控制。
另外，在减少光射出量的颜色的像素中，直接形成有金属图形500，因此可以直接判别是希望将色温规格作成什么样的板。
即使在与滤色片基板2成为一体前的状态下，由于在设计阶段唯一地决定了哪个像素对应何种颜色，因此可以直接判断。此时，观察周边部的像素就可更容易地进行判断。
图4为在G像素也设置有金属图形501的例子，其形状与R像素的金属图形500不同。借助于此，进一步实现色温的微调整。图4中金属图形501在像素内的相对位置与金属图形500不同。这是为了使基于图形识别的规格判断变得容易，水平方向、上下方向的任意一者或二者错开地构成金属图形是有效的。
图5为TFT基板1其他的结构例。图6表示图5的TFT基板1一侧的B-B’剖视图，图7表示C-C’剖视图。图5至图7所示的TFT基板1，在玻璃基板等透明基板101上方设置有栅极线102、公共电极103、以及公共信号线104a等。另外，在上述栅极线102、公共电极103等的上层，经由第1绝缘膜105，设置非晶硅膜106、漏极线107，源极电极108。上述TFT元件，由栅极线102、第1绝缘膜105、非晶硅膜106、漏极线107以及源极电极108构成。
另外，在上述漏极线107、源极电极108等的上层，经由第2绝缘膜109，设置有像素电极110。像素电极110例如图6所示，通过通孔与源极电极108连接。另外，像素电极110例如图5所示，以上述漏极线107延伸方向的中心为界线，上侧设置有沿第1方向延伸的缝隙110s，下侧设置有沿第2方向延伸的缝隙100s。当然，缝隙110s的延伸方向也可以为同一方向。另外，在上述第2绝缘膜109及像素电极110上方，设置有定向膜111。
图8为图5的D-D’线剖视图。TFT基板1及滤色片基板2的背面，即与液晶层4相反侧的面分别设置有偏光板6、7。
滤色片基板2例如图6至图8所示，在玻璃基板等透明基板201上方的与上述TFT基板1的像素电极110相对的位置，设置有滤色片202。此时，作为不同颜色的滤色片组合的一例，上述各滤色片202分别对应红、绿、蓝，形成202(R)、202(G)、202(B)。上述各滤色片202(R)、202(G)、202(B)，如图8所示，可以被黑矩阵203分割地构成。在上述滤色片202和黑矩阵203上，设置有保护膜204和定向膜205。另外，在滤色片基板2的背面，即透明基板201的设置有滤色片202的面的背侧，设置有例如透明电极206和偏光板7。此时，设置在滤色片基板2的偏光板7，与设置在TFT基板1的偏光板6成对。
使用RGB三原色进行彩色显示的显示装置，以R像素、G像素、B像素的组合为一个显示像素，通过控制上述各显示像素的灰度，再现各种各样的颜色。
在图5所示的TFT基板1，将使得光射不出的区域的金属图形104b配置于特定颜色的像素(R像素)，从而实现色温控制。并且，该金属图形104b区域由于为光射不出的区域，直接成为无效区域。所以，将该金属图形104b配置在像素端部，并且在该区域沿金属图形104b缩小了像素电极110的形状。由此，通过在该区域配置后述的桥布线112，对开口率无影响地实现亮度不均的降低。
另外，在图5中，在纸面左右方向排列的上述R像素、G像素、B像素的公共电极103，如图5及图7所示，通过与上述公共信号线104a连接被公用。
另外此时，如图5及图7所示的，只有上述R像素的公共电极103，经由设置在与上述像素电极110相同层的桥布线112，与图5中在纸面上下方向排列的其他R像素的公共电极103电连接。此时，在上述各R电极，通过通孔与上述桥布线112连接，并且设置有与上述公共电极103连接的金属图形(电极垫)104b。这样，通过用上述桥布线112将上述在纸面上下方向排列的R像素的公共电极103相互连接，不仅可以使供给上述在纸面左右方向排列的像素的公共电极103的电位稳定，也可以使供给在纸面上下方向排列的像素的公共电极103的电位稳定。
图9为使用了图5的TFT基板1的显示装置的一例，为从滤色片基板2侧看的俯视图。202(R)为形成有R滤色片的区域，202(G)为形成有G滤色片的区域，202(B)为形成有B滤色片的区域。203为遮光膜(黑矩阵)，与各像素对应地具有开口部，遮光层端部与滤色片端部重叠。并且，R像的素光透过的区域为113，G像素的光透过的区域为114，B像素的光透过的区域为115。
在这样的显示装置中，如图9所示，R像素的光透过的区域113的面积，比G像素的光透过的区域114的面积和B像素的光透过的区域115的面积小。
另外，TFT基板1的各像素例如图5和图8所示，在公共电极103上方层叠有像素电极110。在俯视图中像素电极110与公共电极103为重叠的形状。由此，由公共电极103、第1绝缘膜105及第2绝缘膜109、像素电极110形成电容元件。
在图5所示的例子中，由R像素的像素电极110的外缘包围的面积比B像素及G像素的该面积小。这样，上述R像素、上述G像素及B像素的像素电极110的大小不同时，在上述R像素的电容值与上述G像素和B像素的电容值之间产生差，利用写入TFT各像素电极110的电压产生差。当这个电压差的产生方法每像素不同时，公共电极的电压最佳值在每像素不同，因此容易发生残像和污迹(smear)。所以，优选的是，在上述各像素的像素电极110设置缝隙和开口部，使像素电极110的面积在R像素、G像素、B像素中接近。这是因为由此产生的上述R像素的电容值、上述G像素的电容值及B像素的电容值的差变小。
这作为一例，如图5所示，可以通过使R像素(配置有金属图形的特定的像素)的缝隙110s部或开口部的面积比其他像素的小来实现。这是因为，像素电极110与公共电极103的重叠面积，概略地通过从像素面积的外延部内的面积减去缝隙110s部或开口部的值来确定。
另外，在图5中，在像素中央部的像素电极的缝隙110s的长度，在R像素(配置有金属图形104b的特定像素)与其他像素中不同。这个中央部为方向不同的缝隙混杂的区域。在这个区域，通过调整缝隙110s的长度，可以实现无效区域的降低，有效利用像素。
图10至图14为用于说明像素电极缝隙设置方法其他意图的示意图。另外，G像素和B像素的缝隙由于可以为同一图形，因此在图10至图14中省略B像素的图示。图10为各像素电极缝隙位置相同时的俯视图的例子。图11为各像素电极的缝隙数不同时的俯视图的例子。图12为各像素电极的缝隙角度不同时的俯视图的例子。图13为使各像素电极缝隙的几个开放时的俯视图的例子。图14为图13局部放大俯视图。
在图5公开的结构中，具有这样的特征：
(A)使R像素的开口率比其他G像素及B像素的开口率小。
(B)使R像素的像素电极110的缝隙110s的总面积比G像素及B像素的像素电极110的缝隙110s的总面积小。
也就是，本实施例1的显示装置，如果满足(A)和(B)两个条件，缝隙110s的形状，除图5所示的例子之外可以应用各种结构。
例如，可以为这样的关系，如图10所示，上述各像素电极110的缝隙110s的位置相同，G像素的像素电极110的上端和下端的缝隙110s的长度，比R像素的像素电极110的上端及下端的缝隙110s长。
另外，例如图11所示，可以通过挪动上述G像素的像素电极110的缝隙110s的位置，使G像素的像素电极110的缝隙110s的数量，比R像素的像素电极110的缝隙110s的数量多。在图11所示的例子中，上述R像素的像素电极110的缝隙110s为19条，上述G像素的像素电极110的缝隙110s为20条。
另外，除此以外，例如也可以是如图12所示，上述G像素的像素电极110的缝隙110s的角度θG，比上述R像素的像素电极110的缝隙110s的角度θR大。如果这样，例如在上述各像素的像素电极的中央附近的第1方向的缝隙与第2方向的缝隙相对的区域，上述G像素的像素电极无效区域少，可以使上述G像素的开口率比上述R像素的开口率大。
另外，图示省略，但例如可以使上述G像素的像素电极110的缝隙110s的间隔比上述R像素的像素电极110的缝隙110s的间隔窄。另外，可以使上述G像素的像素电极110的缝隙110s的宽度比上述R像素的像素电极110的缝隙110s的宽度宽。
另外，处于上述各像素的像素电极110的中央附近的上述第1方向的缝隙和第2方向的缝隙相对区域的缝隙110s，例如图13和图14所示，可以一端到达上述像素电极110的端部地开放。这样，如果缝隙110s开放，则相应地无效区域降低，因此各像素的开口率提高。另外此时，如果开放处于上述第1方向的缝隙和第2方向的缝隙相对区域的缝隙110s，则例如图14所示，在像素电极110的上半部分或下半部分产生了故障时，只要切断图14中用虚线包围出的1处区域，就能够将像素电极110上下分开。由此容易进行缺陷修正。
另外，这个缺陷修正变容易的效果，可通过做成如下结构来产生，即，像素电极110中包括：具有第1方向的缝隙的第1区域、具有与第1方向的缝隙相对的第2方向缝隙的第2区域、以及在第1区域和第2区域间所形成的第1方向缝隙和第2方向的缝隙相对的第3区域，在第3区域开放缝隙一端。
〔实施例2〕
图15和图16为表示分别对应图5和图9的不同的结构例的示意俯视图。
上述实施例1，例如图5所示，仅将R像素的公共电极103用桥布线112与其他的R像素的公共电极103连接，从而使上述G像素及B像素的开口率比上述R像素的开口率大。但是，不限于此，通过改变上述各像素的宽度，也可以使上述G像素及B像素的开口率比上述R像素的开口率大。所以，在本实施例2，说明通过使上述R像素的宽度比上述G像素及B像素的宽度窄，使上述G像素及B像素的开口率比上述R像素的开口率大的情况的结构例。
本实施例2的液晶显示装置的TFT基板1，如图15所示，R像素两侧的漏极线107的间隔DPR，比上述G像素两侧及B像素两侧的漏极线107的间隔DPG、DPB窄。此时，各像素的公共电极103，均可以用上述桥布线112与上下方向的像素的公共电极103连接。
对应图15，在从滤色片侧看到的俯视图16中，R像素的光透过的区域的面积113，比上述G像素及B像素的光透过的区域114、115小。也就是，在本实施例2的液晶显示装置中，上述R像素的开口率比上述G像素及B像素的开口率小。因此，实现与实施例1同样的色温控制。
另外，本实施例2的液晶显示装置，例如，通过在上述各像素的像素电极110设置缝隙110s来改善视角。所以，在上述各像素电极设置缝隙110s时，优选的是，例如图15所示，在上述R像素、上述G像素及上述B像素改变缝隙位置。通过这样做，可以减少上述R像素的无效区域、上述G像素及B像素的无效区域。另外，在图15中，各像素缝隙在上半部分和下半部分方向不同，但不限于此，也可以为同一方向。
图17及图18为用于说明本实施例2的液晶显示装置中的像素电极缝隙的设置方法的变形例的示意图。图17为改变了缝隙间隙时的俯视图，图18为改变了缝隙粗细时的俯视图。
在本实施例2，与实施例1同样，也通过使R像素的像素电极110的缝隙110s的总面积比上述G像素及B像素的像素电极110的缝隙110s的总面积小，降低公共电极103与像素电极110间的电容值在各像素的差。
所以，在本实施例2的液晶显示板中，开口率小的像素的缝隙面积，比开口率大的像素的缝隙面积小。如果满足这个条件，上述R像素的像素电极110的缝隙110s、和上述G像素及B像素的像素电极110的缝隙110s，可以为任何关系。所以，例如可以为这样的关系，即，上述各像素电极110的缝隙110s的位置相同，G像素的像素电极110的上端和下端的缝隙110s的长度，比R像素的像素电极110的上端和下端的缝隙110s长。
另外，例如用上述实施例1说明过的那样，可以通过挪动上述G像素的像素电极110的缝隙110s的位置，使G像素的像素电极110的缝隙110s的数量比R像素的像素电极110的缝隙110s的数量多。
另外，除此以外，例如用上述实施例1说明过的那样，可以使上述G像素的像素电极110的缝隙110s的角度θG比上述R像素的像素电极110的缝隙110s的角度θR大。如果这样，例如在上述各像素的像素电极110的中央附近的第1方向的缝隙和第2方向的缝隙相对的区域，上述G像素的像素电极110无效区域减少，可以使上述G像素的开口率比上述R像素的开口率大。
另外，例如图17所示，可以使上述G像素的像素电极110的缝隙110s的间隙SGG比上述R像素的像素电极110的缝隙110s的间隙SGR窄。另外，如图18所示，可以使上述G像素的像素电极110的缝隙110s的粗细(宽度)SWG比上述R像素的像素电极110的缝隙110s的粗细(宽度)SWR粗。
另外，上述各像素的像素电极110的中央附近的上述第1方向的缝隙和第2方向的缝隙相对的区域中的缝隙，例如图13及图14所示，可以一端到达上述像素电极110的端部地开放。这样，如果上述缝隙开放，则无效区域相应地减少，因此各像素的开口率变高。另外此时，如果预先开放在上述第1方向的缝隙和上述第2方向的缝隙相对的区域中的缝隙，则例如在上述像素电极110的上半部分或下半部分产生了故障的情况下，如图14所示，只要切断1处，就可以分开上述像素电极。
另外，在本实施例2，举例说明将上述R像素、G像素、B像素全部像素的公共电极通过上述桥布线112与上下像素的公共电极103连接的情况，但不限于此，例如，也可以仅将上述R像素、G像素、B像素的任意一个像素的公共电极103，与上下像素的公共电极连接。
另外，由于能够容易理解而省略图示，但上述R像素、G像素、B像素的开口率可以各自不同。
以上，基于上述实施例具体说明了本发明，但本发明不限于上述实施例，在不脱离本发明的主旨的范围内当然可以进行各种变更。

Claims (4)

1.一种显示装置，包括对应第1颜色的像素，对应第2颜色的像素，以及对应第3颜色的像素，
其中，上述3个像素的任意一个特定像素中，光透过的像素区域的面积比其他像素的光透过面积小，在上述特定像素区域内，形成遮光的金属图形，
形成上述金属图形的区域是无效区域。
2.根据权利要求项1所述的显示装置，其特征在于：
上述特定像素的电极图形的形状，与其他像素的电极图形的形状不同。
3.根据权利要求项1所述的显示装置，其特征在于：
在上述特定像素区域内形成遮光的金属图形，在其他像素的任意一个也形成遮光的金属图形，形成在上述特定像素的遮光金属图形的面积，比形成在上述其他像素的遮光金属图形的面积大。
4.根据权利要求项1所述的显示装置，其特征在于：
上述特定像素的宽度，比上述其他像素的宽度小。
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