TWI285288B

TWI285288B - Liquid crystal panel and liquid crystal display

Info

Publication number: TWI285288B
Application number: TW093111695A
Authority: TW
Inventors: Chih-Jen Hu; Chih-Ming Chang
Original assignee: Au Optronics Corp
Priority date: 2004-04-27
Filing date: 2004-04-27
Publication date: 2007-08-11
Also published as: US20050237450A1; US7499128B2; TW200535529A; JP2005316416A; JP4347825B2; US7317502B2; US20080068552A1

Description

1285288 五、發明說明（1) 【發明所屬之技術領域】本發明係有關於一種液晶顯示器（liquid crystal 』SPlay，LCD ) ’特別是有關於一種具改善色彩濃度及亮度之液晶面板。【先前技術】由於厚度薄、重量輕、及省電化的特色，液晶顯示器 j LCD )已廣泛用於可攜式個人電腦、數位相機、投影機等電子產品上。一般而言，液晶面板可區分為穿透式 (transmissive type)、反射式（reflective type)、及半反半穿式（transflective type)三大類。穿透式液 $面板係以一背光模組作為光源，反射式液晶面板係以環士兄光作為光源’而半反半穿式液晶面板則利用背光模組或環境光作為光源。請參照第1及2圖，其中第1圖係繪示出傳統液晶面板中一晝素結構之平面示意圖，而第2圖係繪示出沿第1圖中 2-2線之剖面示意圖。液晶面板中的畫素結構1〇ι包含依條列式排置的紅色次畫素（Sub-Pixel ) 101r、綠色次晝素 101G、及藍色次畫素101B。每一次畫素包含一下基板 100、一元件層104、一液晶層、液晶層1〇6、一濾光片1〇3 或105或10 7、及一上基板1〇2。元件層丨〇4係設置於下基底 1 0 0上方’其可包含閘極線、資料線、電晶體、鈍態保護層、及畫素電極等。此處，為簡化圖式，僅繪示出一平整基底。一上基底102與下基底1〇〇相對設置。濾光片1〇3或

0632-A50094TWf(4.5fS) · AU0311020 ； SPIN.ptd

1285288 五、發明說明（2) 105或107設置於上基底102上而面向下基底1〇〇，其中濾光片1 0 3、1 0 5、及1 0 7分別對應於紅色次畫素丨〇丨R、綠色次晝素1 01G、及藍色次畫素1 〇 1B。液晶層丨〇 6係設置於元件層104與濾光片103、105、及1〇7之間。在穿透式或反射式的液晶面板中，為了符合高色濃度的需求，必須增加濾光片的厚度或是濾光片中染料 (Pigment )的濃度。然而，如此一來，穿透式液晶面板的光穿透率或是反射式液晶面板的反射率會因而降低，導致面板的亮度降低。另外，在半反半穿式的液晶顯示器面板中，反射模式下，光線需要經過濾光片兩次，因此反射模式的色濃度會高於穿透模式，同時亮度也會降低，而增加反射區的面積可以達到增強亮度的效用，但是對於色濃度的降低並沒有幫助，是無法解決色彩平衡（c〇1〇r balance)的問題。由於液晶顯示器技術已逐漸取代傳統的陰極射線管 (cathode ray tube，CRT )技術，因此有必要尋求其他的晝素結構，以改善各類面板之色濃度及亮度，進而提升液晶面板之顯示品質。【發明内容】有鑑於此，本發明之目的在於提供一種液晶面板，其在具有紅色、綠色、及藍色次畫素的畫素中額外加入一具有半反半穿區域之次畫素，藉以改善面板的效能。本發明之另一目的在於提供一種液晶顯示器，其利用

0632-A50094TWf(4.5ffi) ； AU0311020 ； SPIN.ptd 1285288 五、發明說明（3) 具有四個次畫素之面板結構及一面板控制電路，以雙重調整液晶面板，進而改善面板之色彩及提高亮度。根據上述之目的，本發明提供一種液晶面板，其包括排列成陣列之複數畫素，每一晝素包括一紅色次晝素、一綠色次畫素、一藍色次畫素、及一輔助次畫素，其中輔助大晝素具有一半反半穿區域、一穿透區域、及一反射區域之任一種。輔助次畫素可包括一白色濾光片、一黃色濾光片、一綠色濾光片、一白色及綠色濾光片、及一白色及黃色渡光片之任一種。再者，紅色、綠色、及藍色次晝素可具有一半反半穿區域、一穿透區域、及一反射區域之任一種。再者，紅色、綠色、藍色、及輔助次畫素可依條列 (strip)式排置或依馬赛克式（jjj〇saic)排置。又根據上述之目的，本發明提供一種液晶顯示器，其包括一液晶面板，其包括：排列成陣列之複數晝素、—^ 偵測器、一對比計算裝置、一色彩控制裝置、一液晶面柘驅動裝置。每一晝素包括一紅色次畫素、一綠色次晝素、一藍色次畫素、及一輔助次畫素，其中辅助次晝素I有二半反半穿區域、一穿透區域、及一反射區域之任一 4貞測器係摘測環境光之免度以輸出一偵測信號。對比曾裝置依據彳貞測#號來計异液晶面板之對比，並輸出—二對比調整信號。色彩控制裝置再依據第一對比調整信龄: 轉換一色彩影像信號。液晶面板驅動裝置則接收被轉換的

1285288 五、發明說明（4) 色彩影像信號並上述液晶顯裝置。手動控制切換裝置係接收擇一輪出至色彩輔助次晝素綠色濾光片、一片之任一種。再者，紅色域、穿透區域、再者，紅色排置或依馬赛克為讓本發明下文特舉較佳實下：輪出一驅動示器更包括裝置係輪出第一對比調控制裝置以可包括一白白色及綠色、綠色、及及反射區域、綠色、藍式排置。之上述目的施例，並配信號，以驅動液晶面板。一手動控制裝置及一信號切換一第二對比調整信號，而信銳整信號及第二對比調整信號龙轉換色彩影像信號。色濾光片、一黃色濾光片、〜濾光片、及一白色及黃色據光藍色次畫素可具有半反半穿區之任一種。色、及輔助次畫素可依條列式、特徵和優點能更明顯易憧，合所附圖式，作詳細說明如【實施方式】 ==3圖及第“圖，第3圖係緣示出根據本發” :’J之液曰曰面板之平面示意圖，： ^月實施例之一半反半穿式液晶顯示面板之一本伽。此處，為簡化圖式，每一晝伽係以？：= 表示之。工白區塊接下來，請參照第4A圖，每一晝素2(π係包含—紅色

1285288 五、發明說明（5) 次畫素（sub-pixel ) 201R、綠色次畫素201G、藍色次晝素201B、及一辅助（auxiiiary)次畫素2〇ia，且每一次畫素係依條列式排置。在本實施例中，輔助次晝素201A具有一半反半穿區域 206，其由一穿透區域2〇2及一反射區域204所構成。再者，紅色次畫素201R、綠色次畫素201G、及藍色次畫素 20 1B則同樣具有半反半穿區域2〇6。另外，每一次晝素包含一濾光片，用以顯示不同的顏色。舉例而言，紅色次畫素201R包含一紅色濾光片203、綠色次畫素201G包含一綠色濾光片205、及藍色次晝素2〇ib包含一藍色濾光片2〇7。另外’輔助次晝素201 A則包含一輔助濾光片20 9。此處，輔助渡光片2 0 9的穿透率需高於紅色或藍色濾光片，以有效增加畫素201之亮度。舉例而言，輔助濾光片2〇9為白色 (無色或透明）、黃色、及綠色之任一種濾光片。接下來，請參照第4B圖，其繪示出根據本發明實施例之一反射式液晶顯示面板之一畫素平面示意圖，且其中相同或類似於第4 A圖中的部件係使用相同的標號。反射式液晶顯示面板20 0之一畫素201係包含一紅色次畫素2〇1R、綠色次畫素201G、藍色次晝素2〇1B、及一輔助次晝素2〇u，且每一次畫素係依條列式排置。在第4B圖中，辅助次畫素2〇u具有一半反半穿區域 206，其由一穿透區域2 〇2及一反射區域2 〇4所構成。再者，紅色次晝素201R、綠色次晝素2〇1G、及藍色次晝素 201B則具有反射區域2〇4。另外，每一次晝素包含一濾光

0632-A50094TWf(4.5fig) ； AU0311020 ； SPIN.ptd 第9頁 1285288 五、發明說明（6) ---—---- 片:舉例而言，紅色次晝素2〇1R包含一紅色濾光片2〇3、綠色次畫素201G包含一綠色濾光片205、及藍色次書素 2 0 1 B包3 —藍色濾光片2 〇 7。另外，輔助次畫素2 〇丨A則包含一辅助濾光片209。此處，輔助濾光片2〇9為白、盔或透明）、黃色、及綠色之任一種濾光片。 …、 2下來，請參照第4C圖，其繪示出根據本發明實施例之一穿透式液晶顯示面板之一畫素平面示意圖，且直中相同或類似於第4A圖中的部件係使用相同的標號。半^半穿式液晶顯示面板2 0 0之一畫素2 〇 1係包含一紅色次畫素 201R、綠色次畫素201G、藍色次晝素2〇1B、及一輔助次畫素2 01A ’且每一次畫素係依條列式排置。在第4C圖中，輔助次晝素2 〇1A具有一半反半穿區域 206，其由一穿透區域202及一反射區域2〇4所構成。再者，紅色次晝素2 0 1 R、綠色次晝素2 〇 1 g、及藍色次晝素 201B則具有穿透區域202。另外，每一次畫素包含一1慮光片。舉例而言，紅色次晝素2〇 iR包含一紅色濾光片2〇3、綠色次晝素201G包含一綠色濾光片205、及藍色次晝素 201B包含一藍色濾、光片207。另外，輔助次畫素2〇1A則包含一輔助濾光片209。此處，辅助濾光片2〇g為白色（無色或透明）、黃色、及綠色之任一種濾光片。當製作液晶面板200時，可以藉由調整穿透區域2〇2與反射區域204的面積比例’來調整色彩濃度與晝素亮度，採用白色濾光片的用途，第一是藉由白光混色的原理來調整面板的色濃度，第二是藉由白色濾光片的高穿透率（低

0632-A50094TWf(4.5® ； AU0311020 ； SPIN.ptd

五、發明說明（7) 5 人來Λ到亮度提昇的優勢。採用黃色或是綠色濾光 ΐ 2 亮度下對於綠色或是黃色的識別較為敏二因此而要較南色彩飽和度，第二是白色濾光片、綠色與t色滤光片的穿透率是高於藍色與、：色，因此對於焭度的提昇也是有所幫助。 j述的輔助濾、光片209係具有單一顏色之遽光片，然 $本發明並未限定於此，輔助濾光片209亦可採用雙色之 =片。请參照第5圖，其繪示出根據本發明實施例之雙、助-人晝素平面不意圖，且其中相同或類似於第“圖中的部件係使用相同的標號。輔助次畫素2〇u包含一雙色輔助濾光片209。在本實施例中，輔助濾光片2〇9具有至少一白色部209’及至少一黃色或綠色部2〇9，，。舉例而言，在且有半反半穿區域206的辅助次晝素2〇u的穿透區域2〇2具; y白色部209,及一黃色或綠色部2〇9,，，而在反射區域2〇4 同樣具有一白色部209’及一黃色或綠色部209”。因此，穿透式、反射式、及半反半穿式液晶顯示面板2〇〇均可利用雙色輔助次晝素209來增加亮度及改善色濃度。採用雙色濾光片，是藉由雙色濾光片的白光混色來調整面板的色濃 f二而雙色濾光片另一部份的綠色或是黃色則是補綠色或是黃色的色彩飽和度，需注意的是上述雙色輔助次晝素 209中，穿透區域202及反射區域2〇4各具有一白色部2〇9，及一黃色或綠色部209”。然而，穿透區域2〇2及反射區域 2 04可各自具有複數白色部2〇9,及複數黃色或綠色部 209” 。 1285288 五、發明說明（8) 上述的雙色輔助次畫素201 A係具有半反半穿區域206 ’然而本發明並未限定於此，雙色輔助次晝素亦可具有穿透區域202或是反射區域204。請參照第及6B圖，其分別繪示出根據本發明實施例之具有穿透區域及反射區域之雙色輔助次畫素平面示意圖，且其中相同或類似於第5 圖中的部件係使用相同的標號。在第6 A圖中，具有穿透區域202之輔助次晝素2〇1 A包含一雙色濾光片209，其具有一白色部20 9,及一黃色或綠色部209，，。同樣地，雙色濾光片 209亦可具有複數白色部2〇9,及複數黃色或綠色部2〇9”。再者，在第6B圖中，具有反射區域204之輔助次畫素 201A包含一雙色濾光片209，其具有一白色部2〇9，及一黃色或綠色部2 0 9π。同樣地，雙色濾光片2 〇 9亦可具有複數白色部2 0 9 ’及複數黃色或綠色部2 〇 9，，。上述實施例中，液晶面板2 〇〇之畫素2 0 1中的次晝素 201R、201G、201Β、及201Α係依條列式排置，然而，本發明並未限定於此，這些次畫素2〇1r、2〇ig、201Β、及201A 亦可依馬賽克式（mosaic )排置，如第7圖所示。此處，為簡化圖式，每一次畫素係以一空白區塊表示之。接下來’請參照第8圖，其繪示出根據本發明實施例之液晶顯示器之方塊示意圖。液晶顯示器包括一液晶面板 2〇〇、一光偵測器1〇、一對比計算裝置12、一手動控制裝置14、一信號切換裝置16、一色彩控制裝置18、及一液晶面板驅動裝置20。液晶面板2〇〇包括排列成陣列之複數晝素201 ’如第3圖所示。每一畫素2〇1包括一釭色次畫素

0632-A50094TWf(4.5fS) ； AU0311020 ； SPIN.ptd

IEH 第12頁 1285288

20 1R 、长色人1素201G、一藍色次畫素201B、及一輔 9nR , λΌ自助久旦素2 〇1Α具有一半反半穿區域 206，如第4Α、4Β、及4C圖所示。輔助次晝素20U包含一辅助濾光片2〇9。此處，輔助滤光片209可為0白色（無色或透明）、黃色、及綠色之任一種濾光片或是雙色濾光片（如第5圖所示）。舉例而古，雙色滤光片可為白色及綠色滤光片…及黃色;慮光。片之任一種。另外，包含雙色輔助濾光片2〇9 次。書 21ΠΑ可具有穿透區域2〇2 (如第6A圖所示）或區域20“如第6B圖所示）。再者，次畫素2〇ir、2〇ig射 201B、及201A可依條列式排置（如第4Α、4β、或4c圖所示 )或是依馬賽克排置（如第7圖所示）。、由於環境光之亮度較高時液晶面板2〇〇的對比會降低，導致肉眼不易或無法清楚地辨識影像。因此，在本實施例中，液晶顯不器係藉由光偵測器丨〇來偵測環境光之亮度，以輸出一偵測信號11。對比計算裝置丨2在接收偵測信號 11之後，將其轉換成一亮度值。接著再依據亮度值來計算液晶面板2 0 0之對比，並輸出一第一對比調整信號丨3。色彩控制裝置1 8依據第一對比調整信號丨3來轉換一輸入至色彩控制裝置18之色彩影像信號17。液晶面板驅動裝置2〇係接收被轉換的色彩影像信號1 9並輸出一驅動信號2丨來驅動液晶面板2 0 0，藉以自動調整液晶面板2 〇〇中液晶分子傾斜角度。另外號切換裝置1 6可選擇性地耦接於對比計算褒置12與手動控制裝置14之間，其中手動控制裝置14係用

1285288

以輸，一第二對比調整信號丨5，且信號切換裝置丨6係用以接收第一對比調整信號〗3及第二對比調整信號丨5並擇— 出至色彩控制裝置18以轉換色彩影像信號17。此處，信^ 切換裝置1 6只有在未接收到第二對比調整信號i 5時，才‘ 出所接收到的第一對比調整信號13至色彩控制裝置18。如此一來，根據本發明之液晶顯示器，可藉由自動或手動來進行面板對比調整。再者，可藉由具有四個次畫書結構來雙重調整液晶面板，進而改善面板之色彩及提；亮然本發明已以較佳實施例揭露如上，鈇其並非用限定本發明’任何熟習此項技藝者’在不脫：二發明之圍内由當可作更動與潤冑’因此本發明之保護範當視後附之申請專利範圍所界定者為準 1285288 圖式簡單說明第1圖係繪示出傳統液晶面板中一晝素結構之平面示意圖。第2圖係繪示出沿第1圖中2 - 2線之剖面示意圖。第3圖係繪示出根據本發明實施例之液晶面板之平面示意圖。第4 A圖係繪示出根據本發明實施例之一半反半穿式液晶顯示面板之一晝素平面示意圖。第4B圖係繪示出根據本發明實施例之一反射式液晶顯示面板之一晝素平面示意圖。第4C圖係繪示出根據本發明實施例之一穿透式液晶顯示面板之一晝素平面示意圖。第5圖係繪示出根據本發明實施例之雙色輔助次畫素平面示意圖。第6 A圖係繪示出根據本發明實施例之具有穿透區域之雙色輔助次畫素平面示意圖。第6B圖係繪示出根據本發明實施例之具有反射區域之雙色輔助次畫素平面示意圖。第7圖係繪示出根據本發明實施例之具有馬賽克式排置之液晶顯示面板之一畫素平面示意圖。第8圖係繪示出根據本發明實施例之液晶顯示器之方塊示意圖。

0632-A50094TWf(4.5版）；AU0311020 ; SPIN.ptd 第 15 頁 1285288 圖式簡單說明 1 0 0〜下基板； 101〜晝素； 101B〜藍色次畫素； 101G〜綠色次晝素； 101R〜紅色次畫素； 1 0 2〜上基板； 1 0 3〜紅色濾光片； 1 0 4〜元件層； 1 0 5〜綠色濾光片； 1 0 6〜液晶層； 107〜藍色濾光片。本發明 1 0〜光偵測器； 11〜偵測信號； 1 2〜對比計算裝置； 1 3〜第一對比調整信號； 14〜手動控制裝置； 1 5〜第二對比調整信號； 1 6〜信號切換裝置； 17〜色彩影像信號； 18〜色彩控制裝置； 1 9〜被轉換的色彩影像信號； 2 0〜液晶面板驅動裝置；

0632-A50094TWf(4.5fS) ； AU0311020 ； SPIN.ptd 第16頁 1285288 圖式簡單說明 2 1〜驅動信號； 2 0 0〜液晶面板； 201〜晝素； 201A〜輔助次晝素； 201B〜藍色次畫素； 201G〜綠色次畫素； 201R〜紅色次畫素； 2 0 2〜穿透區域； 2 0 3〜紅色濾光片； 204〜反射區域； 2 0 5〜綠色滤光片； 206〜半反半穿區域； 20 7〜藍色濾光片； 209〜輔助濾光片； 2 0 9 ’〜白色部； 2 0 9 ’’〜黃色或綠色部。

0632-A50094TWf(4.5fS) ； AU0311020 ； SPIN.ptd 第17頁

Claims

1· 一種液晶面板，包括：查排列成陣列之複數畫素，每一該等晝素包括一紅色次 :素、一綠色次畫素、一藍色次畫素、及一辅助次晝素， /、中該輔助次畫素具有一半反半穿區域且包括白色、黃色、及綠色渡光片之任一種。 2 ·如申請專利範圍第1項所述之液晶面板，其中該等色、綠色、及藍色次晝素具有該半反半穿區域、一穿透 C域、及一反射區域之任一種。 3 ·如申請專利範圍第1項所述之液晶面板，該等紅色、、綠色、藍色、及輔助次畫素係依條列式排置及依馬赛克式排置之任^種。 4· 一種液晶面板，包括排列成陣列之複數晝素畫素、一綠色次畫素、一藍其中該輔助次畫素具有一穿且包括一雙色濾光片。 ’母一該專晝素包括一紅色次色-人晝素、及一辅助次晝素，透區域及一反射區域之任一種液晶面板，其中該雙色及黃色濾光片之任 5 ·如申請專利範圍第4項所述之色；慮光片係一白色及綠色滤光片及白一種0 6.如申請專利範圍第4項所述之液晶面板，其中该 =、綠色、及藍色次畫素具有一半反半穿區域、、該穿透區域、及該反射區域之任一種。利範圍第4項Λ述之液晶面板，該等紅色、、綠色、藍色、及輔助次畫素係依條列式排置或依馬赛

0632-A50094TWfl(4.5) ； AU0311020 ； Spin.ptc 第 18 頁

修正曰 1285288 0〇篆號 93111娜六、申請專利範圍克式排置之任一種。 8 · 一種液晶顯示器，包括·· 一液晶面板，其包括： *音排:J ί陣列之複數晝素，每一該等畫素包括-紅色次 ΐ中嗲輔畫素、一藍色次畫素、及-辅助次畫素，八 μ輔助_人晝素具有一半反半穿區域；二ϊ Π器继偵測環境光之亮度以輸出-偵測信號；之對比，並輸出-第一對比調整信號；丨异仏面板一色彩控制裝置，佑j索## t 色彩影像信號；以及 ^ 一、比調整信號來轉換一一液晶面板驅動裝置並輸出一驅動信號，以驅動該換的色彩影像信號 9 ·如申請專利範圍第8項所曰一括：、之液晶顯示器，更包對比調整信號；以及一手動控制裝置，用以輪出一第一信號切換裝置，接收該對比調整信號並擇一輸出至士禾對比調整信號及該第二影像信號。 ^色彩控制裝置以轉換該色彩 10·如申請專利範圍第8 輔助次畫素更包括白色、黃色之液晶顯示器，其中該 11 ·如申請專利範圍第^ 及綠色滤光片之任一種。輔助次畫素更包括一雙色、、念7所述之液晶顯示器，其中該 /愿光片。

第19 0632-A50094TWfl(4.5) ； AU0311020 ； Spin.ptc

1285288 案號抓六、申請專利範圍 12·如申請專利範圍第u 該雙色濾光片係一白色及绛迎之液晶顯示器，其中之任一種。色遽光片及白色及黃色遽光片 13·如申請專利範圍第8項等紅色、綠色、及藍色次畫素具 ^曰曰顯示器，其中該透區域、及一反射區域之任」以反半穿區域、一穿 14·如申請專利範圍第8項所述曰一奔、绛耷、麄备 ^ ^ π,,、液日曰顯示器，該等紅色4：色藍色、及輔助次晝素係依克式排置之任一種。力式排置及依馬賽

1 5 · —種液晶顯示器，包括·· 一液晶面板，其包括：其中該辅助次晝素一穿透區域或一反射區域濾光片；排列成陣列之複數畫素，每一該等晝素包括一紅色次畫素、一綠色次晝素、一藍色次畫素、及一輔助次畫素，

一光偵測器，偵測環境光之亮度以輸出一偵測信號；一對比計算裝置，依據該偵測信號來計算該液晶面板之對比，並輸出一第一對比調整信號；

一色彩控制裝置，依據該第一對比調整信號來轉換一色彩影像信號；以及一液晶面板驅動裝置，接收該被轉換的色彩影像信號並輸出一驅動信號，以驅動該液晶面板。 1 6 ·如申請專利範圍第1 5項所述之液晶顯示器，更包括：

0632-A50094TWfl(4.5) ； AU0311020 ； Spin.ptc 第20頁

案號⑽ 111ftQR 六、申請專利範圍一手動控制裝置，用以輸出一第二對比調整信以及一信號切換裝置，接收該第一對比調整信號及該第二對比調整信號並擇一輸出至該色彩控制裝置二ς換二色^ 影像信號。 17. 如申請專利範圍第15項所述之液晶顯示器，盆中該”片係一白色及綠色濾光片及白色及黃色濾光片之任一種。 18. 如申請專利範圍第15項所述之液 :等紅色、綠色、及藍色次晝素具有該半反半穿器區域、、中一穿透區域、及一反射區域之任一種。〆紅色19綠如Λ請Λ利範圍第15項所述之液晶顯示器，該等 ^ 2 瓜、及輔助次畫素係依條列式排置及依馬賽克式排置之任一種。

0632-A50094TWfl(4.5) ； AU0311020 ； Spin.ptc 第21頁