TWI409537B - 液晶面板及採用該液晶面板之液晶顯示裝置 - Google Patents

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Description

液晶面板及採用該液晶面板之液晶顯示裝置
本發明係關於一種液晶面板及一種採用該液晶面板之液晶顯示裝置。
液晶顯示裝置因具有低輻射性、體積輕薄短小及耗電低等特點，現已廣泛應用於手機、個人數位助理、筆記型電腦及電視等領域。液晶顯示裝置作為一種顯示裝置，其顯示輝度係一主要性能參數。為滿足不同情形之顯示輝度需求，需要對液晶顯示裝置之輝度進行調整。
請參閱圖1，其係一種先前技術液晶顯示裝置之部份結構示意圖。為簡化描述，圖1僅示意性地表示該液晶顯示裝置10之非像素陣列區域之剖面結構。該液晶顯示裝置10包括一液晶面板100及一背光模組101。該液晶面板100與該背光模組101相鄰設置，該背光模組101為該液晶面板100提供光源。該液晶面板100包括一第一透明基板102及一第二透明基板103。該第一透明基板102與該第二透明基板103相鄰設置。該第一透明基板102之鄰近該第二透明基板103之一側設置一光感測器104，該光感測器104包括一光電感測元件105及一輔助電路106。該第二透明基板103之鄰近該第一透明基板102之一側設置一黑矩陣107，該黑矩陣107包括一主體部份(圖未示)，該輔助電路106對應該主體部份設置。該黑矩陣107上設置一開口108，該開口108對應該光感測器104之光電感測元件105設置。
該黑矩陣107之主體部份用於為該光感測器104之輔助電路106遮擋外界環境光並遮擋該背光模組101發出之光線，該開口108用於為該光電感測元件105提供光通路，可使該光電感測元件105接收並感測從該開口108進入之外界環境光。
請一併參閱圖2，其係該液晶顯示裝置10之背光模組101之功能模組示意圖。該背光模組101包括一運算放大器109、一類比/數位轉換器110、一背光控制電路111及一光源112。該運算放大器109連接至該光感測器104。該類比/數位轉換器110、該背光控制電路111及該光源112依次相連至該運算放大器109。
當該液晶顯示裝置10工作時，外界環境光穿過該開口108射入該光電感測元件105，該光感測器104之光電感測元件105感測外界環境光輝度並產生一感光訊號。該輔助電路產生一參考訊號。該感光訊號及該參考訊號經該運算放大器109放大，產生一類比控制訊號。該類比控制訊號經該類比/數位轉換器110變為數位控制訊號，該數位控制訊號與該背光控制電路111內部存儲之背光控制電流具有一定對應關係，該背光控制電路111根據該數位控制訊號產生一背光控制電流，控制該光源112之輝度，使該背光模組101發出與該外界環境光輝度相匹配之光線。
惟，為使該光電感測元件105能感測外界環境光，該液晶顯示裝置10於該第二透明基板103之黑矩陣107上設置一開口108，導致該背光模組101發出之光線藉由該開口108 射出而產生漏光。
有鑑於此，有必要提供一種漏光較低之液晶面板。
亦有必要提供一種採用該液晶面板之液晶顯示裝置。
一種液晶面板，其包括一第一基板及一第二基板。該第二基板與該第一基板相鄰設置。該第一基板之鄰近該第二基板一側設置一光感測器，該光感測器包括一光電感測元件。該第二基板之鄰近該第一基板一側設置一黑矩陣，該黑矩陣包括一對應該光電感測元件設置之半透光膜。
一種液晶面板，其包括一第一基板及一第二基板。該第二基板與該第一基板相鄰設置。該第一基板之鄰近該第二基板一側設置一光感測器，該光感測器包括一光電感測元件。該第二基板之鄰近該第一基板一側設置一黑矩陣，該黑矩陣包括一半透光膜，該半透光膜可減弱穿過該第一基板射向該第二基板之光線，穿過該第二基板之光線藉由該半透光膜射向該光電感測元件。
一種液晶顯示裝置，其包括一液晶面板。該液晶面板包括一第一基板及一第二基板。該第二基板與該第一基板相鄰設置。該第一基板之鄰近該第二基板一側設置一光感測器，該光感測器包括一光電感測元件。該第二基板之鄰近該第一基板一側設置一黑矩陣，該黑矩陣包括一對應該光電感測元件設置之半透光膜。
一種液晶顯示裝置，其包括一液晶面板。該液晶面板包括一第一基板及一第二基板。該第二基板與該第一基板相鄰 設置。該第一基板之鄰近該第二基板一側設置一光感測器，該光感測器包括一光電感測元件。該第二基板之鄰近該第一基板一側設置一黑矩陣，該黑矩陣包括一半透光膜，該半透光膜可減弱穿過該第一基板射向該第二基板之光線，穿過該第二基板之光線藉由該半透光膜射向該光電感測元件。
相較於先前技術，本發明之液晶面板之黑矩陣包括一半透光膜，該半透光膜可微弱透光，漏光減小，人眼感覺舒服。
相較於先前技術，本發明之液晶顯示裝置之黑矩陣包括一半透光膜，該半透光膜可微弱透光，漏光減小，人眼感覺舒服。
請參閱圖3，其係本發明液晶顯示裝置一較佳實施方式之部份結構示意圖。為簡化描述，圖3僅示意性地表示該液晶顯示裝置20之非像素陣列區域之剖面結構。該液晶顯示裝置20包括一液晶面板200及一背光模組201。該背光模組201與該液晶面板200相鄰設置，並為該液晶面板200提供光源。該液晶面板200包括一第一透明基板202及一第二透明基板203，該第一透明基板202與該第二透明基板203相鄰設置。該第一透明基板202之鄰近該第二透明基板203之一側設置一光感測器204。該光感測器204包括一光電感測元件205及一輔助電路206。
請一併參閱圖4，其係該光感測器204之內部電路結構示意圖。該光感測器204中，該光電感測元件205係一薄膜電晶體。該輔助電路206包括一第一薄膜電晶體301、一第 二薄膜電晶體302、一第三薄膜電晶體303、一第四薄膜電晶體304及一第五薄膜電晶體305。
該光電感測元件205之源極接收一第一固定電壓Vh2 ，其汲極連接於該第二薄膜電晶體302之源極，其閘極接收一閘極電壓Vg 。該第一薄膜電晶體301之源極接收一第二固定電壓Vh1 ，其閘極連接於該光電感測元件205之汲極，其汲極作為該光感測器204之第一輸出端306。該第二薄膜電晶體302之汲極接地，其閘極接收該閘極電壓Vg 。該第三薄膜電晶體303之源極接收該第一固定電壓Vh2 ，其汲極連接於該第五薄膜電晶體305之源極，其閘極接收該閘極電壓Vg 。該第四薄膜電晶體304之源極接收該第二固定電壓Vh1 ，其閘極連接於該第三薄膜電晶體303之汲極，其汲極作為該光感測器204之第二輸出端307。該第五薄膜電晶體305之汲極接地，其閘極接收該閘極電壓Vg 。該第二固定電壓Vh1 與該第一固定電壓Vh2 可均為+5V。該閘極電壓Vg 可為-3V。
請一並參閱圖5，其係該液晶顯示裝置20之背光模組201之功能模組示意圖。該背光模組201包括一運算放大器401、一類比/數位轉換器402、一背光控制電路403及一光源404。該運算放大器401之同相輸入端(未標示)及反相輸入端(未標示)分別連接至該光感測器204之第一輸出端306及第二輸出端307。該類比/數位轉換器402、該背光控制電路403及該光源404依次相連至該運算放大器401之輸出端(未標示)。
請再次參閱圖3，該第二透明基板203之鄰近該第一透 明基板202之一側設置一黑矩陣207。該黑矩陣207包括一主體部份(未標示)及一半透光膜208。該主體部份可以為一厚度為1000nm~1100nm之樹脂薄膜或一厚度為100nm之鉻薄膜，且該輔助電路206對應該主體部份設置。該半透光膜208對應該光電感測元件205設置。該半透光膜208與該主體部份材質相同，其厚度為該主體部份之厚度之1/4~2/3，即其可為厚度為250nm~733nm之樹脂薄膜或厚度為25nm~67nm之鉻薄膜。該半透光膜208可以散射減弱該背光模組201發出之光線。
請參閱圖6，其係該黑矩陣207所採用之樹脂薄膜之厚度與其穿透率之關係曲線圖。由圖6可以看出，該樹脂薄膜之穿透率隨著其厚度之降低而提高。當該樹脂薄膜之厚度大於1μm時，其穿透率接近於0。因此該黑矩陣207之主體部份可阻擋外界環境光射入該輔助電路206並遮擋該背光模組201發出之光線。當該樹脂薄膜之厚度小於0.7μm時，該樹脂薄膜具有一定穿透率但其僅為3%~40%，因此，外界環境光可穿過該半透光膜208並射入該光電感測元件205，該背光模組201發出之光線經該半透光膜208被散射減弱。
該黑矩陣207之半透光膜208之製程包括以下步驟：
步驟1：請參閱圖7，首先提供該第二透明基板203，並於該第二透明基板203上依序沉積一樹脂層501及一光阻層502，且該樹脂層501內部具有散射材質。其次提供一光罩503，並藉由該光罩503利用半穿透法對該光阻層502進行曝光。該光阻層502之曝光方法亦可為干涉效應法。
步驟2：請參閱圖8，對該光阻層502進行顯影，從而形成一第一光阻圖案504。
步驟3：請參閱圖9，用臭氧蝕刻該第一光阻圖案504，從而形成一第二光阻圖案505。
步驟4：請參閱圖10，用干蝕刻法蝕刻該樹脂層501，從而形成該半透光膜208。
步驟5：移除該第二光阻圖案505，形成該黑矩陣207之主體部份。
當該液晶顯示裝置20工作時，該第三薄膜電晶體303、該第四薄膜電晶體304及該第五薄膜電晶體305於該第二固定電壓Vh1 、該第一固定電壓Vh2 及該閘極電壓Vg 之共同作用下，該第二輸出端307輸出一電壓，且該第二輸出端307之輸出電壓作為一參考訊號，並輸出至該運算放大器401之反相輸入端。當外界環境光穿過該半透光膜208射入該光電感測元件205。於該外界環境光之作用下，該光電感測元件205之內部阻抗降低，該第一固定電壓Vh2 與該閘極電壓Vg 不變，該汲極電流I205 增大，使得於該第二薄膜電晶體302之源極與汲極之間電壓增加，從而使得該第一薄膜電晶體301之閘極電壓升高，其內部阻抗降低，因此該第一薄膜電晶體301之源極和汲極間壓降減小。該第一輸出端306之輸出電壓為該第二固定電壓Vh1 與該第一薄膜電晶體301之源極和汲極間壓降之差，因此該第一輸出端306之輸出電壓增大。該第一輸出端306之輸出電壓作為一感光訊號輸出至該運算放大器402之同相輸入端，且該感光訊號之大小與外界 環境光之輝度相對應。
該運算放大器401對該參考訊號及該感光訊號進行比較運算，輸出一類比控制訊號。該類比控制訊號經該類比/數位轉換器402后，變為數位控制訊號。該數位控制訊號與該背光控制電路403內部存儲之背光控制電流具有一定對應關係，該背光控制電路403根據該數位控制訊號產生一背光控制電流，控制該光源404之輝度，使該背光模組201發出與該外界環境光輝度相匹配之光線。
相較於先前技術，該液晶面板200之第二透明基板203中該黑矩陣207包括一半透光膜208。該半透光膜208可微弱透光，漏光現象減弱，人眼感覺舒服。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，爰依法提出申請專利。惟，以上所述者僅係本發明之較佳實施方式，本發明之範圍並不以上述實施方式為限，舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
20‧‧‧液晶顯示裝置
200‧‧‧液晶面板
202‧‧‧第一透明基板
203‧‧‧第二透明基板
204‧‧‧光感測器
205‧‧‧光電感測元件
206‧‧‧輔助電路
207‧‧‧黑矩陣
208‧‧‧半透光膜
201‧‧‧背光模組
301‧‧‧第一薄膜電晶體
302‧‧‧第二薄膜電晶體
303‧‧‧第三薄膜電晶體
304‧‧‧第四薄膜電晶體
305‧‧‧第五薄膜電晶體
306‧‧‧第一輸出端
307‧‧‧第二輸出端
401‧‧‧運算放大器
402‧‧‧類比/數位轉換器
403‧‧‧背光控制電路
404‧‧‧光源
501‧‧‧樹脂層
502‧‧‧光阻層
503‧‧‧光罩
504‧‧‧第一光阻圖案
505‧‧‧第二光阻圖案
圖1係一種先前技術液晶顯示裝置之部份結構示意圖。
圖2係圖1所示之液晶顯示裝置之背光模組之功能模組示意圖。
圖3係本發明液晶顯示裝置一較佳實施方式之部份結構示意圖。
圖4係圖3所示之液晶顯示裝置之光感測器之內部電路結構示意圖。
圖5係圖3所示之液晶顯示裝置之背光模組之功能模組示意圖。
圖6係圖3所示之液晶顯示裝置之黑矩陣所採用之樹脂薄膜之厚度與其穿透率之關係曲線圖。
圖7係於該第二透明基板上形成樹脂層及光阻層之結構示意圖。
圖8係於該樹脂層上形成第一光阻圖案之結構示意圖。
圖9係於該樹脂層上形成第二光阻圖案之結構示意圖。
圖10係形成半透光膜之結構示意圖。
20‧‧‧液晶顯示裝置
200‧‧‧液晶面板
201‧‧‧背光模組
202‧‧‧第一透明基板
203‧‧‧第二透明基板
204‧‧‧光感測器
205‧‧‧光電感測元件
206‧‧‧輔助電路
207‧‧‧黑矩陣
208‧‧‧半透光膜

Claims (24)

  1. 一種液晶顯示裝置，其包括：一液晶面板，其包括：一第一基板；一相鄰該第一基板設置之第二基板；一設置於該第一基板鄰近該第二基板一側之光感測器，該光感測器包括一光電感測元件、一第一輸出端及一第二輸出端；一設置於該第二基板鄰近該第一基板一側之黑矩陣，該黑矩陣包括一對應該光電感測元件設置之半透光膜；及一背光模組，其係分別連接至該光感測器之第一輸出端及第二輸出端。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置，其中，該半透光膜可減弱穿過該第一基板射向該第二基板之光線。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置，其中，穿過該第一基板射向該第二基板之光線經過該半透光膜被散射。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置，其中，該黑矩陣進一步包括一主體部份，該主體部份完全遮擋射向該第二基板之光線。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之液晶顯示裝置，其中，該主體部份為厚度為1000nm~1100nm之樹脂薄膜。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之液晶顯示裝置，其中，該主體部份為厚度為100nm之鉻薄膜。
  7. 如申請專利範圍第5或6項所述之液晶顯示裝置，其中，該半透光膜之厚度為該主體部份之厚度之1/4~2/3。
  8. 如申請專利範圍第4項所述之液晶顯示裝置，其中，該半透光膜與該主體部份之材質相同。
  9. 如申請專利範圍第4項所述之液晶顯示裝置，其中，該光感測器進一步包括一輔助電路，該輔助電路設置於該第一基板並對應該黑矩陣之主體部份。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置，其中，該光電感測元件為一薄膜電晶體。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之液晶顯示裝置，其中，該輔助電路包括一第一薄膜電晶體、一第二薄膜電晶體、一第三薄膜電晶體、一第四薄膜電晶體及一第五薄膜電晶體，該光電感測元件之源極接收一第一固定電壓，其汲極連接於該第二薄膜電晶體之源極，其閘極接收一閘極電壓，該第一薄膜電晶體之源極接收一第二固定電壓，其閘極連接於該光電感測元件之汲極，其汲極作為該光感測器之第一輸出端，該第二薄膜電晶體之汲極接地，其閘極接收該閘極電壓，該第三薄膜電晶體之源極接收該第一固定電壓，其汲極連接於該第五薄膜電晶體之源極，其閘極接收該閘極電壓，該第四薄膜電晶體之源極接收該第二固定電壓， 其閘極連接於該第三薄膜電晶體之汲極，其汲極作為該光感測器之第二輸出端，該第五薄膜電晶體之汲極接地，其閘極接收該閘極電壓。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置，其中，該背光模組包括一運算放大器、一類比/數位轉換器、一背光控制電路及一光源，該運算放大器、該類比/數位轉換器、該背光控制電路及該光源依次電連接，該運算放大器之同相輸入端及反相輸入端分別接該光感測器之第一輸出端及第二輸出端。
  13. 一種液晶顯示裝置，其包括：一液晶面板，其包括：一第一基板；一相鄰該第一基板設置之第二基板；一設置於該第一基板鄰近該第二基板一側之光感測器，該光感測器包括一光電感測元件、一第一輸出端及一第二輸出端；一設置於該第二基板鄰近該第一基板一側之黑矩陣，該黑矩陣包括一半透光膜，該半透光膜可減弱穿過該第一基板射向該第二基板之光線，穿過該第二基板之光線藉由該半透光膜射向該光電感測元件；及一背光模組，其係分別連接至該光感測器之第一輸出端及第二輸出端。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之液晶顯示裝置，其中，該半透光膜對應該光電感測元件設置。
  15. 如申請專利範圍第13項所述之液晶顯示裝置，其中，穿過該第一基板射向該第二基板之光線經過該半透光膜被散射。
  16. 如申請專利範圍第13項所述之液晶顯示裝置，其中，該黑矩陣進一步包括一主體部份，該主體部份完全遮擋射向該第二基板之光線。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之液晶顯示裝置，其中，該主體部份為厚度為1000nm~1100nm之樹脂薄膜。
  18. 如申請專利範圍第16項所述之液晶顯示裝置，其中，該主體部份為厚度為100nm之鉻薄膜。
  19. 如申請專利範圍第17或18項所述之液晶顯示裝置，其中，該半透光膜之厚度為該主體部份之厚度之1/4~2/3。
  20. 如申請專利範圍第16項所述之液晶顯示裝置，其中，該半透光膜與該主體部份之材質相同。
  21. 如申請專利範圍第16項所述之液晶顯示裝置，其中，該光感測器進一步包括一輔助電路，該輔助電路設置於該第一基板並對應該黑矩陣之主體部份。
  22. 如申請專利範圍第13項所述之液晶顯示裝置，其中，該光電感測元件為一薄膜電晶體。
  23. 如申請專利範圍第22項所述之液晶顯示裝置，其中，該輔助電路包括一第一薄膜電晶體、一第二薄膜電晶體、一第三薄膜電晶體、一第四薄膜電晶體及一第五薄膜電晶體，該光電感測元件之源極接收一第一固定 電壓，其汲極連接於該第二薄膜電晶體之源極，其閘極接收一閘極電壓，該第一薄膜電晶體之源極接收一第二固定電壓，其閘極連接於該光電感測元件之汲極，其汲極作為該光感測器之第一輸出端，該第二薄膜電晶體之汲極接地，其閘極接收該閘極電壓，該第三薄膜電晶體之源極接收該第一固定電壓，其汲極連接於該第五薄膜電晶體之源極，其閘極接收該閘極電壓，該第四薄膜電晶體之源極接收該第二固定電壓，其閘極連接於該第三薄膜電晶體之汲極，其汲極作為該光感測器之第二輸出端，該第五薄膜電晶體之汲極接地，其閘極接收該閘極電壓。
  24. 如申請專利範圍第13項所述之液晶顯示裝置，其中，該背光模組包括一運算放大器、一類比/數位轉換器、一背光控制電路及一光源，該運算放大器、該類比/數位轉換器、該背光控制電路及該光源依次電連接，該運算放大器之同相輸入端及反相輸入端分別接該光感測器之第一輸出端及第二輸出端。
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