TWI460500B - 液晶顯示裝置及其電子機器 - Google Patents

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Description

液晶顯示裝置及其電子機器
本發明係有關於液晶顯示裝置及其電子裝置，液晶顯示裝置包括各自皆具有第1面及第2面的第1基板與第2基板以及注入於第1面彼此相對的第1基板與第2基板之間的液晶層，其中第2基板的第1面上形成有用來驅動液晶層的電路。
液晶顯試裝置中的液晶配向性於裝置的製造過程中，一般會在產品最終組裝前使用專用的評定裝置來做確認(例如特開2003-156726號公報(專利文獻1))。然而液晶配向性會因為壽命及使用的環境等而產生變化，因此該確認最好也能得知產品的狀態。
[專利文獻1]特開2003-156726號公報
本發明的目的是提供一種能夠在組裝進產品的狀態下評定液晶配向性的液晶顯示器及其電子裝置。
為了達成上述的目的，本發明實施例的液晶顯示裝置，包括：第1基板與第2基板，各自皆具有第1面及第2面；液晶層，注入於該第1基板與第2基板之間，其中該第1基板與該第2基板的第1面彼此相對，且該第2基板的第1面上形成有用來驅動該液晶層的電路；第1偏光裝置與第2偏光裝置，使朝向該第1基板的第2面或該第2基板的第2面照射的光穿透介於其間的該液晶層；以及光檢測裝置，與該第2基板的第1面上的該電路一起形成，檢測透過該第1偏光裝置及該第2偏光裝置的光。
藉此，能夠提供一種可在組裝進產品的狀態下評定液晶配向性的液晶顯示器。
在該液晶顯示裝置的實施例中，該第1偏光裝置設置於該第1基板的第2面，該第2偏光裝置設置於該第2基板的第2面，該液晶顯示裝置更包括一反射裝置，設置於該第1偏光裝置上，該光檢測裝置檢測出朝著該第2基板的第2面照射，依序通過該第2偏光裝置、該液晶層及該第1偏光裝置後，於該反射裝置反射的光。
在該液晶顯示裝置的進一步實施例中，該電路具有複數的源極線，施加信號電壓於該液晶層，該第1基板的第1面上設有供給該電路基準電壓的共通電極，該液晶顯示裝置更包括一電壓調整裝置，因應該光檢測裝置所檢測出的光強度，調整該複數源極線上的電壓或該共通電極的電壓。
該電壓調整裝置包括：可變電壓供給源；以及電源控制裝置，根據該光檢測裝置檢測出的光強度，控制該可變電壓供給源。
在該液晶顯示裝置的進一步實施例中，更包括：一第3偏光裝置，部分地配置於該光檢測裝置的光檢測面上。其中該光檢測裝置檢測出朝著該第1基板的第2面照射，依序通過該第1偏光裝置、該液晶層及該第2偏光裝置後到達該光檢測面的光。
在該液晶顯示裝置的替代實施例中，該第1偏光裝置設置於該第1基板的第2面，該第2偏光裝置設置於該光檢測裝置的光檢測面上，該光檢測裝置檢測出朝著該第1基板的第2面照射，依序通過該第1偏光裝置、該液晶層及該第2偏光裝置後到達該光檢測面的光。
在此替代實施例中，更包括：第3偏光裝置，設置於該第2基板的第2面；以及反射裝置，設置於該第1基板的第1面。其中該光檢測裝置檢測出朝著該第2基板的第2面照射，通過該第3偏光裝置，被該反射裝置反射後，再通過第2偏光裝置到達該光檢測面的光。
做為一個實施例，本發明的液晶顯示裝置可以用於具備提供使用者影像功能的顯示裝置之電子機器，例如電視機、筆記型電腦或桌上型電腦、行動電話、個人數位助理(PDA)、車上導航裝置、攜帶型遊戲機或電子看板等。
根據本發明的實施例，能夠提供一種可在組裝進產品的狀態下評定液晶配向性的液晶顯示器及其電子裝置。
以下將參照圖式來說明本發明的實施例。
第1圖係本發明實施例的液晶顯示裝置剖面圖。第1圖的液晶顯示裝置10具有第1及第2基板11a、11b，各基板具有第1及第2面。第1及第2基板的第1面彼此相對並空出間隙。第1及第2基板之間的間隙注入液晶，形成液晶層12。第2基板11b的第1面上形成有驅動液晶層12用的電路。電路由薄膜電晶體(TFT)等主動元件及ITO等透明電極(Indium-tin-oxide)所組成。
液晶顯示裝置10更具有設置於第1基板的第2面的第1偏光板13a、設置於第2基板的第2面的第2偏光板13b、設置於第1偏光板13a上的反射板14。反射板14反射由背光源(未圖示)朝向第2基板11b的第2面照射並穿過第2偏光板13b、液晶層12及第1偏光板13a的光。被反射板14所反射的光回到液晶層12後被形成於第2基板11b的第1面的光檢測器15檢測出來。
第2圖係本發明實施例2的液晶顯示裝置剖面圖。第2圖的液晶顯示裝置20沒有設置反射板14，取而代之的是將偏光組件21設置於光檢測器15的光檢出面上，除此之外與第1圖的液晶顯示裝置10具有相同的構造。偏光組件21理想上具有與第1及第2偏光板13a、13b相同的特性。
液晶顯示裝置20中光檢測器15檢測出由太陽或照明等外部光源朝向第1基板11a的第2面照射並通過第1偏光板13a、液晶層12及偏光組件21的光。
第3圖係本發明實施例3的液晶顯示裝置剖面圖。第3圖的液晶顯示裝置30除了第1基板11a的第1面設有反射板31外，其餘構造皆與第2圖的液晶顯示裝置20相同。
液晶顯示裝置30中，光檢測器15檢測出由背光源(未圖示)朝向第2基板11b的第2面照射並穿過第2偏光板13b，在液晶層12內的反射板31反射後通過偏光組件21的光。
反射板31的厚度可以是液晶層12的厚度的一半。若是將反射板31的厚度設定為相對於液晶層的厚度可以忽略的程度的話，因為光檢測器15要檢出的光會由於反射板31的反射而往返於液晶層12，所以會經過液晶層的厚度的2倍距離才到達光感測器。然而將反射板31的厚度設定為液晶層12的厚度的一半時，即使光在液晶層12中往返，到達光感測器15時光所通過的液晶層12路徑長會與實際的液晶層厚度實質地相同。
如此一來，例如藉由設置具有適當厚度的反射板31可調整液晶層的厚度。因為液晶的透過率會因應液晶層厚度而變化，此時光檢測器15的光檢出精度、甚至是液晶的配向性評定能夠獲得改善。
第4圖係本發明實施例4的液晶顯示裝置剖面圖。第4圖的液晶顯示裝置40係組合第1圖及第2圖所示的實施例，將光檢測器15的檢出面的一部分設置偏光組件41。
液晶顯示裝置40中，光檢測器15能夠檢測由背光源(未圖示)朝向第2基板11b的第2面照射並穿過第2偏光板13b、液晶層12及第1偏光板13a的光(也就是被反射板14所反射的光)，以及由太陽或照明等外部光源朝向第1基板11a的第2面照射並通過第1偏光板13a、液晶層12及偏光組件41的光。
根據第1～4圖所示的實施例，液晶顯示裝置即使在組裝近產品內的狀態下，也能夠檢測出由背光源及/或外不光源照射並通過2片中間夾著液晶層的偏光板後的光。因此可根據施加信號電壓於液晶時的透過光量(或透過光強度)變化來評定液晶的配向性。另外，本發明實施例的液晶顯示裝置因為光檢測器與液晶驅動用電路形成在同一基板，在製造成本上也有其優點。
本發明實施例的液晶顯示裝置利用光檢測器15的光檢出結果，能夠應用於光漏電流的補償，光漏電流是造成閃爍、干擾及/或模糊等的原因。以下，將說明本發明實施例的液晶顯示裝置中用以進行光電流補償的架構及動作。
第5圖係本發明實施例的液晶顯示裝置構造方塊圖。第5圖的液晶顯示裝置50為主動矩陣型液晶顯示裝置。液晶顯示裝置50具備組光有光檢測器15的顯示面板、背光源52、源極驅動器53、閘極驅動器54、共通電極驅動器55及控制器56。
顯示面板51具有源極線57-1～57-m(m為整數)、與源極線57-1～57-m垂直的閘極線58-1～58-n(n為整數)、位於源極線57-1～57-m及閘極線58-1～58-n相交的位置並且由液晶層(例如第1圖的液晶層12)分割出來的行與列的矩陣狀複數個畫素P11 ～Pnm 。源極線57-1～57-m及閘極線58-1～58-n形成在與液晶驅動用電路相同的基板(例如第1圖的第2基板11b的第1面)上。
背光源52配置於顯示面板51的背面，將光照射至畫素P11 ～Pnm 。顯示面板51利用電壓使液晶的配向變化，藉此將背光源52照射的光偏光來顯示影像。為了達成上述動作，源極驅動器53透過源極線57-1～57-m對各個畫素P11 ～Pnm 施加信號電壓，閘極驅動器54透過閘極線58-1～58-n控制對各個畫素P11 ～Pnm 的信號電壓的施加。本實施例的液晶顯示裝置以使用設置於顯示面板背面的背光源的透過型顯示器為例，但也可以是不設置背光源而使用外界光反射的反射型顯示器、或者是使用外界光反射及背光源兩者的半透過型顯示器等各種種類的液晶顯示裝置。
共通電極驅動器55是透過共通連接至全部畫素P11 ～Pnm 的共通電極59(也稱共用電極)將基準信號供給畫素P11 ～Pnm 。共通電極59形成於與源極線57-1～57-m及閘極線58-1～58-n所形成的基板對向的基板(例如第1圖的第1基板11a的第1面)上。
控制器56使源極驅動器53、閘極驅動器54及共通電極驅動器55同步並控制其動作。例如，控制器56接收光檢測器15的光檢出結果後，指示源極驅動器53或共通電極驅動器55調整源極線57-1～57-m上的電壓或共通電極的電壓。
另外，光檢測器15也可以不透過控制器56直接連接至源極驅動器53或共通電極驅動器55。雖然沒有圖式，但光檢測器15的輸出端可以配置類比-數位轉換器、積分器或低通濾波器等來轉換光檢測器15的光檢出結果的形式。
例如，光檢測器15為第1、3、4圖所示的光檢測器，用來感測圖中虛線所示的背光源52所發的光。
第6圖係本發明實施例的液晶顯示裝置中的各畫素電路構造。畫素Pji (i及j為整數，1≦i≦m且1≦j≦n)具有液晶單元61、控制往液晶單元61的信號電壓施加的開關裝置62、透過開關裝置將施加至液晶單元61的信號電壓保持至下一次掃描為止的保持電容63。
液晶單元61一端連接至共通電及59，另一端透過開關裝置62連接至源極線57-i。
開關裝置62例如是薄膜電晶體(TFT)，其控制端子連接至閘極線58-j。開關裝置62在閘極線58-j為高電位(High)時為導通狀態，使源極線57-i上的信號電壓施加至液晶單元61。
保持電容63與液晶單元61並聯配置，一端連接至液晶單元61與開關裝置62之間的連接點(一般稱為畫素電極)，另一端連接至共通電極59。在閘極線58-j為低電位(Low)時開關裝置62為非導通狀態期間，也就是改寫影像資料的一個週期期間，保持電容63以電荷的形式保持透過開關裝置62施加於液晶單元61上的電壓。
然而實際上，當外部光源或背光源照射到開關裝置62時，保持電容63所儲存的電荷因為漏電流透過開關裝置62往源極線57-i流動而流失。此漏電流一般稱為光漏電流，因為光漏電流造成的保持電容63的保持電壓下降，會造成閃爍、干擾及/或模糊等問題。
共通電極驅動器55在保持電容63的電壓保持期間，透過共通電極59調整施加於保持電容63上的電壓，用以補償光漏電流。利用此保持電容63的容量結合，來平移透過開關裝置62連接至源極線57-i的液晶單元61端子所出現的電壓，藉此能夠補償光漏電流。
第7圖係本發明實施例的液晶顯示裝置的共通電極驅動器的構造方塊圖。共通電極驅動器55具有用以調整透過共通電極59供給各個畫素P11 ～Pnm 的電壓的電壓調整部70。電壓調整部70具有可變電壓供給源71、控制可變電壓供給源71的電源控制部72。電源控制部72依照控制器56所產生的控制信號或是依照直接由光檢出器15獲得的光檢出結果，來控制可變電壓供給源71使其供給既定的基準電壓。
例如，當光漏電流發生，畫素電極的電壓會下降使得液晶的配向產生變化。此液晶配向的變化會反應在光檢測器15所檢出的光強度的變化上。此時，電源控制部72將隔著保持電容63與畫素電極相對的共通電極59的電位提高畫素電極電壓下降的量，補償由於光漏電流所造成的畫素電極電壓下降。因此電源控制部72使用光檢測器15所能檢測的光強度與各畫素在電壓保持期間中所能引起的光漏電流之間的關係式，或使用預先儲上述關係的對照表，來變化可變電壓供給源71所供給的電壓。
做為其他的實施例，電壓調整部可以不包含於共通電極驅動器55，而包含於源極驅動器53。在此實施例中，於各畫素Pji 的電壓保持期間，能夠藉由調整連接該畫素的源極驅動器57-i上的電壓來補償光漏電流。
如此一來，本發明實施例的液晶顯示裝置不需要將補償光漏電流的電路組裝於畫素內，所以能夠維持畫素的開口率並同時補償光漏電流。另外，習知技術中，為了補償光漏電流，一般會採取增大保持電容的容量或是在保持電容與液晶單元之間插入放大電路的方式，因此會有畫素開口率減小的問題。
第8圖係具備本發明實施例的液晶顯示裝置的電子機器的例子。第8圖的電子機器80雖以筆記型電腦來表示，但也可以是例如電視機、行動電話、手錶、個人數位助理(PDA)、桌上型電腦、車上導航裝置、攜帶型遊戲機、或電子看板等其他電子機器。電子機器80包括含有可以顯示畫面的顯示面板之液晶顯示裝置。
液晶顯示裝置81為第1～7圖所記載的液晶顯示裝置，具有能夠將背光源及/或外部光源所發射的光在透過挾著液晶層的2片偏光板後檢測出來的光檢測器。因此，電子機器80能夠對於組裝於其中的液晶顯示器80在產品狀態下評定液晶配向性。
以上雖然說明了實施本發明的最佳實施例，但本發明的並不限於上述的實施例，在不超出本發明主旨的範圍內可作自由的變更。
例如在第1～4圖的液晶顯示裝置的各實施例中，可以設置用以限定光路徑的導管之類的導光裝置，使背光源或外部光源所照射的光能夠確實透過挾著液晶層的2片偏光板後到達光檢測器15。
10、20、30、40、50、81．．．液晶顯示裝置
11a、11b．．．基板
12．．．液晶層
13a、13b．．．偏光板
14、31．．．反射板
15．．．光檢測器
21、41．．．偏光組件
51．．．顯示面板
52．．．背光源
53．．．源極驅動器
54．．．閘極驅動器
55．．．共通電極驅動器
56．．．控制器
57-1~57-m．．．源極線
58-1~58-n．．．閘極線
59．．．共通電極
61．．．液晶單元
62．．．開關裝置
63．．．保持電容
70．．．電壓調整部
71．．．可變電壓供給源
72．．．電源控制部
80．．．電子機器
LB ．．．背光源光
LE ．．．外來光
Pji ．．．畫素
第1圖係本發明實施例的液晶顯示裝置剖面圖。
第2圖係本發明實施例2的液晶顯示裝置剖面圖。
第3圖係本發明實施例3的液晶顯示裝置剖面圖。
第4圖係本發明實施例4的液晶顯示裝置剖面圖。
第5圖係本發明實施例的液晶顯示裝置構造方塊圖。
第6圖係本發明實施例的液晶顯示裝置中的各畫素電路構造。
第7圖係本發明實施例的液晶顯示裝置的共通電極驅動器的構造方塊圖。
第8圖係具備本發明實施例的液晶顯示裝置的電子機器的例子。
10．．．液晶顯示裝置
11a、11b．．．基板
12．．．液晶層
13a、13b．．．偏光板
14．．．反射板
15．．．光檢測器
LB ．．．背光源光

Claims (4)

  1. 一種液晶顯示裝置，包括：一第1基板與一第2基板，各自皆具有一第1面及一第2面；一液晶層，注入於該第1基板與第2基板之間，其中該第1基板與該第2基板的該第1面彼此相對，且該第2基板的該第1面上形成有用來驅動該液晶層的電路；一第1偏光裝置與一第2偏光裝置，使朝向該第2基板的該第2面照射的光穿透介於其間的該液晶層；一第3偏光裝置，設置於該第2基板的該第2面；一反射裝置，設置於該第1基板的該第1面；以及一光檢測裝置，與該第2基板的該第1面上的該電路一起形成，檢測透過該第1偏光裝置及該第2偏光裝置的光線，其中該第1偏光裝置設置於該第1基板的該第2面，該第2偏光裝置設置於該光檢測裝置的一光檢測面上，該光檢測裝置用以檢測朝著該第2基板的該2面照射，通過該第3偏光裝置，被該反射裝置反射後，再通過該第2偏光裝置到達該光檢測面的光線。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置，其中該電路具有複數的源極線，用以施加一信號電壓於該液晶層，該第1基板的第1面上設有供給該電路基準電壓的一 共通電極，該液晶顯示裝置更包括一電壓調整裝置，因應該光檢測裝置所檢測出的光強度，用以調整該複數源極線上的電壓或該共通電極的電壓。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之液晶顯示裝置，其中該電壓調整裝置包括：一可變電壓供給源；以及一電源控制裝置，根據該光檢測裝置檢測出的光強度，控制該可變電壓供給源。
  4. 一種電子機器，包括如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置。
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