CN100357818C - 通用型液晶显示器面板及通用型液晶显示器 - Google Patents

Abstract

在彩色滤镜区域上配置无色置层的透光区域，液晶显示器的辉度得以提升。而在对应的薄膜晶体管基板的像素区域上配置遮光区域可以提升色纯度需求。两种设计可以适用于对辉度需求较大的笔记型电脑的液晶显示器，以及对于色纯度需求较大的桌上型电脑的液晶显示器。

Description

通用型液晶显示器面板及通用型液晶显示器

技术领域

本发明涉及一种液晶显示器面板及通用型液晶显示器，尤其涉及一种可同时适用于笔记型电脑与桌上型电脑的液晶显示器。

背景技术

液晶显示器常常用于可携带式的笔记型电脑的显示装置。然而，这种可携带式的笔记型电脑的一个主要问题就是电源消耗。对于一个笔记型电脑的使用者而言，电池寿命愈久，可以提供的便利以及功效就愈广。现在一般的笔记型电脑的电池寿命平均约为三到五个小时，有些机种在特殊状况时甚至可以达到七个小时。在笔记型电脑的各个元件中，大量消耗电源的主要有处理器，各种芯片，硬盘，以及液晶显示器。

对于使用在笔记型电脑上的液晶显示器，由于有电源消耗的问题，一般不使用高亮度的背光板以节省电源消耗。但是，这样的设计方式会降低显示器的辉度。一种解决的方式是将彩色滤镜薄膜的厚度降低。这种设计方式的原理是因为彩色滤镜薄膜除了会滤光以外还会吸收光线因而降低光源的辉度。然而，彩色滤镜薄膜的厚度降低以后，色彩的色度也因此降低。另一种解决的方式是提高像素的开口率，但是这种方式会使得工艺更加复杂并且不容易设计。

另外一方面，液晶显示器亦可以用于桌上型电脑的监视器。这时液晶显示器不会考虑电源消耗的问题，因而直接使用高亮度的背光板做为光源，而且考虑提升彩色滤镜薄膜的色度。一种提升色度的方式即增加彩色滤镜薄膜的厚度。但是，这种方式无法适用于笔记型电脑。

因此，同样是液晶显示器面板，应用在笔记型电脑或者桌上型电脑，必须有不同的设计。而制造这两种液晶显示器面板的时候，在设计制造相同尺寸的液晶显示器面板时，需要针对两种状况去设计不同规格的彩色滤镜薄膜，无法达到共用材料的目标。

发明内容

鉴于上述的背景技术中，传统的液晶显示器面板所具有的诸多问题与缺点，本发明的目的在于提供一种通用型的液晶显示器面板，其中在彩色滤镜薄膜的区域形成无色置层的透光区域。当应用在笔记型电脑的显示器上时可以提升其辉度。而且，设置有在薄膜晶体管端的遮光区域可以提供高色度，因而可以满足桌上型液晶显示器对于色纯度的需求。

本发明的另一目的在于提升辉度的过程中并未额外提供电源，因而可以维持其电源消耗不会增加。

本发明的又一目的在于提供同一种彩色滤镜基板给不同种类液晶显示器，达成共用材料的目的。

根据本发明的一方面，提供了一种通用型液晶显示器面板，包含：一彩色滤镜薄膜基板，包含位于其上的多个彩色滤镜薄膜区域，其中每一该彩色滤镜薄膜区域分别对应到一像素区域且每一该彩色滤镜薄膜区域上分别具有一无色置层的透光区域；一薄膜晶体管基板，具有一遮光区域以将穿透过所述无色置层的透光区域的光线全部遮住或遮住一部分；以及一液晶层，位于该彩色滤镜薄膜基板与该薄膜晶体管基板之间。

根据本发明的另一方面，提供了一种通用液晶显示器，包含：一彩色滤镜薄膜基板，具有多个彩色滤镜薄膜区域，每一该彩色滤镜薄膜区域分别对应到一像素区域且每一该彩色滤镜薄膜区域上具有一无色置层的透光区；一薄膜晶体管基板，具有一遮光区域以将穿透过所述无色置层的透光区域的光线全部遮住或遮住一部分；  一液晶层，位于该彩色滤镜基板与该薄膜晶体管基板之间；以及一背光源，位于该薄膜晶体管基板的一侧，用于提供光源。

附图说明

图1显示本发明的无色置层的透光区域在彩色滤镜上的一种配置的俯视示意图；

图2显示本发明的无色置层的透光区域以图1方式配置的侧面结构示意图；

图3显示使用本发明的彩色滤镜设置有薄膜晶体管基板时，强调辉度的侧面结构的示意图；以及

图4显示使用本发明的彩色滤镜设置有薄膜晶体管基板时，强调色度的侧面结构的示意图。

具体实施方式

本发明的一些实施例详细描述如下。然而，除了详细描述的实施例外，本发明还可以广泛地在其它的实施例中实行，而且本发明的范围不受限定，其以申请专利范围为准。

而且，为了提供更清楚的描述及更易理解本发明，附图中的各部分并没有依照其相对尺寸绘图，某些尺寸与其他相关尺度相比已经被夸张；不相关的细节部分也没有完全绘出，以求附图的简洁。

一般的液晶显示器，从背光源发射的光线中，大约不到一半的光线可以达到使用者的眼睛。因此液晶显示器的辉度一般是比不上传统的阴极射线管显示器。主要的原因是因为液晶显示器的背光源经过两片玻璃基板，液晶分子，配向膜，偏光膜，以及彩色滤镜等这些薄膜才会到达使用者，这其中彩色滤镜除了过滤颜色之外，还是降低透过光线的强度的主要来源。因此，液晶显示器的辉度较低也是可以预料的。

为解决这样的问题，最简单的解决方法就是增加背光源的亮度，不过这会增加电源的消耗。液晶显示器较为重要的一个应用就是配置在可移动式的笔记型电脑。然而，以笔记型电脑而言，因为其可移动的特性，电池所提供的电力不可能像桌上型电脑一样可以源源不绝的提供。所以传统的提高液晶显示器辉度的方式就是降低光线被过滤的机会；即，降低彩色滤镜的厚度即可提升辉度。不过这样的方式有许多的缺点。除了液晶显示器面板的设计会因为应用端的不同而复杂化之外，彩色滤镜的厚度降低更会直接降低彩色的色度。因此，对于应用在笔记型电脑的液晶显示器必须在辉度上提供其他的解决方式。

本发明对于应用在笔记型电脑的液晶显示器面板，提供的解决方式是在彩色滤镜的像素端提供无色置层的透光区域，使得背光源的白色光线不需要经过彩色滤镜的过滤虑而直接达到使用者。无色置层的透光区域的面积，只要让使用者在视觉上觉得显示萤幕的辉度较亮即可。而彩色滤镜的厚度又不需要降低，色彩的色度又比目前的使用在笔记型电脑的液晶显示器好。

当液晶显示器是应用在桌上型电脑时，由于可以提供更高亮度的背光源，所以并不需要这个无色置层的透光区域。只要在液晶显示器的另一个基板上配置遮光区域，而该遮光区域足以遮住上述无色置层的透光区域的面积即可。这样的液晶显示器面板可以提供的功能也可以符合使用者对于色度的需求。

本发明的液晶显示器面板，可以同时适用于笔记型电脑以及桌上型电脑的显示器，因此可以称作通用型液晶显示器面板。

在本发明中，无色置层的透光区域的面积最好不要超过像素面积的四分之一。而且彩色滤镜的三个颜色的无色置层的透光区域，可以设计成不同的面积大小；也就是针对特定的颜色改变某个无色置层的透光区域的面积。

遮光区域，并不需要自己独立的设计，可以结合薄膜晶体管的工艺。例如，与薄膜晶体管的金属栅极，源极/漏极，或者总线(busline)一起形成。上述无色置层的透光区域的面积也可以通过遮光区域来调整。

本发明的通用型液晶显示器面板包含一第一基板，一第二基板，以及一液晶层。在第一基板上包含多个晶体管，而在第二基板上包含彩色滤镜薄膜，其中的彩色滤镜薄膜具有多个无色置层的透光区域。上述液晶层位于第一基板与第二基板之间。

上述多个无色置层的透光区域是每个无色置层的透光区域位于一像素区域内。每个无色置层的透光区域的面积最好为不超过其像素面积的四分之一。

上述彩色滤镜薄膜具有红色滤镜薄膜、绿色滤镜薄膜和蓝色滤镜薄膜。上述多个无色置层的透光区域面积在红色滤镜薄膜、绿色滤镜薄膜和蓝色滤镜薄膜上的面积可都相同，或者都不相同，或者其中两个颜色的无色置层的透光区域面积相同。例如，在红色与绿色滤镜薄膜像素的无色置层的透光区域面积相同，或者红色与蓝色滤镜薄膜的无色置层的透光区域面积相同，或者绿色与蓝色滤镜薄膜的无色置层的透光区域面积相同。在蓝色滤镜薄膜像素的无色置层的透光区域的面积可以比红色滤镜薄膜或者绿色滤镜薄膜的无色置层的透光区域面积小。在各色阶滤镜薄膜上无色置层的透光区域的面积的调整，主要是让液晶显示器可以产生均匀的白光。

上述多个无色置层的透光区域对应到该第一基板的多个区域可具有多个遮光区域。其中上述多个遮光区域可与该多个薄膜晶体管的栅极一起形成，或者与该多个薄膜晶体管的源极/漏极一起形成。

接下来参照附图说明本发明的较佳实施例。请参照图1，其显示多个彩色滤镜薄膜与多个无色置层的透光区域的俯视示意图，其中彩色滤镜薄膜又称为色置层。一般的彩色滤镜薄膜具有红色、绿色和蓝色等三种颜色的滤镜薄膜。因此，在图1中以第一彩色滤镜薄膜区域20-1、第二彩色滤镜薄膜区域20-2和第三彩色滤镜薄膜区域20-3，分别表示红色、绿色和蓝色彩色滤镜。但是，并不表示第一彩色滤镜薄膜区域20-1即为红色，第二彩色滤镜薄膜区域20-2即为绿色，第三彩色滤镜薄膜区域20-3即为蓝色。在本发明中，彩色滤镜薄膜20的厚度并不需要因为考虑辉度而较薄。因此，可以使用一般正常的厚度提供使用者较佳的色纯度。每个彩色滤镜薄膜区域20分别对应到一像素区域。在每个彩色滤镜薄膜区域20上分别具有一个无色置层的透光区域30。每个彩色滤镜薄膜区域20与无色置层的透光区域30之间是以黑矩阵12、14分开的。黑矩阵12表示横向而黑矩阵14表示垂直。

无色置层的透光区域30的面积以不超过像素面积的四分之一为佳。在每种颜色的彩色滤镜薄膜区域20上的无色置层的透光区域30的面积可以设计成相同或者不相同。举例说明，无色置层的透光区域30在红色、绿色和蓝色的像素上的面积可以设计成全部相同，例如无色置层的透光区域30的面积均为像素面积的四分之一或者五分之一，或者其他可能的比例。也可以是其中两个颜色的无色置层的透光区域的面积相同，例如在红色与绿色彩色滤镜区域上的无色置层的透光区域30的面积相同，或者在红色与蓝色彩色滤镜区域上的无色置层的透光区域30的面积相同，或者在绿色与蓝色彩色滤镜区域上的无色置层的透光区域30的面积相同。也可以设计成无色置层的透光区域30在各种颜色的彩色滤镜区域20上的面积均不相同。一种较佳的设计方式就是将无色置层的透光区域30的面积设计成与人眼睛视觉相关。例如人眼对于蓝色光的敏感度比较差，则在蓝色滤镜薄膜区域20上的无色置层的透光区域30的面积较小，以提供较多的蓝光给使用者。而人眼对于绿色光线较为敏感，则在绿色滤镜薄膜区域20上的无色置层的透光区域30的面积较大，提供较大的辉度给使用者。

图2显示在图1中沿着AA’方向的切面示意图。在图2中，彩色滤镜薄膜20与黑矩阵14位于一透明基板10上。无色置层的透光区域30位于两个黑矩阵14之间。一般具有彩色滤镜薄膜20的基板10称为彩色滤镜基板10。在本实施例中也是使用彩色滤镜基板10用于区别液晶显示器面板的另一个基板。

请参照图3，其显示设置有图2的彩色滤镜基板的液晶显示器的侧面结构示意图。在图3中，背光板60提供一平面的均匀白色背光源。液晶显示器面板包含彩色滤镜基板10以及另一基板50。该基板50一般称为薄膜晶体管基板50，因为该基板50会有多个薄膜晶体管位于其上作为液晶显示器的像素控制器，以及总线54用于连接晶体管的栅极与源极。在薄膜晶体管基板50上一般具有一钝化层52起到保护薄膜晶体管以及总线54等作用。由于在彩色滤镜基板10端具有无色置层的透光区域30，从背光板60发射的光线有一部份会经过无色置层的透光区域30到达使用者的眼睛，因此增加了显示器的辉度。另外一部分的光线经过彩色滤镜薄膜区域20，这个部分的光线组成划线的各种色彩与形状。利用无色置层的透光区域30，本发明并未增加任何的电源消耗而达到辉度增加的效果。

请参照图4，其显示设置有图2的彩色滤镜基板的另一种液晶显示器的侧面结构示意图。在图4中，在薄膜晶体管基板50上具有遮光区域56以将穿透过无色置层的透光区域30的光线全部遮住或者遮住一部份。这种设计对于应用在桌上型电脑的液晶显示器而言，由于没有提供电源的限制等问题，因此不需要使用无色置层的透光区域30来增加辉度。

遮光区域56可以使用金属材料，或者其他具有良好遮光效果的介电材料。使用金属的一个好处就是可以跟薄膜晶体管的工艺结合。例如，遮光区域56可以跟栅极一起形成，亦可以跟总线54，或者源极/漏极一起形成。遮光区域56形成的方式可为一般的薄膜工艺。

在本发明中，不需要额外提供显示器其他的电源，使用无色置层的透光区域即可增加显示器的辉度。而且只在考虑色纯度而不考虑电源的提供是否受限时，也可以在一般的薄膜晶体管基板上对应到无色置层的透光区域设计遮光区域即可以应用在一般的桌上型液晶显示器。即，在本发明的无色置层的透光区域设计中，不论液晶显示器面板以后为何种应用，均可以使用本发明的彩色滤镜基板，达到共用材料的目的。

对于本领域技术人员，本发明虽以一较佳实例阐明如上，但是其并非用于限定本发明精神。在不脱离本发明的精神与范围内所作的修改与类似的安排，均应包含在本申请专利范围内，这样的范围应该与覆盖在所有修改与类似结构的最宽广的诠释一致。因此，阐明如上的本发明一较佳实例，可用来鉴别不脱离本发明的精神与范围内所作的各种改变。

Claims (30)

1、一种通用型液晶显示器面板，包含：

一彩色滤镜薄膜基板，包含位于其上的多个彩色滤镜薄膜区域，其中每一该彩色滤镜薄膜区域分别对应到一像素区域且每一该彩色滤镜薄膜区域上分别具有一无色置层的透光区域；

一薄膜晶体管基板，具有一遮光区域以将穿透过所述无色置层的透光区域的光线全部遮住或遮住一部分；以及

一液晶层，位于该彩色滤镜薄膜基板与该薄膜晶体管基板之间。

2、如权利要求1所述的通用型液晶显示器面板，其中所述每个无色置层的透光区域位于相应的一像素区域内。

3、如权利要求2所述的通用型液晶显示器面板，其中所述的每个无色置层的透光区域的面积不超过所述像素区域面积的四分之一。

4、如权利要求2所述的通用型液晶显示器面板，其中所述彩色滤镜薄膜具有红色滤镜薄膜、绿色滤镜薄膜和蓝色滤镜薄膜。

5、如权利要求4所述的通用型液晶显示器面板，其中所述多个无色置层的透光区域面积在所述红色滤镜薄膜像素、绿色滤镜薄膜像素和蓝色滤镜薄膜像素上均相同。

6、如权利要求4所述的通用型液晶显示器面板，其中所述多个无色置层的透光区域面积在所述蓝色滤镜薄膜像素上比在所述红色滤镜薄膜像素上小。

7、如权利要求4所述的通用型液晶显示器面板，其中所述多个无色置层的透光区域面积在所述蓝色滤镜薄膜像素上比在所述绿色滤镜薄膜像素上小。

8、如权利要求4所述的通用型液晶显示器面板，其中所述多个无色置层的透光区域面积在所述红色滤镜薄膜像素、绿色滤镜薄膜像素和蓝色滤镜薄膜像素上均不相同，使得该液晶显示器面可以产生均匀的白光。

9、如权利要求1所述的通用型液晶显示器面板，其中所述该无色置层的透光区域对应到所述第一基板的一遮光区域。

10、如权利要求1所述的通用型液晶显示器面板，其中所述的每个无色置层的透光区域的面积不超过所述像素区域面积的四分之一。

11、如权利要求1所述的通用型液晶显示器面板，其中所述彩色滤镜薄膜具有红色滤镜薄膜、绿色滤镜薄膜和蓝色滤镜薄膜。

12、如权利要求11所述的通用型液晶显示器面板，其中所述多个无色置层的透光区域面积在所述红色滤镜薄膜像素、绿色滤镜薄膜像素和蓝色滤镜薄膜像素上均相同。

13、如权利要求11所述的通用型液晶显示器面板，其中所述多个无色置层的透光区域面积在所述蓝色滤镜薄膜像素上比在所述红色滤镜薄膜像素上小。

14、如权利要求11所述的通用型液晶显示器面板，其中所述多个无色置层的透光区域面积在所述蓝色滤镜薄膜像素上比在所述绿色滤镜薄膜像素上小。

15、如权利要求11所述的通用型液晶显示器面板，其中所述多个无色置层的透光区域面积在所述红色滤镜薄膜像素、绿色滤镜薄膜像素和蓝色滤镜薄膜像素上均不相同，使得该液晶显示器面可以产生均匀的白光。

16、一种通用液晶显示器，包含：

一彩色滤镜薄膜基板，具有多个彩色滤镜薄膜区域，每一该彩色滤镜薄膜区域分别对应到一像素区域且每一该彩色滤镜薄膜区域上具有一无色置层的透光区；

一薄膜晶体管基板，具有一遮光区域以将穿透过所述无色置层的透光区域的光线全部遮住或遮住一部分；

一液晶层，位于该彩色滤镜基板与该薄膜晶体管基板之间；以及

一背光源，位于该薄膜晶体管基板的一侧，用于提供光源。

17、如权利要求16所述的通用型液晶显示器，其中所述每个无色置层的透光区域位于一对应的像素区域内。

18、如权利要求17所述的通用型液晶显示器，其中所述的每个无色置层的透光区域的面积不超过所述像素区域面积的四分之一。

19、如权利要求17所述的通用型液晶显示器，其中所述彩色滤镜薄膜具有红色滤镜薄膜、绿色滤镜薄膜和蓝色滤镜薄膜。

20、如权利要求19所述的通用型液晶显示器面板，其中所述多个无色置层的透光区域面积在所述红色滤镜薄膜像素、绿色滤镜薄膜像素和蓝色滤镜薄膜像素上均相同。

21、如权利要求19所述的通用型液晶显示器面板，其中所述多个无色置层的透光区域面积在所述蓝色滤镜薄膜像素上比在所述红色滤镜薄膜像素上小。

22、如权利要求19所述的通用型液晶显示器面板，其中所述多个无色置层的透光区域面积在所述蓝色滤镜薄膜像素上比在所述绿色滤镜薄膜像素上小。

23、如权利要求19所述的通用型液晶显示器面板，其中所述多个无色置层的透光区域面积在所述红色滤镜薄膜像素、绿色滤镜薄膜像素和蓝色滤镜薄膜像素上均不相同，使得该液晶显示器面可以产生均匀的白光。

24、如权利要求16所述的通用型液晶显示器面板，其中所述多个无色置层的透光区域对应到所述第一基板的一第二遮光区域。

25、如权利要求24所述的通用型液晶显示器面板，其中所述的每个无色置层的透光区域的面积不超过所述像素区域面积的四分之一。

26、如权利要求24所述的通用型液晶显示器面板，其中所述彩色滤镜薄膜具有红色滤镜薄膜、绿色滤镜薄膜和蓝色滤镜薄膜。

27、如权利要求26所述的通用型液晶显示器面板，其中所述多个无色置层的透光区域面积在所述红色滤镜薄膜像素、绿色滤镜薄膜像素和蓝色滤镜薄膜像素上均相同。

28、如权利要求26所述的通用型液晶显示器面板，其中所述多个无色置层的透光区域面积在所述蓝色滤镜薄膜像素上比在所述红色滤镜薄膜像素上小。

29、如权利要求26所述的通用型液晶显示器面板，其中所述多个无色置层的透光区域面积在所述蓝色滤镜薄膜像素上比在所述绿色滤镜薄膜像素上小。

30、如权利要求26所述的通用型液晶显示器面板，其中所述多个无色置层的透光区域面积在所述红色滤镜薄膜像素、绿色滤镜薄膜像素和蓝色滤镜薄膜像素上均不相同，使得该液晶显示器面可以产生均匀的白光。