CN101907800B

CN101907800B - 液晶面板和液晶显示器

Info

Publication number: CN101907800B
Application number: CN2009100861122A
Authority: CN
Inventors: 赵星星; 万丽芳; 张卓; 孙小斌; 王庆江; 张丽蕾; 张凯亮; 马丽; 许燕文; 王刚
Original assignee: BOE Technology Group Co Ltd
Current assignee: BOE Technology Group Co Ltd
Priority date: 2009-06-02
Filing date: 2009-06-02
Publication date: 2012-02-29
Anticipated expiration: 2029-06-02
Also published as: CN101907800A

Abstract

本发明涉及一种液晶面板和液晶显示器。该液晶面板包括对盒设置的第一基板和第二基板，两基板上对应形成有矩阵形式排列的多个子像素，每个子像素分别对应一种颜色的彩膜，颜色至少包括第一颜色和第二颜色，其中：第一颜色子像素的面积大于第二颜色子像素的面积。该液晶显示器包括本发明的液晶面板，还包括框架、控制电路和背光模组，液晶面板嵌设在框架中与控制电路相连，背光模组设置在液晶面板的外侧，其中：背光模组中的光源为多个有色点光源，有色点光源的颜色至少包括第一颜色和第二颜色。本发明通过调整各色子像素之间的面积比例关系来调整光线透过液晶面板之后的光效。充分利用了光源的发光能力，提高了光利用率。

Description

液晶面板和液晶显示器

技术领域

本发明涉及液晶显示技术，尤其涉及一种液晶面板和液晶显示器。

背景技术

液晶显示器(Liquid Crystal Display；以下简称：LCD)是目前广泛使用的平板显示器，其中的液晶面板是LCD的重要显示部件。液晶面板通常由两基板对盒后填充液晶层来形成，在液晶面板上形成有矩阵形式排列的多个子像素。为呈现彩色图像，液晶面板中通常设置有对应各子像素的彩膜层，使光线穿过不同颜色彩膜后呈现不同颜色。目前常见的液晶面板包括阵列基板和彩膜基板，采用树脂制成的彩膜层设置在彩膜基板上。

因为液晶不能自发光，所以LCD需要外界提供光源。其中，透射型LCD是在LCD内部设置背光源来提供光源的。目前，因发光二极管(Light EmittingDiode；以下简称：LED)具有高色域、节能、轻薄化、快速响应等优势，其已经越来越多的应用于LCD中作为光源，RGB_LED背光采用动态控制后，可大副提高LCD的对比度和色域。

现有LED作为光源的一种技术是以红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)三基色的有色点光源LED组合来形成白色光，而后提供给液晶面板的。无论采用直下式或是侧光式的背光源，LED均设置在液晶面板的外侧，通过设置LED的个数及各色LED的亮度使光线在进入液晶面板之前呈现出白色，为液晶面板提供符合白点坐标要求的白色面光源。此后白色光线进入阵列基板后经液晶分子旋转偏振方向，从彩膜基板出射，呈现与彩色树脂相应的颜色。

但是，上述采用LED作为LCD光源的方案存在下述缺陷：红、绿、蓝三基色LED在呈现白光时的光效不同，一般需要绿色LED亮度高于红色和蓝色LED的亮度才能呈现出白光。现有技术为获得白色光源所采取的手段是：1)采用数量更多的绿色LED来提高绿色亮度，但这样在达到相同亮度的前提下，势必会增加LED的数量，进而导致成本增加；2)通过控制供电脉冲来降低红色和蓝色LED的亮度，这种方法会牺牲红色和蓝色LED的光效，光利用率较低，会降低背光源亮度，同时LED不能物尽其用，所以导致使用成本上的浪费。

发明内容

本发明的目的是提供一种液晶面板和液晶显示器，以提高LED的光利用率。

为实现上述目的，本发明提供了一种液晶面板，包括对盒设置的第一基板和第二基板，两基板上对应形成有矩阵形式排列的多个子像素，每个子像素分别对应一种颜色的彩膜，所述颜色包括绿色、红色和蓝色，其中：绿色子像素的面积分别大于红色子像素的面积和蓝色子像素的面积；红色子像素的面积大于蓝色子像素的面积。

为实现上述目的，本发明还提供一种包括本发明液晶面板的液晶显示器，还包括框架、控制电路和背光模组，所述液晶面板嵌设在所述框架中与所述控制电路相连，所述背光模组设置在所述液晶面板的外侧，其中：所述背光模组中包括的光源为多个有色点光源，所述有色点光源的颜色至少包括第一颜色和第二颜色。

由以上技术方案可知，本发明采用调整各色子像素之间面积比例关系的技术手段，可以使进入液晶面板之前未呈现白色的光线在透过液晶面板之后呈现出白色，因此可以通过子像素的面积来控制各色光线的透过率，避免了在经过液晶面板前调整光线亮度而浪费光源的发光能力，所以可以提高光利用率。在液晶显示模块实现同样亮度的情况下，可以降低背光源中LED的功率或数量，从而降低产品成本。

附图说明

图1为本发明第一实施例所提供的液晶面板中一种像素布局的结构示意图；

图2为本发明第一实施例所提供的液晶面板中另一种像素布局的结构示意图；

图3为本发明第二实施例所提供的液晶面板中的第一种像素布局的结构示意图；

图4为本发明第二实施例所提供的液晶面板中的第二种像素布局的结构示意图；

图5为本发明第二实施例所提供的液晶面板中的第三种像素布局的结构示意图；

图6为本发明第二实施例所提供的液晶面板中的第四种像素布局的结构示意图；

图7为本发明第三实施例所提供的液晶显示器的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种液晶面板，包括对盒设置的第一基板和第二基板，两基板上对应形成有矩阵形式排列的多个子像素，每个子像素分别对应一种颜色的彩膜，颜色至少包括第一颜色和第二颜色，并且第一颜色子像素的面积大于第二颜色子像素的面积。

本发明通过调整各色子像素的面积比例关系来调整各色光线透过液晶面板之后的光效，避免抑制光源亮度来调整光效时造成的光损失，从而能够提高光利用率。

具体的，还包括第三颜色，且第一颜色为绿色，第二颜色为红色，第三颜色为蓝色。采用三基色是目前普遍使用的技术。并且由于白色光线对绿色光线的光效要求更高，所以本发明设置绿色子像素的面积分别大于红色子像素的面积和蓝色子像素的面积。

使绿色子像素的面积分别大于红色子像素和蓝色子像素面积的形式有多种，例如可以增加每个绿色子像素的面积或增加绿色子像素的数量，下面通过具体实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

第一实施例

图1为本发明第一实施例所提供的液晶面板中一种像素布局的结构示意图。本实施例的液晶面板包括对盒设置的第一基板和第二基板，具体为阵列基板和彩膜基板。两基板上对应形成有矩阵形式排列的多个子像素，每个子像素分别对应一种颜色的彩膜，彩膜具体可以设置在彩膜基板上。彩膜颜色包括红色、蓝色和绿色，则各子像素具体可以称为绿色子像素、红色子像素和蓝色子像素，并且绿色子像素的面积分别大于红色子像素的面积和蓝色子像素的面积。

具体的，在本实施例中，每种颜色所对应子像素的数量相等，且一个绿色子像素11的面积大于一个红色子像素12的面积，也大于一个蓝色子像素13的面积。图1具体示出了一个像素10所对应区域的结构，在液晶面板显示图像时以像素10为单位，为使该像素10呈现彩色，则该像素10需包括几种颜色的多个亚像素，每个亚像素对应液晶面板上的一个子像素。本实施例中具体是由一个红色子像素12、一个绿色子像素11和一个蓝色子像素13构成一个像素10。在每个像素10中，红色子像素12、绿色子像素11和蓝色子像素13为顺序且并列设置。优选地是绿色子像素11设置在红色子像素12和蓝色子像素13的中间。

图2为本发明第一实施例所提供的液晶面板中另一种像素布局的结构示意图。相比于图1中所示像素10的布局形式，图2中所示的一个像素10同样包括一个红色子像素12、一个绿色子像素11和一个蓝色子像素13；但区别在于，在每个像素10中，红色子像素12与蓝色子像素13并列设置，绿色子像素11在红色子像素12和蓝色子像素13平齐的一边邻接设置。

本发明的液晶面板通过相对增加绿色子像素的面积来提高光利用率，下面对照现有技术详细说明本发明提高光利用率的原理。

首先假设向LED输入100毫安(mA)的额定电流，则红色LED的发光亮度为9流明(1m)，绿色LED的发光亮度为211m，蓝色LED的发光亮度为2.81m。在光线经过彩膜时，彩膜起到过滤器的作用，会将非本身颜色的光线过滤掉，如红色彩膜仅允许红色光线通过，而过滤掉绿色和蓝色光线。

现有技术所提供的液晶面板中各子像素的面积是相等的。为获得白光，需要抑制红光和蓝光的亮度，211m的绿光、6.131m的红光和1.511m的蓝光的组合可呈现出白光。上述亮度组合的光线进入液晶面板后分别透过各色彩膜。(21+6.13+1.51)1m的白光经过红色彩膜后呈现6.131m的红光，相应地，经过绿色彩膜后呈现211m的绿光，经过蓝色彩膜后呈现1.511m的蓝光。相当于背光源提供了(21+6.13+1.51)×3＝85.921m的白光，而最终透过的为21+6.13+1.51＝28.641m的光线。

本发明改变了子像素的面积，现有技术中各色子像素占一个像素中的面积百分比均为33.3％，本发明设置绿色子像素在一个像素中的面积百分比为44.8％，红色子像素在一个像素中的面积百分比为30.8％，蓝色子像素在一个像素中的面积百分比为24.4％。此时对红光和蓝光的亮度不进行抑制，仍以原亮度射入液晶面板，即91m红光、211m绿光和2.81m蓝光。则透过液晶面板上红色彩膜后的红光亮度为9×(30.8％÷33.3％)＝8.3161m，透过绿色彩膜后的绿光亮度为21×(44.8％÷33.3％)＝28.2241m，透过蓝色彩膜后的蓝光亮度为2.8×(22.4％÷33.3％)＝2.0501m。相同发光能力的LED，采用本发明该实施例的子像素设计方案，透过液晶面板的光亮度可达8.316+28.224+2.050＝38.591m，比现有技术提高了约35％。

本发明实施例通过改变绿色、红色和蓝色子像素之间的面积比例来调整透过液晶面板之后的光线亮度，具体是提高透过液晶面板的绿光与红光和蓝光之间的比例，绿光可以基本决定混光后白光的亮度。所以通过合理设置各色子像素的面积之比，可以使光线虽然在进入液晶面板之前呈现的不是白光，但是在透过液晶面板之后可以呈现出白光，对颜色显示没有影响，而亮度能够显著提高。在获取相同亮度显示的情况下可以减少LED的数量。例如，现有技术可以是三基色的三个LED为一组，每组LED对应数十、数百的子像素来模拟提供白色面光源。采用本发明的技术方案，可以减少LED组的数量达25％，同时达到原有的亮度要求。LED数量的减少大幅度的降低了LED背光源LCD的成本，促进了此类LCD的商用化发展进程。另外，因为可以达到的亮度增加，因此可以相应地降低背光源的供电能耗，背光源的节能是便携式LCD的重要性能指标。

各色子像素面积之间的比例可以根据彩膜透过率、LED亮度等因素计算获得，使液晶面板能100％利用LED的发光亮度，同时在透过液晶面板之后获得满足白点坐标要求的白光，实现光利用率的最大化。

采用本发明的技术方案，红色子像素的面积可以等于蓝色子像素的面积，较佳的是大于蓝色子像素的面积，能够更好的满足混合获取白光的需求。若液晶面板的颜色为其他颜色，也可以根据光效设计子像素的面积比例，使透过液晶面板后的光线呈现白光，最大程度利用进入液晶面板前的光线亮度。

第二实施例

图3为本发明第二实施例所提供的液晶面板中的第一种像素布局的结构示意图。本实施例中彩膜的颜色仍包括红色、蓝色和绿色三种，与上述第一实施例的区别在于：每个子像素的面积均相等，绿色子像素11的数量分别多于红色子像素12和蓝色子像素13的数量，则绿色子像素11的总面积大于红色子像素12的总面积，也大于蓝色子像素13的总面积。

数量不同的各色子像素的较佳布局形式如图3所示，一个红色子像素12、两个绿色子像素11和一个蓝色子像素13构成一个像素10；在每个像素10中，红色子像素12、绿色子像素11和蓝色子像素13顺序且并列设置，两个绿色子像素11相邻，且设置在红色子像素12和蓝色子像素13之间。或者，如图4所示，两个绿色子像素11也可以与红色子像素12和蓝色子像素13间隔地设置。

或者，各色子像素可以呈田字型排列设置，即采用堆叠形式，如图5所示，两个绿色子像素11可以与红色子像素12和蓝色子像素13交叉地设置。再或者，如图6所示，两个绿色子像素11并列设置，且设置在并列的红色子像素12和蓝色子像素13的一侧。

本实施例的技术方案除能够如第一实施例所述的那样提高光利用率之外，还能够节约液晶面板的再设计成本。由于彩膜层可以仅设置在一个基板上，例如通常可以仅设置在彩膜基板上，所以本实施例可以不改变阵列基板上子像素的设计方案，仅改变彩膜基板上所形成的各色彩膜的布局。因此至少能够降低阵列基板再设计的成本，更易于在现有实际生产中推广。

在本实施例中，为在子像素面积确定的情况下满足过屏后的白光要求，可以进一步调整红光和蓝光的发光光效来使最终透过的光线满足混合获得白光的要求，特别是可以较大的提高红光的光效。使光效的调整和子像素的面积调整相结合，以提高亮度，且尽量减小对现有液晶基板的再设计成本。

在上述两实施例中，彩膜的颜色还可以包括白色，通过调整各色子像素的面积关系即能够达到透过液晶面板后呈现白光的目的。在一个像素内子像素的排列关系可以如上所述为并列、堆叠的形式，或者也可以采用其他的能够使像素混合基色而呈现彩色的排列方式。

第三实施例

图7为本发明第三实施例所提供的液晶显示器的结构示意图。该液晶显示器中包括本发明任一实施例的液晶面板20，且还包括框架30、控制电路(图中未示)和背光模组。液晶面板20嵌设在框架30中，与控制电路相连，在控制电路的控制下进行图像显示，背光模组设置在液晶面板20的外侧，对于直下式的背光模组，其具体可以包括反射板41、光学腔42、光源43和光学膜层44等结构，如图7所示，光学膜层44根据具体需要可以包括棱镜片、扩散片、集光片、增量膜等。在本实施例中，光源43为多个有色点光源，有色点光源的颜色至少包括第一颜色和第二颜色。

在实际应用中，也可以采用侧光式的背光模组，侧光式的背光模组通常可以包括设置在液晶面板一侧的导光板、设置在导光板侧边的光源、围设在导光板和光源外部的反射侧板和反射底板、以及导光板和液晶面板之间的光学膜层等，由导光板导引光线形成侧光式背光源。

具体的，有色点光源的颜色还包括第三颜色，且第一颜色为绿色，第二颜色为红色，第三颜色为蓝色。有色点光源具体可以为LED，即红色LED、绿色LED和蓝色LED。

在本实施例中，各种颜色的有色点光源的数量可以相等或不等，可以通过调整液晶面板上各色子像素的面积，使最终透过液晶面板的光线满足白点坐标的要求。

本发明的液晶显示器能够最大程度的发挥LED的发光能力，提高光利用率，在达到同样亮度要求的情况下，能够减少LED的数量或降低能耗，从而能够降低LCD的成本，促进LED作为背光源的LCD的推广。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种液晶面板，包括对盒设置的第一基板和第二基板，两基板上对应形成有矩阵形式排列的多个子像素，每个子像素分别对应一种颜色的彩膜，所述颜色包括绿色、红色和蓝色，其特征在于：绿色子像素的面积分别大于红色子像素的面积和蓝色子像素的面积；红色子像素的面积大于蓝色子像素的面积。

2.根据权利要求1所述的液晶面板，其特征在于：每种颜色子像素的数量相等；一个绿色子像素的面积分别大于一个红色子像素的面积和一个蓝色子像素的面积。

3.根据权利要求2所述的液晶面板，其特征在于：一个红色子像素、一个绿色子像素和一个蓝色子像素构成一个像素；在每个像素中，红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素顺序且并列设置。

4.根据权利要求2所述的液晶面板，其特征在于：一个红色子像素、一个绿色子像素和一个蓝色子像素构成一个像素；在每个像素中，红色子像素与蓝色子像素并列设置，绿色子像素在红色子像素和蓝色子像素平齐的一边邻接设置。

5.根据权利要求1所述的液晶面板，其特征在于：各个子像素的面积均相等；绿色子像素的数量分别多于红色子像素的数量和蓝色子像素的数量。

6.根据权利要求5所述的液晶面板，其特征在于：一个红色子像素、两个绿色子像素和一个蓝色子像素构成一个像素；在每个像素中，红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素顺序且并列设置或呈田字型排列设置。

7.一种包括权利要求1～6任一所述液晶面板的液晶显示器，还包括框架、控制电路和背光模组，所述液晶面板嵌设在所述框架中与所述控制电路相连，所述背光模组设置在所述液晶面板的外侧，其特征在于：所述背光模组中包括的光源为多个有色点光源，所述有色点光源的颜色至少包括第一颜色和第二颜色。

8.根据权利要求7所述的液晶显示器，其特征在于：所述有色点光源的颜色还包括第三颜色，且所述第一颜色为绿色，第二颜色为红色，第三颜色为蓝色。

9.根据权利要求8所述的液晶显示器，其特征在于：各种颜色的有色点光源的数量相等或不等。

10.根据权利要求8所述的液晶显示器，其特征在于：所述有色点光源为发光二极管。