CN102103287B - 液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在液晶面板的非驱动模式下通过反射外部提供的光能够显示预定颜色的液晶显示装置，所述液晶显示装置包括下基板、上基板和覆盖下基板和上基板的外壳。下基板包括多个像素区域和反射外部提供的入射光的多个反射区域，其中多个像素区域由栅线和数据线以直角相互交叉来限定，每预定数量的像素区域形成一个反射区域；上基板包括透射红光的红色滤光片、透射绿光的绿色滤光片、透射蓝光的蓝色滤光片以及透射预定颜色光的虚设滤光片，各个滤光片与多个像素区域在位置上相对，而虚设滤光片与反射区域在位置上相对。

Description

液晶显示装置

本申请要求享有2009年12月21日提交的韩国专利申请2009-0128202的优先权，在此援引该专利申请的全部内容作为参考，如同在此被完整阐述一般。

技术领域

本发明公开一种液晶显示(LCD)装置，特别是，在液晶面板非驱动模式(non-driving mode)下，能够通过反射外部供光来显示预定色彩的一种LCD装置。尽管本发明可适用于很宽范围的应用，但是特别适合在液晶面板无驱动模式下使液晶面板显示与外壳颜色相同的颜色。

背景技术

一般来说，有源矩阵型LCD装置通过薄膜晶体管(下文中，以“TFT”来指代)控制液晶的光透射率来显示图像。由于能耗低、外形纤薄、重量轻等优势，LCD装置在便携式信息设备、办公设备、电脑、IT产品等很多领域广泛应用。

LCD装置不能自己发光。也就是说，需要给LCD装置另外提供光。LCD装置可利用置于液晶面板下方的背光单元发的光或外部提供的光来显示图像。当穿过液晶面板的液晶层的光的透射率最大化时，液晶面板上会显示高亮度的白色图像。同时，当穿过液晶面板的液晶层的光的透射率最小化时，液晶面板上会显示低亮度的黑色图像。

下面，将参照附图对背景技术的LCD装置进行详细描述。

图1是现有技术的LCD装置的透视图。

参看图1，现有技术的LCD装置包括：具有下基板10、上基板20以及形成在下基板10和上基板20之间的液晶层(未显示)的液晶面板40；为液晶面板40提供光的背光单元(未示出)；形成在上基板20上的偏振膜(未示出)；以及驱动液晶面板40的驱动电路(未示出)。

在液晶面板40的下基板10上有栅线11、数据线12和薄膜晶体管13。栅线11和数据线12以直角相互交叉，即，相互垂直，从而限定像素区域。在栅线11和数据线12的交叉处形成薄膜晶体管13，这里薄膜晶体管13起开关元件的作用。在像素区域里有由如ITO(氧化铟锡)这样的透明导电材料形成的像素电极14，像素电极14平行于数据线12形成，并与薄膜晶体管13电连接。

在液晶面板40的上基板20上有遮光层21和滤光片层22。遮光层21阻止光在栅线11、数据线12和薄膜晶体管13中的泄漏。滤光片层22***各个遮光层21之间，其中滤光片层22仅透射预定波长的光。这样，滤光片层22包括红色(R)，绿色(G)和蓝色(B)滤光片。

当薄膜晶体管13被施加给栅线11的驱动信号导通时，施加给数据线12的数据信号就通过薄膜晶体管13的沟道层施加给了像素电极14上。利用上述过程，就能够控制液晶的光透射率。于是，透射过液晶层的光通过滤光片层22，从而显示全彩图像。

图2是描绘具有相关技术的LCD装置的移动LCD终端60(下文中将以“终端”指代)的平面图。

如图2所示，终端60包括外壳50、液晶面板40、为液晶面板40提供光的背光单元和形成在液晶面板40上的偏振膜(未示出)。

如上所述，当根据相关技术的终端60在非驱动模式下，即，当根据相关技术的终端60没有被施加电能时，液晶面板40不发光。而外部提供的光被偏振膜所吸收，液晶面板40因而显示黑色。

最近，终端60超出简单通讯工具而被认为是一种装饰品。即，终端60的外壳50的色彩和设计在决定消费者对产品的偏爱时成为重要因素之一。这样，实现终端60的外壳50除黑色或白色以外的众多色彩是重要的。

然而，相关技术的终端60是以在非驱动模式下液晶面板40只能显示黑色的方式形成的。在非驱动模式下，外壳50的颜色与液晶面板40的颜色不同，可能会降低消费者的喜爱。

发明内容

一种LCD装置包括下基板、上基板和覆盖下基板和上基板的外壳，所述下基板包括多个像素区域和反射外界提供的光的多个反射区域，所述多个像素区域由栅线和数据线以直角相互交叉来限定，每预定数量的像素区域形成一个反射区域；所述上基板包括用来透射红光、绿光和蓝光的相应红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)滤光片和用来透射预定颜色的光的虚设滤光片，其中相应红色、绿色和蓝色滤光片与多个像素区域在位置上相对，而虚设滤光片与反射区域在位置上相对。

需知本发明的上述概括描述和下述详细描述都是例示性和说明性的，这些描述旨在提供关于要求保护的发明的更进一步的说明。

附图说明

为了给本发明提供进一步理解而被包含并组成本说明书的一部分的附图绘出本发明的实施例并与说明书一起用以解释本发明的原理。附图中：

图1是根据相关技术的LCD装置的透视图；

图2是描绘具有根据相关技术的LCD装置的移动LCD终端的平面图；

图3是描绘根据本发明的实施例的LCD装置的平面图；

图4是描绘具有根据本发明的实施例的LCD装置的移动LCD终端的透视图；

图5是沿图4中A-A’的截面图；以及

图6和图7示出根据本发明的实施例的驱动LCD装置的方法。

具体实施方式

现在详细描述本发明的实施例，本发明的实施例的一些例子在附图中示出。尽可能的，图中相同的标号指代相同或相似部件。

下面，将参照附图对本发明的LCD装置进行描述。本发明的LCD装置包括在下基板上的反射区和在上基板上的虚设滤光片，其中在上基板上的虚设滤光片与下基板的反射区域在位置上相对。此时，反射区域反射从液晶面板的外部提供的入射光，而虚设滤光片透射具有与外壳的颜色相同颜色的光。

图3是描绘根据本发明的实施例的LCD装置的平面图。图4是描绘具有根据本发明的实施例的LCD装置的移动LCD终端的透视图。图5是沿图4中A-A’的截面图。

参考图3到图5，具有根据本发明实施例的LCD装置的移动LCD终端(下文中将以“终端”指代)包括LCD装置和覆盖LCD装置的外壳500。

LCD装置包括：液晶面板；背光单元(未显示)，用来为液晶面板提供光；偏振膜(未显示)，用来偏振从液晶面板发出和入射到液晶面板上的光，所述偏振膜位于液晶面板上；驱动电路(未显示)，用以驱动液晶面板。此时，液晶面板包括相对的下基板100和上基板200，液晶层(未显示)形成在下基板100和上基板200之间。

在液晶面板的下基板100上有栅线110和数据线120。像素区域150和反射区域160由以直角相互交叉的栅线110和数据线120来限定，即，栅线110和数据线120相互垂直。

薄膜晶体管130和像素电极140形成在下基板100上，其中薄膜晶体管作为开关元件。像素区域150中有由如ITO(氧化铟锡)这样的透明导电材料形成的像素电极140，其中像素电极140平行于数据线120形成并与薄膜晶体管130电连接。

扫描信号由栅驱动电路(未示出)通过栅线110提供给薄膜晶体管130。并且模拟数据信号由数据驱动电路(未示出)通过数据线120提供给薄膜晶体管130。

响应来自栅线110的扫描信号，薄膜晶体管130将来自数据线120的模拟数据信号提供给像素电极140。之后，响应薄膜晶体管130提供的模拟数据信号，像素电极140给液晶层施加电场。

上基板200包括遮光层210和滤光片层220。此时，为了阻止光泄漏而形成遮光层210；为了只透射预定波长的颜色的光，将滤光片层220形成在各个遮光层210之间。

遮光层210由黑矩阵(BM)形成。滤光片层220包括：透射红光的滤光片220a(下文中以“红色滤光片220a”指代)；透射绿光的滤光片220b(下文中以“绿色滤光片220b”指代)；透射蓝光的滤光片220c(下文中以“蓝色滤光片220c”指代)；透射预定颜色光的虚设滤波片220d。此时，下基板100上的每个反射区域160与上基板200上的每个虚设滤波片220d在位置上都相对。

反射区域160可由能够反射外部提供的光的材料形成。例如，反射区域160可由如氧化镁(MgO)、磷光颜料(phosphorescent pigment)、荧光颜料(fluorescent pigment)、银(Ag)、金(Au)或铝(Al)这样的反光材料形成，或可由混合有以上所述至少一种反光材料的预定材料形成。此时，反射区域160有如图4所示的平坦表面。在本发明的另一实施例中，反射区域160可有有图案的表面用以增强反光效率。

如果每个单位像素包含三个像素电极140，那么每三个像素电极140设置一个反射区域160。但是，不必每三个像素电极140设置一个反射区域160。反射区域160的数量可根据液晶面板400的需求亮度而变化。

反射区域160由能够反射外部提供的光的材料形成。即，反射区域160隔断由背光单元发出的光，其中背光单元置于液晶面板的下方。因此，即使在反射区域160中形成薄膜晶体管130是允许的，但形成其中没有薄膜晶体管130的反射区域160优于形成其中有薄膜晶体管130的反射区域160，由此通过增大在反射区域160内的有效反光区域来提高反光效率。

遮光层210形成在上基板200上，其中遮光层以不透光的材料形成，以便防止光在栅线110、数据线120和薄膜晶体管130中泄漏。

滤光片层220包括红色滤光片220a、绿色滤光片220b、蓝色滤光片220c以及用以透射预定颜色的光的虚设滤光片220d。同时，红色滤光片220a、绿色滤光片220b、蓝色滤光片220c与相应像素区域150的像素电极140在位置上相对；虚设滤光片220d与反射区域160在位置上相对。

各个红色滤光片220a、绿色滤光片220b、蓝色滤光片220c和虚设滤光片220d置于各个遮光层210之间。此时，各个红色滤光片220a、绿色滤光片220b、蓝色滤光片220c和虚设滤光片220d由能透射预定波长、即预定颜色的光的材料形成。

与反射区域160在位置上相对的虚设滤光片220d可形成为透射预定颜色光的滤光片，这样液晶面板就可在非驱动模式下被以预定颜色显示。更优的是，虚设滤光片220d可透射具有与外壳500的颜色相同颜色的光。

在前述滤光片层200中，与反射区域160在位置上相对的虚设滤光片220d，比与像素区域150在位置上相对的红光滤光片220a、绿光滤光片220b、蓝光滤光片220c相对要厚。

反射区域160在液晶面板的非驱动模式期间反射外部提供的光，由此通过透射预定颜色光的虚设滤光片220d在液晶面板上显示预定颜色。

在利用背光单元发出的光在液晶面板上显示图像的驱动模式期间，应阻止背光单元发出的光通过反射区域160。

为此，每个虚设滤光片220d应比红色滤光片220a、绿色滤光片220b和蓝色滤光片220c厚。这样，反射区域160和虚设滤光片220d之间的盒间隙比像素电极140和每个红色滤光片220a、绿色滤光片220b和蓝色滤光片220c之间的盒间隙小，于是，在驱动液晶面板400时，光不会穿过与反射区域160在位置上相对的虚设滤光片220d。

例如，当驱动液晶面板400时，如此地驱动像素电极140和红色滤光片220a、绿色滤光片220b、蓝色滤光片220c，即使得像素电极140和每个红色滤光片220a、绿色滤光片220b、蓝色滤光片220c之间的盒间隙中的液晶获得1/2λ介电各向异性，于是光被透射。同时，当驱动液晶面板400时，如此地驱动反射区域160和每个虚设滤光片220d，即使得反射区域160和虚设滤光片220d之间的盒间隙中的液晶获得1/4λ介电各向异性，于是光不被透射。因此，当驱动液晶面板400时，光在像素电极140中被透射，由此通过红色滤光片220a、绿色滤光片220b、蓝色滤光片220c来显示全彩图像。同时，由于在液晶面板400的驱动模式下，反射区域160和每个虚设滤光片220d之间的盒间隙中的液晶获得1/4λ介电各向异性，所以光不被透射。

即使反射区域160和虚设滤光片220d之间的盒间隙比素电极140和每一个红光滤光片220a、绿光滤光片220b、蓝光滤光片220c之间的盒间隙小，对像素区域150的驱动也没有影响。

如上所述，与反射区域160在位置上相对的虚设滤光片220d由可透射具有与外壳500的颜色相同颜色的光的材料构成。在液晶面板400的非驱动模式下，液晶面板400可显示与外壳500的颜色相同的颜色。

参照图6和7，在液晶面板400的非驱动模式下，背光单元断电，即没有来自背光单元的光被提供给液晶面板400，从而没有光透射过红光滤光片220a、绿光滤光片220b、蓝光滤光片220c。因此，在液晶面板400的显示区域中的对应于像素区域150的预定区域显示黑色。

当外部提供的光入射到反射区域160时，入射光在与虚设滤光片220d在位置上相对的反射区域160上被反射，其中虚设滤光片220d由能透射具有与外壳500的颜色相同颜色的光的材料形成。随后，在反射区域160上反射的光透过虚设滤光片220d到达液晶面板400的外部。通过利用反射区域160和虚设滤光片220d，液晶面板400可显示与外壳500的颜色相同的颜色，没有额外能耗。

每单位像素提供反射区域160，单位像素包括红色像素区域、绿色像素区域和蓝色像素区域。这样，用户观察到液晶面板400的整个显示区域为显示与外壳500的颜色相同的颜色。因此，根据本发明实施例的LCD装置可实现在液晶面板400的非驱动模式期间，液晶面板400显示的颜色与外壳500的颜色相同。

在液晶面板400的驱动模式期间，背光单元通电，即，来自背光单元的光提供给液晶面板400，以此发出通过红色滤光片220a、绿色滤光片220b和蓝色滤光片220c的彩色光。这样，在液晶面板400的显示区域中与像素区域150在位置上相对的预定区域可显示全彩图像。

当外部提供的光入射到与反射区域160在位置上相对的预定区域时，入射光被偏振膜吸收。同时，如上所述，反射区域160和虚设滤光片220d之间的液晶层具有1/4λ介电各向异性，由此液晶层隔断从背光单元发出的光。即，在液晶面板的驱动模式下，光不会透过与反射区域160在位置上相对的预定区域。因此，与反射区域160在位置上相对的预定区域显示黑色，而与像素区域150在位置上相对的预定区域显示全彩图像。

因此，根据本发明的LCD装置以这样的方式形成，即液晶面板400能够在非驱动模式下不是显示黑色而是显示任何其他颜色。

在根据本发明的LCD装置的非驱动模式期间，液晶面板400可显示与外壳500颜色相同的颜色。因此，根据本发明的具有外壳500的LCD装置在根据本发明的LCD装置的非驱动模式期间被认为是一种颜色。

由于根据本发明的LCD装置以在非驱动模式期间液晶面板400可显示与外壳500颜色相同的颜色的方式形成，因此通过提供彩色LCD装置满足了审美需求，从而满足客户对于具有根据本发明的LCD装置的终端的偏爱。

在不脱离本发明的精神或范围的情况下，本发明可进行各种修改和变化，这对于本领域技术人员来说是显而易见的。因而，本发明意在覆盖落入所附权利要求及其等价物范围内的本发明的修改和变化。

Claims (10)

1.一种液晶显示装置，包括：

下基板，所述下基板包括多个像素区域和反射外部提供的入射光的多个反射区域，其中所述多个像素区域由栅线和数据线以直角相互交叉来限定，每预定数量的像素区域形成一个所述反射区域；

上基板，所述上基板包括透射红光的红色滤光片、透射绿光的绿色滤光片、透射蓝光的蓝色滤光片以及透射预定颜色光的虚设滤光片，其中各个滤光片与多个像素区域在位置上相对，而虚设滤光片与反射区域在位置上相对；以及

覆盖下基板和上基板的外壳；

其中在所述多个像素区域中形成薄膜晶体管而在所述反射区域中不形成所述薄膜晶体管，所述反射区域在非驱动模式期间反射外部提供的光，并且在液晶面板的驱动模式期间，背光单元通电，与所述反射区域在位置上相对的预定区域显示黑色，

其中，当驱动液晶面板时，光不穿过与所述反射区域在位置上相对的所述虚设滤光片。

2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中虚设滤光片由能够透射具有与外壳的颜色相同颜色的光的材料形成。

3.根据权利要求1所述的液晶显示装置，还包括在上基板上的偏振膜，所述偏振膜用以偏振透过上基板的光和由外部提供的入射光。

4.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中反射区域由氧化镁、磷光颜料、荧光颜料、银、金或铝中的至少一种反光材料形成，或者反射区域由混合有至少一种以上反光材料的预定材料形成。

5.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中反射区域具有平坦表面。

6.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中反射区域具有图案化表面。

7.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中与反射区域在位置上相对的虚设滤光片比与像素区域在位置上相对的彩色滤光片厚。

8.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中反射区域中的第一盒间隙与像素区域中的第二盒间隙不同。

9.根据权利要求8所述的液晶显示装置，其中第一盒间隙比第二盒间隙小。

10.根据权利要求8所述的液晶显示装置，其中当驱动所述液晶显示装置时，

像素区域和各个红色滤光片、绿色滤光片和蓝色滤光片之间的液晶具有1/2λ介电各向异性，从而透过光；以及

反射区域和虚设滤光片之间的液晶具有1/4λ介电各向异性，从而阻止光透过。