TWI391728B - 四色液晶顯示器 - Google Patents

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Description

四色液晶顯示器 相關申請案之交互參照
本申請案主張在2005年2月24日提出申請且序列號為10－2005－0015462的韓國專利申請案的優先權和利益，該韓國專利申請案藉此為了所有目的被併入參考，就像在此處全部被闡明。
發明領域
本發明通常是關於一種四色液晶顯示器，尤其是關於採用一彩視法(rendering method)和一種四色技術的穿透反射式(transreflective)液晶顯示器的一像素的結構。
 發明背景
液晶顯示器(以下簡稱LCD)是最廣泛地被使用的平板(flat panel)顯示裝置之一。通常，一LCD包括一對面板(panel)(每一面板具有一在一內部表面上的電極)以及一被置於該等面板之間的介電常數異向性(dielectric anisotropic)液晶層。在該LCD中，該等場產生電極間的電壓差的變化(例如由該等電極產生的電場強度的變化)改變了通過該LCD的光線的透射率(Transmittance)，因此藉由控制該等電極間的電壓差，期望的影像被獲得。
根據用於影像顯示器的光源的類型，一LCD可被分成三類：一穿透式LCD、一反射式LCD和一穿透反射式LCD。該穿透式LCD包括使用一背光源(backlight)從背面被照明的像素。該反射式LCD包括使用周圍環境的入射光線從前面被照明的像素。該穿透反射式LCD結合穿透式和反射式的特性。在中等光線條件下(如一室內環境)或在完全黑暗條件下，穿透反射式LCD在穿透模式下操作，而在明亮條件下(如在一室外環境)，穿透反射式LCD在反射模式下操作。
一種四色子像素技術(four－color subpixel technology)(其中一白色子像素被加入到一組紅色、綠色和藍色子像素中)已被發展以改善LCD面板的亮度。
藉由一彩視法，該四色技術控制一LCD的解析度(resolution)。在該子像素彩視法中，紅色、綠色、藍色和白色子像素分別被控制。當一特定的(specific)子像素操作時，鄰近的子像素隨同該特定的像素一起操作，因此一像素被表示成由該特定的像素和該等鄰近的操作子像素分配(divide)的亮度。根據該種方法，斜線或曲線的更明確表示變得可能，改善該解析度。
在採用該種子像素彩視技術的LCD中，一組六個子像素而不是一組四個子像素構成一像素。在該結構中，紅色、綠色、藍色和白色子像素實質上被排列在一矩陣中。例如，紅色－藍色－綠色子像素可以被排列在一較高水平線中，而綠色－白色－紅色子像素可以被排列在一較低水平線中。
習知地，該四色彩視技術僅適用於反射式LCD，目前沒有穿透式LCD使用該種技術。
當在現有的具有反射區域和穿透區域的穿透反射式LCD上施加該彩視技術時，白色的色座標(chromaticity coordinate)被遷移，產生一微黃色(yellowish)現象。
在習知的LCD中，在每一子像素中被分配的一穿透區域和一反射區域的比例大約是2：1，且紅色、綠色、藍色和白色子像素的穿透區域或反射區域的亮度比是2：2：1：1。微黃色現象是由藍色成分不足引起的。為補償該種成分，補償提供光線給LCD的照明器之藍色成分的一種方法可被使用。然而，該種方法適用於穿透模式，而不適用於反射模式，因為反射模式利用的是自然光。
 發明概要
本發明提供一種LCD，該種LCD採用一種具有減少的微黃色現象的四色彩視技術。
本發明另外的特徵將在以下的描述中被闡明，且從描述中部分特徵將是顯而易見的，或可從本發明的實施被理解。
本發明揭露包括複數像素的一種四色液晶顯示器，每一像素包含一組六個子像素，其中每一子像素包括一穿透區域和一反射區域，其中，在一第一子像素中，該反射區域等於或大於該穿透區域，且其中，在每一餘下的子像素中，該穿透區域大於該反射區域。
本發明還揭露包括複數像素的一種四色液晶顯示器，其中，每一像素包括一組六個子像素，該等子像素包含一紅色、一綠色、一藍色和一白色。該等子像素被排列在一個2×3矩陣中，且每一子像素包括一穿透區域和一反射區域。一藍色子像素的反射區域大於或大約等於其穿透區域。另一方面，該紅色、綠色和白色子像素中的每一個的穿透區域大於其反射區域。
需要理解的是，不管是前面的一般描述，還是下面的詳細描述都僅是示範性的和說明性的，且打算提供所主張的本發明之更進一步的說明。
圖式簡單說明
附圖被包括以提供對本發明的更進一步的理解，且被併入及組成說明書的一部分。該等附圖說明本發明的實施例，且連同描述一起解釋本發明的原理。
第1圖是依據本發明之一實施例的一LCD的方塊圖。
第2圖是依據本發明之一實施例的一LCD的一子像素的等效電路圖。
第3圖顯示依據本發明之一實施例的一LCD的子像素的空間排列。
第4圖是依據本發明之一實施例的一LCD的布局圖。
第5圖是沿著第4圖的V－V’截取的剖面圖。
第6圖是沿著第4圖的VI－VI’截取的剖面圖。
第7圖是表示依據本發明之一實施例的一LCD的子像素中的穿透區域(TA)和反射區域(RA)的圖。
第8圖是顯示依據本發明之一實施例的一LCD的色座標的曲線圖。
 詳細說明
參考附圖，本發明的實施例將在下文被更加充分地描述，在附圖中本發明的較佳實施例被顯示。然而，本發明可以以不同的形式被體現，且不應被解釋為受此處闡述的該等實施例所限制。更適當地，該等實施例被提供，因此該揭露將是完整的，且將本發明的範圍充分傳達給熟習該項技藝的人士。
在圖式中，為了看得清楚，層、膜和區域的厚度被放大了。於全文中，相同的數字表示相同的元件。需要理解的是，當一元件(如一層、膜、區域或基板)被提到是在另一元件“之上”時，該元件可以是直接在另一元件之上，或者一***元件可能存在。
在下文中，參考附圖，依據本發明之一實施例的LCD被描述。
第1圖是依據本發明之一實施例的一LCD的方塊圖。第2圖是依據本發明之一實施例的一LCD的一子像素的等效電路圖。第3圖顯示在依據本發明之一實施例的一LCD中被使用的六個子像素的空間排列。
參考第1圖，一LCD包括一LC面板組合300、與該LC面板組合300連接或耦接的一閘驅動器400和一資料驅動器500、與該資料驅動器500連接的一灰色電壓產生器(gray voltage generator)800、用於提供光線給該LC面板組合300的一背光單元900，以及用於控制上述元件的一信號控制器600。
參考第2圖，該LC面板組合300包括複數顯示信號線G1 －Gn 及D1 －Dm ，和與該等顯示信號線G1 －Gn 及D1 －Dm 連接且實質上被排列在一矩陣中的複數子像素。
該等顯示信號線包括用於發送閘信號(也被稱為“掃描信號”)的複數閘線G1 －Gn 和用於發送資料信號的複數資料線D1 －Dm 。該等閘線G1 －Gn 實質上以一橫列方向延伸且實質上互相平行，而該等資料線D1 －Dm 實質上以一直行方向延伸且實質上互相平行。
每一子像素包括一與該等顯示信號線G1 －Gn 和D1 －Dm 連接的開關元件Q以及與該開關元件Q連接的一LC電容器CL C 和一儲存電容器CS T 。在必要時該儲存電容器CS T 可被省略。
該開關元件Q被設置在較低面板100上且包括三個接線端(terminal)：與該等閘線G1 －Gn 之一連接的一控制接線端；與該等資料線D1 －Dm 之一連接的一輸入接線端；與該LC電容器CL C 及該儲存電容器CS T 二者連接的一輸出接線端。該開關元件Q可以是一薄膜電晶體(thin film transistor，以下簡稱TFT)，且可包括非晶矽(amorphous silicon)。
該LC電容器CL C 包括當作兩個接線端的一像素電極(pixel electrode)190(被設置在該較低面板100上)和一共同電極(common electrode)270(被設置在較高面板200上)。被置於該兩個電極190和270之間的LC層3作為該LC電容器CL C 的一電介質(dielectric)進行操作。該像素電極190與該開關元件Q連接，而該共同電極270被提供一共同電壓Vc o m 且覆蓋該較高面板200的整個表面。另外地，該共同電極270可被設置在該較低面板100上。本發明的一個實施例具有實質上類似一杆(bar)或一長條(stripe)形狀的像素電極190和共同電極270。
當該像素電極190和被設置在該較低面板100上的一個別信號線(圖未示)互相交叉時，重疊部分變成該儲存電容器CS T 。該個別信號線被提供一預設電壓，如該共同電壓Vc o m 。另外地，藉由交叉或重疊該像素電極190和被直接置於該像素電極190之前的一先前閘線，且在二者之間置入一絕緣體，該儲存電容器Cs T 可被形成。
該背光單元900可包括一換流器(inverter)(圖未示)和一光源(圖未示)。該光源以至少一個照明器(lamp)被設置或被連接在該LC面板組合300之下。一冷陰極螢光燈管(cold cathode fluorescent lamp，CCFLs)、一外部電極螢光燈管(external electrode fluorescent lamp，EEFLs)或一發光二極體(light emitting diodes，LEDs)可作為該照明器被使用。
在一彩色顯示器中，每一子像素必須顯示一顏色。利用四色(紅色、綠色、藍色和白色)濾色器230，該要求被實現，每一濾色器230被設置在該較高面板200的面對該等像素電極190的區域上。
參考第2圖，該等濾色器230在該較高面板200的相對應區域上被形成。另外地，該等濾色器可在該較低面板100的像素電極190之上或之下被形成。
在下文中，依據顯示的顏色，每一子像素被稱為是紅色、綠色、藍色和白色子像素之一。該紅色、綠色、藍色和白色子像素分別由參考字元R、G、B和W表示，類似影像信號。
第3圖顯示六個子像素的空間排列，其中，一藍色子像素B和一白色子像素W沿著一中央垂直線被排列。兩個綠色子像素G被排列在一對角線(/)中，而兩個紅色子像素R被排列在一相反的對角線(\)中，使該藍色和白色子像素在中間。該六個子像素構成一像素。該像素可被形成具有兩橫列的子像素，例如，R、B和G子像素構成一頂部橫列，而G、W和R子像素構成一底部橫列。
一偏光器(圖未示)可被設置在該兩個面板100和200的任一外部表面上，用於偏振來自該光源的光線。
該灰色電壓產生器800產生兩組與該等像素的透射率有關的複數灰色電壓。一組灰色電壓相對於該共同電壓Vc o m 具有一正極性，而另一組灰色電壓相對於該共同電壓Vc o m 具有一負極性。
該等閘驅動器400分別與該LC面板組合300的每一閘線G1 －Gn 連接以發送閘信號到該等閘信號線G1 －Gn ，該等閘信號由從一外部裝置輸入的閘開電壓Vo n 和閘關電壓Vo f f 的組合組成。該等閘驅動器400如移位暫存器般進行操作，該等移位暫存器具有實質上被排列成一線的複數級。
該等資料驅動器500與該LC面板組合300的資料線D1 －Dm 連接以發送資料電壓給該等子像素，該等資料電壓是從該灰色電壓產生器800提供的灰色電壓中選擇的。該等資料驅動器500可由積體電路(IC)晶片構成。
該信號控制器600控制該等閘驅動器400或該等資料驅動器500的操作。
以上所述的LCD的操作在下文更詳細地被描述。
該信號控制器600接收輸入影像信號R、G和B及用於控制其等顯示的輸入控制信號。該等輸入控制信號可包括一垂直同步信號Vs y n c 、一水平同步信號Hs y n c 、一主時脈MCLK和一資料致能(enable)信號DE等，且接收自一外部圖形控制器(圖未示)。根據該等輸入控制信號，該信號控制器600產生閘控制信號CONT1和資料控制信號CONT2，以及將影像信號R、G和B處理成適合該LC面板組合300操作的四色影像信號DAT。該信號控制器600輸出該等閘控制信號CONT1給該閘驅動器400，同時輸出該等資料控制信號CONT2和該等已處理的影像信號DAT給資料驅動器500。該等已處理的影像信號DAT可包括從影像信號R、G和B中提取的白色信號和已彩視處理的影像信號R、G和B。
該等閘控制信號CONT1包括一用於報告(inform)一閘開電壓Vo n 之輸出開始的垂直同步開始信號STV、一用於控制該閘開電壓Vo n 之輸出時間的閘時脈信號CPV，以及一用於限定該閘開電壓Vo n 之期間(duration)的輸出致能信號OE。
該等資料控制信號CONT2包括一用於報告該等影像信號DAT之輸入開始的水平同步開始信號STH、一用於指示施加該等相關資料電壓到該等資料線D1 －Dm 的載入信號LOAD、一用於反轉該等資料電壓相對於該共同電壓Vc o m 之極性的反轉信號RVS，以及一資料時脈信號HCLK。
根據來自該信號控制器600的資料控制信號CONT2，該資料驅動器500連續地從該信號控制器600接收一橫列像素的影像資料DAT，將該影像資料DAT轉換為選自該灰色電壓產生器800提供的灰色電壓的類比資料電壓，以及施加該等資料電壓到資料線D1 －Dm 。
該閘驅動器400根據來自該信號控制器600的閘控制信號CONT1，施加該閘開電壓Vo n 到該等閘線G1 －Gn ，因此開啟與該等閘線連接的開關元件Q。被施加到該等資料線D1 －Dm 的該等資料電壓可經由該等已啟動的開關元件Q被發送到該等相對應的子像素。
被施加到該子像素的資料電壓和該共同電壓Vc o m 之間的差被稱為一橫跨(across)該LC電容器CL C 的電壓，例如一像素電壓。該LC層3中的LC分子的方向依據該像素電壓的大小改變。該等LC分子的方向決定通過該LC層3之光線的偏振。可與該二面板100和200的外部表面連接的偏光器(圖未示)將光線偏振(light polarization)轉換為光線透射率。
藉由重覆該程序一整數次，即一單位水平週期(以“1H”表示且等於該水平同步信號Hs y n c 、該資料致能信號DE和該閘時脈CPV的一個週期)的倍數，所有閘線G1 －Gn 在一畫面(frame)期間相繼地(sequentially)被提供該閘開電壓Vo n ，從而施加該等資料電壓到所有像素。當一畫面結束後，下個畫面開始時，被施加到該資料驅動器500的反轉控制信號RVS被控制，從而相對於先前畫面，該等資料電壓的極性被反轉(被稱為“畫面轉換(frameinversion)”)。該反轉控制信號RVS也可被控制，因此在一畫面內沿著一資料線流動(flowing)的該等資料電壓之極性被反轉(例如，線轉換(line inversion)和點轉換(dot inversion))，或在一封包中的該等資料電壓的極性被反轉(例如，直行轉換(column inversion)和點轉換)。
參考第4圖、第5圖和第6圖，依據本發明之一實施例的LCD的結構在以下被描述。
第4圖是依據本發明之一實施例的一LCD的布局圖。第5圖和第6圖是分別沿著第4圖的V－V’和Ⅵ－Ⅵ’截取的剖面圖。
該LCD包括互相面對的一TFT面板100和一共同電極面板200，以及被置於二者之間的一LC層3。該LC層3包括相對於該兩個面板100和200的表面呈垂直或水平排列的LC分子。
該LC層3包括90°扭轉向列(twisted nematic，TN)模式LC分子、垂直配向(vertical alignment，VA)模式LC分子或電控雙折射(electrically controlled bitefringence，ECB)模式LC分子。
偏光器12和22被設置在該兩個面板100和200的外部表面上。該偏光器22的穿透軸(transmission axis)(θ)實質上與該偏光器12的穿透軸(θ＋90°)垂直交叉。
作為一LCD面板組合300的一較低面板，TFT面板100可由以下描述的方式被設計。
如第4圖、第5圖和第6圖所示，複數閘線121和複數儲存電極線131在由一透明材料(如玻璃)製成的一絕緣基板110上被形成。
該等閘線121實質上在一水平方向內延伸(且彼此被分開)，以及發送閘信號。每一間線121包括向上突出或延伸的複數閘電極124及一足夠大以連接一外部裝置的末端部分125。
該等儲存電極線131實質上在一水平方向內延伸，且包括複數突出部分(protrusion)。該等突出部分構成儲存電極133。該等儲存電極線131接收一預設電壓，如來自該共同電極面板200的一共同電極270的一共同電壓。
該等閘線121和該等儲存電極線131可由一包含鋁(Al)的金屬(如Al和一Al合金)、一包含銀(Ag)的金屬(如Ag和一Ag合金)、一包含銅(Cu)的金屬(如Cu和一Cu合金)、一包含鉬(Mo)的金屬(如Mo和一Mo合金)、鉻(Cr)、鈦(Ti)或鉭(Ta)製成。
該等閘線121和該等儲存電極線131可具有一多層結構，其中具有不同物理屬性(physical property)的兩層(圖未示)被包括。在該種結構中，較高層可由一低電阻率金屬製成，例如一包含Al的金屬(如Al和一Al合金)，以減少在該等閘線121和該等儲存電極線131中的信號延遲或電壓降。較低層可由與其它材料(如銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)等)具有顯著接觸特性的一材料製成。例如，該較低層可由Mo、Mo合金、Cr、Ta、Ti形成。因此，該多層結構可包括一較低的Cr層和一較高的Al－釹(Nd)層。
該等閘線121和該等儲存電極線131可具有單層結構、雙層結構或一包括三或更多層的多層結構。
該等閘線121和該等儲存電極線131的所有側面相對於該基板110的表面成大約30°到大約80°範圍的傾斜。
一由氮化矽(nitride silicon，SiNx)等製成的閘絕緣層140在該等閘線121上被形成。
由氫化非結晶矽(縮寫為“a－Si”)或多晶矽製成的複數線性半導體151在該閘絕緣層140上被形成。每一線性半導體151實質上在一垂直方向內延伸，且包括複數突出部分(projection)154(每一突出部分154沿著該閘電極124延伸)，以及複數延長部分(extension)157(每一延長部分157與分別的突出部分154連接)。每一線性半導體151可在該等閘線121與該等儲存電極線131相交的鄰近地方變得更大或變寬，以覆蓋該等閘線121和該等儲存電極線131的相交區域。
由矽化物或高度摻有N形雜質的N＋氫化非結晶矽製成的複數線性歐姆接觸(ohmic contact)161和島嶼狀(island－shaped)歐姆接觸165，可在該等線性半導體151上被形成。每一線性歐姆接觸161包括複數突出部分163。一組突出部分163和島嶼狀歐姆接觸165可被安置在該半導體151的突出部分154上。
該等半導體151和該等歐姆接觸161及165的所有側面相對於該基板110的表面成大約30°到大約80°範圍的傾斜。
複數資料線171和與該等資料線171分開的複數汲極電極175可在該等歐姆接觸161和165及該閘絕緣層140上被形成。
該等資料線171實質上在一垂直方向內延伸，且與該等閘線121和該等儲存電極線131交叉，以及發送資料電壓。每一資料線171包括一具有一足夠大的區域以與另一層或一外部裝置連接的末端部分179。
每一汲極電極175包括一擴展部分(expansion)177，該擴展部分與該儲存電極線131的儲存電極133交叉或重疊。
每一資料線171的垂直部分包括複數突出部分。包括兩個鄰近突出部分的該局部垂直部分構成一源電極173，該源電極部分地圍繞該汲極電極175的一邊緣。一閘電極124、一源電極173、一汲極電極175和一半導體151的一突出部分154構成一TFT。一TFT通道在位於該源電極173和該汲極電極175之間的突出部分154中被形成。
該等資料線171和該等汲極電極175可由一耐火金屬(refractory metal)如一包含Mo的金屬、Cr、Ta或Ti製成。該等資料線171和該等汲極電極175可被設計成具有多層結構，該多層結構包括由Mo、一Mo合金、Cr等之一製成的一較低層(圖未示)及由一包含Al的金屬或類似材料製成的一較高層(圖未示)。
類似於該等閘線121和該等儲存電極線131，該等資料線171和該等汲極電極175的所有側面相對於該基板110的表面成大約30°到大約80°範圍的傾斜。
為了減少其間的接觸電阻，該等歐姆接觸161和165被置於該半導體151和該資料線171之間以及該汲極電極175和該半導體151的突出部分154之間。該等線性半導體151部分被暴露在該等資料線171和該等汲極電極175沒有覆蓋他們的地方，像在該等源電極173和該等汲極電極175之間一樣。
可由一無機材料如SiN2 、SiO2 等製成的一保護層180在該等資料線171上、該等汲極電極175上以及該等半導體151的暴露部分上被形成。
可由具有一顯著平面化特性的一感光有機材料製成的一有機絕緣層187在該保護層180上被形成。該有機絕緣層187的頂部表面可能是不平坦的。由於該種不平坦表面，覆蓋在該有機絕緣層187上面的反射電極194具有不平坦圖案。該等反射電極194的不平坦圖案最大化反射率。該有機絕緣層187從包括該等閘線121和該等資料線171的末端部分125和179的一墊片部分被移除，因此只有該保護層180保留在該墊片部分上。
該保護層180被設置有複數接觸孔(contact hole)183以暴露該等資料線171的被放大的末端部分179。複數接觸孔182在該保護層180和該閘絕緣層140中被形成以暴露該等閘線121的被放大的末端部分125。複數接觸孔185也在該保護層180和該有機絕緣層187中被形成以暴露該等汲極電極175的擴展部分177。該等接觸孔182、183和185可具有不同形狀，如一多邊形、圓形等，且該等接觸孔182、183和185中每一個的側牆(sidewall)相對於該基板110的表面成大約30°到大約80°範圍的傾斜，或以階梯狀被成形。
複數像素電極190可在該有機絕緣層187上被形成。
每一像素電極190包括一透明電極(transparent electrode)192和覆蓋在該透明電極192上面的一反射電極194。該等透明電極192由一透明傳導材料製成，如ITO或IZO，而該等反射電極194由一反射不透明(opaque)材料製成，如Al、一Al合金、Ag或一Ag合金。每一像素電極190可更進一步包括由Mo、一Mo合金、Cr、Ti或Ta製成的一接觸輔助(contact assistant)(圖未示)。該等接觸輔助確保在該等透明電極192和該等反射電極194之間的充分接觸，同時防止該等透明電極192和該等反射電極194的氧化。
每一像素被劃分為一沒有該反射電極194的穿透區域(TA)195和一具有該反射電極194的反射區域(RA)。該有機絕緣層187從該穿透區域(TA)195被移除，且該穿透區域(TA)195的單元間隙尺寸大約是該反射區域(RA)的單元間隙尺寸的兩倍。該種設計補償該穿透區域(TA)和該反射區域(RA)的光線路徑之間的差異，當光線通過該LC層3時該差異被產生。
該等像素電極190經由該等接觸孔185與該等汲極電極175物理連接及電耦接，以從該等汲極電極175接收資料電壓。被提供該等資料電壓的該等像素電極190協同該共同電極270產生電場，決定被置於該兩個電極之間的LC層3中的LC分子的方向。
當該TFT被關閉時，一組像素電極190和共同電極270可構成一可以儲存被施加之電壓的電容器。該電容器被稱為一“液晶電容器”。為了改善電壓儲存能力，被稱為一“儲存電容器”的另一電容器可更進一步被提供。該儲存電容器可與該液晶電容器並聯。該儲存電容器藉由該汲極電極175的擴展部分177與該儲存電極線131交叉進行操作。該儲存電容器也可藉由該像素電極190與鄰近它的閘線121交叉進行操作。需要明白的是，當必要時，該儲存電極線131可被省略。
為了增加開口率(aperture ratio)，該等像素電極190可與鄰近他們的資料線171和鄰近他們的閘線121交叉。然而，需要理解的是，該等重疊部分不是必須被實現以增加開口率的。
該等像素電極190可由一透明傳導聚合物製成。不過，在反射式LCD中，不透明反射式金屬可被使用。
覆蓋在該墊片(pad)部分之保護層180上面的複數接觸輔助95和97分別經由該等接觸孔182和183與該等閘線121之末端部分125及該等資料線171之末端部分179相連接。該等接觸輔助95和97提高該等末端部分125和179與外部裝置之間的附著力(adhesion)，且保護該等末端部分125和179。然而，當被決定不是必要時，該等接觸輔助可被省略。該等接觸輔助95和97可被形成在與該等透明電極192或該等反射電極194相同的層上。
第一和第二相位延遲膜(phase retardation film)13和14可在該等反射電極194和該等暴露的透明電極192上被形成以補償該LC層3的相位延遲。該第一和第二相位延遲膜13和14可藉由使具有LC分子的LC層3變硬被形成。
該等第一和第二相位延遲膜13和14之間的相位差被表示為四分之一波(quarter wave)。
該第一相位延遲膜13的主軸在大約θ±45°被形成。在該反射區域(RA)，當該第一相位延遲膜13和該偏光器22之間構成的角度是45°時，該相位差最大。藉由給予與兩個元件的四分之一波同量的相位差，該第一相位延遲膜13轉換一線性偏振的元件為一圓形偏振的元件，或轉換一圓形偏振的元件為一線性偏振的元件，該等元件平行於該第一相位延遲膜13的主軸且互相垂直。
該第二相位延遲膜14的主軸在大約θ或θ±90°被形成。在該穿透區域(TA)，該第二相位延遲膜14的角度與該兩個偏光器11和12的角度之間沒有差異；因此，沒有相位差。如果必要的話，該第二相位延遲膜14可被省略。
感光配向層(photosensitive alignment layers)(圖未示)可被設置在該像素電極190和該第一相位延遲膜13之間及/或在該像素電極190和該第二相位延遲膜14之間。在該穿透區域(TA)和該反射區域(RA)中，藉由在不同的方向暴露該等配向層，該等配向層的配向軸(alignment axes)可被不同地指引到彼此。由於該等配向層的軸被不同地指引，該第一相位延遲膜13和該第二相位延遲膜14的主軸被安置在不同的角度。
依據以下的描述，面對該TFT面板100的該共同電極面板200可被設計。
被稱為一“黑色矩陣”的一遮光裝置(shading device)220可被設置在一絕緣基板210(由一透明絕緣材料如玻璃製成)上，以防止該等像素電極190之間的漏光及限定面對該等像素電極190的開口區域。
複數濾色器230在該基板210和該遮光裝置220上被形成。大部分濾色器230(例如超過半數)被安置在由該遮光裝置220限定的開口區域內。每一濾色器230被安置在實質上在一垂直方向的兩條鄰近的資料線171之間，顯示紅色、綠色、藍色和白色中的一顏色。該等濾色器230互相連接，具有長條形狀。
為了補償該等穿透區域(TA)和該等反射區域(RA)之間的色調(color tone)差，該等穿透區域(TA)的濾色器230比該等反射區域(RA)的濾色器230厚，該色調差由兩個區域之間的光線透射率的差異引起。補償該等不同色調的另一方法是，在該等反射區域(RA)的濾色器230中形成孔，而在所有區域中維持該等濾色器230的一均勻厚度。
可由一透明傳導材料如ITO或IZO製成的一共同電極270可在該遮光裝置220和該等濾色器230上被形成。
第7圖是表示依據本發明之一實施例的一LCD的子像素中的穿透區域(TA)和反射區域(RA)的圖。第8圖是顯示依據本發明之一實施例的一LCD的色座標(chromaticity coordinate)的曲線圖。
如第7圖中所示，該紅色、綠色和白色子像素R、G和W具有大約2：1的穿透區域(TA)對反射區域(RA)的比例。另一方面，在該藍色子像素B中該比例大約是1：2。
基於上述的比例，當計算穿透區域(TA)的尺寸比(dimension ratio)時，以RGBW子像素的順序，大約2：2：0.5：1的比例被獲得。反射區域(RA)的尺寸比以RGBW子像素的順序大約是2：2：2：1。
依據至少上述的結構，當該LCD在該穿透模式下***作時，構成一像素的所有六個子像素***作。在該反射模式下，僅有五個子像素***作。該白色子像素W不操作。在該種情形下，操作中的子像素顯示光線，而不在操作中的子像素是在黑色狀態下。
在該穿透模式下，從一子像素被發射的光線亮度實質上正比於在該子像素中被分配的穿透區域(TA)的尺寸。類似地，在該反射模式下，從一子像素被發射的光線亮度實質上正比於在該子像素中被分配的反射區域(RA)的尺寸。例如，在該穿透模式下的該白色子像素W之亮度比在該反射模式下的亮度大約明亮兩倍。
因此，在該穿透模式下，來自在一像素中被分配的整個穿透區域(TA)的光線亮度實質上正比於該像素內的總穿透區域(TA)。在該反射模式下，來自在相同像素中被分配的整個反射區域(RA)的光線亮度實質上正比於該像素內的總反射區域(RA)。在該實施例中，在該穿透模式下，藉由合計整個穿透區域(TA)被獲得的亮度是5.5 cd/m2 ，而在該反射模式下，藉由合計整個反射區域(RA)被獲得的亮度是6 cd/m2 。因此，在該穿透模式下的亮度和在該反射模式下的亮度可被控制以具有相同值。為實現此，在第8圖所示的曲線圖中，在兩個模式下的白光必須具有相同的色座標。
通常，白色的座標在大約(0.32,0.32)到大約(0.32±0.01,0.32±0.01)的範圍內被調整。依據第8圖，白色的座標被表示為一被施加陰影(hatching－applied)的圓W。
有不同的方法來改變亮度。例如，一種方法是，藉由增加發射自該背光單元900之照明器的藍色成分，在該穿透模式下補償不足夠的藍色成分。另一種方法是在該反射模式下減少該藍色成分。該方法可藉由減少該藍色子像素B中的反射區域(RA)來實現。然而，當該藍色子像素B中的反射區域(RA)被過度減少時，白色的座標從該陰影圓W被轉移到該圓W的右邊，且引起一微黃色現象。為了防止該微黃色現象發生，該反射區域(RA)的適當比例應該被設定成以紅色、藍色和綠色的順序大約2：2：1.5或大約2：2：2。
如上所述，在該藍色子像素B中，該反射區域(RA)大於該穿透區域(TA)。在該穿透模式期間，所有六個子像素操作，而在該反射模式期間，僅有五個子像素(不是該白色子像素W)操作。該種情形使得該LCD螢幕在所有模式下顯示一均勻亮度。
另外地，為獲得整個LCD螢幕的均勻亮度且為解決螢幕的微黃色問題，該藍色成分可藉由該背光單元900的照明器被補償，以及藉由控制在該藍色子像素B中反射區域(RA)的大小，白色的座標在兩個模式下被維持在實質上相同的值。
類似地，在採用該彩視技術的該四色LCD中，藉由在該藍色子像素B中設置放大的反射區域(RA)以及藉由在該等照明器中補償該藍色成分以限定白色座標在允許的範圍內，該微黃色問題可被修補。
沒有脫離本發明的精神和範圍地對本發明所做的多種修改和變化對熟習該項技藝的人士而言是顯而易見的。因此，在不超過附加的申請專利範圍及其等效物的範圍之情況下，本發明涵蓋其修改和變化。
3．．．LC層
12、22．．．偏光器
13、14．．．相位延遲膜
95、97．．．接觸輔助
100．．．較低面板
110．．．基板
121．．．閘線
124．．．閘電極
125．．．末端部分
131．．．儲存電極線
133．．．儲存電極
140．．．閘絕緣層
151．．．半導體
154．．．突出部分
157．．．延長部分
161、165．．．歐姆接觸
163．．．突出部分
171．．．資料線
173．．．源電極
175．．．汲極電極
177．．．擴展部分
179．．．末端部分
180．．．保護層
182、183、185．．．接觸孔
187．．．有機絕緣層
190．．．像素電極
192．．．透明電極
194．．．反射電極
195．．．穿透區域
200．．．較高面板
210．．．絕緣基板
220．．．遮光裝置
230．．．濾色器
270．．．共同電極
300．．．LC面板組合
400．．．閘驅動器
500．．．資料驅動器
600．．．信號控制器
800．．．灰色電壓產生器
900．．．背光單元
第1圖是依據本發明之一實施例的一LCD的方塊圖。
第2圖是依據本發明之一實施例的一LCD的一子像素的等效電路圖。
第3圖顯示依據本發明之一實施例的一LCD的子像素的空間排列。
第4圖是依據本發明之一實施例的一LCD的布局圖。
第5圖是沿著第4圖的V－V’截取的剖面圖。
第6圖是沿著第4圖的VI－VI’截取的剖面圖。
第7圖是表示依據本發明之一實施例的一LCD的子像素中的穿透區域(TA)和反射區域(RA)的圖。
第8圖是顯示依據本發明之一實施例的一LCD的色座標的曲線圖。
R．．．紅色
B．．．藍色
G．．．綠色
W．．．白色
TA．．．穿透區域
RA．．．反射區域

Claims (23)

  1. 一種四色液晶顯示器，其包含：複數個像素，各個像素包含由兩個紅色子像素、兩個綠色子像素、一個藍色子像素、和一個白色子像素所組成的一組六個子像素；其中各個子像素包含一穿透區域和一反射區域，其中在該藍色子像素中，該反射區域等於或大於該穿透區域，並且其中在該等綠色子像素、該等紅色子像素、和該白色子像素各者中，該穿透區域大於該反射區域。
  2. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示器，其進一步包含：一信號控制器，其接收三色影像信號並將被施加的該等影像信號轉換成四色影像信號；其中該信號控制器針對該等三色影像信號執行一彩視處理。
  3. 如申請專利範圍第2項之液晶顯示器，其中該藍色子像素是該等六個子像素中最暗的子像素。
  4. 如申請專利範圍第3項之液晶顯示器，其中該藍色子像素係沿著該矩陣的一中央線配置。
  5. 如申請專利範圍第4項之液晶顯示器，其中：該白色子像素係沿著與該藍色子像素一樣的控制線配置；該等兩個紅色子像素中之一者係配置在該藍色子像素之左側，且該等兩個綠色子像素中之一者係配置在 該藍色子像素之右側；並且該等兩個綠色子像素中之另一者係配置在該白色子像素之左側，且該等兩個紅色子像素中之另一者係配置在該白色子像素之右側。
  6. 如申請專利範圍第5項之液晶顯示器，其中，該液晶顯示器係操作於一穿透模式和一反射模式其中一者中；其中，當該液晶顯示器係操作於該穿透模式中操作時，所有該等子像素運作，而當該液晶顯示器係操作於該反射模式中時，除了該白色子像素以外的五個子像素運作。
  7. 如申請專利範圍第6項之液晶顯示器，其中當該液晶顯示器係操作於該反射模式中時，在該等紅色、綠色和藍色子像素中之各別反射區域的比例是2：2：1.5或2：2：2。
  8. 如申請專利範圍第6項之液晶顯示器，其中當該液晶顯示器係操作於該穿透模式中時，在該等紅色、綠色、藍色和白色子像素中之各別穿透區域的比例是2：2：0.5：1或2：2：0.75：1。
  9. 如申請專利範圍第7項之液晶顯示器，其中白色的色座標係位在從約(0.32,0.32)到約(0.32±0.01,0.32±0.01)的範圍內。
  10. 如申請專利範圍第8項之液晶顯示器，其中白色的色座標係位在從約(0.32,0.32)到約(0.32±0.01,0.32±0.01)的範圍內。
  11. 一種四色液晶顯示器，其包含： 複數個像素；其中各個像素包括一組六個子像素，該組六個子像素包含紅色、綠色、藍色和白色，且係排列在一個2×3矩陣中；並且其中各個子像素包含一穿透區域和一反射區域，且顯示藍色的一藍色子像素具有在尺寸上大於或等於該穿透區域的該反射區域，而各個該等紅色、綠色和白色子像素中之該穿透區域大於該反射區域。
  12. 如申請專利範圍第11項之液晶顯示器，其進一步包含：一信號控制器，其接收三色影像信號並將被施加的該等影像信號轉換為四色影像信號；其中該信號控制器針對該等三色影像信號執行一彩視處理。
  13. 如申請專利範圍第12項之液晶顯示器，其中該液晶顯示器係操作於一穿透模式和一反射模式其中一者中；其中，當該液晶顯示器係操作於該穿透模式中時，所有該等六個子像素運作，而當該液晶顯示器係操作於該反射模式中時，除了該白色子像素以外的五個子像素運作。
  14. 如申請專利範圍第13項之液晶顯示器，其中，當該液晶顯示器係操作於該反射模式中時，在該等紅色、綠色和藍色子像素中之各別反射區域的比例是2：2：1.5或2：2：2。
  15. 如申請專利範圍第13項之液晶顯示器，其中，當該液晶顯示器係操作於該穿透模式中時，在該等紅色、綠色、 藍色和白色子像素中之各別穿透區域的比例是2：2：0.5：1或2：2：0.75：1。
  16. 如申請專利範圍第14項之液晶顯示器，其中該藍色子像素和該白色子像素係配置在一第一列中。
  17. 如申請專利範圍第15項之液晶顯示器，其中該藍色子像素和該白色子像素係配置在一第一列中。
  18. 如申請專利範圍第16項之液晶顯示器，其中該紅色子像素和該綠色子像素係配置在一第二列和一第三列中，其中置中該第一列係配置為與該第二列和該第三列近似平行且近似居中於該第二列和該第三列之間。
  19. 如申請專利範圍第17項之液晶顯示器，其中該紅色子像素和該綠色子像素係配置在一第二列和一第三列中，其中置中該第一列係配置為與該第二列和該第三列近似平行且近似居中於該第二列和該第三列之間。
  20. 如申請專利範圍第18項之液晶顯示器，其中該第二列的該紅色子像素係配置成與該第三列的該紅色子像素呈對角，且其中該第二列的該綠色子像素係配置成與該第三列的該綠色子像素呈對角。
  21. 如申請專利範圍第19項之液晶顯示器，其中該第二列的該紅色子像素係配置成與該第三列的該紅色子像素呈對角，且其中該第二列的該綠色子像素係配置成與該第三列的該綠色子像素呈對角。
  22. 如申請專利範圍第20項之液晶顯示器，其中白色的色座標係設置在從約(0.32,0.32)到約(0.32±0.01,0.32±0.01) 的範圍內。
  23. 如申請專利範圍第21項之液晶顯示器，其中白色的色座標係設置在從約(0.32,0.32)到約(0.32±0.01,0.32±0.01)的範圍內。
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