CN100381907C - 高亮度的液晶显示器件 - Google Patents

Abstract

高亮度液晶显示器件，包括：液晶板；用于将光照射到液晶板上的背光装置；和位于液晶板和背光装置之间的、用于增加入射到液晶板上的光量的反射层。

Description

高亮度的液晶显示器件

技术领域

本发明涉及一种液晶显示器件，具体地，涉及一种高亮度的液晶显示器件。

背景技术

近年来，因为越来越多的便携式电子设备(例如移动电话、PDA、笔记本电脑等)被研发，所以需要可在这些设备中使用的更轻便且更小巧的平板显示器件。随着对这些平板显示器件的需求的增加，正在积极地实施对LCD(液晶显示器)、PDP(等离子显示器)、FED(场发射显示器)、VFD(真空荧光显示器)等的更多的研发。考虑例如大规模生产能力、易于显示驱动、和图像的高质量等方面，LCD器件目前是平板显示器件中最受关注的显示器件。

通常，可将LCD器件设计为通过根据图像信息分别地将数据信号提供给以矩阵排列的像素，来显示所希望的图像。所述数据信号调整像素的透射率。图1示出了现有技术的LCD器件的剖面图。如图1所示，LCD器件包括具有排列成矩阵的像素的液晶板1，和用于将光照射到液晶板1上的背光装置2。

该液晶板1包括彼此相对并且以其间具有单元间隙(cell gap)的方式彼此接合的TFT(薄膜晶体管)阵列基板3和滤色器基板5。液晶层7填充在TFT阵列基板3和滤色器基板5之间的单元间隙内。

虽然图1中未示出，但TFT阵列基板3上由选通线和数据线限定了多个像素。在每个像素中形成有例如薄膜晶体管9的驱动器件。在滤色器基板5上形成有黑底11，以防止布置有选通线、数据线和薄膜晶体管9的区域漏光。在滤色器基板的黑底11上形成有用于产生全色光谱的具有红、绿、和蓝滤色器的滤色器层13。

TFT阵列基板3和滤色器基板5分别具有像素电极和公共电极。在TFT阵列基板3和滤色器基板5上分别涂覆有用于排列液晶分子的配向层19a和19b。TFT阵列基板3和滤色器基板5通过密封材料21彼此接合。在液晶板1的前表面和后表面上分别形成有用于偏振背光装置发出的光的下偏光片23a和上偏光片23b。

LCD器件是具有通过调整透过该器件的透射光来显示图像的特性的光接收显示器件，而其本身不发光。因此，在液晶板1的后表面处设置有可将光照射到液晶板1上的独立单元，即，背光装置2。背光装置2的光源25安装在导光板27的侧表面上，反射片29设置在导光板27的后表面上，并且光学片31层压在导光板27上。因此从光源25发射的光由导光板27汇聚，并且通过包括漫射片和棱镜片的光学片31。此后，如图1中的箭头i所示，该光照射到LCD器件的液晶板1的区域上。因此，可使用通过液晶板1的光来显示字符或者图像。

在根据现有技术的滤色器型LCD器件中，从背光装置2照射出的大部分光i基本上被吸收或者挡住了。依次穿过了下TFT阵列基板3、上滤色器基板5的元件和液晶层7的一些光iii作为用于显示的部分光。只显示了大约3％到5％的初始照射光。因此光效率非常低。

发明内容

因此本发明旨在提供一种可基本上消除由于现有技术的局限性和缺点引起的一个或者多个问题的具有高亮度的液晶显示器件。

本发明的目的是提供一种具有高亮度的液晶显示器件。

本发明的目的是提供一种使得光损失最小的液晶显示器件。

本发明的其它特征和优点将在下文的说明中进行阐述，部分地可从说明中显而易见，或者可通过对本发明的实践获得。本发明的目的和优点可通过所撰写的说明书及其权利要求以及附图中指出的具体结构实现并获得。

为实现这些或者其它优点，并且根据本发明的目的，如本文所具体实施和在此广泛地描述的那样，提供了一种液晶显示器件，该液晶显示器件包括：液晶板；用于将光照射到液晶板上的背光装置；和液晶板和背光装置之间的反射层，用于增加入射到液晶板上的光量。

另一方面，一种制造液晶显示器件的方法包括：形成液晶板；形成用于将光照射到液晶板上的背光装置；以及在液晶板和背光装置之间形成用于增加入射到液晶板上的光量的反射层。

另一方面，提供了一种液晶显示器件，包括：液晶板，其包括沿着在薄膜晶体管阵列基板的第一侧上的选通线和数据线设置的用于防止漏光的黑底；背光装置，用于将光照射到液晶板上；和反射层，所述反射层位于所述液晶板和背光装置之间，被构图为具有与黑底相同的图案。

应该理解前述总体说明和下文的详细说明都是示例性和解释性的，并且意在为所要求的本发明提供进一步的解释。

附图说明

为本发明提供进一步解释并且并入且构成说明书的一部分的附图示出了本发明的具体实施例，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1示出了现有技术的LCD器件的剖面图；

图2示出了根据本发明的示例性实施例的液晶显示器件；

图3是根据本发明的示例性实施例的液晶显示器件的剖面图。

具体实施方式

下面将详细解释本发明的优选实施例，其示例在附图中示出。此后，将参考附图详细说明根据本发明的示例性实施例的液晶显示器件。

通常，如图1所示，现有技术的液晶显示器件中的光效率低于大约5％。光效率降低的主要因素之一就是滤色器基板上的黑底的屏蔽作用。黑底11是用于吸收通过TFT阵列基板3上的选通线、数据线和TFT9区域照射的光以防止从这些区域漏光的阻光区。如图1所示，黑底11阻挡并吸收了液晶板1中大部分区域的光，并且因此降低了液晶显示器件的亮度级。

黑底11形成了阻光区bm以防止光从液晶板1中的预定区域透过，并且如图1中的箭头ii和iii所示，阻挡了通过液晶层7后的光ii的一部分继续前进。因此，黑底11减少了透过滤色器基板的光ii的量，并且因此降低了液晶显示器件的亮度。然而如前所述，由黑底形成的阻光区bm防止了选通线、数据线和TFT的区域的漏光，是不能从液晶显示器件中去除的部件。

在本发明的示例性实施例中，可通过增加从背光装置照射的、通过液晶板的光量来改善液晶显示器件的亮度。可在不增加背光装置输出的光的情况下改善液晶显示器件的亮度。更具体地，在TFT阵列基板的后表面上形成与液晶显示器件的黑底具有相同图案的反射层，用来将照射在阻光区上的光反射回背光装置，以便随后反射到液晶板的透光区中。因此，可使由于黑底的吸收作用引起的光损失最小。由此，可增加入射到液晶板的透光区上的光的聚光率(condensation rate)，即光强度。换言之，根据本发明的示例性实施例，向第二基板上的黑底前进的光被反射层反射，因此反射的光返回导光板的内侧，并且接着在导光板的下表面的反射板上再次进行反射，并且接着与来自背光装置的其它光线一起汇聚到液晶板的透光区。

下面将描述根据本发明的示例性实施例的液晶显示器件的结构。图2示出了根据本发明的示例性实施例的液晶显示器件。图2中示出的液晶显示器件具有包括排列成矩阵的像素的液晶板101。在液晶板101的后表面处布置有背光装置102。

选通驱动单元150和数据驱动单元152与液晶板101的上表面连接。选通驱动单元150和数据驱动单元152与液晶板101相连接，以便分别向液晶板101的TFT阵列基板上形成的选通线和数据线提供扫描信号和图像信息。由此驱动液晶板101的像素。

液晶板101包括彼此相对并且以其间具有均一的单元间隙的形式彼此接合的TFT阵列基板和滤色器基板。液晶层在TFT阵列基板和滤色器基板之间的单元间隙中。虽然图2中未示出，但可通过将TFT阵列基板和滤色器基板粘接在一起来形成液晶板101。在TFT阵列基板和滤色器基板上分别形成有像素电极和公共电极，用于施加穿过液晶层的电场。当数据信号电压施加到像素电极和公共电极上时，液晶层中的液晶根据公共电极和像素电极之间的电场排列。因此，可通过基于数据信号电压调整由像素透射的光量来显示字符和图像。另外，为了控制施加到每个像素的像素电极的数据信号电压，可分别为TFT阵列基板上的每个像素提供例如TFT等的开关器件。

背光装置102包括：设置在液晶板101的后表面的导光板127；设置在例如楔形的导光板127的侧表面的照射光光源125；和设置在导光板127的后表面的反射板129。液晶板101和导光板127之间布置有光学片131。由背光装置102产生的光入射到由透明材料形成的导光板127的侧表面，并且此后由倾斜一定角度的导光板127引导。由设置在导光板127的后表面的反射板129反射的光被导向导光板127的上表面，从而入射到液晶板101上。

漫射片(diffusion sheet)和棱镜片用作液晶板101和导光板127之间设置的光学片131。此外，可在TFT阵列基板103和背光装置102之间设置保护片。然而根据本发明的示例性实施例的背光装置不限于边缘型(edge-type)背光装置。根据本发明的其它示例性实施例的背光装置可以是直接型(direct-type)背光装置，其中在液晶板的后表面布置多个光源，以便直接将光传送到液晶板的前表面上。

另一方面，液晶板101和背光装置102被导板155环绕(wrap)，并且所环绕的液晶板101和背光装置102的侧表面由下盖157支撑。此外，液晶板101的上表面的侧边压有顶盖159。顶盖159与导板155连接。导板155连接到下盖157，并且下盖157被屏蔽盖161环绕。

图3是根据本发明的示例性实施例的液晶显示器件的剖面图。如图3中所示，液晶板101包括彼此相对，并且以其中具有均一单元间隙的方式彼此结合的TFT阵列基板103和滤色器基板105。液晶层107填充TFT阵列基板103和滤色器基板105之间的均一单元间隙中。

TFT阵列基板103具有由选通线和数据线限定的多个像素。在每个像素中形成有例如TFT 109的驱动器件。滤色器基板105包括用于形成阻光区bm’的黑底111，以防止从选通线、数据线和TFT 109的区域漏光。在黑底111中设置有用于显示颜色的滤色器层113。另外TFT阵列基板103和滤色器基板105分别具有像素电极和公共电极115。另选地，液晶板可以是在TFT阵列基板103上同时形成像素电极和公共电极的IPS(板内切换)型液晶显示器件。TFT阵列基板103和滤色器基板105上涂覆有配向层119a和119b，用于排列液晶层107的液晶分子。

在滤色器基板105上对应选通线、数据线以及TFT区域的区域中形成黑底111。由此在液晶板中限定阻挡区域bm’。黑底111可由金属材料(例如铬(Cr)或者铬的氧化物(CrOx))形成。然而，当采用在TFT阵列基板上同时具有公共电极和像素电极的IPS型液晶显示器件时，黑底的这些金属材料会对横向电场产生影响。因此采用黑树脂制成的树脂层来取代金属材料。

TFT阵列基板103和滤色器基板105通过密封材料121接合。在液晶板101的上部和下部上形成有用于对来自背光装置102的光进行偏振的下偏光片123a和上偏光片123b。此外，下偏光片123a的下部设置有用于将光i’照射到液晶板101上的背光装置。在此，从背光装置102的照射光光源125照射的光由导光板127汇聚。如图中的箭头i所示，所汇聚的光通过由漫射片和棱镜片组成的光学片131之后，入射到液晶显示器件的液晶板101的区域上。

在液晶板101和下偏光片123b之间设置有图案与滤色器基板103上形成的黑底111的图案相同的反射层140。该反射层140使得从背光装置102射出的光i′汇聚在液晶板101的透光区o’上。反射层140由可使光反射率最大的金属材料组成，例如为由钼(Mo)、铝(Al)、铝-钕(Al-Nd)、铜(Cu)、铬(Cr)、钛(Ti)或者其合金形成的不透明金属层。另外，反射层140可由可使反射率最大的任何金属形成。

反射层140被构图为与黑底111形成的阻光区bm’相同的图案，并且因此可将从背光装置102发射的光中向黑底111照射的光反射回背光装置102，以便将更多的光加入到输出路径中。由此增加向透光区o’照射的光量。

可通过光刻工艺在TFT阵列基板103的下表面上形成反射层。另选地，可独立于液晶板101，将反射层形成为独立的基板，并且设置在液晶板101和背光装置102之间。

向第二基板的黑底111前进的光被TFT阵列基板的后表面上形成的反射层140反射，从而返回背光装置102的导光板127中。返回到导光板127的光由导光板127的下部设置的反射板129进行反射，以将其施加到液晶板101的透光区o’中。因此，如图3所示，反射层140阻挡了从背光装置102发射的光i′中的向反射层140前进的光，并且使其返回背光装置102，从而增加了输出到透光区o’的光i′的量。因此可提高液晶显示器件的光效率，并且实现高亮度。

如上所述，在本发明中，通过在TFT阵列基板的后表面上形成反射层，可将由黑底挡住的光反射回导光板，并且将所返回的光汇聚到液晶板的透光区中，以便提高液晶显示器件的亮度。本发明不限于该具体实施例。本发明可应用于各种液晶显示器件。例如根据本发明的液晶显示器件不但可以使用边缘型背光装置还可使用直接型背光装置。液晶板还可以使用TN(扭转向列)型液晶板、IPS型液晶板或者VA(垂直排列)液晶板。另外，可在TFT阵列基板上，而不是在滤色器基板上形成液晶显示器件的屏蔽型黑底。此时当滤色器基板与TFT阵列基板接合时，可缩窄用于容纳两个基板之间的误对准的黑底的额外宽度，从而减少液晶板的阻光区的面积。

显然，本技术领域的技术人员可在不脱离本发明的精神和范围的情况下对本发明进行各种改进和变型。因此本发明涵盖了本发明的改进和变型，只要它们落入随附权利要求及其等同物的范围内。

Claims (20)

1.一种液晶显示器件，所述液晶显示器件包括：

液晶板；

背光装置，用于将光照射到液晶板上：和

反射层，位于液晶板和背光装置之间，用于增加入射到液晶板上的光量。

2.根据权利要求1所述的器件，其中所述液晶板包括：

彼此相对的滤色器基板和薄膜晶体管阵列基板；

在两个基板的至少一个上的用于产生电场的电极；

在所述薄膜晶体管阵列基板的第一侧上彼此交叉、限定像素区的多条选通线和数据线；

在所述选通线和数据线之间的每个交叉处形成的薄膜晶体管；

在所述滤色器基板上形成的滤色器层；

在所述滤色器基板和所述薄膜晶体管阵列基板之间形成的液晶层；和

沿着所述多条选通线和数据线设置的用于防止漏光的黑底。

3.根据权利要求2所述的器件，其中所述黑底形成在所述滤色器基板上。

4.根据权利要求2所述的器件，其中所述黑底形成在所述薄膜晶体管阵列基板上。

5.根据权利要求2所述的器件，其中所述液晶板是扭转向列型液晶板、板内切换型液晶板、和垂直排列液晶板之一。

6.根据权利要求2所述的器件，其中所述反射层将从所述背光装置向所述黑底照射的光反射回该背光装置，并且改变光输出路径，以便增加向所述液晶板的透光区照射的光的聚光率。

7.根据权利要求2所述的器件，其中所述反射层具有与所述黑底相同的图案。

8.根据权利要求2所述的器件，其中所述反射层在所述液晶板的薄膜晶体管阵列基板与第一侧相对的第二侧上。

9.根据权利要求2所述的器件，其中所述反射层独立于所述液晶板，并且设置在所述液晶板和所述背光装置之间。

10.根据权利要求2所述的器件，其中所述反射层由钼、铝、铝-钕、铜、铬、钛或者其合金之一形成。

11.根据权利要求1所述的器件，其中所述背光装置是边缘型背光装置和直接型背光装置之一。

12.根据权利要求1所述的器件，还包括分别设置在液晶板的第一侧和第二侧的、用于偏振光的上偏光片和下偏光片。

13.一种制造液晶显示器件的方法，该方法包括以下步骤：

形成液晶板；

形成用于将光照射到所述液晶板上的背光装置；以及

在所述液晶板和所述背光装置之间形成用于增加入射到所述液晶板上的光量的反射层。

14.根据权利要求13所述的方法，其中通过光刻工艺，在所述液晶板的薄膜晶体管阵列基板的与第一侧相对的第二侧上形成反射层。

15.根据权利要求13所述的方法，其中形成独立于所述液晶板的、安装在所述液晶板和所述背光装置之间的反射层。

16.一种液晶显示器件，该液晶显示器件包括：

液晶板，该液晶板包括沿着薄膜晶体管阵列基板的第一侧上的选通线和数据线设置的、用于防止漏光的黑底；

用于将光照射到所述液晶板上的背光装置；和

反射层，所述反射层位于所述液晶板和所述背光装置之间，被构图为具有与所述黑底相同的图案。

17.根据权利要求16所述的器件，其中所述反射层位于与所述液晶板的薄膜晶体管阵列基板的第一侧相对的第二侧上。

18.根据权利要求16所述的器件，其中所述反射层独立于所述液晶板。

19.根据权利要求16所述的器件，其中所述背光装置是边缘型背光装置和直接型背光装置之一。

20.根据权利要求16所述的器件，还包括分别布置在所述液晶板的第一侧和第二侧的、用于偏振光的上偏光片和下偏光片。

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