场色域显示器及其驱动方法

专利名称：场色域显示器及其驱动方法
技术领域：
本发明是有关于一种显示器及其驱动方法，且特别是有关于一种场色域(Field Sequential Color, FSC)显示器及其驱动方法。
背景技术：
通常液晶显示面板是由像素阵列基板、彩色滤光基板以及液晶层所构成。彩色滤 光基板中设置有由红色、绿色与蓝色彩色滤光图案所构成的彩色滤光层，以使液晶显示面 板能够显示出全彩化图像。然而，由于背光模块的光线需经过彩色滤光层，因此将使背光模 块的光源利用率降低。目前已经有发展出一种场色域显示器。此种场色域显示器不需使用彩色滤光层， 其是在背光模块设置红色、绿色与蓝色光源，且红色、绿色与蓝色光源依时序切换。换言 之，场色域显示器是让红色、绿色与蓝色光源快速切换(switch)，由于切换时间短于人眼视 觉所能分辨的时间，借助人眼的视觉残留效应，就能产生混色效果。但是，由于红色、绿色 与蓝色画面是依序传达到人眼，当人眼晃动或是画面移动时，就容易有色分离现象(color break-up)。倘若以增加液晶显示器的画面更新频率来降低上述的色分离现象，因液晶分子 的反应速度有一定的限制，因而此种方法也无法有效的改善色分离现象(colorbreak-up) 现象。

发明内容
本发明提供一种场色域显示器及其驱动方法，其可以有效解决场色域显示器的色 分离现象。本发明提出一种场色域显示器，其包括显示面板以及背光模块。显示面板具有多 个单元区域，每一个单元区域包括第一颜色单元区域以及白色单元区域，且显示面板包括 第一基板、第二基板、滤光层以及显示介质。第一基板设置有像素阵列。第二基板位于第一 基板的对向。滤光层位于第二基板上，滤光层包括第一颜色滤光图案以及白色滤光图案， 第一颜色滤光图案是设置于第一颜色单元区域内，且白色滤光图案是设置于白色单元区域 内。显示介质位于第一基板与第二基板之间。背光模块设置在显示面板的背面，背光模块 具有白光光源、第二颜色光源以及第三颜色光源，其中白光光源、第二颜色光源以及第三颜 色光源是依序切换。本发明提出一种场色域显示器的驱动方法，其是用来驱动如上所述的场色域显示 器。此驱动方法包括切换第二颜色光源，使第二颜色光源的色光穿透白色单元区域。切换 第三颜色光源，使第三颜色光源的色光穿透白色单元区域。切换白光光源，使白光光源的色 光穿透白色单元区域以及第一颜色单元区域。基于上述，本发明在显示面板内设置第一颜色滤光图案以及白色滤光图案，并且 在背光模块内设置白光光源、第二颜色光源以及第三颜色光源，且白光光源、第二颜色光源 以及第三颜色光源是依序切换。此种场色域显示器可以在不需增加画面更新频率的条件之下即达到减少色分离现象的作用。为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详 细说明如下。


图1是根据本发明一实施例的场色域显示器的局部剖面示意图；图2是图1的场色域显示器中的像素阵列示意图；图3是根据本发明一实施例的场色域显示器及其驱动方法的示意图；图4是根据本发明另一实施例的场色域显示器及其驱动方法的示意图；图5是根据本发明又一实施例的场色域显示器及其驱动方法的示意图；图6是根据本发明一实施例的场色域显示器的局部剖面示意图；图7是根据本发明一实施例的场色域显示器的第一颜色单元区域面积比例与成 本以及耗电率的关系图。其中，附图标记10:单元区域IOa:第一颜色单元区域IOb:白色单元区域100 第一基板102:像素阵列202 滤光层202b:白色滤光图案400 背光模块404 第二颜色光源SLl SLn 扫描线T 主动组件GL 绿光光源RL 红光光源GI 绿光图像WI:白光图像
具体实施例方式图1是根据本发明一实施例的场色域显示器的局部剖面示意图。图2是图1的场 色域显示器中的像素阵列示意图。请参照图1，本实施例的场色域显示器包括显示面板500 以及背光模块400。显示面板500具有多个单元区域10。图1仅绘示出显示面板的其中一个单元区 域10为例来说明。特别是，每一个单元区域10包括第一颜色单元区域IOa以及白色单元 区域10b。此外，显示面板500包括第一基板100、第二基板200、滤光层202以及显示介质 300。第一基板100设置有像素阵列102。所述像素阵列102如图2所示，其包括扫描线
200 第二基板 202a 第一颜色滤光图案 300 显示介质 402、WL 白光光源 406 第三颜色光源 DLl DLn 数据线 PE 像素电极 BL 蓝光光源 RI 红光图像 BI 蓝光图像SLl SLru数据线DLl DLn以及像素结构P。扫描线SLl SLn与数据线DLl DLn彼 此交错设置。换言之，数据线DLl DLn的延伸方向与扫描线SLl SLn的延伸方向不平 行，较佳的是，数据线DLl DLn的延伸方向与扫描线SLl SLn的延伸方向垂直。另外，扫 描线SLl SLn与数据线DLl DLn属于不同的膜层。基于导电性的考虑，扫描线SLl SLn与数据线DLl DLn —般是使用金属材料。但，本发明不限于此，根据其它实施例，扫 描线SLl SLn与数据线DLl DLn也可以使用其它导电材料。像素结构P具有主动组件 T以及与主动组件T电性连接的像素电极PE。主动组件T例如是底部栅极型薄膜晶体管或 是顶部栅极型薄膜晶体管，其包括栅极、通道、源极以及漏极。根据本实施例，在上述像素阵列102中，每一个像素结构P是对应一个第一颜色单 元区域IOa设置或是对应一个白色单元区域IOb设置。换言之，每一个单元区域10包含两 个像素结构P，其中一个像素结构P是对应第一颜色滤光图案202a设置，且另一个像素结构 P是对应白色滤光图案202b设置。第二基板200位于第一基板100的对向。滤光层202位于第二基板200上。特别 是，滤光层202包括第一颜色滤光图案202a以及白色滤光图案202b，且第一颜色滤光图案 202a是设置于第一颜色单元区域IOa内，白色滤光图案202b是设置于白色单元区域IOb 内。上述的第一颜色滤光图案202a可为红色绿光图案、蓝色绿光图案或是绿色绿光图案。 白色滤光图案202b可为透明绝缘材料图案或是在白色滤光图案202b的部份不设置任何材 料图案而是直接使光穿到第二基板200。另外，根据本发明的一实施例，在上述滤光层202的第一颜色滤光图案202a以及 白色滤光图案202b之间的空隙中可进一步包括设置遮光图案层(图中未示)，所述遮光图 案层又可称为黑矩阵。根据另一实施例，在滤光层202上可进一步设置一层对向电极层(图 中未示)，所述对向电极层又可称为共享电极层。显示介质300位于第一基板100与第二基板200之间。根据本实施例，显示介质 300包括液晶分子。背光模块400是设置在显示面板500的背面，且背光模块400具有白光光源402、 第二颜色光源404以及第三颜色光源406，其中白光光源402、第二颜色光源404以及第三 颜色光源406是依序切换。更详细来说，背光模块400的白光光源402、第二颜色光源404 以及第三颜色光源406是依序地发射出。也就是，在一个时间区段中，仅有白光光源402、第 二颜色光源404以及第三颜色光源406其中一个光源是开启状态，其它两个光源是关闭状 态。上述的白光光源402、第二颜色光源404以及第三颜色光源406可以采用发光二极管光 源或是其它合适的发光光源。以下将针对上述滤光层202的第一颜色滤光图案202a的颜色以及背光模块400 的第二颜色光源404以及第三颜色光源406的色光的搭配来说明本发明的场色域显示器的 驱动方法。图3是根据本发明一实施例的场色域显示器及其驱动方法的示意图。在图3的实 施例中，滤光层202的第一颜色滤光图案R是红色滤光图案，因此第一颜色单元区域IOa即 为红色单元区域。背光模块400的第二颜色光源GL是绿光光源且第三颜色光源BL是蓝色 光源。换言之，在图3的实施例中，滤光层202包括红色滤光图案R以及白色滤光图案W。 背光模块400具有白光光源WL、绿光光源GL以及蓝色光源BL，且白光光源WL、绿光光源GL以及蓝色光源BL是依序切换。在图3的实施例中，当开启背光光源400的蓝色光源BL时，绿光光源GL以及白光 光源WL是关闭的状态。当开启背光光源400的绿光光源GL时，白光光源WL以及蓝色光源 BL是关闭的状态。当开启背光光源400的白光光源WL时，绿光光源GL以及蓝色光源BL是 关闭的状态。根据图3的实施例，当开启背光光源400的蓝色光源BL时，蓝色光源BL的色光会 穿透白色单元区域IOb中的白色滤光图案W，且蓝色光源BL的色光无法穿透位于红色单元 区域IOa内的红色滤光图案R。因此，此时显示器是显示出蓝光画面Bi。当开启背光光源400的绿色光源GL时，绿色光源GL的色光会穿透白色单元区域 IOb中的白色滤光图案W，且绿色光源GL的色光无法穿透位于红色单元区域IOa内的红色 滤光图案R。因此，此时显示器是显示出绿光画面GI。当开启背光光源400的白色光源WL时，白色光源WL的色光会穿透白色单元区域 IOb中的白色滤光图案W以及位于红色单元区域IOa内的红色滤光图案R。因此，此时显示 器是同时显示出红光画面RI与白光画面WI。由于背光模块400的蓝色光源BL、绿光光源GL以及白光光源WL是依序快速切换 (switch)，因此蓝光画面Bi、绿光画面GI以及红光画面RI与白光画面WI是依序传达到人 眼，借助人眼的视觉残留效应产生的混色效果即可达到使人眼看到的画面为全彩画面的目 的。图4是根据本发明一实施例的场色域显示器及其驱动方法的示意图。在图4的实 施例中，滤光层202的第一颜色滤光图案G是绿色滤光图案，因此第一颜色单元区域IOa即 是绿色单元区域。背光模块400的第二颜色光源BL是蓝光光源且第三颜色光源RL是红色 光源。换言之，在图4的实施例中，滤光层202包括绿色滤光图案G以及白色绿光图案W。 背光模块400具有白光光源WL、蓝光光源BL以及红色光源RL，且白光光源WL、蓝光光源BL 以及红色光源RL是依序切换。根据图4的实施例，当开启背光光源400的红色光源RL时，红色光源RL的色光会 穿透白色单元区域IOb中的白色滤光图案W，且红色光源RL的色光无法穿透位于绿色单元 区域IOa内的绿色滤光图案G。因此，此时显示器是显示出红光画面RI。当开启背光光源400的蓝色光源BL时，蓝色光源BL的色光会穿透白色单元区域 IOb中的白色滤光图案W，且蓝色光源BL的色光无法穿透位于绿色单元区域IOa内的绿色 滤光图案G。因此，此时显示器是显示出蓝光画面Bi。当开启背光光源400的白色光源WL时，白色光源WL的色光会穿透白色单元区域 IOb中的白色滤光图案W以及位于绿色单元区域IOa内的绿色滤光图案G。因此，此时显示 器是同时显示出绿光画面GI与白光画面WI。由于背光模块400的红光光源BL、蓝色光源BL以及白光光源WL是依序快速切换， 因此红光画面RI、蓝光画面BI以及红光画面RI与白光画面WI是依序传达到人眼，借助人 眼的视觉残留效应产生的混色效果即可达到使人眼看到的画面为全彩画面的目的。图5是根据本发明一实施例的场色域显示器及其驱动方法的示意图。在图5的实 施例中，滤光层202的第一颜色滤光图案B是蓝色滤光图案，因此第一颜色单元区域IOa即 是蓝色单元区域。背光模块400的第二颜色光源GL是绿光光源且第三颜色光源RL是红色光源。换言的，在图5的实施例中，滤光层202包括蓝色滤光图案B以及白色绿光图案W。 背光模块400具有白光光源WL、绿光光源GL以及红色光源RL，且白光光源WL、绿光光源GL 以及红色光源RL是依序切换。根据图5的实施例，当开启背光光源400的红色光源RL时，红色光源RL的色光会 穿透白色单元区域IOb中的白色滤光图案W，且红色光源RL的色光无法穿透位于蓝色单元 区域IOa内的蓝色滤光图案B。因此，此时显示器是显示出红光画面RI。当开启背光光源400的绿色光源GL时，绿色光源GL的色光会穿透白色单元区域 IOb中的白色滤光图案W，且绿色光源GL的色光无法穿透位于蓝色单元区域IOa内的蓝色 滤光图案B。因此，此时显示器是显示出绿光画面GI。当开启背光光源400的白色光源WL时，白色光源WL的色光会穿透白色单元区域 IOb中的白色滤光图案W以及位于蓝色单元区域IOa内的蓝色滤光图案B。因此，此时显示 器是显示出蓝光画面BI以及白光画面WI。由于背光模块400的红光光源BL、绿色光源GL以及白光光源WL是依序快速切换 (switch)，因此红光画面RI、绿光画面GI以及蓝光画面BI与白光画面WI是依序传达到人 眼，借助人眼的视觉残留效应产生的混色效果即可达到使人眼看到的画面为全彩画面的目 的。在上述各实施例中，是在显示面板中设置第一颜色滤光图案以及白色滤光图案， 且在背光模块中设置第二颜色光源以及第三颜色光源。此种设计方式可以在不需要提高画 面更新频率的条件之下就可以达到减少色分离现象的问题。举例来说，倘若在180Hz的画 面更新频率的驱动条件的下会有色分离现象，当将画面更新频率调高至240Hz时即可有效 降低色分离现象。但是，将画面更新频率调高至240Hz时却会面临液晶分子的反应速度不 足的问题。而利用本发明的场色域显示器可以在180Hz的画面更新频率的驱动条件之下 即可达到有效降低色分离现象的效果，所述降低色分离现象的效果甚至比画面更新频率为 240Hz时所能产生降低色分离现象的效果更佳。另外，在本发明的场色域显示器中，单元区域10内的第一颜色单元区域IOa的面 积以及白色单元区域IOb的面积可以相同或是不相同。在上述图1以及图3至图5的实施 例中，第一颜色单元区域IOa的面积以及白色单元区域IOb的面积相同，也就是第一颜色单 元区域IOa的面积以及白色单元区域IOb的面积的比例是1 1。根据本发明的其它实施 例，第一颜色单元区域IOa的面积以及白色单元区域IOb的面积可以不相同。因此，第一颜 色单元区域IOa的面积以及白色单元区域IOb的面积的比例可以是0.5 1 1 1。图6是根据本发明一实施例的场色域显示器的局部剖面示意图。图6的实施例与 图1的实施例相似，因此相同的组件以相同的符号表示且不再重复赘述。图6的实施例与图 1的实施例不同之处在于第一颜色单元区域IOa (第一颜色滤光图案202a)的面积与白色单 元区域IOb (白色滤光图案202b)的面积不同。根据本实施例，第一颜色单元区域IOa(第 一颜色滤光图案202a)的面积小于白色单元区域10b(白色滤光图案202b)的面积。一般来说，因第一颜色单元区域IOa(第一颜色滤光图案202a)的透光率较低，因 此降低第一颜色单元区域IOa(第一颜色滤光图案202a)的面积有助于场色域显示器整体 亮度的提升。此外，在将第一颜色单元区域IOa(第一颜色滤光图案202a)的面积缩小的同 时，为了维持红光画面、绿光画面以及蓝光画面的亮度比例不变，通常会增加白光光源的亮度或是增加白光光源的数量。承上所述，倘若增加背光模块中的白光光源的数量，则可减少背光模块中第二颜 色光源以及第三颜色光源的数量。由于目前市面上白光发光二极管(白光LED)的价钱低 于红色、蓝色及绿色LED的价钱。因此上述减少第二颜色光源以及第三颜色光源的数量的 作法还可进一步降低成本。图7是根据本发明一实施例的场色域显示器的第一颜色单元区域面积比例与成 本以及耗电率的关系图。请参照图7，X轴表示第一颜色单元区域(第一颜色滤光图案)的 面积比例，左边Y轴表示光源成本，右边Y轴表示耗电率。在考虑较低耗电率的条件之下，较佳的是，第一颜色单元区域(第一颜色滤光图 案)的面积占单元区域面积比例50%。也就是，第一颜色单元区域IOa(第一颜色滤光图案 202a)与白色单元区域10b(白色滤光图案202b)的面积相同(1:1)。在考虑较低光源成本的条件之下，较佳的是，第一颜色单元区域(第一颜色滤光 图案)的面积占单元区域面积比例40%。也就是，第一颜色单元区域IOa(第一颜色滤光图 案202a)与白色单元区域IOb (白色滤光图案202b)的面积比例大略是4 6。此图仅是本 发明的其中一实施例，根据不同光源成本，可以得到不同的面积比例，本领域具有通常知识 者可以根据本发明设计出不同的面积比例，本发明并不以此为限。综上所述，本发明在显示面板内设置第一颜色滤光图案以及白色滤光图案，并且 在背光模块内设置白光光源、第二颜色光源以及第三颜色光源，且白光光源、第二颜色光源 以及第三颜色光源是依序切换。此种场色域显示器可以在不需增加画面更新频率的条件之 下即达到减少色分离现象的作用。此外，将第一颜色单元区域(第一颜色滤光图案)的面积设计成小于白色单元区 域(白色滤光图案)的面积，除了有助于场色域显示器整体亮度的提升之外，还可达到降低 成本的效果。虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何所属技术领域 的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与修改，故本发明的保护 范围当视后附的权利要求书所界定者为准。
权利要求
一种场色域显示器，其特征在于，包括一显示面板，其具有多个单元区域，且每一个单元区域包括一第一颜色单元区域以及一白色单元区域，该显示面板包括一第一基板，其设置有一像素阵列；一第二基板，位于该第一基板的对向；一滤光层，位于该第二基板上，其中该滤光层包括一第一颜色滤光图案以及一白色滤光图案，该第一颜色滤光图案是设置于该些第一颜色单元区域内，且该白色滤光图案是设置于该些白色单元区域内；一显示介质，位于该第一基板与该第二基板之间；以及一背光模块，设置在该显示面板的背面，该背光模块具有一白光光源、一第二颜色光源以及一第三颜色光源，其中该白光光源、该第二颜色光源以及该第三颜色光源是依序切换。
2.如权利要求1所述的场色域显示器，其特征在于 该第一颜色滤光图案是一红色滤光图案；该第二颜色光源是一绿色光源；以及 该第三颜色光源是一蓝色光源。
3.如权利要求1所述的场色域显示器，其特征在于 该第一颜色滤光图案是一绿色滤光图案；该第二颜色光源是一红色光源；以及 该第三颜色光源是一蓝色光源。
4.如权利要求1所述的场色域显示器，其特征在于 该第一颜色滤光图案是一蓝色滤光图案；该第二颜色光源是一绿色光源；以及 该第三颜色光源是一红色光源。
5.如权利要求1所述的场色域显示器，其特征在于，该第一颜色单元区域的面积以及 该白色单元区域的面积的比例为0.5 1至1 1。
6.如权利要求5所述的场色域显示器，其特征在于，该第一颜色单元区域的面积占该 单元区域面积比例50%。
7.如权利要求5所述的场色域显示器，其特征在于，该第一颜色单元区域的面积占该 单元区域面积比例40%。
8.一种场色域显示器的驱动方法，用来驱动如权利要求1所述的场色域显示器，其特 征在于，该驱动方法包括切换该第二颜色光源，使该第二颜色光源的色光穿透该些白色单元区域； 切换该第三颜色光源，使该第三颜色光源的色光穿透该些白色单元区域；以及 切换该白光光源，使该白光光源的色光穿透该些白色单元区域以及该些第一颜色单元 区域。
9.如权利要求8所述的场色域显示器的驱动方法，其特征在于 该第一颜色滤光图案是一红色滤光图案；该第二颜色光源是一绿色光源；以及 该第三颜色光源是一蓝色光源。
10.如权利要求8所述的场色域显示器的驱动方法，其特征在于 该第一颜色滤光图案是一绿色滤光图案；该第二颜色光源是一红色光源；以及 该第三颜色光源是一蓝色光源。
11.如权利要求8所述的场色域显示器的驱动方法，其特征在于 该第一颜色滤光图案是一蓝色滤光图案；该第二颜色光源是一绿色光源；以及 该第三颜色光源是一红色光源。
12.如权利要求8所述的场色域显示器的驱动方法，其特征在于，该白光光源、该第 颜色光源以及该第三颜色光源依序切换。
全文摘要
本发明公开了一种场色域显示器及其驱动方法，该显示器包括显示面板以及背光模块。显示面板具有多个单元区域，每一个单元区域包括第一颜色单元区域以及白色单元区域，且显示面板包括第一基板、第二基板、滤光层以及显示介质。第一基板设置有像素阵列。第二基板位于第一基板的对向。滤光层位于第二基板上，滤光层包括第一颜色滤光图案以及白色滤光图案，第一颜色滤光图案是设置于第一颜色单元区域内，且白色滤光图案是设置于白色单元区域内。显示介质位于第一基板与第二基板之间。背光模块设置在显示面板的背面，背光模块具有白光光源、第二颜色光源以及第三颜色光源，其中白光光源、第二颜色光源以及第三颜色光源是依序切换。
文档编号G09G3/36GK101908328SQ20101024934
公开日2010年12月8日 申请日期2010年8月2日 优先权日2010年8月2日
发明者侯鸿龙, 徐雅玲, 黄郁升 申请人:友达光电股份有限公司