显示装置的制作方法

本发明关于一种显示面板，且特别是关于一种具有高对比度的液晶显示器面板。

背景技术：

高对比度(contrastratio；cr)是许多显示器应用中的关键需求，在液晶显示器(liquidcrystaldisplay；lcd)中，因为液晶显示器是非自发光型(non-emissive)显示器，所以高对比度更难达成。许多不同的技术都被用于提升对比度，然而，高对比度可能会使得显示器的穿透率降低。具有提升的穿透率的高对比度的液晶显示器面板是必须的。

技术实现要素：

本发明是关于由两个显示面板以堆叠形式构成并具有高对比度及较高的透光率所组成的液晶显示装置。信号连接器是用以将数据信号和时间信号从第一显示面板传递至第二显示面板。因此，仅需要一个驱动集成电路。

因此，本发明的第一实施方式是显示装置，显示装置包含第一显示面板与第二显示面板、扩散片、背光单元、信号电路以及信号连接器。第一显示面板与第二显示面板堆叠成面板堆叠，堆叠面板具有相对的第一堆叠侧与第二堆叠侧。扩散片是位于堆叠面板中且位于第一显示面板与第二显示面板之间。背光单元位于堆叠面板靠近第二堆叠侧处。信号连接器具有第一连接端与第二连接端，其中第一显示面板包含彩色滤光基板、第一薄膜晶体管基板以及第一液晶层。第一液晶层是设置于彩色滤光基板与第一薄膜晶体管基板之间，且第二显示面板包含支撑基板、第二薄膜晶体管基板以及第二液晶层。第二液晶层是设置于支撑基板与第二薄膜晶体管基板之间，其中信号连接器的第一连接端电性连接至第一薄膜晶体管基板，且信号连接器的第二连接端电性连接至第二薄膜晶体管基板，且其中信号电路通过信号连接器来提供电信号给第一薄膜晶体管基板及第二薄膜晶体管基板。

于本发明的部分实施方式中，显示装置更包含第一偏光片元件、第二偏光片元件以及第三偏光片元件。第一偏光片元件设置于彩色滤光基板上且与第一液晶层分隔。第二偏光片元件设置于第一薄膜晶体管基板与第二薄膜晶体管基板之间。第三偏光片元件位于支撑基板与背光单元之间。

于本发明的部分实施方式中，显示装置更包含第一偏光片元件、第二偏光片元件、第三偏光片元件以及第四偏光片元件。第一偏光片元件设置于彩色滤光基板上并与第一液晶层分隔。第二偏光片元件设置于第一薄膜晶体管基板与扩散片之间。第三偏光片元件设置于扩散片与第二薄膜晶体管基板之间。第四偏光片元件设置于支撑基板与背光单元之间。

于本发明的部分实施方式中，第一偏光片元件包含光学偏光器，第二偏光片元件包含线栅偏光器，第三偏光片元件包含线栅偏光器，第四偏光片元件包含线栅偏光器。

于本发明的部分实施方式中，第一显示面板包含多个彩色像素，彩色像素排列成二维阵列，二维阵列包含沿第一方向的多行像素与沿第二方向的多列像素，第一方向不同于第二方向，第二显示面板包含多个像素单元，像素单元排成二维阵列，二维阵列包含沿第一方向的多个行单元与沿第二方向的多个列单元，各像素单元对应于且实质上对齐于沿第三方向的显示堆叠中的另一个彩色像素，第三方向实质上垂直于第一方向与第二方向。

于本发明的部分实施方式中，信号电路包含信号驱动电路及时间控制电路，电信号包含多个数据信号及多个时间信号，信号驱动电路用以提供数据信号，时间控制电路用以提供时间信号给第一薄膜晶体管基板及第二薄膜晶体管基板。

于本发明的部分实施方式中，第一薄膜晶体管基板及第二薄膜晶体管基板各自具有多条栅极线，栅极线包含第一栅极线与最后栅极线，其中第一薄膜晶体管基板的最后栅极线邻近于信号连接器的第一连接端，第二薄膜晶体管基板的最后栅极线邻近于信号连接器的第二连接端。

于本发明的部分实施方式中，第一薄膜晶体管基板包含第一玻璃基板，第二薄膜晶体管基板包含第二玻璃基板，第一玻璃基板与第二玻璃基板各自包含相对的第一基板侧与第二基板侧，其中第一玻璃基板的第一基板侧包含第一栅极驱动器，第一玻璃基板的第二基板侧包含第二栅极驱动器，且第二玻璃基板的第一基板侧包含第三栅极驱动器，且第二玻璃基板的第二基板侧包含第四栅极驱动器，且其中第一栅极驱动器与第二栅极驱动器是用以接收来自信号驱动电路的时间信号，以提供多条栅极线信号给第一薄膜晶体管基板的栅极线，第三栅极驱动器与第四栅极驱动器是用以接收来自信号驱动电路的时间信号，以提供多条栅极线路信号给第二薄膜晶体管基板的栅极线。

于本发明的部分实施方式中，其中藉由第一栅极驱动器提供给第一薄膜晶体管基板中的栅极线的栅极线信号及藉由第二栅极驱动器提供给第一薄膜晶体管基板中的栅极线的栅极线信号是相同的，且其中藉由第三栅极驱动器提供给第二薄膜晶体管基板中的栅极线的栅极线信号及藉由第四栅极驱动器提供给第二薄膜晶体管基板中的栅极线的栅极线信号是相同的。

于本发明的部分实施方式中，其中藉由第一栅极驱动器提供给第一薄膜晶体管基板中的栅极线的栅极线信号及藉由第二栅极驱动器提供给第一薄膜晶体管基板中的栅极线的栅极线信号是交错排列的，且其中藉由第三栅极驱动器提供给第二薄膜晶体管基板中的栅极线的栅极线信号及藉由第四栅极驱动器提供给第二薄膜晶体管基板中的栅极线的栅极线信号是交错排列的。

于本发明的部分实施方式中，其中提供给在第一薄膜晶体管基板中的第一栅极线的栅极线信号与提供给第二薄膜晶体管基板中的第一栅极线的栅极线信号是同时提供的，且其中提供给在第一薄膜晶体管基板中的最后栅极线的栅极线信号与提供给第二薄膜晶体管中基板的最后栅极线的栅极信号是同时提供的。

于本发明的部分实施方式中，各第一栅极驱动器、第二栅极驱动器、第三栅极驱动器与第四栅极驱动器包含多个移位寄存器，移位寄存器是用以按照顺序地提供栅极线信号。

于本发明的部分实施方式中，彩色滤光基板包含第一底基板与设置于第一底基板上的第一彩色滤光片层，彩色滤光片层包含多个彩色滤光片单元，各彩色滤光片单元是由各彩色像素所引起的。

于本发明的部分实施方式中，各彩色滤光片单元包含红色滤光单元、绿色滤光单元与蓝色滤光单元，且其中背光单元包含白光光源。

于本发明的部分实施方式中，各彩色滤光片单元包含洋红色滤光单元与绿色滤光单元，且其中背光单元包含黄色光源与青色光源。

于本发明的部分实施方式中，信号驱动电路是用于在影格(frame)时间内提供数据信号给在第一显示面板中的彩色像素及在第二显示面板中的像素单元，影格时间包含第一半影格时间与第二半影格时间，且其中两光源交替地开启，两光源的其中之一是用以在第一半影格时间内开启，两光源的另一是用以在第二半影格时间内开启。

于本发明的部分实施方式中，绿色滤光单元的面积小于洋红色滤光单元的面积。

于本发明的部分实施方式中，显示装置，包含背光单元以及液晶显示面板。液晶显示面板是设置于邻近于背光单元。其中液晶显示面板包含第一偏光器、彩色滤光基板、薄膜晶体管基板、液晶层以及第二偏光器。彩色滤光基板是设置于邻近于第一偏光器，其中彩色滤光基板包含多个彩色滤光片单元，各彩色滤光片单元包含洋红色滤光单元与绿色滤光单元。薄膜晶体管基板与彩色滤光基板分隔。液晶层是设置于彩色滤光基板与薄膜晶体管基板之间。第二偏光器是设置于邻近于薄膜晶体管基板。背光单元包含光源以及导光板。光源是用于提供光源线。导光板是用于导引光源线，以提供朝向液晶显示面板的导光线，光源包含黄色光源与青色光源，黄色光源与青色光源是用于交替地开启，以提供光源线。

于本发明的部分实施方式中，薄膜晶体管基板包含相对于彩色滤光基板中的彩色滤光片单元的多个像素区域，其中数据信号被提供给在影格时间内的像素区域，影格时间包含第一半影格时间与第二半影格时间，且其中黄色光源与青色光源其中之一者是用于在第一半影格时间内开启，且黄色光源与青色光源其中之另一者是用于在第二半影格时间内开启。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式说明如下：

图1示出依据本发明一实施方式的显示装置；

图2示出要被堆叠成显示装置的显示面板；

图3示出显示面板之间的信号连接；

图3a示出在显示面板中的像素的空间关系；

图4示出提供栅极线信号给显示面板的栅阵列的结构；

图5示出各种信号的时间序列的时间表；

图6示出用于栅阵列的移位寄存器单元；

图7示出在移位寄存器单元的各种序号的振幅的时间表；

图8a及图8b示出根据本发明的部分实施方式提供给在第一显示面板的不同侧的扫描脉冲；

图8c及图8d示出根据本发明的部分实施方式提供给在第二显示面板的不同侧的扫描脉冲；

图9a及图9b示出根据本发明的部分实施方式提供给在第一显示面板的不同侧的扫描脉冲；

图9c及图9d示出根据如图9a及图9b所示本发明的部分实施方式的提供给第二显示面板的不同侧的扫描脉冲；

图10示出根据本发明的部分实施方式彩色滤光片单元与像素单元之间的关系；

图11a示出根据本发明的另一实施方式彩色滤光片单元与像素单元之间的关系；

图11b示出根据本发明的部分实施方式的彩色滤光片单元；

图12a示出根据如图10所示本发明的部分实施方式彩色像素的时间周期；

图12b示出根据如图11a及图11b所示本发明的部分实施方式彩色像素的时间周期；

图13a示出根据本发明的部分实施方式从一光源照射到第一显示面板上的彩色像素；

图13b示出根据本发明的部分实施方式从另一光源照射到第一显示面板上的彩色像素；以及

图14示出根据本发明的部分实施方式如图12b所示的彩色像素。

其中，附图标记：

10、10’：显示装置

12：堆叠面板

14：第一堆叠侧

16：第二堆叠侧

18、18’：背光单元

20：第一显示面板

22：第一偏光片元件

24：彩色滤光基板

26：第一液晶层

28：第一薄膜晶体管基板

28s1、28s2：第一薄膜晶体管基板的两侧

30：第二偏光片元件

50：第二显示面板

52：扩散片

54：第三偏光片元件

56：第二薄膜晶体管基板

58：第二液晶层

60：支撑基板

62：第四偏光片元件

79：第一连接端

80：信号连接器

81：第二连接端

82：信号电路

84：驱动集成电路

85：印刷电路

86：时间控制电路

88a、88b、88c、88d：栅极驱动器

110：彩色像素

111、112、113：彩色子像素

114、115：彩色子像素

118：彩色滤光片层

120：彩色滤光片单元

121、122、123：彩色子单元

124、125：彩色子单元

140：像素单元

141、142、143：像素子单元

144、145：像素子单元

170：白色光源

172：黄色光源

174：青色光源

176：导光板

178：反射器

179：扩散膜

186：时间信号

187：栅极线信号

211：第一方向

212：第二方向

213：第三方向

b：颜色

g：颜色

m：颜色

r：颜色

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

以下将以图式说明本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，熟悉本领域的技术人员应当了解到，在本发明部分实施方式中，这些实务上的细节并非必要的，因此不应用以限制本发明。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与元件在图式中将以简单示意的方式示出。

如图1及图2所示，于部分实施方式中，显示装置10是第一显示面板20及第二显示面板50所形成，图1显示以堆叠配置的显示装置10，图2显示第一显示面板20及第二显示面板50之间的信号连接。第一显示面板20包含彩色滤光片基板24、第一薄膜晶体管基板28及第一液晶层26，第一液晶层26设于彩色滤光片基板24和第一薄膜晶体管基板28之间。第二显示面板50包含支撑基板60、第二薄膜晶体管基板56及第二液晶层58，第二液晶层58设于支撑基板60和第二薄膜晶体管基板56之间。彩色滤光片基板24具有彩色滤光片层118，以提供多个彩色滤光片单元120(如见第10、11a及11b图)。各个第一及第二薄膜晶体管基板28、56具有电路层邻近于液晶层。电路层包含具有薄膜晶体管开关元件及电容器的子区域的二维阵列，以控制显示装置的像素的充电和放电。

根据本发明的部分实施方式，第一显示面板20具有设置于邻近于彩色滤光片基板24的第一偏光片元件22及设置于邻近第一薄膜晶体管28的第二偏光片元件30。第二显示面板50具有设置于邻近于第二薄膜晶体管基板56的第三偏光片元件54以及设置于邻近于支撑基板60的第四偏光片元件62。当显示装置10是如图1所示的以堆叠配置，显示装置10亦具有设置于第一显示面板20及第二显示面板50之间的扩散片52。根据本发明的部分实施方式，仅第二及第三偏光片元件其中之一是设置于第一薄膜晶体管基板28及第二薄膜晶体管基板56之间。根据本发明的部分实施方式，显示装置10具有设置于第一薄膜晶体管基板28和扩散片52之间的第二偏光片元件30。于其他实施方式中，显示装置10具有设置于第二薄膜晶体管基板56和扩散片52之间的第三偏光片元件54。

根据本发明的部分实施方式，第一偏光片元件22是光学偏光片，第二、第三及第四偏光片元件30、54及62是线栅(wire-grid)偏光片。如图1及图2所示，信号连接器80(例如：柔性印刷电路板(flexibleprintedcircuit；fpc)用于将数据信号和时间信号从第一显示面板20传递至第二显示面板50。信号连接器80具有电性连接至第一薄膜晶体管基板28的第一连接器端79以及电性连接至第二薄膜晶体管基板56的第二连接器端81。根据本发明的部分实施方式，在显示装置10折成如图1所示的堆叠配置之前，薄膜晶体管基板28和56各具有可和信号连接器80的不同连接器端连接的连接垫。显示装置10亦具有电性连接至第一薄膜晶体管28的信号电路82，信号电路82是用于提供电信号给第一薄膜晶体管基板28，并通过信号连接器80传递电信号给第二薄膜晶体管基板56。信号电路82包含时间控制电路(timingcontrolcircuit；t-con)86及驱动集成电路(driveric)84，藉由使用信号连接器80以传递电信号至第一薄膜晶体管基板28和第二薄膜晶体管基板56，可免除在第二显示面板50设有分离的驱动集成电路及分离的时间控制电路的成本。此外，使用三个线栅偏光器取代光学偏光片可提升显示装置的穿透率(transmittance)与降低显示装置的厚度。

根据本发明的部分实施方式，当第一显示面板20和第二显示面板50堆叠成堆叠面板12中时，在显示装置10中的扩散片52位于第一显示面板20和第二显示面板50之间，堆叠面板12具有第一堆叠侧14和相对于第一堆叠侧14的第二堆叠侧16，光学偏光片22位于靠近于第一堆叠侧12。显示装置10亦具有设于靠近第二堆叠侧16并邻近于第二线栅偏光器62的堆叠面板12的背光单元18。

图3示出位于显示面板之间的信号连接。如图3所示，驱动集成电路84(以两部份显示)设置于第一基板28上。时间控制电路86制作于装在第一薄膜晶体管基板28的印刷电路85上，时间控制电路86是用以提供时间信号给驱动电路84，为了提供栅极线信号给第一及第二薄膜晶体管基板28及56，栅极驱动电路被做成栅阵列(gate-on-array；goas)于第一薄膜晶体管基板28的两侧28s1及28s2作为栅极驱动器88a、88b及第二薄膜晶体管基板56两侧边并作为栅极驱动器88c、88d。栅极驱动器电路是用以接收来自驱动集成电路84的时间信号186及提供栅极线信号187给第一和第二薄膜晶体管基板28及56。第一及第二薄膜晶体管基板28及56亦用以接收来自驱动集成电路84的数据信号185。

值得注意的是，第一显示面板20具有彩色滤光片基板24，但第二显示面板50仅具有支撑基板60。彩色滤光片基板24具有彩色滤光片层118，以提供多个彩色滤光片单元120(见图10)。彩色滤光片层118与位于第一薄膜晶体管基板28上的薄膜晶体管阵列(未示出)以及第一液晶层26与组合的偏光片元件定义彩色像素110的二维阵列(见图10及图11a)。支撑基板60和第二薄膜晶体管基板56以及第二液晶层58和组合的偏光片元件定义像素单元140的二维阵列(见图10和图11a)。在第二显示面板50中的各个像素单元140对应于第一显示面板20中的不同彩色像素110。像素单元140及彩色像素110以具有行及列的二维阵列排列。如图3a所示，列是沿第一方向211排列，行是沿第二方向212排列。当显示装置10以于如图1所示的堆叠配置时，对应的彩色像素和像素单元空间上在第三方向213对齐，第三方向实质上垂直于第一方向211与第二方向212。在图3a中，n是行数，m是列数。

图4示出用以提供栅极线信号给在第一显示面板20中的彩色像素的行与在第二显示面板50中的像素单元的行的栅阵列的结构。如图4所示，ck与xck是用以提供参考信号给各个移位寄存器(shiftregister；s/r)的定时器信号(clocksignal)，且st是第一阶起始信号(firststagestartsignal)，g1-gn是栅极线控制信号，图5示出各个信号彼此相关联的时间顺序的时间表。图6是典型的移位寄存器。图7示出各个信号的电位的时间表，q1和q2是如图6所示的移位寄存器的参考点。

图8a、8b、8c及8d示出在第一及第二薄膜晶体管28及56中的栅阵列中的栅极驱动器88a、88b、88c及88d所提供的扫描脉冲或栅极线信号。在图8a及图8b中，关于第一显示面板20的扫描脉冲标示为dg1、dg2、...、dgn。在图8c及图8d中，关于第二显示面板50的扫描脉冲标示为sg1、sg2、...、sgn。值得注意的是，dg1、dg2、...、dgn的扫描方向沿着前向序列(forwardsequence)，sg1、sg2、...、sgn则是沿着反向序列(backkwardsequence)。因此，在如图1所示的显示装置10中，第一显示面板20中的行的扫描脉冲及相对应的第二显示面板50中的行的扫描脉冲是同步的。在图8a及图8b中，在第一薄膜晶体管基板28的两侧的扫描顺序是相同的。在图8c及图8d中，在第二薄膜晶体管基板56的两侧的扫描顺序是相同的。栅极驱动器88a、88b、88c及88d中的移位寄存器是用于执行循序式扫描(progressivescanning)。

于其他部分实施方式中，图9a、9b、9c及9d示出在第一及第二薄膜晶体管基板28及56中的栅阵列中的栅极驱动器88a、88b、88c及88d提供的扫描脉冲或栅极线信号。如图9a及图9b所示，扫描脉冲dg1、dg3、...、dgn-1是由栅极驱动器88a提供给第一薄膜晶体管基板28的一侧，扫描脉冲dg2、dg4、...、dgn是由栅极驱动器88b提供给第一薄膜晶体管基板28的另一侧。同样地，在图9c及图9d中，扫描脉冲sg1、sg3、...、sgn-1是由栅极驱动器88c提供给第二薄膜晶体管基板56，扫描脉冲sg2、sg4、...、sgn是由栅极驱动器88d提供给第二薄膜晶体管基板56的另一侧。栅极驱动器88a、88b、88c及88d中的移位寄存器是用于执行隔行扫描(interlacedscanning)。

图10示出第一显示面板20中的彩色像素110与第二显示面板50中的像素单元140的空间关系。如图10所示，彩色滤光片层118包含装于二维阵列(未示出)中的多个彩色滤光片单元120。只有彩色滤光片单元120其中之一的一个区域显示。彩色滤光片单元120具有三个彩色子单元121、122、123。这三个子单元是用以具有不同的颜色，举例而言：颜色r(red；红色)、颜色g(green；绿色)、颜色b(blue；蓝色)。当背光单元18具有用以提供照明给显示装置10的白色光源170，三个彩色子单元121、122、123可被视为彩色像素110的三个彩色子像素111、112及113。第二显示面板50不具有彩色滤光片层。第二薄膜晶体管基板56、第二液晶层58及支撑基板60与组合的偏光片元件一起提供多个像素单元140，各个像素单元140具有三个像素子单元141、142及143，并各自对齐于相对应的彩色滤光片单元120的彩色子单元121、122及123。像素单元140是用以提升显示装置10的对比度(contrastratio)。

图11a示出根据本发明的另一实施方式彩色滤光片单元与像素单元之间的关系。根据本发明的部分实施方式，如图11a所示，形成于彩色滤光片层118的彩色滤光片单元120具有两个彩色子单元124及125。这两个彩色子单元124及125是用以具有两个颜色，举例而言：颜色m(magenta；洋红色)及颜色g(green；绿色)。当具有黄色(yellow)光源172及青色(cyan)光源174的背光单元18’是用于提供交替的时段的照明给显示装置10时，两个彩色子单元124及125被视为彩色像素110的两个彩色子像素114及115。第二显示面板50不具有彩色滤光片层，然而，第二薄膜晶体管基板56、第二液晶层58及支撑基板与组合的偏光片元件一起提供多个像素单元140，各个像素单元140具有两个像素子单元144及145，对齐于相对应的彩色滤光片单元120的彩色子单元124及125。像素单元140是用于提升显示装置10的对比度。

于本发明的另一实施方式中，背光单元18’是用于给如图11b的不具有第二显示面板50的显示装置10’的照明。

如图12a所示，具有白色光源170的背光单元18是用于提供照明给显示装置，其中彩色滤光片单元120具有三个彩色子单元在颜色r、颜色g、颜色b(见图10)。背光单元18中的白色光源170是用于在整个影格时间中是开启的。

如图12b所示，具有黄色光源172及青光光源174的背光单元18’是用于提供显示装置的照明，其中彩色滤光片单元120具有两个彩色子单元于颜色m及颜色g(见图11a及图11b)。黄色光源172及青色光源174在影格时间(frame)内交错地开启。如图12b所示，黄色光源172在半影格时间中开启，青色光源174在另一个半影格时间中开启。因此，照明及彩色滤光片单元120于一个影格时间内提供三个颜色：颜色r、颜色g及颜色b。如图13a所示出，当青色光被洋红色滤光片m滤光，滤光后的光是蓝色b，当青光被绿色滤光片g滤光，滤光后的光是绿色g。如图13b所示出，当黄色光被洋红色滤光片m滤光，滤光后的光线是红色r，当黄色光被绿色滤光片g滤光，滤光后的光线是绿色g。因此，当黄色光源172和青色光源174交错地在如图12b所示的影格时间内开启时，所传递的绿光可在整个影格时间内被看见，所传递的红光及所传递的蓝光可在不同的二分之一的影格时间内被看见。如图13a及图13b所示，背光单元18’包含黄色光源172和青色光源174，由这些光源制造的光被导向导光板176。通过在导光板176中的全反射及/或通过来自反射器178的反射，反射光可用于通过扩散膜179提供背光。

于本发明的部分实施方式中，如图14所示，绿色子单元125的面积小于洋红色子单元124的面积。

根据本发明的部分实施方式，如图1所示的偏光片元件30及偏光片元件54其中一者可被省略，因为偏光片元件30的偏光轴实质上平行于偏光片元件54的偏光轴，当光通过扩散片52而被散射时若扩散片52不显著的影响其偏光的话，则偏光片元件其中一者可被省略。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。