CN101114071A - 一种具有广视角的液晶显示器 - Google Patents

Abstract

一种广视角液晶显示器包含栅极驱动电路、数据驱动电路以及多个像素。每个像素皆包含两个子像素。数据驱动电路包含多条数据线，用以传送多个数据驱动信号至对应的像素，以显示帧。栅极驱动电路包含多条栅极线及多条共同端。多条栅极线用于依序传送多个栅极驱动信号至所对应的像素。多条共同端用于根据所对应的栅极驱动信号分别传送共同端驱动信号等至所对应的各像素中的子像素。

Description

一种具有广视角的液晶显示器

技术领域

本发明涉及一种具有广视角的液晶显示器；更明确地说，本发明涉及一种利用相异共同端电压去驱动像素的方式达成广视角目的的液晶显示器。

背景技术

传统的液晶显示器所构成的像素仅为单一像素，因此在以不同的视角来观测传统的液晶显示器时，所观测到的亮度并不会一样，因此传统液晶显示器的视角将会有所限制。请参考图1。图1是一般广视角液晶显示器的像素P₁₁的示意图。像素P₁₁包含子像素SP₁₁₁与SP₁₁₂。当像素P₁₁接收到数据驱动信号V_S1时，子像素SP₁₁₁与SP₁₁₂会产生相异的亮度，而以这样的方式，在观测以像素P₁₁所构成的液晶显示器时，便能具有较广的视角。

请继续参考图1。在图1中，子像素SP₁₁₁包含了一开关SW₁、一液晶电容C_LC1、一存储电容C_ST1。开关SW₁耦接于像素P₁₁所对应的栅极线G₁与数据线S₁用来接收数据驱动信号V_S1与栅极驱动信号V_G1当接收到栅极驱动信号V_G1时便会开启将数据驱动信号V_S1传送至液晶电容C_LC1与存储电容C_ST1；液晶电容C_LC1一端耦接于开关SW₁的一端，另一端耦接于液晶显示器的该上基板共同端，而子像素SP₁₁₁的液晶便根据液晶电容C_LC1两端的跨压V_LC1来转向以产生亮度；存储电容C_ST1耦接于开关SW1的一端与子像素SP₁₁₁所对应的共同端CS₁(其电位为V_CS1)之间，用来存储液晶驱动信号V_LC1以使液晶能维持相同的转向。开关SW₂耦接于像素P₁₁所对应的栅极线G₁与数据线S₁用来接收数据驱动信号V_S1与栅极驱动信号V_G1，当接收到栅极驱动信号V_G1时便会开启将数据驱动信号V_S1传送至液晶电容C_LC2与存储电容C_ST2；液晶电容C_LC2一端耦接于开关SW₂的一端，另一端耦接于液晶显示器的上板共同端，而子像素SP₁₁₂的液晶便根据液晶电容C_LC2两端的跨压(液晶驱动信号V_LC2)来转向以产生亮度；存储电容C_ST2耦接于开关SW₂的一端与子像素SP₁₁₂所对应的共同端CS₂(其电位为V_CS2)之间，用来存储液晶驱动信号V_LC2以使液晶能维持相同的转向。当共同端上的电压V_CS1与V_CS2产生不同程度的改变时，液晶驱动信号V_LC1与V_LC2便会受到影响而改变液晶的转向，因此子像素SP₁₁₁与SP₁₁₂所产生的亮度亦会造成不同的改变而最后子像素SP₁₁₁与SP₁₁₂的亮度将会相异，如此便能达成使液晶显示器具有广视角的目的。

在现有技艺中，每列像素的子像素所对应到的共同端，并非完全独立分开，而是藉由额外的周边走线所共享。现有技术中采用共同端的电位交互切换的驱动方式，由于需要高频率的周期性切换因此会造成显示器更加耗电、电容的耦合率下降与暗态漏光的情况。另外，其周边走线较为复杂，无法达到窄边框的设计，且当显示器尺寸较大，扫描频率上升时，也较容易造成RC延迟而产生面板均匀性的问题。

发明内容

本发明提供一种具有广视角的液晶显示器。液晶显示器包含一栅极驱动电路，包含多条栅极线，用以依序传送多个栅极驱动信号；多条第一共同端，每条第一共同端皆依序对应于该多条栅极线中之一，用以根据所对应的栅极线所载的栅极驱动信号，以接近帧更新频率的低频的方式改变该第一共同端上的电位；多条第二共同端，每条第二共同端皆依序对应于该多条栅极线中之一，用以根据所对应的栅极线所载的栅极驱动信号，以接近帧更新频率的低频的方式改变该第二共同端上的电位；一数据驱动电路，包含多条数据线，用以传送多个数据以显示帧；多个像素，其中，每个像素包含一第一子像素，耦接于对应于该像素的栅极线、数据线以及第一共同端，用以根据对应于该像素的栅极驱动信号、第一共同端的电位与数据信号来显示亮度；及一第二子像素，耦接于对应于该像素的栅极线、数据线以第二共同端，用以根据对应于该像素的栅极驱动信号、第二共同端的电位与数据信号来显示亮度。

附图说明

图1是现有广视角液晶显示器的像素的示意图。

图2是本发明的具广角液晶显示器的示意图。

图3是根据本发明的一第一实施例的栅极驱动电路驱动像素的操作示意图。

图4是根据本发明的一第二实施例的栅极驱动电路驱动像素的操作示意图。

图5是根据本发明的栅极驱动电路在驱动整个液晶显示器时的示意图。

图6是根据本发明的栅极驱动电路在驱动整个液晶显示器时的示意图。

附图符号说明

P₁₁-P₂₃         像素

SP₁₁₁SP₁₁₂      子像素

CS₀CS₁          共同端

V_COMX           共同端电压

V_CS1V_CS2V_CS3    共同端驱动信号

V_S1V_S2          数据驱动信号

C_LC1C_LC2        液晶电容

C_ST1C_ST2        存储电容

V_G1V_G2V_G3       栅极驱动信号

200             液晶显示器

210             栅极驱动电路

220             数据驱动电路。

具体实施方式

图2是本发明的具广角液晶显示器200的示意图，液晶显示器200包含栅极驱动电路210、数据驱动电路220以及多个像素P₁₁、P₁₂、P₁₃、P₂₁、P₂₂、P₂₃...等。每个像素皆与前述图1具有相同的结构，在此不再赘述。数据驱动电路220包含多条数据线S₁、S₂...用以传送多个数据驱动信号V_S1、V_S2、...至对应的像素，以显示帧。栅极驱动电路210包含多条栅极线G₁、G₂、G₃...及多条共同端CS₁、CS₂、CS₃...。多条栅极线G₁、G₂、G₃用于依序传送多个栅极驱动信号V_G2、V_G2、V_G3至所对应的像素P₁₁、P₂₁...等。该多条共同端CS₁、CS₂、CS₃...用于根据所对应的栅极驱动信号分别传送共同端驱动信号V_CS1、V_CS2、V_CS3...等至所对应的各像素中的子像素。每条共同端上所传送的共同端信号皆不相同，因此各像素的子像素皆能因为所接收到的共同端信号的不同而造成液晶电容的两端的压差不同，造成同一像素中的子像素有不同的亮度，而达成广视角的目的。本发明与前述申请案不同之处在于：在本发明的显示器200中，一条共同端，仅供一列像素所使用，举例来说，有M条栅极线，对应到M列像素，而因此有M条共同端。因此本发明的液晶显示器200不需要如同前述申请案以高频震荡的方式去驱动共同端，反之，可以接近帧更新频率(60Hz或120Hz)的低频驱动信号的方式去驱动共同端。以此驱动方式可有效降低RC信号延迟的影响、达到较高的电容耦合效率，同时并节省液晶显示器外围的空间与走线。

图3是根据本发明第一实施例的像素驱动示意图，在图3中，仅举像素P₁₁为示范例。子像素SP₁₁₁的液晶电容C_LC1在开关SW₁被栅极驱动信号V_G1开启后，被充电为数据驱动信号V_S1；之后提升共同端CS₁的电位V_CS1，因此，通过电容C_ST1的耦合，存储在液晶电容C_LC1的电压将会被提升高于原本应有的电位V_S1。反之，子像素SP₁₁₂的液晶电容C_LC2在开关SW₂被栅极驱动信号V_G1开启后，被充电为数据驱动信号V_S1；之后降低共同端CS₂的电位V_CS2，因此，通过电容C_ST2的耦合，存储在液晶电容C_LC2的电压将会被拉低于原本应有的电位V_S1。如此一来，液晶驱动信号V_LC1与V_LC2将有差异，而所对应的液晶分子也产生不同程度的转向，产生不同的亮度。虽然在上述说明中，共同端CS₁的电位V_CS1是被提高而共同端CS₂的电位V_CS2是被降低，然实际上应用中，电位V_CS1与V_CS2的改变，可以是同相或者反相(一般为反相，具有较好的效果)，只要彼此改变程度不同，能有效影响液晶驱动信号V_LC1与V_LC2产生差异即可。

也就是说，共同端上的电位，平时系保持固定电压电平，而在每隔一个帧(frame)才在适当时机(开关SW₁、SW₂的栅极关闭后)反转一次，同样可以在一个像素P₁₁内造成两个不同的液晶驱动信号，而可以提高等效的电容耦合率，使两个子像素间的液晶驱动信号差异变大，提升广角的效果。

图4是根据本发明第二实施例的栅极驱动电路驱动像素的操作示意图。图4与图3的不同之处在于：共同端上CS₁的电位V_CS1与V_CS2大部份时间是与上板的共同端的电位V_COMX相同，也就是说，共同端上的电位，平时保持与电位V_COMX相同，而在每隔一个帧才在适当时机(开关SW₁、SW₂的栅极关闭后)反转一次，液晶显示器上下板之间平时不会产生压差，如此便可降低暗态漏光，提高对比，并能与其它像素布局技巧整合，以进一步提高开口率。

图5是根据本发明的栅极驱动电路在驱动整个液晶显示器时的示意图。在液晶显示器的共同端信号的配置上，本发明使用独立的存储电容驱动方式，栅极驱动电路210上的每条共同端是被独立的电路所驱动。为了达到同一个像素中的两个液晶驱动信号能有一亮一暗的效果，相邻的共同端上的共同端驱动信号可为反相，且彼此需有一预定时间的时间差。实际上在栅极驱动电路210中要实现共同端驱动信号的方法，可以以移位寄存器(Shift Register)的方式来实作，并与栅极驱动电路210产生栅极驱动信号的电路作整合，以便能根据对应的栅极驱动信号产生共同端驱动信号。

请参考图6。图6是根据本发明的栅极驱动电路在驱动整个液晶显示器时的示意图。图6与图5类似，不同之处在于图6中栅极驱动电路210中的部分共同端是耦接在一起的。在图5中，在液晶显示器200整体的共同端驱动信号的配置上，是使用独立的存储电容驱动方式，栅极驱动电路210上的每条共同端是被独立的电路所驱动，然而为了降低存储电容驱动电路的数目，可使用共享的接线方式，请参考图6，共同端CS₀分为两导线耦接于第1列子像素与第4列子像素用以提供共同端驱动信号V_CS0给第1列子像素与第4列子像素，而共同端CS₁分为两导线耦接于第2列子像素与第6列子像素用以提供共同端驱动信号V_CS1给第2列子像素与第6列子像素。然后，适当地将图6中的共同端电位V_CS0与V_CS1在栅极驱动信号V_G1与V_G2延迟更长一段时间之后，再进行反相，这样的延迟所造成的液晶压差变化非常地小，并不会影响面板亮度的均匀性，却能节省栅极驱动电路210中共同端的数目，而降低设计的困难度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (8)

1.一种具有广视角的液晶显示器，该液晶显示器具有一上基板、面对该上基板平行设立的一下基板以及一液晶层介于两基板之间，该液晶显示器包含：

一栅极驱动电路，包含：

多条栅极线，用以依序传送多个栅极驱动信号；

多条第一共同端，每条第一共同端皆依序对应于该多条栅极线中之一，用以根据所对应的栅极线所载的栅极驱动信号，以接近帧更新频率的低频方式改变该第一共同端上的电位；以及

多条第二共同端，每条第二共同端皆依序对应于该多条栅极线中之一，用以根据所对应的栅极线所载的栅极驱动信号，以接近帧更新频率的低频方式改变该第二共同端上的电位；

一数据驱动电路，包含多条数据线，用以传送多个数据以显示帧；以及

多个像素，其中，每个像素包含：

一第一子像素，耦接于对应于该像素的栅极线、数据线以及该第一共同端，用以根据对应于该像素的栅极驱动信号、该第一共同端的电位与数据信号来显示亮度；及

一第二子像素，耦接于对应于该像素的栅极线、数据线以及该第二共同端，用以根据对应于该像素的栅极驱动信号、该第二共同端的电位与数据信号来显示亮度。

2.如权利要求1所述的液晶显示器，其中，每一像素中的该第一子像素包含：

一第一薄膜晶体管，包含：

一栅极，耦接于该像素所对应的栅极线；

一第一端，耦接于该像素所对应的数据线；及

一第二端，用以根据该第一薄膜晶体管的栅极所接收到的栅极驱动信号，耦接于该第一薄膜晶体管的第一端；

一第一液晶电容，耦接于该第一薄膜晶体管的第二端与该上基板之间；及

一第一存储电容，耦接于该第一薄膜晶体管的第二端与对应于该像素的该第一共同端之间。

3.如权利要求2所述的液晶显示器，其中，该像素中的该第二子像素包含：

一第二薄膜晶体管，包含：

一栅极，耦接于该像素所对应的栅极线；

一第一端，耦接于该像素所对应的数据线；及

一第二端，用以根据该第二薄膜晶体管的栅极所接收到的栅极驱动信号，耦接于该第二薄膜晶体管的第一端；

一第二液晶电容，耦接于该第二薄膜晶体管的第二端与该上基板之间；及

一第二存储电容，耦接于该第二薄膜晶体管的第二端与对应于该像素的该第二共同端之间。

4.如权利要求1所述的液晶显示器，其中，该栅极驱动电路在传送一栅极驱动信号时，对应的该第一共同端的电位与对应的该第二共同端的电位维持固定不变。

5.如权利要求1所述的液晶显示器，其中，该栅极驱动电路在传送一栅极驱动信号之后，以一预定时间长度，提升对应的该第一共同端的电位至一第一电压电平与降低对应的该第二共同端的电位至一第二电压电平。

6.如权利要求1所述的液晶显示器，其中，该预定时间长度为该条栅极线两个栅极驱动信号之间的时间或小于该条栅极线两个栅极驱动信号之间的时间。

7.如权利要求5所述的液晶显示器，其中，该第一电压电平为一高电平，该第二电压电平为一低电平。

8.如权利要求1所述的液晶显示器，其中，该多条栅极线、该多条第一共同端、该多条第二共同端的数目相同。

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