CN101424833A - 多域液晶显示器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种多域液晶显示器，包含多个显示像素电极、多个虚设像素电极、及多个辅助电极。多个显示像素电极规则排列形成一显示像素电极数组，且该显示像素电极数组构成多域液晶显示器的显示区。多个虚设像素电极位于显示区外，且至少并排设置于显示像素电极数组最外围的一行或一列的侧边。各个辅助电极连接前一级或后一级信号线所控制的显示像素电极，且各个辅助电极邻近一显示像素电极或一虚设像素电极的侧边，以协同相邻的显示像素电极或虚设像素电极形成边缘电场且使所有显示像素电极具有相近的耦合电容值。
Description
技术领域
本发明是有关于液晶显示器，特别是一种具良好像素亮度均匀性的多域配向液晶显示器。
背景技术
公知利用介电异向性(dielectric anisotropy)为负的负型液晶材料，构成垂直配向(vertical alignment)的液晶配向方式，因未施加电压时液晶分子即以垂直基板方式排列，故可提供良好的对比(contrast)表现。然而，通常垂直配向式液晶显示器(vertically aligned LCD)为形成多域分割效果，其所匹配的结构会有些许漏光或是多域分割配置能力不足的情形。
图12为剖面示意图，显示一公知多域垂直配向液晶显示器(multi-domainvertically aligned LCD；MVA LCD)的设计。如图12所示，其是于上、下基板102、104上分别形成凸体(bump)106，其上再形成覆盖凸体(bump)106的垂直配向膜108，使垂直配向的液晶分子112于未施加电压时即具有朝不同方向倾斜的预倾角，以控制施加电压后的液晶分子112倾斜方向。当施加电压后，液晶层即可分割为多个分别具不同倾斜方向的液晶微域，以有效改善不同观察角度的灰阶显示状态下的视角特性。再者，作为提供预倾角的域边界规制结构(regulation structure)并不限定为凸体106，亦可如图13所示，于基板上形成凹面结构114亦可。
如图12及图13所示，形成凸体106或凹面结构114方式虽可达到制造多个液晶微域的效果，然而，在未施加电压(Voff)的状态下，比较穿透光I1及I2的光路可知，因该域边界规制结构会导致液晶配向并非完全垂直，故行经倾斜液晶分子的穿透光I2光路会具有多余的光程差值(△nd≠0)而造成漏光。因此，另需透过外贴补偿膜方式将漏光消除以提高对比。
图14为一剖面示意图，显示另一多域垂直配向液晶显示器的设计。如图14所示，利用于基板202的透明电极204上所形成的开缝(slit)206，可控制液晶分子208于施加电压后的倾倒方向。然而，于电极204处形成开缝206的方式，须仔细考虑开缝206本身宽度以及两开缝206之间的距离等等，否则通过开缝206产生使液晶分子208倾倒的力量容易不足。再者，该形成开缝206的设计，造成液晶分子208往左右任一方向转动的能量相等，而使液晶分子208于空间中的配向分布产生不连续的错向缺陷(disclination)。该错向缺陷区域210于开缝206上方及两开缝206间皆容易形成，而降低整体光穿透率。
发明内容
因此，本发明提供一种多域液晶显示器，其能避免上述公知多域配向设计的种种问题，且能有效维持各个像素单元一致的灰阶显示亮度。
依本发明设计的一实施例，一种多域液晶显示器包含多个显示像素电极、多个虚设像素电极(dummy pixel electrodes)、及多个辅助电极。多个显示像素电极规则排列形成一显示像素电极数组，且该显示像素电极数组构成多域液晶显示器的显示区。多个虚设像素电极位于显示区外，且至少并排设置于显示像素电极数组最外围的一行或一列的侧边。各个辅助电极连接前一级或后一级信号线所控制的显示像素电极，且各个辅助电极邻近一显示像素电极或一虚设像素电极的侧边，以协同相邻的显示像素电极或虚设像素电极形成边缘电场且使所有显示像素电极具有相近的耦合电容值。
依本发明设计的另一实施例，一种多域液晶显示器包含多个显示像素电极及多个虚设像素电极。多个显示像素电极规则排列形成一显示像素电极数组，且该显示像素电极数组构成多域液晶显示器的显示区。多个虚设像素电极位于显示区外，且至少并排设置于显示像素电极数组最外围的一行或一列的侧边。各个显示像素电极具有一延伸部延伸至相邻显示像素电极或虚设像素电极的至少一侧边，各个显示像素电极延伸部与邻近的显示像素电极或虚设像素电极形成一耦合电容，且各个显示像素电极被馈入的该耦合电容值实质相同。
通过本发明的设计，仅需利用一般薄膜晶体管制程，即能形成可产生边缘电场及多域配向效果的导体图案布局。和公知利用凸体或凹面结构的域边界规制结构设计相比较，本发明于未施加电压(Voff)的状态下各个液晶分子均呈垂直配向，故不会产生多余的光程差值(△nd＝0)而可避免漏光现象产生。另一方面，和公知于电极处形成开缝的方式相较，本发明通过辅助电极与像素电极的不同极性所产生的边缘电场效应，可提供较强的液晶分子倾倒力量，以增加显示区域有效面积且有效提升液晶显示器整体光穿透率。再者，于形成辅助配向电极的架构中，通过本发明设置虚设像素电极于显示区外缘并将虚设像素电极连接实际驱动信号的设计，使有效显示区中的每个显示像素电极具有相同的耦合电容值，而可维持各个像素单元一致的灰阶显示亮度。
附图说明
图1为依本发明的一实施例，显示一多域液晶显示器的平面示意图。
图2及图3分别显示搭配图1的虚设像素电极配置方式的反转极性变化及面板驱动信号波形图。
图4为显示本发明另一实施例的虚设像素电极配置方式示意图。
图5为显示搭配图4电极配置的极性变化及驱动方式示意图。
图6为显示本发明搭配点反转驱动方式的另一实施例示意图。
图7为显示本发明另一实施例的示意图。
图8为显示本发明另一实施例的示意图。
图9为显示本发明另一实施例的示意图。
图10为显示本发明另一实施例的示意图。
图11为显示本发明另一实施例的示意图，显示本发明搭配点反转驱动方式的另一辅助电极布局。
图12为剖面示意图，显示一公知多域垂直配向液晶显示器的设计。
图13为剖面示意图，显示另一公知多域垂直配向液晶显示器的设计。
图14为一剖面示意图，显示另一多域垂直配向液晶显示器的设计。
符号说明：
10 多域液晶显示器
12 像素单元
14、14A、14B、14C、24、24A、24B、24C、34 显示像素电极
141、141A、141B、141C、241、241A、241B、241C、341 辅助电极
16、36 虚设像素电极
22 开口
24a、24b 电极区块
102、104 基板
106 凸体
108 垂直配向膜
112 液晶分子
114 凹面结构
202 基板
204 电极
206 开缝
208 液晶分子
210 错向缺陷区域
AA 显示区
具体实施方式
图1为依本发明的一实施例，显示一多域液晶显示器10的平面示意图。如图1所示，多域液晶显示器10包含多个像素单元12，各个像素单元12分布区域内形成有一显示像素电极14及一辅助电极141，且多个显示像素电极14规则排列形成一显示像素电极数组，该显示像素电极数组即构成该多域液晶显示器的有效显示区AA。多个虚设像素电极(dummy pixel electrodes)16位于显示区AA外，且并排设置于显示像素电极数组最底部一列(即包含显示像素电极14C该列)的下方。各个辅助电极141邻近一显示像素电极14或一虚设像素电极16的侧边且连接前一级扫描线(未图标)所控制的显示像素电极14。举例而言，邻近显示像素电极14C一侧的辅助电极141B连接前一级扫描线所控制的显示像素电极14B，而连接像素电极14C的辅助电极141C邻近显示区AA外的虚设像素电极16的侧边。辅助电极141可为显示像素电极14的一延伸部、或独立设置再与显示像素电极14电连接的电极。
通过上述的电极配置方式，因设置于一像素电极侧边的辅助电极与前一级扫描线所控制的另一像素电极电连接，当液晶显示器10采用极性反转方式驱动时，辅助电极141会与其相邻的显示像素电极14具有相反极性而产生边缘电场以提供倾倒液晶分子的配向力量。
接着，以图1所示为例，分别包含像素电极14A、14B、14C的横列是实际作为有效显示区域的显示电极列，而位于最下方一列额外设置的虚设像素电极16，则用以平衡辅助电极141与显示像素电极14间的耦合电容值变化。详言之，辅助电极141A与显示像素电极14B是连接不同数据信号，故两者间形成的耦合电容Cp影响显示像素电极14A的亮度值，同样辅助电极141B与显示像素电极14C亦连接不同数据信号故两者间形成的耦合电容Cp影响显示像素电极14B的亮度值，且辅助电极141C与虚设像素电极16亦连接不同数据信号故两者间形成的耦合电容Cp影响显示像素电极14C的亮度值，如此位于显示区内的显示像素电极14A、14B、14C即可维持相同显示亮度。换言之，基于本发明配向辅助电极延伸至相邻显示像素电极侧边的设计，若未于显示区AA外缘另外提供虚设像素电极16，辅助电极141C即无法与虚设像素电极16形成耦合电容Cp，如此像素电极14C的亮度会比像素电极14A、14B高，导致面板显示区最边缘一排的像素单元灰阶显示亮度较高的缺点。
因此，通过本发明的设计，仅需利用一般薄膜晶体管制程，即能形成可产生边缘电场及多域配向效果的导体图案布局。和公知利用凸体或凹面结构的域边界规制结构设计相比较，本发明于未施加电压(Voff)的状态下各个液晶分子均呈垂直配向，故不会产生多余的光程差值(△nd＝0)而可避免漏光现象产生。另一方面，和公知于电极处形成开缝的方式相较，本发明通过辅助电极与像素电极的不同极性所产生的边缘电场效应，可提供较强的液晶分子倾倒力量，以增加显示区域有效面积且有效提升液晶显示器整体光穿透率。再者，于形成辅助配向电极的架构中，通过本发明设置虚设像素电极16于显示区外缘并将虚设像素电极16连接实际驱动信号的设计，使有效显示区中的每个显示像素电极具有相同的耦合电容值，而可维持各个像素单元一致的灰阶显示亮度。
图2及图3分别显示搭配图1的虚设像素电极配置方式的反转极性变化及面板驱动信号波形图。图2显示一包含由上至下对应第1级至第320级扫描线的显示像素电极横列。虚设像素电极列设置于对应第320级扫描线的显示像素电极列的下方且对应第321级扫描线。以线反转驱动方式为例，若如图3所示的扫描信号由第1级扫描线逐级朝第321级扫描线依序传递时，于第P画面(frame P)时如图2左侧所示，偶数扫描线控制的显示像素电极(简称偶数列显示电极)为负极性，奇数扫描线控制的显示像素电极(简称奇数列显示电极)与虚设像素电极列为正极性。接着，于下一个画面P+1时，如图2右侧所示反转后的偶数列显示电极为正极性，奇数列显示电极与虚设像素电极列为负极性。由于信号为由上往下依序传送，画面P+1时的偶数列显示电极的信号可符合画面P时的虚设像素电极列所需的正极性信号，因此虚设像素电极列可利用走线搭接一偶数列显示电极，使对应该虚设像素电极列的扫描线开启时间与一偶数列显示电极开启时间相同。当然，为避免信号有延迟的现象，虚设像素电极列与对应第2级扫描线的显示像素电极列搭接较符合同步的观念，亦即对应该虚设像素电极列的扫描线开启时间与对应第2级扫描线的显示像素电极列开启时间相同较佳，如此可完全避免误动作产生。
图4为显示本发明另一实施例的虚设像素电极配置方式示意图，图5为显示搭配图4电极配置的极性变化及驱动方式示意图。如图4所示，虚设像素电极16亦可设置于显示区AA外缘且排列于显示像素电极数组最顶部一列(即包含显示像素电极14A该列)的上方。图5显示一包含由上至下对应第1级至第320级扫描线的显示像素电极横列。虚设像素电极列设置于对应第1级扫描线的显示像素电极列的上方且对应第0级扫描线。以线反转驱动方式为例，若扫描信号由第320级扫描线逐级朝第0级扫描线依序传递时，于第P画面(frame P)时如图5左侧所示，奇数列显示电极为正极性，偶数列显示电极与虚设像素电极列为负极性。接着，于下一个画面P+1时，如图5右侧所示反转后的奇数列显示电极为负极性，偶数列显示电极与虚设像素电极列为正极性。由于信号为由下往上依序传送，画面P+1时的奇数列显示电极的信号可符合画面P时的虚设像素电极列所需的负极性信号，因此虚设像素电极列可利用走线搭接一奇数列显示电极，使对应该虚设像素电极列的扫描线开启时间与一奇数列显示电极开启时间相同。当然，为避免信号有延迟的现象，虚设像素电极列与对应第319级扫描线的显示像素电极列搭接较符合同步的观念，亦即对应该虚设像素电极列的扫描线开启时间与对应第319级扫描线(倒数第2级扫描线)的显示像素电极列开启时间相同较佳，如此可完全避免误动作产生。
图6为显示本发明搭配点反转驱动方式的另一实施例示意图。本发明利用虚设像素电极以提供相同耦合电容值的设计，可搭配任何反转驱动方式。如图6所示，于点反转驱动模式下，奇数列显示电极与偶数列显示电极同样有逐一对应的相反极性。因此，画面P+1时的偶数列显示电极的信号可符合画面P时的虚设像素电极列所需的正负极性序列变化，因此虚设像素电极列可利用走线搭接一偶数列显示电极，使对应该虚设像素电极列的扫描线开启时间与一偶数列显示电极开启时间相同。当然，为避免信号有延迟的现象，虚设像素电极列与对应第2级扫描线的显示像素电极列搭接较佳。
图7为显示本发明另一实施例的示意图。依本发明的设计，虚设像素电极16亦可同时形成于显示像素电极数组的上方及下方，如此可提供搭配不同扫描驱动方式的选择性，亦即可视实际需要驱动上方或下方的虚设像素电极列。
图8为显示本发明另一实施例的示意图。依本发明的设计，辅助电极与显示像素电极的分布方式并不限定。如图8所示，一显示像素电极24内可形成开口22以分隔为两区块24a、24b，且辅助电极241延伸分布于该开口22内。虚设像素电极16同样形成于显示像素电极数组的外缘以使各个显示像素电极24具有相同的耦合电容值。
图9为显示本发明另一实施例的示意图。如图9所示，显示像素电极数组包含对应各道数据线(未图标)的多个显示像素电极行，且虚设像素电极16可进一步设置于最外侧的显示像素电极行的一侧(图9例示为左侧)，以使各个像素电极的耦合电容值更为一致。详言之，辅助电极241A除与显示像素电极24A两者间形成一耦合电容Cp外，亦与距离较远的显示像素电极24B间形成一弱耦合电容Cp’影响显示像素电极14A的亮度值，同样辅助电极241B与显示像素电极24C亦形成一弱耦合电容Cp’影响显示像素电极14B的亮度值，且辅助电极241C与设置于左侧的虚设像素电极16亦形成一弱耦合电容Cp’影响显示像素电极14C的亮度值，如此位于显示区内的像素电极14A、14B、14C可进一步确保维持相同的灰阶显示亮度。换言之，于显示像素电极行的左侧或右侧另形成虚设像素电极行可避免弱耦合电容Cp’导致亮度不均的问题。因此，如图10所示，亦可将虚设像素电极16同时形成于显示像素电极数组的上、下、左、右四个侧边外缘，再视实际需求驱动其中一道或数道虚设像素电极16。
图11为显示本发明另一实施例的示意图，显示本发明搭配点反转驱动方式的另一辅助电极布局。如图11所示，依本实施例的设计，辅助电极341为显示像素电极34由其中央部份延伸出的单一横向区段，辅助电极341与上下相邻的电极区块具相反极性而产生边缘电场。因于本实施例辅助电极341均向右侧延伸，故虚设像素电极36设置于最右侧显示像素电极行的右侧，使最右侧显示像素电极行与辅助电极的耦合电容值与其它显示像素电极相同，使显示区内的所有显示像素电极维持相同的灰阶显示亮度。
以上所述仅为举例性，而非为限制性。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于申请专利范围中，而非限定于上述的实施例。
Claims (15)
1.一种多域液晶显示器，该多域液晶显示器包含：
多个显示像素电极，规则排列形成一显示像素电极数组，且该显示像素电极数组构成该多域液晶显示器的显示区；
多个虚设像素电极，位于该显示区外且至少并排设置于该显示像素电极数组最外围的一行或一列的侧边；及
多个辅助电极，各该辅助电极连接前一级或后一级信号线所控制的显示像素电极，且各该辅助电极邻近一显示像素电极或一虚设像素电极的至少一侧边，以协同相邻的显示像素电极或虚设像素电极形成边缘电场且使所有显示像素电极具有相近的耦合电容值。
2.如权利要求1所述的多域液晶显示器，其中各该显示像素电极内形成有开口以分隔为多个区块，且该辅助电极延伸分布于该开口内。
3.如权利要求1所述的多域液晶显示器，其中各该辅助电极连接前一级或后一级扫描线所控制的显示像素电极、或连接前一级或后一级数据线所控制的显示像素电极。
4.如权利要求1所述的多域液晶显示器，其中各该辅助电极耦前一级或后一级該信号线所控制的該显示像素电极所延伸出的一延伸部，各该延伸部与邻近的显示像素电极或虚设像素电极形成一耦合电容，且各该显示像素电极被馈入的该耦合电容值实质相同。
5.如权利要求4所述的多域液晶显示器，其中各该显示像素电极内形成有开口以分隔为多个区块，且该显示像素电极延伸部分布于该开口内。
6.如权利要求1或4所述的多域液晶显示器，其中该显示像素电极数组包含由上至下对应第1级至第N级(N为大于1的正整数)扫描线的多个道横列，该些虚设像素电极设置于对应该第N级扫描线的显示像素电极列的下方，且该些虚设像素电极对应该第N级扫描线的后一级扫描线。
7.如权利要求6所述的多域液晶显示器，其中该第1级扫描线逐级朝对应该虚设像素电极的扫描线传递栅极信号，且对应该虚设像素电极的扫描线开启时间与该第1级至第N级扫描线中的一偶数级扫描线开启时间相同。
8.如权利要求6所述的多域液晶显示器，其中该第1级扫描线逐级朝对应该虚设像素电极的扫描线传递栅极信号，且对应该虚设像素电极的扫描线开启时间与第2级扫描线开启时间相同。
9.如权利要求1或4所述的多域液晶显示器，其中该显示像素电极数组包含由上至下对应第1级至第N级(N为大于1的正整数)扫描线的多个道横列，该些虚设像素电极设置于对应该第1级扫描线的显示像素电极列的上方，且该些虚设像素电极对应该第1级扫描线的前一级扫描线。
10.如权利要求9所述的多域液晶显示器，其中该第N级扫描线逐级朝对应该虚设像素电极的扫描线传递栅极信号，且对应该虚设像素电极的扫描线开启时间与该第1级至第N级扫描线中的一奇数级扫描线开启时间相同。
11.如权利要求9所述的多域液晶显示器，其中该第N级扫描线逐级朝对应该虚设像素电极的扫描线传递栅极信号，且对应该虚设像素电极的扫描线开启时间与该第N级扫描线的前一级扫描线开启时间相同。
12.如权利要求1或4所述的多域液晶显示器，其中该显示像素电极数组包含由上至下对应第1级至第N级(N为大于1的正整数)扫描线的多个道横列，该些虚设像素电极同时设置于对应该第N级扫描线的显示像素电极列的下方、及对应该第1级扫描线的显示像素电极列的上方。
13.如权利要求1或4所述的多域液晶显示器，其中该显示像素电极数组包含由左至右对应第1至第M行(M为大于1的正整数)数据线的多个显示像素电极行，该些虚设像素电极设置于对应该第1行数据线的显示像素电极行的左侧、或对应该第M行数据线的显示像素电极行的右侧。
14.如权利要求1或4所述的多域液晶显示器，其中该显示像素电极数组包含由左至右对应第1至第M行(M为大于1的正整数)数据线的多个显示像素电极行，该些虚设像素电极设置于对应该第1行数据线的显示像素电极行的左侧、及对应该第M行数据线的显示像素电极行的右侧。
15.如权利要求1或4所述的多域液晶显示器，其中该显示像素电极数组定义为对应第1级至第N级(N为大于1的正整数)扫描线的多个显示像素电极列、及对应第1至第M行(M为大于1的正整数)数据线的多个显示像素电极行，且该多个虚设像素电极同时设置于对应该第N级扫描线的显示像素电极列、对应该第1级扫描线的显示像素电极列、对应该第1行数据线的显示像素电极行、及对应该第M行数据线的显示像素电极行的外侧。
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| CN101424833B (zh) | 2011-09-28 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
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