液晶显示面板及其驱动方法与应用其的液晶显示装置
技术领域
本发明涉及一种液晶显示面板及其驱动方法与应用其的液晶显示装置,特别是涉及一种具有延伸电极延伸至相邻像素电极的液晶显示面板及其驱动方法与应用其的液晶显示装置。
背景技术
近年来消费性电子产品日渐受到消费者的欢迎,各式各样的电子产品,如移动电话、笔记型计算机乃至于液晶电视等,已经成为现在人日常生活中不可缺少的一部份。特别是应用液晶显示面板的薄型化显示器,由于具有小体积、低辐射以及低耗电量等优点,已逐渐取代传统映像管显示器,成为消费者选购显示器或电视时的首选。再者,随着工艺的进步以及画质的改善,使液晶显示器在市场上的接受度大增,相对带动液晶显示面板的需求量向上提升。而业界在不断扩充产能的同时,亦不断朝向大尺寸面板发展,同时更继续提升面板的显示质量,以符合消费者对于画面质量日益严苛的要求。
液晶显示面板是利用液晶层偏折光线来进行画面显示,由于不同角度的入射光于液晶层中所产生的相位差值不同,因此当观察角度不同时,光所受到的偏折系数不相同,导致穿透率也不一样。因此,不同视角会造成所显示光线的灰度亮度不同。而当不同色光(例如红色光、绿色光及蓝色光)在正视与侧视时各以不同亮度比例混色之后,则会产生正视与侧视所显示的颜色不同的色偏现象(color shift)。因此业界发展出多种广视角的显示技术,藉由降低液晶显示面板于不同视角的色偏现象,增加其可视角度。
在广视角显示技术中,有一种由一像素电极延伸出辅助电极至相邻像素电极旁,并且使相邻像素电极接收不同极性的像素电压的方式(例如点反转或线反转等驱动方式)。利用辅助电极与相邻的像素电极的极性不同所产生的边缘电场(fringe field)效应,改变液晶分子的排列方式,藉以达到多显示域的效果,增加了液晶显示面板的可视角度。请同时参照第1A及1B图,图1A示出了具有辅助电极的像素的等效电路图;图1B示出了像素电极及辅助电极的布局图。此处提出多个像素中的一第一像素110(n)及一第二像素110(n+1)做说明,第二像素110(n+1)为第一像素110(n)的下一个像素,且第一像素110(n)是与第二像素110(n+1)对应不同的电压极性。第一像素110(n)包括一第一薄膜晶体管TFT1以及一第一像素电极P10,第二像素110(n+1)包括一第二薄膜晶体管TFT2以及一第二像素电极P20。第一薄膜晶体管TFT1及第二薄膜晶体管TFT2的源极耦接于数据线130,第一薄膜晶体管TFT1及第二薄膜晶体管TFT2的栅极分别耦接于一第一扫描线120(n)及一第二扫描线120(n+1)。而第一薄膜晶体管TFT1及第二薄膜晶体管TFT2的漏极分别耦接于一第一像素电极P10及一第二像素电极P20。第一像素电极P10及第二像素电极P20分别与液晶显示面板的共同电极形成一第一液晶电容及一第二液晶电容。第一像素电极P10具有一朝向邻近的第二像素电极P20延伸的辅助电极P11,辅助电极P11延伸至第二像素电极P20旁。驱动像素的方法首先致能第一薄膜晶体管TFT1,以将第一像素电极P10充电至对应的数据电压,此时第一像素110(n)为一第一电压极性。接着,致能第二薄膜晶体管TFT2,以将第二像素电极P20充电至对应的数据电压。当第一电压极性例如为正极性,第二电压极性例如为负极性时,经由辅助电极P11与第二像素电极P20间的电容耦合效应,会导致第一像素电极P10的电压下降。
将共同电极的电压以切换于0伏及5伏间为例,正半周的第一像素电极P10电压以+5伏为例,且负半周的第一像素电极P10电压以-5伏为例进行电路仿真。根据电路仿真结果可知,当第二像素电极P20充电至对应的数据电压后,第一像素电极P10与共同电极的电压差于正半周时大约降低至3.5伏,且于负半周时大约降低至4.5伏。整体来说,辅助电极P11与第二像素电极P20间的电容耦合效应,会导致第一像素电极P10电压的失真,导致第一像素110(n)发生灰度偏差的现象。
发明内容
有鉴于此,本发明提供一种液晶显示面板及其驱动方法与应用其的液晶显示装置,其是利用对应相同极性电压的像素的像素电极间形成耦合电容的方式,补偿液晶电容电压差的改变,可改善像素发生灰度偏差的现象。
根据本发明的一方面,提出一种液晶显示面板,包括数据线、第一扫描线、第二扫描线、第三扫描线、第一开关、第二开关、第三开关、第一像素电极、第二像素电极以及第三像素电极。这些扫描线是依序相邻设置。第一开关具有第一控制端、第一输入端及第一输出端,第二开关具有第二控制端、第二输入端及第二输出端,第三开关具有第三控制端、第三输入端及第三输出端。第一、第二及第三控制端分别耦接于第一、第二及第三扫描线,第一、第二及第三输入端分别耦接于数据线。第一像素电极耦接于第一输出端,并具有第一延伸电极,第一延伸电极位于第二像素电极旁。第二像素电极耦接于第二输出端,并具有第二延伸电极。第二延伸电极位于第三像素电极旁。第三像素电极耦接于第三输出端,并具有第三延伸电极,第三延伸电极邻近于第一延伸电极。其中该第一像素电极与该第二像素电极接收不同极性的电压,该第一像素电极与该第三像素电极接收相同极性的电压,当该第三扫描线致能该第三开关时,该第一像素电极藉由该第一延伸电极及该第三延伸电极间的耦合电容效应,由一第一电压改变至一第二电压,该第一开关、该第二开关及该第三开关分别为一晶体管。
根据本发明的另一方面,提出一种液晶显示装置,包括液晶显示面板、数据驱动器以及扫描驱动器。液晶显示面板包括数据线、第一至第三扫描线、第一至第三开关、第一至第三像素电极。这些扫描线是依序相邻设置。第一开关具有第一控制端、第一输入端及第一输出端,第二开关具有第二控制端、第二输入端及第二输出端,第三开关具有第三控制端、第三输入端及第三输出端。第一至第三控制端分别耦接于第一至第三扫描线,第一至第三输入端分别耦接于数据线。第一像素电极耦接于第一输出端,并具有第一延伸电极,第一延伸电极位于第二像素电极旁。第二像素电极耦接于第二输出端,并具有第二延伸电极,第二延伸电极位于第三像素电极旁。第三像素电极耦接于第三输出端,并具有第三延伸电极,第三延伸电极邻近于第一延伸电极。数据驱动器耦接至数据线,扫描驱动器则耦接至这些扫描线。其中该第一像素电极与该第二像素电极接收不同极性的电压,该第一像素电极与该第三像素电极接收相同极性的电压,当该第三扫描线致能该第三开关时,该第一像素电极藉由该第一延伸电极及该第三延伸电极间的耦合电容效应,由一第一电压改变至一第二电压,该第一开关、该第二开关及该第三开关分别为一晶体管。
根据本发明的再一方面,提出一种液晶显示面板,包括第一像素、第二像素以及第三像素。第一像素包括第一开关及第一像素电极。第一开关具有第一控制端、第一输入端及第一输出端,第一控制端耦接于第一扫描线,第一输入端耦接于数据线。第一像素电极耦接于第一输出端,并且具有第一延伸电极。第二像素相邻于第一像素,并且包括第二开关及第二像素电极。第二开关具有第二控制端、第二输入端及第二输出端,第二控制端耦接于第二扫描线,第二输入端耦接于数据线。第二像素电极耦接于第二输出端,并且具有第二延伸电极,第一延伸电极位于第二像素电极旁。第三像素相邻于第二像素,并且包括第三开关及第三像素电极。第三开关具有第三控制端、第三输入端及第三输出端,第三控制端耦接于第三扫描线,第三输入端耦接于数据线。第三像素电极耦接于第三输出端,并且具有第三延伸电极。第二延伸电极位于第三像素电极旁,且第三延伸电极邻近于第一延伸电极。其中该第一像素与该第二像素对应不同的电压极性,该第一像素与该第三像素对应相同的电压极性,当该第三扫描线致能该第三开关时,该第一像素电极藉由该第一延伸电极及该第三延伸电极间的耦合电容效应,由一第一电压改变至一第二电压,该第一开关、该第二开关及该第三开关分别为一晶体管。
根据本发明的又一方面,提出一种液晶显示面板的驱动方法。液晶显示面板包括依序相邻设置的第一至第三像素。第一像素包括第一开关及第一像素电极耦接于第一开关。第二像素包括第二开关及第二像素电极耦接于第二开关。第三像素包括第三开关及第三像素电极耦接于第三开关。第一像素电极的第一延伸电极位于第二像素电极旁。第二像素电极的第二延伸电极位于第三像素电极旁。第三像素电极的第三延伸电极邻近于第一延伸电极。第一像素与第二像素对应不同极性的电压,第一像素及第三像素对应相同极性的电压。此方法首先,致能第一开关,由该液晶显示面板的一第一扫描线致能该第一开关,使第一像素电极充电至一数据电压。其次,致能第二开关,由该液晶显示面板的一第二扫描线致能该第二开关,第一像素电极藉由第一延伸电极与第二像素电极间的耦合电容效应,由数据电压改变至一第一电压。接着,致能第三开关,由该液晶显示面板的一第三扫描线致能该第三开关,第一像素电极藉由第一延伸电极与第三延伸电极的耦合电容效应,由第一电压改变至第二电压。
为使本发明的上述内容能更明显易懂,下文特举一较佳实施例,并结合附图详细说明如下。
附图说明
图1A示出了具有辅助电极的像素的等效电路图;
图1B示出了像素电极及辅助电极的布局图;
图2示出了液晶显示装置的示意图;
图3示出了依照本发明较佳实施例的依序相邻设置的第一、第二及第三像素的等效电路图;
图4示出了第一像素电极、第二像素电极及第三像素电极的布局图;
图5示出了依照本发明较佳实施例的液晶显示面板的驱动方法的流程图;以及
图6示出了图3中第一像素的信号波形图。
附图符号说明
20:液晶显示装置
30:液晶显示面板
40:数据驱动器
50:扫描驱动器
110(n)、310(n):第一像素
110(n+1)、310(n+1):第二像素
120(n)、330(n):第一扫描线
120(n+1)、330(n+1):第二扫描线
130、320:数据线
310:像素
310(n+2):第三像素
330(1)~330(N):扫描线
330(n+2):第三扫描线
D(1)~D(M):数据信号
E10、P10:第一像素电极
E11:第一延伸电极
E20、P20:第二像素电极
E21:第二延伸电极
E30:第三像素电极
E31:第三延伸电极
P11:辅助电极
S(1)~S(N):扫描信号
T1:第一开关
T2:第二开关
T3:第三开关
TFT1:第一薄膜晶体管
TFT2:第二薄膜晶体管
VC:共同电极的电压值
VE10:第一像素电极的电压值
具体实施方式
依照本发明较佳实施例的液晶显示面板及其驱动方法与应用其的液晶显示装置中,是以耦接同一数据线的相邻的第一像素、第二像素及第三像素来进行说明。第一像素的像素电极具有位于第二像素的像素电极旁的一第一延伸电极,而第三像素的像素电极具有邻近于第一延伸电极配置的一第三延伸电极。当依序由不同扫描线致能不同像素中的开关时,第一像素的像素电极会受到第一延伸电极与第二像素的像素电极间的耦合电容作用,改变其电压。第三延伸电极与第一延伸电极的耦合电容作用,用以补偿第一像素的像素电极电压的改变。以下提出一较佳的实施例作为本发明的详细说明,本实施例仅用以作为范例说明,并不会限缩本发明的范围。再者,实施例中的附图省略了不必要的组件,以清楚显示本发明的技术特点。
液晶显示装置
请参照图2,其示出了液晶显示装置的示意图。液晶显示装置20包括一液晶显示面板30、一数据驱动器40以及一扫描驱动器50。液晶显示面板包括多个像素310、一数据线320以及多条扫描线330(1)至330(N)。数据驱动器40耦接至数据线320,并经由数据线320输出对应的数据信号D(1)至D(M)至这些像素310。扫描驱动器50耦接至这些扫描线330(1)至330(N),并经由扫描线330(1)至330(N)输出扫描信号S(1)至S(N)以依序致能各列像素310。
像素的等效电路图
这些像素310中包括一第一像素、一第二像素及一第三像素。本实施例中第一、第二及第三像素是以耦接于同一数据线为例做说明,且第一、第二及第三像素是依序相邻设置。请同时参照图3及图4,图3示出了依照本发明较佳实施例的依序相邻设置的第一、第二及第三像素的等效电路图;图4示出了第一像素电极、第二像素电极及第三像素电极的布局图。这些像素310中的第一像素310(n)、第二像素310(n+1)及第三像素310(n+2)耦接于同一数据线320,且第一像素310(n)、第二像素310(n+1)及第三像素310(n+2)依序相邻设置。再者,第一像素310(n)与第二像素310(n+1)对应不同的电压极性,第一像素310(n)与第三像素310(n+2)对应相同的电压极性。第一像素310(n)包括一第一开关T1及一第一像素电极E10,第一开关T1具有一第一控制端、一第一输入端及一第一输出端。第二像素310(n+1)包括一第二开关T2及一第二像素电极E20,第二开关T2具有一第二控制端、一第二输入端及一第二输出端。第三像素310(n+2)包括一第三开关T3及一第三像素电极E30,第三开关T3具有一第三控制端、一第三输入端及一第三输出端。本实施例中第一、第二及第三开关T1、T2及T3分别以一薄膜晶体管(Thin Film Transistor,TFT)为例说明,而第一、第二及第三控制端例如是薄膜晶体管的栅极,第一、第二及第三输入端例如是薄膜晶体管的源极,第一、第二及第三输出端例如是薄膜晶体管的漏极。第一控制端耦接于扫描线330(1)至扫描线330(N)中的一第一扫描线330(n),第二控制端耦接于扫描线330(1)至扫描线330(N)中的一第二扫描线330(n+1),第三控制端耦接于扫描线330(1)至扫描线330(N)中的一第三扫描线330(n+2)。第一、第二及第三输入端分别耦接于数据线320。第一、第二及第三输出端则分别耦接于第一像素电极E10、第二像素电极E20及第三像素电极E30。
第一像素电极E10具有一第一延伸电极E11,第二像素电极E20具有一第二延伸电极E21,第三像素电极E30具有一第三延伸电极E31。第一延伸电极E11位于第二像素电极E20旁,第二延伸电极E21位于第三像素电极E30旁,第三延伸电极E31邻近于第一延伸电极E11。此外,各像素电极E10、E20及E30与液晶显示面板30的共同电极之间,分别对应于各像素310(n)、310(n+1)及310(n+2)中形成液晶电容。如图4所示,第一、第二及第三延伸电极E11、E21及E31分别自第一、第二及第三像素电极E10、E20及E30的对角,延伸至前一个像素以及后一个像素的像素电极旁。且于本实施例中,第三延伸电极E31还延伸至邻近第一延伸电极E11处。此外,第一、第二及第三延伸电极E11、E21及E31是以F形结构为例。但本发明所属技术领域的技术人员,可了解本发明的技术不限制于此,任何型式的延伸电极设计,均可应用于此。且本实施例中仅以第一、第二及第三像素310(n)、310(n+1)及310(n+2)为例,实际应用上,第一延伸电极E11还延伸至前一个接收相同极性电压的像素电极的延伸电极旁,第三延伸电极E31还延伸至后一个接收相同极性电压的像素电极的延伸电极旁。共同电极用以提供一共同电压,且于本实施例中,共同电极为一交流驱动共同电极(AC Vcom)。此液晶显示面板30例如是列反转(row inversion)、点反转(dot inversion)或其它相邻像素对应不同电压极性的驱动模式。
液晶显示面板的驱动方法
液晶显示面板30可依照本发明较佳实施例的驱动方法驱动。请同时参照图3及图5,图5示出了依照本发明较佳实施例的液晶显示面板的驱动方法的流程图。
首先,致能第一开关T1,如步骤510所示。利用第一扫描线330(n)经由第一控制端致能第一开关T1,使得第一像素电极E10被充电至一第一数据电压。
其次,进行步骤520,致能第二开关T2。利用第二扫描线330(n+1)经由第二控制端致能第二开关T2,使得第二像素电极E20被充电至一第二数据电压。由于第一像素310(n)与第二像素310(n+1)对应不同的电压极性,藉由第一延伸电极E11与第二像素电极E20间的耦合电容效应,将第一像素电极E10由第一数据电压改变至一第一耦合电压。例如当第一像素310(n)对应正极性的电压,第二像素310(n+1)对应负极性的电压时,第一像素电极E10是由第一数据电压降低至第一耦合电压。
本实施例的驱动方法接着进行致能第三开关T3的步骤,如步骤530所示。利用第三扫描线330(n+2)经由第三控制端致能第三开关T3,使得第三像素电极被充电至一第三数据电压。由于第一像素310(n)与第三像素310(n+2)对应相同的电压极性,藉由第一延伸电极E11与第三延伸电极E31间的耦合电容效应,将第一像素电极E10由第一耦合电压改变至一第二耦合电压。例如当第一像素310(n)及第三像素310(n+2)对应正极性的电压时,第一像素电极E10是由第一耦合电压提升至第二耦合电压。如此一来使得第一像素电极E10的电压接近初始的第一数据电压,补偿了由第一延伸电极E11与第二像素电极E20间的耦合电容效应所造成的电压损失。
电路仿真结果
以下针对本发明较佳实施例的液晶显示面板30进行仿真的结果进行说明。请参照图6,其示出了图3中第一像素的信号波形图。图6中VE10表示第一像素电极E10的电压值,VC表示共同电极的电压值。本实施例中共同电极为一交流驱动共同电极,且共同电压VC依照一时间周期于0伏及5伏间切换,而第一像素电极E10初始的第一数据电压为5伏。根据模拟结果,第三开关T3致能后,于负半周期间第一像素电极E10的电压值VE10及共同电极的电压值VC之间,可维持约5伏的电压差,于正半周期间可维持约4.4伏的电压差。相较于传统第一像素110(n)的第一像素电极P10(示出了于图1A中)与共同电极的电压差(于负半周期间仅有4.5伏,于正半周期间仅有3.5伏),本实施例的液晶显示面板30中,第一像素电极E10与共同电极的电压差可有效得到补偿。
前述依照本发明较佳实施例的液晶显示面板30中是以一第一像素310(n)、一第二像素310(n+1)及一第三像素310(n+2)为例,并且利用第一延伸电极E11及第三延伸电极E31间的耦合电容效应,来补偿第一像素电极E10损失的电压差。然而实际应用上,显示面板30中的每一个像素电极,均可具有延伸电极延伸至邻近的相同电压极性的像素电极旁。如此一来,每一个像素电极均可藉由与同极性像素电极间的耦合电容效应,补偿与相反极性像素电极间的耦合电容效应所导致的电压改变。可改善像素的灰度偏差,进一步提升了整体液晶显示面板30的显示效果。
本发明上述实施例所披露的液晶显示面板及其驱动方法与应用其的液晶显示装置,是利用第一像素电极的第一延伸电极与第三像素电极的第三延伸电极间的耦合电容效应,补偿电压的失真,使得像素的灰度偏差得到改善,进而提高液晶显示装置整体的显示质量。
综上所述,虽然本发明已以较佳的实施例披露如上,然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的前提下可作各种的更动与润饰。因此,本发明的保护范围以本发明的权利要求为准。