CN101592836B - 液晶显示器及其显示方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于液晶显示器的技术领域，提供了一种液晶显示器及其显示方法，所述液晶显示器包括：(m+2)条闸极信号线，用来传送(m+2)个闸极信号，其中m为一正整数；n条数据信号线，用来传送n个数据信号，其中n为一正整数；以及一像素数组，包括m*n个像素，所述m*n个像素中的一第(i，j)个像素，包含：一主像素，一次像素，一电阻，以及一第三开关组件，其中i以及j均为正整数。在本发明中，液晶显示器的面板上只需要上下各增加一条闸极信号线便可完成八区域的进阶改良式多区域垂直配向的结构。

Description

液晶显示器及其显示方法

技术领域

本发明属于液晶显示器的技术领域，尤其涉及一种采用八区域(8-domain)的进阶改良式多区域垂直配向(Advanced Multi-Domain Vertical Alignment，AMVA)的液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)以及其显示方法，尤指一种利用2个薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)为主像素(main pixel)及次像素(sub-pixel)，再加上一开关组件来控制所述主像素以及次像素的充电时间的液晶显示器以及其显示方法。

背景技术

传统八区域的进阶改良式多区域垂直配向的液晶显示器面板，将一个像素切为两个像素(一个主像素、一个次像素)，利用两像素的驱动电压不同(液晶倾斜角度不同)，组成不同的光学特性，来实现广视角的技术。其主像素以及次像素有几种不同的实施方式，一种是利用电容来实施的CC(capacitor/capacitor)型，一种是利用薄膜晶体管来实施的TT(transistor/transistor)型，还有一种是利用改变主像素及次像素的共同电压Vcom的Com Swing型。CC型利用电容耦合的方式，调整耦合于主像素以及次像素之间的电容和液晶电容的比值，使主像素与次像素的驱动电压不同；TT型利用不同的闸极信号线或数据信号线提供主像素与次像素不同的驱动电压；而Com Swing型通过调整主像素以及次像素的储存电容的Vcom端的电压来使得主像素与次像素的电压不同。其中CC型的缺点为一旦耦合于主像素以及次像素之间的电容值决定以后，主像素与次像素的驱动电压便决定，因此便失去调整上的自由度，且因为主像素以及次像素之间通过电容相连接，使得主像素以及次像素有了关连性，而非互相独立，因此会造成黄红带的现象。而Com Swing型也是，一旦主像素以及次像素的储存电容的Vcom端的电压决定以后，0～255阶的主像素与次像素的关系便无法再改变，无法自由的调整；且同样地，主像素以及次像素亦互相有关联，而非互相独立，亦会造成面板黄红带的现象。只有TT型利用不同的数据信号线直接提供不同的驱动电压给主像素与次像素，或利用不同的闸极信号线调整主像素与次像素的充电时间，可以自由地调整主像素与次像素的驱动电压，且主像素以及次像素互相独立，没有黄红带的问题，因此改善色偏的效果最佳。

传统进阶改良式多区域垂直配向的TT型的作法有两种：2G1D(一个像素具有两条闸极信号线和一条数据信号线)或1G2D(一个像素具有一条闸极信号线和两条数据信号线)。请参看图1以及图2。图1为TT型的2G1D的像素结构示意图，而图2为TT型的1G2D的像素结构示意图。图1中LCD面板中的第(p，q)个像素100被切为两个像素，一个主像素A1和一个次像素B1。主像素A1包含一开关组件a1，其汲极电连接于一储存电容Csm以及一液晶电容Clm。次像素B1包含一开关组件b1，其汲极电连接于一储存电容Css以及一液晶电容Cls。图1中有两条闸极信号线，一条是主像素A1的闸极信号线Gpm电连接于开关组件a1的闸极，一条是次像素B1的闸极信号线Gps电连接于开关组件b1的闸极。有一条为主像素A1以及次像素B1所共享的数据信号线Dq，电连接于开关组件a1以及开关组件b1的源极。还有一条为主像素A1以及次像素B1所共享的储存电容线Cs线，电连接于主像素A1以及次像素B1的储存电容Csm和Css的另一端。同样地，图2中LCD面板中的第(p，q)个像素200亦被切为一个主像素A2和一个次像素B2。主像素A2包含一开关组件a2，次像素B2包含一开关组件b2。开关组件a2和开关组件b2的汲极同样分别电连接于一储存电容Csm、Css以及一液晶电容Clm、Cls。图2中的两条数据信号线Dqm、Dqs，一条是主像素A2的数据信号线Dqm电连接于开关组件a2的源极，一条是次像素B2的数据信号线Dqs电连接于开关组件b2的源极。有一条为主像素A2以及次像素B2所共享的闸极信号线Gp，电连接于开关组件a2以及开关组件b2的闸极。由图1以及图2中可看出，不论是2G1D或1G2D的连接方法，LCD面板上的接线数目都比原来多了一倍。2G1D的作法上闸极信号线多了两倍，驱动IC的接脚数目需随之增加为两倍，且扫描线亦变成两倍，每个像素扫描时间变为一半，会产生像素数据充电时间不够的问题。2D1G的作法上数据信号线多了两倍，驱动IC的接脚数目亦需随之增加为两倍，造成面板的制造成本增加。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液晶显示器，旨在解决现有技术造成面板的制造成本增加的问题。

本发明是这样实现的，一种液晶显示器，所述液晶显示器包含：(m+2)条闸极信号线，n条数据信号线，以及一像素数组；

所述(m+2)条闸极信号线用来传送(m+2)个闸极信号，其中m为一正整数；

所述n条数据信号线用来传送n个数据信号，其中n为一正整数；

所述像素数组，包括m*n个像素，所述m*n个像素中的一第(i，j)个像素包含：一主像素，一次像素，一电阻，以及一第三开关组件；

所述主像素包含一第一开关组件，一主像素储存电容，以及一主像素液晶电容；

所述第一开关组件的闸极电连接于一第i条闸极信号线，所述第一开关组件的源极电连接于一第j条数据信号线；

所述主像素储存电容的一第一端电连接于所述第一开关组件的汲极；

所述主像素液晶电容的一第一端电连接于所述第一开关组件的汲极；

所述次像素包含一第二开关组件，一次像素储存电容，以及一次像素液晶电容；

所述第二开关组件的源极电连接于所述第j条数据信号线；

所述次像素储存电容的一第一端电连接于所述第二开关组件的汲极；

所述次像素液晶电容的一第一端电连接于所述第二开关组件的汲极；

所述电阻电连接于所述第二开关组件的闸极与所述第i条闸极信号线之间；

所述第三开关组件的闸极电连接于一第(i+1)条闸极信号线，所述第三开关组件的源极电连接于一第(i-1)条闸极信号线，以及所述第三开关组件的汲极电连接于所述第二开关组件的闸极；其中i以及j均为正整数，且i小于等于m，j小于等于n。

本发明的的另一目的在于提供一种液晶显示器的显示方法，所述方法包括下述步骤：

当传输数据至一第(i-1，j)像素的主像素时，同时对一第(i，j)像素的次像素及主像素进行预充电，其中i为一大于1的正整数，j为一正整数，当一像素数组包括m*n个像素时，则i小于等于m，j小于等于n；

当完成传输数据至所述第(i-1，j)像素的主像素后，传输数据至所述第(i，j)像素的次像素并对主像素进行预充电；及当完成传输数据至所述第(i，j)像素的次像素后，关闭传输数据至所述第(i，j)像素的次像素的路径，以使传输至所述第(i，j)像素的数据仅持续传输至所述第(i，j)像素的主像素。

在本发明中，针对上述传统进阶改良式多区域垂直配向的TT型的液晶显示器的像素的缺点，提出了一像素结构，利用一开关组件控制主像素以及次像素的充电时间，再加上预充电的技术，只需要在液晶显示器面板的顶端和底部各加上一条闸极信号线，便可将此进阶改良式多区域垂直配向的方法实施于液晶显示器面板，而不会增加面板上过多的扫描线以及数据线，造成像素的扫描时间减半，像素数据充电时间不够的问题，或驱动IC的接脚数目增加的问题。

附图说明

图1为TT型的2G1D的像素结构示意图；

图2为TT型的1G2D的像素结构示意图；

图3为本发明的实施例的像素结构示意图；

图4为本发明实施例的方法的步骤流程图；

图5为本发明实施例的频率示意图；

图6为本发明实施例的液晶显示器面板的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明实施例中，针对上述传统进阶改良式多区域垂直配向的TT型的液晶显示器的像素的缺点，提出了一像素结构，利用一开关组件控制主像素以及次像素的充电时间，再加上预充电的技术，只需要在液晶显示器面板的顶端和底部各加上一条闸极信号线，便可将此进阶改良式多区域垂直配向的方法实施于液晶显示器面板，而不会增加面板上过多的扫描线以及数据线，造成像素的扫描时间减半，像素数据充电时间不够的问题，或驱动IC的接脚数目增加的问题。

在说明书及后续的申请专利范围当中使用了某些词汇来指称特定的组件。所属领域中具有通常知识者应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同样的组件。本说明书及后续的申请专利范围并不以名称的差异来作为区别组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区别的基准。在通篇说明书及后续的请求项当中所提及的「包含」为一开放式的用语，故应解释成「包含但不限定于」。此外，「电性连接」一词在此包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述一第一装置电性连接于一第二装置，则代表所述第一装置可直接连接于所述第二装置，或透过其它装置或连接手段间接地连接至所述第二装置。

请参考图3、图4、以及图5。图3为本发明的实施例的一像素300结构示意图。图3中的液晶显示器的像素300，为一液晶显示器面板上m*n个像素中的一第(i，j)个像素300，其中m、n、i、以及j均为一正整数。第(i，j)个像素300包含了一主像素M，一次像素S，一电阻R，以及一第三开关组件M3。主像素M包含一第一开关组件M1，一主像素储存电容Csm，以及一主像素液晶电容Clm。第一开关组件M1的闸极电连接于一第i条闸极信号线Gi，第一开关组件M1的源极电连接于一第j条数据信号线Dj。主像素储存电容Csm的一第一端以及主像素液晶电容Clm的一第一端同时电连接于第一开关组件M1的汲极，所述点电压为主像素电压Vdm。主像素储存电容Csm的一第二端以及主像素液晶电容Clm的一第二端电连接于一共享电压Vcom。次像素S包含一第二开关组件M2，一次像素储存电容Css，以及一次像素液晶电容Cls。第二开关组件M2的源极电连接于第j条数据信号线Dj。次像素储存电容Css的一第一端以及次像素液晶电容Cls的第一端同时电连接于第二开关组件M2的汲极，所述点电压为次像素电压Vds。电阻R电连接于第二开关组件M2的闸极与第i条闸极信号线Gi之间。第三开关组件M3的闸极电连接于一第(i+1)条闸极信号线Gi+1，第三开关组件M3的源极电连接于一第(i-1)条闸极信号线Gi-1，以及第三开关组件M3的汲极电连接于第二开关组件M2的闸极。次像素储存电容Css的一第二端以及次像素液晶电容Cls的一第二端电连接于共享电压Vcom。主像素储存电容Csm以及次像素储存电容Css为相同的电容，而主像素液晶电容Clm以及次像素液晶电容Cls亦为相同的电容。

图4为本发明实施例的方法的步骤流程图。图4中包含下列步骤：

步骤400：开始；

步骤410：当传输数据至一液晶显示器面板上m*n个像素中的一第(i-1，j)像素的主像素时，同时对一第(i，j)像素300的次像素S及主像素M进行预充电；

步骤420：当完成传输数据至第(i-1，j)像素的主像素后，传输数据至第(i，j)像素300的次像素S并对主像素M进行预充电；

步骤430：当完成传输数据至第(i，j)像素300的次像素S后，关闭传输数据至第(i，j)像素300的次像素S的路径，以使传输至第(i，j)像素300的数据仅持续传输至第(i，j)像素300的主像素M；

步骤440：结束。

图5为本发明实施例的频率示意图。图5中第j条数据信号线Dj上在画框F以及F+1时所传输的数据信号依次为第(i-1，j)个像素的次像素的数据信号Hsi-1、第(i-1，j)个像素的主像素的数据信号Hmi-1、第(i，j)个像素300的次像素S的数据信号Hsi、第(i，j)个像素300的主像素M的数据信号Hmi、第(i+1，j)个像素的次像素的数据信号Hsi+1、以及第(i+1，j)个像素的主像素的数据信号Hmi+1。而闸极信号线Gi-1、Gi、以及Gi+1上所传递的闸极信号均包含一预充电信号P、一次像素充电信号SC、以及一主像素充电信号MC。本实施例中将预充电信号P、次像素充电信号SC、以及主像素充电信号MC均分为三等分，但本发明并不限于此种实施方式，预充电信号P、次像素充电信号SC、以及主像素充电信号MC亦可以其它比例包含于闸极信号中。因为相邻两图框(frame)的极性互为颠倒，因此预充电信号P的长度通常设定为能将主像素以及次像素的驱动电压充至共同电压Vcom之上(或之下)的长度即可，而闸极信号中所包含的次像素充电信号SC的长度必须能够将次像素的数据完全传输至所述次像素，同样地，闸极信号中所包含的主像素充电信号MC的长度必须能够将主像素的数据完全传输至所述主像素。

以图5中正极性的画框F为例，首先，如图4的流程图的步骤400，流程开始，当完成传输数据至一液晶显示器面板上m*n个像素中的一第(i-1，j)像素的次像素之后(即在图5中闸极信号线Gi-1上的闸极信号的次像素充电信号SC之后)，闸极信号线Gi-1上的闸极信号进入主像素充电信号MC(图4的流程图的步骤410)。此时电连接于一第(i，j)像素300的闸极信号线Gi上的闸极信号亦进入预充电信号P。因此，如图3所示，此时电连接于闸极信号线Gi的第一开关组件M1以及第二开关组件M2均被开启，第j条数据信号线Dj上的数据信号会被传输入第一开关组件M1以及第二开关组件M2上。如图5所示，此时数据信号线Dj上的数据信号为第(i-1，j)个像素的主像素的数据信号Hmi-1，但是因为充电时间不够(只在闸极信号线Gi的预充电信号P的期间内)，图3中的主像素电压Vdm和次像素电压Vds并不会被充电到数据信号Hmi-1的电压准位，大约只能充到共同电压Vcom之上的电压准位。接着闸极信号线Gi-1上的闸极信号关闭，闸极信号线Gi上的闸极信号进入次像素充电信号SC(图4的流程图的步骤420)。同样地，电连接于闸极信号线Gi的第一开关组件M1以及第二开关组件M2仍被开启，第j条数据信号线Dj上的数据信号继续被传输入第一开关组件M1以及第二开关组件M2上，而此时数据信号线Dj上的数据信号为第(i，j)个像素300的次像素S的数据信号Hsi。图3中的次像素电压Vds将会被充电到数据信号Hsi的电压准位，而因为主像素通常会比次像素亮，亦即主像素电压Vdm会比次像素电压Vds的电压高，因此主像素电压Vdm虽然会因为数据信号Hsi而提高，但并不会到达第(i，j)个像素300的主像素M的数据信号Hmi的电压准位。因此在完成传输数据至第(i，j)像素300的次像素S之后，关闭传输数据至第(i，j)像素300的次像素S的路径，以使传输至第(i，j)像素300的数据仅持续传输至第(i，j)像素300之主像素M(图4的流程图的步骤430)。亦即此时闸极信号线Gi上的闸极信号进入主像素充电信号MC，而闸极信号线Gi+1上的闸极信号进入预充电信号P。因此电连接于闸极信号线Gi+1的第三开关组件M3被开启，闸极信号线Gi-1上的闸极信号会被传输入第三开关组件M3。但此时闸极信号线Gi-1上并无任何信号，因此第三开关组件M3的汲极上的电压接近Voff。而电连接于闸极信号线Gi的第一开关组件M1仍被开启，而第二开关组件M2却因为闸极电连接于第三开关组件M3的汲极(电压为Voff)而被关闭，于是第j条数据信号线Dj上的数据信号Hmi会只被传输入第一开关组件M1上，直到图3中的主像素电压Vdm到达数据信号Hmi的电压准位，流程才结束(图4的流程图的步骤440)。

同理，下一画框F+1为负极性，于是第(i，j)个像素300的主像素电压Vdm和次像素电压Vds在下一画框F+1的闸极信号线Gi的预充电信号P的期间内，就会被充到至少低于共同电压Vcom(极性反转)的电压准位。接着再依照与上述相同的步骤，完成第(i，j)个像素300的主像素M与次像素S的充电流程。请注意：本发明的方法所应用的液晶显示器采用行反转(column inversion)或图框反转(frame inversion)的模式，亦即同一行的像素的极性需相同，才能应用本发明的预充电技术。

请参考图6，图6为本发明实施例的液晶显示器面板600的结构示意图。图6中的液晶显示器面板600包含m*n个像素，数据信号线D1～Dn，以与门极信号线G0～Gm+1。其中m*n个像素的每个像素都和像素300的结构相同，故在此不再赘述。图6中的闸极信号线G0以及Gm+1为本发明所外加的两条闸极信号线，其余的数据信号线D1～Dn以与门极信号线G1～Gm均为传统的液晶显示器面板所具有的信号线。像素(1，1)～像素(1，n)的预充电须在闸极信号线G0上的主像素充电信号MC的传输时间内进行，同样地，此时数据信号线D1～Dn上必须传送一主像素数据信号来使得所述所相对应的像素的主像素电压Vdm和次像素电压Vds的电压能够预充电到共同电压Vcom之上(画框为正极性时)或共同电压Vcom之下(画框为负极性时)。而像素(m，1)～像素(m，n)中的第三开关组件需透过闸极信号线Gm+1上的预充电信号P来关闭，以使得像素(m，1，)～像素(m，n)的次像素电压Vds以及主像素电压Vdm分别充电至所要求的电压准位。

总而言之，在本发明实施例中，利用一开关组件控制每个像素的主像素以及次像素的充电时间，再加上预充电的技术，只需要在液晶显示器面板的顶端和底部各加上一条闸极信号线，便可完成八区域的进阶改良式多区域垂直配向的TT型的设计，克服了传统作法的数据信号线或门极信号线多出一倍的缺点，提供了一有效又低成本的解决方案。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种液晶显示器，其特征在于，所述液晶显示器包含：

(m+2)条闸极信号线，用来传送(m+2)个闸极信号，其中m为一正整数；

n条数据信号线，用来传送n个数据信号，其中n为一正整数；以及

一像素数组，包括m*n个像素，所述m*n个像素中的一第(i，j)个像素，包含：

一主像素，包含：

一第一开关组件，所述第一开关组件的闸极电连接于一第i条闸极信号线，所述第一开关组件的源极电连接于一第j条数据信号线；

一主像素储存电容，所述主像素储存电容的一第一端电连接于所述第一开关组件的汲极；以及

一主像素液晶电容，所述主像素液晶电容的一第一端电连接于所述第一开关组件的汲极；

一次像素，包含：

一第二开关组件，所述第二开关组件的源极电连接于所述第j条数据信号线；

一次像素储存电容，所述次像素储存电容的一第一端电连接于所述第二开关组件的汲极；以及

一次像素液晶电容，所述次像素液晶电容的一第一端电连接于所述第二开关组件的汲极；

一电阻，电连接于所述第二开关组件的闸极与所述第i条闸极信号线之间；以及

一第三开关组件，所述第三开关组件的闸极电连接于一第(i+1)条闸极信号线，所述第三开关组件的源极电连接于一第(i-1)条闸极信号线，以及所述第三开关组件的汲极电连接于所述第二开关组件的闸极；

其中i以及j均为正整数，且i小于等于m，j小于等于n。

2.如权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，所述第一开关组件为一薄膜晶体管。

3.如权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，所述第二开关组件为一薄膜晶体管。

4.如权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，所述第三开关组件为一薄膜晶体管。

5.如权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，所述主像素储存电容的一第二端以及所述主像素液晶电容的一第二端电连接于一共享电压。

6.如权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，所述次像素储存电容的一第二端以及所述次像素液晶电容的一第二端电连接于一共享电压。

7.如权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，所述主像素储存电容以及所述次像素储存电容为相同的电容，所述主像素液晶电容以及所述次像素液晶电容为相同的电容。

8.一种如权利要求1所述的液晶显示器的显示方法，其特征在于，所述方法包含下述步骤：

当传输数据至一第(i-1，j)像素的主像素时，同时对一第(i，j)像素的次像素及主像素进行预充电，其中i为一大于1的正整数，j为一正整数，当一像素数组包括m*n个像素时，则i小于等于m，j小于等于n；

当完成传输数据至所述第(i-1，j)像素的主像素后，传输数据至所述第(i，j)像素的次像素并对主像素进行预充电；及

当完成传输数据至所述第(i，j)像素的次像素后，关闭传输数据至所述第(i，j)像素的次像素的路径，以使传输至所述第(i，j)像素的数据仅持续传输至所述第(i，j)像素的主像素。

9.如权利要求8所述的显示方法，其特征在于，液晶显示器采用行反转的模式。

10.如权利要求8所述的液晶显示器的显示方法，其特征在于，所述液晶显示器采用图框反转的模式。

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