发明内容
本发明的目的为提供一种可改善蓝相液晶显示装置的暗态漏光的蓝相液晶显示装置及其驱动方法。
本发明可采用以下技术方案来实现的。
依据本发明的一种驱动方法与一蓝相液晶显示装置配合,蓝相液晶显示装置具有一第一基板及与第一基板相对而设的一第二基板,第一基板具有一第一电极层,第二基板具有一像素电极及一第二电极层。驱动方法包括以下步骤:传送一第一灰阶电压至像素电极;传送一第一插黑电压至像素电极;以及传送一第一电压至第一电极层,使第一电极层与第二电极层之间具有一电压差。
在一实施例中,在连续时间传送第一灰阶电压与第一插黑电压时,第一灰阶电压与第一插黑电压的极性相反。
在一实施例中,第一电压与第一插黑电压的工作时间至少部分重迭。
在一实施例中,第一插黑电压与第一电压同时传送。
在一实施例中,在一帧时间内传送第一灰阶电压、第一插黑电压与第一电压。
在一实施例中,在传送第一灰阶电压之后传送第一电压。
在一实施例中,传送第一灰阶电压至像素电极及传送第一电压至第一电极层的工作时间比介于1∶1~1∶0.025之间。
在一实施例中,驱动方法还包括传送一第二灰阶电压至像素电极,其中第一灰阶电压与第二灰阶电压的极性相反。
在一实施例中,驱动方法还包括传送一第二电压至第一电极层,其中第二电压与第一电压的极性相反。
在一实施例中,驱动方法还包括传送一第二插黑电压至像素电极,其中第二插黑电压与第二电压的工作时间至少部分重迭。
在一实施例中,第一插黑电压与第二插黑电压实质上为零灰阶电压。
在一实施例中,第一电压及第二电压分别介于15伏特至60伏特之间。
另外,依据本发明的一种蓝相液晶显示装置包括一第一基板、一第二基板以及一蓝相液晶层。第一基板具有一第一电极层,第一电极层位在第一透光基板的一侧。第二基板与第一基板相对而设,并具有一像素电极及一第二电极层,像素电极及第二电极层位在第二透光基板的一侧。蓝相液晶层设置在第一基板及第二基板之间。
在一实施例中,蓝相液晶显示装置为平面切换式液晶显示装置或边缘电场切换式液晶显示装置。
在一实施例中,第一基板为一滤光基板,第二基板为一主动矩阵基板,第二电极层为一公共电极层。
在一实施例中,第二基板还包含一绝缘层,绝缘层设置在像素电极与第二电极层之间。
承上所述,因依据本发明的蓝相液晶显示装置驱动方法传送一第一灰阶电压至像素电极、传送一第一插黑电压至像素电极,以及传送一第一电压至第一电极层,使第一电极层与第二电极层之间具有一电压差,以建立垂直电场,使蓝相液晶形成垂直椭圆球状。借此,不仅可改善蓝相液晶显示装置的暗态漏光,还可提高其暗态穿透率的稳定性。
具体实施方式
以下将参照相关图式,说明依本发明优选实施例的一种蓝相液晶显示装置及其驱动方法,其中相同的元件将以相同的元件符号加以说明。
请参照图1A、图1B及图2所示,其中,图1A及图1B分别为本发明优选实施例的一种蓝相液晶显示装置1a、1b的示意图,而图2为本发明的蓝相液晶显示装置驱动方法的步骤流程图。先说明的是,本发明的驱动方法可适用于如图1A所示的平面切换(in-plane switch,IPS)式液晶显示装置1a,或者可适用于如图1B所示的边缘电场切换(fringe field switching,FFS)式液晶显示装置1b,或者是其它水平驱动式的液晶显示装置。在此,并不加以限定。
蓝相液晶显示装置驱动方法与蓝相液晶显示装置1a、1b配合应用。其中,蓝相液晶显示装置1a、1b具有一第一基板11、一第二基板12a、12b以及一蓝相液晶层(图未显示),蓝相液晶层夹设在第一基板11与第二基板12a、12b之间。
在本实施例中,第一基板11为一彩色滤光基板,并具有一第一电极层111及一第一透光基板112,第一电极层111设置在第一透光基板112,并位在第一基板11的一侧。在此,第一电极层111以透明电极层为例,材质可为氧化铟锡,并设置在第一基板11与第二基板12a、12b相面对的一侧。
第二基板12a、12b分别为一主动矩阵基板,例如为薄膜晶体管基板,并与第一基板11相对而设。
蓝相液晶层包含一可具有蓝相的液晶材料、一高分子材料及一旋性剂。其中,将具光学反应性的单体(monomer)照射紫外光后,使单体聚合反应成高分子(polymer),以稳定蓝相液晶的结构并提高蓝相液晶存在的温度范围,进而扩大蓝相液晶可操作的温度范围。而高分子例如可包含丙烯酸脂(acrylate)、甲基丙烯酸甲酯(methacrylate)或环氧树脂(epoxy),或其组合。在此,并不加以限定其材料。
如图1A所示的平面切换显示技术,在蓝相液晶显示装置1a中,第二基板12a具有一像素电极121a、一第二电极层122及一第二透光基板123,像素电极121a及第二电极层122设置在第二透光基板123之上,并位在第二基板12a的一侧。第二基板12a还具有一公共电极125,而像素电极121a与公共电极125间隔设置,以驱动在像素电极121a与公共电极125之间的液晶分子。另外,再说明的是,为了使用本发明的驱动方法,蓝相液晶显示装置1a的第二基板12a设置第二电极层122,而第二电极层122可为一公共电极层,其可为一透明电极层,并与第一基板11上的第一电极层111相对设置。另外,第二基板12a还可包含一绝缘层124,绝缘层124设置在像素电极121a与第二电极层122之间,绝缘层124可隔开像素电极121a与第二电极层122,避免短路。通过薄膜晶体管的导通,灰阶电压传送至像素电极121a,使像素电极121a与公共电极125之间形成一平行于第二透光基板123的水平电场,可驱使蓝相液晶层的液晶分子水平旋转,进而可调制光线。
另外,如图1B所示的边缘电场切换显示技术,在蓝相液晶显示装置1b中,第二基板12b的第二电极层122为一公共电极层。另外,第二基板12b还可包含一绝缘层124,绝缘层124设置在像素电极121b与第二电极层122之间,绝缘层124可隔开像素电极121b与第二电极层122,避免短路。通过薄膜晶体管的导通,灰阶电压传送至像素电极121b,使像素电极121b与第二电极层122(公共电极层)之间形成一大致平行于第二透光基板123的电场,可驱使蓝相液晶层的液晶分子旋转,进而可调制光线。
另外,蓝相液晶显示装置1a、1b还可分别包含二偏光板131、132。偏光板131、132分别设置在第一基板11及第二基板12a、12b的外侧。如图1A及图1B所示,偏光板131设置在第一基板11的上侧,而偏光板132设置在第二基板12a、12b的下侧。通过两片偏光轴实质上相差90度的偏光板131、132,即可达到将背光源遮蔽的功能,再利用控制电场的强弱可对液晶产生偏转以调变光线的特性,达到让显示面板显示影像。
请参照图2所示,本发明的蓝相液晶显示装置驱动方法包括以下步骤:传送一第一灰阶电压G1至像素电极(P01);传送一第一插黑电压B1至像素电极(P02);以及传送一第一电压V1至第一电极层111,使第一电极层111与第二电极层122之间具有一电压差(P03)。
以下请参照相关图示,以进一步说明本发明的驱动方法。
请同时参照图1A、图2及图3A所示,其中,图3A为本发明的驱动方法驱动蓝相液晶显示装置1a的时序示意图。在此,本发明的蓝相液晶显示装置驱动方法以驱动蓝相液晶显示装置1a为例。
在步骤P01中,传送第一灰阶电压G1至像素电极121a。在此,依序导通蓝相液晶显示装置1a的扫描线(图未显示),同时通过数据线(图未显示)将第一灰阶电压G1传送至像素电极121a,使蓝相液晶显示装置1a显示影像画面。在此,第一灰阶电压G1的极性为正。需注意的是,图3A中第一灰阶电压G1代表在一个帧时间中传送的所有灰阶电压。换言之,第一灰阶电压G1为依序导通所有的扫描线时,通过数据线所传送的数据讯号。
在步骤P02中,传送第一插黑电压B1至像素电极121a。在此,通过同时导通所有的扫描线,以将第一插黑电压B1同时传送至像素电极121a,而第一插黑电压B1的极性为负。其中,传送第一插黑电压B1至像素电极121a为传统的插黑技术,可改善蓝相液晶的磁滞现象,其电压实质上可为零或其它预定的电压值。在本实施例中,在连续时间传送第一灰阶电压G1与第一插黑电压B1时,第一灰阶电压G1与第一插黑电压B1的极性相反。
在步骤P03中,传送第一电压V1至第一电极层111,使第一电极层111与第二电极层122之间具有电压差。在此,通过传送第一电压V1至第一电极层111,并传送一公共电压电平(Vcom)至第二电极层122,使第二电极层122维持公共电压电平,并使第一电极层111与第二电极层122之间具有一电压差,以形成一垂直电场,当然,第二电极层122也可以是接地。第一电压V1的绝对值可高于第一灰阶电压G1及第一插黑电压B1的绝对值。换言之,第一电压V1具有较高的电压强度。因不同形式的蓝相液晶显示装置的驱动特性不同,故第一电压V1可介于15伏特至60伏特之间,使用者可依不同的蓝相液晶显示装置的特性设计不同的第一电压V1。而「介于」的定义包含二个端点值。其中,施加第一电压V1会使蓝相液晶显示装置1a形成黑色的画面,可消除或改善蓝相液晶显示装置1a的蓝相液晶的暗态漏光。
特别一提的是,由于蓝相液晶显示装置1a为平面切换式(IPS)液晶显示装置,故可使蓝相液晶显示装置1a的第二电极122维持公共电压电平(Vcom),并输入第一电压V1至第一电极111,或者可使第一电极111维持公共电压电平(Vcom),并输入第一电压V1至第二电极122,只要可使第一电极层111与第二电极层122之间具有电压差即可。另外,由于蓝相液晶显示装置1b为边缘电场切换式(FFS)液晶显示装置,故蓝相液晶显示装置1b的第二电极122原本就是一公共电极层(具有公共电压电平),故第一电压V1输入至第一电极111,使第一电极层111与第二电极层122之间具有电压差。
第一电压V1可消除或改善蓝相液晶的暗态漏光的可能原因是,当施加灰阶电压在像素电极121a时,可在像素电极121a与公共电极125之间建立驱动液晶分子的电场,在顺着电场方向上,原本光学等向性的圆球状液晶分子将被拉长为具双折射率的椭圆球状而呈现亮态,以显示画面。当灰阶电压释放(不驱动)时,椭圆球状的液晶分子通过弹性回复力理论上应回到光学等向性的圆球状的液晶分子,然而,由于施加灰阶电压驱动时变成椭圆球状的液晶分子,在电压释放瞬间并无法立即回复至原本圆球状态而产生记忆效应,因此造成液晶分子仍处于些微椭圆球状态,造成蓝相液晶显示装置1a的暗态漏光现象。故在驱动电压释放瞬间同时给予液晶分子一较强的垂直电场,可将原本些微水平椭圆球的液晶分子强迫拉成垂直椭圆球状。形成垂直椭圆球状的液晶分子在偏光板131、132的配合下会形成暗态,因此,当偏极光通过液晶分子时可消除或改善蓝相液晶的暗态漏光而得到较佳的暗态。
需注意的是,第一电压V1与第一插黑电压B1的工作时间(duty)可至少部分重迭,也可在同一时间传送。如图3A所示,在本实施例,以第一电压V1与第一插黑电压B1同时传送并具有相同的工作时间周期为例。另外,在一个帧时间T内传送第一灰阶电压G1、第一电压V1及第一插黑电压B1,且传送第一灰阶电压G1之后接着传送第一电压V1,并使第一灰阶电压G1与第一电压V1的极性相反。其中,第一灰阶电压G1传送完后即传送极性相反的第一电压V1的目的是为了电场的极性变换,避免液晶分子被极化而无法再因应电场的变化而转动。
另外,在一帧时间T中,传送第一灰阶电压G1至像素电极121a及传送第一电压V1至第一电极层111的工作时间比(duty ratio)可介于1∶1~1∶0.025之间。使用者可依不同的蓝相液晶显示装置设置不同的第一灰阶电压G1及第一电压V1的工作时间比,在此并不加以限定。
请再参照图3A,在本实施例中,驱动方法还可包括:在下一个连续的帧时间T中,传送一第二灰阶电压G2至像素电极121a之后,再传送一第二插黑电压B2至像素电极121a。其中,第一灰阶电压G1与第二灰阶电压G2的极性相反,而第二插黑电压B2实质上亦为零灰阶电压。第一灰阶电压G1与第二灰阶电压G2的极性相反的目的仍是为了极性变换,避免液晶分子被极化而无法再因应电场的变化而转动。
再者,本实施例中,驱动方法还可包括:传送一第二电压V2至第一电极层111,使第一电极层111与第二电极层122之间具有另一电压差而形成另一垂直电场。第二电压V2可使蓝相液晶显示装置1a形成黑色的画面,可消除或改善蓝相液晶显示装置1a的暗态漏光。其中,第一电压V1与第二电压V2的绝对值可为相等或不相等。在此,以相等为例。另外,第二电压V2与第二灰阶电压G2的极性相反,而第二插黑电压B2与第二电压V2的工作时间可至少部分重迭。在此,仍以同时传送第二插黑电压B2与第二电压V2,且第二插黑电压B2与第二电压V2具有相同的工作时间为例。
请参照图3B所示,其为本发明的驱动方法驱动蓝相液晶显示装置1a、1b的另一时序示意图。
图3B与图3A的主要的不同在于,图3B的驱动方法在二个连续的帧时间T内依序传送第一灰阶电压G1、第二灰阶电压G2、第一插黑电压B1及第二插黑电压B2至像素电极121a、121b。另外,在传送第一插黑电压B1及第二插黑电压B2的同时,分别传送第一电压V1及第二电压V2至第一电极层111,以分别对蓝相液晶层建立垂直电场。其中,第一电压V1及第二电压V2的工作时间比可为相同或不相同,在此,以相同为例。另外,第一电压V1及第二电压V2可分别介于15伏特至60伏特之间。
此外,第一灰阶电压G1与第二灰阶电压G2的极性相反,且第一灰阶电压G1与第二灰阶电压G2可相邻或不相邻,在此,以相邻为例。另外,第一电压V1及第二电压V2的极性相反,第一插黑电压B1与第二插黑电压B2的极性相反,而第二灰阶电压G2与第一电压V1的极性相反。
另外,请参照图3C所示,其为本发明的驱动方法驱动蓝相液晶显示装置1a、1b的又一时序示意图。
图3C与图3B的主要的不同在于,图3C的驱动方法在二个连续的帧时间T内依序传送第一灰阶电压G1、第二灰阶电压G2、第一插黑电压B1及第二插黑电压B2,并在传送第一插黑电压B1的同时,传送第一电压V1至第一电极层111,以对蓝相液晶层建立垂直电场。另外,再于后续的二个帧时间T内依序传送第一灰阶电压G1、第二灰阶电压G2、第一插黑电压B1及第二插黑电压B2,并在传送第二插黑电压B2的同时,传送第二电压V2至第一电极层111。其中,第一电压V1及第二电压V2的工作时间比可为相同或不相同,在此,以相同为例。另外,第一灰阶电压G1与第二灰阶电压G2的极性相反,第一电压V1第二电压V2的极性相反,而第二灰阶电压G2与第一电压V1的极性相反。
另外,请参照图3D所示,其为本发明的驱动方法驱动蓝相液晶显示装置1a、1b的再一时序示意图。
图3D与图3B的主要的不同在于,图3D的驱动方法在二个连续的帧时间T内依序传送第一灰阶电压G1、第二灰阶电压G2、第一插黑电压B1及第二插黑电压B2,并在传送第一插黑电压B1及第二插黑电压B2的同时,传送第一电压V1至第一电极层111。其中,第一电压V1的传送时间与第一插黑电压B1及第二插黑电压B2的传送时间相同。另外,再于后续的二个连续的帧时间T内依序传送第一灰阶电压G1、第二灰阶电压G2、第一插黑电压B1及第二插黑电压B2,并在传送第一插黑电压B1及第二插黑电压B2的同时,传送第二电压V2至第一电极层111。
此外,请参照图4所示,其为使用本发明的驱动方法驱动蓝相液晶显示装置1a的暗态穿透率的示意图。在此,使用图3A的时序来进行驱动。其中,纵轴为蓝相液晶显示装置1a的暗态穿透率,而横轴为不同的起始第一灰阶电压值。
已知的插黑技术并没有在水平方向驱动的显示装置中插入垂直方向的第一电压,已知技术中只是在输入第一灰阶电压后,即输入水平方向的插黑电压;本发明的驱动方式则是在输入第一灰阶电压G1后,在输入插黑电压时,输入第一电压V1以建立液晶分子的垂直电场,其中第一电压V1的强度大于插黑电压及灰阶电压。在此,第一电压V1的强度以60伏特为例。由图4中可发现,若以已知的插黑技术,输入不同的第一灰阶电压G1,并接续施加第一插黑电压B1(1伏特)驱动像素电极121a时,其暗态穿透率相当不稳定(菱形曲线),约介于7.2%至3.7%以下之间。但是,若以本发明的驱动方法,在输入不同的第一灰阶电压G1及第一插黑电压B1时,同时再传送第一电压V1至第一电极层111时,其暗态穿透率的稳定性明显变好,约介于3.5%~4%之间变化(三角形曲线)。因此,本发明的蓝相液晶显示装置及其驱动方法不仅可改善蓝相液晶显示装置的暗态漏光,还可提高其暗态穿透率的稳定性。
综上所述,因依据本发明的蓝相液晶显示装置驱动方法传送一第一灰阶电压至像素电极、传送一第一插黑电压至像素电极,以及传送一第一电压至第一电极层,使第一电极层与第二电极层之间具有一电压差,以建立垂直电场,使蓝相液晶形成垂直椭圆球状。借此,不仅可改善蓝相液晶显示装置的暗态漏光,还可提高其暗态穿透率的稳定性。
以上所述仅是举例性,而非限制性。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,均应包括在权利要求所限定的范围内。