CN108646480B - 一种垂直取向型液晶显示器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种垂直取向型液晶显示器，其包括：多条数据线、多条扫描线、多条公共电极线；多条扫描线与多条数据线、以及多条公共电极线垂直交叉形成多个像素区域；多个次像素区域和多个主像素区域相互间隔分布；次像素区域包含第一薄膜晶体管、第二薄膜晶体管以及子像素，第一薄膜晶体管的栅极以及第二薄膜晶体管的栅极连接在同一条扫描线上，且第一薄膜晶体管的漏极以及第二薄膜晶体管的漏极分别连接在相邻的数据线和公共电极线上，第一薄膜晶体管的源极以及第二薄膜晶体管的源极均与子像素连接；主像素区域包含第三薄膜晶体管和子像素。本发明可以改善液晶显示器的视角色偏和对比度下降等缺点。

Description

一种垂直取向型液晶显示器
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种垂直取向型液晶显示器。
背景技术
液晶显示器是目前使用最广泛的一种平板显示器，已经逐渐成为各种电子设备如移动电话、个人数字助理(PDA，Personal Digital Assistant)、数字相机、计算机屏幕或笔记本电脑屏幕所广泛应用具有高分辨率彩色屏幕的显示器。目前普遍采用的液晶显示器，通常有上下衬底和中间液晶层组成，衬底有玻璃和电极等组成。如果上下衬底都有电极，可以形成纵向电场模式的显示器，如TN(Twist Nematic，扭转向列型)模式，VA(VerticalAlignment，垂直取向型)模式，以及为了解决视角过窄开发的MVA(Multi-domain VerticalAlignment，多畴垂直取向)模式。另外一类与上述显示器不同，电极只位于衬底的一侧，形成横向电场模式的显示器，如IPS(In-plane switching，面内转换)模式、FFS(FringeField Switching，广视角技术)模式等。与阴极射线管显示器相比，薄膜晶体管显示器(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display，TFT-LCD)的视角相对较窄，这就为其在对视角要求严格的高端显示领域的应用带来了很大局限，如航空航天、医疗等领域。随着LCD领域广视角技术的迅速发展，目前很多产品的视角已经可以达到水平视角和垂直视角分别为85°/85°，甚至更大的视角。
LCD广视角技术目前主要包括多畴垂直取向(Multi-domain VerticalAlignment)技术和面内转换(In Plane Switching，IPS)技术。垂直取向模式的优点是正面对比度高，通常可以达到4000:1及以上；IPS技术通过在TFT(薄膜晶体管)阵列基板上形成平行且重复分布的像素电极和公用电极，使液晶分子在水平电场的作用下转动，从而形成广视角，但是其对比相对较低，通常在2000:1以下。
图1所示为目前液晶显示器常用的驱动电路，该种驱动电路中，扫描线的数量为水平解析度的2倍，每一行子像素需要两条扫描线驱动；数据线的数量为垂直解析度的1/2倍，每一条数据线驱动左右两列子像素。
图2所示为垂直取向型液晶显示器不同视角下的伽马曲线，最下面的一条曲线为0°视角对应的伽马曲线，最上面的一条曲线为70°视角对应的伽马曲线，这两条伽马曲线之间由下至上依次对应10°视角、20°视角、30°视角、40°视角、50°视角、60°视角对应的伽马曲线，可以看出相同灰阶下，10°视角至70°视角对应的液晶显示器的穿透率大于0°视角对应的穿透率，导致10°视角至70°视角对应的液晶显示器的色偏大于0°视角的色偏。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种垂直取向型液晶显示器，可以改善液晶显示器的视角色偏和对比度下降等缺点。
本发明提供的一种垂直取向型液晶显示器，包括：多条数据线、多条扫描线、多条公共电极线；
所述多条扫描线与所述多条数据线、以及所述多条公共电极线垂直交叉设置，形成阵列排布的多个像素区域；所述多条公共电极线与所述多条数据线之间相互间隔排布；
所述多个像素区域包含多个次像素区域和多个主像素区域，所述多个次像素区域和所述多个主像素区域相互间隔分布；
所述次像素区域包含一个第一薄膜晶体管、一个第二薄膜晶体管以及一个子像素，所述第一薄膜晶体管的栅极以及所述第二薄膜晶体管的栅极连接在同一条扫描线上，且所述第一薄膜晶体管的漏极以及所述第二薄膜晶体管的漏极分别连接在相邻的数据线和公共电极线上，所述第一薄膜晶体管的源极以及所述第二薄膜晶体管的源极均与所述子像素连接；
所述主像素区域包含一个第三薄膜晶体管和一个所述子像素，所述第三薄膜晶体管的栅极与所述扫描线连接，所述第三薄膜晶体管的漏极与所述数据线或者所述公共电极线连接，且所述第三薄膜晶体管的源极与所述子像素连接。
优选地，每一行像素区域中的第一薄膜晶体管、第二薄膜晶体管以及第三薄膜晶体管均通过该行像素区域两侧的扫描线共同驱动，且每一条扫描线用于驱动一行像素区域的第一薄膜晶体管、第二薄膜晶体管以及第三薄膜晶体管。
优选地，所述多个像素区域分为多行次像素区域和多行主像素区域，且所述多行次像素区域和所述多行主像素区域相互间隔排布。
优选地，每一行次像素区域中相邻两个次像素区域中的子像素均通过所述第一薄膜晶体管和所述第二薄膜晶体管分别连接在该行次像素区域两侧的扫描线上；
每一行主像素区域中相邻两个主像素区域中的子像素均通过所述第三薄膜晶体管分别连接在该行主像素区域两侧的扫描线上。
优选地，每一行主像素区域中相邻的两个第三薄膜晶体管分别连接在相邻的数据线和公共电极线上。
优选地，所述多个像素区域中的每一行像素区域均包含相互间隔排布的多个次像素区域和多个主像素区域。
优选地，每一行像素区域中相邻的次像素区域和主像素区域中的子像素分别连接在该行像素区域两侧的扫描线上。
优选地，所述子像素为液晶电容。
优选地，在所述液晶显示器工作时，相邻的两条数据线用于接入波形相反的数据信号。
实施本发明，具有如下有益效果：本发明通过在次像素区域中设置两个薄膜晶体管，即第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管，通过第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管将数据线上的电压进行分压后施加到子像素上，驱动子像素发光，而主像素区域只有一个第三薄膜晶体管，第三薄膜晶体管打开可以将数据线上的电压全部施加到子像素上；因此，主像素区域中的子像素的驱动电压大于次像素区域中的子像素的驱动电压，即主像素区域中子像素发光的亮度大于次像素区域中的子像素发光的亮度，而主像素区域和次像素区域又是间隔分布的，主像素区域的亮度和子像素区域的亮度会相互中和，可以降低垂直取向型液晶显示器的视角色偏，尤其是一些大视角色偏，例如70°视角等，以及改善液晶显示器的对比度下降的缺点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的背景技术中液晶显示器常用的驱动电路示意图。
图2是本发明提供的垂直取向型液晶显示器在不同视角下的伽马曲线图。
图3是本发明提供的第一实施例中垂直取向型液晶显示器的驱动电路示意图。
图4是本发明提供的第一实施例中垂直取向型液晶显示器的像素排列示意图。
图5是本发明提供的第二实施例中垂直取向型液晶显示器的驱动电路示意图。
图6是本发明提供的第二实施例中垂直取向型液晶显示器的像素排列示意图。
图7是本发明提供的垂直取向型液晶显示器的驱动时序图。
具体实施方式
本发明提供一种垂直取向型液晶显示器，该液晶显示器包括：多条数据线、多条扫描线、多条公共电极线。
多条扫描线与多条数据线、以及多条公共电极线垂直交叉设置，形成阵列排布的多个像素区域；多条公共电极线与多条数据线之间相互间隔且均匀的排布。
多个像素区域包含多个次像素区域和多个主像素区域，多个次像素区域和多个主像素区域相互间隔分布。
次像素区域包含一个第一薄膜晶体管、一个第二薄膜晶体管以及一个子像素，第一薄膜晶体管的栅极以及第二薄膜晶体管的栅极连接在同一条扫描线上，且第一薄膜晶体管的漏极以及第二薄膜晶体管的漏极分别连接在相邻的数据线和公共电极线上，第一薄膜晶体管的源极以及第二薄膜晶体管的源极均与子像素连接。
主像素区域包含一个第三薄膜晶体管和一个子像素，第三薄膜晶体管的栅极与扫描线连接，第三薄膜晶体管的漏极与数据线或者公共电极线连接，且第三薄膜晶体管的源极与子像素连接。
其中，第一薄膜晶体管的栅极和第二薄膜晶体管的栅极连接在同一条扫描线上，可以控制第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管同时打开或关断。
进一步地，每一行像素区域中的第一薄膜晶体管、第二薄膜晶体管以及第三薄膜晶体管均通过该行像素区域两侧的扫描线共同驱动，且每一条扫描线用于驱动一行像素区域的第一薄膜晶体管、第二薄膜晶体管以及第三薄膜晶体管。
进一步地，多个像素区域分为多行次像素区域和多行主像素区域，且多行次像素区域和多行主像素区域相互间隔排布。例如，第n行像素区域为主像素区域，那么第n+1行像素区域则为次像素区域，n>0。
进一步地，每一行次像素区域中相邻两个次像素区域中的子像素均通过第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管分别连接在该行次像素区域两侧的扫描线上。
每一行主像素区域中相邻两个主像素区域中的子像素均通过第三薄膜晶体管分别连接在该行主像素区域两侧的扫描线上。
进一步地，每一行主像素区域中相邻的两个第三薄膜晶体管分别连接在相邻的数据线和公共电极线上。也即是，相邻的两个第三薄膜晶体管中，有一个连接在数据线上，而另一个则连接在公共电极线上，公共电极线上接入公共电压，公共电压可以是零伏也可以不是零伏。
进一步地，多个像素区域中的每一行像素区域均包含相互间隔排布的多个次像素区域和多个主像素区域。
进一步地，每一行像素区域中相邻的次像素区域和主像素区域中的子像素分别连接在该行像素区域两侧的扫描线上。具体地，主像素区域的子像素通过第三薄膜晶体管连接在其中一条扫描线上，次像素区域的子像素则通过第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管连接在其中的另一条扫描线上。
进一步地，子像素为液晶电容，液晶电容包括相对设置的像素电极和公共电极，以及夹持在像素电极和公共电极之间的液晶。第一薄膜晶体管的源极以及第二薄膜晶体管的源极与液晶电容的像素电极连接，且第三薄膜晶体管的源极与液晶电容的像素电极连接，液晶电容的公共电极与公共电极线连接。
进一步地，在液晶显示器工作时，相邻的两条数据线用于接入波形相反的数据信号。例如，在任一时刻，第n条数据线接入高电位信号，第n+1条数据线则接入低电位信号。
如图3所示，在第一实施例中，多条数据线D1、D2、D3，多条公共电极线Com，以及多条扫描线G0、G1……G7之间交叉形成多个像素区域，多条数据线D1、D2、D3与多条公共电极线Com之间相互间隔排布。其中，奇数行和偶数行的像素区域对应的像素电路不相同，奇数行的像素区域中只有一个第三薄膜晶体管T3以及一个液晶电容Cl，因此奇数行的每一个像素区域均为主像素区域；偶数行的像素区域中有一个第一薄膜晶体管T1和一个第二薄膜晶体管T2以及一个液晶电容Cl，因此，偶数行的每一个像素区域均为次像素区域。
如图4所示，每一个液晶电容Cl构成一个子像素，H代表主像素区域的子像素，L代表次像素区域的子像素，第一行子像素均为主像素区域的子像素，第二行子像素均为次像素区域的子像素，依次交叉分布。
如图5所示，在第二实施例中，每一行像素区域中都包含相互间隔分布的主像素区域和次像素区域。
如图6所示，每一行子像素都包含相互间隔分布的主像素区域的子像素和次像素区域的子像素。
在上述的第一实施例和第二实施例中，次像素区域中包含有两个薄膜晶体管，即第一薄膜晶体管T1和一个第二薄膜晶体管T2，这两个薄膜晶体管之间串联连接，可以将数据线上的电压进行分压，使得驱动液晶电容Cl的电压小于数据线上的电压。而主像素区域上只有一个薄膜晶体管，可以将数据线上的电压完全施加到液晶电容Cl上，驱动液晶电容的电压和数据线上的电压相同。因此，主像素区域中的液晶电容Cl的驱动电压大于次像素区域中液晶电容Cl的驱动电压。
液晶电容Cl是由像素电极、公共电极以及夹持在像素电极与公共电极之间的液晶构成，液晶电容Cl的驱动电压不一样，导致主像素区域和次像素区域中的液晶偏转不一样，而主像素区域和次像素区域是相互间隔分布的，液晶显示器的液晶在整体上分散更加均匀，不会出现液晶显示器的所有液晶偏转角度一样，液晶显示器上亮度低的区域会与周围亮度高的区域进行中和，因此，可以改善液晶显示器在大视角情形下对比度下降和色偏的缺点。
如图7所示，数据线D1、D3上的数据信号的波形相同，数据线D2、D4上的数据信号的波形相同，数据线D1和D2的波形则相反。这样可以避免液晶显示器出现显示不良，例如，可以通过避免相邻的数据线之间出现信号串扰的情形而避免液晶显示器出现显示不良。
综上所述，本发明通过在次像素区域中设置两个薄膜晶体管，即第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管，通过第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管将数据线上的电压进行分压后施加到子像素上，驱动子像素发光，而主像素区域只有一个第三薄膜晶体管，第三薄膜晶体管打开可以将数据线上的电压全部施加到子像素上；因此，主像素区域中的子像素的驱动电压大于次像素区域中的子像素的驱动电压，即主像素区域中子像素发光的亮度大于次像素区域中的子像素发光的亮度，而主像素区域和次像素区域又是间隔分布的，主像素区域的亮度和子像素区域的亮度会相互中和，可以降低垂直取向型液晶显示器的视角色偏，尤其是一些大视角色偏，例如70°视角等，以及改善液晶显示器的对比度下降的缺点。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种垂直取向型液晶显示器，其特征在于，包括：多条数据线、多条扫描线、多条公共电极线；
所述多条扫描线与所述多条数据线、以及所述多条公共电极线垂直交叉设置，形成阵列排布的多个像素区域；所述多条公共电极线与所述多条数据线之间相互间隔排布；
所述多个像素区域的每一个像素区域包含一个次像素区域和一个主像素区域，所述次像素区域和所述主像素区域相互间隔分布；
所述次像素区域包含一个第一薄膜晶体管、一个第二薄膜晶体管以及一个子像素，所述第一薄膜晶体管的栅极以及所述第二薄膜晶体管的栅极连接在同一条扫描线上，且所述第一薄膜晶体管的漏极以及所述第二薄膜晶体管的漏极分别连接在相邻的数据线和公共电极线上，所述第一薄膜晶体管的源极以及所述第二薄膜晶体管的源极均与所述子像素连接；
所述主像素区域包含一个第三薄膜晶体管和一个所述子像素，所述第三薄膜晶体管的栅极与所述扫描线连接，所述第三薄膜晶体管的漏极与所述数据线连接或者所述第三薄膜晶体管的漏极与所述公共电极线连接，且所述第三薄膜晶体管的源极与所述子像素连接；
在所述液晶显示器工作时，相邻的两条数据线用于接入波形相反的数据信号。
2.根据权利要求1所述的垂直取向型液晶显示器，其特征在于，每一行像素区域中的第一薄膜晶体管、第二薄膜晶体管以及第三薄膜晶体管均通过该行像素区域两侧的扫描线共同驱动，且每一条扫描线用于驱动一行像素区域的第一薄膜晶体管、第二薄膜晶体管以及第三薄膜晶体管。
3.根据权利要求1所述的垂直取向型液晶显示器，其特征在于，所述多个像素区域分为多行次像素区域和多行主像素区域，且所述多行次像素区域和所述多行主像素区域相互间隔排布。
4.根据权利要求3所述的垂直取向型液晶显示器，其特征在于，每一行次像素区域中相邻两个次像素区域中的子像素均通过所述第一薄膜晶体管和所述第二薄膜晶体管分别连接在该行次像素区域两侧的扫描线上；
每一行主像素区域中相邻两个主像素区域中的子像素均通过所述第三薄膜晶体管分别连接在该行主像素区域两侧的扫描线上。
5.根据权利要求4所述的垂直取向型液晶显示器，其特征在于，每一行主像素区域中相邻的两个第三薄膜晶体管分别连接在相邻的数据线和公共电极线上。
6.根据权利要求1所述的垂直取向型液晶显示器，其特征在于，所述多个像素区域中的每一行像素区域均包含相互间隔排布的多个次像素区域和多个主像素区域。
7.根据权利要求6所述的垂直取向型液晶显示器，其特征在于，每一行像素区域中相邻的次像素区域和主像素区域中的子像素分别连接在该行像素区域两侧的扫描线上。
8.根据权利要求1所述的垂直取向型液晶显示器，其特征在于，所述子像素为液晶电容。
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