TWI342537B - Liquid crystal display device and driving method thereof - Google Patents
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Description
L342537 六、 [0001] [0002] [0003] [0004] [0005] 095146237 099年12月21日梭正替換頁 發明說明: 【發明所屬之技術領域】 冬發明係關於一種液晶顯示裝置及其驅動方法。 【先前技術】 液晶顯示裝置因其具有低輻射性、輕薄短小及耗電低等 特點,故於使用上日漸廣泛,且隨著相關技術之成熟及 創新,其種類亦日益繁多。 請參閱圖1,其係一種先前技術液晶顯示裝置的結構示意 該液晶顯示裝置1 0包括一第:基板11、一公共電極 圖 12、一第一配向層j 3、' 2液^ill第二配向層15、 複數像素電極ί6及-第二i i與該第 二基板17相對設置,該液第二基板 11、1 7之間。§玄公共電極1 2及該第一 8¾命層13從上至下 依次設置於該第一‘板11之内側表面,.該像素電極1 6及 該第二配向層1δ從下至上依大設声气p考尸基板丨γ之内 侧表面。一像素電極16、對應的液晶分 子及與該像素電極16對應的用:食灸井‘極12構成—像素 該複數像素電極16由一資料驅動電路為其分別提供資料 電壓,該公共電極12由一公共電壓產生電路為其提供公 共電壓,當像素電極16及公共電極12加載有資料電恩及 公共電壓時’該像素電極16及該公共電極12間產生—電 場’該電場控制液晶分子的偏轉以實現亮暗的控制,從 而使液晶顯示裝置顯示出圖像。 請參閱圖2,其係圖1所示液晶顯示裝置的一個像素所加 表單編號A0101 笫4頁/共27頁
0993455844-0 1342537 % · 099年12月Z1日按正替換頁 載的資料電壓與公共電壓的波形圖◊在第n-1幀,該像素 的像素電極16加載一正電壓Vdatal,該公共電極12加載 一正電壓Vcom ’其中,Vcom>Vdatal。在第η幀,該像 - 素的像素電極16加載一正電壓Vdata2,該公共電極12加 載一正電壓Vcom ’其中,Vdata2>Vcom,且 Vdata2-Vcom=Vcora-Vdatal。在第n+lt貞,該像素的像 素電極16加載一正電壓Vdatal,該公共電極12加載一正 電壓Vcom。即第n + 1幀的情況與第n-1幀相同’如此便完 成—次循環。以後各幀重復以上規律。 ® [Q0Q6]由上述驅動過程可知,在任意一幀,該像素電極16及公 共電極12間的電場強度的方向逐幀變化,但其大小不變 。對於液晶分子而言’當電場強度的方向不斷變化而大 小不變時,其轉動的角度相同。實際產品中液晶顯示裝 置的液晶層14中存在雜質離子,而第一 '第二配向層13 、15係有機材料製作,因此該第一、第二配向層丨3、15 會俘獲液晶層14中的雜質離子,當像素電極μ與公共電 極12間的電場強度的大小不變時,液晶分子轉動的角度 ® 也不變’即液晶分子始終停留在同一位置,液晶分子對 雜質離子的運動阻礙較小,液晶層14中的雜質離子會大 量的聚集在第一、第二配向層13、15上,該第一、第二 配向層13、15間形成一殘留直流電場。當像素電極16與 公共電極12間的電場變化時,該第一、第二配向層13、 1 5間形成的殘留直流電場仍繼續存在,液晶分子相應會 轉動一定角度,甚至保持原來的位置不變,從而產生影 像殘留現象。 095146237 表單编號A0101 第5頁/共27頁 0993455844-0 1342537 099年12月21日省正替换頁 【發明内容】 [0007] 有鑑於此,提供一種能有效改善影像殘留現象的液晶顯 示裝置實為必需。 [0008] 同時有必要提供一種該液晶顯示裝置的驅動方法。 [0009] 一種液晶顯示裝置,其包括一資料驅動電路、一公共電 壓產生電路、複數資料線、複數像素電極及一公共電極 。該資料驅動電路藉由該複數資料線為該複數像素電極 提供資料電壓,該公共電壓產生電路為該公共電極提供
公共電壓。在任意一幀,該公共電i壓由一恆定的主公共 ... :广;V :: ' 電壓與一週期性變:化龠副而卷,該副公共 電壓的絕對值小於任意一幀i 差值,在一値週期内,該副 於其取值為負的次數。
共電壓的 的次數等 [0010] 一種液晶顯示裝置驅動方法,應用該驅'動方法的液晶顯 示裝置包括一資料驅動電生電路、複 數資料線、複數像素電極¥二ί公:W枉。該液晶顯示裝
f. U 置正常工作時,該資料驅動、電^藉喃該複數資料線為該 複數像素電極提供資料電壓,該公共電壓產生電路為該 公共電極提供公共電壓。在任意一幀,該公共電壓由一 恆定的主公共電壓與一週期性變化的副公共電壓疊加而 成,該副公共電壓小於任意一幀中資料電壓與主公共電 壓的差值,在一個週期内,該副公共電壓取值為正的次 數等於其取值為負的次數。 [0011] 與先前技術相比,本發明液晶顯示裝置及其驅動方法使 公共電壓有一微小的改變,像素電極與公共電極間的電 095146237 表單編號A0101 第6頁/共27頁 0993455844-0 1342537 φ [0012]
[0013] 〇99年12月21日修正替換頁 場強度的大小也有一微小的改變,液晶分子的轉動角度 也相應有一微小的變化,而這種微小的變化造成的光學 特性使人眼察覺不出’因此不影響顯示效果。因為液晶 分子的轉動角度有微小的變化’所以可以增加液晶層中 雜質離子間的無規則踫撞幾率,減少被第一、第二配向 層吸附的濃度,該第一、第二配向層間形成的殘留直流 電場強度也相應減小’從而有效改善了液晶顯示裝置的 影像殘留現象。 【實施方式】 請參閱圖3 ’其係本發明液晶顯示裝置之示意圖。該液晶 顯示裝置20包括一第一基板21、一公共電極22、—第一 配向層23 ' —液晶層24、一第二配向層25、複數像素電 極26及一第一基板27。*玄第一基板21與該第二基板27相 對設置’該液晶層24位於該第一、第二基板21、27之間 。該公共電極22及該第一配向層23從上至下依次設置於 該第一基板21之内側表面,該像素電極26及該第二配向 層25從下至上依次設置於該第二基板27之内側表面。一 像素電極26 '與該像素電極26對應的液晶分子及與該像 素電極26對應的部份公共電極22構成一像素, 請參閱圖4,其係本發明液晶顯示裝置的電路結構示意圖 。該液晶顯示裝置2〇包括一控制電路31 、一掃描驅動電 路32、一資料驅動電路33、一公共電壓產生電路34、複 數列相互平行之掃描線201、複數行相互平行並分別與該 掃描線201絕緣相交之資料線2〇2、複數鄰近該掃描線 201與該資料線2〇2交叉處之薄膜電晶體2〇6、複數像素 095146237 表·單編號Α0101 第7買/共27頁 0993455844Ό 1342537 099年12月21日修正替换頁 電極26 與該複數像素電極26相對設置之公共電極22 及夾於該二雷^ 1 極26、22之間之液晶分子。 [0014] 外界訊號輪入該控制電路31,該控制電路31發出一控制 Λ號控制„亥掃插驅動電路3 2與該資料驅動電路3 3工作, 並向該資料驅動電路33傳送相應之f料訊號。該掃描驅 動電路32輪出之掃描電壓藉由該複數掃描線201加載於相
應之溥膜電晶體2 0 6之閘極上,將相應之薄膜電晶體2 0 6 打開,泫資料驅動電路33輸出之資料電壓藉由該複數資 料線202加载於相應之薄臈電晶體2〇^之源極上,如果此 時該薄膜電晶體2 _餐新播也穩好|^緣赛料電壓可傳送 至該薄膜電晶畚2〇6之汲極極26上。該 公共電壓產生電路34同時載於該公 共電極22上’於是該像素電極26與該会揉電極22間會產 生—電場以控制液晶分子之轉動。 [0015] 請參閱圖5,其係圖3所示^轨亡個像素所加 載的資料電壓與公共電壓的:破戚,第n-2幀,該像素 的像素電極26加載一正電磋^4‘tal,該公共電極22加載 癱 一正電壓Vcom,其中’ Vcom>Vdatai。在第n-i幀,該 像素的像素電極26加載一正電壓Vdata2,該公共電極22 加栽一正電壓Vcom-Va,其中,Vdata2>Vc〇m,Va小於 該資料電壓Vdata2與公共電壓Vc〇m的差值,且 vdata2-Vcora=Vcom-Vdatal。在第n+貞該像素的像素 電極26加載—正電壓Vdatal,該公共電極Μ加載一正電 壓Vc〇m。在第,該像素的像素電極26加載一正電 壓Vdata2,該公共電極22加巷—τ 聚正電壓Vcom + Va。在第 095146237 表單編號A0101 第8頁/共27頁 0993455844-0 1342537 _ 099年12月21日核正替换頁 n + 2巾貞,該像素的像素電極26加載一正電壓Vdatal,該 公共電極22加載一正電壓Vcom,即第η + 2幀的情況與第 η-2幀相同,如此便完成一個循環°以後各幀重復以上規 律。 [0016] 在電場的作用下,液晶分子被極化,液晶分子等效為一 電偶極子,在第η-2幀,電場方向由公共電極22指向像素 電極26,液晶分子在電場中轉動,轉動的角度由電場的 大小決定。現假設像素電極26與公共電極22之間距為d, 則電場大小為1,液晶分子的電偶極矩與 • —d— 電場的夾角為0。 [0017] 在第n-1幀,電場方向由像素電極26指向公共電極22,此 時電場大小為,液晶分子的電偶極矩 d • 與電場的夾角為(0-0)。 [0018] 在第η幀,電場方向由公共電極22指向像素電極26,此時 電場大小為1,液晶分子的電偶極矩與電 d 場的央角為θ。 [0019] 在第n + 1幀,電場方向由像素電極26指向公共電極22,此 095146237 表單編號A0101 第9頁/共27頁 0993455844-0 1342537 099年12月21日按正替换頁 忉一 ’液晶分子的電偶極矩與電場的 d 夾角為(0 + 0)。 [0020] 在第n + 2幀,電場方向由公共電極22指向像素電極26,此 時電場大小為’液晶分子的電偶極矩與
電場的央_角為0。
液晶分 [0021] 由此可以得出:當電場大 子的轉動角度也相應有微而奪霖微小的變化 人眼察覺不出,因此不影響顯示效果液晶分子不 是始終停留在同一位置,所以液晶層中雜質離子間的無 規則碰撞機率會增大,液字^配向層吸附 的機率相應減少,被配向層吸離子所形成的殘
·. 1 V
留直流電場強度也相應減小,Ά耑%效改善了液晶顯示 裝置的影像殘留現象。 [0022] 請參閱圖6,其係圖4所示公共電壓產生電路的一種具體 電路結構示意圖。該公共電壓產生電路34包括一電源輸 入端301、一運算放大器302、一第一控制訊號輸入端 303、一第二控制訊號輸入端304、電晶體Q1、電晶體Q2 、電阻R1、電阻R2、電阻R0、電阻R3及電阻R4,其中, 該電源輸入端301接收一電壓Vdd,該電阻R0係一可變電 095146237 表單編號A0101 第10頁/共27頁 0993455844-0 099年12月21日 阻 忒電阻R3與電阻R4的電阻值相等。該電阻^ 電阻 R2 '屯阻^〇、電阻R3及電阻R4依次串接在該電源輸入端 301與地之間,即組成一分壓電路。該電晶體以的源極、 汲極與該電阻R3並聯,其閘極作為該第一控制訊號輸入 端303,該電晶體Q2的源極、汲極與該電阻以並聯,其閘 極作為該第二控制訊號輪入端3〇4。該電阻ri與電阻R2之 間具一節點連接該運算敌大器3〇2的同相輸入端,該運算 放大器302的反相輸入端連接其輸出端,公共電壓自該輪 出端輸出。 請參閱圖7,其係該第一、第二控制訊號輸入端的輸入訊 號波形圖。現一併結合圖6說明該公共電壓產生電路3 4的 工作過程。在第n-2幀,該第一控制訊號輸入端3〇3接收 一高電平,該第二控制訊號輸入端304接收一低電平,該 電晶體Q1導通,電晶體Q2關閉,電阻R3被短路,此時輪 出端302的輸出電壓值 %”卜(幻+則+沏)X「必,此時V°Ut = VC〇m。 i?l + ^2 + J?0+^4 在第n-l幀,該第一控制訊號輸入端303接收一高電平, 該第二控制訊號輸入端304接收一高電平,該電晶體Q1導 通,電晶體Q2導通’電阻R3與電阻R4被短路,此時輸出 端302的輸出電壓值
Vout = (R2 + RQ)xVdd ,此 時Vout = Vcom-Va。在第η幀,該第〆控制訊號輸入端 303接收一低電平’該第二控制訊號輸入端接收一高 電平,該電晶體Q1關閉,電晶體Q2導通’電阻R4被短路 表單編號Α0101 第11頁/共27頁 0993455844-0 1342537 ,此時輸出端302的輸出電壓值
Vout = (Κ2^Κ0^ΙΏ)χνάά Ri-bR2+RQ + R3~ 099年12月Z1日梭正替換頁 ,it匕 8夺Vout = Vcom 。 [0024] [0025] 在第n+1幀,該第一控制訊號輸入端303接收一低電平, 該第二控制訊號輸入端304接收一低電平,該電晶體Q1關 閉,電晶體Q2關閉,此時輸出端302的輸出電壓值 v〇uf (i?2 ++ + ,此時J?1 + i?2 + RQ + R3 + R4. ·, Vout = Vcom + Va。第n + 2幘的情況教華取-2幀的情況完全 相同。 與先前技術相比,本發明 公共電壓有一微小的改變 的電場強度的大小也有一微小的改變,.分子的轉動 角度也相應有一微小的變化,而這種微小的變化人眼察 覺不出’因此不影響顯示子的轉動角 度有微小的變化,所以可以增%.液4中雜質離子間 • ; 的無規則踫撞幾率,減少被索一.、隹二配向層23、25吸 附的濃度,該第一、第二配向層23、25間形成的殘留直 流電%強度也相應減小,從而有效改善了液晶顯示裝置 2 0的影像殘留現象。 本發明液晶顯$裝置公共電極所加載的公共電壓有多種 變化形式,現提供另-種變化形式,如圖8所^在第^ 2幀,該像素的像素電極26加栽—正電壓Vdatai ’該公 共電極22加載-正電壓v__Vb,其_,v咖〉
095146237 表單編號A0101 第12頁/共27頁 0993455844-0 1342537 • , 099年12月"II日核正替換頁 ,Vb小於該資料電壓”以“與公共電壓Vc〇m的差值。在 第n-H>貞’該像素的像素電極26加載一正電壓Vdata2, 該公共電極22加载一正電壓Vcom_Vb,其中,
Vdata2>Vcom,且Vdata2,Vcom = Vcom-Vdatal。在第η 幀,该像素的像素電極26加載一正電壓vdatal,該公共 電極22加載一正電壓vcom + vb。在第η+ι幀,該像素的像 素電極26加載一正電壓Vdata2,該公共電極22加載一正 電壓Vcom + Vb。在第n + 2幀,該像素的像素電極26加載一 正電壓Vdatal,該公共電極22加載一正電壓vcom-Vb, ^ 即第η + 2 Ί1貞的情況與第η - 2幀相同,如此便完成一個循環 。以後各幀重復以上規律。 [0026] 綜上可總結出該公共電壓的變化規律為:在任意一幀, 該公共電壓由一恆定的主公共電壓(Vc〇m)與一週期性變 化的副公共電壓(Va或Vb)疊加而成,該副公共電壓(va 或Vb)小於任意一幀中資料電壓(Vdatal或Vdata2)與主 公共電壓(Vcom)的差值’在一個週期内,該副公共電壓 (Va或Vb)取值為正的次數等於其取值為負的次數。 [0027] 综上所述’本發明確已符合發明之要件,爰依法提出專 利申請。惟,以上所述者僅為本發明之較佳實施方式, 本發明之範圍並不以上述實施方式為限,舉凡熟習本案 技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化, 皆應涵蓋於以下申請專利範圍内。 【圖式簡單說明】 [0028] 圖1係一種先前技術液晶顯示裝置的結構示意圖。 [0029] 095146237 圖2係圖1所示液晶顯示裝置的一個像素所加載的資料電 表單編珑A0101 第13頁/共27頁 0993455844-0 LM2537 099年12月21日按正頁 壓與公共電壓的波形圖。 [0030] 圖3係本發明液晶顯示裝置之示意圖。 [0031] 圖4係本發明液晶顯示裝置的電路结構示意圖。 [0032] 圖5係圖3所示液晶顯示裝置的一個像素所加載的資料電 壓與公共電壓的波形圖。 [0033] 圖6係圖4所示公共電壓產生電路的一種具體電路結構示 意圖。 [0034] [0035] 圖7係該第一、第二控制訊.號輸入端妁輸入訊號波形圖。 -»·
[0036] [0037] [0038] [0039] [0040] [0041] [0042] [0043] [0044] [0045] 圖8係圖3所示谈晶顯 壓與公共電壓的另一 【主要元件符號說明】 液晶顯示裝置:20 第一基板:21 .ψ > • V .丨,,· j 1 » ·〇.· \ \ f ·ν 公共電極:22 \二:z .:.:y ‘ ' 第一配向層:23 ' 液晶層:24 第二配向層:25 像素電極:26 第二基板:27 控制電路:31 掃描驅動電路:32 ; I· ' v ' ^ ·· ·.
0993455844-0 095146237 表單編號A0101 第14頁/共27頁 13.42537 099年12月21日核正替换頁 [0046] 資料驅動電路:3 3 [0047] 公共電壓產生電路:34 [0048] 掃描線·· 201 [0049] 資料線:202 [0050] 薄膜電晶體:206 [0051] 電源輸入端:301 [0052] 運算放大器:302
[0053] 第一控制訊號輸入端:303 [0054] 第二控制訊號輸入端:304
095146237 表單編號A0101 第15頁/共27頁 0993455844-0
Claims (1)
- B42537 ' I 099年12月梭正替換頁 七、申請專利範圍: 1 . 一種液晶顯示裝置,其包括一資料驅動電路、一公共電壓: 產生電路、複數資料線、複數像素電極及一公共電極,該 資料驅動電路藉由該複數資料線為該複數像素電極提供資 料電壓,該公共電壓產生電路為該公共電極提供公共電壓 ,在任意一幀,該公共電壓由一恒定的主公共電壓與一週 期性變化的副公共電壓疊加而成,該副公共電壓的絕對值 小於任意一幀中資料電壓與主公共電壓的差值,在一個週 期内,該副公共電壓取值為正的次激等於其取值為負的次 . . V* 數0如申請專利$1隹'第1項所述观網中,該副 公共電壓的絕對值小於主公| 如申請專利範圍第1項或第2項所述之液顯示裝置,其中 ,該公共電壓產生電路包括一電源輸入:端,、一第一控制訊 號輸入端、一第二控制訊號輸入端、電晶體Q1、電晶體 ί t , Q2、電阻R1、電阻R2、電釭咖、;管>且戈3’-、‘!電阻1?4及一運 算放大器,該電阻R1、電阻R2:奢阻R0、電阻R3及電阻 R4依次串接在該電源輸入端與也£閜,該電晶體Q1的源 極、汲極與該電阻R3並聯,其閘極作為該第一控制訊號輸 入端,該電晶體Q2的源極、汲極與該電阻R4並聯,其閘 極作為該第二控制訊號輸入端,該電阻R1與電阻R2之間 具一節點連接該運算放大器的同相輸入端,該運算放大器 的反相輸入端連接其輸出端。 4.如申請專利範圍第3項所述之液晶顯示裝置,其t,該電 阻R0係一可變電阻,該電阻R3與電阻R4的電阻值相等。 095146237 表單編號A0101 第16頁/共27頁 0993455844-0 卯9年12月21日惨正替換頁 1 種液晶顯示裝置驅動方法,應用該驅動方法的液晶顯示 裝置包括—資料驅動電路、一公共電麼產生電路、複數資 料線、複數像素電極及一公共電極,該液晶顯示裝置正常 工作時’該貢料驅動電路藉由該複數資料線為該複數像素 電極提供資料電壓,該公共電塵產生電路為該公共電極提 供公共電麼,在任意-帽,該公共電慶由—值定的主公共 電壓與-週期性變化的副公共電壓叠加而成,該副公共電 壓的絕對值小於任意一幢中資料電壓與主公共電壓的差值 ’在一個週期内,該副公共電壓取值為正的次數等於其取 值為負的次數。 .如申請專利範圍第5項所述之液晶顯示裝置驅動方法,其 中,該副公共電壓的絕對值小於主公共電壓的百分之五。 .如申請專利範圍第5項或第6項所述之液晶顯示裝置驅動方 法,其中,疋義從第n-2幀到第n + I幀為一個週期,在第 n-2幀’該主公共電壓為Vc〇m,該副公共電壓為〇 ·在第 n-1幀,該主公共電壓為Vcom,該副公共電壓為_Va,且 Va小於該資料電壓與主公共電壓仏⑽的差值;在第n幀, 該主公共電壓為Vcom,該副公共電壓為〇 ;在第n + 1幀, 該主公共電壓為Vcom ’該副公共電壓為+ va。 .如申請專利範圍第7項所述之液晶顯示裝置驅動方法,其 中,加載於各像素電極的資料電壓在某一幀大於公共電壓 ,而在相鄰幀小於公共電壓。 .如申請專利範圍第8項所述之液晶顯示裝置驅動方法,其 中,在第n-2幀,某一像素的像素電極加載一正電壓 Vdatal,且Vcoro>Vdatal ;在第n-lt貞,該像素的像素 電極加載一正電壓Vdata2,且Vdata2>Vcom, 表單編號A0101 笫17頁/共27頁 0993455844-0 10 10 11 12 13 Wta2-Vcom=vcom_vdatal;在第n傾該像素的像素 電極加載一正電壓Vdatal;在苐n+1憤,該像素的像素電 極加載一正電壓Vdata2。 如申請專利範圍第5項或第6項所述之液晶顯示裝置驅動方 法,其中,定義從第n-2幀到第n + 1幀為一個週期,在第 η 2幀,该主公共電壓為Vc〇m,該副公共電壓為_vb,且 Vb小於該資料電壓與主公共電壓^⑽的差值;在第〇1幀 ’該主公共電壓為Vcom,該副公共電壓為_Vb ;在第η幀 ,遠主公共電壓為Vcom,該副公表策壓為+ Vb ;在第 1幀,該主公共$ 震壓為+几。 如申請專利範蒙第10項所述動方法,其 卜加載於緣素電極的資於公共電壓 ’而在相鄰帕小於公共電 ..'r. 如申請專利範圍第11項所述之液晶顯示_驅動方法,其 中’在第n-2幀’某一像素的像素電極加載一正電壓 Vdatal ’ 且VC〇m>Vdatal!;(_^CkK:^像素的像素 電極加載一正電壓Vdata2 ; J^i^t‘a2yVcom, -*·,- Λ ' > Vdata2-Vcom=Vcom-Vdatai ; 貞,該像素的像素 電極加載一正電壓Vdatal ;在第n+1幀,該像素的像素電 極加載一正電壓Vdata2。 如申請專利範圍第5項或第6項項所述之液晶顯示裝置驅動 方法,其中,該公共電壓產生電路包括一電源輸入端、一 第一控制訊號輸入端、一第二控制訊號輸入端、電晶體Q1 、電晶體Q2、電阻R1、電阻R2、電阻R0、電阻R3、電阻 R4及一運算放大器,該電阻R1、電阻R2、電阻R〇、電阻 R3及電阻R4依次串接在該電源輸入端與地之間,該電晶 095146237 表單編號A0101 第18頁/共27頁 0993455844-0 1342537 099年12月21日核正替换頁 體Q1的源極、汲極與該電阻R3並聯,其閘極作為該第一 控制訊號輸入端,該電晶體Q2的源極、汲極與該電阻R4 並聯,其閘極作為該第二控制訊號輸入端,該電阻R1與電 阻R2之間具一節點連接該運算放大器的同相輸入端,該運 算放大器的反相輸入端連接其輸出端。 14 .如申請專利範圍第13項所述之液晶顯示裝置驅動方法,其 中,該電阻R0係一可變電阻,該電阻R3與電阻R4的電阻 值相等。095146237 表單編號A0101 第19頁/共27頁 0993455844-0
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