TWI384301B - 液晶顯示裝置 - Google Patents

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Description

液晶顯示裝置
本發明係關於一種液晶顯示裝置，特別是關於一種可減少功率消耗的液晶顯示裝置。
作為影音(AV)機器與辦公室自動化(OA)機器的顯示裝置，液晶顯示(LCD)裝置因為其厚度薄、重量輕、功率消耗低等優點而已被廣泛地使用。
換句話說，應用於個人電腦、電視等的顯示裝置、以及應用於電子計算器、行動電視、行動電話、行動傳真等的顯示裝置有需要成為小尺寸與輕重量。此外，這些裝置亦有需要具有低功率消耗，這是因為在其被攜行時係使用電池來操作。
作為低功率消耗的顯示裝置，舉例來說，已為人所知者為LCD裝置等等。
亦即，LCD裝置係為滿足低功率消耗之需求的最適用者係為人所熟知，另一方面，LCD裝置亦有需要成為大尺寸並具有較高畫質。
典型的習知LCD裝置已分別揭示於諸如日本專利公開公報第2003－315766(第1圖)以及日本專利公開公報第2003－255907(第1圖及第2圖)等案件中。
在典型的習知LCD裝置中的主動矩陣式LCD裝置之中，畫素係排列成一矩陣。此外，每一畫素皆包括一開關元件。在此主動矩陣LCD裝置中，該開關元件係連接於一位址線，並且一信號線係在該開關元件的控制之下而供應一顯示信號。
在第1A圖中係顯示主動矩陣式LCD裝置之概略的示意圖。在此例中，於此主動矩陣式LCD裝置中，畫素係排列成一行，而該行係對應於沿著同一行而延伸之一信號線的。再者，在此主動矩陣式LCD裝置中，對於排列在列方向上的信號線來說，信號線驅動電路係分別排列在該相同方向上。
在此主動矩陣式LCD裝置中，一顯示信號對一畫素的供應係藉由一信號線以及一信號線驅動電路而執行。
此外，習知技術中的LCD元件包括了各畫素中的一薄膜電晶體(TFT)、以及一閘線和對應於該TFT的一信號線。此外，經由前述TFT供應電壓至一畫素電極而被供應至該信號線的一電壓之正或負極性，會被反轉成在一行對行基礎上之一共同電壓。相對於該共同電壓的正及負電位會依一圖框至一圖框的基礎上交替地被供應且被保持於該畫素電極(請參閱第2圖)。
在揭示於日本專利公開公報第2003－315766以及日本專利公開公報第2003－255907之案件的習知LCD裝置中將尺寸製作地更大，然而，產生於一信號線與一閘線之間、一信號線與一共同電極之間、一信號線與一畫素電極之間等等的一寄生電容亦會變得更大。因此，由一信號線電容以及一線電阻所定義的一時間常數也會變得更大。
藉此，信號線的上升時間便會遭到延遲，且存在無法充分地執行顯示信號供應至畫素的可能性。
另外，在將習知LCD裝置製作成具有較高畫質的情形下，在一場期間內所驅動的畫素個數亦會增加。由於這個原因，每一畫素的一寫入時間會變得較短，藉此電壓供應至畫素亦會變得不足。
另一方面，在執行水平線反轉或是點反轉的情形下，信號線驅動電路的一極性反轉頻率會變得較高，因此，功率消耗便會增加。
本發明係為了解決上述問題而完成，且本發明的目的在提供不具有上述問題的一種液晶顯示裝置。
為了達成上述目的，本發明的液晶顯示裝置包括：複數條汲線；複數條閘線，其與該等汲線相交；以及開關元件，形成於該等汲線與該等閘線相交處之對應的一個交點之鄰近處。再者，本發明的液晶顯示裝置包括：一陣列基板，包括畫素電極以及由該等畫素電極所構成的一畫素區域，該等畫素電極排列成一矩陣，且每一畫素電極連接於每一開關元件之二端的其中一端；一對向基板，面向該陣列基板放置；以及一液晶層，位於該陣列基板與該對向基板之間。
本發明之上述液晶顯示裝置更包括：一信號輸出電路，將對應於顯示資料的顯示信號輸出至該等汲線；以及一閘掃描驅動電路，在每一掃描圖框週期之內依序掃描該等閘線。
當具有上述結構時，本發明的液晶顯示裝置具有至少二個開關元件連接於每一畫素電極。此外，在本發明的液晶顯示裝置中，二個開關元件中的一第一開關元件之另一端連接於該等汲線的一奇數號線，其供應具有一正極性的第一顯示信號。二個開關元件中的一第二開關元件之另一端連接於該等汲線的一偶數號線，其供應具有一負極性的第二顯示信號。再者，在本發明的液晶顯示裝置中，該等閘線的一奇數號線連接於該第一開關元件的一控制端，且該等閘線的一偶數號線連接於該第二開關元件的一控制端。
另外，本發明的液晶顯示裝置之該閘掃描驅動電路所具有的配置為：該閘掃描驅動電路選擇性地驅動該等閘線的奇數號線與該等閘線的偶數號線，並藉此反轉該液晶層之電場的方向但不改變該等顯示信號的極性。
另一方面，本發明的另一種液晶顯示裝置包括：複數條汲線；複數條閘線，其與該等汲線相交；以及開關元件，形成於該等汲線與該等閘線相交處之對應一個交點的鄰近處。再者，本發明的液晶顯示裝置包括：一陣列基板，包括畫素電極以及由該等畫素電極所構成的一畫素區域，該等畫素電極排列成m列(其中m代表一正整數)與n行(其中n代表一正整數)的一矩陣，且每一畫素電極連接於每一開關元件之二端的其中一端；一對向基板，面向該陣列基板放置；以及一液晶層，位於該陣列基板與該對向基板之間。
本發明之此一液晶顯示裝置更包括：一信號輸出電路，將對應於顯示資料的顯示信號輸出至該等汲線；以及一閘掃描驅動電路，在每一掃描圖框週期依序地掃描該等閘線。
當具有上述結構時，本發明的液晶顯示裝置包括：至少二個開關元件連接於一對應之畫素電極，其係排列於第i列(其中i代表一正整數)與第j行(其中j代表一正整數)的相交處。此外，在本發明的液晶顯示裝置中，二個開關元件中的一第一開關元件之另一端連接於該等汲線的一奇數號線，其供應具有一正極性的第一顯示信號，且二個開關元件中的一第二開關元件之另一端連接於該等汲線的一偶數號線，其供應具有一負極性的第二顯示信號。再者，在本發明的液晶顯示裝置中，該等閘線的一奇數號線連接於該第一開關元件的一控制端，該等閘線的一偶數號線連接於該第二開關元件的一控制端，排列於第i列與第j＋1行之相交處的畫素電極之第一開關元件的另一端係連接於該等汲線的該偶數號線，其第二開關元件的另一端連接於該等汲線的另一奇數號線，該等閘線的該奇數號線係連接於該第一開關元件的一控制端，且該等閘線的該偶數號線連接於該第二開關元件的一控制端。
另外，該閘掃描驅動電路選擇性地驅動該等閘線的偶數號線與該等閘線的奇數號線，並藉此反轉該液晶層之電場的方向但不改變該等顯示信號的極性。
再者，本發明的此一液晶顯示裝置更可採用一種配置，藉由該配置並使用每一畫素電極之閘線的其中兩號線，開關信號會依一掃描圖框至一掃描圖框的基礎上被交替地供應至該等第一開關元件及該等第二開關元件，藉此而開關該液晶層之電場的方向。
再者，本發明的此一液晶顯示裝置亦皆可採用一種場效應電晶體的結構，並且本發明之此一液晶顯示裝置的該場效應電晶體亦可採用一薄膜電晶體的結構。
再者，本發明的此一液晶顯示裝置亦可採用一種垂直電場模式或是一種水平電場模式。
如上所述，根據本案發明，第一效果，可以大幅地減少液晶顯示裝置的功率消耗。再者，第二效果，能夠減少液晶顯示裝置之信號波形的延遲，以及能夠達成與該減少相關之液晶顯示裝置中的同平面寫入百分比之分佈的均等化。
也就是說，能獲得上述效果的原因之一在於：因為信號線的輸出極性未被反轉，因此能夠相當程度地減少通往線的一充電電流，是故可減少功率消耗。另一個原因在於：對於上述原因來說，能夠減少液晶顯示裝置中的信號延遲，藉此信號波形的上升時間則不會被延遲，並且與此減少一致地，能夠提升液晶顯示裝置中的同平面寫入百分比之分佈的均等化。
以下將參考圖示之實施例對本發明進行陳述。熟習該項技術者可確知使用本發明之教示可以完成多種替代性的實施例，並且本發明並不限於用以進行解說的實施例。
其次，以下說明本發明所應用的實施例。下面的說明將解釋本發明的實施例，並且本發明並不限於以下的實施例。
為了說明上的清楚，以下的說明及圖示中將適當地進行省略與簡化。此外，熟習該項技術者將可輕易地對於以下的實施例之各元件進行修改、增加及變化，但皆不脫本發明之保護範圍。
需要注意的是，各圖中標示著相同的圖示符號的元件為相同元件，並且將會適當地省略其說明。
(本發明的第一實施例)
以下參考圖示以詳細說明本發明一實施例的構造。此處，係將本發明的任何一種LCD裝置應用於一垂直電場模式(TN(扭曲向列型)、VA(垂直配向型)、OCB(光學補償雙折射)等等)的LCD裝置，其中液晶分子的配向係由一陣列基板上的複數個電極以及配置在一對向基板上的一電極之間的一電場所改變。
請參閱第3圖與第6圖，一LCD裝置100包括：在一顯示區域102上排列成一矩陣的畫素電極11、12、13、21、22、23、31、32及33；以及分別對應於開關元件的TFT，其中至少二個開關元件係設於一畫素電極用以經由一顯示控制電路101而將對應於影像資料的輸入顯示信號供應至該等畫素電極。
其次，請另外參閱第5圖，該LCD裝置100包括一陣列基板10，其上設有排列成一矩陣的畫素電極11、12、13、21、22、23、31、32及33以及複數對TFT 111與112、121與122、131與132、213與214、223與224、233與234、315與316、325與326、以及335與336。複數對TFT係連接於對應的畫素電極11、12、13、21、22、23、31、32及33。此外，該LCD裝置100在該陣列基板10與一對向基板40之間介插一液晶層440，該對向基板40上具有一共同電極443。
要注意的是，為了要對汲線編號，係將汲線中的相隔一個表現在行所排列的方向上，如同第一汲線、第三汲線、第五汲線、第七汲線等等的奇數號汲線，其係由第6圖所示之該顯示區域102的左上角102－A作為出發點。
再者，還將汲線中的另一相隔一個依序表現成如同第二汲線、第四汲線、第六汲線、第八汲線等等的偶數號汲線。
再者，為了要對閘線編號，係以類似於對汲線編號的方式而將閘線表現在列所排列的方向上成為偶數號閘線，其係由該顯示區域102的左上角102－A作為出發點。
該陣列基板包括：一偶數號信號輸出電路70，用以供應一顯示信號經由偶數號汲線72與74而至每一畫素電極；以及一奇數號信號輸出電路80，用以供應一顯示信號經由奇數號汲線81與83而至每一畫素電極。
在上述說明中，該偶數號信號輸出電路70與該奇數號信號輸出電路80係分別設置於該陣列基板10上之每一畫素電極附近的不同側，而該偶數號信號輸出電路70與該奇數號信號輸出電路80亦可設置於該陣列基板10上之每一畫素電極附近的同一側。
再者，該陣列基板10包括一閘掃描驅動電路50以經由奇數號閘線51、53及55與偶數號閘線52、54及56而供應可控制每一TFT之ON與OFF狀態的一信號。
也就是說，藉由在該陣列基板10與其上具有一共同電極443的該對向基板40之間設置該液晶層440，該LCD裝置便可以調變光線的強度，其中光線係利用對每一畫素的透射、散射、吸收、雙折射等等而射入該液晶層，並藉此執行顯示。
每一個連接於一對應之奇數號閘線51、53及55之TFTs 111、121、131、213、223、233、315、325及335的源極與汲極，皆係介於一對應信號線81、72及83與一對應畫素電極11、12、13、21、22、23、31、32及33之間。
此外，每一個連接於一對應之偶數號閘線52、54及56之TFTs 112、122、132、214、224、234、316、326及336的源極與汲極，皆係介於一對應信號線72、83及74與一對應畫素電極11、12、13、21、22、23、31、32及33之間。
是故，TFTs 111、121、131、213、223、233、315、325及335的ON與OFF狀態係由施加於該等奇數號閘線51、53及55的一掃描信號所控制。
當TFTs 111、121、131、213、223、233、315、325及335開啟於ON時，供應於個別信號線81、72及83的一顯示信號便會被選定而施加至該等畫素電極11、12、13、21、22、23、31、32及33。
同樣地，TFTs 112、122、132、214、224、234、316、326及336的ON與OFF狀態係由施加於該等偶數號閘線52、54及56的一掃描信號所控制。
當TFTs 112、122、132、214、224、234、316、326及336開啟於ON時，供應於個別信號線72、83及74的一顯示信號便會被選定而施加至該等畫素電極11、12、13、21、22、23、31、32及33。
其次，參考所附圖示以詳細說明本發明第一實施例的操作。此處，該等畫素電極的說明係利用一畫素電極11與一畫素電極12作為代表來進行。
本發明的第一實施例之LCD裝置具有與單一畫素電極11相關的二個TFTs 111與112，TFT 111的汲極(或源極)係連接於該畫素電極11左側的奇數號信號線81，此外，TFT 111的閘極係連接於該畫素電極11上方的奇數號閘線51。
同樣地，TFT 112的汲極(或源極)係連接於該畫素電極11右側的偶數號信號線72，此外，TFT 112的閘極係連接於該畫素電極11下方的偶數號閘線52。
請另外參閱第4圖，TFT 111在一圖框期間內接收供應至該畫素電極11左側之奇數號信號線81的一信號Djo(V0)以及供應至該畫素電極11上方之奇數號閘線51的一信號Gio，藉此而施加一電壓於該畫素電極11。此處，用於這些信號的下標"o"是代表一奇數的符號。
同樣地，TFT 112的汲極(或源極)係連接於該畫素電極11右側的偶數號信號線72，此外，TFT 112的閘極係連接於該畫素電極11下方的信號線52。
TFT 112在接著前述圖框期間之後的另一圖框期間內接收供應至該畫素電極11右側之偶數號信號線72的一信號Dje(－V0)以及供應至該畫素電極11上方之偶數號閘線52的一信號Gie，藉此而施加一電壓於該畫素電極11。此處，用於這些信號的下標"e"是代表一偶數的符號。
也就是說，兩號閘線係排列成通往每一行的畫素電極，一ON電壓只會被供應至每一圖框中處於一ON操作之兩號閘線中的任何一號線，並且這種操作可以交替地執行於兩號閘線上。
利用上述結構，供應至該畫素電極左方之信號Djo的一信號電壓(具有一正極性)會被施加於供應至該奇數號閘線之信號Gio進行操作所在之圖框內的畫素電極。對向地，供應至該畫素電極右方之信號Dje的一信號電壓(具有一負極性)會被施加於供應至該偶數號閘線之信號Gie進行操作所在之圖框內的畫素電極。
接著說明位於接近該畫素電極11之右側的該畫素電極12之連接與操作。
畫素電極12具有二個TFTs 121與122，TFT 121的汲極(或源極)係連接於該畫素電極12左側的偶數號信號線72，此外，TFT 121的閘極係連接於該畫素電極12上方的奇數號閘線51。
同樣地，TFT 122的汲極(或源極)係連接於該畫素電極12右側的奇數號信號線83，此外，TFT 122的閘極係連接於該畫素電極12下万的偶數號閘線52。
請另外參閱第4圖，TFT 121在一圖框期間內接收供應至該畫素電極12左側之偶數號信號線72的該信號Dje以及供應至該畫素電極12上万之奇數號閘線51的該信號Gio，藉此施加一電壓於該畫素電極12。
同樣地，TFT 122的汲極(或源極)係連接於該畫素電極12右側的奇數號信號線83，此外，TFT 122的閘極係連接於該畫素電極12下方的信號線52。
TFT 122在接著前述圖框期間之後的另一圖框期間內接收供應至該畫素電極12右側之信號線83的該信號Djo(V0)以及供應至該畫素電極12上方之偶數號閘線52的該信號Gie，藉此施加一電壓(V0)於該畫素電極12。
利用上述結構，供應至該畫素電極左方之信號Dje的該信號電壓(具有負極性)會被施加於供應至信號Gio進行操作所在之圖框內的畫素電極。對向地，供應至該畫素電極右方之信號Djo的信號電壓(具有正極性)會被施加於供應至該偶數號閘線之信號Gie進行操作所在之圖框內的畫素電極。
也就是說，當選定供應至該畫素電極11左方之該奇數號信號線81的信號Djo時，供應至該畫素電極11右方之信號線72的信號Dje便產生如同該畫素電極12之一信號線12的一信號－－－亦即信號D(j＋1)o的作用。
此處，該畫素電極的任何一個係表示為一通用畫素電極Pi(i,j)，並且位於鄰近該畫素電極Pi(i,j)右側的一畫素電極係表示為一畫素電極Pi(i,j＋1)。也就是說，當選定供應至該畫素電極Pi(i,j)左方之信號Djo時，供應至該畫素電極Pi(i,j)右方之信號線的信號Dje便產生如同該畫素電極Pi(i,j＋1)左万之信號線之信號D(j＋1)的作用。
信號線之一交替線供應一正極性的電壓，並且另一交替的信號線係供應一負極性的電壓。該等電壓被穩定地輸出而並未反轉對一共同電壓的相對極性。
請再參閱第5圖，此一LCD裝置包括了：包括該共同電極443以及用以驅動該共同電極443之一共同電極驅動電路442的該對向基板40；以及介於該對基板之間的該液晶層440。此外，用以密封該液晶層440的密封構件441亦配置於此LCD裝置之內。
該共同電極443可以由諸如ITO(氧化銦錫)之類的透明導電材質所形成。
在此LCD裝置之中，每一TFT之通道半導體層係藉由使用諸如poly－Si的多晶矽而形成。
另外，本發明的任何一種LCD裝置皆可採用的配置為，將LCD裝置應用於垂直電場模式(TN(扭曲向列型)、VA(垂直配向型)、OCB(光學補償雙折射)等等)，其中液晶分子的配向係由陣列基板與對向基板上的複數個電極中的每一個之間的一電場所改變。
根據此一實施例之LCD裝置，二個TFTs係連接於一單一畫素電極，藉此恆定地具有一正極性的一顯示信號以及恆定地具有一負極性的一顯示信號會分別經由這些不同的電晶體而被交替地寫入該單一畫素電極。由於該等信號線之顯示信號的輸出極性並未反轉，因此能夠大幅地減少通往線的一充電電流，並因此而降低功率消耗。
藉此，便可以實現垂直電場模式LCD裝置之功率消耗的大幅減少。再者，由於該等信號線之顯示信號的輸出極性並未反轉，因此能夠減少該等信號線之顯示信號的信號延遲，藉此並未延遲波形的上升時間，並且能夠減少信號波形的延遲。與此點一致，還能夠促進垂直電場模式液晶顯示裝置中的同平面寫入百分比之分佈的均等化。
(本發明的第二實施例)
接著，以下說明將本發明的任何一種LCD裝置應用成為諸如一水平電場模式(IPS(橫向電場開關))的LCD裝置。在此水平電場模式中，液晶分子的配向係由設在一陣列基板上的複數個電極中的每一個之間的一電場所改變。
請參閱第7圖與第9圖，一第一水平電場模式LCD裝置200包括：在一顯示區域202上排列成一矩陣的畫素電極Pi(i,j)11A、12A、13A、21A、22A、23A、31A、32A及33A；以及分別對應於開關元件的TFTs，其中至少二個開關元件係設於一畫素電極用以經由一顯示控制電路101A而將對應於影像資料的輸入顯示信號供應至該等畫素電極。
其次，請另外參閱第8A~8C圖，該第一水平電場模式LCD裝置200包括由玻璃基板所構成的一陣列基板10A，其上設有排列成一矩陣的畫素電極11A、12A、13A、21A、22A、23A、31A、32A及33A以及複數對TFTs 111A與112A、121A與122A、131A與132A、213A與214A、223A與224A、233A與234A、315A與316A、325A與326A、以及335A與336A。個別對之TFTs係連接於個別的畫素電極11A、12A、13A、21A、22A、23A、31A、32A及33A。
此外，該第一水平電場模式LCD裝置200在由玻璃基板所構成的該陣列基板10A上設有共同電極443A，並且這些共同電極443A為一閘絕緣膜455所覆蓋。再者，該LCD裝置200具有設於該閘絕緣膜455之上的畫素電極451A與汲線452A及453A，並且這些畫素電極451A與汲線452A及453A為一保護膜456與一配向膜468所覆蓋，如第8C圖所示。
其次，該LCD裝置200包括由一彩色濾光片玻璃基板所構成的一對向基板40A。再者，一彩色層(紅)461、一彩色層(藍)462、一彩色層(綠)463及一黑色矩陣464係分別設置於由彩色濾光片玻璃基板所構成的該對向基板40A之上，如第8C圖所示。另外，該彩色層(紅)461、該彩色層(藍)462、該彩色層(綠)463及該黑色矩陣464係分別為一覆蓋材質465與一配向層468所覆蓋。該LCD裝置200還在由玻璃基板所構成的該陣列基板10A以及由彩色濾光片玻璃基板所構成的該對向基板40A之間介入該液晶層440，如第8C圖所示。
再者，該第一水平電場模式LCD裝置200在由玻璃基板所構成的該陣列基板10A的另一表面上包括一偏光板466。此外，該第一水平電場模式LCD裝置200在由彩色濾光片玻璃基板所構成的該對向基板40A的另一表面上包括一偏光板467，如第8C圖所示。
需要注意的是，在第一實施例的情形下，為了要對汲線編號，係將汲線中的交替線依序表現在行所排列的方向上，如同第一汲線、第三汲線、第五汲線、第七汲線等等的奇數號汲線，其係由第7圖所示之該顯示區域202的左上角202－A作為出發點算起。
再者，還將汲線中的另一交替線依序表現成如同第二汲線、第四汲線、第六汲線、第八汲線等等的偶數號汲線。
再者，為了要對閘線編號，係以類似於對汲線編號的方式而將閘線依序表現在列所排列的方向上成為與奇數號閘線與偶數號閘線，其係由該顯示區域202的左上角202－A作為出發點算起。
該陣列基板10A包括：一偶數號信號輸出電路70A，用以經由偶數號汲線72A與74A而供應一顯示信號至每一畫素電極；以及一奇數號信號輸出電路80A，用以經由奇數號汲線81A與83A而供應一顯示信號至每一畫素電極。
在上述說明中，該偶數號信號輸出電路70A與該奇數號信號輸出電路80A係分別設置於該陣列基板10A上之每一畫素電極附近的不同側，而該偶數號信號輸出電路70A與該奇數號信號輸出電路80A亦可設置於該陣列基板10A上之每一畫素電極附近的同一側。
再者，該陣列基板10A包括一閘掃描驅動電路50A以經由奇數號閘線51A、53A及55A與偶數號閘線52A、54A及56A而供應可控制每一TFT之ON與OFF狀態的一信號。
也就是說，藉由在該陣列基板10A與該對向基板40A之間介設該液晶層440，該LCD裝置200便可以調變光線的強度，其中光線係利用對於每一畫素的透射、散射、吸收、雙折射等等而射入該液晶層，並藉此執行顯示。
每一個連接於一對應之奇數號閘線51A、53A及55A之TFT 111A、121A、131A、213A、223A、233A、315A、325A及335A的源極與汲極，皆係介於一對應信號線81A、72A及83A與一對應畫素電極11A、12A、13A、21A、22A、23A、31A、32A及33A之間。
此外，每一個連接於一對應之偶數號閘線52A、54A及56A之TFT 112A、122A、132A、214A、224A、234A、316A、326A及336A的源極與汲極，皆係介於一對應信號線72A、83A及74A與一對應畫素電極11A、12A、13A、21A、22A、23A、31A、32A及33A之間。
是故，TFTs 111A、121A、131A、213A、223A、233A、315A、325A及335A的ON與OFF狀態係由施加於該等奇數號閘線51A、53A及55A的一掃描信號所控制。
當TFTs 111A、121A、131A、213A、223A、233A、315A、325A及335A開啟於ON時，供應於個別信號線81A、72A及83A的一顯示信號便會被選定而施加至該等畫素電極11A、12A、13A、21A、22A、23A、31A、32A及33A。
同樣地，TFTs 112A、122A、132A、214A、224A、234A、316A、326A及336A的ON與OFF狀態係由施加於該等偶數號閘線52A、54A及56A的一掃描信號所控制。
當TFTs 112A、122A、132A、214A、224A、234A、316A、326A及336A開啟於ON時，供應於個別信號線72A、83A及74A的一顯示信號便會被選定而施加至該等畫素電極11A、12A、13A、21A、22A、23A、31A、32A及33A。
此外，根據第二實施例的該第一水平電場模式LCD裝置200包括了該等共同電極443A以及共同線621，並且更包括一共同電極驅動電路442A，其可經由該等共同線621而驅動該等共同電極443A。
其次，參考附圖以詳細說明本發明第一水平電場模式LCD裝置的操作。此處，該等畫素電極的說明係利用一畫素電極11A與一畫素電極12A作為代表來進行。
本發明的第一水平電場模式LCD裝置具有與單一畫素電極11A相關的二個TFT 111A與112A，TFT 111A的汲極(或源極)係連接於該畫素電極11A左側的奇數號信號線81A，此外，TFT 111A的閘極係連接於該畫素電極11A上方的奇數號閘線51A。
同樣地，TFT 112A的汲極(或源極)係連接於該畫素電極11A右側的偶數號信號線72A，此外，TFT 112A的閘極係連接於該畫素電極11A下方的偶數號閘線52A。
請另外參閱第4圖，TFT 111A在一圖框期間內接收供應至該畫素電極11A左側之奇數號信號線81A的一信號Djo(V0)以及供應至該畫素電極11A上方之奇數號閘線51A的一信號Gio，藉此施加一電壓於該畫素電極11A。此處，用於這些信號的下標"o"是代表一奇數的符號。
同樣地，TFT 112A的汲極(或源極)係連接於該畫素電極11A右側的偶數號信號線72A，此外，TFT 112A的閘極係連接於該畫素電極11A下方的信號線52A。
TFT 112A在接著前述圖框期間之後的另一圖框期間內接收供應至該畫素電極11A右側之偶數號信號線72A的一信號Dje(－V0)以及供應至該畫素電極11A上方之偶數號閘線52A的一信號Gie，藉此施加一電壓於該畫素電極11A。此處，用於這些信號的下標"e"是代表一偶數的符號。
也就是說，兩號閘線係排列成通往每一行的畫素電極，一ON電壓只會被供應至每一圖框中處於一ON操作之兩號閘線中的任何一號線，並且這種操作可以交替地執行於兩號閘線上。
利用上述結構，供應至該畫素電極左方之信號Djo的一信號電壓(具有一正極性)會被施加於供應至該奇數號閘線之信號Gio進行操作所在之圖框內的畫素電極。對向地，供應至該畫素電極右方之信號Dje的一信號電壓(具有一負極性)會被施加於供應至該偶數號閘線之信號Gie進行操作所在之圖框內的畫素電極。
接著說明位於鄰近該畫素電極11A之右側的該畫素電極12A之連接與操作。
畫素電極12A具有二個TFTs 121A與122A，TFT 121A的汲極(或源極)係連接於該畫素電極12A左側的偶數號信號線72A，此外，TFT 121A的閘極係連接於該畫素電極12A上方的奇數號閘線51A。
同樣地，TFT 122A的汲極(或源極)係連接於該畫素電極12A右側的奇數號信號線83A，此外，TFT 122A的閘極係連接於該畫素電極12A下方的偶數號閘線52A。
請另外參閱第4圖，TFT 121A在一圖框期間內接收供應至該畫素電極12A左側之偶數號信號線72A的該信號Dje以及供應至該畫素電極12A上方之奇數號閘線51A的該信號Gio，藉此施加一電壓於該畫素電極12A。
同樣地，TFT 122A的汲極(或源極)係連接於該畫素電極12A右側的奇數號信號線83A，此外，TFT 122A的閘極係連接於該畫素電極12A下方的信號線52A。
TFT 122A在接著前述圖框期間之後的另一圖框期間內接收供應至該畫素電極12A右側之信號線83A的該信號Djo(V0)以及供應至該畫素電極12A上方之偶數號閘線52A的該信號Gie，藉此施加一電壓(V0)於該畫素電極12A。
利用上述結構，供應至該畫素電極左方之信號Dje的該信號電壓(具有負極性)會被施加於供應至信號Gio進行操作所在之圖框內的畫素電極。對向地，供應至該畫素電極右方之信號Djo的信號電壓(具有正極性)會被施加於供應至該偶數號閘線之信號Gie進行操作所在之圖框內的畫素電極。
也就是說，當選定供應至該畫素電極11A左方之該奇數號信號線81A的信號Djo時，供應至該畫素電極11A右方之信號線72A的信號Dje便產生如同該畫素電極12之一信號線的一信號－－－亦即信號D(j＋1)o的作用。
此處，該畫素電極的任何一個係表示為一通用畫素電極Pi(i,j)，並且位於接近該畫素電極Pi(i,j)右側的一畫素電極係表示為一畫素電極Pi(i,j＋1)。也就是說，當選定供應至該畫素電極Pi(i,j)左方之信號Djo時，供應至該畫素電極Pi(i,j)右方之信號線的信號Dje便產生如同該畫素電極Pi(i,j＋1)左方之信號線之信號D(j＋1)o的作用。
信號線之一交替線供應一正極性的電壓，並且另一交替的信號線係供應一負極性的電壓。該等電壓被輸出而並未反轉對於一共同電壓的極性。
如上述已說明過的，根據本發明第二實施例的第一水平電場模式LCD裝置，該等信號線之顯示信號的輸出極性並不會如同本發明之第一實施例般地被反轉。由於這個原因，便能夠大幅地減少通往線的一充電電流，並且因此而能減少功率消耗。是故，便能夠大幅地減少水平電場模式LCD裝置中的功率消耗。
再者，由於該等信號線之顯示信號的輸出極性並未反轉，因此能夠減少該等信號線之顯示信號的信號延遲，藉此並未延遲波形的上升時間，並且能夠減少信號波形的延遲。
(本發明的第三實施例)
接著，說明將本發明的LCD裝置應用成為一水平電場模式(IPS(同平面開關))的LCD裝置，其係類似於一種第二實施例。
此處，請參閱第10圖與第12圖，此第二水平電場模式LCD裝置300包括：在一顯示區域302上排列成一矩陣的畫素電極Pi(i,j)11B、12B、13B、21B、22B、23B、31B、32B及33B；以及分別對應於開關元件的TFT，其中至少二個開關元件係設於一畫素電極用以經由一顯示控制電路101B而將對應於影像資料的輸入顯示信號供應至該等畫素電極。
其次，請另外參閱第11A~11C圖，該第二水平電場模式LCD裝置300包括由玻璃基板所構成的一陣列基板10B，其上設有排列成一矩陣的畫素電極11B、12B、13B、21B、22B、23B、31B、32B及33B以及複數對TFTs 111B與112B、121B與122B、131B與132B、213B與214B、223B與224B、233B與234B、315B與316B、325B與326B、以及335B與336B。個別對之TFTs係連接於個別的畫素電極11B、12B、13B、21B、22B、23B、31B、32B及33B。再者，該第二水平電場模式LCD裝置300包括共同電極443B及共同線621，並且更包括一共同電極驅動電路442B，其可經由該等共同線621而驅動該等共同電極443B。
此外，該第二水平電場模式LCD裝置300在該陣列基板10B上設有共同線621與閘線622，並且該等共同線621與該等閘線622為一閘絕緣膜455所覆蓋，如第11B圖所示。
此外，該第二水平電場模式LCD裝置300具有設於該閘絕緣膜455之上的畫素電極613與614並且畫素電極613與614為一保護膜456所覆蓋，如第11B圖所示。
另外，在該第二水平電場模式LCD裝置300中，在保護膜456上還形成了共同電極的透明電極線612與624，其係延伸自共同線621並經過接觸窗623，如第11B圖所示。再者，在該第二水平電場模式LCD裝置300中，還形成了透明電極線611，其係經過接觸窗623而延伸自保護膜456上的共同電極613與614，如第11B圖所示。
再者，該LCD裝置300包括由一彩色濾光片玻璃基板所構成的一對向基板40B，如第11C圖所示。再者，一彩色層(紅)461、一彩色層(藍)462、一彩色層(綠)463及一黑色矩陣464係分別設置於由彩色濾光片玻璃基板所構成的該對向基板40B之上。另外，該彩色層(紅)461、該彩色層(藍)462、該彩色層(綠)463及該黑色矩陣464係分別為一覆蓋材質465與一配向層468所覆蓋，如第11C圖所示，此外透明電極線611亦分別為一配向層468所覆蓋。
另外，該第二水平電場模式LCD裝置300還在該陣列基板10B以及該對向基板40B之間介設一液晶層440，如第11C圖所示。
也就是說，該第二水平電場模式LCD裝置與該第一水平電場模式LCD裝置只在個別裝置的單一畫素部份之結構上不同，並且該第二水平電場模式LCD裝置的其他構成元件係與該第一水平電場模式LCD裝置完全相同。因此，這裡省略了對於該第二水平電場模式LCD裝置之其他構成元件的解說。
同樣地，該第二水平電場模式LCD裝置的操作係與該第一水平電場模式LCD裝置完全相同，因此這裡省略其解說。
如上述已說明過的，根據本發明第三實施例的第二水平電場模式LCD裝置，該等信號線之顯示信號的輸出極性並不會如同本發明之第一與第二實施例般地被反轉。由於這個原因，便能夠大幅地減少通往線的一充電電流，並且因而能減少功率消耗。
再者，由於該等信號線之顯示信號的輸出極性並未反轉，因此能夠減少該等信號線之顯示信號的信號延遲，藉此並未延遲波形的上升時間，並且能夠實現信號波形之延遲的減少。
雖然本發明係根據較佳實施例而進行說明，但需要了解的是這些實施例的提出僅係為了利用實際的例子來解說本發明，而並非用以限制本發明。
在閱讀了這些說明之後，很明顯地，對於熟習該項技術者來說，藉由使用對於熟於此技術者來說為相等的結構元件與技術便可以輕易地完成許多的改變與取代。然而，此種改變與取代明顯地仍然落於如附申請專利範圍之精神與範圍之內。
很明顯地，本發明並不侷限於上述實施例，在不脫離本發明之範圍與精神內可以進行修改與改變。
10．．．陣列基板
10A．．．陣列基板
10B．．．陣列基板
100、200、300．．．液晶顯示裝置
101．．．顯示控制電路
101A．．．顯示控制電路
101B．．．顯示控制電路
102．．．顯示區域
202．．．顯示區域
302．．．顯示區域
11、12、13．．．畫素電極
21、22、23．．．畫素電極
31、32、33．．．畫素電極
11A、12A、13A．．．畫素電極
21A、22A、23A．．．畫素電極
31A、32A、33A．．．畫素電極
11B、12B、13B．．．畫素電極
21B、22B、23B．．．畫素電極
31B、32B、33B．．．畫素電極
111、112．．．薄膜電晶體
121、122．．．薄膜電晶體
131、132．．．薄膜電晶體
213、214．．．薄膜電晶體
223、224．．．薄膜電晶體
233、234．．．薄膜電晶體
315、316．．．薄膜電晶體
325、326．．．薄膜電晶體
335、336．．．薄膜電晶體
111A、112A．．．薄膜電晶體
121A、122A．．．薄膜電晶體
131A、132A．．．薄膜電晶體
213A、214A．．．薄膜電晶體
223A、224A．．．薄膜電晶體
233A、234A．．．薄膜電晶體
315A、316A．．．薄膜電晶體
325A、326A．．．薄膜電晶體
335A、336A．．．薄膜電晶體
111B、112B．．．薄膜電晶體
121B、122B．．．薄膜電晶體
131B、132B．．．薄膜電晶體
213B、214B．．．薄膜電晶體
223B、224B．．．薄膜電晶體
233B、234B．．．薄膜電晶體
315B、316B．．．薄膜電晶體
325B、326B．．．薄膜電晶體
335B、336B．．．薄膜電晶體
40．．．對向基板
40A．．．對向基板
40B．．．對向基板
440．．．液晶層
441．．．密封構件
442．．．共同電極驅動電路
442A．．．共同電極驅動電路
442B．．．共同電極驅動電路
443．．．共同電極
443A．．．共同電極
443B．．．共同電極
451．．．畫素電極
451A．．．畫素電極
452A、453A．．．汲線
455．．．閘絕緣膜
456．．．保護膜
461．．．彩色層
462．．．彩色層
463．．．彩色層
464．．．黑色矩陣
465．．．覆蓋材質
466．．．偏光板
467．．．偏光板
468．．．配向層
50．．．閘掃描驅動電路
50A．．．閘掃描驅動電路
51、53、55．．．奇數號閘線
51A、53A、55A．．．奇數號閘線
52、54、56．．．偶數號閘線
52A、54A、56A．．．偶數號閘線
611．．．電極線
612．．．電極線
613．．．畫素電極
614．．．畫素電極
621．．．共同線
622．．．閘線
623．．．接觸窗
624．．．電極線
70．．．偶數信號輸出電路
70A．．．偶數信號輸出電路
72、74．．．偶數號汲線
72A、74A．．．偶數號汲線
80．．．奇數信號輸出電路
80A．．．奇數信號輸出電路
81、83．．．奇數號汲線
81A、83A．．．奇數號汲線
第1圖係為習知LCD裝置的示意圖。
第2圖係為習知LCD裝置之操作的解說圖。
第3圖係為根據本發明第一實施例之垂直電場模式LCD裝置的示意圖。
第4圖係為根據本發明第一實施例之垂直電場模式LCD裝置、根據本發明第二實施例之第一水平電場模式LCD裝置、以及根據本發明第三實施例之第二水平電場模式LCD裝置之操作的解說圖。
第5圖係為根據本發明第一實施例之LCD裝置的剖面圖。
第6圖係為根據本發明第一實施例之LCD裝置的整體示意圖。
第7圖係為根據本發明第二實施例之第一水平電場模式LCD裝置的配置示意圖。
第8A圖係為根據本發明第二實施例之第一水平電場模式LCD裝置之單一畫素部份的示意圖。
第8B圖係為根據本發明第二實施例之第一水平電場模式LCD裝置之單一畫素部份沿I－I線而切割的結構剖面圖。
第8C圖係為根據本發明第二實施例之第一水平電場模式LCD裝置之單一畫素部份的結構剖面圖。
第9圖係為根據本發明第二實施例之第一水平電場模式LCD裝置之第7圖配置的更細部示意圖。
第10圖係為根據本發明第三實施例之第二水平電場模式LCD裝置的配置示意圖。
第11A圖係為根據本發明第三實施例之第二水平電場模式LCD裝置之單一畫素部份的示意圖。
第11B圖係為根據本發明第三實施例之第二水平電場模式LCD裝置之單一畫素部份沿II－II線而切割的結構剖面圖。
第11C圖係為根據本發明第三實施例之第二水平電場模式LCD裝置之單一畫素部份的結構剖面圖。
第12圖係為根據本發明第三實施例之第二水平電場模式LCD裝置之第10圖配置的更細部示意圖。
11、12、13．．．畫素電極
21、22、23．．．畫素電極
31、32、33．．．畫素電極
111、112．．．薄膜電晶體
121、122．．．薄膜電晶體
131、132．．．薄膜電晶體
213、214．．．薄膜電晶體
223、224．．．薄膜電晶體
233、234．．．薄膜電晶體
315、316．．．薄膜電晶體
325、326．．．薄膜電晶體
335、336．．．薄膜電晶體
40．．．對向基板
50．．．閘掃描驅動電路
51、53、55．．．奇數號閘線
52、54、56．．．偶數號閘線
70．．．偶數信號輸出電路
72、74．．．偶數號汲線
80．．．奇數信號輸出電路
81、83．．．奇數號汲線

Claims (16)

  1. 一種液晶顯示裝置，包括：複數條汲線；複數條閘線，其與該等汲線相交；多個開關元件，形成在對應於該等汲線與該等閘線相交處的鄰近處；一陣列基板，包括畫素電極以及由該等畫素電極所構成的一畫素區域，該等畫素電極排列成一矩陣，且每一畫素電極連接於每一開關元件之二端的其中一端；一對向基板，面向該陣列基板放置；一液晶層，介於該陣列基板與該對向基板之間；一信號輸出電路，將對應於顯示資料的顯示信號輸出至該等汲線；以及一閘掃描驅動電路，在每一掃描圖框週期之內依序掃描該等閘線，其中至少二個開關元件連接於每一畫素電極，二個開關元件中的一第一開關元件之另一端連接於該等汲線的一奇數號線，其供應正極性的第一顯示信號，二個開關元件中的一第二開關元件之另一端連接於該等汲線的一偶數號線，其供應負極性的第二顯示信號，該等閘線的一奇數號線連接於該第一開關元件的一控制端， 該等閘線的一偶數號線連接於該第二開關元件的一控制端，以及該閘掃描驅動電路選擇性地驅動該等閘線的奇數號線與該等閘線的偶數號線，並藉此反轉該液晶層之電場的方向但不改變該等顯示信號的極性。
  2. 一種液晶顯示裝置，包括：複數條汲線；複數條閘線，其與該等汲線相交；多個開關元件，形成在對應於該等汲線與該等閘線相交處的鄰近處；一陣列基板，包括畫素電極以及由該等畫素電極所構成的一畫素區域，該等畫素電極排列成m列(其中m代表一正整數)與n行(其中n代表一正整數)的一矩陣，且每一畫素電極連接於每一開關元件之二端的其中一端；一液晶層，介於該陣列基板與該對向基板之間；一信號輸出電路，將對應於顯示資料的顯示信號輸出至該等汲線；以及一閘掃描驅動電路，在每一掃描圖框週期之內依序掃描該等閘線，其中至少二個開關元件連接於一對應之畫素電極，其係排列於第i列(其中i代表一正整數)與第j行(其中j代表一正整數)的相交處，二個開關元件中的一第一開關元件之另一端連接於該等汲線的一奇數號線，其供應正極性的第一顯示信號， 二個開關元件中的一第二開關元件之另一端連接於該等汲線的一偶數號線，其供應負極性的第二顯示信號，該等閘線的一奇數號線連接於該第一開關元件的一控制端，該等閘線的一偶數號線連接於該第二開關元件的一控制端，排列於第i列與第j+1行之相交處的畫素電極之第一開關元件的另一端連接於該等汲線的該偶數號線，其第二開關元件的另一端連接於該等汲線的另一奇數號線，該等閘線的該奇數號線連接於該第一開關元件的一控制端，該等閘線的該偶數號線連接於該第二開關元件的一控制端，以及該閘掃描驅動電路選擇性地驅動該等閘線的偶數號線與該等閘線的奇數號線，並藉此反轉該液晶層之電場的方向但不改變該等顯示信號的極性。
  3. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中藉由對每一畫素電極使用該等閘線的其中兩條閘線作為開關作用在該液晶層之電場的方向的手段，而將開關信號依一掃描圖框至一掃描圖框的方式而交替地供應至該等第一開關元件及該等第二開關元件。
  4. 如申請專利範圍第2項之液晶顯示裝置，其中藉由對每一畫素電極使用該等閘線的其中兩條閘線作為開關作用 在該液晶層之電場的方向的手段，而將開關信號依一掃描圖框至一掃描圖框的方式而交替地供應至該等第一開關元件及該等第二開關元件。
  5. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中每一開關元件係為一場效應電晶體。
  6. 如申請專利範圍第2項之液晶顯示裝置，其中每一開關元件係為一場效應電晶體。
  7. 如申請專利範圍第3項之液晶顯示裝置，其中每一開關元件係為一場效應電晶體。
  8. 如申請專利範圍第4項之液晶顯示裝置，其中每一開關元件係為一場效應電晶體。
  9. 如申請專利範圍第5項之液晶顯示裝置，其中該場效應電晶體係為一薄膜電晶體。
  10. 如申請專利範圍第6項之液晶顯示裝置，其中該場效應電晶體係為一薄膜電晶體。
  11. 如申請專利範圍第7項之液晶顯示裝置，其中該場效應電晶體係為一薄膜電晶體。
  12. 如申請專利範圍第8項之液晶顯示裝置，其中該場效應電晶體係為一薄膜電晶體。
  13. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中該液晶顯示裝置採用一垂直電場模式。
  14. 如申請專利範圍第2項之液晶顯示裝置，其中該液晶顯示裝置採用一垂直電場模式。
  15. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中該液晶顯 示裝置採用一水平電場模式。
  16. 如申請專利範圍第2項之液晶顯示裝置，其中該液晶顯示裝置採用一水平電場模式。
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