TWI408649B - 垂直配向型液晶顯示裝置及其驅動方法 - Google Patents

Description

垂直配向型液晶顯示裝置及其驅動方法

本發明係關於一種垂直配向型液晶顯示裝置及其驅動方法。

液晶顯示裝置中之液晶本身不具發光特性，其係採用電場控制液晶分子扭轉而實現光之通過或不通過，從而達到顯示之目的。傳統液晶顯示裝置之液晶驅動方式為扭轉向列模式，然而其視角範圍比較窄，即，從不同角度觀測畫面時，將觀察到不同之顯示效果。為解決扭轉向列模式液晶顯示裝置視角較窄之問題，業界提出一種四域垂直配向型(Multi－domain Vertical Alignment,MVA)液晶顯示裝置，藉由間隔設置複數“<”形突起及溝槽於二基板表面，將每個畫素單元分割成四區域，各區域內之液晶分子沿不同方向取向，來擴大該畫素單元之整體視角，進而改善液晶顯示裝置之視角特性。

惟，由於液晶分子長軸與短軸之光折射率不同，從不同角度觀測四域垂直配向型液晶顯示裝置時將產生色偏現象，導致該液晶顯示裝置之顯示品質較差。

有鑑於此，提供一種顯示品質較好之液晶顯示裝置實為必要。

有鑑於此，提供一種顯示品質較好之液晶顯示裝置驅動方法亦為必要。

一種垂直配向型液晶顯示裝置包括一顯示面板。該顯示面板包括複數畫素單元。每一畫素單元包括一液晶電容。該液晶電容在一幀時間內先後保存不同之一第一灰階電壓及一第二灰階電壓。

一種用於驅動一垂直配向型液晶顯示裝置之驅動方法，該垂直配向型液晶顯示裝置包括一包括複數畫素單元之顯示面板，該畫素單元包括一液晶電容，該垂直配向型液晶顯示裝置驅動方法其包括以下步驟：於一幀時間之前一段時間內，提供一第一灰階電壓至該液晶電容；於一幀時間之後一段時間內，提供一第二灰階電壓至該液晶電容。

相較於先前技術，本發明垂直配向型液晶顯示裝置及其驅動方法，每一畫素單元之液晶電容於一幀時內先後保存二不同之灰階電壓，並配合垂直配向型液晶顯示裝置二基板表面之突起或構槽使該畫素單元在時間上實現入域顯示，因而改善該先前技術之垂直配向型液晶顯示裝置之色偏現象，使液晶顯示裝置之顯示品質較好。

請參閱圖1，係本發明垂直配向型液晶顯示裝置第一實施方式之電路示意圖。該垂直配向型液晶顯示裝置1包括一顯示面板11、一資料驅動電路12及一掃描驅動電路13。

該顯示面板11包括複數相互平行間隔設置之資料線111及與該複數資料線111垂直絕緣相交之複數間隔設置之掃描線112。該複數資料線111與該資料驅動電路12電連接，該複數掃描線112與該掃描驅動電路13電連接。該複數資料 線111與該複數掃描線112界定複數畫素單元113。

請參閱圖2，係該垂直配向型液晶顯示裝置1之畫素單元113之電路放大示意圖。其中第i－1及第i行資料線111與第j－1及第j列掃描線112所界定之畫素單元113係第ij畫素單元。該i及j代表任一自然數，因而該第ij畫素單元113代表該垂直配向型液晶顯示裝置1任一畫素單元113。

該第ij畫素單元113包括一第一薄膜電晶體114、一畫素電極152、一與該畫素電極152對應設置之公共電極142及一第二薄膜電晶體115。該公共電極142電連接一公共電壓輸入端。該第一薄膜電晶體114之汲極電連接於該畫素電極152，其源極電連接於該第i－1行資料線111，其閘極電連接於該第j－1列掃描線112。該第二薄膜電晶體115之汲極電連接於該畫素電極152，其源極電連接於一公共電壓輸入端，其閘極電連接於該第j列掃描線112。該畫素電極152與該公共電極142形成一液晶電容116，用於保存灰階電壓。

該第二薄膜電晶體115之伏安特性不同於該第一薄膜電晶體114。具體而言，該第二薄膜電晶體115之等效導通電阻高於該第一薄膜電晶體114。因此，在對該第二薄膜電晶體115及第一薄膜電晶體114之閘極施加相同之開啟電壓，且對該第二薄膜電晶體115及第一薄膜電晶體114之源極及汲極之間施加相同電壓之情況下，流經該第二薄膜電晶體115之電流較該第一薄膜電晶體114小。

再請一併參閱圖3及圖4，其中圖3係該顯示面板11之一畫素單元113之側面結構示意圖，圖4係該顯示面板11 之一畫素單元113之平面結構示意圖。該顯示面板11還包括一第一基板14、一第二基板15及一夾於該第一、第二基板14、15之間之液晶層16。該公共電極142設置於該第一基板14鄰近該液晶層16之表面。複數“<”形突起143設置於該公共電極142鄰近該液晶層16之一側。該畫素電極152設置於該第二基板15鄰近該液晶層16之表面。複數“<”形溝槽153形成於該畫素電極152中。該複數“<”形溝槽153與該複數“<”形突起143間隔設置。

該垂直配向型液晶顯示裝置之工作原理如下：請參閱圖5，係該垂直配向型液晶顯示裝置1之掃描訊號波型圖。該掃描驅動電路13採用隔一列掃描之方式對該顯示面板11進行掃描。具體而言，該垂直配向型液晶顯示裝置1之一幀時間T被分為連續且相等之二部份T1、T2。在T1時間內，該掃描驅動電路13對該顯示面板11之所有奇數列掃描線112依序輸出一高電平脈衝；在T2時間內，該掃描驅動電路13依序對該偶數列掃描線112輸出一高電平脈衝。則對於第ij畫素單元113，在一幀時間T中對該第j－1列掃描線112輸出一高電平脈衝脈衝至對該第j列掃描線112輸出一高電平脈衝脈衝之時間間隔係半幀時間T/2。

請參閱圖6，係該第ij畫素單元113之部份驅動波形圖。該第ij畫素單元113於一幀時間T中，該掃描驅動電路13先向該第j掃描線112輸出一高電平脈衝使該第一薄膜電晶體114導通，此時，該資料驅動電路12輸出一第一灰階電壓，該第一灰階電壓藉由該資料線111及該第一薄膜電晶體 114為該液晶電容116充電。在該第一薄膜電晶體114關閉後該液晶電容116保存該第一灰階電壓。藉由該間隔設置之“<”形溝槽153及該“<”形突起143，該第一灰階電壓使該第ij畫素單元113之液晶分子沿四不同方向取向，而實現四域顯示。於半幀時間T/2後，該掃描驅動電路13向該第j＋1掃描線112輸出一高電平脈衝使該第二薄膜電晶體115導通。此時，該液晶電容116藉由該第二薄膜電晶體115放電。由於該第二薄膜電晶體115之伏安特性不同於該第一薄膜電晶體114，在該高電平脈衝驅動下，該液晶電容116所保存之第一灰階電壓不會完全被釋放。因而該第二薄膜電晶體115關閉後，該液晶電容116將保存一電壓絕對值較第一灰階電壓小之第二灰階電壓。藉由該間隔設置之“<”形溝槽153及該“<”形突起143，該第二灰階電壓使該第ij畫素單元113實現一不同於T1時間之四域顯示。

相較於先前技術，本發明之垂直配向型液晶顯示裝置1之每一畫素單元113，在前半幀時間T1，該液晶電容116保存一第一灰階電壓，並藉由畫素單元113中間隔設置之複數“<”形突起143及溝槽153實現該垂直配向型液晶顯示裝置之四域顯示；在後半幀時間T2，該液晶電容116保存一第二灰階電壓，並同樣藉由畫素單元113中間隔設置之複數“<”形突起143及溝槽153實現該垂直配向型液晶顯示裝置不同於前半幀時間T1之四域顯示，從而該畫素單元113在一幀時間T內實現八域顯示，因而改善該垂直配向型液晶顯示裝置1之色偏現象，提高該垂直配向型液晶顯示裝置1 之顯示品質。

請參閱圖7，係本發明垂直配向型液晶顯示裝置第二實施方式之電路示意圖。該第二實施方式垂直配向型液晶顯示裝置2與該第一實施方式垂直配向型液晶顯示裝置1基本相同，其區別在於：該垂直配向型液晶顯示裝置2進一步包括一輔助掃描驅動電路24，其顯示面板21進一步包括複數輔助掃描線217，且第一薄膜電晶體214之伏安特性與第二薄膜電晶體215相同。該複數輔助掃描線217與該輔助掃描驅動電路24電連接。該畫素單元213之第二薄膜電晶體215之閘極與該輔助掃描線217電連接。

請一併參閱圖8，係該第ij畫素單元113之部份驅動波形圖。該垂直配向型液晶顯示裝置2之工作原理如下：在一幀時間T內，掃描驅動電路21向該第j行掃描線212輸出一高電平脈衝使該第一薄膜電晶體214導通，該液晶電容216保存一第一灰階電壓。該輔助掃描驅動電路24對該輔助掃描線217之掃描時序較該掃描驅動電路23延遲半幀時間T/2，且該輔助掃描驅動電路24輸出之高電平脈衝之電壓幅值較該掃描驅動電路23小。在半幀時間T/2後，該輔助掃描驅動電路24向該輔助掃描線217輸出一高電平脈衝使該第二薄膜電晶體215導通，該液晶電容216藉由該第二薄膜電晶體215放電，由於驅動該第二薄膜電晶體215之高電平脈衝之電壓幅值較該驅動該第一薄膜電晶體214之高電平脈衝小，從而使該液晶電容216在後半幀時間T/2保存一電壓絕對值較該第一灰階電壓小之第二灰階電壓。

相較於第一實施方式之垂直配向型液晶顯示裝置1，該第二實施方式之垂直配向型液晶顯示裝置3可採用隔列掃描之驅動方式，亦可採用逐列掃描之驅動方式。該第二薄膜電晶體215之伏安特性與該第一薄膜電晶體相同，因而簡化該垂直配向型液晶顯示裝置2之設置及製程。

本發明垂直配向型液晶顯示裝置亦可具其他多種變更設計，如：該垂直配向型液晶顯示裝置1、2可係任一PVA(Patterned Vertically Aligned)模式垂直配向型液晶顯示裝置；該垂直配向型液晶顯示裝置1、2亦可係任一MVA(Multi－domain Vertical Alignment)模式垂直配向型液晶顯示裝置；該第一實施方式之垂直配向型液晶顯示裝置1亦可隔二列掃描之驅動動方式或隔多列掃描之驅動方式；第二實施方式中，該輔助掃描驅動電路24對該輔助掃描線217之掃描時序亦可較該掃描驅動電路23延遲T/3；該輔助掃描驅動電路24對該輔助掃描線217之掃描時序較該掃描驅動電路23延遲之時間亦可介於1/4幀至3/4幀時間之間。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，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，舉凡熟悉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內。

顯示面板‧‧‧11、21

資料線‧‧‧111

資料驅動電路‧‧‧12、22

畫素單元‧‧‧113、213

輔助掃描驅動電路‧‧‧24

公共電極‧‧‧142

畫素電極‧‧‧152

溝槽‧‧‧153

輔助掃描線‧‧‧217

第一基底‧‧‧141

第一基板‧‧‧14

第二基底‧‧‧151

第二基板‧‧‧15

突起‧‧‧143

液晶層‧‧‧16

垂直配向型液晶顯示裝置‧‧‧1、2

掃描線‧‧‧112、212

掃描驅動電路‧‧‧13、23

第一薄膜電晶體‧‧‧114、214

第二薄膜電晶體‧‧‧115、215

液晶電容‧‧‧116、216

圖1係本發明垂直配向型液晶顯示裝置第一實施方式之電路示意圖。

圖2係垂直配向型液晶顯示裝置之畫素單元之電路放大示意圖。

圖3係顯示面板一畫素單元之側面結構示意圖。

圖4係顯示面板一畫素單元之平面結構示意圖。

圖5係垂直配向型液晶顯示裝置之掃描訊號波型圖。

圖6係第ij畫素單元之部份驅動波形圖。

圖7係本發明垂直配向型液晶顯示裝置第二實施方式之電路示意圖。

圖8係第ij畫素單元之部份驅動波形圖。

垂直配向型液晶顯示裝置‧‧‧1

顯示面板‧‧‧11

資料驅動電路‧‧‧12

掃描驅動電路‧‧‧13

掃描線‧‧‧112

資料線‧‧‧111

畫素單元‧‧‧113

Claims (27)

1. 一種垂直配向型液晶顯示裝置，其包括：一顯示面板，其包括：複數畫素單元，每一畫素單元包括一液晶電容、一第一薄膜電晶體、一第二薄膜電晶體及一公共電壓輸入端；其中，該液晶電容在一幀時間內先後保存不同之一第一灰階電壓及一第二灰階電壓，該公共電壓輸入端電連接該第二薄膜電晶體之汲極，該第二薄膜電晶體之源極電連接該液晶電容。
2. 如申請專利範圍第1項所述之垂直配向型液晶顯示裝置，其中，該第一灰階電壓藉由該第一薄膜電晶體提供至該液晶電容，該第二灰階電壓藉由該第二薄膜電晶體提供至該液晶電容。
3. 如申請專利範圍第2項所述之垂直配向型液晶顯示裝置，其中，該顯示面板進一步包括複數掃描線及複數資料線，該複數掃描線及該複數資料線界定該複數畫素單元。
4. 如申請專利範圍第3項所述之垂直配向型液晶顯示裝置，其中，該第一薄膜電晶體之源極電連接該資料線，該第一薄膜電晶體之汲極電連接該液晶電容，該第一及第二薄膜電晶體之閘極分別電連接相鄰該畫素單元之二掃描線。
5. 如申請專利範圍第4項所述之垂直配向型液晶顯示裝置，其中，該垂直配向型液晶顯示裝置進一步包括一掃 描驅動電路，其與該複數掃描線電連接。
6. 如申請專利範圍第5項所述之垂直配向型液晶顯示裝置，其中，該掃描驅動電路對該複數掃描線隔列掃描。
7. 如申請專利範圍第6項所述之垂直配向型液晶顯示裝置，其中，該掃描驅動電路對該複數掃描線隔一列掃描。
8. 如申請專利範圍第7項所述之垂直配向型液晶顯示裝置，其中，該掃描驅動電路對該複數掃描線隔二列掃描。
9. 如申請專利範圍第3項所述之垂直配向型液晶顯示裝置，其中，該顯示面板進一步包括複數輔助掃描線，該第二薄膜電晶體之閘極電連接該輔助掃描線，該第一薄膜電晶體之源極電連接該資料線，該第一薄膜電晶體之汲極電連接該液晶電容，該第一薄膜電晶體之閘極電連接該掃描線。
10. 如申請專利範圍第9項所述之垂直配向型液晶顯示裝置，其中，該垂直配向型液晶顯示裝置進一步包括一掃描驅動電路及一輔助掃描驅動電路，該掃描驅動電路電連接該複數掃描線，該輔助掃描驅動電路電連接該複數輔助掃描線。
11. 如申請專利範圍第10項所述之垂直配向型液晶顯示裝置，其中，該輔助掃描驅動電路之掃描時序較該掃描驅動電路延遲1/2幀時間。
12. 如申請專利範圍第10項所述之垂直配向型液晶顯示裝置，其中，該輔助掃描驅動電路之掃描時序較該掃描驅動電路延遲1/3幀時間。
13. 如申請專利範圍第10項所述之垂直配向型液晶顯示裝置，其中，該輔助掃描驅動電路之掃描時序較該掃描驅動電路延遲之時間係介於1/4至3/4幀時間之間。
14. 如申請專利範圍第10項所述之垂直配向型液晶顯示裝置，其中，掃描該掃描線之高電平脈衝之電壓幅值較掃描該輔助掃描線之高電平脈衝之電壓幅值高。
15. 如申請專利範圍第4項或第9項所述之垂直配向型液晶顯示裝置，其中，該資料線藉由該第一薄膜電晶體提供一第一灰階電壓至該液晶電容。
16. 如申請專利範圍第15項所述之垂直配向型液晶顯示裝置，其中，該液晶電容藉由該第二薄膜電晶體向該公共電壓輸入端放電，獲得一第二灰階電壓。
17. 如申請專利範圍第16項所述之垂直配向型液晶顯示裝置，其中，該第一薄膜電晶體之等效導通電阻較該第二薄膜電晶體小。
18. 如申請專利範圍第1項所述之垂直配向型液晶顯示裝置，其中，該液晶電容保存該第一灰階電壓之時間長度係介於1/4至3/4幀時間之間。
19. 如申請專利範圍第1項所述之垂直配向型液晶顯示裝置，其中，該垂直配向型液晶顯示裝置係MVA模式垂直配向型液晶顯示裝置。
20. 如申請專利範圍第1項所述之垂直配向型液晶顯示裝置，其中，該垂直配向型液晶顯示裝置係PVA模式垂直配向型液晶顯示裝置。
21. 一種用於驅動一垂直配向型液晶顯示裝置之驅動方法，該垂直配向型液晶顯示裝置包括一包括複數畫素單元之顯示面板，該畫素單元包括一液晶電容、一第一薄膜電晶體、一第二薄膜電晶體及一公共電壓輸入端，該公共電壓輸入端電連接該第二薄膜電晶體之汲極，該第二薄膜電晶體之源極電連接該液晶電容，該垂直配向型液晶顯示裝置驅動方法其包括以下步驟：於一幀時間之前一段時間內，提供一第一灰階電壓至該液晶電容；於一幀時間之後一段時間內，提供一第二灰階電壓至該液晶電容。
22. 如申請專利範圍第21項所述之驅動方法，其中，提供該液晶電容該第一灰階電壓之時間長度係介於1/4至3/4幀時間之間。
23. 如申請專利範圍第21項所述之驅動方法，其中，提供該液晶電容該第一灰階電壓之時間長度係1/2幀時間。
24. 如申請專利範圍第21項所述之驅動方法，其中，該提供該液晶電容該第一灰階電壓之時間長度係1/3幀時間。
25. 如申請專利範圍第22項、第23項或第24項中任一項所述之驅動方法，其中，該第一灰階電壓藉由該第一薄膜電晶體提供至該液晶電容，該第二灰階電壓藉由該第二薄膜電晶體提供至該液晶電容。
26. 如申請專利範圍第25項所述之驅動方法，其中，該顯示面板進一步包括複數資料線，該資料線藉由該第一薄膜 電晶體提供該第一灰階電壓至該液晶電容。
27. 如申請專利範圍第26項所述之驅動方法，其中，該公共電壓輸入端藉由該第二薄膜電晶體提供該第二灰階電壓至該液晶電容。