TWI413088B - 主動矩陣型液晶顯示裝置及其驅動方法以及電子裝置 - Google Patents

Description

主動矩陣型液晶顯示裝置及其驅動方法以及電子裝置

本發明係有關於一種主動矩陣型液晶顯示裝置，特別是一種可以用來提昇可視角之主動矩陣型液晶顯示裝置及其驅動方法。

主動矩陣型液晶顯示裝置，是一種將做為切換器的主動元件配置成矩陣狀，並且藉由將待顯示之影像資料所對應的電壓施加於各畫素，用以控制液晶物質之光穿透率而進行影像顯示的液晶顯示裝置。

第4圖表示主動矩陣型液晶顯示裝置結構的示意圖。主動矩陣型液晶顯示裝置是由具有配置成矩陣狀之複數畫素來進行影像顯示的液晶面板1、用以控制液晶面板1之驅動的閘極驅動器2以及源極驅動器3、以及接收顯示對象之影像信號並且輸出控制信號和顯示資料至閘極驅動器2及源極驅動器3之信號處理電路4所構成。

畫素電極40是在相對於列方向和行方向上所配置成矩陣狀的電極。掃描信號線41則是藉由閘極驅動器2的控制而選擇同一列方向上畫素的掃描信號線(或稱閘極線)。資料信號線42則是藉由源極驅動器3的控制而對於同一行方向的畫素傳遞對應於顯示資料之施加電壓的資料信號線(或稱源極線)。切換元件43則是依據掃描信號將資料信號線42之資料傳遞至液晶單元之畫素的切換元件，例如可以由薄膜電晶體(Thin Film Transistor，TFT)所構成。對向電極44則是用來提供各液晶單元之共通電壓的電極。在畫素電極40和對向電極44之間夾著液晶單元，在一組畫素電極40和對向電極43之間所夾持之液晶單元則稱為一個畫素。

液晶單元是利用畫素電極40以及對向電極44之間所施加的電壓，達到調節光量的快門功能。將畫素規律地劃分為RGB，如果在對向電極44側設置RGB的彩色濾波器，便可以在人眼上觀看到由RGB光線所合成的彩色影像。對應於畫素RGB陣列的部分則分別稱為次畫素。

在各次畫素上施加信號電壓，則會顯示出與其對應之亮度。第5圖和第6圖表示信號電壓與亮度之間關係的伽瑪曲線圖。曲線a代表從正面觀看液晶畫面時的伽瑪曲線。然而，液晶顯示畫素的亮度是具有視角相依性，所以實際上從偏離正面的側面觀看時的伽瑪曲線，會與理想伽瑪曲線不同，對於觀看者而言則呈現出不清楚的影像。

因此，目前所提出之方案即如第5圖和第6圖所示，將各次畫素分割成兩塊，分別提供曲線b和曲線c兩種不同的信號電壓，使得從側面觀看時的亮度平均值構成理想之伽瑪曲線a，藉此降低視角相依性。除了第5圖和第6圖所示之情況外，這兩種信號也可以是其他各種組合。

專利文獻1：日本特開平9-6289號公報。

然而，如果將各次畫素分割成兩塊並且分別提供兩種不同的信號電壓，一般必須增加源極線或閘極線，如此便會出現液晶畫面開口率降低的問題。

有鑑於此，本發明之目的是提供一種主動矩陣型液晶顯示裝置及其驅動方法，在不增加額外源極線或閘極線的情況下，能夠讓一個次畫素內的兩個畫素獲致不同的伽瑪信號電壓，不需要降低液晶畫面的開口率而能夠達到視角提高的效果。

根據本發明之主動矩陣型液晶顯示裝置，其利用將輸入資料變換成新資料之資料處理功能，在一個次畫素上產生兩個相異伽瑪信號而獲致目標伽瑪信號。每一次畫素包括：一第一畫素；一第二畫素：一第一薄膜電晶體，第一薄膜電晶體係連接於第一畫素以及一源極線之間，其閘極則連接至一閘極線；一靜電電容，連接於第一畫素以及上述閘極線之間；以及一第二薄膜電晶體以及一第三薄膜電晶體，兩者串聯於第二畫素以及一信號線之間，第二薄膜電晶體之閘極係連接至上述閘極線，第三薄膜電晶體之閘極係連接至上述源極線。其中第一畫素是以上述閘極線進行切換，第二畫素是以上述閘極線以及源極線進行切換，藉此在第一畫素和第二畫素上產生相異之伽瑪信號。

在本發明之主動矩陣型液晶顯示裝置中，上述信號線可為一共通線。

在本發明之主動矩陣型液晶顯示裝置中，上述兩個相異伽瑪信號之其一為黑色或白色信號，另一為灰色信號。

在本發明之主動矩陣型液晶顯示裝置中，上述靜電電容是用以調整連接第一畫素之第一薄膜電晶體的汲極電壓。

根據本發明之電子裝置是使用上述之主動矩陣型液晶顯示裝置的電子裝置，可以是行動電話、數位相機、個人數位助理(PDA)、汽車用顯示器、航空用顯示器、數位相框、或可攜式DVD播放機。

根據本發明之主動矩陣型液晶顯示裝置的驅動方法，可以運用於上述之主動矩陣型液晶顯示裝置，包含利用以下步驟產生暗色灰階信號：導通上述閘極線；將上述源極線之電壓設成低電位；將上述源極線之電壓設成高電位；將上述信號線的電壓進行反轉；再次將上述源極線之電壓設為低電位、並將第二畫素之電壓設成與上述信號線之電壓相同的電壓，以進行第二畫素的黑色顯示；以及再次將上述源極線之電壓設成高電位，並且固定第二畫素的電壓。

根據本發明之主動矩陣型液晶顯示裝置的驅動方法，可以運用於上述之主動矩陣型液晶顯示裝置，包含利用以下步驟產生亮色灰階信號：導通上述閘極線；將上述源極線之電壓設成低電位；將上述源極線之電壓設成高電位之；將上述信號線的電壓進行反轉；以及將上述源極線之電壓維持於高電位之狀態，並且固定第二畫素的電壓。

根據本發明，是在現有之源極線上與閘極線協同操作，使用於次畫素內單方畫素之切換動作，用以解決上述問題。

在根據本發明之主動矩陣型液晶顯示裝置中，具有第一畫素和第二畫素之次畫素內，第一畫素僅以一條閘極線進行切換，第二畫素則是以閘極線以及源極線進行切換，第一畫素具有一個薄膜電晶體以及一個靜電電容，第二畫素則具有兩個串聯連接之薄膜電晶體。這兩個薄膜電晶體中之一薄膜電晶體的閘極連接至閘極線，另一薄膜電晶體的閘極則連接源極線。

根據本發明，在不增加額外源極線或閘極線的情況下，便能夠提供用來獲致兩個伽瑪電壓信號的電路結構，藉此便不需要降低液晶畫面的開口率而能夠達到視角提高的效果。

以下，參照實施例之圖式詳細說明本發明。另外，本發明之範圍並非限定於以下實施例。

第1圖表示根據本發明之主動矩陣型液晶顯示裝置中一個次畫素內之電路結構的示意圖。在各次畫素內具有第一畫素11和第二畫素12，分別連接到閘極線被選擇時會進行切換動作的第一TFT 21以及第二TFT 22。第一TFT 21以及第二TFT 22之各閘極則連接到閘極線32。第二畫素12則更包括額外的第三TFT 23，其閘極連接至源極線31。

在源極線31之電壓很低的情況下，第二畫素12內之第三TFT 23的閘極會開啟，透過做為信號線之共通線33以及第二TFT 22，可以得到白色信號或黑色信號。第一畫素11的結構雖然與習知技術相同，但是源極線31的電壓範圍是以第三TFT 23可以適當動作的條件下，設定成高於一般情況。閘極線32呈關閉時，利用額外的靜電電容34來減少第一畫素11的電壓，便可以獲致較適合的畫素電壓。在根據本發明中所採用的靜電電容34，是用來調整與第一畫素11相連接之第一TFT 21的汲極電壓。

其次，參考時序圖，詳細說明根據本發明之主動矩陣型液晶顯示裝置的具體驅動方法實施例。

第一實施例

以下說明需要達成暗色(50%以下)灰階時之驅動方法實施例。如第2圖所示之時序圖，藉由將閘極線32設為導通狀態(15V)，可以開啟第一TFT 21以及第二TFT 22的閘極。接著，藉由將源極線31的電壓設為導通狀態(0V)，可以開啟第三TFT 23的閘極，第二畫素12的電壓則變為與共通線33相同的電壓(1V)，而此時第一畫素11的電壓則變為與源極線31相同的電壓(0V)。

藉由將源極線31的電壓設為9V，可以使得第三TFT 23的閘極關閉，第二畫素12的電壓便固定在1V，而第一畫素11的電壓則隨源極線31之電壓變更為9V。接著，共通線33的電壓則從1V反轉至6V。源極線31的電壓設為0V，第二畫素12的電壓則設為與共通線33相同之電壓(6V)，第二畫素12則為黑色顯示狀態，此時第一畫素11的電壓則隨源極線31之電壓變更為0V。在此狀態下，藉由將源極線31的電壓再次設為9V，便可以固定住第二畫素12的黑色顯示狀態。

最後，藉由將閘極線32設為不導通狀態(-5V)，可以使得第一TFT 21以及第二TFT 22的閘極關閉，第二畫素12的電壓則固定在6V。藉由在閘極關閉時之耦合(coupling)效果，第一畫素11的電壓會從9V變化成4V。藉此，在第一畫素11上便可以得到灰色顯示狀態的電壓4V，第二畫素12上便可以得到黑色顯示狀態的電壓6V，以產生次畫素中的暗色灰階信號。

第二實施例

以下說明需要達成亮色(50%以上)灰階時之驅動方法實施例。如第3圖所示之時序圖，藉由將閘極線32設為導通狀態(15V)，可以開啟第一TFT 21以及第二TFT 22的閘極。接著，藉由將源極線31的電壓設為導通狀態(0V)，可以開啟第三TFT 23的閘極，第二畫素12的電壓則變為與共通線33相同的電壓(1V)。

藉由將源極線31的電壓設為9V，可以使得第三TFT 23的閘極關閉，第二畫素12的電壓便固定在1V。接著，共通線33的電壓則從1V反轉至6V。藉由將源極線31的電壓保持在9V，便可以固定住第二畫素12的白色顯示狀態。

最後，藉由將閘極線32設為不導通狀態(-5V)，可以使得第一TFT 21以及第二TFT 22的閘極關閉，第二畫素12的電壓則固定在1V。藉由在閘極關閉時之耦合效果，第一畫素11的電壓會從9V變化成4V。藉此，在第一畫素11上便可以得到灰色顯示狀態的電壓4V，第二畫素12上便可以得到白色顯示狀態的電壓1V，產生次畫素中的亮色灰階信號。

如上所述，根據本發明，可提供在一個次畫素內，不需要增加額外源極線或閘極線，便能夠獲致兩個伽瑪電壓的電路結構以及其驅動方法。

根據本發明之主動矩陣型液晶顯示裝置，自然可以適用於如行動電話、數位相機、個人數位助理(PDA)、汽車用顯示器、航空用顯示器、數位相框、或可攜式DVD播放機等等電子裝置。

1．．．液晶面板

2．．．閘極驅動器

3．．．源極驅動器

4．．．信號處理電路

11．．．第一畫素

12．．．第二畫素

21．．．第一TFT(第一薄膜電晶體)

22．．．第二TFT(第二薄膜電晶體)

23．．．第三TFT(第三薄膜電晶體)

31．．．源極線

32．．．閘極線

33．．．共通線(信號線)

34．．．靜電電容

第1圖表示根據本發明之主動矩陣型液晶顯示裝置中一個次畫素內之電路結構的示意圖。

第2圖表示根據本發明主動矩陣型液晶顯示裝置之驅動方法的時序圖。

第3圖表示根據本發明主動矩陣型液晶顯示裝置之驅動方法的時序圖。

第4圖表示主動矩陣型液晶顯示裝置之結構的示意圖。

第5圖表示信號電壓與亮度間之關係(伽瑪曲線)的關係示意圖。

第6圖表示信號電壓與亮度間之關係(伽瑪曲線)的關係示意圖。

11．．．第一畫素

12．．．第二畫素

21．．．第一TFT(第一薄膜電晶體)

22．．．第二TFT(第二薄膜電晶體)

23．．．第三TFT(第三薄膜電晶體)

31．．．源極線

32．．．閘極線

33．．．共通線(信號線)

34．．．靜電電容

Claims (7)

1. 一種主動矩陣型液晶顯示裝置，其利用將輸入資料變換成新資料之資料處理功能，在一個次畫素上產生兩個相異伽瑪信號而獲致目標伽瑪信號，每一次畫素包括：一第一畫素；一第二畫素：一第一薄膜電晶體，該第一薄膜電晶體連接於該第一畫素以及一源極線之間，其閘極連接至一閘極線；一靜電電容，連接於該第一畫素以及該閘極線之間；以及一第二薄膜電晶體以及一第三薄膜電晶體，兩者串聯於該第二畫素以及一信號線之間，該第二薄膜電晶體之閘極係連接至該閘極線，該第三薄膜電晶體之閘極係連接至該源極線；其中該第一畫素以該閘極線進行切換，該第二畫素以該閘極線以及該源極線進行切換，於該第一畫素和該第二畫素上產生相異之伽瑪信號。
2. 如申請專利範圍第1項所述之主動矩陣型液晶顯示裝置，其中該信號線為一共通線。
3. 如申請專利範圍第1項所述之主動矩陣型液晶顯示裝置，其中上述兩個相異伽瑪信號之其一為黑色或白色信號，另一為灰色信號。
4. 如申請專利範圍第1項所述之主動矩陣型液晶顯示裝置，其中該靜電電容係連接該第一畫素之該第一薄膜電晶體的汲極，用以調整該第一薄膜電晶體的汲極電壓。
5. 一種電子裝置為行動電話、數位相機、個人數位助理(PDA)、汽車用顯示器、航空用顯示器、數位相框、或可攜式DVD播放機，其特徵在於包括如申請專利範圍第1項所述之主動矩陣型液晶顯示裝置。
6. 一種主動矩陣型液晶顯示裝置之驅動方法，用於如申請專利範圍第1項所述之主動矩陣型液晶顯示裝置，包含利用以下步驟產生暗色灰階信號：導通該閘極線之步驟；將該源極線之電壓設成低電位之步驟；將該源極線之電壓設成高電位之步驟；將該信號線的電壓進行反轉之步驟；再次將該源極線之電壓設為低電位、將該第二畫素之電壓設成與該信號線之電壓相同的電壓，以進行該第二畫素的黑色顯示之步驟；以及再次將該源極線之電壓設成高電位，並且固定該第二畫素的電壓之步驟。
7. 一種主動矩陣型液晶顯示裝置之驅動方法，用於如申請專利範圍第1項所述之主動矩陣型液晶顯示裝置，包含利用以下步驟產生亮色灰階信號：導通該閘極線之步驟；將該源極線之電壓設成低電位之步驟；將該源極線之電壓設成高電位之步驟；將該信號線的電壓進行反轉之步驟；以及將該源極線之電壓維持於高電位之狀態，並且固定該第二畫素的電壓之步驟。