TWI420443B - 顯示裝置及驅動方法 - Google Patents

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TWI420443B
TWI420443B TW098120285A TW98120285A TWI420443B TW I420443 B TWI420443 B TW I420443B TW 098120285 A TW098120285 A TW 098120285A TW 98120285 A TW98120285 A TW 98120285A TW I420443 B TWI420443 B TW I420443B
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Masaaki Kabe
Akira Sakaigawa
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Description

顯示裝置及驅動方法
本發明係關於一種顯示裝置(諸如液晶顯示裝置)及一種用於一顯示裝置之驅動方法。
在過去，已知曉一種顯示裝置，諸如一液晶顯示裝置。已描述類型之一顯示裝置被廣泛地應用於電子裝置，諸如一筆記型個人電腦、一攜帶式電話機及一電視接收器。
附帶言之，儘管已知一顯示裝置之不同技術，例如，日本專利第3,167,026號揭示一技術，該技術為增加W(白色)至三種主要顏色R(紅色)、G(綠色)及B(藍色)及抑制四條顯示信號至低於每個像素之一最大光產生量之一位準，以相對於一輸入信號使飽和度容許值(saturation allowance)擴大最多每個像素之一最大光產生量，藉此擴大亮度之動態範圍。
在如前一段落描述之此一現存之顯示裝置(諸如液晶顯示裝置)中，一顯示元件之清晰度增加進展至連同技術進步一起提高圖像品質。
但是，在一現存之顯示裝置中，連同增加清晰度一起，用於顯示一影像之功率愈大愈增加。原因之一係起因於增加顯示一影像之掃描線及信號線而使顯示時脈之增加。
在一液晶顯示裝置中，在以一彼此相對關係配置之兩個透明基板中之一者上，往水平方向及垂直方向有規律地形成複數個掃描線及複數個信號線。進一步，用於驅動一顯示元件之一像素開關(諸如一TFT)形成於藉由掃描線及信號線界定之顯示區域之各者中。
通常，藉由線掃描驅動而驅動顯示元件。每一掃描線執行像素開關之開啟/關閉，並且每一信號線輸入用於影像顯示所需之一信號至被開啟之信號線。從而，例如，寬高比4:3之一顯示裝置根據VGA(視訊圖形陣列)顯示一影像，顯示解析度係480×640。因此，如果考慮圖框頻率係60赫茲，則每一掃描線自一信號線寫入所需時間近似地為35微秒。
但是，自一信號線寫入之時間取決於掃描線之數量，並且如果掃描線增加，則必須減少同樣多之寫入時間。儘管在水平方向提高解析度係僅藉由增加寫入信號線之數量來達到且不影響寫入時間，但增加解析度或增加圖框頻率(諸如120赫茲驅動)不可避免地減少了信號線寫入時間。因此，此引起需解決之主題係：1)無法充分寫入一像素電位；及2)連同驅動頻率之增加一起，一驅動電路之功率消耗大幅增加。
因此，期望提供一種顯示裝置及一種用於一顯示裝置之驅動方法，其中，即使解析度增加或圖框頻率增加，可用一充分高的像素電位來執行自一信號線寫入，同時可防止功率消耗之增加。
根據本發明之一實施例，提供一種顯示裝置，其包含一顯示像素區段、複數個像素開關及複數個掃描線。該顯示像素區段包含複數個像素，每個像素包含以二維晶格圖案佈置之複數個子像素。複數個像素開關個別地驅動複數個子像素。一對像素開關群組係連接至該複數個掃描線之每一者，該對像素開關群組之每一者包含沿著該等像素開關之二維方向中之一方向佈置的一連串若干個該等像素開關。該對像素開關群組係以彼此相對的關係配置，且一掃描線插入於該對像素開關群組之間。
在顯示裝置中，由於像素開關群組係以彼此相對的關係配置且一掃描線插入於該對像素開關群組之間，所以減少掃描線數量。
根據本發明之另一實施例，提供一種顯示裝置，其包含一顯示像素區段、複數個像素開關及複數個掃描線。該顯示像素區段包含複數個像素，每一像素包含複數個子像素，該複數個子像素係以一掃描線方向及一信號線方向的二維矩陣佈置。一對像素開關群組係連接至該複數個掃描線之每一者，該對像素開關群組之每一者包含沿著該等像素開關之二維方向中之一方向佈置的一連串若干個該等像素開關。該等掃描線係相對於掃描線方向之像素數量而被取樣。
在顯示裝置中，掃描線之數量被減少。
根據本發明之進一步實施例，提供一種用於一顯示裝置之驅動方法，其包含驅動複數個像素開關之步驟，該等像素開關係沿著二維方向中之一方向佈置且係以一彼此相對之關係予以配置且一掃描線插入於該對像素開關群組之間，並且該等像素開關連接至掃描線而使用掃描線。
在該用於一顯示裝置之驅動方法中，藉由減少數量之掃描線來控制像素開關於開啟及關閉之間。
運用該顯示裝置及該用於一顯示裝置之驅動方法，即使發生清晰度之增加或圖框頻率之增加，可執行用一充分高的像素電位自一信號線寫入且可防止功率消耗之增加。
在下文，參考附圖詳細描述本發明之較佳實施例。
在本發明之實施例中，一種顯示裝置之特徵為，在一種其中相對於用於在一顯示元件之一像素陣列中選擇開關元件之一掃描線以一向上方向及向下方向執行寫入的結構中，相對於一掃描線之方向之像素數量的數量之掃描線被移除或取樣。此類移除之距離可為(例如)每隔一條線。進一步，信號線可依彼此相等地隔開之一關係予以佈置。
現在，個別地描述本發明之實施例。
(第一實施例)
圖1繪示作為根據本發明之一第一實施例之一顯示裝置的一液晶顯示裝置的一顯示像素區段，該顯示像素區段係用於顯示之一影像。
參考圖1，該液晶顯示裝置大體上經組態使得複數個信號線1經佈置以延伸於垂直方向，而複數個線性掃描線2經佈置以延伸於水平方向，該水平方向垂直於信號線1之方向。複數個TFT 3經配置以致使該等TFT 3中沿著水平方向佈置且連接至一掃描線2的TFT 3形成一對像素開關群組4a及4b，該對像素開關群組4a及4b彼此相對且掃描線2夾入於該對像素開關群組4a及4b之間。換言之，跨掃描線2在垂直方向上以一彼此相對之關係配置的每兩個像素開關群組4a及4b連接至相同的掃描線2。
一子像素5形成於藉由信號線1及掃描線2界定之區域的各者中，及一TFT 3形成於子像素5之各者中。
圖2顯示圖1之液晶顯示裝置之一剖面結構。
參考圖2，所示之該液晶顯示裝置包含：一上部透明基板；一下部透明基板12，其係以與上部透明基板11呈相對關係予以佈置；一液晶層13，其固持於上部透明基板11與下部透明基板12之間，液晶層13內具有液晶分子；一偏光板15，其係藉由一黏著劑14被附接至上部透明基板11之外側面；及一偏光板23，其被配置於下部透明基板12之外側面。進一步，儘管並未繪示，一背光經配置相鄰於偏光板23。相鄰於下部透明基板12於上部透明基板11上形成一彩色濾光片16而，及於相鄰於下部透明基板12之彩色濾光片16上形成一定向薄膜17，定向薄膜17係用於控制液晶層13中之液晶分子之定向方向。
與此同時，作為一像素開關之一開關元件20形成於下部透明基板12上。相鄰於上部透明基板11於下部透明基板12上形成一閘極G，及形成由(例如)二氧化矽製成之一閘極絕緣薄膜22以便覆蓋閘極G。作為一像素開關之一TFT 24形成於閘極絕緣薄膜22上，及一線性信號線1連接至該TFT 24。一平坦層20形成於閘極絕緣薄膜22上，及一接觸孔21形成於該平坦層20中。
相鄰於上部透明基板11於平坦層20上形成一共通電極C，及一像素電極P形成於共通電極C上且一夾層絕緣薄膜18插入於像素電極P與共通電極C之間。該像素電極P被形成以致使延伸至接觸孔21之內部中且該像素電極P連接至TFT 24。進一步，一定向薄膜19以形成於平坦層20之表面上之方式致使覆蓋像素電極P。
該像素電極P係由(例如)一反射電極材料(諸如鋁)、一透明電極材料(諸如ITO(氧化銦錫))或由AGFA生產之一有機透明導電材料形成。例如，如果像素電極P由一反射電極材料形成，則像素電極P之區域形成一反射部份，而其他地區形成一透射部份。如果TFT 24被置於一開啟狀態，則對應於一期望得到之影像之一電壓被供應至像素電極P。
共通電極C可由一反射電極材料或一透明電極材料(諸如ITO或由AGFA生產之一有機透明導電材料)形成。與採用ITO或類似物之替代情況相比，採用一有機透明導電材料可預期到能減少成本。應注意的是，共通電極C由一反射電極材料形成，則共通電極C之區域形成一反射部份，反之共通電極C由一透明電極材料形成，則共通電極C之區域形成一透明部份。形成於下部透明基板12上之共通電極C被固定至一共通電位。
圖3顯示圖1及2之液晶顯示裝置之一子像素。
參考圖3，在各子像素之相對面的一對信號線1延伸於垂直方向，及一對掃描線2以與信號線1之一相交關係延伸於水平方向。一TFT 3被連接至掃描線2中之一者。一像素電極6被配置在一敞開表面上。
應注意的是，為了製造穩定性，可採用在圖4中所見之子像素之一雙閘結構。特定言之，如在圖4中所見，TFT部份27之兩個TFT之閘極G1及G2可自然地連接至彼此相交之一信號線25及一掃描線26。
現在，描述一像素陣列。
圖5A顯示一像素陣列之一實例。參考圖5A，一像素由發出三種主要顏色R、G及B之光之子像素31e、31f及31g組成。該等子像素31e、31f及31g中被配置於掃描線2之相鄰者之間，使得由該等沿著一掃描線2之方向放置為彼此相鄰之若干個子像素31e、31f及31g發出之光之顏色彼此不同。簡而言之，子像素被佈置成一條形陣列。
圖5B顯示一像素陣列之另一實例。參考圖5B，一像素由四個不同子像素31a、31b、31c及31d組成，該等子像素經配置致使得往垂直於像素開關群組4a及4b之一延伸方向之方向(即一掃描線2之一延伸方向)的相鄰子像素發出不同顏色之光。在圖5B中，發出R及B之光之子像素31a及31c被放置為在垂直方向彼此相鄰，且發出G及W(白色)之光之子像素31b及31d被放置為沿靠子像素31a及31c彼此相鄰。簡而言之，子像素係以一鑲嵌陣列(mosaic array)予以佈置。
圖5C顯示一像素陣列之一又一實例。參考圖5C，一像素由在垂直方向上延長且發出包含三種主要顏色R、G與B及白色(W)之四種不同顏色之光的四個子像素31e、31f、31g及31h組成。該等子像素31e、31f、31g及31h被配置於掃描線2之相鄰者之間，使得該等子像素在沿著一掃描線2之方向發出彼此不同顏色之光。同樣在圖5c之陣列中，該子像素被佈置於一條形陣列中。
(第二實施例)
在本發明之一第二實施例之下列描述中，假定四個子像素R、G、B及W係以如上描述之一馬賽克陣列予以佈置。
圖6繪示作為根據本發明之一第二實施例之一顯示裝置的一液晶顯示裝置的一顯示像素區段之一形式，該顯示像素區段係用於顯示一影像。
參考圖6，在上文中描述之複數個信號線1被並置以致使延伸於垂直方向，及複數個線性掃描線2經形成以致使延伸於水平方向，水平方向垂直於信號線1之延伸方向。複數個TFT 3被配置以致使沿著水平方向佈置且連接至一掃描線2之該等TFT 3形成一對像素開關群組4a及4b，該對像素開關群組4a及4b彼此相對且具有掃描線2夾入於該對像素開關群組4a及4b之間。換言之，跨掃描線2在垂直方向上以一彼此相對之關係配置的每兩個像素開關群組4a及4b連接至相同的掃描線2。
複數個子像素5a、5b、5c及5d形成於藉由信號線1及掃描線2界定之區域之各者中，及一TFT 3形成於子像素5之各者中。
子像素包含四種子像素，該四種子像素除包含發出三種主要顏色R、G及B之光之子像素5a、5b及5c外，亦包含一子像素5d，該子像素5d發出W(白色)之光作為亮度高於R、G及B之光的一第四光色。該等子像素5a、5b、5c及5d具有一相等大小且被配置於掃描線2之相鄰者之間。
以此方式，在根據第二實施例之液晶顯示裝置中，該等像素開關群組4a及4b係以在垂直方向彼此相對之關係予以配置且掃描線2夾入於該等像素開關群組4a及4b之間。從而，在該等像素開關群組4a及4b之各者連接至一掃描線2情況下，可使掃描線數量減少一半。因此，可增加自分配至每一掃描線之一信號線1的寫入時間。因此，在自信號線1寫入之後，可用一充分高的像素電位寫入一信號。進一步，即使增加驅動頻率，仍然可抑制一相關聯之驅動電路之功率消耗。
本發明液晶顯示裝置係有效率的，特定地在使用四種不同像素5a至5d之情況下。在上文參考圖5C描述之陣列的情況下，預先決定掃描線2及信號線1之線寬的一最小值，一像素被縱向地延長，特定言之信號線1抑制數值孔徑(數值孔徑係光通過之比率)，且具可減小數值孔徑之可能性。
相比之下，在四種不同子像素5a至5d係以如在圖5B中繪示之一方式配置之情況下，由於必需驅動在垂直方向彼此分離地並置的子像素，所以原本必須自圖5C之案例中增加掃描線數量。但是，在根據本實施例之液晶顯示裝置中，因像素開關群組4a及4b係以彼此相對之關係予以配置且一掃描線2插入於像素開關群組4a及4b之間且像素開關群組4a及4b連接至相同的掃描線2，所以可減少掃描線數。
進一步，由如在圖5B中所見之方式配置四種不同子像素5a至5d引起而增加掃描線2之數量的影響被減小。
此外，沒有必要增加來自信號線1之一信號之寫入頻率。
與此同時，在液晶顯示裝置中，因信號線1以繞子像素5a至5d周圍之一方式被配置，使得相鄰之信號線1放置為彼此相近。因此，可能在信號寫入時，雜訊可被混入而引起干擾。為了消除此干擾，自然地可依沿著水平方向相等地隔開的一關係配置該等信號線。更特定言之，如上文描述之圖6之案例中，兩條信號線被配置於彼此相近之位置，實際上，有時寫入之一信號稍微不同於應被寫入之一信號，此係因為取決於寫入電位而藉由來自鄰近信號之一電信號耦合。有時此被視覺化為週期性條紋或斑點。藉由設定信號線之距離彼此相等以便製造諸如在圖7中所示之一構造，可顯著地減少信號線之耦合之影響。
(第三實施例)
現在，描述本發明之一第三實施例。
圖8及圖9繪示作為根據本發明之一第三實施例之一顯示裝置之一液晶顯示裝置之一顯示像素區段之一形式。
參考圖8，在所示之液晶顯示裝置中，儘管線性地形成每一掃描線41，但是每一信號線42具有一彎曲結構，其中放置於經放置為彼此相鄰之掃描線41之間之信號線42的中間部份係彎曲為一L形狀。每一像素電極44被結構化，使得複數個延長之似帶部份44b形成於基底部份44a之間，將在此之像素電極44連接至掃描線41，並在似帶部份44b之間界定切口44c，而沿著信號線42之似帶部份44b之中間部份則係彎曲為一L形狀。
可在一橫向電場模式中驅動液晶顯示裝置。在此情況下，像素電極44及一共通電極(圖中未繪示)係以一並置關係形成在一平坦層(圖中未繪示)上。因此，如果將一電壓施加至像素電極44與共通電極之間，則於像素電極44與共通電極之間產生一實質上平行於一下部透明基板(圖中未繪示)的橫向電場，該基板係一類似於下部透明基板12之基板。藉由橫向電場，於一平行於下部透明基板之表面之一平面內，控制液晶層中之液晶分子之方向。由於在橫向電場模式中驅動液晶顯示裝置，所以由階度(gradation)引起之顏色漂移或由階度引起之視角範圍變化係小的，且其中以一混合方式顯示W像素(白色)及RGB像素，沒有必要考慮其他因素且可預期非常簡單之顯示。
進一步，在於橫向電場模式中顯示一影像的情況下，已知在一像素中執行分區定向以產生在逆時針方向及順時針方向中之旋轉液晶分子之方向(由在圖9中之參考字元m指示)。在此技術中，一區域出現於旋轉之一中心部份，在該區域內液晶無法旋轉。透射因數對此部份之影響係非常小的，且該區域製造一無效區域。如果一信號線42被配置於此部份，則可獲得一非常高效率之一結構。
在於圖8及9中繪示之結構中，由於相鄰信號線42被放置為彼此相近，所以信號線42可依如在圖10繪示之一彼此相等地隔開的關係予以放置。應注意的是，像素44之方向被變化地繪示。
如上文之詳細描述中，運用本發明之實施例，即使發生清晰度之增加或圖框頻率之增加，仍然可執行用一充分高的像素電位自一信號線寫入且可防止功率消耗之增加。
雖然上文描述本發明之第一實施例至第三實施例，但是本發明並不限於該等實施例，而是可在不脫離本發明之標的而實現多種改進及修改。
雖然上文描述之像素發出之光具有顏色R、G及B或R、G、B及W，但本發明也可具有除W之外之黃色、青色及品紅色。
本申請案含有在2008年7月18日向日本專利局申請之日本優先權專利申請案JP 2008-187556中揭示的相關標的。該案之全文係以引用的方式併入本文中。
1．．．信號線
2．．．掃描線
3．．．TFT
4a、4b．．．像素開關群組
5．．．子像素
11．．．上部透明基板
12．．．下部透明基板
13．．．液晶層
14．．．黏著劑
15．．．偏光板
16．．．彩色濾光片
17．．．定向薄膜
18．．．夾層絕緣薄膜
19．．．定向薄膜
20．．．平坦層
22．．．閘極絕緣薄膜
23．．．偏光板
25．．．信號線
26．．．掃描線
27．．．TFT部份
31a、31b、31c、31d、31e、31f、31g、31h、5a、5b、5c、5d．．．子像素
41．．．掃描線
42．．．信號線
44．．．像素電極
44a．．．基底部份
44b．．．似帶部份
44c．．．切口
B．．．藍色
C．．．共通電極
G．．．閘極
G．．．綠色
G1．．．閘極
G2．．．閘極
m．．．參考字元
P．．．像素電極
R．．．紅色
W．．．白色
圖1係一示意視圖，其繪示作為根據本發明之一第一實施例之一顯示裝置的一液晶顯示裝置的一顯示像素區段，該顯示像素區段係用於顯示之一影像；
圖2係圖1之液晶顯示裝置之剖面視圖；
圖3係圖1之液晶顯示裝置之一子像素之一俯視圖；
圖4係繪示一雙閘結構之一示意視圖；
圖5A至5C係繪示不同像素陣列之示意視圖；
圖6係作為根據本發明之一第二實施例之一顯示裝置的一液晶顯示裝置的一顯示像素區段之一形式的一示意視圖，該顯示像素區段係用於顯示一影像；
圖7係作為根據本發明之第二實施例之顯示裝置液晶顯示裝置的顯示像素區段之另一形式的一示意視圖；
圖8係作為根據本發明之第三實施例之顯示裝置之液晶顯示裝置的顯示像素區段之一形式的一示意視圖；
圖9係圖8之顯示像素區段之部份之一放大圖；及
圖10係作為根據本發明之第三實施例之顯示裝置的液晶顯示裝置之顯示區段之另一形式的一示意視圖。
1．．．信號線
2．．．掃描線
3．．．TFT
4a、4b．．．像素開關群組
5．．．子像素

Claims (10)

  1. 一種顯示裝置，其包括：一顯示像素區段，其包含以二維圖案佈置之複數個群組之子像素；複數個子像素開關，其用於個別地驅動該複數個子像素；及複數個掃描線，子像素開關群組係連接至該複數個掃描線之每一者；該等子像素開關群組係以彼此相對之關係配置，且該掃描線係插入於該等子像素開關群組之間，使得在每一掃描線之相對側上之子像素之每一者從相同掃描線接收一信號，及其中該等子像素係進一步經配置以使得每一像素之兩個不同顏色之子像素位於一掃描線之相對側上，該像素之該等子像素係連接至該掃描線，且每一像素之所有子像素係連接至一對應共通掃描線。
  2. 如請求項1之顯示裝置，其中發出彼此不同顏色之光之該等子像素係沿著垂直於該等像素開關群組延伸於該等掃描線之相鄰者之間之一方向的一方向而配置。
  3. 如請求項1之顯示裝置，其中發出多種顏色之光的該等子像素係配置於該等掃描線之相鄰者之間，該等顏色包含紅色、綠色、藍色及一第四光色，該第四光色之亮度高於紅色、綠色及藍色之亮度。
  4. 如請求項1之顯示裝置，其中發出多種顏色之光的該等子像素係配置於該等掃描線之相鄰者之間，該等顏色包 含紅色、綠色、藍色及一第四光色，該第四光色之亮度高於紅色、綠色及藍色之亮度，且發出彼此不同顏色之光之該等子像素係以沿著一相交於該等像素開關群組延伸之方向的方向配置。
  5. 如請求項1之顯示裝置，進一步包括以與該等掃描線之一相交關係配置的複數個信號線，該等信號線係以一沿著該等像素開關群組延伸之方向彼此相等地隔開的關係配置。
  6. 如請求項5之顯示裝置，進一步包括一在該顯示像素區段中用於執行像素顯示的像素電極，該像素電極具有一彎曲結構，其中在與該等像素開關群組之延伸方向相交之方向中的中間部份係彎曲的，該等信號線具有一類似於該像素電極之彎曲結構之彎曲結構。
  7. 如請求項1之顯示裝置，進一步包括：一像素電極，其在該顯示像素區段中用於執行像素顯示；及一共通電極，其係以與該像素電極呈一並置關係而形成；該顯示裝置操作於一橫向電場模式中，其中於該像素電極及該共通電極之間，產生在沿著該等像素開關群組延伸之一方向之一橫向方向上的電場。
  8. 一種顯示裝置，其包括：一顯示像素區段，其包含以二維矩陣佈置之複數個子像素； 複數個子像素開關，其用於個別地驅動該等子像素；及複數個掃描線，像素開關群組係以彼此相對之關係連接至該複數個掃描線之每一者，該掃描線係插入於該等像素開關群組之間，使得在每一掃描線之相對側上之子像素之每一者從相同掃描線接收一信號，及其中該等子像素係進一步經配置以使得每一像素之兩個不同顏色之子像素位於一掃描線之相對側上，該像素之該等子像素係連接至該掃描線，且每一像素之所有子像素係連接至一對應共通掃描線。
  9. 如請求項8之顯示裝置，其中該等掃描線係每隔一條線而取樣。
  10. 一種用於一顯示裝置的驅動方法，其包括以下步驟：使用一掃描線來驅動複數個子像素開關，該複數個子像素開關係以彼此相對之關係配置，該掃描線插入於該複數個子像素開關群組之間，使得在每一掃描線之相對側上之子像素之每一者從相同掃描線接收一信號，及其中該等子像素係進一步經配置以使得每一像素之兩個不同顏色之子像素位於一掃描線之相對側上，該像素之該等子像素係連接至該掃描線，且每一像素之所有子像素係連接至一對應共通掃描線。
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