TWI460709B - 液晶顯示器及相關配向方法 - Google Patents

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液晶顯示器及相關配向方法
本發明相關於一種液晶顯示器及相關配向方法，尤指一種能在配向時提供靜電防護以改善畫面不均之液晶顯示器及相關配向方法。
隨著大尺寸液晶顯示面板的快速發展，液晶顯示面板必須具備廣視角特性，方能滿足使用上的需求。多區域垂直配向(multi-domain vertical alignment，MVA)液晶顯示面板因具有廣視角與快速反應時間(response time)等特性，因而成為目前大尺寸平面顯示面板的主流產品。
習知MVA液晶顯示面板係藉由凸塊結構來使不同區域的液晶分子具備不同的預傾角(pre-tilt angle)，藉此發揮廣視角的作用，然而凸塊結構不但會增加了製程的複雜度，且會遮蔽部分光線，因此造成開口率(aperture ratio)的下降，進而降低了液晶顯示面板的亮度表現。
因此，業界另研發出一種高分子聚合配向(polymer stability alignment，PSA)製程，或稱為相分離配向(phase separation alignment，PSA)製程，其利用高分子聚合物來取 代MVA液晶顯示面板中的凸塊結構。PSA技術的核心在於液晶面板上所形成的配向膜，其製作的方式在於原始的液晶分子中加入少許的聚合物單體(monomer)。在對組後，先以能量光照射以及加熱液晶顯示面板以固化框膠，再施加配向電壓，使部分區域的液晶分子在靠近聚醯亞胺(polyimide)的區域有一預傾角，再照能量光來固定預傾角。
第1圖為先前技術中一液晶顯示器600之示意圖。液晶顯示器600包含一液晶顯示面板、一閘極驅動電路、一源極驅動或測試電路、一多工器，以及一配向電路。液晶顯示面板採用PSA製程上，其設有複數條資料線、複數條閘極線，以及複數個畫素(未顯示於第1圖)。閘極驅動電路可提供導通每行畫素所需之閘極驅動訊號。源極驅動或測試電路可提供資料訊號DIN 以充電相對應之列畫素。依據資料訊號DIN 和開關控制訊號SW1 ~SWM ，多工器可輸出資料訊號DOUT1 ~DOUTM 至液晶顯示面板。
在配向週期內，先前技術液晶顯示器之多工器為浮接，若因配向電壓不穩或靜電而影響液晶配向，會造成畫面不均(mura)的情形，因此會降低顯示品質。
本發明提供一種液晶顯示器，其包含一顯示面板、一多工器、一第一配向電路，以及一第一短路桿電路。該顯示面板包含複數個畫素；複數條資料線，沿著一第一方向設置且分別電性耦接於該複數個畫素；以及複數條閘極線，沿著一第二方向設置且分別電性耦接於該複數個畫素。該多工器設置於該顯示面板之一第一側，用來依據複數個第一開關控制訊號和一輸入資料訊號來提供複數筆輸出資料訊號。該多工器包含一輸入端，用來接收該輸入資料訊號；複數個輸出端，電性耦接於該些資料線，分別用來輸出該複數筆輸出資料訊號；以及複數個第一開關，分別依據該複數個第一開關控制訊號來控制該輸入端和該複數個輸出端之間的訊號傳輸路徑。該第一配向電路，用來在一配向週期內提供一配向電壓至該複數條資料線。該第一短路桿電路，用來在該配向週期內將該多工器電性耦接至一預定電壓，使多工器截止或導通。進而此液晶顯示器能夠改善畫面配向不均。
本發明另提供一種對液晶顯示器配向的方法，其包含提供一液晶顯示器，其中該液晶顯示器包含一多工器，一具有多個畫素的顯示面板，該多工器具有一輸入端、複數個輸出端及複數個第一開關，該些第一開關分別依據複數個第一開關控制訊號來控制該輸入端和該複數個輸出端之間的訊號傳輸路徑，且該多工器的輸出端電性耦接該些畫素；在一 配向週期內提供一配向電壓至該複數條資料線，並在該配向週期內以一能量光照射該液晶顯示器；以及在該配向週期內將該多工器電性耦接至一預定電壓，以控制該複數個第一開關訊號為同一電壓準位。進而此液晶顯示器的配向方法能夠改善畫面配向不均。
第2圖至第6圖為本發明實施例中液晶顯示器結構與運作之示意圖。第2圖所示之液晶顯示器100包含一液晶顯示面板10、一閘極驅動電路20、一源極驅動或測試電路30、一多工器40、一第一配向電路50，以及一短路桿電路60。第3圖所示之液晶顯示器200包含一液晶顯示面板10、一閘極驅動電路20、一源極驅動或測試電路30、一多工器40、一第一配向電路50和一第二配向電路55。第4圖所示之液晶顯示器300和第5圖所示之液晶顯示器400各包含一液晶顯示面板10、一閘極驅動電路20、一源極驅動或測試電路30、一多工器40、一第一配向電路50、一第二配向電路55，以及一短路桿電路60。第6圖所示之液晶顯示器500包含一液晶顯示面板10、一閘極驅動電路20、一源極驅動或測試電路30、一多工器40、一第一配向電路50、一短路桿電路60，以及一靜電保護電路70。
在本發明之實施例中，液晶顯示面板10係採用PSA製程，其主動區域內設有複數條資料線DL1 ~DLM (M為大於1之正整數)、複數條閘極線GL1 ~GLN (N為大於1之正整數)，以及複數個畫素PX。閘極驅動電路20可提供導通每列畫素所需之閘極驅動訊號，而源極驅動或測試電路30和多工器40可提供充電每行畫素所需之資料訊號。
第2圖為本發明第一實施例中液晶顯示器結構與運作之示意圖。如同第2圖所示，本發明第一實施例之液晶顯示器100以單邊驅動方式來進行配向，並在配向時提供靜電防護。在配向週期內，第一配向電路50可提供一配向電壓VPSA 至資料線DL1 ~DLM ，而短路桿電路60可將多工器40電性耦接至一預定電壓VMUX 以截止多工器40。截止的多工器40能阻擋來自源極驅動或測試電路30的靜電傳送至資料線DL1 ~DLM ，進而改善畫面不均的情形。
第3圖為本發明第二實施例中液晶顯示器結構與運作之示意圖。如同第3圖所示，本發明第二實施例之液晶顯示器200以雙邊驅動方式來進行配向，並在配向時提供靜電防護。第一配向電路50和第二配向電路55分別設置於液晶顯示面板10之兩對向側。在配向週期內，第一配向電路50可 提供一配向電壓VPSA 至資料線DL1 ~DLM 之第一側，第二配向電路55可提供配向電壓VPSA 至資料線DL1 ~DLM 之第二側，而多工器40為浮接。第二配向電路55可分享來自源極驅動或測試電路30的靜電，進而改善畫面不均的情形。
第4圖為本發明第三實施例中液晶顯示器結構與運作之示意圖。如同第4圖所示，本發明第三實施例之液晶顯示器300以雙邊驅動方式來進行配向，並在配向時提供靜電防護。第一配向電路50和第二配向電路55分別設置於液晶顯示面板10之兩對向側，其中第二配向電路55設置在液晶顯示面板10和多工器40之間。在配向週期內，第一配向電路50可提供一配向電壓VPSA 至資料線DL1 ~DLM 之第一側，第二配向電路55可提供配向電壓VPSA 至資料線DL1 ~DLM 之第二側，而短路桿電路60可將多工器40電性耦接至一預定電壓VMUX 以截止多工器40。截止的多工器40能阻擋來自源極驅動或測試電路30的靜電傳送至資料線DL1 ~DLM ，進而改善畫面不均的情形。
第5圖為本發明第四實施例中液晶顯示器結構與運作之示意圖。如同第5圖所示，本發明第四實施例之液晶顯示器400以雙邊驅動方式來進行配向，並在配向時提供靜電防 護。第一配向電路50和第二配向電路55分別設置於液晶顯示面板10之兩對向側，其中多工器40設置在液晶顯示面板10和第二配向電路55之間。在配向週期內，短路桿電路60可將多工器40電性耦接至一預定電壓VMUX 以導通多工器40，第一配向電路50可提供一配向電壓VPSA 至資料線DL1 ~DLM 之第一側，而第二配向電路55可將配向電壓VPSA 透過導通的多工器40傳送至資料線DL1 ~DLM 之第二側。第二配向電路55可分享多工器40輸入端的靜電，進而改善畫面不均的情形。
第6圖為本發明第五實施例中液晶顯示器結構與運作之示意圖。如同第6圖所示，本發明第五實施例之液晶顯示器500以單邊驅動方式來進行配向，並在配向時提供靜電防護。在配向週期內，第一配向電路50可提供一配向電壓VPSA 至資料線DL1 ~DLM ，而短路桿電路60可將多工器40電性耦接至一預定電壓VMUX 以截止多工器40。靜電保護電路70設置於源極驅動或測試電路30和多工器40之輸入端之間。靜電保護電路70可分享來自源極驅動或測試電路30的靜電，截止的多工器40能阻擋來自源極驅動或測試電路30的靜電傳送至資料線DL1 ~DLM ，進而改善畫面不均的情形。
在第6圖所示之實施例中，靜電保護電路70可包含一第一二極體和一第二二極體。第一二極體之陽極電性耦接至一低準位電位VGL ，而陰極電性耦接至多工器40之輸入端。第二二極體之陽極電性耦接至多工器40之輸入端，而陰極電性耦接至一高準位電位VGH 。然而，第6圖所示之靜電保護電路70僅為實施例，並不限定本發明之範疇。
在本發明之實施例中，閘極驅動電路20可包含上拉開關T1 ~TN 和移位暫存器SR1 ~SRN ，每一上拉開關之第一端用來接收一偏壓VGH、第二端電性耦接至一相對應之閘極線，而控制端用來接收一控制訊號CTL。控制訊號CTL在配向週期內透過低準位的訊號導通上拉開關T1 ~TN ，進而透過偏壓VGH導通畫素PX以接收配向電壓VPSA 。控制訊號CTL可在顯示器顯示圖像時透過高準位的訊號截止上拉開關T1 ~TN ，進而防止上拉開關T1 ~TN 一端的偏壓VGH進入閘極線GL1 ~GLN ，並且控制訊號CTL可以透過電壓緩衝器66反相後截止開關B1 ~BM ，進而阻擋畫素PX接收配向電壓VPSA 。
在本發明之實施例中，多工器40可為1對M之架構，包含一輸入端、M個輸出端，和M個開關A1 ~AM 。多工器40 之輸入端電性耦接至源極驅動或測試電路30以接收一輸入訊號DIN 。開關A1 ~AM 分別依據控制訊號SW1 ~SWM 來控制輸入端和輸出端之間的訊號傳送路徑，使得多工器40能分別輸出資料訊號DOUT1 ~DOUTM 至資料線DL1 ~DLM 。
在本發明之實施例中，配向電路50和55可各包含M個開關B1 ~BM ，傳輸邏輯閘62、64，和一電壓緩衝器66。開關B1 ~BM 之第一端分別電性耦接至資料線DL1 ~DLM ，第二端用來接收一配向電壓VPSA ，而控制端電性耦接至電壓緩衝器66之輸出端。傳輸邏輯閘62和64之第一控制端電性耦接至上拉開關T1 ~TN 的控制端，傳輸邏輯閘62和64之第二控制端用來接收一偏壓VGL，傳輸邏輯閘62和64之輸入端用來接收一偏壓VCOM ，傳輸邏輯閘62之輸出端電性耦接至電壓緩衝器66之輸入端，而傳輸邏輯閘64之輸出端用來接收偏壓VGL。其中，VGH可為一高準位電壓，VGL可為一低準位電壓，而VCOM 可為一共同電壓。
在本發明之實施例中，短路桿電路60可包含M個開關C1 ~CM ，傳輸邏輯閘72、74，和一電壓緩衝器76。開關C1 ~CM 之第一端分別電性耦接至開關A1 ~AM 之控制端，第二端用來接收一預定電壓VMUX ，而控制端電性耦接至電壓緩 衝器76之輸出端。傳輸邏輯閘72和74之第一控制端電性耦接至上拉開關T1 ~TN 的控制端，傳輸邏輯閘72和74之第二控制端用來接收一偏壓VGL，傳輸邏輯閘72和74之輸入端用來接收一偏壓VCOM ，傳輸邏輯閘72之輸出端電性耦接至電壓緩衝器76之輸入端，而傳輸邏輯閘74之輸出端用來接收偏壓VGL。其中，VGH可為一高準位電壓，VGL可為一低準位電壓，而VCOM 可為一共同電壓。
在配向週期內，控制訊號CTL會導通開關B1 ~BM ，使得資料線DL1 ~DLM 能被電性耦接至配向電壓VPSA 。同時，控制訊號CTL會導通開關C1 ~CM ，使得開關A1 ~AM 之控制端能被電性耦接至預定電壓VMUX 。
在本發明實施例之液晶顯示器100、200、300和500中，預定電壓VMUX 之值設定為開關A1 ~AM 之截止電壓或小於開關A1 ~AM 之導通電壓，因此可在配向週期內截止多工器40。截止的多工器40能阻擋來自源極驅動或測試電路30的靜電傳送至資料線DL1 ~DLM ，進而改善畫面不均的情形。
在本發明實施例之液晶顯示器400中，預定電壓VMUX 之值設定為開關A1 ~AM 之導通電壓或大於開關A1 ~AM 之導通電壓，因此可在配向週期內導通多工器40以將配向電路55提供之配向電壓VPSA 傳送至資料線DL1 ~DLM 。配向電路55可分享多工器40輸入端的靜電，進而改善畫面不均的情形。
在配向週期內，本發明之液晶顯示器會將多工器電性耦接至一預定電壓，以避免因配向電壓不穩或靜電而影響液晶配向，進而改善畫面不均(mura)的情形以提高顯示品質。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
100、200、300、400、500‧‧‧液晶顯示器
10‧‧‧液晶顯示面板
20‧‧‧閘極驅動電路
30‧‧‧源極驅動或測試電路
40‧‧‧多工器
50、55‧‧‧配向電路
60‧‧‧短路桿電路
62、64、72、74‧‧‧傳輸邏輯閘
66、76‧‧‧電壓緩衝器
70‧‧‧靜電保護電路
PX‧‧‧畫素
DL1 ~DLM ‧‧‧資料線
GL1 ~GLN ‧‧‧閘極線
A1 ~AM 、B1 ~BM 、C1 ~CM 、T1 ~TN ‧‧‧開關
SR1 ~SRN ‧‧‧移位暫存器
第1圖為先前技術中一液晶顯示器之示意圖。
第2圖為本發明第一實施例中液晶顯示器結構與運作之示意 圖。
第3圖為本發明第二實施例中液晶顯示器結構與運作之示意圖。
第4圖為本發明第三實施例中液晶顯示器結構與運作之示意圖。
第5圖為本發明第四實施例中液晶顯示器結構與運作之示意圖。
第6圖為本發明第五實施例中液晶顯示器結構與運作之示意圖。
100‧‧‧液晶顯示器
10‧‧‧液晶顯示面板
20‧‧‧閘極驅動電路
30‧‧‧源極驅動電路
40‧‧‧多工器
50‧‧‧配向電路
60‧‧‧短路桿電路
62、64、72、74‧‧‧傳輸邏輯閘
66、76‧‧‧電壓緩衝器
PX‧‧‧畫素
DL1 ~DLM ‧‧‧資料線
GL1 ~GLN ‧‧‧閘極線
A1 ~AM 、B1 ~BM 、C1 ~CM 、T1 ~TN ‧‧‧開關
SR1 ~SRN ‧‧‧移位暫存器

Claims (11)

  1. 一種液晶顯示器，其包含：一顯示面板，包含：複數個畫素；複數條資料線，沿著一第一方向設置且分別電性耦接於該複數個畫素；以及複數條閘極線，沿著一第二方向設置且分別電性耦接於該複數個畫素；一多工器，設置於該顯示面板之一第一側，用來依據複數個第一開關控制訊號和一輸入資料訊號來提供複數筆輸出資料訊號，該多工器包含：一輸入端，用來接收該輸入資料訊號；複數個輸出端，電性耦接於該複數條資料線，分別用來輸出該複數筆輸出資料訊號；以及複數個第一開關，分別依據該複數個第一開關控制訊號來控制該輸入端和該複數個輸出端之間的訊號傳輸路徑；一第一配向電路，用來在一配向週期內提供一配向電壓至該複數條資料線；以及一第一短路桿電路，用來在該配向週期內將該多工器電性耦接至一預定電壓。
  2. 如請求項1所述之液晶顯示器，其中該第一短路桿電路 係用來在該配向週期內提供該預定電壓以截止該多工器。
  3. 如請求項1所述之液晶顯示器，其另包含：一第二配向電路，設置於該顯示面板相對於該第一配向電路的對側，電性耦接於該複數條資料線，用來在該配向週期內提供該配向電壓至該複數條資料線。
  4. 如請求項3所述之液晶顯示器，其中：該多工器係設置於該顯示面板和該第二配向電路之間；該配向電壓係經由該多工器傳輸至該複數條資料線；且該第一短路桿電路係用來在該配向週期內提供該預定電壓以導通該多工器。
  5. 如請求項1所述之液晶顯示器，其另包含：一靜電保護電路，設置於該顯示面板之該第一側，電性耦接至該多工器之該輸入端，該靜電保護電路包含：一第一二極體，其陽極電性耦接至一低準位電位，而其陰極電性耦接至該多工器之該輸入端；以及一第二二極體，其陽極電性耦接至該多工器之該輸入端，而其陰極電性耦接至一高準位電位。
  6. 如請求項1所述之液晶顯示器，其中：每一閘極線電性電性耦接至一上拉開關，該上拉開關的控制端用以接收一第二開關控制訊號，該上拉開關的第一端用以接收一高準位電壓，該上拉開關的第二端電性耦接該閘極線；該第一配向電路包含：複數個第二開關，每一第二開關包含：一控制端；一第一端，用以接收該配向電壓；以及一第二端，電性耦接至一相對應之資料線；一第一傳輸邏輯閘，包含：一輸入端，用以接收一共同電壓；一第一控制端，電性耦接於該些上拉開關的控制端；一輸出端，電性耦接於該第一傳輸邏輯閘的該第一控制端；以及一第二控制端，用以接收一低準位電壓；一第二傳輸邏輯閘，包含：一輸入端，用以接收該共同電壓；一第一控制端，電性耦接於該些上拉開關的該控制端；一輸出端，電性耦接於該第一傳輸邏輯閘的該第二控制端；以及 一第二控制端，電性耦接於該第一傳輸邏輯閘的該第二控制端；以及一電壓緩衝器，包含：一輸入端，電性耦接於該第一傳輸邏輯閘的該輸出端；以及一輸出端，電性耦接於該些第二開關的該控制端。
  7. 如請求項1所述之液晶顯示器，其中：每一閘極線電性耦接至一上拉開關，該上拉開關的控制端用以接收一第二開關控制訊號，該上拉開關的第一端用以接收一高準位電壓，該上拉開關的第二端電性耦接該閘極線；該第一短路桿電路包含複數個第二開關，每一第二開關包含：一控制端，用以接收該第二開關控制訊號；一第一端，用以接收該預定電壓；以及一第二端，電性耦接至該多工器中一相對應之輸出端。
  8. 一種對液晶顯示器配向的方法，其包含：提供一液晶顯示器，其中該液晶顯示器包含一多工器，一具有多個畫素的顯示面板，該多工器具有一輸入 端、複數個輸出端及複數個第一開關，該些第一開關分別依據複數個第一開關控制訊號來控制該輸入端和該複數個輸出端之間的訊號傳輸路徑，且該多工器的輸出端電性耦接該些畫素；在一配向週期內提供一配向電壓至該複數條資料線，並在該配向週期內以一能量光照射該顯示面板；以及在該配向週期內將該多工器電性耦接至一預定電壓，以控制該複數個第一開關訊號為同一電壓準位。
  9. 如請求項8所述之方法，其另包含：在該配向週期內將該多工器電性耦接至該預定電壓，以控制該些第一開關訊號為同一電壓準位，並透過該預定電壓截止該多工器的該複數個第一開關。
  10. 如請求項8所述之方法，其另包含：在該配向週期內，傳輸該配向電壓至該複數條資料線之一第一側，並經由該多工器傳輸該配向電壓至該複數條資料線之一第二側。
  11. 如請求項8所述之方法，其另包含：在該配向週期內將該多工器電性耦接至該預定電壓，以控制該些第一開關訊號為同一電壓準位，並透過該預定電壓導通該多工器的該些第一開關；以 及在該配向週期內透過該多工器的該複數個第一開關提供該配向電壓至該複數條資料線。
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