CN100523929C - 液晶显示器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种液晶显示器，其具有一个或多个像素，每个像素包括：第一次像素，以第一阈值电压操作；以及第二次像素，邻接该第一次像素且以第二阈值电压操作；其中该第一次像素被该第二次像素划分为两个部分以形成至少四个液晶分子的区域，该四个区域以不同的灰阶发光，藉以改善该液晶显示器的视角特性。
Description
技术领域
本发明涉及一种液晶显示器，且特别涉及一种具有补偿像素阵列(compensated pixel arrays)的液晶显示器。
背景技术
液晶显示器为一种薄且平面的显示装置，其包括多个以阵列形式排列于光源或反射源之前的像素，而每个像素皆包含位于两个电极之间的一层液晶分子。当电压施加于电极时，将产生致使液晶分子扭转(twist)的静电力，并且液晶分子的扭转可导致通过液晶分子的光线扭转，进而允许(或不允许)各种角度的光线通过滤光器(filter)。因此，通过位于列(column)及行(row)的像素显示图像。
图1绘示已知的像素阵列100，各个像素102包含第一次像素104及第二次像素106，且第一次像素104及第二次像素106通过形成在两者之间的狭缝120分隔。为了改善视角特性，第一及第二次像素104、106通常被设计为具有不同的阈值(threshold)电压，如此，当第一及第二次像素104、106发光时，第一及第二次像素104、106可在不同饱和(saturation)电压下被充电。由于不同的饱和电压导致在第一及第二次像素104、106中的液晶分子具有不同的配向(orientation direction)，因此可改善视角特性。
为了更进一步改善视角特性，每个次像素104被分割为多个区域，在这些区域中液晶分子具有不同的配向，举例而言，次像素104通过凸出部108及110分割为三个部分。由此三个部分的几何图形所致，左上部的液晶分子具有箭头112的配向，左下部的液晶分子具有箭头114的配向，右边上半部的液晶分子具有箭头116的配向，右边下半部的液晶分子具有箭头116的配向。每个部分的配向定义一区域，因此次像素104具有四个区域。
视角特性可通过上述的不同区域获得改善。图2绘示次像素104沿着A-A线的剖面图200。当电极202及204被充电，凸出部108使右边的液晶分子沿着一个方向配向，而左边的液晶分子沿着另一个方向配向。藉此，上部206、右上部208、及左上部210可接收相同数量的光线，换句话说，在不同视角下次像素104具有相对均匀的光穿透率(transmittance)。
已知像素阵列100的缺点之一为凸出部及狭缝减低开口率(apertureratio)，开口率为可穿透光的像素面积与像素的实际面积的比。熟悉此技艺者可了解，越多的凸出部及狭缝导致越低的开口率。如图1所示，次像素104及106由狭缝120分隔，且每个次像素具有两个凸出部，此即导致像素102开口率下降的原因。
图3绘示另一个已知的像素阵列300，每个像素302包含具有较低阈值电压的第一次像素304以及具有较高阈值电压的第二次像素。如图中所示，每个次像素304或306只有一个凸出部，因此像素302的开口率可获得改善。
已知的像素阵列300的缺点之一为其像素排列亦导致亮度不均(mura)现象，亮度不均是指在大面积的像素上发生不均匀的图像。请参照图3～4，由已知的像素阵列300的右边看，某些行的次像素402由于液晶分子配向而显的较暗。次像素306具有较高的阈值电压，所以当其发光时会比较暗；次像素304具有较低的阈值电压，所以当其发光时会比较亮。由于列404是由高阈值电压的次像素306形成，因此列404会显的较暗；而列406是由低阈值电压的次像素304形成，因此列406会显的较亮。如此，产生暗亮带互相交错，此即亮度不均缺陷。
有鉴于上述的原因，目前亟需一种液晶显示装置，其具有可提供高开口率的像素阵列，且可同时避免亮度不均缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种液晶显示装置，其具有可提供高开口率的像素阵列，且可同时避免亮度不均缺陷。
本发明提供一种液晶显示器，其具有一个或多个像素，每个像素包括：第一次像素，以第一阈值电压操作；以及第二次像素，邻接该第一次像素且以第二阈值电压操作；其中该第一次像素被该第二次像素划分为两个部分以形成至少四个液晶分子的区域，该四个区域以不同的灰阶发光，藉以改善该液晶显示器的视角特性。
本发明另提供一种液晶显示器，其具有一个或多个像素，每个像素包括：第一次像素，以第一阈值电压操作；以及第二次像素，邻接该第一次像素且以第二阈值电压操作，该第一及第二次像素被划分以至少形成四个液晶分子的区域，该四个区域以不同的灰阶发光，藉以改善该液晶显示器的视角特性；其中该像素的任何水平剖面包括至少一部分的该第一次像素及至少一部分的该第二次像素，且该像素的任何垂直剖面包括至少一部分的该第一次像素及至少一部分的该第二次像素。
本发明又提供一种液晶显示器，其具有像素阵列，该像素阵列包括：第一像素，具有第一次像素及第二次像素，该第二次像素邻接该第一次像素，其中该第一次像素被该第二次像素划分为第一及第二部分；第二像素，邻接该第一像素，该第二像素具有第三次像素及第四次像素，该第四次像素邻接该第三次像素，其中该第三次像素被该第四次像素划分为第三及第四部分；其中该第二及第四次像素以第一阈值电压操作，该第一及第三次像素以第二阈值电压操作；或者该第二及第三次像素以该第一阈值电压操作，该第一及第四次像素以该第二阈值电压操作。
附图说明
图1绘示已知的像素阵列；
图2绘示已知像素阵列的剖面图；
图3绘示另一个已知的像素阵列；
图4绘示已知的具有亮度不均缺陷的像素阵列；
图5绘示根据本发明实施例的像素阵列500；
图6绘示根据本发明实施例的像素阵列600；
图7绘示根据本发明实施例的像素阵列700；以及
图8绘示根据本发明实施例的像素阵列800。
附图标记说明
100 像素阵列 102 像素
104、106 次像素 108、110 凸出部
112、114、116、118 配向方向 120 狭缝
200 剖面图 202、204 电极
206 上部 208 右上部
210 左上部 300 像素阵列
302 像素 304、306 次像素
402 行 404、406 列
500 像素阵列 502 像素
508、510、512 部分像素 514、516 狭缝
518、520、522、524 配向方向 600 像素阵列
602 像素 604、606、608、610 区域
700 像素阵列 702 像素
704、706、708、710 区域 800 像素阵列
802 像素 808、810、812 部分像素
814、816 狭缝 818、820、822、824 配向方向
具体实施方式
请参照图5，其绘示根据本发明实施例的像素阵列500。像素阵列500可应用于各种类型的液晶显示(LCD)装置，例如垂直排列型(vertically-aligned，VA)LCD或扭转向列型(twisted-nematic，TN)LCD。像素阵列500包括多个矩形的像素，且每个像素被划分为两个次像素。每个像素更进一步被划分为多个区域，这些区域中的液晶分子沿不同的方向配向。在一个实施例中，像素502通过狭缝514及516被划分为三个部分的像素508、510及512。狭缝514自像素502一侧的中点延伸至像素502另一侧的一角，狭缝516自像素502一侧的中点延伸至像素502另一侧的另一角。部分像素508及510电学连接，部分像素512不与部分像素508及510电学连接。因此，部分像素508及510形成第一次像素，部分像素512形成第二次像素。部分像素508的液晶分子沿着箭头518的方向配向，部分像素510的液晶分子沿着箭头520的方向配向。由于狭缝514及516的几何图形所致，部分像素512的上半部的液晶分子沿着箭头522的方向配向，部分像素512的下半部的液晶分子沿着箭头524的方向配向。具有相同液晶分子配向的地区定义一区域。如图5所示，像素502具有四个区域，这些区域可改善像素502的视角特性。像素502仅具有两个狭缝514及516，相较于图1中的已知像素102，像素102具有四个凸出部及一个狭缝。像素502的开口率因此明显改善。
部分像素508及510被设计为具有较低的阈值电压，部分像素512则具有较高的阈值电压。如此高低阈值电压部分的排列在像素阵列500中所有的像素中重复。如图5所示，阴影部分表示高阈值电压部分，非阴影部分表示低阈值电压部分。具有以水平线绘示阴影部分的像素通过正极充电，具有以垂直线绘示阴影部分的像素则通过负极充电。为了延长像素的寿命，充电的极性是可以改变的。由于极性的差异，利用正极充电的像素及利用负极充电的像素可能具有轻微不同的灰阶(gray level)。
请参照图6，其绘示当自图5的像素阵列的左边观看的像素阵列。由于液晶分子的配向，每个像素602中的上部区域604及606较下部区域608及610亮。由于区域604及610位于第一次像素，而区域606及608位于第二次像素，因此区域604、610与区域606、608通过不同的电压驱动。区域604具有较低的阈值电压，其较区域606亮，相同的，区域610具有较低的阈值电压，其较区域608亮。藉此，每个像素包括具有不同灰阶的四个区域。非阴影的区域是最亮的区域，以水平或垂直线绘示阴影的区域为中等亮的区域，以格子图案绘示阴影的区域为最暗区，以斜线绘示阴影的区域是中等暗的区域。如图6所示，最亮、中等亮、中等暗及最暗的区域混合形成于整个像素阵列600中。藉此，像素阵列600不会产生如图4所示的交错的暗亮带，进而消除亮度不均现象。
请参照图7，其绘示当自图5的像素阵列的右边观看的像素阵列。由于液晶分子的配向，每个像素702中的上部区域704及706较下部区域708及710亮。由于区域704及710位于第一次像素，而区域706及708位于第二次像素，因此区域704、710与区域706、708通过不同的电压驱动。区域704具有较低的阈值电压，其较区域706亮，相同的，区域710具有较低的阈值电压，其较区域708亮。藉此，每个像素包括具有不同灰阶的四个区域。非阴影的区域是最亮的区域，以水平或垂直线绘示阴影的区域是中等亮的区域，以格子图案绘示阴影的区域为最暗区，以斜线绘示阴影的区域是中等暗的区域。如图7所示，最亮、中等亮、中等暗及最暗的区域混合形成于整个像素阵列700中。藉此，像素阵列700不会产生如图4所示的交错的暗亮带，进而消除亮度不均现象。
请参照图8，其绘示根据本发明另一实施例的像素阵列800。像素阵列800包括多个矩形的像素，且每个像素被划分为两个次像素。每个像素更进一步被划分为多个区域，这些区域中的液晶分子沿不同的方向配向。在一个实施例中，像素802通过狭缝814及816被划分为三个部分的像素808、810及812。狭缝814自像素802一侧的中点延伸至像素802另一侧的一角，狭缝816自像素802一侧的中点延伸至像素802另一侧的另一角。部分像素808及810电学连接，部分像素812不与部分像素808及810电学连接。因此，部分像素808及810形成第一次像素，部分像素812形成第二次像素。部分像素808的液晶分子沿着箭头818的方向配向，部分像素810的液晶分子沿着箭头820的方向配向。由于狭缝814及816的几何图形所致，部分像素812的上半部的液晶分子沿着箭头822的方向配向，部分像素812的下半部的液晶分子沿着箭头824的方向配向。具有相同液晶分子配向的地区定义一区域。如图5所示，像素802具有四个区域，这些区域可改善像素802的视角特性。像素802仅具有两个狭缝814及816，相较于图1中的已知的像素102，像素102具有四个凸出部及一个狭缝。像素802的开口率因此明显改善。
部分像素808及810被设计为具有较低的阈值电压，部分像素812则具有较高的阈值电压。如此高低阈值电压部分的排列在像素阵列800中所有的像素中重复。如图8所示，阴影部分表示高阈值电压部分，非阴影部分表示低阈值电压部分。具有以水平线绘示阴影部分的像素通过正极充电，具有以垂直线绘示阴影部分的像素则通过负极充电。为了延长像素的寿命，充电的极性是可以改变的。由于极性的差异，利用正极充电的像素及利用负极充电的像素可能具有轻微不同的灰阶。
图8的像素阵列800与图5的像素阵列500不同之处在于，两个邻接像素的高阈值电压部分及低阈值电压部分的排列是相反的。当自某个角度看像素阵列800，像素阵列800与像素阵列500在观念上是类似的，每个像素包括具有不同灰阶的四个区域。藉此，像素阵列800不会产生如图4所示的交错的暗亮带，进而消除亮度不均现象。
上述实施例仅作为说明本发明概念的范例，任何关于可消除亮度不均缺陷而不会降低开口率的实施例属于本发明的精神。举例而言，上述狭缝不限于直线，其可为曲线；或者，高阈值电压及低阈值电压区域的位置是可以改变的。
本实施例的操作方法及制造方法已在以上实施例作详尽的说明。然而，上述实施例并非用本发明唯一的运用，上述实施例仅是说明实施本发明的特定方法，其非用以限定本发明及专利范围。
虽然本发明已以优选实施例说明如上，然其并非用以限定本发明，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可作更动与润饰。因此，本发明的保护范围当由权利要求所界定的为准。
Claims (7)
1.一种液晶显示器，其具有像素阵列，该像素阵列包括：
矩形的第一像素，具有第一次像素及第二次像素，该第二次像素邻接该第一次像素，其中该第一次像素被该第二次像素划分为第一及第二部分；
矩形的第二像素，邻接该第一像素的一侧，该第二像素具有第三次像素及第四次像素，该第四次像素邻接该第三次像素，其中该第三次像素被该第四次像素划分为第三及第四部分；
其中该第一及第四次像素以第一阈值电压操作，该第二及第三次像素以高于第一阈值电压的第二阈值电压操作，且该第二次像素通过正极充电，该第四次像素则通过负极充电；及
两个邻接像素的以该第二阈值电压部分及该第一阈值电压部分操作的次像素的排列是相反的；
其中该第一像素包括第一狭缝及第二狭缝，该第一狭缝自该第一像素一侧的一中点延伸至该第一像素的相对侧的一角，以将第一次像素的该第一部分与该第二次像素分开，该第二狭缝自该中点延伸至该第一像素的该相对侧的另一角，以将该第一次像素的该第二部分与该第二次像素分开；以及
其中该第二像素包括第三狭缝及第四狭缝，该第三狭缝自第二像素一侧的一中点延伸至该第二像素的相对侧的一角，以将该第三次像素的该第三部分与该第四次像素分开，该第四狭缝自该中点延伸至该第二像素的该相对侧的另一角，以将该第三次像素的该第四部分与该第四次像素分开。
2.如权利要求1所述的液晶显示器，其中该第一及该第二部分电学连接。
3.如权利要求1或2所述的液晶显示器，其中该第三及该第四部分电学连接。
4.如权利要求1所述的液晶显示器，其中该第一及第二狭缝是直线。
5.如权利要求1或4所述的液晶显示器，其中该第三及第四狭缝是直线。
6.如权利要求1所述的液晶显示器，其中该第一及第二狭缝是曲线。
7.如权利要求1或6所述的液晶显示器，其中该第三及第四狭缝是曲线。
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