CN101852955A

CN101852955A - 可消除残影的液晶显示装置及其方法

Info

Publication number: CN101852955A
Application number: CN200910131780A
Authority: CN
Inventors: 黄贵伟
Original assignee: CPT Video Wujiang Co Ltd; Chunghwa Picture Tubes Ltd
Current assignee: CPT Video Wujiang Co Ltd; Chunghwa Picture Tubes Ltd
Priority date: 2009-04-02
Filing date: 2009-04-02
Publication date: 2010-10-06
Anticipated expiration: 2029-04-02
Also published as: CN101852955B

Abstract

本发明是提供一种可消除残影的液晶显示装置，包含；一主薄膜晶体管，配置于一基板上，包含第一栅极耦合至对应扫描线，第一源极耦合至对应数据线；以及，一次薄膜晶体管，配置于基板上，其包含第二栅极耦合至对应扫描线的前一条扫描线，第二源极耦合至对应数据线的相邻数据线；主薄膜晶体管与次薄膜晶体管是配置于同一像素。

Description

可消除残影的液晶显示装置及其方法

技术领域

本发明关于一种液晶显示装置，特别是有关于一种可消除残影的液晶显示装置，于像素中配置次薄膜晶体管(TFT)，此薄膜晶体管的栅极连接前一条扫描线，且此薄膜晶体管的源极连接相邻的数据线，以利于逸散像素所累积电荷，而有效消除影像残留。

背景技术

随着光学科技与半导体技术的进步，液晶显示装置已广泛的应用于电子产品显示装置上。液晶显示器具有高画质、体积小、重量轻、低电压驱动、低消耗功率及应用范围广等优点，其已取代传统的阴极射线管成为显示器的主流技术。

一般而言，液晶显示装置(LCD)包含二基板并有液晶被密封于其间，像素电极及薄膜晶体管(TFT)被设置于一基板上，而相对于各像素电极的彩色滤光膜及一共享于各像素的共同电极被设置在另一基板上。彩色滤光膜包含红(R)、绿(G)、蓝(B)三种，而在每一像素中会设有此三种颜色中的一种滤光膜。红、绿、蓝色像素互相邻设而一起构成一像元。

另外，业界已具有较佳视角特性的多分区垂直配向(Multi-domain Vertical Alignment；MVA)式液晶显示器，此技术并实际应用于液晶显示电视(LCD-TV)上，技术特征在于其分割一个像素为四分区(4domain)。MVA技术所制造的液晶显示器具有高对比、广视角及大尺寸兼容等优点，不过其液晶屏幕于前视与侧视的比较，仍会发现侧视产生白浮现象(color washout)，且应答时间较慢，这将降低MVA模式的影像质量。要降低色偏，最有效率的方法可以采用八分区(8domain)技术来解决，即像素分区数(domains)从4分区数增加到8分区数或更多。其可利用电容耦合型(Capacitance Coupling type，C-C type)、双数据或双闸型(T-T type)以及共同电压摆荡(common voltage swinging，Com-swing)技术而产生8分区数像素。其中双数据或双闸型(T-T type)以及共同电压摆荡(Com-swing)技术需要额外的集成电路(ICs)以及电子组件，因此增加了整个制造成本。虽然电容耦合型(CC-type)技术不会增加制造成本，但是由于其自耦合电容的浮置电极会导致严重的影像残留。如图1左边所示，传统的电容耦合型(CC-type)像素设计，它是利用金属电容感应的方式使像素分成二个区域60、61，其中区域60的信号是利用数据信号(例如5伏特)直接输入而使得Clc-1电容产生与数据信号相同的电压，另1个区域61的信号是利用Clc-2电容串联Cx电容，透过Cx电容的感应使得二区中的电容值Clc-1与Clc-2成一个比例(例如Clc-1为5伏特、Clc-2为3伏特)，结果使得二个区域60、61的辉度不同。另外，图1右边为电容耦合型(CC-type)像素设计的等效电路图。而此设计的方式会在感应的金属层产生残留电荷而导致严重的残像(image sticking)。参考图2，在棋盘格画面下(左边画面，包括区域65及区域66)做烧附测试后，画面(右边画面，包括区域65及区域67)无法恢复回正常画面。亦即区域67中的画面仍有灰阶而无法恢复回区域65的正常画面。

在先前技术的增强的多分区垂直配向模式(AMVA，Advanced-MVA mode)中，请参考SID期刊2007年18.3，其教示一种附加更新技术(ART，Additional Refresh Technology)，其分割像素为主区及次区以提供八分区像素，像素的等效电路参考图3。附加更新技术(ART)是利用自加速驱动(self-overdriving)的八分区像素来降低白浮现象(color washout)并缩短应答时间。附加更新技术(ART)是藉由增设一额外的次薄膜晶体管(sub-TFT)81于像素电路中，其具有与主薄膜晶体管(main-TFT)80不同的宽度/长度(W/L)以及充电比例，使次薄膜晶体管(sub-TFT)81栅极与此像素的栅极扫描线连接，而次薄膜晶体管(sub-TFT)81源极与浮动次像素电极连接，使次薄膜晶体管(sub-TFT)81漏极与此像素的数据线连接，于每一画面(frame)数据写入时更新(预充)浮动次像素电极的电位Vsub，以防止电荷累积于浮动次像素电极，可抑制残影问题。请再参考图3，其中Cst_sub及Clc_sub分别为次区中的储存电容及LC电容，Cx为耦合电容，Vmain为主区的电压，Isub是为次薄膜晶体管(sub-TFT)81的充电电流。因此，藉由简单修正像素设计中Cx及Isub，Vsub可以最佳化以降低白浮现象而无须增加高价格电子组件。总括言之，附加更新技术(ART)是在像素内部设计一颗次薄膜晶体管(sub-TFT)，于浮动次像素电极处给予一交流小信号，以防止残存电荷累积。

由先前技术可知，增强的多分区垂直配向模式(AMVA mode)的附加更新技术(ART)，增加一个次薄膜晶体管(sub-TFT)，此次薄膜晶体管(sub-TFT)栅极与此像素的扫描线连接，浮动次像素电极的累积电荷可经由此像素的数据线散逸，并且其中主薄膜晶体管(main-FTT)及次薄膜晶体管(sub-TFT)所使用的是相同的扫描线及数据线。在其栅极开启的同时同步将其储存电荷散逸，所以子像素(sub-pixel)需要先将残存电荷除去后才可以进行充电，如此会增加液晶显示的时间。

因此，本发明提供一种优于公知技术的残影抑制方法与装置，其为公知技术所无法比拟者，并且可以有效地增加液晶显示效能。

发明内容

为了克服公知技术问题，本发明提供一种可消除残影的分区像素的液晶显示装置，它是利用子像素中的次薄膜晶体管，连接前一条扫描线，以利于子像素所累积电荷可以经由此相邻的数据线散逸，以消除残留影像问题。

本发明的另一目的是提供一种液晶显示方法，所述方法可以降低液晶显示时间。

本发明所公开的一种液晶显示装置，包含一主薄膜晶体管，配置于一基板上，其包含第一栅极耦合至对应扫描线，第一源极耦合至对应数据线；以及一次薄膜晶体管，配置于基板上，其包含第二栅极耦合至对应扫描线的前一条扫描线，第二源极耦合至对应数据线的相邻数据线；所述的主薄膜晶体管与次薄膜晶体管是配置于同一像素。

本发明所揭示的一种消除液晶显示像素残影的方法，包含；于同一像素中配置一主薄膜晶体管与次薄膜晶体管；将对应扫描线耦合至主薄膜晶体管的第一栅极，对应数据线耦合至主薄膜晶体管第一源极；以及，将前一条扫描线耦合至次薄膜晶体管的第二栅极，相邻数据线耦合至次薄膜晶体管第二源极，以消除所述的残留影像。

附图说明

图1为公知技术的电容耦合型(CC-type)液晶显示器的一像素的等效电路图。

图2为烧附测试前后的棋盘格画面的示意图。

图3为公知技术的增强的多分区垂直配向模式(AMVA mode)的附加更新技术(ART)制成的液晶显示器的一像素的等效电路图。

图4根据本发明的液晶显示装置的一像素的等效电路图。

具体实施方式

本发明将配合其较佳实施例与随附的图示详述于下。应可理解者为本发明中所有的较佳实施例仅为例示之用，并非用以限制。因此除文中的较佳实施例外，本发明亦可广泛地应用在其它实施例中。且本发明并不受限于任何实施例，应以随附的申请专利范围及其同等领域而定。

为了克服公知技术问题，本发明提供一种八分区像素的液晶显示装置，它是利用于子像素中配置一薄膜晶体管(TFT)，此薄膜晶体管与前一条扫描线连接，子像素的累积电荷可以经由相邻的数据线散逸，以降低残像问题。

图4为本发明的液晶显示装置中的一像素的等效电路图。本发明的各实施例中，相同构成要件不重复叙述或说明。此外，本发明的实施例仅用于说明本发明的概念并非用于限定本发明方法所制作的液晶显示装置。液晶显示装置包括第一基板与第二基板对应配置，液晶配置于第一基板与第二基板间。

图4为本发明的液晶显示装置中的一像素的等效电路图，其为八分区像素(8domain pixel)设计的等效电路图。在图4中，主区中的薄膜晶体管(TFT)90栅极是连接于第n扫描线Gn，薄膜晶体管TFT 90源极是连接于第n数据线Sn，薄膜晶体管TFT 90漏极则连接于Csta及Clca。其中标号Clca、Clcb分别代表主区与次区中的次像素电极与共同电极之间的电容(即液晶电容)，而标号Csta、Cstb代表主区与次区中的储存电容，标号Ccp代表耦合电容(即辅助电容)，其可为数据线与像素电极的耦合电容。储存电容Csta耦合薄膜晶体管90的漏极，而储存电容Cstb耦合薄膜晶体管91的漏极。液晶电容Clca耦合薄膜晶体管90的漏极，而液晶电容Clcb耦合薄膜晶体管91的漏极。辅助电容Ccp连接液晶电容Clcb及储存电容Cstb，利用液晶电容Clcb串联Ccp电容，透过Ccp电容的感应使得二区中的电容值Clca与Clcb成一个比例。

次薄膜晶体管(sub-TFT)91于像素电路中，其具有与主薄膜晶体管(main-FTT)90不同的宽度/长度(W/L)以及充电比例。次薄膜晶体管(sub-TFT)91栅极是连接于上一条第(n-1)扫描线Gn-1，而次薄膜晶体管91源极是连接于相邻的第(n+1)数据线Sn+1，使得次薄膜晶体管91漏极连接于Cstb及Clcb。主薄膜晶体管及次薄膜晶体管配置在第一基板上。上述的主薄膜晶体管90与次薄膜晶体管91是配置于同一像素。上述的第n扫描线Gn、第n数据线Sn、第(n-1)扫描线Gn-1、第(n+1)数据线Sn+1是配置在第一基板上。第一基板为主动组件阵列基板，其材质包括玻璃、石英或可挠性材质。第二基板为彩色滤光基板，对应于主动组件阵列基板。因此，液晶配置于彩色滤光基板与主动组件阵列基板之间。彩色滤光基板的材质包括玻璃、石英或可挠性材质。

从上述可知，本发明是将子像素上的残存电荷利用次薄膜晶体管91接到不同的扫描线(Gn-1)以进行一开关的动作，并藉由相邻的数据线(Sn+1)的动作先将子像素的残留电荷去除抑制残影，再进行像素的充电，可以完全避免公知技术中子像素(sub-pixel)需要先将残存电荷除去后才可以进行充电的问题。上述残留电荷的去除是透过不同区域及组件中的正、负电荷的中和作用以消除它。

因此，相对于先前技术，其主薄膜晶体管及次薄膜晶体管所使用的是相同的扫描线及数据线。在其栅极开启的同时同步将其储存电荷散逸，所以子像素(sub-pixel)需要先将残存电荷除去后才可以进行充电。本发明的主要技术特征在于将子像素上残存电荷次薄膜晶体管接到前一条扫描线及相邻的数据线，以在充电的前先进行开启次薄膜晶体管，藉由次薄膜晶体管的开启先将相邻的数据线残留电荷散逸，然后再进行像素的充电，因此无需去除子像素的残留电荷等步骤。

对熟悉此领域技艺者，本发明虽以较佳实例阐明如上，然其并非用以限定本发明的精神。在不脱离本发明的精神与范围内所作的修改与类似的配置，均应包含在上述权利要求范围内，此范围应覆盖所有类似修改与类似结构，且应做最宽广的诠释。

Claims

1.一种液晶显示装置，包含有一第一基板，其包括；

一主薄膜晶体管，配置于该第一基板上，其包含一第一栅极耦合至一对应扫描线，一第一源极耦合至一对应数据线；

一次薄膜晶体管，配置于该第一基板上，其包含一第二栅极耦合至该对应扫描线的前一条扫描线，一第二源极耦合至该对应数据线的相邻的数据线；

其中该主薄膜晶体管与该次薄膜晶体管是配置于同一像素；

一第一储存电容，耦合该主薄膜晶体管的一第一漏极，一第二储存电容，耦合该次薄膜晶体管的一第二漏极；以及

一第一液晶电容，耦合该主薄膜晶体管的该第一漏极，一第二液晶电容，耦合该次薄膜晶体管的该第二漏极。

2.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，还包含一辅助电容耦合该第二储存电容。

3.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，还包含一辅助电容耦合该第二液晶电容。

4.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，该第一基板为主动组件阵列基板。

5.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，还包含一第二基板，其为彩色滤光基板，对应于该第一基板。

6.如权利要求5所述的液晶显示装置，其特征在于，还包括液晶配置于该第一基板与该第二基板间。

7.一种消除液晶显示像素残影的方法，其特征在于，包含；

于同一像素中配置一主薄膜晶体管与一次薄膜晶体管；

将对应扫描线耦合至该主薄膜晶体管的第一栅极，对应数据线耦合至该主薄膜晶体管第一源极；以及

将前一条扫描线耦合至该次薄膜晶体管的第二栅极，相邻数据线耦合至该次薄膜晶体管第二源极，以消除所述的残影。