TWI384306B - 液晶顯示裝置 - Google Patents
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Description
本案是關於液晶顯示裝置,特別是關於可改善離軸視角中影像刷白(white washout)狀況的液晶顯示裝置。
液晶顯示裝置由於具有薄型且低消耗電力的優點,因此目前被廣泛使用在電腦的監視器、行動裝置的監視器、電視等。就這種液晶顯示裝置而言,係於一對電極之間封入液晶,再利用形成於基板上的電極控制液晶的配向以進行顯示。
半穿透型液晶顯示裝置可因應環境的明亮度而分為使用內設背光源的穿透模式以及使用外部光的反射模式。在穿透模式下主要使用的是穿透區域,在反射模式下主要使用的是反射區域。在穿透區域中,由顯示面板的背面射入的光一次通過液晶層再由顯示面板的前面射出,而在反射區域中,由顯示面板的前面射入的光一次通過液晶層再由顯示面板的前面射出。
近年來,伴隨著行動電話等小型液晶顯示裝置的用途急速地擴大,對於半穿透型液晶顯示裝置皆有高畫質的要求。在習用的半穿透型液晶顯示裝置中,為了要讓穿透模式與反射模式中的珈瑪曲線一致,雖然採取在穿透區域與反射區域中讓液晶層間隔產生變化的方式,但製造工程會變得複雜,再者,由於邊界部分的高度差,欲以高精度來控制液晶分子的配向會有困難。另一方面,在反射模式與穿透模式中施加了不同的驅動電壓的方式下,由於分割穿透區域的畫素以進行電壓控制,因此會有電路變複雜、開口率低下的問題。
第三圖顯示在日本特開2006-313358號公報中所揭示之習用半穿透型液晶顯示裝置中,在分割穿透區域的畫素以進行電壓控制的情況下所呈現之珈瑪曲線。如圖所示,相對於視角為正面0°下的珈瑪曲線a,從正面45°方向看過去的情形下,珈瑪曲線b係產生偏移。此處,當給予穿透區域的畫素T1及T2不同的灰階(信號電壓)時,從正面45°方向看過去的情形下,輝度(亮度)的平均值會接近珈瑪曲線a,如第三圖的箭頭所示;因此,便能夠分割穿透區域的畫素而給予分別不同的階調,使其輝度的平均值接近反射區域的輝度。另外,習用的液晶顯示裝置會產生離軸視角的顯示中影像刷白的問題。
為了解決影像刷白的問題,習用的液晶顯示裝置是利用二條閘極線控制二種不同的電壓,將其寫入同一單元畫素內的二個畫素電極;然而,這種構造會導致開口率的降低。再者,通常在將這種構造應用於半穿透型液晶顯示裝置的情形下,反射模式的畫素電極不會寫入對應的資料,是故,會產生白色飽和及黑色飽和的問題。
本發明的目的在於提供一種液晶顯示裝置,無須追加額外的閘極線,藉由子畫素具有三個不同的電壓而提高影像品質,可解決習用技術中藉由追加閘極線而遭致開口率低下的問題。
本發明的結構如下:
本案的液晶顯示裝置具備源極線、第n閘極線、第n+1閘極線及子畫素。子畫素排列於第n行,其具有第一半導體開關、第二半導體開關、第三半導體開關、第四半導體開關、第一畫素電極、第二畫素電極、第三畫素電極及第四畫素電極;其中,該第一半導體開關電連接於該第n閘極線、該源極線及該第一畫素電極,該第n閘極線藉由將該第一半導體開關導通而使得該源極線及該第一畫素電極導電。該第二半導體開關電連接於該第n+1閘極線、該第一畫素電極及該第二畫素電極,該第n+1閘極線藉由將該第二半導體開關導通而使得該第一畫素電極及該第二畫素電極導電。該第三半導體開關電連接於該第n閘極線、該第一畫素電極及該第三畫素電極,該第n閘極線藉由將該第三半導體開關導通而使得該第一畫素電極及該第三畫素電極導電。該第四半導體開關電連接於該第n閘極線、該第二畫素電極及該第四畫素電極,該第n閘極線藉由將該第四半導體開關導通而使得該第二畫素電極及該第四畫素電極導電。第n行的資料寫入期間後,該第二畫素電極及該第四畫素電極具有第一電壓,該第一畫素電極及該第三畫素電極具有第二電壓。第n+1行的資料寫入期間後,該第n+1閘極線將該第二半導體開關導通而使得該第一畫素電極及該第二畫素電極導電,藉此讓該第一畫素電極及該第二畫素電極分別獲得第三電壓。
在實施例中,第n行的資料寫入期間內,該源極線依照順序提供該第一電壓及該第二電壓。第n行的資料寫入期間中,該第n閘極線及該第n+1閘極線控制該第一電壓並將其寫入該第一畫素電極、該第二畫素電極、該第三畫素電極及該第四畫素電極後,該第n閘極線控制該第二電壓並將其寫入該第一畫素電極及該第三畫素電極。該第三電壓係介於該第一電壓與該第二電壓之間。該第一畫素電極及該第二畫素電極在反射模式中被使用。該第一半導體開關、該第二半導體開關、該第三半導體開關及該第四半導體開關是薄膜電晶體。該液晶顯示裝置是用於一種電子裝置。
本發明的液晶顯示裝置的作動方法包含下列步驟:將第一電壓寫入子畫素的第一畫素電極、第二畫素電極、第三畫素電極及第四畫素電極;將第二電壓寫入該子畫素的該第一畫素電極及該第三畫素電極;及在下一行的畫素寫入期間中,使得該第一畫素電極及該第二畫素電極導電以獲得第三電壓。
根據本發明,將不會遭致開口率的低下,而能夠達到改善液晶顯示裝置的離軸視角中影像刷白之狀況的目的。
如第一圖所示,液晶顯示裝置具備源極線、複數閘極線及子畫素1。子畫素1排列於第n行,其具有第一至四半導體開關TFT1-4及第一至四畫素電極11-14。第一半導體開關TFT1電連接於第n閘極線、源極線及第一畫素電極11,第n閘極線藉由將第一半導體開關TFT1導通而使得源極線及第一畫素電極11導電。第二半導體開關TFT2電連接於第n+1閘極線、第一畫素電極11及該第二畫素電極12,第n+1閘極線藉由將第二半導體開關TFT2導通而使得第一畫素電極11及第二畫素電極12導電。第三半導體開關TFT3電連接於第n閘極線、第一畫素電極11及第三畫素電極13,第n閘極線藉由將第三半導體開關TFT3導通而使得第一畫素電極11及第三畫素電極13導電。第四半導體開關TFT4電連接於第n閘極線、第二畫素電極12及第四畫素電極14,第n閘極線藉由將第四半導體開關TFT4導通而使得第二畫素電極12及第四畫素電極14導電。
在本實施例中,第一至四半導體開關TFT1-4是薄膜電晶體,其為N型薄膜電晶體。第一半導體開關TFT1的源極端連接於源極線,汲極端連接於畫素電極11,閘極端連接於第n閘極線。第二半導體開關TFT2的源極端連接於該第一半導體開關TFT1的汲極端,汲極端連接於畫素電極12,閘極端連接於第n+1閘極線。第三半導體開關TFT3的源極端連接於該畫素電極11,汲極端連接於該畫素電極13,閘極端連接於該第n閘極線。第四半導體開關TFT4的源極端連接於該畫素電極12,汲極端連接於畫素電極14,閘極端連接於該第n閘極線。
此外,第一至四半導體開關TFT1-4並不僅限於N型薄膜電晶體,也可以是P型薄膜電晶體。
其次,參照第二圖所示的時序圖以說明本發明的液晶顯示裝置的作動方法。關於本發明,首先在第n行的資料寫入期間內,源極線依照順序提供第一電壓V1(n)及第二電壓V2(n),此外,藉由利用第n閘極線及下一行的第n+1閘極線控制第一至四半導體開關TFT1-4並將其全部切換於導通的狀態,於源極線在全部的畫素電極11-14獲得第一電壓V1(n)之後,再者,由於利用第n閘極線僅將第一、三、四半導體開關TFT1、TFT3、TFT4切換於導通,一部分的畫素電極12、14的電壓被固定成第一電壓V1(n),源極線再提供其他的畫素電極11、13第二電壓V2(n)。
此外,也可以在第n閘極線的資料寫入期間內,使得下一行的畫素的第一、第三半導體開關TFT1、3通過第一電壓V1(n),並將其寫入畫素電極11、13,接著寫入下一行的正確資料。
其次,在下一個第n+1行的寫入期間中,藉由利用下一個第n+1閘極線控制第n行中的第二半導體開關TFT2並將其切換於導通,使得具有二個分別不同的第一電壓V1(n)、第二電壓V2(n)的畫素電極11、12導電。因此,在下一個第n+1行的資料寫入期間中,第n行內的畫素電極11、12具有第三電壓V3(n)。第三電壓V3(n)位於第一電壓V1(n)與第二電壓V2(n)之間。是故,在一個畫素構造內會具有三種不同電壓的畫素電極。
同時,第n+1行的第n+1閘極線及子畫素的動作是類似於前一行的第n行中的第n閘極線及子畫素在第n行的資料寫期間內的動作。因此,可將正確的資料寫入第n+1行的畫素電極11、13。
根據上述的構造,無須追加額外的閘極線或源極線,便能夠在子畫素內的畫素電極上同時獲得三種不同的電壓。因此,在能夠避免開口率降低的同時,還能夠提升影像顯示的品質。再者,藉由在穿透模式中使用第三畫素電極及第四畫素電極、以及在反射模式下使用第一畫素電極及第二畫素電極,便能夠改善離軸視角中影像刷白的問題,還能夠避免白色飽和及黑色飽和的問題產生。
本發明的液晶顯示裝置當然還適用於行動電話、數位相機、PDA(個人數位助理)、車用顯示器、航空用顯示器、數位相框或可攜式DVD播放器等電子裝置。
1...子畫素
11...第1畫素電極
12...第2畫素電極
13...第3畫素電極
14...第4畫素電極
TFT1...第1半導體開關
TFT2...第2半導體開關
TFT3...第3半導體開關
TFT4...第4半導體開關
a...表示從正面方向之輝度的珈瑪曲線
b...表示從正面45°方向之輝度的珈瑪曲線
x...平均值
第一圖:本發明之液晶顯示裝置的畫素排列圖。
第二圖:本發明之液晶顯示裝置的驅動電路的時序圖。
第三圖:珈瑪(gamma)曲線。
1...子畫素
11...第一畫素電極
12...第二畫素電極
13...第三畫素電極
14...第四畫素電極
TFT1...第一半導體開關
TFT2...第二半導體開關
TFT3...第三半導體開關
TFT4...第四半導體開關
Claims (7)
- 一種液晶顯示裝置,包括:源極線;第n閘極線;第n+1閘極線;及排列於第n行的子畫素,其具有第一半導體開關、第二半導體開關、第三半導體開關、第四半導體開關、第一畫素電極、第二畫素電極、第三畫素電極及第四畫素電極;其中,該第一半導體開關電連接於該第n閘極線、該源極線及該第一畫素電極,該第n閘極線藉由將該第一半導體開關導通而使得該源極線及該第一畫素電極導電,該第二半導體開關電連接於該第n+1閘極線、該第一畫素電極及該第二畫素電極,該第n+1閘極線藉由將該第二半導體開關導通而使得該第一畫素電極及該第二畫素電極導電,該第三半導體開關電連接於該第n閘極線、該第一畫素電極及該第三畫素電極,該第n閘極線藉由將該第三半導體開關導通而使得該第一畫素電極及該第三畫素電極導電,該第四半導體開關電連接於該第n閘極線、該第二畫素電極及該第四畫素電極,該第n閘極線藉由將該第四半導體開關導通而使得該第二畫素電極及該第四畫素電極導電,第n行的資料寫入期間後,該第二畫素電極及該第四畫素電極具有第一電壓,該第一畫素電極及該第三畫素電極具有第二電壓,第n+1行的資料寫入期間後,該第n+1閘極線將該第二半導體開關導通而使得該第一畫素電極及該第二畫素電極導電,藉此讓該第一畫素電極及該第二畫素電極分別獲得第三電壓。
- 如申請專利範圍第1項的液晶顯示裝置,其中第n行的資料寫入期間內,該源極線依照順序提供該第一電壓及該第二電壓。
- 如申請專利範圍第2項的液晶顯示裝置,其中第n行的資料寫入期間中,該第n閘極線及該第n+1閘極線控制該第一電 壓並將其寫入該第一畫素電極、該第二畫素電極、該第三畫素電極及該第四畫素電極後,該第n閘極線控制該第二電壓並將其寫入該第一畫素電極及該第三畫素電極。
- 如申請專利範圍第1項的液晶顯示裝置,其中該第三電壓係介於該第一電壓與該第二電壓之間。
- 如申請專利範圍第1項的液晶顯示裝置,其中該第一畫素電極及該第二畫素電極係使用於反射模式中。
- 如申請專利範圍第1項的液晶顯示裝置,其中該第一半導體開關、該第二半導體開關、該第三半導體開關及該第四半導體開關是薄膜電晶體。
- 一種液晶顯示裝置的作動方法,包含下列步驟:將第一電壓寫入子畫素的第一畫素電極、第二畫素電極、第三畫素電極及第四畫素電極;將第二電壓寫入該子畫素的該第一畫素電極及該第三畫素電極;及在下一行的畫素寫入期間中,使得該第一畫素電極及該第二畫素電極導電以獲得第三電壓。
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