TWI361413B - Liquid crystal display and method of driving the same - Google Patents

Description

1361413 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種液晶顯示器的驅動系統與方法，特 別是有關於一種光學補償彎曲（Optically Compensated Bend ; OCB)液晶顯示器的驅動系統與方法。 【先前技術】 隨著科技的發展及生活水準的提高，人們對於顯示器的 要求也越來越高，由於液晶顯示器具有輕、薄、短、小以及 低耗能的優點，使得原本居於主流地位的陰極射線管（CRT) 顯示器逐漸地被液晶顯示器所取代。一般來說，目前的液晶 顯示器大多屬於扭曲向列型（Twisted Nematic ;TN)類型。 TN類型的液晶顯示器具有高影像對比值和容易製造等 優點，但是由於其反應速度較慢且可視角狹窄，因此其他類 型的液晶顯示器陸續被開發出來，以改進TN類型液晶顯示 器的缺點，其中光學補償彎曲（OCB)液晶顯示器反應速度 快，是相當重要的一種液晶顯示器。然而，OCB液晶顯示器 在開始工作之前，需先於初始轉換階段中，將液晶分子從展 開（splay)狀態轉換至彎曲（bend)狀態，才能於後續之階段中 i常地工作。但是光學補償彎曲液晶顯示器需要數秒鐘的時 間才能轉換到彎曲狀態，亦即，當一光學補償彎曲液晶顯示 器開啟後，藉由提供一短週期的高電壓方可使液晶分子達到 彎曲狀態，而開始正常顯示影像。 習知技藝係施加直流電壓於OCB液晶顯示器的共通電 5 極和貝料電極，來使液晶分子獲得能量，並從展開狀態轉換 至彎曲狀態。然而，使用直流電壓通常會導致液晶分子發生 極化的現象，而且這種方式所需之轉換時間通常為數秒，因 而對使用者造成相當大的不便。 【發明内容】 ^因此，本發明的目的就是在提供一種液晶顯示器的驅動 系統與方法，藉以減少初始轉換階段中所耗費的時間。 基板之間 掃描信號 影像信號 根據本發明之較佳實施例，液晶顯示器的驅動系統至少 包括：第一基板，包含資料電極；第二基板，包含共通電 極；液晶層，包含複數個液晶分子，係位於第一基板與第二 係用以輸出 係用以輪出 閘極驅動器，電性連接於第一基板， 源極驅動器，電性連接於第一基板， 衫憾號；以及電壓選擇裝置，根據電壓選擇訊號來選擇輪 出第一共電極電壓或第二共電極電壓至共通電極，其中電壓 選擇訊號係用以選擇初始轉換階段或正常顯示階段； 又，在上述之液晶顯示器的驅動系統中，第一共電極電 屡為交流訊號，係包含第-共電極„峰值與第—共電極電 Μ谷值。 又，在上述之液晶顯示器的驅動系統中，第一共電極電 廢峰值係實質介於20V與25V之間，而第一共電極電壓谷值 係實質介於-7V與-12V之間。 又，在上述之液晶顯示器的驅動系統中，第—共電極電

U01413 又’在上述之液晶顯示器的驅動系統中，第-社帝&a 乐一共電極電 壓為交流訊號，係包含第二共電極電壓峰值與第二共電極 壓谷值。 、 又’在上述之液晶顯示器的驅動系統中，其中第_共電 極電麗導值之絕對值係實質上小於該第一共電極電壓峰值 之絕對值，且第二共電極電壓谷值之絕對值係實質上小於第 —共電極電壓谷值之絕對值。 又，在上述之液晶顯示器的驅動系統中，初始轉換階段 所需之初始時間係取決於該液晶層之複數個液晶分子從展 開（splay)狀態轉換至彎曲（bend)狀態所需之時間。 又’在上述之液晶顯示器的驅動系統中，初始時間係實 質上介於1秒至5秒之間。 又’在上述之液晶顯示器的液晶顯示器為一光學補償驚 曲液晶顯示器。 根據本發明之較佳實施例，液晶顯示器的驅動方法至少 包括：在一初始階段中，施加第一直流電壓至資料電極並施 加第父流電壓訊號至共通電極，使位於資料電極與共通電 極中間之複數個液晶分子從展開狀態轉換至彎曲狀態，其中 第一父流電壓訊號具有第一共電極電壓峰值和第一共電極 電壓谷值。 又，在上述之驅動方法中更包含：在正常顯示階段中， 施加第二直流電壓訊號至該共通電極，且第二直流電遷訊號 之絕對值係實質上介於第—方波電科值之絕對值與該第 7 1361413 一方波電壓谷值之絕對值之間β 又，在上述之驅動方法中，第一共電極電壓峰值係實質 介於20V與25V之間，而第一共電極電壓谷值係實質介於 •7V與-12V之間。 又，在上述之驅動方法中，第一交流電壓訊號之週期為 光學補償彎曲液晶顯示器掃瞄一圖框所需時間之兩倍。

【實施方式】

凊參照第1圖，其係繪示本發明之液晶顯示器之驅動系 統的結構示意圖，其中液晶顯示器210包含基板212和214、 共通電極216、資料電極218、液晶層220、閘極驅動器222、 源極驅動器224以及電壓選擇裝置226。資料電極218位於 基板214中且基板214電性連接至閘極驅動器222和源極驅 動器224，共通電極216位於基板212中且基板212電性連 接至電壓選擇裝置226。液晶層220位於基板212和基板214 之間且包含複數個液晶分子228。源極驅動器224係用以輸 出影像信號至資料電極218，使資料電極218能控制液晶分 子228的排列方式，以顯示出影像信號所對應的影像於液晶 顯示器21〇之晝面中。問極驅動器222用以輸出掃猫信號來 控制影像信號是否輸出至資料電極218。電壓選擇裝置2% 電性連接至共通電極216，用以輸出第-共電極㈣和第二 共電極電壓來使液晶顯示器21〇正常操作。 2圖係繪示根據本發明之較 育料電極的電壓訊號示意 請參照第1圖和第2圖，第 佳實施例之施加至共通電極和 8 1361413 圖，其中曲線230a代表施加至共通電極216之第一共電極電 壓的波形；曲線230b代表施加至共通電極216之第二共電 極電壓的波形；曲線232a和232b為施加至資料電極218之 電壓訊號’本較佳實施例之液晶顯示器的驅動可分為初如轉 換階段234和正常顯示階段236。當電源開啟後，首先進入 初始轉換階段234,以使液晶分子228從展開狀態轉換到彎 曲狀態。在初始轉換階段234中，閘極驅動器222送出掃描 訊號以開啟液晶顯示器上所有的畫素，且此時施加至資料電 極218的電壓為一直流電壓訊號（如曲線232a.所示），例如： 為一顯示黑晝面或白畫面所對應的電壓值，而施加至共通電 極216的第一共電極電壓則為一交流電壓訊號（如曲線23〇& 所示），此父流電壓訊號具有第一共電極電壓電壓峰值 (VCOMH)和第一共電極電壓電壓谷值（vc〇ML)，其中 VCOMH係例如介於20V和25V之間，而VC〇ml係例如介 於-7V和-12V之間）。此階段係利用施加至共通電極216之交 流電壓訊號和施加至資料電極218之直流電壓之電壓差，來 擾動液晶分子228，並使液晶分子228快速累積能量，以減 少從展開狀態轉換到彎曲狀態所需的時間，因而減少液晶分 子228轉態的時間，並避免因直流電壓殘留而導致液晶分子 228發生極化的現象。另外，施加至共通電極216之第一共 電極電壓的週期為液晶顯示器2丨〇掃描一個圖框所需時間的 兩倍’以節省設計震盪電路的成本。 如第2圖所示’當液晶分子228從展開狀態轉換到彎曲 狀態後’即代表初始轉換階段234結束。此時，液晶顯示器 9 1361413 210便進入正常顯示階段236。在正常顯示階段236中，施 加至共通電極216的第二共電極電壓為直流電壓（如曲線 230b所示），而施加至資料電極218的電壓為對應於顯示畫 面之電壓值（如曲線232b所示之一方波電壓代表其極性隨畫 面改變），此階段係利用共通電極216與資料電極之間的電磨 差來控制液晶分子228之排列方式，以控制液晶顯示器21〇 之顯示（色彩）。

請參照第3圖’其係繪示根據本發明之另一較佳實施例 之施加至共通電極和資料電極的電壓訊號示意圖，其中曲線 240a代表施加至共通電極216之第一共電極電壓的波形； 240b代表施加至共通電極216之第二共電極電壓的波形；曲 線242a和242b為施加至資料電極218之電壓訊號，本較佳 實施例之液晶顯示器210的驅動亦具有初始轉換階段234和 正常顯不階段236。在正常顯示階段236中，施加至共通電 極216的第二共電極電壓為—交流電如曲線2鄕所、示），

而施加至資料電極218的電壓為對應於顯示晝面之電壓值 (如曲線242b所示之一方波電壓代表其極性隨畫面改變）。正 韦頁示階& 236利用共通電極216和資料電極218之間的電 壓差來控制液晶分子228之排列方式，以控制液晶顯示器之 顯示（色彩）。在本較佳實施例中，第二共電極電壓之峰值的 絕對值係實質上小於第—共電極電壓峰值之絕對值，且第二 共電極電敎谷值㈣對值係實f上小於第—共電極電壓 谷值之絕對值。 請參照第1圖和第4圖，第4圖絲示根據本發明之較 10 1361413

佳實施例之電壓選擇裝置226的功能方塊示意圖，其中電壓 選擇裝置226於初始轉換階段234中輸出第一共電極電壓至 共通電極216;電壓選擇裝置226於正常顯示階段236中輸 出第一共電極電壓至共通電極216。電壓選擇裝置226係根 據電厪選擇訊號來選擇輪出第—共電極電践第二共電極 電壓’其中電壓選擇訊號係用以選擇液晶顯示器21〇處於初 始轉換階段234或正常顯示階段236卜在本較佳實施例 中’電壓選擇裝置226可為例如多工器（Mu_叫之组合。 電塵選擇裝置226之輸入端，點314 # 316係分別被施加 VCOMH和VC0ML ’其中⑽則和vc〇ml可由直流電 壓源或直流電流源來提供。電壓選擇裝置226之輸入端點 318被施加第二共電極電壓。電壓選擇裝置226可將 和VCOML組合成第一共電極電壓並根據控制端點32〇所接 收的電壓選擇訊號來從輸出端點322輸出第—共電極電壓或 第二共電極電壓至共通電極216。

由以上之敘述可知，本發明較佳實施例之液晶顯示 光學補償彎曲（OCB)液晶顯示器。本發明之較佳實施例不 提供可減少液晶顯示器中液晶分子轉態所需之時間之驅 方式，亦可以減少實施此驅動方式之成本，而且不需要再 行更改薄膜電晶體（TFT)和驅動ic之線路。 雖然本發明已以-較佳實施例揭露如上，然直並非用 限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精化 範圍内’當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保 當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 & 11 【圖式簡單說明】 為讓本^明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯 董下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說 明如下： 第1圖身示本發明之液晶顯示器之驅動系統的結構示意 圖。 第2圖繪不根據本發明之較佳實施例之施加至共通電極 和資料電極的電壓訊號示意圖。 第3圖繪不根據本發明之另一較佳實施例之施加至共通 電極和資料電極的電壓訊號示意圖。 第4圖繪示根據本發明之較佳實施例之電壓選擇裝置的 功能方塊示意圖。 【主要元件符號說明】 210 :液晶顯示器 212 :基板 214 :基板 216 :共通電極 218 :資料電極 220 :液晶層 222 :閘極驅動器 224 :源極驅動器 226 :電壓選擇裝置 228 :液晶分子 230a :曲線 230b :曲線 232a :曲線 232b :曲線 234 :初始轉換階段 236 :正常顯示階段 240a :曲線 240b :曲線 12 1361413 242a :曲線 3 14 :輸入端點 318 :輸入端點 322 :輸出端點 242b :曲線 3 16 :輸入端點 320 :控制端點 VCOMH :第一 共電極電壓電 VCOML· :第一共電極電壓電壓峰值 壓谷值

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Claims (1)

1361413 第961016:)4號 修正日期:100.12.19 修正本

十、申請專利範圍： 1 · 一種液晶顯示器，其包括： 一第一基板，包含一資料電極； 一第一基板，包含一共通電極； 一液晶層，包含複數個液晶分子，係位於該第—基板與 該第二基板之間； 〃 一閘極驅動器，電性連接於該第-基板，係用以輸出一 掃描信號； 一源極驅純，電性連接於該第—基板，剌 影像信號；以及 ^ 一電Μ選擇裝置’根據—錢選擇訊號來選擇輪出 壓=極？或一第二共電極電壓至該共通電極，其中該電 二選係用以選擇—初始轉換階段或—正常顯示階 又’且，、中該第一共電極電壓為一交流訊號，係包含一第一 共電=電屬峰值與一第-共電極電壓谷值； 輸出-固定之電位” 刼作後之該初始轉換階段内 φ 且該電壓選擇褒置於該初始轉換階 =該::共電極電壓至該共通電極;該源_動器： W輸出欲顯示影像之對應影像訊號，且該電 壓選擇裝置輸出該第二共電極《至該共通電極。 專利範圍第1項所述之液晶顯示11，立中該第 、、電極電壓峰值係介於 ”中以第 電塵谷值係介於7V你 -咖之間，而該第-共電極 阻你；丨於-7V與_〗2V之間。 14 1361413 修正本 第96101654號 修正曰期:100.12.19 .,. 晴>月/?日修正替換頁 一共C專利範圍帛1項所述之液晶顯示器— 所需二二:責任週期為該液晶顯示器掃描-圖框(frame) 4·如申請專利範圍第i項所述之液晶顯示器， 二共電極電壓為一交 μ 又"L訊唬係包含一第二共電極電壓峰值 與一弟二共電極電壓谷值。 —5+如中請專利範圍第4項所述之液晶顯示器，其中 一共電極電壓峰值之絕對值係 ^ m f,不/、冤極電壓峰值 、，值，且該第二共電極電壓谷值之絕對值係小於該 共电極電壓谷值之絕對值。 6.如申請專利範圍第！項所述之液晶顯示器 二共電極電壓為一直流訊號。 一 7·如申請專利範圍帛6項所述之液晶顯示器，其中該 二共電極電愿之絕對值係介於該第-共電極電屡峰值二 對值與該第-共電極電壓谷值之絕對值之間。 、’巴 8·如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，其中 始轉換階段所需之—初始時間係取決於該液晶層之複=個 該液晶分子從展開（splay)狀態轉換至彎曲（bend)狀 時間。 心、1而之 9.如申請專利範圍第8項所述之液晶顯示器发 始時間係介於1秒至5秒之間。 初 1〇·如中請專利範圍f i項所述之液晶顯示器風 補償彎曲液晶顯示器。 予 15 1361413 J . 第96101654號 修正曰期:100.12.19 修正本|----- /〇&>月/ y日修正替換頁 11.如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，其中該 閘極驅動器於開始操作後之該初始轉換階段内，開啟該液晶 顯示器所有之液晶畫素以接收該源極驅動器輸出之該固定 . 之電位訊號。 . 12· 一種液晶顯示器的驅動方法，其包括： 提供一初始轉換階段；以及 , 於該初始轉換階段中，施加—第一直流電壓至一資料電 極，並施加一第一交流電壓訊號至一共通電極，使位於該資 • 料電極與該共通電極中間之複數個液晶分子從展開狀態轉 換至彎曲狀態，其中該第—交流電壓訊號具有一第一共電極 電壓峰值和一第一共電極電壓谷值。 13.如申請專利範圍第12項所述之液晶顯示器的驅動方 法，更包含： 提供一正常顯示階段；以及 、，於該正常顯示階段中，施加一電壓訊號至該共通電極， =施加-第-方波電塵訊號至該資料電極，藉以控制該些液 • 日"子之排列方式，其中該第-方波電壓訊號具有—第 .波電壓峰值與一第一方波電壓谷值。 ，14.如申請專利範圍第13項所述之液晶顯示器的驅動方 去其中該电壓訊號為一第二直流電壓訊號。 15.如申請專利範圍帛14項所述之液晶顯示器的驅動 方法，其中該第二直流電壓訊號之絕對值係介於該第 電壓峰值之絕對值與該第_方波電壓谷值之絕對值之間。 16 1361413 、16.如申明專利範圍第13項所述之液晶顯示器的驅動方 :，其中該電壓訊號為一第二交流電壓訊號，該第二交流電 堊訊號係具有一第二共電極電壓峰值與一第二共電極電壓 =值’該第二共電極電壓峰值之絕對值係小於該第—共電極 電^值之絕對值’且鮮二共電極電壓谷值之絕對值係小 於該第一共電極電壓谷值之絕對值。 、，17.如申請專利範圍第13項所述之液晶顯示器的驅動方 :，其中該第一方波電壓峰值之絕對值係小於該第一共電極 包L峰值之絕對值，且該第—方波電壓谷值之 上小於㈣-共電極電心值之絕對值。 ' 18.如中明專利|&圍第12項所述之液晶顯示器的驅動方 法，其中該第一共電極電壓峰值係介於2〇v與25v之間， έ第/、電極電屡谷值係介於-7V與· 12V之間。 法如申請專利範圍第12項所述之液晶顯示器的驅動方 ' 第-交流電壓訊號之週期為該光學補償彎 顯不器掃瞄一圖框所需時間之兩倍。 日日 20.如申請專利範圍第12項所述之液晶顯示器的驅 ’其中該液晶顯示ϋ為—光學補償f曲液晶顯示器。 2!•如中請專利範圍第12項所述之液晶顯示器的驅 …其中於該初始轉換階段中開啟該液晶顯示 以接收該第一直流電壓。 有之晝素 17