TWI333113B - Liquid crystal display and driving method thereof - Google Patents

Description

1333113 99-8-3 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種顯示裝置，且特別是有關於一種 液晶顯示面板及其驅動方法。 【先前技術】 目前市場對於薄膜電晶體液晶顯示器（thin film transistor liquid crystal display，TFT-LCD)的性能要求是朝 向高對比（high contrast ratio )、無灰階反轉（no gray scale inversion)、色偏小（little color shift)、亮度高（high luminance)、高色彩豐富度、高色飽和度、快速反應與廣 視角等特性。目前能夠達成廣視角要求的技術，例如扭轉 向列型液晶（TN)加上廣視角膜（wide viewing film)、 共平面切換式（in-plane switching，IPS )液晶顯示器、邊際 場切換式（fringe field switching)液晶顯示器與多域垂直 配向式（multi-domain vertically alignment，MVA)薄膜電 晶體液晶顯示器等方式。 對於習知之多域垂直配向式液晶顯示面板而言，形成 於彩色濾光基板或薄膜電晶體陣列基板上的配向突起物 (alignment protrusion)或狹縫（slit)可以使得液晶分子 呈多方向排列，而得到數個不同之配向領域（domain)， 因此多域垂直配向式液晶顯示面板能夠達成廣視角的要 求。 圖1A繪示習知多域垂直配向式液晶顯示面板之正規 化穿透率（normalized transmittance )與灰階（gray ievei) 5 丄幻3113 99-8-3 的關係圖。請參考圖1A，橫座標為灰階，而縱座標為正規 化穿透率。由圖1Α可知，雖然習知多域垂直配向式液晶 顯不面板能夠達成廣視角的要求，然而隨著觀察之視角改 變’穿透率對灰階之曲線（transmittance_levelcurve)具有 不同的曲率。換言之，當觀察之視角改變時，習知多域垂 直配向式液晶顯示器所顯示出的亮度會產生變化，進而導 致色偏（color shift)或色飽和度不足（c〇i〇r washout)等 問題。 為了解決色偏的問題，已有多種習知技術相繼被提 出’其中一種方法是在單一晝素内形成兩個亮度不同的顯 示區。利用輸入兩顯示區的資料電壓不同，或是利用不同 的電容來耦合兩顯示區的資料電壓，以使得單一晝素内的 兩顯示區分別產生不同大小的電場，進而促使兩顯示區的 液晶分子有不同程度的傾倒排列。 圖1B為習知一種多域垂直配向式液晶顯示面板的顯 示狀態示意圖。請參照圖！B，液晶顯示面板1〇由多個陣 列排列的晝素12所組成，其中各晝素包括一亮顯示區b 與一暗顯示區D。如圖1B所示，各晝素12中之亮顯示區 B與暗顯示區D的配置方式在列方向上呈現週期性的變 化，而在行方向上，各晝素之亮顯示區B與暗顯示區D的 配置方式則固定不變。 上述此種亮暗分佈模式雖然可以改善色偏現象，但是 隨著液晶顯示面板的尺寸日益增大，晝素的尺寸以及排列 間距越接近人眼可辨識的尺寸範圍，因此液晶顯示面板容 6 ^33113 99-8-3 顯的顆粒狀亮度分佈’進而影審液晶顯示面板的 【發明内容】 示面^於此，本發明在提出一種顯示品質較佳之液晶顯 液晶====;板的驅動方法，其可使 面板包括多條掃描晶顯示 2㈡11=個與掃描線接 您旦素。虽各晝素被驅動時，各畫素且 丧 二顯示區’其中各畫素的第一顯示區盘該 =分別接收由第一共用配線與第二共用配 在度畫素的第一顯示區與第二顯示區 :區之間，其中各畫素包括一第一畫素電極 電f以及—第―電容電極’第—畫素電極的位置係 ;顯;區=第二晝素電極的位置係對應第二顯= 間，第-電容電極延伸至第二晝素電 = =:電容器，且第二畫素電極藉由_合= 第一畫素電極耦接。 令裔興 在本發明之-實施例中，各晝素包括第一主動元件、 =二主動元件H動元雜制之掃描線以及 連接。第二主動元件與對應之掃描線以及資料線連接。第 7 1333113 99-8-3 一晝素電極與第一主動元件連接，且位於第一共用配線上 方。第二畫素電極與第二主動元件連接’且位於第二共用 配線上方。 在本發明之一實施例中，各晝素之第一主動元件與第 一主動元件電性連接至同一條掃描線以及同一條資料線。 在本發明之一實施例中，各第二晝素電極包括一第一 顯示電極、一第二顯示電極以及一連接電極。第一顯示電 極與第二主動元件電性連接。第一畫素電極位於第一顯示 電極與第二顯示電極之間。第二顯示電極透過連接電極與 第一顯示電極連接。 在本發明之一實施例中，各晝素中之連接電極位於第 晝素電極之一側。在其他實施例中，各晝素中之連接電 極亦可位於第一晝素電極之兩側。 在本發明之一實施例中，各晝素更包括一第一電容電 極配置於第一共用配線與第一晝素電極之間，第一共用配 線與第一電容電極之間形成一第一儲存電容，而第一電容 電極與第一晝素電極之間形成一第二儲存電容。此外，在 另一實施例中，各晝素之第一電容電極與連接電極的部分 區域形成耦合電容器。 在本發明之一實施例中，各晝素更包括一第二電容電 極’配置於第二共用配線與第二晝素電極之間，且第二共 用配線與第二電容電極之間形成一第三儲存電容。 在本發明之一實施例中，各畫素之第一顯示區的面積 與第二顯示區的面積實質上相等。 在本發明之一實施例中，各畫素之第一顯示區與第二 8 1333113 99-8-3 顯示區呈現矩形。 在本發明之-實補中，晝素適於呈現多種亮暗分佈 模式’晝素所呈現的亮暗分佈模式在列方向上與行方向上 都呈現週期性的變化。 本發明另提出一種驅動方法，適於驅動上述之液晶顯 示面板，此驅動方法包括下列步驟：將資料訊號經由資料 線輸入至^於不同列之晝素，並分別提供一第一交流訊號 與一第一交流訊號至第一共用配線與第二共用配線，其中 第一交流訊號與第二交流訊號之震盪週期相同但相位差 180度，以使各晝素的第一顯示區與第二顯示區分別接收 由第一共用配線與第二共用配線耦合之訊號而呈現不同亮 度。 在本發明之一實施例中，將資料訊號輸入至位於不同 列之畫素的方法包括點反轉驅動(d〇tinversi〇n)、線反轉驅 動(line inversion)或二線反轉驅動(tWG iine inversi〇n) 〇 在本發明之一實施例中’第一交流訊號與第二交流訊 號之震盪周期與資料訊號之震盪週期相同。在其他實施例 中’第一交流訊號與第二交流訊號之震盪週期為資料訊號 之震盪週期的整數倍。 基於上述’本發明將液晶顯示面板中之各畫素劃分為 兩個顯示區’並分別利用不同共用配線之不同耦合程度， 以使得各畫素中的兩個顯示區呈現不同亮度，進而改善色 偏問題。此外’各晝素中之兩個顯示區的配置方式與面積 比例可視設計需求自由調整，以使得液晶顯示面板呈現較 佳的亮暗分佈模式。再者，本發明另提出一種液晶顯示面 9 1333113 99-8-3 板的驅動方法，其可以增加液晶顯示面板允暗分佈模式的 調整度，以使液晶顯示面板的顯示更為細膩。 . 為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特 舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。、 【實施方式】 圖2為本發明一種液晶顯不面板的顯不狀態示意圖 請參照圖2，液晶顯示面板100包括多條掃描線1、多 資料線120、多條第一共用配線130、多條第二共用 140以及多個與掃描線110及資料線120電性連接之金专 150。當各畫素150被驅動時，各晝素15〇具有一第一二 區A1以及一對第二顯示區A2，其中各晝素150的第‘一不 示區A1與各對第二顯示區A2分別接收由第一共用配顯 13〇與第二共用配線M0耦合之訊號而呈現不同亮度，線 各畫素150的第一顯示區A1與第二顯示區A2在行=向而 對齊，且各畫素150的第一顯示區A1位於各對第_ 區A2之間》 一顯示 圖3A為本發明一種液晶顯示面板的示意圖，且圖3八 僅繪示一晝素150為例作說明。請參照圖3A，晝素15〇 包括第一主動元件16卜第二主動元件162、第一晝素電極 以及第二晝素電極172«>在本實施例中，晝素15〇之第 二，動it件161與第二主動元件162電性連接至同一條掃 田-110以及同一條資料線120。第一畫素電極171與第 主動元，161連接，其中第一晝素電極171的位置係對 一顯不區A1設置，且位於第一共用配線130上方。 a素電極172與第二主動元件162連接，其中第二晝 10 1333113 99-8-3 素電極172的位置係對應第二顯示區A2設置，且位於第 二共用配線140上方。在本實施例中，第一畫素電極Π1 以及第二晝素電極172具有多個狹缝174，以使第一晝素 電極171以及第二晝素電極172上方的液晶分子排列成多 個配向領域。 晝素150的第一畫素電極m與第二晝素電極172分 別接收由下方第一共用配線130與第二共用配線140不同 程度的電谷轉合訊號’而使得對應之第一顯示區A1與第 二顯示區A2呈現不同亮度。 請繼續參考圖3A’第二晝素電極172包括一第一顯 示電極172a、一第二顯示電極172b以及一連接電極172c。 第一顯示電極172a與第二主動元件162電性連接。第一晝 素電極171位於第一顯示電極172a與第二顯示電極n2b 之間。第二顯示電極172b透過連接電極172c與第一顯示 電極172a連接。 為了進一步提升液晶顯示面板1〇〇的顯示品質，在本 實施例中，晝素150可進一步包括一第一電容電極181以 及一第二電容電極182。第一電容電極is〗配置於第一共 用配線130與第一晝素電極Π1之間，第二電容電極 則配置於第二共用配線140與第二晝素電極172之間。圖 3B為圖3A之等效電路圖。請同時參照圖3A與圖3B，第 一共用配線130與第一電容電極181之間形成第一儲存電 容Cs!，第一電谷電極181與第一晝素電極171之間形成 第二儲存電谷CS2，且弟一共用配線140與第二電容電極 182之間形成第三儲存電容Css。另外，（^。與Clc2分別 為第一晝素電極171與第二晝素電極172之液晶電容。在 1333113 99-8-3 ^實施例中，第-晝素電極171與第二畫 的搭配’此&升各晝素150的顯示穩定度。 特別岐’在本實施例+，第一電容電極18 ^接電極172c的部分區域下方’使得各晝素150之第一雷 容電極181與連接電極⑽的部分區域形成一輕合電容器 Cc。第二晝素電極172藉峻合電容器Ce二

St，=對應之第一顯示區A1的‘亮ί與第 了，不& Α2的顯示亮度維持特定關係，進而抑制顯示不 :第問進一步地說，晝素150中的第-顯示區Α1 Cc ^· I1 A2之_關性可㈣__合電容器 接m來制。例如，在本實施例中，晝素i5G中之連 中第—畫素電極171之_側。在其他實施例 之雨” me亦可以同時配置於第—晝素電極η 之兩側，如圖4 A所示。

πι、ΐ發:可1藉由調整各晝素150中的第-晝素電極 積比，第二顯示電極172b之形狀或面 的配晉變各晝素5G中第—顯示區A1與第二顯示區A2 與圖4A’ 1乂使抑制色偏的效果最佳化。舉例而言，在圖3A ^巴a2!s’各晝们5G之第—顯示區A1 #面積與第二顯 A2的面積實質上相等，且各晝素15〇之第一顯示區 形狀分佈Hi區A2賴應第—_區A1的 需炎㈣第顯1的兩對側。設計者可以視設計 相鄰的望:晝素電極171的形狀作適度變化，並修正與其 狀，使172a以及第二顯示電極mb的形 •^素 之第一顯示區A1與第二顯示區A2 12 1333113 99-8-3 呈現多角形的排列，如圖4B所示。因此，各晝素150中 之第一畫素電極171與第二晝素電極172的面積比例、形 狀與配置位置可視設計需求而作適當的調整，本發明並不 限定畫素電極的佈局方式與面積比例。 值得注意的是’本發明之液晶顯示面板中晝素15〇適 於呈現多種亮暗分佈模式，且晝素15〇所呈現的亮暗分佈 模式在列方向上與行方向上都呈現週期性的變化。在此特 別說明的是，亮暗分佈模式是指畫素15〇中之第一顯示區 A1與第二顯示區A2所呈現的亮暗分佈情況，第一顯示區 A1與第二顯示區A2的面積比例並不影響亮暗分佈模式的 判斷。舉例而言，如圖5所示，令第一種亮暗分佈模式

Ml_為晝素150中之第一顯示區A1所呈現的亮度低於第二 顯不區A2所呈現的亮度，而第二種亮暗分佈模式M2為 ，素150中之第一顯示區A1所呈現的亮度高於第二顯示 區A2所呈現的亮度。換言之，第一種亮暗分佈模式Μι 為晝素150中暗顯示區D位於亮顯示區B之間，第二種亮 暗分佈模式M2為畫素150中亮顯示區B位於暗顯示區D 之間。 圖5為本發明另一種液晶顯示面板的顯示狀態示意 圖。請參照圖5，在液晶顯示面板2〇〇中的第一列的晝素 =，由左至右依序是以第一種亮暗分佈模式M1、第二種 壳暗分佈模式M2作週期性排列。另外，在第一行的畫素 中，由上至下依序同樣是以第一種亮暗分佈模式M1、第 二種亮暗分佈模式M2作週期性排列。換言之，在本實施 例中，液晶顯示面板200是以兩個畫素15〇的第一種亮暗 分佈模式Ml與第二種亮暗分佈模式M2為一單位口，分 丄夕：)：）丄丄j 99-8-3 到方向與行方向上呈現週期性的變化。另外，圖5中 ^ 一顯示區A1在第—種亮暗分佈模式Ml中的面積大 ^一顯示區A1在第二種亮暗分佈模式M2中的面積。 明並不限定畫素中第一顯示區A1與第二顯示區Μ 的面積比例與形狀。 f 6為本發明在—種液晶顯示面板的顯示狀態示意 圖。請^照® 6 ’、液晶顯示面板200是以三個晝素15〇的 第=種焭暗分佈模式M1、第二種亮暗分佈模式M2與第一 種党暗分佈模式Ml為-單位u，分別在行方向與列方向 上呈現週期性的變化。如圖6所示，在同一單位U的三個 晝素150中，兩個第一顯示區A1的面積比例相等，而另 一第一顯示區A1的面積比例較小。當然，各晝素中的第 一顯示區A1的面積比例在可依設計需求作適度調整。本 發明並不限定晝素中第一顯示區A1與第二顯示區A2的面 積比例與形狀。 圖7繪示為一種液晶顯示面板的驅動波形示意圖，用 以驅動上述液晶顯示面板。請同時參照圖2與圖7，本發 明之驅動方法包括依序藉由掃描訊號Sl開啟對應之掃描 線110,以將資料訊號D!經由對應之資料線120輸入至位 於不同列之晝素150，並分別提供一第一交流訊號乂^與 一第二交流訊號Vc2至第一共用配線130與第二共用配線 140,其中第一交流訊號乂^與第二交流訊號Vc2之震盪週 期相同但相位差180度。如此，各晝素150的第一顯示區 A1與第二顯示區A2分別接收由第一共用配線130與第二 共用配線140耦合之訊號而呈現不同亮度。具體而言，在 時間T1區間内，第一顯示區A1的顯示訊號乂?】受到正向 14 1333113 99-8-3 的第一交流訊號VCl耦合，而第二顯示區A2的顯示訊號 Vp2受到反向的第二交流訊號Vc2耦合，因而使得第一顯 示區A1與第二顯示區A2呈現不同亮度。同理，在時間 T2區間内，第一顯示區A1與第二顯示區A2則分別受到 反向與正向的訊號耦合而呈現不同的亮度。 值得注意的是，在本實施例中，將資料訊號Di輸入 至位於不同列之畫素150的方法例如是點反轉驅動(dot inversion)。在其他實施例中，將資料訊號D〗輸入至位於 不同列之畫素150的方法也可以是線反轉驅動（line inversion)、二線反轉驅動或其他種類。 圖8繪示為另一種液晶顯示面板的驅動波形示意圖， 用以驅動上述液晶顯示面板。請參照圖8,本實施例之驅 動方法與上述驅動方法類似，惟二者不同之處在於：第一 交流訊號乂^與第二交流訊號Vc2之震盪週期為資料訊號 D!之震盪週期的兩倍。當然，在其他實施例中，第一交流 訊號乂(^與第二交流訊號Vc2之震盪週期也可以是資料訊 號〇!之震盪週期的整數倍。 基於上述，本發明將液晶顯示面板中之各晝素劃分為 第一顯示區與位於第一顯示區兩對側之第二顯示區，並分 別利用不同共用配線之耦合訊號使其呈現不同亮度，改善 色偏問題。此外，設計者可依設計需求調整各晝素中之第 一顯示區與第二顯示區的配置方式與面積比例，以使得液 晶顯示面板上呈現較佳的亮暗分佈模式，進而提升顯示品 質。另一方面，本發明另提出一種液晶顯示面板的驅動方 法’其可以增加液晶顯示面板亮暗分佈模式的調整，同樣 15 1333113 99-8-3 能使液晶顯示面板的顯示品質更符合消費者需求。 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用p 限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不 脫離本發明之精神和範圍内，當可作些許之更動與潤飾， 因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者 為準。 【圖式簡單說明】 圖1Α繪示為習知多域垂直配向式液晶顯示面板之正 規化穿透率與灰階的關係圖。 圖1Β為習知一種液晶顯示面板的顯示狀態示意圖。 圖2為本發明一種液晶顯示面板的顯示狀態示意圖。 圖3Α為本發明一種液晶顯示面板的示意圖。 圖3Β為圖3Α之等效電路圖。 圖4Α為本發明另一種液晶顯示面板的示意圖。 圖4Β為本發明再一種液晶顯示面板的示意圖。 圖5為本發明另一種液晶顯示面板的顯示狀態示意 圖。 圖6為本發明再一種液晶顯示面板的顯示狀態示意 圖。 圖7繪示為本發明一種液晶顯示面板的驅動波形示意 圖。 圖8繪示為本發明另一種液晶顯示面板的驅動波形示 意圖。 【主要元件符號說明】 16 1333113 99-8-3 10、100 :液晶顯示面板 12 :晝素 110 :掃描線 120 :資料線 130:第一共用配線 140 :第二共用配線 150 :晝素 161 :第一主動元件 162 :第二主動元件 171 :第一晝素電極 172 :第二晝素電極 172a :第一顯示電極 172b :第二顯示電極 172c :連接電極 181 :第一電容電極 182 :第二電容電極 A1 :第一顯示區· A2 :第二顯示區 B ·免顯不區 Csi :第一儲存電容 Cs2 :第二儲存電容 Cs3 :第三儲存電容 Cc :耦合電容器 D·暗顯不區 Dj ·貧料訊说 17 1333113 99-8-3

Ml :第一種亮暗分佈模式 M2 :第二種亮暗分佈模式 S!.掃描訊號 ΤΙ、T2 :時間區間 U :單位 VCl :第一交流訊號 VC2 .第二父.流訊號 Vpi :第一顯示區的顯示訊號 Vp2 :第二顯示區的顯示訊號

Claims (1)

1333113 十、申請專利範面： 1·一種液晶顯示面板，包括： 多條掃描線； 多條資料線； 多條第一共用配線； 多條第二共用配線；以及 多個畫素，分別與各該掃描線以 接’各該晝素具有-第-顯示㉔及電性連 中各該畫素的該第-顯示區與該對第、不區’其 共用配線 對第二顯示區在行方向上對齊，I 各間’其中 =容3二==素電極,位置心應該第 該第一電容電極配置極 延伸至該第二晝素電極的部分區域 電二以=第二晝素電極藉_合 各該專利範圍第1項所述之液晶顯示面板，其中 第動元件，與對應之掃描線以及資料線連接； 第一主動元件，與對應之掃描線以及資料線連接； 其中該第-晝素電極與該第一主動元件連接，且位於 該第-共方’該第二晝素電極無第二主動元件 19 1333113 99-8-3 連接，且位於該第二共用配線上方。 3. 如申請專利範圍第2項所述之液晶顯示面板，其中 各該晝素之該第-絲元件與該帛二絲元件電性連^至 同一條掃描線以及同一條資料線。 4. 如申請專利範圍第2項所述之液 各該第二晝素電極包括·· 卸坂八甲 一第一顯示電極，與該第二主動元件電性連接· -二f二？示電極’其中該第—畫素電極位於該第-顯 不電極與該第二顯示電極之間；以及 極 連接電極，連接該第二顯示電極與該第一顯示電 i如申請專利範圍第4項所述之液晶顯示面板，其中 各該晝素中之該連接電極位於該第一晝素 側 電極之一側或兩 該第一丘用配項所述之液晶顯示面板，其中 f一儲存*谷’而各該晝素中該第-電容電極盘該第-畫 素電極之間形成一第二儲存電容。 /、。 該第=請範圍第4項所述之液晶顯示面板，其中 第-儲？雷：…、ί該晝素之該第一電容電極之間形成〆 素“:第以;第-電容電極與該第-畫 各該查圍第7項所述之液晶顯示面板，其中 該電極與該連接電極的部分區域形成 20 I333113 99-8-3 各利範圍第2項所述之液晶顯示面板，中 料第㈣電極’配置於該第二共用配線 以第一旦素電極之間’且該第二共用配 電極之間形成一第三儲存電容。 /第一电合 辞笛請專利範圍第2項所述之液晶顯示面板，盆中 “第-1素電極與該第二晝素電極更包括多個狹縫。 11·如申請專利範圍第丨項所述之液晶顯示面板，立中 該第一顯不區的面積與該對第二顯示區的面積實質上相 等。 分欲12如_中#專利關第1項所述之液晶顯示面板，其中 該第-顯示區與該對第二顯示區呈現矩形設置。/、 13·如申請專利範圍帛1項所述之液晶顯示面板，其中 f該晝素係衫種亮暗料模式呈現，各該t素所呈現的 党暗分佈減在财向與行方向皆以週雜亮暗分佈模式 呈播。 14. -種驅動方法，適於驅動申請專利範圍第丨項所述 之液晶顯示面板，該驅動方法包括： 依序開啟各該掃描線，以依序將資料訊號經由各該資 料線輸入至位於不同列之各該畫素；以及 分別提供H流訊號與—第二交流訊號至該第 -共用配線與該第二共賊線，其巾該第—交流訊號與該 第二交流訊號之震盪週期相同但相位差180度，以使各該 晝素的該第一顯示區與該對第二顯示區分別接收由該第一 共用配線與該第二共用配線耦合之訊號而呈現不同亮度。 15. 如申凊專利範圍第14項所述之驅動方法，其中將 21 1333113 99-8-3 資料訊號輸人至位於不同批錢畫素的方法包括點反轉 驅動(dot inversion)、線反轉驅動(line inversi〇n)或二線反轉 驅動(two line inversion) 〇 16. 如申請專利範圍第14項所述之驅動方法，其中該 該第一交流訊號與該第二交流訊號之震盪週期與該資料= 號之震盪週期相同。 ' X " 5 17. 如申請專利範圍第14項所述之驅動方法，其中該 第一交流訊號與該第二交流訊號之震盪週期為該資料^ 之震盪週期的整數倍。 '〇說 22 1333113 99-8-3 七、 指定代表圈： (一) 本案指定代表圖為：圖2。 (二) 本代表圖之元件符號簡單說明： 100 :液晶顯示面板 110 :掃描線 120 :資料線 130 :第一共用配線 140 :第二共用配線 150 :晝素 A1 ··第一顯示區 A2 :第二顯示區 八、 本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵 的化學式： 無 4