CN100472291C

CN100472291C - 液晶显示器

Info

Publication number: CN100472291C
Application number: CNB2007100883457A
Authority: CN
Inventors: 苏振嘉; 徐文浩; 苏亭伟
Original assignee: AU Optronics Corp
Current assignee: AUO Corp
Priority date: 2007-03-16
Filing date: 2007-03-16
Publication date: 2009-03-25
Anticipated expiration: 2027-03-16
Also published as: CN101021638A

Abstract

本发明提供一种液晶显示器，该液晶显示器包括液晶显示面板、栅极驱动电路以及数据驱动电路。液晶显示面板具有多个像素单元、多条扫描线以及多对数据线，其中每一像素单元与对应的一条扫描线以及对应的一对数据线电性连接，且每一像素单元具有二显示区域，分别与不同数据线电性连接。另外，栅极驱动电路与多条扫描线电性连接，数据驱动电路与多对数据线电性连接，其中数据驱动电路具有一压差产生器，而压差产生器与多对数据线电性连接，以使每一对数据线中的两条数据线所个别输出的电压维持一电压差。因此，本发明可以简化电路信号处理的复杂度，降低电路成本。

Description

液晶显示器

技术领域

本发明是有关于一种显示设备，且特别是有关于一种液晶显示器。

背景技术

目前市场对于薄膜晶体管液晶显示器(thin film transistor liquid crystaldisplay，TFT-LCD)的性能要求皆朝向高对比(high contrast ratio)、无灰阶反转(no gray scale inversion)、色偏小、亮度高(high luminance)、高色彩丰富度、高色饱和度、快速反应与广视角等特性。目前能够达成广视角要求的技术包括扭转向列型液晶(TN)加上广视角膜(wide viewing film)、共平面切换式(in-plane switching，IPS)液晶显示器、边际场切换式(fringe fieldswitching)液晶显示器与多域垂直配向式(multi-domain vertically alignment，MVA)薄膜晶体管液晶显示器等方式。

以现有技术多域垂直配向式液晶显示面板为例，由于形成于彩色滤光基板或薄膜晶体管阵列基板上的配向凸起物(alignment protrusion)或狭缝(slit)可以使得液晶分子呈多方向排列，而得到数个不同的配向领域(domain)，因此多域垂直配向式液晶显示面板能够达成广视角的要求。

图1为现有技术多域垂直配向式液晶显示面板的正规化穿透率(normalized transmittance)与灰阶(gray level)的关系图。请参考图1，横坐标为灰阶，而纵坐标为正规化穿透率。由于图1可知，虽然现有技术多域垂直配向式液晶显示面板能够达成广视角的要求，然而随着观察的视角改变，穿透率对灰阶的曲线(transmittance-level curve)具有不同的曲率。换言之，当观察的视角改变时，现有技术多域垂直配向式液晶显示器所显示出的亮度会产生变化，进而导致色偏(color shift)与色饱和度不足(color washout)等问题。

为了解决色偏的问题，已有多种解决方法相继被提出。其中一种方法是在单一像素单元内增加一数据线，并于单一像素单元中设置二像素电极。个别的像素电极通过不同的数据线写入不同的数据电压，使得在单一像素单元中的二像素电极具有不同的电场，进而产生不同的液晶分子排列，以达到消除色偏的功效。虽然此种方式可以改善色偏现象，但是由于所需的数据线数目加倍，使得驱动电路在设计上变得十分复杂。

图2为现有技术液晶显示器的示意图。请参照图2，液晶显示器100包括一驱动信号产生器110、一查表单元120(Look-Up Table，LUT)、一栅极驱动电路130、一数据驱动电路140、一驱动电压产生器150以及一液晶显示面板160。如图2所示，图像数据经过驱动信号产生器110后，可将系统端的图像数据转换为数据驱动电路140以及栅极驱动电路130所需的电性格式。数据驱动电路140接收来自驱动电压产生器150的数据电压，并根据查表单元120将每一输入像素的数据电压产生对应的显示信号后，再输入液晶显示面板160中。因此当数据线数目加倍时，数据驱动电路140的数目与查表单元120也随之加倍，而所需驱动电路的处理存储器空间加大，导致成本增加。同时，在信号处理以及信号传递上，由于数据线数目增加，因此驱动信号产生器110在输出信号方面，对于信号线的数目与带宽的需求也需随之增加，这使得液晶显示器100的驱动电路装置趋于复杂化，且查表单元120使得液晶显示器100的制造成本无法大幅度地降低。

发明内容

本发明提供一种液晶显示器，该液晶显示器具有简单的驱动电路。

本发明提供一种液晶显示器，该液晶显示器包括液晶显示面板、栅极驱动电路以及数据驱动电路。液晶显示面板具有多个像素单元、多条扫描线以及多对数据线，其中每一像素单元与对应的一条扫描线以及对应的一对数据线电性连接，且每一像素单元具有二显示区域，分别与不同数据线电性连接。另外，栅极驱动电路与多条扫描线电性连接，数据驱动电路与多对数据线电性连接，其中数据驱动电路具有一压差产生器，而压差产生器与多对数据线电性连接，以使每一对数据线中的两条数据线所输出的电压维持一电压差。

在本发明的一实施例中，像素单元也可以是半穿透半反射式像素单元。每一半穿透半反射式像素单元具有一穿透区以及一反射区，且每一半穿透半反射式像素单元包括一配置于穿透区内的透明电极、一配置于反射区内的反射电极、一第一主动元件与一第二主动元件。其中，透明电极电性连接第一主动元件，而反射电极电性连接第二主动元件。

在本发明的一实施例中，压差产生器包括一升压回路、一与升压回路并联的降压回路以及一切换器。其中，切换器与每一对数据线中的其中一条数据线电性连接，且切换器切换于升压回路与降压回路之间。具体而言，当第一电压输入至压差产生器后，可通过升压回路产生一较高电压值的第二电压，或是通过降压回路产生一较低电压值的第二电压，接着，再通过切换器将其中一较高电压值的第二电压或一较低电压值的第二电压传输至第二数据线。故每一对数据线包括一第一数据线，用以传输一第一电压，以及一第二数据线，用以传输一升压回路或降压回路所产生的第二电压。

在本发明的一实施例中，本发明的液晶显示器还包括一极性控制器与压差产生器电性连接，其中极性控制器控制切换器，以使切换器切换于升压回路与降压回路之间。

承上述，本发明的液晶显示器采用压差产生器，并依据数据驱动电路所输入的第一电压，产生一对应的第二电压，通过第一数据线与第二数据线分别将第一电压与第二电压传输至单一像素单元的二显示区域，使得显示面板内各像素单元的二显示区域能够显示不同的亮度，以改善色偏问题。由于本发明不需使用查表单元进行图像数据的转换，因此本发明可以降低驱动电路的复杂度，降低成本。

附图说明

图1为现有技术多域垂直配向式液晶显示面板的正规化穿透率与灰阶的关系图。

图2为现有技术的一种液晶显示器的示意图。

图3A为本发明的一种多域垂直配向式液晶显示器的示意图。

图3B为本发明的一种半穿透半反射式液晶显示器的示意图。

图4为本发明的一种压差产生器的电路图。

图5为依照本发明所进行的一种光学模拟的结果。

附图标号

110：驱动信号产生器

120：查表单元

130、220：栅极驱动电路

140、230：数据驱动电路

150：驱动电压产生器

160、210：液晶显示面板

200：液晶显示器

212：像素单元

214：扫描线

216：一对数据线

216a：第一数据线

216b：第二数据线

218a：第一主动元件

218b：第二主动元件

232：压差产生器

219T：透明电极

219R：反射电极

318a：第一主动元件

318b：第二主动元件

232：压差产生器

240：升压回路

250：降压回路

260：切换器

270：极性控制器

A、B：显示区域

ΔV：电压差

Va：第一电压

Vb：第二电压

T：穿透区

R：反射区

具体实施方式

为让本发明的特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

图3A为本发明的一种液晶显示器的示意图，此液晶显示器200可例如是一多域垂直配向式液晶显示器。液晶显示器200包括液晶显示面板210、栅极驱动电路220以及数据驱动电路230。液晶显示面板210具有多个像素单元212、多条扫描线214以及多对数据线216，其中每一像素单元212与对应的一条扫描线214以及对应的一对数据线216电性连接，且每一像素单元212具有两个显示区域A、B分别由第一主动元件218a与第二主动元件218b所控制，并分别接收从第一数据线216a与第二数据线216b所传输的第一电压Va以及第二电压Vb。另外，栅极驱动电路220与扫描线214电性连接。数据驱动电路230与数据线216电性连接，其中数据驱动电路230具有一压差产生器232，而压差产生器232与数据线216电性连接，以使每一对数据线216中的两条数据线216a、216b所个别输出的电压维持一电压差△V。具体地说，当数据线216a所传送的电压为第一电压Va，数据线216b所传送的电压为第二电压Vb，若切换器260(如图4所示)切换至升压回路240(如图4所示)，此时第二电压Vb是第一电压输入至压差产生器232后通过升压回路240产生的一高于第一电压Va的电压值，若切换器260切换至降压回路250(如图4所示)，此时第二电压Vb是第一电压Va输入至降压回路250产生的一低于第一电压Va的电压值。因为二显示区域A、B具有不同的电压值，因此二显示区域A、B的液晶分子会受到不同的电场作用，使得液晶分子排列有所不同，以达到消除色偏的功效。

在一实施例中，可根据需求设计压差产生器232的电压差△V，使压差产生器232能够依据数据线216a所传输的第一电压Va产生一适当的第二电压Vb，并将此第二电压Vb输出至第二数据线216b。承上述，由于本发明不需使用到查表单元120(如图2所示)，仅需利用压差产生器232即可让数据线216a与216b所传送的电压有所差异，因此，本发明不但可以大幅降低液晶显示器200的制造成本，还可降低液晶显示器200中驱动电路的复杂度。

除了多域垂直配向式液晶显示器的外，本发明的数据驱动电路230的设计还可应用于半穿透半反射式液晶显示器(transflective LCD)，或是其他类似的液晶显示器中。

图3B为半穿透半反射式液晶显示器的示意图。每一像素单元212具有一穿透区T以及一反射区R，且每一像素单元212包括一配置于穿透区T内的透明电极219T、一配置于反射区R内的反射电极219R、一第一主动元件318a与一第二主动元件318b。其中，反射电极219R与透明电极219T分别由第一主动元件318a与第二主动元件318b控制，并分别接收从第一数据线216a与第二数据线216b所传输的第一压Va以及第二电压Vb。

在图3B的半穿透半反射式液晶显示器中，使用本发明的数据驱动电路230，因为输入至反射电极219R以及穿透电极219T的第一电压Va以及第二电压Vb彼此不同，因此反射区R以及穿透区T的液晶分子会受到不同的电场作用，使得液晶分子排列有所不同，进而使反射区R以及穿透区T所呈现的颜色接近一致，以改善像素单元212的显示质量。

图4为本发明的一种压差产生器的电路图。在本发明的较佳实施例中，压差产生器232包括一升压回路240、一与升压回路240并联的降压回路250以及一切换器260。其中，切换器260与第二数据线216b电性连接，且切换器260切换于升压回路240与降压回路250之间。

请继续参考图4，每一对数据线216包括一第一数据线216a以及一第二数据线216b，其中第一数据线216a用以传输一第一电压Va，第二数据线216b用以传输一第二电压Vb，若切换器260切换至升压回路240，此时第二电压Vb是第一电压Va输入至压差产生器232后，通过升压回路240产生的一高于第一电压Va的电压值。另外，若切换器260切换至降压回路250，此时第二电压Vb是第一电压Va输入至降压回路250产生的一低于第一电压Va的电压值。第二电压Vb与第一电压Va的差值为△V。值得注意的是，升压回路240与降压回路250所设定的电压差△V的绝对值可以彼此相等，然而在其他实施例中，升压回路240与降压回路250中所设定的电压差△V的绝对值也可以不相等。承上述，压差产生器232可以依据欲传输至第一数据线216a的一第一电压Va产生一第二电压Vb，并通过切换器260将第二电压Vb传输至第二数据线216b。使用本发明可简化驱动电路的设计，降低数据驱动电路230繁琐的数据运算，尤其在大尺寸显示器的需求日增以及高解析度的趋势之下，可以大幅降低电路的复杂度，降低成本。

实际上，由于液晶显示器200不论驱动方式为点反转(dot inversion)、列反转(row inversion)、行反转(column inversion)或图框反转(frame inversion)，通过数据线216输入每一像素单元212的电压会随着每一个图框时间(frame byframe)而切换其极性(polarization)。为了避免液晶显示器200的画面闪烁，本实施例的液晶显示器200还包括一极性控制器270来控制不同极性下，第二电压Vb的电压值是由升压回路240或是由降压回路250产生。详言之，极性控制器270与压差产生器232电性连接，其中极性控制器270控制切换器260，以使切换器260依据像素单元212不同的极性而切换于升压回路240与降压回路250之间。例如，若像素单元212为一正极性，此时极性控制器270控制切换器260切换至升压回路240，此时一较高于第一电压Va的第二电压Vb可通过切换器260传输至第二数据线216b，若像素单元212为一负极性，此时极性控制器270控制切换器260切换至降压回路250，此时一较低于第一电压Va的第二电压Vb可通过切换器260传输至第二数据线216b。

图5为根据上述实施方式所进行的光学模拟结果，其中电压差ΔV为1伏，像素单元为多域垂直配向式设计，图中5:5、4:6、3:7分别表示像素A区域与B区域不同的面积比，由图可以看出相较于现有技术的大视角gamma曲线，使用本发明可以得到一较接近理想值曲线(gamma＝2.2)的正规化穿透率，本发明确实可达到更佳的侧视效果，改善色偏现象，并可通过面积比及电压差的调整，进一步对显示的质量进行优化。

综上所述，本发明采用压差产生器，不但可以达到改善色偏的功效，还可简化运算电路进行显示灰阶的转换程序(如省略查表单元)，大幅降低液晶显示器的数据驱动电路的复杂度。此外，本发明还可以降低提供控制信号给数据驱动电路的驱动信号产生器的数据量，例如减少漂移差动信号(RSDS)，因此不仅可以降低电路复杂度以增加传递效能，降低成本，未来还可以将本发明应用于高频值的扫描频率(例如120Hz)的显示设备上，以提升画面的显示质量。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，但其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定的为准。

Claims

1.一种液晶显示器，其特征在于，该液晶显示器包括:

一液晶显示面板，具有多个像素单元、多条扫描线以及多对数据线，其中每一像素单元与对应的一条扫描线以及对应的一对数据线电性连接，且每一像素单元具有二显示区域分别与不同数据线电性连接；

一栅极驱动电路，与所述的这些扫描线电性连接；以及

一数据驱动电路，与所述的这些对数据线电性连接，其中所述的数据驱动电路具有一压差产生器，而该压差产生器与所述的这些对数据线电性连接，以使每一对数据线中的两条数据线所个别传输的电压维持一电压差；

所述的压差产生器包括:

一升压回路；

一降压回路，与所述的升压回路并联；以及

一切换器，与每一对数据线中的其中一条数据线电性连接，其中所述的切换器切换于所述的升压回路与所述的降压回路之间。

2.如权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，所述的这些像素单元为半穿透半反射式像素单元。

3.如权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，每一对数据线包括一第一数据线以及一第二数据线，其中所述的第一数据线用来传输一第一电压，所述的第二数据线与所述的切换器电性连接，并用来传输所述的升压回路或所述的降压回路输出的一第二电压。

4.如权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，该液晶显示器还包括一极性控制器，与所述的压差产生器电性连接，其中所述的极性控制器控制所述的切换器，以使所述的切换器切换于所述的升压回路与所述的降压回路之间。