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CN101369075B - 液晶显示装置及其驱动方法 - Google Patents

液晶显示装置及其驱动方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种液晶显示装置及其驱动方法。该液晶显示装置包括多条扫描线、多条数据线和多个该扫描线与数据线定义的像素单元。每一像素单元包括一第一子像素单元和一第二子像素单元，该第一子像素单元包括一第一薄膜晶体管和一第一液晶电容，该第二子像素单元包括一第二薄膜晶体管和一第二液晶电容，该第一薄膜晶体管的栅极连接到该扫描线，源极连接到该数据线，漏极连接到该第一液晶电容和该第二薄膜晶体管的源极，该第二薄膜晶体管的栅极浮接，漏极连接到该第二液晶电容。该液晶显示装置具有布线简单、成本较低的优点。

Description

液晶显示装置及其驱动方法
技术领域
本发明涉及一种液晶显示装置及其驱动方法。
背景技术
液晶显示装置中的液晶本身不具有发光特性，其是采用电场控制液晶分子扭转而实现光的通过或不通过，从而达到显示的目的。传统液晶显示装置的液晶驱动方式为扭转向列模式，然而其视角范围比较窄，即，从不同角度观测画面时，将观察到不同的显示效果。为解决扭转向列模式液晶显示装置视角较窄的问题，业界提出一种四域垂直配向型液晶显示装置，通过间隔设置多个“＜”形突起和沟槽在两个基板上，将每个像素单元分割成四个区域，各区域内的液晶分子的取向不同，来扩大该像素的整体视角，进而改善液晶显示装置的视角特性。
然而，由于液晶分子长轴与短轴的光折射率不同，从不同角度观测四域垂直配向型液晶显示装置时将产生色偏现象，影响显示品质。为改善四域垂直配向型液晶显示装置的色偏现象，业界又提出将一像素单元分成两个子像素单元，提供两个子像素单元不同的操作电压，利用不同操作电压下液晶分子的倾斜角度不同，并设置多个“＜”形突起和沟槽在两个基板上使每一个子像素单元都实现液晶分子的四域取向，从而实现垂直配向型液晶显示装置的八域显示。
请参阅图1和图2，是一种现有技术垂直配向型液晶显示装置的示意图，图2是图1所示液晶显示装置的一像素单元的示意图。该液晶显示装置100包括多条相互平行的扫描线101、多条相互平行且与该扫描线101垂直绝缘相交的第一数据线103和第二数据线105、多个第一薄膜晶体管111、多个第二薄膜晶体管121、多个第一像素电极113、多个第二像素电极123、多个公共电极107、多个第一存储电容115和多个第二存储电容125。
该第一数据线103与第二数据线105依次间隔设置。该第一薄膜晶体管111位于该扫描线101与该第一数据线103相交处。该第一薄膜晶体管111的栅极(未标示)连接到该扫描线101，源极(未标示)连接到该第一数据线103，漏极(未标示)连接到该第一像素电极113。该第二薄膜晶体管121位于该扫描线101与该第二数据线105相交处。该第二薄膜晶体管121的栅极(未标示)连接到该扫描线101，源极(未标示)连接到该第二数据线105，漏极(未标示)连接到该第二像素电极123。
该第一像素电极113、该公共电极107和位于其间的液晶分子(图未示)构成多个第一液晶电容117。该第一存储电容115与该第一液晶电容117并联。该第二像素电极123、该公共电极107和位于其间的液晶分子(图未示)构成多个第二液晶电容127。该第二存储电容125与该第二液晶电容127并联。
一第一薄膜晶体管111、一第二薄膜晶体管121、一第一液晶电容117、一第二液晶电容127、一第一存储电容115和一第二存储电容125定义一像素单元130。其中，该第一薄膜晶体管111、第一液晶电容117和第一存储电容115定义一第一子像素单元110；该第二薄膜晶体管121、第二液晶电容127和第二存储电容125定义一第二子像素单元120。
该扫描线101用来控制该第一薄膜晶体管111和第二薄膜晶体管121的开启和关闭。该第一数据线103用来在该第一薄膜晶体管111开启时提供灰阶电压到该第一子像素单元110以实现其显示；该第二数据线105用来在该第二薄膜晶体管121开启时提供灰阶电压到该第二子像素单元120以实现其显示。由于该第一子像素单元110和第二子像素单元120分别由该两条数据线103、105提供灰阶电压，从而使该两个子像素单元111、121具有不同的操作电压，进一步配合“＜”形突起和沟槽，该液晶显示装置100即可实现八域显示。
然而，该液晶显示装置100的一个像素单元130需要两条数据线103、105驱动，使得该液晶显示装置100布线复杂、成本较高。
发明内容
为解决现有技术中液晶显示装置布线复杂、成本较高的问题，有必要提供一种布线简单、成本较低的液晶显示装置。
另外，还有必要提供一种上述液晶显示装置的驱动方法。
一种液晶显示装置，其包括多条扫描线、多条与该扫描线绝缘相交的数据线和多个该扫描线与数据线相交围成的最小区域定义的像素单元，每一像素单元包括一第一子像素单元和一第二子像素单元，该第一子像素单元包括一第一薄膜晶体管和一第一液晶电容，该第二子像素单元包括一第二薄膜晶体管和一第二液晶电容，该第一薄膜晶体管的栅极连接到该扫描线，源极连接到该数据线，漏极连接到该第一液晶电容和该第二薄膜晶体管的源极，该第二薄膜晶体管的栅极浮接，漏极连接到该第二液晶电容。
一种液晶显示装置，其包括多条扫描线、多条与该扫描线绝缘相交的数据线和多个该扫描线与数据线相交围成的最小区域定义的像素单元，每一像素单元包括一第一子像素单元和一第二子像素单元，该第一子像素单元包括一第一薄膜晶体管和一第一液晶电容，该第二子像素单元包括一第二薄膜晶体管、一第三薄膜晶体管和一第二液晶电容，该第一薄膜晶体管的栅极连接到该扫描线，源极连接到该数据线，漏极连接到该第一液晶电容，该第三薄膜晶体管的栅极连接到该扫描线，源极连接到该数据线，漏极连接到该第二薄膜晶体管的源极，该第二薄膜晶体管的栅极浮接，漏极连接到该第二液晶电容。
一种液晶显示装置的驱动方法，该液晶显示装置包括多条扫描线、多条与该扫描线绝缘相交的数据线和多个扫描线与数据线相交围成的最小区域定义的多个像素单元，每一像素单元包括一第一子像素单元和一第二子像素单元，该第一子像素单元包括一第一薄膜晶体管和一第一液晶电容，该第二子像素单元包括一第二薄膜晶体管和第二液晶电容，该第一薄膜晶体管的栅极连接到该扫描线，该第二薄膜晶体管的栅极浮接，该驱动方法包括如下步骤：
a.提供第i(i为自然数)次扫描信号到该第n(n为自然数)行扫描线，同一数据线上的灰阶电压经由该第一薄膜晶体管的源极、漏极给该第一液晶电容充电，也经由该第二薄膜晶体管的源极、漏极给该第二液晶电容充电；和
b.停止提供扫描信号到该第n行扫描线，该第一薄膜晶体管关闭。
相对于现有技术，本发明液晶显示装置及其驱动方法中，同一数据线上的灰阶电压给该第一液晶电容和该第二液晶电容充电时，因该第二薄膜晶体管的栅极浮接，其源极与漏极之间存在一定阻抗，从而该第二液晶电容的充电电流小于该第一液晶电容的充电电流，使该第一液晶电容和第二液晶电容具有不同的电压而实现八域显示，由于该两个子像素单元只需要一条数据线驱动，进而该液晶显示装置布线简单、成本较低。
附图说明
图1是一种现有技术垂直配向型液晶显示装置的示意图。
图2是图1所示液晶显示装置的一像素单元的示意图。
图3是本发明液晶显示装置的第一实施方式的示意图。
图4是图3所示液晶显示装置的一像素单元的示意图。
图5是本发明液晶显示装置的第二实施方式的一像素单元的示意图。
具体实施方式
请参阅图3和图4，图3是本发明液晶显示装置第一实施方式的示意图，图4是图3所示液晶显示装置的一像素单元的示意图。该液晶显示装置200包括多条相互平行的扫描线201、多条相互平行且与该扫描线201垂直绝缘相交的数据线203和多个该扫描线201与该数据线203相交围成的最小矩形区域定义的像素单元230。
每一像素单元230包括一第一子像素单元210和一第二子像素单元220。该第一子像素单元210包括一第一薄膜晶体管211、一第一像素电极213、一公共电极207和一第一存储电容215。该第二子像素单元包括一第二薄膜晶体管221、一第二像素电极223、一公共电极207和一第二存储电容225。
该第一薄膜晶体管211的栅极(未标示)连接到该扫描线201，源极(未标示)连接到该数据线203，漏极(未标示)连接到该第一像素电极213和该第二薄膜晶体管221的源极(未标示)。该第二薄膜晶体管221的栅极(未标示)浮接(floating)，漏极(未标示)连接到该第二像素电极223。
该公共电极207与该第一像素电极213和位于其间的液晶分子(图未示)构成多个第一液晶电容217，也与该第二像素电极223和位于其间的液晶分子(图未示)构成多个第二液晶电容227。该第一液晶电容217与该第一存储电容215并联，该第二液晶电容227与该第二存储电容225并联。
该液晶显示装置200的工作原理如下：
多个扫描信号依次提供到每一行扫描线201，当第n(n为自然数)行扫描线201第i(i为自然数)次被提供扫描信号期间，该行上的第一薄膜晶体管211开启，同时，该数据线203上的灰阶电压经由该第一薄膜晶体管211的源极、漏极到该第一像素电极213，使该第一液晶电容217和第一存储电容215充电；该灰阶电压也经由该第一薄膜晶体管211的源极、漏极到第二薄膜晶体管221的源极。
由于该第二薄膜晶体管221浮接，其源极与漏极之间存在阻抗，从而该灰阶电压经由该阻抗给该第二液晶电容227和第二存储电容充电，其充电电流比该第一液晶电容217和第二存储电容的充电电流小，使该第二液晶电容227充电比第一液晶电容217慢，控制该第一和第二薄膜晶体管211、221的导通时间，使该第二液晶电容227与第一液晶电容217具有不同的电压，该第一存储电容215和第二存储电容225也具有不同的电压。
该第n行扫描线201第i次扫描信号关闭到第i+1次扫描信号被提供之前，该第一存储电容215保持该第一液晶电容217的电压，该第二存储电容225保持该第二液晶电容227的电压，以维持该第一子像素单元210和第二子像素单元220的显示。
相对于现有技术，本发明液晶显示装置200中，同一数据线203上的灰阶电压给该第一液晶电容217和该第二液晶电容227充电时，因该第二薄膜晶体管221的栅极浮接，其源极与漏极之间存在一定阻抗，从而该两个液晶电容217、227的充电电流不同，进而该第一液晶电容217和第二液晶电容227具有不同的电压。由于该两个子像素单元210、220只需要一条数据线203驱动，即可实现八域显示，进而该液晶显示装置200布线简单、成本较低。
另外，由于该第二薄膜晶体管221的源、漏极之间的阻抗受其栅极的电位影响，而其栅极与源极之间存在交叠区域产生一寄生电容，当该第二薄膜晶体管221的源极电位发生变化时，该栅极的电位受源极电位的牵动而变化，进而其源、漏极之间的阻抗发生变化。
一般来说，该第二薄膜晶体管221的源极电位越高，该栅极感生的电位越高，其源、漏极之间的阻抗越小；反之，该第二薄膜晶体管221的源极电位越低，该栅极感生的电位越低，其源、漏极之间的阻抗越大。
因此，当该像素单元230显示白画面时(对于常黑型液晶显示装置)，该数据线203提供的灰阶电压较高，从而该第二薄膜晶体管221的源极与漏极之间的阻抗较小，该灰阶电压给该第二液晶电容227充电的充电电流较大，接近该第一液晶电容217的充电电流，因而，该第一液晶电容217与该第二液晶电容227电压基本相同，该第一子像素单元210与该第二子像素单元220亮度基本相同，因而该液晶显示装置200的白画面接近全亮。
当该像素单元230显示黑画面时，该数据线203提供的灰阶电压较小，从而该第二薄膜晶体管221的源极与漏极之间的阻抗较大，该第二薄膜晶体管221几乎无电流，从而该第二子像素单元220呈现比第一子像素单元210更暗的黑画面，该液晶显示装置200的黑画面更暗。综上，该液晶显示装置200在实现八域显示的同时，仍可以保持较好的对比度。
请参阅图5，是本发明液晶显示装置第二实施方式的一像素单元的示意图。该液晶显示装置与第一实施方式的液晶显示装置的区别仅在于：第二子像素单元320进一步包括一第三薄膜晶体管329，其作为控制灰阶电压是否写入第二子像素单元320的开关元件，其中，该第三薄膜晶体管329的栅极(未标示)连接到扫描线301，源极(未标示)连接到数据线303，漏极(未标示)连接到第二薄膜晶体管321的源极(未标示)。
本发明液晶显示装置并不限于上述实施方式所述，如：第二实施方式中，该第三薄膜晶体管329的源极可以不连接到该数据线303，而连接到第一薄膜晶体管的漏极，该数据线303上的灰阶电压经由该第一薄膜晶体管的源极、漏极和第三薄膜晶体管329的源极、漏极写入该第二子像素单元320。

Claims (10)

1.一种液晶显示装置，其包括多条扫描线、多条与该扫描线绝缘相交的数据线和多个该扫描线与数据线相交围成的最小区域定义的像素单元，每一像素单元包括一第一子像素单元和一第二子像素单元，该第一子像素单元包括一第一薄膜晶体管和一第一液晶电容，该第二子像素单元包括一第二薄膜晶体管和一第二液晶电容，该第一薄膜晶体管的栅极连接到该扫描线，源极连接到该数据线，漏极连接到该第一液晶电容，该第二薄膜晶体管的漏极连接该第二液晶电容，其特征在于：该第二薄膜晶体管的栅极浮接，源极连接该第一薄膜晶体管的漏极。
2.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：该第二子像素单元进一步包括一第三薄膜晶体管，其栅极连接到该扫描线，该第一薄膜晶体管的漏极是经由该第三薄膜晶体管的源极、漏极连接到该第二薄膜晶体管的源极。
3.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：该第一液晶电容包括一第一像素电极、一公共电极和位于其间的液晶分子，该第一薄膜晶体管的漏极连接到该第一像素电极，该第二液晶电容包括一第二像素电极、一公共电极和位于其间的液晶分子，该第二薄膜晶体管的漏极连接到该第二像素电极。
4.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：该第一子像素单元进一步包括一第一存储电容，其与该第一液晶电容并联，该第二子像素单元进一步包括一第二存储电容，其与该第二液晶电容并联。
5.一种液晶显示装置，其包括多条扫描线、多条与该扫描线绝缘相交的数据线和多个该扫描线与数据线相交围成的最小区域定义的像素单元，每一像素单元包括一第一子像素单元和一第二子像素单元，该第一子像素单元包括一第一薄膜晶体管和一第一液晶电容，该第二子像素单元包括一第二薄膜晶体管和一第二液晶电容，该第一薄膜晶体管的栅极连接到该扫描线，源极连接到该数据线，漏极连接到该第一液晶电容，该第二薄膜晶体管的漏极连接该第二液晶电容，其特征在于：该第二子像素单元还包括一第三薄膜晶体管，该第三薄膜晶体管的栅极连接到该扫描线，源极连接到该数据线，漏极连接到该第二薄膜晶体管的源极，该第二薄膜晶体管的栅极浮接。
6.一种液晶显示装置的驱动方法，该液晶显示装置包括多条扫描线、多条与该扫描线绝缘相交的数据线和多个扫描线与数据线相交围成的最小区域定义的多个像素单元，每一像素单元包括一第一子像素单元和一第二子像素单元，该第一子像素单元包括一第一薄膜晶体管和一第一液晶电容，该第二子像素单元包括一第二薄膜晶体管和第二液晶电容，该第一薄膜晶体管的栅极连接到该扫描线，该第二薄膜晶体管的栅极浮接，该驱动方法包括如下步骤：
a.提供第i(i为自然数)次扫描信号到该第n(n为自然数)行扫描线，同一数据线上的灰阶电压经由该第一薄膜晶体管的源极、漏极给该第一液晶电容充电，也经由该第二薄膜晶体管的源极、漏极给该第二液晶电容充电；和
b.停止提供扫描信号到该第n行扫描线，该第一薄膜晶体管关闭。
7.如权利要求6所述的液晶显示装置的驱动方法，其特征在于：步骤a中，同一数据线上的灰阶电压是经由该第一薄膜晶体管的源极、漏极和该第二薄膜晶体管的源极、漏极给该第二液晶电容充电。
8.如权利要求6所述的液晶显示装置的驱动方法，其特征在于：该第二子像素单元进一步包括一第三薄膜晶体管，该第三薄膜晶体管栅极连接到该扫描线，源极连接到该数据线，漏极连接到该第二薄膜晶体管的源极，步骤a中，同一数据线上的灰阶电压是经由该第三薄膜晶体管的源极、漏极和该第二薄膜晶体管的源极、漏极给该第二液晶电容充电。
9.如权利要求6所述的液晶显示装置的驱动方法，其特征在于：该第一子像素单元进一步包括一第一存储电容，该第一液晶电容与该第一存储电容并联，步骤a中，同一数据线上的灰阶电压经由该第一薄膜晶体管的源极、漏极给该第一存储电容充电，步骤b中，该第一存储电容保持该第一液晶电容的电压。
10.如权利要求6所述的液晶显示装置的驱动方法，其特征在于：该第二子像素单元包括一第二存储电容，该第二液晶电容与该第二存储电容并联，步骤a中，同一数据线上的灰阶电压经由该第一薄膜晶体管的源极、漏极和该第二薄膜晶体管的源极、漏极给该第二存储电容充电，步骤b中，该第二存储电容保持该第二液晶电容的电压。
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