專利名稱：多疇液晶顯示器件及其驅(qū)動方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利涉及一種液晶顯示器件及其驅(qū)動方法，特別涉及到一種多疇液晶 顯示器件及其驅(qū)動方法。
背景技術(shù)：
平板顯示技術(shù)已經(jīng)取代CRT成為影像顯示行業(yè)的主流技術(shù)，其中，液晶顯示 器(LCD)由于其省電、占用體積小、攜帶方便等優(yōu)勢占據(jù)了平板顯示器件的絕大 部分市場，相應(yīng)的對LCD顯示器件的性能要求也越來越高，包括廣視角、低色偏、 高清晰的圖像質(zhì)量等。在廣視角技術(shù)中，對扭曲向列型(TN) —般都使用補償膜， 垂直配向(Vertically Aligned, VA)模式常釆用LC分子多疇取向，在這種情況 下，不同的觀察角度仍會出現(xiàn)較大的色偏。如圖1所示， 一般的四疇MVA顯示器 件在60度時相比正視角的Gamraa曲線有明顯偏差，目前減小大視角下的色偏問題 主要采用八疇驅(qū)動顯示方法，即將一個具有四疇取向的VA模式子像素分成兩個或 更多的區(qū)域，每一個區(qū)域的液晶分子在施加電場時有四種取向，對同一個顯示信 號，不同的區(qū)域施加到LC上的電壓大小不同，使不同方向上透過LC的光強度差 異減小，改善大視角下的圖像質(zhì)量?，F(xiàn)有的VA模式多疇顯示驅(qū)動技術(shù)有雙晶體管 型(TT-type)、電容耦合型(CC-type) 、 Cs公共電極電位波動等方式，圖2所 示為CC-type VA模式的Ga誦a曲線，在60度視角下色偏比傳統(tǒng)的VA模式有明顯 降低，但是CC-type對耦合電容的控制要求較高；TT-type需要兩條掃描信號線或 兩條數(shù)據(jù)信號線對同一個子像素進行控制，增加了驅(qū)動成本；另外，存儲電容公 共電極線電位波動方式以及CC-type、 TT-type都需要專門的公共電極線作為存儲 電容公共線，開口率比較小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種多疇液晶顯示器件及其驅(qū)動方法，改 善大視角下的圖像質(zhì)量，且不影響開口率，不增加驅(qū)動成本。
本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案是提供一種多疇液晶顯示器 件，包括陣列基板、彩膜基板及填充在兩基板之間的液晶層，所述陣列基板上形 成有多條水平排列的掃描信號線和垂直排列的數(shù)據(jù)信號線，在所述掃描信號線和 所述數(shù)據(jù)信號線相交處形成有呈矩陣分布的子像素，每個子像素被分成第一顯示 區(qū)域和第二顯示區(qū)域，分別由兩個薄膜晶體管控制充放電，所述兩個薄膜晶體管 由當前行掃描信號線驅(qū)動，其中，第一顯示區(qū)域的存儲電容由像素電極與下一行 掃描信號線構(gòu)成，第二顯示區(qū)域的存儲電容由像素電極與上一行掃描信號線構(gòu)成。
本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題還提供一種上述多疇液晶顯示器件的驅(qū)動方法， 包括如下步驟
施加一四階驅(qū)動信號于掃描信號線上，所述四階驅(qū)動信號在一個周期內(nèi)包括 第一電位至第四電位，第一電位高于第三電位，第三電位高于第四電位，第四電 位高于第二電位；
掃描信號線上為第一電位時打開當前行所在的兩個薄膜晶體管充電，構(gòu)成子 像素第一顯示區(qū)域存儲電容的掃描信號線處于較低的第二電位，構(gòu)成子像素第二 顯示區(qū)域存儲電容的掃描信號線處于較高的第三電位；
當前行像素充電結(jié)束后處于電荷保持階段時，構(gòu)成第一顯示區(qū)域存儲電容的 掃描信號線由較低的第二電位上升到第四電位，構(gòu)成第二顯示區(qū)域存儲電容的掃 描信號線由較高的第三電位降低到第四電位。
本發(fā)明對比現(xiàn)有技術(shù)有如下的有益效果本發(fā)明提供的多疇液晶顯示器件及 其驅(qū)動方式，其陣列基板上子像素的存儲電容由像素電極與掃描信號線構(gòu)成，掃 描信號線使用四階驅(qū)動方式，通過存儲電容的電壓耦合，使第一顯示區(qū)域和第二 顯示區(qū)域的液晶驅(qū)動電壓不同，產(chǎn)生不同的液晶取向，相比傳統(tǒng)的四疇顯示模式， 可以減小大視角產(chǎn)生的色偏現(xiàn)象，相比現(xiàn)有的TT-模式、CC-模式以及公共電極線 電位波動的驅(qū)動方式，省去了子像素的存儲電容公共電極線，有利于提高液晶面 板的開口率，降低了數(shù)據(jù)信號線發(fā)生短路的幾率，能夠降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn) 效率。


圖1是傳統(tǒng)四疇MVA模式顯示器件在60度時的ga隨a曲線。 圖2是CC-type八疇VA模式顯示器件在60度時的gamma曲線。 圖3是本發(fā)明亮度時間平均顯示方式下液晶顯示器件的子像素結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4是本發(fā)明亮度時間平均顯示方式下點反轉(zhuǎn)驅(qū)動方式的驅(qū)動時序示意圖。 圖5a和圖5b是本發(fā)明亮度時間平均顯示方式下點反轉(zhuǎn)驅(qū)動方式的最佳顯示 效果示意圖。
圖6a和圖6b是本發(fā)明亮度時間平均顯示方式下列反轉(zhuǎn)驅(qū)動方式的子像素結(jié) 構(gòu)排布最佳顯示效果示意圖。
圖7a和圖7b是本發(fā)明亮度時間平均顯示方式下行反轉(zhuǎn)驅(qū)動方式的子像素結(jié) 構(gòu)排布最佳顯示效果示意圖。
圖8a和圖8b是本發(fā)明亮度時間平均顯示方式下幀反轉(zhuǎn)驅(qū)動方式的子像素結(jié) 構(gòu)排布最佳顯示效果示意圖。
圖9是本發(fā)明亮度空間平均方式下行反轉(zhuǎn)驅(qū)動方式的驅(qū)動時序示意圖。
圖10a和圖10b是本發(fā)明亮度空間平均顯示方式下行反轉(zhuǎn)驅(qū)動方式的子像素 結(jié)構(gòu)排布最佳顯示效果示意圖。
圖11是本發(fā)明亮度空間平均顯示方式下幀反轉(zhuǎn)驅(qū)動方式的驅(qū)動時序示意圖。
圖12a和圖12b是本發(fā)明亮度空間平均顯示方式下幀反轉(zhuǎn)驅(qū)動方式的子像素 結(jié)構(gòu)排布最佳顯示效果示意圖。
圖13是本發(fā)明子像素分成兩個顯示區(qū)域示意圖。
圖中
101子像素
103第二顯示區(qū)域
105數(shù)據(jù)信號線
107第二顯示區(qū)域的存儲電容
108b第二薄膜晶體管
102第一顯示區(qū)域
104掃描信號線
106第一顯示區(qū)域的存儲電容
108a第一薄膜晶體管
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的描述。
請參見圖3，本發(fā)明提出的多疇液晶顯示器件，其TFT陣列基板上的每一個子 像素101都被分成第一顯示區(qū)域102和第二顯示區(qū)域103,分別由與第n行掃描信 號線104和第n列數(shù)據(jù)信號線105連接的第一薄膜晶體管108a和第二薄膜晶體管 108b進行充放電控制。第一顯示區(qū)域的存儲電容106由其像素電極與第n+l行掃 描信號線Gn+1構(gòu)成，第二顯示區(qū)域的存儲電容107由其像素電極與第n-l行掃描 信號線Gn-l構(gòu)成，第一顯示區(qū)域102和第二顯示區(qū)域103的像素電極電氣斷開， 當掃描信號線Gn處以高電平時，第一薄膜晶體管108a和第二薄膜晶體管108b被 打開，第一顯示區(qū)域102和第二顯示區(qū)域103被同時充電。在薄膜晶體管陣列基 板對側(cè)置有彩色濾光片玻璃基板，其內(nèi)側(cè)有透明的公共電極，且對應(yīng)于第一顯示 區(qū)域102和第二顯示區(qū)域103的公共電極電位相同。
本發(fā)明中子像素第一顯示區(qū)域102和第二顯示區(qū)域103的不同液晶驅(qū)動電壓 對不同方向透射光相互補償產(chǎn)生的整體顯示效果分為兩種驅(qū)動顯示方式，第一種 驅(qū)動顯示方式為亮度時間平均驅(qū)動，第二種驅(qū)動顯示方式為亮度空間平均驅(qū)動。 對于亮度時間平均驅(qū)動方式，每一條掃描信號線104的四階掃描信號波形相同， 也不隨數(shù)據(jù)信號的極性反轉(zhuǎn)發(fā)生變化，施加在子像素第一顯示區(qū)域102和第二顯 示區(qū)域103的液晶電壓大小隨數(shù)據(jù)信號的極性反轉(zhuǎn)交替變化，相應(yīng)的這兩個顯示 區(qū)域的顯示亮度也隨著極性反轉(zhuǎn)高低變化，但整個子像素101在亮度上對于每一 幀都相同，不會產(chǎn)生閃爍的的感覺。根據(jù)不同的極性反轉(zhuǎn)驅(qū)動方式，四階掃描驅(qū) 動信號的波形不變，對子像素的第一顯示區(qū)域102和第二顯示區(qū)域103在TFT陣 列基板上進行相應(yīng)的調(diào)整排列，都能夠?qū)崿F(xiàn)最佳的顯示效果。
圖4所示為亮度時間平均驅(qū)動顯示方式下，用于點反轉(zhuǎn)方式驅(qū)動的時序示意 圖，子像素101充電時，第n行掃描信號線Gn處于第一電位Vgh,第n-1行掃描 信號線Gn-l處于第三電位Vgl2，第n+l行掃描信號線Gn+1處于第二電位Vgll， 充電完成時，第n行掃描信號線Gn處于第三電位Vg12，第一顯示區(qū)域102和第二 顯示區(qū)域103的像素電極電位相同；隨后，第n-l行掃描信號線Gn-1由第三電位 Vgl2降低到第四電位Vg13，第n+l行掃描信號線Gn+l由第二電位Vgll上升到第 四電位Vgl3,由于存儲電容的耦合作用，第一顯示區(qū)域102和第二顯示區(qū)域103 的像素電極電位分別被拉高和拉低，其中第一電位Vgh高于第三電位Vg12，第三
電位Vgl2高于第四電位Vgl3,第四電位Vgl3高于第二電位Vgll (Vgh>Vg12〉Vgl3>Vgll)，變化量分別為
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其中，Cgd-a、 Cgd-b分別為子像素第一顯示區(qū)域102和第二顯示區(qū)域103與
其相對應(yīng)行的掃描信號線的耦合電容，Clc-a、 Clc-b為子像素第一顯示區(qū)域102
和第二顯示區(qū)域103的液晶電容。
第一顯示區(qū)域102和第二顯示區(qū)域103的壓差為^。-*=^^-。_^"" 由于這兩個顯示區(qū)域的像素電壓極性相同，液晶電容另一端的公共電極電位
相同，因此，這兩個區(qū)域的LC電壓不同，能夠?qū)崿F(xiàn)多疇顯示的效果，降低大視角色偏。
圖5a和圖5b所示為亮度時間平均顯示方式下點反轉(zhuǎn)驅(qū)動方式實現(xiàn)多疇顯示 的顯示效果示意圖，圖中畫斜線的陰影部分表示亮度偏低的顯示區(qū)域，沒有陰影 填充的部分表示亮度較高的顯示區(qū)域。圖5a和圖5b分別對應(yīng)為第n幀和第n+1 幀時的顯示效果，對同一個子像素而言，第一顯示區(qū)域102和第二顯示區(qū)域103 的亮度交替變化，從時間上來講，每一幀該子像素的平均亮度都是不變的，因而 不會出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象。
依據(jù)本發(fā)明提出的第一驅(qū)動顯示方式，實現(xiàn)最佳顯示的亮度時間平均驅(qū)動顯 示方法，除上述提出的點反轉(zhuǎn)驅(qū)動方式以外，在掃描信號線的掃描波形不變的條 件下，還可以利用行反轉(zhuǎn)、列反轉(zhuǎn)以及幀反轉(zhuǎn)驅(qū)動方式，相應(yīng)的在結(jié)構(gòu)上需要對 子像素第一顯示區(qū)域102和第二顯示區(qū)域103的位置進行重新排列，如圖6a和圖 6b、圖7a和圖7b和圖8a和圖8b分別給出使用列反轉(zhuǎn)、行反轉(zhuǎn)以及幀反轉(zhuǎn)驅(qū)動 方式實現(xiàn)最佳顯示效果的第一顯示區(qū)域102和第二顯示區(qū)域103的位置排列圖和 相鄰兩幀的顯示效果示意圖，其中，圖6a、圖7a、圖8a為第n幀顯示效果示意 圖，圖6b、圖7b、圖8b為第n+l幀顯示效果示意圖，圖中沒有陰影的區(qū)域表示 顯示亮度較高，用斜線陰影表示的區(qū)域顯示亮度較低。
對于空間亮度平均驅(qū)動方式，子像素101的第一顯示區(qū)域102和第二顯示區(qū) 域103在TFT陣列基板上隔行交替排列，其中施加在第一顯示區(qū)域102的液晶電 壓始終高于第二顯示區(qū)域103的液晶電壓，即第一顯示區(qū)域102的透光亮度始終
大于第二顯示區(qū)域103的透光亮度，在不同幀之間的信號極性發(fā)生變化時，整個 子像素的亮度保持不變。對行反轉(zhuǎn)驅(qū)動方式，相鄰兩行掃描信號線的四階驅(qū)動信 號在同一幀和相鄰兩幀的第二電位Vgll和第三電位Vgl2的時序位置相反；對幀 反轉(zhuǎn)驅(qū)動方式，相鄰兩行掃描信號線的四階驅(qū)動信號在同一幀時各電位的時序位 置相同，而在相鄰兩幀之間第二電位Vgll和第三電位Vgl2的時序位置相反。
圖9所示為亮度空間平均驅(qū)動顯示方式下利用行反轉(zhuǎn)驅(qū)動方式實現(xiàn)多疇顯示 的驅(qū)動時序示意圖。相應(yīng)的子像素第一顯示區(qū)域102和第二顯示區(qū)域103的位置 排列和顯示效果由圖10a和圖10b給出，圖10a為第n幀顯示效果示意圖，圖10b 為第n+l幀顯示效果示意圖。在第n幀正極性信號時，相鄰兩行掃描信號線的驅(qū) 動波形的第二電位Vgll和第三電位Vgl2時序位置相反，第n行掃描信號線Gn上 TFT充電結(jié)束時，子像素第二顯示區(qū)域103的存儲電容公共線(第n-1行掃描信號 線Gn-l)處于第三電位，第一顯示區(qū)域102的存儲電容公共線(第n+l行掃描信 號線Gn+1)處于第二電位Vgll，在電荷保持期間，第n-1行掃描信號線Gn-1由 較高的第三電位降低到第四電位Vgl3，第n+l行掃描信號線Gn+1由較低的第二 電位Vgll升高到第四電位Vg13，由于存儲電容的耦合影響，第一顯示區(qū)域102的 像素電極電位和第二顯示區(qū)域103的像素電極電位變化量分別為
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第一顯示區(qū)域和第二顯示區(qū)域的壓差為,。-6=^V。^K" 由于Vgl2〉Vgl3〉Vgll，液晶電容公共電位為常數(shù)，所以子像素第一顯示區(qū)域 102的液晶電壓高于第二顯示區(qū)域103的液晶電壓，第一顯示區(qū)域102的亮度大于 第二顯示區(qū)域103。在第n+l幀負極性信號時，掃描信號波形的第二電位Vgll和 第三電位Vgl2的時序位置相對第n幀時相反，充電結(jié)束時，第一顯示區(qū)域102的 像素電極電位被拉低，而第二顯示區(qū)域103的像素電極電位被拉高
<formula>formula see original document page 8</formula>相對于常數(shù)液晶電容公共電位，施加在第一顯示區(qū)域102液晶電容兩端的電 壓仍大于第二顯示區(qū)域103，同樣第一顯示區(qū)域102的亮度大于第二顯示區(qū)域103。
由于在不同幀變化時，子像素第一顯示區(qū)域102的透光亮度始終大于第二顯示區(qū) 域103，整個子像素的亮度只是第一顯示區(qū)域102和第二顯示區(qū)域103的亮度平均， 不會有閃爍現(xiàn)象。
圖11給出了亮度空間平均驅(qū)動顯示方式下采用幀反轉(zhuǎn)驅(qū)動方式的時序示意 圖；圖12a和圖12b分別給出了子像素第一顯示區(qū)域102和第二顯示區(qū)域103的 最佳排列顯示效果，其中，圖12a為第n幀顯示效果示意圖，圖12b為第n+l幀 顯示效果示意圖，圖中沒有用陰影表示出的區(qū)域表示亮度較高，畫斜線陰影的區(qū) 域表示顯示亮度較低。如圖11所示，在幀反轉(zhuǎn)驅(qū)動過程中，第n幀顯示時間內(nèi)， 所有的掃描信號線的掃描波形都相同，第n+l幀時，掃描信號波形的第二電位Vgll 和第三電位的時序位置與第n幀相反，同樣使子像素第一顯示區(qū)域102的透光亮 度始終大于第二顯示區(qū)域103，整個子像素的亮度是第一顯示區(qū)域102和第二顯示 區(qū)域103的亮度平均。
第一顯示區(qū)域102和第二顯示區(qū)域103有多種劃分方式，圖13給出本發(fā)明子 像素分成兩個顯示區(qū)域示意圖，但不僅僅只限于所述的幾種結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明提供的多疇液晶顯示器件及其驅(qū)動方式，其陣列基板上子像素的存儲 電容由像素電極與掃描信號線104構(gòu)成，掃描信號線104使用四階驅(qū)動方式，通 過存儲電容的電壓耦合，使第一顯示區(qū)域102和第二顯示區(qū)域103的液晶驅(qū)動電 壓不同，從而產(chǎn)生不同的液晶取向，本發(fā)明提供的技術(shù)方案除了可用于VA模式以 外，還可用于扭曲向列型(TN)、平面控制模式(IPS)模式液晶顯示器件。
雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng) 域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作些許的修改和完善，因此 本發(fā)明的保護范圍當以權(quán)利要求書所界定的為準。
權(quán)利要求
1、一種多疇液晶顯示器件，包括陣列基板、彩膜基板及填充在兩基板之間的液晶層，所述陣列基板上形成有多條水平排列的掃描信號線和垂直排列的數(shù)據(jù)信號線，在所述掃描信號線和所述數(shù)據(jù)信號線相交處形成有呈矩陣分布的子像素，每個子像素被分成第一顯示區(qū)域和第二顯示區(qū)域，分別由兩個薄膜晶體管控制充放電，所述兩個薄膜晶體管由當前行掃描信號線驅(qū)動，其特征在于，第一顯示區(qū)域的存儲電容由像素電極與下一行掃描信號線構(gòu)成，第二顯示區(qū)域的存儲電容由像素電極與上一行掃描信號線構(gòu)成。
2、 一種如權(quán)利要求l所述的多疇液晶顯示器件的驅(qū)動方法，其特征在于，該方 法包括如下步驟施加一四階驅(qū)動信號于掃描信號線上，所述四階驅(qū)動信號在一個周期內(nèi)包括 第一電位至第四電位，第一電位高于第三電位，第三電位高于第四電位，第四電 位高于第二電位；掃描信號線上為第一電位時打開當前行所在的兩個薄膜晶體管充電，構(gòu)成第 一顯示區(qū)域存儲電容的掃描信號線處于較低的第二電位，構(gòu)成第二顯示區(qū)域存儲 電容的掃描信號線處于較高的第三電位；當前行像素充電結(jié)束后處于電荷保持階段時，構(gòu)成第一顯示區(qū)域存儲電容的 掃描信號線由較低的第二電位上升到第四電位，構(gòu)成第二顯示區(qū)域存儲電容的掃 描信號線由較高的第三電位降低到第四電位。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多疇液晶顯示器件及其驅(qū)動方式，包括陣列基板、彩膜基板及填充在兩基板之間的液晶層，所述陣列基板上形成有多條水平排列的掃描信號線和垂直排列的數(shù)據(jù)信號線，在所述掃描信號線和所述數(shù)據(jù)信號線相交處形成有呈矩陣分布的子像素，每個子像素被分成第一顯示區(qū)域和第二顯示區(qū)域，分別由兩個薄膜晶體管控制充放電，所述兩個薄膜晶體管由當前行掃描信號線驅(qū)動，其特征在于，第一顯示區(qū)域的存儲電容由像素電極與下一行掃描信號線構(gòu)成，第二顯示區(qū)域的存儲電容由像素電極與上一行掃描信號線構(gòu)成。本發(fā)明提供的多疇液晶顯示器件及其驅(qū)動方式提高液晶面板的開口率，降低了數(shù)據(jù)信號線發(fā)生短路的幾率。
文檔編號G02F1/13GK101349846SQ20081004257
公開日2009年1月21日 申請日期2008年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月5日
發(fā)明者劉金良, 陸海峰 申請人:上海廣電光電子有限公司