专利名称:液晶显示装置及其驱动方法
技术领域:
本发明是关于一种液晶显示装置及其驱动方法,尤其是关于一种具光学补偿弯曲排列(Optically Compensated Bend, OCB)结构的液晶显示装置。
背景技术:
液晶显示装置因具有低辐射性、体积轻薄短小和耗电低等特点, 已广泛应用来手机、个人数字助理、笔记型计算机、个人计算机和 电视等领域,随着相关技术的成熟与创新,其种类日益繁多。然而,液晶显示装置同时也存在反应速度慢、视角低等缺点, 对于3见讯产品尤为不利。针对该缺陷,各种广^L角纟支术相应而生, 如扭转向列液晶+视角扩大膜组合(TN+Film)技术、平面内切换 (In-plane Switching, IPS)技术、多区域垂直排列 (Multi-Domain Vertical Alignment, MVA)技术以和光学补偿弯曲排列(Optically Compensated Bend, OCB)技术等等。其中,光学补偿弯曲排列技术 以新开发的液晶材料与光学补偿膜作为核心材质,是一种高速反应 的光学补偿技术,视角达160度以上,反应时间最快能缩短至10ms 以内,而色纯度的改进为传统薄膜晶体管液晶显示器三倍以上,多 用在娱乐视听型液晶显示装置。请参阅图1,其是一种现有技术液晶显示装置的结构示意图。 液晶显示装置l应用光学补偿弯曲排列技术,其包括一第一基板11、 一第二基板12、一夹在第一基板11与第二基板12之间的液晶层13、 层叠设置在第一基板11外侧的一双光轴光学补偿膜111与一第一偏 光板112以和一设置在第二基板12外侧的第二偏光板122。其中, -液晶层13为7jc平酉己向(Homogeneous Alignment), ^吏该、液晶层13的朝卜歹'J呈玉见光学斥卜 <尝弯曲结构(Optical Compensating Bend Texture, OCB Texture)。请参阅图2的A至2C,是图1所示液晶显示装置1的动作示 意图。液晶显示装置1在开机之前,其液晶分子处在伸展排列(Splay Alignment)状态,即如图2的A所示状态。开机之后,在正常显示 工作开始之前需在第一、第二基板11、 12之间施加一转换电压,使 液晶分子从伸展排列状态转换至弯曲排列状态,该过程即为初始化 处理过程。当初始化处理完成,液晶分子处在弯曲排列状态,即如 图2的B所示状态。正常显示画面时,在第一、第二基板11、 12 之间施加显示电压,以改变液晶分子弯曲程度来实现灰阶显示,即 如图2的C所示状态。请参阅图3,是图1所示该液晶层13穿透率随其所加电压的变 化曲线。可见,当该液晶层13所加载的显示电压小于2V时,曲线 表现得并不平滑;当该液晶层13所加载的显示电压大于2V时,曲 线表现得较为平滑。因此,该液晶显示装置1正常显示画面时须使 加载的显示电压大于一下限电压Vw(也即白态电压Vw,其一般大 于2V),即一般工作在Vw与 一黑态电压Vb之间。但是,由图3的曲线可以看出,该液晶层13对应下限电压Vw 的穿透率相较于最大穿透率仍有较大的差距,因此该液晶层13所加 载的显示电压工作在Vw与Vb造成该液晶显示装置1白态亮度不 足。同时,下限电压Vw的存在也存在白态时对应的显示电压较高 的问题。发明内容为了解决下限电压较高的问题,有必要提供一种下限电压较低 的液晶显示装置。同时,也有必要提供该液晶显示装置的驱动方法。 一种液晶显示装置,其包括一第一基板; 一与该第一基板相对 的第二基板; 一夹在该二基板之间的液晶层,该液晶材料为正型单 光轴液晶,且为水平配向; 一设置在该第一基板靠近该液晶层表面 的第 一 配向层; 一设置在该第二基板靠近该液晶层表面的第二配向 层,该第二配向层与该第一配向层配向方向平行;多条互相平行间 隔的扫描线,设置在该第二基板靠近该液晶层的表面;多条与该扫 描线垂直的数据线,间隔设置在该第二基板靠近该液晶层的表面, 并与该多条扫描线限定多个像素单元; 一扫描驱动电路用来为该扫 描线提供扫描讯号; 一数据驱动电路用来为该数据线提供显示所用 显示讯号;其中,每一像素单元一帧时间包括一第一子帧和一第二 子帧,该数据驱动电路在第 一子帧提供一黑态电压加载至该像素单 元,在第二子帧提供一显示电压加载在该像素单元。一种液晶显示装置驱动方法,其包括提供一光学补偿弯曲型液 晶显示装置,其液晶层为水平配向,且上、下基板处配向方向平行, 该光学补偿弯曲型液晶显示装置包括多个像素单元;使每一像素单 元每一帧时间分为一第一子帧和一第二子帧,该第一子帧时显示黑 态;使每一像素单元的第二子帧显示灰阶态。与现有技术相比,本发明液晶显示装置由于采用该驱动电压设 计,将每一帧分为一第一子帧和一第二子帧,并在该第一子帧显示 黑态,该第二子帧显示灰阶态,使该液晶层的穿透率随其所加显示 电压在0V到 一上限电压Vb时为 一平滑的曲线,因此显示电压可以 操作在O到Vb的范围内,因此使下限电压较低。与现有技术相比,本发明液晶显示装置驱动方法由于采用该驱 动电压设计,将每一帧分为一第一子帧和一第二子帧,并在该第一 子帧显示黑态,该第二子帧显示灰阶态,使该液晶层的穿透率随其 所加显示电压在0V到一上限电压Vb时为一平滑的曲线,因此显示 电压可以操作在0到Vb的范围内,因此使下限电压较低。
图1是一种现有技术液晶显示装置的结构示意图。 图2的A至C是图l所示液晶显示装置的动作示意图。 图3是图1所示液晶层穿透率随其所加电压的变化曲线。 图4是本发明液晶显示装置的结构示意图。
图5是图4所示液晶显示装置第二基板的平面结构示意图。 图6是图4所示液晶显示装置一像素单元所加载显示电压的波 形图。图7是在图6所示驱动波形下图4所示的液晶层穿透率随所加 电压变化曲线。图8是本发明液晶显示装置第二实施方式的立体结构示意图。 图9是本发明液晶显示装置第三实施方式的立体结构示意图。
具体实施方式
请参阅图4,是本发明液晶显示装置第一实施方式的结构示意 图。该液晶显示装置2包括一第 一基板21、 一与该第一基板21相 对设置的第二基板22和一夹在该二基板21、 22之间的液晶层23。 液晶材料为正型(AnX))单光轴液晶。该第一基板21远离该液晶层23的表面设置有第一偏光片211。 该第一基板21靠近该液晶层23的表面依序设置有一彩色滤光层 212、 一公共电极213和一第 一配向层214。该第二基板22远离该 液晶层23的表面设置有一第二偏光片221。该第二基板22靠近该 液晶层23的表面设置有多个像素电极222和一第二配向层223。该 第一配向层214与该第二配向层223配向方向平行。该液晶层23 为水平配向,预倾角(Pretilt Agnle) 6 p可以为0°《6psl5。 , 4吏该 液晶层23的排列呈现光学补偿弯曲结构。请一起参阅图5,是图4所示液晶显示装置2第二基板22的平 面结构示意图。该第二基板22靠近该液晶层23的表面还设置有多 条相互平行间隔的扫描线224、多条与该扫描线224绝缘垂直且间 隔设置的数据线225和多个薄膜晶体管226。该多条扫描线224与 该多条数据线225交叉限定多个像素单元20,每一薄膜晶体管226 对应 一像素单元20,每一像素电极222对应 一像素单元20。该第二基板22靠近该液晶层23表面的边缘处还设置有一扫描驱动电路227和 一 数据驱动电路228 。该扫描驱动电路227 --对应的连接至该扫描线224用来提供扫描讯号,该数据驱动电路228 ——对应的连接至该数据线228,用来提供显示所用的显示讯号。请参阅图6,是图4所示液晶显示装置2 —像素单元20所加载 显示电压的波形图。该像素单元20的任意一帧画面包括一第 一子帧 和一第二子帧。当该第 一子帧开始时,该l象素单元20对应的扫描线224打开该 像素单元20,该l象素单元20对应的数据线225加载一黑态电压, 即显示电压的上限电压Vb,使该像素单元20显示黑态,并维持至 该帧的第二子帧开始前。其中,该第一子帧维持的时间为Tb,该一 帧维持的时间为Tf,定义该该第 一 子帧维持的时间比 一 帧的时间 Tb/Tf为插黑率,使该插黑率在15%到50%的范围内。当该第二子帧开始时,该^像素单元20对应的扫描线224打开该 寸象素单元20,该^象素单元20对应的数据线225加载一显示电压Vs, 使该像素单元20显示灰阶态,并维持至下一帧开始前。其中,该显 示电压Vs的上限电压为Vb,如Vb=6V,下限电压为0,即OsVss Vb。请一起参阅图7,是在图6所示驱动波形下该液晶层23穿透率 随所加电压变化曲线。可见,对应加载在该液晶层23的显示电压/人 OV到Vb的区域,该曲线是平滑的。因此该显示电压Vs可以工作 在O-VssVb的范围内。其中,该插黑率在15°/。到30%的范围内,可^f吏该液晶层23穿 透率随所加电压变化曲线获得更佳的平滑性;特别的,该插黑率在 15%到20%的范围内,该液晶层23穿透率随所加电压变化曲线平滑 性尤佳。相较于现有技术,本发明液晶显示装置2由于采用该驱动电压 设计,将每一帧分为一第一子帧和一第二子帧,并在该第一子帧显 示黑态,该第二子帧显示灰阶态,使该液晶层23的穿透率随其所加 显示电压在OV到Vb时为一平滑的曲线,因此显示电压Vs可以梯: 作在OsVs《Vb,因此使下限电压较低。又由于该液晶层23随所加 显示电压单调递减,因此该下限电压对应的亮态较亮。请参阅图8,是本发明液晶显示装置第二实施方式的结构示意 图。该液晶显示装置3与液晶显示装置2的区别在于该液晶层33 中掺杂有旋旋光性物质(Chiral)。该液晶层33厚度(Cell Gap)为d, 该旋旋光性物质的螺旋距(Pitch)为P,使该d/P《0.25。由于该旋旋 光性物质的作用,使该液晶层33呈现扭转光学补偿弯曲结构,即该 液晶层33分别沿该二配向层314、 323向中间方向形成螺旋状扭转。相较于第一实施方式,该液晶显示装置3由于在该液晶层33 加入该旋旋光性物质,使该液晶层33呈现扭转光学补偿弯曲结构, 使该液晶显示装置3初始化处理时间较短。且由于液晶分子分别沿 该二配向层314、 323向中间方向形成螺旋状扭转,使该液晶显示装 置3视角特性较好,响应速度较快。请参阅图9,是本发明液晶显示装置第三实施方式的结构示意 图。该液晶显示装置4与该液晶显示装置3的区别在于该第二基 板42远离该液晶层43的表面进一步依序设置有一四分之一波长片 451和一二分之一波长片452。该四分之一波长片451和二分之一波 长片452用来改善偏振光的利用率和改善一见角特性。该四分之一波 长片451和二分之一波长片452可以由1个或多个相位延迟板 (Retardation film)代替,相位延迟板可以是单光轴相位延迟板 (Uniaxial retardation film),如A-板补偿膜(A-plate)、 C-板补偿膜 (C-plate)、四分之一 波长片(Quarter wave plate)、半波长片(Half wave plate), 双光轴相位延迟板(Biaxial retardation film), 或者是盘状液 晶(Hybrid-C)。该相位延迟板还可以设置在该第 一基板41远离该液 晶层43的表面,该二基板41、 42相位延迟板的结构可以是对称, 或不对称。相较于第二实施方式,该液晶显示装置4由于采用了四分之一 波长片451和二分之一波长片452的相位延迟板,使该液晶显示装 置4视角特性更佳。
权利要求
1. 一种液晶显示装置,其包括一第一基板、一与该第一基板相对的第二基板、一夹在该二基板之间的液晶层、一设置在该第一基板靠近该液晶层表面的第一配向层、一设置在该第二基板靠近该液晶层表面的第二配向层、多条互相平行间隔的扫描线、多条与该扫描线垂直的数据线、一用来为该扫描线提供扫描讯号的扫描驱动电路和一用来为该数据线提供显示所用显示讯号数据驱动电路,该液晶材料为正型单光轴液晶,且为水平配向,该第二配向层与该第一配向层配向方向平行,该扫描线设置在该第二基板靠近该液晶层的表面,该数据线间隔设置在该第二基板靠近该液晶层的表面,并与该多条扫描线限定多个像素单元,其特征在于每一像素单元一帧时间包括一第一子帧和一第二子帧,该数据驱动电路在第一子帧提供一黑态电压加载至该像素单元,在第二子帧提供一显示电压加载在该像素单元。
2. 如权利要求1所述的液晶显示装置,其特征在于该像素单 元一帧所维持的时间为Tf,该第一子帧所维持的时间为Tb,该Tb/Tf 在15%到50%的范围内。
3. 如权利要求1所述的液晶显示装置,其特征在于该像素单 元一帧所维持的时间为Tf,该第一子帧所维持的时间为Tb,该Tb/Tf 在15%到30°/。的范围内。
4. 如权利要求1所述的液晶显示装置,其特征在于该像素单 元一帧所维持的时间为Tf,该第一子帧所维持的时间为Tb,该Tb/Tf 在15%到20%的范围内。
5. 如权利要求1所述的液晶显示装置,其特征在于该液晶层 掺杂有旋旋光性物质。
6. 如权利要求5所述的液晶显示装置,其特征在于该液晶层 厚度为d,该旋旋光性物质的螺旋距为P,使该d/P>0.25。
7. —种液晶显示装置驱动方法,其包括提供一光学补偿弯曲型 液晶显示装置,其液晶层为水平配向,且上、下基板处配向方向平行,该光学补偿弯曲型液晶显示装置包括多个像素单元;使每一像 素单元每一帧时间分为一第一子帧和一第二子帧,该第一子帧时显 示黑态;使每一像素单元的第二子帧显示灰阶态。
8. 如权利要求7所述的液晶显示装置驱动方法,其特征在于 该一帧所维持的时间为Tf,该第 一子帧所维持的时间为Tb,该Tb/Tf 在15°/。到50%的范围内。
9. 如权利要求7所述的液晶显示装置驱动方法,其特征在于 该一帧所维持的时间为Tf,该第一子帧所维持的时间为Tb,该Tb/Tf 在15°/。到30%的范围内。
10. 如权利要求7所述的液晶显示装置驱动方法,其特征在于 该一帧所维持的时间为Tf,该第一子帧所维持的时间为Tb,该Tb/Tf 在15°/。到20%的范围内。
全文摘要
本发明提供一种液晶显示装置及其驱动方法。该液晶显示装置驱动方法包括提供一光学补偿弯曲型液晶显示装置,其液晶层为水平配向,且上、下基板处配向方向平行,该光学补偿弯曲型液晶显示装置包括多个像素单元;使每一像素单元每一帧时间分为一第一子帧和一第二子帧,该第一子帧时显示黑态;使每一像素单元的第二子帧显示灰阶态。
文档编号G09G3/36GK101398552SQ20071012370
公开日2009年4月1日 申请日期2007年9月28日 优先权日2007年9月28日
发明者姚怡安, 张淑惠, 杨秋莲, 柯宏霖, 陈鹊如 申请人:群康科技(深圳)有限公司;群创光电股份有限公司