液晶显示器的像素架构与其驱动方法技术

本发明专利技术公开一种驱动液晶分子层的方法，用于一液晶显示装置，其包括一第一基板、一第二基板及数个像素结构，其中每一像素结构具有至少一个切换元件，该切换元件具有一第一电极及一第二电极，及该液晶分子层设于该第一基板及该第二基板之间，该方法包括步骤：在该第一电极及该第二电极间形成一第一势能差，以产生一第一电场；及以该第一电极及该第二电极执行一初始化程序，以将该液晶分子层中其液晶的排列状态由扩张态转换至过渡态，在该第一基板及该第二基板之间提供一第二势能差，以产生一第二电场，用于将该液晶分子层中其液晶的排列状态由过渡态转换至弯曲态。

【技术实现步骤摘要】

本案涉及一种用于液晶显示装置的像素结构及其驱动方法，特别是指一种用于光学补偿双折射式(OCB)液晶显示装置的像素晶体管结构及其驱动方法
技术介绍
近年来，越来越多关于液晶显示器的研发系将焦点集中如何以光学补偿双折射式(optically compensated birefringence，OCB)单元取代扭转式向列型(twisted nematic，TN)单元而将其作为液晶单元而应用在液晶显示器相关产品上。对于OCB液晶显示器而言，在启动时经由对液晶分子施加额外电压，令其排列由原本的同质态(homogenousstate)转变至扩张态(splay state)，然后再施加一较高的电压差至OCB式液晶显示器，使其中的液晶分子由扩张态转变为弯曲态(bendstate)。但上述的转变需要消耗使用者一些时间。对OCB单元而言，其在弯曲态时，顶部及底部的分子群总是以对称的方式排列，以此补偿液晶分子群产生的双折射，其相较于取向分配(orientation division)方法，更有利于使用者获得均匀的全方向视角，且对于设计精良的OCB单元而言，其反应时间极可能较传统TN单元的反应时间快一个级数(order)以上。请参照图1A及图1B，分别用于显示OCB式液晶显示器其中的液晶分子处于扩张态及弯曲态。如图1A所示，在扩张态时，液晶分子104在上层及下层基板100及102间均匀扩张，但当一电压差施加至上层及下层基板100及102后，液晶分子104将转换至弯曲态，如图1B中所示，故对于OCB式液晶显示装置而言，液晶分子104由扩张态转换至弯曲态的转换时间为影响OCB式液晶显示装置性能的因素之一，因为OCB式液晶显示装置其光电特性必须要在液晶分子处于弯曲态时方可发挥。然而，在一些早期的专利当中已揭露了部分的液晶显示装置的像素结构，如US 6,115,087、US 6,226,058、US 6,661,491及US 6,597,424等美国专利中，但这些专利中所揭露的像素结构并不适合应用在OCB式液晶显示装置中，此外，US 6,933,916的美国专利，揭露了一种通过在像素中布置额外的电极而驱动其中的液晶分子的方法，或如同在US 6,801,284美国专利中揭露了一种位于像素中的辅助结构，以助于产生高电压差。但就上述这些专利而言，虽然对于已知的像素结构改良具有某种程度上不可抹灭的贡献，但这些贡献都将造成液晶显示装置其孔径比的大幅降低，而导致液晶显示装置其亮度及对比度的降低。此外，虽然在某些专利当中亦揭露了一些驱动液晶分子的方法，如在Takayuki Konno et al.，(US 6,873,377)及Katsuji Hattori et al.，(US6,671,009)的专利中，均揭露了关于驱动OCB式液晶显示装置的方法，及Hajime Nakamura et al.，(US 6,005,646)亦揭露了另一种关于驱动薄膜晶体管式液晶显示装置(TFT/LCD)的方法，然而就上述专利仍存在了相当的缺陷。举例而言在Katsuji Hattori et al.所提出的专利中，必须对液晶显示装置输入非常复杂电子信号输入程序，且必须额外设计一个电路，专门负责操控这种复杂的电子信号输入程序，故KatsujiHattori et al.所提出的专利因此而具有较高的制造成本，且这种依赖复杂的电子信号输入程序的驱动方法难以应用在实际的产品制造上，由其在目前讲究轻薄的潮流中，更是难以受到青睐。此外，在HajimeNakamura et al.的专利中，单一电极和共用电极间的势能差必须超过10伏特，及栅电极和单一电极间的势能差也必须超过10伏特，但如此势必造成液晶分子过慢的过渡时间(transition time)及不佳的均匀度。基于以上所述，由于OCB式液晶显示装置其光电特性必须要在液晶分子处于弯曲态时方可发挥，因此OCB式液晶显示装置中的液晶分子，必须能够有效且迅速的由扩张态(非显示状态)转换至弯曲态(显示状态)，因此就已知的OCB式液晶显示装置其像素电极布置而言，其驱动液晶分子的结构及方法，仍存有许多可改良之处，因此迫切需要一种驱动液晶分子的结构及方法，可有效提升OCB式液晶显示装置的孔径比、工作亮度、更清晰的对比及良好的均匀性等特性。鉴于上述，本专利技术提出了一种液晶显示器的像素结构及其驱动方法，能够克服上述已知液晶显示装置的各种缺点。
技术实现思路
本专利技术提出一种关于驱动液晶显示装置中的液晶分子的驱动方法，其无须在像素中布置多余的电极，仅利用薄膜晶体管的源极及漏极、像素电极及共用电极等已知液晶显示装置的元件，仅须对各类电极施以不同的调变电压，即可驱动夹在其中的液晶分子，采用此种驱动方法的液晶显示装置将具有极佳的孔径比，并可大幅提升液晶显示装置的画质，更可有效提升其亮度及其色彩对比度。根据本专利技术的构想，提出一种驱动液晶分子层的方法，用于一液晶显示装置，所述液晶显示装置包括一第一基板、一第二基板及数个像素结构，其中每一个像素结构具有至少一切换元件，该切换元件具有一第一电极及一第二电极，及该液晶分子层设于该第一基板及该第二基版之间，该方法包括步骤在该第一电极及该第二电极间形成一第一势能差，以产生一第一电场；及以该第一电极及该第二电极执行一初始化程序，以将该液晶分子层中其液晶的排列状态由扩张(splay)态转换至过渡(transition)态，在该第一基板及该第二基板之间提供一第二势能差，以产生一第二电场，用于将该液晶分子层中其液晶的排列状态由过渡(transition)态转换至弯曲(bend)态。根据本专利技术的构想，提出一光学补偿双折射式液晶显示装置，由上述驱动液晶分子层的方法进行驱动。根据本专利技术的构想，再提出一种操作液晶显示装置的方法，该液晶显示装置包括一第一基板、一第二基板及数个像素结构，其中该第一基板及该第二基板间设有一液晶层，及每一个像素结构具有至少一切换元件，该切换元件具有一第一电极及一第二电极，该方法包括步骤提供一脉冲信号至该第一电极及该第二电极其中之一，并提供一周期脉冲信号至上述选定的该第一电极及该第二电极其中之一的另一电极，以产生一第一电场；在该第一基板及该第二基板之间提供一势能差，以产生一第二电场；通过该第一电场及该第二电场驱动该液晶显示装置由启动阶段转换至常规操作状态；及提供操作信号至该第一电极及该第二电极。根据本专利技术的构想，提出一光学补偿双折射式液晶显示装置，由上述一种操作液晶显示装置的方法进行驱动。附图说明图1A是OCB式液晶显示器其中的液晶分子处于扩张态的示意图；图1B是OCB式液晶显示器其中的液晶分子处于弯曲态示意图；图2A是本专利技术的光学补偿双折射式液晶显示装置其第一种像素结构示意图；图2B图2A中沿AA’剖线的横截面视图；图2C本专利技术的光学补偿双折射式液晶显示装置其第二种像素结构示意图；图2D本专利技术的光学补偿双折射式液晶显示装置其第三种像素结构示意图；图3A本专利技术中所揭露的第一实施例的示意图；图3B本专利技术中所揭露的第二实施例的示意图；及图3C本专利技术中所揭露的第三实施例的示意图。附图符号说明100上层基板102下层基板104液晶分子201液晶分子202像素电极203数据线 204门线2031第一电极本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种驱动液晶分子层的方法，用于一液晶显示装置，该液晶显示装置包括一第一基板、一第二基板及数个像素结构，其中每一个像素结构具有至少一切换元件，该切换元件具有一第一电极及一第二电极，及该液晶分子层设于该第一基板及该第二基版之间，该方法包括步骤：在该第一电极及该第二电极间形成一第一势能差，以产生一第一电场；及以该第一电极及该第二电极执行一初始化程序，以将该液晶分子层中其液晶的排列状态由扩张态转换至过渡态。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨瑞贤，陈柏仰，施博盛，吴昭慧，
申请(专利权)人：瀚宇彩晶股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]