CN103123423B - 液晶显示面板及其像素驱动方法 - Google Patents

Abstract

一种液晶显示面板及其像素驱动方法。该液晶显示面板包括一基板、一对向基板以及一液晶层。基板具有一共用电极。对向基板配置于基板的对向，且具有多个像素电极对应于液晶显示面板的像素。液晶层配置于基板与对向基板之间，且具有多个液晶分子。在液晶分子转态时，像素电极被施予两种不同电平的电压，且共用电极被施予一特定电平的共用电压。特定电平的共用电压介于两种不同电平的电压之间。另外，一种适于上述液晶显示面板的像素驱动方法亦被提出。

Description

液晶显示面板及其像素驱动方法

技术领域

本发明涉及一种显示面板及其像素驱动方法，且特别涉及一种液晶显示面板及其像素驱动方法。

背景技术

一般而言，液晶显示面板由两个对向配置的基板共同挟持液晶分子层所构成。此液晶分子具有双折射系数(Birefringence)的特性，在不同的电场下，会有不同的排列方式。因此，液晶显示器即是通过外加一个共用电场来使液晶显示面板中的液晶分子转向，进而改变液晶分子的排列，使液晶显示面板上各个像素具有不同的透光率，以达到显像的目的。

当外加电场关闭时，液晶分子长轴由有电场时的旋转状态回到无电场时的原始状态所需要的时间称为松弛时间(relaxationtime)。就向列型(nematic)液晶分子而言，其松弛时间远较数据写入时间(addressingtime)为长，其原因在于液晶分子自然松弛时并无外加任何电场来促进其回到原始的状态。此一效应对场色序法液晶显示器(fieldsequentialcolorLCD)会产生深远的影响。例如，此效应会限制场色序法液晶显示器的画面更新率(framerate)，并造成色分离现象(colorbreakup)。

因此，提供一个可缩短液晶分子的松弛时间，并提升其反应速度的像素驱动方法有其必要性。

发明内容

本发明提供一种像素驱动方法，其可有效缩短液晶分子的松弛时间，并提升液晶显示面板的反应速度。

本发明提供一种液晶显示面板，其利用上述像素驱动方法，可有效缩短液晶分子的松弛时间，并提升其反应速度。

本发明提出一种液晶显示面板，其具有多个以阵列方式排列的像素，且包括一基板、一对向基板以及一液晶层。基板具有共用电极。对向基板配置于基板对向，且具有多个对应于像素的像素电极。液晶层配置于基板与对向基板之间，并且具有多个液晶分子。在液晶分子转态时，像素电极被施予至少两种不同电平的电压，共用电极被施予特定电平的共用电压(commonvoltage)，且特定电平的共用电压介于像素电极的两种不同电平的电压之间。

在本发明的一实施例中，在液晶分子转态时，同一行像素的像素电极被施予相同电平的电压。

在本发明的一实施例中，在液晶分子转态时，相邻两行像素的像素电极其中之一行的像素电极被施予至少两种不同电平电压的其中之一；其中的另一行的像素电极被施予至少两种不同电平电压的其中的另一个。

本发明提出一种像素驱动方法，用以驱动上述的液晶显示面板。像素驱动方法包括下列步骤：在液晶层的多个液晶分子转态时，在对向基板的多个像素电极上施予至少两种不同电平的电压；以及在液晶分子转态时，在基板的共用电极施予特定电平的共用电压(commonvoltage)。其中，特定电平的共用电压介于像素电极的两种不同电平的电压之间。

在本发明的一实施例中，上述的施予至少两种不同电平的电压于像素电极的步骤包括：在液晶分子转态时，施予相同电平的电压于同一行像素的像素电极。

在本发明的一实施例中，上述的施予特定电平的共用电压于共用电极的步骤包括：在液晶分子转态时，施予至少两种不同电平电压的其中之一于相邻两行像素的像素电极其中之一行的像素电极；以及施予至少两种不同电平电压的其中的另一于其中的另一行的像素电极。

在本发明的一实施例中，上述的特定电平的共用电压系至少两种不同电平的电压的和的绝对值的一半。

在本发明的一实施例中，上述的液晶层的单元间隙为d，像素电极的像素尺寸为p，其中d、p满足p＜4d。

在本发明的一实施例中，上述的至少两种不同电平的电压施予像素电极的时间长短，以及特定电平的共用电压施予共用电极的时间长短由下列至少其中之一因素来决定：至少两种不同电平的电压、特定电平的共用电压、液晶层的单元间隙以及像素电极的像素尺寸。

基于上述，在本发明的范例实施例中，像素驱动方法在液晶分子转态时对液晶显示面板的像素电极施予不同电平的电压，使相邻像素间产生一边际电场，进而提升液晶显示面板的反应速度。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1绘示本发明一实施例的液晶显示面板的上视示意图。

图2绘示本发明一实施例的液晶显示面板的剖面示意图。

图3绘示本发明一实施例的液晶分子的光穿透率随时间变化的示意图。

图4绘示图2实施例的液晶显示面板的剖面示意图，其像素电极与共用电压被施予特定电压。

图5绘示本发明一实施例的像素驱动方法的步骤流程图。

【主要元件符号说明】

100：液晶显示面板

110：基板

112：共用电极

120：对向基板

122、122_i-1、122_i、122_i+1：像素电极

130：液晶层

d：液晶层的单元间隙为

p：像素电极的像素尺寸

P：像素

P_0、P_1、P_i-1、P_i、P_i+1、P_N-1、P_N：像素行

LC：液晶分子

S500、S510：像素驱动方法的步骤

Vcom、Vcom’：共用电压

Vp、Vp1、Vp2：像素电压

tr：转态期间

tw、tb：期间

E：边际电场

具体实施方式

在本发明的范例实施例中，像素驱动方法在低于毫秒(sub-milliseconds)的时间区间内快速地重置液晶分子，其利用相邻像素间所产生的边际电场来加速液晶分子的松弛过程，以提升液晶显示面板的反应速度。据此，液晶显示器的画面更新率(framerate)可被提升，进而改善色分离现象(colorbreakup)。然而应注意的是本发明并不限于应用在场色序法液晶显示器。

图1绘示本发明一实施例的液晶显示面板的上视示意图。图2绘示本发明一实施例的液晶显示面板的剖面示意图。请参考图1及图2，本实施例的液晶显示面板100具有多个像素P，以一阵列方式排列。液晶显示面板100包括一基板110、一对向基板120以及一液晶层130。基板110具有至少一共用电极112配置于其上。对向基板120配置于基板110的对向，且具有多个像素电极122对应于像素P。各像素电极的像素尺寸为p。液晶层130配置于基板110与对向基板120，且具有多个液晶分子LC。液晶层的单元间隙为d。

图3绘示本发明一实施例的液晶分子的光穿透率随时间变化的示意图。请参考图1至图3，在本实施例中，液晶显示面板100例如是一扭曲向列模式(twistednematicmode，TNmode)的液晶显示面板，其通常操作于常白模式(normallywhitemode)。因此，在tb期间，当共用电极112及像素电极122分别被施予共用电压Vcom及对应的像素电压Vp时，液晶分子LC会被扭转，部分液晶分子LC的长轴方向实质上会垂直于基板110与对向基板120。此时，光源无法通过液晶分子LC，其光穿透率(transmission)趋近于0％。

接着，在tw期间，当对应的像素电压Vp由像素电极122移除时，即表示液晶分子LC由有电场时的旋转状态回到无电场时的原始状态，其松弛时间对液晶显示面板100的反应时间影响十分显著。因此，为了加速液晶分子LC松弛，提升其反应时间，在本实施例中，在液晶分子LC转态时(例如tr期间)，相邻两行的像素电极122分别被施予两种不同电平的电压Vp1及Vp2。共用电极112被施予特定电平的共用电压Vcom’，而其电平介于电压Vp1及Vp2之间。

详细而言，图4绘示图2实施例的液晶显示面板的剖面示意图，其像素电极与共用电压被施予特定电压。请参考图4，以像素行P_i-1、P_i及P_i+1为例，在液晶分子LC转态期间tr，同一行像素的像素电极系被施予相同电平的电压。例如，像素行P_i-1的像素电极122_i-1及像素行P_i+1的像素电极122_i+1被施予相同电平的电压Vp1；而像素行P_i的像素电极122_i被施予相同电平的电压Vp2。也就是说，在液晶分子LC转态期间tr，相邻两行像素的像素电极122_i及122_i+1其中之一行的像素电极122_i被施予两种不同电平电压Vp1及Vp2的其中之一；其中的另一行的像素电极122_i+1被施予两种不同电平电压Vp1及Vp2的其中的另一个。

此时，由于相邻两行的像素电极具有电压差|Vp1-Vp2|，其可在液晶层130中建立一个如图4的箭头所标示的边际电场E，其横向分量可加速液晶分子LC的松弛，使其较快回到无外加任何电场的原始状态，进而有效地提升反应时间。在本实施例中，电压Vp1的电平大于电压Vp2，以产生边际电场E。在实务应用上，电压Vp1例如为5伏特(V)，电压Vp2例如为0V，但本发明并不限于此。

另一方面，在本实施例中，电压Vp1及Vp2施予像素电极122以及共用电压Vcom’施予共用电极110的时间长短tr由电压Vp1及Vp2的电平、共用电压Vcom’的电平、液晶层的单元间隙d以及像素电极的像素尺寸p至少其中之一因素来决定。在此，tr的时间长短例如约为0.5毫秒，亦即本实施例的液晶显示面板100在低于毫秒(sub-milliseconds)的时间区间内，其液晶分子快速地被重置。另外，在本实施例中，由于共用电压Vcom’过大或是过小以及像素电极的像素尺寸p过大都会造成边际电场E的衰减，而导致加速液晶分子旋转的功效减弱。因此，在本实施例中，施加在共用电极110上的共用电压Vcom’设定为电压Vp1及Vp2的和的绝对值的一半，亦即Vcom’＝|Vp1+Vp2|/2。并且，像素电极的像素尺寸p小于液晶层的单元间隙d的四倍，即d、p满足p＜4d的条件。在此情况下，可以确保边际电场E能有效加速液晶分子LC转态，进而提升液晶显示面板100的反应速度。

图5绘示本发明一实施例的像素驱动方法的步骤流程图。请参考图4及图5，本实施例的像素驱动方法例如适于驱动图4的液晶显示面板100，其包括下列步骤。在步骤S500中，在液晶分子LC转态时，在对向基板120的多个像素电极122施予至少两种不同电平的电压Vp1及Vp2。接着，在步骤S510中，在液晶分子LC转态时，在基板110的共用电极112施予特定电平的共用电压Vcom’。其中，共用电压Vcom’的电平介于像素电极的电压Vp1及Vp2之间。

应注意的是，本实施例虽以两步骤来描述本实施例的像素驱动方法，但为达到产生边际电场E的目的，在实务操作上，步骤S500及S510可同时进行，两者不具先后关系。亦即，在液晶分子转态时，电压Vp1及Vp2及共用电压Vcom’同时分别施予像素电极122及共用电极112。

另外，本发明的实施例的像素驱动方法可以由图1至图4实施例的叙述中获致足够的教示、建议与实施说明，因此不再赘述。

综上所述，在本发明的范例实施例中，像素驱动方法在相邻的像素电极上施予不同电平的电压，且同一行像素电极具有相同的电压电平。因此使得行与行间相邻的像素电极在液晶层中产生边际电场，其可缩短液晶分子的松弛时间，进而可有效地加快液晶反应速度，提升液晶显示面板的显示质量。

虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视所附权利要求书所界定者为准。

Claims (12)

1.一种液晶显示面板，具有多个像素，以一阵列方式排列，该液晶显示面板包括：

一第一基板，具有一共用电极；

一第二基板，配置于该第一基板对向，具有多个像素电极对应于这些像素；以及

一液晶层，配置于该第一基板与该第二基板之间，具有多个液晶分子，

其中在这些液晶分子转态时，这些像素电极被施予至少两种不同电平的电压，该共用电极被施予一特定电平的共用电压，该特定电平的共用电压介于该至少两种不同电平的电压之间；

其中液晶分子转态是液晶分子由有电场时的旋转状态回到无电场时的原始状态。

2.如权利要求1所述的液晶显示面板，其中在这些液晶分子转态时，同一行像素的这些像素电极被施予相同电平的电压。

3.如权利要求2所述的液晶显示面板，其中在这些液晶分子转态时，相邻两行像素的这些像素电极其中之一行的像素电极被施予该至少两种不同电平电压的其中之一；其中的另一行的像素电极被施予该至少两种不同电平电压的其中的另一个。

4.如权利要求3所述的液晶显示面板，其中该特定电平的共用电压是该至少两种不同电平的电压的和的绝对值的一半。

5.如权利要求1所述的液晶显示面板，其中该液晶层的单元间隙为d，这些像素电极的像素尺寸为p，其中d、p满足p<4d。

6.如权利要求1所述的液晶显示面板，其中该至少两种不同电平的电压施予这些像素电极的时间长短，以及该特定电平的共用电压施予该共用电极的时间长短由下列至少其中之一因素来决定：该至少两种不同电平的电压、该特定电平的共用电压、该液晶层的单元间隙以及这些像素电极的像素尺寸。

7.一种像素驱动方法，用以驱动一液晶显示面板，该液晶显示面板具有多个像素，以一阵列方式排列，该液晶显示面板包括一第一基板、一第二基板以及一液晶层，该像素驱动方法包括：

在该液晶层的多个液晶分子转态时，施予至少两种不同电平的电压于该第二基板的多个像素电极；以及

在这些液晶分子转态时，施予一特定电平的共用电压于该第一基板的一共用电极，

其中该特定电平的共用电压介于该至少两种不同电平的电压之间；

其中液晶分子转态是液晶分子由有电场时的旋转状态回到无电场时的原始状态。

8.如权利要求7所述的像素驱动方法，其中施予该至少两种不同电平的电压于这些像素电极的步骤包括：

在这些液晶分子转态时，施予相同电平的电压于同一行像素的这些像素电极。

9.如权利要求8所述的像素驱动方法，其中施予该特定电平的共用电压于该共用电极的步骤包括：

在这些液晶分子转态时，施予该至少两种不同电平电压的其中之一于相邻两行像素的这些像素电极其中之一行的像素电极；以及

施予该至少两种不同电平电压的其中的另一个于其中的另一行的像素电极。

10.如权利要求9所述的像素驱动方法，其中该特定电平的共用电压是该至少两种不同电平的电压的和的绝对值的一半。

11.如权利要求7所述的像素驱动方法，其中该液晶层的单元间隙为d，这些像素电极的像素尺寸为p，其中d、p满足p<4d。

12.如权利要求7所述的像素驱动方法，其中该至少两种不同电平的电压施予这些像素电极的时间长短，以及该特定电平的共用电压施予该共用电极的时间长短由下列至少其中之一因素来决定：该至少两种不同电平的电压、该特定电平的共用电压、该液晶层的单元间隙以及这些像素电极的像素尺寸。