[发明专利]显示器以及显示系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种液显示器(Liquid Crystal Display，LCD)，且特别涉及一 种应用于液晶显示器的驱动机制。

背景技术

液晶显示器最早用于如计算机与电子表的单色显示器，而如今已成为显 示科技中的主流，且在电脑显示器或电视显示器产业中，液晶显示器均已取 代了阴极射线管(cathode ray tube，CRT)。此外，许多液晶显示器的缺点也 已被克服从而改善了液晶显示器的品质。举例来说，与被动式阵列显示器相 比，有源式阵列显示器可降低残影现象(ghosting)，并可提升分辨率、色阶、 视角、对比度以及反应时间，且已经广泛取代了被动式阵列显示器。

然而，传统扭曲向列型(twisted nematic)液晶显示器的主要缺点在于窄 视角与低对比度，甚至有源式阵列显示器的视角仍远小于阴极射线管的视角。 具体而言，当位于液晶显示器正前方的观众收看到高品质的影像时，位于液 晶显示器两侧的其他观众便无法收看到高品质的影像。因此，多域垂直配向 液晶显示器便应运而生用于提升液晶显示器的视角和对比度。图1(a)～图1(c) 示出垂直配向液晶显示器100的像素的基本机能，而为求图示清楚，图1的 液晶显示器仅示出单一域(domain)。此外，图1(a)～1(c)以及图2示出液晶 显示器的灰阶操作的动作方式。

液晶显示器100包括第一偏振片105、第一基板110、第一电极120、第 一配向层125、多个液晶130、第二配向层140、第二电极145、第二基板150 以及第二偏振片155。一般而言，第一基板110与第二基板150由透明玻璃 构成，且第一电极120与第二电极145由诸如铟锡氧化物(Indium Tin Oxide) 的透明导电材质构成。第一配向层125与第二配向层140通常由聚亚酰胺 (polyimide，PI)构成，并在静态下可使液晶130垂直排列。当操作时，光源 (未示出)会从第一偏振片105下方发出光束，其中第一偏振片105贴附在 第一基板110上。第一偏振片105通常以第一方向将光束偏振化，而第一偏 振片105与第二偏振片155的偏振方向相互垂直，且第二偏振片155贴附在 第二基板150上。所以，光源发出的光束无法同时穿越第一偏振片105与第 二偏振片155，除非光束的偏振方向被旋转90°而至第一偏振片105与第二偏 振片155的偏振方向之间。为求清楚表示，图中仅示出少量的液晶，而在实 际上，液晶是有如柱状的分子结构，其中液晶直径约为5，且液晶长度约为 20～25。所以，在一个长300μm、宽100μm、高3μm的像素区域中，约 有超过一千万个液晶分子。

在图1(a)中，液晶130垂直排列，且垂直排列的液晶130并不会旋转光 源的偏振方向，所以光源发出的光束无法通过液晶显示器100。所以对于所 有的颜色与液晶层间距(cell gap)而言，液晶显示器100可提供完全的光学 黑暗状态(optical black state)以及非常高的对比度。因此与传统低对比度的 扭曲向列型液晶显示器相比，多域垂直配向液晶显示器在对比度上提供相当 大的改善。然而，如图1(b)所示，当施加电场于第一电极120与第二电极145 之间时，液晶130会重新定向至倾斜姿态。在倾斜姿态下的液晶会将通过第 一偏振片105的偏振光的偏振方向旋转90°，从而使得光束可以穿越第二偏 振片155。液晶倾斜的程度正比于电场强度，并用来控制通过液晶显示器的 光量(即像素的亮度)。一般而言，单一一个薄膜晶体管(thin-film-transistor， TFT)对应配置于单一像素中。但是在彩色显示器中，单一一个的薄膜晶体 管对应配置于如红蓝绿的单一颜色分量构件(color component)中。

然而，对在不同视角观看液晶显示器100的观众而言，其所观看到的光 束不是均匀的。如图1(c)所示，因为液晶130宽边(将光偏振方向旋转)正 对偏左的观众172，所以观众172会看到全亮的像素。此外，因为液晶130 宽边部分正对中间的观众174，所以观众174可看到灰阶的像素。相对地， 因为液晶130宽边几乎没有正对偏右的观众176，所以观众176会看到全暗 的像素。