CN100480796C - 液晶显示器结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种液晶显示器结构,包含:多个由数据线与扫描线定义出的像素单元,每一像素单元包含由该扫描线与相邻第一和第二共用电极定义出的第一次像素以及第二次像素,其中第一共用电极与多个电压源中的至少一电压源耦接,而第二共用电极通过第一和第二切换元件与多个电压源中的其中两个电压源电性耦接,并且第一和第二切换元件分别由相邻的扫描线控制。本发明的液晶显示器结构通过将一像素单元区隔成多个次像素,使得一像素单元具有多种不同的像素电压,而多种不同的像素电压可形成不同的光学特性,并互相补偿平均,因此可改善一像素单元内的色偏现象。
Description
技术领域
本发明关于液晶显示器,特别是关于液晶显示器的像素结构。
背景技术
液晶显示器已广泛使用在各种电子产品中,例如电子手表或计算器中。为了提供广视角,富士通(FujitSu)公司于1997年提出一种像素分割垂直配向(Multi-Domain Vertical AliGnment,MVA)技术。MVA技术可以获得160度的视角,而且也可提供高对比及快速响应的优秀表现。然而,MVA技术有一个极大的缺点,即是当斜视时对人的皮肤颜色,尤其是亚洲人皮肤颜色,会产生色偏(color Shift)现象。
图1示出一使用MVA技术的液晶分子的灰阶电压与穿透率的关系图,其中横轴表示液晶分子的灰阶电压,单位为伏特(V),纵轴表示穿透率。当人眼正视采用MVA技术的液晶显示器时,其透射率与电压的关系曲线是以实线101表示,当所施加的灰阶电压增加时,其透射率随之改变。而当人眼以一倾斜角度斜视此液晶显示器,其透射率与电压的关系曲线是以虚线102表示,虽然施加电压增加其透射率也随之改变,但在区域100中,其透射率的变化并未随着施加电压的增加而增加,反而下降,此为造成色偏的主要原因。
传统上解决上述问题的方法,是通过在一像素中形成两组可产生不同透射率与灰阶电压关系曲线的次像素(sub-pixel)来补偿斜视时透射率与灰阶电压的关系曲线。参阅图2所示,其中虚线为原本的透射率与灰阶电压的关系曲线,而细的实线则为同一像素中的另一次像素所产生的透射率与灰阶电压的关系曲线。通过虚线201与细实线202两者间光学特性的混合,可获得较平滑的透射率与灰阶电压的关系曲线,如图2中的粗实线203所示。
因此,如何在一像素中产生两个次像素,且在同一驱动波形下可形成不同电压,即成为追求的目标。
发明内容
因此,本发明的目的是提供一种液晶显示器结构,其可通过切换元件来进行共用电极驱动电压的调变。
本发明的另一目的是提供一种液晶显示器结构,其可通过调变共用电极驱动电压来调制所需的像素电压。
本发明的又一目的是提供一种具有两个次像素的像素,这两个次像素可分别形成不同的像素电压,由此调变像素的光学特性。
鉴于上述目的,本发明提出一种液晶显示器结构,该结构至少包含:多条平行排列的数据线;多条扫描线,平行排列且交叉横跨所述数据线;多个第一和第二共用电极,与所述多条扫描线交错排列,其中相邻的数据线与扫描线定义出一像素单元,在每一像素单元中包括第一和第二共用电极,且该每一像素单元包含由所述扫描线与所述第一和第二共用电极定义出的第一次像素和第二次像素,位于该每一像素单元中的所述第一和第二共用电极分别连接至组成同一像素单元的第一次像素的储存电容和第二次像素的储存电容;第一和第二切换元件,两者分别由不同的扫描线控制;以及多个电压源,其中每一第一共用电极与电压源中的至少一电压源耦接,而每一第二共用电极通过第一和第二切换元件与电压源中的其中两个电压源电性耦接。
根据所述的液晶显示器结构,其中该第一切换元件和该第二切换元件为晶体管。
根据所述的液晶显示器结构,还包含一数据线驱动集成电路,用以传送像素电压给所述数据线。
根据所述的液晶显示器结构,还包含一扫描线驱动集成电路,用以传送扫描信号至所述扫描线。
根据所述的液晶显示器结构,其中所述电压源包含一第一电压源和一第二电压源,该第一共用电极与该第一电压源电性耦接,该第二共用电极通过该第一切换元件与该第一电压源电性耦接,以及通过该第二切换元件与该第二电压源电性耦接。
根据所述的液晶显示器结构,其中该第一电压源提供一第一电压,而该第二电压源提供一第二电压。
根据所述的液晶显示器结构,其中该第一电压为一固定电压,该第二电压在相邻帧能够进行电压转换。
根据所述的液晶显示器结构,其中所述多个电压源分别为第一电压源、第二电压源和第三电压源,而每一所述第一共用电极与该第三电压源耦接,而每一所述第二共用电极则通过该第一切换元件与该第一电压源耦接,以及通过该第二切换元件与该第二电压源耦接。
根据所述的液晶显示器结构,其中该第一电压源提供一第一电压,该第二电压源提供一第二电压,该第三电压源提供一第三电压。
根据所述的液晶显示器结构,其中该第一电压为一固定电压,该第二电压在相邻帧进行电压转换,该第三电压为一上下震荡的电压。
根据所述的液晶显示器结构,还包括一第三切换元件以及一第四切换元件,其中每一所述第一共用电极通过该第三切换元件和该第四切换元件与所述电压源中的其中两个电压源电性耦接,其中该第三切换元件与该第四切换元件分别由不同的扫描线控制,使该第一共用电极依序与所述两个电压源电性连接。
根据所述的液晶显示器结构,其中该第三切换元件与该第一切换元件由相同扫描线控制,该第四切换元件与该第二切换元件由相同扫描线控制。
根据所述的液晶显示器结构,其中该第三切换元件与该第一切换元件由相同扫描线控制,该第四切换元件与该第二切换元件由不同扫描线控制。
根据所述的液晶显示器结构,其中所述多个电压源分别为第一电压源、第二电压源和第三电压源,而每一所述第一共用电极通过该第三切换元件与该第三电压源耦接,以及通过该第四切换元件与该第一电压源耦接,而每一所述第二共用电极通过该第一切换元件与该第三电压源耦接,以及通过该第二切换元件与该第二电压源耦接。
根据所述的液晶显示器结构,其中所述多个电压源分别为第一电压源、第二电压源、第三电压源和第四电压源,而每一所述第一共用电极通过该第三切换元件与该第三电压源耦接,以及通过该第四切换元件与该第一电压源耦接,而每一所述第二共用电极通过该第一切换元件与该第三电压源耦接,以及通过该第二切换元件与该第四电压源耦接。
根据所述的液晶显示器结构,其中该第一电压源提供一第一电压,该第二电压源提供一第二电压,第三电压源提供一第三电压,第四电压源提供一第四电压。
根据所述的液晶显示器结构,其中该第一电压与该第二电压在相邻帧进行电压转换,该第三电压为一固定电压。
根据所述的液晶显示器结构,其中任一相邻的第一共用电极与第二共用电极以Z字形彼此交错横跨排列,使得上下交错排列的像素单元受同一共用电极所驱动。
根据所述的液晶显示器结构,其中所述第一共用电极为扫描线。
根据一实施例,本发明的液晶显示器结构还包括一第三切换元件以及一第四切换元件,其中第一共用电极通过第三切换元件和第四切换元件与电压源中的其中两个电压源电性耦接,且第三切换元件和第四切换元件分别由不同的扫描线控制,使该第一共用电极依序与所述两个电压源电性连接。
根据一实施例,其中多个电压源分别为第一电压源、第二电压源和第三电压源,而第一共用电极通过第三切换元件与第三电压源耦接,以及通过第四切换元件与第一电压源电性耦接,而第二共用电极通过第一切换元件与第三电压源耦接,以及通过第二切换元件与第二电压源电性耦接。
根据一实施例,其中多个电压源分别为第一电压源和第二电压源,而第一共用电极与第一电压源电性耦接,而第二共用电极则通过第一切换元件与第一电压源电性耦接,以及通过第二切换元件与第二电压源电性耦接。
根据另一实施例,其中多个电压源分别为第一电压源、第二电压源和第三电压源,而第一共用电极与第三电压源电性耦接,而第二共用电极则通过第一切换元件与第一电压源电性耦接,以及通过第二切换元件与第二电压源电性耦接。
根据一实施例,本发明提出一种液晶显示器结构,该结构至少包含:多条数据线;多条扫描线,横跨且交叉所述数据线;多个第一和第二共用电极,与所述多条扫描线交错排列,其中相邻的数据线与扫描线会定义出一像素单元;第一切换元件、第二切换元件和第三切换元件,三者分别由不同的扫描线分别控制;多个电压源,其中所述第一共用电极与所述电压源中的至少一电压源电性耦接,而所述第二共用电极则通过该第一切换元件、该第二切换元件和该第三切换元件而与所述电压源中的至少两个电压源电性耦接,使该第二共用电极与所述至少两个电压源电性连接。
根据一实施例,本发明的液晶显示器结构还包括一第四切换元件、一第五切换元件和一第六切换元件,其中所述第一共用电极通过该第四切换元件、该第五切换元件和该第六切换元件与所述电压源中的至少两个电压源电性耦接。
本发明通过将一像素单元区隔成至少两个次像素,其中至少两个次像素的储存电容分别电性耦接至不同的共用电极,而各共用电极可通过多个由扫描线控制的切换元件来分别电性耦接至不同的电压源,同时通过扫描线的循序驱动,来依序开启各切换元件,并通过储存电容的耦合效应,来改变对应的像素电极电压,使得一像素单元具有两个不同的像素电压。
本发明的液晶显示器结构通过将一像素单元区隔成多个次像素,而在每一次像素中均具有各自的晶体管、液晶电容与储存电容。各次像素的储存电容分别电性耦接至不同的共用电极,而各共用电极可通过多个由扫描线控制的切换元件来分别电性耦接至不同的电压源,同时通过扫描线的循序驱动,来依序开启各切换元件,让对应的共用电极在不同的时间下会由不同电压电平的电压源驱动,并通过储存电容的耦合效应,来改变对应的像素电极的电压,使得一像素单元具有多种不同的像素电压。所述多种不同的像素电压可形成不同的光学特性,并互相补偿平均,因此可改善一像素单元内的色偏现象。
附图说明
图1与图2示出液晶分子的驱动电压与穿透率的关系图。
图3A所示为根据本发明第一实施例的液晶显示器架构的俯视图。
图3B所示为根据本发明第一实施例的一像素单元的放大图。
图3C所示为根据本发明第一实施例的像素单元的驱动波形及像素电极30和31的对应电压。
图4所示为根据本发明第二实施例的像素单元的放大图。
图5A所示为根据本发明第三实施例的液晶显示器架构的俯视图。
图5B所示为根据本发明第三实施例的一像素单元的放大图。
图5C所示为根据本发明第三实施例的像素单元的驱动波形及像素电极30和31的对应电压。
图6A所示为根据本发明第四实施例的液晶显示器架构的俯视图。
图6B所示为根据本发明第四实施例的一像素单元的放大图。
图6C所示为根据本发明第四实施例的像素单元的驱动波形及像素电极30和31的对应电压。
图6D所示为根据本发明第五实施例的一像素单元的放大图。
图6E所示为根据本发明第六实施例的一像素单元的放大图。
图6F所示为根据本发明第七实施例的一像素单元的放大图。
图7A所示为根据本发明第八实施例的像素单元的放大图。
图7B所示为根据本发明第八实施例的像素单元的驱动波形及像素电极30和31的对应电压。
图7C所示为根据本发明第九实施例的像素单元的放大图。
图7D所示为根据本发明第十实施例的像素单元的放大图。
图7E所示为根据本发明第十一实施例的像素单元的放大图。
图8所示为根据本发明另一实施例的液晶显示器像素的概略图示。
其中,附图标记说明如下:
100 区域 101 实线
102、201 虚线 202 细实线
203 粗实线
3011、3012、3013、3014、3015、3016、3017 电压
5011、5012、5013、5014、5015、5016、5017 电压
6011、6012、6013、6014、6015、6016、6017、6018 电压
7011、7012、7013、7014、7015、7016、7017、7018、7019 电压
Cst、Cst1和Cst2 储存电容
Clc1和Clc2 液晶电容
V1、V2、V5和V4 电压源
S1和S2 切换元件
Q1、Q2 晶体管
D1、D2、D5...Dy 数据线
G1、G2、G5...Gx 扫描线
Vcom(A)、Vcom(B) 共用电极
P1 像素单元
P11、P12 两个次像素
具体实施方式
本发明为解决色偏现象,通过在一单位像素中形成两个次像素,同时利用各次像素所有的共用电极驱动电压来调变次像素的像素电极电压,使得一单位像素中具有两个不同的像素电压。以下将以多个实施例来说明本发明。
图3A为根据本发明第一实施例的一像素单元的俯视概略图。如图所示,本发明的液晶显示器是由多条耦接于数据线驱动集成电路的数据线D1、D2、D3...Dy、多条耦接于扫描线驱动集成电路的扫描线G1、G2、G3...Gx以及多个共用电极Vcom(A)和Vcom(B)所组成。数据线D1、D2、D3...Dy和扫描线G1、G2、G3...Gx彼此实质上垂直交叉,相邻的数据线与扫描线定义出一像素单元P1,而在每一像素单元中包含两个平行于扫描线的共用电极Vcom(A)和Vcom(B)。根据本发明的第一实施例,每一像素单元P1至少被分隔成两个次像素P11和P12。在每一次像素P11或P12中包括一由像素电极和共用电极构成的储存电容Cst。两个次像素P11和P12的储存电容Cst分别电性耦接至不同的共用电极,通过调制共用电极上的电压波形来改变像素电极的电压,使得两个次像素具有不同的像素电压。在本实施例中,每一像素单元中的共用电极Vcom(B)通过两个切换元件S1和S2与两个不同电压源V1和V2相接,由此形成二阶式驱动波形。切换元件S1和S2的开关分别由扫描线G2和G3控制。每一像素单元中的共用电极Vcom(A)仅与电压源V1耦接,由此形成一定电压式的驱动波形。
图3B为本发明第一实施例的像素单元P1的放大图。像素单元P1由数据线D2以及扫描线G2共同定义显示单元,而共用电极Vcom(A)和Vcom(B)平行于扫描线G2。像素单元P1被分隔成两个次像素P11和P12。次像素P11包含一薄膜晶体管Q1,其栅极耦接于扫描线G2、第一源/漏极与对应的数据线D2连接,而第二源/漏极则连接于像素电极30,其中像素电极30和共用电极Vcom(A)构成储存电容Cst1,像素电极30和上基板导电电极构成液晶电容Clc1。次像素P12中也包含一薄膜晶体管Q2,其栅极耦接于扫描线G2、第一源/漏极与对应的数据线D2连接,而第二源/漏极连接于像素电极31,像素电极31和共用电极Vcom(B)构成储存电容Cst2,像素电极31和上基板导电电极构成液晶电容Clc2,依此类推。两个次像素P11和P12中的薄膜晶体管Q1和Q2的操作类似开关,当一扫描电压施加于对应薄膜晶体管的栅极时,此时数据线上所载的数据电压会经由薄膜晶体管Q1和Q2传送至第二源/漏极,并施加在与第二源/漏极相接的储存电容和液晶电容上。
此外,在本实施例中共用电极Vcom(A)与电压源V1耦接。而共用电极Vcom(B)通过切换元件(晶体管S1)与电压源V1相接,同时也通过切换元件(晶体管S2)与电压源V2相接。晶体管S1的开关由扫描线G2控制,而晶体管S2的开关由扫描线G3控制。在一个帧时间单位中,由于扫描线G2和G3循序被驱动,因此电压源V1和电压源V2会顺序供应电压给共用电极Vcom(B),使其依序呈现V1电压与V2电压,由此形成二阶式驱动波形。本发明利用扫描线的循序驱动,依序开启晶体管S1和晶体管S2,改变共用电极Vcom(B)所耦接的电压源,并通过储存电容Cst2的耦合效应,改变像素电极31的电压,使得两个次像素P11和P12具有不同的像素电压。
图3C所示为用以驱动本实施例的像素单元的驱动波形及像素电极30和31的对应电压。请同时参阅图3B与图3C。在帧k的周期T1时,由于扫描线G2未受扫描线信号所驱动,扫描线G2处于一低电平状态,因此晶体管Q1、Q2、S1和S2被关闭,且共用电极Vcom(A)与电压源V1耦接,因此共用电极Vcom(A)具有电压V1。因此,液晶电容Clc1和Clc2以及储存电容Cst1和Cst2上所储存的电压状态会保持在上一阶段的显示电压状态。若假设此时次像素P11的像素电极30所处的电压大小为电压3011,而次像素P12的像素电极Vpb所处的电压大小为电压3012。在周期T2时,扫描线G2受扫描信号扫描,此时在像素单元P1中,扫描线G2为高电平状态,因此晶体管Q1、Q2和S1将被导通,而共用电极Vcom(A)与电压源V1耦接,因此共用电极Vcom(A)具有电压V1,而共用电极Vcom(B)因晶体管S1被导通,因此也与电压源V1耦接而具有电压V1。此时数据线D2上所传送的电压信号,会分别经由晶体管Q1和Q2对储存电容Cst1和储存电容Cst2、以及液晶电容Clc1和液晶电容Clc2进行充电,且共用电极Vcom(A)和共用电极Vcom(B)具有等电压。因此,次像素P11以及P12中的像素电极30和像素电极31均呈现数据线D1上所传送的电压3013。
在周期T3时,扫描信号循序扫描至扫描线G3,此时在像素单元P1中,扫描线G2为低电平状态,因此晶体管Q1、Q2和S1被关闭,而扫描线G3为高电平状态,因此晶体管S2将被导通,而共用电极Vcom(A)直接耦接于电压源V1,因此共用电极Vcom(A)呈现电压V1。共用电极Vcom(B)因晶体管S1被关闭,而晶体管S2被导通,因此将切断与电压源V1的耦接,而与电压源V2耦接,因而呈现电压V2。由于晶体管Q1和Q2被关闭,因此像素电极30和像素电极31应维持在数据线D2上所传送的电压3013。但因此时用以驱动次像素P12的共用电极V com(B)的电压电平会由V1调变成为V2,该共用电极V com(B)上的电压变化会通过储存电容Cst2的耦合效应影响像素电极31上的电压,使得像素电极31上的电压由电压3013上升至电压3014。而用以驱动次像素P11的共用电极Vcom(A)的电压电平不变,仍为V1,因此像素电极30上的电压仍保持在电压3013。因此,次像素P11和次像素P12中的像素电极30和31会分别呈现不同的像素电压。
接着进行相邻帧k+1的扫描,此时扫描信号会重新从第一条扫描线依序扫描。在帧k+1的周期T4时,由于扫描线G2未受扫描线信号所驱动,扫描线G2处于一低电平状态,因此晶体管Q1、Q2、S1和S2被关闭,而共用电极Vcom(A)直接耦接于电压源V1,因此共用电极Vcom(A)呈现电压V1。共用电极Vcom(B)因晶体管S1和晶体管S2被关闭,因电容Cst1的作用而维持在电压V2。此时,液晶电容Clc1与Clc2以及储存电容Cst1和Cst2上所储存的电压状态会保持在上一阶段的显示电压状态,即帧k的周期T3时的显示状态,因此像素电极31上的电压为电压3014,像素电极30上的电压则为电压3013。
在周期T5时,扫描线G2受扫描信号扫描,此时在像素单元P1中,扫描线G2为高电平状态,因此晶体管Q1、Q2和S1将被导通,而共用电极Vcom(A)与电压源V1耦接,因此共用电极Vcom(A)具有电压V1。共用电极Vcom(B)因晶体管S1被导通,因此也与电压源V1耦接而具有电压V1。此时,数据线D2上所传送的电压信号会分别经由晶体管Q1和Q2对储存电容Cst1和储存电容Cst2以及液晶电容Clc1和液晶电容Clc2进行充电,且共用电极Vcom(A)和共用电极Vcom(B)具有等电压。因此,次像素P11以及P12中的像素电极30和像素电极31均呈现数据线D1上所传送的电压,但由于相邻两帧数据线上所传送的电压信号会反相,因此像素电极30和像素电极31呈现电压3015。值得注意的是,该反相信号的电压电平可不等同于前帧的电压电平。
在周期T6时,扫描信号循序扫描至扫描线G3,此时在像素单元P1中,扫描线G2为低电平状态,因此晶体管Q1、Q2和S1被关闭,而扫描线G3为高电平状态,因此晶体管S2将被导通,而共用电极Vcom(A)直接耦接于电压源V1,因此共用电极Vcom(A)呈现电压V1。共用电极Vcom(B)因晶体管S1被关闭,而晶体管S2被导通,因此将切断与电压源V1的耦接,而与电压源V2耦接。由于相邻两帧数据线上所传送的电压信号会反相,因此传送于电压源V2上的电压也被反相,因而呈现电压V3。值得注意的是,电压V1和电压V2之间的电压差以及电压V1和电压V3之间的电压差由设计像素电极30和31的电压差异所决定。此外,液晶夹压的交流信号振幅可对称于上基板导电电极的电位。由于晶体管Q1和Q2被关闭,因此像素电极30和像素电极31应维持在数据线D2上所传送的电压3015。但因此时用以驱动次像素P12的共用电极Vcom(B)的电压电平会由V1调变成为V3,该共用电极Vcom(B)上的电压变化会通过储存电容Cst2的耦合效应影响像素电极31上的电压,使得像素电极31上的电压由电压3015下降至电压3016。而用以驱动次像素P11的共用电极Vcom(A)的电压电平不变,仍为V1,因此像素电极30上的电压仍保持在电压3015。因此,次像素P11和次像素P12中的像素电极30和31会分别呈现不同的像素电压。
以帧k为例,由于共用电极Vcom(B)的驱动波形变化,均是在增大像素电极31上所呈现的像素电压,因此,若数据线上所传送的数据电压,在正负像素间均传送相等大小,在经过共用电极Vcom(B)的调变后,将造成像素电极具有不同的电压,而使得虽在同一电压数据下,却造成液晶偏转角度差异而形成显示差异,因此在正像素与负像素电压输入时会分别输入不同的数据线电压,由此再通过共用电极的调变后,对同一个帧时间,每一像素单元在正负极性驱动下将呈现相同的像素电极电压。根据本实施例,若需显示同一个灰阶亮度效果,在正极性像素下的电压3013为灰阶电压A,而在负极性像素下,数据线D1的电压3017为灰阶电压B,该两个灰阶电压的差异,实质上可约略相等于像素电极30和31的差异设计值。
图4为根据本发明第二实施例一像素单元P1的放大图。本实施例中次像素P11中的储存电容Cst1一端与像素电极30相接,而另一端则与扫描线G1耦接。换言之,在本实施例中,并不使用另一共用电极Vcom(A)来提供一定电压驱动。本实施例用以调制次像素的像素电极电压的操作方法与第一实施例相同,在此不再赘述。
图5A所示为根据本发明第三实施例的液晶显示器架构的俯视图,其中该液晶显示器是由多条耦接于数据线驱动集成电路的数据线D1、D2、D3...Dy、多条耦接于扫描线驱动集成电路的扫描线G1、G2、G3...Gx以及多个共用电极Vcom(A)和Vcom(B)所组成,其中数据线D1、D2、D3...Dy和扫描线G1、G2、G3...Gx彼此实质上垂直交叉,相邻的数据线与扫描线定义出一像素单元P1,而在每一像素单元中包含两个平行于扫描线的共用电极Vcom(A)和Vcom(B)。根据本发明,每一像素单元P1至少被分隔成两个次像素P11和P12。在每一次像素P11或P12中至少包括一由像素电极和共用电极构成的储存电容Cst。两个次像素P11和P12的储存电容Cst分别耦接至不同的共用电极,通过共用电极上的电压调制波形来改变像素电极电压,使得两个次像素具有不同的像素电压。在本实施例中,每一像素单元中的共用电极Vcom(B)通过两个切换元件S1和S2与两个不同的电压源V1和V2相接,由此形成二阶式驱动波形,其中切换元件S1和S2的开关分别由扫描线G2和G3控制。每一像素单元中的共用电极Vcom(A)则与一电压源V1耦接,其中电压源V1可提供各种不同形式的驱动波形,以调制次像素P11的像素电极电压。
参阅图5B为根据本发明第三实施例的像素单元P1的放大图。像素单元P1由数据线D2、扫描线G2以及共用电极Vcom(A)和Vcom(B)共同定义,而共用电极Vcom(A)和Vcom(B)平行于扫描线G2。像素单元P1被分隔成两个次像素P11和P12,其中次像素P11位于扫描线G2和共用电极Vcom(A)之间,而次像素P12则位于扫描线G2和共用电极Vcom(B)之间。次像素P11包含一薄膜晶体管Q1,其栅极耦接于扫描线G2、第一源/漏极则与对应的数据线D2连接,而第二源/漏极则连接于像素电极30,其中像素电极30和共用电极Vcom(A)构成储存电容Cst1,像素电极Vpa和上基板导电电极构成液晶电容Clc1。次像素P12中也包含一薄膜晶体管Q2,其栅极耦接于扫描线G2、第一源/漏极与对应的数据线D2连接,而第二源/漏极连接于像素电极31,像素电极31和共用电极Vcom(B)构成储存电容Cst2,像素电极31和上基板导电电极构成液晶电容Clc2,依此类推。当一扫描电压施加于扫描线G2而导通晶体管Q1和Q2时,此时数据线上所载的数据电压会经由晶体管Q1和Q2施加在对应的储存电容和液晶电容上。
此外,在本实施例中共用电极Vcom(A)与电压源V3耦接。而共用电极Vcom(B)通过切换元件(晶体管S1)与电压源V1相接,同时也通过切换元件(晶体管S2)与电压源V2相接。晶体管S1的开关由扫描线G2控制,而晶体管S2的开关由扫描线G3控制。换言之,在本实施例中,共用电极Vcom(A)与共用电极Vcom(B)并未耦接于相同的电压源,因此,可彼此独立输入驱动电压来分别调制像素电极30和像素电极31上的显示电压。此外,由于扫描线G2和G3循序被驱动,因此电压源V1和电压源V2会顺序供应电压给共用电极Vcom(B),使其依序呈现V1电压与V2电压,由此形成二阶式驱动波形。本实施例是利用扫描线的循序驱动,来依序开启晶体管S1和晶体管S2,改变共用电极Vcom(B)所耦接的电压源,并通过储存电容Cst2的耦合效应,改变像素电极31的电压,而使得两个次像素P11和P12具有不同的像素电压。
图5C所示为用以驱动本实施例的像素单元的驱动波形及像素电极30和31的对应电压。本实施例的电压源V3提供一具有震荡波形的驱动电压,图中所示的震荡波形仅为一概略图示,并非用以限定此波形的振幅与频率。此震荡波形的驱动电压会具有一平均电压值。
请同时参阅图5B与图5C。在帧k的周期T1时,由于扫描线G2未受扫描线信号所驱动,扫描线G2处于一低电平状态,因此晶体管Q1、Q2、S1和S2被关闭。共用电极Vcom(A)与电压源V3耦接,因此共用电极Vcom(A)也呈现震荡波形。晶体管S1和S2关闭,因此共用电极Vcom(B)保持在上一阶段的电压状态。由于晶体管Q1和Q2关闭,因此液晶电容Clc1和Clc2以及储存电容Cst1和Cst2上所储存的电压状态会保持在上一阶段的显示电压状态。其中,假设次像素P12的像素电极31所处的电压大小为电压5012,而次像素P11所处的电压大小为电压5011,因为共用电极Vcom(A)呈现震荡波形,因此通过储存电容Cst1的耦合效应,像素电极30上的电压也呈现震荡波形。
在周期T2时,扫描线G2受扫描信号扫描,此时在像素单元P1中,扫描线G2为高电平状态,因此晶体管Q1、Q2和S1将被导通。而共用电极Vcom(A)与电压源V3耦接,因此共用电极Vcom(A)呈现震荡波形。共用电极Vcom(B)因晶体管S1被导通,因此也与电压源V1耦接而具有电压V1。此时数据线D2上所传送的电压信号,会分别经由晶体管Q1和Q2对储存电容Cst1和储存电容Cst2、以及液晶电容Clc1和液晶电容Clc2进行充电,次像素P11以及P12中的像素电极30和像素电极31均呈现数据线D1上所传送的电压5013。
在周期T3时,扫描信号循序扫描至扫描线G3,此时在像素单元P1中,扫描线G2为低电平状态,因此晶体管Q1、Q2和S1被关闭,而扫描线G3为高电平状态,因此晶体管S2将被导通。共用电极Vcom(A)与电压源V3耦接,因此共用电极Vcom(A)呈现震荡波形。共用电极Vcom(B)因晶体管S1被关闭,而晶体管S2被导通,因此将切断与电压源V1的耦接,而与电压源V2耦接,因而呈现电压V2。由于晶体管Q1和Q2被关闭,因此像素电极30和像素电极31应维持在数据线D2上所传送的电压5013。但因此时用以驱动次像素P12的共用电极Vcom(B)的电压电平会由V1调变成为V2,该共用电极Vcom(B)上的电压变化会通过储存电容Cst2的耦合效应影响像素电极31上的电压,使得像素电极31上的电压由电压5013上升至电压5014。用以驱动次像素P11的共用电极Vcom(A)的电压电平呈现震荡波形,因此通过储存电容Cst1的耦合效应,使得像素电极30上的电压也为一震荡电压5015。因此,次像素P11和次像素P12中的像素电极30和31会分别呈现不同的像素电压。
接着进行相邻帧k+1的扫描,此时扫描信号会重新从第一条扫描线依序扫描,在帧k+1的周期T4时,由于扫描线G2未受扫描线信号所驱动,扫描线G2处于一低电平状态,因此晶体管Q1、Q2、S1和S2被关闭。共用电极Vcom(A)与电压源V3耦接,因此共用电极Vcom(A)呈现震荡波形。共用电极Vcom(B)因晶体管S1和晶体管S2被关闭,因电容Cst1的作用,而维持在电压V2。此时液晶电容Clc1与Clc2以及储存电容Cst1和Cst2上所储存的电压状态会保持在上一阶段的显示电压状态,即帧k的周期T3时的显示状态,因此像素电极31上的电压为电压5014。而像素电极30上的电压为电压5015。
在周期T5时,扫描线G2受扫描信号扫描,此时在像素单元P1中,扫描线G2为高电平状态,因此晶体管Q1、Q2和S1将被导通。共用电极Vcom(A)与电压源V3耦接,因此共用电极Vcom(A)呈现震荡波形。共用电极Vcom(B)因晶体管S1被导通,因此也与电压源V1耦接而具有电压V1。此时数据线D2上所传送的电压信号,会分别经由晶体管Q1和Q2对储存电容Cst1和储存电容Cst2以及液晶电容Clc1和液晶电容Clc2进行充电。因此,次像素P11以及P12中的像素电极30和像素电极31均呈现数据线D2上所传送的电压,但由于相邻两帧数据线上所传送的电压信号会反相,因此像素电极30和像素电极31呈现电压5016。此同一灰阶亮度信号,在正负帧时间,负极性的电压电平可不等同于正极性的电压电平,但个别与上基板导电电极之间的电压差大致上相等。
在周期T6时,扫描信号循序扫描至扫描线G3,此时在像素单元P1中,扫描线G2为低电平状态,因此晶体管Q1、Q2和S1被关闭,而扫描线G3为高电平状态,因此晶体管S2将被导通。共用电极Vcom(A)与电压源V3耦接,因此共用电极Vcom(A)呈现震荡波形。共用电极Vcom(B)因晶体管S1被关闭,而晶体管S2被导通,因此将切断与电压源V1的耦接,而与电压源V2耦接。由于相邻两帧数据线上所传送的电压信号会反相,因此传送在电压源V2上的电压也被反相,因而呈现电压V4。电压V1和电压V2之间的电压差以及电压V1和电压V4之间的电压差由设计像素电极30和31的电压差异所决定。此外,液晶夹压的交流信号振幅可对称于上基板导电电极电位。由于晶体管Q1和Q2被关闭,因此像素电极30和像素电极31应维持在数据线D2上所传送的电压5016。但因此时用以驱动次像素P12的共用电极Vcom(B)的电压电平会由V1调变成为V4,该共用电极Vcom(B)上的电压变化会通过储存电容Cst2的耦合效应影响像素电极31上的电压,使得像素电极31上的电压由电压5016下降至电压5017。用以驱动次像素P11的共用电极Vcom(A)的电压电平呈现震荡波形,因此通过储存电容Cst1的耦合效应,使得30上的电压也为一震荡电压5018。因此,次像素P11和次像素P12中的像素电极30和31会分别呈现不同的像素电压。如图5B所示,由于Vcom(A)并非为一个稳压,储存电容会因Vcom(A)信号变更而做调变,因此在正像素与负像素电压输入时,像素电极与上基板导电电极压差大致相等。
图6A所示为根据本发明第四实施例的液晶显示器架构的俯视图,其中该液晶显示器是由多条耦接于数据线驱动集成电路的数据线D1、D2、D3...Dy、多条耦接于扫描线驱动集成电路的扫描线G1、G2、G3...Gx以及多个共用电极Vcom(A)和Vcom(B)所组成,其中数据线D1、D2、D3...Dy和扫描线G1、G2、G3...Gx彼此垂直交叉,相邻的数据线与扫描线定义出一像素单元P1。每一像素单元包含两个平行于扫描线的共用电极Vcom(A)和Vcom(B)。根据本发明,每一像素单元P1被分隔成两个次像素P11和P12。在每一次像素P11或P12中至少包括一由像素电极和共用电极构成的储存电容Cst。两个次像素P11和P12的储存电容Cst分别耦接至不同的共用电极,通过共用电极上的电压调制波形来改变像素电极电压,使得两个次像素具有不同的像素电压。
其中在本实施例中,每一像素单元中的共用电极Vcom(A)通过两个切换元件S3和S4与两个不同电压源V3和V1相接,由此形成三阶式驱动波形,其中切换元件S3和S4的开关分别由扫描线G2和G3控制。每一像素单元中的共用电极Vcom(B)也通过两个切换元件S1和S2与两个不同电压源V3和V2相接,由此形成三阶式驱动波形,其中切换元件S1和S2的开关分别由扫描线G2和G3控制。根据本实施例,本发明的电压源V1提供4V电压,且在相邻两帧该电压会进行同电平或不同电平的电压转换。电压源V2提供6V电压,且在相邻两帧该电压也会进行同电平或不同电平的电压转换。电压源V3提供5V的定电压。电压的设定并不仅限于上述的4V、6V和5V;只要是可以让像素电极的电压具有一定的差值,也可采用其它电压设定。例如,电压源V1提供7V电压,电压源V2提供6V电压以及电压源V3提供5V电压。
图6B为根据本发明第四实施例的像素单元P1的放大图。像素单元P1由数据线D2、共用电极Vcom(A)和Vcom(B)以及扫描线G2共同定义,而共用电极Vcom(A)和Vcom(B)平行于扫描线G2。像素单元P1被分隔成两个次像素P11和P12,其中次像素P11位于扫描线G2和共用电极Vcom(A)之间,而次像素P12则位于扫描线G2和共用电极Vcom(B)之间。
次像素P11包含一薄膜晶体管Q1,其栅极耦接于扫描线G2、第一源/漏极则与对应的数据线D2连接,而第二源/漏极则连接于像素电极30,其中像素电极30和共用电极Vcom(A)构成储存电容Cst1,像素电极Vpa和上基板导电电极构成液晶电容Clc1。次像素P12中也包含一薄膜晶体管Q2,其栅极耦接于扫描线G2、第一源/漏极与对应的数据线D2连接,而第二源/漏极连接于像素电极31,像素电极31和共用电极Vcom(B)构成储存电容Cst2,像素电极31和上基板导电电极构成液晶电容Clc2。当一扫描电压施加于扫描线G2时,晶体管Q1和Q2会被导通,使得数据线上所载的数据电压可经由晶体管Q1和Q2,而施加在对应的储存电容和液晶电容上。
此外,在本实施例中共用电极Vcom(A)通过切换元件(晶体管S3)与电压源V3相接,同时通过切换元件(晶体管S4)与电压源V1相接。共用电极Vcom(B)通过切换元件(晶体管S1)与电压源V3相接,同时通过切换元件(晶体管S2)与电压源V2相接。晶体管S1和晶体管S3的开关由扫描线G2控制,而晶体管S2和晶体管S4的开关由扫描线G3控制。由于扫描线G2和G3循序被驱动,因此电压源V3和电压源V1会顺序供应电压给共用电极Vcom(A),使其依序呈现V3电压与V1电压。电压源V3和电压源V2也会顺序供应电压给共用电极Vcom(B),使其依序呈现V3电压与V2电压,由此形成三阶式驱动波形。本发明是利用扫描线的循序驱动,来依序开启晶体管S1和S3以及晶体管S2和S4,而改变共用电极Vcom(A)和Vcom(B)所耦接的电压源,并通过储存电容Cst1和Cst2的耦合效应,改变像素电极30和31的电压,而使得两个次像素P11和P12具有不同的像素电压。
参阅图6C所示为用以驱动本实施例的像素单元的驱动波形及像素电极30和31的对应电压,其中假设电压V1>V3>V2。请同时参阅图6B与图6C。在帧k的周期T1时,由于扫描线G2未受扫描线信号所驱动,扫描线G2处于一低电平状态,因此晶体管Q1、Q2、S1、S2、S3和S4被关闭。由于晶体管S1、S2、S3和S4关闭,因此共用电极Vcom(A)和Vcom(B)保持在上一阶段的电压状态。由于晶体管Q1和Q2关闭,因此液晶电容Clc1和Clc2以及储存电容Cst1和Cst2上所储存的电压状态会保持在上一阶段的显示电压状态。假设次像素P11的像素电极30呈现像素电压6011,而次像素P12的像素电极31呈现像素电压6012。在周期T2时,扫描线G2受扫描信号扫描,此时在像素单元P1中,扫描线G2为高电平状态,因此晶体管Q1、Q2、S1和S3将被导通。因晶体管S1和S3被导通,因此共用电极Vcom(A)和Vcom(B)均会与电压源V3耦接而具有电压V3。此时数据线D2上所传送的电压信号,会分别经由晶体管Q1和Q2对储存电容Cst1和储存电容Cst2、以及液晶电容Clc1和液晶电容Clc2进行充电,且共用电极Vcom(A)和共用电极Vcom(B)具有等电压。因此,次像素P11以及P12中的像素电极30和像素电极31均呈现数据线D1上所传送的电压6013。
在周期T3时,扫描信号循序扫描至扫描线G3,此时在像素单元P1中,扫描线G2为低电平状态,因此晶体管Q1、Q2、S1和S3被关闭,而扫描线G3为高电平状态,因此晶体管S2和S4将被导通。因晶体管S3被关闭,因此将切断Vcom(A)与电压源V3的耦接,而晶体管S4被导通,使得Vcom(A)与电压源V1耦接,因而呈现电压V1。因晶体管S1被关闭,因此将切断Vcom(B)与电压源V3的耦接,而晶体管S2被导通,使得Vcom(B)与电压源V2耦接,因而呈现电压V2。由于晶体管Q1和Q2被关闭,因此像素电极30和像素电极31应维持在数据线D2上所传送的电压6013。但因此时用以驱动共用电极Vcom(A)的电压电平会由V3调变成为V1,此共用电极Vcom(A)上的电压变化,会通过储存电容Cst1的耦合效应影响像素电极30上的电压,使得像素电极30上的电压由电压6013上升至电压6014。共用电极Vcom(B)的电压电平会由V3调变成为V2,此共用电极Vcom(B)上的电压变化,会通过储存电容Cst2的耦合效应影响像素电极31上的电压,使得像素电极31上的电压由电压6013下降至电压6015。因此,次像素P11和次像素P12中的像素电极30和31会分别呈现不同的像素电压。
接着进行相邻帧k+1的扫描,此时扫描信号会重新从第一条扫描线依序扫描,而电压源V1和V2会进行电压转换。在帧k+1的周期T4时,由于扫描线G2未受扫描线信号所驱动,扫描线G2处于一低电平状态,因此晶体管Q1、Q2、S1、S2、S3和S4被关闭。由于晶体管S1、S2、S3和S4关闭,因此共用电极Vcom(A)和Vcom(B)保持在上一阶段的电压状态。此时液晶电容Clc1与Clc2以及储存电容Cst1和Cst2上所储存的电压状态会保持在上一阶段的显示电压状态,即帧k的周期T3时的显示状态,因此像素电极31上的电压为电压6015。像素电极30上的电压为电压6014。
在周期T5时,扫描线G2受扫描信号扫描,此时在像素单元P1中,扫描线G2为高电平状态,因此晶体管Q1、Q2、S1和S3将被导通。因晶体管S1和S3被导通,共用电极Vcom(A)和Vcom(B)均会和电压源V3耦接而具有电压V3。此时数据线D2上所传送的电压信号会分别经由晶体管Q1和Q2对储存电容Cst1和储存电容Cst2、以及液晶电容Clc1和液晶电容Clc2进行充电。因此,次像素P11以及P12中的像素电极30和像素电极31均呈现数据线D1上所传送的电压,但由于相邻两帧数据线上所传送的电压信号会反相,因此像素电极30和像素电极31呈现电压6016。
在周期T6时,扫描信号循序扫描至扫描线G3,此时在像素单元P1中,扫描线G2为低电平状态,因此晶体管Q1、Q2、S1和S3被关闭,而扫描线G3为高电平状态,因此晶体管S2和S4将被导通。因晶体管S3被关闭,因此将切断Vcom(A)与电压源V3的耦接,而晶体管S4被导通,使得Vcom(A)与电压源V1耦接,因而呈现转换后的电压V1’。因晶体管S1被关闭,因此将切断Vcom(B)与电压源V3的耦接,而晶体管S2被导通,使得Vcom(B)与电压源V2耦接,因而呈现转换后的电压V2’。值得注意的是,电压V3和电压V2之间的电压差以及电压V3和电压V2’之间的电压差,决定于设计像素电极30和31的电压差异,以及液晶夹压的交流信号振幅必须对称于上基板导电电极电位。电压V3和电压V1之间的电压差,以及电压V3和电压V1’之间的电压差,也是决定于设计像素电极30和31的电压差异,以及液晶夹压的交流信号振幅必须对称于上基板导电电极电位。由于晶体管Q1和Q2被关闭,因此像素电极30和像素电极31应维持在数据线D2上所传送的电压6016。但因此时共用电极Vcom(B)的电压电平会由V3调变成为V2’,此共用电极Vcom(B)上的电压变化,会通过储存电容Cst2的耦合效应影响像素电极31上的电压,使得像素电极31上的电压由电压6016上升至电压6017。用以驱动共用电极Vcom(A)的电压电平会由V3调变成为V1’,此共用电极Vcom(A)上的电压变化,会通过储存电容Cst1的耦合效应影响像素电极30上的电压,使得像素电极30上的电压由电压6016下降至电压6018。因此,次像素P11和次像素P12中的像素电极30和31会分别呈现不同的像素电压。
在第五实施例中,参阅图6D所示,共用电极Vcom(A)通过切换元件(晶体管S3)与电压源V3相接,同时通过切换元件(晶体管S4)与电压源V1相接。共用电极Vcom(B)通过切换元件(晶体管S1)与电压源V3相接,同时通过切换元件(晶体管S2)与电压源V2相接。晶体管S1和晶体管S3的开关由扫描线G2控制,而晶体管S2的开关由扫描线G4控制,晶体管S4的开关由扫描线G3控制。由于扫描线G2、G3和G4循序被驱动,因此电压源V3和电压源V1会顺序供应电压给共用电极Vcom(A),使其依序呈现V3电压与V1电压。电压源V3和电压源V2也会顺序供应电压给共用电极Vcom(B),使其依序呈现V3电压与V2电压,由此形成三阶式驱动波形。利用扫描线的循序驱动,来依序开启晶体管S1和S3以及晶体管S4和晶体管S2,而改变共用电极Vcom(A)和Vcom(B)所耦接的电压源,并通过储存电容Cst1和Cst2的耦合效应,改变像素电极30和31的电压,而使得两个次像素P11和P12具有不同的像素电压。
在第六实施例中,参阅图6E所示,也可使用四个电压源来调变共用电极Vcom(A)和共用电极Vcom(B)的电压。根据该实施例,共用电极Vcom(A)通过切换元件(晶体管S3)与电压源V3相接,同时通过切换元件(晶体管S4)与电压源V1相接。共用电极Vcom(B)通过切换元件(晶体管S1)与电压源V4相接,同时通过切换元件(晶体管S2)与电压源V2相接。晶体管S1和晶体管S3的开关由扫描线G2控制,而晶体管S2的开关由扫描线G4控制,晶体管S4的开关由扫描线G3控制。由于扫描线G2、G3和G4循序被驱动,因此电压源V3和电压源V1会顺序供应电压给共用电极Vcom(A),使其依序呈现V3电压与V1电压。电压源V4和电压源V2也会顺序供应电压给共用电极Vcom(B),使其依序呈现V4电压与V2电压。利用扫描线的循序驱动,依序开启晶体管S1和S3以及晶体管S4和晶体管S2,而改变共用电极Vcom(A)和Vcom(B)所耦接的电压源,并通过储存电容Cst1和Cst2的耦合效应,改变像素电极30和31的电压,而使得两个次像素P11和P12具有不同的像素电压。
在第七实施例中,参阅图6F所示,也可使用四个电压源来调变共用电极Vcom(A)和共用电极Vcom(B)的电压。根据该实施例,共用电极Vcom(A)通过切换元件(晶体管S3)与电压源V3相接,同时通过切换元件(晶体管S4)与电压源V1相接。共用电极Vcom(B)通过切换元件(晶体管S1)与电压源V4相接,同时通过切换元件(晶体管S2)与电压源V2相接。晶体管S1和晶体管S3的开关由扫描线G2控制,而晶体管S2和晶体管S4的开关由扫描线G3控制。由于扫描线G2和G3循序被驱动,因此电压源V3和电压源V1会顺序供应电压给共用电极Vcom(A),使其依序呈现V3电压与V1电压。电压源V4和电压源V2也会顺序供应电压给共用电极Vcom(B),使其依序呈现V4电压与V2电压。本发明利用扫描线的循序驱动,依序开启晶体管S1和晶体管S3以及晶体管S4和晶体管S2,而改变共用电极Vcom(A)和Vcom(B)所耦接的电压源,并通过储存电容Cst1和Cst2的耦合效应,改变像素电极30和31的电压,而使得两个次像素P11和P12具有不同的像素电压。
图7A为根据本发明第八实施例的液晶显示器架构的俯视图。本实施例中相邻像素单元的共用电极彼此共享。以像素单元P1和P2为例,共享一共用电极Vcom(A),而像素单元P2和P3则共享共用电极Vcom(B)。
如前所述,相邻的数据线与扫描线定义出一像素单元,而在每一像素单元中包含两个平行于扫描线的共用电极Vcom(A)和Vcom(B)。根据本实施例,每一像素单元P1被分隔成两个次像素P11和P12。在每一次像素P11或P12中至少包括一由像素电极和共用电极构成的储存电容Cst。两个次像素P11和P12的储存电容Cst分别耦接至不同的共用电极,通过共用电极上的电压调制波形来改变像素电极电压,使得两个次像素具有不同的像素电压。其中在本实施例中,每一像素单元中的共用电极Vcom(A)通过两个切换元件S1和S5与电压源Vc相接,同时通过切换元件S2与电压源Va相接。切换元件S5、S1和S2的开关分别由扫描线Gn-1、Gn和Gn+1控制。每一像素单元中的共用电极Vcom(B)也通过两切换元件S3和S6与电压源Vc相接,同时通过切换元件S4与电压源Vb相接。切换元件S3、S6和S4的开关分别由扫描线Gn、Gn+1和Gn+2控制。本发明是利用扫描线的循序驱动,依序开启晶体管S5、晶体管S1和S3、晶体管S2和S6以及晶体管S4,而改变共用电极Vcom(A)和Vcom(B)所耦接的电压源,并通过储存电容Cst1和Cst2的耦合效应,改变像素电极30和31的电压,而使得两个次像素P11和P12具有不同的像素电压。
此外,次像素P11包含一晶体管Q1,其栅极耦接于扫描线Gn、第一源/漏极则与对应的数据线Dn连接,而第二源/漏极则连接于像素电极30,其中像素电极30和共用电极Vcom(A)构成储存电容Cst1,像素电极Vpa和上基板导电电极构成液晶电容Clc1。次像素P12中也包含一晶体管Q2,其栅极耦接于扫描线Gn、第一源/漏极与对应的数据线Dn连接,而第二源/漏极连接于像素电极31,像素电极31和共用电极Vcom(B)构成储存电容Cst2,像素电极31和上基板导电电极构成液晶电容Clc2。当一扫描电压施加于扫描线Gn时,晶体管Q1和Q2会被导通,使得数据线上所载的数据电压可经由晶体管Q1和Q2,而施加在对应的储存电容和液晶电容上。
参阅图7B所示为用以驱动本实施例的像素单元的驱动波形及像素电极30和31的对应电压。本实施例的电压源Va和Vb在相邻两帧间,其电压会进行同电平或不同电平的电压转换。请同时参阅图7A与图7B。在帧k的周期T1时,由于仅有扫描线Gn-1受扫描线信号所驱动,因此晶体管S5被导通,共用电极Vcom(A)与电压源Vc耦接而具有电压Vc。而晶体管S3和S6被关闭,因此共用电极Vcom(B)保持在上一阶段的电压状态。由于晶体管Q1和Q2关闭,因此液晶电容Clc1和Clc2以及储存电容Cst1和Cst2上所储存的电压状态会保持在上一阶段的显示电压状态。假设次像素P11的像素电极30上的电压大小为电压7011,而次像素P12的像素电极31上的电压大小为电压7012。
在周期T2时,扫描信号扫描至扫描线Gn,因此晶体管S1和S3被导通,共用电极Vcom(A)和共用电极Vcom(B)分别通过晶体管S1和S3与电压源Vc耦接而具有电压Vc。晶体管Q1和Q2也被导通,此时数据线Dn上所传送的电压信号,会分别经由晶体管Q1和Q2对储存电容Cst1和储存电容Cst2以及液晶电容Clc1和液晶电容Clc2进行充电,因此次像素P11以及P12中的像素电极30和像素电极31均呈现数据线Dn上所传送的电压7013。
在周期T3时,扫描信号扫描至扫描线Gn+1,因此晶体管S6和S2被导通,共用电极Vcom(B)通过晶体管S6与电压源Vc耦接而具有电压Vc。共用电极Vcom(A)通过晶体管S2与电压源Va耦接而具有电压Va。由于晶体管Q1和Q2被关闭,因此像素电极30和像素电极31应维持在数据线Dn上所传送的电压7013。但因此时用以驱动共用电极Vcom(A)的电压电平会由Vc调变成为Va,此共用电极Vcom(A)上的电压变化,会通过储存电容Cst1的耦合效应影响像素电极30上的电压,使得像素电极30上的电压由电压7013上升至电压7014。共用电极Vcom(B)的电压电平不变,因此像素电极31上的电压仍维持在电压7013。
在周期T4时,扫描信号扫描至扫描线Gn+2,因此晶体管S4被导通,共用电极Vcom(B)通过晶体管S4与电压源Vb耦接而具有电压Vb。共用电极Vcom(A),因晶体管S1、S5和S2关闭,因此维持在电压Va。由于晶体管Q1和Q2被关闭,因此像素电极30上的电压应维持在电压7014,而像素电极31应维持在电压7013。但因此时用以驱动共用电极Vcom(B)的电压电平会由Vc调变成为Vb,此共用电极Vcom(B)上的电压变化,会通过储存电容Cst2的耦合效应影响像素电极31上的电压,使得像素电极31上的电压由电压7013下降至电压7015。
接着进行相邻帧k+1的扫描,此时扫描信号会重新从第一条扫描线依序扫描,而电压源Va和Vb会进行电压转换。在帧k+1的周期T5时,由于仅有扫描线Gn-1受扫描线信号所驱动,因此晶体管S5被导通,共用电极Vcom(A)与电压源Vc耦接而具有电压Vc。晶体管S3和S6被关闭,因此共用电极Vcom(B)保持在上一阶段的电压Vb。由于晶体管Q1和Q2关闭,因此像素电极30上的电压应维持在电压7014,而像素电极31应维持在电压7015,但因此时用以驱动共用电极Vcom(A)的电压电平会由Va调变成为Vc,此共用电极Vcom(A)上的电压变化,会通过储存电容Cst1的耦合效应影响像素电极30上的电压,使得像素电极30上的电压由电压7014下降至电压7016。
在周期T6时,扫描线G2受扫描信号扫描,此时在像素单元P1中,扫描线G2为高电平状态,因此晶体管Q1、Q2、S1和S3将被导通。因晶体管S1和S3被导通,共用电极Vcom(A)和Vcom(B)均会与电压源V3耦接而具有电压V3。此时数据线D2上所传送的电压信号,会分别经由晶体管Q1和Q2对储存电容Cst1和储存电容Cst2、以及液晶电容Clc1和液晶电容Clc2进行充电。因此,次像素P11以及P12中的像素电极30和像素电极31均呈现数据线D1上所传送的电压,但由于相邻两帧数据线上所传送的电压信号会反相,因此像素电极30和像素电极31呈现电压6016。
在周期T6时,扫描信号扫描至扫描线Gn,因此晶体管S1和S3被导通,共用电极Vcom(A)和共用电极Vcom(B)分别通过晶体管S1和S3与电压源Vc耦接而具有电压Vc。晶体管Q1和Q2也被导通,此时数据线Dn上所传送的电压信号,会分别经由晶体管Q1和Q2对储存电容Cst1和储存电容Cst2、以及液晶电容Clc1和液晶电容Clc2进行充电,但由于相邻两帧数据线上所传送的电压信号会反相,因此像素电极30和像素电极31呈现电压7017。
在周期T7时,扫描信号扫描至扫描线Gn+1,因此晶体管S6和S2被导通,共用电极Vcom(B)通过晶体管S6与电压源Vc耦接而具有电压Vc。共用电极Vcom(A)通过晶体管S2与电压源Va耦接,因而呈现反转后的电压Va’。由于晶体管Q1和Q2被关闭,因此像素电极30和像素电极31应维持在数据线Dn上所传送的电压7017。但因此时用以驱动共用电极Vcom(A)的电压电平会由Vc调变成为Va’,此共用电极Vcom(A)上的电压变化,会通过储存电容Cst1的耦合效应影响像素电极30上的电压,使得像素电极30上的电压由电压7017下降至电压7018。共用电极Vcom(B)的电压电平不变,因此像素电极31上的电压仍维持在电压7017。
在周期T8时,扫描信号扫描至扫描线Gn+2,因此晶体管S4被导通,共用电极Vcom(B)通过晶体管S4与电压源Vb耦接,因而呈现反转后的电压Vb’。而共用电极Vcom(A),因晶体管S1、S5和S2关闭,因此维持在电压Va’。由于晶体管Q1和Q2被关闭,因此像素电极30上的电压应维持在电压7018,而像素电极31应维持在电压7017。但因此时用以驱动共用电极Vcom(B)的电压电平会由Vc调变成为Vb’,此共用电极Vcom(B)上的电压变化,会通过储存电容Cst2的耦合效应影响像素电极31上的电压,使得像素电极31上的电压由电压7017上升至电压7019,因此次像素P11和次像素P12中的像素电极30和31会分别呈现不同的像素电压。
参阅图7C所示为根据本发明第九实施例的像素单元放大图。在本实施例中,各共用电极由三个电压源所驱动。其中共用电极Vcom(A)通过切换元件(晶体管S5和晶体管S1)与电压源Vd和电压源Vc相接,同时通过切换元件(晶体管S2)与电压源Va相接。切换元件S5、S1与S2的开关分别由扫描线Gn-1、Gn和Gn+1控制。共用电极Vcom(B)通过切换元件(晶体管S3和晶体管S6)与电压源Vd和电压源Vc相接,同时通过切换元件(晶体管S4)与电压源Vb相接。切换元件S3、S6和S4的开关分别由扫描线Gn、Gn+1和Gn+2控制。本发明是利用扫描线的循序驱动来依序开启晶体管S5、晶体管S1和S3、晶体管S2和S6以及晶体管S4,而改变共用电极Vcom(A)和Vcom(B)所耦接的电压源,并通过储存电容Cst1和Cst2的耦合效应,改变像素电极30和31的电压,使得两个次像素P11和P12具有不同的像素电压。
图7D为根据本发明第十实施例的液晶显示器架构的俯视图。在本实施例中,共用电极Vcom(B)直接与一电压源Vb相接。共用电极Vcom(A)通过切换元件(晶体管S1和晶体管S3)与电压源Vc相接,同时通过切换元件(晶体管S2)与电压源Va相接。切换元件S3、S1和S2的开关分别由扫描线Gn-1、Gn和Gn+1控制。利用扫描线的循序驱动,依序开启晶体管S3、S1和S2,改变共用电极Vcom(A)所耦接的电压源,并通过储存电容Cst1和Cst2的耦合效应,改变像素电极30和31电压,使得两个次像素P11和P12具有不同的像素电压。
图7E为根据本发明第十一实施例的像素单元的放大图。在本实施例中,共用电极Vcom(A)由三个电压源所驱动。共用电极Vcom(B)直接与一电压源Vb相接。共用电极Vcom(A)通过切换元件(晶体管S3)与电压源Vd和电压源Vc相接,并通过晶体管S1与电压源Vc相接。同时通过切换元件(晶体管S2)与电压源Va相接。切换元件S5、S1与S2的开关分别由扫描线Gn-1、Gn和Gn+1控制。共用电极Vcom(B)通过切换元件(晶体管S3与晶体管S6)与电压源Vd和电压源Vc相接,同时通过切换元件(晶体管S4)与电压源Vb相接。切换元件S3、S1与S2的开关分别由扫描线Gn-1、Gn和Gn+1控制。利用扫描线的循序驱动,依序开启晶体管S3、S1和S2,改变共用电极Vcom(A)所耦接的电压源,并通过储存电容Cst1和Cst2的耦合效应,改变像素电极Vpa和Vpb的电压,而使得两个次像素P11和P12具有不同的像素电压。另一方面,上述各实施例所述的共用电极的设计均是平行于扫描线,因此,受同一共用电极所驱动的像素单元均为彼此相邻排列。然而,在其它实施例中,共用电极的设计也可如图8所示,共用电极Vcom(A)与共用电极Vcom(B)以Z字形彼此交错横跨的方式排列在基板上;根据该设计,上下交错排列的多个像素单元会受同一共用电极所驱动,因而可达到均匀的显示状况。
综上所言,本发明通过将一像素单元区隔成多个次像素,而在每一次像素中均具有各自的晶体管、液晶电容与储存电容。各次像素的储存电容分别电性耦接至不同的共用电极,而各共用电极可通过多个由扫描线控制的切换元件来分别电性耦接至不同的电压源,同时通过扫描线的循序驱动,来依序开启各切换元件,让对应的共用电极在不同的时间下会由不同电压电平的电压源驱动,并通过储存电容的耦合效应,来改变对应的像素电极的电压,使得一像素单元具有多种不同的像素电压。所述多种不同的像素电压可形成不同的光学特性,并互相补偿平均,因此可改善一像素单元内的色偏现象。
虽然本发明已以优选实施例揭示如上,然而其并非用以限定本发明,任何所属领域的技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,可作各种更动与润饰,因此本发明的保护范围当视后附权利要求所定义的范围为准。
Claims (19)
1.一种液晶显示器结构,包含:
多条数据线;
多条扫描线,横跨且交叉所述数据线;
多个第一和第二共用电极,与所述多条扫描线交错排列,其中相邻的数据线与扫描线定义出一像素单元,在每一像素单元中包括第一和第二共用电极,且该每一像素单元包含由所述扫描线与所述第一和第二共用电极定义出的第一次像素和第二次像素,位于该每一像素单元中的所述第一和第二共用电极分别连接至组成同一像素单元的第一次像素的储存电容和第二次像素的储存电容;
第一切换元件和第二切换元件,两者由不同的扫描线分别控制;
多个电压源,其中所述第一共用电极与所述电压源中的一电压源电性耦接,所述第二共用电极通过该第一切换元件和该第二切换元件而与所述电压源中的其中两个电压源电性耦接,使该第二共用电极依序与所述两个电压源电性连接。
2.如权利要求1所述的液晶显示器结构,其中该第一切换元件和该第二切换元件为晶体管。
3.如权利要求1所述的液晶显示器结构,还包含一数据线驱动集成电路,用以传送像素电压给所述数据线。
4.如权利要求1所述的液晶显示器结构,还包含一扫描线驱动集成电路,用以传送扫描信号至所述扫描线。
5.如权利要求1所述的液晶显示器结构,其中所述电压源包含一第一电压源和一第二电压源,该第一共用电极与该第一电压源电性耦接,该第二共用电极通过该第一切换元件与该第一电压源电性耦接,以及通过该第二切换元件与该第二电压源电性耦接。
6.如权利要求5所述的液晶显示器结构,其中该第一电压源提供一第一电压,而该第二电压源提供一第二电压。
7.如权利要求6所述的液晶显示器结构,其中该第一电压为一固定电压,该第二电压在相邻帧能够进行电压转换。
8.如权利要求1所述的液晶显示器结构,其中所述多个电压源分别为第一电压源、第二电压源和第三电压源,而每一所述第一共用电极与该第三电压源耦接,而每一所述第二共用电极则通过该第一切换元件与该第一电压源耦接,以及通过该第二切换元件与该第二电压源耦接。
9.如权利要求8所述的液晶显示器结构,其中该第一电压源提供一第一电压,该第二电压源提供一第二电压,该第三电压源提供一第三电压。
10.如权利要求9所述的液晶显示器结构,其中该第一电压为一固定电压,该第二电压在相邻帧进行电压转换,该第三电压为一上下震荡的电压。
11.如权利要求1所述的液晶显示器结构,还包括一第三切换元件以及一第四切换元件,其中每一所述第一共用电极通过该第三切换元件和该第四切换元件与所述电压源中的其中两个电压源电性耦接,其中该第三切换元件与该第四切换元件分别由不同的扫描线控制,使该第一共用电极依序与所述两个电压源电性连接。
12.如权利要求11所述的液晶显示器结构,其中该第三切换元件与该第一切换元件由相同扫描线控制,该第四切换元件与该第二切换元件由相同扫描线控制。
13.如权利要求11所述的液晶显示器结构,其中该第三切换元件与该第一切换元件由相同扫描线控制,该第四切换元件与该第二切换元件由不同扫描线控制。
14.如权利要求11所述的液晶显示器结构,其中所述多个电压源分别为第一电压源、第二电压源和第三电压源,而每一所述第一共用电极通过该第三切换元件与该第三电压源耦接,以及通过该第四切换元件与该第一电压源耦接,而每一所述第二共用电极通过该第一切换元件与该第三电压源耦接,以及通过该第二切换元件与该第二电压源耦接。
15.如权利要求11所述的液晶显示器结构,其中所述多个电压源分别为第一电压源、第二电压源、第三电压源和第四电压源,而每一所述第一共用电极通过该第三切换元件与该第三电压源耦接,以及通过该第四切换元件与该第一电压源耦接,而每一所述第二共用电极通过该第一切换元件与该第三电压源耦接,以及通过该第二切换元件与该第四电压源耦接。
16.如权利要求15所述的液晶显示器结构,其中该第一电压源提供一第一电压,该第二电压源提供一第二电压,第三电压源提供一第三电压,第四电压源提供一第四电压。
17.如权利要求16所述的液晶显示器结构,其中该第一电压与该第二电压在相邻帧进行电压转换,该第三电压为一固定电压。
18.如权利要求1所述的液晶显示器结构,其中任一相邻的第一共用电极与第二共用电极以Z字形彼此交错横跨排列,使得上下交错排列的像素单元受同一共用电极所驱动。
19.如权利要求1所述的液晶显示器结构,其中所述第一共用电极为扫描线。
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