CN101644842A - 一种液晶显示器面板以及驱动液晶显示器的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种液晶显示器面板及驱动上述面板的方法。每一像素至少有第一及第二子像素。每一子像素有子像素电极和耦接至子像素电极的切换元件。每对相邻的扫描信号线分别耦接至像素列中每一像素的第一子像素和第二子像素的切换元件。数据信号线Dm连接像素行P{n},m-1和P{n},m中的一个的奇数像素的第一或第二子像素的切换元件,以及像素行P{n},m-1和P{n},m的另一行的偶数像素的第二或第一子像素的切换元件。面板包括栅极驱动器和数据驱动器,用以产生扫描信号和数据信号并分别施加于扫描信号线和数据信号线。扫描信号以既定时序导通连至扫描信号线的切换元件,且数据信号任两相邻者有相反极性。
Description
技术领域
本发明涉及一种液晶显示器,特别是关于一种使用行反转数据驱动结构用以降低功率消耗的液晶显示器面板以及其驱动方法。
背景技术
液晶显示器装置包含一个由液晶分子和与液晶分子相应的像素单元所组成的液晶显示器面板,每个像素单元具有一液晶电容、一储存电容以及一电性连接至液晶电容与储存电容的薄膜晶体管。上述像素单元大体上安排成矩阵的型式,上述矩阵具有数个像素列和数个像素行。一般而言,扫描信号依序地施加至数个像素列之上,以便依序将像素单元一一导通。当扫描信号被施加至一列像素用以开启相应像素单元的薄膜晶体管时,像素列的影像信号会立刻被施加至数个像素行,以便对相应的液晶电容和储存电容来充电,借以排列与像素列相对应的液晶单元的方向,因而控制光的穿透。对所有的像素列重复此过程,所有的像素单元将会拥有影像信号中对应的数据信号,以便于其上显示影像。
上述液晶分子由于其具有细长的外型,所以必须具有精确的偏向对准。液晶显示器的液晶分子偏向在控制光的穿透上扮演很重要的角色。众所皆知,如果长时间将高电压施加于液晶分子,则液晶分子的光学穿透性质将会改变。这个改变将是永久性的,并造成液晶显示器的显示品质不可回复的劣化。为了保护液晶分子不被长时间的高电压劣化,常用的方法是在液晶分子两侧,将电压极性不断的反转交替。这个反转机制包含了图框反转、列反转,行反转和点反转。一般而言,尽管使用点反转,但是高品质的影像会因为需要将电压高频率反转交替而造成功率较高的消耗。这些液晶显示装置,特别是薄膜晶体管装置将会消耗大量的功率,并接着产生过量的热,而液晶显示装置的特性将会由于过热而产生劣化。
因此,业界亟需一种低功率消耗的像素驱动结构及驱动上述结构的方法。
为了让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂,下文特举一较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下:
发明内容
本发明亦提供一种具有改善色偏的液晶显示器面板。
在一实施例中,液晶显示器面板包括一共用电极(Common electrode);多条扫描信号线{Gn}沿着列方向作空间分布,n=1,2...,N,N为一大于零的整数;多条数据信号线{Dm}沿着与列方向垂直的行方向作空间分布并且与扫描信号线交错,m=1,2,...,M,M为一大于零的整数;以及多个像素{Pn,m},以矩阵形式作空间分布,每个像素Pn,m由两相邻的扫描信号线Gn和Gn+1,以及两相邻数据信号线Dm和Dm+1所定义。每个像素Pn,m包括至少一第一子像素Pn,m(1)和一第二子像素Pn,m(2),每个第一子像素和每个第二子像素包括一子像素电极、并联地耦接于子像素电极和共用电极之间的一液晶电容,以及一晶体管,晶体管具有一栅极、一源极以及一漏极电性耦接于子像素电极。
像素Pn,m的第一子像素Pn,m(1)的晶体管的栅极和源极分别电性耦接至扫描信号线Gn+1和数据信号线Dm,并且像素Pn,m的第二子像素Pn,m(2)的晶体管的栅极和源极分别电性耦接至扫描信号线Gn和第一子像素Pn,m(1)的子像素电极。
像素Pn+1,m的第一子像素Pn+1,m(1)的晶体管的栅极和源极分别电性耦接至扫描信号线Gn+1和第二子像素Pn+1,m(2)的子像素电极,并且像素Pn+1,m的第二子像素Pn+1,m(2)的晶体管的栅极和源极分别电性耦接至扫描信号线Gn+2和数据信号线Dm+1。
在一实施例中,像素Pn,m的每个第一子像素Pn,m(1)和每个第二子像素Pn,m(2)更包括一储存电容,储存电容并联地电性耦接于子像素电极和共用电极之间。
此外,液晶显示器面板可具有多条触控感应信号线{Lk},k=1,2,...,K;其中K为一大于零的整数。每条触控感应信号线被安排与一扫描信号线Gn或一数据信号线Dm相邻且平行。在一实施例中,在像素矩阵{Pn,m}的偶数像素列的每个像素,或像素矩阵{Pn,m}的奇数像素列的每个像素,更包括一光感应器和一晶体管,其中晶体管具有一栅极电性连接至用以定义出像素的两条扫描信号线中的一条、一源极电性连接至光感应器,以及一漏极电性连接至一相应的触控感应信号线。
液晶显示器面板亦具有一栅极驱动器和一数据驱动器。栅极驱动器,用以产生分别施加于多条扫描信号线{Gn}的多个扫描信号,在此多个扫描信号以一既定时序导通连接至多条扫描信号线的晶体管。数据驱动器,用以产生分别施加于多条数据信号线{Dm}的多个数据信号,在此多个数据信号中任两相邻者具有相反极性。
在一实施例中,每个扫描信号有一波形。此波形在一第一周期T1具有一第一电压V1,在一第二周期T2具有一第二电压V2,在一第三周期T3具有一第三电压V3,在一第四周期T4具有一第四电压V4,在一第五周期T5具有一第五电压V5,其中第(j+1)周期Tj+1紧接在第j周期Tj之后,j=1,2,3,4,且其中V1=V3=V5>V2=V4,T2=(T1+2t),T3=(T1-t),T4=2t,T5=T1和T1>>t。每个扫描信号的波形循序地由另一波形平移T1+T2周期而得。
在另一实施例中,每个扫描信号具有一波形,其中波形在一第一周期T1都具有一第一电压V1(t),在一第二周期T2都具有一第二电压V2(t),在一第三周期T3都具有一第三电压V3(t),其中第二周期T2紧跟在第一周期T1之后,第三周期T3紧跟在第二周期T2之后。V1(t)和V3(t)随着时间改变,而V2(t)=V2是一常数电压并且与时间无关。第一周期T1中还包括了一第一时期T0,和紧跟在第一时期T0后面的一第二时期T=(T1-T0)。在第一时期T0时,V1(t)=V1,是一常数电压;然而在第二时期T中,电压V1(t)随着时间逐渐地从V1减少至V0。此外,第三周期T3包含了一第一时期T0、一紧跟在T0后面的一第二时期T以及一紧跟在第二时期T之后的第三时期(T3-T1-T0)。其中在第一时期T0,V3(t)=V3,是一常数电压,在第二时期T,电压V3(t)随着时间逐渐地从V3减少至V0,在第三时期,V3(t)=V3,V1=V3>V2,V1>V0≥V2,T1=T2并且T3=2T1。每个扫描信号的波形循序地由另一波形平移T1+T2周期而得。
在操作时,此驱动结构中的像素{Pn,m}具有点反转的一像素极性。
在一实施例中,每个晶体管为一场效应薄膜晶体管。
在另一型态中,本发明关于一种用以驱动液晶显示器的方法。在一实施例中,此方法包括提供一液晶显示器面板的步骤。液晶显示器面板包括一共用电极;多条扫描信号线{Gn}沿着列方向作空间分布,n=1,2...,N,N为一大于零的整数;多条数据信号线{Dm}沿着与列方向垂直的行方向作空间分布并且与扫描信号线交错,m=1,2,...,M,M为一大于零的整数;以及多个像素{Pn,m},以矩阵形式作空间分布。
每一像素Pn,m由两相邻的扫描信号线Gn和Gn+1,以及两相邻数据信号线Dm和Dm+1所定义。每个像素Pn,m包括至少一第一子像素Pn,m(1)和一第二子像素Pn,m(2),每个第一子像素和每个第二子像素包括一子像素电极,并联地电性耦接于子像素电极和共用电极之间的液晶电容,以及一晶体管,此晶体管具有一栅极、一源极和一漏极电性耦接于子像素电极。像素Pn,m的第一子像素Pn,m(1)的晶体管的栅极和源极分别电性耦接至扫描信号线Gn+1和数据信号线Dm,并且像素Pn,m的第二子像素Pn,m(2)的晶体管的栅极和源极分别电性耦接至扫描信号线Gn和第一子像素Pn,m(1)的子像素电极。像素Pn+1,m的第一子像素Pn+1,m(1)的晶体管的栅极和源极分别电性耦接至扫描信号线Gn+1和第二子像素Pn+1,m(2)的子像素电极,并且像素Pn+1,m的第二子像素Pn+1,m(2)的晶体管的栅极和源极分别电性耦接至扫描信号线Gn+2和数据信号线Dm+1。
此外,液晶显示器面板可有多条触控感应信号线{Lk},k=1,2,...,K;其中K为一大于零的整数。每条触控感应信号线被安排与扫描信号线Gn或数据信号线Dm相邻且平行。在一实施例中,在像素矩阵{Pn,m}的偶数像素列的每个像素,或像素矩阵{Pn,m}的奇数像素列的每个像素,更包括一光感应器和一晶体管,此晶体管包括一栅极电性连接至定义出像素的两条扫描信号线中的一者、一源极电性连接至光感应器,以及一漏极电性连接至相应触控感应信号线。
此方法更包括分别施加多个扫描信号和多个数据信号于多条扫描信号线{Gn}和多条数据信号线{Dm}的步骤。多个扫描信号以一既定时序导通连接至多条扫描信号线{Gn}的晶体管,其中多个数据信号中任两相邻者具有相反的极性。于是,在操作时,像素{Pn,m}具有点反转的一像素极性。
在另一型态中,本发明关于一液晶显示器面板。在一实施例中,液晶显示器面板具有多个像素{Pn,m},以矩阵形式作空间分布,n=1,2...,N,m=1,2,...,M,M,N为一大于零的整数。每一像素Pn,m由两相邻的扫描信号线Gn和Gn+1,以及两相邻数据信号线Dm和Dm+1所定义。每个像素Pn,m包括至少一第一子像素Pn,m(1)和一第二子像素Pn,m(2),每个第一子像素和每个一第二子像素包括一子像素电极和电性耦接至子像素电极的一切换元件。
液晶显示器面板也具有多条扫描信号线{Gn},沿着列方向作空间分布。每一对相邻扫描信号线Gn和Gn+1在像素矩阵{Pn,m}定义出一像素列Pn,{m},并且此对相邻扫描信号线Gn和Gn+1分别电性耦接至像素列中每个像素的第一子像素和第二子像素的切换元件。
液晶显示器面板更包括多条数据信号线{Dm},沿着与列方向垂直的行方向作空间分布并且与扫描信号线交错。每一对相邻数据信号线Dm和Dm+1在像素矩阵{Pn,m}定义出一像素行P{n},m。其中每个数据信号线Dm电性连接两个关联于数据信号线Dm的相邻像素行P{n},m-1和P{n},m中的一者的每个奇数像素的第一子像素或第二子像素的切换元件,以及两相邻像素行P{n},m-1和P{n},m的另一行的每个偶数像素的第二子像素或第一子像素的切换元件。
此外,液晶显示器面板亦可具有至少一个共用电极。在一实施例中,像素矩阵{Pn,m}的像素Pn,m的每个第一子像素Pn,m(1)和每个第二子像素Pn,m(2)更包括一液晶电容和一储存电容,其中液晶电容和储存电容电性上均并联耦接于子像素电极和共用电极之间。
再者,液晶显示器面板有具有一栅极驱动器和一数据驱动器。栅极驱动器,用以产生分别施加于多条扫描信号线{Gn}的多个扫描信号,在此多个扫描信号以一既定时序导通连接至多条扫描信号线的切换元件。数据驱动器,用以产生分别施加于多条数据信号线{Dm}的多个数据信号,在此多个数据信号中任两相邻者具有相反的极性。在操作时,像素{Pn,m}具有点反转的一像素极性。
在一实施例中,像素矩阵{Pn,m}的像素Pn,m的第一子像素Pn,m(1)和第二子像素Pn,m(2)的每个切换元件为一场效应薄膜晶体管,此场效应薄膜晶体管具有一栅极、一源极和一漏极。在一实施例中,像素矩阵{Pn,m}的像素Pn,m的每个第一子像素Pn,m(1)和每个第二子像素Pn,m(2)的晶体管的漏极电性耦接至相应子像素的子像素电极。像素矩阵{Pn,m}的像素Pn,m的第一子像素Pn,m(1)的晶体管的栅极和源极分别电性耦接至扫描信号线Gn+1和数据信号线Dm,并且像素矩阵{Pn,m}的像素Pn,m的第二子像素Pn,m(2)的晶体管的栅极和源极分别电性耦接至扫描信号线Gn和第一子像素Pn,m(1)的子像素电极。像素矩阵{Pn,m}的像素Pn+1,m的第一子像素Pn+1,m(1)的晶体管的栅极和源极分别电性耦接至扫描信号线Gn+1和第二子像素Pn+1,m(2)的子像素电极,并且像素矩阵{Pn,m}的像素Pn+1,m的第二子像素Pn+1,m(2)的晶体管的栅极和源极分别电性耦接至扫描信号线Gn+2和数据信号线Dm+1。
此外,液晶显示器面板可具有多条触控感应信号线{Lk},k=1,2,...,K;其中K为一大于零的整数。每条触控感应信号线被安排与一扫描信号线Gn或一数据信号线Dm相邻且平行。在一实施例中,在像素矩阵{Pn,m}的偶数像素列的每个像素,或像素矩阵{Pn,m}的奇数像素列的每个像素,更包括一光感应器和一晶体管,此晶体管具有一栅极电性连接至用以定义出像素的两条扫描信号线中的一者、一源极电性连接至光感应器,以及一漏极电性连接至一相应的触控感应信号线。
在另一型态中,本发明关于驱动一液晶显示器的方法。
在一实施例中,此方法包括提供一液晶显示器面板的步骤。液晶显示器面板在一实施例中具有多个像素{Pn,m},以矩阵形式作空间分布,n=1,2...,N,m=1,2,...,M,M,N为一大于零的整数。每个像素Pn,m包括至少一第一子像素Pn,m(1)和一第二子像素Pn,m(2),每个第一子像素Pn,m(1)和每个第二子像素Pn,m(2)包括一子像素电极和电性耦接至子像素电极的一切换元件。
液晶显示器面板亦包括多条扫描信号线{Gn},沿着列方向作空间分布,以及多条数据扫描信号线{Dm},沿着与列方向垂直的行方向作空间分布并且扫描信号线交错。每一对相邻扫描信号线Gn和Gn+1在像素矩阵{Pn,m}定义出一像素列Pn,{m},此对相邻扫描信号线Gn和Gn+1分别电性耦接至像素列Pn,{m}中每个像素的第一子像素和第二子像素的切换元件。每一对相邻的数据信号线Dm和Dm+1定义出像素矩阵{Pn,m}的一像素行P{n},m,并且其中每个数据信号线Dm电性连接两个关联于数据信号线Dm的相邻像素行P{n},m-1和P{n},m中的一者的每个奇数像素的第一子像素或第二子像素的切换元件,以及两相邻像素行P{n},m-1和P{n},m的另一行的每个偶数像素的第二子像素或第一子像素的切换元件。
在一实施例中,液晶显示器面板更包括至少一个共用电极。像素矩阵{Pn,m}的像素Pn,m的每个第一子像素Pn,m(1)和每个第二子像素Pn,m(2)更包括一液晶电容和一储存电容,其中液晶电容和储存电容均并联地电性耦接于子像素电极和共用电极之间。
在一实施例中,像素矩阵{Pn,m}的像素Pn,m的第一子像素Pn,m(1)和第二子像素Pn,m(2)的每个切换元件为一场效应薄膜晶体管,此场效应薄膜晶体管具有一栅极、一源极和一漏极。像素矩阵{Pn,m}的像素Pn,m的每个第一子像素Pn,m(1)和每个第二子像素Pn,m(2)的晶体管的漏极电性耦接至相应子像素的子像素电极。像素矩阵{Pn,m}的像素Pn,m的第一子像素Pn,m(1)的晶体管的栅极和源极分别电性耦接至扫描信号线Gn+1和数据信号线Dm,并且像素矩阵{Pn,m}的像素Pn,m的第二子像素Pn,m(2)的晶体管的栅极和源极分别电性耦接至扫描信号线Gn和第一子像素Pn,m(1)的子像素电极。像素矩阵{Pn,m}的像素Pn+1,m的第一子像素Pn+1,m(1)的晶体管的栅极和源极分别电性耦接至扫描信号线Gn+1和第二子像素Pn+1,m(2)的子像素电极,并且像素矩阵{Pn,m}的像素Pn+1,m的第二子像素Pn+1,m(2)的晶体管的栅极和源极分别电性耦接至扫描信号线Gn+2和数据信号线Dm+1。
此外,液晶显示器面板亦可具有多条触控感应信号线{Lk},k=1,2,...,K;其中K为一大于零的整数。每条触控感应信号线被安排与一扫描信号线Gn或一数据信号线Dm相邻且平行。在一实施例中,在像素矩阵{Pn,m}的偶数像素列的每个像素,或像素矩阵{Pn,m}的奇数像素列的每个像素,更包括一光感应器和一晶体管,此晶体管具有一栅极电性连接至用以定义出像素的两条扫描信号线的一者、一源极电性连接至光感应器,以及一漏极电性连接至一相应的触控感应信号线。
再者,此方法包括分别施加多个扫描信号和多个数据信号至多条扫描信号线{Gn}和多条数据信号线{Dm}的步骤。多个扫描信号以一既定时序导通连接至多条扫描信号线{Gn}的切换元件并且多个数据信号中任两相邻者具有相反极性。于是,在操作时,像素{Pn,m}具有点反转的像素极性。
附图说明
图1用以概略地显示本发明实施例中液晶显示器面板的部分等效电路;
图2用概略地显示图1所示的液晶显示器面板的另一等效电路图;
图3用概略地显示图1所示的液晶显示器面板包含栅极和源极驱动器的等效电路图;
图4为施加至图1所示的液晶显示器面板的驱动信号的时序图;
图5用概略地显示图1所示的液晶显示器面板的部分布局图;
图6用概略地显示图1所示的液晶显示器面板的另一部分布局图;
图7为图4所示的扫描信号的时序图和与图6相应的像素电压;
图8为本发明的实施例的扫描信号时序图和与图6相应的像素电压;
图9为本发明的另一实施例的扫描信号时序图和与图6相应的像素电压;
图10为图7扫描信号的像素电压的模拟结果;
图11为图9扫描信号的像素电压的模拟结果;
图12为本发明的一实施例中扫描信号的时序图;
图13概略地显示图1所示的液晶显示器面板的部分布局图;
图14概略地显示依据本发明的一实施例的液晶显示器面板部分等效电路图;
图15概略地显示图14所示液晶显示器面板的部分布局图;
图16概略地显示图14所示液晶显示器面板的另一部分布局图。
其中,附图标记
130~列方向;
140~行方向;
100,200,300,500,600~液晶显示器面板;
Gn,Gn+1,Gn+2,Gn+3,G0,G1,G2,G3,G4,GN-1,GN~扫描信号线;
Dm,Dm+1,Dm+2,Dm+3,D0,D1,D2,D3,DM-1,DM~数据信号线;
Lk~触控感应信号线;
Pn,m,Pn+1,m,Pn+2,m,Pn,m+1,Pn,m+2,P1,M,P2,M,PN,1,PN,2,P0,0,P1,0,P2,0,P3,0,P0,1,P1,1,P2,1,P3,1,P0,2,P1,2,P2,2,P3,2,P1,3,P2,3,P3,3~像素;
Pn,m(1),Pn,m(2),Pn+1,m(1),Pn+1,m(2),P1,2(1),P2,1(1),P2,1(2),P3,2(2),A,B,C,D,E,F,X~子像素;
112,116,316,212,216,313,316,512,516,618~晶体管;
112s,116s,618s~源极;
112d,116d,618d~漏极;
112g,116g,618g~栅极;
115a,115b~子像素电极;
215a,515a~第一子像素电极;
215b,515b~第二子像素电极;
160~共用电极;
113a,113b~液晶电容;
152~栅极驱动器;
154~数据驱动器;
650~光感应器;
270,370,470,570~波形;
g0,g1,g2,g3,g4,g5,271,272,273~扫描信号;
d1,d2,d3,dM-1,dM,281,282~数据信号;
Vcom,290~共用信号;
T1,T2,T3,T4,T5,t,1,2,3,4,5,6~周期;
T0,T~时期;
t0,t1,t2,t3,t4,t5,t6,t7,t8,t9,t10,t11~时间;
V0,V1,V2,V3,V4,V5,Vf1,Vf2,A_data,B_data,C_data,D_data~电压。
具体实施方式
本发明的实施例参考所附的图1至图16说明如下。依照本发明目的,于本说明书中的实施例和其大体的描述,在一实施例中,本发明关于一种使用行反转数据驱动结构用以降低功率消耗的液晶显示器面板以及其驱动方法。
图1至图3用以部分地且示意性地显示本发明的一液晶显示器面板的一实施例。液晶显示器面板100包括共用电极160,沿着列(扫描)方向130延伸的多条扫描信号线G1,G2,...,Gn,Gn+1,Gn+2,Gn+3,...和GN,以及沿着行方向140延伸并与多条扫描信号线{GN}交错的多条数据信号线D1,D2,...,Dm,Dm+1,Dm+2,Dm+3,...和DM,其中N、M均为大于1的整数,且列方向130和行方向140互相垂直。再者,液晶显示器面板100更具有多个以矩阵的形式作空间分布的像素{Pn,m}。每个像素Pn,m是由两相邻的扫描信号线Gn和Gn+1与两相邻的数据信号线Dm和Dm+1所定义。为说明本发明的实施例,图1仅概略地显示出液晶显示器面板100之中的四条扫描信号线Gn,Gn+1,Gn+2与Gn+3、四条数据信号线Dm,Dm+1,Dm+2与Dm+3以及九个对应的像素,而图2中仅概略地显示出液晶显示器面板100之中的三条扫描信号线Gn,Gn+1与Gn+2、二条数据信号线Dm与Dm+1以及两个对应的像素Pn,m和Pn+1,m。
再者,每个像素Pn,m是由两个或更多个子像素所构成。例如,如图2所示,每个位于两相邻的扫描信号线Gn和Gn+1与两相邻的数据信号线Dm和Dm+1-的像素Pn,m具有第一子像素Pn,m(1)和第二子像素Pn,m(2)。每个第一子像素Pn,m(1)和第二子像素Pn,m(2)包括子像素电极115a/115b,液晶电容113a/113b以及晶体管112/116,而晶体管112/116具有栅极112g/116g、源极112s/116s以及漏极112d/116d。
像素Pn,m的第一子像素Pn,m(1)的液晶电容113a并联电性连接于像素Pn,m的第一子像素Pn,m(1)的子像素电极115a和共用电极160之间;像素Pn,m的第二子像素Pn,m(2)的液晶电容113b并联地电性连接于像素Pn,m的子像素Pn,m(2)的子像素电极115b和共用电极160之间。此外,为了要提供耦合电压至相应的液晶电容113a/113b以补偿在像素Pn,m形成的漏电流,在像素Pn,m的每个第一子像素Pn,m(1)和每个第二子像素Pn,m(2)会具有一储存电容,而此储存电容并联地电性连接于像素Pn,m的相应于子像素Pn,m(1)/Pn,m(2)的子像素电极115a/115b和共用电极160(此处未显示)之间。
像素Pn,m的第一子像素Pn,m(1)的晶体管112的栅极112g和源极112s分别电性耦接至扫描信号线Gn+1和数据信号线Dm,并且像素Pn,m的第二子像素Pn,m(2)的晶体管116的栅极116g和源极116s分别电性耦接至扫描信号线Gn和第一子像素Pn,m(1)的子像素电极115a。
像素Pn+1,m的第一子像素Pn+1,m(1)的晶体管112的栅极112g和源极112s分别电性耦接至扫描信号线Gn+1和第二子像素Pn+1,m(2)的子像素电极115b,并且像素Pn+1,m的第二子像素Pn+1,m(2)的晶体管116的栅极116g和源极116s分别电性耦接至扫描信号线Gn+2和数据信号线Dm+1。
在一实施例中,每个像素Pn,m的第一子像素Pn,m(1)和第二子像素Pn,m(2)的子像素电极115a/115b沉积在第一基板上(此处未显示),而共用电极160则被沉积在第二基板上(此处未显示)并与第一基板在空间上间隔开来。液晶分子则被填充于前述的第一基板和第二基板之间。每个单元关联于液晶显示器面板100的一个像素Pn,m,施加在子像素电极上的电压则用以控制相应于子像素的液晶分子的方向排列。
在一实施例中,晶体管112和晶体管116为场效应晶体管,并适用以启动第一子像素Pn,m(1)和第二子像素Pn,m(2)。其他形式的晶体管亦可能用来实现本发明。通过施加扫描信号至与晶体管112的栅极112g和晶体管116的栅极116g电性耦接的扫描信号线Gn和Gn+1,晶体管112和116被选择到进而导通,此时,借着分别对第一子像素Pn,m(1)和第二子像素Pn,m(2)的相应液晶电容113a和113b充电的方式,施加于相应数据线Dm或Dm+1的数据信号被结合至第一子像素Pn,m(1)和第二子像素Pn,m(2)。像素Pn,m的第一子像素Pn,m(1)和第二子像素Pn,m(2)的液晶电容113a和113b的充电电压与施加于第一基板和第二基板间所对应的液晶分子的电场是相对应的。
液晶显示器面板100尚有栅极驱动器152和数据驱动器154,如图3所示。栅极驱动器152用以产生分别施加至多条扫描信号线{Gn}的多个扫描信号{gn}。多个扫描信号{gn}以既定的时序来开启连接到多条扫描信号线{Gn}的晶体管112/116。数据驱动器154用以产生分别施加于多条数据信号线{Dm}的多个数据信号{dm}。多个数据信号{dm}中任两相邻者,如dm和dm+1,具有相反极性,例如,若数据信号dm具有正/高电压,则数据信号dm+1具有负/低电压,反之亦然。
在此像素安排与像素驱动的框架下,欲显示的影像的数据以行反转方式施加至数据信号线{Dm},在此时多个像素{Pn,m}的影像显示以具有高显示品质的点反转方式呈现。因为每一条数据信号线Dm都电性耦接至像素行P{n},m和其相邻的像素行P{n},m+1,所以相较于使用传统的点反转方式,液晶显示器面板100的点反转只需要一半数量的数据信号线{Dm}即可达成。于是液晶显示器面板100也可以省下传统的点反转方式液晶显示器面板一半的功率消耗。
根据本发明的一具体实施例,图4显示施加至图5中液晶显示器面板200的驱动信号的波形图,而这些波形用以向相应的子像素电极215a和215b充电。在上述的具体的实施例中,图示中的液晶显示器面板仅部分地且示意性地显示3×3像素。举例而言,在3×3像素矩阵的第一行中的像素分别被称为像素P0,0,P1,0和P2,0。每个像素具有一第一子像素电极215a,一第二子像素电极215b,一第一晶体管212(切换元件)和一第二晶体管216(切换元件),每一个晶体管212或216具有一漏极、一源极和一栅极。每个像素的第一晶体管212和第二晶体管216的栅极都电性耦接到一对相邻的扫描信号线,如G0和G1、G1和G2、G2和G3,并由上述方法定义出一个像素。每个像素的第一晶体管212和第二晶体管216的漏极分别电性耦接至上述像素的第一子像素电极215a和第二子像素电极215b。
对由一对相邻的扫描信号线G0和G1所定义的第一像素列的像素P0,0、P0,1和P0,2而言,每个像素P0,0、P0,1或P0,2的第一晶体管212的源极电性连接到相应的数据信号线D0、D1或D2,而每个像素P0,0、P0,1或P0,2的第二晶体管216的源极电性连接到此像素的第一子像素电极215a。然而,对由一对扫描信号线G1和G2定义的第二像素列的像素P1,0、P1,1和P1,2而言,每个像素P1,0、P1,1或P1,2的第一晶体管212的源极电性连接到此像素的第二子像素电极215b,而每个像素P1,0、P1,1或P1,2的第二晶体管216的源极电性连接到相应的数据信号线D1、D2或D3。如图5所示,像素的安排会在两相邻像素列间重复一次。扫描信号线G0和数据信号线D0常用于输入哑信号(dummy signals)。
在一具体实施例中,驱动信号包括分别施加到扫描信号线G1、G2和G3的三个扫描信号g1(271)、g2(272)和g3(273),分别施加到数据信号线D1和D2的两个数据信号d1(281)和d2(282),和施加到共用电极(此处未显示)的一共用信号Vcom(290)。扫描信号271、272和273是由栅极驱动器所产生。每个扫描信号271、272和273具有一波形270。波形270在第一周期T1具有一第一电压V1,在第二周期T2-具有一第二电压V2和在第三周期T3具有一第三电压V3,其中第二周期T2紧接着第一周期T1,第三周期T3紧接着上述第二周期T2。如图5所示的一实施例中,V1=V3>V2,T1=T2并且T3=2T2。为了有效地开启和关闭一对应像素列的相应的晶体管,V1(V3)和V2为分别位于相应的高电压和低电压。为了依一既定顺序致能三个像素列,每个扫描信号271、272或273的波形270依序地由另一者平移(shifted)而得之。在一具体实例中,扫描信号272由扫描信号271平移周期T1+T2,而扫描信号273由扫描信号272平移周期T1+T2。
共用信号Vcom 290具有一常数电压(电位)。数据信号281和282依据即将在这些像素上显示的影像所产生,并且具有相反的极性。换句话说,若数据信号281具有一正电压,数据信号282则具有一负电压,反之亦然。在具体实施例中,数据信号281具有一正电压,数据信号282则具有一负电压。
如图4所示,在(t1-t0)的周期1内,电性连接到扫描信号线G1和G2的晶体管212和216为开启,而连接到扫描信号线G3的晶体管212和216为关闭。因此,通过施加数据信号281到像素P1,0的第二晶体管216的源极,在像素P1,0的第一子像素电极215a会产生一正电压,在此同时,通过施加数据信号282到像素P1,1的第二晶体管216的源极,在像素P1,1的第一子像素电极215a会产生一负电压。在图5中,分别以”+”和”-”表示在像素P1,0的第一子像素215a产生的正电压,及像素P1,1的第一子像素215a产生的负电压。此外,在图5中,数字”1”、”2”、”3”、”4”、”5”和”6”代表子像素P1,0(1)/P1,1(1)、P0,1(1)/P0,2(1)、P2,1(2)/P2,2(2)、P1,0(2)/P1,1(2)和P2,1(1)/P2,2(1)对应于图4中所对应的子像素电极被充电的周期1、2、3、4、5和6。
在(t2-t1)的周期2内,电性连接到扫描信号线G1的晶体管212和216为开启,而连接到扫描信号线G2和G3的晶体管212和216为关闭。因此,通过施加数据信号281到像素P0,1的第一晶体管212的源极,在像素P0,1的第一子像素电极215a会产生一正电压,在此同时,通过施加数据信号282到像素P0,2的第一晶体管212的源极,在像素P0,2的第一子像素电极215a会产生一负电压。在图5中,分别以”+”和”-”表示在像素P0,1-的第一子像素215a产生的正电压与像素P0,2的第一子像素215a产生的负电
在(t3-t2)的周期3内,电性连接到扫描信号线G1的晶体管212和216为关闭,而连接到扫描信号线G2和G3的晶体管212和216为开启。因此,通过施加数据信号281到像素P2,1的第一晶体管212的源极,在像素P2,1的第二子像素电极215b会产生一正电压,在此同时,通过施加数据信号282到像素P2,2的第一晶体管212的源极,在像素P2,2的第二子像素电极215b会产生一负电压。在图5中,分别以”+”和”-”表示在像素P2,1-的第二子像素215b产生的正电压与像素P2,2-的第二子像素215b产生的负电压。
因此,依照前述的像素安排和驱动方式,以行反转的方式将数据输入至数据信号线,即可在以影像显示为目的的液晶显示器面板200的像素矩阵{Pn,m}的内达成点反转。
然而,当对液晶显示器面板的一些子像素充/放电时,可能会对其产生一第一馈入电压,同时对其他子像素产生一第一馈入电压和一第二馈入电压,所以如图4所示的扫描信号g1、g2和g3的简化的波形(脉冲)及其(栅极)时序,会在目前发明的液晶显示器面板造成色斑效应(mura effect)。图6与图7用以显示本发明的液晶显示器面板300在显示时的多栅极脉冲的效应以及栅极关闭的次序,其中g1,g2…,g5分别为施加于扫描信号线G1,G2…,G5的扫描信号,而A_mdata,B_ata,C_ata和D_data分别代表子像素A,B,C和D的电压。在本例中,假设在四个子像素A(P2,1(1)),B(P1,2(1)),C(P3,2(2))和D(P2,1(2))中,每个子像素均被充电至4V并且每次馈入电压为1V。图6中部分显示的液晶显示器面板300像素排列与图5的液晶显示器面板中所示者大体上相同。
在操作上,于(t1-t0)的周期内,栅极G2和G3被开启,即电性连接至扫描信号线G2和G3的晶体管313和316被开启,通过透过数据信号线D2所施加的数据信号,子像素A会被充电至4V。在时间t1时,栅极G3关闭并在子像素A产生一第一馈入电压,因而降低子像素电压A_data至3V。在此同时,子像素B被充电至4V。然后在时间t2时,栅极G2也关闭并分别在子像素A产生一第二馈入电压和子像素B产生一第一馈入电压,因而分别降低子像素电压A_data至2V和子像素电压B_ata至3V。在(t3-t2)的周期,栅极G3和G4开启,子像素C被充电至4V。在时间t3时,栅极G4关闭并在子像素C产生一第一馈入电压,因而降低子像素电压C_data至3V。在此同时,子像素D被充电至4V。然后在时间t4时,栅极G3也关闭并分别在子像素C产生一第二馈入电压和子像素D产生一第一馈入电压,因而分别降低子像素电压C_data至2V和子像素电压D_data至3V。
子像素A,B,C和D的电压不均匀可能会造成面板色斑效应,即显示的影像中在光穿透强度上的缺陷。为了要避免此色斑效应,栅极的时序需要被修正,以致于栅极可以依一既定的次序被开启和/或关闭。此修正可以通过分别调变施加于扫描信号线G1,G2…,GN的扫描信号g1,g2…,gN--而达成。
图8显示根据本发明的一具体实施例的扫描信号。扫描信号g1,g2…,g5中的每一者被设置含有波形370。波形370在一第一周期T1具有一第一电压V1,一第二周期T2具有一第二电压V2,一第三周期T3具有一第三电压V3,一第四周期T4具有一第一电压V4,一第五周期T5具有一第一电压V5,其中第(j+1)个周期Tj+1紧跟在第j个周期Tj之后,且j=1,2,3,4。如图8所示的具体实施例中,V1=V3=V5>V2=V4,T2=(T1+2t),T3=(T1-t),T4=2t,T5=T1和T1>>t。在本实施例中,为了有效地开启和关闭像素列的相应晶体管,V1(V3,V5)和V2(V4)分别对应于一高电压和一低电压。每个扫描信号g1,g2…,g5中的波形370以一既定的次(时)序,由一个扫描信号递嬗至另一扫描信号,以开启三个像素列。在本具体实施例中,扫描信号g2是由扫描信号g1平移T1+T2的周期,扫描信号g3是由扫描信号g2平移T1+T2的周期,扫描信号g4是由扫描信号g3平移T1+T2的周期,扫描信号g5是由扫描信号g4平移T1+T2的周期。
当扫描信号g1,g2…,g5分别施加于扫描信号线G1,G2…,G5时,如图6所示的每个子像素A、B、C和D被充电而带有一均匀电压,故操作时于液晶显示器面板300不会造成色斑效应。例如,在(t1-t0)的周期,栅极G2和G3开启,借着数据信号线D2所施加的数据信号,子像素A被充电至4V。在时间t1时,栅极G2关闭并在子像素A产生一馈入电压,然后将子像素电压A_data降低至3V。在时间t2时,栅极G3关闭。然而,因为栅极G2已于时间t2时关闭,所以栅极G3的关闭不会在子像素A造成任何馈入电压。在时间t2时,子像素A的子像素电压A_data仍然是3V,如图8中所示。在时间t3时,栅极G2再度开启,而子像素A被充电回4V。在此同时,子像素B被充电至4V。接着,在时间t4时,栅极G2被关闭并在子像素A和子像素B产生一馈入电压。在本实施例中,如图8中所示,子像素电压A_data和B_data均有一约为3V的电压。
类似地,子像素C和子像素D的子像素电压C_data和D_data亦大约为3V,并且与子像素A和子像素B的A_data和B_data相同。
图9为依据本发明中扫描信号的另一实施例。每个扫描信号g1,g2,g3和g4--可以借着调制(或修剪)图4和图7中的相应扫描信号而获得,因此图9中每个扫描信号的波形470在一第一周期T1都具有一第一电压V1(t),在一第二周期T2都具有一第二电压V2(t),在一第三周期T3都具有一第三电压V3(t),其中第二周期T2紧跟在第一周期T1之后,第三周期T3紧跟在第二周期T2之后。V1(t)和V3(t)随着时间改变,而V2(t)=V2是一常数电压并且与时间无关。如图9所示,第一周期T1中包括一第一时期T0,和紧跟在第一时期T0后面的一第二时期T=(T1-T0)。在第一时期T0中,V1(t)=V1,是一常数电压,然而在第二时期T中,电压V1(t)随着时间逐渐地从V1减少至V0。此外,第三周期T3包含一第一时期T0,紧跟在T0后面的一第二时期T,和紧跟在第二时期T后面的另一第三时期(T3-T1-T0),其中在第一时期T0内,V3(t)=V3,为一常数电压,在第二时期T中,V3(t)随着时间逐渐地从V3减少至V0,在第三时期内V3(t)=V3。在图9的实施例中,V1=V3>V2,V1>V0≥V2,T1=T2并且T3=2T1。为了要有效地开启和关闭一相应像素列的相应晶体管,V1(V3)和V2分别位于对应的一高电压和一低电压。每个扫描信号g1,g2,g3和g4中的波形470以一既定的时序,由一个扫描信号递嬗至另一扫描信号,以开启三个像素列。在本具体实施例中,扫描信号g2是由扫描信号g1平移T1+T2的周期,扫描信号g3是由扫描信号g2平移T1+T2的周期,扫描信号g4是由扫描信号g3平移T1+T2的周期。
当扫描信号g1,g2,g3和g4分别被施加于图6所示的液晶显示器面板300的扫描信号线G1,G2,G3和G4时,可以大幅减少面板的色斑效应。例如,在(t1-t0)的周期内,栅极G2和G3开启,故子像素A被完全充电。由时间t1至时间t2,G3缓慢地关闭,其中t2=t1+T。在此同时,借着G3的关闭,G2也缓慢地关闭,并且充分地减少在子像素A产生的第一馈入电压效应。T的时间长度越长,G2被关闭的越慢,在子像素A的第一馈入电压效应就越小。使用类似的方法,也可以大幅减少子像素C的第一馈入电压效应。结果,液晶显示器面板300的色斑效应就可以减少。
图10和表1是使用有图4和图7所示波形的扫描信号的模拟结果。子像素A和子像素D之间的电压差ΔV=550毫伏。
图11和表2是使用有图9所示波形的扫描信号的模拟结果。子像素A和子像素D之间的电压差ΔV=450毫伏,略小于前述模拟使用的550毫伏。
根据本发明的一实施例,图12显示施加到液晶显示器面板500并对其相应子像素515a和515b充电的扫描信号g0,g1,g2,g3的波形图。如图13显示的一具体实施例,其液晶显示器面板500的像素安排与图5中所示者相同。为了本发明的描述的方便,液晶显示器面板500部分地图示3×3像素矩阵。举例而言,在3×3像素矩阵的第一行中的像素分别被称为P1,1,P2,1和P3,1。每个像素具有一第一子像素电极515a,一第二子像素电极515b,一第一晶体管(切换元件)512和一第二晶体管(切换元件)516,而每个晶体管512/516具有一栅极,一源极和一漏极。每个像素的第一晶体管512和第二晶体管516的栅极分别电性连接至两相邻扫描信号线,如G0和G1、G1和G2或G2和G3。每个像素的第一晶体管512和第二晶体管516的漏极分别电性连接至第一子像素电极515a和第二子像素电极515b。
表1:一个无栅极整形电压的模拟结果
整形电压 V0 Vf1 V1 Vf2 ΔV1 ΔV2 ΔVtotal
A 5.9 5.385 5.385 4.258 0.51 1.127 1.542
D 5.9 5.9 5.9 4.809 0 1.091 1.091
表2:一个有栅极整形电压的模拟结果
整形电压 V0 Vf1 V1 Vf2 ΔV1 ΔV2 ΔVtotal
A 5.9 5.479 5.479 4.357 0.421 1.122 1.543
D 5.9 5.9 5.9 4.809 0 1.091 1.091
对于通过两相邻扫描信号线G0和G1而定义的第一像素列的像素P1,1,P1,2及P1,3而言,每个像素P1,1,P1,2或P1,3的第一晶体管512的源极电性连接相应的数据信号线D0,D1或D2,而每个像素P1,1,P1,2或P1,3的第二晶体管516的源极电性连接至此像素的第一子像素电极515a。然而,对通过两相邻扫描信号线G1和G2而定义的第二像素列的像素P2,1,P2,2及P2,3而言,每个像素P2,1,P2,2或P2,3的第一晶体管512的源极电性连接至此像素的第二子像素电极515b,而每个像素P1,1,P1,2或P1,3的第二晶体管516的源极电性连接至相应数据信号线D1,D2或D3。如图13中所示,像素的安排以每两相邻像素列重复一次。
在具体实施例中,驱动信号包括施加于扫描信号线G0,G1,G2和G3的四个扫描信号g0,g1,g2和g3。每个扫描信号g0,g1,g2和g3均具有波形570。波形570在一第一周期T1具有一第一电压V1,一第二周期T2具有一第二电压V2,一第三周期T3具有一第三电压V3,一第四周期T4具有一第四电压V4,一第五周期T5具有一第五电压V5,其中第(j+1)个周期Tj+1紧跟在第j个周期Tj之后,且j=1,2,3,4。如图12所示的具体实施例中,V1=V3=V5>V2=V4,T1=T3=T5,T2=2T1和T4<T1。在本实施例中,为了有效地开启和关闭像素列的相应晶体管,V1(V3,V5)和V2(V4)分别位于对应的一高电压和一低电压。每个扫描信号g0,g1,g2和g3中的波形570以一既定的次(时)序,由一个扫描信号递嬗至另一扫描信号,以开启三个像素列。在本具体实施例中,扫描信号g1是由扫描信号g0平移T1+T2的周期,扫描信号g2是由扫描信号g1平移T1+T2的周期,扫描信号g3是由扫描信号g2平移T1+T2的周期。
数据信号d1,d2,d3和d4(图12未显示)依据即将在这些像素显示的影像所产生并具有相反的极性,并且施加至数据信号线D0,D1,D2和D3。
因此,依照前述的像素安排和驱动方式,以行反转的方式将数据输入至数据信号线,即可在以影像显示为目的的液晶显示器面板500的像素矩阵{Pn,m}之内达成点反转。
图13显示具有正电压的数据信号d1如何施加至液晶显示器面板500的相应子像素的范例。
在(t1-t0)的周期内,只有电性连接至扫描信号线G0和G1的晶体管512和516开启。例如,数据信号d1经由子像素A被传输。最后,数据信号d1被传到子像素B(像素P1,2的第二子像素515b)并以”+”符号标示之。
在(t2-t1)的周期内,液晶显示器面板500的晶体管512和516均不开启,故数据信号d1没有地方可以传送。
在(t3-t2)的周期内,只有电性连接至扫描信号线G0的晶体管516开启,使得来自(t1-t0)的周期的数据信号的相应电压得以在(t3-t2)的周期被子像素A和B平均分享,并且子像素A和B内数据信号的状态与其在(t1-t0)的周期时相同。
在(t4-t3)的周期内,液晶显示器面板500的晶体管512和516均不开启,故数据信号d1没有地方可以传送。
在(t5-t4)的周期内,只有电性连接至扫描信号线G1和G2的晶体管512和516开启。例如,数据信号d1经子像素D被传输。最后,数据信号d1被传到子像素C(像素P2,1的第一子像素P2,1(1)515b)。
在(t6-t5)的周期内,液晶显示器面板500的晶体管512和516均不开启,故数据信号d1没有地方可以传送。
在(t7-t6)的周期内,只有电性连接至扫描信号线G1的晶体管512和516开启,使得来自(t5-t4)的周期的数据信号的相应电压得以在(t3-t2)的周期被子像素C和D平均分享,并且子像素C和D内数据信号的状态与其在(t5-t4)的周期时相同。
在(t8-t7)的周期内,液晶显示器面板500的晶体管512和516均不开启,故数据信号d1没有地方可以传送。
在(t9-t8)的周期内,只有电性连接至扫描信号线G2和G3的晶体管512和516开启。例如,数据信号d1经子像素E被传输。最后,数据信号d1被传到子像素F(像素P3,2的第二子像素P3,2(2)515b)。
在(t10-t9)的周期内,液晶显示器面板500的晶体管512和516均不开启,故数据信号d1没有地方可以传送。
在(t11-t10)的周期内,只有电性连接至扫描信号线G2的晶体管512和516开启,使得来自(t9-t8)的周期的数据信号的相应电压得以在(t11-t10)的周期被子像素E和F平均分享,并且子像素E和F内数据信号的状态与其在(t9-t8)的周期时相同。
对其他数据信号重复上述过程会对液晶显示器面板500造成点反转的效果,如图13所示,其中”+”符号或”-”符号分别表示相应子像素被充正电荷或充负电荷。
根据先前公开的本发明的具体实施例,每一条数据信号线电性耦接其两相邻像素行,且施加至相应数据信号线的数据信号具有不同极性的电压,即,行反转,所以相较于使用传统的点反转方式,液晶显示器面板的行反转只需要一半数量的数据信号线即可达成。于是液晶显示器面板也可以省下传统的点反转方式液晶显示器面板一半的功率消耗。
图14为本发明中液晶显示器面板的另一实施例。液晶显示器面板600包括多条触控感应信号线{Lk},并与图1所示的液晶显示器的像素安排整合在一起,其中k=1,2,...,K,K为一大于零的整数。触控感应信号线Lk被安排与数据信号线Dm+1相邻且平行。多条触控感应信号线{Lk}的其他安排亦可用来实现本发明。例如,触控信号线Lk被安排与数据信号线Dm或Dm+1相邻且平行。在本较佳实施例中,数据信号以斜向扫描(zigzag scan)方式分别施加于像素Pn,m的左右排列的第一子像素Pn,m(1)及第二子像素Pn,m(2),以及像素Pn+1,m的左右排列的第一子像素Pn+1,m(1)及第二子像素Pn+1,m(2)。举例而言,数据信号d1经由数据信号线Dm施加至像素Pn,m的左右排列的第一子像素Pn,m(1)及第二子像素Pn,m(2),而数据信号d2经由数据信号线Dm+1施加至像素Pn+1,m左右排列的第一子像素Pn+1,m(1)及第二子像素Pn+1,m(2)。因此,依照上述较佳实施例的左右的子像素安排和斜向扫描的驱动方式,以行反转的方式将数据输入至数据信号线,即可在以影像显示为目的的液晶显示器面板600的像素矩阵P{n,m}之内达成点反转。
在一实施例中,于像素矩阵的偶数像素列的每一像素,或于像素矩阵的奇数像素列的每一像素,更包括一光感应器(PS)和一晶体管,其中此晶体管有电性连接至定义出此像素的两条扫描信号线的一者的一栅极、电性连接至光感应器的一源极和电性连接至相应触控感应信号线的一漏极。举例而言,如图14中,由两条扫描信号线Gn和Gn+1所定义的像素列Pn,{m}的像素Pn,m,更包括一光感应器650以及一晶体管618。晶体管618具有一栅极618g电性连接至扫描信号线Gn+1,一源极618s电性连接至上述光感应器650以及一漏极618d电性连接至相应触控感应信号线Lk。
类似地,当先前讨论的驱动信号施加于液晶显示器面板600时,一个点反转影像可以被实现。因为每条数据信号线Dm均电性耦接了像素行P{n},m与其相邻的像素行P{n},m+1;与传统点反转的液晶显示器面板相较,可能只需要一半数量的数据信号线{Dm}就可以在液晶显示器面板600达到点反转。因此,液晶显示器面板600可节省传统点反转的液晶显示器面板所消耗功率的一半。
图15和图16分别显示根据本发明的实施例的二个液晶显示器布局示意图。
本发明的一形态提供液晶显示器面板有多个像素{Pn,m},以矩阵型式作空间安排列,其中n=1,2,...,N;m=1,2,...,M且N,M为一大于零的整数。每个像素Pn,m至少有一第一子像素Pn,m(1)和一第二子像素Pn,m(2)。其中,每个第一子像素Pn,m(1)和第二子像素Pn,m(2)包括一子像素电极和电性连接子像素电极的切换元件。切换元件为场效应薄膜晶体管或具有类似功能的元件。
液晶显示器面板也具有沿着一列方向作空间安排的多条扫描信号线{Gn}。每一对相邻的扫描信号线Gn和Gn+1定义出像素矩阵{Pn,m}的一像素列Pn,{m},并且此对相邻的扫描信号线Gn和Gn+1分别电性耦接第一子像素Pn,m(1)的切换元件和像素列Pn,{m}中每个像素的第二子像素Pn,m(2)。
液晶显示器面板更包括多条数据扫描线{Dm},沿着与列方向垂直的行方向作空间分布并且与扫描信号线{Gn}交错。每一对相邻的数据信号线Dm和Dm+1在像素矩阵{Pn,m}中定义出一像素行P{n},m。其中每个数据信号线Dm电性连接两个关联于数据信号线Dm的相邻像素行P{n},m-1和P{n},m的一者的每个奇数像素的第一子像素或第二子像素的切换元件,以及两相邻像素行P{n},m-1和P{n},m的另一行的每个偶数像素的第二子像素或第一子像素的切换元件。
此外,液晶显示器面板亦具有多条触控感应信号线{Lk},k=1,2,...,K;其中K为一大于零的整数。每条触控感应信号线被安排与一扫描信号线Gn或一数据信号线Dm相邻且平行。在一实施例中,在像素矩阵{Pn,m}的偶数像素列的每个像素,或像素矩阵{Pn,m}的奇数像素列的每个像素,更包括一光感应器(PS)以及一晶体管,此晶体管具有一栅极,电性连接至用以定义出此像素的两条扫描信号线的一者、一源极电性连接至光感应器,以及一漏极电性连接至一相应的触控感应信号线。
此外,液晶显示器面板具有用以产生多个扫描信号信号的一栅极驱动器,以及用以产生多个数据信号的一数据驱动器,其中多个扫描信号分别施加至多条扫描信号线{Gn},并以一既定时序开启连接至多条扫描信号线{Gn}的切换元件,多个数据信号分别施加至数据信号线{Dm},并且任两相邻数据信号线具有相反的极性。因此,像素{Pn,m}具有点反转的一像素极性。
本发明的另一型态提供用以驱动液晶显示器面板的方法。此方法包括分别施加多个扫描信号于多条扫描信号线{Gn}和分别施加多个数据信号于多条数据信号线{Dm}的步骤。多个扫描信号以一既定的时序开启连接至多条扫描信号线{Gn}的晶体管,并任两相邻数据信号有相反的极性。因此,像素{Pn,m}具有点反转的一像素极性。
简言之,除此之外,本发明揭露降低功率消耗的一液晶显示器面板及其驱动方法。液晶显示器面板的一实施例包括一像素矩阵、多条扫描信号线和多条数据信号线。每一对相邻的扫描信号线于液晶显示器面板定义出一像素列,每一对相邻的数据信号线于液晶显示器面板定义出一像素行。每个像素至少有一第一子像素和一第二子像素。每个子像素有一子像素电极和电性耦接至子像素电极的一切换元件。每一对相邻的扫描信号线分别电性耦接至第一子像素的切换元件和第二子像素的切换元件。其中每个数据信号线Dm电性连接两个关联于数据信号线Dm的相邻像素行P{n},m-1和P{n},m的一者的每个奇数像素的第一子像素或第二子像素的切换元件,以及两相邻像素行P{n},m-1和P{n},m的另一行的每个偶数像素的第二子像素或第一子像素的切换元件。液晶显示器面板更包括一栅极驱动器和一数据驱动器以产生扫描信号和数据信号,分别施加于扫描信号线和数据信号线。扫描信号以一既定时序开启连接至扫描信号线的切换元件,并且数据信号中任两相邻者具有相反极性。
当然,本发明还可有其它多种实施例,在不背离本发明精神及其实质的情况下,熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形,但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (41)
1.一种液晶显示器面板,其特征在于,包括:
(a)一共用电极;
(b)多条扫描信号线{Gn},沿着一列方向作空间分布,n=1,2,...,N,N为一大于零的整数;
(c)多条数据信号线{Dm},垂直于上述扫描信号线Gn而与上述列方向垂直的一行方向做空间分布,m=1,2,...,M,M为一大于零的整数;以及
(d)多个像素{Pn,m},以矩阵型式作空间分布,而且每个上述像素Pn,m由两相邻扫描信号线Gn和Gn+1以及两相邻数据信号线Dm和Dm+1所定义,并且至少包括一第一子像素Pn,m1以及一第二子像素Pn,m2,其中
每个上述第一子像素和每个上述第二子像素皆包括一子像素电极、并联地电性耦接于上述子像素电极和上述共用电极之间的一液晶电容,以及一晶体管,上述晶体管具有一栅极、一源极以及一漏极电性耦接于上述子像素电极,其中
在上述像素Pn,m中,上述第一子像素Pn,m1的上述晶体管的栅极和源极分别电性耦接至上述扫描信号线Gn+1和上述数据信号线Dm,并且上述第二子像素Pn,m2的上述晶体管的栅极和源极分别电性耦接至上述扫描信号线Gn和上述第一子像素Pn,m1的子像素电极;并且
在上述像素Pn+1,m中,上述第一子像素Pn+1,m1的上述晶体管的栅极和源极分别电性耦接至上述扫描信号线Gn+1和上述第二子像素Pn+1,m2的子像素电极,并且上述第二子像素Pn+1,m2的上述晶体管的栅极和源极分别电性耦接至上述扫描信号线Gn+2和上述数据信号线Dm+1。
2.如权利要求1所述的液晶显示器面板,其特征在于,上述像素Pn,m的每个上述第一子像素Pn,m1和每个上述第二子像素Pn,m2更包括一储存电容,并联地电性耦接于上述子像素电极和上述共用电极之间。
3.如权利要求1所述的液晶显示器面板,其特征在于,更包括:
(a)一栅极驱动器,用以产生分别施加于上述多条扫描信号线{Gn}的多个扫描信号,其中上述多个扫描信号以一既定的时序导通连接至上述多条扫描信号线{Gn}的上述晶体管;以及
(b)一数据驱动器,用以产生分别施加于上述多条数据信号线{Dm}的多个数据信号,其中上述多个数据信号中任两相邻者具有相反极性。
4.如权利要求3所述的液晶显示器面板,其特征在于,每个上述扫描信号具有一波形,其中上述波形在一第一周期T1有一第一电压V1,在一第二周期T2具有一第二电压V2,在一第三周期T3具有一第三电压V3,在一第四周期T4具有一第四电压V4,在一第五周期T5具有一第五电压V5,其中上述第j+1周期Tj+1紧接在第j周期Tj之后,j=1,2,3,4,且其中V1=V3=V5>V2=V4,T2=T1+2t,T3=T1-t,T4=2t,T5=T1和T1>>t。
5.如权利要求4所述的液晶显示器面板,其特征在于,每个上述扫描信号的上述波形循序地由另一上述波形平移一T1+T2周期而得。
6.如权利要求3所述的液晶显示器面板,其特征在于,每个上述多个扫描信号具有一波形,其中每个上述扫描信号的上述波形在一第一周期T1具有一第一电压V1(t),在一第二周期T2具有一第二电压V2(t),在一第三周期T3具有一第三电压V3(t),其中上述第二周期T2紧接在上述第一周期T1之后,并且上述第三周期T3紧接在上述第二周期T2之后,并且其中V1(t)和V3(t)随时间改变而V2(t)为一不随时间改变的常数电压,V2(t)=V2。
7.如权利要求6所述的液晶显示器面板,其特征在于,上述第一周期T1包括一第一时期T0和一紧接在上述第一时期T0后的第二时期T=T1-T0,其中在上述第一时期T0,V1(t)=V1,为一常数电压,而在上述第二时期T中,V1(t)随着时间由V1逐渐递减至V0,并且其中上述第三周期T3包括一第一时期T0、一紧接在上述第一时期T0之后的第二时期T以及一紧接在上述第二时期T之后的第三时期T3-T1-T0,其中在上述第一时期T0,V3(t)=V3,为一常数电压,在上述第二时期T,V3(t)随着时间由V3逐渐递减至V0,在上述第三时期,V3(t)=V3,且其中V1=V3>V2,V1>V0≥V2,T1=T2和T3=2T1。
8.如权利要求7所述的液晶显示器面板,其特征在于,每个上述扫描信号的上述波形循序地由另一上述波形平移一T1+T2周期而得。
9.如权利要求3所述的液晶显示器面板,其特征在于,在操作时,上述像素{Pn,m}具有点反转的一像素极性。
10.如权利要求1所述的液晶显示器面板,其特征在于,每个上述晶体管为一场效应薄膜晶体管。
11.如权利要求1所述的液晶显示器面板,其特征在于,更包括多条触控感应信号线{Lk},k=1,2,...,K,K为一大于零的整数,每个上述触控感应信号线被安排与上述扫描信号线Gn或上述数据信号线Dm平行且相邻。
12.如权利要求11所述的液晶显示器面板,其特征在于,于上述像素矩阵的偶数像素列的每个像素,或于上述像素矩阵的奇数像素列的每个像素,更包括一光感应器和一晶体管,其中上述晶体管具有一栅极电性连接至用以定义出上述像素的两条扫描信号线中的一者、一源极电性连接至上述光感应器,以及一漏极电性连接至一相应的触控感应信号线。
13.一种驱动液晶显示器的方法,其特征在于,包括以下步骤:
(a)提供一液晶显示器面板,包括:
(i)一共用电极;
(ii)多条扫描信号线{Gn},n=1,2,...,N,N为一大于零的整数,沿着一列方向作空间分布;
(iii)多条数据信号线{Dm},m=1,2,...,M,M为一大于零的整数,垂直于上述扫描信号线{Gn}而与上述列方向垂直的一行方向做空间分布;以及
(iv)多个像素{Pn,m},每个上述像素Pn,m以矩阵型式作空间分布,并且每个上述像素Pn,m由两相邻扫描信号线Gn和Gn+1以及两相邻数据信号线Dm和Dm+1所定义,并且至少包括一第一子像素Pn,m1和一第二子像素Pn,m2,其中
每个上述第一子像素和每个上述第二子像素皆包括一子像素电极、并联地电性耦接于上述子像素电极和上述共用电极之间的一液晶电容以及一晶体管,上述晶体管具有一栅极、一源极以及一漏极电性耦接于上述子像素电极,其中
在上述像素Pn,m中,上述第一子像素Pn,m1的上述晶体管的栅极和源极分别电性耦接至上述扫描信号线Gn+1和上述数据信号线Dm,并且上述第二子像素Pn,m2的上述晶体管的栅极和源极分别电性耦接至上述扫描信号线Gn和上述第一子像素Pn,m1的上述子像素电极;并且
在上述像素Pn+1,m中,上述第一子像素Pn+1,m1的上述晶体管的栅极和源极分别电性耦接至上述扫描信号线Gn+1和上述第二子像素Pn+1,m2的上述子像素电极,并且上述第二子像素Pn+1,m2的上述晶体管的栅极和源极分别电性耦接至上述扫描信号线Gn+2和上述数据信号线Dm+1;并且
(b)分别施加多个扫描信号和多个数据信号至上述多条扫描信号线{Gn}和上述多条数据信号线{Dm},其中上述多个扫描信号以一既定的时序导通连接至上述多条扫描信号线{Gn}的上述晶体管并且上述多个数据信号中任两相邻者具有相反极性。
14.如权利要求13所述的方法,其特征在于,每个上述多条扫描信号线具有一波形,其中上述波形在一第一周期T1具有一第一电压V1,在一第二周期T2具有一第二电压V2,在一第三周期T3具有一第三电压V3,在一第四周期T4具有一第四电压V4,在一第五周期T5具有一第五电压V5,其中上述第j+1周期Tj+1紧接在第j周期Tj之后,j=1,2,3,4,且其中V1=V3=V5>V2=V4,T2=T1+2t,T3=T1-t,T4=2t,T5=T1和T1>>t。
15.如权利要求14所述的方法,其特征在于,每个上述扫描信号的上述波形循序地由另一上述波形平移一T1+T2周期而得。
16.如权利要求13所述的方法,其特征在于,每个上述多个扫描信号的上述波形在一第一周期T1具有一第一电压V1(t),在一第二周期T2具有一第二电压V2(t),在一第三周期T3具有一第三电压V3(t),其中上述第二周期T2紧接在上述第一周期T1之后,并且上述第三周期T3紧接在上述第二周期T2之后,并且其中V1(t)和V3(t)随时间改变而V2(t)为一不随时间改变的常数电压,V2(t)=V2。
17.如权利要求16所述的方法,其特征在于,上述第一周期T1包括一第一时期T0和一紧接在上述第一时期T0后的第二时期T=T1-T0,其中在上述第一时期T0,V1(t)=V1,为一常数电压,而在上述第二时期T中,V1(t)随着时间由V1逐渐递减至V0,并且其中上述第三周期T3包括一第一时期T0、一紧接在上述第一时期T0之后的第二时期T以及一紧接在上述第二时期T之后的第三时期T3-T1-T0,其中在上述第一时期T0,V3(t)=V3,为一常数电压,在上述第二时期T,V3(t)随着时间由V3逐渐递减至V0,在上述第三时期,V3(t)=V3,且其中V1=V3>V2,V1>V0≥V2,T1=T2和T3=2T1。
18.如权利要求17所述的方法,其特征在于,每个上述扫描信号的上述波形循序地由另一上述波形平移一T1+T2周期而得。
19.如权利要求13所述的方法,其特征在于,在操作时,上述像素{Pn,m}具有点反转的一像素极性。
20.如权利要求13所述的方法,其特征在于,上述像素Pn,m的每个上述第一子像素Pn,m1和每个上述第二子像素Pn,m2更包括一储存电容,并联地电性耦接于上述子像素电极和上述共用电极之间。
21.如权利要求13所述的方法,其特征在于,上述液晶显示器面板更包括多条触控感应信号线{Lk},k=1,2,...,K,K为一大于零的整数,每个上述触控感应信号线被安排与上述扫描信号线Gn或上述数据信号线Dm平行且相邻。
22.如权利要求21所述的方法,其特征在于,于上述像素矩阵的偶数像素列的每个像素,或于上述像素矩阵的奇数像素列的每个像素,更包括一光感应器和一晶体管,其中上述晶体管具有一栅极电性连接至用以定义出上述像素的两条扫描信号线的一者、一源极电性连接至上述光感应器,以及一漏极电性连接至一相应的触控感应信号线。
23.一种液晶显示器面板,其特征在于,包括:
(a)多个像素{Pn,m},以矩阵型式作空间分布,n=1,2...,N,M=1,2,...,M且N,M分别为一大于零的整数,每个上述像素Pn,m至少包括一第一子像素Pn,m1以及一第二子像素Pn,m2,其中每个上述第一子像素和每个上述第二子像素皆包括一子像素电极以及电性耦接至上述子像素电极的一切换元件;
(b)多条扫描信号线{Gn},沿着一列方向作空间分布,其中每一对相邻的上述扫描信号线Gn和Gn+1定义出上述像素矩阵{Pn,m}的一像素列Pn,{m},并且分别耦接于上述像素列Pn,{m}的每个像素的上述第一子像素和上述第二子像素的上述切换元件;以及
(c)多条数据信号线{Dm},沿着与上述列方向垂直的一行方向作空间分布且垂直于上述扫描信号线{Gn};其中
每一对相邻的上述数据信号线Dm和Dm+1定义出上述像素矩阵{Pn,m}的一像素行P{n},m,并且其中每个上述数据信号线Dm电性连接两个关联于上述数据信号线Dm的相邻像素行P{n},m-1和P{n},m的一者的每个奇数像素的上述第一子像素或上述第二子像素的上述切换元件,以及上述两相邻像素行P{n},m-1和P{n},m的另一行的每个偶数像素的上述第二子像素或上述第一子像素的上述切换元件。
24.如权利要求23所述的液晶显示器面板,其特征在于,更包括至少一共用电极。
25.如权利要求24所述的液晶显示器面板,其特征在于,上述像素矩阵{Pn,m}的上述像素Pn,m的每个上述第一子像素Pn,m1和每个上述第二子像素Pn,m2更包括一液晶电容,并联地电性耦接于上述子像素电极和上述共用电极之间。
26.如权利要求25所述的液晶显示器面板,其特征在于,上述像素矩阵{Pn,m}的上述像素Pn,m的每个上述第一子像素Pn,m1和每个上述第二子像素Pn,m2更包括一储存电容,并联地电性耦接于上述子像素电极和上述共用电极之间。
27.如权利要求23所述的液晶显示器面板,其特征在于,上述像素矩阵{Pn,m}的上述像素Pn,m的每个上述第一子像素Pn,m1和每个上述第二子像素Pn,m2的每个切换元件为具有一栅极、一源极以及一漏极的一场效应薄膜晶体管。
28.如权利要求27所述的液晶显示器面板,其特征在于,上述像素矩阵{Pn,m}的上述像素Pn,m的每个第一子像素Pn,m1和每个第二子像素Pn,m2的上述晶体管的漏极电性耦接至上述相应子像素的上述子像素电极;
其中上述像素矩阵{Pn,m}的上述像素Pn,m的上述第一子像素Pn,m1的上述晶体管的栅极和源极分别电性耦接至上述扫描信号线Gn+1和上述数据信号线Dm;
其中上述像素矩阵{Pn,m}的上述像素Pn,m的上述第二子像素Pn,m2的上述晶体管的栅极和源极分别电性耦接至上述扫描信号线Gn和上述第一子像素Pn,m1的上述子像素电极;
其中上述像素矩阵{Pn,m}的上述像素Pn+1,m的上述第一子像素Pn+1,m1的上述晶体管的栅极和源极分别电性耦接至上述扫描信号线Gn+1和上述第二子像素Pn+1,m2的上述子像素电极;并且
其中上述像素矩阵{Pn,m}的上述像素Pn+1,m的上述第二子像素Pn+1,m2的上述晶体管的栅极和源极分别电性耦接至上述扫描信号线Gn+2和上述数据信号线Dm+1。
29.如权利要求23所述的液晶显示器面板,其特征在于,更包括:
(a)一栅极驱动器,用以产生分别施加于上述多条扫描信号线{Gn}的多个扫描信号,其中上述多个扫描信号以一既定的时序导通连接至上述多条扫描信号线{Gn}的上述切换元件;以及
(b)一数据驱动器,用以产生分别施加于上述多条数据信号线{Dm}的多个数据信号,其中上述多个数据信号中任两相邻者具有相反极性。
30.如权利要求29所述的液晶显示器面板,其特征在于,在操作时,上述像素{Pn,m}具有点反转的一像素极性。
31.如权利要求23所述的液晶显示器面板,其特征在于,更包括多条触控感应信号线{Lk},k=1,2,...,K,K为一大于零的整数,每个上述触控感应信号线被安排与上述扫描信号线Gn或上述数据信号线Dm平行且相邻。
32.如权利要求31所述的液晶显示器面板,其特征在于,于上述像素矩阵的上述偶数像素列的每个上述像素,或于上述像素矩阵的上述奇数像素列的每个上述像素,更包括一光感应器以及一晶体管,其中上述晶体管具有一栅极电性连接至用以定义出上述像素的两条扫描信号线中的一者、一源极电性连接至上述光感应器,以及一漏极电性连接至一相应的触控感应信号线。
33.一种驱动液晶显示器的方法,其特征在于,包括以下步骤:
(a)提供一液晶显示器面板,包括:
(i)多个像素{Pn,m},以矩阵型式作空间分布,n=1,2...,N,M=1,2,...,M且N,M分别为一大于零的整数,每个上述像素Pn,m至少包括一第一子像素Pn,m1以及一第二子像素Pn,m2,其中每个上述第一子像素Pn,m1和每个上述第二子像素Pn,m2包括一子像素电极以及电性耦接至上述子像素电极的一切换元件;
(ii)多条扫描信号线{Gn},上述扫描信号线沿着一列方向作空间分布,其中每一对相邻的扫描信号线Gn和Gn+1定义出上述像素矩阵{Pn,m}的一像素列Pn,{m},并且分别电性耦接至上述像素列Pn,{m}中每个上述像素的上述第一子像素和每个上述第二子像素的上述切换元件;以及
(iii)多条数据信号线{Dm},沿着一与上述列方向垂直的行方向作空间分布且垂直于上述扫描信号线{Gn},其中每一对相邻的上述数据信号线Dm和Dm+1定义出上述像素矩阵{Pn,m}的一像素行P{n},m,并且其中每个上述数据信号线Dm电性连接两个关联于上述数据信号线Dm的相邻像素行P{n},m-1和P{n},m中的一者的每个奇数像素的上述第一子像素或上述第二子像素的上述切换元件,以及上述两相邻像素行P{n},m-1和P{n},m的另一行的每个偶数像素的上述第二子像素或上述第一子像素的上述切换元件;以及
(b)分别施加多个扫描信号和多个数据信号至多条扫描信号线{Gn}和多条数据信号线{Dm},其中上述多个扫描信号以一既定的时序导通连接至上述多条扫描信号线{Gn}的上述切换元件并且上述多个数据信号中任两相邻者具有相反极性。
34.如权利要求33所述的方法,其特征在于,在操作时,上述像素{Pn,m}具有点反转的一像素极性。
35.如权利要求33所述的方法,其特征在于,上述液晶显示器面板更包括至少一共用电极。
36.如权利要求35所述的方法,其特征在于,上述像素矩阵{Pn,m}的上述像素Pn,m的每个上述第一子像素Pn,m1和每个上述第二子像素Pn,m2更包括一液晶电容,并联地电性耦接于上述子像素电极和上述共用电极之间。
37.如权利要求36所述的方法,其特征在于,上述像素矩阵{Pn,m}的上述像素Pn,m的每个上述第一子像素Pn,m1和每个上述第二子像素Pn,m2更包括一储存电容,并联地电性耦接于上述子像素电极和上述共用电极之间。
38.如权利要求33所述的方法,其特征在于,上述像素矩阵{Pn,m}的上述像素Pn,m的每个上述第一子像素Pn,m1和每个上述第二子像素Pn,m2的每个上述切换元件为具有一栅极、一源极以及一漏极的一场效应薄膜晶体管。
39.如权利要求38所述的方法,其特征在于,上述像素矩阵{Pn,m}的上述像素Pn,m的每个第一子像素Pn,m1和每个第二子像素Pn,m2的上述晶体管的漏极电性耦接至上述相应子像素的上述子像素电极;
其中上述像素矩阵{Pn,m}的上述像素Pn,m的上述第一子像素Pn,m1的上述晶体管的栅极和源极分别电性耦接至上述扫描信号线Gn+1和上述数据信号线Dm;
其中上述像素矩阵{Pn,m}的上述像素Pn,m的上述第二子像素Pn,m2的上述晶体管的栅极和源极分别电性耦接至上述扫描信号线Gn和上述第一子像素Pn,m1的上述子像素电极;
其中上述像素矩阵{Pn,m}的上述像素Pn+1,m的上述第一子像素Pn+1,m1的上述晶体管的栅极和源极分别电性耦接至上述扫描信号线Gn+1和上述第二子像素Pn+1,m2的上述子像素电极;并且
其中上述像素矩阵{Pn,m}的上述像素Pn+1,m的上述第二子像素Pn+1,m2的上述晶体管的栅极和源极分别电性耦接至上述扫描信号线Gn+2和上述数据信号线Dm+1。
40.如权利要求33所述的方法,其特征在于,上述液晶显示器更包括多条触控感应信号线{Lk},k=1,2,...,K,K为一大于零的整数,每个上述触控感应信号线被安排与上述扫描信号线Gn或上述数据信号线Dm平行且相邻。
41.如权利要求40所述的方法,其特征在于,于上述像素矩阵的上述偶数像素列的每个上述像素,或于上述像素矩阵的上述奇数像素列的每个上述像素,更包括一光感应器以及一晶体管,其中上述晶体管具有一栅极电性连接至用以定义出上述像素的两条扫描信号线的一者、一源极电性连接至上述光感应器,以及一漏极电性连接至一相应的触控感应信号线。
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