CN102270442B

CN102270442B - 像素电路及其驱动方法

Info

Publication number: CN102270442B
Application number: CN 201110229420
Authority: CN
Inventors: 王自豪; 吴佩勋
Original assignee: BenQ Materials Corp
Current assignee: BenQ Materials Corp
Priority date: 2011-08-11
Filing date: 2011-08-11
Publication date: 2013-02-13
Anticipated expiration: 2031-08-11
Also published as: CN102270442A

Abstract

一种用于液晶显示器的像素电路，包含第一电容单元、第二电容单元、调压单元以及开关单元。该第一电容单元包括第一液晶电容及第二液晶电容，该第二电容单元包括第三液晶电容。该调压单元电连接到该第一液晶电容及该第二液晶电容，用以在该第一电容单元接收到电压时，使该第一液晶电容与该第二液晶电容具有不同的电压。该开关单元电连接到该第一电容单元及该第二电容单元。其中，该开关单元在受第一扫描讯号致动时，将资料电压传递到该第一电容单元及该第二电容单元；该开关单元在受第二扫描讯号致动时，将共同电压传递到该第二电容单元。藉由该像素电路，可使该液晶显示器无论在2D或3D显示时都具有较大的垂直视角及水平视角。

Description

像素电路及其驱动方法

技术领域

本发明是有关于一种像素电路及其驱动方法，特别是指一种用于液晶显示器，可增加该液晶显视器的视角的像素电路及其驱动方法。

背景技术

参阅图1，其显示一种运用相位延迟膜11可显示三维(3D)影像的液晶显视器1，和具有左旋偏光镜片21及右旋偏光镜片22的眼镜2。该相位延迟膜11包含复数个沿垂直方向间隔排列的左旋偏光区111，及复数个沿该垂直方向间隔排列的右旋偏光区112，且每两个相邻的左旋偏光区111之间则是一右旋偏光区112。

在进行三维显示时，该液晶显示器1将与左眼影像相关的光波通过该相位延迟膜11的左旋偏光区111传送出来，而形成为左旋光波，由于该左旋光波只能通过该眼镜2的左旋偏光镜片21但却不能通过该右旋偏光镜片22，所以使用者配戴眼镜2时，其左眼只会看到该左眼影像，同理，其右眼也只会看到该右眼影像，而该左眼影像及该右眼影像共同组合产生立体的视觉效果。

参阅图1与图2，图2是该液晶显示器1沿该垂直方向的剖面图，其显示局部的相位延迟膜11和两像素电路12。该两像素电路12沿垂直方向间隔排列，并分别用以根据该左眼影像及右眼影像驱动该液晶显示器1的液晶分子(图未示)作相对应的转向。该相位延迟膜11的左旋偏光区111及右旋偏光区112分别对应间隔地重叠于该两像素电路12上。此种类型的液晶显视器1的缺点就是：当垂直方向的视角越大时(例如大于图中的垂直视角θ_V)，与该左眼影像相关的光波就会通过该右旋偏光区112而形成该右旋光波的一部分，与该右眼影像相关的光波也会从该右旋偏光区112传送出来形成该右旋光波的一部分，使得使用者的右眼9可以同时看到该左眼影像及右眼影像，同理使用者的左眼亦然，这会产生左、右眼影像间相互干扰(crosstalk)的问题。

所以，为了要解决上述影像干扰的问题，于是衍伸出图3及图4的两种解决方法。

参阅图3，一种解决影像干扰问题的方法是利用制程技术降低(相较于图2)该相位延迟膜11到该等像素电路12间的距离w，且随着该距离w越小则垂直视角θ_V就越大，造成影像干扰的区域就越小；参阅图4，另一种解决影像干扰问题的方法则是增加(相较于图2)沿垂直方向每两像素电路12间不透光的遮蔽区120，且随着该遮蔽区120在垂直方向的宽度越宽，则垂直视角θ_V就越大。其中，如图3以制程的方法解决影像干扰的问题的缺点就是：该距离w越小(液晶面板的厚度也相对地越小)且液晶面板的尺寸越大时，该液晶面板的良率就越低而制造成本就越高。

相较于图3的方法，图4的设计方式就相对便宜，并适用于大尺寸的液晶显示器。一般而言，此类可增加该遮蔽区120的方式有两种。参阅图5，每一像素区域5沿垂直方向可分为主区域51及次区域52。第一种增加该遮蔽区120的方式是利用布局的方式直接遮蔽图5的该次区域52使其不透光，此种方法的缺点为无论二维或三维显示时，采用该种设计的液晶显示器1的液晶面板的辉度(luminance)都会降低；第二种增加该遮蔽区120的方式则是采用如图6的像素电路12’，也就是在每一像素区域5中设置如图6的像素电路12’。

参阅图6，此种方法是在3D显示时利用像素电路12’控制位于图5的次区域52中的液晶分子，使得该次区域52成为不透光的暗区，而等效增加该遮蔽区120(见图4)在垂直方向的宽度。

该像素电路12’包含第一开关121、第二开关122、第一电容单元123及第二电容单元124。

该第一开关121具有接收第一资料电压的第一端1211，第二端1212，及接收扫描讯号且据此决定其第一端1211及其第二端1212是否导通的控制端1213。该第二开关122具有接收第二资料电压的第一端1221，第二端1222，及接收该扫描讯号且据此决定其第一端1221及其第二端1222是否导通的控制端1223。该第一资料电压与该第二资料电压相异。

该第一电容单元123包括对应图5的主区域51的第一液晶电容127，及第一储存电容128。该第一液晶电容127的第一端1271电连接于该第一开关121第二端1212，该第一液晶电容127的第二端1272接收共同电压。该第一储存电容128并联于该第一液晶电容127。该第二电容单元124包括对应图5的次区域52的第二液晶电容131，及第二储存电容132。该第二液晶电容131的第一端1311电连接于该第二开关122的第二端1222，该第二液晶电容131的第二端1312接收该共同电压。该第二储存电容132并联于该第二液晶电容131。

在2D显示时，该第一资料电压及该第二资料电压与待显示的影像相关。该第一开关121与该第二开关122在受该扫描讯号致动而导通时，分别将该第一资料电压传递到该第一电容单元123，将该第二资料电压传递到该第二电容单元124，使得该第一液晶电容127的液晶分子及该第二液晶电容131的液晶分子可分别受到该第一资料电压及该第二资料电压这两种不同的电压所驱动，而能增加水平视角，降低色彩失真(color washout)的问题。

在3D显示时，该第一资料电压与待显示的影像相关，该第二资料电压则被设定至该共同电压。由于第二资料电压等于该共同电压，第二液晶电容131的液晶分子将遮蔽光的穿透而等效增加遮蔽区120在垂直方向的宽度。

虽然图6此种像素电路12’在2D显示时并不会如3D显示时降低液晶显示器1(见图1)的辉度，但在3D显示时该液晶显示器1的液晶分子仅受单一电压(该第一资料电压)所驱动，所以水平视角就相对的变小而容易发生色彩失真的问题。

发明内容

因此，本发明的目的，即在于提供一种可避免先前技术的缺点的像素电路。

于是，本发明用于液晶显示器的的像素电路，包含第一电容单元、第二电容单元、调压单元及开关单元。

该第一电容单元包括第一液晶电容及第二液晶电容；该第二电容单元包括第三液晶电容；该调压单元，电连接到该第一液晶电容及该第二液晶电容，用以在该第一电容单元接收到电压时，使该第一液晶电容与该第二液晶电容具有不同的电压；该开关单元接收第一扫描讯号、第二扫描讯号、资料电压及共同电压，并电连接到该第一电容单元及该第二电容单元；

其中，该开关单元在受该第一扫描讯号致动时，将该资料电压传递到该第一电容单元及该第二电容单元；

该开关单元在受该第二扫描讯号致动时，将该共同电压传递到该第二电容单元。

优选的，该开关单元包括：第一开关，具有接收该资料电压的第一端、电连接到该第一电容单元的第二端，及接收该第一扫描讯号且据此决定该第一开关的第一端及该第一开关的第二端是否导通的控制端；第二开关，具有电连接到该第一开关的第一端的第一端、电连接到该第二电容单元的第二端，及接收该第一扫描讯号且据此决定该第二开关的第一端及该第二开关的第二端是否导通的控制端；及第三开关，具有接收该共同电压的第一端、电连接到该第二开关的第二端的第二端，及接收该第二扫描讯号且据此决定该第三开关的第一端及该第三开关的第二端是否导通的控制端；其中，该开关单元在受该第一扫描讯号致动时，该第一开关及该第二开关皆导通，以将该资料电压传递到该第一电容单元及该第二电容单元；该开关单元在受该第二扫描讯号致动时，该第三开关导通，以将该共同电压传递到该第二电容单元。

优选的，该开关单元包括：第一开关，具有接收该资料电压的第一端、电连接到该第一电容单元的第二端，及接收该第一扫描讯号且据此决定该第一开关的第一端及该第一开关的第二端是否导通的控制端；第二开关，具有电连接到该第一开关的第二端的第一端、电连接到该第二电容单元的第二端，及接收该第一扫描讯号且据此决定该第二开关的第一端及该第二开关的第二端是否导通的控制端；及第三开关，具有接收该共同电压的第一端、电连接到该第二开关的第二端的第二端，及接收该第二扫描讯号且据此决定该第三开关的第一端及该第三开关的第二端是否导通的控制端；其中，该开关单元在受该第一扫描讯号致动时，该第一开关及该第二开关皆导通，以将该资料电压传递到该第一电容单元及该第二电容单元；该开关单元在受该第二扫描讯号致动时，该第三开关导通，以将该共同电压传递到该第二电容单元。

其中，该第一开关、该第二开关及该第三开关中的每一个开关包括一薄膜晶体管，每一个开关的第一端对应该薄膜晶体管的源极、第二端对应该薄膜晶体管的漏极、控制端对应该薄膜晶体管的闸极。

其中，该调压单元包括串联于该第二液晶电容的耦合电容，串联的该耦合电容及该第二液晶电容并联于该第一液晶电容。

其中，该第一液晶电容包括电连接到该第一开关的第二端的第一端，及接收该共同电压的第二端；该耦合电容包括电连接该第一开关的第二端的第一端，及第二端；该第二液晶电容包括电连接到该耦合电容的第二端的第一端，及接收该共同电压的第二端。

其中，该第一电容单元还包括第一储存电容及第二储存电容，该第一储存电容并联于该第一液晶电容，该第二储存电容并联于该第二液晶电容。

其中，该第三液晶电容包括电连接到该第二开关的第二端的第一端，及接收该共同电压的第二端。

其中，该第二电容单元还包括第三储存电容，该第三储存电容并联于该第三液晶电容。

而本发明之另一目的，即在提供一种可避免先前技术的缺点的驱动方法。

于是，本发明驱动方法运用于上述像素电路，且包含以下步骤：

(A)供应资料电压及共同电压到该开关单元；

(B)组配该开关单元以将该资料电压传递到该第一电容单元及该第二电容单元；

(C)组配该开关单元以停止将该资料电压传递到该第一电容单元及该第二电容单元；

(D)组配该开关单元以将该共同电压传递到该第二电容单元；及

(E)组配该开关单元以停止将该共同电压传递到该第二电容单元。

本发明的功效在于：藉由该开关单元及该驱动方法，该像素电路可使该液晶显示器无论在2D或3D显示时都具有较大的垂直视角及水平视角。

附图说明

图1是液晶显示器及眼镜的示意图，说明该液晶显示器的相位延迟膜及该眼镜具有左旋偏光镜片及右旋偏光镜片；

图2是局部的该相位延迟膜及于垂直方向相邻的两像素电路的示意图，说明当视角大于垂直视角θ_V时就会发生左、右眼影像间相互干扰；

图3是局部的该相位延迟膜及该等像素电路的示意图，说明该相位延迟膜及该等像素电路越近时，该垂直视角θ_V就越大；

图4是局部的该相位延迟膜及该等像素电路的示意图，说明该等像素电路间的遮蔽区越大，该垂直视角θ_V就越大；

图5是像素区域的示意图，说明该像素区域分为主区域及次区域；

图6是习知的像素电路的示意图；

图7是本发明像素电路的较佳实施例的电路图；

图8是该较佳实施例操作在2D显示时的时序图；

图9是该较佳实施例的驱动方法；

图10是该较佳实施例操作在3D显示时的时序图；及

图11是该较佳实施例的另一种实施态样。

具体实施方式

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的一个较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。

参阅图7，本发明用于液晶显示器(图未示)的像素电路3的较佳实施例包含第一电容单元31、第二电容单元32、调压单元33及开关单元34。

该第一电容单元31包括相并联的第一液晶电容311及第一储存电容312，及相并联的第二液晶电容313及第二储存电容314。该第二电容单元32包括相并联的第三液晶电容321及第三储存电容322。其中，该第一液晶电容311包括第一端3111，及接收共同电压的第二端3112。该第二液晶电容313包括第一端3131，及接收该共同电压的第二端3132。该第三液晶电容321包括第一端3211，及接收该共同电压的第二端3212。

该调压单元33电连接到该第一液晶电容311的第一端3111及该第二液晶电容313的第一端3131，用以在该第一电容单元31接收到电压时，使该第一液晶电容311与该第二液晶电容313具有不同的电压。该调压单元33包括串联于该第二液晶电容313的耦合电容331，且串联的该耦合电容331及该第二液晶电容313并联于该第一液晶电容311。该耦合电容331的第一端3311电连接该第一液晶电容311的第一端3111，该耦合电容331的第二端3312电连接该第二液晶电容313的第一端3131。

该开关单元34接收第一扫描讯号、第二扫描讯号、资料电压及该共同电压，并电连接到该第一电容单元31及该第二电容单元32；其中，该开关单元34在受该第一扫描讯号致动时，将该资料电压传递到该第一电容单元31及该第二电容单元32，该开关单元34在受该第二扫描讯号致动时，将该共同电压传递到该第二电容单元32。

该开关单元34包括第一开关341、第二开关342及第三开关343，该第一开关341具有第一端3411、第二端3412及控制端3413，该第二开关342具有第一端3421、第二端3422及控制端3423，该第三开关343具有第一端3431、第二端3432及控制端3433。在本较佳实施例中，每一个开关341、342、343包括薄膜晶体管(thin film transistor，TFT)，每一个开关的第一端3411、3421、3431对应该薄膜晶体管的源极、第二端3412、3422、3432对应该薄膜晶体管的漏极、控制端3413、3423、3433对应该薄膜晶体管的闸极。

该第一开关341的第一端3411用以接收该资料电压、该第二端3412电连接到该第一电容单元31的第一液晶电容311的第一端3111，该控制端3413用以接收该第一扫描讯号且据此决定该第一端3411及该第二端3412是否导通。

该第二开关342的第一端3421电连接到该第一开关341的第一端3411、该第二端3422电连接到该第二电容单元32的第三液晶电容321的第一端3211，该控制端3423用以接收该第一扫描讯号且据此决定该第一端3421及该第二端3422是否导通。

该第三开关343的第一端3431用以接收该共同电压、该第二端3432电连接到该第二开关342的第二端3422，该控制端3433用以接收该第二扫描讯号且据此决定该第一端3431及该第二端3432是否导通。

参阅图7及图8，图8是该像素电路3操作在2D显示时的时序图。当运用该像素电路3的液晶显示器用以显示2D影像时，该第三开关343的第一端3431及该第二端3432保持不导通，所以该共同电压不会经由该第三开关343传递至该第二电容单元32的第三液晶电容321的第一端3211。

当该开关单元34在受该第一扫描讯号致动(enable)时，该第一开关341及该第二开关342导通，此时该资料电压经由两个路径传递：其一是经由该第二开关342的第一端3421、第二端3422传递到该第二电容单元32；另一是经由该第一开关341的第一端3411传递到该第一电容单元31的第一液晶电容311的第一端3111，且由于该耦合电容331的存在，因此传递至该第一电容单元31的电压会产生分压的效果，使该第一液晶电容311及该第二液晶电容313具有不同的电压，所以该第一液晶电容311及该第二液晶电容313所控制的液晶分子会受到不同的电压驱动而产生不同角度的扭转，使此种双电压驱动液晶分子时的水平视角较单电压驱动时的水平视角大，而改善色彩失真的问题。

此外，由于施加于该第二电容单元32的电压并未处于该共同电压的准位，而是同于该施加于第一电容单元31的电压，所以该第二电容单元32的该第三液晶电容321所控制的液晶分子的排列方式并非处于遮蔽光线的状态。

所以采用该像素电路3的液晶显示器相较习知(无论2D显示或3D显示时均遮蔽该像素区域5的次区域52(见图5)使其不透光)的设计在2D显示时具有较高的辉度。

参阅图7、图9与图10，当运用该像素电路3的液晶显示器用以显示3D的影像时，该像素电路3的驱动方法如图9所示，而该驱动方法的步骤81～85的时序图为图10。该驱动方法包含以下步骤：

步骤81：供应该资料电压及该共同电压到该开关单元34，且进行此步骤的时间区间为t1～t5；

步骤82：组配该开关单元34使该第三开关343不导通、该第一开关341及该第二开关342导通，以将该资料电压透过该第一开关341及该第二开关342分别传递到该第一电容单元31及该第二电容单元32，且进行此步骤的时间区间为t1～t2；

步骤83：组配该开关单元34使该第一开关341、第二开关342及该第三开关343均不导通，以停止将该资料电压传递到该第一电容单元31及该第二电容单元32，且进行此步骤的时间区间为t2～t3；

步骤84：组配该开关单元34使该第一开关341及该第二开关342保持不导通，但该第三开关343切换为导通，以将该共同电压传递到该第二电容单元32，且进行此步骤的时间区间为t3～t4；及

步骤85：组配该开关单元34使该第一开关341及该第二开关342保持不导通，该第三开关343切换为不导通，以停止将该共同电压传递到该第二电容单元32，且进行此步骤的时间区间为t4～t5。

由以上图9的步骤81～85并配合图10的时序图可以验证至少在时间t4～t5的区间，该第二电容单元32的第三液晶电容321的第一端3211被施加的电压为该共同电压(该第二端3212也接收该共同电压)，所以该第三液晶电容321所控制的液晶分子将阻挡光的通过，进而得以如图4中的说明等效增加该遮蔽区120而增加垂直视角θ_V，使造成影像干扰(crosstalk)的区域较小，进而改善影像干扰(crosstalk)的问题。

此外，由于该第一液晶电容311及该第二液晶电容313仍具有不同的电压，所以该像素电路3于3D显示时仍可保持如2D显示时以双电压驱动液晶分子而具有较大水平视角的优点。

参阅图11，是图7该较佳实施例的另一种实施态样，不同之处在于该第二开关342的第一端3421电连接到该第一开关341的第二端3412。

综上所述，该像素电路3藉由操作在不同电压的该第一液晶电容311及该第二液晶电容313增加2D及3D显示时的水平视角，并藉由控制该共同电压只在3D显示时传递至该第三液晶电容321的第一端3211，而达到3D显示时具有较大的垂直视角θ_V、较小造成crosstalk的区域，且不牺牲2D显示时的辉度的功效，故确实能达成本发明的目的。

以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明申请专利范围及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims

1.一种用于液晶显示器的像素电路，具有第一像素区域和第二像素区域，其特征在于，包含：

第一电容单元，包括第一液晶电容及第二液晶电容；

第二电容单元，包括第三液晶电容；

调压单元，电连接到该第一液晶电容及该第二液晶电容，用以在该第一电容单元接收到电压时，使该第一液晶电容与该第二液晶电容具有不同的电压；及

开关单元，接收第一扫描讯号、第二扫描讯号、资料电压及共同电压，并电连接到该第一电容单元及该第二电容单元；

其中，该第一电容单元和该第二电容单元分别对应于该第一像素区域和该第二像素区域，该开关单元在受该第一扫描讯号致动时，将该资料电压传递到该第一电容单元及该第二电容单元；

2.如权利要求1所述的像素电路，其特征在于，该开关单元包括：

第一开关，具有接收该资料电压的第一端、电连接到该第一电容单元的第二端，及接收该第一扫描讯号且据此决定该第一开关的第一端及该第一开关的第二端之间是否导通的控制端；

第二开关，具有电连接到该第一开关的第一端的第一端、电连接到该第二电容单元的第二端，及接收该第一扫描讯号且据此决定该第二开关的第一端及该第二开关的第二端之间是否导通的控制端；及

第三开关，具有接收该共同电压的第一端、电连接到该第二开关的第二端的第二端，及接收该第二扫描讯号且据此决定该第三开关的第一端及该第三开关的第二端之间是否导通的控制端；

其中，该开关单元在受该第一扫描讯号致动时，该第一开关及该第二开关皆导通，以将该资料电压传递到该第一电容单元及该第二电容单元；

该开关单元在受该第二扫描讯号致动时，该第三开关导通，以将该共同电压传递到该第二电容单元。

3.如权利要求1所述的像素电路，其特征在于，该开关单元包括：

第二开关，具有电连接到该第一开关的第二端的第一端、电连接到该第二电容单元的第二端，及接收该第一扫描讯号且据此决定该第二开关的第一端及该第二开关的第二端之间是否导通的控制端；及

4.如权利要求2或3所述的像素电路，其特征在于，该第一开关、该第二开关及该第三开关中的每一个开关包括一薄膜晶体管，每一个开关的第一端对应该薄膜晶体管的源极、第二端对应该薄膜晶体管的漏极、控制端对应该薄膜晶体管的闸极。

5.如权利要求2或3所述的像素电路，其特征在于，该调压单元包括串联于该第二液晶电容的耦合电容，串联的该耦合电容及该第二液晶电容并联于该第一液晶电容。

6.如权利要求5所述的像素电路，其特征在于，该第一液晶电容包括电连接到该第一开关的第二端的第一端，及接收该共同电压的第二端；该耦合电容包括电连接该第一开关的第二端的第一端，及第二端；该第二液晶电容包括电连接到该耦合电容的第二端的第一端，及接收该共同电压的第二端。

7.如权利要求6所述的像素电路，其特征在于，该第一电容单元还包括第一储存电容及第二储存电容，该第一储存电容并联于该第一液晶电容，该第二储存电容并联于该第二液晶电容。

8.如权利要求6所述的像素电路，其特征在于，该第三液晶电容包括电连接到该第二开关的第二端的第一端，及接收该共同电压的第二端。

9.如权利要求8所述的像素电路，其特征在于，该第二电容单元还包括第三储存电容，该第三储存电容并联于该第三液晶电容。

10.一种驱动方法，运用于液晶显示器的像素电路，其特征在于，该像素电路是如权利要求1-9中任意一项权利要求所描述的像素电路，该驱动方法包含以下步骤：

(A)供应资料电压及共同电压到该开关单元；