具体实施方式
关于本发明所披露的影像显示系统内一液晶面板上的一像素阵列,其中各像素的结构有以下实施方式。
图2A图解根据本发明一种实施方式所实现的一影像显示系统200,其中将影像显示系统200内的一液晶面板210以剖面图显示。图中所示液晶面板210包括滤光(CF)基板、液晶分子LC以及薄膜晶体管(TFT)基板。液晶面板210下侧更可设置有一背光模块240,用以提供液晶面板210所需的光源。
图2B则以上视图图解影像显示系统200。影像显示系统200包括一液晶面板210,其中包括多条扫描线(…Gi、Gi+1、Gi+2…)、多条数据线(…Dj、Dj+1、Dj+2…)以及这些扫描线以及数据线所定义的一像素阵列220。然而,需特别声明的是,除了此图示的结构,在多域显示技术中,同一条扫描线以及同一条数据线连结的可能是多个像素。
图2C图解所披露的像素结构的一种实施方式。一像素230所相关的液晶分子标号为LC。液晶分子LC具有一控制端CN,且另外连结有一液晶共电极CF_COM。像素230连结一扫描线Gi以及一数据线Dj,其中像素230包括一缓冲电路232以及一显像电路234。缓冲电路232负责根据扫描线Gi上的一扫描线信号(同样以Gi为标号)接收并且暂存数据线Dj上的一数据线信号(同样以Dj为标号)。显像电路234则是根据一重置信号Reset以及一设定信号Set动作。根据该重置信号Reset,显像电路234重置像素230的液晶分子LC的控制端CN的电位。根据设定信号Set,显像电路234接收缓冲电路232所暂存的上述数据线信号Dj,并据以调整控制端CN的电位,进而控制液晶分子LC的转动,使所属像素230随的显示影像。
图3以时序图说明上述信号的操作。时间区间TA定义为扫描区间,像素阵列的扫描线G1…GN轮流启动,使各像素的上述缓冲电路得以接收且暂存系统所欲播放的画面的数据。时间区间TB为非扫描区间,本发明所披露的重置信号Reset以及设定信号Set在此区间动作。如图所示,重置信号Reset的致能区间位于像素阵列220最后一列的扫描线信号GN禁能之后且设定信号Set致能之前。各像素的上述显像电路可共用同样的重置信号Reset以及设定信号Set。如此一来,各像素液晶分子的控制端一同随重置信号Reset重置,再一同随设定信号Set设定。时间区间TA所暂存的画面数据会在设定信号Set致能后才对液晶分子产生影响,且此影响会一直持续到下一次重置信号Reset致能才结束。此一时间区间-设定信号Set致能后至重置信号Reset致能前-皆可利用来播放影像,时间长度远较传统立体影像播放技术充足。传统立体影像播放所面临的亮度不足问题因而解决。
另外,液晶分子的控制端在随设定信号Set设定后,可能需要一段时间才能使液晶分子转动到预期方向。为了避免使用者观看到错误影像,更可对影像显示系统中的一背光模块作特别设计。例如,背光模块可在液晶分子的转动达稳态后方启动,并更可当重置信号Reset切换为致能时切换为关闭。图3所列举的背光模块操作时序BLU即是以此方式操作。如此设计可有效杜绝传统立体影像显示技术的交错残影问题。
在立体影像显示的应用中,所述影像显示系统更可包括一立体视频眼镜。立体视频眼镜可采用快门式操作,其中立体视频眼镜的右眼镜片以及左眼镜片的切换时间点可与所披露的设定信号Set相关。以下以图3所列举的立体视频眼镜操作时序3D_glasses为例讨论之。假设时间区间TA中,各像素的缓冲电路所接收且暂存的是一左眼画面,则时间区间TB内设定信号Set致能后,液晶分子所播放的是该左眼画面;对应的,该立体视频眼镜的右眼镜片关闭且左眼镜片启动,以允许使用者观赏正在播放的该左眼画面。假设时间区间TC中,各像素的缓冲电路所接收且暂存的是一右眼画面,则时间区间TD内设定信号Set致能后,液晶分子所播放的是该右眼画面;对应的,该立体视频眼镜的右眼镜片启动且左眼镜片关闭,以允许使用者观赏正在播放的该右眼画面。
图4图解所披露的像素结构的一种实施方式。以连结扫描线Gi以及数据线Dj的一像素为例,其中包括一缓冲电路432_1以及一显像电路434_1。缓冲电路432_1包括一具有相对的一第一端A与一第二端B的第一电容C1以及一第一薄膜晶体管T1。第一薄膜晶体管T1由扫描线信号Gi控制,用以耦接数据线信号Dj至第一电容C1的第一端(标号A)。显像电路434_1包括一第二薄膜晶体管T2、一第三薄膜晶体管T3以及一第二电容C2。第二薄膜晶体管T2由重置信号Reset控制,用以重置液晶分子LC的一控制端CN的电位为一重置电位。第二薄膜晶体管T3由设定信号Set控制,用以耦接第一电容C1的第一端A至液晶分子LC的控制端CN。第二电容C2非必要元件,可视使用者需求选择是否加入,第二电容C2的一第一端E耦接液晶分子LC的控制端CN。此外,在图4所示实施方式中,液晶面板210更包括一第一共电极线TFT_COM,其耦接第一电容C1的第二端B及第二薄膜晶体管T2,以提供一第一定值电位作为所披露的重置电位,且第一共电极线TFT_COM更耦接第二电容C2的一第二端F。至于像素阵列中的其他像素,也可基于同样结构组成;例如,连结扫描线Gi+1以及数据线Dj的一像素包括有一缓冲电路432_2以及一显像电路434_2。
参考图3所披露的时序,以讨论图4像素结构的操作。像素阵列遭扫描时(例如,时间区间TA),扫描线信号Gi的致能会使数据线信号Dj得以经由第一薄膜晶体管T1储存于第一电容C1中,后续的重置信号Reset致能使液晶分子LC的控制端CN得以在第二薄膜晶体管T2的作用下重置为第一共电极线TFT_COM上的第一定值电位。接着,重置信号Reset禁能且设定信号Set致能,第二薄膜晶体管T2断开且第三薄膜晶体管T3导通,储存于第一电容C1内的电荷得以分散给液晶分子LC与第二电容C2(即电荷分享效应,charge sharingeffect)。液晶分子LC控制端CN电位因而调整,液晶分子LC也随的转动。随后,设定信号Set禁能,缓冲电路432_1与显像电路434_1的连结再度断开。显像电路434_1因此得以在缓冲电路432_1接收且暂存下一个画面的数据时不受影响且维持目前显像。
必须注意的是,由于所披露技术涉及到电荷分享效应,故图4结构需将第一电容C1设计为大面积,才能使液晶分子LC的控制端CN电位得以分享到足以如预期转动液晶分子的量。由于大面积的第一电容C1有可能影响像素开口率,因此,图5A披露另外一种像素结构实施方式。
参考图5A,其中除了供应传送第一定值电位的第一共电极线TFT_COM外,更供应电位变动的一第一信号线RST1以及一第二信号线RST2。此像素阵列上所有的第一电容C1以及第二电容C2都是连结第一共电极线TFT_COM,以取用其所供应的第一定值电位;但各像素的重置电位的来源则有特别设计。以扫描线Gi以及数据线Dj所连结的该像素为例,其中包括一缓冲电路532_1以及一显像电路534_1,第二薄膜晶体管T2是连结第一信号线RST1,并以第一信号线RST1上所供应的一第一信号为重置电位。至于扫描线Gi以及数据线Dj+1所连结的该像素,其中包括一缓冲电路532_2以及一显像电路534_2,所使用的重置电位是第二信号线RST2所供应的一第二信号。关于扫描线Gi+1以及数据线Dj所连结的该像素,其中包括一缓冲电路532_3以及一显像电路534_3,所使用的重置电位是第二信号线RST2所供应的第二信号。关于扫描线Gi+1以及数据线Dj+1所连结的该像素,其中包括一缓冲电路532_4以及一显像电路534_4,所使用的重置电位是第一信号线RST1所供应的第一信号。总之,相邻的两像素是以不同信号线上的信号作为所使用的重置电位。
图5B以时序图说明第一信号线RST1以及第二信号线RST2的一种操作方式。相对于第一共电极线TFT_COM上的第一定值电位V_COM,第一信号线RST1上的第一信号于一正极性以及一负极性间切换;且第二信号线RST2上的第二信号反相于该第一信号线RST1上的第一信号。将重置电位偏离第一定值电位V_COM的原因,是要让液晶分子LC的控制端CN得以在重置信号Reset致能当下,就预充到相当的电位。如此一来,无须大尺寸第一电容C1即能使液晶分子LC的控制端CN电位达到足以如预期转动液晶分子的量。至于所述正、负极性切换则是针对液晶分子的极性反转(polarity inversion)操作所设计。切换时间点则可以像素阵列的扫描更新为依据。例如,可以第一列扫描线G1的致能作为切换时机。
图6A还披露像素结构的另外一种实施方式,其中不再供应定值电位于的共电极线(如前述TFT_COM)上,而是改供应电位变动的一第一共电极线TFT_COM1以及一第二共电极线TFT_COM2。以扫描线Gi以及数据线Dj所连结的该像素为例,其中包括一缓冲电路632_1以及一显像电路634_1;其中第一电容C1的第二端B以及第二电容C2的第二端F是连结第一共电极线TFT_COM1,且第二薄膜晶体管T2也是连结第一共电极线TFT_COM1,并以其所供应的第一共电极电位为重置电位。至于扫描线Gi以及数据线Dj+1所连结的该像素,其中包括一缓冲电路632_2以及一显像电路634_2,其像素中的电容所连结的是第二共电极线TFT_COM2,且所使用的重置电位是来自第二共电极线TFT_COM2所供应的第二共电极电位。关于扫描线Gi+1以及数据线Dj所连结的该像素,其中包括一缓冲电路632_3以及一显像电路634_3,其像素中的电容所连结的是该第二共电极线TFT_COM2,且所使用的重置电位是来自第二共电极线TFT_COM2的第二共电极电位。关于扫描线Gi+1以及数据线Dj+1所连结的该像素,其中包括一缓冲电路632_4以及一显像电路634_4,其像素中的电容所连结的是该第一共电极线TFT_COM1,且所使用的重置电位是来自第一共电极线TFT_COM1的第一共电极电位。总之,相邻的两像素中,若一像素是与第一共电极线TFT_COM1连结,则另一像素就需与第二共电极线TFT_COM2连结,彼此是与不同的共电极线连结。
图6B以时序图说明第一共电极线TFT_COM1以及第二共电极线TFT_COM2的一种操作方式。第一共电极电位(与其信号线同样标号为TFT_COM1)于重置信号Reset致能时偏离一定值共电极电位V_COM呈正极性以及负极性中择一,且相邻的两次偏离是不同的极性。第二共电极电位(与其信号线同样标号为TFT_COM2)于重置信号Reset致能时偏离该定值共电极电位V_COM呈上述正极性以及负极性中择一,且偏离的极性与该第一共电极电位TFT_COM1相反。将重置电位偏离定值共电极电位V_COM的原因,是要让液晶分子LC的控制端CN得以在重置信号Reset致能当下,就预充到相当的电位。如此一来,无须大尺寸第一电容C1即能使液晶分子LC的控制端CN电位达到足以如预期转动液晶分子的量。至于所述正、负极性切换则是针对液晶分子的极性反转(polarity inversion)操作所设计。由于第一共电极电位TFT_COM1以及第二共电极电位以及TFT_COM2大部分时间仍维持在定值共电极电位V_COM,故像素内的电容仍可以的作为共电极来源。
图7A更披露像素结构的另外一种实施方式,其中介绍一种多域显示(multiple domain display)技术。此实施方式不供应维持在定电位的共电极线(如前述TFT_COM),而是供应电位变动的多个共电极线,包括:一第一共电极线TFT_COM1、一第二共电极线TFT_COM2、一第三共电极线TFT_COM3以及一第四共电极线TFT_COM4。
如图所示,扫描线Gi以及数据线Dj所连结的是两个像素。其中一个像素包括一缓冲电路732_1以及一显像电路734_1,另一个像素包括一缓冲电路732_3以及一显像电路734_3;此二像素组成一多域显示。以下针对此多域显示的结构进行讨论。如图所示,两像素的第一薄膜晶体管都是由同一条扫描线Gi控制并耦接同一条数据线Dj。两像素所使用的重置电位是由不同共电极线提供;上方像素使用的是第一共电极线TFT_COM1所供应的第一共电极电位,且下方像素使用的是第四共电极线TFT_COM4所供应的第四共电极电位。此外,上方像素不仅以第一共电极线TFT_COM1为重置电位来源,其中该像素内的电容也都是耦接该第一共电极线TFT_COM1;下方像素不仅以第四共电极线TFT_COM4为重置电位来源,其中该像素内的电容也都是耦接该第四共电极线TFT_COM4。
图7A另外有一组多域显示,是由扫描线Gi以及数据线Dj+1所连结的两个像素所组成。上方该个像素包括一缓冲电路732_2以及一显像电路734_2,下方该个像素包括一缓冲电路732_4以及一显像电路734_4。两像素的第一开关都是由同一条扫描线Gi控制并耦接同一条数据线Dj+1。两像素所使用的重置电位是由不同共电极线提供;上方像素使用的是第二共电极线TFT_COM2所供应的第二共电极电位,而下方像素使用的是第三共电极线TFT_COM3所供应的第三共电极电位。此外,上方像素不仅以第二共电极线TFT_COM2重置电位来源,其中该像素内电容也都是耦接该第二共电极线TFT_COM2;下方像素不仅以第三共电极线TFT_COM3为重置电位来源,其中该像素内的电容也都是耦接该第三共电极线TFT_COM3。
图7B以时序图说明第一~第四共电极线TFT_COM1~TFT_COM4的一种操作方式。以下说明的。
关于扫描线Gi以及数据线Dj所连结的该多域显示,其内像素所连结的第一以及第四共电极线TFT_COM1以及TFT_COM4为同相,皆在重置信号Reset致能时偏离一定值共电极电位V_COM呈正极性以及负极性中择一。如图所示,相邻的两次偏离是不同的极性,且第一以及第四共电极线TFT_COM1以及TFT_COM4的偏离幅度不同。所述偏离定值的重置电位设计让液晶分子LC的控制端CN得以在重置信号Reset致能当下,就预充到相当的电位。如此一来,无须大尺寸第一电容C1即能使液晶分子LC的控制端CN电位达到足以如预期转动液晶分子的量。第一以及第四共电极线的偏离量不同,是为了让同样的数据线信号得以对不同像素有不同影响,进而使液晶分子LC具有不同的转动角度以达多域显示的效果。至于所述正、负极性偏离则是针对液晶分子的极性反转(polarity inversion)操作所设计。由于第一以及第四共电极线TFT_COM1以及TFT_COM4上的第一以及第四共电极电位大部分时间仍维持在该定值电极电位V_COM,故也可与对应像素内的电容相连作共电极来源。
关于扫描线Gi以及数据线Dj+1所连结的该多域显示的第二以及第三共电极线TFT_COM2以及TFT_COM3也是采同样原理操作。必须注意的是,为了应付液晶分子的极性反转(polarity inversion)操作,第二以及第三共电极线TFT_COM2以及TFT_COM3需与第一以及第四共电极线TFT_COM1以及TFT_COM4反相。具体来说,连接相同的扫描线与相同的数据线的这些像素,其共电极电位彼此同相,且具有不同电位值;而连接相同的扫描线与不同的数据线的这些像素,其共电极电位彼此反向。
除了以上所披露的结构特征,此段落更披露一种影像显示方法,用以达到同样功效。此影像显示方法用于驱动一液晶面板内一像素阵列的一像素所对应的液晶分子。此方法包括以下步骤。根据一扫描线信号接收并且暂存一数据线信号。根据一重置信号重置上述液晶分子的一控制端的电位。根据一设定信号,接收暂存的该数据线信号,并据以调整控制端的电位,进而控制上述液晶分子的转动,使所属像素显示影像。重置信号的致能区间位于像素阵列最后一列的扫描线信号禁能之后以及设定信号的致能之前。
必须特别声明的是,上述实施例说明虽然多集中在立体影像应用,但并非意图限定其应用范围。所披露的结构与方法同样可应用在二维影像播放上。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上,然其并非用以限定本发明,任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作些许的修改和完善,因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。