CN103217819A - 像素及其驱动方法 - Google Patents

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Abstract

像素包含第一电极，第二电极及第三电极，该第一电极与该第二电极形成于下基板上，该第三电极形成于上基板上，且位于该第一电极与该第二电极之间的上方，该上基板与该下基板之间形成有液晶。驱动该像素的方法包含对该第一电极提供第一数据电压、对该第二电极提供第二数据电压，及对该第三电极提供共电压。该共电压实质上为该第一数据电压与该第二数据电压的平均值。

Description

像素及其驱动方法
【技术领域】
本发明系关于一种像素及其驱动方法，尤指一种可提升电极间相位差并提升液晶穿透度的像素及其驱动方法。
【背景技术】
液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)及发光二极管(light emittingdiode,LED)显示器因具有外型轻薄、省电以及无辐射等优点，已被广泛地应用于多媒体播放器、移动电话、个人数字助理（PDA）、电脑显示器、或平面电视等电子产品上。
为了提升液晶显示器的响应速率，蓝相液晶已被提出。蓝相液晶是一种介于澄清相(isotropic phase)与胆固醇液晶相(chlosteric phase)之间的液晶相，且必须利用类似IPS(in-plane switch)电极产生的横向电场来驱动。IPS面板具有广视角、响应速度快，且色彩还原准确等优点，但在IPS模式驱动下，液晶有穿透度偏低的缺点，其原因为水平电场的有效范围过小，造成电极之间相位差不足，且蓝相液晶使用IPS电极时亦具有相同的问题。
【发明内容】
本发明的一实施例系关于一种驱动像素的方法，该像素包含第一电极，第二电极及第三电极，该第一电极与该第二电极形成于下基板上，该第三电极形成于上基板上，且位于该第一电极与该第二电极之间的上方，该上基板与该下基板之间形成有液晶。该方法包含对该第一电极提供第一数据电压、对该第二电极提供第二数据电压，及对该第三电极提供共电压。该共电压实质上为该第一数据电压与该第二数据电压的平均值。
本发明的另一实施例系关于一种驱动像素的方法，该像素包含一第一电极、一第二电极及一第三电极。该第一电极与该第二电极形成于一下基板上，该第三电极形成于一上基板上，且位于该第一电极与该第二电极之间的上方，该上基板与该下基板之间形成有液晶。该方法包含对该第一电极提供一第一数据电压、对该第二电极提供一第一共电压，及对该第三电极提供一实质上为该第一数据电压与该第一共电压的平均值的第一平均电压。该第一共电压的电位低于该第一数据电压。
本发明的另一实施例系关于一种像素，包含上基板、下基板、第一电极、第二电极及第三电极。该上基板与该下基板之间形成有液晶。该第一电极形成于该下基板上，用以于第N帧提供第一数据电压，及于第N+1帧提供第三数据电压。该第二电极形成于该下基板上，用以于该第N帧提供第二数据电压，及于该第N+1帧提供第四数据电压。该第三电极形成于该上基板上，且位于该第一电极与该第二电极之间的上方，用以提供共电压。该共电压于该第N帧及于该第N+1帧具有相同的电位，该共电压实质上为该第一数据电压与该第二数据电压的平均值，该共电压实质上为该第三数据电压与该第四数据电压的平均值，该第一数据电压及该第四数据电压大于该共电压，该第二数据电压与该第三数据电压小于该共电压，且N为正整数。
本发明的另一实施例系关于一种像素，包含上基板、下基板，第一电极、第二电极及第三电极。该上基板与该下基板之间形成有液晶。该第一电极形成于该下基板上，用以于第N帧提供第一数据电压，及于第N+1帧提供第二数据电压。该第二电极形成于该下基板上，用以于该第N帧提供第一共电压，及于该第N+1帧提供第二共电压。该第三电极形成于该上基板上，且位于该第一电极与该第二电极之间的上方，用以于该第N帧提供实质上为该第一数据电压与该第一共电压的平均值的第一平均电压，及于该第N+1帧提供实质上为该第二数据电压与该第二共电压的平均值的第二平均电压。该第一共电压的电位低于该第一数据电压，该第二共电压的电位高于该第二数据电压，且N为正整数。
通过本发明实施例的设置，像素中水平电场的有效范围可被大幅增加，进而提升像素中电极间的相位差，并提升液晶的穿透度。此外，本发明实施例中，像素中的液晶可以使用蓝相液晶来取代，因此通过本发明，可解决蓝相液晶操作在IPS模式下造成像素中电极间相位差不足的问题，并提升蓝相液晶的穿透度。
【附图说明】
图1为本发明第一实施例像素的示意图。
图2为对图1像素提供数据电压的时序图。
图3A为图1像素的电路示意图。
图3B为图1像素的比例示意图。
图4为本发明驱动像素的流程图。
图5为本发明第二实施例像素的示意图。
图6为对图5像素提供数据电压的时序图。
图7为图5像素的电路示意图。
图8为本发明驱动像素的流程图。
【主要元件符号说明】
1     第一电极
2     第二电极
3     第三电极
20    上基板
30                 下基板
40                 液晶
100、500           像素
550                颜色过滤器
300、700           像素单元
DL1                第一数据线
DL2                第二数据线
COM                共电压源
V1、V8             第一数据电压
V3                 第三数据电压
V2、V9             第二数据电压
V4                 第四数据电压
V5                 共电压
Q1                 第一开关
Q2                 第二开关
Q3                 第三开关
Clc                液晶电容
Clc1               第一液晶电容
Clc2               第二液晶电容
Cst1               第一储存电容
Cst2               第二储存电容
GL1                第一栅极线
GL2                第二栅极线
402至408、802至808 步骤
V6                 第一共电压
V7                 第二共电压
COM1               第一电压源
COM2               第二电压源
CF                 信号源
R                  间距
W  宽度
【具体实施方式】
在说明书及后续的申请专利范围当中使用了某些词汇来指称特定的元件。所属领域中具有通常知识者应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同样的元件。本说明书及后续的申请专利范围并不以名称的差异来作为区别元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区别的基准。在通篇说明书及后续的请求项当中所提及的「包含」为开放式的用语，故应解释成「包含但不限定于」。此外，「耦接」一词在此包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述第一装置耦接于第二装置，则代表该第一装置可直接连接于该第二装置，或通过其他装置或连接手段间接地连接至该第二装置。
下文依本发明特举实施例配合所附图式作详细说明，但所提供的实施例并非用以限制本发明所涵盖的范围，而方法流程步骤编号更非用以限制其执行先后次序，任何由方法步骤重新组合的执行流程，所产生具有均等功效的方法，皆为本发明所涵盖的范围。
请参考图1、图2及图3A，图1为本发明第一实施例像素100的示意图，图2为对图1像素100提供数据电压的时序图，且图3A为图1像素100的电路示意图。如图1及图2所示，像素100包含上基板20、下基板30、第一电极1、第二电极2及第三电极3。上基板20与下基板30之间形成有液晶40，且上基板20包含颜色过滤器550(color filter)。第一电极1耦接于第一数据线DL1，并用以接收由第一数据线DL1所传送的数据电压；第二电极2耦接于第二数据线DL2，并用以接收由第一数据线DL1所传送的数据电压；第三电极3耦接于共电压源COM，并用以接收由共电压源COM所传送的共电压。第一电极1形成于下基板30上，用以于显示器的第N帧(frame)提供第一数据电压V1，及于第N+1帧提供第三数据电压V3。第二电极2形成于下基板30上，用以于显示器的第N帧提供第二数据电压V2，及于显示器的第N+1帧提供第四数据电压V4。第三电极3形成于上基板20上，且位于第一电极1与第二电极2之间的上方，用以提供共电压V5。如图2所示，共电压V5于第N帧及于第N+1帧具有相同的电位，且共电压V5实质上为第一数据电压V1与第二数据V2电压的平均值，且实质上为第三数据电压V3与第四数据V4电压的平均值。此外，第一数据电压V1及第四数据电压V4大于共电压V5，第二数据电压V2与第三数据电压V3小于共电压COM，且N为正整数。
请参考图3B，图3B为图1像素100的比例示意图。如图3B所示，每一相邻的第三电极3之间具有间距R，且每一第一电极1、第二电极2具有宽度W，间距R与宽度W的较佳比例为5W≧R≧1.5W，但本发明不限于此，例如第一电极1第二电极2可以设置为不同宽度，且间距R与宽度W可设置为其他比例。
在图3A中，像素100包含像素单元300，像素单元300包含第一开关Q1、第二开关Q2、液晶电容Clc、第一储存电容Cst1及第二储存电容Cst2。第一开关Q1的第一端耦接于第一数据线DL1，控制端耦接至第一栅极线GL1，用以根据第一栅极线GL1的准位开启或关闭，第二端耦接至第一电极1。第一电极1耦接于液晶电容Clc及第一储存电容Cst1。第二开关Q2的第一端耦接至第二电极2，控制端耦接至第一栅极线GL1，用以根据第一栅极线GL1的准位开启或关闭，第二端耦接至第二数据线DL2，而第二电极2耦接于液晶电容Clc及第二储存电容Cst2。当第一开关Q1、第二开关Q2开启时，将会接收第一数据线DL1、第二数据线DL2传来的信号。此外，第一储存电容Cst1用以储存第一数据线DL1传来的信号，且第二储存电容Cst2用以储存第二数据线DL2传来的信号。
请参考图4，图4为本发明驱动像素100的流程图，说明如下：
步骤402:开始；
步骤404:于第N帧对第一电极1提供第一数据电压V1、对第二电极2提供第二数据电压V2，及对第三电极3提供共电压V5；
步骤406:于第N+1帧对第一电极1提供第三数据电压V3、对第二电极2提供第四数据电压V4，及持续对第三电极3提供共电压V5；
步骤408:结束。
在第一实施例中，由于共电压V5实质上为第一数据电压V1与第二数据电压V2的平均值，也就是说，共电压V5的准位介于第一数据电压V1的准位与第二数据电压V2的准位之间。因此，第三电极3的电位大小介于第一电极1的电位与第二电极2的电位之间。在此设置下，第三电极3分别与第一电极1、第二电极2之间形成斜向电场，而第三电极3与第一电极1之间的斜向电场的水平分量会和第三电极3与第二电极2之间的斜向电场的水平分量同方向。举例来说，在显示器的第N帧时，第一电极1的准位（即第一数据电压V1）大于第三电极3的准位（即共电压V5），第二电极2的准位（即第二数据电压V2）小于第三电极3（即共电压V5）的准位，因此，第三电极3会分别与第一电极1、第二电极2形成相同方向的水平电场；同理，在显示器的第N+1帧时，第一电极1的准位（即第三数据电压V3）小于第三电极3的准位（即共电压V5），第二电极2的准位（即第四数据电压V4）大于第三电极3（即共电压V5）的准位，因此第三电极3也会分别与第一电极1、第二电极2形成相同方向的水平电场。
通过本发明第一实施例的设置，由于第三电极3分别与第一电极1、第二电极2之间形成斜向电场，像素100中水平电场的有效范围可被大幅增加，进而提升像素100中电极间的相位差，并提升液晶40的穿透度。此外，本发明实施例中，像素100中的液晶40可以使用蓝相液晶来取代，因此通过本发明，可解决蓝相液晶操作在IPS模式下造成像素中电极间相位差不足的问题，并提升蓝相液晶的穿透度。
请参考图5、图6及图7，图5为本发明第二实施例像素500的示意图，图6为对图5像素500提供数据电压的时序图，图7为图5像素500的电路示意图。像素500与像素100的差别在于，像素500中，第一电极1耦接于第一数据线DL1，第二电极2依序耦接于提供第一共电压V6的第一电压源COM1，及提供第二共电压V7的第二电压源COM2。此外，上基板20包含颜色过滤器550。第一电极1、第二电极2、第三电极3的较佳设置方式可参考图3B，于此不再赘述。
在第二实施例中，第一电极1用以于第N帧提供第一数据电压V8，及于第N+1帧提供第二数据电压V9。第二电极2用以于第N帧提供第一共电压V6，及于第N+1帧提供第二共电压V7。第三电极3耦接于信号源CF，且第三电极3用以于第N帧提供实质上为第一数据电压V8与第一共电压V6的平均值的第一平均电压VA1，及于第N+1帧提供实质上为第二数据电压V9与第二共电压V7的平均值的第二平均电压VA2。第一共电压VA1的电位低于第一数据电压V8，第二共电压VA2的电位高于第二数据电压V9，且N为正整数。
在图7中，像素500包含像素单元700，像素单元700包含第一开关Q1、第三开关Q3、液晶电容Clc、第一液晶电容Clc1、第二液晶电容Clc2及第一储存电容Cst1。第一开关Q1的第一端耦接于第一数据线DL1，控制端耦接至第一栅极线GL1，用以根据第一栅极线GL1的准位开启或关闭，第二端耦接至第一电极1。第一电极1耦接于液晶电容Clc、第一液晶电容Clc1及第一储存电容Cst1。第三开关Q3的第一端耦接至第三电极3，控制端耦接至第二栅极线GL2，用以根据第二栅极线GL2的准位开启或关闭，第二端耦接至信号源CF，而第三电极3耦接于液晶电容Clc及第二液晶电容Clc2。当第一开关Q1及第三开关Q3开启时，将会接收第一数据线DL1、信号源CF传来的信号。此外，第一储存电容Cst1用以储存第一数据线DL1传来的信号，第一液晶电容Clc1耦接于第一电极1与第二电极2之间，且第二液晶电容Clc2耦接于第三电极3与第二电极2之间。
请参考图8，图8为本发明驱动像素500的流程图，说明如下：
步骤802:开始；
步骤804:于第N帧对第一电极1提供第一数据电压V8、对第二电极2提供第一共电压V6，及对第三电极3提供第一平均电压VA1；
步骤806:于第N+1帧对第一电极1提供第二数据电压V9、对第二电极2提供第二共电压V7，及对第三电极3提供第二平均电压VA2；
步骤808:结束。
在第二实施例中，由于第一平均电压VA1实质上为第一数据电压V8与第一共电压V6电压的平均值，也就是说，第一平均电压VA1的准位介于第一数据电压V8的准位与第一共电压V6的准位之间。因此，第三电极3的电位大小介于第一电极1的电位与第二电极2的电位之间。在此设置下，第三电极3分别与第一电极1、第二电极2之间形成斜向电场，而第三电极3与第一电极1之间的斜向电场的水平分量会和第三电极3与第二电极2之间的斜向电场的水平分量同方向。举例来说，在显示器的第N帧时，第一电极1的准位（即第一数据电压V8）大于第三电极3的准位（即第一平均电压VA），第二电极2的准位（即第一共电压V6）小于第三电极3（即第一平均电压VA）的准位，因此第三电极3会分别与第一电极1、第二电极2形成相同方向的水平电场；同理，在显示器的第N+1帧时，第一电极1的准位（即第二数据电压V9）小于第三电极3的准位（即第二平均电压VA2），第二电极2的准位（即第二共电压V7）大于第三电极3（即第二平均电压VA2）的准位，因此，第三电极3也会分别与第一电极1、第二电极2形成相同方向的水平电场。
通过本发明第二实施例的设置，由于第三电极3分别与第一电极1、第二电极2之间形成斜向电场，像素500中水平电场的有效范围可被大幅增加，进而提升像素500中电极间的相位差，并提升液晶40的穿透度。此外，本发明实施例中，像素500中的液晶40可以使用蓝相液晶来取代，因此通过本发明，可解决蓝相液晶操作在IPS模式下造成像素中电极间相位差不足的问题，并提升蓝相液晶的穿透度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (11)

1.一种驱动像素的方法，该像素包含一第一电极，一第二电极及一第三电极，该第一电极与该第二电极形成于一下基板上，该第三电极形成于一上基板上，且位于该第一电极与该第二电极之间的上方，该上基板与该下基板之间形成有液晶，该方法包含：
对该第一电极提供一第一数据电压；
对该第二电极提供一第二数据电压；及
对该第三电极提供一共电压；
其中该共电压实质上为该第一数据电压与该第二数据电压的平均值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，另包含：
对该第一电极提供一第三数据电压；及
对该第二电极提供一第四数据电压；
其中该共电压实质上为该第三数据电压与第四数据电压的平均值，该第一数据电压及该第四数据电压大于该共电压，且该第二数据电压与该第三数据电压小于该共电压。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：
对该第一电极提供该第一数据电压，为于一第N帧对该第一电极提供该第一数据电压；
对该第二电极提供该第二数据电压，为于该第N帧对该第二电极提供该第二数据电压；
对该第一电极提供该第三数据电压，为于一第N+1帧对该第一电极提供该第三数据电压；及
对该第二电极提供该第四数据电压，为于该第N+1帧对该第二电极提供该第四数据电压；
其中N为正整数。
4.一种驱动像素的方法，该像素包含一第一电极，一第二电极及一第三电极，该第一电极与该第二电极形成于一下基板上，该第三电极形成于一上基板上，且位于该第一电极与该第二电极之间的上方，该上基板与该下基板之间形成有液晶，该方法包含：
对该第一电极提供一第一数据电压；
对该第二电极提供一第一共电压，该第一共电压的电位低于该第一数据电压；及
对该第三电极提供一实质上为该第一数据电压与该第一共电压的平均值的第一平均电压。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，另包含：
对该第一电极提供一第二数据电压；
对该第二电极提供一第二共电压，该第二共电压的电位高于该第二数据电压；及
对该第三电极提供一实质上为该第二数据电压与该第二共电压的平均值的第二平均电压。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：
对该第一电极提供该第一数据电压，为于一第N帧对该第一电极提供该第一数据电压；
对该第二电极提供该第一共电压，为于该第N帧对该第二电极提供该第一共电压；
对该第三电极提供该第一平均电压，为于该第N帧对该第三电极提供该第一平均电压；
对该第一电极提供该第二数据电压，为于一第N+1帧对该第一电极提供该第二数据电压；
对该第二电极提供该第二共电压，为于该第N+1帧对该第二电极提供该第二共电压；及
对该第三电极提供该第二平均电压，为于该第N+1帧对该第三电极提供该第二平均电压；
其中N为正整数。
7.一种蓝相像素，包含：
一上基板；
一下基板，该上基板与该下基板之间形成有蓝相液晶；
一第一电极，形成于该下基板上，用以于一第N帧提供一第一数据电压，及于一第N+1帧提供一第三数据电压；
一第二电极，形成于该下基板上，用以于该第N帧提供一第二数据电压，及于该第N+1帧提供一第四数据电压；及
一第三电极，形成于该上基板上，且位于该第一电极与该第二电极之间的上方，用以提供一共电压；
其中该共电压于该第N帧及于该第N+1帧具有相同的电位，该共电压实质上为该第一数据电压与该第二数据电压的平均值，该共电压实质上为该第三数据电压与该第四数据电压的平均值，该第一数据电压及该第四数据电压大于该共电压，该第二数据电压与该第三数据电压小于该共电压，且N为正整数。
8.根据权利要求第7项所述的蓝相像素，其特征在于，该第一电极耦接于一第一数据线，该第二电极耦接于一第二数据线，及该第三电极耦接于一共电压源。
9.一种像素，包含：
一上基板；
一下基板，该上基板与该下基板之间形成有液晶；
一第一电极，形成于该下基板上，用以于一第N帧提供一第一数据电压，及于一第N+1帧提供一第二数据电压；
一第二电极，形成于该下基板上，用以于该第N帧提供一第一共电压，及于该第N+1帧提供一第二共电压；及
一第三电极，形成于该上基板上，且位于该第一电极与该第二电极之间的上方，用以于该第N帧提供一实质上为该第一数据电压与该第一共电压的平均值的第一平均电压，及于该第N+1帧提供一实质上为该第二数据电压与该第二共电压的平均值的第二平均电压；
其中该第一共电压的电位低于该第一数据电压，该第二共电压的电位高于该第二数据电压，且N为正整数。
10.根据权利要求9所述的像素，其特征在于：
该第一电极耦接于一数据线；及
该第二电极依序耦接于提供该第一共电压的一第一电压源，及提供该第二共电压的一第二电压源。
11.根据权利要求7或9所述的像素，其特征在于，该上基板包含一颜色过滤器(color filter)。
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