TW200931379A - Liquid crystal display device and pixel structure thereof - Google Patents

Description

200931379 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明關於-種液晶顯示ϋ及其畫素結構，特別是關於_種使同一書 素單元的不同區域具有各自的v-τ特徵曲線之液晶顯示器及其畫素結構: 【先前技術】 圖1為習知具單一液晶單元間隙(singlecellgap)之半透式液晶顯示器的 -畫素單元等效電路圖。因為-畫素單綱時具有—反射區Re及―透射區 〇 Tr，且光線行'經反射區Re的相位差約是行經透射區Tr的兩倍，所以如圖 1所示，習知設計利用兩顆薄膜電晶體T1 AT2分別控制反射區及透射區 的電㈣化’使反射區Re及透射區Tl•可透過個別的7校正曲線獲得較佳 的光學響應。 圖2為-示意方塊圖’顯示驅動圖丨所示之半透式液晶顯示器的驅動 架構。如圖2所示，該驅動架構卿包含一薄膜電晶體陣列ι〇2、一第一 影像信號驅動電路104、-第二影像信號驅動電路1〇6、及一掃描信號驅動 電路1〇8。明同時參考圖i及圖2，掃描信號驅動電路1〇8產生掃描信號， 〇經由列電極G1A_G4A搞接各個薄膜電晶體的間極。影像信號驅動電路104 ^序產生職各雜信賴鱗信號，經崎紐D1A_D4A及對應反射 -區Re之薄膜電晶體(例如薄膜電晶體T1)送到反射㊣⑽；影像信號驅動電 ‘路106依序產生對應各掃描信號的影像信號，經由行電極函_及對應 透射區Tr之薄膜電晶體(例如薄膜電晶體T2)送到透射區η。 。雖然習知設計利用兩顆薄膜電晶體]、丁2分別控制反射區如及透射 UTr的電壓變化’可於單_液晶單元間隙的設計下獲得良好的光學響應， 上述》又。十而要如圖2所示較複雜的電路架構來實施不同的γ校正曲線， 例如而要兩個不同的影像信號驅動電路1(M、1〇6及兩倍的行電極，明顯增 6 200931379 加元件成本及設計複雜度。 【發明内容】 因此，本發明之目的在提供一種液晶顯示器及其 -畫素單元的不同區域具有各自的_素、、、。構’其此㈣ 及較低製造成本提供良好光學響應的效果。曲線獲件以—簡化驅動架構 - 依本發明之-實施樣態，—種畫素結構，包含—第寸 ' =制=路。第一控制電路控制畫素結構之第一畫素區域的輸出電塵，且 〇 :二、電連接至第—切換元件的第-液晶電容、及第-儲 電谷。第―控制電路控制畫素結構除該第__畫素 的輸出電麼，且包含一第-切拖一μ 一 ”之第一畫素£域 電容、-編雪〜 接至第二切航件的第二液晶 接第二切谷、ί 一第三切換元件。第三切換元件經由辅助電容電連 佑太恭70且第—晝素區域與第二畫素區域兩者的輸㈣麼不同。 第三切換-Γ之ί一實施樣態’ 一種液晶顯示器包含複數畫素單元及複數 、几 個畫素單福分為具有不同輸的域 及一第二畫素區域，第-畫素區域形成有一第一切換元件、電連;== 〇 ===第―液晶電容、及電連接至第-切換元件之第-儲存電容。 t 成有—第二切換元件、電連接至第二切換元件之-第二液 列獅電^各個第三_元件經由_電容電連接位於同-歹J旦素單7C的所有第二切換元件。 ^由上述之設計，僅需利用一般的薄膜電晶體製程形成辅助電容及第 二=，可獲得使同—畫素單元具有兩組不同的ν_τ特徵曲線的效 .性可朗於不同環境而獲得不同功效，舉例而言，可應用於一 廣視角液晶顯示器以提供良好的視角補償效果，或可應用於 顯示器以改善她細峨恤，鳩恤咖程而不需 7 200931379 額外的製造成本及複雜的_架構即可獲得良好的光學響應。 【實施方式】 圖3為依本發明之一實施例，顯示一液晶顯示器之示意簡圖，圖4為 顯示該液晶顯示器之等效電路圖。 _ 請同時參考圖3及圖4，依本發明之設計，—晝素單元1G分為一第一 畫素區域及-第二畫素區域，第一畫素區域上形成有一薄膜電晶體τ卜一 儲存電谷Csl與一液晶電容Clcl，液晶電容Clcl係由第一畫素電極22與 〇 共用電極(未圖示）間隔液晶層(未圖示)形成，且儲存電容Csl與液晶電容

Clcl均電連接至薄膜電晶體^。第二晝素區域上形成有—薄膜電晶體η、 -儲存電容Cs2、-液晶電容Clc2及一輔助電容㈤，液晶電容啦係由 第二畫素電極24與共用電極(未圖示)間隔液晶層(未圖示)形成，且儲存電 谷Cs2與液晶電容Clc2均電連接至薄膜電晶體T2。薄膜電晶體T1、T2之 閣極均連接至同-掃描線12，且薄膜電晶體Ή、Τ2之沒極也均連接至同 —資料線14。再者’各_助電容㈤電連接於薄闕晶體Τ2之源極， 且同一列畫素單元ίο的各個薄膜電晶體η均經由輔助電容Cad連接至一 Q _電晶體T3。詳言之，薄膜電晶體丁3驗極經由輔助電容Cad連接至 薄膜電晶體T2的源極，薄膜電晶體T3的源極連接至一交流或直流電壓源 -18後接地’且賊電晶體T3的祕則連接至後-級掃描線，舉例而言， . 對應掃描線12Α該列之薄膜電晶體Τ3關級連接至後—級掃描線12Β。 另外，薄膜電晶體Τ3可形成於液晶顯示器的非顯示區以提高開口率。 藉由此-設計’畫素單元1()之第一畫素區域的輸出電壓為： Δ Vcom * [(Clc+Cs)/(Clc+Cs+Cgs)] ，且畫素單元10之第二畫素區域的輸出電壓為： △ V2=/\Vcom* [(Clc+Cs)/(Clc+Cst+Cgs+Cad)]。 8 200931379 其中符號Clc代表液晶電容、符號Cs代表儲存電容、符號Cgs代表閉 /源極寄生電容、及符號Cad代表辅助電容。t調賴膜電晶體T3元件二 小或輔助電容Cad量值時，可任意變化與兩者的值。 因此，如圖5所示，依本實施之設計，藉由調整薄膜電晶體Τ3元件大 小或輔助電容Cad量值，可獲得使同―晝素單元具有敝純的ν_τ特徵 曲線的效果。此-特性可應·不同環境而獲得不同效果，舉例而言，^ 應用於-廣視角液晶顯示器以提供良好的視角補償效果，或可應用於一半 透式液晶顯7F器以改善透射區與反射區的光學匹配。須注意圖5描纷之以 ❺特徵曲線僅為例示’第-晝素區域及第二畫素區域之ν_τ特徵曲線可隨 整薄膜電晶體Τ3元件大小或輔助電容Cad量值而任意變化。

請參考圖6A及圖6B，若λ表示光線波長、心表示液晶之雙折射率、 dr表示反射區Re之液晶層間隙厚度、且出表示透射區Tr之液晶層間隙厚 度時，在-般習知的搭配單偏光片及内半穿透反射板的反射光學模式下， 當位相差值△nxdFAM時反龍Re之反縣賊騎錄，位相差值心 xdr與反射光強度之關係如圖όΑ所示。另一方面，在穿透光學模式下當位 相差值Δη>^λ/2時透舰Tr之透射光強度為最大值，位相差值△越 ❹與透射光強度之關係如圖6B所示。由此可知，若圖3所示的畫素軍元川 的第:畫素區域為-半透式液晶顯示器的透射區Tr，且畫素單元的第二 畫素區域為半透式液晶顯示器的反射區Re時，透射區Tr及反射區Re因具 反射區Re，如此可於不^ 均獲得最佳的光學響應。 1 ’敌於搭朗—資料線訊號源情況下兩者需具有不同的 因此，如圖7所示，藉由前述糊—畫素單元產生兩組 L的特性，該兩組V-T特徵曲線可分別對應透射區Tr及 如此可於不調整間隙厚度(cellgap)的情況下使反射區及透射區 本發月僅$利用—般的薄膜電晶體製程形成輔助電容Μ及薄 9 200931379 膜電晶體Τ3，即麟第—畫素雜22鱗二畫素電極a 位Vcom具有二種不同的電位差，亦即同— ，、電桎電 同-資料線訊號源下具有不同的電壓值，故其可搭丽域於搭接 的製造成本及複雜的驅動架構即可獲得良好的光學響應。再=== 電極22、第二晝素電極24可為透财素電極或反射晝素電極均可。雜 :電容㈤形成於反祕㈣可視為反射結構的—部份，故於一實施例 中，液晶齡Μ可視為由複數反射畫料元及複數 成’透射畫素單元包含_晶體T1、儲存電容⑸與液晶電容=3 Ο 射畫素單元包含薄膜《體T2、贿餘⑶、液晶電容咖、與輔 容㈤。將’依本發明之輯，亦可較射結構之儲存電容cs2 以輔助電容Cad替代。 以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與 範嘴，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利 、， 而非限定於上述之實施例。 【圖式簡單說明】 圖1為習知具單-液晶單元間隙之半透式液晶顯示器的—畫素單 ❹ 效電路圖。 —’、 寻 圖2為-示意方删，顯示駆動圖丨所示之半透式液晶顯示器的 • 架構。 "" . ® 3為依本發明之—實施例，顯示―液晶顯示器之示意_，圖*為 顯示該液晶顯示器之等效電路圖。 圖5為依本發明之一實施例，顯示對應同一畫素單元之兩不同區域各 自的v-τ特徵曲線圖。 圖6A為顯示位相差值△取企與反射光強度之關係圖，圖6B為顯示位 相差值Δηχάτ與透射光強度之關係圖。 200931379 圖7為依本發明之一實施例，顯示對應一半透式液晶顯示器之反射區 及透射區的不同V-T特徵曲線圖。 【主要元件符號說明】 10 晝素單元 12、12A、12B 掃描線 14 資料線 18 電壓源 22 第一畫素電極 ❹24 第二晝素電極 100 驅動架構 102 薄膜電晶體陣列 104、106 影像信號驅動電路 108 掃描信號驅動電路 Cad 輔助電容

Clcl、Clc2 液晶電容 Csl、Cs2 儲存電容 ◎ D1A、D2A、D3A、D4A、DIB、D2B、D3B、D4B 行電極 G1A、G2A、G3A、G4A 列電極 Re 反射區 * Tr 透射區 Ή、Τ2、Τ3 薄膜電晶體 Vcom 共用電極電位 11

Claims (1)

1. 200931379 十、申請專利範圍： h 一種晝素結構，包含： —第-控制電路’控制該晝素結構之-第—晝素區域的 壓’該第一控制電路包含： 電 —第一切換元件； 電容’電連接至該第—切換元件；及 • 一—第一儲存電容，電連接至該第-切換元件；以及 0 *素二控制電路，控制該畫素結構除該第—畫素區域外之一第- 旦素£域的輸出電壓’該第二控制電路包含： —第二切換元件； —第二液晶電容’電連接至該第二切換元件； —輔助電容’電連接至該第二切換元件；及 -第三顺元件’經由雜 其二編域的輪_與該第二畫素件’ 制端連接至H郎/丨項所述之畫素結構，射該[切換元件之控 •含-====，崎包 4.如申請專利範圍第1項所述之畫素結構，且中 :分別由第-及第，電晶體所構 及ς __至同—掃描線，且該第一及該第二薄膜===體之 同一資料線。 、電日日體之/及極均連接至 12 200931379 請專利範圍第1項所述之畫素結構，其中該第三切換元件由第 二切換:Γ構f ’!第三薄膜電晶體之沒極經由該輔助電容連接至該 、'且„亥第二薄膜電晶體之源極連接至一電壓源並接地。 壓源5 w树軸，其巾麵源為一直流電 綱姆構—細域為一 ❹ ❹ -透！專觀雌7項所叙4素結構，其找第—液晶電容係由 透月畫素電極及-共用電極間隔_液晶層形成， -反射畫素電極及—共用電極間隔—液晶層形成。 “係由 二=利範圍第8項所述之畫素結構，其中於搭接同-資料線訊 :==::r 吵 10·—種液晶顯示器，包含： ί素單7各5亥畫素單凡區分為具有不同輸出電壓的一第一畫素 第二畫素區域’該第__晝素區域形成有—第—切換耕、電連接 祕亡70件之帛_液晶電容及一第一儲存電容，且該第二晝素區 偷t第二切換元件、電連接至該第二切換元件之—第二液晶電容及 一輔助電容；及 複數第三切換元株，&分 、谷該第三切換元件經由該些輔助電容電連接位於 同-列畫料元的財第二切換元件。 之議示器，其中該第—切換元件 ”，η為正整數)掃描線，該第二切換元件之控 至該第11條掃福線’且該第三切換元件之控制端連接至第η+1條 13 200931379 掃描線。 12_如申請專利範圍第1〇項所述之液晶顯示器，其中該第二晝素區域 上更形成有一第二儲存電容，且該第二儲存電容電連接至該第二切換元件。 13. 如申請專利範圍第1〇項所述之液晶顯示器，其中該第一及該第二 切換το件分別由第一及第二薄膜電晶體所構成，該第一及該第二薄膜電晶 .體之閘極均連接至同一掃描線，且該第一及該第二薄膜電晶體之沒極均連 接至同一資料線。 14. 如申請專利範圍第1〇項所述之液晶顯示器，其中該第三切換元件 由第二薄膜電晶體所構成，該第三薄膜電晶體之没極經由該輔助電容連接 至該第二切換元件，且該第三薄膜電晶體之源極連接至一電壓源並接地。 15_如U利範圍第14項所述之液驗示器，其巾該電壓源為一直 流電壓源或一交流電壓源。 16·如申請專利範圍第1G項所述之液晶顯示器，其中該第—晝素區域 為一透射區且該第二晝素區域為一反射區。 17.、如中請專利範圍第16項所述之液晶顯示冑，其中該第—液晶電容 係由-透明晝素電極及_制電極_—液晶層形成，且該第二液晶電容 U係由一反射晝素電極及一共用電極間隔-液晶層形成。 . 18.如中請專利細第17項所述之液晶顯示器，其中於搭接同一資料 .2訊聽下該翻畫素電極姆料㈣極之第-電位差無反射畫素電 極相對該共用電極之第二電位差不同。 -I9.、如申明專利範圍帛i。項所述之液晶顯示器，其中該些第三切換 元件开> 成於該液晶顯示器之非顯示區。 14