TW201250665A - Pixel circuit and method of driving the same - Google Patents

Description

201250665 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種像素電路及其驅動方法，特別是 指一種用於一液晶顯示器，可增加該液晶顯視器的視角的 像素電路及其驅動方法。 【先前技術】 參閱圖1’其顯示一種運用相位延遲膜η可顯示三維 (3D)影像的液晶顯視器1 ’和一具有一左旋偏光鏡片 及一右旋偏光鏡片22的眼鏡2。該相位延遲膜丨丨包含複數 個沿一垂直方向間隔排列的左旋偏光區m，及複數個沿該 垂直方向間隔排列的右旋偏光區112，且每兩個相鄰的左旋 偏光區111之間則是一右旋偏光區丨12。 在進行二維顯示時’該液晶顯示器1將一與左眼影像 相關的光波通過該相位延遲膜11的左旋偏光區ηι傳送出 來，而形成為一左旋光波，由於該左旋光波只能通過該眼 鏡2的左旋偏光鏡片21但卻不能通過該右旋偏光鏡片22, 所以使用者配戴眼鏡2時，其左眼只會看到該左眼影像， 同理，其右眼也只會看到該右眼影像，而該左眼影像及該 右眼影像共同組合產生立體的視覺效果。 參閱圖1與圖2，圖2是該液晶顯示器丨沿該垂直方向 的剖面圖’其顯示局部的相位延遲膜U和兩像素電路12。 該二像素電路12沿垂直方向間隔排列，並分別用以根據該 左眼影像及右眼影像驅動該液晶顯示器1的液晶分子（圖 未示）作相對應的轉向。該相位延遲膜丨丨的左旋偏光區 201250665 111及右旋偏光區112分別對應間隔地重疊於該二像素電路 12上。此種類型的液晶顯視器1的缺點就是：當垂直方向 的視角越大時（例如大於圖中的垂直視角Θ v )，與該左眼影 像相關的光波就會通過該右旋偏光區112而形成該右旋光波 的一部分’與該右眼影像相關的光波也會從該右旋偏光區 Π2傳送出來形成該右旋光波的一部分’使得使用者的右眼 9可以同時看到該左眼影像及右眼影像，同理使用者的左眼 亦然，這會產生左、右眼影像間相互干擾（cr〇sstalk)的問 題。 所以’為了要解決上述crosstalk的問題，於是衍伸出 圖3及圖4的兩種解決方法。 參閱圖3，一種解決crosstaik問題的方法是利用製程技 術降低（相較於圖2)該相位延遲膜丨丨到該等像素電路12 間的距離w，且隨著該距離w越小則垂直視角0 v就越大 ，U成crosstalk的區域就越小；參閱圖4,另一種解決 crosstalk問題的方法則是增加（相較於圖2)沿垂直方向每 兩像素電路12間不透光的遮蔽區12〇，且隨著該遮蔽區 120在垂直方向的寬度越寬，則垂直視角就越大。其中 ’如圖3以製程的方法解決cr〇sstalk的問題的缺點就是： 該距離w越小（液晶面板的厚度也相對地越小）且液晶面 板的尺寸越大時’該液晶面板的良率就越低而製造成本就 越南。 相較於圖3的方法，圖4的設計方式就相對便宜，並 適用於大尺寸的液晶顯示器。一般而言，此類可增加該遮 5 201250665 蔽區120的方式有兩種^參閱圖5,每一像素區域5沿垂直 方向可一分為一主區域51及一次區域52。第一種增加該遮 蔽區120的方式是利用佈局的方式直接遮蔽圖5的該次區 域52使其不透光，此種方法的缺點為無論二維或三維顯示 時，採用該種設計的液晶顯示器丨的液晶面板的輝度（ luminance)都會降低；第二種增加該遮蔽區12〇的方式則 是採用如圖6的像素電路12’，也就是在每一像素區域5中 設置一如圖6的像素電路12，。 參閱圖6，此種方法是在3D顯示時利用像素電路12’ 控制位於圖5的次區域52中的液晶分子，使得該次區域52 成為不透光的暗區，而等效增加該遮蔽區12〇 (見圖4)在 垂直方向的宽度》 该像素電路12’包含一第一開關121、一第二開關122 、一第一電容單元123及一第二電容單元124。 該第一開關121具有一接收一第一資料電壓的第一端 U11，一第二端1212，及一接收一掃描訊號且據此決定其 第一端1211及其第二端1212是否導通的控制端1213。該 第一開關122具有一接收一第二資料電壓的第一端1221， 一第一端1222,及一接收該掃描訊號且據此決定其第一端 1221及其第二端1222是否導通的控制端1223。該第一資 料電壓與該第二資料電壓相異。 該第一電容單元123包括—對應圖5之主區域51的第 一液晶電容127,及一第一儲存電容128。該第一液晶電容 127包括一電連接於該第一開關121之第二端的第一端 201250665 1271，及一接收一共同電壓的第二端 二端1272。該第一儲存電

括一掛應圖5的泳菡祕SO

在2D顯示時，該第一資料電壓及該第二資料電壓與待 顯示的影像相關。該第一開關121與該第二開關122在受 該掃描訊號致動而導通時，分別將該第一資料電壓傳遞到 该第一電容單元123,將該第二資料電壓傳遞到該第二電容 單元124,使得該第一液晶電容127的液晶分子及該第二液 晶電容131的液晶分子可分別受到該第一資料電壓及該第 二資料電壓這兩種不同的電壓所驅動，而能增加水平視角

在3D顯示時，該第一資料電壓與待顯示的影像相關， 該第二資料電壓則被設定至該共同電壓。由於第二資料電 壓等於該共同電壓，第二液 電容131的液晶分子將遮蔽 光的穿透而等效增加遮蔽區120在垂直方向的寬度。 雖然圖6此種像素電路12’在2D顯示時並不會如3D 顯示時降低液晶顯示器1 (見圖1)的輝度，但在3D顯示 時該液晶顯不器1的液晶分子僅受翠一電壓（該第一資料 電壓）所驅動，所以水平視角就相對的變小而容易發生色 彩失真的問題。 201250665 【發明内容】 因此，本發明之目的，即在提供一種可避免先前技術 的缺點的像素電路。 於是，本發明用於一液晶顯*器的的像素電路包含 -第-電容單元、-第二電容單元、—調壓單元及一開關 οσ 一 單。 —该第-電容單元包括—第一液晶電容及一第二液晶電 合該第一電谷單凡包括—第三液晶電容。該調壓單元電 連接到該第-液晶電容及該第二液晶電容，用以在該第一 電容單元接收到-電Μ時，使該第—液晶電容與該第二液 晶電容具有不同的電壓。該開關單元接收一第一掃描訊號 、一第二掃描訊號、-資料電壓及—共同電壓，並電連接 到該第-電容單元及該第二電容單元；其中，該開關單元 在又第掃描讯號致動時，將該資料電壓傳遞到該第一 電容早兀及該第二電容單元，該開關單元在受一第二掃描 訊號致動將肖共同電壓傳遞到該第二電容單元。 而本發明之另一目的，即在提供一種可避免先前技術 的缺點的驅動方法。 於是’本發明驅動方法運用於上述像素電路，且包含 以下步驟： (Α)供應一資料電壓及同電壓到該開關單元； (Β)組配該開關單元以將該資料電壓傳遞到該第一電容 單元及該第二電容單元； (C)組配β亥開關單元以停止將該資料電壓傳遞到該第一 201250665 電容單元及該第二電容單元； (D) 組配該開關單元以將該共同電壓傳遞到該第二電容 , 單元；及 (E) 組配該開關單元以停止將該共同電壓傳遞到該第二 電容單元。 本發明之功效在於：藉由該開關單元及該驅動方法， 該像素電路可使該液晶顯示器無論在2D或3D顯示時都具 有較大的垂直視角及水平視角。 【實施方式】 有關本發明之前述及其他技術内容、特點與功效，在 以下配合參考圖式之一個較佳實施例的詳細說明中，將可 清楚的呈現。 參閱圖7,本發明用於一液晶顯示器（圖未示）的像素 電路3之較佳實施例包含一第一電容單元31、一第二電容 單元32、一調壓單元33及一開關單元34。 該第一電容單元31包括相並聯的一第一液晶電容311 及一第一儲存電容312,及相並聯的一第二液晶電容313及 —第二儲存電容314。該第二電容單元32包括相並聯的一 第三液晶電容321及一第三儲存電容322。其中，該第一液 晶電容311包括一第一端3111，及一接收一共同電壓的第 二端3112。該第二液晶電容313包括一第一端3131，及一 接收該共同電壓的第二端3132。該第三液晶電容321包括 一第一端3211 ’及一接收該共同電壓的第二端3212。 該調壓單元33電連接到該第一液晶電容311的第一端 201250665 3111及該第二液晶電容313的第一端3i3i，用以在該第一 電容單元31接收到—電壓時，使該第一液晶電容3ιι與該 第二液晶電容313具有列的電壓。該調壓單元33包括一 串聯於該第二液晶電容313的輕合電容331，且串聯的該柄 合電容331及該第二液晶電容313並聯於該第一液晶電容 311 〇該搞合電容331具有一電連接該第一液晶電容3ιι之 第-端3Um端3311，及—電連接該第二液晶電容 313的第一端3131的第二端3312。 該開關單元34接收一第—掃描訊號、一第二掃描訊號 、一資料電壓及該共同電壓，並電連接到該第一電容單元 31及該第二電容單元32;其中，該開關單元34在受該第 一掃描訊號致動時，將該資料電壓傳遞到該第一電容單元 31及該第二電容單元32，該開關單元34在受該第二掃描 sfl號致動時，將s亥共同電壓傳遞到該第二電容單元32。

該開關單元34包括一第一開關341、一第二開關342 及一第二開關343 ’且每一開關341、342、343具有一第一 端 3411、3421、3431、一 第二端 3412、3422、3432 及一控 制端3413、3423、3433。在本較佳實施例中，每一個開關 341、342、343 包括一薄膜電晶體（thin film transistor，TFT )，每一薄膜電晶體具有一作為該相對應開關341、342、 343 之第一端 3411、3421、3431 的源極（source )，一作為 該相對應開關之第二端3412、3422、3432的汲極（drain) ’及一作為該相對應開關之控制端3413、3423、3433的閘 極（gate)。 10 201250665 該第一開關341的第一端3411用以接收該資料電壓、 該第二端3412電連接到該第一電容單元31之第一液晶電 容311的第一端3111，該控制端3413用以接收該第一掃描 訊號且據此決定該第一端3411及該第二端3412是否導通。 該第二開關342的第一端3421電連接到該第一開關 341的第一端3411、該第二端3422電連接到該第二電容單 兀32之第三液晶電容321的第一端3211，該控制端3423 用以接收該第一掃描訊號且據此決定該第一端3421及該第 二端3422是否導通。 忒第二開關343的第一端3431用以接收該共同電壓、 該第二端3432電連接到該第二開關342的第二端3422，該 控制端3433用以接收該第二掃描訊號且據此決定該第一端 3431及該第二端3432是否導通。 參閱圖7及圖8’圖8是該像素電路3操作在2D顯示 時的時序圖。當運用該像素電路3的液晶顯示器用以顯示 2D影像時，該第三„ 343的第一端3431及該第二端 3432怪保持不導通，所以該共同電壓不會經由該第三開關 343傳遞至該第二電容單元32的第三液晶電容的第一 端 3211 。 田該開關單70 34在受該第—掃描訊號致動（enable) 時’該第-開目341及該第二開關342導通，此時該資料 電壓經由兩個路徑傳遞：其一是經由該第二開目M2的第 -端3421、第二端3422傳遞到該第：電容單元32;另— 疋、由開關341的第—端3411傳遞到該第__電容單 201250665 元31的第一液晶電容311的第一端3111，且由於該耦合電 容331的存在，因此傳遞至該第一電容單元31的電壓會產 生分壓的效果，使該第一液晶電容311及該第二液晶電容 313具有不同的電壓’所以該第一液晶電容311及該第二液 晶電容313所控制的液晶分子會受到不同的電壓驅動而產 生不同角度的扭轉’使此種雙電壓驅動液晶分子時的水平 視角較單電壓驅動時的水平視角大，而改善色彩失真的問 題。 此外，由於施加於該第二電容單元32的電壓並未處於 該共同電壓的準位，而是同於該施加於第一電容單元31的 電壓，所以該第二電容單元32的該第三液晶電容321所控 制的液晶分子的排列方式並非處於遮蔽光線的狀態。 所以採用該像素電路3的液晶顯示器相較習知「無論 2D顯示或3D顯示時均遮蔽該像素區域5的次區域52 (見 圖5)使其不透光」的設計在2d顯示時具有較高的輝度。 參閱圖7、圖9與圖1〇，當運用該像素電路3的液晶 顯示器用以顯示3D的影像時，該像素電路3的驅動方法如 圖9所示，而該驅動方法的步驟81〜85的時序圖為圖1〇。 該驅動方法包含以下步驟： 步驟81 ·供應該資料電壓及該共同電壓到該開關單元 34 ’且進行此步驟的時間區間為ti〜t5 ; 步驟82 :組配該開關單元34使該第三開關343不導通 該第開關341及該第二開關342導通，以將該資料電 壓透過該第一開關34!及該第二開關342分別傳遞到該第 12 201250665 一電容單元31及該第二電容單元32’且進行此步驟的時間 區間為ti〜; 步驟83 :組配該開關單元34使該第一開關341、第二 開關342及該第三開關343均不導通，以停止將該資料電 壓傳遞到該第一電容單元31及該第二電容單元32，且進行 此步驟的時間區間為t2〜t3 ; 步驟84 :組配該開關單元34使該第一開關341及該第 二開關342保持不導通，但該第三開關343切換為導通， 以將該共同電壓傳遞到該第二電容單元32，且進行此步驟 的時間區間為t3〜t4 ;及 步驟85 :組配該開關單元34使該第一開關341及該第 二開關342保持不導通，該第三開關343切換為不導通， 以停止將該共同電壓傳遞到該第二電容單元32，且進行此 步驟的時間區間為t4~t5。 由以上圖9的步驟81〜85並配合圖10的時序圖可以驗 證至少在時間U〜ts的區間，該第二電容單元32的第三液晶 電容321的第一端3211被施加的電壓為該共同電壓（該第 二端3212也接收該共同電壓），所以該第三液晶電容321 所控制的液晶分子將阻擋光的通過，進而得以如圖4中的 說明等效增加该遮蔽區i 2〇而增加垂直視角使造成 crosstalk的區域較小，進而改善cr〇sstalk的問題。 此外，由於該第—液晶電容311及該第二液晶電容313 仍具有不同的電壓，所以該像素電路3於3d顯示時仍可保 持如2D顯示時以雙電壓驅動液晶分子而具有較大水平視角 13 201250665 的優點。 參閱圖1卜是圖7該較佳實施例的另一種實施態樣， 不同之處在於該第二開關342的第一端3421電連接到該第 一開關341的第二端3412。 綜上所述，該像素電路3藉由操作在不同電壓的該第 一液晶電容311及該第二液晶電容313增加2D及3〇顯示 時的水平視角，並藉由控制該共同電壓只在3D顯示時傳遞 至該第二液晶電容321的第一端3211 ,而達到3D顯示時具 有較大的垂直視角0 v、較小造成cr〇sstalk的區域，且不犧 牲2D顯不時的輝度的功效，故確實能達成本發明之目的。 惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不 能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利 範圍及發明說明内容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍 屬本發明專利涵蓋之範圍内。 【圖式簡單說明】 圖1疋一液晶顯示器及一眼鏡的示意圖，說明該液晶 顯示器的一相位延遲膜及該眼鏡具有一左旋偏光鏡片及一 右旋偏光鏡片； 圖2是局部的該相位延遲膜及於垂直方向相鄰的兩像 素電路的示意圖，說明當視角大於-垂直視角θν時就會發 生左、右眼影像間相互干擾； 圖3是局部的該相位延遲膜及該等像素電路的示意圖 ，說明該相位延遲膜及該等像素電路越近時，該垂直視角 θ ν就越大； 14 201250665 圖4是局部的該相位延遲膜及該等像素電路的示意圖 ，說明該等像素電路間的一遮蔽MA,該垂直視角θν就 越大； 圖5疋一像素區域的示意圖，說明該像素區域分為一 主區域及一次區域； 圖6疋一習知的像素電路的示意圖； 圖7是本發明像素電路的較佳實施例的電路圖； 圖8疋*玄較佳實施例操作在2D顯示時的時序圖； 圖9是該較佳實施例的驅動方法； 圖1〇疋6亥較佳實施例操作在3D顯示時的時序圖；及 圖U是該較佳實施例的另一種實施態樣。 15 201250665 【主要元件符號說明】 1 ....... 液日日顯不 1312 … …第二端 11…… ••相位延遲膜 132 ··· ••第二儲存電容 111 ·· ••左旋偏光區 2....... • ·眼鏡 112 ··· ••右旋偏光區 21...... 左旋偏光鏡片 12…… …像素電路 22…… ••右旋偏光鏡片 120 ··· ••遮蔽區 3 ....... ••像素電路 12, ··.· …像素電路 31…… ••第一電容單元 121 ···· ••第一開關 311 ·· 第 液日日電谷 1211·· ••第一端 3111··· ••第一端 1212 … ••第二端 3112··· ••第二端 1213 … ••控制端 312 ··· ••第儲存電容 122 ···· ••第二開關 313 ·· •第一液日日電谷 1221 ·· ••第端 3131··· ••第一端 1222 … ••第二端 3132··· ••第二端 1223 … ••控制端 314 ···· ••第二儲存電容 123 ··· ••第一電容單元 32…… ••第二電容單元 124 ··· • •第二電容單元 321 ··· ••第三液晶電容 127 ···· •第 液日日電谷 3211.·· …第一端 1271 ··· …第一端 3212 ·· …第二端 1272 … ••第二端 322 ·… …第三儲存電容 128 ···· …第一儲存電容 33…… …調壓單元 131 …· ••第一液日日電谷 331… …耦合電容 1311 … ••第一端 3311··· …第一端 16 201250665 3312 ·· …第二端 3431 ··· ••第一端 34…… …開關單元 3432 … ••第二端 341 ··· …第一開關 3433 … ••控制端 3411 · …第一端 5 ........ ••像素區域 3412 ·· …第二端 51....... ••主區域 3413 ·· …控制端 52....... • a £域 342 ···· …第二開關 81 〜85·· ••步驟 3421 ·. …第一端 9 ........ 右眼 3422 .. …第二端 W........ ••距離 3423 ·. …控制端 343 ···. …第三開關 17

Claims (1)

1. 201250665 七 、申請專利範圍： 種用於一液晶顯示器的像素電路，包含： 液 一第—電容單元’包括-第-液晶電容及一第 晶電容； # -第二電容單元’包括一第三液晶電容； -調壓單元，電連接到該第一液晶電容及該 ::容’用以在該第一電容單元接收到一_，：該 液阳電容與該第二液晶電容具有不同的電壓丨及X -開關單元，接收一第一掃描訊號、一第二掃 號：-資料電麗及一共同電壓，並電連接到該第二 單元及該第二電容單元； 4 其中，該開關單元在受該第一掃描訊號致動時 該資料電墨傳遞到該第一電容單元及該第二電容單元； 該開關單元在受該第二掃描訊號致動時，將該共同 電壓傳遞到該第二電容單元。 2.依射請專利範圍第丨項所述之像素電路其中，該開 關單元包括： 一第一開關，具有一接收該資料電壓的第一端、一 電連接到該第-電容單元的第二端，及—接收該第一婦 描訊號且據此決定該第一開關之該第—端及該第一開關 之s亥第二端疋否導通的控制端； 一第二開關，具有一電連接到該第一開關之第一端 的第一端、一電連接到該第二電容單元的第二端，及一 接收該第一掃描訊號且據此決定該第二開關之該第一端 18 201250665 及该第二開關之該第二端是否導通的控制端；及 一第三開關，具有一接收該共同電壓的第一端、一 電連接到該第二開關之第二端的第二端，及一接收該第 二掃描訊號且據此決定該第三開關之該第一端及該第三 開關之該第二端是否導通的控制端； 其中，該開關單元在受該第一掃描訊號致動時，該 第開關及δ玄第一開關皆導通，以將該資料電壓傳遞到 該第一電容單元及該第二電容單元； 該開關單元在受該第二掃描訊號致動時，該第三開 關導通’以將該共同電壓傳遞到該第二電容單元。 3.依據申請專利範圍第丨項所述之像素電路，其中，該開 關單元包括： 一第一開關，具有一接收該資料電壓的第一端、— 電連接到該第一電容單元的第二端，及—接收該第一掃 描訊號且據此決定該第一開關之該第—端及該第一開關 之该第二端是否導通的控制端； 一第二開關，具有一電連接到該第—開關之第二端 的第一端、一電連接到該第二電容單元的第二端，及一 接收該第一掃描訊號且據此決定該第二開關之該第一端 及該第二開關之該第二端是否導通的控制端；及 一第二開關，具有一接收該共同電壓的第一端、一 電連接到該第二開關之第二端的第二端，及一接收該第 二掃描訊號且據此決定該第三開關之該第一端及該第三 開關之該第二端是否導通的控制端； 19 201250665 其中，該開關單元在受該第一掃描訊號致動時，該 第-開關及該第二開關皆導通，以將該資料電壓傳遞到 該第一電容單元及該第二電容單元； 該開關單元在受該第二掃描訊號致動時，該第三開 關導通，以將該共同電壓傳遞到該第二電容單元❶ 4. 依據中請專利範„ 2項或第3項所述之像素電路，其 中，該第-開關、該第二開關及該第三開關中的每一個 開關包括-薄膜電晶體，每一薄膜電晶體具有一作為該 相對應開關之第-端的源極，—作為該相對應開關之第 二端的汲極’及一作為該相對應開關之控制端的閘極。 5. 依據申請專利範圍第2項或第3項所述之像素電路其 :，該調壓單元包括一串聯於該第二液晶電容的耦合電 谷’串聯的該輕合雷玄及兮笛- 液晶電容。 第一液明電容並聯於該第- 6. 依據申請專利範圍第5項所述之像素電路，其中，該第 -液晶電容包括一電連接到該第一開關之第」端的二 端，及-接收該共同電壓的第二端，該耦合電容包括一 一開關之第二端的第-端，及-第二端，該 ::液：電容包括一電連接到該輕合電容之第二端的第 ^及一接收該共同電壓的第二端。 7. 依據巾請專利範㈣6項所述之像素電路，其中，該第 一電容單元還包括一第一 ^ 今笛一健y 仔虿今及-第二儲存電容， 並聯於該第一液晶電容，該第二儲存電 合並聯於該第二液晶電容。 20 201250665 8. 依據申請專利範圍第6項所述之像素電路，其中，該第 :液晶電容包括-電連接到該第二開關之第二端的第一 ，端，及一接收該共同電壓的第二端。 9. 依據：請專利範圍第8項所述之像素電路，其中，該第 電合單元還包括-第二儲存電容，該第三儲存電容並 聯於該第三液晶電容。 10· 一種驅動方法，運用於一液晶顯示器的一像素電路，該 像素電路包括一第一電容單元、一第二電容單元、一調 壓單兀及-開關單元，該第—電容單元包括—第一液晶 電谷及一第二液晶電容，該第二電容單元包括一第三液 晶電容，該調壓單元電連接到該第一液晶電容及該第二 •液晶電容，用以在該第一電容單元接收到一電壓時，使 ，該第一液晶電容與該第二液晶電容具有不同的電壓，該 開關單几電連接到該第一電容單元及該第二電容單元， 該驅動方法包含以下步驟： (A) 供應一資料電壓及一共同電壓到該開關單元； (B) 組配該開關單元以將該資料電壓傳遞到該第一電 容單元及該第二電容單元； (C) 組配該開關單元以停止將該資料電壓傳遞到該第 一電容單元及該第二電容單元； (D) 組配該開關單元以將該共同電壓傳遞到該第二電 容單元；及 (E) 組配該開關單元以停止將該共同電壓傳遞到該第 二電容單元。 21