TWI393976B - 具有電荷共享方式的液晶顯示面板 - Google Patents

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Description

具有電荷共享方式的液晶顯示面板
本發明係關於一種液晶顯示面板，且特別是關於一種驅動液晶顯示面板中畫素列的方法。
一典型液晶顯示(liquid crystal display,LCD)面板具有複數個配置於二維陣列的畫素，且上述畫素係以資料驅動器與閘極驅動器所驅動。如第1圖所示，於液晶顯示面板1中的液晶顯示畫素10係按照列與行排列在顯像區100內，其中資料驅動器200係用以提供代表資料的信號至每一行，而閘極驅動器300係用以提供閘極線信號至每一列。在一彩色液晶顯示面板中，影像通常是以紅(R)、綠(G)與藍(B)這三種顏色呈現。如第2圖所示，每一畫素10一般而言可分為三種顏色次畫素包含紅色次畫素20R、綠色次畫素20G與藍色次畫素20B。資料線221係用以傳輸資料信號至位於一行上的紅色次畫素，資料線222係用以傳輸資料信號至位於同一畫素行上的綠色次畫素，資料線223係用以傳輸資料信號至位於同一畫素行上的藍色次畫素，而資料線224係用以傳輸資料信號至位於下一畫素行上的紅色次畫素。閘極線231係用以傳輸閘極線信號至所有位於同列上的次畫素，而閘極線232係用以傳輸閘極線信號至所有位於下一列上的次畫素。在一半穿透反射式液晶顯示面板中，每一顏色次畫素可進一步分成一穿透區與一反射區。
一典型液晶顯示面板係以兩個基板製成。如第3圖所示，液晶顯示面板具有一上基板12與一下基板18，以及一液晶層係位於上基板12和下基板18之間。在上基板12上，一透明導電層14係用作一共用電極。在每一顏色次畫素20中，一導電層係配置於下基板18上以作為一畫素電極。此液晶顯示面板亦包含一電子元件層17以控制共用電極和畫素電極之間的電壓，其中共用電極通常連接至一共同接地端或一共用電壓源COM。
本發明提供一種液晶顯示器，此液晶顯示器包含複數個畫素係配置成複數條列與複數條行，其中所有或部分畫素中的任一畫素包含第一次畫素區與第二次畫素區，每一第一與第二次畫素區均具有儲存電容。其中每一畫素具有第一閘極線提供第一閘極線信號以對第一與第二儲存電容充電，以及第二閘極線提供第二閘極線信號以移動第二儲存電容中的部分電荷至第三電容。第一與第二閘極線信號具有相同頻寬，但位於閘極線信號之間的頻寬與時序可變化，致使提供予一列的第一閘極線信號，可用作第二閘極線信號以提供予位於此列前的其中一列。在本發明一實施例中，在每一列中的畫素具有配置以同樣地接收第一與第二閘極線信號的複製畫素，但此畫素與其複製畫素係由不同的資料線接收資料信號。
因此，本發明一實施方式提供一種液晶顯示面板，此液晶顯示面板包含複數個畫素以及複數條資料線，其中複數個畫素係配置成複數條列與複數條行，每一資料線係用以提供資料信號至位於一行上的畫素。其中，所有或部分畫素中的任一畫素包含第一閘極線、第二閘極線、第一次畫素區以及第二次畫素區。其中，第一閘極線係用以提供第一閘極線信號；第二閘極線係用以於第一閘極線信號通過後，提供第二閘極線信號；第一次畫素區包含一第一次畫素電極係電性連接至一第一電荷儲存電容，第一次畫素電極係配置以透過一第一開關元件由資料線其中一者取資料信號，第一開關元件包含一控制端係配置以接收第一閘極線信號以供開關轉換；以及第二次畫素區包含一第二次畫素電極係電性連接至一第二電荷儲存電容，第二次畫素電極係配置以透過一第二開關元件由資料線其中一者接收資料信號，第二開關元件包含一控制端係配置以接收第一閘極線信號以供開關轉換。其中第二次畫素電極更透過一第三開關元件連接至一第三電容，第三開關元件包含一控制端係配置以接收第二閘極線信號以供開關轉換。
第一儲存電容係透過一第四電容連接至第三電容。
在本發明一實施例中，提供予第二列中之畫素的第一閘極線信號和提供予第一列中之畫素的第一閘極線信號之間具有一重疊期間。
在本發明另一實施例中，提供予第一列中之畫素的第二閘極線信號和提供予第二列中之畫素的第一閘極線信號之間具有一重疊期間。提供予第三列中之畫素的第一閘極線信號和提供予第一列中之畫素的第二閘極線信號係實質上相同。提供予第四列中之畫素的第一閘極線信號和提供予第一列中之畫素的第二閘極線信號係實質上相同。
在本發明再一實施例中，每一畫素更包含一第三次畫素區以及一第四次畫素區。其中第三次畫素區包含一第三次畫素電極係電性連接至一第四電荷儲存電容，第三次畫素電極係配置以透過一第四開關元件由資料線其中另一者接收資料信號，第四開關元件包含一控制端係配置以接收第一閘極線信號以供開關轉換；以及第四次畫素區包含一第四次畫素電極係電性連接至一第五電荷儲存電容，第四次畫素電極係配置以透過一第五開關元件由資料線其中另一者接收資料信號，第五開關元件包含一控制端係配置以接收第一閘極線信號以供開關轉換。其中第四次畫素電極更透過一第六開關元件連接至一第六電容，第六電容包含一控制端係配置以接收第二閘極線信號以供開關轉換。
第五開關元件之控制端係配置以由一第三閘極線接收第一閘極線信號，且第六開關元件之控制端係配置以由一第四閘極線接收第二閘極線信號。提供予第二列中之畫素的第一閘極線信號係於提供予第一列中之畫素的第一閘極線信號通過後才提供。
本發明另一實施方式提供一種於液晶顯示面板中之使用方法，此液晶顯示面板包含複數個畫素以及複數條資料線。其中複數個畫素係配置成複數條列與複數條行；每一資料線係用以提供資料信號至位於一行上的畫素。其中所有或部分畫素中的任一畫素包含一第一閘極線、一第一次畫素區以及一第二次畫素區。其中第一次畫素區包含一第一次畫素電極係電性連接至一第一電荷儲存電容；以及第二次畫素區包含一第二次畫素電極係電性連接至一第二電荷儲存電容。此方法包含配置一第二閘極線於每一畫素中；透過一第一閘極線提供一第一閘極線信號以對第一電荷儲存電容與第二電荷儲存電容充電；以及透過一第二閘極線提供一第二閘極線信號以排出第二電荷儲存電容中的部分電荷，其中第二閘極線信號係提供於第一閘極線信號通過後。
第一次畫素電極係配置以透過一第一開關元件由資料線其中一者接收資料信號，第一開關元件包含一控制端係配置以接收第一閘極線信號以對第一電荷儲存電容充電；以及第二次畫素電極係配置以透過一第二開關元件由資料線其中一者接收資料信號，第二開關元件包含一控制端係配置以接收第一閘極線信號以對第二電荷儲存電容充電。此方法更包含透過一第三開關元件連結第二次畫素電極至第三電容，第三開關元件包含一控制端係配置以接收第二閘極線信號以移動第二電荷儲存電容中的部分電荷至第三電容。
在本發明一實施例中，每一畫素更包含一第三次畫素區以及一第四次畫素區。其中第三次畫素區包含一第三次畫素電極係電性連接至一第四電荷儲存電容，第三次畫素電極係配置以透過一第四開關元件由資料線其中另一者接收資料信號，第四開關元件包含一控制端；以及第四次畫素區包含一第四次畫素電極係電性連接至一第五電荷儲存電容，第四次畫素電極係配置以透過一第五開關元件由資料線其中另一者接收資料信號，第五開關元件包含一控制端。此方法更包含透過一第六開關元件連結第五電荷儲存電容至一第六電容，第六開關元件包含一控制端；提供第一閘極線信號至第四開關元件之控制端與第五開關元件之控制端以對第四電荷儲存電容與第五電荷儲存電容充電；以及提供第二閘極線信號至第六開關元件之控制端以移動第五電荷儲存電容中的部分電荷至第六電容。
在本發明另一實施例中，每一畫素更包含一第三閘極線以及一第四閘極線。其中第三閘極線係配置以提供第一閘極線信號至第四開關元件之控制端與第五開關元件之控制端；以及一第四閘極線係配置以提供第二閘極線信號至第六電容之控制端。此方法更包含導引提供予第二列或第三列中之畫素的第一閘極線信號至位於第一列中之畫素內的第二閘極線。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，請參照以下實施方式中第4至第18圖之說明。
在本發明一實施例中，一液晶顯示(liquid crystal display,LCD)面板的畫素或顏色次畫素包含兩個區塊，其中每一區塊包含區塊電極和共用電極，以控制個別區塊中的液晶層之配向。為了方便說明起見，次畫素一詞將用以表示一畫素或一顏色次畫素。如第4圖所示，次畫素20 1 包含一第一次畫素電極32 1 以劃分出第一次畫素區，以及一第二次畫素電極34 1 以劃分出第二次畫素區。次畫素20 2 包含一第一次畫素電極32 2 以劃分出第一次畫素區，以及一第二次畫素電極34 2 以劃分出第二次畫素區。次畫素20 3 與其它次畫素可包含類似的第一與第二次畫素電極。在同一行中的次畫素共用一資料線，而在同一列中的次畫素共用一閘極線。如第4圖所示，次畫素20 1 、20 2 、20 3 、...共用一資料線D1，而在下一行中的次畫素(圖中未顯示)共用另一資料線D2。次畫素20 1 與其它位於相同列之次畫素共用一閘極線G1；次畫素20 2 與其它位於相同列之次畫素共用一閘極線G2；以及次畫素20 3 與其它位於相同列之次畫素共用一閘極線G3。
次畫素20 1 的第一次畫素電極32 1 係透過一第一開關元件132 1 連結至資料線D1，而第二次畫素電極34 1 係透過一第二開關元件134 1 連結至資料線D1，其中第一與第二開關元件132 1 與134 1 的控制端係連接至閘極線G1。次畫素20 2 的第一次畫素電極32 2 係透過一第一開關元件132 2 連結至資料線D1，而第二次畫素電極34 2 係透過一第二開關元件134 2 連結至資料線D1，第一與第二開關元件132 2 與134 2 的控制端係連接至閘極線G2。
如第5圖所示，第一次畫素電極32 1 與共用電極(COM,請參照第3圖)形成一電容ClcA ，而第二次畫素電極34 1 與共用電極形成一電容ClcB 。此外，第一次畫素電極32 1 係連接至一儲存電容CstA ，而第二次畫素電極34 1 係連接至一儲存電容CstB 。同樣地，第一次畫素電極32 2 與共用電極形成一電容ClcA ，第二次畫素電極34 2 與共用電極形成一電容ClcB ，而第一次畫素電極32 2 係連接至一儲存電容CstA ，第二次畫素電極34 2 係連接至一儲存電容CstB 。
如第5圖所示，第二次畫素電極34 1 更透過一開關元件136 1 連接至另一電容Cx，而第二次畫素電極34 2 更透過一開關元件136 2 連接至另一電容Cx。同樣地，在每一次畫素中的第二次畫素電極均透過一開關元件連接至一電容Cx。
開關元件136 1 的控制端連接至另外的閘極線G1x，而開關元件136 2 的控制端連接至另外的閘極線G2x等諸如此類連接方式。
就目前的顯示面板而言(如：液晶顯示面板)，係以逐一圖框的方式呈現圖像，如每一圖框皆由提供一連串的閘極線信號予液晶顯示面板，以同時啟動一列上的次畫素來呈現。如第5圖所示，如閘極線G1的閘極線信號係提供於t0和t2之間，閘極線G2的閘極線信號係提供於t1和t3之間，以及閘極線G3的閘極線信號係提供於t2和t4之間。確切而言，相鄰列或閘極線間所提供之閘極線信號係部分重疊。
根據本發明一實施例，在每一次畫素內，當開關元件132 i 與134 i 開啟於閘極線Gi提供閘極線信號時，電容ClcA、CstA、ClcB與CstB係同時依據資料線D所提供之資料信號而充電。因此，次畫素20 1 內的電容ClcA、CstA、ClcB與CstB係於t0和t2之間充電。在電容ClcA、CstA、ClcB與CstB的充電完成後，部分ClcB與CstB內之電荷將於另外的閘極線提供信號時與相連結的電容Cx共享，從而，第二次畫素電極34 i 中的電位較第一次畫素電極32 i 中的電位低。由於次畫素強度主要係取決於畫素電極和共用電極之間的電壓，是故第二次畫素區的次畫素強度將基於電荷共享的因素而變化。
如第5圖所示，對第一列中次畫素20 1 充電係藉由G1所提供的閘極線信號以於t0和t2之間執行，對第二列中次畫素20 2 充電係藉由G2所提供的閘極線信號以於t1和t3之間執行，而對第三列中次畫素20 3 充電則是藉由G3所提供的閘極線信號以於t2和t4之間執行。第一列中次畫素20 1 係藉由G1x所提供的信號以於t2和t4之間開啟電荷共享，第二列中次畫素20 2 係藉由G2x所提供的信號以於t3和t5之間開啟電荷共享，而第三列中次畫素20 3 則是藉由G3x所提供的信號以於t4和t6(圖中未示)之間開啟電荷共享。因此，G3內的閘極線信號可提供予G1x以開啟次畫素20 1 內之電荷共享，G4內的閘極線信號可提供予G2x以開啟次畫素20 2 內之電荷共享，Gi+2 內的閘極線信號可提供予Gix以開啟次畫素20 i 內之電荷共享，其中i=1,2,3...。
如第6圖所示，在本發明另一實施例中，對第一列中次畫素20 1 充電係藉由G1所提供的閘極線信號以於t0和t3之間執行，對第二列中次畫素20 2 充電係藉由G2所提供的閘極線信號以於t1和t4之間執行，對次畫素20 3 充電係藉由G3所提供的閘極線信號以於t2和t5之間執行，以及對次畫素20 4 (圖中未示)充電係藉由G4所提供的閘極線信號以於t3和t6之間執行。第一列中次畫素20 1 係藉由G1x所提供的信號以於t3和t6之間開啟電荷共享，第二列中次畫素20 2 係藉由G2x所提供的信號以於t4和t7(圖中未示)之間開啟電荷共享。因此，G4內的閘極線信號可提供予G1x以開啟次畫素20 1 內之電荷共享，以及Gi+3 內的閘極線信號可提供予Gix以開啟次畫素20 i 內之電荷共享。
在本發明一實施例之電容的另一配置中，係藉由兩個串聯的電容Cxa與Cxb以達成電荷共享。如第7圖所示，第一次畫素電極32 1 係透過一開關元件136 1 連接至電容Cxb，而第二次畫素電極34 2 則透過一電容Cxa連接至電容Cxb。如第5與第6圖所示之本發明一實施例，開關元件136 1 的控制端係連接至另外的閘極線G1x等諸如此類的連接方式。
根據本發明另一實施例，在每一次畫素中，當開關元件132 i 與134 i 開啟於閘極線Gi提供閘極線信號時，電容ClcA、CstA、ClcB、CstB、Cxa與Cxb係同時依據資料線D所提供之資料信號而充電。因此，如第8a圖所示之第一次畫素電極32 1 和第二次畫素電極34 1 係實質上充電至與COM相關之電位。如第8b圖所示，在電荷共享期間，G1x所提供的信號致使電容ClcA與CstA分享部分電荷予電容Cxb，因此，第一次畫素電極32 1 中的電位較第二次畫素電極34 1 中的電位低。
在一畫面時間裡，一次畫素中的第一次畫素電極32 i 與第二次畫素電極34 i 中的電位僅於充電期間係實質上相同。在電荷共享期間之後，次畫素電極32 i 和34 i 兩者其中之一的電位係低於另一者的電位。因此，在其中一次畫素電極中液晶分子之傾斜方向和在相同次畫素裡之另一次畫素電極中液晶分子之傾斜方向係有些許之不同。次畫素中液晶分子傾斜方向些許的分散將擴大液晶顯示面板中之視角。
本發明一實施例可應用於如聚合物穩定配向(polymer stabilized alignment,PSA)之液晶面板。一般而言，在一聚合物穩定配向液晶面板中之次畫素包含兩個次畫素電極，分別位於大體上為長方形的兩個次畫素區(請參閱美國專利公開號No. 2008/0036931，合併於此以供參考)，每一次畫素電極通常分為四個部分，每一部分均具有一由次畫素電極中央分歧出的鰭狀圖案，因此，在每一次畫素電極下的液晶分子均形成4個區域。與每一次畫素電極相關的儲存電容可配置於如次畫素電極中央處附近。如第9圖所示為根據本發明一實施例中之一畫素或顏色次畫素的典型元件配置。如第9圖所示，次畫素電極32 1 與次畫素電極34 1 係由一控制區段所區隔，此控制區段包含兩個閘極線G1與G1x，其個別連結至薄膜電晶體132 1 、134 1 與136 1 。電荷共享電容Cxa/Cxb係配置於薄膜電晶體136 1 與次畫素34 1 的附近。此控制區段亦包含金屬線以作為閘極線與共用配線。
如第10圖所示為根據本發明一實施例的次畫素之剖面圖。如第10圖所示，此剖面包含複數條金屬線(Metal 1 )或以區塊290,292作為閘極線與共用配線。舉例而言，金屬線290係作為一薄膜電晶體(如第6圖所示之132 i 或134 i )之閘極端部，而金屬線292係作為共用配線。一絕緣層280係作為一介於金屬線290和閘極端部層270(使用如非晶矽所形成)之間的閘極絕緣體。在非晶矽層270之上係為一薄膜電晶體之源極端部250與汲極端部252(Metal 2)，其係藉由兩個高濃度n型非晶矽區塊260和262將其與閘極端部層270分隔。一資料絕緣層240係配置於薄膜電晶體與部分絕緣層280之上。Metal 2層之區塊254係用以配合金屬區塊292來形成一儲存電容。一氧化銦錫層230係配置於部份資料絕緣層240上，以電性連結汲極端部254與Metal 2區塊254。
在一高圖框率或高解析度液晶顯示器中，為提高充電時間，通常會應用一預先充電方式。在一液晶顯示器之中，一閘極線將於緊接於其前方之閘極線所提供之閘極線信號通過後才提供其閘極線信號，此預先充電信號通常係分離且提前於用以選擇一次畫素之選定脈衝。若是將次畫素電極及與其相關的儲存電容自最低電量充電至最高電量，進而啟動次畫素的話，則此預先充電信號係用以將一次畫素由最低電量充電至介於中間值的電量。隨後，選定脈衝係用以將次畫素充電至其最高電量。如第5圖所示，在本發明一實施例中，G1所提供之閘極線信號係部份重疊於G2所提供之閘極線信號，其中G1所提供之閘極線信號中未重疊的部分可用於一液晶顯示器中的預先充電程序，此預先充電程序若採用行反轉模式，則在同一畫面中每一行的資料線極性均相同。如第11圖所示為在一液晶顯示器中採用行反轉模式之預先充電方案。
如第5圖所示之充電與電荷共享方案，係於i列上的次畫素20 i 中使用一充電閘極線G i 來充電，並使用另一電荷共享閘極線Gix來開啟電荷共享。通常一畫素包含三種顏色畫素R、G與B。第12圖所示係依照本發明一實施例繪示一種充電與電荷共享的方式。如第5圖與第12圖所示，閘極線信號寬度係較習知的液晶顯示器中閘極脈衝之寬度大兩倍，致使當充電閘極線和電荷共享閘極線中提供予同一列上畫素的閘極線信號分離時，提供予相鄰列上的閘極線信號會部份重疊。此充電與電荷共享方式可使用於一以頻率120Hz或圖框率達每秒120圖框來驅動的液晶顯示器中。
如第12圖所示，每一畫素列均具有兩條閘極線，其中Gi係用以充電而Gix係用以開啟電荷共享。提供予相鄰列之間用以充電的閘極線信號係部份重疊，而提供予同列畫素之充電閘極線的閘極信號係不同於電荷共享閘極線的閘極信號。由第12圖中可以看出，提供予G3的充電閘極線信號係和提供予G1x的電荷共享閘極線信號相同，因此，能將提供予G3的閘極線信號引導至閘極線G1x ，同樣地，能將提供予G(n+2) 的閘極線信號引導至閘極線Gnx 。
如第5圖與第6圖所示，每一畫素列均具有兩條閘極線的優點為由電容ClcB與CstB分享電荷的電容Cx可配置於相同的次畫素，其中電荷共享導線(介於CstB和開關元件136之間的導線)可完全配置於相同的次畫素內。同樣地，如第7圖所示，由電容ClcA與CstA分享電荷的電容Cxb可配置於相同的次畫素，其中電荷共享導線(介於CstA和開關元件136之間的導線)可完全配置於相同的次畫素內。如第5圖所示之本發明一實施例，閘極線信號寬係實質上較在習知的液晶顯示器中閘極脈衝寬(gate pulse width,GPW)大兩倍。如第6圖所示之本發明一實施例，閘極線信號寬係實質上較在習知的液晶顯示器中閘極脈衝寬大三倍。
若每一畫素列均僅具有一閘極線，且其閘極脈衝寬係大於習知的液晶顯示器中之閘極脈衝寬，則電荷共享導線必須跨越相鄰列之間的次畫素。此跨越電荷共享方式將使得畫素配置更加複雜，且導致一非必要的畫素間耦合效應。
此外，如第11圖中所討論者，預先充電的時序需求，係由於相鄰畫素列間閘極線信號部份重疊所致。然而，充電與電荷共享的時序需求，係由於同一列中的電荷共享僅能在充電完成後起始所致。因此，當僅有一閘極線用以提供每一畫素列信號時，在預先充電和電荷共享之間將有一互償。
由於本案實施例中每一畫素列均具有兩條閘極線，是故可同時滿足預先充電的時序需求與電荷共享的時序需求。
基於一半閘極雙資料(half-gate two-data,hG-2D)技術，類似的充電與電荷共享方式亦可用在一採用頻率240Hz的液晶顯示面板中。如第13圖所示，每一畫素列均有效地劃分為一上端列與一下端列，如原本藉由充電閘極線G1與電荷共享閘極線G1x所驅動的畫素列20 1 ，現在具有一藉由充電閘極線G1’ 與電荷共享閘極線G1x’ 所驅動的複製畫素列20’ 1 。在半閘極雙資料驅動計畫中，充電閘極線G1與G1’ 之閘極線信號可同時提供予畫素列20 1 與20’ 1 ，但是畫素列20 1 中G1所提供的資料信號以及畫素列20’ 1 中G1’ 所提供的資料信號係分別使用兩條資料線(圖中未示)來提供。同樣地，電荷共享閘極線G1x與G1x’ 之閘極線信號可同時提供。用以對畫素中畫素列20 i 與畫素列20’ i 進行充電之閘極線信號係以gci表示，用以將畫素中畫素列20 i 與畫素列20’ i 的電荷共享開啟之閘極線信號係以gsi表示。
如第13圖所示之本發明一實施例，每一對相關的畫素列20 i 與20’ i 均具有自己的充電閘極信號gci與電荷共享閘極信號gsi。因此，在一畫面時間裡，將會有n個充電閘極信號與n個電荷共享閘極信號提供予n對相關的畫素列，且可藉由使用充電閘極信號以供啟動電荷共享來消除n個電荷共享閘極信號。如第18圖所示為一半閘極雙資料液晶顯示器中的等效畫素列電路。
如第14圖所示，如一充電閘極信號gc3可同時用以對畫素中的畫素列20 3 與20’ 3 充電以及開啟畫素列20 1 與20’ 1 的電荷共享。同樣地，一充電閘極信號gc4可同時用以對畫素中的畫素列20 4 與20’ 4 充電以及開啟畫素中的畫素列20 2 與20’ 2 的電荷共享機制。在本實施例中，閘極線信號寬係較閘極脈衝寬大兩倍，且充電閘極信號係於兩對列之間切換以開啟電荷共享。
如第6圖所示，若閘極線信號寬更寬，充電閘極信號將於三對或多對列之間切換以開啟電荷共享。如第15a圖所示，如一充電閘極信號gc4，可同時用以對畫素中的畫素列20 4 充電以及開啟畫素中的畫素列20 1 的電荷共享。同樣地，一充電閘極信號gc5，可同時用以對畫素中的畫素列20 5 充電以及開啟畫素中的畫素列20 2 的電荷共享。在本實施例中，閘極線信號寬係較閘極脈衝寬大三倍，且充電閘極信號係於三對列之間切換以開啟電荷共享。
基於一半閘極雙資料技術，一類似的充電與電荷共享方式亦可用在一採用頻率240Hz的液晶顯示面板中。如第15b圖所示，如一充電閘極信號gc4，可同時用以對畫素中的畫素列20 4 與20’ 4 充電以及開啟畫素中的畫素列20 1 與20’ 1 的電荷共享。同樣地，一充電閘極信號gc5，可同時用以對畫素中的畫素列20 5 與20’ 5 充電以及開啟畫素中的畫素列20 2 與20’ 2 的電荷共享。在本實施例中，閘極線信號寬係較閘極脈衝寬大三倍，且充電閘極信號係於三對列之間切換以開啟電荷共享。
若閘極線信號寬與閘極脈衝寬相等，充電閘極信號僅可切換至其前一對列以開啟電荷共享。如第16圖所示，如一充電閘極信號gc4，可同時用以對畫素中的畫素列20 4 與20’ 4 充電以及開啟畫素中的畫素列20 3 與20’ 3 的電荷共享。同樣地，一充電閘極信號gc5，可同時用以對畫素中的畫素列20 5 與20’ 5 充電以及開啟畫素中的畫素列20 4 與20’ 4 的電荷共享。
總結而論，本發明應用一般的閘極脈衝寬或較寬的閘極脈衝寬以達成不同的實施例。由於使用一般的閘極脈衝寬，在一應用半閘極雙資料技術之頻率為240Hz的液晶顯示器中，一閘極信號可用以同時對畫素中之第n對複製畫素列充電以及開啟畫素中之在先的第n-1對複製畫素列之電荷共享，其中複製畫素列中的資料信號係分別以兩條資料線提供。
由於使用兩倍閘極脈衝寬(2xGPW)，在一使用頻率120Hz的液晶顯示器中，一閘極信號可用以同時對畫素中的第n列畫素充電以及開啟畫素中第n-2列畫素之電荷共享。此外，在一應用半閘極雙資料技術之頻率為240Hz的液晶顯示器中，類似之閘極信號可用以同時對畫素中的第n對複製畫素列充電以及開啟畫素中的第n-2對複製畫素列之電荷共享，其中複製畫素列中的資料信號係分別以兩條資料線提供。
由於使用三倍閘極脈衝頻寬(3xGPW)，在一使用頻率120Hz的液晶顯示器中，一閘極信號可用以同時對畫素中的第n列畫素充電以及開啟畫素中第n-3列畫素之電荷共享。此外，在一應用半閘極雙資料技術之頻率為240Hz的液晶顯示器中，類似之閘極信號可用以同時對畫素中的第n對複製畫素列充電以及開啟畫素中的第n-3對複製畫素列之電荷共享，其中複製畫素列中的資料信號係分別以兩條資料線提供。
此外，亦可使用具有較一般脈衝寬大三倍的閘極線信號，且在同列畫素中介於充電和電荷共享信號間之時序會因此而有所調整。
在第13圖至第16圖中，重複列中之畫素20’ i 可視為與畫素20 i 相同。因此，如第17圖所示，除了畫素20 1 中開關元件132 1 與134 1 係配置以由資料線D1取得資料信號，而畫素20’ 1 中開關元件132’ 1 與134’ 1 係配置以由另一資料線D’ 1取得資料信號之外，畫素20 1 與畫素20’ 1 可具有實質上相同的元件。
在一般的液晶顯示器中，每一畫素內之顏色次畫素R、G與B係如第2圖所示排列成一列。如第2圖所示，每一顏色次畫素均具有各自的資料線。在一三閘極液晶顯示器中，每一畫素中之顏色次畫素R、G與B係排列成一行，且每一顏色次畫素均具有各自的閘極線，因此每一畫素列將具有三條閘極線。在一半源極驅動(half-source driver,HSD)型液晶顯示器中，每一畫素內之顏色次畫素R、G與B係排列成一列，係與習知的液晶顯示器類似，但是次畫素的R、G與B資料線係分組成對，致使每一畫素的其中一資料線需移至次畫素的另一邊。當資料線移至次畫素的另一邊後，將在介於兩相鄰的顏色次畫素之間留下一空間或空置區，此區域可用以設置電荷共享導線的佈線，因此，將沒必要為了設置電荷共享導線而縮小次畫素電極間的寬度。基於上述原由，本發明可用在半源極驅動型液晶顯示器中而無須犧牲畫素的開口率(aperture ratio,AR)。
在一聚合物穩定配向型液晶顯示器中，充電閘極線Gi與電荷共享閘極線Gix可設置在一非重疊且非交錯配置中(請參照如第9圖)。在第9圖中，閘極線Gi係實質上平行於閘極線Gix，且此兩者係配置在一介於第一次畫素區與第二次畫素區之間的空間中。
本發明的其它實施例亦可使用於解析度達1920 x 1080的FHD型液晶顯示器中，以及解析度達3840 x 2160的4k2k型顯示器中。
值得注意的是，本發明所列舉之各式實施例雖然係用於彩色液晶顯示器內之顏色次畫素，但亦可用於單色液晶顯示器中，舉例而言，此液晶顯示器可為一透射型顯示器。本發明亦可用於半穿透反射式顯示器或反射式顯示器中。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
20 1 ．．．次畫素、畫素列
20’ 1 ．．．複製畫素列
20 2 ．．．次畫素、畫素列
20’ 2 ．．．複製畫素列
20 3 ．．．次畫素、畫素列
20’ 3 ．．．複製畫素列
20 4 ．．．畫素列
20’ 4 ．．．複製畫素列
20 5 ．．．畫素列
20’ 5 ．．．複製畫素列
20 i ．．．次畫素、畫素列
20’ i ．．．複製畫素列
32 1 ．．．第一次畫素電極
32 2 ．．．第一次畫素電極
32’ 2 ．．．次畫素電極
32 i ．．．第一次畫素電極
34 1 ．．．第二次畫素電極
34 2 ．．．第二次畫素電極
34’ 2 ．．．次畫素電極
34 i ．．．第二次畫素電極
132 1 ．．．第一開關元件
132’ 1 ．．．開關元件
132 2 ．．．第一開關元件
132 i ．．．開關元件
134 1 ．．．第二開關元件
134’ 1 ．．．開關元件
134 2 ．．．第二開關元件
134’ 2 ．．．開關元件
134 i ．．．開關元件
136 1 ．．．開關元件
136 2 ．．．開關元件
136’ 2 ．．．開關元件
230．．．氧化銦錫層
240．．．資料絕緣體
250．．．源極端部
252．．．汲極端部
254．．．汲極端部
260．．．高濃度n型非晶矽區塊
262．．．高濃度n型非晶矽區塊
270．．．閘極端部層
280．．．絕緣層
290．．．閘極端部
292．．．共用配線
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：
第1圖係繪示先前技術中的一種典型液晶顯示面板。
第2圖係繪示先前技術中的一種典型液晶顯示面板之畫素內的三種顏色次畫素。
第3圖係繪示先前技術中的一種典型液晶顯示面板之畫素或顏色次畫素之剖面圖。
第4圖係繪示依照本發明一實施例的一種液晶顯示面板之畫素或顏色次畫素內之次畫素電極。
第5圖係繪示依照本發明一實施例的一種畫素或顏色次畫素之等效電路圖。
第6圖係繪示依照本發明另一實施例的一種閘極線脈衝頻寬。
第7圖係繪示依照本發明另一實施例的一種畫素或顏色次畫素之等效電路圖。
第8a圖係繪示依照本發明一實施例的一種充電期間次畫素電極間之連接方式圖。
第8b圖係繪示依照本發明一實施例的一種電荷共享期間次畫素電極間之關係圖。
第9圖係繪示依照本發明一實施例的一種畫素或顏色次畫素之元件配置圖。
第10圖係繪示依照本發明一實施例的一種畫素或顏色次畫素之剖面圖。
第11圖係繪示依照本發明一實施例的一種預先充電程序之時序圖。
第12圖係繪示依照本發明第5圖的一種充電與電荷共享計畫。
第13圖係繪示依照本發明一實施例的另一種充電與電荷共享計畫。
第14圖係繪示依照本發明一實施例的再一種充電與電荷共享計畫。
第15a圖係繪示依照本發明一實施例的又一種充電與電荷共享計畫。
第15b圖係繪示依照本發明一實施例的再一種充電與電荷共享計畫。
第16圖係繪示依照本發明一實施例的又一種充電與電荷共享計畫。
第17圖係繪示依照本發明一實施例的一種顏色次畫素之等效電路圖。
第18圖係繪示依照本發明一實施例的一種半閘極雙資料液晶顯示器之重複列。
20 1 ．．．次畫素
20’ 1 ．．．複製畫素列
20 2 ．．．次畫素
32 1 ．．．第一次畫素電極
32 2 ．．．第一次畫素電極
34 1 ．．．第二次畫素電極
34 2 ．．．第二次畫素電極
132 1 ．．．第一開關元件
132 2 ．．．第一開關元件
134 1 ．．．第二開關元件
134 2 ．．．第二開關元件
136 1 ．．．開關元件
136 2 ．．．開關元件

Claims (17)

  1. 一種液晶顯示面板，包含：複數個畫素，該些畫素係配置成複數條列與複數條行；以及複數條資料線，每一該些資料線係用以提供資料信號至位於一行上的該些畫素，其中所有或部分該些畫素中的任一該些畫素包含：一第一閘極線，該第一閘極線係用以提供一第一閘極線信號；一第二閘極線，該第二閘極線係用以於該第一閘極線信號通過後，提供一第二閘極線信號；一第一次畫素區；以及一第二次畫素區，其中該第一次畫素區包含一第一次畫素電極係電性連接至一第一電荷儲存電容，該第一次畫素電極係配置以透過一第一開關元件由該些資料線其中一者接收資料信號，該第一開關元件包含一控制端係配置以接收該第一閘極線信號以供開關轉換；以及該第二次畫素區包含一第二次畫素電極係電性連接至一第二電荷儲存電容，該第二次畫素電極係配置以透過一第二開關元件由該些資料線其中該者接收資料信號，該第二開關元件包含一控制端係配置以接收該第一閘極線信號以供開關轉換，其中該第二次畫素電極更透過一第三開關元件連接至一第三電容，該第三開關元件包含一控制端係配置以接收該第二閘極線信號以供開關轉換，其中 該些列包含：一第一列；一第二列，與該第一列相鄰，其中提供予該第二列中之該些畫素的該第一閘極線信號以及提供予該第一列中之該些畫素的該第一閘極線信號之間具有重疊期間與非重疊期間，並且，提供予該第一列中之該些畫素的該第二閘極線信號以及提供予該第二列中之該些畫素的該第一閘極線信號之間具有重疊期間與非重疊期間。
  2. 如請求項1所述之液晶顯示面板，其中該第一電荷儲存電容更透過一第四電容連接至該第三電容。
  3. 如請求項1所述之液晶顯示面板，其中該些列包含：一第三列係位於該第二列後，其中提供予該第三列中之該些畫素的該第一閘極線信號以及提供予該第一列中之該些畫素的該第二閘極線信號係實質上相同。
  4. 如請求項1所述之液晶顯示面板，其中該些列包含：一第三列係位於該第二列後以及一第四列係位於該第三列後，其中提供予該第四列中之該些畫素的該第一閘極線信號以及提供予該第一列中之該些畫素的該第二閘極線 信號係實質上相同。
  5. 如請求項1所述之液晶顯示面板，其中該第一閘極線係實質上平行於該第二閘極線。
  6. 如請求項5所述之液晶顯示面板，其中該第一次畫素區係與該第二次畫素區間隔，其中該第一閘極線與該第二閘極線係配置在介於該第一次畫素區和該第二次畫素區之間的空間。
  7. 如請求項1所述之液晶顯示面板，其中每一該些畫素更包含：一第三次畫素區；以及一第四次畫素區，其中該第三次畫素區包含一第三次畫素電極係電性連接至一第四電荷儲存電容，該第三次畫素電極係配置以透過一第四開關元件由該些資料線其中另一者接收資料信號，該第四開關元件包含一控制端係配置以接收該第一閘極線信號以供開關轉換；以及該第四次畫素區包含一第四次畫素電極係電性連接至一第五電荷儲存電容，該第四次畫素電極係配置以透過一第五開關元件由該些資料線其中該另一者取得資料信號，該第五開關元件包含一控制端係配置以接收該第一閘極線信號以供開關轉換，其中該第四次畫素電極更透過一第六開關元件連接至一第六電容，該第六開關元件包含一控制 端係配置以接收該第二閘極線信號以供開關轉換。
  8. 如請求項7所述之液晶顯示面板，其中該第五開關元件之控制端係配置以由一第三閘極線接收該第一閘極線信號，該第六開關元件之控制端係配置以由一第四閘極線接收該第二閘極線信號。
  9. 如請求項7所述之液晶顯示面板，其中該些列包含：該第一閘極線信號係於提供予該第一列中之該些畫素的該第一閘極線信號通過後，提供予該第二列中之該些畫素。
  10. 一種於液晶顯示面板中之使用方法，該液晶顯示面板包含：複數個畫素，該些畫素係配置成複數條列與複數條行，該些列包含：一第一列；以及一第二列，與該第一列相鄰；複數條資料線，每一該些資料線係用以提供資料信號至位於一行上的該些畫素，其中所有或部分該些畫素中的任一畫素包含：一第一閘極線；一第一次畫素區包含一第一次畫素電極係電性連 接至一第一電荷儲存電容；以及一第二次畫素區包含一第二次畫素電極係電性連接至一第二電荷儲存電容，該方法包含：配置一第二閘極線於每一該些畫素中；透過一第一閘極線提供一第一閘極線信號以對該第一電荷儲存電容與該第二電荷儲存電容充電；以及透過一第二閘極線提供一第二閘極線信號以排出該第二電荷儲存電容中的部分電荷，其中該第二閘極線信號係提供於該第一閘極線信號通過後，其中提供予該第二列中之該些畫素的該第一閘極線信號以及提供予該第一列中之該些畫素的該第一閘極線信號之間具有重疊期間與非重疊期間，並且，提供予該第一列中之該些畫素的該第二閘極線信號以及提供予該第二列中之該些畫素的該第一閘極線信號之間具有重疊期間與非重疊期間。
  11. 如請求項10所述之方法，其中該第一次畫素電極係配置以透過一第一開關元件由該些資料線其中一者接收資料信號，該第一開關元件包含一控制端係配置以接收該第一閘極線信號以對該第一電荷儲存電容充電；以及該第二次畫素電極係配置以透過一第二開關元件由該些資料線其中該者接收資料信號，該第二開關元件包含一控制端係配置以接收該第一閘極線信號以對該第二電荷儲存電容充電，該方法更包含： 透過一第三開關元件連結該第二次畫素電極至一第三電容，該第三開關元件包含一控制端係配置以取得該第二閘極線信號以移動該第二電荷儲存電容中的部分電荷至該第三電容。
  12. 如請求項11所述之方法，其中該些列包含：一第三列係位於該第二列後，其中提供予該第三列中之該些畫素的該第一閘極線信號與提供予該第一列中之該些畫素的該第二閘極線信號係實質上相同。
  13. 如請求項11所述之方法，其中該些列包含：一第三列係位於該第二列後以及一第四列係位於該第三列後，其中提供予該第四列中之該些畫素的該第一閘極線信號與提供予該第一列中之該些畫素的該第二閘極線信號係實質上相同。
  14. 如請求項11所述之方法，其中每一該些畫素更包含：一第三次畫素區；以及一第四次畫素區，其中該第三次畫素區包含一第三次畫素電極係電性連接至一第四電荷儲存電容，該第三次畫素電極係配置以透過一第四開關元件由該些資料線其中另一者接收資料信號，該第四開關元件包含一控制端；以及 該第四次畫素區包含一第四次畫素電極係電性連接至一第五電荷儲存電容，該第四次畫素電極係配置以透過一第五開關元件由該些資料線其中該另一者取得資料信號，該第五開關元件包含一控制端，該方法更包含：透過一第六開關元件連結該第五電荷儲存電容至一第六電容，該第六開關元件包含一控制端；提供該第一閘極線信號至該第四開關元件之控制端與該第五開關元件之控制端以對該第四電荷儲存電容與該第五電荷儲存電容充電；以及提供該第二閘極線信號至該第六開關元件之控制端以移動該第五電荷儲存電容中的部分電荷至該第六電容。
  15. 如請求項14所述之方法，其中該每一畫素更包含：一第三閘極線，係配置以提供該第一閘極線信號至該第四開關元件之控制端與該第五開關元件之控制端；以及一第四閘極線，係配置以提供該第二閘極線信號至該第六電容之控制端。
  16. 如請求項15所述之方法，其中該第二列係位於該第一列後，該方法更包含：導引提供予該第二列中之該些畫素的該第一閘極線信號至位於第一列中之該些畫素內的該第二閘極線。
  17. 如請求項15所述之方法，其中該第二列係位於該第一列後，該些列更包含：一第三列係位於該第二列後，該方法更包含：導引提供予該第三列中之該些畫素的該第一閘極線信號至位於第一列中之該些畫素內的該第二閘極線。
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