TWI408660B - 液晶顯示器及其驅動方法 - Google Patents

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Description

液晶顯示器及其驅動方法
本發明是有關於於一種平面顯示技術，且特別是有關於一種可改善液晶顯示器發生水平串音的驅動方法。
圖1為習知一種單一液晶間距(signal cell gap)之半穿半反式液晶顯示面板的局部等效電路圖，其中所謂單一液晶間距是指穿透區中畫素電極與共用電極兩者之間的距離大致等於反射區中反射電極與共用電極兩者之間的距離。請參照圖1，單一液晶間距之半穿半反式液晶顯示面板120之一畫素單元包括掃描線122、資料線124以及畫素結構126，其中畫素結構126具有穿透區T1與反射區R1，並包括主動元件126T、補償電容CC 以及位於穿透區T1內的儲存電容Cst 。穿透區T1所在區域內的液晶電容為第一液晶電容CLCA ，而反射區R1所在區域內的液晶電容為第二液晶電容CLCB 。
由圖1可知，第一液晶電容CLCA 與第二液晶電容CLCB 皆電性連接至共用電壓VcomA。穿透區T1之畫素電極及反射區R1之反射電極分別具有不同的畫素電壓值，因而使單一液晶間距之半穿半反液晶顯示面板120同時具有穿透式與反射式兩種顯示方式得以實現。
圖2為根據圖1之穿透區以及反射區中影像之穿透率與畫素電壓(pixel voltage)的特徵曲線。請參照圖2’曲線112表示穿透區T1的穿透率與畫素電壓的特徵曲線，而曲線114為反射區R1的穿透率與畫素電壓的特徵曲線。曲線112與曲線114的變化趨勢相差甚大。當穿透區T1與反射區R1顯示同一畫素電壓畫面時，其所呈現的影像的亮度/灰階值會不一致，而使得顯示品質不佳。
基於上述問題，許多種半穿半反式液晶顯示器的設計都著重在改善此一現象。圖3為習知另一種單一液晶間距之液晶顯示面板的局部等效電路圖。請參照圖3，單一液晶間距之液晶顯示面板220中的畫素結構226被劃分為一穿透區T2與一反射區R2。此外，相較於單一液晶間距之半穿半反式液晶顯示面板120(繪示於圖1)，單一液晶間距之液晶顯示面板220更提供一共用電壓源VcomB，以及與其電性相連接的一主動元件226T，其中，共用電壓VcomB之電壓值係為一固定值(constant voltage)；而畫素結構226更包括另一配置於反射區R2內的補償電容CCA ，其中第一液晶電容CLCA 、第二液晶電容CLCB 之一端電性連接至一共用電壓VcomA，而補償電容CCA 之一端透過主動元件226T以電性連接至共用電壓VcomB。
承上述，在單一液晶間距之半穿半反式液晶顯示面板220中，當主動元件226T被開啟時，共用電壓VcomB透過補償電容CCA 以提供一分壓至反射區R2內，如此可改善穿透區T2與反射區R2顯示相同畫素電壓畫面但發生亮度/灰階值不同的情形。然而，當主動元件226T被關閉時，補償電容CCA 便呈現浮接(floating)狀態，此舉會導致畫面發生水平串音(Horizontal Crosstalk)的情形。
本發明關於一種液晶顯示器，其發生水平串音的情形可被大幅地降低。
本發明又關於一種驅動方法，其應用於液晶顯示器中，藉以可改善水平串音的情形。
為具體描述本發明之內容，在此提出一種液晶顯示器，其包括一顯示區以及一參考電壓配線。顯示區包括多條掃描線、多條資料線以及多個畫素結構，其中畫素結構與對應的掃描線和對應的資料線電性連接，且每一畫素結構具有一第一畫素區與一第二畫素區。第一畫素區包含一第一液晶電容，其中第一液晶電容的一端電性連接一共用電壓。第二畫素區包含一第二液晶電容以及一第一補償電容，其中第二液晶電容的一端電性連接共用電壓，第一補償電容的一端電性連接第二液晶電容之另一端，第一補償電容的另一端透過參考電壓配線直接電性連接一參考電壓源，且參考電壓源提供具有持續性週期訊號或時變訊號的一參考電壓。
依據本發明之一實施例，參考電壓為一方波訊號。
依據本發明之一實施例，掃描線分別以一致能期間來致能每一列畫素結構，且參考電壓的半週期等於致能期間。
依據本發明之一實施例，在致能期間內，參考電壓與資料線上的資料訊號電壓相對於共同電壓之極性係為相同。
依據本發明之一實施例，參考電壓同步於資料線上之資料訊號電壓或參考電壓之週期與資料線上的資料訊號電壓之週期相同。
依據本發明之一實施例，參考電壓同步於資料線上之資料訊號電壓，且參考電壓和資料線上之資料訊號電壓相對於共同電壓之極性係為相同。
依據本發明之一實施例，在致能期間內，資料線上之資料訊號電壓之每一相對於共同電壓之極性係為相同。在一實施例中，資料線上之資料訊號電壓以極性列反轉方式來驅動畫素結構。
依據本發明之一實施例，在致能期間內，被驅動之畫素結構列之畫素極性與參考電壓相對於共同電壓之極性相同。
依據本發明之一實施例，每一畫素結構包括一主動元件。主動元件的閘極端電性連接對應的掃描線，其源極端電性連接對應的資料線，其汲極端分別電性連接第一液晶電容之另一端、對應的第一畫素區內之一儲存電容之一端以及對應的第二畫素區內之一第二補償電容之一端。在一實施例中，第一畫素區包含一穿透區，第二畫素區包含一第一反射區，且儲存電容之另一端電性連接共同電壓，第二補償電容之另一端電性連接第二液晶電容另一端和第一補償電容之端。在一實施例中，第二畫素區更包含一第二反射區，其中第二反射區包含一第三液晶電容，其一端電性連接主動元件的汲極端以及另一端電性連接共用電壓。在一實施例中，每一該畫素結構內之第一反射區和第二反射區分別包括一第一反射電極和一第二反射電極，第一反射電極與第二反射電極兩者之面積大小的關係為5:1～10:1。在一實施例中，第一反射電極與第二反射電極兩者之面積大小的關係為9:1。
為具體描述本發明之內容，在此又提出一種驅動方法，其適於驅動一液晶顯示器的一顯示面板。顯示面板包括多條掃描線、多條資料線以及多個畫素結構，其中畫素結構與對應的掃描線以及對應的資料線電性連接，且每一畫素結構具有一第一畫素區以及一第二畫素區。驅動方法包括下列步驟。以一致能期間來致能每一列畫素結構。提供多個資料訊號電壓至對應的資料線。提供一共用電壓至第一畫素區之一第一液晶電容之一端和第二畫素區之一第二液晶電容之一端。提供一參考電壓至第二畫素區之一第一補償電容之一端，其中參考電壓具有一持續性週期訊號或一時變訊號。此外，參考電壓同步於資料訊號電壓或參考電壓之週期等於資料訊號電壓之週期。
依據本發明之一實施例，驅動方法更包含提供一參考電壓源，用以產生參考電壓，其中參考電壓源藉由一參考電壓配線且未透過任何主動元件而直接傳送參考電壓至第一補償電容。
依據本發明之一實施例，參考電壓的半週期等於致能期間。
依據本發明之一實施例，在致能期間內，參考電壓與資料訊號電壓相對於共用電壓之極性相同。
依據本發明之一實施例，在致能期間內，參考電壓相對於共用電壓之極性與被驅動的畫素結構的顯示極性相同。
依據本發明之一實施例，在致能期間內，資料線上之資料訊號電壓之每一相對於共同電壓之極性係為相同。
依據本發明之一實施例，在一實施例中，資料線上之資料訊號電壓以極性列反轉方式來驅動畫素結構。
依據本發明之一實施例，參考電壓為一方波訊號。
將本發明的驅動方法應用於本發明的液晶顯示器中，可使液晶顯示器發生水平串音等不良的顯示問題獲得改善。整體而言，本發明的液晶顯示器具有高顯示品質的優勢。
為讓本發明之上述和其特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
 第一實施例
圖4為根據本發明之一實施例之半穿半反式液晶顯示器內之一顯示面板320的局部等效電路圖。在此特別說明，本實施例之半穿半反式液晶顯示器除包含顯示面板320外，當然更包含一般顯示器需具備的其他部件，例如：控制板、閘極驅動器、源極驅動器、電源產生器、背光模組...等(皆未繪示)，為使說明簡明，該些部件與顯示面板320之連接方式與功用於此將不再贅述，本實施例僅繪示出發明主要相關設計來做說明如下。
請參照圖4，本實施例之顯示面板320包括多條掃描線GL1 、GL2 、...、多條資料線DL1 、DL2 、...以及多個畫素結構P11 、P12 、P21 、P22 、...，以構成多個畫素單元，該些畫素單元所形成之區域，即為顯示面板320之一顯示區321，而其外圍則為顯示面板320之非顯示區，其中畫素結構P11 、P12 、P21 、P22 、...與對應的掃描線GL1 、GL2 、...和對應的資料線DL1 、DL2 、...電性連接。例如，畫素結構P11 與掃描線GL1 和資料線DL1 電性連接，而畫素結構P12 、P21 、P22 、...與掃描線GL1 、GL2 、...和資料線DL1 、DL2 、...之間的連接關係可以此類推，因此不再贅述。此外，顯示面板320更包含一參考電壓配線RL接收來自一參考電壓源301的一參考電壓Vref，並與各畫素單元電性連接。
在本實施例中，畫素結構P11 、P12 、P21 、P22 、...分別包括一主動元件T11 、T12 、T21 、T22 、...，其中主動元件T11 的閘極端與源極端分別電性連接掃描線GL1 與資料線DL1 ，然而，其餘主動元件T12 、T21 、T22 、...與其所對應的掃描線GL1 、GL2 、...和資料線DL1 、DL2 、...之間的連接關係可以此類，在此不加以描述。
請複參圖4，在本實施例中，顯示面板320為具有單一液晶間距(single cell gap)的半穿半反式液晶顯示面板(transflective liquid crystal display panel)，因而畫素結構P11 、P12 、P21 、P22 、...中的每一個畫素結構具有一第一畫素區與一第二畫素區，其中本實施例之第一畫素區與第二畫素區分別包含一穿透區TA與一反射區RA。
在此需要說明的是，所謂液晶間距是指畫素結構中，液晶電容中液晶充填間隙的空間厚度，故本實施例所謂液晶間距係指穿透區TA中第一液晶電容CLC1 的畫素電極與共用電極兩者之間的距離或反射區RA中第二液晶電容CLC2 的反射電極與共用電極兩者之間的距離，而所謂的單一液晶間距是指畫素電極與共用電極兩者之間的距離實質上大致等於反射電極與共用電極兩者之間的距離。
本實施例之顯示面板320雖以具有穿透區TA與反射區RA的畫素結構來做說明，然而其僅用以例示，本發明之電路設計方式與相關驅動方法並非以此類型之顯示面板為限。換言之，在其他實施例中，顯示面板320也可以是非半穿半反式顯示面板。
另外，由於半穿半反式液晶顯示面板為非自發光顯示面板，實務上，半穿半反液晶顯示器300可進一步設置背光模組以提供穿透區TA所需的光源，而反射區RA則可利用外界環境光來做為光源，但不以此為限。
請繼續參照圖4，畫素結構P11 、P12 、P21 、P22 、...中的穿透區TA以及反射區RA分別電性連接主動元件T11 、T12 、T21 、T22 、...的汲極端。然而，其他畫素結構的電路設計可以此類推，在此不加以贅述。
詳細而言，穿透區TA電性連接一共用電壓Vcom，而反射區RA透過參考電壓配線RL電性連接參考電壓源301所提供之參考電壓Vref。在本實施例中，參考電壓配線RL並非如傳統設計透過開關元件(如主動元件TFT等)而與參考電壓源301電性連接，而是與其直接電性連接，以提供參考電壓Vref至每一畫素單元，換言之，介於每一畫素單元和參考電壓源301之參考電壓輸出點間之參考電壓配線RL上並未設有任何開關元件。要特別說明的是，本實施例中，參考電壓配線RL可包含一設置於顯示面板之顯示區321外部之非顯示區的一第一參考電壓配線RL1，以及分布於顯示區321內的複數條第二參考電壓配線RL2，但不以此為限。其中，第二參考電壓配線RL2並非透過開關元件(如主動元件)而是直接電性連接於第一參考電壓配線RL1。此外，第一參考電壓配線RL1與第二參考電壓配線RL2可以由同一導電層(如金屬層)形成或透過不同導電層並透過穿透孔(through hole)或接觸孔(contact hole)彼此電性連接而形成。其中，第一參考電壓配線RL1係大致平行於資料線，而該些第二參考電壓配線RL2係大致平行於掃描線，但不以此為限。而在一實施例中，參考電壓源301可以由顯示器之控制板或其它訊號產生器所提供。
一般來說，顯示面板320可由二基板夾設一液晶層所構成，其中二基板之間的電壓差可決定液晶層中之液晶分子的排列狀態，進而決定光線通過液晶層的光通量而使顯示面板320得以顯示不同灰階。也可以說，二基板與液晶層三者所形成的液晶電容的大小將決定顯示面板320的顯示灰階。在本實施例中，位於第一畫素區的穿透區TA內的液晶電容為第一液晶電容CLC1 ，第一液晶電容CLC1 之兩電極係由畫素電極和共同電極所形成，而位於第二畫素區之反射區RA內的液晶電容為第二液晶電容CLC2 ，第二液晶電容CLC2 之兩電極則由反射電極和共同電極所形成。複參圖4，第一液晶電容CLC1 之一端電性連接主動元件T11 的汲極端，而第一液晶電容CLC1 之另一端則與第二液晶電容CLC2 之一端皆電性連接至共用電壓Vcom。
此外，在本實施例中，畫素結構P11 、P12 、P21 、P22 、...還可進一步於穿透區TA中設置儲存電容Cst ，以提升顯示品質，其中儲存電容Cst 之兩電極端分別電性連接主動元件T11 、T12 、T21 、T22 、...的汲極端以及共用電壓Vcom。
由於本實施例之顯示面板320具有單一液晶間距，亦即，穿透區TA的液晶間距大致等於反射區RA的液晶間距，所以背光模組所提供的光線進入穿透區TA的光程(optical path)會不同於外界環境光線通過反射區RA再反射出顯示面板的光程。故，當對具有單一液晶間距之顯示面板320中的穿透區TA的畫素電極與反射區RA內的反射電極提供相同大小的畫素電壓時，穿透區TA與反射區RA顯示同一畫面時所呈現的影像便會發生灰階值不一致的情形。
為了解決上述問題，本實施例進一步於反射區RA內設置第一補償電容CC1 與第二補償電容CC2 。除此之外，第一、第二補償電容CC1 、CC2 與其他構件之間的電路設計以及參考電壓Vref提供至第一補償電容CC1 的訊號也極為關鍵。
如圖4所示，在畫素結構P11 中，第二補償電容CC2 的其中一端會與主動元件T11 的汲極端電性連接，而另一端則與第二液晶電容CLC2 電性連接。另一方面，第一補償電容CC1 的其中一端會與第二補償電容CC2 、第二液晶電容CLC2 電性連接，而另一端則與參考電壓Vref電性連接。其他畫素結構P12 、P21 、P22 、...中之第一補償電容CC1 以及第二補償電容CC2 的電性關係可以此類推。
如此一來，第一補償電容CC1 可透過參考電壓Vref提供一額外的分壓，以在反射區RA內產生一耦合電壓予第二液晶電容CLC2 ，使穿透區TA與反射區RA顯示相同畫面時之灰階值不同的情形能獲得改善，進而使穿透區TA與反射區RA中影像之穿透率與畫素電壓(pixel voltage)的特徵曲線(又稱T-V curve)彼此匹配。
在本實施例中，參考電壓源301提供具有時變或持續性週期訊號的參考電壓Vref予參考電壓源線RL，如圖5所示。圖5繪示本發明一實施例之顯示面板的驅動波形圖，其中SG1 、SG2 、SD、SVcom與SVref例如分別是掃描線GL1 上的掃描訊號波形、掃描線GL2 上的掃描訊號波形、資料線DL1 上的資料訊號波形、共用電壓Vcom的訊號波形與參考電壓源線RL上之參考電壓Vref的訊號波形。此外，VT1與VR1分別為掃描線GL1 在驅動畫素P11 並對其寫入資料訊號後，其穿透區TA的畫素電極與反射區RA的反射電極上之訊號波形；同理，VT2與VR2則分別為掃描線GL2 在驅動畫素P21 並對其寫入資料訊號後，其穿透區TA的畫素電極與反射區RA的反射電極上之訊號波形。
請同時參照圖4以及圖5，在掃描線GL1 的掃描訊號致能期間(開啟期間)Tenable1 內，掃描線GL1 之掃描訊號波形SG1 提供Vgh電壓準位以致能(開啟)顯示面板320其中一列畫素結構P11 、P12 、...中之主動元件T11 、T12 、T13 、...。此時，以畫素結構P11 為例，其將接收資料線DL1 上的資料訊號SD1 ，其中資料訊號SD1 與參考電壓Vref訊號的極性相對於共用電壓Vcom皆為相同，例如在Tenable1 內，資料訊號SD1 所對應的電壓與參考電壓Vref皆大於共用電壓Vcom，亦即，資料訊號SD1 的波形與參考電壓Vref的訊號波形相對於共用電壓Vcom的訊號波形SVcom皆為正極性。同時地，在致能期間Tenable1 內，其他資料線DL2 、DL3 ...的資料訊號的極性與參考電壓Vref訊號的極性也會相對於共用電壓Vcom皆為相同，例如皆為正極性。
如此一來，透過如上述參考電壓Vref之提供，在致能期間(開啟期間)Tenable1 結束後至下一次畫素結構P11 、P12 、...被致能前，作用於這些畫素結構P11 、P12 、...之畫面顯示極性將為相同，例如皆為正極性，且透過參考電壓Vref之提供，每一畫素結構中穿透區TA和反射區RA之液晶電容的電壓將可獲得適當之補償調整。例如，如圖5所示，以畫素結構P11 為例，其第一液晶電容CLC1 的畫素電極之電壓將大致具有訊號波形VT1，而作用於反射區RA中的第二液晶電容CLC2 的反射電極之電壓則可透過第一補償電容CC1 與第二補償電容CC2 的耦合效應而大致具有訊號波形VR1。
繼之，在下一條掃描線GL2 之掃描訊號致能期間(開啟期間)Tenable2 內，掃描線GL2 之掃描訊號波形SG2 提供Vgh電壓準位以開啟顯示面板320下一列畫素結構P21 、P22 、...中之主動元件T21 、T22 、T23 、...。此時，以畫素結構P21 為例，其將接收資料線DL1 上的資料訊號SD2 ，其中資料訊號SD2 與參考電壓Vref訊號的極性相對於共用電壓Vcom皆為相同，例如在Tenable2 內，資料訊號SD2 所對應的電壓與參考電壓Vref皆小於共用電壓Vcom，亦即，資料訊號SD2 的波形與參考電壓Vref的訊號波形相對於共用電壓Vcom的訊號波形SVcom皆為負極性。同時地，在能期間Tenable2 內，其他資料線DL2 、DL3 ...的資料訊號的極性與參考電壓Vref訊號的極性也會相對於共用電壓Vcom皆為相同，例如皆為負極性。
於是，在致能期間Tenable2 結束後至下一次畫素結構P21 、P22 、...被致能前，作用於這些畫素結構P21 、P22 、...之畫面顯示極性將為相同，例如皆為負極性，且透過參考電壓Vref之提供，每一畫素結構中穿透區TA和反射區RA之液晶電容的電極電壓將可獲得適當之補償調整。例如，如圖5所示，以畫素結構P21 為例，其第一液晶電容CLC1 的畫素電極之電壓將大致具有訊號波形VT2，而作用於反射區RA中的第二液晶電容CLC2 的反射電極之電壓則可透過第一補償電容CC1 與第二補償電容CC2 的耦合效應而大致具有訊號波形VR2。
在本實施例中，共用電壓Vcom的訊號波形SVcom所對應的電壓值例如是一定電壓值(即為非時變訊號)，其中每一資料線DL1 、DL2 、...之資料訊號中，連續兩相鄰波形相對於此共用電壓Vcom波形之極性係為相反，例如圖5所示，以資料訊號SD為例，其在兩致能期間(例如Tenable1 與Tenable2 )內的相鄰資料訊號波形分別為SD1 和SD2 ，其中SD1 和SD2 相對於共用電壓Vcom之極性互為相反，亦即，資料線DL1 、DL2 、...是以極性列反轉(row inversion)來顯示面板。另一方面，參考電壓Vref的訊號波形SVref係為一時變或持續性週期訊號，例如為具有持續性週期訊號的一方波訊號或其它週期性波形訊號，其中參考電壓Vref訊號波形SVref的週期相同於資料訊號SD之週期，亦即參考電壓Vref係與資料訊號同步；亦或，參考電壓Vref的半週期(T/2)等於一致能期間(開啟期間)Tenable1 、Tenable2 、...等。
此外，在任一致能期間內，參考電壓Vref之訊號波形SVref與資料線DL1 、DL2 、...上的資料訊號波形相對於共同電壓波形其極性相同。舉例來說，在致能期間Tenable1 內，資料線DL1 、DL2 、...上的資料訊號波形SD1 之極性對於共用電壓Vcom皆為正，而參考電壓Vref的極性相對於共用電壓Vcom亦為正，因而使被驅動的畫素結構P11 、P12 、...的顯示極性為正，亦即這些畫素結構P11 、P12 、...中的第一、第二畫素區TA、RA內的液晶電容之電極訊號波形VT1、VR1相對於共用電壓Vcom具有正極性。
依此類推，在下一條掃描線GL2 的致能期間Tenable2 內，資料線DL1 、DL2 、...上的資料訊號波形SD2 所對應的電壓和參考電壓Vref相對於共用電壓Vcom的極性亦皆為負，即被驅動的畫素結構P21 、P22 、...的顯示極性同為負，亦即，畫素結構P21 、P22 、...內之第一、第二畫素區TA、RA內之畫素電極和反射電極之訊號波形VT2、VR2相對於共用電壓Vcom具有負極性。
特別一提的是，上述為了方便說明，反射區RA中之反射電極在致能期間Tenable1 與Tenable2 內的訊號波形係分別以如圖5所示之VR1、VR2表示之。然而，熟習此技術領域者理應了解，由於訊號波形VR1為反射區RA中的第二液晶電容CLC2 的反射電極透過第一補償電容CC1 與第二補償電容CC2 的耦合效應而來，因此反射區RA中之反射電極在致能期間Tenable1 內的訊號波形理應受到參考電壓Vref的訊號波形SVref的影響而呈現非平整的漣波樣貌，亦即實際訊號波形為VR1’，如圖5所示。同理可推知，反射區RA中之反射電極在致能期間Tenable2 內的實際訊號波形為VR2’，如圖5所示。
在本實施例中，VR1與VR2之波形可分別由計算VR1’與VR2’的漣波部分之均方根(Root Mean Square,RMS)值而得，而由於VR1’與VR2’的漣波又係因參考電壓Vref的訊號波形SVref而生，故可藉由估算參考電壓Vref的訊號波形SVref的均方根值而得VR1與VR2之波形。假設訊號波形SVref的波峰值與波谷值分別為V refH 與V refL (如圖5所示)，則可求得訊號波形SVref的均方根值為
如此，穿透區TA的訊號波形VT1與反射區RA的訊號波形VR1兩者之間的關係如下：
同理，訊號波形VR2也可以同樣方式而估算出來。
由先前技術所揭示的內容可以得知，其係將反射區RA中第一補償電容CC1 之一端電性連接至一額外的主動元件，並藉由主動控制該主動元件，以接收一非時變之共同電壓Vcom2，當這個額外的主動元件被關閉時，第一補償電容CC1 便會呈現浮接(floating)狀態，此舉會導致畫面發生水平串音(Horizontal Crosstalk)等顯示不良的情形。然而，在本實施例中，反射區RA中之第一補償電容CC1 係直接而非透過主動元件而電性連接一電壓源，再者其係電性連接於具有持續性週期訊號的參考電壓Vref，且該參考電壓Vref與資料訊訊之週期和極性有一特殊之對應關係，如此一來第一補償電容CC1 便不會有浮接狀態產生，因而水平串音的情形可獲得改善。
將以上的敘述作整理，本發明另外提供一種驅動方法，如圖6所繪示，其中此驅動方法適於驅動半穿半反液晶顯示器的顯示面板320，但不以此為限，而顯示面板320中的構件及其配置關係可參考圖4及其圖示說明。
請同時參照圖4與圖6，在步驟S601中，依序對每一掃描線寫入一致能訊號來致能每一列畫素結構，以開啟每列畫素結構內之主動元件T11 ,T12 ...。在本實施例中，畫素結構P11 、P12 、...例如是顯示面板之一第一列畫素結構，而畫素結構P21 、P21 、...例如是第二列畫素結構。在步驟S603中，提供一共用電壓Vcom至每一畫素結構的第一和第二畫素區，其中本實施例之第一畫素區包含一穿透區TA1，而第二畫素區包含一反射區RA1。在步驟S605中，分別對每一資料線DL1 ，DL2 ....寫入資料訊號，其中較佳地，每一資料線上之資料訊號於同一致能期間(開啟期間)內，其相對於共用電壓Vcom之極性皆為相同，且每一資料線上之資料訊號中，其連續兩相鄰波形相對於共用電壓Vcom波形之極性係為相反。在步驟S607中，提供一參考電壓Vref至畫素結構的第二畫素區內之一第一補償電容CC1 ，其中參考電壓Vref為一時變訊號或為一持續性週期訊號。此外，較佳者，參考電壓Vref訊號的半週期等於一致能期間或是其週期等於資料訊號之週期，亦即參考電壓Vref之訊號同步於資料訊號，再者，於每一致能期間內，參考電壓Vref與對應的資料訊號電壓相對於共同電壓極性相同。然而，上述步驟S601、S603、S605與S607並非用以表示本實施例之驅動方法的順序，其順序可視設計者之需求而做變更或組合變化，其中這些步驟的順序以及本驅動方法的其餘細節已包含在前述實施例中，故在此不加累述。
根據本實施例之顯示面板320以及其驅動方法，圖6A繪示本發明之第一實施例之半穿半反液晶顯示器的穿透率與畫素電壓的特徵曲線。請同時參照圖4以及圖6A，曲線612表示穿透區TA的穿透率與畫素電壓的特徵曲線，曲線614表示反射區RA的穿透率與畫素電壓的特徵曲線，而曲線620為傳統反射區的穿透率與畫素電壓的特徵曲線。由圖6A可知，曲線612與曲線614相去不遠，但曲線612與曲線620的變化趨勢相差甚大。換言之，本實施例之半穿半反液晶顯示器300將可大幅改善傳統半穿半反液晶顯示器之穿透區與反射區兩者穿透率與畫素電壓特徵曲線不匹配的問題。
第二實施例
本實施例欲闡述的精神與第一實施例相類似。然而，在本實施例中，每一畫素結構之第二畫素區更包含另一反射區RA1，如圖7所示，其中圖7僅繪示一個畫素單元為例。此外，本實施例與前述實施例若有相同或相似的標號則代表相同或相似的構件，在此不重複敘述。
圖7繪示本發明之第二實施例之顯示面板的局部等效電路圖。請參照圖7，本實施例之顯示面板720中的每一個畫素結構P具有一第一畫素區以及一第二畫素區，其中第一畫素區包含一穿透區TA1，而第二畫素區則包含第一反射區RA1和第二反射區RA2。
在本實施例中，穿透區TA1所在區域內的液晶電容為第一液晶電容CLC1 ，第一反射區RA1所在區域內的液晶電容為第二液晶電容CLC2 ，而第二反射區RA2所在區域內的液晶電容為第三液晶電容CLC3 ，第一、第二與第三液晶電容CLC1 、CLC2 與CLC3 的一端分別直接或間接(透過電容)電性連接主動元件T11 的汲極端，而另一端則電性連接至共用電壓Vcom。另外，第一、第二與第三液晶電容CLC1 、CLC2 與CLC3 分別包一畫素電極、一第一反射電極和一第二反射電極，且該些電極彼此獨立並分開。此外，本實施例還可進一步於第一畫素區之穿透區TA1中設置儲存電容Cst ，.以提升顯示品質，其中儲存電容Cst 之兩端分別電性連接主動元件T11 的汲極端以及共用電壓Vcom。
然而，本實施例之第一畫素區的穿透區TA1、和第二畫素區的第一反射區RA1中之各個構件之間的電性關係與第一實施例之穿透區TA、反射區RA相類似，因而顯示面板720中的每個畫素結構P之穿透區TA1、反射區RA1中的驅動方法可參考第一實施例之圖5、圖6及其圖示說明，在此不重複敘述。
承上述，本實施例第二畫素區中，第二反射區RA2的第三液晶電容CLC3 的其中一端會與第二補償電容CC2 以及主動元件T11 的汲極端電性連接，而其另一端與共用電壓Vcom電性連接。從另一個角度來看，本實施例之第一、第三液晶電容CLC1 、CLC3 兩者的其中一端與主動元件T11 的汲極端電性連接，而上述兩者的另一端與共用電壓Vcom電性連接。實務上，位於穿透區TA1中的第一液晶電容CLC1 可由一透明畫素電極與具有共用電壓Vcom的對向電極夾設液晶層所構成，而位於反射區RA2中的第三液晶電容CLC3 則由反射電極與具有共用電壓Vcom的對向電極夾設液晶層所構成，且透明畫素電極與反射電極彼此獨立並分開。
此外，在本實施例中，穿透區TA1與第一和第二反射區RA1、RA2中的電路設計搭配特殊的驅動方法可參考第一實施例之圖6及其圖示說明，亦即本實施例雖加入第二反射區RA2之設計，然其控制方法依然適用第一實施例之控制方式。具體而言，在步驟S601中，依序對每一掃描線寫入一致能訊號來致能每一列畫素結構，以開啟每一畫素結構內之主動元件T11 ,T12 ...。在本實施例中，畫素結構P11 、P12 、...例如是顯示面板第一列畫素結構，而畫素結構P21 、P21 、...例如是第二列畫素結構。在步驟S603中，提供一共用電壓Vcom至每一畫素結構的第一和第二畫素區，其中本實施例之第一畫素區包含一穿透區TA1，而第二畫素區則包含一第一反射區RA1和第二反射區RA。在步驟S605中，分別對每一資料線DL1 ,DL2 ....寫入資料訊號，其中較佳地，每一資料線上之資料訊號於同一致能期間(開啟期間)內，其相對於共用電壓Vcom之極性皆為相同；且每一資料線上之資料訊號中其連續兩相鄰波形相對於共用電壓Vcom波形之極性係為相反。在步驟S607中，提供一參考電壓Vref至第二畫素區內之一第一補償電容CC1 之一端，其中參考電壓Vref為一時變訊號或為一持續性週期訊號。較佳者，共用電壓Vref訊號的半週期等於一致能期間或其週期等於資料線上之資料訊號之週期，即參考電壓Vref訊號同步於資料訊號，再者，於每一致能期間內，參考電壓Vref訊號與資料訊號相對於共用電壓Vcom極性相同。然而，上述步驟S601、S603、S605與S607並非用以表示本實施例之驅動方法的順序，其中這些步驟的順序以及本驅動方法的其餘細節已包含在第一實施例中，故在此不加累述。
值得一提的是，在本實施例中，其畫素結構係由一個穿透區TA1與兩個反射區RA1、RA2所構成，所以能更有效地改善水平串音等顯示不良的問題，其中第一反射區RA1中之第一反射電極與第二反射區RA2中之第二反射電極兩者彼此獨立分開，且其面積大小的關係，基本上為，顯示區RA1面積係大於RA2面積，例如，兩者之比例關係可為5:1～10:1。在一較佳實施例中，當第一反射區RA1中之第一反射電極與第二反射區RA2中之第二反射電極兩者之面積大小的關係為9：1時，穿透區TA1與反射區RA1、RA2中影像之穿透率與畫素電壓的特徵曲線具有較佳的匹配關係。
根據本實施例之顯示面板720及其驅動方法，圖8繪示本發明第二實施例之半穿半反式液晶顯示器的穿透率與畫素電壓的特徵曲線。請同時參照圖4、圖7以及圖8，曲線812表示本實施例和第一實施例之一畫素單元內穿透區TA1的穿透率與畫素電壓的特徵曲線，曲線814表示第一實施例之反射區RA的穿透率與畫素電壓的特徵曲線，曲線816為本實施例之第一反射區RA1以及第二反射區RA2兩者所共同表現出的穿透率與畫素電壓的特徵曲線，而曲線820為傳統反射區的穿透率與畫素電壓的特徵曲線。
從圖8所揭示的圖示可以清楚看出，曲線812與曲線820的變化趨勢相差甚大，而曲線812與曲線814、曲線816相去不遠，其中曲線816比曲線814更接近曲線812。由此可窺知，本實施例之顯示面板720不僅可大幅改善傳統半穿半反式液晶顯示器之穿透區與反射區兩者穿透率與畫素電壓的特徵曲線不匹配的問題，且顯示面板720更進一步改良顯示面板320的顯示品質。
綜上所述，本發明的半穿半反式液晶顯示器之顯示面板中的每一個畫素結構皆可劃分為一第一畫素區以及一第二畫素區，其中第一畫素區包含一穿透區，而其內之一第一液晶電容電性連接一共用電壓，而第二畫素區包含至少一反射區，而其內之一第二液晶電容電性連接至一時變或具持續性周期訊號的一參考電壓。將本發明的驅動方法應用於此半穿半反式液晶顯示器中，則液晶顯示器發生水平串音等不良顯示畫面的情形可大幅改善。整體而言，本發明所提的液晶顯示器將具有高顯示品質的優勢。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，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。
112、114、612、614、620、812、814、816、820．．．曲線
120、220．．．單一液晶間距之半穿半反液晶顯示面板
122、GL1 、GL2 ．．．掃描線
124、DL1 、DL2 ．．．資料線
126、226、P11 、P12 、P21 、P22 、P．．．畫素結構
126T、226T、T11 、T12 、T21 、T22 ．．．主動元件
300．．．半穿半反式液晶顯示器
301．．．參考電壓源
320、720．．．顯示面板
321．．．顯示區
CC 、CCA ．．．補償電容
CC1 ．．．第一補償電容
CC2 ．．．第二補償電容
CLCA 、CLC1 ．．．第一液晶電容
CLCB 、CLC2 ．．．第二液晶電容
CLC3 ．．．第三液晶電容
Cst ．．．儲存電容
RL．．．參考電壓配線
RL1．．．第一參考電壓配線
RL2．．．第二參考電壓配線
R1、R2、RA、RA1、RA2．．．反射區
S601、S603、S605、S607．．．步驟
SD、SD1 、SD2 ．．．資料線上的資料訊號極性
SG1 、SG2 ．．．掃描線上的掃描訊號波形
SVcom．．．共用電壓的訊號波形
SVref．．．參考電壓的訊號波形
T．．．週期
Tenable1 、Tenable2 ．．．致能期間(充電期間)
T1、T1、TA、TA1．．．穿透區
VcomA、VcomB．．．共用電壓
Vcom．．．共用電壓
Vgh．．．掃描訊號的電壓準位
Vref．．．參考電壓
VR1、VR1’、VR2．．．反射區的訊號波形
VT1、VT2．．．穿透區的訊號波形
V refH ．．．波峰值
V refL ．．．波谷值
圖1為習知一種單一液晶間距之半穿半反式液晶顯示面板的局部等效電路圖。
圖2為根據圖1之穿透區以及反射區中影像之穿透率與畫素電壓的特徵曲線。
圖3為習知另一種單一液晶間距之半穿半反式液晶顯示面板的局部等效電路圖。
圖4為根據本發明之一實施例之半穿半反式液晶顯示器內之一顯示面板的局部等效電路圖。
圖5繪示本發明一實施例之顯示面板的驅動波形圖。
圖6繪示為本發明一實施例之適於驅動半穿半反式液晶顯示器中的顯示面板的驅動方法的流程圖。
圖6A繪示本發明之第一實施例之半穿半反式液晶顯示器的穿透率與畫素電壓的特徵曲線。
圖7繪示本發明之第二實施例之顯示面板的局部等效電路圖。
圖8繪示本發明之第二實施例之半穿半反式液晶顯示器的穿透率與畫素電壓的特徵曲線。
301．．．參考電壓源
320．．．顯示面板
321．．．顯示區
CC1 ．．．第一補償電容
CC2 ．．．第二補償電容
RL．．．參考電壓配線
RL1．．．第一參考電壓配線
RL2．．．第二參考電壓配線
CLC1 ．．．第一液晶電容
CLC2 ．．．第二液晶電容
CLC3 ．．．第三液晶電容
Cst ．．．儲存電容
DL1 、DL2 ．．．資料線
GL1 、GL2 ．．．掃描線
P11 、P12 、P21 、P22 ．．．畫素結構
RA．．．反射區
T11 、T12 、T21 、T22 ．．．主動元件
TA．．．穿透區
Vcom．．．共用電壓
Vref．．．參考電壓

Claims (28)

  1. 一種液晶顯示器，包括：一參考電壓配線；以及一顯示區，包括多條掃描線、多條資料線以及與該些掃描線與該些資料線電性連接的多個畫素結構，其中每一畫素結構具有：一第一畫素區，包含一第一液晶電容，其一端電性連接一共用電壓；以及一第二畫素區，包含一第二液晶電容以及一第一補償電容，其中該第二液晶電容的一端電性連接該共用電壓，該第一補償電容的一端電性連接該第二液晶電容之另一端，該第一補償電容的另一端透過該參考電壓配線直接電性連接一參考電壓源，且該參考電壓源持續地提供具有持續性週期訊號或時變訊號的一參考電壓至該參考電壓配線。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，其中該參考電壓為一方波訊號。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，其中該些掃描線分別以一致能期間來致能每一列畫素結構，且該參考電壓的半週期等於該致能期間。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之液晶顯示器，其中在該致能期間內，該參考電壓與該些資料線上的資料訊號電壓相對於該共同電壓之極性係為相同。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，其中該 參考電壓同步於該些資料線上之資料訊號電壓或該參考電壓之週期與該些資料線上的資料訊號電壓之週期相同。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，其中該參考電壓同步於該些資料線上之資料訊號電壓，且該參考電壓和該些資料線上之資料訊號電壓相對於該共同電壓之極性係為相同。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，其中該參考電壓配線包含一第一參考電壓配線與複數條第二參考電壓配線，且該第一參考電壓配線係設置於該顯示區外部的非顯示區，而該些第二參考電壓配線分佈於該顯示區內。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之液晶顯示器，其中該些第二參考電壓配線平行於該些掃描線。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之液晶顯示器，其中該第一參考電壓配線與該些第二參考電壓配線分別由不同之導電層所形成，並透過一接觸孔彼此電性連接。
  10. 如申請專利範圍第3項所述之液晶顯示器，其中在該致能期間內，該些資料線上之資料訊號電壓之每一，相對於該共同電壓之極性係為相同。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之液晶顯示器，其中該些資料線上之資料訊號電壓以極性列反轉方式來驅動該些畫素結構。
  12. 如申請專利範圍第3項所述之液晶顯示器，其中在該致能期間內，被驅動之畫素結構列之畫素極性與該參考電壓相對於該共同電壓之極性相同。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，其中各該畫素結構包括：一主動元件，其閘極端電性連接對應的掃描線，其源極端電性連接對應的資料線，其汲極端分別電性連接該第一液晶電容之另一端、該第一畫素區內之一儲存電容之一端以及該第二畫素區內之一第二補償電容之一端。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之液晶顯示器，其中該第一畫素區包含一穿透區，該第二畫素區包含一第一反射區，且該儲存電容之另一端電性連接該共同電壓，該第二補償電容之另一端電性連接該第二液晶電容之另一端和該第一補償電容之該端。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之液晶顯示器，其中該第二畫素區更包含一第二反射區，其中該第二反射區包含一第三液晶電容，其一端電性連接該主動元件的汲極端以及另一端電性連接該共用電壓。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之液晶顯示器，其中該第一反射區和該第二反射區分別包括一第一反射電極和一第二反射電極，該第一反射電極與該第二反射電極兩者之面積大小的關係為5：1~10：1。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之液晶顯示器，其中該第一反射電極與該第二反射電極兩者之面積大小的關係為9：1。
  18. 一種驅動方法，適於驅動一液晶顯示器的一顯示面板，其中該顯示面板包括多條掃描線、多條資料線以及與 該些掃描線與該些資料線電性連接的多個畫素結構，每一畫素結構具有一第一畫素區以及一第二畫素區，該驅動方法包括：以一致能期間來致能每一列畫素結構；提供多個資料訊號電壓至該些資料線；提供一共用電壓至該些第一畫素區之一第一液晶電容之一端和第二畫素區之一第二液晶電容之一端；以及持續地提供具有一持續性週期訊號或一時變訊號的一參考電壓至該些第二畫素區之一第一補償電容之一端，其中，該參考電壓同步於該些資料訊號電壓或該參考電壓之週期等於該資料訊號電壓之週期。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之驅動方法，更包含提供一參考電壓源，用以產生該參考電壓，其中該參考電壓源藉由一參考電壓配線且未透過任何主動元件而直接傳送該參考電壓至該第一補償電容。
  20. 如申請專利範圍第18項所述之驅動方法，其中該參考電壓的半週期等於該致能期間。
  21. 如申請專利範圍第18項所述之驅動方法，其中在該致能期間內，該參考電壓與該些資料訊號電壓相對於該共用電壓之極性相同。
  22. 如申請專利範圍第18項所述之驅動方法，其中在該致能期間內，該參考電壓相對於該共用電壓之極性與被驅動的該些畫素結構的顯示極性相同。
  23. 如申請專利範圍第18項所述之驅動方法，其中在 該致能期間內，該些資料線上之資料訊號電壓之每一，相對於該共同電壓之極性係為相同。
  24. 如申請專利範圍第23項所述之驅動方法，其中該些資料線上之資料訊號電壓以極性列反轉方式來驅動該些畫素結構。
  25. 如申請專利範圍第18項所述之驅動方法，其中該參考電壓為一方波訊號。
  26. 如申請專利範圍第18項所述之驅動方法，其中該第一畫素區包含一穿透區，該第二畫素區包含一第一反射區。
  27. 如申請專利範圍第26項所述之驅動方法，其中該第一畫素區更包含一第二反射區，其中該第二反射區包含一第三液晶電容，其一端電性連接該共用電壓。
  28. 如申請專利範圍第27項所述之驅動方法，其中每一該畫素結構內之該第一反射區和該第二反射區分別包括一第一反射電極和一第二反射電極，該第一反射電極與該第二反射電極兩者之面積大小的關係為5：1~10：1。
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