TWI428899B - 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
本發明一般係關於一種液晶顯示器，且特別係關於一種減少功耗並提升性能之液晶顯示器及其驅動方法。
液晶顯示器設備包括一液晶面板，由液晶胞與畫素元件形成，該畫素元件與相對應的液晶胞結合且具有一液晶電容器以及一儲存電容器；一薄膜電晶體，電性耦接至該液晶電容器及儲存電容器。該些畫素元件以矩陣方式排列，具有大量畫素列與畫素行。典型地，閘極訊號依序提供給畫素列用於依序逐列打開該畫素元件。當提供給一畫素列一閘極訊號，用以打開該畫素列之畫素元件的相應薄膜電晶體時，該畫素列之源極訊號(也就是影像訊號)亦同時提供至該等畫素行，以便為該畫素列之對應的液晶電容器以及儲存電容器充電，從而校正與該畫素列相關之對應液晶胞之方位，以便控制其光線傳輸。對所有畫素列重複上述過程，則所有的畫素元件均被提供了影像訊號之對應源極訊號，從而可顯示該影像訊號。
眾所週知，當該液晶層上有一個足夠高伏特之電壓存在較長時間時，液晶分子之光學傳輸特性會發生變化。該種變化可能是永久性的，導致該液晶顯示器之顯示品質發生可不逆轉之退化。為了阻止該等液晶分子之退化，液晶顯示器通常透過交替改變供給該液晶胞之電壓極性的技術予以驅動。這些技術可包括轉換方案(inversion schemes)，如影像轉換(frame inversion)、列轉換(row inversion)、行轉換(column inversion)及點轉換(dot inversion)。典型地，儘管採取轉換方案，顯示較高品質的影像仍會因為頻繁的極性轉換而產生更大功率消耗。該等液晶顯示設備，尤其薄膜電晶體液晶顯示設備，會消耗大量功率。
為達成減少習知之液晶顯示器的功率消耗所採取之方法，例如畫素之半源驅動結構，如第7圖所示，係揭示一種採用HSD2之方法。第7圖(a)分別繪示了依序提供給該液晶顯示器之閘極線G1 與G2 之閘極訊號g1與g2之波形。第7圖(b)-(f)係繪示由兩條閘極線G1與G2以及兩條資料線D1與D2所界定之子畫素P1與P2相應之充電及保持(holding)過程。對於此種方法，在時間順序(狀態)t0,t1,...,以及t4，子畫素P2有兩次饋通(feed-through)，但子畫素P1僅有一次饋通。相對地，充電至該子畫素P1與P2之電壓值也不同。這種子畫素P1與P2上不均勻之電壓則導致幕拉效應(mura effect)，即顯示影像飽和度上的缺陷。
因此，有必要提供一種本領域中尚未出現的，可解決上述不足與缺陷之液晶顯示器以及其驅動方法。
本發明之一方面係關於一種液晶顯示器。根據本發明之一實施例，該液晶顯示器包括複數條閘極線{Gn }，n=1,2,...,N，N為正整數，沿一列(row)方向空間排列；複數條資料線{Dm }，m=1,2,...,M，M為正整數，穿過該複數閘極線{Gn }沿垂直該列方向之行(column)方向空間排列；以及複數個畫素{Pn,m }，以矩陣方式空間排列。
每個畫素Pn,m 均界定於相鄰兩條閘極線Gn 及Gn+1 ，以及相鄰兩條資料線Dm 及Dm+1 之間，且包括第一子畫素電極；第二子畫素電極；第一電晶體，具有一閘極，電性耦接至該閘極線Gn+1 ，一源極，以及一汲極電性耦接至該第一子畫素電極；第二電晶體，具有一閘極，電性耦接至該閘極線Gn ，一源極電性耦接至該第一電晶體之源極，以及一汲極電性耦接至該第二子畫素電極；及第三電晶體，具有一閘極，電性耦接至該閘極線Gn+2 ，一源極電性耦接至該兩相鄰資料線Dm 及Dm+1 中之一者，以及一汲極電性耦接至該第一電晶體與第二電晶體之源極。在本發明之一實施例中，該畫素Pn,m 之第三電晶體之源極，當n為一正奇整數時，電性耦接至該資料線Dm ；或當n為一正偶整數時，電性耦接至該資料線Dm+1 。
此外，液晶顯示器還包括一個閘極驅動器，用於產生複數閘極訊號，分別提供給該複數條閘極線{Gn }，其中該等複數閘極訊號設定為按照預定順序打開與該複數條閘極線{Gn }連接之電晶體；以及一資料驅動器，用於產生複數資料訊號，分別提供給該複數條資料線{Dm }，其中該等複數資料訊號設定為使得任何兩個相鄰之資料訊號具有相反之極性。該等閘極訊號每個均有其波形。該波形具有第一期間Γ1 之第一伏特電壓V1 ，第二期間Γ2 之第二伏特電壓V2 ，第三期間Γ3 之第三伏特電壓V3 ，第四期間Γ4 之第四伏特電壓V4 ，第五期間Γ5 之第五伏特電壓V5 ，其中第(j+1)期間Γj+1 緊隨第j期間Γj 之後，j=1,2,3,4,V1 =V3 =V5 >V2 =V4,Γ2 =Γ1 /2,Γ3 =(Γ1 -t)/2,Γ4 =t,Γ5 =Γ3 ,及Γ1 >>t。在本發明之一實施例中，每個閘極訊號之波形之間以Γ1 為間隔依序移位。
在一實施例中，該液晶顯示器更包括至少一個通用電極，與每個畫素Pn,m 之第一與第二子畫素電極相關而形成。
在一實施例中，每個畫素Pn,m 更包括第一液晶電容器、第二液晶電容器、第一儲存電容器以及第二儲存電容器。該第一液晶電容器以及該第一儲存電容器平行地電性耦接於該第一子畫素電極以及該至少一個通用電極之間。該第二液晶電容器以及該第二儲存電容器平行地電性耦接於該第二子畫素電極以及該至少一個通用電極之間。
在一實施例中，每個畫素Pn,m 之第一子畫素電極，第一電晶體，第一液晶電容器以及第一儲存電容器界定該畫素Pn,m 之第一子畫素Pn,m(1) 。每個畫素Pn,m 之第二子畫素電極，第二電晶體，第二液晶電容器以及第二儲存電容器界定該畫素Pn,m 之第二子畫素Pn,m(2) 。
本發明之另一方面係關於一種液晶顯示器之驅動方法。在一實施例中，該方法包括以下步驟：提供一液晶顯示器，其包括複數條閘極線{Gn }，n=1,2,...,N,，N為正整數，沿一列方向空間排列；複數條資料線{Dm }，m=1,2,...,M，M為正整數，穿過該複數閘極線{Gn }沿垂直該列方向之行方向空間排列；以及複數個畫素{Pn,m }，以矩陣方式空間排列。
每個畫素Pn,m 均界定於相鄰兩條閘極線Gn 及Gn+1 ，以及相鄰兩條資料線Dm 及Dm+1 之間，且包括第一子畫素電極；第二子畫素電極；第一電晶體，具有一閘極，電性耦接至該閘極線Gn+1 ，一源極，以及一汲極電性耦接至該第一子畫素電極；第二電晶體，具有一閘極，電性耦接至該閘極線Gn ，一源極電性耦接至該第一電晶體之源極，以及一汲極電性耦接至該第二子畫素電極；及第三電晶體，具有一閘極，電性耦接至該閘極線Gn+2 ，一源極電性耦接至該兩相鄰資料線Dm 及Dm+1 中之一者，以及一汲極電性耦接至該第一電晶體與第二電晶體之源極。在一實施例中，該畫素Pn,m 之第三電晶體之源極電性耦接至該資料線Dm 。在另一實施例中，該畫素Pn,m 之第三電晶體之源極，當n為一正奇整數時，電性耦接至該資料線Dm ；或當n為一正偶整數時，電性耦接至該資料線Dm+1 。
該方法還包括將複數閘極訊號分別提供給該複數條閘極線{Gn}，以及將複數資料訊號分別提供給該複數條資料線{Dm }之步驟，其中該等複數閘極訊號設定為按照預定順序打開與該複數條閘極線{Gn }連接之電晶體，該等複數資料訊號設定為使得任何兩個相鄰之資料訊號具有相反之極性。
在一個實施例中，該等複數個閘極訊號每一個均具有其波形。該波形具有第一期間Γ1 之第一伏特電壓V1 ，第二期間Γ2 之第二伏特電壓V2 ，第三期間Γ3 之第三伏特電壓V3 ，第四期間Γ4 之第四伏特電壓V4 ，第五期間Γ5 之第五伏特電壓V5 ，其中第(j+1)期間Γj+1 緊隨第j期間Γj 之後，j=1,2,3,4,V1 =V3 =V5 >V2 =V4,Γ2 =Γ1 /2,Γ3 =(Γ1 -t)/2,Γ4 =t,Γ5 =Γ3 ,及Γ1 >>t。在一實施例中，每個閘極訊號之波形之間以Γ1 為間隔依序移位。
本發明之又一方面係關於一種液晶顯示器。在一實施例中，該液晶顯示器面板包括複數個畫素{Pn,m }，以矩陣方式空間排列，n=1,2,...,N,m=1,2,...,M，N與M為正整數。每個畫素Pn,m 均包括第一子畫素電極，第二子畫素電極，第一開關元件電性耦接至該第一子畫素電極，第二開關元件電性耦接至該第二子畫素電極，以及第三開關元件電性耦接至該第一開關元件與該第二開關元件。
該液晶顯示器更包括複數條閘極線{Gn }，沿一列方向空間排列。每對相鄰的兩條閘極線Gn 與Gn+1 界定該畫素矩陣{Pn,m }之一畫素列Pn,{m} ，並於該畫素列Pn,{m} 中分別電性耦接至每個畫素之第一與第二開關元件。
該液晶顯示器還包括複數條資料線{Dm }，穿過該複數閘極線{Gn }沿垂直該列方向之行方向空間排列，每對相鄰兩條資料線Dm 與Dm+1 界定該畫素矩陣{Pn,m }之一畫素行P{n},m ，並於該畫素行P{n},m 中電性耦接至每個畫素Pn,m 之第三開關元件。
此外，該液晶顯示器還包括一個閘極驅動器，用於產生複數閘極訊號，分別提供給該複數條閘極線{Gn }，其中該等複數閘極訊號設定為按照預定順序打開與該複數條閘極線{Gn }連接之開關元件；及一資料驅動器，用於產生複數資料訊號，分別提供給該複數條資料線{Dm }，其中該等複數資料訊號設定為使得任何兩個相鄰之資料訊號具有相反之極性。
在一實施例中，每個畫素Pn,m 之第一子畫素電極與該第一開關元件界定該畫素Pn,m 之第一子畫素Pn,m(1) 。每個畫素Pn,m 之第二子畫素電極與第二開關元件界定該畫素Pn,m 之第二子畫素Pn,m(2) 。
在一實施例中，該畫素矩陣{Pn,m }中每個畫素Pn,m 之第一、第二與第三開關元件均為場效應薄膜電晶體，具有一閘極、一源極以及一汲極。該畫素Pn,m 第一開關元件之閘極、源極以及汲極分別電性耦接至該閘極線Gn+1 、該畫素Pn,m 第二開關元件之源極以及該畫素Pn,m 之第一子畫素電極。該畫素Pn,m 第二開關元件之閘極、源極以及汲極分別電性耦接至該閘極線Gn 、該畫素Pn,m 之第一開關元件之源極以及該畫素Pn,m 之第二子畫素電極。在一實施例中，該畫素Pn,m 之第三開關元件之閘極、源極以及汲極分別電性耦接至該閘極線Gn+2 、該資料線Dm 以及該畫素Pn,m 之第一開關元件與第二開關元件之源極。在又一實施例中，該畫素Pn,m 之第三開關元件之閘極與汲極分別電性耦接至該閘極線Gn+2 以及該畫素Pn,m 之第一開關元件與第二開關元件之源極；同時該畫素Pn,m 之第三電晶體之源極，當n為一正奇整數時，電性耦接至該資料線Dm ；或當n為一正偶整數時，電性耦接至該資料線Dm+1 。
本發明之再一方面，係關於一種液晶顯示器之驅動方法。在一實施例中，該方法包括以下步驟：提供一液晶顯示器，包括(1)包括複數個畫素{Pn,m }，以矩陣方式空間排列，n=1,2,...,N,m=1,2,...,M，N與M為正整數。每個畫素Pn,m 均包括第一子畫素電極，第二子畫素電極，第一開關元件電性耦接至該第一子畫素電極，第二開關元件電性耦接至該第二子畫素電極，以及第三開關元件電性耦接至該第一開關元件與該第二開關元件；(2)複數條閘極線{Gn }，沿一列方向空間排列。每對相鄰之兩條閘極線Gn 與Gn+1 界定該畫素矩陣{Pn,m }之一畫素列Pn,{m} ，並於該畫素列Pn,{m} 中分別電性耦接至每個畫素之第一與第二開關元件；以及(3)複數條資料線{Dm }，穿過該複數閘極線{Gn }沿垂直該列方向之行方向空間排列，每對相鄰兩條資料線Dm 與Dm+1 界定該畫素矩陣{Pn,m }之一畫素行P{n},m ，並於該畫素行P{n},m 中電性耦接至每個畫素Pn,m 之第三開關元件。
在一實施例中，該畫素矩陣{Pn,m }中每個畫素Pn,m 之第一、第二與第三開關元件均為場效應薄膜電晶體，具有一閘極、一源極以及一汲極。該畫素Pn,m 之第一開關元件之閘極、源極以及汲極分別電性耦接至該閘極線Gn+1 、該畫素Pn,m 第二開關元件之源極以及該畫素Pn,m 之第一子畫素電極。該畫素Pn,m 之第二開關元件之閘極、源極以及汲極分別電性耦接至該閘極線Gn 、該畫素Pn,m 之第一開關元件之源極以及該畫素Pn,m 之第二子畫素電極。該畫素Pn,m 之第三開關元件之閘極、源極以及汲極分別電性耦接至該閘極線Gn+2 、該資料線Dm 以及該畫素Pn,m 之第一開關元件與第二開關元件之源極。該畫素Pn+1,m 之第三開關元件之閘極、源極以及汲極分別電性耦接至該閘極線Gn+3 、該資料線Dm+1 以及該畫素Pn+1,m 之第一開關元件與第二開關元件之源極。
該方法還包括將複數閘極訊號分別提供給該複數條閘極線{Gn}，以及將複數資料訊號分別提供給該複數條資料線{Dm }之步驟，其中該等複數閘極訊號設定為按照預定順序打開與該複數條閘極線{Gn }連接之開關元件，該等複數資料訊號設定為使得任何兩個相鄰之資料訊號具有相反之極性。
在一實施例中，該等複數個閘極訊號每一個均具有其波形。該波形具有第一期間Γ1 之第一伏特電壓V1 ，第二期間Γ2 之第二伏特電壓V2 ，第三期間Γ3 之第三伏特電壓V3 ，第四期間Γ4 之第四伏特電壓V4 ，第五期間Γ5 之第五伏特電壓V5 ，其中第(j+1)期間Γj+1 緊隨第j期間Γj 之後，j=1,2,3,4,V1 =V3 =V5 >V2 =V4,Γ2 =Γ1 /2,Γ3 =(Γ1 -t)/2,Γ4 =t,Γ5 =Γ3 ,及Γ1 >>t。在一實施例中，每個閘極訊號之波形之間以Γ1 為間隔依序移位。
下文將以最佳實施例結合所附圖示對本發明這些以及其他方面明所述之之料訊號提供該閘極驅動器，通常由予以詳細說明。然而，習知此技藝者應當瞭解，依據本發明所作岀之各種潤飾與修改均不脫離本發明之精神與要旨。
下文以各種實施例對本發明予以詳細說明，然而，此處之實施例僅做說明之用，因熟悉本技藝者當可基於本發明作出各種潤飾及修改。下文將對本發明之各實施例予以詳細闡述，所附圖示之相同標號代表相同元件。本說明書以及權利要求書中所指之“一”、“這”以及“此”均包括複數，除非本文明確規定其表示單數之意。同樣，除非本文另有明確規定，本文所指“在...內”還包括“在...上”之意。
本說明書中表述之術語一般表示本領域之通常意義。特定術語將在本說明書其他部分或下文中予以探討，以便為實施者瞭解本發明提供附加之引導。本說明書所涉及之各個實施例，包括各種術語，僅用於闡明本發明，而並不對本發明之範圍與要旨作出任何限制。同樣，本發明亦並不侷限於本說明書所提供之實施方式。
同樣，此處所述之“左右”，“約”或“大約”之意思一般在一個既定數值或範圍之百分之二十，最好在百分之十，更好在百分之五以內。由於此處所述之數值數量是近似值，這意味著對“左右”，“約”或“大約”，可在沒有明確說明之情形下進行推斷。
同樣，此處所述之“包括”，“包含”，“具有”，“含有”，“有”以及相似之用語，應當理解為開放式用語，即意味著包括但不限於。
此處所用之術語“HSD2”是指液晶顯示器之畫素排列及其驅動方案，其中每個畫素界定於兩個相鄰閘極線之間，並設定為包括第一與第二開關元件，分別電性耦接至該兩個相鄰閘極線。此處所用之術語“HSD3”是指液晶顯示器之畫素排列及其驅動方案，其中每個畫素界定於兩個相鄰閘極線之間，並設定為包括第一、第二與第三開關。該第一與第二開關分別電性耦接至該兩個相鄰閘極線，同時該第三開關電性耦接至該第一與第二開關以及緊鄰該相鄰兩條閘極線之第三閘極線。
下文將結合附第1-6圖對本發明之實施例予以詳細說明。根據本發明之目的，如本文深入而廣泛地揭示出，本發明之一個方面，係關於一種液晶顯示器，所述液晶顯示器採用HSD3驅動方案以減少功耗並提升效能；本發明還係關於一種驅動所述液晶顯示器之方法。
請參閱第1圖，根據本發明之一實施例，液晶顯示器(Liquid Crystal Display；LCD)100包括複數條閘極線G1 ,G2 ,...Gn ,Gn+1 ,Gn+2 ,Gn+3 ,...GN ，沿一列(row)(horizontal,水平)方向空間排列；以及複數條資料線D1 ,D2 ,...Dm ,Dm+1 ,Dm+2 ,Dm+3 ,...,DM 穿過該複數閘極線G1 ,G2 ,...Gn ,Gn+1 ,Gn+2 ,Gn+3 ,...GN 沿垂直該列方向之行方向(vertical，垂直)空間排列。M與N為大於1之正整數。該LCD100更包括複數個畫素{Pn,m }，以矩陣方式空間排列。每個畫素Pn,m 均界定於兩個相鄰閘極線Gn 及Gn+1 ，以及相鄰兩條資料線Dm 及Dm+1 之間。為說明本實施例起見，第1圖僅繪示了四條閘極線Gn ,Gn+1 ,Gn+2 ,Gn+3 ，以及兩條資料線Dm 與Dm+1 ，以及該LCD100三個相應之畫素。
該畫素Pn,m 位於，舉例而言，該兩個相鄰閘極線Gn 及Gn+1 以及橫穿該兩個相鄰閘極線Gn 及Gn+1 之相鄰兩條資料線Dm 與Dm+1 之間，且包括第一子畫素電極P1，第二子畫素電極P2，第一電晶體111，第二電晶體112以及第三電晶體113。
該第一電晶體111具有一閘極，電性耦接至該閘極線Gn+1 ，一源極，以及一汲極電性耦接至該第一子畫素電極P1。第二電晶體112具有一閘極，電性耦接至該閘極線Gn ，一源極電性耦接至該第一電晶體111之源極，以及一汲極電性耦接至該第二子畫素電極P2。第三電晶體113具有一閘極，電性耦接至該閘極線Gn+2 ，一源極電性耦接至兩相鄰資料線Dm 及Dm+1 中之一者，以及一汲極電性耦接至該第一電晶體111與第二電晶體112之源極。在本發明之一示範性實施例中，如第1圖所示，該畫素Pn,m 之第三電晶體113之源極，當n為一正奇整數時，電性耦接至該資料線Dm ；當n為一正偶整數時，電性耦接至該資料線Dm+1 。在另一實施例中，如下第5圖所示，該畫素Pn,m 之第三電晶體113之源極電性耦接至該資料線Dm。
此外，LCD 100還包括至少一個通用電極(圖中未繪出)，與每個畫素Pn,m 之第一子畫素電極P1與第二子畫素電極P2相關而形成。如第5圖所示，每個畫素Pn,m 更包括第一液晶電容器CL1 、第二液晶電容器CL2 、第一儲存電容器CS1 以及第二儲存電容器CS2 。該第一液晶電容器CL1 與該第一儲存電容器CS1 平行地電性耦接於該第一子畫素電極P1以及該至少一個通用電極之間。該第二液晶電容器CL2 與該第二儲存電容器CS2 平行地電性耦接於該第二子畫素電極P2以及該至少一個通用電極之間。
此外，每個畫素Pn,m 均設定為具有兩個或者更多子畫素。每個畫素Pn,m 之第一子畫素電極P1、第一電晶體111、第一液晶電容器CL1 、第一儲存電容器CS1 界定該畫素Pn,m 之第一子畫素Pn,m(1) ；同時每個畫素Pn,m 之第二子畫素電極P2、第二電晶體112、第二液晶電容器CL2 、第一儲存電容器CS2 界定該畫素Pn,m 之第二子畫素Pn,m(2) 。在一個實施例中，該第一、第二以及第三電晶體111、112以及113是場效應薄膜電晶體，並適用於分別啟動該第一子畫素Pn,m(1) 以及該第二子畫素Pn,m(2) 。其他類型之電晶體也可以用於實現本發明。
在一個實施例中，每個畫素Pn,m 之第一子畫素Pn,m(1) 之子畫素電極P1/P2，以及每個畫素Pn,m 之第二子畫素Pn,m(2) 位於第一基板上(圖中未繪出)，同時該通用電極位於第二基板上(圖中未繪出)，該第二基板在空間上遠離該第一基板。該液晶分子則填充於該第一基板與第二基板之間之液晶胞中。每個液晶分子與LCD 100之一個畫素Pn,m 相關聯。提供給該子畫素電極P1與P2之電壓則控制相關於該相應子畫素之液晶胞內之液晶分子之方向排列。
LCD 100更包括一個閘極驅動器以及一資料驅動器(圖中未繪出)。該閘極驅動器用於產生複數閘極訊號{gn }，分別供給該複數條閘極線{Gn }；該複數閘極訊號{gn }設定為按預定順序打開連接至該複數條閘極線{Gn }之第一、第二以及第三電晶體111、112、113。該資料驅動器則用於產生複數資料訊號{dm }，並分別提供給該複數條資料線{Dm }。
請參閱第2圖，係本發明一實施例中，提供給如第1圖所示之LCD之閘極訊號g1,g2,g3與g4，並為所示之LCD相應之子畫素電極P1與P2充電之波形/時間圖。該波 形具有第一期間Γ1 之第一伏特電壓V1 ，第二期間Γ2 之第二伏特電壓V2 ，第三期間Γ3 之第三伏特電壓V3 ，第四期間Γ4 之第四伏特電壓V4 ，第五期間Γ5 之第五伏特電壓V5 ，其中第(j+1)期間Γj+1 緊隨第j期間Γj 之後，j=1,2,3,4,V1 =V3 =V5 >V2 =V4,Γ2 =Γ1 /2,Γ3 =(Γ1 -t)/2,Γ4 =t,Γ5 =Γ3 ,及Γ1 >>t。在本實施例中，V1(V3,V5)與V2(V4)分別對應高伏特電壓以及低伏特電壓，以便有效打開及關閉一相應畫素列之相應之電晶體。每個閘極訊號g1,g2,g3與g4之波形依序從彼此相互移位，以便按預定次序(順序)啟動三個畫素列。在本示範性實施例中，閘極訊號g2分別由期間Γ1自該閘極訊號g1移位，閘極訊號g3分別由期間Γ1自該閘極訊號g2移位，閘極訊號g4分別由期間Γ1自該閘極訊號g3移位。通常，每個閘極訊號之波形圖之特性為具有複數個脈衝，舉例而言，脈衝201、202以及203。每個脈衝具有一脈衝寬度與脈衝高度。特別地，該脈衝201之脈衝寬度以及脈衝高度分別界定第一期間Γ1 以及第一伏特電壓V1 ，該脈衝202之脈衝寬度以及脈衝高度分別界定該第三期間Γ3 以及第三伏特電壓V3 ，該脈衝203之脈衝寬度以及脈衝高度分別界定第五期間Γ5 以及第五伏特電壓V5 。該第一脈衝201與第二脈衝202之間之間距界定該第二期間Γ2 ，同時該脈衝202與脈衝203之間之間距界定該第四期間Γ4 。在一個實施例中，Γ1 >>Γ4 (=t)Γ1 /40。
如第3圖所示，當該等閘極訊號g1 ,g2 ,g3 與g4 分別提供給如第1圖所示之LCD之該等閘極線G1 ,G2 ,G3 以及G4 時，在作業時則可避免該第一子畫素或第二子畫素上之第 二饋通效應。
舉例而言，在時間週期T0 ，閘極G1 與G2 打開，同時閘極G3 與G4 關閉。相應地，兩個畫素P1,1 與P2,1 之第三電晶體113關閉。因此，沒有資料訊號會透過該資料線D1 或D2 提供給該畫素P1,1 與P2,1 之第一與第二子畫素。這與狀態T0 對應，如第3(a)圖所示。
在時間週期T1 ，閘極G1 與G3 打開，同時閘極G2 與G4 關閉。相應的，畫素P1,1 之第二電晶體112以及第三電晶體113打開，由此，資料訊號可透過資料線D1 提供給畫素P1,1 之第二子畫素，並且該畫素P1,1 之第二子畫素電極P2 充電。這與狀態T1 相對應，如第3(b)圖所示。
在時間週期T2 ，閘極G2 與G3 打開，同時閘極G1 與G4 關閉。相應地，畫素P1,1 之第一電晶體111以及第三電晶體113打開，由此，資料訊號可透過資料線D1 提供給畫素P1,1 之第一子畫素，並且該畫素P1,1 之第一子畫素電極P1充電，且該畫素P1,1 之第二子畫素電極P2保持(held)。這與狀態T2 相對應，如第3(c)圖所示。
在時間週期T3 ，閘極G2 與G4 打開，同時閘極G1 與G3 關閉。相應地，畫素P2,1 之第二電晶體112以及第三電晶體113打開，由此，資料訊號可透過資料線D2 提供給畫素P2,1 之第二子畫素，且該畫素P2,1 之第二子畫素電極P2充電，並且畫素P1,1 之第一以及第二子畫素電極P1與P2保持(held)。這與狀態T3 對應，如第3(d)圖所示。
第4圖以及表1係繪示與第2圖所示具有相同波形之 閘極訊號g1，g2，g3與g4之模擬結果。充電給子畫素P1與P2之最終電壓幾乎完全相同。因此，與HSD2相比，依據本發明之HSD3驅動方案具有更一致之充電效果以及更好的保持(holding)表現。
第5(a)圖部分且示意性地繪示本發明另一實施例之LCD 200。該LCD 200與第1圖繪示之LCD 100結構相同，除了每個畫素Pn,m 之第三電晶體213之源極電性耦接至該資料線Dm 。第5(b)圖繪示閘極訊號g1 ，g2 ，...以及g6 依序分別提供給該LCD之閘極線G1 ，G2 ，...以及G6 之時間圖。每個閘極訊號g1 ，g2 ，...以及g6 均有一個與第2圖所示相同之波形。相應地，該畫素充電順序是從子畫素(1)至子畫 素(2)，至子畫素(3)，直至子畫素(n)。
第6(a)圖係繪示該LCD 200之畫素充電過程，由電流漏電路徑223顯示。同時第6(b)圖係繪示LCD 200之畫素充電過程，由子畫素P1之充電路徑221以及子畫素P2之充電路徑222顯示。
相比傳統之LCD，根據上文所述本發明之實施例，具有HSD3驅動方案之LCD減少了一半之源極通道數量，並且提高了孔徑比。此外，本發明之LCD在充電以及保持(holding)性能上具有很好的一致性。
前文對本發明示範性實施例之描述，僅用以對本發明進列闡明及描述，並不包括本發明所需之全部要素，或是將本發明限定于上文所揭示之嚴格形式。根據本發明之教示，可對本發明做出各種修改以及潤飾。
本發明所選擇並闡述之實施例用於解釋本發明之原則及其實際應用，以便啟發其他熟知該技藝者利用本發明及各實施例以及結合各種修改以滿足各種預期之特定用途。其他熟知該技藝者可做出其他實施例，但這並不脫離本發明之精神和範圍。相應地，本發明之範圍應當由後附之權利要求書，而不應當由前文之描述以及示範性之實施例予以界定。
100、200‧‧‧液晶顯示器
{Pn,m}‧‧‧畫素
P1‧‧‧第一子畫素電極
P2‧‧‧第二子畫素電極
{Gn }‧‧‧閘極線
111、211‧‧‧第一電晶體
112、212‧‧‧第二電晶體
113、213‧‧‧第三電晶體
CL1 ‧‧‧第一液晶電容器
CL2 ‧‧‧第二液晶電容器
{Dm }‧‧‧資料線
Cs1 ‧‧‧第一儲存電容器
Cs2 ‧‧‧第二儲存電容器
所附圖示用於闡明本發明之一個或更多之實施例，並結合書面描述，用於解釋本發明之原則。在任何可能之情 形下，附圖中所用之相同之標號係指一個實施例中相同或相似之元件，其中：第1圖係繪示依照本發明一實施例之LCD示意性之部分佈局視圖；第2圖係繪示提供給第1圖所示之LCD之驅動訊號之時間圖；第3圖係繪示第1圖所示之LCD之畫素充電及保持(holding)過程(a)-(d)之示意圖；第4圖係繪示第1圖所示之用於閘極訊號之LCD之畫素電壓之模擬結果圖；第5圖係繪示依照本發明另一實施例之LCD示意圖；其中(a)等效電路圖；(b)驅動訊號時間圖；第6圖係繪示第5圖所示之LCD之畫素充電以及保持過程(a)-(b)之示意圖；及第7圖係繪示傳統LCD之驅動訊號(a)之時間圖以及畫素充電及保持過程(b)-(f)。
100．．．液晶顯示器
{Pn,m }．．．畫素
P1．．．第一子畫素電極
P2．．．第二子畫素電極
{Gn }．．．閘極線
{Dm }．．．資料線
111．．．第一電晶體
112．．．第二電晶體
113．．．第三電晶體

Claims (26)

  1. 一種液晶顯示器，包括：複數條閘極線{Gn }，n=1,2,...,N，其中N為大於0之整數，沿一列之方向空間排列；複數條資料線{Dm }，m=1,2,...,M，其中M為大於0的整數，穿過該複數閘極線{Gn }，該複數條資料線沿垂直該列方向之行方向空間排列；以及複數個畫素{Pn,m }，以矩陣方式空間排列，每個畫素Pn,m 均界定於相鄰兩條閘極線Gn 及Gn+1 ，以及相鄰兩條資料線Dm 及Dm+1 之間，且包括：第一子畫素電極；第二子畫素電極；第一電晶體，具有一閘極，電性耦接至該閘極線Gn+1 ，一源極，以及一汲極電性耦接至該第一子畫素電極；第二電晶體，具有一閘極，電性耦接至該閘極線Gn ，一源極電性耦接至該第一電晶體之源極，以及一汲極電性耦接至該第二子畫素電極；及第三電晶體，具有一閘極，電性耦接至該閘極線Gn+2 ，一源極電性耦接至該兩相鄰資料線Dm 及Dm+1 中之一者，以及一汲極電性耦接至該第一電晶體與第二電晶體之源極；其中該複數條閘極線{Gn }接收複數閘極訊號用以打開與該複數條閘極線{Gn }連接之電晶體，該等複數 閘極訊號之時序相異且具有相似的波形，且每一個閘極訊號具有複數個脈衝，該些脈衝具有至少兩種相異的致能時間長度。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，其中該畫素Pn,m 之第三電晶體之源極電性耦接至該資料線Dm 。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，其中該畫素Pn,m 之第三電晶體之源極，當n為一正奇整數時，電性耦接至該資料線Dm ；或當n為一正偶整數時，電性耦接至該資料線Dm+1 。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，係更包括至少一個通用電極，與每個畫素Pn,m 之第一以及第二子畫素電極相關而形成。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之液晶顯示器，其中每個畫素Pn,m 係更包括第一液晶(Liquid Crystal；LC)電容器，第二液晶電容器，第一儲存電容器以及第二儲存電容器，其中該第一液晶電容器以及該第一儲存電容器平行地電性耦接於該第一子畫素電極以及該至少一個通用電極之間，其中該第二液晶電容器以及該第二儲存電容器平行地 電性耦接於該第二子畫素電極以及該至少一個通用電極之間。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之液晶顯示器，其中每個畫素Pn,m 之第一子畫素電極、第一電晶體、第一液晶電容器以及第一儲存電容器界定該畫素Pn,m 之第一子畫素Pn,m(1) ，同時，每個畫素Pn,m 之第二子畫素電極、第二電晶體、第二液晶電容器以及該第二儲存電容器界定該畫素Pn,m之第二子畫素Pn,m(2) 。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，係更包括：一閘極驅動器，用於產生複數閘極訊號，分別提供至該複數條閘極線{Gn }，其中該等複數閘極訊號設定為按照預定順序打開與該複數條閘極線{Gn }連接之電晶體；以及一資料驅動器，用於產生複數資料訊號，分別提供至該複數條資料線{Dm }，其中該等複數資料訊號設定為使得任何兩個相鄰之資料訊號具有相反之極性。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之液晶顯示器，其中每一個該等複數個閘極訊號均具有一波形，該波形具有第一 期間Γ1 之第一伏特電壓V1 ，第二期間Γ2 之第二伏特電壓V2 ，第三期間Γ3 之第三伏特電壓V3 ，第四期間Γ4 之第四伏特電壓V4 ，以及第五期間Γ5 之第五伏特電壓V5 ，其中第(j+1)期間Γj+1 緊隨第j期間Γj 之後，j=1,2,3,4,V1 =V3 =V5 >V2 =V4,Γ2 =Γ1 /2,Γ3 =(Γ1 -t)/2,Γ4 =t,Γ5 =Γ3 ,及Γ1 >>t。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之液晶顯示器，其中每個閘極訊號之波形之間係以Γ1 為間隔依序移位。
  10. 一種驅動液晶顯示器之方法，包括以下步驟：提供一液晶顯示器面板，包括：複數條閘極線{Gn }，n=1,2,...,N，其中N為大於0的整數，沿一列之方向空間排列；複數條資料線{Dm }，m=1,2,...,M，其中M為大於0的整數，穿過該複數閘極線{Gn }，該複數條資料線垂直該列方向之行方向空間排列；以及複數個畫素{Pn,m }，以矩陣方式空間排列，每個畫素Pn,m 均界定於相鄰兩條閘極線Gn 及Gn+1 ，以及相鄰兩條資料線Dm 及Dm+1 之間，且包括：第一子畫素電極；第二子畫素電極； 第一電晶體，具有一閘極，電性耦接至該閘極線Gn+1 ，一源極，以及一汲極電性耦接至該第一子畫素電極；第二電晶體，具有一閘極，電性耦接至該閘極線Gn ，一源極電性耦接至該第一電晶體之源極，以及一汲極電性耦接至該第二子畫素電極；及第三電晶體，具有一閘極，電性耦接至該閘極線Gn+2 ，一源極電性耦接至該兩相鄰資料線Dm 及Dm+1 中之一者，以及一汲極電性耦接至該第一電晶體與第二電晶體之源極；以及分別提供複數閘極訊號至該複數閘極線{Gn }以及複數資料訊號至該複數資料線{Dm }，其中該等複數閘極訊號之時序相異且具有相似的波形，且每一個閘極訊號具有複數個脈衝，該些脈衝具有至少兩種相異的致能時間長度，該等複數閘極訊號設定為按照預定順序打開與該複數條閘極線{Gn }連接之電晶體；以及該等複數資料訊號設定為使得任何兩個相鄰之資料訊號具有相反之極性。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中每一個該等複數個閘極訊號均具有一波形，該波形具有第一期間Γ1 之第一伏特電壓V1 ，第二期間Γ2 之第二伏特電壓V2 ，第三期間Γ3 之第三伏特電壓V3 ，第四期間Γ4 之第四伏特 電壓V4 ，以及第五期間Γ5 之第五伏特電壓V5 ，其中第(j+1)期間Γj+1 緊隨第j期間Γj 之後，j=1,2,3,4,V1 =V3 =V5 >V2 =V4,Γ2 =Γ1 /2,Γ3 =(Γ1 -t)/2,Γ4 =t,Γ5 =Γ3 ，及Γ1 >>t。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之方法，其中每個閘極訊號之波形之間以Γ1 為間隔依序移位。
  13. 一種液晶顯示器，包括：複數個畫素{Pn,m}，以矩陣方式空間排列，以矩陣形式空間排列，n=1,2,...,N，m=1,2,...,M，其中N與M為大於0之整數；每個畫素Pn,m均包括第一子畫素電極，第二子畫素電極，第一開關元件電性耦接至該第一子畫素電極，第二開關元件電性耦接至該第二子畫素電極，以及第三開關元件電性耦接至該第一開關元件與該第二開關元件；複數條閘極線{Gn}，沿一列方向空間排列，其中每對相鄰之兩條閘極線Gn與Gn+1界定該畫素矩陣{Pn,m}之一畫素列Pn,{m}，並於該畫素列Pn,{m}中分別電性耦接至每個畫素Pn,m之第一與第二開關元件；以及複數條資料線{Dm}，穿過該複數閘極線{Gn}，並沿垂 直該列方向之行方向空間排列，其中每對相鄰兩條資料線Dm與Dm+1界定該畫素矩陣{Pn,m}之一畫素行P{n},m，並於該畫素行P{n},m中電性耦接至每個畫素Pn,m之第三開關元件；其中該複數條閘極線{Gn}接收複數閘極訊號用以打開與該複數條閘極線{Gn}連接之電晶體，該等複數閘極訊號之時序相異且具有相似的波形，且每一個閘極訊號具有複數個脈衝，該些脈衝具有至少兩種相異的致能時間長度。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之液晶顯示器，其中該畫素Pn,m 之第一子畫素電極與該第一開關元件界定該畫素之第一子畫素Pn,m(1) ，同時該畫素Pn,m 之第二子畫素電極與該第二開關元件界定該畫素Pn,m 之第二子畫素Pn,m(2) 。
  15. 如申請專利範圍第13項所述之液晶顯示器，其中該畫素矩陣{Pn,m }中的畫素Pn,m 之每個第一、二以及第三開關元件均係場效應薄膜電晶體，具有一閘極、一源極以及一汲極。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之液晶顯示器，其中該畫素Pn,m 之第一開關元件之閘極、源極以及汲極分別電 性耦接至該閘極線Gn+1 、該畫素Pn,m 之第二開關元件之源極以及該畫素Pn,m 之第一子畫素電極；且其中該畫素Pn,m 之第二開關元件之閘極、源極以及汲極分別電性耦接至該閘極線Gn 、該畫素Pn,m 之第一開關元件之源極以及該畫素Pn,m 之第二子畫素電極。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之液晶顯示器，其中該畫素Pn,m 之第三開關元件之閘極、源極以及汲極分別電性耦接至該閘極線Gn+2 、該資料線Dm 以及該畫素Pn,m 第一開關元件與第二開關元件之源極。
  18. 如申請專利範圍第16項所述之液晶顯示器，其中該畫素Pn,m 之第三開關元件之閘極及汲極分別電性耦接至該閘極線Gn+2 以及該畫素Pn,m 第一開關元件與第二開關元件之源極，同時該畫素Pn,m 之第三電晶體之源極，當n為一個正奇整數時，電性耦接至該資料線Dm ；當n為一個正偶整數時，電性耦接至該資料線Dm+1 。
  19. 如申請專利範圍第13項所述之液晶顯示器，係更包括：一閘極驅動器，用於產生複數閘極訊號，分別提供至 該複數條閘極線{Gn }，其中該等複數閘極訊號設定為按照預定順序打開與該複數條閘極線{Gn }連接之開關元件；以及一資料驅動器，用於產生複數資料訊號，分別提供至該複數條資料線{Dm }，其中該等複數資料訊號設定為使得任何兩個相鄰之資料訊號具有相反之極性。
  20. 一種驅動液晶顯示器之方法，包括：提供一液晶顯示器面板，包括：複數個畫素{Pn,m }，以矩陣方式空間排列，以矩陣形式空間排列，n=1,2,...,N，m=1,2,...,M，其中N與M為大於0的整數；每個畫素Pn,m 均包括第一子畫素電極，第二子畫素電極，第一開關元件電性耦接至該第一子畫素電極，第二開關元件電性耦接至該第二子畫素電極，以及第三開關元件電性耦接至該第一開關元件與該第二開關元件；複數條閘極線{Gn }，沿一列方向空間排列，其中每對相鄰之兩條閘極線Gn 與Gn+1 界定該畫素矩陣{Pn,m }之一畫素列Pn,{m} ，並於該畫素列Pn,{m} 中分別電性耦接至每個畫素Pn,m 之第一與第二開關元件；以及複數條資料線{Dm }，穿過該複數閘極線{Gn }，並沿垂直該列方向之行方向空間排列，其中每對相鄰兩條資料線Dm 與Dm+1 界定該畫素矩陣{Pn,m }之一畫素行 P{n},m ，並於該畫素行P{n},m 中電性耦接至每個畫素Pn,m 之第三開關元件；以及分別提供複數閘極訊號至該複數閘極線{Gn }以及複數資料訊號至該複數資料線{Dm }，其中該等複數閘極訊號之時序相異且具有相似的波形，且每一個閘極訊號具有複數個脈衝，該些脈衝具有至少兩種相異的致能時間長度，該等複數閘極訊號被設定為按一預定順序打開連接至該複數閘極線{Gn }之開關元件，該等複數資料訊號設定為使得任何兩個相鄰之資料訊號具有相反之極性。
  21. 如申請專利範圍第20項所述之方法，其中該畫素矩陣{Pn,m }中之畫素Pn,m 之每個第一、第二以及第三開關元件係場效應薄膜電晶體，具有一閘極、一源極以及一汲極。
  22. 如申請專利範圍第21項所述之方法，其中該畫素Pn,m 之第一開關元件之閘極、源極以及汲極分別電性耦接至該閘極線Gn+1 、該畫素Pn,m 之第二開關元件之源極以及該畫素Pn,m 之第一子畫素電極；並且其中該畫素Pn,m 之第二開關元件之閘極、源極以及汲極分別電性耦接至該閘極線Gn ，該畫素Pn,m 之第一開關元件之源極以及該畫素Pn,m 之第二子畫素電極。
  23. 如申請專利範圍第22項所述之方法，其中該畫素Pn,m 之第三開關元件之閘極、源極以及汲極分別電性耦接至該閘極線Gn+2 、該資料線Dm 以及該畫素Pn,m 第一開關元件與第二開關元件之源極。
  24. 如申請專利範圍第22項所述之方法，其中該畫素Pn,m 之第三開關元件之閘極以及汲極分別電性耦接至該閘極線Gn+2 以及該畫素Pn,m 第一開關元件與第二開關元件之源極，同時該畫素Pn,m 之第三電晶體之源極，當n為一個正奇整數時，電性耦接至該資料線Dm ；當n為一個正偶整數時，電性耦接至該資料線Dm+1 。
  25. 如申請專利範圍第20項所述之方法，其中該等複數個閘極訊號每一個均具有其波形，該波形具有第一期間Γ1 之第一伏特電壓V1 ，第二期間Γ2 之第二伏特電壓V2 ，第三期間Γ3 之第三伏特電壓V3 ，第四期間Γ4 之第四伏特電壓V4 ，以及第五期間Γ5 之第五伏特電壓V5 ，其中第(j+1)期間Γj+1 緊隨第j期間Γj 之後，j=1,2,3,4,V1 =V3 =V5 >V2 =V4,Γ2 =Γ1 /2,Γ3 =(Γ1 -t)/2,Γ4 =t,Γ5 =Γ3 ，及Γ1 >>t。
  26. 如申請專利範圍第25項所述之方法，其中每個閘極訊號之波形之間以Γ1 為間隔依序移位。
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