TWI484469B - 液晶顯示面板及其畫素驅動方法 - Google Patents

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Description

液晶顯示面板及其畫素驅動方法
本發明是有關於一種平面顯示技術，且特別是有關於一種能改善色偏(color washout)現象的液晶顯示面板及其畫素驅動方法。
隨著光電與半導體技術的發展，帶動了平面顯示器之蓬勃發展，而諸多平面顯示器中，液晶顯示器由於因具有高空間利用效率、低消耗功率、無輻射以及低電磁干擾等優越特性，因而成為市場之主流。目前，市場對於液晶顯示器的性能要求是朝向高對比、快速反應與廣視角等特性發展，且目前能夠達成廣視角要求的技術例如包括有多域垂直配向(MVA)、多域水平配向(MHA)、扭轉向列加視角擴大膜(TN+film)及橫向電場形式(IPS)。
雖然透過上述所列之技術的液晶顯示器可以達到廣視角的目的，但是其所存在的色偏(color washout)現象也是為人所詬病。一般而言，所謂的色偏指的是當使用者以不同的觀賞角度在觀看液晶顯示器所顯示的影像畫面時，使用者會看見不同色彩階調的影像畫面。舉例來說，假若使用者站在以較為偏斜的角度(例如60度)在觀看液晶顯示器所顯示的影像畫面時，使用者所看見的影像畫面之色彩階調會偏白於站在正視之角度(亦即90度)所看見的影像畫面之色彩階調。
傳統上，為了要解決液晶顯示器大視角的色偏問題，目前已有某些面板業者提出了將液晶顯示面板內的每一個畫素分成兩個可獨立驅動的子畫素(亦即2D1G的面板結構)，且其中之一會顯示較高灰階的色彩，而另一會顯示較低灰階的色彩。如此一來，以較高灰階的色彩與較低灰階的色彩來混合成一中間灰階的色彩後(亦即空間疊加的概念)，即可致使使用者不論從正視或以傾斜的角度在觀看液晶顯示器所顯示的影像畫面時，皆可觀看到相近色彩階調的影像畫面。
然而，由於液晶顯示面板內的每一個畫素皆會被分成兩個可獨立驅動的子畫素，故而液晶顯示面板內資料線的數量會增加一倍，以使得源極驅動器的驅動通道數也要增加一倍，從而導致源極驅動器的製作成本提升。
本發明提供一種液晶顯示面板及其畫素驅動方法，其可以在不需額外增加資料線的條件下改善液晶顯示器的色偏現象。
本發明提出一種液晶顯示面板，其包括多個以陣列方式排列的畫素。每一畫素耦接相應的一資料線、一第一掃描線以及一第二掃描線，且每一畫素包括第一子畫素、第二子畫素，以及電荷分享單元。其中，第一子畫素耦接所述資料線與第一掃描線，用以當所述第一掃描線接收到第一掃描訊號時，透過所述資料線接收顯示資料以形成第一 亮區。
第二子畫素耦接所述資料線與所述第一掃描線，用以當所述第一掃描線接收到所述第一掃描訊號時，透過所述資料線接收所述顯示資料以形成第二亮區。電荷分享單元耦接所述第二子畫素、第一掃描線以及第二掃描線，用以當所述第一掃描線接收到所述第一掃描訊號時，產生一固定電壓，並於所述第二掃描線接收到第二掃描訊號時，提供所述固定電壓以與第二子畫素進行電荷分享。
本發明提出一種畫素驅動方法，其中畫素包括第一子畫素、第二子畫素以及電荷分享單元。第一子畫素與第二子畫素耦接一資料線與一第一掃描線，而電荷分享單元則耦接第二子畫素、第一掃描線以及第二掃描線。此驅動方法包括：提供第一掃描訊號至所述第一掃描線，藉以致使第一子畫素與第二子畫素透過所述資料線接收一顯示資料而各別形成第一亮區與第二亮區，並且致使電荷分享單元產生一固定電壓；以及提供第二掃描訊號至所述第二掃描線，藉以致使電荷分享單元提供所述固定電壓以與第二子畫素進行電荷分享。
基於上述可知，本發明主要是利用電荷分享單元所產生的固定電壓來與第二子畫素進行電荷分享，藉以致使第二子畫素所對應的第二亮區之亮度會暗於第一子畫素所對應的第一亮區之亮度。如此一來，本發明即可在不需額外增加資料線的條件下達到灰階空間疊加的效果，從而得以改善液晶顯示器的色偏現象。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
現將詳細參考本發明之示範性實施例，在附圖中說明所述示範性實施例之實例。另外，凡可能之處，在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構件/符號代表相同或類似部分。
圖1繪示為本發明一示範性實施例之液晶顯示器100的系統方塊圖。請參照圖1，液晶顯示器100包括液晶顯示面板101、閘極驅動器103、源極驅動器105、時序控制器107，以及背光模組109。其中，液晶顯示面板101具有多個以矩陣方式排列的畫素(圖中先以M*N表示)。閘極驅動器103耦接液晶顯示面板101，用以序列輸出一掃描訊號以逐一開啟液晶顯示面板101內的每一列畫素。
源極驅動器105耦接液晶顯示面板101，用以對應的提供顯示資料(亦可稱為畫素資料)給被閘極驅動器103所開啟的列畫素。時序控制器107耦接閘極驅動器103與源極驅動器105，用以控制閘極驅動器103與源極驅動器105的運作。背光模組109用以提供液晶顯示面板101所需的背光源。
於此，為了要清楚地說明本發明為何可以在不需額外增加資料線的條件下改善液晶顯示器的色偏現象，以下將針對液晶顯示面板101內的畫素來進行說明。
圖2繪示為本發明一示範性實施例之液晶顯示面板101內第i列第j行之畫素Pij的等效電路圖，i、j為正整數。請合併參照圖1與圖2，畫素Pij耦接資料線Dj以及掃描線Gi與Gi+1，且包括有子畫素201與203以及電荷分享單元205。於本示範性實施例中，子畫素201耦接資料線Dj與掃描線Gi，用以當掃描線Gi接收到閘極驅動器103所輸出的掃描訊號SSi時，透過資料線Dj接收源極驅動器105所提供顯示資料DSj以形成第一亮區。
更清楚來說，子畫素201包括主動元件T1(例如為薄膜電晶體)、液晶電容CLC1，以及儲存電容CST1。其中，主動元件T1的閘極耦接掃描線Gi，而主動元件T1的源極則耦接資料線Dj。液晶電容CLC1與儲存電容CST1兩者並接於主動元件T1的汲極與共用電壓(common voltage)Vcom之間。
另外，子畫素203耦接資料線Dj與掃描線Gi，用以當掃描線Gi接收到閘極驅動器103所輸出的掃描訊號SSi時，透過資料線Dj接收源極驅動器105所提供顯示資料DSj以形成第二亮區。更清楚來說，子畫素203包括主動元件T2(例如為薄膜電晶體)、液晶電容CLC2，以及儲存電容CST2。其中，主動元件T2的閘極耦接掃描線Gi，而主動元件T2的源極則耦接資料線Dj。液晶電容CLC2與儲存電容CST2兩者並接於主動元件T2的汲極與共用電壓Vcom之間。
再者，電荷分享單元205耦接子畫素203以及掃描線 Gi與Gi+1，用以當掃描線Gi接收到閘極驅動器103所輸出的掃描訊號SSi時，產生一固定電壓Vf，並於掃描線Gi+1接收到閘極驅動器103所輸出的掃描訊號SSi+1時，提供固定電壓Vf以與子畫素203進行電荷分享。
更清楚來說，電荷分享單元205包括主動元件T3與T4(兩者例如為薄膜電晶體)以及電容C。其中，主動元件T3的閘極耦接掃描線Gi+1，而主動元件T3的源極則耦接主動元件T2的汲極。主動元件T4的閘極耦接掃描線Gi，主動元件T4的源極耦接主動元件T3的汲極，而主動元件T4的汲極則耦接至固定電壓Vf。電容C耦接於主動元件T4的源極與汲極之間。
於本示範性實施例中，固定電壓Vf可以等於或不等於共用電壓Vcom，而主動元件T3與T4的尺寸(即通道的長寬比)可以等於或小於主動元件T1與T2的尺寸。因此，當主動元件T3與T4的尺寸大大小於主動元件T1與T2的尺寸時，則對畫素Pij的開口率就不會有太大的影響。
基於上述可知，由於閘極驅動器103會序列輸出掃描訊號SSi與SSi+1至掃描線Gi與Gi+1。因此，當掃描線Gi接收到閘極驅動器103所輸出的掃描訊號SSi時，此時主動元件T1與T2會被開啟，以至於子畫素201與203會透過資料線Dj同時接收源極驅動器105所提供的顯示資料DSj，以對液晶電容CLC1與CLC2以及儲存電容CST1與CST2進行充電，從而致使子畫素201與203會各別形成第一亮區與第二亮區(此時第一亮區與第二亮區的亮度實質上相 同)。另外，由於此時主動元件T4也會被開啟，故而電容C會將固定電壓Vf的電荷儲存於其中，從而致使電荷分享單元205會產生固定電壓Vf。
緊接著，當掃描線Gi+1接收到閘極驅動器103所輸出的掃描訊號SSi+1時，此時只有主動元件T3會被開啟，以至於子畫素203與電荷分享單元205會進行電荷分享，亦即儲存在液晶電容CLC2與儲存電容CST2的電荷會與儲存在電容C的電荷進行電荷分享。也亦因如此，子畫素203所對應的第二亮區之亮度會暗於子畫素201所對應的第一亮區之亮度。如此一來，本發明即可在不需額外增加資料線的條件下達到灰階空間疊加的效果，從而得以改善液晶顯示器100的色偏現象。
在此值得一提的是，於液晶顯示器100的每一畫面期間(frame period)，由於電容C所儲存的電荷都會先被更新至固定電壓Vf後才會與子畫素203進行電荷分享，故而電容C於液晶顯示器100的當下畫面期間並不會殘留上一畫面期間的電荷，以影響與子畫素203進行電荷分享的準確度。
另外，圖3A與圖3B分別繪示為本發明一示範性實施例之畫素Pij的佈局示意圖，但是圖3A與圖3B所揭示的佈局示意圖僅為實現畫素Pij多種實施樣態的兩種而已，在實際應用上並不以此為限制。也就是說，只要能實現圖2所揭示之畫素Pij之等效電路圖的其他佈局方式，亦屬本發明所欲保護的範疇之一。
依據上述示範性實施例所揭示的內容，以下將彙整出一種畫素驅動方法。
圖4繪示為本發明一示範性實施例之畫素驅動方法的流程圖。請參照圖4，本示範性實施例之畫素驅動方法適於具有第一子畫素、第二子畫素以及電荷分享單元的畫素，且第一子畫素與第二子畫素耦接一資料線與第一掃描線，而電荷分享單元則耦接第二子畫素、第一掃描線以及第二掃描線。
本示範性實施例之畫素驅動方法包括：提供第一掃描訊號至第一掃描線，藉以致使第一子畫素與第二子畫素透過資料線接收顯示資料而各別形成第一亮區與第二亮區，並且致使電荷分享單元產生一固定電壓(步驟S401)，其中固定電壓可以等於或不等於液晶顯示面板的共用電壓(common voltage)；以及提供第二掃描訊號至第二掃描線，藉以致使電荷分享單元提供固定電壓以與第二子畫素進行電荷分享(步驟S403)。於本示範性實施例中，當第二掃描訊號處於致能(enable)時，電荷分享單元會對第二子畫素進行電荷分享，但當第二掃描訊號處於禁能(disable)時，電荷分享單元會結束對第二子畫素進行電荷分享。
綜上所述，本發明主要是利用電荷分享單元所產生的固定電壓來與第二子畫素進行電荷分享，藉以致使第二子畫素所對應的第二亮區之亮度會暗於第一子畫素所對應的第一亮區之亮度。如此一來，即可在不需額外增加資料線 的條件下達到灰階空間疊加的效果，從而得以改善液晶顯示器的色偏現象。
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，故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。
100‧‧‧液晶顯示器
101‧‧‧液晶顯示面板
103‧‧‧閘極驅動器
105‧‧‧源極驅動器
107‧‧‧時序控制器
109‧‧‧背光模組
Pij‧‧‧畫素
201、203‧‧‧子畫素
205‧‧‧電荷分享單元
T1~T4‧‧‧主動元件
CLC1、CLC2‧‧‧液晶電容
CST1、CST2‧‧‧儲存電容
C‧‧‧電容
Dj‧‧‧資料線
Gi、Gi+1‧‧‧掃描線
SSi、SSi+1‧‧‧掃描訊號
DSj‧‧‧顯示資料
Vcom‧‧‧共用電壓
Vf‧‧‧固定電壓
S401、S403‧‧‧本發明一示範性實施例之畫素驅動方法的流程圖各步驟
圖1繪示為本發明一示範性實施例之液晶顯示器100的系統方塊圖。
圖2繪示為本發明一示範性實施例之液晶顯示面板101內第i列第j行之畫素Pij的等效電路圖。
圖3A與圖3B分別繪示為本發明一示範性實施例之畫素Pij的佈局示意圖。
圖4繪示為本發明一示範性實施例之畫素驅動方法的流程圖。
Pij‧‧‧畫素
201、203‧‧‧子畫素
205‧‧‧電荷分享單元
T1~T4‧‧‧主動元件
CLC1、CLC2‧‧‧液晶電容
CST1、CST2‧‧‧儲存電容
C‧‧‧電容
Dj‧‧‧資料線
Gi、Gi+1‧‧‧掃描線
SSi、SSi+1‧‧‧掃描訊號
DSj‧‧‧顯示資料
Vcom‧‧‧共用電壓
Vf‧‧‧固定電壓

Claims (14)

  1. 一種液晶顯示面板，包括：多個以陣列方式排列的畫素，每一畫素耦接相應的一資料線、一第一掃描線以及一第二掃描線，且每一畫素包括：一第一子畫素，耦接該資料線與該第一掃描線，當該第一掃描線接收到一第一掃描訊號時，透過該資料線接收一顯示資料以形成一第一亮區；一第二子畫素，耦接該資料線與該第一掃描線，當該第一掃描線接收到該第一掃描訊號時，透過該資料線接收該顯示資料以形成一第二亮區；以及一電荷分享單元，耦接該第二子畫素、該第一掃描線以及該第二掃描線，當該第一掃描線接收到該第一掃描訊號時，產生一固定電壓，並於該第二掃描線接收到一第二掃描訊號時，提供該固定電壓以與該第二子畫素進行電荷分享，以降低該第二亮區之亮度，並且維持該第一亮區之亮度。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板，其中該第一子畫素包括：一第一主動元件，其閘極耦接該第一掃描線，而其源極耦接該資料線；以及一第一液晶電容與一第一儲存電容，兩者並接於該第一主動元件之汲極與一共用電壓之間。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之液晶顯示面板，其中 該第二子畫素，包括：一第二主動元件，其閘極耦接該第一掃描線，而其源極耦接該資料線；以及一第二液晶電容與一第二儲存電容，兩者並接於該第二主動元件之汲極與該共用電壓之間。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之液晶顯示面板，其中該電荷分享單元包括：一第三主動元件，其閘極耦接該第二掃描線，而其源極耦接該第二主動元件之汲極；一第四主動元件，其閘極耦接該第一掃描線，其源極耦接該第三主動元件之汲極，而其汲極則耦接至該固定電壓；以及一電容，耦接於該第四主動元件之源極與汲極之間。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之液晶顯示面板，其中該固定電壓等於該共用電壓。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之液晶顯示面板，其中該固定電壓不等於該共用電壓。
  7. 如申請專利範圍第4項所述之液晶顯示面板，其中該第三主動元件與該第四主動元件的尺寸等於或小於該第一主動元件的尺寸。
  8. 如申請專利範圍第4項所述之液晶顯示面板，其中該第三主動元件與該第四主動元件的尺寸等於或小於該第二主動元件的尺寸。
  9. 如申請專利範圍第4項所述之液晶顯示面板，其中 該第一主動元件、該第二主動元件、該第三主動元件與該第四主動元件為一薄膜電晶體。
  10. 一種畫素驅動方法，該畫素包括一第一子畫素、一第二子畫素以及一電荷分享單元，其中該第一子畫素與該第二子畫素耦接一資料線與一第一掃描線，而該電荷分享單元耦接該第二子畫素、該第一掃描線以及一第二掃描線，該驅動方法包括：提供一第一掃描訊號至該第一掃描線，藉以致使該第一子畫素與該第二子畫素透過該資料線接收一顯示資料而各別形成一第一亮區與一第二亮區，並且致使該電荷分享單元產生一固定電壓；以及提供一第二掃描訊號至該第二掃描線，藉以致使該電荷分享單元提供該固定電壓以與該第二子畫素進行電荷分享，以降低該第二亮區之亮度，並且維持該第一亮區之亮度。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之畫素驅動方法，其中當該第二掃描訊號處於致能時，該電荷分享單元會對該第二子畫素進行電荷分享。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之畫素驅動方法，其中當該第二掃描訊號處於禁能時，該電荷分享單元結束對該第二子畫素進行電荷分享。
  13. 如申請專利範圍第10項所述之畫素驅動方法，其中該固定電壓等於一液晶顯示面板的一共用電壓。
  14. 如申請專利範圍第10項所述之畫素驅動方法，其中該固定電壓不等於一液晶顯示面板的一共用電壓。
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