CN101430465A

CN101430465A - 像素电路结构

Info

Publication number: CN101430465A
Application number: CNA2007101666895A
Authority: CN
Inventors: 蔡易宬; 王义方; 王文俊; 康恒达; 郭凯伦; 蔡宛真
Original assignee: Wintek Corp
Current assignee: Wintek Corp
Priority date: 2007-11-05
Filing date: 2007-11-05
Publication date: 2009-05-13
Anticipated expiration: 2027-11-05
Also published as: CN101430465B

Abstract

一种像素电路结构，适用于一液晶显示面板。液晶显示面板具有一共同电压，且包括至少一数据线。像素电路结构包括一第一及一第二电路。第一电路包括一第一电容及一第一开关件，第二电路包括一第二开关件、一第三开关件及一第二电容。第一电容的一端接收共同电压。第一开关件的两端分别耦接数据线及第一电容的另一端。第二开关件及第三开关件串接于数据线及一电压源之间。第二电容的一端接收共同电压，另一端耦接于第二开关件及第三开关件之间。第一电容两端的电位差不同于第二电容两端的电位差。

Description

像素电路结构

技术领域

本发明有关于一种像素电路结构，且特别是有关于一种应用于液晶显示面板的像素电路结构。

背景技术

由于消费性电子产品，如个人数字助理、移动电话、笔记型电脑、投影机乃至于大尺寸的平面电视，其消费市场成长快速，亦带动液晶显示面板(Liqiuid Crystal Display panel，LCD panel)的需求量增加。而且随着市场的成熟与技术的进步，消费者对于液晶显示面板的显示效果有愈来愈高的要求。

液晶显示面板依光源反射方式可区分为透射式(transmissive)、反射式(reflective)以及半穿反式(tranflective)三种基本类型。透射式液晶显示面板利用背光模块提供光线透射通过液晶显示面板达到透射式显示，其优点是在正常光线及暗光线下，显示效果良好，但在户外日光下，则不易辨识显示内容。反射式液晶显示屏幕不需要外加光源，而是利用反射周围环境光线作为光源以显示画面，因此在户外或光线充足的室内有良好的显示效果，且耗电量较透射式液晶显示屏幕的低。然而反射式液晶显示面板在昏暗的室内，或者无环境光线的场合便无法显示画面。半穿反式液晶显示面板则结合了透射式和反射式两者的优点，因此目前成为业界重要的研究发展方向之一。

请参照图1，其表示传统半穿反液晶显示面板的单一像素的示意图。目前传统的半穿反液晶显示面板10包括一上基板14、一下基板11以及填充于上基板14和下基板11之间的液晶层15，且半穿反液晶显示面板10的单一像素中具有一透射区a1和一反射区a2。在下基板11上对应于反射区a2的位置还包括一有机层16。下基板11的表面具一透明电极12及一反射电极17，此透明电极12对应于透射区a1，反射电极17对应于反射区a2，其中透明电极12与反射电极17电连接，而上基板14的表面具有一共同电极13。利用施加于透明电极12及反射电极17对应于共同电极13的电压大小，以改变液晶层15中液晶分子的排列方向。背光模块20所提供的光源光线e1由透射区a1透射通过下基板11及透明电极12进入半穿反液晶显示面板10，进而通过液晶层15、共同电极13及上基板14以显示画面。环境光线e2透射通过上基板14以及共同电极13进入半穿反液晶显示面板10内，并且经由反射电极17反射，再次透射通过上基板14以及共同电极13离开半穿反液晶显示面板10。

光的透射率随着液晶层15中液晶分子排列方式的不同而改变，通过控制对透明电极12及反射电极17对应于共同电极13所施加的电压大小，显示元件可显示出不同灰度的亮度。有机层16具有一厚度，使得反射区a2之间隙d2小于透射区a1之间隙d1，让透射区a1内的光源光线e1与反射区a2内的环境光线e2具有相同的光程差，以改善液晶的光学效率。然此种双间隙(dualgap)的设计方式会使得制造的复杂度增加、良率降低，生产成本也相对提高。且易因双间隙结构的有机层膜厚不均导致半穿反液晶显示面板10整体的对比、色彩及透射率的均匀度降低。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种像素电路结构，其利用像素电路结构中不同区域的液晶电容具有不同电位差的方式，使得同一像素电路结构中具有不同的透射-电压曲线，可提高液晶显示面板的液晶光学效率，进而提升显示品质，并且不会增加额外制造以及成本。

根据本发明，提出一种像素电路结构，适用于一液晶显示面板。液晶显示面板具有一共同电压，并且包括至少一数据线。像素电路结构包括一第一电路以及一第二电路。第一电路包括一第一开关件及一第一电容，第二电路包括一第二开关件、一第三开关件及一第二电容。第一电容的一端接收共同电压。第一开关件的两端分别耦接于数据线以及第一电容的另一端。第二开关件及第三开关件串接于数据线以及一电压源之间。第二电容的一端接收共同电压，另一端耦接于第二开关件及第三开关件之间。第一电容的两端具有一第一电位差，第二电容的两端具有一第二电位差，第一电位差不同于第二电位差。

根据本发明，另提出一种像素电路结构，适用于一液晶显示面板。液晶显示面板具有一共同电压并且包括至少一数据线。像素电路结构包括一第一电路以及一第二电路。第一电路包括一第一电容及一第一开关件，第二电路包括一第二开关件、一第三开关件及一第二电容。第一电容的一端接收共同电压。第一开关件、第二开关件及第三开关件串接于数据线以及一电压源之间。第一电容的另一端耦接于第一开关件及第二开关件之间。第二电容的一端接收共同电压，另一端耦接于第二开关件及第三开关件之间。第一电容的两端具有一第一电位差，第二电容的两端具有一第二电位差，第一电位差不同于第二电位差。

附图说明

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下：

图1表示传统半穿反液晶显示面板的单一像素的示意图；

图2表示依照本发明第一实施例的像素电路结构的示意图；

图3表示图2的像素电路结构的共同电压、对应于第一显示区及第二显示区的像素电极电压的信号时序图；以及

图4表示依照本发明第二实施例的像素电路结构的示意图。

主要元件符号说明

10：半穿反液晶显示面板

11：下基板

12：透明电极

13：共同电极

14：上基板

15：液晶层

16：有机层

20：背光模块

21、41：第一电路

22、42：第二电路

31：透射率曲线

32：反射率曲线

200、400：像素电路结构

a1：透射区

a2：反射区

C1：第一电容

C2：第二电容

C3：第一存储电容

C4：第二存储电容

d1：透射区之间隙

d2：反射区之间隙

e1：光源光线

e2：环境光线

L1：数据线

L2：扫描线

T1：第一开关件

T2：第二开关件

T3：第三开关件

Vc：共同电压

Vo：电压源

具体实施方式

第一实施例

本实施例的像素电路结构适用于一液晶显示面板中，液晶显示面板包括多条扫描线、多条数据线及多个像素单元。其中，每一像素单元中较佳地包括一个本实施例的像素电路结构。以下针对单一像素电路结构进行说明，以清楚显示依照本实施例的像素电路结构的特点。

请参照图2，其表示依照本发明第一实施例的像素电路结构的示意图。应用本实施例的像素电路结构200的液晶显示面板具有一共同电压Vc，并且包括至少一数据线L1。像素电路结构200包括一第一电路21以及一第二电路22。第一电路21包括一第一开关件T1及一第一电容C1。第一电容C1的一端接收共同电压Vc。第一开关件T1的两端分别耦接于数据线L1以及第一电容C1的另一端。第二电路12包括一第二开关件T2、一第三开关件T3以及一第二电容C2。第二开关件T2及第三开关件T3串接于数据线L1及一电压源Vo之间。第二电容C2的一端接收共同电压Vc，另一端耦接于第二开关件T2及第三开关件T3之间。第二开关件T2及第三开关件T3之间产生一分压，使得第一电容C1两端的电位差不同于第二电容C2两端的电位差。

更进一步来说，第一电路21还包括一第一存储电容C3，第一存储电容C3的一端与第一电容C1的一端一同耦接于第一开关件T1的一端。本实施例中，第一存储电容C3的另一端例如是接收共同电压Vc，即第一存储电容C3为一共同电极上存储电容(storage capacitor on common)的设计。然第一存储电容C3的另一端亦可耦接于相邻于像素电路结构200的前一像素电路结构的扫描线，即第一存储电容C3为一栅极上存储电容(storage on gate)的设计。再者，第二电路22还包括一第二存储电容C4，第二存储电容C4的一端与第二电容C2的一端一同耦接于第二开关件T2及第三开关件T3之间。第二存储电容C4亦可同样为共同电极上存储电容或栅极上存储电容的设计。此外，第一电容C1及第二电容C2分别为一液晶电容(liquid crystalcapacitor)，第一电容C1由液晶显示面板对应于第一显示区的像素电极、液晶显示面板的共同电极以及设置于像素电极与共同电极间的液晶所形成，第二电容C2则由液晶显示面板对应于第二显示区的像素电极、液晶显示面板的共同电极以及液晶所形成。此外，电压源Vo可例如是液晶显示面板的共同电极，以提供共同电压Vc，或者是一外部信号源。经由调整电压源Vo的电位，以及调整第二开关件T2及第三开关件T3的长宽(W/L)比例，可改变第二电容C2耦接于数据线L1以及电压源Vo间的分压值。

另一方面，第一开关件T1、第二开关件T2以及第三开关件T3分别为一薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)。第一开关件T1除前述耦接于数据线L1及第一电容C1的两端外，还具有一控制端。第二开关件T2及第三开关件T3除前述用以串接于数据线L1及电压源Vo的两端外，更分别具有一控制端。此些开关件T1、T2及T3的控制端分别耦接于液晶显示面板的扫描线L2，且第三开关件T3由其源极(source)耦接于电压源Vo。本实施例中液晶显示面板例如是一半穿反式(transflective)液晶显示面板，并且具有至少一第一显示区以及至少一第二显示区。此处第一显示区以及第二显示区分别以液晶显示面板的透射区(transmission area)以及反射区(reflectivearea)为例做说明，然第一显示区以及第二显示区亦可分别为反射区以及透射区。第一电路21对应配置于第一显示区，第二电路22对应配置于第二显示区。第一电容C1的一端耦接于第一开关件T2的一端，第一电容C1的另一端接收共同电压，此两端之间具有一第一电位差。第二电容C2的一端耦接于第二开关件T2以及第三开关件T3之间，第二电容C2的另一端接收共同电压，此两端之间具有不同于第一电位差的一第二电位差。

根据本发明第一实施例的像素电路结构，以正常白(normally white)的显示面板于暗态，以及共同电压为0伏特及5伏特的转态操作模式为例进行模拟。请参照图3，其表示图2的像素电路结构的共同电压、对应于第一显示区及第二显示区的像素电极电压的时序图。其中，第一显示区为透射区，第二显示区为反射区，且第二开关件T2的宽长比值(W/L)与第三开关件T3的宽长比值的比例为1:5，正半周时电压源Vo设定为3V，负半周时电压源Vo设定为4.5V。第一电压V1对应第一显示区的像素电极，第二电压V2对应第二显示区的像素电极。经由模拟结果得知，于正半周(第一及第二电压V1及V2高于共同电压Vc)期间，透射区的像素电压(第一电压V1)约为4.44伏特及9.44伏特，反射区的像素电压(第二电压V2)约为5伏特及10伏特。亦即在正半周期间，第一电容C1两端的第一电位差为4.44伏特，第二电容C2两端的第二电位差为5伏特。另一方面，于负半周(第一及第二电压V1及V2低于共同电压Vc)期间，透射区的像素电压(第一电压V1)约为0.5伏特及-4.5伏特，反射区的像素电压(第二电压V2)约为0伏特及-5伏特。亦即在负半周期间，第一电容C1两端的第一电位差为4.5伏特，第二电容C2两端的第二电位差为5伏特。

经由上述模拟结果可知，通过第二开关件T2以及第三开关件T3产生分压的方式，可使第一电压V1及第二电压V2相对于共同电压Vc具有不同的电位差。若上述模拟条件中的电压源Vo为液晶显示面板的共同电极，并提供共同电压Vc，依然可使第一电压V1及第二电压V2相对于共同电压Vc具有不同的电位差。因此当数据线提供相同的数据信号时，位于第一显示区以及位于第二显示区中的液晶分子各自具有不同的倾倒角度(tiltangle)，藉以改善透射区及反射区的透射-电压(T-V)及反射-电压(R-V)曲线的匹配性，进一步提升了液晶显示面板的显示效果。

上述依照本发明第一实施例的像素电路结构200以应用于一半穿反式液晶显示面板为例，然本实施例的像素电路结构200亦可应用于具有多域液晶倒向的液晶显示面板中，其中第一显示区以及第二显示区分别对应不同的液晶倒向。位于第一显示区的第一电容C1及位于第二显示区的第二电容C2具有不同的电位差，当数据线L1提供数据信号予像素电路结构200时，第一显示区及第二显示区中的液晶具有不同的倾倒角度。也就是说，第一显示区及第二显示区具有不同的灰度亮度曲线(gamma curve)，通过不同的灰度亮度曲线相互补偿，可进一步降低液晶显示面板于不同视角间的色偏问题。

上述依照本发明第一实施例的像素电路结构200，将第二开关件T2及第三开关件T3串接于数据线L1及电压源Vo之间，并于第二开关件T2及第三开关件T3之间产生分压，使得第一电路21中的第一电容C1以及第二电路22中的第二电容C2具有不同的电位差，提升了半穿反式液晶显示面板中透射区以及反射区的透射-电压曲线及反射-电压曲线的匹配性。其次，通过第一电路21以及第二电路22分别对应不同的液晶倒向，第一显示区及第二显示区具有不同的灰度亮度曲线，可进一步改善多域液晶倒向液晶显示面板于不同视角的色偏问题。此外，经由第二开关件T2及第三开关件T3的长宽比例以及电压源Vo电位的调整，本实施例的像素电路结构200可应用于正常黑(normally black)及正常白(normally white)的显示模式的液晶显示面板。再者，依照本发明第一实施例的像素电路结构200，不需增加设置材料层来改变反射区之间隙，可相容于一般单间隙液晶显示面板中薄膜晶体管基板的制造，进一步降低了制造复杂度，并且节省成本。

第二实施例

请参照图4，其表示依照本发明第二实施例的像素电路结构的示意图。本实施例的像素电路结构400与上述第一实施例的像素电路结构200，不同的处在于第二开关件T2耦接数据线L1的方式，其余相同的处以下不再加以详述。另外，本实施例与第一实施例相同的元件沿用相同标号。像素电路结构400适用于一液晶显示面板。液晶显示面板具有一共同电压Vc，并且包括至少一数据线L1。像素电路结构400包括一第一电路41以及一第二电路42。第一电路41包括一第一电容C1及一第一开关件T2。第二电路42包括一第二开关件T2、一第三开关件T3及一第二电容C2。第一电容C1的一端接收共同电压Vc。第一开关件T1、第二开关件T2及第三开关件T3串接于数据线L1及一电压源Vo之间，第一电容C1的另一端耦接于第一开关件T1及第二开关件T2之间。第二电容C2的一端接收共同电压Vc，其另一端耦接于第二开关件T2及第三开关件T3之间。第一电容C1的两端具有一第一电位差，第二电容C2的两端具有不同于第一电位差的一第二电位差。

更进一步来说，第一开关件T1、第二开关件T2及第三开关件T3分别为一薄膜晶体管，且第三开关件T3由源极耦接电压源Vo。第一电容C1及第二电容C2分别例如是一液晶电容，第一电路41还包括一第一存储电容C3，第二电路42还包括一第二存储电容C4。第一存储电容C3的一端耦接于第一开关件T1及第二开关件T2之间，第二存储电容C4的一端耦接于第二开关件T2以及第三开关件T3之间。与上述第一实施例相同，本实施例的第一存储电容C3以及第二存储电容C4亦可分别为一栅极上存储电容或一共同电极上存储电容。

本实施例的像素电路结构400中，第一开关件T1、第二开关件T2及第三开关件T3串接设置于数据线L1以及电压源Vo之间，并且利用于第二开关件T2及第三开关件T3之间产生分压的方式，使得第一电容C1的两端及第二电容C2的两端分别具有不同的电位差。应用于半穿反式液晶显示面板时，第一电路41及第二电路42分别例如对应于透射区及反射区，可提升透射区及反射区的透射-电压曲线及反射-电压曲线的匹配性，进一步提升了液晶显示面板的显示效果。再者，当第一电路41及第二电路42分别对应液晶显示面板的不同液晶倒向的显示区时，亦可降低显示面板于不同视角间发生色偏的问题。其次，通过调整第二开关件T2及第三开关件T3的长宽比例，以及调整电压源Vo的电位，本实施例的像素电路结构400可应用于正常黑以及正常白的显示模式的液晶显示面板，并且可相容于一般单间隙液晶显示面板的薄膜晶体管基板的制造，不会增加制造复杂度以及成本。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明。任何所属技术领域中的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可进行各种更动与修改。因此，本发明的保护范围以所提出的权利要求的范围为准。

Claims

1.一种像素电路结构，适用于一液晶显示面板，该液晶显示面板具有一共同电压，并且包括至少一数据线，该像素电路结构包括：

一第一电路，包括：

一第一电容，一端接收该共同电压；及

一第一开关件，两端分别耦接于该数据线以及该第一电容的另一端；以及

一第二电路，包括：

一第二开关件；

一第三开关件，该第二开关件及该第三开关件串接于该数据线及一电压源之间；及

一第二电容，一端接收该共同电压，另一端耦接于该第二开关件及该第三开关件之间；

其中，该第一电容的两端具有一第一电位差，该第二电容的两端具有一第二电位差，该第一电位差不同于该第二电位差。

2.如权利要求1所述的像素电路结构，其中该液晶显示面板还具有至少一第一显示区及至少一第二显示区，该第一电路对应于该第一显示区，该第二电路对应该第二显示区。

3.如权利要求2所述的像素电路结构，其中该液晶显示面板为一半穿反式液晶显示面板，该第一显示区为该液晶显示面板的透射区域，该第二显示区为该液晶显示面板的反射区域。

4.如权利要求2所述的像素电路结构，其中其中该液晶显示面板为一半穿反式液晶显示面板，该第一显示区为该液晶显示面板的反射区域，该第二显示区为该液晶显示面板的透射区域。

5.如权利要求2所述的像素电路结构，其中该第一显示区及该第二显示区具有不同的灰度亮度曲线。

6.如权利要求1所述的像素电路结构，其中该第一电容为一液晶电容，该第一电路还包括：

一第一存储电容，一端耦接于该第一开关件的一端，该第一存储电容为一共同电极上存储电容或一栅极上存储电容。

7.如权利要求6所述的像素电路结构，其中该第二电容为一液晶电容，该第二电路还包括：

一第二存储电容，一端耦接于该第二开关件及该第三开关件之间，该第二存储电容为一共同电极上存储电容或一栅极上存储电容。

8.如权利要求1所述的像素电路结构，其中该电压源提供该共同电压。

9.如权利要求1所述的像素电路结构，其中该电压源为一外部信号源。

10.如权利要求1所述的像素电路结构，其中该第一开关件、该第二开关件及该第三开关件分别为一薄膜晶体管。

11.如权利要求10所述的像素电路结构，其中该第三开关件的源极耦接于该电压源。

12.如权利要求10所述的像素电路结构，其中该第一开关件、该第二开关件及该第三开关件的控制端分别耦接于该液晶显示面板的一扫描线。

13.一种像素电路结构，适用于一液晶显示面板，该液晶显示面板具有一共同电压，并且包括至少一数据线，该像素电路结构包括：

一第一电路，包括：

一第一电容，一端接收该共同电压；及

一第一开关件；以及

一第二电路，包括：

一第二开关件；

一第三开关件，该第一开关件、该第二开关件及该第三开关件串接于该数据线及一电压源之间，该第一电容的另一端耦接于该第一开关件及该第二开关件之间；及

14.如权利要求13所述的像素电路结构，其中该液晶显示面板还具有至少一第一显示区及至少一第二显示区，该第一电路对应于该第一显示区，该第二电路对应该第二显示区。

15.如权利要求14所述的像素电路结构，其中该液晶显示面板为一半穿反式液晶显示面板，该第一显示区为该液晶显示面板的透射区域，该第二显示区为该液晶显示面板的反射区域。

16.如权利要求14所述的像素电路结构，其中其中该液晶显示面板为一半穿反式液晶显示面板，该第一显示区为该液晶显示面板的反射区域，该第二显示区为该液晶显示面板的透射区域。

17.如权利要求14所述的像素电路结构，其中该第一显示区及该第二显示区具有不同的灰度亮度曲线。

18.如权利要求13所述的像素电路结构，其中该第一电容为一液晶电容，该第一电路还包括：

一第一存储电容，一端耦接于该第一开关件及该第二开关件之间，该第一存储电容为一共同电极上存储电容或一栅极上存储电容。

19.如权利要求18所述的像素电路结构，其中该第二电容为一液晶电容，该第二电路还包括：

20.如权利要求13所述的像素电路结构，其中该电压源提供该共同电压。

21.如权利要求13所述的像素电路结构，其中该电压源为一外部信号源。

22.如权利要求13所述的像素电路结构，其中该第一开关件、该第二开关件及该第三开关件分别为一薄膜晶体管。

23.如权利要求22所述的像素电路结构，其中该第三开关件的源极耦接于该电压源。