TWI416491B - Pixel circuit and display panel - Google Patents

Description

畫素電路及顯示面板

本發明是有關於一種畫素電路及具有該畫素電路之顯示面板，特別是指一種用以改善液晶色偏問題之畫素電路及具有該畫素電路之顯示面板。

液晶顯示裝置已廣泛應用於日常生活中，但現今大多數的液晶顯示裝置普遍存在色偏(Washout)的問題，而依據現階段應用於處理色偏問題的技術大致可以分成以下兩種方式：第一種方式是利用耦合電容的方式，如：美國專利號6078367、5126865等專利，皆是採用此種方式來改善色偏的問題，但是這種方式最大的缺點是，由於電容耦合的關係造成輸入電壓大幅下降，例如：資料電壓為7伏特，但是顯示器中的主要區及次要區中液晶所接收到的電壓將分別下降為6.94伏特及4.6伏特，電壓下降將造成主要區及次要區因無法達到最大電壓，而使得液晶亮度(Luminance)大幅下降，所以此種方式雖然可以改善色偏的問題，但卻會限制液晶顯示的效率。

第二種方式是利用輸入一高低準位不斷振盪的基準電位以控制該主要區及次要區的電壓，如：美國專利公開號2008/0024689、2006/0262237等相關技術，皆是採用此種方式。但此種方式最大的缺點為，由於需要一由外部輸入的基準電位，因此，在電路設計上往往需要相當多的放大器以推動之，所以會造成驅動電路的面積成本(Area overhead)，同時，為了不會因為該輸入基準電位的導線延遲因素而影響液晶的驅動，因而必須將共同電壓(Vcom)的導線寬度加寬，以降低導線阻抗值，此舉同樣會造成增加驅動電路的面積成本之問題，因此，如何有效找出一種方式以處理液晶的色偏問題，又不致造成額外的生產成本及降低液晶的顯示效率，一直是相關領域人士急欲解決的問題。

因此，本發明之目的，即在提供一種畫素電路，適用於接收一資料線輸出的一資料電壓和一公共電源輸出的一公共電壓並耦接至一第一掃描線及一第二掃描線，其包含：一第一顯示單元，具有一與該資料線耦接以接收該資料電壓的第一端、一第二端、一與該公共電源耦接的第三端，及一與該第一掃描線耦接的控制端，且該控制端於該第一掃描線被致能時，使該第一端和第二端間導通，並於該第一掃描線被去能時，使該第一端和第二端間不導通；一第二顯示單元，具有一與該資料線耦接以接收該資料電壓的第一端、一第二端、一與該公共電源耦接的第三端，及一與該第一掃描線耦接的控制端，且該控制端於該第一掃描線被致能時，使該第一端和第二端間導通，並於該第一掃描線被去能時，使該第一端和第二端間不導通；一連接電容，具有一與該第一顯示單元之第二端耦接的第一端，以及一第二端；及一切換單元，其接收該公共電壓、資料電壓，並與該連接電容之第二端、第一掃描線和第二掃描線耦接，以基於該第一掃描線和第二掃描線的致能情形進行切換，以於該第一掃描線被致能時，提供該公共電壓給該連接電容的第二端，並於該第一掃描線被去能且第二掃描線被致能時，提供該資料電壓給該連接電容的第二端。

此外，本發明之另一目的，即在提供一種顯示面板，適用於接收一公共電源，其包含：n條掃描線，分別是第1~第n掃描線，且該等掃描線被依序致能；m條資料線，分別是第1~第m資料線，且每一資料線輸出一資料電壓；n×m個呈矩陣排列畫素電路，其中，第i列中的畫素電路耦接到第i掃描線、第i+1掃描線以及第j資料線，i=1~n-1，j=1~m，其中每一畫素電路包括：一第一顯示單元，具有一與該資料線耦接以接收該資料電壓的第一端、一第二端、一與該公共電源耦接的第三端，及一與該第一掃描線耦接的控制端，且該控制端於該第一掃描線被致能時，使該第一端和第二端間導通，並於該第一掃描線被去能時，使該第一端和第二端間不導通；一第二顯示單元，具有一與該資料線耦接以接收該資料電壓的第一端、一第二端、一與該公共電源耦接的第三端，及一與該第一掃描線耦接的控制端，且該控制端於該第一掃描線被致能時，使該第一端和第二端間導通，並於該第一掃描線被去能時，使該第一端和第二端間不導通；一連接電容，具有一與該第一顯示單元之第二端耦接的第一端，以及一第二端；及一切換單元，接收該公共電壓和該資料電壓，並耦接至該連接電容之第二端和該第i、第i+1掃描線，以基於該第i、第i+1掃描線的致能情形進行切換，以於該第i掃描線被致能時，提供該公共電壓給該連接電容的第二端，並於該第i+1掃描線被致能時，改而提供該資料電壓給該連接電容的第二端，以進而改變該第一液晶電容之第一端的電位。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

參閱圖1，本發明畫素電路之一較佳實施例適用於耦接一第一掃描線G_n 和一第二掃描線G_n+1 ，並接收一公共電源輸出的一公共電壓(Common voltage,Vcom)、一資料線輸出的一資料電壓V_data ，且該第一掃描線G_n 和第二掃描線G_n+1 是依序被致能(Enable)。而此實施例的畫素電路包含一第一顯示單元1、一第二顯示單元2、一連接電容3，及一切換單元4。

該第一顯示單元1具有一與該資料線耦接以接收該資料電壓V_data 的第一端、一第二端、一與該公共電源耦接的第三端，及一與該第一掃描線G_n 耦接的控制端，且該控制端於該第一掃描線G_n 被致能時，使該第一端和第二端間導通，並於該第一掃描線G_n 被去能(Disable)時，使該第一端和第二端間不導通。

第二顯示單元2與第一顯示單元1類似，也具有一與該資料線耦接以接收該資料電壓V_data 的第一端、一第二端一與該公共電源耦接的第三端，及一與該第一掃描線G_n 耦接的控制端，且該控制端於該第一掃描線G_n 被致能時，使該第一端和第二端間導通，並於該第一掃描線G_n 被去能時，使該第一端和第二端間不導通。

該連接電容3具有一與該第一顯示單元1之第二端耦接的第一端，以及一第二端。

該切換單元4接收該公共電壓Vcom、資料電壓V_data ，並與該連接電容3之第二端、第一掃描線G_n 和第二掃描線G_n+1 耦接，以基於該第一掃描線G_n 和第二掃描線G_n+1 的致能情形進行切換。亦即於該第一掃描線G_n 被致能時，提供該公共電壓Vcom給該連接電容3的第二端，並於該第一掃描線G_n 被去能且第二掃描線G_n+1 被致能時，提供該資料電壓V_data 給該連接電容3的第二端。

詳細來說，切換單元4包括一第一電晶體41和一第二電晶體42。該第一電晶體41具有一耦接該公共電源的第一端、一耦接該連接電容3之第二端的第二端和一耦接第一掃描線G_n 的控制端，且該控制端於該第一掃描線G_n 被致能時，使該第一端和第二端問導通以提供該公共電壓Vcom給該連接電容3的第二端。而於該第一掃描線G_n 被去能時，使該第一端和第二端間不導通，而停止提供該公共電壓Vcom給該連接電容3的第二端。

該第二電晶體42具有一接收該資料電壓V_data 的第一端、一耦接該連接電容3之第二端的第二端和一耦接第二掃描線的控制端，且該控制端於該第二掃描線G_n+1 被致能時，使該第一端和第二端間導通，以提供該資料電壓V_data 給該連接電容3的第二端。而於該第二掃描線G_n+1 被去能時，使該第一端和第二端間不導通，而停止提供該資料電壓V_data 給該連接電容3的第二端。

本實施例之畫素電路之操作方式分為以下兩階段：一充電階段及一電壓提升階段。

充電階段

當該第一掃描線G_n 被致能且該第二掃描線G_n+1 被去能時，第一、第二顯示單元1、2之第一端與第二端將分別被導通，因此，第一、第二顯示單元1、2之第二端的電位皆為該資料電壓V_data ，同時，該第一電晶體41被導通且該第二電晶體42不被導通，因此，該連接電容3之第二端為該公共電壓Vcom，因此，該連接電容3之二端電壓差及該第一顯示單元1之第二端與第三端之電壓差皆為V_data -Vcom。

電壓提升階段

完成充電階段之後，該第一掃描線G_n 被去能且該第二掃描線G_n+1 被致能，此時，該第一電晶體41將不導通，而該第二電晶體42將被導通，因此連接電容3之第二端接收由該第二顯示單元2之第二端輸出之該資料電壓V_data ，且因為該連接電容3沒有放電路徑可供放電，因此，該連接電容3之第一端的電壓將提升為2V_data -Vcom。而因為連接電容3之第一端與第一顯示單元1之第二端耦接，因此該第一顯示單元1之第二端與該第三端之間的電壓差被提升為2V_data -2Vcom。

在此舉一例說明，假設公共電壓為0v，且資料電壓為7v，則第一顯示單元1之第二端的電壓在電壓提升階段可由7v提升為14v，而第二顯示單元2之第一端的電壓可為7v，因此兩液晶電容的液晶分子會受到不同的操作電壓而產生不同程度的扭轉，因此可達到多域(multi-domain)顯示的效果，以擴大顯示面板的視角。且相較於習知技術，本發明的兩操作電壓不只電壓值有提升，且差距也甚大，故可使多域顯示的效果更佳，而有效改善色偏的問題。且因為不需額外由外部輸入一基準電壓，因此在使用上更為方便有效。

值得注意的是，在本實施例中，該第一、第二電晶體1、2皆為一薄膜電晶體(TFT)，但不以此為限。

參閱圖2，本發明顯示面板之一較佳實施例適用於接收公共電源提供的公共電壓Vcom，且包含n條間隔排列的掃描線G(1)~G(n)、m條間隔排列的資料線D(1)~D(m)，以及n×m個如前述之畫素電路。且該n×m個畫素電路分別位於任兩條掃描線和任兩條資料線之間，且第i列中的畫素電路都是耦接到第i掃描線和第i+1掃描線，而第j行中的畫素電路都是耦接到第j資料線。m條資料線分別輸出m個資料電壓，且該等掃描線被依序致能，而當每一畫素電路所耦接到的掃描線被致能時會進行前述所說的充電階段或電壓提升階段。

參閱圖3，本發明與相關先前技術的伽碼曲線圖(Gamma Curve)，觀察圖3可以發現本發明對於色偏處理的效果與相關先前技術相當，然而根據本發明之畫素電路針對每一畫素(pixel)處理之後，可以提升每一畫素之對應的液晶所接收到的電壓，所以，已知的改善色偏技術在電壓範圍較大的情形下往往可以有較好的效果。

綜上所述，在第一顯示單元1中第二端與第三端的電壓差相較於先前技術中的方式，可以有效提高該第一顯示單元1中之液晶所接受到的電壓值，以提高液晶的顯示效率。此外，相較於先前技術中的方法，本發明所提供之方法並不需要額外輸入的基準電位，因此，並不會造成面積成本的增加，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1．．．第一顯示單元

2．．．第二顯示單元

3．．．連接電容

4．．．切換單元

41．．．第一電晶體

42．．．第二電晶體

圖1是本發明畫素電路之電路圖；

圖2是本發明顯示面板之示意圖；及

圖3是本發明與關先前技術之伽碼曲線圖。

1．．．第一顯示單元

2．．．第二顯示單元

3．．．連接電容

4．．．切換單元

41．．．第一電晶體

42．．．第二電晶體

Claims (6)

1. 一種畫素電路，適用於接收一資料線輸出的一資料電壓和一公共電源輸出的一公共電壓並耦接至一第一掃描線及一第二掃描線，其包含：一第一顯示單元，具有一與該資料線耦接以接收該資料電壓的第一端、一第二端、一與該公共電源耦接的第三端，及一與該第一掃描線耦接的控制端，且該控制端於該第一掃描線被致能時，使該第一端和第二端間導通，並於該第一掃描線被去能時，使該第一端和第二端間不導通；一第二顯示單元，具有一與該資料線耦接以接收該資料電壓的第一端、一第二端、一與該公共電源耦接的第三端，及一與該第一掃描線耦接的控制端，且該控制端於該第一掃描線被致能時，使該第一端和第二端間導通，並於該第一掃描線被去能時，使該第一端和第二端間不導通；一連接電容，具有一與該第一顯示單元之第二端耦接的第一端，以及一第二端；及一切換單元，其接收該公共電壓、資料電壓，並與該連接電容之第二端、第一掃描線和第二掃描線耦接，以基於該第一掃描線和第二掃描線的致能情形進行切換，以於該第一掃描線被致能時，提供該公共電壓給該連接電容的第二端，並於該第一掃描線被去能且第二掃描線被致能時，提供該資料電壓給該連接電容的第二端。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之畫素電路，其中，該切換單元包括：一第一電晶體，具有一耦接該公共電源的第一端、一耦接該連接電容之第二端的第二端和一耦接該第一掃描線的控制端，且該控制端於該第一掃描線被致能時，使該第一端和第二端間導通以使第二端接收該公共電壓，並於該第一掃描線被去能時，使該第一端和第二端間不導通；一第二電晶體，具有一與該第二顯示單元之第二端耦接的第一端、一耦接該連接電容之第二端的第二端和一耦接該第二掃描線的控制端，且該控制端於該第二掃描線被致能時，使該第一端和第二端間導通以使第二端接收該資料電壓，並於該第二掃描線被去能時，使該第一端和第二端間不導通。
3. 依據申請專利範圍第2項所述之畫素電路，其中，該第一、第二電晶體分別是一薄膜電晶體。
4. 一種顯示面板，適用於接收一公共電源，其包含：n條掃描線，分別是第1~第n掃描線，且該等掃描線被依序致能；m條資料線，分別是第1~第m資料線，且每一資料線輸出一資料電壓；n×m個呈矩陣排列畫素電路，其中，第i列中的畫素電路耦接到第i掃描線、第i+1掃描線以及第j資料線，i=1~n-1，j=1~m，其中每一畫素電路包括：一第一顯示單元，具有一與該資料線耦接以接收該資料電壓的第一端、一第二端、一與該公共電源耦接的第三端，及一與該第一掃描線耦接的控制端，且該控制端於該第一掃描線被致能時，使該第一端和第二端間導通，並於該第一掃描線被去能時，使該第一端和第二端間不導通；一第二顯示單元，具有一與該資料線耦接以接收該資料電壓的第一端、一第二端、一與該公共電源耦接的第三端，及一與該第一掃描線耦接的控制端，且該控制端於該第一掃描線被致能時，使該第一端和第二端間導通，並於該第一掃描線被去能時，使該第一端和第二端間不導通；一連接電容，具有一與該第一顯示單元之第二端耦接的第一端，以及一第二端；及一切換單元，接收該公共電壓和該資料電壓，並耦接至該連接電容之第二端和該第i、第i+1掃描線，以基於該第i、第i+1掃描線的致能情形進行切換，以於該第i掃描線被致能時，提供該公共電壓給該連接電容的第二端，並於該第i+1掃描線被致能時，改而提供該資料電壓給該連接電容的第二端，以進而改變該第一液晶電容之第一端的電位。
5. 依據申請專利範圍第4項所述之顯示面板，其中，該切換單元包括：一第一電晶體，具有一耦接該公共電源的第一端、一耦接該連接電容之第二端的第二端和一耦接該第一掃描線的控制端，且該控制端於該第一掃描線被致能時，使該第一端和第二端間導通以使第二端接收該公共電壓，並於該第一掃描線被去能時，使該第一端和第二端間不導通；一第二電晶體，具有一與該第二顯示單元之第二端耦接的第一端、一耦接該連接電容之第二端的第二端和一耦接該第二掃描線的控制端，且該控制端於該第二掃描線被致能時，使該第一端和第二端間導通以使第二端接收該資料電壓，並於該第二掃描線被去能時，使該第一端和第二端間不導通。
6. 依據申請專利範圍第5項所述之顯示面板，其中，該第一、第二電晶體分別是一薄膜電晶體。