TWI501216B - 主動矩陣型顯示裝置及具其之電子裝置 - Google Patents

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Description

主動矩陣型顯示裝置及具其之電子裝置
本發明係有關於一種主動矩陣型顯示裝置，其具有配置成以行列構成矩陣狀的複數畫素、對應於畫素各行所設置的複數源極匯流排、對應於畫素各列所設置的複數閘極匯流排、以及與複數畫素共通連接的共通匯流排，以及具有此主動矩陣型顯示裝置的電子裝置。
液晶顯示器(Liquid Crystal Display，LCD)是利用液晶分子的配向會因為電壓而產生變化的特性，用以透過或遮斷外部光或背光等光線的方式，而能夠顯示影像。就目前一般LCD的型式來說，則包括以畫面背面的背光源做為光源而進行顯示的穿透式、不設置背光源而藉由反射外部光來進行顯示的反射式、以及利用外部光反射和背光源的半穿透式。
穿透式的優點是所呈現的彩度(chroma)較高，在黑暗環境下也很容易觀看，但另一方面，其缺點則由於使用背光源而使得消耗電力較高，在明亮環境下畫面會變得比較暗。反射式的特徵則是消耗電力較低，在明亮環境下比較容易觀看，但另一方面，其缺點則是彩度偏低，在黑暗環境就無法進行顯示。因此，近年來逐漸受到重視的半穿透式，則是將穿透式和反射式加以組合。半穿透式的液晶顯示器中，各畫素是分割成至少兩個次畫素，這些次畫素則分別做為穿透用以及反射用。
另外，穿透式LCD所採用的顯示模式，可以是在未施加電壓的狀態下，呈現白色的正常白(normally white)模式或是呈現黑色的正常黑(normally black)模式。特別是使用垂直配向(VA)型液晶的顯示器，通常是採用正常黑模式。然而在正常黑模式的垂直配向型液晶顯示器中，會產生所謂“色偏”的問題，亦即因觀看角度的不同而對比度產生改變的現象。
目前已知用來解決此問題的方法，是將一個畫素分割成複數個次畫素，再分別施加不同的電壓。各次畫素上則由於施加不同的電壓，因此對應其施加電壓會呈現不同的亮度。由於這些亮度值會在觀看者的眼睛上產生視覺平均化的效果，結果可以改善亮度特性，並且能夠消除“色偏”的問題。
因此，在一個畫素分割成複數個次畫素的情況下，需要在各次畫素上提供所應施加的複數個電壓。
習知技術在各畫素上提供複數個電壓的方法，包括設置複數條閘極線和源極線，用以對於各元件分別供給不同的電壓(例如參考非專利文獻1)；或者是在特定次畫素中設置與液晶單元串聯的電容等阻抗元件，在其液晶單元上所施加的電壓則與其他次畫素內液晶單元所施加的電壓為不同電壓(例如參考非專利文獻2)等。
非專利文獻1：「Novel TFT-LCD Technology for Motion-Blur Reducing Using 120-Hz Driving with McFi」，S-S. Kim等著，Section 18.1、SID07 Digest，1003~1006頁。
非專利文獻2：「MVA-LCD with Low Color Shift and High Image Quality」，M-C. Tai等著，Section 18.2、SID07 Digest，1007~1009頁。
然而，設置複數條閘極線或源極線的方法，存在畫素開口面積受到限制的問題。另外，在特定次畫素中設置與液晶單元串聯之阻抗元件的方法，則會因為串聯連接阻抗元件的液晶單元相較於無此連接組態的液晶單元，其施加所得之電壓上限值變得較低，結果出現穿透率下降的問題。
有鑑於此，本發明之目的在於提供一種主動矩陣型顯示裝置，能夠對於具有複數液晶單元的畫素提供複數個不同電壓，不會降低畫素的開口面積以及穿透率。
為了達成上述目的，本發明之主動矩陣型顯示裝置，包括配置成以行列構成矩陣狀的複數畫素、對應於上述畫素之各行而設置的複數源極匯流排、對應於上述畫素之各列而設置的複數閘極匯流排、以及與上述複數畫素共通連接的共通匯流排。其中，每一畫素包括兩個以上之液晶單元、兩個以上之驅動電晶體、一儲存電晶體以及一儲存電容。此兩個以上之驅動電晶體係分別對應於上述液晶單元而設置，用以從上述複數源極匯流排之一者朝著上述液晶單元流過電流。此儲存電晶體則係連接於上述兩個以上之驅動電晶體中之至少一個驅動電晶體的控制電極與對應該列之閘極匯流排間，並且根據對應該行之源極匯流排的電壓而動作。此儲存電容則係連接於上述至少一個驅動電晶體的控制電極與上述共通匯流排或前一列之閘極匯流排間，透過上述儲存電晶體，用以儲存使得上述至少一個驅動電晶體進行動作的電壓。
藉此，便能夠提供一種主動矩陣型顯示裝置，對於具有複數液晶單元的畫素提供複數個不同電壓，不會降低畫素的開口面積以及穿透率。
在此主動矩陣型顯示裝置中，較佳實施方式是將上述兩個以上之驅動電晶體，分別連接於對應之液晶單元與對應該行或下一行之源極匯流排之間。
在此主動矩陣型顯示裝置中，較佳實施方式是在上述兩個以上之驅動電晶體之中，對於其控制電極未與上述儲存電容和上述儲存電晶體連接之另一驅動電晶體，其控制電極係連接對應該列之閘極匯流排。
在此主動矩陣型顯示裝置中，較佳實施方式則更包括：一閘極驅動器，用以將代表高位準和低位準的兩個固定電壓間切換之電壓，分別提供至上述複數閘極匯流排；一源極驅動器，其透過上述複數源極匯流排，用以將既定範圍內所切換之可變電壓，提供至上述複數畫素；以及一源極電壓選擇器，用以對於每一上述複數畫素，選擇是否應提供上述源極驅動器和外部電源中之電壓。其中上述源極驅動器之提供電壓，係低於代表上述高位準的固定電壓，高於代表上述低位準的固定電壓。上述外部電源之提供電壓，係高於代表上述高位準的固定電壓和上述儲存電晶體之臨界電壓的加總值。
另外，上述源極電壓選擇器具有複數串聯電路，其分別對應於上述源極匯流排而設置，並且由具有相反切換持性的兩個切換元件所構成。上述串聯電路，其一端連接至上述源極驅動器，另一端連接至上述外部電源，並且對應之源極匯流排係連接於上述兩個切換元件間。
本發明之主動矩陣型顯示裝置，也可以是穿透式或半穿透式的顯示裝置。
另外，本發明之主動矩陣型顯示裝置則可以使用於電子裝置中。
根據本發明，則能夠提供一種主動矩陣型顯示裝置以及具備此主動矩陣型顯示裝置的電子裝置，能夠對於具有複數液晶單元的畫素提供複數個不同電壓，不會降低畫素的開口面積以及穿透率。
以下參考所附圖式，說明本發明之較佳實施例。
關於結構部分
第1圖表示本發明之主動矩陣型顯示裝置結構例之示意圖。第1圖的顯示裝置1具有顯示部10、源極驅動器12、閘極驅動器14以及源極電壓選擇器16。
顯示部10則具有交錯設置的複數源極匯流排S1 ~Sm 以及閘極匯流排G1 ~Gn (m、n為自然數)、在這些匯流排間交差點上個別設置並且配置成以行列構成矩陣狀的複數畫素(為表達清楚起見，未示於第1圖上)、以及設置於顯示部10的內側並且共通連接至全部畫素的共通匯流排(未圖式)。每一列之畫素共用一條閘極匯流排，每一行之畫素則共用一條源極匯流排。
源極驅動器12則經由提供驅動電力至各畫素的源極匯流排S1 ~Sm ，連接至顯示部10。源極驅動器12的供給電壓Vs則是在既定範圍(一般是從0到5V的範圍)內可切換的電壓。閘極驅動器14則經由控制各畫素開/關狀態的閘極匯流排G1 ~Gn ，連接至顯示部10。閘極驅動器14的供給電壓Vg則是在代表高位準(H)和低位準(L)的兩個固定電壓VH 、VL 間切換。在本實施例中，源極驅動器12的供給電壓VS 在與閘極驅動器14之供給電壓Vg 間的關係上，是低於代表高位準的固定電壓VH ，而高於代表低位準的固定電壓VL 。
源極電壓選擇器16則連接於顯示部10和源極驅動器12之間，其根據從外部所輸入之選擇信號SEL1、SEL2、SEL3，選擇由源極驅動器12或外部電源中提供驅動電力至顯示部10中的各畫素。外部電源提供固定電壓Vd 。在本實施例中，外部電源的供給電壓Vd 是高於源極驅動器12的供給電壓VS 。此外，在與閘極驅動器14之供給電壓Vg 間的關係上，亦高於代表高位準的固定電壓VH 。因此，各電壓間的關係為Vd >VH >VS >VL 。
另外，在本實施例中，是利用源極驅動器12所內建的解多工器(未圖示)以1：3比例分時處理的電壓信號，提供到顯示裝置，在此情況下，是將三個畫素視為一組。因此，選擇信號必須至少三個，SEL1、SEL2和SEL3。因此，選擇信號的數量，是相關於利用解多工器分時輸出之電壓信號數量，實際上也可以是多於3或少於3的數量。在此，第2圖表示源極電壓選擇器16之結構例的電路圖。
第2圖的源極電壓選擇器16中，對於每一源極匯流排，設有具相反特性的兩個切換元件，例如p型電晶體和n型電晶體，兩者以串聯連接。p型電晶體的源極電極連接至源極驅動器12，其汲極電極則連接到n型電晶體的汲極電極。n型電晶體的源極電極則連接到外部電源的供給電壓Vd 。p型電晶體和n型電晶體的閘極電極則共同連接到選擇信號SEL1、SEL2、SEL3中之一者。p型電晶體和n型電晶體的汲極電極則更連接到對應之源極匯流排S1 ~Sm 。另外，源極電壓選擇器16亦可以採用其他切換元件，並不限於電晶體。
將p型電晶體和n型電晶體的臨界電壓設為Vth。將大於外部電源之供給電壓Vd 和電晶體之臨界電壓Vth之加總(Vd +Vth)的電壓輸入做為選擇信號時，n型電晶體呈導通狀態，從外部電源供給一定電壓Vd 至源極匯流排。此時，p型電晶體呈關閉狀態。另一方面，將小於源極驅動器12之供給電壓VS 減去電晶體之臨界電壓Vth之值(VS -Vth)的電壓輸入做為選擇信號時，p型電晶體呈導通狀態，從源極驅動器12提供可變電壓VS 至源極匯流排。此時，n型電晶體呈關閉狀態。
因此，源極電壓選擇器16可以根據外部輸入的選擇信號SEL1、SEL2、SEL3，從源極驅動器12和外部電源之中，選擇何者應提供驅動電力到顯示部10之各畫素。
第3a圖及第3b圖表示本發明之畫素結構例的電路圖。
舉例來說，半穿透式之顯示裝置中，每一畫素至少被分割成穿透用和反射用的兩個次畫素，其次為了處理“色偏”的問題，穿透用次畫素則至少分割成兩部分。在本實施例中，則是以半穿透式顯示裝置中依此方式至少被分割成三個次畫素的畫素為例。此時，如第3a、3b圖所示，畫素3a、3b具有3個液晶單元L1 ~L3 ，以及對應各液晶單元而設置的驅動電晶體T1 ~T3 。此外，根據本發明，各畫素更包含儲存電晶體Tr 以及儲存電容C。
第3a圖的畫素3a中，全部液晶單元L1 ~L3 ，其一端是連接到具有既定之固定電位(例如0V)的共通匯流排Icom 。
第一液晶單元L1 的另一端則連接到對應的第一驅動電晶體T1 的汲極電極，第一驅動電晶體T1 的源極電極則連接到第i行的源極匯流排Si 。另外，第二液晶單元L2 的另一端則連接到對應的第二驅動電晶體T2 的汲極電極，第二驅動電晶體T2 的源極電極則連接到下一行的源極匯流排Si+1 。第一及第二驅動電晶體T1 、T2 的閘極電極共同連接至儲存電容C之一端，儲存電容C之另一端則連接共通匯流排Icom 。
另外，第一及第二驅動電晶體T1 、T2 的閘極電極，亦連接到儲存電晶體Tr 的汲極電極。儲存電晶體Tr 的源極電極則連接到第j列的閘極匯流排Gj ，其閘極電極則連接到第i行的源極匯流排Si 。因此，當儲存電晶體Tr 呈導通狀態時，第j列的閘極匯流排Gj 上之電壓則經由儲存電晶體Tr 向儲存電容C進行充電。其後當儲存電晶體Tr 呈關閉狀態時，第一及第二電晶體T1 、T2 則因儲存電容C的充電電壓而呈導通狀態，分別使得第一液晶單元L1 上施加第i行源極匯流排Si 之電壓，第二液晶單元L2 上施加下一行源極匯流排Si+1 之電壓。
另外，為了使儲存電晶體Tr 呈導通狀態，其閘極電極上所施加之電壓，必須要大於其源極電極上所施加之電壓與電晶體Tr 本身臨界電壓兩者的加總值。換言之，外部電源的供給電壓Vd 必須大於閘極匯流排上高準位時之電壓VH 與儲存電晶體Tr 之臨界電壓兩者的加總值。
第三液晶單元L3 的另一端則連接到對應之第三驅動電晶體T3 的汲極電極。第三驅動電晶體T3 的源極電極則連接到第i行的源極匯流排Si ，其閘極電極則連接到第j列的閘極匯流排Gj 。因此，當第三驅動電晶體T3 呈導通狀態時，第i行的源極匯流排Si 上電壓則經由第三驅動電晶體T3 施加於第三液晶單元L3 上。
另一方面，第3b圖之畫素3b，與第3a圖的畫素3a不同處則是在儲存電容C的端子未連接到共通匯流排Icom 而是連接到前一列的閘極匯流排Gj-1 。其他結構則相同。
另外，在本實施例中，雖然以n型電晶體做為驅動電晶體T1 ~T3 以及儲存電晶體Tr ，然而也可以使用p型電晶體。
第4圖則表示以三個次畫素為一組之畫素結構例的電路圖。
第一畫素31、第二畫素32以及第三畫素33構成一組畫素。畫素31、32和33具有完全相同的結構，例如具有如第3a圖所示之結構。
以下以第4圖的畫素結構為例，說明本發明之畫素驅動動作。然而，即使第4圖之各畫素是具有如第3b圖所示之結構，其動作基本上仍然一樣。
關於動作部分
第5圖表示用以說明具有如第4圖所示結構之畫素31、32和33驅動動作的時序圖。SEL1、SEL2、SEL3則表示從外部輸入到源極電壓選擇器16的選擇信號。Gj 表示從閘極驅動器14提供到第j列之閘極匯流排的控制信號。Si 、Si+1 、Si+2 、Si+3 則表示從源極驅動器12或外部電源分別提供到第i~i+3行源極匯流排的電壓。V(C1 )則表示對於第一畫素31之儲存電容C1 進行充電的電壓。V(L11 )、V(L12 )、V(L13 )則表示分別對於第一畫素中第一、第二及第三液晶單元L11 、L12 、L13 進行充電的電壓。
第j列畫素的掃描開始前，也就是第(j-1)列畫素進行驅動的狀態下，第j列閘極匯流排Gj 則維持低準位(L)的狀態，各源極匯流排Si ~Sm 上則分別是用來驅動第(j-1)列畫素的既定電壓Vp1 ~Vpm 。因此，在全部畫素31、32、33中，儲存電晶體Tr1 、Tr2 和Tr3 呈導通狀態。然而，因為閘極匯流排Gj 為低準位，所以驅動電晶體T11 及T12 、T21 及T22 ，和T31 及T32 未導通，其源汲極間沒有電流。
其後，在時間t1，第(j-1)列的閘極匯流排Gj-1 完全變成低準位，另一方面，第j列的閘極匯流排Gj 則變成高準位，此時開始進行第j列畫素的掃描。在此同時，與第i行之源極匯流排Si 以及第(i+3)行之源極匯流排Si+3 所對應之源極電壓選擇器16的選擇信號，例如SEL1，則呈高準位(亦即大於外部電源之供給電壓Vd 和電晶體之臨界電壓Vth之加總(Vd +Vth)的電壓)，在源極匯流排Si 和Si+3 上則出現從外部電源所供給的電壓Vd 。
此時，第一畫素31的儲存電晶體Tr1 呈導通的原來狀態。接著，由於閘極匯流排Gj 為高位準，在儲存電晶體Tr1 的源極-汲極間會流過電流，儲存電容C1 則充電至電壓VH 。另外，第二驅動電晶體T12 的閘極電極電位則等於閘極匯流排Gj 上的電壓Vg =VH ，由於電壓VH 是比第(i+1)行源極匯流排Si+1 上的既定電壓Vp(i+1) 來得高，故第二驅動電晶體T12 呈導通狀態，對應之第二液晶單元L12 上則流過電流。藉此，第二液晶單元L12 則充電至第(i+1)行源極匯流排Si+1 上的電壓Vp(i+1) 。
另外，在第二及第三畫素32、33中，則因第j列閘極匯流排Gj 上呈高準位，所以第三驅動電晶體T23 及T33 分別呈導通狀態。因此，第三驅動電晶體T23 及T33 所分別對應的第三液晶單元L23 及L33 上則流過電流。第二畫素32的液晶單元L23 則經由驅動電晶體T23 ，充電至第(i+1)行源極匯流排Si+1 上的電壓Vp(i+1) 。第三畫素33的液晶單元L33 則經由驅動電晶體T33 ，充電至第(i+2)行源極匯流排Si+2 上的電壓Vp(i+2) 。
第一畫素31的儲存電容C1 充電完成後，在時間t2，選擇信號SEL1則變成低準位(亦即小於源極驅動器12之供給電壓VS 減去電晶體臨界電壓Vth之值(VS -Vth)的電壓)，源極匯流排Si 及Si+3 上則分別出現從源極驅動器12所提供之電壓YS =Vp11 及Vp42 。第i行源極匯流排Si 上之電壓Vp11 是第一畫素31之第一液晶單元L11 動作所需的電壓。由於電壓Vp11 比閘極匯流排Gj 上的電壓Vg =VH 來得低，所以在第一畫素31中，雖然儲存電晶體Tr1 呈關閉狀態，但第三驅動電晶體T13 呈導通狀態，在對應液晶單元L13 上有電流流過。藉此，第三液晶單元L13 則會充電至驅動電壓Vp11 。另外，此時由於儲存電容C1 所充電的電壓VH ，第一及第二驅動電晶體T11 、T12 呈導通狀態，使得對應之各液晶單元L11 和L12 上分別流過電流。藉此，第一液晶單元L11 亦充電至驅動電壓Vp11 。另一方面，第二液晶單元L12 則充電到第(i+1)行源極匯流排Si+1 上的電壓Vp (i+1 )。
接著，在時間t3，則利用源極驅動器12提供新的電壓Vp12 到第(i+1)行的源極匯流排Si+1 。此電壓Vp12 是第一畫素31之第二液晶單元L12 在動作所需要的電壓。此時，雖然各畫素的電晶體狀態並沒有變化，但是第一畫素31的第二液晶單元L12 以及第二畫素32的第三液晶單元L23 ，則分別經由對應的驅動電晶體T12 、T23 ，充電至第(i+1)行源極匯流排Si+1 上的電壓Vp12 。
其後在時間t4，第j列的閘極匯流排Gj 變為低準位。因此，在所有畫素31、32及33中，第三驅動電晶體T13 、T23 和T33 均呈關閉狀態，而儲存電晶體Tr1 、Tr2 和Tr3 再次呈導通狀態。藉此，在第一畫素31中，儲存電容C1 被放電，結果使得第一及第二驅動電晶體T11 、T12 呈關閉狀態。
在時間t5，第j列的閘極匯流排Gj 再次變為高準位，在此同時，源極電壓選擇器16中與第i+1行源極匯流排Si+1 所對應的選擇信號SEL2則變為高準位，在源極匯流排Si+1 上則出現從外部電源所提供的電壓Vd 。
此時，第二畫素32的儲存電晶體Tr2 則維持原來的導通狀態。接著，由於閘極匯流排Gj 為高位準，在儲存電晶體Tr2 的源極-汲極間會流過電流，儲存電容C2 則充電至電壓VH 。另外，第二驅動電晶體T22 的閘極電極電位則等於閘極匯流排Gj 上的電壓Vg =VH ，由於電壓VH 是比第(i+2)行源極匯流排Si+2 上的既定電壓Vp(i+2) 來得高，故第二驅動電晶體T22 呈導通狀態，對應之第二液晶單元L22 上則流過電流。藉此，第二液晶單元L22 則充電至第(i+2)行源極匯流排Si+2 上的電壓Vp(i+2) 。
另外，在第一及第三畫素31、33中，則因第j列的閘極匯流排Gj 為高準位，所以第三驅動電晶體T13 及T33 分別呈導通狀態。因此，第三驅動電晶體T13 及T33 所分別對應的第三液晶單元L13 及L33 上則流過電流。然而也就是說，第三液晶單元L13 及L33 會分別充電至第i行源極匯流排Si 上的電壓Vp11 ，以及第(i+2)行源極匯流排Si+2 上的電壓Vp(i+2) 。
第二畫素32的儲存電容C2 充電完成後，在時間t6，選擇信號SEL2則變成低準位，源極匯流排Si+1 上則出現從源極驅動器12所提供之電壓VS =Vp21 。電壓Vp21 是第二畫素32之第一液晶單元L21 動作所需的電壓。由於電壓Vp21 比閘極匯流排Gj 上的電壓Vg =VH 來得低，所以在第二畫素32中，雖然儲存電晶體Tr2 呈關閉狀態，但第三驅動電晶體T23 呈導通狀態，在對應液晶單元L23 上有電流流過。藉此，第三液晶單元L23 則會充電至驅動電壓Vp21 。另外，此時由於儲存電容C2 所充電的電壓VH ，第一及第二驅動電晶體T21 、T22 呈導通狀態，使得對應之各液晶單元L21 和L22 上分別流過電流。藉此，第一液晶單元L21 亦充電至驅動電壓Vp21 。另一方面，第二液晶單元L22 則充電到第(i+2)行源極匯流排Si+2 上的電壓Vp (i+2 )。
接著，在時間t7，則利用源極驅動器12提供新的電壓Vp22 到第(i+2)行的源極匯流排Si+2 。此電壓Vp22 是用來驅動第二畫素32之第二液晶單元L22 的驅動電壓。此時，雖然各畫素的電晶體狀態並沒有變化，但是第二畫素32的第二液晶單元L22 以及第三畫素33的第三液晶單元L33 ，則分別經由對應的驅動電晶體T22 、T33 ，充電至第(i+2)行之源極匯流排Si+2 上的電壓Vp22 。
其後在時間t8，第j列的閘極匯流排Gj 變為低準位。因此，在所有畫素31、32及33中，第三驅動電晶體T13 、T23 和T33 均呈關閉狀態，而儲存電晶體Tr1 、Tr2 和Tr3 再次呈導通狀態。藉此，在第二畫素32中，儲存電容C2 被放電，結果使得第一及第二驅動電晶體T21 、T22 呈關閉狀態。
在時間t9，第j列的閘極匯流排Gj 再次變為高準位，在此同時，在源極電壓選擇器16之中與第i+2行源極匯流排Si+2 對應的選擇信號SEL3則變為高準位，在源極匯流排Si+2 上則出現從外部電源所提供的電壓Vd 。
此時，第三畫素33的儲存電晶體Tr3 呈導通的原來狀態。接著，由於閘極匯流排Gj 為高位準，在儲存電晶體Tr3 的源極-汲極間會流過電流，儲存電容C3 則充電至電壓VH 。另外，第二驅動電晶體T32 的閘極電極電位則等於閘極匯流排Gj 上的電壓Vg =VH ，由於電壓VH 是比第(i+3)行源極匯流排Si+3 上的既定電壓Vp42 來得高，故第二驅動電晶體T32 呈導通狀態，對應之第二液晶單元L32 上則流過電流。藉此，第二液晶單元L32 則充電至第(i+3)行源極匯流排Si+3 上的電壓Vp42 。
另外，在第一及第二畫素31、32中，則因第j列的閘極匯流排Gj 上為高準位，所以第三驅動電晶體T13 及T23 分別呈導通狀態。因此，第三驅動電晶體T13 及T23 所分別對應的第三液晶單元L13 及L23 上則流過電流。然而也就是說，第三液晶單元L13 及L23 會分別充電至第i行源極匯流排Si 上的電壓Vp11 ，以及第(i+1)行源極匯流排Si+1 上的電壓Vp21 。
第三畫素33的儲存電容C3 充電完成後，在時間t10，選擇信號SEL3則變成低準位，源極匯流排Si+2 上則出現從源極驅動器12所提供之電壓VS =Vp31 。電壓Vp31 是第三畫素33之第一液晶單元L31 動作所需的電壓。由於電壓Vp31 比閘極匯流排Gj 上的電壓Vg =VH 來得低，所以在第三畫素33中，雖然儲存電晶體Tr3 呈關閉狀態，但第三驅動電晶體T33 呈導通狀態，在對應之液晶單元L33 上有電流流過。藉此，第三液晶單元L33 則會充電至驅動電壓Vp31 。另外，此時由於儲存電容C3 所充電的電壓VH ，第一及第二驅動電晶體T31 、T32 呈導通狀態，使得對應之液晶單元L31 和L32 上分別流過電流。藉此，第一液晶單元L31 亦充電至驅動電壓Vp31 。另一方面，第二液晶單元L32 則充電到第(i+3)行源極匯流排Si+3 上的電壓Vp42 。
接著，在時間t11，則利用源極驅動器12，對於第i行的源極匯流排Si 以及第(i+3)行的源極匯流排Si+3 ，分別提供新的電壓Vp02 和Vp32 。此電壓Vp32 是第三畫素33之第二液晶單元L32 動作所需的電壓。此時，雖然各畫素的電晶體狀態並沒有變化，但是第三畫素33的第二液晶單元L32 則經由對應的驅動電晶體T32 ，充電至第(i+3)行源極匯流排Si+3 上的電壓Vp32 。另一方面，第一畫素31的第三液晶單元L13 則經由對應的驅動電晶體T13 ，充電至第i行源極匯流排Si 上的電壓Vp02 。
其後在時間t12，第j列的閘極匯流排Gj 變為低準位。因此，在所有畫素31、32及33中，第三驅動電晶體T13 、T23 和T33 均呈關閉狀態，而儲存電晶體Tr1 、Tr2 和Tr3 則再呈導通狀態。藉此，在第三畫素33中，儲存電容C3 被放電，結果使得第一及第二驅動電晶體T31 、T32 呈關閉狀態。
在時間t13，當第j列的閘極匯流排Gj 再次變為高準位時，在所有畫素31、32和33中，儲存電晶體Tr1 、Tr2 及Tr3 呈關閉狀態，而第三驅動電晶體T13 、T23 及T33 再次呈導通狀態。
在時間t14，在第i行之源極匯流排Si 上則出現由源極驅動器12所提供之電壓VS =Vp13 。此電壓Vp13 是第一畫素31之第三液晶單元L13 動作所需的電壓。由於閘極電極Gj 仍然是高準位的狀態，第一畫素31之第三液晶單元L13 則經由對應之第三驅動電晶體T13 ，充電至驅動電壓Vp13 。
接著，在時間t15，在第i+1行之源極匯流排Si+1 上則出現由源極驅動器12所提供之電壓VS =Vp23 。此電壓Vp23 是第二畫素32之第三液晶單元L23 動作所需的電壓。由於閘極電極Gj 仍然是高準位的狀態，第二畫素32之第三液晶單元L23 則經由對應之第三驅動電晶體T23 ，充電至驅動電壓Vp23 。
接著，在時間t16，在第i+2行之源極匯流排Si+2 上則出現由源極驅動器12所提供之電壓VS =Vp33 。此電壓Vp33 是第三畫素33之第三液晶單元L33 動作所需的電壓。由於閘極電極Gj 仍然是高準位的狀態，第三畫素33之第三液晶單元L33 則經由對應之第三驅動電晶體T33 ，充電至驅動電壓Vp33 。
最後在時間t17，第j列的閘極匯流排Gj 變為低準位。因此，在所有畫素31、32及33中，第三驅動電晶體T13 、T23 和T33 均呈關閉狀態，而儲存電晶體Tr1 、Tr2 和Tr3 則呈導通狀態。
藉由時間t1到t17間一連串的動作，便可以在各畫素31、32及33的所有液晶單元上施加所需要的電壓。
如上所述，本發明實施例中設置儲存電晶體以及儲存電容，其中儲存電晶體係連接於至少一驅動電晶體(本實施例中為兩個驅動電晶體)的控制電極與對應該列的閘極匯流排Gj 間，並且根據該行之源極匯流排Si 上的電壓而動作；儲存電容則經由此儲存電晶體，用以儲存使得至少一個驅動電晶體進行動作的電壓。藉此，便能夠對於具有複數液晶單元的畫素提供複數個不同電壓，不會降低畫素的開口面積以及穿透率。
本發明之主動矩陣型顯示裝置特別是可以用在行動電話、個人數位助理(PDA)、可攜式音樂播放機及可攜式遊戲機等可攜式裝置中。如上所述，在本發明中，由於所提供的主動矩陣型顯示裝置能夠在具有複數液晶單元的畫素上供給複數不同電壓的同時，不致於降低畫素的開口面積以及穿透率，所以就不必為保持相同開口面積及穿透率而加大裝置，因此適於應用在如可攜式裝置等比較難以加大的裝置上。然而，本發明在適用上並不限制於可攜式裝置，同樣可運用在電視機以及個人電腦(PC)等家電設備的電子裝置。由於可以利用在具有複數液晶單元的畫素上供給複數不同電壓之方式而解決“色偏”的問題，特別有利於應用在需要廣視角特性的監視器上。
變形例
至此雖然是以各畫素分割成至少三個次畫素的半穿透式顯示裝置為例進行說明，但是本發明同樣可以適用於各畫素分割成至少兩個次畫素的穿透式顯示裝置上。
第6a、6b及6c圖表示在穿透式顯示裝置中本發明之畫素結構例的電路圖。
第6a圖的畫素4a，具有兩個液晶單元La1 和La2 、分別對應於各液晶單元而設置的驅動電晶體Ta1 和Ta2 、一儲存電晶體Tr 以及一儲存電容C。液晶單元La1 和La2 兩者之一端都是連接到具有既定固定電位(例如0V)的共通匯流排Icom 。
第一液晶單元La1 之另一端則連接到對應之第一驅動電晶體Ta1 的汲極電極，而第一驅動電晶體Ta1 的源極電極則連接到第i行的源極匯流排Si 。另外，第二液晶單元La2 之另一端則連接到對應之第二驅動電晶體Ta2 的汲極電極，而第二驅動電晶體Ta2 的源極電極則連接到下一行源極匯流排Si+1 。第一及第二驅動電晶體Ta1 和Ta2 的閘極電極則共同連接到儲存電容C之一端，儲存電容C之另一端則連接到共通匯流排Icom 。
另外，第一及第二驅動電晶體Ta1 和Ta2 的閘極電極亦連接到儲存電晶體Tr 的汲極電極。儲存電晶體Tr 之源極電極連接到第j列的閘極匯流排Gj ，其閘極電極則連接到第i行之源極匯流排Si 。因此，當儲存電晶體Tr 呈導通狀態時，第j列閘極匯流排Gj 上的電壓經由儲存電晶體Tr ，向儲存電容C進行充電。其後，當儲存電晶體Tr 呈關閉狀態時，第一及第二電晶體Ta1 和Ta2 則因為儲存電容C的充電電壓而呈導通狀態，使得第i行源極匯流排Si 及下一行源極匯流排Si+1 上的電壓分別施加於第一液晶單元La1 和第二液晶單元La2 。
第6b圖的畫素4b與第6a圖的畫素4a間不同之處在於，第二液晶單元Lb2 所對應之驅動電晶體Tb2 的源極電極與第一驅動電晶體Ta1 相同，是連接到第i行之源極匯流排Si ，其閘極電極則不經由儲存電晶體Tr 而直接連接到第j列之閘極匯流排Gj 。因此，當第二驅動電晶體Tb2 呈導通狀態時，第i行源極匯流排Si 上電壓則經由第二驅動電晶體Tb2 ，施加於第二液晶單元Lb2 上。
第6c圖的畫素4c與第6a圖的畫素4a間不同之處在於，第一液晶單元Lc1 所對應之驅動電晶體Tc1 的源極電極，與第一驅動電晶體Ta1 一樣，是連接到第i行之源極匯流排Si ，其閘極電極則不經由儲存電晶體Tr 而直接連接到第j列之閘極匯流排Gj 。因此，當第一驅動電晶體Tc1 呈導通狀態時，第i行源極匯流排Si 上電壓則經由第一驅動電晶體Tc1 ，施加於第一液晶單元Lc1 上。
藉此，對於各畫素分割成至少兩個次畫素的穿透式顯示裝置，也可以適用本發明。
另外，在第6a、6b及6c圖所示之範例中，雖然其中儲存電容之一端是連接到共通匯流排Icom ，但是也可以如第3b圖所示般連接到前一列的閘極匯流排Gj-1 。另外，驅動電晶體以及儲存電晶體則可以使用n型電晶體或p型電晶體。
以上雖然就發明實施上的最佳實施例予以說明，但是本發明並非用以限定於此最佳實施例所述之內容，仍可以在不違背本發明精神的範圍內加以變更。
1．．．主動矩陣型顯示裝置
10．．．顯示部
12．．．源極驅動器
14．．．閘極驅動器
16．．．源極電壓選擇器
S1 ~Sm ．．．源極匯流排
G1 ~Gn ．．．閘極匯流排
SEL1、SEL2、SEL3．．．選擇信號
Vd ．．．固定電壓
3a、3b、31、32、33、4a、4b、4c．．．畫素
L1 ~L3 、L11 ~L33 、La1 、La2 、Lb2 、Lc1 ．．．液晶單元
T1 ~T3 、T11 ~T33 、Ta1 、Ta2 、Tb2 、Tc1 ．．．驅動電晶體
Tr 、Tr1 、Tr2 、Tr3 ．．．儲存電晶體
C、C1 ~C3 ．．．儲存電容
Icom ．．．共通匯流排
第1圖表示本發明之主動矩陣型顯示裝置結構例之示意圖。
第2圖表示第1圖中源極電壓選擇器之電路結構例的電路圖。
第3a圖及第3b圖表示本發明之畫素結構例的電路圖。
第4圖則表示以三個次畫素為一組之畫素結構例的電路圖。
第5圖表示用以說明具有如第4圖所示結構之畫素驅動動作的時序圖。
第6a圖、第6b圖及第6c圖表示本發明之另一畫素結構例的電路圖。
Si 、Si+1 ．．．源極匯流排
Gj ．．．閘極匯流排
3a、3b．．．畫素
L1 ~L3 ．．．液晶單元
T1 ~T3 ．．．驅動電晶體
Tr ．．．儲存電晶體
C．．．儲存電容
Icom ．．．共通匯流排

Claims (7)

  1. 一種主動矩陣型顯示裝置，其包括：複數畫素，其配置成以行和列構成的矩陣狀；複數源極匯流排，其係對應於上述畫素之各行而設置；複數閘極匯流排，其係對應於上述畫素之各列而設置；以及共通匯流排，其與上述複數畫素共通連接；其中，每一畫素包括：兩個以上之液晶單元；兩個以上之驅動電晶體，其係分別對應於上述液晶單元而設置，用以從上述複數源極匯流排之一者朝著上述液晶單元流過電流；一儲存電晶體，其係連接於上述兩個以上之驅動電晶體中之至少一個驅動電晶體的控制電極與對應該列之閘極匯流排間，並且根據對應該行之源極匯流排的電壓而動作；以及一儲存電容，其係連接於上述至少一個驅動電晶體的控制電極與上述共通匯流排或前一列之閘極匯流排間，透過上述儲存電晶體，用以儲存使得上述至少一個驅動電晶體進行動作的電壓；上述主動矩陣型顯示裝置更包括：一閘極驅動器，用以將代表高位準和低位準的兩個固定電壓間切換之電壓，分別提供至上述複數閘極匯流排；一源極驅動器，其透過上述複數源極匯流排，用以將 既定範圍內所切換之可變電壓，提供至上述複數畫素；以及一源極電壓選擇器，用以選擇由上述源極驅動器或外部電源提供一電壓至每一上述複數畫素；其中上述源極驅動器提供之電壓，係低於代表上述高位準的固定電壓，高於代表上述低位準的固定電壓；其中上述外部電源提供之電壓，係高於代表上述高位準的固定電壓和上述儲存電晶體之臨界電壓的加總值。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之主動矩陣型顯示裝置，其中，上述兩個以上之驅動電晶體，係分別連接於對應之液晶單元與對應該行或下一行之源極匯流排之間。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之主動矩陣型顯示裝置，其中，在上述兩個以上之驅動電晶體之中，對於其控制電極未與上述儲存電容和上述儲存電晶體連接之另一驅動電晶體，其控制電極係連接對應該列之閘極匯流排。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之主動矩陣型顯示裝置，其中：上述源極電壓選擇器具有複數串聯電路，其分別對應於上述源極匯流排而設置，並且由具有相反切換特性的兩個切換元件所構成；上述串聯電路，其一端連接至上述源極驅動器，另一端連接至上述外部電源，並且對應之源極匯流排係連接於上述兩個切換元件間。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之主動矩陣型顯示裝置，其中上述串聯電路是由p型電晶體和n型電晶體所構 成的反相器電路。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之主動矩陣型顯示裝置，其為穿透式或半穿透式的顯示裝置。
  7. 一種電子裝置，具備如申請專利範圍第1項所述之主動矩陣型顯示裝置。
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