TWI556218B - 畫素及其驅動方法 - Google Patents

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Description

畫素及其驅動方法
本發明係關於一種畫素及其驅動方法，尤指一種可提昇電極間相位差並提昇液晶穿透度的畫素及其驅動方法。
液晶顯示器(Liquid Crystal Display，LCD)及發光二極體(light emitting diode,LED)顯示器因具有外型輕薄、省電以及無輻射等優點，已被廣泛地應用於多媒體播放器、行動電話、個人數位助理(PDA)、電腦顯示器、或平面電視等電子產品上。
為了提升液晶顯示器的響應速率，藍相液晶已被提出。藍相液晶是一種介於澄清相(isotropic phase)與膽固醇液晶相(chlosteric phase)之間的液晶相，且必須利用類似IPS(in-plane switch)電極產生的橫向電場來驅動。IPS面板具有廣視角、響應速度快，且色彩還原準確等優點，但在IPS模式驅動下，液晶有穿透度偏低的缺點，其原因為水平電場的有效範圍過小，造成電極之間相位差不足，且藍相液晶使用IPS電極時亦具有相同的問題。
本發明之一實施例係關於一種驅動畫素之方法，該畫素包含第一電極，第二電極及第三電極，該第一電極與該第二電極係形成於下 基板上，該第三電極係形成於上基板上，且位於該第一電極與該第二電極之間的上方，該上基板與該下基板之間形成有液晶。該方法包含對該第一電極提供第一資料電壓、對該第二電極提供第二資料電壓，及對該第三電極提供共電壓。該共電壓實質上係為該第一資料電壓與該第二資料電壓的平均值。
本發明之另一實施例係關於一種驅動畫素之方法，該畫素包含一第一電極、一第二電極及一第三電極。該第一電極與該第二電極係形成於一下基板上，該第三電極係形成於一上基板上，且位於該第一電極與該第二電極之間的上方，該上基板與該下基板之間形成有液晶。該方法包含對該第一電極提供一第一資料電壓、對該第二電極提供一第一共電壓，及對該第三電極提供一實質上為該第一資料電壓與該第一共電壓的平均值之第一平均電壓。該第一共電壓的電位係低於該第一資料電壓。
本發明之另一實施例係關於一種畫素，包含上基板、下基板、第一電極、第二電極及第三電極。該上基板與該下基板之間形成有液晶。該第一電極係形成於該下基板上，用以於第N圖框提供第一資料電壓，及於第N+1圖框提供第三資料電壓。該第二電極係形成於該下基板上，用以於該第N圖框提供第二資料電壓，及於該第N+1圖框提供第四資料電壓。該第三電極係形成於該上基板上，且位於該第一電極與該第二電極之間的上方，用以提供共電壓。該共電壓於該第N圖框及於該第N+1圖框具有相同的電位，該共電壓實質上 係為該第一資料電壓與該第二資料電壓的平均值，該共電壓實質上係為該第三資料電壓與該第四資料電壓的平均值，該第一資料電壓及該第四資料電壓係大於該共電壓，該第二資料電壓與該第三資料電壓係小於該共電壓，且N係為正整數。
本發明之另一實施例係關於一種畫素，包含上基板、下基板，第一電極、第二電極及第三電極。該上基板與該下基板之間形成有液晶。該第一電極係形成於該下基板上，用以於第N圖框提供第一資料電壓，及於第N+1圖框提供第二資料電壓。該第二電極係形成於該下基板上，用以於該第N圖框提供第一共電壓，及於該第N+1圖框提供第二共電壓。該第三電極係形成於該上基板上，且位於該第一電極與該第二電極之間的上方，用以於該第N圖框提供實質上為該第一資料電壓與該第一共電壓的平均值之第一平均電壓，及於該第N+1圖框提供實質上為該第二資料電壓與該第二共電壓的平均值之第二平均電壓。該第一共電壓的電位係低於該第一資料電壓，該第二共電壓的電位係高於該第二資料電壓，且N係為正整數。
透過本發明實施例的設置，畫素中水平電場的有效範圍可被大幅增加，進而提昇畫素中電極間的相位差，並提昇液晶的穿透度。此外，本發明實施例中，畫素中的液晶可以使用藍相液晶來取代，因此透過本發明，可解決藍相液晶操作在IPS模式下造成畫素中電極間相位差不足的問題，並提昇藍相液晶的穿透度。
在說明書及後續的申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。所屬領域中具有通常知識者應可理解，製造商可能會用不同的名詞來稱呼同樣的元件。本說明書及後續的申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區別元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區別的基準。在通篇說明書及後續的請求項當中所提及的「包含」係為開放式的用語，故應解釋成「包含但不限定於」。此外，「耦接」一詞在此係包含任何直接及間接的電氣連接手段。因此，若文中描述第一裝置係耦接於第二裝置，則代表該第一裝置可直接連接於該第二裝置，或透過其他裝置或連接手段間接地連接至該第二裝置。
下文依本發明特舉實施例配合所附圖式作詳細說明，但所提供之實施例並非用以限制本發明所涵蓋的範圍，而方法流程步驟編號更非用以限制其執行先後次序，任何由方法步驟重新組合之執行流程，所產生具有均等功效的方法，皆為本發明所涵蓋的範圍。
請參考第1圖、第2圖及第3A圖，第1圖係為本發明第一實施例畫素100之示意圖，第2圖係為對第1圖畫素100提供資料電壓之時序圖，且第3A圖係為第1圖畫素100的電路示意圖。如第1圖及第2圖所示，畫素100包含上基板20、下基板30、第一電極1、第二電極2及第三電極3。上基板20與下基板30之間形成有液晶40，且上基板20包含顏色過濾器550(color filter)。第一電極1係耦 接於第一資料線DL1，並用以接收由第一資料線DL1所傳送的資料電壓；第二電極2係耦接於第二資料線DL2，並用以接收由第一資料線DL1所傳送的資料電壓；第三電極3係耦接於共電壓源COM，並用以接收由共電壓源COM所傳送的共電壓。第一電極1係形成於下基板30上，用以於顯示器的第N圖框(frame)提供第一資料電壓V1，及於第N+1圖框提供第三資料電壓V3。第二電極2係形成於下基板30上，用以於顯示器的第N圖框提供第二資料電壓V2，及於顯示器的第N+1圖框提供第四資料電壓V4。第三電極3係形成於上基板20上，且位於第一電極1與第二電極2之間的上方，用以提供共電壓V5。如第2圖所示，共電壓V5於第N圖框及於第N+1圖框具有相同的電位，且共電壓V5實質上係為第一資料電壓V1與第二資料V2電壓的平均值，且實質上係為第三資料電壓V3與第四資料V4電壓的平均值。此外，第一資料電壓V1及第四資料電壓V4係大於共電壓V5，第二資料電壓V2與第三資料電壓V3係小於共電壓COM，且N係為正整數。
請參考第3B圖，第3B圖係為第1圖畫素100的比例示意圖。如第3B圖所示，每一相鄰之第三電極3之間具有間距R，且每一第一電極1、第二電極2具有寬度W，間距R與寬度W的較佳比例為5W≧R≧1.5W，但本發明不限於此，例如第一電極1第二電極2可以設置為不同寬度，且間距R與寬度W可設置為其他比例。
在第3A圖中，畫素100包含畫素單元300，畫素單元300包含 第一開關Q1、第二開關Q2、液晶電容Clc、第一儲存電容Cst1及第二儲存電容Cst2。第一開關Q1的第一端係耦接於第一資料線DL1，控制端係耦接至第一閘極線GL1，用以根據第一閘極線GL1的準位開啟或關閉，第二端係耦接至第一電極1。第一電極1係耦接於液晶電容Clc及第一儲存電容Cst1。第二開關Q2的第一端係耦接至第二電極2，控制端係耦接至第一閘極線GL1，用以根據第一閘極線GL1的準位開啟或關閉，第二端係耦接至第二資料線DL2，而第二電極2係耦接於液晶電容Clc及第二儲存電容Cst2。當第一開關Q1、第二開關Q2開啟時，將會接收第一資料線DL1、第二資料線DL2傳來的訊號。此外，第一儲存電容Cst1係用以儲存第一資料線DL1傳來的訊號，且第二儲存電容Cst2係用以儲存第二資料線DL2傳來的訊號。
請參考第4圖，第4圖係為本發明驅動畫素100之流程圖，說明如下：步驟402：開始；步驟404：於第N圖框對第一電極1提供第一資料電壓V1、對第二電極2提供第二資料電壓V2，及對第三電極3提供共電壓V5；步驟406：於第N+1圖框對第一電極1提供第三資料電壓V3、對第二電極2提供第四資料電壓V4，及持續對第三電極3提供共電壓V5；步驟408：結束。
在第一實施例中，由於共電壓V5實質上係為第一資料電壓V1與第二資料電壓V2的平均值，也就是說，共電壓V5的準位係介於第一資料電壓V1的準位與第二資料電壓V2的準位之間。因此，第三電極3的電位大小係介於第一電極1的電位與第二電極2的電位之間。在此設置下，第三電極3分別與第一電極1、第二電極2之間形成斜向電場，而第三電極3與第一電極1之間的斜向電場的水平分量會和第三電極3與第二電極2之間的斜向電場的水平分量同方向。舉例來說，在顯示器的第N圖框時，第一電極1的準位(即第一資料電壓V1)係大於第三電極3的準位(即共電壓V5)，第二電極2的準位(即第二資料電壓V2)係小於第三電極3(即共電壓V5)的準位，因此，第三電極3會分別與第一電極1、第二電極2形成相同方向的水平電場；同理，在顯示器的第N+1圖框時，第一電極1的準位(即第三資料電壓V3)係小於第三電極3的準位(即共電壓V5)，第二電極2的準位(即第四資料電壓V4)係大於第三電極3(即共電壓V5)的準位，因此第三電極3也會分別與第一電極1、第二電極2形成相同方向的水平電場。
透過本發明第一實施例的設置，由於第三電極3分別與第一電極1、第二電極2之間形成斜向電場，畫素100中水平電場的有效範圍可被大幅增加，進而提昇畫素100中電極間的相位差，並提昇液晶40的穿透度。此外，本發明實施例中，畫素100中的液晶40可以使用藍相液晶來取代，因此透過本發明，可解決藍相液晶操作在IPS 模式下造成畫素中電極間相位差不足的問題，並提昇藍相液晶的穿透度。
請參考第5圖、第6圖及第7圖，第5圖係為本發明第二實施例畫素500之示意圖，第6圖係為對第5圖畫素500提供資料電壓之時序圖，第7圖係為第5圖畫素500的電路示意圖。畫素500與畫素100的差別在於，畫素500中，第一電極1係耦接於第一資料線DL1，第二電極2係依序耦接於提供第一共電壓V6之第一電壓源COM1，及提供第二共電壓V7之第二電壓源COM2。此外，上基板20包含顏色過濾器550。第一電極1、第二電極2、第三電極3的較佳設置方式可參考第3B圖，於此不再贅述。
在第二實施例中，第一電極1係用以於第N圖框提供第一資料電壓V8，及於第N+1圖框提供第二資料電壓V9。第二電極2係用以於第N圖框提供第一共電壓V6，及於第N+1圖框提供第二共電壓V7。第三電極3係耦接於訊號源CF，且第三電極3係用以於第N圖框提供實質上為第一資料電壓V8與第一共電壓V6的平均值之第一平均電壓VA1，及於第N+1圖框提供實質上為第二資料電壓V9與第二共電壓V7的平均值之第二平均電壓VA2。第一共電壓VA1的電位係低於第一資料電壓V8，第二共電壓VA2的電位係高於第二資料電壓V9，且N係為正整數。
在第7圖中，畫素500包含畫素單元700，畫素單元700包含第 一開關Q1、第三開關Q3、液晶電容Clc、第一液晶電容Clc1、第二液晶電容Clc2及第一儲存電容Cst1。第一開關Q1的第一端係耦接於第一資料線DL1，控制端係耦接至第一閘極線GL1，用以根據第一閘極線GL1的準位開啟或關閉，第二端係耦接至第一電極1。第一電極1係耦接於液晶電容Clc、第一液晶電容Clc1及第一儲存電容Cst1。第三開關Q3的第一端係耦接至第三電極3，控制端係耦接至第二閘極線GL2，用以根據第二閘極線GL2的準位開啟或關閉，第二端係耦接至訊號源CF，而第三電極3係耦接於液晶電容Clc及第二液晶電容Clc2。當第一開關Q1及第三開關Q3開啟時，將會接收第一資料線DL1、訊號源CF傳來的訊號。此外，第一儲存電容Cst1係用以儲存第一資料線DL1傳來的訊號，第一液晶電容Clc1係耦接於第一電極1與第二電極2之間，且第二液晶電容Clc2係耦接於第三電極3與第二電極2之間。
請參考第8圖，第8圖係為本發明，驅動畫素500之流程圖，說明如下：步驟802：開始；步驟804：於第N圖框對第一電極1提供第一資料電壓V8、對第二電極2提供第一共電壓V6，及對第三電極3提供第一平均電壓VA1；步驟806：於第N+1圖框對第一電極1提供第二資料電壓V9、對第二電極2提供第二共電壓V7，及對第三電極3提供第二平均電壓VA2； 步驟808：結束。
在第二實施例中，由於第一平均電壓VA1實質上係為第一資料電壓V8與第一共電壓V6電壓的平均值，也就是說，第一平均電壓VA1的準位係介於第一資料電壓V8的準位與第一共電壓V6的準位之間。因此，第三電極3的電位大小係介於第一電極1的電位與第二電極2的電位之間。在此設置下，第三電極3分別與第一電極1、第二電極2之間形成斜向電場，而第三電極3與第一電極1之間的斜向電場的水平分量會和第三電極3與第二電極2之間的斜向電場的水平分量同方向。舉例來說，在顯示器的第N圖框時，第一電極1的準位(即第一資料電壓V8)係大於第三電極3的準位(即第一平均電壓VA)，第二電極2的準位(即第一共電壓V6)係小於第三電極3(即第一平均電壓VA)的準位，因此第三電極3會分別與第一電極1、第二電極2形成相同方向的水平電場；同理，在顯示器的第N+1圖框時，第一電極1的準位(即第二資料電壓V9)係小於第三電極3的準位(即第二平均電壓VA2)，第二電極2的準位(即第二共電壓V7)係大於第三電極3(即第二平均電壓VA2)的準位，因此，第三電極3也會分別與第一電極1、第二電極2形成相同方向的水平電場。
透過本發明第二實施例的設置，由於第三電極3分別與第一電極1、第二電極2之間形成斜向電場，畫素500中水平電場的有效範圍可被大幅增加，進而提昇畫素500中電極間的相位差，並提昇液晶 40的穿透度。此外，本發明實施例中，畫素500中的液晶40可以使用藍相液晶來取代，因此透過本發明，可解決藍相液晶操作在IPS模式下造成畫素中電極間相位差不足的問題，並提昇藍相液晶的穿透度。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
1‧‧‧第一電極
2‧‧‧第二電極
3‧‧‧第三電極
20‧‧‧上基板
30‧‧‧下基板
40‧‧‧液晶
100、500‧‧‧畫素
550‧‧‧顏色過濾器
300、700‧‧‧畫素單元
DL1‧‧‧第一資料線
DL2‧‧‧第二資料線
COM‧‧‧共電壓源
V1、V8‧‧‧第一資料電壓
V3‧‧‧第三資料電壓
V2、V9‧‧‧第二資料電壓
V4‧‧‧第四資料電壓
V5‧‧‧共電壓
Q1‧‧‧第一開關
Q2‧‧‧第二開關
Q3‧‧‧第三開關
Clc‧‧‧液晶電容
Clc1‧‧‧第一液晶電容
Clc2‧‧‧第二液晶電容
Cst1‧‧‧第一儲存電容
Cst2‧‧‧第二儲存電容
GL1‧‧‧第一閘極線
GL2‧‧‧第二閘極線
402至408、802至808‧‧‧步驟
V6‧‧‧第一共電壓
V7‧‧‧第二共電壓
COM1‧‧‧第一電壓源
COM2‧‧‧第二電壓源
CF‧‧‧訊號源
R‧‧‧間距
W‧‧‧寬度
第1圖係為本發明第一實施例畫素之示意圖。
第2圖係為對第1圖畫素提供資料電壓之時序圖。
第3A圖係為第1圖畫素的電路示意圖。
第3B圖係為第1圖畫素的比例示意圖。
第4圖係為本發明驅動畫素之流程圖。
第5圖係為本發明第二實施例畫素之示意圖。
第6圖係為對第5圖畫素提供資料電壓之時序圖。
第7圖係為第5圖畫素的電路示意圖。
第8圖係為本發明驅動畫素之流程圖。
1‧‧‧第一電極
2‧‧‧第二電極
3‧‧‧第三電極
20‧‧‧上基板
30‧‧‧下基板
40‧‧‧液晶
100‧‧‧畫素

Claims (11)

  1. 一種驅動畫素之方法，該畫素包含一第一電極，一第二電極及一第三電極，該第一電極與該第二電極係形成於一下基板上，該第三電極係形成於一上基板上，且位於該第一電極與該第二電極之間的上方，該第三電極和一相鄰畫素的第三電極是間隔設置，該上基板與該下基板之間形成有液晶，該方法包含：對該第一電極提供一第一資料電壓；對該第二電極提供一第二資料電壓；及對該第三電極提供一共電壓；其中該共電壓實質上係為該第一資料電壓與該第二資料電壓的平均值。
  2. 如請求項1所述之方法，另包含：對該第一電極提供一第三資料電壓；及對該第二電極提供一第四資料電壓；其中該共電壓實質上係為該第三資料電壓與第四資料電壓的平均值，該第一資料電壓及該第四資料電壓係大於該共電壓，且該第二資料電壓與該第三資料電壓係小於該共電壓。
  3. 如請求項2所述之方法，其中：對該第一電極提供該第一資料電壓，係為於一第N圖框對該第一電極提供該第一資料電壓； 對該第二電極提供該第二資料電壓，係為於該第N圖框對該第二電極提供該第二資料電壓；對該第一電極提供該第三資料電壓，係為於一第N+1圖框對該第一電極提供該第三資料電壓；及對該第二電極提供該第四資料電壓，係為於該第N+1圖框對該第二電極提供該第四資料電壓；其中N係為正整數。
  4. 一種驅動畫素之方法，該畫素包含一第一電極，一第二電極及一第三電極，該第一電極與該第二電極係形成於一下基板上，該第三電極係形成於一上基板上，且位於該第一電極與該第二電極之間的上方，該第三電極和一相鄰畫素的第三電極是間隔設置，該上基板與該下基板之間形成有液晶，該方法包含：對該第一電極提供一第一資料電壓；對該第二電極提供一第一共電壓，該第一共電壓的電位係低於該第一資料電壓；及對該第三電極提供一實質上為該第一資料電壓與該第一共電壓的平均值之第一平均電壓。
  5. 如請求項4所述之方法，另包含：對該第一電極提供一第二資料電壓；對該第二電極提供一第二共電壓，該第二共電壓的電位係高於該第二資料電壓；及 對該第三電極提供一實質上為該第二資料電壓與該第二共電壓的平均值之第二平均電壓。
  6. 如請求項5所述之方法，其中：對該第一電極提供該第一資料電壓，係為於一第N圖框對該第一電極提供該第一資料電壓；對該第二電極提供該第一共電壓，係為於該第N圖框對該第二電極提供該第一共電壓；對該第三電極提供該第一平均電壓，係為於該第N圖框對該第三電極提供該第一平均電壓；對該第一電極提供該第二資料電壓，係為於一第N+1圖框對該第一電極提供該第二資料電壓；對該第二電極提供該第二共電壓，係為於該第N+1圖框對該第二電極提供該第二共電壓；及對該第三電極提供該第二平均電壓，係為於該第N+1圖框對該第三電極提供該第二平均電壓；其中N係為正整數。
  7. 一種藍相畫素，包含：一上基板；一下基板，該上基板與該下基板之間形成有藍相液晶；一第一電極，形成於該下基板上，用以於一第N圖框提供一第一資料電壓，及於一第N+1圖框提供一第三資料電壓； 一第二電極，形成於該下基板上，用以於該第N圖框提供一第二資料電壓，及於該第N+1圖框提供一第四資料電壓；及一第三電極，形成於該上基板上，且位於該第一電極與該第二電極之間的上方，用以提供一共電壓；其中該共電壓於該第N圖框及於該第N+1圖框具有相同的電位，該共電壓實質上係為該第一資料電壓與該第二資料電壓的平均值，該共電壓實質上係為該第三資料電壓與該第四資料電壓的平均值，該第一資料電壓及該第四資料電壓係大於該共電壓，該第二資料電壓與該第三資料電壓係小於該共電壓，且N係為正整數。
  8. 如請求項第7項所述之藍相畫素，其中該第一電極係耦接於一第一資料線，該第二電極係耦接於一第二資料線，及該第三電極係耦接於一共電壓源。
  9. 一種畫素，包含：一上基板；一下基板，該上基板與該下基板之間形成有液晶；一第一電極，形成於該下基板上，用以於一第N圖框提供一第一資料電壓，及於一第N+1圖框提供一第二資料電壓；一第二電極，形成於該下基板上，用以於該第N圖框提供一第一共電壓，及於該第N+1圖框提供一第二共電壓；及一第三電極，形成於該上基板上，且位於該第一電極與該第二 電極之間的上方，用以於該第N圖框提供一實質上為該第一資料電壓與該第一共電壓的平均值之第一平均電壓，及於該第N+1圖框提供一實質上為該第二資料電壓與該第二共電壓的平均值之第二平均電壓；其中該第一共電壓的電位係低於該第一資料電壓，該第二共電壓的電位係高於該第二資料電壓，且N係為正整數。
  10. 如請求項9所述之畫素，其中：該第一電極係耦接於一資料線；及該第二電極係依序耦接於提供該第一共電壓之一第一電壓源，及提供該第二共電壓之一第二電壓源。
  11. 如請求項7或9所述之畫素，其中該上基板包含一顏色過濾器(color filter)。
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