專利名稱：電位下降減少方法以及液晶顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液晶顯示器，特別涉及一種減少饋通電位降(feed-through potential drop)的液晶顯示器。
背景技術(shù)：
液晶顯示器中包括多個柵極線與數(shù)據(jù)線，以及由柵極線與數(shù)據(jù)線交織羅列而成的像素陣列，在柵極線的信號從H-state(Vgh)轉(zhuǎn)變至L-state(Vgl)后，希望像素在一段合理的時間內(nèi)可保持其電位。上述電位由每一像素的電荷容量來保持。上述電荷部分存儲在像素電極間的液晶層，其中一像素電極與一共通電極耦接，而其余則經(jīng)由切換組件與數(shù)據(jù)線n耦接。如圖1所示，液晶層的電容表示為Clc而切換組件是一薄膜晶體管(TFT)。為增加電荷存儲容量，一電荷存儲電容Cst與上述電極并聯(lián)，而另一電容Cgs則與上述薄膜晶體管并聯(lián)。
當(dāng)柵極線m的信號從Vgh轉(zhuǎn)變至Vgl時，電容Cgs的電位降導(dǎo)致共通電極相關(guān)像素的電位下降量為ΔVf＝Cgs(Vgh-Vgl)/(Cgs+Clc+Cst)(1)該像素的電位下降(如圖2所示)是眾所周知的饋通電位降。饋通電位降顯著地影響黑白液晶顯示裝置的對比及彩色液晶顯示裝置的gamma曲線形狀。
在現(xiàn)有技術(shù)中，不同形狀的柵極線信號被用來補(bǔ)償電位降。如圖3所示，存儲電容Cst的其中一端耦接至相鄰柵極線m-1，而非共通線。此外，柵極線信號具有三種電壓電平Vgh、Vgc、及Vgl(如圖4所示)，而非兩種電壓電平Vgh及Vgl。當(dāng)柵極線m+1的信號從Vgl轉(zhuǎn)變至Vgh時，柵極線m-1的信號從Vgc轉(zhuǎn)變至Vgl。因此，像素的電位在第一步驟被拉升。當(dāng)柵極線m的信號從Vgc轉(zhuǎn)變至Vgl時，像素的電位在第二步驟被更進(jìn)一步拉升。因此，饋通電位降可部分被補(bǔ)償。以此方式，Vgc由Vgh、Vgl、Cst、及Cgs決定如下(Vgc-Vgl)Cst＝(Vgl-Vgh)Cgs(2)
此三步驟的柵極線信號僅當(dāng)存儲電容Cst耦接至柵極線時才有用，當(dāng)存儲電容Cst耦接至共通線時，不能使用此法。

發(fā)明內(nèi)容
液晶顯示器的面板具有多個像素，每一像素具有耦接至一共通線的一第一電極、經(jīng)由一薄膜晶體管(TFT)耦接至一數(shù)據(jù)線的一第二電極、及耦接第一電容端至上述第二電極的一電荷存儲電容，施加于第二電容端的電壓等于上述共通線的電壓Vcom。在柵極線信號通過后，介于第一電極與第二電極之間發(fā)生電位下降。該壓降即所熟知的饋通電位降。為補(bǔ)償此電位降，施加于電荷存儲電容的第二電容端的電壓，在柵極線信號通過后，從Vcom增至Vcom1。此電壓調(diào)整可利用兩個切換組件耦接至上述電荷存儲電容的第二端來達(dá)成。其中一切換組件由柵極線信號驅(qū)動，以使所施加電壓等于Vcom，而另一切換組件則由次一柵極線信號驅(qū)動，以使所施加電壓增至Vcom1。
在大型的液晶顯示器面板，柵極線信號用來驅(qū)動面板其中一邊至另外一邊的一整列像素，Vcom改變至Vcom1可能發(fā)生于整個面板或其中一邊而已。面板其中一邊從Vcom改變至Vcom1，而另外一邊從Vcom改變至Vcom2亦有可能。其中Vcom2可能等于或不等于Vcom1。
在半穿半反式液晶顯示器的面板中(其中每一像素具有一穿透區(qū)及一反射區(qū)，而每一區(qū)域各具有一電荷存儲電容)，一相似Vcom的變化被施加于穿透區(qū)的電荷存儲電容及反射區(qū)的電荷存儲電容。同樣地，在彩色液晶顯示器的面板中(其中每一像素具有三個彩色子像素，而每一子像素各具有一電荷存儲電容)，一相似Vcom的變化被施加于像素中每一電荷存儲電容。
此外，Vcom1可以根據(jù)液晶顯示器面板的溫度來調(diào)整。
在配合圖5至圖13來閱讀說明后，將可明了本發(fā)明的精神。


圖1是顯示現(xiàn)有技術(shù)的液晶顯示裝置的單一像素中不同電子組件的等效電路。
圖2a至圖2e是顯示如圖1所示單一像素的信號電平，其中圖2a是顯示柵極線m-1的信號電平的時序圖；圖2b是顯示柵極線m的信號電平的時序圖；
圖2c是顯示柵極線m+1的信號電平的時序圖；圖2d是顯示數(shù)據(jù)線n的信號電平的時序圖；圖2e是顯示一像素(m，n)的電壓電平的時序圖。
圖3是顯示另一現(xiàn)有技術(shù)的液晶顯示裝置的單一像素中不同電子組件的等效電路。
圖4a至圖4e是顯示如圖3所示單一像素的信號電平，其中圖4a是顯示柵極線m-1的信號電平的時序圖；圖4b是顯示柵極線m的信號電平的時序圖；圖4c是顯示柵極線m+1的信號電平的時序圖；圖4d是顯示數(shù)據(jù)線n的信號電平的時序圖；圖4e是顯示一像素(m，n)的電壓電平的時序圖。
圖5是顯示本發(fā)明的一實(shí)施例中，液晶顯示裝置的多個像素中不同電子組件的等效電路。
圖6a至圖6f是顯示如圖5所示單一像素的信號電平，其中圖6a是顯示柵極線m-1的信號電平的時序圖；圖6b是顯示柵極線m的信號電平的時序圖；圖6c是顯示柵極線m+1的信號電平的時序圖；圖6d是顯示數(shù)據(jù)線n的信號電平的時序圖；圖6e是顯示一像素(m，n)的電壓電平的時序圖；圖6f是顯示上述像素中一電荷存儲電容的電壓電平的時序圖。
圖7是顯示本發(fā)明的另一實(shí)施例中，液晶顯示裝置的多個像素中不同電子組件的等效電路。
圖8是顯示本發(fā)明的又另一實(shí)施例中，液晶顯示裝置的多個像素中不同電子組件的等效電路。
圖9是顯示本發(fā)明的一不同實(shí)施例中，液晶顯示裝置的多個像素中不同電子組件的等效電路。
圖10是顯示本發(fā)明的另一不同實(shí)施例中，液晶顯示裝置的多個像素中不同電子組件的等效電路。
圖11是顯示本發(fā)明的液晶顯示裝置的多個彩色子像素中不同電子組件的等效電路。
圖12是顯示本發(fā)明半穿半反式液晶顯示裝置的多個像素中不同電子組件的等效電路。
圖13是顯示如何施加電壓于液晶顯示面板的像素中電極的概要圖。
附圖符號說明Cgs、Cgs1、Cgs2、Clc、Cst、Cst1、Cst2、Cstr、Csg、Cstb、CR、CT～電容；TFT、TFT A、TFT B、TFT C、TFT D～薄膜晶體管(切換組件)；Vcom、Vcom1、Vcom2、VCst、Vdata、Vgc、Vgh、Vgl、Vpixel～電壓；ΔVf～共通電極相關(guān)像素的電位下降量。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明利用共通線電壓的不同信號電平來補(bǔ)償饋通電位降。如同現(xiàn)有技術(shù)，電容Clc的電位由像素電壓Vpixel及共通線信號電平Vcom來決定。對照現(xiàn)有技術(shù)，額外的電荷存儲電容Cst其中一端電壓，在Vcom與Vcom1之間切換，如圖5所示。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，這些電壓電平在信號線VCst進(jìn)入液晶顯示裝置的主動區(qū)前由TFT A及TFT B控制。如圖6所示，當(dāng)柵極線m的信號電平為高電平時(即柵極線信號m使能期間)(柵極線m+1為Vgl)，切換組件TFT A及TFT處于“ON”的狀態(tài)，但TFT B處于“OFF”的狀態(tài)?？珉娙軨lc的電位為(Vdata-Vcom)，而跨電荷存儲電容Cst的電壓亦為(Vdata-Vcom)?？珉娙軨gs的電位為(Vdata-Vgh)。上述電容的總電量為Qpixel＝(Clc+Cst)(Vdata-Vcom)+Cgs(Vdata-Vgh) (3)在柵極線m的信號電平從Vgh轉(zhuǎn)變至Vgl之后，但在柵極線m+1的信號電平轉(zhuǎn)變?yōu)閂gh之前，跨電容Clc及Cst的電位為(Vdata-ΔVf-Vcom)，而跨電容Cgs的電位為(Vdata-ΔVf-Vgl)。上述電容的總電量為Qpixel＝(Clc+Cst)(Vdata-ΔVf-Vcom)+Cgs(Vdata-ΔVf-Vgl)(4)藉由比較方程式(3)與方程式(4)，我們得到如方程式(1)所示的饋通電位降ΔVfCgs(Vgl-Vgh)＝(Clc+Cst+Cgs)(-ΔVf)(5)或?qū)懗搔f＝Cgs(Vgh-Vgl)/(Clc+Cst+Cgs)當(dāng)柵極線m+1的信號電平為Vgh時，切換組件TFT B處于“ON”的狀態(tài)。電壓VCst為Vcoml，且其充電后的總電量為Qpixel＝Cst(Vpixel-Vcom1)+Clc(Vpixel-Vcom)+Cgs(Vpixl-Vgl) (6)
為補(bǔ)償饋通電位降，我們使Vpixel＝Vdata。藉由比較方程式(3)與方程式(6)，我們得到Cst(-Vcom1)+Cgs(-Vgl)＝Cst(-Vcom)+Cgs(-Vgh)或?qū)懗蒝com1＝Vcom+(Cgs/Cst)(Vgh-Vgl)。(7)像素(m，n)在不同構(gòu)成組件的信號電平顯示于圖6。尤其是電容Cgs、Clc、及Cst所共有的信號電平Vpixel顯示于圖6e。如圖所示，在電壓VCst從Vcom轉(zhuǎn)變?yōu)閂com1之后，Vpixel的電壓電平一直增加直至各電容的電荷達(dá)成平衡為止。
該實(shí)施例說明施加相異共通線電壓于電荷存儲電容，可藉由改善饋通電位降的效應(yīng)來改善液晶顯示裝置的效能。
在大面積的液晶顯示裝置中，有時候右邊的饋通電位降不同于左邊的饋通電位降。在裝置的相異邊可使用相異的共通線電壓。例如，補(bǔ)償饋通電位降可僅施行于液晶顯示裝置的左邊，如圖7所示。如圖所示，在Vcom與Vcom1之間的切換僅施行于液晶顯示裝置的左邊。在液晶顯示裝置的右邊，則如同現(xiàn)有技術(shù)，電容Clc及Cst兩者皆耦接于Vcom。
如圖8所示的另一實(shí)施例，經(jīng)由控制TFT A及TFT B使得液晶顯示裝置左邊的共通線電壓在Vcom與Vcom1之間切換，但是液晶顯示裝置右邊的共通線電壓在Vcom與Vcom2之間的切換，則經(jīng)由TFT C及TFT D來控制。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，是在單一像素中使用兩電荷存儲電容Cst1及Cst2，而非如圖5所示的單一電荷存儲電容Cst。如圖9所示，電荷存儲電容Cst1的耦接方式與圖5的電荷存儲電容Cst相同，而電荷存儲電容Cst2則耦接至柵極線m+1。因此，在柵極線m+1的信號電平從Vgl轉(zhuǎn)變?yōu)閂gh之后，饋通電位降可藉由將電荷存儲電容Cst1的電壓從Vcom轉(zhuǎn)變?yōu)閂com1，以及電荷存儲電容Cst2的電壓從Vgl轉(zhuǎn)變?yōu)閂gh來減少。
在本發(fā)明又另一實(shí)施例中，Vcom1是可變動而非固定的。如圖10所示，溫度感應(yīng)器經(jīng)由電壓調(diào)制器來改變Vcom1的信號電平。一般說來，當(dāng)周遭的溫度改變，液晶的效能亦隨之改變。為保持相同的效能，液晶的驅(qū)動電壓應(yīng)可調(diào)節(jié)。當(dāng)溫度感應(yīng)器偵測到周遭溫度改變，便傳遞信息至電壓調(diào)制器，于是電壓調(diào)制器依據(jù)此信息以調(diào)節(jié)驅(qū)動電壓。
值得一提的是，如圖5及圖7至圖10所示的實(shí)施例，不但可用于黑白液晶顯示裝置亦可用于彩色液晶顯示裝置。例如，在彩色液晶顯示裝置中，一像素被分成三個彩色子像素R、G、與B，其中不同子像素的電荷存儲電容Cstr、Cstg、與Cstb所被施加的電壓在Vcom與Vcom1之間切換，如圖11所示。一般而言，存儲電容Cstr、Cstg、與Cstb可設(shè)計為具有相異值。因此，每一彩色子像素的電位所補(bǔ)償?shù)闹狄嘞喈悺Ｔ摬町愔凳且罁?jù)gamma曲線需求而定的。此外，在Vcom與Vcom1之間切換的方式，可應(yīng)用于半穿半反式液晶顯示器(其中每一像素被分成一穿透區(qū)及一反射區(qū))。如該技術(shù)所熟知，穿透區(qū)具有一穿透電極而反射區(qū)另具有一反射電極。如圖12所示，穿透電極的電荷容量以CT來表示，而反射電極的電荷容量以CR來表示。每一區(qū)域各具其獨(dú)自的TFT、Cgs、及Cst。此處下標(biāo)1及2，各代表穿透區(qū)及反射區(qū)。
另外，在圖5及圖7至圖11中，Clc是如圖13所示介于兩電極間液晶層的電容。如圖13所示，一像素(m，n)包括一第一電極及一第二電極。該像素(m，n)典型地反映了圖5所示。如圖所示，第一電極耦接至Vcom而第二電極耦接至切換組件TFT、電容Cgs、及電容Cst。
簡而言之，本發(fā)明利用不同信號階段的Vcom值來改善饋通電位降的效應(yīng)。在不同Vcom間切換的方式，可用來調(diào)整液晶顯示裝置的主動區(qū)中所有或部分像素的存儲電容的電位。
本發(fā)明雖以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明的范圍，任何熟習(xí)此項(xiàng)技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可做些許的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的申請專利范圍所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種電位下降減少方法，適用于一液晶顯示器，上述液晶顯示器具有提供柵極線信號的多個柵極線、提供數(shù)據(jù)信號的多個數(shù)據(jù)線、以及排列在多個像素列上的多個像素，每一像素具有一第一電極，一第二電極以及一液晶層節(jié)段，設(shè)置在上述第一電極與第二電極之間，上述第一電極電性耦接至一第一電壓，而上述第二電極經(jīng)由一切換組件電性耦接至一數(shù)據(jù)線，以便在一柵極線信號使能期間接收一數(shù)據(jù)信號，而達(dá)到上述液晶層節(jié)段的電位，上述像素更包括一電荷存儲電容，具有一第一電容端與一第二電容端，上述第一電容端電性耦接至上述第二電極，上述電位下降減少方法包括下列步驟在上述柵極線信號使能期間，施加一第二電壓于上述電荷存儲電容的第二電容端；以及在上述柵極線信號通過后，施加一第三電壓于上述電荷存儲電容的第二電容端，其中，至少部分上述多個像素的上述第三電壓高于上述第二電壓。
2.如權(quán)利要求1所述的電位下降減少方法，其中，每一上述像素列具有一第一邊及相對的一第二邊，且部分上述多個像素位于上述第一邊，而其余上述多個像素則位于上述第二邊，此外，上述第二電壓大體上等于上述第一電壓。
3.如權(quán)利要求2所述的電位下降減少方法，其中，上述其余像素的上述第三電壓大體上等于上述第二電壓。
4.如權(quán)利要求2所述的電位下降減少方法，其中，上述其余像素的上述第三電壓亦大于上述第二電壓。
5.如權(quán)利要求2所述的電位下降減少方法，其中，上述其余像素的上述第三電壓不同于上述部分像素的上述第三電壓。
6.如權(quán)利要求1所述的電位下降減少方法，其中，上述多個像素列包括一像素列m及一相鄰像素列m+1，而上述多個柵極線包括一柵極線m，用來驅(qū)動上述像素列m，及一柵極線m+1，用來驅(qū)動上述像素列m+1，且其中上述柵極線信號是提供給上述柵極線m以驅(qū)動上述像素列m，一子?xùn)艠O線信號是提供給上述柵極線m+1以驅(qū)動上述像素列m+1，以及上述第三電壓在上述子?xùn)艠O線信號使能期間被施加于上述電荷存儲電容的第二電容端。
7.如權(quán)利要求6所述的電位下降減少方法，其中，每一像素更包括一額外電荷存儲電容，上述額外電荷存儲電容具有一第三電容端與一第四電容端，上述第三電容端電性耦接至上述第二電極，而上述第四電容端電性耦接至上述柵極線m+1。
8.如權(quán)利要求4所述的電位下降減少方法，其中，上述第三電壓隨液晶顯示器溫度的不同而有所變化。
9.如權(quán)利要求2所述的電位下降減少方法，其中，上述液晶顯示器是一半穿半反式顯示器，且每一像素具有一穿透子像素及一反射子像素，在上述穿透子像素中上述第二電極包括一穿透電極，上述反射子像素具有一第三電極，經(jīng)由另一切換組件電性耦接至上述數(shù)據(jù)線，以便在上述柵極線信號使能期間接收上述數(shù)據(jù)信號，上述反射子像素更包括一額外電荷存儲電容，具有一第一電容端與一第二電容端，上述第一電容端電性耦接至上述第三電極，而上述方法更包括施加上述第三電壓于上述額外電荷存儲電容的第二電容端。
10.如權(quán)利要求2所述的電位下降減少方法，其中，上述液晶顯示器是一彩色顯示器，且每一像素具有一第一彩色子像素、一第二彩色子像素、及一第三彩色子像素，其中上述第二電極包括在上述第一彩色子像素中一第一子電極、在上述第二彩色子像素中一第二子電極、及在上述第三彩色子像素中一第三子電極，上述第一子電極電性耦接至上述電荷存儲電容的第一電容端，其中上述第二彩色子像素更包括一第二電荷存儲電容，具有一第一電容端與一第二電容端，上述第一電容端電性耦接至上述第二子電極，且上述第三彩色子像素更包括一第三電荷存儲電容，具有一第一電容端與一第二電容端，上述第一電容端電性耦接至上述第三子電極，上述方法更包括施加上述第三電壓于上述第二電荷存儲電容的第二電容端，及上述第三電荷存儲電容的第二電容端。
11.一種液晶顯示器，具有排列在多個像素列上的多個像素、提供柵極線信號的多個柵極線、以及提供數(shù)據(jù)信號給上述多個像素的多個數(shù)據(jù)線，每一像素具有一切換組件，一第一電極，一第二電極，一液晶層節(jié)段，置于上述第一電極與第二電極之間，上述第一電極電性耦接至一第一電壓，而上述第二電極經(jīng)由上述切換組件電性耦接至一數(shù)據(jù)線，以便在一柵極線信號使能期間接收一數(shù)據(jù)信號，以及一電荷存儲電容，具有一第一電容端與一第二電容端，上述第一電容端電性耦接至上述第二電極，上述液晶顯示器包括一電壓源，耦接至上述電荷存儲電容的第二電容端，以便在上述柵極線信號使能期間，施加上述第一電壓于上述電荷存儲電容，以及在上述柵極線信號通過后，施加一第二電壓于上述電荷存儲電容，其中至少部分上述多個像素的上述第二電壓高于上述第一電壓。
12.如權(quán)利要求11所述的液晶顯示器，其中，每一上述像素列具有一第一邊及一相對的第二邊，且部分上述多個像素位于上述第一邊，而其余上述多個像素則位于上述第二邊。
13.如權(quán)利要求12所述的液晶顯示器，其中，上述其余像素的第二電壓大體上等于上述第一電壓。
14.如權(quán)利要求12所述的液晶顯示器，其中，上述其余像素的上述第二電壓亦大于上述第一電壓。
15.如權(quán)利要求12所述的液晶顯示器，其中，上述部分像素的上述第二電壓不同于上述其余像素的上述第二電壓。
16.如權(quán)利要求11所述的液晶顯示器，其中，上述多個像素列包括一像素列m及一相鄰像素列m+1，而上述多個柵極線包括一柵極線m，用來驅(qū)動上述像素列m，及一柵極線m+1，用來驅(qū)動上述像素列m+1，且其中上述柵極線信號提供給上述柵極線m，用來驅(qū)動上述像素列m；一子?xùn)艠O線信號提供給上述柵極線m+1，用來驅(qū)動上述像素列m+1；以及上述第二電壓，在上述子?xùn)艠O線信號使能期間被施加于上述電荷存儲電容的第二電容端。
17.如權(quán)利要求16所述的液晶顯示器，其中，每一像素更包括一額外電荷存儲電容，上述額外電荷存儲電容具有一第一電容端與一第二電容端，上述第一電容端電性耦接至上述第二電極，而上述第二電容端電性耦接至上述柵極線m+1。
18.如權(quán)利要求14所述的液晶顯示器，更包括一溫度感應(yīng)器耦接至上述電壓源，上述溫度感應(yīng)器感應(yīng)上述液晶顯示器的一溫度，以提供上述所感應(yīng)溫度的一信號指示，再據(jù)以改變上述第二電壓。
19.如權(quán)利要求12所述的液晶顯示器，其中，每一像素具有一穿透子像素及一反射子像素，且其中在上述穿透子像素中上述第二電極包括一穿透電極；而上述反射子像素包括一第三電極，經(jīng)由另一切換組件電性耦接至上述數(shù)據(jù)線，以便在上述柵極線信號使能期間接收上述數(shù)據(jù)信號，上述反射子像素更包括一額外電荷存儲電容，具有一第一電容端與一第二電容端，上述第一電容端電性耦接至上述第三電極，且其中上述第二電壓亦被施加于上述額外電荷存儲電容的第二電容端。
20.如權(quán)利要求12所述的液晶顯示器，其中每一像素具有一第一彩色子像素、一第二彩色子像素、及一第三彩色子像素，且其中上述第二電極包括在上述第一彩色子像素中一第一子電極(sub-electrode)、在上述第二彩色子像素中一第二子電極、及在上述第三彩色子像素中一第三子電極，上述第一子電極電性耦接至上述電荷存儲電容的第一電容端，其中上述第二彩色子像素更包括一第二電荷存儲電容，具有一第一電容端與一第二電容端，上述第一電容端電性耦接至上述第二子電極；且上述第三彩色子像素更包括一第三電荷存儲電容，具有一第一電容端與一第二電容端，上述第一電容端電性耦接至上述第三子電極，且其中上述第二電壓亦被施加于上述第二電荷存儲電容的第二電容端，及上述第三電荷存儲電容的第二電容端。
全文摘要
在液晶顯示器的像素中，像素電壓通常在柵極線信號通過后下降。為補(bǔ)償此壓降，施加于像素中電荷存儲電容的電壓，在柵極線信號通過后，從V
文檔編號G02F1/133GK1804710SQ20061000506
公開日2006年7月19日 申請日期2006年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月15日
發(fā)明者黃雪瑛 申請人:友達(dá)光電股份有限公司