一種液晶顯示器的驅動方法及像素排列結構的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種液晶顯示器的驅動方法及像素排列結構。像素排列結構包括：復數條數據線、復數條掃描線以及復數條共同電極，其中奇數列的數據線和偶數列的數據線交錯排列，奇數行的掃描線和偶數行的掃描線交錯排列，共同電極和掃描線彼此交錯排列，相鄰的數據線與掃描線定義出一像素單元，像素單元的每一者各自包含一第一開關、一儲存電容和一液晶電容，第一開關與儲存電容和液晶電容耦接，儲存電容與共同電極耦接，液晶電容與一基板導電電極耦接，其中第偶數列的數據線用以驅動第偶數行的像素單元中相應的第一開關，第奇數列的數據線用以驅動第奇數行的像素單元中相應的第一開關。采用本發明的像素排列結構，可以使得液晶顯示器同時滿足較高的充電效率和較短的閘極延遲時間。
【專利說明】一種液晶顯示器的驅動方法及像素排列結構
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種液晶顯示器，尤其涉及該液晶顯示器的像素排列結構。
【背景技術】
[0002] 以現有像素排列結構和驅動方法驅動超視角高清晰（Advanced Hyper Viewing Angle，AHVA)液晶顯示器時，充電效率和液晶顯示器的閘極延遲時間皆會受到薄膜晶體管 寬度的限制，若要提升充電效率，則須要增加薄膜晶體管的寬度，若要降低閘極延遲時間， 則須要減小薄膜晶體管的寬度，因此往往無法在提升充電效率的同時符合閘極延遲時間的 需求。
[0003] 若閘極延遲時間過長，容易產生畫面閃爍等不良效應，有鑒于此，如何設計一種改 進的像素排列結構和驅動方法，可以在較小的薄膜晶體管寬度下提升充電效率，使得液晶 顯示器可以同時滿足較高的充電效率和較短的閘極延遲時間，是業內相關技術人員亟待解 決的一項課題。
【發明內容】
[0004] 針對現有技術中的像素排列結構和驅動方法所存在的上述缺陷，本發明提供了一 種新穎的像素排列結構和一種新穎的驅動方法。
[0005] 依據本發明的一個方面，提供了一種像素排列結構，包括：
[0006] 復數條數據線，其中奇數列的數據線和偶數列的數據線交錯排列；
[0007] 復數條掃描線，奇數行的掃描線和偶數行的掃描線交錯排列；以及
[0008] 復數條共同電極，共同電極和掃描線彼此交錯排列，相鄰的數據線與掃描線定義 出一像素單兀，像素單兀的每一者各自包含一第一開關、一儲存電容和一液晶電容，第一開 關與儲存電容和液晶電容耦接，儲存電容與共同電極耦接，液晶電容與一基板導電電極耦 接，其中第偶數列的數據線用以驅動第偶數行的像素單元中相應的第一開關，第奇數列的 數據線用以驅動第奇數行的像素單元中相應的第一開關。
[0009] 優選地，所述第一開關為薄膜晶體管。
[0010] 在其中的一實施例中，在所述第一開關為N型薄膜晶體管。
[0011] 優選地，所述共同電極的一共同電壓于一高電平與一低電平之間切換。
[0012] 優選地，于一圖框時間中，所述數據線中的每一者分別維持在同一個極性。
[0013] 依據本發明的另一個方面，提供了一種液晶顯示器的驅動方法，用以驅動一像素 排列結構，其特征在于，該像素排列結構包含復數條掃描線、復數條數據線與復數條共同電 極，其中相鄰的數據線與掃描線定義出一像素單元，該些像素單元的每一者各自包含一第 一開關、一儲存電容和一液晶電容，所述第一開關與所述儲存電容和所述液晶電容稱接，所 述儲存電容與相對應的共同電極耦接，所述液晶電容與一基板導電電極耦接，所述驅動方 法包含：
[0014] 依序提供一掃描信號給該些掃描線，藉以導通每一像素單元的所述第一開關；
[0015] 依序提供一數據信號給該些數據線；
[0016] 以第偶數列的數據線驅動第偶數行的像素單元中相應的第一開關；
[0017] 透過偶數行的像素單元中相應的第一開關將所述數據信號寫入相應的儲存電容 而形成一像素電極電壓；
[0018] 以第奇數列的數據線驅動第奇數行的像素單元中相應的第一開關；
[0019] 透過奇數行的像素單元中相應的第一開關將所述數據信號寫入相應的儲存電容 而形成所述像素電極電壓；以及
[0020] 提供一第一電壓給所述共同電極，當所述掃描信號掃描完所述掃描線后，提供一 第二電壓給所述共同電極，其中所述第二電壓可透過所述儲存電容改變所述像素電極電 壓。
[0021] 優選地，該掃描信號為一脈沖信號。
[0022] 在其中的一實施例中，于依序提供所述數據信號給該些數據線的步驟中更包括， 設定一第一數據信號對應于正極性的所述像素電極電壓。
[0023] 在其中的一實施例中，于依序提供所述數據信號給該些數據線的步驟中更包括， 設定一第二數據信號對應于負極性的所述像素電極電壓。
[0024] 在其中的一實施例中，在一個圖框時間中，所述數據線中的每一者分別維持在同 一個極性。
[0025] 采用本發明的像素排列結構和驅動方法，可以在較小的薄膜晶體管寬度下使液晶 顯示器具有較高的充電效率，使得液晶顯示器可以同時滿足較高的充電效率和較短的閘極 延遲時間。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026] 讀者在參照附圖閱讀了本發明的【具體實施方式】以后，將會更清楚地了解本發明的 各個方面。其中，
[0027] 圖1示出依據現有技術中的一像素驅動電路的示意圖；
[0028] 圖2示出依據現有技術中的液晶顯示器的像素排列結構示意圖；
[0029] 圖3不出依據現有技術中的像素驅動電路的關鍵彳目號的時序不意圖；
[0030] 圖4示出依據本發明的一實施方式的一像素驅動電路的示意圖；
[0031] 圖5示出依據本發明的一實施方式的液晶顯示器的像素排列結構示意圖；
[0032] 圖6示出依據本發明的一實施方式的像素驅動電路的關鍵信號的時序示意圖；
[0033] 圖7示出依據現有技術及本發明的一實施方式的薄膜晶體管寬度與充電效率的 關系曲線圖；
[0034] 圖8示出薄膜晶體管寬度與閘極延遲時間的關系曲線圖。
【具體實施方式】
[0035] 為了使本申請所揭示的技術內容更加詳盡與完備，可參照附圖以及本發明的下述 各種具體實施例，附圖中相同的標記代表相同或相似的組件。然而，本領域的共同技術人員 應當理解，下文中所提供的實施例并非用來限制本發明所涵蓋的范圍。此外，附圖僅僅用于 示意性地加以說明，并未依照其原尺寸進行繪制。
[0036] 下面參照附圖，對本發明各個方面的【具體實施方式】作進一步的詳細描述。
[0037] 請一并參照圖1和圖2,圖1示出依據現有技術中的一像素驅動電路的示意圖。圖 2示出依據現有技術中的液晶顯示器的像素排列結構示意圖。
[0038] 如圖1所示，每一像素單元中，開關Q1的源極耦接于數據線XD，開關Q1的閘極耦 接于掃描線XG，開關Q1的漏極耦接于儲存電容Cstl的一端和液晶電容Clcl的一端，液晶 電容Clcl的另一端接受共同電極的共同電壓Coml。
[0039] 為了避免液晶顯示器中的液晶極化，需要以交流方式驅動之，是故有各類極性反 轉驅動方法，其中現有技術的一像素排列結構中采用了列反轉（Column Inversion)的驅動 方法。如圖2所示，圖中每一像素單元XII?X44皆包含如圖1所示的像素驅動電路，奇數 列數據線XD1、XD3用以驅動其相應列上奇數行的像素單元XII、X31、X13、X33以及偶數行 的像素單元X21、X41、X23、X43。在列反轉的驅動方法中，于同一圖框（frame)時間中，相鄰 兩列像素單元（如像素單元XII和像素單元X12)的極性互相相反。
[0040] 換言之，由于相鄰兩列像素單元的極性互相相反，必須對同一行像素單元（例如 說像素單元XII?X14)中奇數列的開關Q1 (像素單元XII、X13中的開關Q1)和偶數列的 開關Q1(像素單元X12、X14中的開關Q1)分別提供正極性和負極性的驅動。由于在共同電 壓Coml變動的情形下，無法達成此效果，因此在列反轉的驅動方法中共同電壓Coml須固定 其電壓大小，采取直流共同電壓（DC Common Voltage)設計。
[0041] 參照圖3,圖3示出依據現有技術中的像素驅動電路的關鍵信號的時序示意圖。在 一例中，開關Q1的閘極電壓Vgate于高電平Vgh時約為22伏，于低電平Vgl時約為-6伏， 液晶電容兩端的跨壓Vic約為3. 9伏，共同電壓Coml固定約為3. 9伏。源極驅動器須提供 的激勵電壓Vsource約為兩倍共同電壓Coml，于高電平時為7. 8伏，于低電平Vgl時為-0. 2 伏。
[0042] 換言之，由于閘極的電壓Vgate于高電平Vgh時，共同電壓Coml須固定在一直 流準位，因此源極驅動器（Source Driver)就必須提供約兩倍共同電壓Coml的激勵電 壓Vsource給數據線XD，以便向開關Q1的源極提供高于共同電壓Coml的正極性電壓 (positive voltage)與低于共同電壓Coml的負極性電壓（negative voltage)給液晶電容 Clcl與儲存電容Cstl。此激勵電壓Vsource的大小將影響功耗的大小。
[0043] 請一并參照圖4和圖5,圖4示出依據本發明一實施例的一像素驅動電路的示意 圖。圖5示出依據本發明的一實施方式的液晶顯示器的像素排列結構示意圖。
[0044] 如圖4所示，每一像素單元中，第一開關Q2的源極耦接于數據線YD，第一開關Q2 的閘極耦接于掃描線YG，第一開關Q2的漏極耦接于儲存電容Cst2的一端和液晶電容Clc2 的一端，液晶電容Clc2的另一端接受共同電極YC1?YC4的共同電壓Com2。共同電壓Com2 為交流電壓。
[0045] 在本發明的一實施例中，第一開關Q2可以是一薄膜晶體管。舉例來說，第一開關 Q2可以是一 N型薄膜晶體管。
[0046] 在圖5的像素排列結構中，每一像素單元皆包含如圖4所示的像素驅動電路，圖5 的像素排列結構采用了行反轉（Row Inversion)的驅動方法。如圖所示，根據本實施例中 的像素結構，本實施例中奇數條的數據線YD1、YD3、YD5只對奇數排的像素單元Y11?Y16、 Y31?Y36充電，偶數條的數據線YD2、YD4、YD6只對偶數排的像素單元Y22?Y27、Y42? Y47充電，且在進行行反轉的時候，同一個圖框（frame)下同一條數據線會維持在同一電壓 極性。例如圖5的像素排列結構中，同一個圖框下，奇數條的數據線YD1、YD3、YD5會維持在 正極性電壓，偶數條的數據線YD2、YD4、YD6會維持在負極性電壓，因此數據線不需要在每 一排像素寫入之前進行極性反轉。
[0047] 在本發明的一實施例中，掃描線YG1開啟同時數據線YD1、YD3、YD5對像素單元 Y11?Y16充電，共同電極YC1?YC4的共同電壓Com2亦同時反轉極性。接著下一條掃描 線YG2開啟同時數據線YD2、YD4、YD6對像素單元Y22?Y27充電，共同電極YC1?YC4的 共同電壓Com2亦同時反轉極性做行反轉。當掃描線從第一條掃描到最后一條的圖框期間， 所述數據線中的每一者分別維持在同一個極性，因此可以開啟預充電功能。相對的，現有技 術的數據線于每次掃描線開啟時都要切換極性，因此無法開啟預充電功能，當然也無法達 到改善充電效率的終極目標。
[0048] 此外，由于同一行上所有列的像素單元（例如像素單元Y11?Y16)的極性都相 同，因此不須對同一行像素單元（例如像素單元Y11?Y16)中奇數列的第一開關Q2和偶 數列的第一開關Q2提供不同極性的驅動。如此一來，便可在共同電極YC1?YC4的共同電 壓Com2為交流電壓的情形下，達成此效果。
[0049] 參照圖6,圖6示出依據本發明的一實施方式的像素驅動電路的關鍵信號的時序 不意圖。在一例中，閘極的電壓Vgate于高電平Vgh時為22伏，于低電平Vgl時為-6伏， 液晶電容兩端的跨壓Vic為3. 9伏，交流的共同電壓（Common Voltage)Com2于高電平時為 3. 9伏，于低電平時為-0. 1伏，和現有技術相比，源極驅動器所需提供激勵電壓Vsource于 高電平時為3. 9伏，于低電平時為-0. 1伏。
[0050] 換言之，由于共同電壓Com2米交流設計，共同電壓Com2可以于一高電平與一低電 平之間切換。因此當閘極的電壓Vgate于高電平Vgh時，共同電壓Com2處于低電平，因此 源極驅動器（Source Driver)提供給數據線YD的激勵電壓Vsource的大小僅須與液晶電 容兩端的跨壓Vic大約相同，便可向第一開關Q2的源極提供高于共同電壓Com2的正極性 電壓（positive voltage)與低于共同電壓Com2的負極性電壓（negative voltage)給液 晶電容Clc2與儲存電容Cst2。
[0051] 也就是說，與習知技術相比，在激勵電壓Vsource降低的情況下仍能維持相同的 液晶電容Clc2兩端的跨壓。由于所需的激勵電壓Vsource大幅降低，因此在可以開啟預充 電功能的同時，也能改善液晶顯示器的充電效率。
[0052] 依據本發明的另一個方面，提供了一種液晶顯示器的驅動方法，用以驅動一像素 排列結構。如圖5所示，在圖5的像素排列結構中，每一像素單元皆包含如圖4所示的像素 驅動電路，換句話說，像素排列結構包含復數條掃描線YG1?YG5、復數條數據線YD1?YD6 與復數條共同電極YC1?YC4,其中相鄰的數據線與掃描線定義出一像素單元（如Y11)，像 素單元Y11?Y47的每一者各自包含一第一開關Q2、一儲存電容Cst2和一液晶電容Clc2， 第一開關Q2與儲存電容Cst2和液晶電容Clc2耦接，儲存電容Cst2與相對應的共同電極 YC1?YC4耦接，液晶電容Clc2與一基板導電電極耦接。
[0053] 驅動方法請一并參照圖6,此驅動方法包含：
[0054] 依序提供一掃描信號（如圖中閘極電壓Vgate)給掃描線YG1?YG5,藉以導通每 一像素單元的第一開關Q2 ;
[0055] 依序提供一數據信號（如圖中激勵電壓Vsource)給數據線YD1?YD6 ;
[0056] 以第偶數列的數據線YD2、YD4、YD6驅動第偶數行的像素單元Y22?Y27、Y42? Y47中相應的第一開關；
[0057] 透過偶數行的像素單元Y22?Y27、Y42?Y47中相應的第一開關Q2將數據信號 寫入相應的儲存電容而形成一像素電極電壓；
[0058] 以第奇數列的數據線YD1、YD3、YD5驅動第奇數行的像素單元Y11?Y16、Y31? Y36中相應的第一開關；
[0059] 透過奇數行的像素單元Y11?Y16、Y31?Y36中相應的第一開關Q2將所述數據 信號寫入相應的儲存電容而形成所述像素電極電壓；以及
[0060] 提供一第一電壓給共同電極YC1?YC4,當掃描信號掃描完掃描線YG1?YG5后， 提供一第二電壓信號給共同電極YC1?YC4,其中第二電壓可透過所述儲存電容改變像素 電極電壓，如圖6中采交流形式的共同電壓Com2所示。
[0061] 優選地，掃描信號為一脈沖信號。
[0062] 在本發明的一實施例中，于依序提供數據信號給數據線的步驟中更包括，設定一 第一數據信號對應于正極性的所述像素電極電壓，如圖6中激勵電壓Vsource處于高準位 所示。
[0063] 在本發明的一實施例中，于依序提供數據信號給數據線的步驟中更包括，設定一 第二數據信號對應于負極性的所述像素電極電壓，如圖6中激勵電壓Vsource處于低準位 所示。
[0064] 在本發明的一實施例中，在一個圖框時間（frame)中，數據線中的每一者分別維 持在同一個極性。舉例來說，在同一個圖框時間中，YD1、YD3、YD5可一直維持在正極性而 YD2、YD4、YD6可一直維持在負極性；在另一個圖框時間中，兩者極性交換，YD 1、YD3、YD5可 一直維持在負極性而YD2、YD4、YD6可一直維持在正極性。
[0065] 依據前述段落所揭露的驅動方法，可用以驅動本發明前述段落所揭露的特殊的像 素排列結構。達到開啟預充電功能的同時，也能改善液晶顯示器的充電效率的功效。
[0066] 參照圖7,圖7示出依據現有技術及本發明的一實施方式的薄膜晶體管寬度與充 電效率的關系曲線圖。由圖7中可看出本發明的一實施方式的像素排列結構A和現有技術 中的像素排列結構B相比，在相同的充電效率條件下，在本發明的實施方式的像素排列結 構A可采用較小薄膜晶體管寬度，現有技術中的像素排列結構B須采用較大的薄膜晶體管 覽度。
[0067] 請一并參照圖8示出薄膜晶體管寬度與閘極延遲時間的關系曲線圖，可知薄膜晶 體管寬度較小時，閘極延遲時間也較短，薄膜晶體管寬度較大時，閘極延遲時間也較長，因 此在相同的充電效率條件下，在本發明的實施方式的像素排列結構A相較于現有技術中的 像素排列結構B，可有較短的閘極延遲時間，以同時滿足充電效率和閘極延遲時間兩者的要 求。
[0068] 換句話說，本發明的像素排列結構相對于現有技術，可以在較小的薄膜晶體管寬 度下提升充電效率，使得液晶顯示器可以同時滿足較高的充電效率和較短的閘極延遲時 間。
[0069] 上文中，參照附圖描述了本發明的【具體實施方式】。但是，本領域中的共同技術人員 能夠理解，在不偏離本發明的精神和范圍的情況下，還可以對本發明的【具體實施方式】作各 種變更和替換。這些變更和替換都落在本發明權利要求書所限定的范圍內。
【權利要求】
1. 一種像素排列結構，其特征在于，所述像素排列結構包括： 復數條數據線，其中奇數列的數據線和偶數列的數據線交錯排列； 復數條掃描線，其中奇數行的掃描線和偶數行的掃描線交錯排列； 復數條共同電極； 其中該些共同電極和該些條掃描線交錯排列，相鄰的數據線與掃描線定義出一像素單 元，該些像素單元的每一者各自包含一第一開關、一儲存電容和一液晶電容，所述第一開關 與所述儲存電容和所述液晶電容耦接，所述儲存電容與相對應的共同電極耦接，所述液晶 電容與一基板導電電極耦接，其中第偶數列的數據線用以驅動第偶數行的像素單元中相應 的第一開關，第奇數列的數據線用以驅動第奇數行的像素單元中相應的第一開關。
2. 根據權利要求1所述的像素排列結構，其特征在于，所述第一開關為薄膜晶體管。
3. 根據權利要求1所述的像素排列結構，其特征在于，所述第一開關為N型薄膜晶體 管。
4. 根據權利要求1所述的像素排列結構，其特征在于，所述共同電極的一共同電壓于 一高電平與一低電平之間切換。
5. 根據權利要求1所述的像素排列結構，其特征在于，于一圖框時間中，所述數據線中 的每一者分別維持在同一個極性。
6. -種液晶顯示器的驅動方法，用以驅動一像素排列結構，其特征在于，該像素排列 結構包含復數條掃描線、復數條數據線與復數條共同電極，其中相鄰的數據線與掃描線定 義出一像素單兀，該些像素單兀的每一者各自包含一第一開關、一儲存電容和一液晶電容， 所述第一開關與所述儲存電容和所述液晶電容耦接，所述儲存電容與相對應的共同電極耦 接，所述液晶電容與一基板導電電極耦接，所述驅動方法包含： 依序提供一掃描信號給該些掃描線，藉以導通每一像素單元的所述第一開關； 依序提供一數據信號給該些數據線； 以第偶數列的數據線驅動第偶數行的像素單元中相應的第一開關； 透過偶數行的像素單元中相應的第一開關將所述數據信號寫入相應的儲存電容而形 成一像素電極電壓； 以第奇數列的數據線驅動第奇數行的像素單元中相應的第一開關； 透過奇數行的像素單元中相應的第一開關將所述數據信號寫入相應的儲存電容而形 成所述像素電極電壓；以及 提供一第一電壓給所述共同電極，當所述掃描信號掃描完所述掃描線后，提供一第二 電壓給所述共同電極，其中所述第二電壓可透過所述儲存電容改變所述像素電極電壓。
7. 根據權利要求6所述的液晶顯示器的驅動方法，其特征在于，該掃描信號為一脈沖 信號。
8. 根據權利要求6所述的液晶顯示器的驅動方法，其特征在于，于依序提供所述數據 信號給該些數據線的步驟中更包括，設定一第一數據信號對應于正極性的所述像素電極電 壓。
9. 根據權利要求8所述的液晶顯示器的驅動方法，其特征在于，于依序提供所述數據 信號給該些數據線的步驟中更包括，設定一第二數據信號對應于負極性的所述像素電極電 壓。
10.根據權利要求6所述的液晶顯示器的驅動方法，其特征在于，在一個圖框時間中， 所述數據線中的每一者分別維持在同一個極性。
【文檔編號】G02F1/133GK104155822SQ201410431114
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月28日 優先權日:2014年8月28日
【發明者】吳文馨, 游偉盛 申請人:友達光電股份有限公司