主动组件阵列基板、液晶显示面板及其驱动方法 【技术领域】
本发明是有关于一种基板与显示面板，且特别是有关一种主动组件阵列基板以及具有此主动组件阵列基板的液晶显示面板及其驱动方法。
背景技术
近年来，由于光电技术与半导体制造技术成熟化，带动平面显示器(FlatPanel Display)的蓬勃发展，其中液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)因具有低电压操作、无辐射线散射、重量轻以及体积小等优点，逐渐取代传统的阴极射线管显示器，而成为显示器产品的主流。
液晶显示器主要由液晶显示面板(Liquid Crystal Panel)及背光模块(BlackLight Module)所构成。透过背光模块所提供的面光源(通常使用白光源)经过液晶显示面板后，可以进行灰阶的显示。
至于液晶显示器的色彩表现上，通常在液晶显示面板中使用彩色滤光层来使背光模块的光线加以混色，达到色彩呈现。举例而言，以薄膜晶体管液晶显示器(Thin-Film Transistor Liquid Crystal Display，TFT-LCD)为例，每一像素所对应的彩色滤光层(Color Filter)通常是由多个彩色色阻(color photoresist)所构成，其中彩色色阻例如包括红色、绿色以及蓝色色阻，且各色阻的尺寸以及排列间距皆小于人眼可辨识的尺寸范围，因此人眼所看见的液晶显示器可以呈现不同色光(红光、绿光以及蓝光)混合而成的彩色显示。然而，光线经过彩色滤光层的各色阻后，将使得光线的穿透度下降，进而使得液晶显示器产生亮度不足的问题。
为了改善液晶显示器亮度不足的缺点，已有多种现有技术相继被提出，其中一种方法是使用发光二极管作为背光模块中的光源，此发光二极管可以分别提供红光、绿光以及蓝光至液晶显示面板，利用控制不同颜色光的穿透率，可以调配出不同颜色的光，不同颜色的光再经过液晶显示面板不同灰阶的控制后，可以使得液晶显示器作全彩显示，以达到亮度增加的效果。
详细来说，上述的液晶显示器必须将原有显示全彩画面的时间再细分为红色显示画面的时间、绿色显示画面的时间以及蓝色显示画面的时间。举例而言，当液晶显示器的显示频率为60赫兹(hertz，Hz)时，红色显示画面、绿色显示画面以及蓝色显示画面三者的操作频率分别为180赫兹。换言之，当液晶显示器的图框时间为六十分之一(1/60)秒时，上述之红色子图框时间、绿色子图框时间以及蓝色子图框时间为一百八十分之一(1/180)秒，如此瞬时切换红色、绿色以及蓝色的显示画面，进而使得观察者在原有的图框时间内看到完整的影像。此种利用观察者视觉暂留原理，将红色显示画面、绿色显示画面以及蓝色显示画面作时序搭配而得到全彩显示的方法称为空间色序法(Field Color Sequential Method，FCS)。
利用上述的空间色序法，可以使得液晶显示器省略彩色滤光层的制作，进而达到亮度提升的效果。然而，这种方法是将液晶显示器的原有图框时间缩短为三分之一，换言之，每一像素原有的充电时间降为原有的三分之一，使得此种液晶显示器面临像素充电时间不足以及所对应的液晶反应时间不足的问题，造成液晶显示器的误显示机率增高。
为了解决上述液晶显示器反应时间不足的问题，已有多种技术相继被提出，其中一种方法是使用反应速度较快的特殊液晶种类，例如光学补偿弯曲(optically compensated bend，OCB)型液晶。然而，选用特殊液晶会使得液晶显示器的制作成本偏高。
在美国专利案号第US20070030233中，提出一种分段驱动主动组件阵列基板的方式来提升液晶显示器的反应速度。详言之，图1为美国专利案号第US20070030233所提出的主动组件阵列基板示意图。请参照图1，主动组件阵列基板100上具有多条扫描线10、多条数据线20、多个像素电极40以及用以控制各像素电极40的主动组件30，其中各像素电极40与对应的扫描线10以及数据线电性20连接。上述主动组件阵列基板100的分段驱动方式中，必须同时开启多条扫描线10a、10b、10c，并搭配多条数据线20a、20b、20c同时输入不同数据电压至不同的像素电极40。为了避免数据电压的错误输入，设计者通常必须将多条数据线20a、20b、20c布局在像素电极40的区域内，也就是说，有多条数据线20a、20b、20c贯穿同一行的像素电极40，使得多条数据线20a、20b、20c配置于同一行像素电极40的下方。然而，此种布局方式将使得像素电极与数据线产生耦合电容，容易造成液晶显示器产生串音等问题，影响液晶显示器的显示质量。另一方面，在像素区域内布局多条数据线时，也将面临到液晶显示器开口率(aperture ratio)下降的问题。
【发明内容】
本发明提供一种主动组件阵列基板，其可以提升每一像素的反应时间。
本发明再提供一种液晶显示面板，其具有较高亮度以及较高显示质量的优点。
本发明另提出一种驱动方法，其适于驱动上述的液晶显示面板，可以提升液晶显示面板在空间色序法下的反应时间。
本发明提出一种主动组件阵列基板，此主动组件阵列基板包括多条扫描线、多条与扫描线垂直的数据线以及多个像素区。各像素区包括多个沿数据线方向排列地像素组，且各像素组具有多个沿资料线方向相邻排列的像素，各像素组中的像素电性连接至同一条数据线，扫描线间隔地配置在像素之间，且各像素区所对应的数据线彼此相邻地配置在各像素区的同一侧。
在本发明一实施例中，各像素区中的像素组包括一第一像素组、一第二像素组以及一第三像素组，第二像素组位于第一像素组与第三像素组之间。在一实施例中，各像素区所对应的数据线包括一第一数据线、一第二数据线以及一第三数据线，且第一数据线、第二数据线以及第三数据线分别与第一像素组、第二像素组以及第三像素组电性连接。在另一实施例中，各像素区所对应之第一数据线位于第一像素组与第二数据线之间，第二数据线位于第二像素组与第三数据线之间。
在本发明一实施例中，各像素组所对应的数据线具有一主导线以及多条源极连接线，数据线分别藉由源极连接线与像素电性连接，其中主导线的长度随着主导线到对应之像素之最短距离的增加而递增。在一实施例中，各像素区所对应的至少一数据线更包括一次导线以及一桥接导线，次导线平行于主导线且配置于主导线以及对应的像素组之间，次导线藉由桥接导线与主导线并联，其中主导线、桥接导线、次导线以及源极连接线是依数据线讯号的传递方向排列。在另一实施例中，次导线位于相邻的数据线的延伸方向上，其中次导线可以是多条彼此平行的导电线段，而桥接导线可以是多条彼此平行的导电线段。
在本发明一实施例中，各像素包括一像素电极以及一主动组件，主动组件电性连接像素电极、对应的扫描线以及对应的数据线。在一实施例中，像素电极与数据线彼此不重迭。在另一实施例中，像素还包括一共享电极，该共享电极与各像素电极之间构成储存电容。
在本发明一实施例中，各像素区中的像素沿数据线方向彼此实质上对齐排列。
本发明另提出一种液晶显示面板，此液晶显示面板包括主动组件阵列基板、对向基板以及液晶层。主动组件阵列基板包括多条扫描线、多条与扫描线垂直数据线。另外，各像素区包括第一像素组、第二像素组与第三像素组。第一像素组具有多个第一像素，其中第一像素电性连接至对应的扫描线以及数据线中的第一数据线。第二像素组具有多个第二像素，其中第二像素电性连接至对应的扫描线以及数据线中的一第二数据线。第三像素组具有多个第三像素，其中第三像素电性连接至对应的扫描线以及数据线中的一第三数据线。各像素区中的第一像素、第二像素与第三像素沿资料线方向排列，且各像素区所对应的第一数据线、第二数据线与第三数据线彼此相邻地配置在各像素区的同一侧，并且，各像素区所对应的扫描线间隔地配置在第一像素之间、第二像素之间以及第三像素之间。液晶层位于主动组件阵列基板与对向基板之间。
在本发明一实施例中，液晶显示面板具有对应于第一像素组的第一显示区、一对应于第二像素组的第二显示区以及一对应于第三像素组的第三显示区，第一显示区中所对应的第n列第一像素、第二显示区中所对应的第n列第二像素以及第三显示区中所对应的第n列第三像素同时作亮度的变换，其中n≥1。
在本发明一实施例中，各第三数据线的长度大于各第二数据线的长度，各第二数据线的长度大于各第一数据线的长度。
在本发明一实施例中，各第二数据线包括主导线、次导线、桥接导线以及多条源极连接线。次导线位于第一数据线的延伸方向，且次导线藉由桥接导线与主导线并联。源极连接线分别与对应的第二像素连接，其中主导线、桥接导线、次导线以及源极连接线是依第二数据线讯号的传递方向排列。
在本发明一实施例中，各第三数据线包括主导线、次导线、桥接导线以及多条源极连接线。次导线位于第一数据线以及第二数据线的延伸方向，且次导线藉由桥接导线与主导线并联。源极连接线分别与对应的第三像素连接，其中主导线、桥接导线、次导线以及源极连接线是依第三数据线讯号的传递方向排列。
在本发明一实施例中，各第一像素、各第二像素以及各第三像素分别包括一主动组件以及一像素电极。在一实施例中，像素电极与数据线彼此不重迭。在另一实施例中，第一像素、第二像素以及第三像素更包括一共享电极，共享电极与各像素电极之间构成储存电容。
本发明另提出一种驱动方法，适于驱动上述的液晶显示面板，此驱动方法包括依序开启第一像素组所对应之扫描线、依序开启第二像素组所对应的扫描线、依序开启第三像素组所对应的扫描线，其中将数据讯号写入每一第一像素、每一第二像素以及每一第三像素的方法包括下列步骤。首先，同时开启第一像素组、第二像素组以及第三像素组所对应的第一条扫描线，以同时将一组数据讯号分别藉由各第一数据线、各第二数据线以及各第三数据线输入第一像素组的第一列、第二像素组的第一列以及第三像素组的第一列。接着，同时关闭第一像素组、第二像素组以及第三像素组所对应的第一条扫描线。之后，同时开启第一像素组、第二像素组以及第三像素组所对应的下一条扫描线，以同时将另一组数据讯号分别藉由各第一数据线、各第二数据线以及各第三数据线输入第一像素组的下一列、第二像素组的下一列以及第三像素组的下一列。
基于上面所述，本发明利用数据线与像素的配置，可以将主动组件阵列基板或液晶显示面板划分成三个同步执行的子区域，借此能够有效提升每一像素所分配到的动作时间，因此本发明所提出的主动组件阵列基板或液晶显示面板可以在提升亮度的同时，具有较高的显示质量。
为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
【附图说明】
图1是现有的一种主动组件阵列基板的示意图；
图2是本发明一种主动组件阵列基板的示意图；
图3是本发明一种液晶显示面板的示意图；
图4为图3的液晶显示面板在显示时的一种正视示意图。
【具体实施方式】
图2是本发明一种主动组件阵列基板的示意图。请参照图2，主动组件阵列基板200包括多条扫描线S、多条与扫描线S垂直的数据线220以及多个像素区U。各像素区U包括多个沿数据线220方向排列的像素组230，如图2所示，是以三组像素组230为例作说明，也就是说，各像素区U中的像素组230例如可以为第一像素组230A、第二像素组230B以及第三像素组230C，其中第二像素组230B例如可以是位于第一像素组230A与第三像素组230C之间。
此外，各像素组230具有多个沿数据线220方向彼此相邻排列的像素240，并且在本实施例中，各像素组230中的像素240沿数据线220方向彼此实质上对齐排列。详细的说，第一像素组230A例如具有多个第一像素240A、第二像素组230B例如具有多个第二像素240B，而第三像素组230C例如具有多个第三像素240C。换句话说，如图2所示，在主动组件阵列基板200的同一行像素区U中，沿资料线220的方向，由上而下依序为多个相邻排列的第一像素240A、相邻排列的第二像素240B以及相邻排列的第三像素240C所组成。
请继续参照图2，各像素组230中的像素240电性连接至同一条数据线220，也就是说，每一第一像素240A电性连接至同一条第一数据线220A，每一第二像素240B电性连接至同一条第二数据线220B，而每一第三像素240C电性连接至同一条第三数据线220C。特别的是，各像素区U所对应之第一数据线220A、第二资料线220B以及第三数据线220C彼此相邻地配置在像素区U的同一侧。当然，本发明并不限定配置于同一侧数据线的数目。此外，在本实施例中，第一数据线220A例如是位于第一像素组230A与第二数据线220B之间，第二数据线220B位于第二像素组230B与第三数据线220C之间。另外，各扫描线S则间隔地配置在各像素240之间。
值得一提的是，各数据线220具有一主导线222以及多条源极连接线224，为了使图示的标示较为清晰，在图2中是以第二行像素区U所对应之数据线220为代表作构件的标示。各数据线220藉由各源极连接线224与对应的各像素240电性连接。并且，各像素组230所对应数据线220的主导线222的长度随着主导线222到对应像素的最短距离的增加而递增。举例而言，在本实施例中，第一数据线220A、第二资料线220B与第三资料线220C的主导线222分别为第一主导线222A、第二主导线222B与第三主导线222C，第一主导线222A到第一像素240A之间的最短距离为D1，第二主导线222B到第二像素240B之间的最短距离为D2，第三主导线222C到第三像素240C之间的距离为D3，如图2所示，由于距离D1＜D2＜D3，因此，第一主导线222A的长度小于第二主导线222B的长度，并且第二主导线222B的长度小于第三主导线222C的长度。换言之，像素区U所对应的第一数据线220A、第二资料线220B与第三数据线220C的长度不同，可以使得第二数据线220B以及第三数据线220C不需使用跨线的布局设计，即能巧妙闪避第一数据线220A的布局，而将数据讯号藉由对应的源极连接线224直接传递至第二像素240B以及第三像素240C，因此本发明可以降低整体数据线220的负载。
再者，为了进一步降低第二资料线220B与第三资料线220C的阻抗，如图2所示，第二资料线220B与第三数据线220C例如分别更包括一次导线226以及一桥接导线228，以第二数据线220B为例作说明，第二资料线220B的次导线226平行于第二主导线222B，并且配置于第二主导线222B以及对应的第二像素组230B之间，第二数据线220B的次导线226则藉由桥接导线228与第二主导线222B并联，在本实施例中，次导线226例如是位于相邻的第一数据线220A的延伸方向上，且第二数据线220B的第二主导线222B、桥接导线228、次导线226以及源极连接线224是依第二数据线220B之讯号的传递方向排列。此外，次导线226可以如第二数据线220B为单条的导电线段，也可以如第三数据线220C是由多条彼此平行的导电线段所组成，本发明并不限定次导线226的配置位置以及布局位置。此外，桥接导线228例如是多条彼此平行的导电线段，但并不以此为限。第三数据线220C的各构件与第二数据线220B类似，不再累述。
另外，各像素240包括一像素电极242以及一主动组件246，其中主动组件246电性连接像素电极242、对应的扫描线S以及对应的数据线220。且在本实施例中，各像素240更包括一共享电极244，该共享电极244与各像素电极242之间构成储存电容，以增进像素的显示质量，在图2中，以第二行第一列的第一像素240A为代表作标示。特别的是，本发明不同于现有技术，是将多条数据线220配置于各像素电极242的同一侧。并且，在本实施例中，像素电极242与数据线220彼此不重迭，因此本发明也可以大幅降低数据线220与像素电极242之间的耦合电容效应，有效减少资料线220对像素240显示时的讯号干扰，增进像素240的显示质量。
图3是本发明一种液晶显示面板的示意图。请参照图3，此液晶显示面板300包括如上述主动组件阵列基板200的任一实施例、对向基板310以及液晶层320。主动组件阵列基板200的基本构件如图2所述，不再累述。液晶层320位于主动组件阵列基板200与对向基板310之间。
图4为图3的液晶显示面板在显示时的一种正视示意图，其中液晶显示面板300的主动组件阵列基板例如是图2所绘示的主动组件阵列基板200。请同时参照图2与图4，液晶显示面板300具有对应于第一像素组230A的第一显示区330A、一对应于第二像素组230B的第二显示区330B以及一对应于第三像素组230C的第三显示区330C。特别的是，第一显示区330A中所对应的第n列第一像素340A、第二显示区330B所对应的第n列第二像素340B以及第三显示区330C所对应的第n列第三像素340C是同步地作亮度变换，其中n≥1。如图4所示，第一显示区330A、第二显示区330B以及第三显示区330C的第一列正在同步地作亮度的变换。换言之，本发明可以将液晶显示面板300的显示画面分割成三个子显示区，并且，此三个子显示区可以同时作显示，使得各像素所分配到的数据讯号输入时间增长，以克服现有液晶显示器反应时间不足的问题。
由于液晶显示面板300可以将显示画面分割成三个子显示区，并且同步地显示三个子显示区，所以可以有效地增加每个像素数据讯号写入的时间。举例而言，如图4所示，同时给予一开启电压至第一显示区330A对应的第一条扫描线SA1、第二显示区330B对应的第一条扫描线SB1以及第三显示区330C对应的第一条扫描线SC1，以分别将个别的数据讯号输入至第一显示区330A的第一列第一像素340A、第二显示区330B的第一列第二像素340B以及第三显示区330C的第一列第三像素340C，使得图4中的第一显示区330A的第一列第一像素340A、第二显示区330B的第一列第二像素340B以及第三显示区330C的第一列第三像素340C正在同步地作亮度变换。以下将列举一种液晶显示面板300的驱动方式作详细说明。
请参照图2与图4，此驱动方法包括依序开启第一像素组230A所对应的扫描线SA、依序开启第二像素组230B所对应的扫描线SB、依序开启第三像素组230C所对应的扫描线SC，而扫描线SA、SB、SC是同步作开启的，更详细地说，其中将数据讯号写入每一第一像素240A、每一第二像素240B以及每一第三像素240C的方法包括下列步骤。首先，同时开启第一像素组230A、第二像素组230B以及第三像素组230C所对应的第一条扫描线SA1、SB1、SC1，以同时将一组数据讯号分别藉由各第一数据线220A、各第二数据线220B以及各第三数据线220C输入各第一像素组230A的第一列、各第二像素组230B的第一列以及各第三像素组230C的第一列。
接着，请参照图2，同时关闭第一像素组230A所对应的第一级扫描线SA1、第二像素组230B所对应的第一级扫描线SB1以及第三像素组230C所对应的第一条扫描线SC1。之后，同时开启第一像素组230A、第二像素组230B以及第三像素组230C所对应的下一条扫描线S，其中下一条扫描线S例如是图2中的第一像素组230A所对应的第二条扫描线SA2、第二像素组230B所对应的第二条扫描线SB2以及第三像素组230C所对应的第二条扫描线SC2。接着，同时将另一组数据讯号分别藉由各第一数据线220A、各第二数据线220B以及各第三数据线220C输入第一像素组230A的第二列、第二像素组230B的第二列以及第三像素组230C的第二列。如此，同时开启三像素组所对应的扫描线，并依序开启每一像素组230中的第一条至最后一条扫描线。
请参照图4，本发明的主动组件阵列基板200或液晶显示面板300利用上述的驱动方法，可以将液晶显示面板300的显示画面分割成三个子显示区，同时对三个子显示区分别作显示。换言之，在现有的液晶显示面板中，红色子图框时间、绿色子图框时间以及蓝色子图框时间为一百八十分之一秒(1/180)，也就是说，其主动组件阵列基板上的扫描线必需在1/180秒内依序被开启，令此液晶显示面板的扫描线数为N条，则现有的液晶显示器中每一扫描线所分配到的开启时间为1/180N秒。本发明的主动组件阵列基板200或液晶显示面板300，可以在相同的子图框时间内，将显示画面分割成例如三个子显示区，此三个显示区是同时作显示，也就是说，本发明之每一扫描线所分配到的开启时间为1/60N秒，因此本发明可有效增长扫描线所分配到的开启时间，使得各像素的作动时间更为充裕。因此，本发明可以充分发挥空间色序法的优点，弥补每一像素反应时间不足的缺点，使得省略了彩色滤光层的液晶显示面板，也能瞬时切换各色的子显示画面，实时地作全彩显示。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许更动与润饰，因此本发明的保护范围应当以申请专利范围所界定的为准。