液晶显示器及其驱动方法 【技术领域】
本发明涉及一种液晶显示器，并且尤其涉及一种液晶显示器的半色调技术。
背景技术
对于液晶显示器广视角技术，目前最普及的是垂直对准模式(Vertically Aligned Mode，VA模式)彩色液晶显示器。但是当以倾斜角度观看垂直对准模式彩色液晶显示器时，会看到亚洲人的皮肤有偏蓝或发白的现象。这种现象被称为色偏(Color Wash-Out)。参阅图1A、1B，其示出了垂直对准模式彩色液晶显示器的透射率-电压曲线图，其中纵轴为透射率、横轴为施加电压。当电压增加时，正视角曲线102透射率也增加，呈一单调函数，偏视角曲线104透射率则有弯曲现象，使得对于不同的灰度级电位，透射率相同。这是垂直对准模式彩色液晶显示器所特有的现象，也是造成色偏的原因。为了解决这一问题，富士通(Fujitsu Display Technologies Corporation)的H.Yoshidaet等人发表了改善的方法，该方法是将一个像素单元分成两种不同的伽玛特性曲线来形成两种包含不同透射率-电压特性的区域，以进行混色而改善，其被称为半色调(Half-Tone)技术。图1B的曲线106为具有低临界电压的透射率-电压曲线，曲线108为具有高临界电压的透射率-电压曲线，两者混合形成一单调的透射率-电压曲线110，消除了色偏现象。
请参阅图2A及图2B。半色调技术目前有两种类型，CC型和TT型。图2A示出了CC型，图2B示出了TT型。基本的原理就是将原本的像素单元分为两个区域，分别为第一与第二子像素，使它们包含不同的伽玛特性曲线，来达到上述的半色调技术，消除色偏的现象。图2C所示为CC型的伽玛特性曲线，而图2D所示为TT型的伽玛特性曲线。以图2C为例，在灰度级电压下，像素单元所呈现的混合伽玛特性曲线为第一子像素伽玛特性曲线与第二子像素伽玛特性曲线之和。
如图2A所示，将像素单元分为两个区域，利用电容分压的方式产生子像素电容208和子像素电容214两个不同的珈码特性曲线。其中子像素电容208的电位由数据线经由晶体管202直接写入。子像素电容214的电位由数据线经由串联的存储电容210分压之后决定，换言之，子像素电容214为浮接状态而其电位经由耦合的方式决定，这会因为面板的操作中补捉电荷而导致子像素电容214电位的偏移，这会造成可靠性降低、画面不均匀以及影像残留等问题。
参阅图2B，将像素单元分为两个区域，利用晶体管218和220及两条扫描线或两条数据线直接由系统将两个不同的伽玛特性曲线提供给子像素电容226和子像素电容228。这是最直接的方法，但这样会使孔径比减少并且使系统电路复杂(需要增加另外一组伽玛特性曲线)、同时导致增加一倍的逻辑栅驱动或数据线驱动，并且使电源消耗增加等种种缺点。
【发明内容】
本发明提供一种液晶显示器，用于改善色偏现象。
本发明提供一种液晶显示器的驱动方法，通过调制公共电压，使第一像素电容与第二像素电容具有不同的耦合电压，从而改善色偏现象。
本发明提供一种液晶显示器的驱动方法，包括：在第一周期内，将公共电压提供到共享电极，并调制公共电压。此外，通过第一像素电容耦合第一晶体管的第一端，并通过第二像素电容耦合第二晶体管的第一端。另外，在第一晶体管的第一端与第二晶体管的第一端之间耦合电压。
根据另一方面，本发明提供一种液晶显示器，包括：基板、相对基板、偏压电极、公共电极、第一像素电极、第二像素电极与共享电极。所述相对基板对应于基板。偏压电极与公共电极配置于基板上。第一像素电极与偏压电极、公共电极部分重迭，分别形成具有电容值Cst1的第一存储电容和具有电容值Cst3的第三存储电容。第二像素电极与偏压电极、公共电极部分重迭，分别形成具有电容值Cst2的第二存储电容和具有电容值Cst4的第四存储电容。共享电极配置于相对基板上，且分别与第一像素电极、第二像素电极重迭，形成具有电容值Clc1的第一像素电容和具有电容值Clc2的第二像素电容。其中，
Cst3+Clc1Cst1+Cst3+Clc1≠Cst4+Clc2Cst2+Cst4+Clc2.]]>
本发明利用调制公共电压的技术，使第一像素电容与第二像素电容的耦合电压不同，因此可改善色偏现象。
【附图说明】
图1A为垂直对准模式彩色液晶显示器的透射率-电压曲线图；
图1B为包含两组伽玛曲线的垂直对准模式彩色液晶显示器的透射率-电压曲线图；
图2A为传统的CC型像素单元；
图2B为传统的TT型像素单元；
图2C为传统的CC型像素单元的伽玛特性曲线图；
图2D为传统的TT型像素单的伽玛特性曲线图；
图3A是按照本发明第一实施例地液晶显示器的一种像素电路图；
图3B是按照本发明第一实施例调制公共电压Vcom的波形示意图；
图3C是按照本发明第一实施例的一种像素驱动方法的流程图；
图3D是按照本发明第一实施例的偶数帧的公共电压Vcom、耦合电压ΔVP1与ΔVP2的波形示意图。
图3E是按照本发明第一实施例的奇数帧的公共电压Vcom、耦合电压ΔVP1与ΔVP2的波形示意图；
图4A是根据本发明第一实施例的第一种像素结构的俯视图；
图4B是沿图4A中的T1至T1’的剖面图；
图4C是按照本发明第一实施例的第二种像素结构的俯视图；
图4D是沿图4C中的T1至T1’的剖面图；
图5是按照本发明第二实施例的液晶显示器的一种像素电路图；
图6A是按照本发明第二实施例的一种像素结构的俯视图；
图6B是沿图6A中的T2至T2’的剖面图；
图7是按照本发明第三实施例的液晶显示器的一种像素电路图；
图8A是按照本发明第四实施例的液晶显示器的一种像素电路图；
图8B是按照本发明第四实施例的液晶显示器的另一种像素电路图。
【主要组件符号说明】
102、104、106、108、110：透射率-电压曲线
441、442：像素电极
10、11、12、13、14：像素
21、22、208、214、226、228：子像素电容
31、32、202、218、220：晶体管
41、42、43、44、204、210、230、232：存储电容
51、52：子像素
61、62：寄生电容
410、470：基板
411、471：下/上玻璃
412、472：偏光片
420：偏压电极
430：介电层
450：液晶层
460：共享电极
480：公共电极
491、492：像素电极的部分区域
SL：扫描线
DL：数据线
BL：偏压线
Vcom1、Vcom2：公共电压的电压基准电位
Vcom：公共电压
V0～V7：灰度级电压
ΔVP1、ΔVP2：跨压
ΔVcom：公共电压的调制量
S301～S304：像素驱动方法的各个步骤
【具体实施方式】
为了使本发明的上述特征和优点更加清楚，下面结合附图所示的几个实施例进行详细说明。
第一实施例
图3A是按照本发明第一实施例的液晶显示器的一种像素电路图。像素10包括像素电容21、22、晶体管31、32与存储电容41、42。像素电容21、22的第二端耦接共享电极，且共享电极耦接公共电压Vcom。晶体管31的第一端、第二端与栅极端分别耦接像素电容21的第一端、数据线DL与扫描线SL，且晶体管31的第一端与栅极端之间存在寄生电容61。晶体管32的第一端、第二端与栅极端分别耦接像素电容22的第一端、数据线DL与扫描线SL，且晶体管32的第一端与栅极端之间存在寄生电容62。
然后，存储电容41的第一端与第二端分别耦接像素电容21的第一端与偏压线BL。存储电容42的第一端与第二端分别耦接像素电容22的第一端与偏压线BL。在本实施例中，偏压线BL为像素10的前一列像素所耦接的扫描线，但在其它实施例中偏压线BL也可以是第二偏压电极。
图3B是按照本发明第一实施例的调制公共电压Vcom的波形示意图。本实施例中通过调制公共电压Vcom，以使像素电容21所耦合出的跨压ΔVP1(即像素电容21的第一端与第二端之间的压差)不同于像素电容22所耦合出的跨压ΔVP2(即像素电容22的第一端与第二端之间的压差)。其中，公共电压Vcom例如有两个电压基准电位，分别为高基准电位Vcom1和低基准电位Vcom2。
上述调制公共电压Vcom，例如可将公共电压由高基准电位Vcom1改变为低基准电位Vcom2，或将公共电压Vcom由低基准电位Vcom2改变为高基准电位Vcom1。更详细地说，当跨压ΔVP1与ΔVP2相对于公共电压Vcom是正极性时，则可将公共电压Vcom由高基准电位Vcom1调制为低基准电位Vcom2；反之，当跨压ΔVP1与ΔVP2相对于公共电压Vcom是负极性时，则可将公共电压Vcom由低基准电位Vcom2调制为高基准电位Vcom1。
图3C是按照本发明第一实施例的一种像素驱动方法的流程图。图3D是按照本发明第一实施例的偶数帧的公共电压Vcom、跨压ΔVP1与ΔVP2的波形示意图。图3E是按照本发明第一实施例的奇数帧的公共电压Vcom、跨压ΔVP1与ΔVP2的波形示意图。一起参照图3A、图3C、图3D与图3E，在本实施例中，晶体管31的第一端被电性连接到像素电容21的第一端，晶体管31的栅极端被电性连接到扫描线SL。晶体管32的第一端被电性连接到像素电容22的第一端，晶体管32的栅极端被电性连接扫描线SL。此外，像素电容21的第二端被电性连接到共享电极，像素电容22的第二端被电性连接到共享电极。下面先针对第二周期时各组件的运作进行说明。
在第二周期时，首先在步骤S301，由液晶显示器的扫描驱动电路提供高基准电位的扫描驱动信号给扫描线SL，以导通晶体管31的第一端与第二端，并导通晶体管32的第一端与第二端。接着在步骤S302，由液晶显示器的数据驱动电路提供数据信号至数据线DL，以对像素电容21、22进行充电。下面再对第一周期时各组件的运作进行说明。
在第一周期时，在步骤S303，由扫描驱动电路提供低基准电位的扫描驱动信号给扫描线SL，使晶体管31、32截止，以绝缘晶体管31的第一端与第二端，并绝缘晶体管32的第一端与第二端。这样，可避免像素电容21、22第一端的电压互相干扰。此外，由于像素电容21、22的两端所耦接的电压不是浮接电压，因此可改善现有技术的影像残留问题。
在第一周期时，在步骤S304，调制公共电压Vcom，使像素电容21所耦合的跨压ΔVP1与像素电容22所耦合的跨压ΔVP2彼此不同。更详细地说，可先提供公共电压Vcom至共享电极，并调制该公共电压Vcom。接着利用像素电容21耦合到晶体管31的第一端，并利用像素电容22耦合到晶体管32的第一端。从而，可在晶体管31的第一端与晶体管32的第一端之间产生跨压。即，像素10的子像素51与52分别具有不同的数据信号-透射率曲线。
在本实施例中，像素10在偶数帧例如以正极性方式驱动，像素10在奇数帧例如以负极性方式驱动。其中跨压ΔVP1与ΔVP2分别可根据下列公式(一)与公式(二)计算：
ΔVp1=Clc1Cst1+Clc1+Cgs1×ΔVcom]]>……公式(一)
ΔVp2=Clc2Cst2+Clc2+Cgs2×ΔVcom]]>……公式(二)
在公式(一)与(二)中，Clc1与Clc2分别为像素电容21与22的液晶电容值，Cst1与Cst2分别为存储电容41与42的存储电容值，Cgs1与Cgs2分别为寄生电容61与62的寄生电容值，而ΔVcom(Vcom1-Vcom2或Vcom2-Vcom1)为公共电压Vcom的调制量。一般而言，晶体管31与32采用相同规格的组件，因此Cgs1通常与Cgs2相等，更进一步来说，Cgs1与Cgs2的值很小，因此可以忽略。
然后，在本实施例中，可将像素10设计成Clc1＝Clc2，且Cst1≠Cst2。因此在步骤S304调制公共电压Vcom，可使跨压ΔVP1不同于跨压ΔVP2。因而，可使像素10的子像素51与52分别具有不同的数据信号-透射率曲线，进以改善色偏的问题。此外，在本实施例中，子像素51、52耦接到相同的扫描线，改善了现有技术中各子像素必须耦接到不同的扫描线。不仅如此，本实施例与现有技术的图2A相比较，本实施例不但提升了可靠性，更改善了画面不均匀与影像残留等问题。此外，本实施例与现有技术图2B相比较，本实施例所使用的扫描线数量仅是现有技术的一半，不但可大幅节省硬件成本，提升孔径比、简化系统电路复杂度、而且不需提升电路的操作频率，因此具有省电的功能。
本实施例中虽将像素10设计为Clc1＝Clc2，且Cst1≠Cst2，但本发明并不限于此。在其它实施例中，只要Clc1、Clc2、Cst1与Cst2具有的关系，通过在步骤S304调制公共电压Vcom，可使跨压ΔVP1不同于跨压ΔVP2。
图4A是按照本发明第一实施例的第一种像素结构的俯视图。图4B是沿图4A中的T1至T1’的剖面图。结合图3A、图4A与图4B，像素10的结构包括基板410、偏压电极420、介电层430、像素电极441、442、液晶层450与共享电极460。在本实施例中，基板410以下玻璃411与偏光片412为例进行说明。偏压电极420配置于基板410的部分区域上。偏压电极420例如可设计成具有多个开口，且各开口的位置分别对应于子像素51与52。介电层430配置于偏压电极420上。像素电极441配置于介电层430的部分区域上，且像素电极441的部分区域与偏压电极420的部分区域互相重迭而形成存储电容41。像素电极442配置于介电层430的部分区域上，且像素电极442的部分区域与偏压电极420的部分区域互相重迭而形成存储电容42。
在本实施例中，偏压电极420、像素电极441、442与共享电极460可由不透明的材料形成，例如铝。但在其它实施例中，偏压电极420、像素电极441、442与共享电极460也可由透明材料形成，例如氧化铟锡(ITO)。
然后，液晶层450配置于像素电极441、442上。共享电极460配置于液晶层450上，共享电极460对应于像素电极441与442分别形成像素电容21与像素电容22。此外，还可将基板470配置于共享电极460上。基板470例如包括上玻璃471与偏光片472。
值得一提的是，由于像素电极441与偏压电极420相互重迭的面积(宽度为a的环状区域)不同于像素电极441与偏压电极420相互重迭的面积(宽度为b的环状区域)，因此存储电容41的存储电容值Cst1则不同于存储电容42的存储电容值Cst2。此外，在本实施例中，将像素电极441与442的面积设计为相同，因此像素电容21的液晶电容值Clc1则会与像素电容22的液晶电容值Clc2相同。这样，当调制公共电压Vcom时，像素电容21与22所耦合的跨压则会不相同。
在本实施例中，虽然将像素电极441与442的面积设计为相同，但在另一实施例中，也可将像素电极441与442的面积设计为不相同，以使得Clc1≠Clc2。例如，图4C是按照本发明第一实施例的第二种像素结构的俯视图。图4D是沿图4C的T1至T1’的剖面图。熟悉本领域的技术人员可将图4A与图4B的像素结构替代为图4C与图4D的像素结构。值得一提的是，在图4C与图4D中，c大于d，即像素电极441的面积大于像素电极442的面积，因此可使Clc1≠Clc2。
在本实施例中，偏压电极420虽然由具有多个开口的不透明材料形成，但在其它实施例中，偏压电极420也可由不具有开口的透明材料形成，或是由具有多个开口的透明材料形成。
熟悉本领域的技术人员可根据需求，将像素10设计为透射式像素，以应用于透射式液晶显示器。此外，也可将像素10设计为反射式像素，以应用于反射式液晶显示器。而且，也可将像素10的子像素51设计为透射式像素，并将像素10的子像素52设计为反射式像素，以应用于半透射-半反射式液晶显示器。
第二实施例
图5是按照本发明第二实施例的液晶显示器的一种像素电路图。本实施例的像素11与上述实施例的像素10相类似，其中标号与上述图1相同的部件可参照上述实施方式。值得注意的是，本实施例的像素11还包括存储电容43、44。存储电容43的第一端与第二端分别耦接到晶体管31的第一端与第二偏压电极。存储电容44的第一端与第二端分别耦接到晶体管32的第一端与第二偏压电极。在本实施例中，第二偏压电极例如可耦接到接地电压。因此当调制公共电压Vcom时，像素电容21的跨压ΔVP1与像素电容22之跨压ΔVP2分别可根据下列公式(三)与公式(四)计算：
ΔVp1=Cst3+Clc1Cst1+Cst3+Clc1+Cgs1×ΔVcom]]>……公式(三)
ΔVp2=Cst4+Clc2Cst2+Cst4+Clc2+Cgs2×ΔVcom]]>……公式(四)
在公式(三)与(四)中，Clc1与Clc2分别为像素电容21与22的液晶电容值，Cst1、Cst2、Cst3与Cst4分别为存储电容41、42、43与44的存储电容值，Cgs1与Cgs2分别为寄生电容61与62的寄生电容值，而ΔVcom(Vcom1-Vcom2或Vcom2-Vcom1)为公共电压Vcom的调制量。
这样，本实施例不但可实现与上述实施例相类似的功效，本实施例通过存储电容43与44还可以进一步稳定像素电压，且可使电路设计更具有弹性。以下提供一种可实现本实施例的像素结构供熟悉本领域的技术人员参考。
图6A是按照本发明第二实施例的一种像素结构的俯视图。图6B是沿图6A的T2至T2’的剖面图。结合图5、图6A与图6B，本实施例像素11的结构与上述实施例像素10的结构相类似，其中标号与图4A与图4B相同的部件可参照上述实施方式。值得注意的是，本实施例像素11的结构还包括公共电极480。公共电极480配置于基板410的部分区域与介电层430之间。公共电极480的部分区域与像素电极441的部分区域491互相重迭形成存储电容43，公共电极480的部分区域与像素电极442的部分区域互相重迭形成存储电容44。
然后，本实施例将部分区域491的面积设计为与部分区域492的面积相同，因此Cst3＝Cst4。但在另一实施例中也可以将部分区域491的面积设计为不同于部分区域492的面积，以使Cst3≠Cst4。这样，当调制公共电压Vcom时，像素电容21与22所耦合的跨压则会不相同。
第三实施例
熟悉本领域的技术人员可根据需求改变像素的架构，例如图7是依照本发明第三实施例的液晶显示器的一种像素电路图。本实施例的像素12与上述图3A的像素10相类似，其中标号与上述实施例相同的部件可参照前述实施方式。值得注意的是，本实施例的子像素51、52分别位于数据线DL的两侧，其优点在于可减少线路的复杂性。此外，像素12还将存储电容42设计成与像素电容22相并联。因而也可实现与上述实施例相类似的功效。
第四实施例
熟悉本领域的技术人员也可根据需求而增设不同数量的存储电容并联于各像素电容。例如图8A是根据本发明第四实施例的液晶显示器的一种像素电路图。本实施例的像素13与上述图7的像素12相类似，其中标号与上述实施例相同的部件可参照前述实施方式。值得注意的是，本实施例增设了并联于像素电容21的存储电容43。这样，不但可实现与上述实施例相类似的功效，更可使电路设计更具有弹性。
又例如图8B是按照本发明第四实施例的液晶显示器的另一种像素电路图。本实施例的像素14与上述图8A的像素13相类似，其中标号与上述实施例相同的部件可参照前述实施方式。值得注意的是，本实施例增设了并联于像素电容22的存储电容44。这样，不但可实现与上述实施例相类似的功效，更可使电路设计更具有弹性。
综上所述，本发明利用调制公共电压的技术，使像素电容21与22所耦合的跨压不同，因此可改善色偏现象。
虽然已经通过上述几个实施例描述了本发明，但是本发明并不限于此，任何所属技术领域中的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可以对其做出各种修改和变型，因此本发明的保护范围由所附的权利要求书限定。