像素結構及其驅動方法
2024-02-10 19:46:15 1
專利名稱：像素結構及其驅動方法
技術領域：
本發明是有關於一種顯示面板(display panel)，且特別是有關於一種液晶 顯示面板(liquid crystal display panel)的像素結構及其驅動方法。
背景技術：
現有的液晶顯示器多朝向高亮度、高對比、大面積顯示與廣視角的趨勢發 展，其中為了改善液晶顯示器的視角，已有多種廣視角技術被提出。目前較常 見的廣視角液晶顯示器例如有多域垂直配向式液晶顯示器、共平面轉換式 (in-plane switching, IPS)液晶顯示器以及邊緣電場轉換式(fringe field switching, FFS)液晶顯示器等等。
圖1為現有一種應用於多域垂直配向式液晶顯示器的像素結構的俯視示意 圖。請參照圖1，像素結構IOO配置於一薄膜電晶體陣列基板上，此像素結構 IOO包括一掃描線110、 一數據線120、 一薄膜電晶體130、 一像素電極140與 多個凸起物150。其中薄膜晶傳管130包括柵極132、半導體層134、源極136a、 漏極136b以及接觸窗138。柵極132與掃描線110電性連接，而半導體層134 配置於柵極132上方。源極136a與漏極136b配置於半導體層134上，其中源 極136a與數據線120電性連接。
像素電極140透過接觸窗138而與漏極136b電性連接。此外，為了達到 液晶分子能夠產生多域垂直配向，凸起物150配置於像素電極140上，而在相 對的彩色濾光基板(未繪示)上配置多個凸起物(未繪示)。因此，藉由凸起物150 與凸起物的搭配，可以使得配置於薄膜電晶體陣列基板與彩色濾光基板之間的 液晶分子呈現多方向的傾倒，進而達到廣視角顯示的效果。
雖然上述的多域垂直配向式液晶顯示器可以增加視角範圍，但是，當視角 由0度往90度變化時，此多域垂直配向式液晶顯示器的光穿透率(transmission) 相對於灰階(gray level)的迦瑪曲線(gamma curve)將有所不同。簡單而言，隨著視角的改變，此多域垂直配向式液晶顯示器所提供的畫面的色調及亮度分 布失真的程度將越明顯。發明內容有鑑於此，本發明的目的就是提供一種像素結構及其驅動方法，以減低顯 示品質隨著視角改變的程度。為達到上述目的，本發明提出一種像素結構，其包括一基板、 一第一掃描 線、 一第二掃描線、 一第三掃描線、 一數據線、 一第一薄膜電晶體、 一第二薄 膜電晶體、 一第三薄膜電晶體、 一第一像素電極以及一第二像素電極。其中， 第一掃描線、第二掃描線、第三掃描線、數據線、第一薄膜電晶體、第二薄膜 電晶體、第三薄膜電晶體、第一像素電極以及第二像素電極皆配置於基板上。 第二掃描線與第三掃描線電性相連，而第一薄膜電晶體電性連接至第一掃描線與數據線。此外，第二薄膜電晶體電性連接至第一薄膜電晶體與第二掃描線。 而第三薄膜電晶體則電性連接至第三掃描線與數據線。另外，第一像素電極電 性連接至第二薄膜電晶體，而第二像素電極電性連接至第三薄膜電晶體。在本發明的像素結構中，第一像素電極與第二像素電極位於第二掃描線與 第三掃描線之間。在本發明的像素結構中，第一薄膜電晶體具有一第一漏極，而第二薄膜晶 體管具有一第二源極，且第一漏極與第二源極電性連接。在本發明的像素結構中，像素結構還包括一共用配線，其配置於基板上， 且第一像素電極與第二像素電極分別與部分共用配線重疊。在本發明的像素結構中，像素結構還包括多個配向構件，配置於第一像素 電極與第二像素電極上，而上述的配向構件包括配向凸起物或狹縫。為達到上述目的，本發明還提出一種像素結構的驅動方法，其適於驅動上 述的像素結構。此像素結構的驅動方法包括下列步驟。首先，先經由第一掃描 線、第二掃描線與第三掃描線開啟第一薄膜電晶體、第二薄膜電晶體與第三薄 膜電晶體。然後，經由數據線將一第一數據電壓分別輸入至第一像素電極與第 二像素電極。接著，再經由第一掃描線關閉第一薄膜電晶體，並經由第二掃描 線與第三掃描線開啟第二薄膜電晶體與第三薄膜電晶體。然後，經由數據線將一第二數據電壓輸入至第二像素電極，其中第一數據電壓與第二數據電壓不相 同。
基於上述，由於本發明的像素結構在採用上述的驅動方法後可以讓兩個像 素電極分別達到不同的電位，此能使位於兩像素電極上方的液晶分子的傾倒角 度不同，而降低本發明應用於多域垂直配向式液晶顯示面板的光穿透率相對於 灰階的迦瑪曲線隨著視角改變的程度。
為讓本發明的上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，以下結合附圖對本發 明的具體實施方式
作詳細說明，其中
圖1是現有一種應用於多域垂直配向式液晶顯示器的像素結構的俯視示意圖。
圖2是依照本發明實施例的一種像素結構的俯視示意圖。 圖3是圖2所繪示的像素結構的等效電路圖。
圖4採用圖2所繪示的像素結構的薄膜電晶體陣列基板的等效電路圖。
圖5繪示為圖4所繪示的薄膜電晶體陣列基板的驅動波形示意圖。
具體實施例方式
圖2為本發明一實施例的一種像素結構的俯視示意圖。請參照圖2，此像 素結構200包括一基板202、 一第一掃描線210、 一第二掃描線220、 一第三掃 描線230、 一數據線240、 一第一薄膜電晶體250、 一第二薄膜電晶體260、 一 第三薄膜電晶體270、 一第一像素電極280以及一第二像素電極290。其中， 第一掃描線210、第二掃描線220、第三掃描線230、數據線240、第一薄膜晶 體管250、第二薄膜電晶體260、第三薄膜電晶體270、第一像素電極280以及 第二像素電極290皆配置於基板上。值得注意的是，第二掃描線220與第三掃 描線230電性相連。
具體而言，第一薄膜電晶體250電性連接至第一掃描線210與數據線240， 而第二薄膜電晶體260電性連接至第一薄膜電晶體250與第二掃描線220。此 外，第三薄膜電晶體270則電性連接至第三掃描線230與數據線240。第一像素電極280電性連接至第二薄膜電晶體260，而第二像素電極290電性連接至 第三薄膜電晶體270。另外，值得一提的是，當像素結構200為多域垂直配向 式(multi-domain vertical alignment, MVA)時，像素結構200還包括多個配向 構件292，如圖2所示，其配置於第一像素電極280與第二像素電極290上， 然而當像素結構200屬於傳統型扭轉向列模式(Twisted Nematic, TN)時，可以不 包括多個配向構件292，本發明並不對多個配向構件292作限定。在本實施例 中，配向構件292為狹縫，然而在另一實施例中，配向構件292也可以是凸起 物。
在上述的像素結構200中，第一像素電極280與第二像素電極2卯位於第 二掃描線220與第三掃描線230之間。更詳細地說，第一薄膜電晶體250具有 第一源極250a與第一漏極250b，第二薄膜電晶體260具有第二源極260a與第 二漏極260b，其中第一漏極250b與第二源極260a電性連接，而第三薄膜晶體 管270具有第二源極270a與漏極250b。本實施例所揭示的第一漏極250b與第 二源極260a為同一塊金屬。然而，本發明並非限定第一漏極250b與第二源極 260a需形成一起。在其他實施例中，第一漏極250b與第二源極260a也可以是 個別獨立。另外，本發明並不限定第一薄膜電晶體250、第二薄膜電晶體260 與第三薄膜電晶體270的型態與種類為圖2所揭示的內容。舉例而言，第一薄 膜電晶體250、第二薄膜電晶體260與第三薄膜電晶體270也可是個別獨立。
此外，在上述的像素結構200中，第一像素電極280與第二像素電極290 分別與部分共用配線294重疊。在部分共用配線294與第一像素電極280、部 分共用配線294與第二像素電極290電極間有儲存電容的產生。換言之，本實 施例所揭示的儲存電容的架構為儲存電容形成於共用配線上(Cst on common)。 然而，本發明並非限定儲存電容的架構為儲存電容形成於共用配線(Cst on common)。在其他實施例中，儲存電容的架構也可為儲存電容形成於掃描線 上(Cst on gate)。
圖3為圖2所繪示的像素結構的等效電路圖。請同時參考圖2與圖3，像 素結構200的驅動方法包括下列步驟。首先，於第一時間將信號輸入第一掃描 線210、第二掃描線220與第三掃描線230，用以開啟第一薄膜電晶體250、第 二薄膜電晶體260與第三薄膜電晶體270。此時，經由數據線240將第一數據電壓分別寫入至第一像素電極280與第二像素電極290。接著，於第二時間再 經由第一掃描線210關閉第一薄膜電晶體250，並經由第二掃描線220與第三 掃描線230開啟第二薄膜電晶體260與第三薄膜電晶體270。此時，經由數據 線240將第二數據電壓輸入至第二像素電極290，其中第一數據電壓與第二數 據電壓不相同。
基於上述驅動方式，在驅動的第一時間，數據線240的第一數據電壓輸入 第一像素電極280與第二像素電極290;接著，在驅動的第二時間，由於第一 掃描線210關閉第一薄膜電晶體250，因此數據線240的第二數據電壓無法輸 入第一像素電極280，而第一像素電極280保持第一時間所寫入的第一數據電 壓。同一時間，數據線240的第二數據電壓輸入第二像素電極290。簡單而言， 在第一時間，第一像素電極280與第二像素電極290具有相同的第一數據電壓。 然而，在第二時間，第一像素電極280保持第一時間所寫入的第一數據電壓， 而第二像素電極290具有第二數據電壓。因此，像素結構200的第一像素電極 280與第二像素電極290在此驅動方式下能夠達到不同的電位，以使位於兩像 素電極上方的液晶分子的傾倒角度不同，而降低多域垂直配向式液晶顯示面板 的光穿透率相對於灰階的迦瑪曲線隨著視角改變的程度。以下將藉由等效電路 圖與驅動波形圖詳細說明像素結構的驅動方法。
圖4為採用圖2所繪示的像素結構的薄膜電晶體陣列基板的等效電路圖。 請參照圖4，薄膜電晶體陣列基板300包括多條掃描線G0、 Gl、 G2與G3，多 條數據線Dl、 D2與D3，多個薄膜電晶體Tl、 T2、 T3、 T4、 T5、 T6、 T7、 T8、 T9與T10以及多個像素電極P1、 P2、 P3、 P4、 P5與P6。
圖5繪示為圖4所繪示的薄膜電晶體陣列基板的驅動波形示意圖。請同時 參照圖4與圖5，此薄膜電晶體陣列基板300的驅動方法包括下列步驟。第一 時間，將信號輸入掃描線G0與G1，開啟薄膜電晶體T1、 T2與T3，此時，經 由數據線D1將第一數據電壓VI輸入像素電極P1與P2。第二時間，將掃描線 GO信號關閉，掃描線Gl與G2信號並同時維持開啟狀態，經由掃描線GO信 號關閉薄膜電晶體T1，而掃描線G1與G2信號開啟薄膜電晶體T2、 T3、 T4、 T5 、 T6與T7，此時，經由數據線D1將第二數據電壓V2輸入像素電極P2、 P3與P4。第三時間，將掃描線信號G2信號關閉，掃描線G1信號同時維持開啟狀態，經由掃描線G1信號開啟T2、 T3薄膜電晶體，此時，經由數據線D1 將第三數據電壓V3輸入像素電極P2。
承上步驟，第四時間，將掃描線G1信號關閉，掃描線G2與G3信號同時 維持開啟狀態，經由掃描線G2與G3開啟薄膜電晶體T5、 T6、 T7、 T8 、 T9 與TIO，此時，經由數據線Dl將第四數據電壓V4輸入像素電極P4、 P5與P6。 第五時間，將掃描線G3信號關閉，掃描線G2信號並同時維持開啟狀態，經由 掃描線G2開啟薄膜電晶體T5、 T6，此時，經由數據線D1將第五數據電壓V5 輸入像素電極P4。本發明以圖4的像素陣列300作說明，但並不限定像素結構 的數量與排列方式。
基於上述，由本發明的像素結構單位所形成的像素陣列，在採用上述的驅 動方法後可以讓液晶顯示面板中的相鄰像素分別達到不同的電位。換言之，本 發明能使位於液晶顯示面板中的像素電極上方的液晶分子的傾倒角度不同，進 而降低多域垂直配向式液晶顯示面板的光穿透率相對於灰階的迦瑪曲線隨著 視角改變的程度。
雖然本發明已以較佳實施例揭示如上，然其並非用以限定本發明，任何本 領域技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的修改和完善， 因此本發明的保護範圍當以權利要求書所界定的為準。
權利要求
1.一種像素結構，包括一基板；一第一掃描線，配置於該基板上；一第二掃描線，配置於該基板上；一第三掃描線，配置於該基板上，其中該第二掃描線與該第三掃描線電性相連；一數據線，配置於該基板上；一第一薄膜電晶體，配置於該基板上，並電性連接至該第一掃描線與該數據線；一第二薄膜電晶體，配置於該基板上，並電性連接至該第一薄膜電晶體與該第二掃描線；一第三薄膜電晶體，配置於該基板上，並電性連接至該第三掃描線與該數據線；一第一像素電極，配置於該基板上，並電性連接至該第二薄膜電晶體；以及一第二像素電極，配置於該基板上，並電性連接至該第三薄膜電晶體。
2. 如權利要求1所述的像素結構，其特徵在於，該第一像素電極與該第二 像素電極位於該第二掃描線與該第三掃描線之間。
3. 如權利要求1所述的像素結構，其特徵在於，該第一薄膜電晶體具有一 第一漏極，而該第二薄膜電晶體具有一第二源極，且該第一漏極與該第二源極 電性連接。
4. 如權利要求1所述的像素結構，其特徵在於，還包括一共用配線，配置 於該基板上，且該第一像素電極與該第二像素電極分別與部分該共用配線重 疊。
5. 如權利要求1所述的像素結構，其特徵在於，還包括多個配向構件，配 置於該第一像素電極與該第二像素電極上。
6. 如權利要求5所述的像素結構，其特徵在於，該些配向構件包括配向凸起物或狹縫。
7. —種像素結構的驅動方法，適於驅動如權利要求1所述的像素結構，該 像素結構的驅動方法包括經由該第一掃描線、該第二掃描線與該第三掃描線開啟該第一薄膜晶體 管、該第二薄膜電晶體與該第三薄膜電晶體；經由該數據線將一第一數據電壓分別輸入至該第一像素電極與該第二像 素電極；經由該第一掃描線關閉該第一薄膜電晶體，並經由該第二掃描線與該第三 掃描線開啟該第二薄膜電晶體與該第三薄膜電晶體；以及經由該數據線將一第二數據電壓輸入至該第二像素電極，其中該第一數據 電壓與該第二數據電壓不相同。
全文摘要
本發明公開了一種像素結構，包括一第一掃描線、一第二掃描線與一第三掃描線、一數據線、一第一薄膜電晶體、一第二薄膜電晶體與一第三薄膜電晶體、一第一像素電極以及一第二像素電極。其中，第二掃描線與第三掃描線電性相連。第一薄膜電晶體電性連接至第一掃描線與數據線。第二薄膜電晶體電性連接至第一薄膜電晶體與第二掃描線。第三薄膜電晶體則電性連接至第三掃描線與數據線。此外，第一像素電極與第二像素電極分別電性連接至第二薄膜電晶體及第三薄膜電晶體。因此，此像素結構能夠降低顯示品質隨著視角改變的程度。
文檔編號H01L23/522GK101304032SQ20071010343
公開日2008年11月12日 申請日期2007年5月11日 優先權日2007年5月11日
發明者劉文雄, 張紓語 申請人:中華映管股份有限公司