CN101017265A

CN101017265A - 像素控制装置及应用该像素控制装置的显示装置

Info

Publication number: CN101017265A
Application number: CN 200710085595
Authority: CN
Inventors: 曹正翰; 黄乙白
Original assignee: AU Optronics Corp
Current assignee: AUO Corp
Priority date: 2007-03-12
Filing date: 2007-03-12
Publication date: 2007-08-15

Abstract

一种像素控制装置及应用该像素控制装置的显示装置。该像素控制装置电连接至次像素，用以提供第一电压电位及第二电压电位至该次像素。该像素控制装置的扫描线用以传递周期性信号，以控制该P型晶体管及该N型晶体管交替启动。数据线用以在该P型晶体管启动时，决定该第一电压电位，以及在该N型晶体管启动时，决定该第二电压电位。通过两种不同的电压电位使液晶可产生八个象限的角度。本发明可以控制液晶显示装置的液晶的倾斜角度，减少LTPS制造工艺中液晶显示装置的大视角偏白问题。

Description

像素控制装置及应用该像素控制装置的显示装置

技术领域

本发明涉及一种像素控制装置及应用前述像素控制装置的显示装置；更详细地说，涉及可提供不同电压以解决大视角偏白及灰阶反转的像素控制装置及应用该像素控制装置的显示装置。

背景技术

由于技术及材质等限制，早期的液晶显示屏幕所能提供的视角较小，对比度较低，且像素数目也较少。由于早期液晶显示屏幕的尺寸较小，配置的装置皆为笔记本电脑、移动电话、个人数字助理等体积较小的可携式装置，因此液晶显示屏幕的视角大小并非决定其品质的关键因素。然而，近年来不少厂商纷纷推出大尺寸液晶显示屏幕，适用于台式个人电脑或电视，此时，视角的大小便成了液晶显示屏幕品质的关键因素。

富士通公司提出了多象限垂直配向技术(Multi-domain VerticalAlignment；简称MVA)以解决上述问题。MVA技术使液晶显示屏幕的液晶以非单一的方向排列，进而提升可视角的范围。此外，使用MVA技术的液晶显示屏幕亦具有高对比、广视角、无灰阶反转、高分辨率及快速反应时间等优点。

图1A描绘采用现行MVA技术的液晶显示屏幕的次像素1的侧视示意图。此次像素1具有第一电极端11、第二电极端12、第三电极端13及多个液晶14。当同时施加第一电压电位于第一电极端11以及施加第二电压电位于第二电极端12及第三电极端13后，所述液晶14呈现同一角度，故此MVA技术支持四个象限。图1B描绘上述次像素的俯视示意图，其中虚线151、152、153、154所圈之处为四个象限。

然而，采用现行四个象限MVA技术的液晶显示屏幕具大视角偏白(washout)及大视角灰阶反转的缺点。大视角偏白指使用者在大视角观看时，其画面彩度会大幅降低，而大视角灰阶反转则是使用者在大视角观看时，画面的明亮程度会倒转。具有此两种现象的液晶显示屏幕皆非使用者可接受的产品。

目前解决大视角偏白及灰阶反转的技术皆仅适用于非晶硅(a-si)制造工艺所制作的液晶显示装置。对于低温多晶硅(Low Temperature Poly-Silicon；简称LTPS)制造工艺所制作的液晶显示装置着墨甚少。由于LTPS制造工艺所制造的液晶显示装置反应速度较快、亮度较高以及分辨率较高，因此，若能解决其大视角偏白及灰阶反转的问题，将能大幅提升液晶屏幕的品质，促进其普及化。

另一方面，近年来以半穿透半反射(transflective)技术制作的液晶显示装置也越来越普及，主要的原因在于其可大幅提高阳光下的可读性，同时达到低耗电量。在半穿透半反射技术中，透射与反射须具有不同的灰阶曲线。现有技术主要利用穿透区与反射区间隙(cell gap)不同的方式达成此目的。然而，此技术的难度较高，增加厂商的生产成本。此外，采用不同间隙亦会使液晶在介面产生排列异常的现象，影响显示品质。

综上所述，如何解决LTPS制造工艺所制作的液晶屏幕其大视角偏白以及灰阶反转的现象，以及如何采用单一间隙以提供半穿透半反射技术不同的灰阶曲线，仍为此领域亟待解决的课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种像素控制装置。该像素控制装置电连接至次像素，用以提供第一电压电位及第二电压电位至该次像素。该像素控制装置包含P型晶体管、N型晶体管、扫描线及数据线。该扫描线用以传递周期性信号，以控制该P型晶体管及该N型晶体管交替启动。该数据线用以在该P型晶体管启动时，提供第一数据参考电压电位至该P型晶体管，以及在该N型晶体管启动时，提供第二数据参考电压电位至该N型晶体管。该第一电压电位与该第一数据参考电压电位成第一比例关系。该第二电压电位与该第二数据参考电压电位成第二比例关系。

如上所述的像素控制装置，其中该P型晶体管及该N型晶体管分别具有栅极、源极及漏极，该P型晶体管的栅极及该N型晶体管的栅极皆耦接至该扫描线，该P型晶体管的源极与该N型晶体管的源极皆耦接至该数据线。

如上所述的像素控制装置，还包含：第一储能装置，耦接至该P型晶体管的漏极，用以在该P型晶体管启动时，根据该第一数据参考电压电位产生该第一电压电位；以及第二储能装置，耦接至该N型晶体管的漏极，用以在该N型晶体管启动时，根据该第二数据参考电压电位产生该第二电压电位。

如上所述的像素控制装置，其中该第一储能装置包含：第一电容，耦接至该P型晶体管的漏极，具有固定电容值；以及第二电容，耦接至该P型晶体管的漏极，具有可变电容值。

如上所述的像素控制装置，其中该第二储能装置包含：第三电容，耦接至该N型晶体管的漏极，具有固定电容值；以及第四电容，耦接至该N型晶体管的漏极，具有可变电容值。

如上所述的像素控制装置，其中该第一比例关系根据该第一储能装置的电荷储存能力而决定，该第二比例关系根据该第二储能装置的电荷储存能力而决定。

本发明的另一目的在于提供一种显示装置。该显示装置包含显示阵列及像素控制装置。该显示阵列具有多个像素，每一个像素皆包含多个次像素。该像素控制装置电连接至所述次像素其中之一，用以提供第一电压电位及第二电压电位至该次像素。该像素控制装置包含P型晶体管、N型晶体管、扫描线及数据线。该扫描线用以传递周期性信号，以控制该P型晶体管及该N型晶体管交替启动。该数据线用以在该P型晶体管启动时，提供第一数据电压电位至该P型晶体管，以及在该N型晶体管启动时，提供第二数据参考电压电位至该N型晶体管。该第一电压电位与该第一数据参考电压电位成第一比例关系。该第二电压电位与该第二数据参考电压电位成第二比例关系。

通过上述的配置，本发明的像素控制利用P型晶体管及N型晶体管交错启动以提供两个电压电位，进而控制液晶显示装置的液晶的倾斜角度。通过两个不同的电压电位，液晶显示装置的次像素被区分为两个区域。由于每一个区域皆有四个象限，故该次像素便具有八个象限。如此，可减少LTPS制造工艺中液晶显示装置的大视角偏白问题。本发明的配置亦适用于半穿透半反射显示装置，以提供不同的灰阶曲线以达成穿透及反射的目的。

在参阅附图及随后描述的实施方式后，所属技术领域技术人员便可了解本发明的其他目的，以及本发明的技术手段及实施方案。

附图说明

图1A描绘采用现行MVA技术的液晶显示屏幕的次像素的侧视示意图；

图1B描绘图1A的俯视示意图；

图2描绘本发明的液晶显示装置的次像素；

图3A描绘本发明的实施例的显示装置；

图3B描绘本发明的实施例的像素控制装置；以及

图3C描绘本发明的实施例的扫描线及数据线的信号。

其中，附图标记说明如下：

2：次像素

21：第一电极端 22：第二电极端

23：第一区域 24：第二区域

3：显示装置 31：显示阵列

311：多个像素 32：驱动控制装置

33：像素控制装置

341：P型晶体管 342：第一储能装置

343：第一电容 344：第二电容

351：N型晶体管 352：第二储能装置

353：第三电容 354：第四电容

37：扫描线 38：数据线

V_G：扫描线信号

V_D：数据线信号

具体实施方式

图2描绘本发明的液晶显示装置的次像素2。本发明通过提供两种不同的电压电位至此次像素2的第一电极端21及第二电极端22，将此次像素2区分为两个区域，即第一区域23及第二区域24。这两个区域23、24内的液晶将根据两种不同的电压而呈现不同的角度。由于每一个电压会造成四个象限，因此本发明的每一次像素具有八个象限。

图3A、图3B及图3C描绘本发明的实施例。图3A描绘此实施例为显示装置3，其包含显示阵列31及驱动控制装置32。显示阵列31具有多个像素311，而每一个像素311皆包含多个次像素，用以决定该像素的发光亮度及颜色。图3B描绘本发明的像素控制装置33，此像素控制装置33电连接至显示装置3的多个次像素其中之一，用以分别提供第一电压电位及第二电压电位至此次像素的两个电极端，即图2的第一电极端21及第二电极端22，由此使液晶根据第一电压电位及第二电压电位而呈现不同的角度，达到八个象限的效果。

具体来说，此像素控制装置33包含P型晶体管341、N型晶体管351、第一储能装置342、第二储能装置352、扫描线37及数据线38。P型晶体管341及N型晶体管351分别具有栅极、源极及漏极。P型晶体管341的栅极耦接至扫描线37，其源极耦接至数据线38，且其漏极耦接至第一储能装置342。N型晶体管351的栅极耦接至扫描线37，其源极耦接至数据线38，且其漏极耦接至第二储能装置352。第一储能装置342在节点N1产生第一电压电位，该第一电压电位传送至次像素的第一电极端(如图2的第一电极端21)，而第二储能装置352在节点N2产生第二电压电位，该第二电压电位传送至次像素的第二电极端(如图2的第二电极端22)。

扫描线37传递周期性信号，以控制P型晶体管341及N型晶体管351交替启动。数据线38则于P型晶体管341启动时，提供第一数据参考电压电位至P型晶体管341，以及在N型晶体管351启动时，提供第二数据参考电压电位至N型晶体管351。扫描线37与数据线38所传递的信号描绘于图3C，其中信号V_G代表扫描线37所传递的信号，而信号V_D代表数据线38所传递的信号。在处理第一个显示框(frame)时，扫描线37传送第一周期34的信号，在第一周期34中，当信号V_G为高电压电位时(如箭头302所示)，N型晶体管351随之启动，此时信号V_D提供第二数据参考电压电位(如箭头306所示)至N型晶体管351。此第二数据参考电压电位与前述第二电压电位成第二比例关系，其中第二比例关系由第二储能装置352所决定，将在后面描述。同理，当信号V_G为低电压电位时(如箭头304所示)，N型晶体管351关闭，P型晶体管341随之启动，此时信号V_D提供第数据参考电压电位(如箭头308所示)至P型晶体管341。此第一数据参考电压电位与前述第一电压电位成第一比例关系，其中第一比例关由第一储能装置342决定，将在后面描述。在处理下一个显示框时，扫描线37传送第二周期36的信号，由于液晶的特性所示，此时数据线38所传送的电压电位需与第一周期34中的反相。在第二周期36中，当信号V_G为高电压电位时(如箭头310所示)，P型晶体管341关闭，N型晶体管351随之启动，此时信号V_D提供第二数据参考电压电位306的反相电压(如箭头314所示)至N型晶体管351。同理，当信号V_G为低电压电位时(如箭头312所示)，N型晶体管351关闭，P型晶体管341随之启动，此时信号V_D提供第一数据参考电压电位308的反相电压(如箭头316所示)至P型晶体管341。

具体而言，第一储能装置342包含第一电容343及第二电容344，以根据第一数据参考电压电位而产生第一电压电位。每一电容皆具有第一端点及第二端点。第一电容343具有固定电容值，其第一端点耦接至P型晶体管341的漏极，且其第二端点接地，第二电容344具有可变电容值，与第一电容343并联，前述第一比例关系可根据第二电容344的可变电容值来调整，亦即第一比例关系根据第一储能装置342的电荷储存能力而决定。更详细来说，当P型晶体管341启动时，第一数据参考电压电位对第一储能装置342充电，其充电的快慢由第二电容344的可变电容值所决定，在特定时间后，节点N1的电压电位(即第一电压电位)便输出至第一电极端21。

第二储能装置352包含第三电容353及第四电容354，以根据第二数据参考电压电位而产生第二电压电位。每一电容皆具有第一端点及一第二端点。第三电容353具有固定电容值，其第一端点耦接至N型晶体管351的漏极，且其第二端点接地，第四电容354具有可变电容值，与第三电容353并联，前述第二比例关系可根据第四电容354的可变电容值来调整，亦即第二比例关系根据第二储能装置352的电荷储存能力而决定。更详细来说，当N型晶体管351启动时，第二数据参考电压电位对第二储能装置352充电，其充电的快慢由第四电容354的可变电容值所决定，在特定时间后，节点N2的电压电位(即第二电压电位)便输出至第一电极端22。

通过上述的配置，一个次像素可分为两个区域，其中一个区域由P型晶体管控制并提供电压电位，另一区域则由N型晶体管控制并提供电压电位，而由P型晶体管提供的电压电位与由N型晶体管提供的电压电位不同，故两个区域的液晶具有不同的倾斜角度，形成八个象限，改善大视角偏白的问题。

另一方面，由于上述的配置提供两个不同的电压电位至一个次像素，因而可产生不同的灰阶曲线。如此，即可使用单一间隙的工艺，达成半穿透半反射液晶显示装置所需的不同灰阶曲线，避免不同间隙的工艺所带来的负面效果。

上述之实施例仅用来举例说明本发明的实施方案，以及阐释本发明的技术特征，并非用来限制本发明的范围。任何本领域技术人员可轻易完成的改变或等效的设置均属于本发明所主张的范围，本发明所要求保护的范围应以权利要求书为准。

Claims

1.一种像素控制装置，电连接至次像素，该像素控制装置用以提供第一电压电位及第二电压电位至该次像素，该像素控制装置包含：

P型晶体管；

N型晶体管；

扫描线，用以传递周期性信号，以控制该P型晶体管及该N型晶体管交替启动；以及

数据线，用以在该P型晶体管启动时，提供第一数据参考电压电位至该P型晶体管，以及在该N型晶体管启动时，提供第二数据参考电压电位至该N型晶体管；

其中，该第一电压电位与该第一数据参考电压电位成第一比例关系，该第二电压电位与该第二数据参考电压电位成第二比例关系。

2.如权利要求1所述的像素控制装置，其中该P型晶体管及该N型晶体管分别具有栅极、源极及漏极，该P型晶体管的栅极及该N型晶体管的栅极皆耦接至该扫描线，该P型晶体管的源极与该N型晶体管的源极皆耦接至该数据线。

3.如权利要求2所述的像素控制装置，还包含：

第一储能装置，耦接至该P型晶体管的漏极，用以在该P型晶体管启动时，根据该第一数据参考电压电位产生该第一电压电位；以及

第二储能装置，耦接至该N型晶体管的漏极，用以在该N型晶体管启动时，根据该第二数据参考电压电位产生该第二电压电位。

4.如权利要求3所述的像素控制装置，该第一储能装置包含：

第一电容，耦接至该P型晶体管的漏极，具有固定电容值；以及

第二电容，耦接至该P型晶体管的漏极，具有可变电容值。

5.如权利要求3所述的像素控制装置，该第二储能装置包含：

第三电容，耦接至该N型晶体管的漏极，具有固定电容值；以及

第四电容，耦接至该N型晶体管的漏极，具有可变电容值。

6.如权利要求3所述的像素控制装置，其中该第一比例关系根据该第一储能装置的电荷储存能力而决定，该第二比例关系根据该第二储能装置的电荷储存能力而决定。

7.一种显示装置，包含：

显示阵列，具有多个像素，每一个像素皆包含多个次像素；以及

像素控制装置，电连接至所述次像素其中之一，该像素控制装置用以提供第一电压电位及第二电压电位至该次像素，该像素控制装置包含：

P型晶体管；

N型晶体管；

数据线，用以于该P型晶体管启动时，提供第一数据电压电位至该P型晶体管，以及在该N型晶体管启动时，提供第二数据参考电压电位至该N型晶体管；

8.如权利要求7所述的显示装置，其中该P型晶体管及该N型晶体管分别具有栅极、源极及漏极，该P型晶体管的栅极及该N型晶体管的栅极皆耦接至该扫描线，该P型晶体管的源极与该N型晶体管的源极皆耦接至该数据线。

9.如权利要求8所述的显示装置，还包含：

10.如权利要求9所述的显示装置，该第一储能装置包含：

第二电容，耦接至该P型晶体管的漏极，具有可变电容值。

11.如权利要求9所述的显示装置，该第二储能装置包含：

第四电容，耦接至该N型晶体管的漏极，具有可变电容值。

12.如权利要求9所述的显示装置，其中该第一比例关系根据该第一储能装置的电荷储存能力而决定，该第二比例关系根据该第二储能装置的电荷储存能力而决定。