CN102231256A - 显示子像素电路及使用其的平面显示面板 - Google Patents

Abstract

一种显示子像素电路及使用其的平面显示面板。此显示子像素电路包括第一、第二与第三子电极控制电路，这些子电极控制电路受两条扫描线的控制而接受两条数据线上的数据，且其中一个子电极控制电路以电荷分享方式改变所储存的数据，以使一个子像素电路由三个子电极控制电路进行显示控制。本发明可以改善侧视角偏白现象且可以同时改善2D显示模式与3D显示模式在侧视时的光学表现。

Description

显示子像素电路及使用其的平面显示面板

技术领域

本发明涉及一种显示像素电路及使用其的平面显示面板，且尤其涉及一种降低侧视角偏白(color washout)现象的显示像素电路及使用其的平面显示面板。

背景技术

液晶显示器是一种在目前被广泛运用的平面显示器。按照驱动方式来区分，液晶显示器可大致被区分为扭曲向列(Twisted Nematic，TN)型液晶显示器、垂直排列(Vertical Alignment，VA)型液晶显示器，以及平面内切换液晶(In Plane Switching，IPS)型液晶显示器等三种。

扭曲向列型液晶显示器是最早被开发出来的一种液晶显示器，优点在于成本低廉且响应速度快。但是扭曲向列型液晶显示器的视角狭窄。相对于此，垂直排列型液晶显示器与平面内切换液晶型液晶显示器就提供了较广的视角，所以成为大屏幕显示装置的优选驱动方式。

然而，垂直排列型液晶显示器虽然有着相对较广的视角，却同时存在着侧视角偏白(color washout)的问题。为了解决这个问题，现有技术将每一个像素电路分成两个子像素，并配合适当的电路设计使两个子像素的像素电压不同而产生两个不同的亮度。然而，上述的解决方式只能在某特定灰阶附近把亮度有效的抑制在gamma 2.2左右，如图1所示。很明显地，这样的改善效果并不令人满意。为此，许多技术人员仍致力于侧视角偏白改善的相关研究。

发明内容

本发明的目的之一是在提供一种显示子像素电路，其可改善侧视角偏白现象。

本发明的另一目的是提供一种平面显示面板，其可提供较佳的侧视光学表现。

本发明提出一种显示子像素电路，其电性耦接至连续设置的第一与第二数据线，并电性耦接至连续设置的第一与第二扫描线。此显示子像素电路包括第一、第二与第三子电极控制电路。第一子电极控制电路电性耦接至第一数据线及第一扫描线，受第一扫描线的控制以决定是否接收第一数据线所传递的数据，且根据所接收的数据而控制第一区块的透光度。第二子电极控制电路电性耦接至第二数据线及第一扫描线，受第一扫描线的控制以决定是否接收第二数据线所传递的数据，且根据所接收的数据而控制第二区块的透光度。第三子电极控制电路电性耦接至该二数据线、第一扫描线及第二扫描线，其受第一扫描线的控制以决定是否接收第二数据线所传递的数据，受第二扫描线的控制以电荷分享方式改变所接收的数据，且根据改变后的数据而控制第三区块的透光度。其中，第二扫描线被使能的时间晚于第一扫描线被使能的时间。

在本发明的一个实施例中，上述的第一区块、第二区块及第三区块被设置于第一数据线与第二数据线之间。第一区块与第二区块被设置于第一扫描线的两侧，而第二区块与第三区块则被设置于第一扫描线与第二扫描线之间。

本发明另提出一种平面显示面板，其使用前述的显示子像素电路，配合扫描线与数据线进行画面的显示。

在一个实施例中，当此平面显示面板使用于3D显示时，第一子电极控制电路保持于关闭状态以使第一区块大致呈黑色。

在一个实施例中，同样电性耦接至第一数据线与第二数据线的任两个显示像素电路所电性耦接的扫描线互不相同。相反地，在另一个实施例中，同样电性耦接至第一数据线与第二数据线的相邻两个显示像素电路所电性耦接的扫描线中的一个相同。

本发明因在一个像素电路中提供三个透光区域，且配合特殊电路设计以调整三个透光区域的透光程度，所以可以改善侧视角偏白现象。另外，由于设计为三个透光区域，所以在3D画面时可通过关闭主要区块而降低左右眼信息的互相干扰的串音现象。两者结合，本发明可以同时改善2D与3D的侧视光学表现。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1为公知使用改良侧视角偏白技术之后所测得的45度角侧视灰阶亮度变化曲线图。

图2为根据本发明一实施例的平面显示面板的架构方块图。

图3为根据本发明一实施例的显示子像素电路的架构示意图。

图4为根据本发明一实施例的显示子像素电路的电路图。

图5A为采用根据本发明的实施例之后，于2D显示模式下所测得的45度角侧视灰阶亮度变化曲线图。

图5B为采用根据本发明的实施例之后，于3D显示模式下所测得的45度角侧视灰阶亮度变化曲线图。

图6为根据本发明另一实施例的平面显示面板的架构方块图。

其中，附图标记说明如下：

20、22：平面显示面板

300、302、310、312、314、316、318：导电线路

A₁、A₂、A₃：区块

C₁、C₂、C₃：储存电容

C_CS：电荷分享电容

C_LC1、C_LC2、C_LC3：液晶电容

D₁、D₂、D₃、D_a、D_a+1、D_m、D_m+1：数据线

G₁、G₂、G₃、G₄、G₅、G₆、G_b、G_b+1、G_n、G_n+1、G_2n+1、G_2n：扫描线

L₁、L₂：布线区

P_(1，1)、P_(1，2)、P_(1，m)、P_(2，1)、P_(2，2)、P_(2，m)、P_(3，1)、P_(3，2)、P_(3，m)、P_(n，1)、P_(n，2)、P_(n，m)：显示子像素电路

T₁、T₂、T₃、T₄：晶体管

具体实施方式

请参照图2，其为根据本发明一实施例的平面显示面板的架构方块图。在本实施例中，平面显示面板20包括了多条扫描线G₁、G₂...G_2n-1与G_2n、多条数据线D₁、D₂、D₃...D_2m-1与D_2m，以及多个显示子像素电路P_(1，1)、P_(1，2)...至P_(n，m)。其中，显示子像素电路P_(X，Y)所指的是第X行第Y列的显示子像素电路；例如，位于第1行的显示子像素电路分别被标号为P_(1，1)、P_(1，2)...与P_(1，m)，位于第n行的显示子像素电路则分别被标示为P_(n，1)、P_(n，2)...与P_(n，m)，位于第1列的显示子像素电路分别被标示为P_(1，1)、P_(2，1)、P_(3，1)...与P_(n，1)，位于第2列的显示子像素电路分别被标示为P_(1，2)、P_(2，2)、P_(3，2)...与P_(n，2)，而位于第m列的显示子像素电路则分别被标示为P_(1，m)、P_(2，m)、P_(3，m)...与P_(n，m)。

如图2所示，一个显示子像素电路会电性耦接至连续设置的两条扫描线以及连续设置的两条数据线。如显示子像素电路P_(1，1)即电性耦接至扫描线G₁与G₂以及数据线D₁与D₂，而显示子像素电路P_(2，1)则电性耦接至扫描线G₃与G₄以及数据线D₁与D₂。以下将详细解释各显示子像素电路与所电性耦接的扫描线及数据线间的运作关系。

请参照图3，其为根据本发明一实施例的显示子像素电路的架构示意图。如图所示，显示子像素电路包括了三个区块A₁、A₂与A₃、两个布线区L₁与L₂、被设置在布线区中的多个晶体管T₁、T₂、T₃与T₄、电荷分享电容C_CS以及用于电性连接的导电线路300、302、310、312、314、316与318。此显示子像素电路电性耦接至连续设置的数据线D_a与D_a+1，并且同时电性耦接至连续设置的扫描线G_b与G_b+1。此外，扫描线的扫描顺序是在使能了扫描线G_b之后才会使能扫描线G_b+1，也就是扫描线G_b+1被使能的时间晚于扫描线G_b被使能的时间。再者，区块A₁、A₂与A₃设置于数据线D_a与数据线D_a+1之间，区块A₁与区块A₂被设置于扫描线G_b的两侧，且区块A₂与区块A₃被设置于扫描线G_b与扫描线G_b+1之间。

在本实施例中，定义第一子电极控制电路包括晶体管T₁以及导电线路300与302。其中晶体管T₁通过导电线路300而电性耦接至数据线D_a+1，并且受扫描线G_b的控制而决定是否接收数据线D_a+1所传递的数据。而由晶体管T₁通过导电线路302导入第一子电极控制电路中的数据则会被储存在第一子电极控制电路中(一般储存在设计于区块A₁之内或边缘的电容里，在图3中未示出)，并以电位作为此储存数据的表现。区块A₁的透明度则受到此被储存的数据的电位与另一共同电位之间的电位差所影响；或者，从另一个角度来看，由于共同电位在某段时间内会是一个固定值，因此可以将第一子电极控制电路视为是根据所接收的数据来控制区块A₁的透明度。

类似的，在本实施例中进一步定义第二子电极控制电路包括晶体管T₂以及导电线路310与312。其中晶体管T₂通过导电线路310而电性耦接至数据线D_a，并且受扫描线G_b的控制而决定是否接收数据线D_a所传递的数据。而由晶体管T₂通过导电线路312导入第二子电极控制电路中的数据则会被储存在第二子电极控制电路中(一般储存在设计于区块A₂之内或边缘的电容里，在图3中未示出)。同样的，第二子电极控制电路也可视为是根据所接收的数据来控制区块A₂的透明度。

特别地，本实施例中更进一步定义一个第三子电极控制电路，其包括晶体管T₃与T₄、电荷分享电容C_CS以及导电线路310、314、316与318。晶体管T₃通过导电线路310而电性耦接至数据线D_a，并且受扫描线G_b的控制而决定是否接收数据线D_a所传递的数据。由晶体管T₃通过导电线路314导入第三子电极控制电路中的数据则会被储存在第三子电极控制电路中(一般储存在设计于区块A₃之内或边缘的电容里，在图3中未示出)。此外，在扫描线G_b被使能之后才被使能的扫描线G_b+1控制了晶体管T₄是否开启，一旦晶体管T₄被开启，则储存在第三子电极控制电路中的数据的电位将可能因为与电荷分享电容C_CS间通过导电线路316与318进行电荷分享而产生改变。因此，第三子电极控制电路同样可视为是根据所储存的数据来控制区块A₃的透明度，但此处所谓的“储存的数据”在不同的时间点分别为刚从数据线D_a所接收并储存的数据的电位，或者为经过电荷分享之后仍储存于第三子电极控制电路中的数据的电位。

接下来请参照图4，其为根据本发明一实施例的显示子像素电路的电路图。大致上可将此图视为图3的实施例的等效电路图，但在此图中绘出了一些在图3中未表现出来的元件。

在图4所示的实施例中，第一子电极控制电路包括了晶体管T₁、储存电容C₁以及液晶电容C_LC1。其中，液晶电容C_LC1是因在正负两片电极间夹有液晶分子而造成的电容效应的等效表示，而晶体管T₁就电性耦接至其中一片电极(后称第一子电极)上。晶体管T₁电性耦接于数据线D_a+1与储存电容C₁之间，且晶体管T₁电性耦接至扫描线G_b以被扫描线G_b上的电位控制是否导通。此外，晶体管T₁也电性耦接于数据线D_a+1与液晶电容C_LC1之间，因此一旦晶体管T₁被导通，经由数据线D_a+1所传输的数据(也就是数据线D_a+1上的电位)就会被暂存至储存电容C₁与液晶电容C_LC1之中。

包括晶体管T₂、储存电容C₂以及液晶电容C_LC2的第二子电极控制电路也与第一子电极控制电路有类似的操作。晶体管T₂电性耦接于数据线D_a与储存电容C₂之间，且晶体管T₂电性耦接至扫描线G_b以被扫描线G_b上的电位控制是否导通。此外，晶体管T₂也电性耦接于数据线D_a+1与液晶电容C_LC2之间；换言之，晶体管T₂的一端电性耦接至液晶电容C_LC2其中一片电极(后称第二子电极)上。因此一旦晶体管T₂被导通，经由数据线D_a所传输的数据就会被暂存至储存电容C₂与液晶电容C_LC2之中。

在图4所示的实施例中，第三子电极控制电路包括了晶体管T₃与T₄，储存电容C₃、液晶电容C_LC3以及电荷分享电容C_CS。晶体管T₃电性耦接于数据线D_a与储存电容C₃之间，且晶体管T₃电性耦接至扫描线G_b以被扫描线G_b上的电位控制是否导通。此外，晶体管T₃也电性耦接于数据线D_a+1与液晶电容C_LC3之间；换言之，晶体管T₃的一端电性耦接至液晶电容C_LC3其中一片电极(后称第三子电极)上。因此一旦晶体管T₃被导通，经由数据线D_a所传输的数据就会被暂存至储存电容C₃与液晶电容C_LC3之中。晶体管T₄电性耦接于储存电容C₃与电荷分享电容C_CS之间，且晶体管T₄电性耦接至扫描线G_b+1以被扫描线G_b+1上的电位控制是否导通。此外，晶体管T₄也电性耦接于电荷分享电容C_CS与液晶电容C_LC3之间；换言之，晶体管T₄的一端电性耦接至第三子电极上。一旦晶体管T₄被导通，储存电容C₃、液晶电容C_LC3与电荷分享电容C_CS就会彼此分享电荷，储存电容C₃与液晶电容C_LC3的电位就可能因此而改变。

综上，此实施例在一个显示子像素电路中提供了最多三种不同电位以产生三种不同的亮度，在2D模式下可以得到比以前更好的侧视效果。请参照图5A，其为采用根据本发明的实施例之后，于2D显示模式下所测得的45度角侧视灰阶亮度变化曲线图。比较图5A与图1可知，执行此实施例所得的亮度曲线更接近Gamma 2.2，也就是有更好的改善效果。

在另一方面，当处于3D显示模式下的时候，第一子电极控制电路可以被关闭而使其不进行显示；或者，从另一个方面来说，在3D显示模式下可通过关闭第一子电极控制电路而使图3所示的区块A₁大致上呈现黑色。如此一来，在侧视的时候也可以减少漏光的现象。请参照图5B，其为采用根据本发明的实施例之后，于3D显示模式下所测得的45度角侧视灰阶亮度变化曲线图。同样的，图5B所示的亮度曲线也比图1所示者更接近Gamma 2.2，表示即使在3D显示模式下，本实施例也可以得到比以前更好的改善效果。

除了垂直排列(Vertical Alignment，VA)型液晶显示器之外，假若将此实施例进一步运用于多域垂直排列(Multi-domain Vertical Alignment，MVA)型液晶显示器上，则在2D显示模式下可以有12域(4域*3区块)的侧视光学表现，在3D显示模式下也可以有8域(4域*2区块)的侧视光学表现，同样可以在2D显示模式与3D显示模式中改善侧视时的光学表现。

以上所述为本发明的几个实施例。除了众所周知的变化，例如晶体管T₁、T₂、T₃与T₄可以改由其他适合的开关元件替代之外，在整体面板的设计上也可以有所改变。请参照图6，其为根据本发明另一实施例的平面显示面板的架构方块图。本实施例的电路设计大致上与图2所示者相同，其不同处在于，在图2所示的平面显示面板20中，同样电性耦接至某两条数据线的显示子像素电路所电性耦接的扫描线都互不相同；但是在图6所示的平面显示面板22中，同样电性耦接至某两条数据线的相邻两个显示子像素电路则会电性耦接到一条相同的扫描线。

举例而言，在图2与图6中，相邻的两个显示子像素电路P_(1，1)与P_(2，1)都同样电性耦接至数据线D₁与D₂，但在图2所示的平面显示面板20中，显示子像素电路P_(1，1)电性耦接至扫描线G₁与G₂，而显示子像素电路P_(2，1)则电性耦接至扫描线G₃与G₄，很明显两个显示子像素电路P_(1，1)与P_(2，1)所耦接的扫描线彼此完全不相同；而在图6所示的平面显示面板22中，除了显示子像素电路P_(1，1)电性耦接至扫描线G₁，显示子像素电路P_(2，1)电性耦接至扫描线G₃之外，显示子像素电路P_(1，1)与P_(2，1)还共同电性耦接至扫描线G₂。如图6的方式可以比图2的电路减少大量的扫描线，更适于实用。

此外，本发明实施例中的第一区块面积为A₁，第二区块面积为A₂以及第三区块面积为A₃，具有以下关系式，可以使2D显示模式与3D显示模式下侧视光学的亮度曲线趋近于gamma值为2.2，如图5A与图5B所示，以产生较佳的显示品质。

$\frac{A1}{A1+A2+A3}\≤30\%$ 且A2≤A3

综上所述，本发明可以同时改善2D显示模式与3D显示模式在侧视时的光学表现，且改善程度超越先前技术所提供的方式，相当适合实际运用于产品上。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定的范围为准。

Claims (12)

1.一种显示子像素电路，电性耦接至连续设置的一第一数据线与一第二数据线，并电性耦接至连续设置的一第一扫描线与一第二扫描线，该显示子像素电路包括：

一第一子电极控制电路，电性耦接至该第一数据线及该第一扫描线，该第一子电极控制电路用以接收该第一数据线所传递的数据，且该第一子电极控制电路根据所接收的数据而控制一第一区块的透光度；

一第二子电极控制电路，电性耦接至该第二数据线及该第一扫描线，该第二子电极控制电路用以接收该第二数据线所传递的数据，且该第二子电极控制电路根据所接收的数据而控制一第二区块的透光度；以及

一第三子电极控制电路，电性耦接至该第二数据线、该第一扫描线及该第二扫描线，该第三子电极控制电路用以接收该第二数据线所传递的数据，该第二扫描线控制该第三子电极控制电路以电荷分享方式改变所接收的数据，且该第三子电极控制根据改变后的数据而控制一第三区块的透光度；

其中，该第二扫描线被使能的时间晚于该第一扫描线被使能的时间。

2.如权利要求1所述的显示子像素电路，其中该第一区块、该第二区块及该第三区块被设置于该第一数据线与该第二数据线之间，该第一区块与该第二区块被设置于该第一扫描线的两侧，且该第二区块与该第三区块被设置于该第一扫描线与该第二扫描线之间。

3.如权利要求1所述的显示子像素电路，其中该第一区块的面积不大于第一区块、第二区块以及第三区块的总面积的30％，且第二区块的面积不大于第三区块的面积。

4.如权利要求1所述的显示子像素电路，其中：

该第一子电极控制电路包括：

一第一开关元件；

一第一子电极，电性耦接至该第一开关元件；以及

一第一储存电容，电性耦接至该第一开关元件与该第一子电极，

其中，该第一开关元件电性耦接于该第一数据线与该第一储存电容之间，且该第一开关元件电性耦接至该第一扫描线，用以接收该第一数据线所传递的数据而暂存至该第一储存电容；

该第二子电极控制电路包括：

一第二开关元件；

一第二子电极，电性耦接至该第二开关元件；以及

一第二储存电容，电性耦接至该第二开关元件与该第二子电极，

其中，该第二开关元件电性耦接于该第二数据线与该第二储存电容之间，且该第二开关元件电性耦接至该第一扫描线，用以接收该第二数据线所传递的数据而暂存至该第二储存电容；

该第三子电极控制电路包括：

一第三开关元件；

一第四开关元件；

一第三子电极，电性耦接至该第三开关元件与该第四开关元件；

一第三储存电容，电性耦接至该第三开关元件与该第三子电极；以及

一电荷分享电容，电性耦接至该第四开关元件，

其中，该第三开关元件电性耦接于该第二数据线与该第三储存电容之间，且该第三开关元件电性耦接至该第一扫描线，用以接收该第二数据线所传递的数据而暂存至该第三储存电容，

其中，该第四开关元件电性耦接于该第三储存电容与该电荷分享电容之间，且该第四开关元件电性耦接至该第二扫描线，并使该第三储存电容与该电荷分享电容相互分享电荷。

5.如权利要求1所述的显示像素电路，其中当使用于3D显示时，该第一子电极控制电路保持于关闭状态。

6.一种平面显示面板，包括：

多条扫描线；

多条数据线；

多个显示子像素电路，至少一个所述多个显示子像素电路电性耦接至所述多个数据线中连续设置的一第一数据线与一第二数据线，并电性耦接至所述多个扫描线中连续设置的一第一扫描线与一第二扫描线，且所述至少一个显示子像素电路包括：

一第一子电极控制电路，电性耦接至该第一数据线及该第一扫描线，该第一子电极控制电路用以接收该第一数据线所传递的数据，且该第一子电极控制电路根据所接收的数据而控制一第一区块的透光度；

一第二子电极控制电路，电性耦接至该第二数据线及该第一扫描线，该第二子电极控制电路用以接收该第二数据线所传递的数据，且该第二子电极控制电路根据所接收的数据而控制一第二区块的透光度；以及

一第三子电极控制电路，电性耦接至该第二数据线、该第一扫描线及该第二扫描线，该第三子电极控制电路用以接收该第二数据线所传递的数据，该第二扫描线控制该第三子电极控制电路以电荷分享方式改变所接收的数据，且该第三子电极控制电路根据改变后的数据而控制一第三区块的透光度；

其中，该第二扫描线被使能的时间晚于该第一扫描线被使能的时间。

7.如权利要求6所述的平面显示面板，其中该第一区块、该第二区块及该第三区块被设置于该第一数据线与该第二数据线之间，该第一区块与该第二区块被设置于该第一扫描线的两侧，且该第二区块与该第三区块被设置于该第一扫描线与该第二扫描线之间。

8.如权利要求6所述的平面显示面板，其中该第一区块的面积不大于第一区块、第二区块以及第三区块的总面积的30％，且第二区块的面积不大于第三区块的面积。

9.如权利要求6所述的平面显示面板，其中：

该第一子电极控制电路包括：

一第一开关元件；

一第一子电极，电性耦接至该第一开关元件；以及

一第一储存电容，电性耦接至该第一开关元件与该第一子电极，

其中，该第一开关元件电性耦接于该第一数据线与该第一储存电容之间，且该第一开关元件电性耦接至该第一扫描线，用以接收该第一数据线所传递的数据而暂存至该第一储存电容；

该第二子电极控制电路包括：

一第二开关元件；

一第二子电极，电性耦接至该第二开关元件；以及

一第二储存电容，电性耦接至该第二开关元件与该第二子电极，

其中，该第二开关元件电性耦接于该第二数据线与该第二储存电容之间，且该第二开关元件电性耦接至该第一扫描线，用以接收该第二数据线所传递的数据而暂存至该第二储存电容；

该第三子电极控制电路包括：

一第三开关元件；

一第四开关元件；

一第三子电极，电性耦接至该第三开关元件与该第四开关元件；

一第三储存电容，电性耦接至该第三开关元件与该第三子电极；以及

一电荷分享电容，电性耦接至该第四开关元件，

其中，该第三开关元件电性耦接于该第二数据线与该第三储存电容之间，且该第三开关元件电性耦接至该第一扫描线，用以接收该第二数据线所传递的数据而暂存至该第三储存电容，

其中，该第四开关元件电性耦接于该第三储存电容与该电荷分享电容之间，且该第四开关元件电性耦接至该第二扫描线，使该第三储存电容与该电荷分享电容相互分享电荷。

10.如权利要求6所述的平面显示面板，其中当使用于3D显示时，该第一子电极控制电路保持于关闭状态。

11.如权利要求6所述的平面显示面板，其中同样电性耦接至该第一数据线与该第二数据线的任两个所述多个显示子像素电路所电性耦接的所述多个扫描线互不相同。

12.如权利要求6所述的平面显示面板，其中同样电性耦接至该第一数据线与该第二数据线的相邻两个所述多个显示子像素电路所电性耦接的所述多个扫描线中的一个相同。

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