液晶显示面板的液晶像素电路及其驱动方法
【专利摘要】一种液晶显示面板的液晶像素电路及其驱动方法，其包括第一开关、第二开关、储存电容、液晶电容、第三开关及第四开关。第一开关的第一端及控制端分别接收共同电压及第一栅极信号。第二开关的第一端及控制端分别接收数据电压及第二栅极信号。储存电容及液晶电容电性连接于第一开关的第二端与第二开关的第二端之间。第三开关的第一端控制端分别接收共同电压及第三栅极信号。第四开关的第一端及控制端分别接收设定电压及第四栅极信号。第三开关及第四开关的第二端分别电性连接第二开关及第一开关的第二端。
【专利说明】液晶显示面板的液晶像素电路及其驱动方法
【技术领域】
[0001]本发明是有关于一种液晶像素电路及其驱动方法，且特别是有关于一种可提升操作电压范围的液晶像素电路及其驱动方法。
【背景技术】
[0002]随着显示科技的蓬勃发展，使用者对于显示器显像质量的要求越来越高。其中，为因应使用者对于显示器其反应时间(response time)的需求，显示器相关业者纷纷投入蓝相液晶(blue phase liquid crystal ；BPLC)显示器的开发。
[0003]蓝相液晶显示器优于传统液晶的反应速度，在改善液晶显示器的影像效果上具有极大潜力。然而，对蓝相液晶而言，一般液晶像素电路的数据电压相对较低，往往造成蓝相液晶的穿透度不足，导致蓝相液晶在使用时需要较高的操作电压。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种液晶像素电路及其驱动方法，可提升液晶像素电路中的液晶的操作电压范围，从而提升液晶的穿透度。
[0005]本发明提出的液晶像素电路包括第一开关、第二开关、储存电容、液晶电容、第三开关以及第四开关。第一开关具有一第一端、一第二端及一控制端，且第一开关的第一端接收共同电压，第一开关的控制端接收第一栅极信号。第二开关具有第一端、第二端及控制端，且第二开关的第一端接收数据电压，第二开关的控制端接收第二栅极信号。储存电容电性连接于第一开关的第二端与第二开关的第二端之间。液晶电容电性连接于第一开关的第二端与第二开关的第二端之间。第三开关具有第一端、第二端及控制端，第三开关的第一端接收共同电压，第三开关的第二端电性连接第二开关的第二端，且第三开关的控制端接收第三栅极信号。第四开关具有第一端、第二端及控制端，第四开关的第一端接收设定电压，第四开关的第二端电性连接第一开关的第二端，且第四开关的控制端接收第四栅极信号。
[0006]在本发明的一实施例中，上述第二栅极信号与第三栅极信号互为反相，第二栅极信号相同于第四栅极信号。
[0007]在本发明的一实施例中，上述第一开关、第二开关、第三开关及第四开关分别为晶体管。
[0008]在本发明的一实施例中，上述液晶电容系由蓝相液晶、向列型液晶、层列型液晶或胆固醇型液晶所形成。
[0009]在本发明的一实施例中，上述液晶像素电路为TN液晶显示面板、VA液晶显示面板、IPS液晶显示面板或FFS液晶显示面板的液晶像素电路。
[0010]本发明提出的液晶像素电路的驱动方法，包括下列步骤。提供一液晶像素电路，包括并联的一液晶电容及一储存电容。在第一期间，提供共同电压至液晶电容的第一端及第二端。在第二期间，提供数据电压至液晶电容的第一端，且提供设定电压至液晶电容的第二端。在第三期间，提供共同电压至液晶电容的第一端。其中，第一期间先于第二期间，第二期间先于第三期间。
[0011]在本发明的一实施例中，液晶像素电路更包括第一开关、第二开关、第三开关及第四开关，分别受控于第一栅极信号、第二栅极信号、第三栅极信号及第四栅极信号，且上述驱动方法更包括在第一期间，第一栅极信号形成第一正脉波以导通第一开关，且第三栅极信号为致能电位以导通第三开关，共同电压通过导通的第一开关及第三开关传送至液晶电容的第一端及第二端。在第二期间，第二栅极信号及第四栅极信号形成第二正脉波以导通第二开关及第四开关，第三栅极信号形成负脉波以关闭第三开关，数据电压通过导通的第二开关传送至液晶电容的第一端，设定电压通过导通的第四开关传送至液晶电容的第二端。在第三期间，第三栅极信号为致能电位以导通第三开关，第一栅极信号及第二栅极信号为禁能电位以关闭第一开关、第二开关及第四开关，共同电压通过导通的第三开关传送至液晶电容的第一端。
[0012]在本发明的一实施例中，上述液晶电容为蓝相液晶、向列型液晶、层列型液晶或胆固醇型液晶所形成。
[0013]在本发明的一实施例中，上述液晶像素电路为TN液晶显示面板、VA液晶显示面板、IPS液晶显示面板或FFS液晶显示面板的液晶像素电路。
[0014]基于上述，本发明实施例所提出的液晶像素电路及其驱动方法，可利用外部所设定的直流电压，并通过电容耦合效应，据以提升液晶像素电路中的液晶的操作电压范围，从而提升液晶的穿透度。
[0015]为让本案的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为依据本发明一实施例的液晶像素电路的电路示意图；
[0017]图2是依照本发明一实施例的液晶像素电路的驱动波形示意图；
[0018]图3为依据本发明一实施例的液晶像素电路的驱动方法的流程图。
[0019]其中，附图标记:
[0020]100:液晶像素电路CLC:液晶电容
[0021]CST:储存电容Gl:第一栅极信号
[0022]G2:第二栅极信号G3:第三栅极信号
[0023]G4:第四栅极信号N1:第一端
[0024]N2:第二端Pl:第一期间
[0025]P2:第二期间P3:第三期间
[0026]PF:画面期间PWl:第一正脉波
[0027]PW2:第二正脉波PW3:负脉波
[0028]Tl:第一开关T2:第二开关
[0029]T3:第三开关T4:第四开关
[0030]VCOM:共同电压VDATA:数据电压
[0031]VH:高电压VL:低电压
[0032]VSET:设定电压S310、S320、S330:步骤【具体实施方式】
[0033]图1为依据本发明一实施例的用于液晶显示面板的像素电路100的电路示意图。请参照图1，在本实施例中，像素电路100包括第一开关Tl、第二开关T2、储存电容CSTdf晶电容CLC、第三开关T3以及第四开关T4。其中，第一开关Tl的第一端接收共同电压VC0M，第一开关Tl的控制端接收第一栅极信号Gl。第二开关T2的第一端接收数据电压VDATA，第二开关T2的控制端接收第二栅极信号G2。储存电容CST与液晶电容CLC相互并联且电性连接于第一开关Tl的第二端与第二开关T2的第二端之间，亦即液晶电容CLC的第二端N2电性连接第一开关Tl的第二端，液晶电容CLC的第一端NI电性连接第二开关T2的第二端。前述液晶显示面板包含TN液晶显示面板、VA液晶显示面板、IPS液晶显示面板以及FFS液晶显不面板等，但不限定。
[0034]第三开关T3的第一端接收共同电压VC0M，第三开关T3的第二端电性连接第二开关T2的第二端，且第三开关T3的控制端接收第三栅极信号G3。第四开关T4的第一端接收设定电压VSET，第四开关T4的第二端电性连接第一开关Tl的第二端，且第四开关T4的控制端接收第四栅极信号G4。在本实施例中，上述的开关(如Tl?T4)分别例如为晶体管，并分别在各控制端接收到致能电位(例如高电压电位)时为导通。液晶电容CLC例如为蓝相液晶、向列型液晶、层列型液晶或胆固醇型液晶所形成。设定电压VSET则可以是一个外部输入的直流电压，并用以调整液晶电容CLC两端之间的电压差。
[0035]在本实施例中，液晶像素电路100可先通过导通的第一开关Tl及第三开关T3，使共同电压VCOM传送至液晶电容CLC与储存电容CST的第一端NI及第二端N2，借以降低对于液晶电容CLC与储存电容CST的充电范围。接着，再利用导通的第二开关T2，使数据电压VDATA传送至液晶电容CLC与储存电容CST的第一端NI，并同时经由导通的第四开关T4以将设定电压VSET传送至液晶电容CLC与储存电容CST的第二端N2，从而通过设定电压VSET与数据电压VDATA的电压差决定液晶电容CLC上的电压差，借此可调整并有效提升液晶像素电路100中的液晶的操作电压范围。之后，共同电压VCOM经由导通的第三开关T3而传送至液晶电容CLC与储存电容CST的第一端NI作为电压的基准值。
[0036]需说明的是，上述多个开关(如Tl?T4)的导通可通过各开关的控制端所接收到的栅极信号(如Gl?G4)来分别决定。在一实施例中，第二栅极信号G2与第三栅极信号G3可设定成互为反相，且第二栅极信号G2可设定为与第四栅极信号G4相同。此外，液晶像素电路100可以是一像素数组中第N列的其中一个液晶像素电路，且第N列的液晶像素电路共同受控于第N级栅极信号而导通或关闭。因此，本实施例的液晶像素电路100可以第N-1级栅极信号作为第一栅极信号G1，第N级栅极信号作为第二栅极信号G2及第四栅极信号G4，而以第N级栅极信号的反相信号作为第三栅极信号G3。在本发明的实施例中，i可以是大于等于I的正整数，但本发明对此不设限。
[0037]接着，搭配图2的驱动波形示意图以详加说明液晶像素电路100如何通过上述栅极信号(如Gl?G4)来调整液晶的操作电压范围。请参照图1及图2，在本实施例中，液晶像素电路100的画面期间PF可依序包括第一期间P1、第二期间P2及第三期间P3。上述栅极信号(如Gl?G4)在画面期间PF内可形成正脉波(如PW1、PW2)或负脉波(如PW3)，且这些脉波的高电压电位可设定为高电压VH，而低电压电位可设定为低电压VL。在其它实施例中，上述脉波所对应的高电压电位与低电压电位可不需相同。另外，数据电压VDATA可依据对应的影像数据而对应于一特定电压值范围内的一任意电压，此可依据本领域技术人员而定，本发明实施例不以此为限。至于设定电压VSET则可对应于另一特定电压值范围内的一任意电压，并可由应用本实施例者依据其对于液晶像素操作电压范围的需求，而决定设定电压VSET的电压电位。
[0038]在第一期间P1，第一栅极信号Gl形成第一正脉波PWl以导通第一开关Tl,第三栅极信号G3为致能电位(如高电压VH)以导通第三开关T3，而第二栅极信号G2与第四栅极信号G4为禁能电位(如低电压VL)，则使第二开关T2、第四开关T4呈现关闭。此时，共同电压VCOM分别通过导通的第一开关Tl及第三开关T3而传送至液晶电容CLC的第一端NI及第二端N2。换言之，此时的液晶电容CLC的第一端NI及第二端N2的电压相同，因此储存电容CST与液晶电容CLC的跨压会逐渐降低，甚或消除。另一方面，上述以共同电压VCOM分别传送至液晶电容CLC的第一端NI及第二端N2的方式，相当于同时对液晶电容CLC的第一端NI及第二端N2预充电至共同电压VCOM的电压电位。并且，相对于电容单端充电的作法，本发明实施例从电容两端同时充电的作法，可使液晶像素的充电速度获得提升。
[0039]在第二期间P2，第二栅极信号G2及第四栅极信号G4形成第二正脉波PW2以导通第二开关T2及第四开关T4，第三栅极信号G3则形成负脉波PW3以关闭第三开关T3，且第一栅极信号Gl为禁能电位(如低电压VL)以关闭第一开关Tl。此时，数据电压VDATA通过导通的第二开关T2而传送至液晶电容CLC的第一端NI，且设定电压VSET通过导通的第四开关T4而传送至液晶电容CLC的第二端N2。亦即，此时的设定电压VSET与数据电压VDATA的电压差决定液晶电容CLC的跨压。
[0040]在第三期间P3，第三栅极信号G3为致能电位(如高电压VH)以导通第三开关T3，第一栅极信号Gl及第二栅极信号G2为禁能电位(如低电压VL)以关闭第一开关Tl、第二开关T2及第四开关T4。此时，共同电压VCOM通过导通的第三开关T3传送至液晶电容CLC的第一端NI。借此，在设定电压VSET决定之后，本实施例的液晶像素电路100可通过电容耦合效应来调整液晶电容CLC的跨压。换言之，液晶电容CLC的跨压(即操作电压)反应于设定电压VSET与数据电压VDATA的电压差，故通过对于设定电压VSET的电压电位设定，即可直接而有效地提升液晶像素电路100中液晶的电压操作范围。
[0041]举例来说，通过本实施例对于液晶像素电路100的驱动方法，当数据电压VDATA设定为15伏特且设定电压VSET设定为-5伏特时，液晶电容CLC的跨压可调整至20伏特；并且，当数据电压VDATA设定为O伏特且设定电压VSET设定为20伏特时，液晶电容CLC的跨压可调整至-20伏特。借此，液晶像素电路100中液晶的操作电压范围可被提升。
[0042]依据上述，本实施例利用在第一期间Pl以共同电压VCOM重置液晶电容CLC的电压范围，并在第二期间P2时由设定电压VSET与数据电压VDATA决定液晶电容CLC的电压范围。之后，再于第三期间P3提供共同电压VCOM传送至液晶电容CLC的第一端NI作为基准电压，使设定电压VSET可以直接并有效提升液晶像素电路100中的液晶的操作电压范围。
[0043]图3为依据本发明一实施例的像素电路的驱动方法的流程图。请参照图3，本实施例适用于图1所示像素电路100，像素电路100的驱动方法包括下列步骤。在第一期间P1，提供共同电压VCOM至液晶电容CLC的第一端及第二端(步骤S310)。在第二期间P2，提供数据电压VDATA至液晶电容CLC的第一端，且提供设定电压VSET至液晶电容CLC的第二端(步骤S320)。在第三期间P3，提供共同电压VCOM至液晶电容CLC的第一端(步骤S330)，其中，第一期间Pl先于第二期间P2，第二期间P2先于第三期间P3。其中，上述步骤的顺序为用以说明，本发明实施例不以此为限。并且，上述步骤的细节可参照图1至图2的实施例的说明，在此不再赘述。
[0044]综上所述，本发明实施例所提出的液晶像素电路及其驱动方法，可利用外部所设定的直流电压，并通过电容耦合效应，据以提升液晶像素电路中的液晶的操作电压范围，从而提升液晶的穿透度。此外，本发明实施例通过预充电以降低像素电路的充电范围的方式，亦有助于提升液晶像素的充电速度。
[0045]虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属【技术领域】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，故本发明的保护范围当视权利要求书为准。
【权利要求】
1.一种液晶显示面板的液晶像素电路，包其特征在于，括: 一第一开关，具有一第一端、一第二端及一控制端，该第一开关的该第一端接收一共同电压，该第一开关的该控制端接收一第一栅极信号； 一第二开关，具有一第一端、一第二端及一控制端，该第二开关的该第一端接收一数据电压，该第二开关的该控制端接收一第二栅极信号；一储存电容，电性连接于该第一开关的该第二端与该第二开关的该第二端之间；一液晶电容，电性连接于该第一开关的该第二端与该第二开关的该第二端之间；一第三开关，具有一第一端、一第二端及一控制端，该第三开关的该第一端接收该共同电压，该第三开关的该第二端电性连接该第二开关的该第二端，该第三开关的该控制端接收一第三栅极信号；以及 一第四开关，具有一第一端、一第二端及一控制端，该第四开关的该第一端接收一设定电压，该第四开关的该第二端电性连接该第一开关的该第二端，该第四开关的该控制端接收一第四栅极信号。
2.如权利要求1所述的液晶像素电路，其特征在于，其中该第二栅极信号与该第三栅极信号互为反相，该第二栅极信号相同于该第四栅极信号。
3.如权利要求1所述的液晶像素电路，其特征在于，其中该液晶电容系由蓝相液晶、向列型液晶、层列型液晶或胆固醇型液晶所形成。
4.如权利要求1所 述的液晶像素电路，其特征在于，其中该第一开关、该第二开关、该第三开关及该第四开关分别为一晶体管。
5.如权利要求1所述的液晶像素电路，其特征在于，其中该液晶像素电路为TN液晶显示面板、VA液晶显示面板、IPS液晶显示面板或FFS液晶显示面板的液晶像素电路。
6.一种液晶像素电路的驱动方法，其特征在于，包括: 提供一液晶像素电路，包括并联的一液晶电容及一储存电容； 在一第一期间，提供一共同电压至该液晶电容的一第一端及一第二端； 在一第二期间，提供一数据电压至该液晶电容的该第一端，且提供一设定电压至该液晶电容的该第二端；以及 在一第三期间，提供该共同电压至该液晶电容的该第一端； 其中，该第一期间先于该第二期间，该第二期间先于该第三期间。
7.如权利要求6所述的液晶像素电路的驱动方法，其特征在于，其中该液晶像素电路更包括一第一开关、一第二开关、一第三开关及一第四开关，分别受控于一第一栅极信号、一第二栅极信号、一第三栅极信号及一第四栅极信号，该驱动方法更包括:在该第一期间，该第一栅极信号形成一第一正脉波以导通一第一开关，且该第三栅极信号为一致能电位以导通该第三开关，该共同电压通过导通的该第一开关及该第三开关传送至该液晶电容的该第一端及该第二端； 在该第二期间，该第二栅极信号及该第四栅极信号形成一第二正脉波以导通该第二开关及该第四开关，该第三栅极信号形成一负脉波以关闭该第三开关，该数据电压通过导通的该第二开关传送至该液晶电容的该第一端，该设定电压通过导通的该第四开关传送至该液晶电容的该第二端；以及 在该第三期间，该第三栅极信号为该致能电位以导通该第三开关，该第一栅极信号及该第二栅极信号为一禁能电位以关闭该第一开关、该第二开关及该第四开关，该共同电压通过导通的该第三开关传送至该液晶电容的该第一端。
8.如权利要求6所述的液晶像素电路的驱动方法，其特征在于，其中该液晶电容为一蓝相液晶、向列型液晶、层列型液晶或胆固醇型液晶所形成。
9.如权利要求6所述的液晶像素电路的驱动方法，其特征在于，其中该液晶像素电路的驱动方法系用于TN液晶显示面板、VA液晶显示面板、IPS液晶显示面板或FFS液晶显示 面板。
【文档编号】G09G3/36GK104021772SQ201410298100
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年6月27日 优先权日:2014年3月28日
【发明者】林志隆, 吴佳恩, 郑贸薰, 曾柏翔, 林敬桓 申请人:友达光电股份有限公司