专利名称：像素电路结构的制作方法
技术领域：
本发明有关于一种像素电路结构，且特别是有关于一种应用于液晶显示 面板的像素电路结构。
背景技术：
由于消费性电子产品，如个人数字助理、移动电话、笔记型电脑、投影 机乃至于大尺寸的平面电视，其消费市场成长快速，亦带动液晶显示面板
(Liqiuid Crystal Display panel, LCD panel)的需求量i曾力口。而且随着市 场的成熟与技术的进步，消费者对于液晶显示面板的显示效果有愈来愈高的 要求。
液晶显示面板依光源反射方式可区分为透射式(transmissive)、反射式 (reflective)以及半穿反式(tranflect ive)三种基本类型。透射式液晶显示 面板利用背光模块提供光线透射通过液晶显示面板达到透射式显示，其优点 是在正常光线及暗光线下，显示效果良好，但在户外日光下，则不易辨识显 示内容。反射式液晶显示屏幕不需要外加光源，而是利用反射周围环境光线 作为光源以显示画面，因此在户外或光线充足的室内有良好的显示效果，且 耗电量较透射式液晶显示屏幕的低。然而反射式液晶显示面板在昏暗的室内， 或者无环境光线的场合便无法显示画面。半穿反式液晶显示面板则结合了透 射式和反射式两者的优点，因此目前成为业界重要的研究发展方向之一。
请参照图1,其表示传统半穿反液晶显示面板的单一像素的示意图。目 前传统的半穿反液晶显示面板10包括一上基板14、 一下基板11以及填充于 上基板14和下基板11之间的液晶层15，且半穿反液晶显示面板10的单一 像素中具有一透射区al和一反射区a2。在下基板11上对应于反射区a2的 位置还包括一有机层16。下基板11的表面具一透明电极12及一反射电极17， 此透明电才及12对应于透射区al，反射电才及17对应于反射区a2，其中透明电 极12与反射电极17电连接，而上基板14的表面具有一共同电极13。利用 施加于透明电极12及反射电极17对应于共同电极13的电压大小，以改变液晶层15中液晶分子的排列方向。背光模块20所提供的光源光线el由透射区 al透射通过下基板11及透明电极12进入半穿反液晶显示面板10，进而通过 液晶层15、共同电极13及上基板14以显示画面。环境光线e2透射通过上 基板14以及共同电极13进入半穿反液晶显示面板10内，并且经由反射电极 17反射，再次透射通过上基板14以及共同电极13离开半穿反液晶显示面板 10。
光的透射率随着液晶层15中液晶分子排列方式的不同而改变，通过控制 对透明电极12及反射电极17对应于共同电极13所施加的电压大小，显示元 件可显示出不同灰度的亮度。有机层16具有一厚度，使得反射区a2之间隙 d2小于透射区al之间隙dl,让透射区al内的光源光线el与反射区a2内的 环境光线e2具有相同的光程差，以改善液晶的光学效率。然此种双间隙(dual gap)的设计方式会使得制造的复杂度增加、良率降低，生产成本也相对^R高。 且易因双间隙结构的有机层膜厚不均导致半穿反液晶显示面板10整体的对 比、色彩及透射率的均匀度降低。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种像素电路结构，其利用像素电路结构中不同 区域的液晶电容具有不同电位差的方式，使得同 一像素电路结构中具有不同 的透射-电压曲线，可提高液晶显示面板的液晶光学效率，进而提升显示品质， 并且不会增加额外制造以及成本。
根据本发明，提出一种像素电路结构，适用于一液晶显示面板。液晶显 示面板具有一共同电压，并且包括至少一数据线。像素电路结构包括一第一 电路以及一第二电路。第一电路包括一第一开关件及一第一电容，第二电路 包括一第二开关件、 一第三开关件及一第二电容。第一电容的一端接收共同 电压。第一开关件的两端分别耦接于数据线以及第一电容的另一端。第二开 关件及第三开关件串接于数据线以及一电压源之间。第二电容的一端接收共 同电压，另一端耦接于第二开关件及第三开关件之间。第一电容的两端具有 一第一电位差，第二电容的两端具有一第二电位差，第一电位差不同于第二 电位差。
根据本发明，另提出一种像素电路结构，适用于一液晶显示面板。液晶 显示面板具有一共同电压并且包括至少一数据线。像素电路结构包括一第一电路以及一第二电路。第一电路包括一第一电容及一第一开关件，第二电路 包括一第二开关件、 一第三开关件及一第二电容。第一电容的一端接收共同 电压。第一开关件、第二开关件及第三开关件串接于数据线以及一电压源之 间。第一电容的另一端耦接于第一开关件及第二开关件之间。第二电容的一 端接收共同电压，另一端耦接于第二开关件及第三开关件之间。第一电容的 两端具有一第一电位差，第二电容的两端具有一第二电位差，第一电位差不 同于第二电位差。
为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附
图，-洋细i兌明》口下
图l表示传统半穿反液晶显示面板的单一像素的示意图2表示依照本发明第一实施例的像素电路结构的示意图3表示图2的像素电路结构的共同电压、对应于第一显示区及第二显
示区的像素电极电压的信号时序图；以及
图4表示依照本发明第二实施例的像素电路结构的示意图。 主要元件符号说明
10半穿反液晶显示面板
11下基板
12透明电极
13共同电极
14上基板
15液晶层
16有机层
20背光模块
21、41:第一电路
22、 42:第二电路31透射率曲线
32.反射率曲线
200、 400:像素电3各结构al透射区a2反射区
Cl第一电容
C2第二电容
C3第一存储电容
C4第二存储电容
dl透射区之间隙
d2反射区之间隙
el光源光线
e2环境光线
Ll数据线
扫描线
Tl第一开关件
T2第二开关件
T3第三开关件
Vc共同电压
Vo电压源
具体实施方式
第一实施例
本实施例的像素电路结构适用于一液晶显示面板中，液晶显示面板包括 多条扫描线、多条数据线及多个像素单元。其中，每一像素单元中较佳地包 括一个本实施例的像素电路结构。以下针对单一像素电路结构进行说明，以 清楚显示依照本实施例的像素电路结构的特点。
请参照图2，其表示依照本发明第一实施例的像素电路结构的示意图。 应用本实施例的像素电路结构200的液晶显示面板具有一共同电压Vc,并且 包括至少一数据线Ll。像素电路结构200包括一第一电路21以及一第二电 路22。第一电路21包括一第一开关件T1及一第一电容C1。第一电容C1的 一端接收共同电压Vc。第一开关件Tl的两端分别耦接于数据线Ll以及第一 电容C1的另一端。第二电3各12包括一第二开关件T2、 一第三开关件T3以 及一第二电容C2。第二开关件T2及第三开关件T3串接于数据线Ll及一电 压源Vo之间。第二电容C2的一端接收共同电压Vc，另一端耦接于第二开关件T2及第三开关件T3之间。第二开关件T2及第三开关件T3之间产生一分 压，使得第一电容C1两端的电位差不同于第二电容C2两端的电位差。
更进一步来说，第一电路21还包括一第一存储电容C3,第一存储电容 C3的一端与第一电容C1的一端一同耦接于第一开关件T1的一端。本实施例 中，第一存储电容C3的另一端例如是接收共同电压Vc，即第一存储电容C3 为——共同电才及上存卡者电容(storage capacitor on common)的i殳计。然第一 存储电容C3的另一端亦可耦接于相邻于像素电路结构200的前一像素电路结 构的扫描线，即第一存储电容C3为一栅极上存储电容(storage on gate) 的设计。再者，第二电路22还包括一第二存储电容C4，第二存储电容(M的 一端与第二电容C2的一端一同耦接于第二开关件T2及第三开关件T3之间。
此外，第一电容Cl及第二电容C2分别为一液晶电容(liquid crystal capacitor),第一电容C1由液晶显示面才反对应于第一显示区的l象素电才及、液 晶显示面板的共同电极以及设置于像素电极与共同电极间的液晶所形成，第 二电容C2则由液晶显示面板对应于第二显示区的像素电极、液晶显示面板的 共同电^l以及液晶所形成。此外，电压源Vo可例如是液晶显示面4反的共同电 极，以提供共同电压Vc，或者是一外部信号源。经由调整电压源Vo的电位， 以及调整第二开关件T2及第三开关件T3的长宽(W/L)比例，可改变第二电 容C2耦接于数据线Ll以及电压源Vo间的分压值。
另一方面，第一开关件T1、第二开关件T2以及第三开关件T3分别为一 薄膜晶体管(Thin Film Transistor, TFT )。第一开关件Tl除前述耦接于数 据线L1及第一电容C1的两端外，还具有一控制端。第二开关件T2及第三开 关件T3除前述用以串接于数据线Ll及电压源Vo的两端外，更分别具有一控 制端。此些开关件T1、 T2及T3的控制端分别耦接于液晶显示面板的扫描线 L2,且第三开关件T3由其源极(source)耦接于电压源Vo。本实施例中液 晶显示面板例如是一半穿反式(transflective)液晶显示面板，并且具有至 少一第一显示区以及至少一第二显示区。此处第一显示区以及第二显示区分 另寸以液晶显示面4反的透射区(transmission area )以及反射区(reflective area)为例做说明，然第一显示区以及第二显示区亦可分别为反射区以及透 射区。第一电路21对应配置于第一显示区，第二电路22对应配置于第二显 示区。第一电容C1的一端耦接于第一开关件T2的一端，第一电容Cl的另一端接收共同电压，此两端之间具有一第一电位差。第二电容C2的一端耦接于 第二开关件T2以及第三开关件T3之间，第二电容C2的另 一端接收共同电压， 此两端之间具有不同于第一电位差的一第二电位差。
根据本发明第一实施例的像素电路结构，以正常白(normally white) 的显示面板于暗态，以及共同电压为0伏特及5伏特的转态操作模式为例进 行-漠拟。请参照图3,其表示图2的像素电路结构的共同电压、对应于第一 显示区及第二显示区的像素电极电压的时序图。其中，第一显示区为透射区， 第二显示区为反射区，且第二开关件T2的宽长比值(W/L)与第三开关件T3 的宽长比值的比例为1:5，正半周时电压源Vo设定为3V,负半周时电压源 Vo设定为4，5V。第一电压VI对应第一显示区的像素电极，第二电压V2对应 第二显示区的像素电极。经由模拟结果得知，于正半周(第一及第二电压V1 及V2高于共同电压Vc)期间，透射区的像素电压(第一电压VI)约为4.44 伏特及9. 44伏特，反射区的像素电压(第二电压V2 )约为5伏特及10伏特。 亦即在正半周期间，第一电容C1两端的第一电位差为4. 44伏特，第二电容 C2两端的第二电位差为5伏特。另一方面，于负半周(第一及第二电压VI 及V2低于共同电压Vc)期间，透射区的像素电压(第一电压VI)约为0.5 伏特及-4. 5伏特，反射区的像素电压(第二电压V2 )约为0伏特及-5伏特。 亦即在负半周期间，第一电容Cl两端的第一电位差为4.5伏特，第二电容 C2两端的第二电位差为5伏特。
经由上述模拟结果可知，通过第二开关件T2以及第三开关件T3产生分 压的方式，可^f吏第一电压VI及第二电压V2相对于共同电压Vc具有不同的电 位差。若上述模拟条件中的电压源Vo为液晶显示面板的共同电极，并提供共 同电压Vc，依然可使第一电压VI及第二电压V2相对于共同电压Vc具有不 同的电位差。因此当数据线提供相同的数据信号时，位于第一显示区以及位 于第二显示区中的液晶分子各自具有不同的倾倒角度(t i 11 angle ),藉以改 善透射区及反射区的透射-电压(T-V)及反射-电压(R-V)曲线的匹配性， 进一步提升了液晶显示面板的显示效果。
上述依照本发明第一实施例的像素电路结构200以应用于一半穿反式液 晶显示面板为例，然本实施例的像素电路结构200亦可应用于具有多域液晶 倒向的液晶显示面板中，其中第一显示区以及第二显示区分别对应不同的液 晶倒向。位于第一显示区的第一电容C1及位于第二显示区的第二电容C2具据线L1提供数据信号予像素电路结构200时，第一显 示区及第二显示区中的液晶具有不同的倾倒角度。也就是说，第一显示区及 第二显示区具有不同的灰度亮度曲线(gamma curve )，通过不同的灰度亮度 曲线相互补偿，可进一步降低液晶显示面板于不同视角间的色偏问题。
上述依照本发明第一实施例的像素电路结构200,将第二开关件T2及第 三开关件T3串接于数据线Ll及电压源Vo之间，并于第二开关件T2及第三 开关件T3之间产生分压，使得第一电路21中的第一电容Cl以及第二电路 22中的第二电容C2具有不同的电位差，提升了半穿反式液晶显示面板中透 射区以及反射区的透射-电压曲线及反射-电压曲线的匹配性。其次，通过第 一电路21以及第二电路22分别对应不同的液晶倒向，第一显示区及第二显 示区具有不同的灰度亮度曲线，可进一步改善多域液晶倒向液晶显示面板于 不同视角的色偏问题。此外，经由第二开关件T2及第三开关件T3的长宽比 例以及电压源Vo电位的调整，本实施例的像素电路结构200可应用于正常黑 (normally black)及正常白(normally white)的显示模式的液晶显示面 板。再者，依照本发明第一实施例的像素电路结构200，不需增加设置材料 层来改变反射区之间隙，可相容于一般单间隙液晶显示面板中薄膜晶体管基 板的制造，进一步降低了制造复杂度，并且节省成本。
第二实施例
请参照图4,其表示依照本发明第二实施例的像素电路结构的示意图。 本实施例的像素电路结构400与上述第一实施例的像素电路结构200，不同 的处在于第二开关件T2耦接数据线Ll的方式，其余相同的处以下不再加以 详述。另外，本实施例与第一实施例相同的元件沿用相同标号。像素电路结 构400适用于一液晶显示面板。液晶显示面板具有一共同电压Vc，并且包括 至少一数据线L1。像素电路结构400包括一第一电路41以及一第二电路42。 第一电路41包括一第一电容Cl及一第一开关件T2。第二电路42包括一第 二开关件T2、 一第三开关件T3及一第二电容C2。第一电容C1的一端接收共 同电压Vc。第一开关件Tl、第二开关件T2及第三开关件T3串接于数据线 Ll及一电压源Vo之间，第一电容C1的另一端耦接于第一开关件Tl及第二 开关件T2之间。第二电容C2的一端接收共同电压Vc,其另一端耦接于第二 开关件T2及第三开关件T3之间。第一电容C1的两端具有一第一电位差，第二电容C2的两端具有不同于第一电位差的一第二电位差。
更进一步来说，第一开关件T1、第二开关件T2及第三开关件T3分别为 一薄膜晶体管，且第三开关件T3由源极耦接电压源Vo。第一电容C1及第二 电容C2分别例如是一液晶电容，第一电路41还包括一第一存储电容C3，第 二电路42还包括一第二存储电容C4 。第 一存储电容C3的 一端耦接于第 一开 关件Tl及第二开关件T2之间，第二存储电容C4的一端耦接于第二开关件 T2以及第三开关件T3之间。与上述第一实施例相同，本实施例的第一存储 电容C3以及第二存储电容C4亦可分别为一栅极上存储电容或一共同电极上 存储电容。
本实施例的像素电路结构400中，第一开关件Tl、第二开关件T2及第 三开关件T3串接设置于数据线Ll以及电压源Vo之间，并且利用于第二开关 件T2及第三开关件T3之间产生分压的方式，使得第一电容C1的两端及第二 电容C2的两端分别具有不同的电位差。应用于半穿反式液晶显示面板时，第 一电路41及第二电路42分别例如对应于透射区及反射区，可提升透射区及 反射区的透射-电压曲线及反射-电压曲线的匹配性，进一步提升了液晶显示 面板的显示效果。再者，当第一电路41及第二电路42分别对应液晶显示面 板的不同液晶倒向的显示区时，亦可降低显示面板于不同视角间发生色偏的 问题。其次，通过调整第二开关件T2及第三开关件T3的长宽比例，以及调 整电压源Vo的电位，本实施例的像素电路结构400可应用于正常黑以及正常 白的显示模式的液晶显示面板，并且可相容于一般单间隙液晶显示面板的薄 膜晶体管基板的制造，不会增加制造复杂度以及成本。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明。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的情况下， 可进行各种更动与修改。因此，本发明的保护范围以所提出的权利要求的范 围为准。
权利要求
1. 一种像素电路结构，适用于一液晶显示面板，该液晶显示面板具有一共同电压，并且包括至少一数据线，该像素电路结构包括一第一电路，包括一第一电容，一端接收该共同电压；及一第一开关件，两端分别耦接于该数据线以及该第一电容的另一端；以及一第二电路，包括一第二开关件；一第三开关件，该第二开关件及该第三开关件串接于该数据线及一电压源之间；及一第二电容，一端接收该共同电压，另一端耦接于该第二开关件及该第三开关件之间；其中，该第一电容的两端具有一第一电位差，该第二电容的两端具有一第二电位差，该第一电位差不同于该第二电位差。
2. 如权利要求1所述的像素电路结构，其中该液晶显示面板还具有至少 一第一显示区及至少一第二显示区，该第一电路对应于该第一显示区，该第 二电路对应该第二显示区。
3. 如权利要求2所述的像素电路结构，其中该液晶显示面板为一半穿反 式液晶显示面板，该第一显示区为该液晶显示面板的透射区域，该第二显示 区为该液晶显示面板的反射区域。
4. 如权利要求2所述的像素电路结构，其中其中该液晶显示面板为一半 穿反式液晶显示面寺反，该第一显示区为该液晶显示面板的反射区域，该第二 显示区为该液晶显示面^反的透射区J或。
5. 如权利要求2所述的像素电路结构，其中该第一显示区及该第二显示 区具有不同的灰度亮度曲线。
6. 如权利要求1所述的像素电路结构，其中该第一电容为一液晶电容， 该第一电^各还包括一第一存储电容， 一端耦接于该第一开关件的一端，该第一存储电容为 一共同电极上存储电容或一栅极上存储电容。
7. 如权利要求6所述的像素电路结构，其中该第二电容为一液晶电容， 该第二电路还包括一第二存储电容， 一端耦接于该第二开关件及该第三开关件之间，该第 二存储电容为一共同电极上存储电容或一4册极上存储电容。
8. 如权利要求1所述的像素电路结构，其中该电压源提供该共同电压。
9. 如权利要求1所述的像素电路结构，其中该电压源为一外部信号源。
10. 如权利要求1所述的像素电路结构，其中该第一开关件、该第二开 关件及该第三开关件分别为一薄膜晶体管。
11. 如权利要求IO所述的像素电路结构，其中该第三开关件的源极耦接 于该电压源。
12. 如权利要求IO所述的像素电路结构，其中该第一开关件、该第二开 关件及该第三开关件的控制端分别耦接于该液晶显示面板的一扫描线。
13. —种像素电路结构，适用于一液晶显示面板，该液晶显示面板具有 一共同电压，并且包括至少一数据线，该像素电路结构包括一第一电路，包括一第一电容， 一端接收该共同电压；及 一第一开关件；以及 一第二电路，包括 一第二开关件；一第三开关件，该第一开关件、该第二开关件及该第三开关件串接于该 数据线及一电压源之间，该第一电容的另一端耦接于该第一开关件及该第二 开关件之间；及一第二电容， 一端接收该共同电压，另一端耦接于该第二开关件及该第 三开关件之间；其中，该第一电容的两端具有一第一电位差，该第二电容的两端具有一 第二电位差，该第一电位差不同于该第二电位差。
14.如权利要求13所述的像素电路结构，其中该液晶显示面板还具有至 少一第一显示区及至少一第二显示区，该第一电路对应于该第一显示区，该 第二电路对应该第二显示区。
15.如权利要求14所述的像素电路结构，其中该液晶显示面板为一半穿 反式液晶显示面板，该第一显示区为该液晶显示面才反的透射区域，该第二显示区为该液晶显示面板的反射区域。
16. 如权利要求14所述的像素电路结构，其中其中该液晶显示面板为一 半穿反式液晶显示面板，该第一显示区为该液晶显示面板的反射区域，该第 二显示区为该液晶显示面板的透射区域。
17. 如权利要求14所述的像素电路结构，其中该第一显示区及该第二显 示区具有不同的灰度亮度曲线。
18. 如权利要求13所述的像素电路结构，其中该第一电容为一液晶电容， 该第一电路还包括一第一存储电容， 一端耦接于该第一开关件及该第二开关件之间，该第 一存储电容为一共同电极上存储电容或一栅极上存储电容。
19. 如权利要求18所述的像素电路结构，其中该第二电容为一液晶电容， 该第二电路还包括一第二存储电容， 一端耦接于该第二开关件及该第三开关件之间，该第 二存储电容为一共同电极上存储电容或一栅极上存储电容。
20. 如权利要求13所述的像素电路结构，其中该电压源提供该共同电压。
21. 如权利要求13所述的像素电路结构，其中该电压源为一外部信号源。
22. 如权利要求13所述的像素电路结构，其中该第一开关件、该第二开 关件及该第三开关件分别为 一薄膜晶体管。
23. 如权利要求22所述的像素电路结构，其中该第三开关件的源极耦接 于该电压源。
全文摘要
一种像素电路结构，适用于一液晶显示面板。液晶显示面板具有一共同电压，且包括至少一数据线。像素电路结构包括一第一及一第二电路。第一电路包括一第一电容及一第一开关件，第二电路包括一第二开关件、一第三开关件及一第二电容。第一电容的一端接收共同电压。第一开关件的两端分别耦接数据线及第一电容的另一端。第二开关件及第三开关件串接于数据线及一电压源之间。第二电容的一端接收共同电压，另一端耦接于第二开关件及第三开关件之间。第一电容两端的电位差不同于第二电容两端的电位差。
文档编号G02F1/1362GK101430465SQ200710166689
公开日2009年5月13日 申请日期2007年11月5日 优先权日2007年11月5日
发明者康恒达, 王义方, 王文俊, 蔡宛真, 蔡易宬, 郭凯伦 申请人:胜华科技股份有限公司