专利名称：像素结构及其驱动方法
技术领域：
本发明涉及一种液晶显示器，且特别涉及一种广视角液晶显示器的像素结构及其驱动方法。
背景技术：
大尺寸液晶显示器中，由于像素分布于较广的面积，因此使用者在观看时无法正 视显示器上每一像素所显示的影像，因此随着使用者观看角度的不同会产生亮度及对比 度的差异。为解决这一问题，广视角技术应运而生，其中，多域垂直配向(multi-domain vertical alignments, MVA)已经被证实能够有效改善色偏(color washout)现象。电容 耦合式(capacitance coupling type,C. C. type)像素结构为一种广视角技术，使用这种结 构不需更改显示器的驱动方式，然而在显示时却存在残影(image sticking)的问题。另一 种广视角技术为双晶体管式(two transistors type,Τ. Τ. type)像素结构，这种结构解决 了残影问题，但由于必须在所述像素结构中使用两倍数量的栅极线或数据线，因此需要较 高的制造成本。为了改善已知像素结构所存在的问题，三星电子(Samsung Electronics)在SID Symposium Digest 2008提出了一种电荷共享式(charge-shared type)像素结构9，包括 子像素(sub-pixel)91及子像素92，如图1所示。通过在电容之间进行电荷的重新共享 (charge sharing)，所述像素结构9的子像素92与子像素91在操作时可维持不同灰度电 压。然而，由于电容Cs在TFT3导通前保持前一个帧(frame)的电压，因此当TFT3导通时， 液晶电容Cm难以通过电荷共享以精确达到所需显示的电压电平，使得所述像素在每一帧 所显示的灰度亮度均受到前一帧的影响而不同于实际所需操作的灰度。参照图1及2所示，图2为图1中像素结构9的电压从高灰度亮度切换至中灰度 亮度时，两子像素中各电容的电压时序图，其中、表示第一栅极线Gn导通所述像素结构9 的时间区间，t2表示第二栅极线Gn+Ι导通与其耦接的像素结构(与所述像素结构9相邻) 的时间区间。如图所示，在所述时间区间、，第一栅极线Gn同时导通开关晶体管TFTl及 TFT2，使得子像素91的液晶电容电压Va及子像素92的液晶电容电压Vc2根据数据线Data 的电压同时降至中灰度电压；在时间区间t2，第二栅极线Gn+Ι导通开关晶体管TFT3，此时 子像素92中通过电容ClC2、Cst2及Cs之间的电荷共享而使得子像素92的液晶电容电压Vc2 不同于子像素91的液晶电容电压VC1。参照图1及3所示，图3为图1中像素结构9的电压从另一灰度亮度(例如低于图 2的初始灰度亮度)切换至同一中灰度亮度时，两子像素中各电容的电压时序图，其中子像 素91的液晶电容电压Va及子像素92的液晶电容电压\2随时间的变化与图2相似，其差 别在于第二栅极线Gn+Ι导通开关晶体管TFT3前，所述共享电容(；具有较低的电压Vcs'， 因此当开关晶体管TFT3导通后，图3中子像素92的液晶电容电压\2’与图2的液晶电容 电压\2具有不同的灰度电压。也即，在每次显示期间，子像素92的灰度电压均受到前一帧 灰度电压的影响。
有鉴于此，有必要提出一种液晶显示器的像素结构，其能够更准确地控制子像素 的灰度电压电平。
发明内容
本发明提出一种像素结构及其驱动方法，其中每一像素的子像素中的共享电容被 耦接至一时变电压，通过控制所述时变电压，可使得子像素中的液晶电容在电荷共享后能 达到所需显示的灰度电压。本发明还提出一种像素结构及其驱动方法，其中在电荷共享前，子像素中的共享 电容的电压预先经过重置，使得子像素中的液晶电容在电荷共享后能达到所需显示的灰度 电压。本发明提出一种像素结构，包括第一栅极线、数据线用以提供灰度电压、第一子像 素及第二子像素。所述第一子像素包括第一开关晶体管及第一液晶电容，其中当所述第一 栅极线导通所述第一开关晶体管时，所述数据线通过所述第一开关晶体管将所述第一液晶 电容偏压至第一灰度电压。所述第二子像素包括第二开关晶体管、第二液晶电容、耦接第二 栅极线的第三开关晶体管、及耦接时变电压的共享电容，其中当所述第一栅极线导通所述 第二开关晶体管时，所述数据线通过所述第二开关晶体管将所述第二液晶电容偏压至所述 第一灰度电压；当所述第二栅极线导通所述第三开关晶体管时，所述第二液晶电容与所述 共享电容通过所述第三开关晶体管进行电荷共享至第二灰度电压；其中所述第二灰度电压 根据所述时变电压而改变。本发明还提出一种像素结构，包括第一栅极线、数据线用以提供灰度电压、第一子 像素及第二子像素。所述第一子像素包括第一开关晶体管及第一液晶电容，其中当所述第 一栅极线导通所述第一开关晶体管时，所述数据线通过所述第一开关晶体管将所述第一液 晶电容偏压至第一灰度电压。所述第二子像素包括第二开关晶体管、第二液晶电容、耦接第 二栅极线的第三开关晶体管、共享电容及第四开关晶体管，其中当所述第一栅极线导通所 述第二开关晶体管时，所述数据线通过所述第二开关晶体管将所述第二液晶电容偏压至所 述第一灰度电压；当所述第一栅极线导通所述第四开关晶体管时，所述共享电容被重置到 预设电压；当所述第二栅极线导通所述第三开关晶体管时，所述第二液晶电容与所述共享 电容通过所述第三开关晶体管进行电荷共享至第二灰度电压。本发明还提出一种像素结构的驱动方法，所述像素结构包括第一栅极线、第一子 像素及第二子像素。所述第一子像素包括第一开关晶体管及第一液晶电容。所述第二子像 素包括第二开关晶体管、第二液晶电容、共享电容及第三开关晶体管耦接第二栅极线。所述 驱动方法包括下列步骤以所述第一栅极线导通所述第一开关晶体管及所述第二开关晶体 管，以分别将所述第一液晶电容及所述第二液晶电容偏压至第一灰度电压；将所述共享电 容重置到预设电压；以及以所述第二栅极线导通所述第三开关晶体管，以使所述第二液晶 电容与所述共享电容进行电荷共享而达到第二灰度电压。本发明另提出一种像素结构的驱动方法，所述像素结构包括第一栅极线、第一子 像素及第二子像素。所述第一子像素包括第一开关晶体管及第一液晶电容。所述第二子 像素包括第二开关晶体管、第二液晶电容、耦接第二栅极线的第三开关晶体管、及耦接至时 变电压的共享电容。所述驱动方法包括下列步骤以所述第一栅极线导通所述第一开关晶体管及所述第二开关晶体管，以分别将所述第一液晶电容及所述第二液晶电容偏压至第一 灰度电压；根据所述共享电容的电压改变所述时变电压；以及以所述第二栅极线导通所述 第三开关晶体管，以使所述第二液晶电容与所述共享电容进行电荷共享而达到第二灰度电 压。本发明的像素结构及其驱动方法中，所述共享电容的电压可重置于固定电压或时 变电压；所述固定电压例如可为阵列基板的公共电压，且所述时变电压可根据前一帧期间 所述共享电容的电压而决定，藉以使得子像素中的液晶电容在电荷共享后能达到所需显示的灰度电压。
图1所示为一种已知像素结构的示意图；图2所示为图1的像素结构中电容电压的时序图；图3所示为图1的像素结构中电容电压的另一时序图；图4所示为本发明实施例的像素结构的示意图；图5所示为图4的像素结构中电容电压的时序图；以及图6所示为图4的像素结构中电容电压的另一时序图。主要元件符号说明1、9像素结构A第一子像素Qca第一液晶电容Csta第一储存电容TFTl第一开关晶体管B第二子像素TFT2第二开关晶体管TFT3第三开关晶体管TFT4第四开关晶体管Cra第二液晶电容Cstb第二储存电容Cs共享电容Vca子像素液晶电容电压 Vcb子像素液晶电容电压Vca‘子像素液晶电容电压Vcb'子像素液晶电容电压Vcs、Vcs ‘共享电容电压、、、时间区间91,92子像素Clci、Clc2液晶电容CST1、CST2储存电容H'子像素液晶电容电压VC2, Vc2'子像素液晶电容电压Vcom公共电压GruGn+Ι栅极线Data数据线
具体实施例方式为了让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显，下文将结合附图，作详 细说明如下。在本发明的说明中，相同的部件以相同的符号表示。参照图4所示，其显示本发明实施例的像素结构1，包括第一栅极线Gru数据线 Data、第一子像素A及第二子像素B，其中所述数据线Data用以提供一列像素结构在显示期 间的灰度电压。在本实施例中，通过电容之间的电荷共享，所述第一子像素A及所述第二子 像素B在所述像素结构1的显示期间可具有不同的灰度电压(gray level) 0可以了解的 是，图4所示的像素结构1仅显示用以说明本发明的部件，并省略了其它部件。
所述第一子像素A包括第一开关晶体管TFT1、第一液晶电容Qca及第一储存电容Cstao所述第一开关晶体管TFTl的栅极耦接于所述第一栅极线Gn ；所述第一开关晶体管 TFTl的第一端耦接于所述数据线Data ；所述第一开关晶体管TFTl的第二端耦接于所述第 一液晶电容C皿及所述第一储存电容Csta的一端，所述第一液晶电容C皿及所述第一储存电 容Csta的另一端耦接于电压源，例如阵列基板的公共电压(Vcom)。当所述第一栅极线Gn导 通所述第一开关晶体管TFTl时，所述数据线Data通过所述第一开关晶体管TFTl对所述第 一液晶电容C皿及所述第一储存电容Csta进行偏压，以使所述第一子像素A在显示期间显示 第一灰度电压。所述第二子像素B包括第二开关晶体管TFT2、第二液晶电容Cra、第二储存电容 Cstb、第三开关晶体管TFT3及共享电容Cs。所述第二开关晶体管TFT2的栅极耦接于所述第 一栅极线Gn ；所述第二开关晶体管TFT2的第一端耦接于所述数据线Data ；所述第二开关 晶体管TFT2的第二端耦接于所述第二液晶电容Cra及所述第二储存电容Cstb的第一端，所 述第二液晶电容Cra及所述第二储存电容Cstb的第二端耦接于电压源，例如阵列基板的公 共电压(Vcom)。所述第三开关晶体管TFT3的栅极耦接至第二栅极线Gn+Ι，其与所述第一 栅极线Gn相邻；所述第三开关晶体管TFT3的第一端耦接所述第二液晶电容Cra及所述第 二储存电容Cstb的第一端；所述第三开关晶体管TFT3的第二端耦接所述共享电容Cs的第一 端。所述共享电容Cs的第二端耦接电压源，其为时变电压源，所述电压源例如可根据每次显 示期间之前一帧中所述第二子像素B(所述共享电容Cs)的电压而改变，由此使得所述第二 子像素B在电荷共享后能达到所需显示的灰度电压。在此实施例中，两个子像素中各电容 的电压变化类似于图2及3，本实施例与图2及3的差别在于，本实施例中Vcom的电压为时 变电压，且所述时变电压根据所述第三开关晶体管TFT3导通前(前一帧)，所述第二子像素 B (所述共享电容Cs)的电压Vcs来决定，也即由图2及3中Vcs在第二时间区间t2前的电压 所决定。再参照图4所示，在另一实施例中，在所述第二子像素B进行电荷共享前，可先将 所述共享电容Cs的电压重置(reset)到固定电压或时变电压。在此实施例中，例如可另外 设置第四开关晶体管TFT4于所述第二子像素B，所述第四开关晶体管TFT4的栅极耦接于 所述第一栅极线Gn ；所述第四开关晶体管TFT4的第一端耦接于所述共享电容Cs的第一端； 所述第四开关晶体管TFT4的第二端耦接于所述共享电容Cs的第二端。由此，当所述第一 栅极线Gn导通所述第一开关晶体管TFTl及第二开关晶体管TFT2的同时也导通所述第四 开关晶体管TFT4以重置所述共享电容Cs的电压至固定电压或非固定电压，其中所述固定 电压例如可为阵列基板的公共电压(Vcom)；所述时变电压例如可根据所述像素结构1每次 显示期间之前一帧中所述第二子像素B的灰度电压来决定，从而使得所述第二子像素B在 电荷共享后能达到所需显示的灰度电压。参照图4及5所示，图5为图1中所述像素结构1的电压例如从高灰度亮度切换 至中灰度亮度时，两个子像素中各电容的电压时序图，其中、表示第一栅极线Gn导通所述 像素结构1的时间区间，、表示第二栅极线Gn+Ι导通与其耦接的像素结构(未示出)的时 间区间。如图所示，在时间区间t1;所述第一栅线Gn同时导通第一、第二及第四开关晶体管 TFTl、TFT2及TFT4，使得第一子像素A的液晶电容电压Vca (所述第一液晶电容C皿及所述 第一储存电容Csta的电压)及第二子像素B的液晶电容电压Vcb (所述第二液晶电容Cra及所述第二储存电容Cstb的电压)根据数据线Data的电压同时降至第一灰度电压；所述共享 电容Cs的电压Vcs则被重置到固定电压或非固定电压，在此实施例中例如被重置到公共电 压Vcom。在时间区间t2，所述第二栅极线Gn+Ι导通开关晶体管TFT3，此时第二子像素B中 通过所述第二液晶电容Cra、所述第二储存电容Cstb及所述共享电容Cs之间的电荷共享而 使得第二子像素B的液晶电容电压Vcb成为第二灰度电压，其不同于第一子像素A的第一灰度电压，其中所述第二子像素B的液晶电容电压Vcb与所述共享电容的电压Vcs之间的压差 AV由所述第三开关晶体管TFT3所造成。参照图4至6所示，图6为图4中所述像素结构1的电压从另一灰度亮度(例如 低于图5的初始灰度亮度)切换至相同于图5中的中灰度亮度时，两个子像素中各电容的 电压时序图，其中在两个时间区间、及t2中，所述第一子像素A的液晶电容电压Vca及所述 第二子像素B的液晶电容电压Vcb的变化与图5相似。在图6中，由于所述共享电容Cs已 在所述第一时间区间、预先重置到预设电压，因此在所述第二时间区间t2的电荷共享后， 所述第二子像素B的电压可精确达到所需显示的灰度电压，也即图5及6中液晶电容电压 Vcb与Vcb'在第二时间区间、后具有相同电压。本发明的像素结构的驱动方法包括下列步骤以所述第一栅极线Gn导通所述第 一开关晶体管TFTl及所述第二开关晶体管TFT2，以分别将所述第一液晶电容C皿及所述第 二液晶电容Cra偏压至第一灰度电压；将所述共享电容Cs重置到预设电压；及以所述第二 栅极线Gn+Ι导通所述第三开关晶体管TFT3，以使所述第二液晶电容Cra与所述共享电容 Cs进行电荷共享而达到第二灰度电压。本发明的像素结构的驱动方法已如前所述(图4至 6)，在此不再赘述。本发明另一实施例的像素结构的驱动方法包括下列步骤以所述第一栅极线Gn 导通所述第一开关晶体管TFTl及所述第二开关晶体管TFT2，以分别将所述第一液晶电容 C皿及所述第二液晶电容Cra偏压至第一灰度电压；根据所述共享电容Cs的电压改变所述 时变电压；及以所述第二栅极线Gn+Ι导通所述第三开关晶体管TFT3，以使所述第二液晶电 容Cra与所述共享电容Cs进行电荷共享而达到第二灰度电压。如前所述，由于已知像素结构(图1)的子像素具有在显示期间无法精确达到所需 显示的灰度电压的问题，因此本发明另提出一种像素结构(图4)，通过在电荷共享前预先 重置共享电容的灰度电压，从而更准确地控制灰度电压的电平。虽然本发明已以前述实施例揭示，然而其并非用以限定本发明，任何本发明所属 技术领域中的普通技术人员，在不脱离本发明精神和范围内，可作出各种变型与修改。因此 本发明的保护范围应以所附权利要求的范围为准。
权利要求
一种像素结构，包括第一栅极线；数据线，用以提供灰度电压；第一子像素，包括第一开关晶体管及第一液晶电容，其中当所述第一栅极线导通所述第一开关晶体管时，所述数据线通过所述第一开关晶体管将所述第一液晶电容偏压至第一灰度电压；以及第二子像素，包括第二开关晶体管、第二液晶电容、耦接第二栅极线的第三开关晶体管、以及耦接时变电压的共享电容，其中当所述第一栅极线导通所述第二开关晶体管时，所述数据线通过所述第二开关晶体管将所述第二液晶电容偏压至所述第一灰度电压；当所述第二栅极线导通所述第三开关晶体管时，所述第二液晶电容与所述共享电容通过所述第三开关晶体管进行电荷共享至第二灰度电压；其中所述第二灰度电压根据所述时变电压而改变。
2.根据权利要求1所述的像素结构，其中所述时变电压根据所述第三开关晶体管导通 前所述共享电容的电压来决定。
3.根据权利要求1所述的像素结构，其中所述第二子像素还包括第二储存电容，以与 所述第二液晶电容及所述共享电容进行电荷共享。
4.根据权利要求1所述的像素结构，其中所述第一栅极线同时导通所述第一开关晶体 管及所述第二开关晶体管。
5.一种像素结构，包括第一栅极线；数据线，用以提供灰度电压；第一子像素，包括第一开关晶体管及第一液晶电容，其中当所述第一栅极线导通所述 第一开关晶体管时，所述数据线通过所述第一开关晶体管将所述第一液晶电容偏压至第一 灰度电压；以及第二子像素，包括第二开关晶体管、第二液晶电容、耦接第二栅极线的第三开关晶体 管、共享电容及第四开关晶体管，其中当所述第一栅极线导通所述第二开关晶体管时，所述 数据线通过所述第二开关晶体管将所述第二液晶电容偏压至所述第一灰度电压；当所述第 一栅极线导通所述第四开关晶体管时，所述共享电容被重置到预设电压；当所述第二栅极 线导通所述第三开关晶体管时，所述第二液晶电容与所述共享电容通过所述第三开关晶体 管进行电荷共享至第二灰度电压。
6.根据权利要求5所述的像素结构，其中所述预设电压为固定电压或时变电压。
7.根据权利要求6所述的像素结构，其中所述固定电压为公共电压。
8.根据权利要求6所述的像素结构，其中所述时变电压根据所述共享电容被重置前的 电压来决定。
9.根据权利要求5所述的像素结构，其中所述第一栅极线同时导通所述第一、第二及 第四开关晶体管。
10.根据权利要求5所述的像素结构，其中所述第二子像素还包括第二储存电容，以与 所述第二液晶电容及所述共享电容进行电荷共享。
11.一种像素结构的驱动方法，所述像素结构包括第一栅极线、第一子像素及第二子像素，所述第一子像素包括第一开关晶体管及第一液晶电容，所述第二子像素包括第二开关 晶体管、第二液晶电容、共享电容及耦接第二栅极线的第三开关晶体管，所述驱动方法包括 下列步骤以所述第一栅极线导通所述第一开关晶体管及所述第二开关晶体管，以分别将所述第 一液晶电容及所述第二液晶电容偏压至第一灰度电压；将所述共享电容重置到预设电压；以及以所述第二栅极线导通所述第三开关晶体管，以使所述第二液晶电容与所述共享电容 进行电荷共享而达到第二灰度电压。
12.根据权利要求11所述的驱动方法，其中所述预设电压为固定电压或时变电压。
13.根据权利要求12所述的驱动方法，其中所述固定电压为公共电压。
14.根据权利要求12所述的驱动方法，其中所述时变电压根据所述共享电容在重置前 的电压决定。
15.根据权利要求11所述的驱动方法，其中所述第一栅极线同时导通所述第一及第二开关晶体管。
16.根据权利要求11所述的驱动方法，其中所述第二子像素还包括第四开关晶体管， 将所述共享电容重置到预设电压的步骤还包括下列步骤以所述第一栅极线导通所述第四 开关晶体管以重置所述共享电容。
17.根据权利要求16所述的驱动方法，其中所述第一栅极线同时导通所述第一、第二 及第四开关晶体管。
18.根据权利要求11所述的驱动方法，其中所述第二栅极线与所述第一栅极线相邻。
19.一种像素结构的驱动方法，所述像素结构包括第一栅极线、第一子像素及第二子像 素，所述第一子像素包括第一开关晶体管及第一液晶电容，所述第二子像素包括第二开关 晶体管、第二液晶电容、耦接第二栅极线的第三开关晶体管、及耦接时变电压的共享电容， 所述驱动方法包括下列步骤以所述第一栅极线导通所述第一开关晶体管及所述第二开关晶体管，以分别将所述第 一液晶电容及所述第二液晶电容偏压至第一灰度电压；根据所述共享电容的电压改变所述时变电压；以及以所述第二栅极线导通所述第三开关晶体管，以使所述第二液晶电容与所述共享电容 进行电荷共享而达到第二灰度电压。
20.根据权利要求19所述的驱动方法，其中所述第二栅极线与所述第一栅极线相邻。
全文摘要
本发明公开了一种像素结构及其驱动方法。所述像素结构，包括第一子像素及第二子像素。所述第一子像素包括第一开关晶体管及第一液晶电容，其中当所述第一开关晶体管导通时，所述第一液晶电容被偏压至第一灰度电压。所述第二子像素包括第二开关晶体管、第二液晶电容、第三开关晶体管、共享电容及第四开关晶体管，其中当所述第二开关晶体管导通时，所述第二液晶电容被偏压至所述第一灰度电压；当所述第四开关晶体管导通时，所述共享电容被重置到预设电压；当所述第三开关晶体管导通时，所述第二液晶电容与所述共享电容通过所述第三开关晶体管进行电荷共享至第二灰度电压。
文档编号G02F1/1362GK101840119SQ20091012896
公开日2010年9月22日 申请日期2009年3月20日 优先权日2009年3月20日
发明者吴昭慧, 廖大舜, 施博盛 申请人:瀚宇彩晶股份有限公司