单核间隙式半穿半反液晶显示器及其驱动方法技术

本发明专利技术涉及一种单核间隙式半穿半反液晶显示器及其驱动方法，单核间隙式半穿半反液晶显示器的下板之各像素中加入一多工器，配合调变扫描信号及不同电压数据信号，以分别控制各像素的穿透区与反射区的电压，进而调整穿透区与反射区的ＶＴ曲线及ＶＲ曲线一致。本发明专利技术单核间隙半穿半反液晶采用此种驱动电路，该半穿半反液晶显示器具有低成本、高良率、无残影及无水平串扰（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ　ｃｒｏｓｓ－ｔａｌｋ）等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半穿半反液晶显示器，特别是一种令反射区及穿透区的穿透率完全相同的单核间隙式半穿半反液晶显示器及其驱动方法。
技术介绍
因应不同使用环境的电子产品，液晶显示器是依据不同光源环境区分成穿透式、反射式及半穿半反式，其中半穿半反式液晶显示器配合使用背光模块，但部分显示光源则依赖外界环境光线。以高阶移动显示(mobile display)需求的电子产品(如手机与数码相机等)来说，因使用的场合常常在户外，因此此类电子产品大多采用半穿半反液晶显示器作为符合高阶移动显示需求的电子产品的较佳解决方案。以下进一步说明半穿半反液晶显示器驱动原理及技术演变过程。首先请参阅图1，现有技术半穿半反液晶显示器10包含有一基板(Substrate以下简称上板)11、一薄膜电晶体基板(TFT Substrate以下简称下板)12及夹设于其间的液晶层13，其中下板12定义有多条矩阵排列的像素(pixel area)，各像素(pixel area)包含了一穿透区121与一反射区122。其中该反射区122在下板12的基板上形成有一反射层(reflective layer)123，因此外界光线自上板11穿入至该反射层123后，会由反射层123加以反射后再自上板11穿出，由于上板11与下板12之间夹设有液晶层13，故该反射的外界光线即可作为显示用光源。至于下板12背后的背光光源则会直接穿过穿透区121，再经液晶层13自上板11穿出；因此，所谓半穿半反液晶显示器10即有效利用背光光源及外部光源作为显示光源，相较穿透式液晶显示器来说不使用高功率背光光源，除省电外也有助于缩减整体电子产品的体积。然而，上述半穿半反液晶显示器10却因为增加反射层形成的灰阶反转(gray level inversion)现象造成显像品质不佳的技术缺点。以单一像素来说，由于外部光线进入反射区到被反射至上板11，故其光程差(optical path difference)是背光光源二倍，而造成了灰阶反转现象。因此如图2所示，为了让穿透区121与反射区122的光程差一致，市面上现有产品已采用所谓的双核间隙(dual cell gap)像素的半穿半反液晶显示器10a，其特征是在上板对应反射区122位置向下形成有一层绝缘凸块(overcoat layer)124，使得反射区122的核间隙D2约为穿透区核间隙D1的一半。如此一来即调整穿透区121与反射区122的光程差大致相等，请配合参阅图3，为反射区以四组不同核间隙(4.0um/2.2um/2.0um/1.8um)大小进行仿真电压对反射率(以下简称VR)曲线结果，由此图可知，与穿透区核间隙(4.0um)的电压对穿透率(以下简称VT)曲线相较，相同为4.0um核间隙的VR曲线明显受到二倍行程差异而与穿透区VT曲线明显不一致，然而仅为穿透区核间隙D1(4.0um)一半差距的反射区核间隙D2(2.0um)，其VR曲线则更贴近穿透区VT曲线，因此该双核间隙像素架构确实能令背光光线与反射光光线的行程趋于一致，以改善灰阶反转缺点。然而，此一双核间隙像素架构也衍生其它缺点，诸如制程复杂、低良率及绝缘凸块124边缘易产生液晶漏光现象等等，仍然无法有效提高半穿半反-->液晶显示器的显像品质。鉴于上述双核间隙像素架构所衍生的各项问题，各面板厂又回归设计单核间隙(single cell gap)像素架构，但配合另一种以降低反射区电压以达到调整反射区VR曲线与穿透区VT曲线一致的技术，来解决灰阶反转问题。上述降低反射区电压的其中一种方式为电容耦合式(capacitor coupled type；CC)，如图4所示，为此种方式的单一像素等效电路图，该像素的单一薄膜电晶体TFT1的漏极D分别与储存电容CST、穿透区储存电容CLC1及反射区液晶电容CLC2连接，其中在反射区中再加入一耦合电容CC，且该耦合电容CC与连接反射区液晶电容CLC2串联连接之间。因此，该反射区电压VR即能借由串接的耦合电容CC与其液晶电容CLC2的电容分压而调整较穿透区VD电压为小，由于反射区及穿透区电压不同，而能缩小穿透区的穿透率与反射区的反射率差异，如图5所示。然而，此一电容耦合式也有许多致命缺点，如下列：1.穿透区与反射区的液晶反转临界电压值(Threshold Voltage)仍不同Vth1，Vth2，如图5所示，所以穿透区的VT曲线仍与反射区VR曲线不一致。2.反射区的像素电极VR一直为浮接状态，无法避免累积电荷，进而造成残影现象。因此，目前已有另一种方式来解决上述电容耦合式的缺点，请参阅图6，即以上述电容耦合式基础架构再于各像素中额外加入一第二公共电极线Vcom2及一补偿电容C2，该补偿电容C2是与该第二公共电极线Vcom2连接，因此可利用第二公共电极线Vcom2的电压变化与补偿电容C2的耦合效应，使得穿透区与反射区的液晶反转临界电压Vth1，Vth2较为接近，诚如图7所示。然而，同样借由电容分压原理调整穿透区电压VD与反射区电压VR不同来解决灰阶反转问题，但由于反射区的分压电压仍为固定值，故仅能解决部分技术问题，而在显像上还有许多诸如下列的问题无法解决：1.穿透区VR曲线与反射区的VT曲线仍无法完全相同，如图7所示，尤其是在高灰阶影像时两个区域的VT曲线差异更为显著。2.反射区的像素电极VR同样呈现浮接状态，因此还是有因电荷累积而产生的残影现象。3.因为第二公共电极线VCOM2为浮接状态，而容易有水平串扰(horizontal cross-talk)现象产生。综上所述，目前采用单核间隙像素结构的半穿半反液晶显示器仍需一种更好的克服灰阶反转问题的技术方案。
技术实现思路
为解决上述现有技术单核间隙像素结构的半穿半反液晶显示器采用的降低反射区电压驱动方法衍生出的技术问题，有必要提供一种确保反射区及穿透区的穿透率完全相同的半穿半反液晶显示器及其驱动方法。欲达上述目的所使用的主要技术手段是令该半穿半反液晶显示器驱动方法在其下板的各像素中加入一多工器，配合调变扫描信号及不同电压数据信号，以分别控制各像素的穿透区与反射区的电压，进而调整穿透区与反射区的VT曲线及VR曲线一致。-->本专利技术较佳实施方式所使用多工器的设计是包含有二种，其中一种是在各像素的穿透区内形成单一薄膜电晶体，其栅极是连接至本像素扫描线，再于反射区内形成二个串联连接的薄膜电晶体，而此两串联连接薄膜电晶体的栅极分别连接本像素的扫描线及本像素的下一条扫描线；因此，配合依序输入至本像素及下一像素扫描线的调变扫描信号，即可控制穿透区及反射区的启闭顺序及开启时间，由于穿透区与反射区启闭顺序及开启时间不同，即能分别对穿透区及反射区写入不同电压数据信号。因此，本专利技术的各像素反射区电压与穿透区电压即能在显示相同灰阶时写入不相同电压的数据信号，实现调整穿透区与反射区的VT曲线及VR曲线一致的目的。本专利技术另一种多工器设计方式是在下板形成多条子扫描线，其与原多条扫描线交错排列，故各像素即对应有一条扫描线及一条子扫描线，再将反射区内的单一薄膜电晶体栅极与穿透区的单一薄膜电晶体栅极分别连接至本像素的子扫描线及扫描线，配合依序送入的调变扫描信号，控制穿透区与反射区的薄膜电晶体启闭顺序及开启时间不同，而对穿透区与反射本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单核间隙式半穿半反液晶显示器的驱动方法，该半穿半反液晶显示器包含有一薄膜电晶体基板，其上定义多条矩阵排列像素，各像素包含有一反射区及一穿透区，其特征在于：该驱动方法是在下板的各像素中加入一多工器，该多工器分别与反射区储存电容及穿透区储存电容连接，该多工器借由调变扫描信号及不同电压数据信号，分别将不同电压数据信号写入各像素的反射区储存电容及穿透区储存电容，以调整穿透区与反射区的ＶＴ曲线及ＶＲ曲线一致。

【技术特征摘要】
1.一种单核间隙式半穿半反液晶显示器的驱动方法，该半穿半反液晶显示器包含有一薄膜电晶体基板，其上定义多条矩阵排列像素，各像素包含有一反射区及一穿透区，其特征在于：该驱动方法是在下板的各像素中加入一多工器，该多工器分别与反射区储存电容及穿透区储存电容连接，该多工器借由调变扫描信号及不同电压数据信号，分别将不同电压数据信号写入各像素的反射区储存电容及穿透区储存电容，以调整穿透区与反射区的VT曲线及VR曲线一致。2.如权利要求1所述的单核间隙式半穿半反液晶显示器的驱动方法，其特征在于：各多工器包含：一穿透区薄膜电晶体、一反射区第一薄膜电晶体及一反射区第二薄膜电晶体，该穿透区薄膜电晶体形成于穿透区中并与本像素扫描线、数据线及穿透区储存电容连接，受本像素扫描线的调变扫描信号驱动而启闭，并将开启当时本像素数据线的电压数据写入穿透区储存电容中；该反射区第一薄膜电晶体形成于反射区中并与本画面扫描线及数据线连接，受本像素扫描线的调变扫描信号驱动而启闭；该反射区第二薄膜电晶体形成于反射区中并与该反射区第一薄膜电晶体串联连接，并与本像素的下一像素扫描线及反射区储存电容连接；受本像素的下一像素扫描线的调变扫描信号驱动而启闭，并与反射区第一薄膜电晶体同时开启时，透过反射区第一薄膜电晶体将本像素数据线的电压数据写入穿透区储存电容中。3.如权利要求1所述的单核间隙式半穿半反液晶显示器的驱动方法，其特征在于：单核间隙式半穿半反液晶显示器的驱动方法进一步在该下板形成有交错水平排列的多条扫描线及多条子扫描线，用来与多条数据线横纵交叉，令各像素对应有一条扫描线及子扫描线；又各多工器包含：一穿透区薄膜电晶体和一反射区薄膜电晶体，该穿透区薄膜电晶体形成于穿透区中并与本像素扫描线、数据线及穿透区储存电容连接，受本像素扫描线的调变扫描信号驱动而启闭，并将开启当时本像素数据线的电压数据写入穿透区储存电容中；该反射区薄膜电晶体形成于反射区中并与本像素子扫描线、数据线及穿透区储存电容连接，受本像素子扫描线的调变扫描信号驱动而启闭，并将开启当时本像素数据线的电压数据写入穿透区储存电容中。4.如权利要求2所述的单核间隙式半穿半反液晶显示器的驱动方法，其特征在于：该下板多条扫描线依序周期性接收一调变扫描信号，各调变扫描信号为2H的驱动信号，其包含有一0.5H第一高电位信号、一0.5H的低电位信号及一1H第二高电位信号，并且前后条扫描线的调变扫描信号间隔1H的时间差。5.如权利要求4所述的单核间隙式半穿半反液晶显示器的驱动方法，其特征在于：此方法产生该调变扫描信号方式先取得二组时序相差1H而脉波时间占0.5H的时序信号，再令包含有2H高电位信号的奇数及偶数扫描信号分别与此二组时序信号相减。6.如权利要求3所述的单核间隙式半穿半反液晶显示器的驱动方法，其特征在于：该下板多条子扫描线及扫描线依序周期性接收一调变扫描信号，该调变扫描信号为0.5H的驱动信号，并且各像素对应的子扫描线与扫描线的调变扫描信号为间隔0.5H时间差。7.如权利要求3所述的单核间隙式半穿半反液晶显示器的驱动方法，其特征在于：该下板多条子扫描线依序周期性接收一第一调变扫描信号，而多条扫描线依序周期性接收第二调变信号，其中第一调变信号为0.5H的高电位信号，而第二调变信号为1H的高电位信号，并且各像素对应的子扫描线与扫描线的调变扫描信号无时间差。8.如权利要求1所述的单核间隙式半穿半反液晶显示器的驱动方法，其特征在于：该半穿半反液晶显示器进一步包含有一数据驱动电路及连接至该数据驱动电路的一伽玛电压产生器，其中该数据驱动电路提供各像素数据线的电压数据信号，而借由直接调整伽玛电压产生器提供至该数据驱动电路不同灰阶值之伽玛电压，让数据驱动电路分别输出对应电压数据信号至反射区及穿透区。9.一种单核间隙式半穿半反液晶显示器，其包含有一半穿半反液晶面板、一时序控制器，一扫描驱动电路及一数据驱动电路；其特征在于：上述半穿半反液晶面板包含有一上板及一下板，其间夹设有液晶层，而该下板则形成有公共电极及多条呈横纵交错排列的扫描线及数据线，其中扫描线与数据线交会处定义为一像素，其中各像素包含有一穿透区、一反射区及一多工器，该多工器与本像素扫描线及数据线连接；上述扫描驱动电路连接至多条扫描线，以周期性地依序输出调变扫描信号至多条扫描线，驱动各像素多工器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：施博盛，郑嘉雄，陈柏仰，林俊雄，
申请(专利权)人：群康科技深圳有限公司，群创光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]