專利名稱：色彩序列液晶顯示器與其像素電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種平面顯示技術(shù)，且特別是有關(guān)于一種色彩序列液晶 顯示器與其像素電路。
背景技術(shù)：
隨著光電與半導體技術(shù)的發(fā)展，帶動了平面顯示器的蓬勃發(fā)展，而諸多 平面顯示器中，液晶顯示器因具有高空間利用效率、低消耗功率、無輻射以 及低電磁干擾等優(yōu)越特性，而成為市場的主流。 一般而言，傳統(tǒng)液晶顯示面 板會利用三原色的子像素(亦即紅、綠、藍三色子像素)在空間軸上混色的 方式，來顯示影像數(shù)據(jù)所欲表現(xiàn)的色彩和輝度。
也亦因如此，傳統(tǒng)液晶顯示面板的每一個像素位置上就必須設(shè)置紅、綠、 藍三色的彩色濾光片，并采用白色背光光源且經(jīng)由各像素位置上的三色彩色 濾光片，以達到三原色混色顯示法。然而，由于各個顏色子像素只能通過該
顏色的光能，以至于顏色的光穿透僅剩l/3空間。另外，由于彩色濾光片會大 幅吸收光能量，以至于光能使用效率會偏低。為了要克服三原色混色顯示法 的缺點，色序法(Color Sequential Method)成為一種可以降低光能量消耗的 顯示方法。
色序法將原本彩色濾光片在空間軸上混色的作法，亦即空間軸上紅、綠、 藍三色的子像素在小于人眼視角的范圍內(nèi)混色，改成經(jīng)由發(fā)光二極管的背光 源在時間軸上的混色，亦即在人眼視覺暫留的時間范圍內(nèi)，將紅、綠、藍三 色的影像在時間軸上快速切換以產(chǎn)生混色的效果。圖1繪示為傳統(tǒng)色彩序列 液晶顯示器的操作時序圖。請參照圖1，每一子幀(Sub-frame)約為傳統(tǒng)幀
的1/3時間(約為5.56ms， 180Hz)。每一子幀里包含了數(shù)據(jù)寫入時間(Addressing Time)、液晶反應(yīng)時間(LC Response Time)以及單色光源點亮時間(Illumination Time)，且這三段時間會于一個子幀中依序進行，藉以顯示一張對應(yīng)的子幀
(亦即紅、綠或藍子幀)。
以紅色子幀為例，首先將紅色數(shù)據(jù)信號寫入至液晶顯示面板內(nèi)的各像素。 接著，等待各像素的液晶分子反應(yīng)一段時間后，再將發(fā)光二極管背光模塊
(LED backlight module)開啟以提供紅色背光光源。如此一來，即會顯示一 張紅色子幀。于紅色子幀顯示完畢后，綠色子幀與藍色子幀會接續(xù)完成顯示， 藉以達到紅、綠、藍三色的影像在時間軸上快速切換而產(chǎn)生混色的效果。
然而，由于色序法的寫入數(shù)據(jù)的方式為列序列(Row-by-Row)的反應(yīng)方 式(亦即必須一列一列輸入紅色數(shù)據(jù)信號，直至整個幀都寫入數(shù)據(jù)后，才開 啟紅色背光光源以進行顯示)，所以很容易造成液晶反應(yīng)不均的現(xiàn)象。除此 之外，色序法的操作速度又必須比傳統(tǒng)的空間混色液晶顯示器的操作速度來 得更加地高。 一般而言，色序法的操作速度必須要達到180Hz以上才會擁有 較佳的顯示品質(zhì)。
也亦因如此，如果色序法的操作速度過低的話，很可能會發(fā)生色彩分離
(Color Breakup)的現(xiàn)象，而承上的高操作速度的需求，再加上色序法傳統(tǒng)
設(shè)計中每一子幀需要騰出獨立的數(shù)據(jù)寫入時間的限制，以至于會造成液晶反 應(yīng)時間與單色光源點亮時間被大幅地壓縮。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在提供一種色彩序列液晶顯示器與其像素電路， 其通過一第一電壓暫存器與一第二電壓暫存器同步且交錯地執(zhí)行輸出數(shù)據(jù)信 號與讀取數(shù)據(jù)信號的動作，藉以同時進行子幀的數(shù)據(jù)信號寫入與數(shù)據(jù)信號顯 示的操作，以增加色彩序列液晶顯示器中的單色光源點亮時間。
本發(fā)明提出一種色彩序列液晶顯示器的像素電路，該像素電路包括第
一與第二取樣開關(guān)，用以分別于第一與第二子幀期間傳輸?shù)谝慌c第二取樣電 壓；第一電壓暫存器，耦接第一取樣開關(guān)，用以于第一子幀期間暫存第一取 樣電壓，并于第二子幀期間傳輸?shù)谝蝗与妷?；第二電壓暫存器，耦接第?取樣開關(guān)，用以于第二子幀期間暫存第二取樣電壓，并于第一子幀期間傳送 第二取樣電壓；第一與第二輸出開關(guān)，分別耦接第一與第二電壓暫存器，用 以分別于第二與第一子幀期間傳輸?shù)谝慌c第二取樣電壓；液晶電容，耦接第 一與第二輸出開關(guān)以及共用電壓，用以分別于第一與第二子幀期間接收第二 與第一取樣電壓；以及重置開關(guān)，耦接所述液晶電容，用以于第一與第二輸 出開關(guān)分別于第二與第一子幀期間輸出第一與第二取樣電壓之前，傳輸重置 電壓以重置液晶電容。
本發(fā)明還提出一種色彩序列液晶顯示器，該液晶顯示器包括 一液晶顯 示面板，至少包括 一像素電路。此像素電路包括第一與第二取樣開關(guān)， 用以分別于第一與第二子幀期間傳輸?shù)谝慌c第二取樣電壓；第一電壓暫存器， 耦接第一取樣開關(guān)，用以于第一子幀期間暫存第一取樣電壓，并于第二子幀 期間輸出第一取樣電壓；第二電壓暫存器，用以于第二子幀期間暫存第二取 樣電壓，并于第一子幀期間輸出第二取樣電壓；第一與第二輸出開關(guān)，分別 耦接第一與第二電壓暫存器，用以分別于第二與第一子幀期間傳輸?shù)谝慌c第 二取樣電壓；液晶電容，耦接第一與第二輸出開關(guān)以及共用電壓，用以分別 于第一與第二子幀期間接收第二與第一取樣電壓；以及重置開關(guān)，耦接液晶 電容，用以于第一與第二輸出開關(guān)分別于第二與第一子幀期間輸出第一與第 二取樣電壓之前，傳輸一個重置電壓以重置液晶電容。
在本發(fā)明一實施例中，所述的色彩序列液晶顯示器的像素電路，其中第 一與第二電壓暫存器為電容式電壓暫存器。
在本發(fā)明一實施例中，所述的色彩序列液晶顯示器的像素電路，其中第 一與第二電壓暫存器分別由至少一電容所構(gòu)成。
在本發(fā)明一實施例中，所述的色彩序列液晶顯示器的像素電路，其中第
一與第二電壓暫存器分別由至少一個電容與一個模擬緩沖器所構(gòu)成。
在本發(fā)明一實施例中，所述的色彩序列液晶顯示器的像素電路，其中于 第一子幀期間，透過第二電壓暫存器與液晶電容的電荷分享來決定像素電路 的灰階。
在本發(fā)明一實施例中，所述的色彩序列液晶顯示器的像素電路，其中于 第二子幀期間，透過第一電壓暫存器與液晶電容的電荷分享來決定像素電路 的灰階。
在本發(fā)明一實施例中，所述的色彩序列液晶顯示器，其中液晶顯示面板 至少包括第一與第二掃描線，分別耦接所述第一與第二取樣開關(guān)，用以分 別于第一與第二子幀期間接收第一與第二掃描信號，以使能第一與第二取樣
開關(guān)；以及數(shù)據(jù)線，耦接第一與第二取樣開關(guān)，用以分別于第一與第二子幀
期間提供第一與第二取樣電壓。
在本發(fā)明一實施例中，所述的色彩序列液晶顯示器，該液晶顯示器更包
括時序控制器；柵極驅(qū)動器，耦接并受控于時序控制器，用以分別于第一
與第二子幀期間產(chǎn)生第一與第二掃描信號至第一與第二掃描線；以及源極驅(qū)
動器，耦接并受控于時序控制器，用以分別于第一與第二子幀期間產(chǎn)生第一 與第二取樣電壓至所述數(shù)據(jù)線。
在本發(fā)明一實施例中，所述的色彩序列液晶顯示器，更包括發(fā)光二極管 背光模塊，用以提供所述液晶顯示面板所需的面光源。
在本發(fā)明一實施例中，所述的色彩序列液晶顯示器，更包括控制單元，
耦接所述第一與第二輸出幵關(guān)以及重置開關(guān)，用以于第一與第二輸出開關(guān)分 別于第二與第一子幀期間輸出第一與第二取樣電壓之前，提供第一控制信號
以使能所述重置開關(guān)。
在本發(fā)明一實施例中，所述的色彩序列液晶顯示器，更包括重置電壓產(chǎn) 生器，耦接所述重置開關(guān)，用以于第一與第二輸出開關(guān)分別于第二與第一子 幀期間輸出第一與第二取樣電壓之前，提供重置電壓至所述重置開關(guān)。
在本發(fā)明一實施例中，所述的色彩序列液晶顯示器，其中所述控制單元 更分別于第一與第二子幀期間重置所述液晶電容后，提供第三與第二控制信 號以使能所述第一與第二輸出開關(guān)。
在本發(fā)明一實施例中，所述的色彩序列液晶顯示器，其中第一與第二電 壓暫存器為電容式電壓暫存器。在另一實施例中，所述第一與第二電壓暫存 器分別由至少電容構(gòu)成。又另一實施例中，所述第一與第二電壓暫存器分別 由至少一電容與一模擬緩沖器所構(gòu)成。
在本發(fā)明一實施例中，所述的色彩序列液晶顯示器，其中于第一子幀期 間，透過第二電壓暫存器與所述液晶電容的電荷分享會決定所述像素電路的 灰階。
在本發(fā)明一實施例中，所述的色彩序列液晶顯示器，其中于第二子幀期 間，透過第一電壓暫存器與液晶電容的電荷分享會決定所述像素電路的灰階。
本發(fā)明因采用一個像素電路包括第一電壓暫存器與第二電壓暫存器的兩 個電壓暫存器的結(jié)構(gòu)，因此其中一個電壓暫存器在讀取數(shù)據(jù)時，另一個電壓 暫存器可以同時將先前儲存的數(shù)據(jù)信號顯示于像素上，以同時進行子幀的數(shù) 據(jù)信號寫入與單色光源點亮的操作、以增加像素電路運作的效率，并且延長
像素的單色光源點亮的時間。
為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并 配合所附圖式，作詳細說明如下。


圖1繪示為傳統(tǒng)色彩序列液晶顯示器的操作時序圖。
圖2繪示為本發(fā)明的一實施例的色彩序列液晶顯示器的系統(tǒng)方塊圖。 圖3繪示為圖2中液晶顯示面板的部份(2*2)像素電路的電路圖。 圖4A與圖4B分別繪示為本發(fā)明一實施例的電壓暫存器的實施態(tài)樣示意圖。 圖5A、圖5B和圖5C繪示為本發(fā)明一實施例的像素電路的電荷分享過程 示意圖。
圖6是依照本發(fā)明的一實施例的一種色彩序列液晶顯示器的操作時序圖。
附圖標號
200:色彩序列液晶顯示器
210:液晶顯示面板
220:時序控制器
230:柵極驅(qū)動器
240:源極驅(qū)動器
250:發(fā)光二極管背光模塊
260:控制單元
270:重置電壓產(chǎn)生電路
Pb p2、 p3、 p4:像素電路
SAU、 SA21、 SA31、 SA4n第一取樣開關(guān) SA12、 SA22、 SA32、 SA42:第二取樣開關(guān) SB 、 SB21、 SB31、 SB4I:第一輸出開關(guān) SB12、 SB22、 SB32、 SB42:第二輸出開關(guān) SR!、 SR2、 SR3、 SR4:重置開關(guān) CS 、 CS21、 CS31、 CS41:第一電壓暫存器
cs12、 cs22、 cs32、 cs42:第二電壓暫存器
Clci、 Clc2、 CLC3、 CLC4: 液晶電容 S,、 S2:數(shù)據(jù)線
Gi、 G2、 G3、 G4、 Godd、 G函掃描線
RST:第一控制信號
OB、 OB,、 OB2、 OBi:第二控制信號
OA、 OA" OA2、 OAi:第三控制信號
VP、 VR:電壓
Vcom:共同電壓 vRST:重置電壓
vCST1、 VCST2:儲存電容參考電壓
CsTl、 CsT2、 CsTlA、 CsTIB: 儲存電容
AB:模擬緩沖器
具體實施例方式
圖2繪示為本發(fā)明一實施例的色彩序列液晶顯示器200的系統(tǒng)方塊圖。 請參照圖2，色彩序列液晶顯示器200包括液晶顯示面板210、時序控制器220、 柵極驅(qū)動器230、源極驅(qū)動器240、發(fā)光二極管背光模塊250、控制單元260， 以及重置電壓產(chǎn)生電路270。其中，時序控制器220耦接并控制柵極驅(qū)動器 230以及源極驅(qū)動器240。柵極驅(qū)動器230耦接液晶顯示面板210，用以序列 提供掃描信號(scan signal)至液晶顯示面板210。源極驅(qū)動器240耦接液晶 顯示面板210，用以提供數(shù)據(jù)信號(data signal)至液晶顯示面板210。
發(fā)光二極管背光模塊250配置于液晶顯示面板210的下方(但亦可配置 于液晶顯示面板210的側(cè)邊)，用以在液晶顯示面板顯示紅、綠、藍子幀時， 分別提供紅、綠、藍顏色的單色光源至液晶顯示面板210，以達到色彩序列顯 示效果。控制單元260耦接液晶顯示面板210，用以提供第一控制信號RST、 第二控制信號OB和第三控制信號OA至液晶顯示面板210。重置電壓產(chǎn)生器 270耦接液晶顯示面板210，用以提供重置電壓VRST至液晶顯示面板210。
圖3繪示為液晶顯示面板210的部份(2*2)像素電路P廣P4的電路圖。 請合并參考圖2及圖3，液晶顯示面板210包括液晶電容CLC1~CLC4、第一取 樣開關(guān)SAu、 SA21、 SA3^nSA41、第二取樣開關(guān)SA。、 SA22、 SA3jBSA42、 第一輸出開關(guān)SBn、 SB21、 SBm和SB41、第二輸出開關(guān)SB^、 SB22、 SBn和 SB42、重置開關(guān)SR廣SR4、掃描線G廣G4、第一電壓暫存器CSn、 CS21、 CS31
和CS^、第二電壓暫存器CSu、 CS22、 CS32和CS42，以及數(shù)據(jù)線S,和S2。
掃描線G廣G4會序列接收從柵極驅(qū)動器230所輸出的掃描信號。數(shù)據(jù)線S!和S2會接收源極驅(qū)動器240所輸出的數(shù)據(jù)信號，藉以提供至對應(yīng)的像素電 路P廣P4。圖3中的第一控制信號RST、第二控制信號OB!和OB2以及第三控 制信號OA,和OA2是從控制單元260所輸出的，用以分別控制各像素電路 P廣P4中的重置開關(guān)SR廣SR4、第二輸出開關(guān)SBn、 SB22、 SB32、 SB42以及第 一輸出開關(guān)SBn、 SB21、 SB31、 SB^的作動。
重置電壓vrst是從重置電壓產(chǎn)生器270所輸出的，用以重置各像素電路
P廣P4中的液晶電容CLd、 ClC2、 ClC3和ClC4。以下將先針對像素電路^的電 路結(jié)構(gòu)與運作原理作說明，之后再描述像素P廣P4的整體運作。
像素電路Pi包括液晶電容Cun、第一取樣開關(guān)SA 、第二取樣開關(guān)SA12、 第一輸出開關(guān)SBu、第二輸出開關(guān)SB,2、重置開關(guān)SR,、第一電壓暫存器CS ， 以及第二電壓暫存器CS…其中，第一與第二取樣開關(guān)SAn、 SAu分別耦接 至第一與第二電壓暫存器CSll、 CS12，以儲存第一與第二取樣電壓。當?shù)谝?取樣開關(guān)SAn開啟時，第二取樣開關(guān)s^2是關(guān)閉的，所以數(shù)據(jù)線Si會將對應(yīng) 的數(shù)據(jù)信號提供至第一電壓暫存器CS 中，而此時第一電壓暫存器CS 中所 儲存的數(shù)據(jù)信號即為第一取樣電壓。
相似地，當?shù)诙娱_關(guān)SA^開啟時，第一取樣開關(guān)SAu是關(guān)閉的，所
以數(shù)據(jù)線Si會將對應(yīng)的數(shù)據(jù)信號提供至第二電壓暫存器CS!2中，而此時第二
電壓暫存器CS^中所儲存的數(shù)據(jù)信號即為第二取樣電壓。第一與第二輸出開 關(guān)SBn、 SB^分別耦接至第一與第二電壓暫存器CSn、 CS12，以將第一或第 二取樣電壓從第一與第二電壓暫存器CSu、 CSi2寫入至液晶電容Q^。液晶 電容CLd耦接至第一與第二輸出開關(guān)，以接收第一或第二取樣電壓。重置開 關(guān)SRi耦接至液晶電容CLd，用以使重置電壓vrst傳導至液晶電容Cun，以 將液晶電容Cun重置。
以下為圖3的像素電路P,的運作原理。首先，于像素電路P,的第N個幀 的第一子幀(例如為紅色子幀)時，將液晶電容Q^重置，以準備接收欲顯 示的數(shù)據(jù)信號。此時第一與第二輸出開關(guān)SBu、 SBi2皆關(guān)閉，而重置開關(guān)SR,
則開啟，使液晶電容q^充放電至重置電壓vrst。液晶電容clcm充放電完畢
后，重置開關(guān)SR,再關(guān)閉。液晶電容Cun重置完畢后，第一取樣開關(guān)SAu則 開啟，使第一電壓暫存器CSn儲存第一取樣電壓。第一取樣開關(guān)SAn開啟的 同時，第二輸出開關(guān)SB!2也開啟，將上一子幀(即像素電路P!的第(N-l)
個幀的藍色子幀)中，儲存在第二電壓暫存器CS,2的第二取樣電壓輸出至液 晶電容Clci °
緊接著，當像素電路P,進入第二個子幀(例如像素電路P1的第N個幀
的綠色子幀)時，再次進行液晶電容CLd重置的動作，第一與第二輸出開關(guān)
SB 、 SB^皆關(guān)閉，而重置開關(guān)SA則開啟，使液晶電容Cun充放電至重置 電壓V^t。液晶電容Cun充放電完畢后，重置開關(guān)SA再度關(guān)閉。然后，第 二取樣開關(guān)SAi2開啟，使第二電壓暫存器CS,2儲存第二取樣電壓。第二取樣 開關(guān)SAu開啟的同時，第一輸出開關(guān)SBn也開啟，將上一子幀(即像素電路 ^的第N個幀的紅色子幀)中，儲存在第一電壓暫存器CSu的第一取樣電壓 輸出至液晶電容Clc1。
依據(jù)先前所述的像素電路Pi的運作原理，第一與第二電壓暫存器CS 、 CSu會反復(fù)地、交替地、并且同步地進行儲存第一或第二取樣電壓，以及輸 出第一或第二取樣電壓至液晶電容ClC1的動作，故而可推知的是像素電路Pj 采用的是模擬式的取樣與保持(Sample & Hold)的電路結(jié)構(gòu)。
更清楚來說，第一電壓暫存器CSu會反復(fù)地讀取第一取樣電壓以及輸出 第一取樣電壓；第二電壓暫存器CSi2則會反復(fù)地讀取第二取樣電壓以及輸出 第二取樣電壓；而且當?shù)谝浑妷簳捍嫫鰿Su在讀取第一取樣電壓時，第二電 壓暫存器CSu會輸出第二取樣電壓；當?shù)诙妷簳捍嫫鰿S^在讀取第二取樣 電壓時，第一電壓暫存器CSn會輸出第一取樣電壓。
圖4A與圖4B分別繪示為本發(fā)明一實施例的電壓暫存器的實施態(tài)樣示意 圖。請合并參照圖4A以及圖4B，圖4A繪示為第一與第二電壓暫存器的一種 實施態(tài)樣，其由至少一個電容CsTi所構(gòu)成。圖4B繪示為第一與第二電壓暫存
器的另一種實施態(tài)樣，其由電容CsT2與模擬緩沖器AB所構(gòu)成。
圖5A、圖5B和圖5C繪示為圖3的像素電路P,于不同階段的電荷分享 過程的電路示意圖。圖5A 圖5C所繪示的像素電路P,中的第一與第二電壓 暫存器是采用圖4A所揭示的實施態(tài)樣。
圖5A繪示為像素電路P,于電荷分享過程中的電壓取樣階段示意圖。請 參照圖5A。于此電壓取樣階段中，第一取樣開關(guān)SA，,是開啟的，而第一輸出
開關(guān)SBu是關(guān)閉的，使第一儲存電容CsT,A充電至第一取樣電壓(亦即取樣的
動作)。假設(shè)第一取樣電壓為Vju，則此時節(jié)點N的電壓VK等于V^。
圖5B繪示為像素電路P,于電荷分享過程中的電壓保持階段示意圖。請 參照圖5B，于此電壓保持階段中，第一取樣開關(guān)SAu關(guān)閉，而且第一輸出開 關(guān)SB 也仍是關(guān)閉的，因此節(jié)點N的電壓VR維持在第一儲存電容Cst,a上(亦 即保持的動作)。同時，重置開關(guān)S&開啟，且第二輸出開關(guān)SB!2也是關(guān)閉 的，使得液晶電容Cun的像素電極上的電壓Vp會充放電至重置電壓VRST。
圖5C繪示為像素電路P,于電荷分享過程中的電荷分享階段示意圖。請 參照圖5C，于此電荷分享階段中，重置開關(guān)SRi是關(guān)閉的，而第一輸出開關(guān)
SBu則是開啟的，使得儲存電容CsTiA與液晶電容CLd進行電荷分享，直至節(jié)
點N的電壓VR等于液晶電容ClC1的像素電極上的電壓Vp。假設(shè)電荷分享平 衡之后的電壓Vp為VP1，則可知在電荷分享平衡后，VR=VP=VP1。由于儲存電 容CsTiA與液晶電容Cun進行電荷分享過程中，電荷只會相互轉(zhuǎn)移不會流失， 因此儲存電容CST1A所失去的電荷會等于液晶電容CLC1所得到的電荷。以下將 描述儲存電容CsnA與液晶電容CLd進行電荷分享的運算公式。
在以下公式中，CLC與C^A代表著所對應(yīng)電容元件的電容值。儲存電容
CsT!A所失去的電荷可表示為(CST1A* (VR1-VP1))。液晶電容Cun所得到的電 荷可表示為(CLC1* (VPrVRST))。公式如下
<formula>formula see original document page 15</formula>
<formula>formula see original document page 16</formula>
<formula>formula see original document page 16</formula>，
而當Vrst:0吋，
<formula>formula see original document page 16</formula>
因此電荷分享平衡后的像素電極的電壓VP1與儲存電容儲存的電壓VR1
的關(guān)系可以表示為
<formula>formula see original document page 16</formula>
以上描述中，只針對第一取樣電壓輸出至液晶電容CLd的過程作描述，
但實際上，第二取樣電壓輸出至液晶電容Cun的過程一樣，而且同時、交錯
地進行，以節(jié)省運作時間。當?shù)谝浑妷簳捍嫫髟趦Υ娴谝蝗与妷簳r，第二
電壓暫存器則是在傳輸?shù)诙与妷褐烈壕щ娙軨lC1。當?shù)谝浑妷簳捍嫫髟?br> 傳輸?shù)谝蝗与妷褐烈壕щ娙輹r，第二電壓暫存器在儲存第二取樣電壓。
如上所述， 一像素電路于一子幀的顯示與下一子幀的顯示之間的數(shù)據(jù)信號寫
入時間與單色光源點亮的動作是同時進行的，因此單色光源點亮的時間得以
延長。承先前敘述的像素電路P,的運作原理，以下將描述一個像素陣列的運 作方式與其顯示效果。
圖6繪示為本發(fā)明一實施例的色彩序列液晶顯示器的操作時序圖。此液 晶顯示器例如為圖2繪示的液晶顯示器200。假設(shè)所述液晶顯示器的液晶顯示 面板210為一 (i*j)陣列的像素電路，包括j條數(shù)據(jù)線、2"條掃描線(可分
成i條奇數(shù)條掃描線G。dd與i條偶數(shù)條掃描線Ge，) 、 i條第一、第二與第三
控制信號RST、 OB廣OBi、 OA廣OAi，以及(i*j)個像素電路，其中液晶顯示 器200的操作原理已揭示于圖2繪示的液晶顯示器200的系統(tǒng)方塊圖實施例，
而液晶顯示面板210的操作原理己揭示于圖3繪示的(2*2)像素電路P,~P4 的電路圖實施例。本實施例將以上述兩個實施例的原理，來說明一 (i*j)陣 列像素電路液晶顯示面板的色彩序列液晶顯示器的操作時序流程。
圖6繪示有本實施例的色彩序列液晶顯示器的四個子幀第N個幀的紅 色子幀、綠色子幀、藍色子幀以及第(N+l)個幀的紅色子幀。在第N個幀 的紅色子幀中，所有列像素電路的第一控制信號RST會先開啟(如圖6繪示)， 以開啟液晶顯示面板210內(nèi)所有像素電路的重置開關(guān)，以使所有像素電路的 液晶電容重置。此時所有第一與第二取樣開關(guān)和第一與第二輸出開關(guān)都是關(guān) 閉的。當所有像素電路的液晶電容重置完畢后，所有列像素電路的第一控制 信號RST會關(guān)閉。
接著，所有列像素電路的第二控制信號OB「OBi會同時開啟(如圖6繪 示)，以將于第(N-l)個幀的藍色子幀中，儲存于所有列像素電路的第二電 壓暫存器的紅色數(shù)據(jù)信號，于同一時刻分別輸出至對應(yīng)的液晶電容上。此動 作對應(yīng)圖6繪示的第N個幀的紅色子幀的液晶反應(yīng)階段與顯示階段，而紅色 數(shù)據(jù)信號寫入的動作屬于第(N-l)個幀的藍色子幀的紅色數(shù)據(jù)寫入階段(未 繪示于圖6)。
在第N個幀的紅色子幀中，紅色數(shù)據(jù)信號顯示的同時，綠色數(shù)據(jù)信號也 正在進行儲存。首先，掃描線G。dd的第一條掃描線G開啟，使得所有數(shù)據(jù)線 分別輸出分別的綠色數(shù)據(jù)信號至第一列像素電路的第一電壓暫存器中。綠色 數(shù)據(jù)信號寫入第一列像素電路完畢之后，掃瞄線G,關(guān)閉，而掃描線G。dd的第 二條掃描線G3隨即開啟，以使所有數(shù)據(jù)線分別輸出分別的綠色數(shù)據(jù)信號至第 二列像素電路的第一電壓暫存器中。
如上所述，奇數(shù)條掃描線G。dd (亦即G,、 G3至G^)依序從第一列像素 至最后一列像素開啟每一列像素電路的第一取樣開關(guān)，使數(shù)據(jù)線的數(shù)據(jù)信號 輸入至對應(yīng)列的像素電路的第一電壓暫存器中。換句話說，所有像素電路的 第一電壓暫存器都會儲存一數(shù)據(jù)線所提供的一數(shù)據(jù)信號。上述第一電壓暫存
器儲存綠色數(shù)據(jù)信號的動作對應(yīng)于圖6繪示的第N個幀的紅色子幀中的綠色 數(shù)據(jù)信號寫入階段。觀察圖6的第N個幀的紅色子幀可發(fā)現(xiàn)，綠色數(shù)據(jù)信號 寫入的同時，紅色數(shù)據(jù)信號也正在進行顯示，直至每一列像素電路依序?qū)懭?綠色數(shù)據(jù)信號后，而且紅色數(shù)據(jù)信號顯示完畢后，才進入下一個子幀一綠色 子幀。
在第N個幀的綠色子幀中，第一控制信號RST會先開啟(如圖6所示)， 以開啟所有列像素電路的重置開關(guān)，以使所有像素的液晶電容重置。此時所 有第一與第二取樣開關(guān)和第一與第二輸出開關(guān)都是關(guān)閉的(如圖6繪示)。 重置完畢后，第一控制信號RST再度關(guān)閉。
接著，第三控制信號OA廣OAi同時開啟，以將于第N個幀的紅色子幀中， 儲存于第一電壓暫存器的綠色數(shù)據(jù)信號，于同一時刻分別輸出至對應(yīng)的液晶 電容。此動作對應(yīng)圖6繪示的綠色子幀的液晶反應(yīng)階段與顯示階段。于綠色 數(shù)據(jù)信號顯示的同時，藍色數(shù)據(jù)信號也正在進行寫入。首先，掃描線Ge^的 第一條掃描線G2開啟，使得所有數(shù)據(jù)線分別輸出藍色數(shù)據(jù)至第一列像素電路 的第二電壓暫存器中。藍色數(shù)據(jù)信號寫入第一列像素電路完畢之后，掃瞄線
G2關(guān)閉，而Geven的第二條掃描線G4隨即開啟，以使所有數(shù)據(jù)線分別輸出藍 色數(shù)據(jù)信號至第二列像素電路的第二電壓暫存器中。
如上所述，偶數(shù)條掃描線G。dd (亦即G2、 G4至G2i)依序從第一列像素至
最后一列像素開起每一列像素電路的第二取樣開關(guān)，使數(shù)據(jù)線的數(shù)據(jù)信號輸 入至對應(yīng)列像素的第二電壓暫存器中。換句話說，所有像素電路的第二電壓 暫存器都會儲存一數(shù)據(jù)線所提供的數(shù)據(jù)信號。上述第二電壓暫存器儲存數(shù)據(jù)
信號的動作對應(yīng)于圖6繪示的綠色子幀的藍色數(shù)據(jù)信號寫入階段。藍色數(shù)據(jù)
信號逐列寫入的同時，綠色數(shù)據(jù)信號也正在進行顯示，直至每一列像素電路 依序?qū)懭胨{色數(shù)據(jù)信號后，而且綠色數(shù)據(jù)信號顯示完畢之后，才進入下一個
子幀一藍色子幀。
藍色子幀的運作方式與前述綠色與紅色子幀相同，由每一個像素的第二
電壓暫存器輸出藍色數(shù)據(jù)信號至液晶電容以顯示藍色子幀，而第一 電壓暫存
器則儲存紅色數(shù)據(jù)信號。第N個幀的藍色子幀顯示完畢之后，即進入第(N+l)
個幀的紅色子幀，由每一個像素的第一電壓暫存器輸出紅色數(shù)據(jù)信號至液晶
電容以顯示紅色子幀。
綜上所述，本發(fā)明的色彩序列液晶顯示器的像素電路中，有第一電壓暫
存器與第二電壓暫存器，其中第一或第二電壓暫存器在讀取數(shù)據(jù)信號時，另
一個第一或第二電壓暫存器在傳輸數(shù)據(jù)信號至液晶電容以顯示幀。此電路結(jié)
構(gòu)與運作方式可以同時進行子幀的數(shù)據(jù)信號寫入與數(shù)據(jù)信號顯示的操作，延
長像素的單色光源點亮時間。此外，本發(fā)明因為采用取樣與保持的電路結(jié)構(gòu)，
因此可以在每一列逐一進行取樣與保持后， 一次將整個幀的數(shù)據(jù)信號輸出給
每一像素的液晶電容以顯示幀。此幀液晶反應(yīng)的操作方式，可避免列序列液
晶反應(yīng)所隱藏的液晶反應(yīng)不均的現(xiàn)象。另外，由于本發(fā)明的像素電路的單色
光源點亮時間較長，因此可以操作更高頻率的色彩序列顯示器，而進一步降
低色彩分離的現(xiàn)象。
雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何
所屬技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作些許的更 動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當以權(quán)利要求所界定的為準。
權(quán)利要求
1.一種色彩序列液晶顯示器的像素電路，其特征在于，所述的像素電路包括一第一與一第二取樣開關(guān)，用以分別于一第一與一第二子幀期間傳輸一第一與一第二取樣電壓；一第一電壓暫存器，耦接所述第一取樣開關(guān)，用以于所述第一子幀期間暫存所述第一取樣電壓，并于所述第二子幀期間輸出所述第一取樣電壓；一第二電壓暫存器，用以于所述第二子幀期間暫存所述第二取樣電壓，并于所述第一子幀期間輸出所述第二取樣電壓；一第一與一第二輸出開關(guān)，分別耦接所述第一與所述第二電壓暫存器，用以分別于所述第二與所述第一子幀期間傳輸所述第一與所述第二取樣電壓；一液晶電容，耦接所述第一與所述第二輸出開關(guān)以及一共用電壓，用以分別于所述第一與所述第二子幀期間接收所述第二與所述第一取樣電壓；以及一重置開關(guān)，耦接所述液晶電容，用以于所述第一與所述第二輸出開關(guān)分別于所述第二與所述第一子幀期間輸出所述第一與所述第二取樣電壓之前，傳輸一重置電壓以重置所述液晶電容。
2. 如權(quán)利要求1所述的色彩序列液晶顯示器的像素電路，其特征在于，所 述第一與所述第二電壓暫存器為電容式電壓暫存器。
3. 如權(quán)利要求2所述的色彩序列液晶顯示器的像素電路，其特征在于，所 述第一與所述第二電壓暫存器分別由至少一電容所構(gòu)成。
4. 如權(quán)利要求2所述的色彩序列液晶顯示器的的像素電路，其特征在于， 所述第一與所述第二電壓暫存器分別由至少一電容與一模擬緩沖器所構(gòu)成。
5. 如權(quán)利要求2所述的色彩序列液晶顯示器的像素電路，其特征在于，于 所述第一子幀期間，透過所述第二電壓暫存器與所述液晶電容的電荷分享會 決定所述像素電路的灰階。
6. 如權(quán)利要求2所述的色彩序列液晶顯示器的像素電路，其特征在于，于 所述第二子幀期間，透過所述第一電壓暫存器與所述液晶電容的電荷分享會 決定所述像素電路的灰階。
7. —種色彩序列液晶顯示器，其特征在于，所述的顯示器包括 一液晶顯示面板，至少包括一像素電路，包括一第一與一第二取樣開關(guān)，用以分別于一第一與一第二子幀期間傳輸一第一與一第二取樣電壓；一第一電壓暫存器，耦接所述第一取樣開關(guān)，用以于所述第一 子幀期間暫存所述第一取樣電壓，并于所述第二子幀期間輸出所述第一取樣 電壓；一第二電壓暫存器，用以于所述第二子幀期間暫存所述第二取樣電壓，并于所述第一子幀期間輸出所述第二取樣電壓；一第一與一第二輸出開關(guān)，分別耦接所述第一與所述第二電壓暫存器，用以分別于所述第二與所述第一子幀期間傳輸所述第一與所述第二 取樣電壓；一液晶電容，耦接所述第一與所述第二輸出開關(guān)以及一共用電 壓，用以分別于所述第一與所述第二子幀期間接收所述第二與所述第一取樣 電壓；以及一重置開關(guān)，耦接所述液晶電容，用以于所述第一與所述第二 輸出開關(guān)分別于所述第二與所述第一子幀期間輸出所述第一與所述第二取樣 電壓之前，傳輸一重置電壓以重置所述液晶電容。
8. 如權(quán)利要求7所述的色彩序列液晶顯示器，其特征在于，所述液晶顯示 面板更至少包括 一第一與一第二掃描線，分別耦接所述第一與所述第二取樣開關(guān)，用以 分別于所述第一與所述第二子幀期間接收一第一與一第二掃描信號，以使能 所述第一與所述第二取樣開關(guān)；以及一數(shù)據(jù)線，耦接所述第一與所述第二取樣開關(guān)，用以分別于所述第一與 所述第二子幀期間提供所述第一與所述第二取樣電壓。
9. 如權(quán)利要求8所述的色彩序列液晶顯示器，其特征在于，所述的顯示器 更包括一時序控制器；一柵極驅(qū)動器，耦接并受控于所述時序控制器，用以分別于所述第一與 所述第二子幀期間產(chǎn)生所述第一與所述第二掃描信號至所述第一與所述第二 掃描線；以及一源極驅(qū)動器，耦接并受控于所述時序控制器，用以分別于所述第一與 所述第二子幀期間產(chǎn)生所述第一與所述第二取樣電壓至所述數(shù)據(jù)線。
10. 如權(quán)利要求9所述的色彩序列液晶顯示器，其特征在于，所述的液晶顯示器更包括一發(fā)光二極管背光模塊，用以提供所述液晶顯示面板所需的面 光源。
11. 如權(quán)利要求7所述的色彩序列液晶顯示器，其特征在于，所述的液晶 顯示器更包括一控制單元，耦接所述第一與所述第二輸出開關(guān)以及所述重置 開關(guān)，用以于所述第一與所述第二輸出開關(guān)分別于所述第二與所述第一子幀 期間輸出所述第一與所述第二取樣電壓之前，提供一第一控制信號以使能所 述重置開關(guān)。
12. 如權(quán)利要求11所述的色彩序列液晶顯示器，其特征在于，所述的液晶 顯示器更包括一重置電壓產(chǎn)生器，耦接所述重置開關(guān)，用以于所述第一與所 述第二輸出開關(guān)分別于所述第二與所述第一子幀期間輸出所述第一與所述第 二取樣電壓之前，提供所述重置電壓至所述重置開關(guān)。
13. 如權(quán)利要求11所述的色彩序列液晶顯示器，其特征在于，所述控制單元更分別于所述第一與所述第二子幀期間重置所述液晶電容后，提供一第二 與一第三控制信號以使能所述第二與所述第一輸出開關(guān)。
14. 如權(quán)利要求7所述的色彩序列液晶顯示器，其特征在于，所述第一與 所述第二電壓暫存器為電容式電壓暫存器。
15. 如權(quán)利要求14所述的色彩序列液晶顯示器，其特征在于，所述第一與 所述第二電壓暫存器分別由至少一 電容所構(gòu)成。
16. 如權(quán)利要求14所述的色彩序列液晶顯示器，其特征在于，所述第一與 所述第二電壓暫存器分別由至少一電容與一模擬緩沖器所構(gòu)成。
17. 如權(quán)利要求14所述的色彩序列液晶顯示器，其特征在于，于所述第一 子幀期間，透過所述第二電壓暫存器與所述液晶電容的電荷分享會決定所述 像素電路的灰階。
18. 如權(quán)利要求14所述的色彩序列液晶顯示器，其特征在于，于所述第二 子幀期間，透過所述第一電壓暫存器與所述液晶電容的電荷分享會決定所述 像素電路的灰階。
全文摘要
本發(fā)明提供一種色彩序列液晶顯示器與其像素電路。該像素電路包括第一與第二取樣開關(guān)、第一與第二電壓暫存器、第一與第二輸出開關(guān)、液晶電容，以及重置開關(guān)。第一電壓暫存器耦接第一取樣開關(guān)與第一輸出開關(guān)，以于第一子幀期間暫存第一取樣電壓，并于第二子幀期間輸出第一取樣電壓至液晶電容。第二電壓暫存器耦接第二取樣開關(guān)與第二輸出開關(guān)，以于第二子幀期間暫存第二取樣電壓，并于第一子幀期間輸出第二取樣電壓至液晶電容。重置開關(guān)耦接液晶電容，以于第一與第二子幀之間，傳輸重置電壓至液晶電容。本發(fā)明可以增加像素電路運作的效率，并且延長像素的單色光源點亮的時間。
文檔編號G09G3/36GK101350184SQ20081021291
公開日2009年1月21日 申請日期2008年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月4日
發(fā)明者李純懷, 陳忠君 申請人:友達光電股份有限公司