[发明专利]液晶显示器及其子像素

说明书

发明领域

本发明涉及液晶显示器，并且尤其涉及其子像素具有多区域的液晶显示器。

技术背景

目前最普遍应用于薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)的广角技术，分别是平面转换式(in-plane switching，IPS)与垂直对准式(verticalalignment，VA)，以平面转换式而言，其无需补偿膜就具有最佳的视角特性和色彩表现，灰阶之间的反应速度均匀，但其对比较低，且制造时的良率也低。而垂直对准式具有较高的良率、对比也高，但是需要辅以补偿膜才能有广视角的效果，且在色彩表现上不如平面转换式，如垂直对准式的液晶显示器在以斜角度观看时，亚洲人的肤色就会有偏蓝或偏白的现象，此称为色偏(color wash-out)。

色偏问题的解决，可通过在一个子像素内产生两个不同的伽马曲线(gamma curve)来达到混色的效果来加以改善，此种技术则称为半色调(half-tone)，其中，每一子像素对应于红、绿或蓝中之一的颜色。而为了要在一个子像素内产生不同的伽马曲线，最直接的方式就是在一个子像素内分为两个区域，亦即将原本的子像素的像素电极分为两个，故一种双区域子像素由此诞生。而这种半色调的技术，总共有三种子像素的电路设计。

请参阅图1，为第一种常用的半色调像素的等效电路图。其中披露了第一种子像素1，包括数据线DL、扫描线GL以及共用线CL。以及第一种子像素1还设置有薄膜晶体管10、储存电容11连接该共用线CL与该薄膜晶体管10的漏极，而数据线DL则连接至薄膜晶体管10的源极，扫描线GL则连接至薄膜晶体管10的栅极。以及，第一种子像素1还包括两个液晶电容，其分别是第一液晶电容12a与第二液晶电容12b，且第一液晶电容12a具有的第一像素电极1a与薄膜晶体管10的漏极连接，而第二液晶电容12b具有第二像素电极1b。图1所披露的第一种子像素1，是通过在第一像素电极1a与第二像素电极1b之间设置串联电容13来达到电容分压的效果的，使第一像素电极1a与第二像素电极1b的伽马曲线不同，进一步来说，第一像素电极1a的电压由数据线DL通过薄膜晶体管10直接写入，而第二像素电极1b的电压则取决于串联电容13与第二液晶电容12b的分压，换言之，第二像素电极1b的第二液晶电容12b是在一个浮接的状态，而其电位是靠耦合来决定的。这种通过串联电容13而将两个液晶电容的电位分开，进而产生两个不同的伽马曲线，构造简单，所增加的电子元件较少，更重要的是走线并未增加，因此对开口率的影响也较小。然而，串联电容13所带来的问题是在面板的操作中，它会捕捉电荷而导致第二像素电极1b的电位偏移设定值而产生影像残留，除了存在可靠度问题外，还会造成颜色、亮度不均匀的水波纹(mura，又称云纹)现象。

请参阅图2，为第二种常用的半色调像素的等效电路图。其特征在于直接通过两个薄膜晶体管与两条栅极线或两条数据线来给定两个伽马值以产生两个伽马曲线。图2披露了第二种子像素2，包括第一扫描线GL1、第二扫描线GL2，以及平行于两者之间的共用线CL，还有数据线DL，第二种子像素2还包括第一薄膜晶体管20a的栅极连接至第一扫描线GL1，以及第二薄膜晶体管20b的栅极连接至第二扫描线GL2。此外，第一薄膜晶体管20a的漏极通过第一储存电容21a与共用线CL连接，第二薄膜晶体管20b的漏极通过第二储存电容21b与共用线CL连接。且第一薄膜晶体管20a的漏极连接至第一液晶电容22a并具有第一像素电极2a；第二薄膜晶体管20b的漏极连接至第二液晶电容22b并具有第二像素电极2b。虽然这种设计可以直接并且有效地产生两组伽马曲线，但是由于多增加了一条导线如扫描线，因而产生了遮挡的副作用，也就是使得开口率减少，且系统电路也变的复杂，而扫描驱动也增加了一倍(如果用两条数据线则数据驱动增加一倍)，耗电量也增加。