[发明专利]单核间隙式半穿半反液晶显示器及其驱动方法

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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C_ST、穿透区储存电容C_LC1及反射区液晶电容C_LC2连接，其中在反射区中再加入一耦合电容C_C，且该耦合电容C_C与连接反射区液晶电容C_LC2串联连接之间。因此，该反射区电压V_R即能借由串接的耦合电容C_C与其液晶电容C_LC2的电容分压而调整较穿透区V_D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：