CN102073179B - 半穿透半反射式液晶显示装置及其驱动方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种半穿透半反射式液晶显示装置及其驱动方法。该半穿透半反射式液晶显示装置其包括多个像素单元，每一像素单元包括一穿透区、一反射区、一薄膜晶体管、一耦合电容、一第一液晶电容和一第二液晶电容。其中，该第一液晶电容由一第一公共电极、一对应该穿透区的液晶层和一穿透电极形成，该第二液晶电容由一第二公共电极、一对应该反射区的液晶层和一反射电极形成，该薄膜晶体管与该第一液晶电容电连接，并通过该耦合电容与该第二液晶电容电连接，该对应该穿透区的液晶层与该对应该反射区的液晶层厚度基本相同。该半穿透半反射式液晶显示装置制程简单且成本低。
Description
技术领域
本发明是关于一种半穿透半反射式液晶显示装置及其驱动方法。
背景技术
液晶显示装置因具有低辐射性、体积轻薄短小及耗电低等特点，已广泛应用于手机、个人数字助理、笔记型计算机、个人计算机及电视等领域，随着相关技术的成熟与创新，其种类日益繁多。
根据液晶显示装置所利用光源的不同，液晶显示装置可分为穿透式液晶显示装置与反射式液晶显示装置。穿透式液晶显示装置须在液晶显示面板背面设置一背光源以实现图像显示，然而，背光源的耗能约占整个穿透式液晶显示装置耗能的一半，故穿透式液晶显示装置的耗能较大。反射式液晶显示装置能解决穿透式液晶显示装置耗能大的问题，但是在光线微弱的环境下很难实现图像显示。半穿透半反射式液晶显示装置能解决以上的问题。
然而，半穿透半反射式液晶显示装置因穿透模式与反射模式受到光学设计上的限制，使得穿透区与反射区的亮度-电压曲线不一致而影响显示效果。为了解决该问题，业界提出一种半穿透半反射式液晶显示装置在穿透区和反射区采用不同的液晶层厚度(Duel Cell Gap)，通过光学补偿以提高显示效果，然而这种半穿透半反射式液晶显示装置制程复杂。后业界又提出一种半穿透半反射式液晶显示装置，其穿透区和反射区采用基本上相同的液晶层厚度(Single Cell Gap)，为了提高显示效果，其在同一像素单元的穿透区和反射区利用两个薄膜晶体管(TFT)分别驱动，这种半穿透半反射式液晶显示装置简化了制程但是需要两倍数量的薄膜晶体管，导致成本增加。
发明内容
为解决现有技术中半穿透半反射式液晶显示装置制程复杂且成本高的问题，有必要提供一种制程简单且成本低的半穿透半反射式液晶显示装置。
还有必要提供一种上述半穿透半反射式液晶显示装置的驱动方法。
一种半穿透半反射式液晶显示装置，其包括多个像素单元，每一像素单元包括一穿透区、一反射区、一薄膜晶体管、一耦合电容、一第一液晶电容和一第二液晶电容。其中，该第一液晶电容由一第一公共电极、一对应该穿透区的液晶层和一穿透电极形成，该第二液晶电容由一第二公共电极、一对应该反射区的液晶层和一反射电极形成，该薄膜晶体管与该第一液晶电容电连接，并通过该耦合电容与该第二液晶电容电连接，该对应该穿透区的液晶层与该对应该反射区的液晶层厚度基本相同。
一种半穿透半反射式液晶显示装置的驱动方法，该半穿透半反射式液晶显示装置包括多个像素单元，每一像素单元包括一穿透区、一反射区、一薄膜晶体管、一耦合电容、一第一液晶电容和一第二液晶电容，其中，该第一液晶电容由一第一公共电极、一对应该穿透区的液晶层和一穿透电极形成，该第二液晶电容由一第二公共电极、一对应该反射区的液晶层和一反射电极形成，该薄膜晶体管与该第一液晶电容电连接，并通过该耦合电容与该第二液晶电容电连接，该对应该穿透区的液晶层与该对应该反射区的液晶层厚度基本相同，该驱动方法包括以下步骤：该第一公共电极接收一第一公共电压，该第二公共电极接收一第二公共电压，该第一公共电压小于该第二公共电压；该薄膜晶体管的栅极接收一扫描信号使该薄膜晶体管打开，该薄膜晶体管的源极接收数据信号，该数据信号经由该薄膜晶体管的漏极传送至该穿透电极，并经由该耦合电容传送至该反射电极。
与现有技术相比较，本发明半穿透半反射式液晶显示装置的穿透区与反射区液晶层厚度基本相同，每一像素单元的穿透区和反射区只利用一个薄膜晶体管驱动，因此制程简单、成本低。且通过设置第一、第二公共电极上的第一、第二公共电压及耦合电容，当该半穿透半反射式液晶显示装置驱动时，反射区的液晶转动幅度比穿透区小，光线穿过反射区液晶层两次的相位差约等于光线穿过穿透区液晶层一次的相位差，因此反射区与穿透区的亮度-电压曲线大致相同。
附图说明
图1是本发明半穿透半反射式液晶显示装置较佳实施方式的部分剖面结构示意图。
图2是图1中半穿透半反射式液晶显示装置的一像素单元的电路结构示意图。
具体实施方式
请参阅图1，其是本发明半穿透半反射式液晶显示装置较佳实施方式的部分剖面结构示意图。该半穿透半反射式液晶显示装置10包括一第一基板11、一与该第一基板11相对设置的第二基板12以及一夹于该第一基板11与该第二基板12之间的液晶层(图未示)。该第一基板11上形成一薄膜晶体管111、一存储电容线113、一第一绝缘层115、一第二绝缘层116、一穿透电极117和一反射电极118。该第二基板12上形成一第一公共电极121和一第二公共电极122。
该薄膜晶体管111包括一栅极1110、一源极1111和一第一漏极1112。该栅极1110与该存储电容线113设置在该第一基板11靠近液晶层的表面上。该第一绝缘层115设置在该栅极1110、该存储电容线113和该第一基板11靠近液晶层的表面上。该源极1111、该第一漏极1112和一第二漏极1113设置在该第一绝缘层115上。该第二绝缘层116设置在该源极1111、该第一漏极1112、该第二漏极1113和该第一绝缘层115上。该穿透电极117与该反射电极118设置在该第二绝缘层116上。该第二绝缘层116包括一开口119，该穿透电极117通过该开口119与该第一漏极1112电连接。该反射电极118、该第二漏极1113和该存储电容线113对应设置。该第二漏极1113与该第一漏极1112电连接，或通过在该第二绝缘层116上设置的另一开口(图未示)与该穿透电极117电连接。
该第一公共电极121与该第二公共电极122设置在该第二基板12靠近液晶层的表面上。其中，该第一公共电极121对应该穿透电极117设置，在垂直该第一、第二基板11、12的方向上交叠。该第二公共电极122对应该反射电极118，在垂直该第一、第二基板11、12的方向上交叠。该第一公共电极121与该第二公共电极122之间的间隙小于该穿透电极117与该反射电极118之间的间隙，如此可利用边缘电场加快液晶分子的反应时间。
定义该第一公共电极121与该穿透电极117所对应区域为该半穿透半反射式液晶显示装置10的穿透区，定义该第二公共电极122与该反射电极118所对应区域为该半穿透半反射式液晶显示装置10的反射区，其中该穿透区与该反射区的液晶层厚度基本上相同。
该半穿透半反射式液晶显示装置10界定多个像素单元，每一像素单元包括一穿透区和一反射区。请一并参阅图2，其是该半穿透半反射式液晶显示装置10的一像素单元100的电路结构示意图。该像素单元100包括一第一存储电容101、一第一液晶电容102、一耦合电容103、一第二存储电容104、一第二液晶电容105和该薄膜晶体管111。该薄膜晶体管111的第一漏极1112电连接该第一存储电容101与该第一液晶电容102，并通过该耦合电容103电连接该第二存储电容104与该第二液晶电容105。其中，该耦合电容103由该第二漏极1113、该第二绝缘层116和该反射电极118构成。该第一存储电容101由该第二漏极1113、该第一绝缘层115和该存储电容线113构成。该第二存储电容104由该反射电极118、该第一、第二绝缘层115、116和该反射电极118构成。该第一液晶电容102由该穿透电极117、该穿透区液晶层和该第一公共电极121构成。该第二液晶电容105由该反射电极118、该反射区液晶层和该第二公共电极122构成。
在该半穿透半反射式液晶显示装置10被驱动以显示画面时，该存储电容线113与该第一公共电极121接收一第一公共电压Vcom1，该第二公共电极122接收一第二公共电压Vcom2，该第一公共电压Vcom1与该第二公共电压Vcom2不同，该第一公共电压Vcom1小于该第二公共电压Vcom2。当该像素单元100的薄膜晶体管111的栅极1110接收一对应扫描线(图未示)的扫描信号打开时，该源极1111接收一对应数据线(图未示)的数据信号。该数据信号经由该第一漏极1112传送至该穿透电极117，并经由该耦合电容103传送至该反射电极118。
在该半穿透半反射式液晶显示装置10加压之后，该第一、第二液晶电容102、105开始充电，液晶分子开始偏转之前，穿透区的液晶层夹压VLCT小于或等于液晶分子开始偏转时的临界电压VTH。当液晶分子开始偏转后，穿透区的液晶层夹压VLCT大于液晶分子开始偏转时的临界电压VTH。由于该耦合电容103的存在，该反射电极118接收到的数据信号电压VR小于该穿透电极117接收到的数据信号电压VT。又由于VLCT＝VT-Vcom1，VLCR＝VR-Vcom2，Vcom1＜Vcom2，因此，VLCT＞VLCR，设置VLCR＝m×VLCT+b，m值的大小与该耦合电容103的设置相关，m＜1；b值的大小可通过调整第一、第二公共电压Vcom1、Vcom2的差值调整，且设置b＝(1-m)×VTH，b＞1。则当VLCT＝VTH时，VLCR＝VTH；当VLCT＞VTH时，因为VLCR＝m×VLCT+b＝m×VLCT+(1-m)×VTH＝m(VLCT-VTH)+VTH，则VTH＜VLCR＜VLCT。
由于VLCR＜VLCT，反射区的液晶转动幅度比穿透区小，光线穿过反射区液晶层两次的相位差约等于光线穿过穿透区液晶层一次的相位差，因此反射区与穿透区的亮度-电压曲线大致相同。其中，设置m＝0.5，当第一、第二公共电压Vcom1、Vcom2的差值约为1.45V时，反射区与穿透区的亮度-电压曲线吻合度较高。且通过调整第一、第二公共电压Vcom1、Vcom2的差值，使得VTH＜VLCR＜VLCT，该半穿透半反射式液晶显示装置10显示暗态画面时，能够显示更多层次的灰阶，使反射区较佳地显示暗部细节，提升对比度。因此，相较于现有技术，该半穿透半反射式液晶显示装置10显示效果好，且该半穿透半反射式液晶显示装置10的穿透区与反射区液晶层厚度基本相同，每一像素单元100的穿透区和反射区只利用一个薄膜晶体管111驱动，因此制程简单、成本低。
Claims (9)
1.一种半穿透半反射式液晶显示装置，其包括多个像素单元，每一像素单元包括一穿透区、一反射区、一薄膜晶体管、一耦合电容、一第一液晶电容和一第二液晶电容，其特征在于：该第一液晶电容由一第一公共电极、一对应该穿透区的液晶层和一穿透电极形成，该第二液晶电容由一第二公共电极、一对应该反射区的液晶层和一反射电极形成，该薄膜晶体管与该第一液晶电容电连接，并通过该耦合电容与该第二液晶电容电连接，该对应该穿透区的液晶层与该对应该反射区的液晶层厚度基本相同，该第一公共电极上的公共电压小于该第二公共电极上的公共电压。
2.如权利要求1所述的半穿透半反射式液晶显示装置，进一步包括一第一基板和一与该第一基板相对设置的第二基板，其特征在于：该薄膜晶体管、该穿透电极与该反射电极设置于该第一基板，该第一公共电极与该第二公共电极设置于该第二基板，该第一公共电极与该第二公共电极之间的间隙小于该穿透电极与该反射电极之间的间隙。
3.如权利要求2所述的半穿透半反射式液晶显示装置，其特征在于：该薄膜晶体管包括一栅极、一源极和一第一漏极，该薄膜晶体管通过该第一漏极与该穿透电极电连接，该半穿透半反射式液晶显示装置进一步包括一与该第一漏极电连接的一第二漏极，该第二漏极与该反射电极对应设置。
4.如权利要求3所述的半穿透半反射式液晶显示装置，其特征在于：一存储电容线与该栅极形成在该第一基板靠近液晶层的表面，一第一绝缘层形成在该存储电容线、该栅极和该第一基板靠近液晶层的表面上，该源极、该第一漏极与该第二漏极形成在该第一绝缘层上，一第二绝缘层形成在该源极、该第一漏极、该第二漏极与该第一绝缘层上，该穿透电极与该反射电极形成在该第二绝缘层上，该耦合电容由该第二漏极、该第二绝缘层与该反射电极形成，该第二漏极、该第一绝缘层与该存储电容线形成一存储电容。
5.如权利要求4所述的半穿透半反射式液晶显示装置，其特征在于：该第二绝缘层包括一开口，该穿透电极通过该开口与该第一漏极电连接，该第二绝缘层包括另一开口，该第二漏极通过该另一开口与该穿透电极电连接。
6.一种半穿透半反射式液晶显示装置的驱动方法，该半穿透半反射式液晶显示装置包括多个像素单元，每一像素单元包括一穿透区、一反射区、一薄膜晶体管、一耦合电容、一第一液晶电容和一第二液晶电容，其中，该第一液晶电容由一第一公共电极、一对应该穿透区的液晶层和一穿透电极形成，该第二液晶电容由一第二公共电极、一对应该反射区的液晶层和一反射电极形成，该薄膜晶体管与该第一液晶电容电连接，并通过该耦合电容与该第二液晶电容电连接，该对应该穿透区的液晶层与该对应该反射区的液晶层厚度基本相同，该驱动方法包括以下步骤：
该第一公共电极接收一第一公共电压，该第二公共电极接收一第二公共电压，该第一公共电压小于该第二公共电压；
该薄膜晶体管的栅极接收一扫描信号使该薄膜晶体管打开，该薄膜晶体管的源极接收数据信号，该数据信号经由该薄膜晶体管的漏极传送至该穿透电极，并经由该耦合电容传送至该反射电极。
7.如权利要求6所述的驱动方法，其特征在于：设置VLCR＝m×VLCT+b，其中VLCR为反射区液晶层夹压，VLCT为穿透区液晶层夹压，m值通过该耦合电容的设置以调整，且m＜1，b值通过该第一、第二公共电压的差值调整，且b＞1。
8.如权利要求7所述的驱动方法，其特征在于：设置b＝(1-m)×VTH，其中VTH为液晶层的液晶分子开始偏转时的电压。
9.如权利要求8所述的驱动方法，其特征在于：该像素单元进一步包括一第一存储电容及一第二存储电容，该薄膜晶体管与该第一存储电容电连接，并通过该耦合电容与该第二存储电容电连接，该第一、第二存储电容电连接一存储电容线，该存储电容线接收该第一公共电压。
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