CN101110203B - 图像显示装置及相关的驱动方法 - Google Patents

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Abstract

一种图像显示装置，包括第一及第二数据信号线；第一及第二栅极信号线；第一及第二辅助信号线；一第一像素，包括一第一晶体管，具有一第一端耦接上述第一数据信号线、一控制端耦接第一栅极信号线；一第一存储电容，具有一第一端耦接第一晶体管的第二端，以及一第二端耦接第一辅助信号线；以及一第二像素，包括一第二晶体管，具有一第一端耦接第二数据信号线、一控制端耦接第二栅极信号线；一第二存储电容，包括一第一端耦接第二晶体管的第二端，以及一第二端耦接第二辅助信号线。

Description

图像显示装置及相关的驱动方法
技术领域
本发明涉及一种图像显示装置。
背景技术
现今，液晶显示器广泛地使用于不同的应用上，例如计算器、手表、彩色电视机、计算机屏幕以及其它电子装置中，然而最常见的液晶显示器是主动矩阵式液晶显示器。在传统主动矩阵式液晶显示器中，每一像素单元使用一薄膜晶体管所成构的矩阵以及一或多个电容器来应对，所有的像素单元亦排成具有多个行与多个列的矩阵。为操作一特定像素时，一适当列的像素切换至导通(就是充电至一电压)，然后在一对应行上送出一电压。由于该对应列上其它行皆被切换至关闭，因此只有该特定像素上的晶体管与电容器可以接收到充电。响应于此电压，该特定像素上的液晶会变换极性排列，因而改变其反射的光线量或通过其的光线量。
在像素的液晶单元中，所施加电压的大小决定了其反射的光线量或通过其的光线量。由于液晶材料的原生特性，施加于液晶单元的跨压的极性必须一直交替。因此，为了显示一液晶显示图像，施加于液晶单元的电压极性会在图像的每一个帧反转一次。
不幸地，假如整个液晶显示器的极性随着图像的每一个帧反转一次，液晶显示器将会产生无法接受的闪灿。所以，许多传统液晶显示器使用其它型式的转换，例如列转换或点转换。在列转换中，液晶显示器的交错行或列(例如条状)的极性会一个帧反转一次。在点转换中，液晶显示器的交错行和列(例如棋盘状)的极性会一个帧反转一次。在这两种反转技术中，一般认为点反转会产生较佳的显示品质。
然而，由于数据信号线会如同一电容性负载(且可能包括一存储电容)，所以液晶的反转(特别是点反转)会增加液晶显示装置的耗电。再者，由于液晶显示装置常用于电池供电或低电源的装置上，所以液晶显示装置会使用最佳于电源损耗的驱动方法。举例而言，许多的液晶显示装置会使用列反转而不使用点反转。
因此，需要一种具有低电源损耗的显示装置与驱动方法。
发明内容
本发明提供一种图像显示装置，包括第一及第二数据信号线；第一及第二栅极信号线；第一及第二辅助信号线；一第一像素，包括一第一晶体管，具有一第一端耦接上述第一数据信号线、一控制端耦接第一栅极信号线，以及一第二端；一第一存储电容，具有一第一端耦接第一晶体管的第二端，以及一第二端耦接第一辅助信号线；以及一第二像素，包括一第二晶体管，具有一第一端耦接第二数据信号线、一控制端耦接第二栅极信号线；一第二存储电容，包括一第一端耦接第二晶体管的第二端，以及一第二端耦接第二辅助信号线；一垂直驱动器，用以分别提供具有一负极性的一第一信号以及具有一正极性的一第二信号至上述第一、第二辅助信号线、依序扫描上述第一、第二栅极信号线，以及在上述第二栅极信号线被扫描后，切换上述第一、第二辅助信号线的上述第一、第二信号的极性；一第三数据信号线；一第三像素，包括：一第三晶体管，包括一第一端耦接上述第二数据信号线、一控制端耦接上述第一栅极信号线，以及一第二端；以及一第三存储电容，包括一第一端耦接上述第三晶体管的第二端，以及一第二端耦接上述第二辅助信号线；以及一第四像素，包括：一第四晶体管，包括一第一端耦接上述第三数据信号线、一控制端耦接上述第二栅极信号线，以及一第二端；一第四存储电容，包括一第一端耦接上述第四晶体管的第二端，以及一第二端耦接上述第一辅助信号线。
本发明亦提供一种图像显示装置，包括多个数据信号线DLm，其中，m由1至n；多对栅极信号线，每一对栅极信号线均包括第一栅极信号线和第二栅极信号线；多对辅助信号线，每一对辅助信号线均包括第一辅助信号线和第二辅助信号线；多个像素，排列成一矩阵，其中，每一像素包括一晶体管，包括一控制端耦接至一对应的栅极信号线，一第一端以及一第二端；以及一存储电容，包括一第一端耦接上述晶体管的第二端，以及一第二端耦接至一对应的辅助信号线，其中，在第M行像素和第M+1行像素中的存储电容共享一对辅助信号线，其中M为奇数；以及一垂直驱动器，用以依序扫描多对栅极信号线，以及在一对栅极信号线中的第二栅极信号线被扫描之后，改变与该对栅极信号线对应的一对辅助信号线上信号的极性。
本发明又提供一种图像显示装置的驱动方法，包括提供前述的图像显示装置、依序扫描多对栅极信号线；以及在一对栅极信号线中的第二栅极信号线被扫描后，改变与该对栅极信号线对应的一对辅助信号线上信号的极性。
为了让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。
附图说明
图1是本发明中显示装置的一实施例。
图2是垂直驱动器的一时序图。
图3是垂直驱动器的一实施例。
图4是一电子装置的一实施例。
附图符号说明
Figure GSB00000512940300031
具体实施方式
图1是本发明中显示装置的一实施例。如图所示，显示装置100包括一垂直驱动器10、一水平驱动器20、一驱动器集成电路(IC)30、一像素阵列40、数据信号线DL1-DL4、栅极信号线GL1-GL5以及辅助信号线VSC1-VSC4。像素阵列40包括多个像素PU11、PU12、PU13…，每一像素包括一晶体管T0、一液晶元件CLC以及一存储电容CSC。在每个像素中，晶体管T0具有一控制端耦接一对应的栅极信号线、一第一端耦接一对应的数据信号线，以及一第二端耦接存储电容CSC和液晶元件CLC。存储电容CSC具有一第一端耦接晶体管T0的第二端，以及一第二端耦接一对应的辅助信号线。液晶元件CLC具有一第一端耦接晶体管T0的第二端，以及一第二端耦接一共享电极COM。
在第M行像素和第M+1行像素中的存储电容共享两条辅助信号线。举例而言，在第一行像素中(例如：PU11-PU13)，晶体管T0的控制端皆耦接至第一栅极信号线GL1，晶体管T0的第一端分别耦接至数据信号线DL1-DL3，奇数的像素(例如PU11和PU13)中的存储电容皆耦接至辅助信号线VSC1，而偶数的像素(例如PU12)中的存储电容耦接至辅助信号线VSC2。在第二行像素中(例如：PU21-PU23)，晶体管T0的控制端皆耦接至第一栅极信号线GL2，晶体管T0的第一端分别耦接至数据信号线DL2-DL4，奇数的像素(例如PU21和PU23)中的存储电容皆耦接至辅助信号线VSC2，而偶数的像素(例如PU22)中的存储电容耦接至辅助信号线VSC1。
在第三行像素中(例如：PU31-PU33)，晶体管T0的控制端皆耦接至第一栅极信号线GL3，晶体管T0的第一端分别耦接至数据信号线DL1-DL3，奇数的像素(例如PU31和PU33)中的存储电容皆耦接至辅助信号线VSC4，而偶数的像素(例如PU32)中的存储电容耦接至辅助信号线VSC3。在第四行像素中(例如：PU41-PU43)，晶体管T0的控制端皆耦接至第一栅极信号线GL4，晶体管T0的第一端分别耦接至数据信号线DL2-DL4，奇数的像素(例如PU41和PU43)中的存储电容皆耦接至辅助信号线VSC3，而偶数的像素(例如PU42)中的存储电容耦接至辅助信号线VSC4。
驱动器IC 30用于指示垂直驱动器10与水平驱动器20驱动像素阵列40中的像素。举例而言，当栅极信号线GL1-GL5依序被垂直驱动器10扫描时，水平驱动器20会提供数据信号(例如：电压信号)藉由数据信号线DL1-DL4至像素阵列40中的像素。
在此实施例中，水平驱动器20会在一第N个帧中，藉由数据信号线DL1与DL3提供一第一极性(负极性)的数据，且藉由数据信号线DL2与DL4提供一第二极性(正极性)的数据，并在一第N+1个帧中，藉由数据信号线DL1与DL3提供第二极性(正极性)的数据，且藉由数据信号线DL2与DL4提供第一极性(负极性)的数据。由于像素阵列40中像素的连接关系，在第N个帧中，数据信号线DL1和DL3上的负极性数据会被输出至像素PU11、PU13、PU22、PU31、PU33和PU42，并且数据信号线DL2和DL4上的正极性数据会被输出至像素PU12、PU21、PU23、PU32、PU41和PU43。在第N+1个帧中，数据信号线DL1和DL3上的正极性数据会被输出至像素PU11、PU13、PU22、PU31、PU33和PU42，并且数据信号线DL2和DL4上的负极性数据会被输出至像素PU12、PU21、PU23、PU32、PU41和PU43。因此，图像显示装置100中的像素可以用点反转方式来驱动。
垂直驱动器10用以在一帧周期中依序扫描栅极信号线GL1-GL5，并提供电压信号至辅助信号线VSC1-VSC4。此外，垂直驱动器10更在依序二个对应栅极信号线被扫描之后，交换辅助信号线VSCn-VSCn+1上电压信号的极性，使得辅助信号线VSCn-VSCn+1上的极性会改变。
图2是垂直驱动器的一时序图。如图所示，栅极信号线GL1-GL5是在帧周期PD1中依序被扫描，在栅极信号线GL2被扫描后，辅助信号线VSC1与VSC2上的极性就会被改变，而在栅极信号线GL4被扫描后，辅助信号线VSC3与VSC4上的极性就会被改变。辅助信号线VSC1与VSC2上的极性分别被切换成正极性与负极性，直到下一个帧周期PD2中栅极信号线GL2被扫描后，才会再度切换。同样地，辅助信号线VSC3与VSC4上的极性分别被切换成正极性与负极性，直到下一个帧周期中栅极信号线GL4被扫描，才会再度切换。本发明会变换辅助信号线VSC1与VSC2上的极性，使得存储在像素PU11-PU33中的电压信号可以藉由电容耦合而被校正。同样地，在扫描信号线GL4被扫描之后，辅助信号线VSC1与VSC2上的极性亦会被交换，使得存储在像素PU21-PU43中的电压信号可以藉由电容耦合而被校正。
图3是垂直驱动器的一实施例。如图所示，垂直驱动器10包括串联连接的多个移位寄存器VSR1-VSR6、多个或门OR1-OR5以及一信号供应电路12。移位寄存器VSR1-VSR6用以根据一起始脉冲STB，依序产生输出脉冲out1-out6，或门OR1-OR5用以根据输出脉冲out-out6，依序产生扫描信号SG1-SG5用以扫描栅极信号线GL1-GL5。举例而言，或门OR1用以根据移位寄存器VSR1和VSR2所产生的输出脉冲out1和out2，产生扫描信号SG1。或门OR2用以根据移位寄存器VSR2和VSR3所产生的输出脉冲out2和out3，产生扫描信号SG2。或门OR3用以根据移位寄存器VSR3和VSR4所产生的输出脉冲out3和out4，产生扫描信号SG3，依此类推。
信号供应电路12用以根据来自偶数级移位寄存器VSR2与VSR4的输出脉冲out2与out4，产生具有正极性和负极性的电压信号，用以改变辅助信号线VSC1-VSC4上电压信号的极性。信号供应电路12包括多个产生单元121和122，各包括一D型触发器DFF、一反相器INV以及四个晶体管T1-T4。
在产生单元121中，D型触发器包括一输入端耦接来自移位寄存器VSR2的输出脉冲out2，而反相器INV包括一输入端耦接D型触发器DFF的输出端。晶体管T1包括一控制端耦接D型触发器的输出端、一第一端耦接一逻辑信号VSCL，以及一第二端耦接辅助信号线VSC1。晶体管T2包括一控制端耦接反相器INV的输出端、一第一端耦接一逻辑信号VSCH，以及一第二端耦接辅助信号线VSC1。晶体管T3包括一控制端耦接反相器INV的输出端、一第一端耦接一逻辑信号VSCL，以及一第二端耦接辅助信号线VSC2。晶体管T4包括一控制端耦接D型触发器的输出端、一第一端耦接一逻辑信号VSCH，以及一第二端耦接辅助信号线VSC2。举例而言，逻辑信号VSCL是一负极性的电压信号，而逻辑信号VSCH是一正极性的电压信号。
产生单元122与产生单元121相似，除了D型触发器DFF的输入端耦接至移位寄存器VSR4的输出脉冲out4，晶体管T1与T2的第二端皆耦接辅助信号线VSC3，而晶体管T3与T4的第二端皆耦接至辅助信号线VSC4。
举例而言，在初始时，晶体管T1与T4会被D型触发器DFF的输出所导通，而晶体管T2与T3会被反相器INV的输出所关闭，使得逻辑信号VSCL(负极性)作为信号SVSC1与SVSC3，分别输出至辅助信号线VSC1与VSC3，而逻辑信号VSCH(正极性)作为信号SVSC2与SVSC4，分别输出至辅助信号线VSC2与VSC4。
当接收到输出脉冲out2时，在产生单元121中的D型触发器DFF会将其输出反相，使得晶体管T1与T4关闭，而晶体管T2与T3会导通。因此，逻辑信号VSCH(正极性)会作为信号SVSC1输出至辅助信号线VSC1，而逻辑信号VSCL(负极性)作为信号SVSC2输出至辅助信号线VSC2。同样地，当接收到输出脉冲out4时，在产生单元122中的D型触发器DFF会将其输出反相，使得晶体管T1与T4关闭，而晶体管T2与T3会导通。因此，逻辑信号VSCH(正极性)会作为信号SVSC3输出至辅助信号线VSC3，而逻辑信号VSCL(负极性)作为信号SVSC4输出至辅助信号线VSC4。要注意的是，在栅极信号线GL2被扫描之后，信号SVSC1与SVSC2的极性才反相。同样地，在栅极信号线GL4被扫描之后，信号SVSC3与SVSC4的极性才反相，依此类推。
在本发明中，图像显示装置100中两行像素会共享一对信号线。举例而言，第一、第二行像素共享辅助信号线VSC1与VSC2，而第三、第四行像素共享辅助信号线VSC3与VSC4，依此类推。换言之，在图像显示装置100中，每一行像素只需要一条辅助信号线VSC，所以像素阵列40中上的导线将可以减少，使得图像显示装置100具有较高的开口率。再者，图像显示装置100可使用点反转，但由于数据信号线的极性切换次数变少，因此电源耗损将可降低。
图4是一电子装置的一实施例。如图所示，电子装置200使用图1中所示的图像显示装置100，并且举例而言电子装置200可为一个人数字助理(PDA)、一监示器、一笔记本型计算机、一数字相机、一车上型显示器、一平板计算机或一移动电话。
一般而言，电子装置200包括一外壳110、一图像显示装置100以及一电源供应器120，但不限定于此。在动作上，电源供应器120用于供电至图像显示装置100，使其显示彩色图像。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟知技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许更动与润饰，因此本发明的保护范围当视本发明的申请专利范围所界定者为准。

Claims (4)

1.一种图像显示装置，包括：
第一及第二数据信号线；
第一及第二栅极信号线；
第一及第二辅助信号线；
一第一像素，包括：
一第一晶体管，包括一第一端耦接上述第一数据信号线、一控制端耦接上述第一栅极信号线，以及一第二端；
一第一存储电容，包括一第一端耦接上述第一晶体管的第二端，以及一第二端耦接上述第一辅助信号线；
一第二像素，包括：
一第二晶体管，包括一第一端耦接上述第二数据信号线、一控制端耦接上述第二栅极信号线，以及一第二端；以及
一第二存储电容，包括一第一端耦接上述第二晶体管的第二端，以及一第二端耦接上述第二辅助信号线；
一垂直驱动器，用以分别提供具有一负极性的一第一信号以及具有一正极性的一第二信号至上述第一、第二辅助信号线、依序扫描上述第一、第二栅极信号线，以及在上述第二栅极信号线被扫描后，切换上述第一、第二辅助信号线的上述第一、第二信号的极性；一第三数据信号线；
一第三像素，包括：
一第三晶体管，包括一第一端耦接上述第二数据信号线、一控制端耦接上述第一栅极信号线，以及一第二端；以及
一第三存储电容，包括一第一端耦接上述第三晶体管的第二端，以及一第二端耦接上述第二辅助信号线；以及
一第四像素，包括：
一第四晶体管，包括一第一端耦接上述第三数据信号线、一控制端耦接上述第二栅极信号线，以及一第二端；
一第四存储电容，包括一第一端耦接上述第四晶体管的第二端，以及一第二端耦接上述第一辅助信号线。
2.如权利要求1所述的图像显示装置，其中，上述垂直驱动器包括：
多个移位寄存器，用以根据一起始脉冲依序产生多个输出脉冲；
多个或门，用以根据来自上述移位寄存器的上述输出脉冲，产生多个扫描信号以扫描上述第一、第二栅极信号线；以及
一信号供应电路，用以根据来自上述移位寄存器中的偶数者的上述输出脉冲，产生上述第一、第二信号，并且改变上述第一、第二辅助信号线的上述第一、第二信号的极性。
3.如权利要求2所述的图像显示装置，其中，上述信号供应电路包括多个产生单元，各包括：
一D型触发器，包括一输入端耦接来自上述移位寄存器中的偶数者的上述输出脉冲中之一者，以及一输出端；
一反相器，包括一输入端耦接上述D型触发器的输出端，以及一输出端；
一第五晶体管，包括一控制端耦接上述D型触发器的输出端，一第一端耦接一第一逻辑信号以及一第二端耦接上述第一辅助信号线；
一第六晶体管，包括一控制端耦接上述反相器的输出端，一第一端耦接一第二逻辑信号，以及一第二端耦接上述第一辅助信号线；
一第七晶体管，包括一控制端耦接上述反相器的输出端，一第一端耦接上述第一逻辑信号，以及一第二端耦接上述第二辅助信号线；以及
一第八晶体管，包括一控制端耦接上述D型触发器的输出端，一第一端耦接上述第二逻辑信号，以及一第二端耦接上述第二辅助信号线。
4.如权利要求1所述的图像显示装置，更包括一数据驱动器，用以提供多个数据信号，以便驱动上述第一、第二、第三、第四像素。
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