CN103366660A - 显示面板及其电荷分享方法 - Google Patents

Abstract

一种显示面板包含：多条讯号线，电性连接于一资料驱动电路；多条资料线，分别对应于该些讯号线；以及一电荷分享电路，包含一控制线、多个资料开关及多个电荷分享开关，其中：当该资料开关为不导通状态时，则该电荷分享开关为导通状态，使相邻该两资料线彼此电性连接；以及当该电荷分享开关为不导通状态时，则该资料开关为导通状态，使相对应的该讯号线与该资料线彼此电性连接。

Description

显示面板及其电荷分享方法

技术领域

 本发明有关于一种显示面板及其电荷分享方法，特别是有关于一种具有电荷分享电路的显示面板及其电荷分享方法。

背景技术

图1是说明一般显示面板的方块图，图2是说明图1中显示面板各讯号的时序图，请同时参考图1与图2，在此假设显示面板140为n×m显示面板，其中m、n为整数，时序控制电路110将垂直同步讯号STV与致能讯号OE输出给扫描驱动电路120，在扫描驱动电路120中，移位暂存器121将所接收的垂直同步讯号STV逐级移位，以便输出多个扫描讯号；准位移位器122接收移位暂存器121所输出的扫描讯号，并依照输出致能讯号OE而决定是否通过缓冲器输出扫描讯号SS(1)~SS(m)给显示面板140的扫描线，为方便说明，图2中仅显示扫描讯号SS(1)~SS(3)。

配合扫描驱动电路120输出扫描讯号的时序，时序控制电路110亦输出水平同步讯号STH、数字显示资料DD与闩锁讯号TP给资料驱动电路130，在资料驱动电路130中，移位暂存器131将所接收的水平同步讯号STH逐级移位，以便输出不同相位的多个闩锁讯号TP给第一线闩锁器132；第一线闩锁器132依据移位暂存器131所输出的闩锁讯号而将数字显示资料DD闩锁于对应的通道中；待第一线闩锁器132的全部通道均完成资料闩锁后，第二线闩锁器133依照时序控制电路110所输出的闩锁讯号TP，而储存第一线闩锁器132所输出的闩锁资料；数字类比转换器134则将第二线闩锁器133所输出的数字资料转换为类比显示讯号AD(1)~AD(n)，此显示讯号AD(1)~AD(n)将通过缓冲器传送至显示面板140的资料线，为方便说明，图2中仅说明显示讯号AD(1)。

为了增进显示面板140的动态表现，一般均运用极性反转技术来驱动显示面板140，以显示讯号AD(1)为例，请参照图2，于扫描讯号SS(1)致能期间显示讯号AD(1)转态为负极性，于扫描讯号SS(2)致能期间显示讯号AD(1)转态为正极性，而于扫描讯号SS(3)致能期间显示讯号AD(1)再次转态为负极性，上述正极性与负极性是参考共同电压VCOM的准位而定义的，显示讯号AD(1)在正负极性之间变换时，资料驱动电路130必须耗费大量功率，为了降低资料驱动电路所输出显示讯号的摆幅，以节省耗电，一般是采用电荷分享(Charge sharing)技术。

请参考图3，电荷分享技术是在奇数资料线与偶数资料线之间配置电荷分享开关SW，为方便说明，图3中仅以第一资料线(提供显示讯号AD(1))与第二资料线(提供显示讯号AD(2))为说明例，藉由控制电荷分享开关SW，而在资料线的显示讯号变换正负极性之前先行将奇数资料线与偶数资料线彼此短路，使得奇数资料线与偶数资料线得以平均分配电荷，而使奇数资料线与偶数资料线的电位预先下降(上升)至共同电压VCOM附近，因此，资料驱动电路只需使资料线的电压准位自共同电压VCOM附近放电至负极性准位(或充电至正极性准位)，亦即降低资料驱动电路所输出显示讯号的摆幅，进而节省极性反转所耗电力。

图4是说明传统电荷分享的讯号时序图，请同时参考图1、3与4，传统电荷分享是在闩锁讯号TP为高准位的时间实施，亦即每一个奇数资料线与偶数资料线之间的电荷分享开关SW会依照闩锁讯号TP的控制；在闩锁讯号TP上缘时电荷分享开关SW为导通，使相邻奇数资料线与偶数资料线将会先彼此电性连接，使双方资料线正负电荷极性中和(即分别从正极性电压降到共同电压VCOM以及从负极性电压上升到共同电压VCOM)，然后，在闩锁讯号TP下缘时电荷分享开关SW为不导通，使相邻奇数资料线与偶数资料线彼此电性隔离，使每一个奇数资料线与偶数资料线的输出电压即由VCOM电压下降(上升)至所需要的负极性(正极性)电压，如此一来，资料驱动电路在驱动资料线时便不须要由正极性电压变化到负极性电压(或从负极性电压变化到正极性电压)，因此可以减少资料驱动电路对资料线的输出电流，达到节省功率消耗，并改善输出的安定时间(settling time)。

参考图5，电荷分享技术为资料驱动电路130的功能之一，亦即电荷分享开关SW位于源极驱动芯片(Source driver chip)135内，并执行此电荷分享工作，然而，源极驱动芯片135的空间并不大，如此将限制资料驱动电路的电路设计，再者，进行电荷分享时，资料驱动电路130内必须设计隔离开关，以避免资料驱动电路130内的其他元件遭到破坏，如此又将限制资料驱动电路130的电路设计。

因此，便有需要提供一种显示面板及其电荷分享方法，能够解决前述的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种可节省电力消耗，并改善输出的安定时间，且资料驱动电路设计不受限制的电荷分享显示面板。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种显示面板，包含：

多条平行设置的讯号线，电性连接于一资料驱动电路；

多条平行设置的资料线，分别对应于该些讯号线；

多条平行设置的扫描线，其与该些资料线互相垂直，相邻的该两扫描线与相邻的该两资料线分别定义一像素；以及

一电荷分享电路，包含：

一控制线，用来传输控制讯号；

多个资料开关，每一资料开关藉由该控制线的控制讯号来控制相对应的该讯号线与该资料线之间是否电性连接；以及

多个电荷分享开关，每一电荷分享开关藉由该控制线的控制讯号来控制相邻的该两资料线之间是否电性连接；

当该资料开关为不导通状态时，则该电荷分享开关为导通状态，使相邻的该两资料线彼此电性连接；以及

当该电荷分享开关为不导通状态时，则该资料开关为导通状态，使相对应之的该讯号线与该资料线彼此电性连接。

较佳地，每一资料开关包含：

一第一端，电性连接于一相对应的该讯号线；

一第二端，电性连接于一相对应的该资料线；以及

一控制端，电性连接于该控制线，藉由该控制线的控制讯号来控制该资料开关的第一端及第二端是否导通；以及

每一电荷分享开关包含：

一第一端，电性连接于相邻的该两资料线的其中之一；

一第二端，电性连接于相邻的该两资料线的其中另一；以及

一控制端，电性连接于该控制线，藉由该控制线的控制讯号来控制该电荷分享开关的该第一端及该第二端是否导通；

当该些资料开关的该第一端及第二端不导通时，则该些电荷分享开关的第一端及该第二端导通；以及

当该些电荷分享开关的第一端及该第二端不导通时，则该些资料开关的该第一端及第二端导通。

较佳地，该电荷分享开关为一N型薄膜晶体管，该资料开关为一P型薄膜晶体管。

较佳地，该电荷分享开关为一P型薄膜晶体管，该资料开关为一N型薄膜晶体管。

较佳地，该电荷分享电路还包含一准位转换器，该准位转换器用以改变输入讯号的振幅再将讯号输出，该控制线电性连接于该准位转换器。

较佳地，该准位转换器包含：

一输入端及一输出端，其中该控制线电性连接于该准位转换器的输出端；

一第一晶体管，包含：

一集极，电性连接于一高准位讯号；

一基极，电性连接于该输入端；以及

一射极，电性连接于该输出端；以及

一第二晶体管，包含：

一集极，电性连接于一低准位讯号；

一基极，电性连接于该输入端；以及

一射极，电性连接于该第一晶体管之该射极。

较佳地，该第一晶体管为一npn型双极面结型晶体管，该第二晶体管为一pnp型双极面结型晶体管。

较佳地，还包含一时序控制电路，其输出一闩锁讯号至该准位转换器的该输入端。

较佳地，该控制线为单一控制线，用来传输控制讯号。

较佳地，该控制线包含：

一电荷分享开关控制线，用以将该电荷分享开关的控制端电性连接至该准位转换器的输出端；以及

一资料开关控制线，用以将该资料开关的控制端电性连接至另一准位转换器的输出端。

较佳地，该资料驱动电路包含多个源极驱动芯片，其电性连接于该些讯号线。

一种显示面板的电荷分享方法，其中该显示面板包含一资料驱动电路、多条平行设置的讯号线、多条平行设置的资料线、多个资料开关及多个电荷分享开关，该些讯号线电性连接于该资料驱动电路，该些资料线分别对应于该些讯号线，每一资料开关控制相对应的该讯号线与该资料线之间是否电性连接，每一电荷分享开关控制相邻的该两资料线之间是否电性连接，该电荷分享方法包括下列步骤：

步骤A：在第一时间，将该电荷分享开关不导通，且同时将该资料开关导通，使相对应的该讯号线与该资料线彼此电性连接； 

步骤B：在第二时间，将该资料开关不导通，且同时将该电荷分享开关导通，使相邻的该两资料线彼此电性连接；以及

重复步骤A及步骤B。

本发明的电荷分享电路可降低资料驱动电路所输出显示讯号的摆幅，进而节省极性反转所耗电力，以减少资料驱动电路对资料线的输出电流，达到节省功率消耗，并改善输出的安定时间；再者，本发明的电荷分享电路并非位于源极驱动芯片上，而是位于薄膜晶体管基板上，如此将不会限制资料驱动电路的电路设计；另外，进行电荷分享时，本发明的电荷分享电路的资料开关可作为源极驱动芯片与资料线之间的隔离开关，以避免多个源极驱动芯片电性串接或资料驱动电路内其他元件遭到破坏。

附图说明

图1为现有技术的显示面板的方块图；

图2为图1中未采用电荷分享技术的显示面板的各讯号的时序图；

图3为现有技术显示面板的电荷分享开关及资料线的方块图；

图4为现有技术中具采用电荷分享技术的显示面板的各讯号的时序图；

图5为现有技术采用电荷分享技术的显示面板的平面示意图；

图6为本发明第一实施例中采用电荷分享技术的液晶显示面板的平面示意图；

图7为本发明第一实施例中采用电荷分享技术的液晶显示面板的薄膜晶体管基板的电路图；

图8为本发明另一实施例的准位转换器的电路图；

图9为本发明另一实施例的采用电荷分享技术的液晶显示面板的薄膜晶体管基板的电路图。

【主要元件符号说明】

110  时序控制电路  120   扫描驱动电路

121  移位暂存器    122  准位移位器

130  资料驱动电路  131   移位暂存器

132  第一线闩锁器  133   第二线闩锁器

134  数字类比转换器   135   源极驱动芯片

140  显示面板 

210  时序控制电路  220   扫描驱动电路

222  闸极驱动芯片

230  资料驱动电路  232   源极驱动芯片

240  液晶显示面板  240’ 液晶显示面板

242  扫描线

243  讯号线        244  资料线

246  薄膜晶体管基板   246’ 薄膜晶体管基板

250  电荷分享电路  252   控制线

254  电荷分享开关控制线  256   资料开关控制线

260  准位转换器     262  输入端

264  输出端  

AD(1)~AD(n) 显示讯号  DD 数字显示资料

OE   致能讯号      P     像素

Q1   电荷分享开关  Q11   第一端

Q12  第二端        Q13  控制端

Q2   资料开关       Q21  第一端

Q22  第二端        Q23  控制端

SS(1)~SS(m) 扫描讯号  STH   水平同步讯号  

STV  垂直同步讯号  SW 电荷分享开关  

T10  第一晶体管    T11  集极  

T12  基极           T13  射极  

T20  第二晶体管    T21  集极  

T22  基极           T23  射极  

TFT  像素开关       T1    第一端

T2   第二端        T3    控制端

TP   闩锁讯号       VCOM 共同电压 

Vgh  高准位讯号    Vgl     低准位讯号

具体实施方式

为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显，下文将配合所附图示，详细说明如下。

请参考图6，其显示本发明第一实施例的具有电荷分享电路的液晶显示面板，液晶显示面板240包含一薄膜晶体管基板246、一时序控制电路210、一扫描驱动电路220及一资料驱动电路230；时序控制电路210将垂直同步讯号与致能讯号输出给扫描驱动电路220的多个闸极驱动芯片222，闸极驱动芯片222输出扫描讯号给薄膜晶体管基板246的扫描线242，时序控制电路210亦输出水平同步讯号、数字显示资料与闩锁讯号给资料驱动电路230的多个源极驱动芯片232，源极驱动芯片232将显示讯号经由电荷分享电路250而传至薄膜晶体管基板246的资料线244，电荷分享电路250配置于液晶显示面板240的薄膜晶体管基板246上。

请参考图7，其显示本发明第一实施例的液晶显示面板240的薄膜晶体管基板246，多条平行设置的讯号线243电性连接于资料驱动电路230的该些源极驱动芯片232(图6所示)，多条平行设置的资料线244分别对应于该些讯号线243，多条平行设置的扫描线242，其与该些资料线244互相垂直，相邻的该两扫描线242与相邻的该两资料线244分别定义一像素P；薄膜晶体管基板246还包含多个像素开关TFT，每一像素开关TFT配置于该像素P内，该像素开关TFT包含一第一端T1、一第二端T2及一控制端T3；第一端T1电性连接于一相对应的该资料线244，第二端T2电性连接于一相对应的该像素P的一像素电极(图未示)，控制端T3电性连接于该扫描线242，藉由该扫描线242的扫描讯号来控制该像素开关TFT的第一端T1及第二端T2是否导通。

一电荷分享电路250包含一控制线252、多个资料开关Q2及多个电荷分享开关Q1，在本实施例中，控制线252为单一控制线用来传输控制讯号。

每一资料开关Q2藉由该控制线252的控制讯号来控制相对应的该讯号线243与该资料线244之间是否电性连接，每一资料开关Q2包含一第一端Q21、一第二端Q22及一控制端Q23；第一端Q21电性连接于一相对应的该讯号线243，第二端Q22电性连接于一相对应之该资料线244，控制端Q23电性连接于该控制线252，藉由该控制线252的控制讯号来控制该资料开关Q2的第一端Q21及第二端Q22是否导通。

每一电荷分享开关Q1藉由该控制线252的控制讯号来控制相邻的该两资料线244之间是否电性连接，每一电荷分享开关Q1配置于相邻的该两资料线244之间，并包含一第一端Q11、一第二端Q12及一控制端Q13；第一端Q11电性连接于相邻的该两资料线244的其中之一(例如图7显示电荷分享开关Q1左侧的资料线244)，第二端Q12电性连接于相邻该两资料线244的其中另一(例如图7显示电荷分享开关Q1右侧的资料线244)，控制端Q13电性连接于该控制线252，藉由该控制线252的控制讯号来控制该电荷分享开关Q1的该第一端Q11及该第二端Q12是否导通。

请参考图8，控制线252用以将电荷分享开关Q1的控制端Q13及资料开关Q2的控制端Q23电性连接至一准位转换器260，该准位转换器260可改变输入讯号的振幅再将讯号输出，该准位转换器260包含一输入端262、一输出端264、一第一晶体管T10及一第二晶体管T20；时序控制电路210(图6所示)的闩锁讯号TP传送至该输入端262，且该控制线252电性连接于该输出端264，第一晶体管T10为一npn型双极面结型晶体管(npn BJT)，包含一集极T11、一基极T12及一射极T13；集极T11电性连接于一高准位讯号Vgh，基极T12电性连接于该输入端262，射极T13电性连接于该输出端264；第二晶体管T20为一pnp型双极面结型晶体管(pnp BJT)，包含一集极T21、一基极T22及一射极T23，集极T21电性连接于一低准位讯号Vgl，基极T22电性连接于该输入端262，射极T23电性连接于该第一晶体管T10之该射极T23。

请再参考图6、7及8，在本实施例中，电荷分享动作原理：该电荷分享开关Q1为一N型薄膜晶体管(N-type Thin-Film Transistor)，且该资料开关Q2为一P型薄膜晶体管(P-type Thin-Film Transistor)，藉由时序控制电路210的闩锁讯号TP触发准位转换器260的第一晶体管T10(npn型双极面结型晶体管)及第二晶体管T20(pnp型双极面结型晶体管)而产生控制线252的控制讯号，其讯号类似于触发像素开关TFT的控制端T3(闸极)的控制讯号，因此，高准位讯号可使电荷分享开关Q1导通并将资料开关Q2不导通；而低准位讯号得到相反结果，使电荷分享开关Q1不导通并将资料开关Q2导通；换言之，当该些资料开关Q2的该第一端Q21及第二端Q22不导通时，则该些电荷分享开关Q1的第一端Q11及该第二端Q12导通，使相邻该两资料线244彼此电性连接，据此达到电荷分享的效果；以及当该些电荷分享开关Q1的第一端Q11及该第二端Q12不导通时，则该些资料开关Q2的该第一端Q21及第二端Q22导通，使相对应的该讯号线243与该资料线244彼此电性连接，以传送显示讯号。

在另一实施例中，该电荷分享开关Q1可为一P薄膜晶体管，且该资料开关Q2可为一N型薄膜晶体管，同理，高准位讯号可使电荷分享开关Q1不导通并将资料开关Q2导通；而低准位讯号得到相反结果，使电荷分享开关Q1导通并将资料开关Q2不导通。

本发明的电荷分享电路可降低资料驱动电路所输出显示讯号的摆幅，进而节省极性反转所耗电力，以减少资料驱动电路对资料线的输出电流，达到节省功率消耗，并改善输出的安定时间的技术效果；再者，本发明的电荷分享电路并非位于源极驱动芯片上，而是位于薄膜晶体管基板上，如此将不会限制资料驱动电路的电路设计；另外，进行电荷分享时，本发明的电荷分享电路的资料开关可作为源极驱动芯片与资料线之间的隔离开关，以避免多个源极驱动芯片电性串接或资料驱动电路内的其他元件遭到破坏。

请参考图9，其显示本发明第二实施例的液晶显示面板240’的薄膜晶体管基板246’，第二实施例的液晶显示面板240’大体上类似于第一实施例的液晶显示面板240，其中相同元件标示相同标号；第一及第二实施例的液晶显示面板240’、240的差异为控制线252包含两个控制线分别为一电荷分享开关控制线254及一资料开关控制线256，电荷分享开关控制线254用以将电荷分享开关Q1的控制端Q13电性连接至该准位转换器260的输出端264，资料开关控制线256用以将资料开关Q2的控制端Q23电性连接至一讯号产生器或另一准位转换器之输出端，如此可具有更灵活的电路设计。

另外，本发明第一实施例中液晶显示面板的电荷分享方法，请再参考图7，该液晶显示面板240包含一资料驱动电路230、多条平行设置的讯号线243、多条平行设置的资料线244、多个资料开关Q2及多个电荷分享开关Q1，该些讯号线243电性连接于该资料驱动电路230，该些资料线244分别对应于该些讯号线243，每一资料开关Q2控制相对应的该讯号线243与该资料线244之间是否电性连接，每一电荷分享开关Q1控制相邻该两资料线244之间是否电性连接。

该电荷分享方法包括下列步骤：

步骤A：在第一时间，将该电荷分享开关Q1不导通，且同时将该资料开关Q2导通，使相对应之该讯号线243与该资料线244彼此电性连接；以及

步骤B：在第二时间，将该资料开关Q2不导通，且同时将该电荷分享开关Q1导通，使相邻之该两资料线244彼此电性连接，据此达到电荷分享的效果；以及

重复步骤A及步骤B。

综上所述，乃仅记载本发明为呈现解决问题所采用的技术手段之实施方式或实施例而已，并非用来限定本发明专利实施之范围，即凡与本发明专利申请范围文义相符，或依本发明专利范围所做的均等变化与修饰，皆为本发明专利范围所涵盖。

Claims (12)

1. 一种显示面板，包含：

多条平行设置的讯号线，电性连接于一资料驱动电路；

多条平行设置的资料线，分别对应于该些讯号线；

多条平行设置的扫描线，其与该些资料线互相垂直，相邻的该两扫描线与相邻的该两资料线分别定义一像素；以及

一电荷分享电路，包含：

一控制线，用来传输控制讯号；

多个资料开关，每一资料开关藉由该控制线的控制讯号来控制相对应的该讯号线与该资料线之间是否电性连接；以及

多个电荷分享开关，每一电荷分享开关藉由该控制线的控制讯号来控制相邻的该两资料线之间是否电性连接；

其特征在于，

当该资料开关为不导通状态时，则该电荷分享开关为导通状态，使相邻的该两资料线彼此电性连接；以及

当该电荷分享开关为不导通状态时，则该资料开关为导通状态，使相对应之的该讯号线与该资料线彼此电性连接。

2.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，

每一资料开关包含：

一第一端，电性连接于一相对应的该讯号线；

一第二端，电性连接于一相对应的该资料线；以及

一控制端，电性连接于该控制线，藉由该控制线的控制讯号来控制该资料开关的第一端及第二端是否导通；以及

每一电荷分享开关包含：

一第一端，电性连接于相邻的该两资料线的其中之一；

一第二端，电性连接于相邻的该两资料线的其中另一；以及

一控制端，电性连接于该控制线，藉由该控制线的控制讯号来控制该电荷分享开关的该第一端及该第二端是否导通；

当该些资料开关的该第一端及第二端不导通时，则该些电荷分享开关的第一端及该第二端导通；以及

当该些电荷分享开关的第一端及该第二端不导通时，则该些资料开关的该第一端及第二端导通。

3.如权利要求2所述的显示面板，其特征在于，该电荷分享开关为一N型薄膜晶体管，该资料开关为一P型薄膜晶体管。

4.如权利要求2所述的显示面板，其特征在于，该电荷分享开关为一P型薄膜晶体管，该资料开关为一N型薄膜晶体管。

5.如权利要求3或4所述的显示面板，其特征在于，该电荷分享电路还包含一准位转换器，该准位转换器用以改变输入讯号的振幅再将讯号输出，该控制线电性连接于该准位转换器。

6.如权利要求5所述的显示面板，其特征在于，该准位转换器包含：

一输入端及一输出端，其中该控制线电性连接于该准位转换器的输出端；

一第一晶体管，包含：

一集极，电性连接于一高准位讯号；

一基极，电性连接于该输入端；以及

一射极，电性连接于该输出端；以及

一第二晶体管，包含：

一集极，电性连接于一低准位讯号；

一基极，电性连接于该输入端；以及

一射极，电性连接于该第一晶体管的该射极。

7.如权利要求6所述的显示面板，其特征在于，该第一晶体管为一npn型双极面结型晶体管，该第二晶体管为一pnp型双极面结型晶体管。

8.如权利要求7所述的显示面板，其特征在于，还包含一时序控制电路，其输出一闩锁讯号至该准位转换器的该输入端。

9.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，该控制线为单一控制线，用来传输控制讯号。

10.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，该控制线包含：

一电荷分享开关控制线，用以将该电荷分享开关的控制端电性连接至该准位转换器的输出端；以及

一资料开关控制线，用以将该资料开关的控制端电性连接至另一准位转换器的输出端。

11.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，该资料驱动电路包含多个源极驱动芯片，其电性连接于该些讯号线。

12.一种显示面板的电荷分享方法，其中该显示面板包含一资料驱动电路、多条平行设置的讯号线、多条平行设置的资料线、多个资料开关及多个电荷分享开关，该些讯号线电性连接于该资料驱动电路，该些资料线分别对应于该些讯号线，每一资料开关控制相对应的该讯号线与该资料线之间是否电性连接，每一电荷分享开关控制相邻的该两资料线之间是否电性连接，该电荷分享方法包括下列步骤：

步骤A：在第一时间，将该电荷分享开关不导通，且同时将该资料开关导通，使相对应的该讯号线与该资料线彼此电性连接； 

步骤B：在第二时间，将该资料开关不导通，且同时将该电荷分享开关导通，使相邻的该两资料线彼此电性连接；以及

重复步骤A及步骤B。

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