CN107204168B - 用于显示面板的驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于显示面板的驱动方法，包括下列步骤。提供第一控制控制信号，以及提供第二控制信号，其中第二控制信号的电压变化补偿第一控制信号的电压变化。

Description

用于显示面板的驱动方法
技术领域
本发明是有关于一种用于显示面板的驱动方法，且特别是有关于一种用于多工驱动的显示面板驱动方法。
背景技术
显示面板广泛使用于多种消费性电子产品，例如电脑屏幕、手机、电视等等。近年来显示面板已可与触控功能整合，使用者可在面板上直接以手指或是触控笔进行点选、移动、绘图等等触控操作。然而，当显示面板于驱动像素数据的过程中，可能会产生过多的噪声，而影响触控功能。因此，提出一种能够降低面板噪声的驱动方法，乃目前业界所致力课题之一。
发明内容
本发明有关于一种用于显示面板的驱动方法，能够有效降低面板噪声。
根据本发明的第一方面，提出一种用于显示面板的驱动方法，包括下列步骤。提供第一控制信号，以及提供第二控制信号，其中第二控制信号的电压变化补偿第一控制信号的电压变化。
为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举实施例，并配合所附图式详细说明如下：
附图说明
图1绘示依照本发明一实施例的显示面板以及驱动电路示意图。
图2A绘示一种范例的显示面板与解多工器示意图。
图2B绘示另一种范例的显示面板与解多工器示意图。
图3A绘示一种范例的时脉信号及控制信号对于噪声的影响示意图。
图3B绘示另一种范例的时脉信号及控制信号对于噪声的影响示意图。
图4绘示具有两个控制信号的一种范例波形图。
图5绘示依照本发明一实施例的控制信号波形图。
图6绘示具有多个控制信号的一种范例信号波形图。
图7绘示依照本发明一实施例的控制信号波形图。
图8绘示依照本发明一实施例的控制信号波形图。
图9绘示依照本发明一实施例的控制信号波形图。
图10绘示依照本发明一实施例的时脉信号波形图。
图11绘示依照本发明一实施例的切换操作模式示意图。
其中，附图标记：
100：显示面板
101：栅极驱动电路基板
102：解多工器
110：源极驱动器
120：时序控制器
130：电源
140：驱动控制电路
D(1)～D(12)：数据线
G(1)～G(4)：栅极驱动信号
GOA：栅极驱动电路基板控制信号
M1：第一控制信号
M2：第二控制信号
M3：第三控制信号
Mn-1：第n-1控制信号
Mn：第n控制信号
MUX：整合控制信号波形
S1、S2、S3、S4、S5、S6：数据驱动信号
t0～t9：时间
VGH：高栅极电压电平
VGL：第一低栅极电压电平
VGL2：第二低栅极电压电平
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
图1绘示依照本发明一实施例的显示面板以及驱动电路示意图。显示面板100可包括多个像素，各个像素例如可包括红色子像素、绿色子像素、以及蓝色子像素，用以显示影像数据。显示面板100可包括栅极驱动电路基板101(Gate on Array,GOA)，亦即直接将栅极驱动电路制作在阵列基板上，用以提供栅极驱动信号。
源极驱动器110(Source Driver)用以提供显示面板100显示的像素数据。显示面板100包括解多工器102，可用以将来自源极驱动器110的数据选择性提供至显示面板100的其中一个数据线。举例而言，解多工器102可依据解多工控制信号，将来自源极驱动器110的数据驱动信号选择性提供至显示面板的第一数据线或第二数据线。驱动控制电路140用以提供GOA 101以及解多工器102的控制信号。时序控制器120(Timing Controller,TCON)用以提供同步控制信号至源极驱动器110以及驱动控制电路140。源极驱动器110、时序控制器120、以及驱动控制电路140可由电源130提供操作电压。
图2A绘示一种范例的显示面板与解多工器示意图，可对照参考图1的显示面板100、解多工器102、以及源极驱动器110。解多工器102包括多个开关元件，于面板中例如可由薄膜晶体管(Thin Film Transistor,TFT)实作。如图2A所示，解多工器102接收第一控制信号M1以及第二控制信号M2，将源极驱动器110提供的数据驱动信号S1选择性地提供至数据线D(1)或数据线D(3)；类似地，解多工器102接收第一控制信号M1以及第二控制信号M2，将源极驱动器110提供的数据驱动信号S2选择性地提供至数据线D(2)或数据线D(4)。此范例绘示1对2的解多工器102，藉由使用解多工器102，能够减少源极驱动器110与显示面板100之间的连线数量。在此范例中，数据线D(1)、D(4)、D(7)、D(10)例如对应于红色子像素，数据线D(2)、D(5)、D(8)、D(11)例如对应于绿色子像素，数据线D(3)、D(6)、D(9)、D(12)例如对应于蓝色子像素。栅极驱动信号G(1)～G(4)用以依序开启每一行(Row)像素，以将数据线D(1)～D(12)的数据写入像素中。
图2B绘示另一种范例的显示面板与解多工器示意图。图2B绘示一种范例的1对3解多工器102，解多工器102接收第一控制信号M1、第二控制信号M2、以及第三控制信号M3，将源极驱动器110提供的数据驱动信号S1选择性地提供至数据线D(1)、D(3)、D(5)的其中一个；类似地，解多工器102接收第一控制信号M1、第二控制信号M2、以及第三控制信号M3，将源极驱动器110提供的数据驱动信号S2选择性地提供至数据线D(2)、D(4)、D(6)的其中一个。在此范例中，数据线D(1)、D(4)例如对应于红色子像素，数据线D(2)、D(5)例如对应于绿色子像素，数据线D(3)、D(6)例如对应于蓝色子像素。
如图2A以及图2B所示的范例，栅极驱动信号G(1)～G(4)为依序致能，第一控制信号M1与第二控制信号M2(以及第三控制信号M3)为交替致能，因此在驱动显示面板100的过程中，这些驱动信号会产生面板上的噪声涟波(Noise Ripple)。在以下的范例中，将先使用1对2的解多工器102作为范例说明，即解多工器102的控制信号包括第一控制信号M1及第二控制信号M2。
图3A绘示一种范例的时脉信号及控制信号对于噪声的影响示意图。在图3A所示的波形中，将栅极驱动信号G(1)与G(2)的波形整合绘示为GOA波形(栅极驱动电路基板控制信号)，并将第一控制信号M1及第二控制信号M2整合绘示为MUX波形(整合控制信号波形)。如图3A所示，在栅极驱动信号G(1)致能的期间，第一控制信号M1及第二控制信号M2交替致能，接着在栅极驱动信号G(2)致能的期间，第一控制信号M1及第二控制信号M2交替致能。于此例中，从MUX波形可以观察到多次交替的信号上升缘与信号下降缘，因而会产生较多的面板噪声。
图3B绘示另一种范例的时脉信号及控制信号对于噪声的影响示意图，在此例中于栅极驱动信号G(1)致能的期间，是先致能第一控制信号M1，再致能第二控制信号M2。接着维持致能第二控制信号M2，在栅极驱动信号G(2)致能的期间，相当于是先致能第二控制信号M2，再致能第一控制信号M1。相较于图3A，图3B的MUX波形减少了扰动的次数，对应的噪声波形可见图3B下方所示，在时间点t1、t2、t3、t4、t5有5个较为明显的噪声脉冲。本说明书附图将分别使用向上的箭头以及向下的箭头代表信号的上升缘(Rising Edge)以及下降缘(Falling Edge)。
图4绘示具有两个控制信号的一种范例波形图，此例为对应于图3B的驱动方式，分别绘示第一控制信号M1与第二控制信号M2的信号波形。由图4波形可以观察到，当第一控制信号M1发生电压变化时，第二控制信号M2电压维持不变；而当第二控制信号M2发生电压变化时，第一控制信号M1电压维持不变。如此形成的噪声如图3B所示，会产生明显的噪声脉冲。
本发明提出一种用于显示面板的驱动方法，以第二控制信号M2的电压变化补偿第一控制信号M1的电压变化。此驱动方法例如可以实作于图1所示的驱动控制电路140，提供第一控制信号M1及第二控制信号M2至解多工器102。
补偿电压变化可以有多种实作方式，以下为例示性说明，并非用以限定本发明。例如可以在第一控制信号M1产生电压变化时，于第二控制信号M2产生反向的电压变化，以抵消因第一控制信号M1的电压变化而造成的噪声影响，如此可以降低于面板感测到的噪声。在一实施例中，噪声来源可能是较锐利或急遽的电压变化，例如电压在短时间内有较为显著的改变，较容易发生在方波信号的上升缘以及下降缘，因此一种补偿电压变化的范例方式为，将第一控制信号M1上升缘的时间点，对齐第二控制信号M2下降缘的时间点，及/或将第一控制信号M1下降缘的时间点，对齐第二控制信号M2上升缘的时间点。以下的说明内容，将使用多种实施例及图示说明补偿电压变化的不同实作方式。
图5绘示依照本发明一实施例的控制信号波形图。于时间t1，第二控制信号M2的下降缘实质上对齐第一控制信号M1的上升缘，由于第二控制信号M2的电压变化与第一控制信号M1的电压变化为相反方向，因此于时间t1的噪声能量可被降低。于时间t2，第二控制信号M2的上升缘实质上对齐第一控制信号M1的下降缘，因此于时间t2的噪声能量亦可被降低。
一种范例的电路实作方式为，当第一控制信号M1的电压由第一低栅极电压电平VGL上升为高栅极电压电平VGH时(时间t1)，第二控制信号M2的电压由第一低栅极电压电平VGL下降为第二低栅极电压电平VGL2。当第一控制信号M1的电压由高栅极电压电平VGH下降为第一低栅极电压电平VGL时(时间t2)，第二控制信号M2的电压由第二低栅极电压电平VGL2上升为第一低栅极电压电平VGL。
其中高栅极电压电平VGH是可以使得解多工器102当中的TFT导通(On)的电压，例如是20V；低栅极电压电平VGL是可以使得解多工器102当中的TFT断开(Off)的电压，例如是-8V；第二低栅极电压电平VGL2低于低栅极电压电平VGL，同样亦可使得解多工器102当中的TFT断开，例如是-16V。此处的电压数值仅为示例性说明，并非用以限定本发明。
如图5所示，在时间t1以及时间t2，第二控制信号M2的电压变化补偿第一控制信号M1的电压变化，有效抵消由第一控制信号M1所产生的噪声能量，因而能够减少在时间t1及时间t2的面板噪声。而由于当第二控制信号M2的电压下降至第二低栅极电压电平VGL2时，依然可以保持解多工器102当中的TFT断开，因此驱动像素数据的操作不会受到影响。
在一实施例中，驱动方法还可以包括：第一控制信号M1的电压变化补偿第二控制信号M2的电压变化。如图5所示，于时间t3，第一控制信号M1的下降缘实质上对齐第二控制信号M2的上升缘，当第二控制信号M2的电压由第一低栅极电压电平VGL上升为高栅极电压电平VGH时，第一控制信号M1的电压由第一低栅极电压电平VGL下降为第二低栅极电压电平VGL2。于时间t4，第一控制信号M1的上升缘实质上对齐第二控制信号M2的下降缘，当第二控制信号M2的电压由高栅极电压电平VGH下降为第一低栅极电压电平VGL时，第一控制信号M1的电压由第二低栅极电压电平VGL2上升为第一低栅极电压电平VGL。如上所述，在时间t3以及时间t4，第一控制信号M1的电压变化补偿第二控制信号M2的电压变化，有效抵消由第二控制信号M2所产生的噪声能量，因而能够减少在时间t3及时间t4的面板噪声。
时间t5的情形类似于时间t1，于此不再重复赘述。图5绘示的范例，虽然是于时间t1、t2、t3、t4、t5皆有补偿电压变化，不过于实作中，可以在时间t1、t2、t3、t4、t5的其中至少一个时间点执行补偿电压变化，即可达到降低面板噪声的效果，不一定在每一个时间点皆需执行补偿。
图5所示的波形范例对应于使用1对2解多工器，例如图2A所示的显示面板，而本发明的驱动方法亦可应用于1对n解多工器，其中n为大于2的正整数。图6绘示具有多个控制信号的一种范例信号波形图，图6所示为尚未加入电压补偿机制的驱动信号波形，于栅极驱动信号G(1)致能的期间，依序致能第一控制信号M1、第二控制信号M2、…、第n控制信号Mn；接着维持致能第n控制信号Mn，再于栅极驱动信号G(2)致能的期间，依序致能第一控制信号M1以及第二控制信号M2。
图7绘示依照本发明一实施例的控制信号波形图，图7对应于图6加入电压补偿机制。在n个控制信号的实施例中，可以由第(i+1)控制信号的电压变化补偿第(i)控制信号的电压变化，以及由第一控制信号的电压变化补偿第n控制信号的电压变化，其中i为正整数。例如驱动方法可以包括：第二控制信号M2的电压变化补偿第一控制信号M1的电压变化、第三控制信号M3的电压变化补偿第二控制信号M2的电压变化、第n控制信号Mn的电压变化补偿第n-1控制信号Mn-1的电压变化、以及第一控制信号M1的电压变化补偿第n控制信号Mn的电压变化。
如图7所示，在时间t0及t1，第二控制信号M2的电压变化可补偿第一控制信号M1的电压变化。而在时间t2及t3，第三控制信号M3的电压变化可补偿第二控制信号M2的电压变化。在时间t6及t7，第n控制信号Mn的电压变化可补偿第n-1控制信号Mn-1的电压变化。在时间t8及t9，则是第一控制信号M1的电压变化补偿第n控制信号Mn的电压变化，例如当第n控制信号Mn切换到高栅极电压电平VGH时，第一控制信号M1切换到第二低栅极电压电平VGL2。如图7所示的范例，本发明的驱动方法可应用至任意的1对n解多工器，可有效降低面板噪声。
在一实施例中，除了第二控制信号M2的电压变化补偿第一控制信号M1的电压变化、第三控制信号M3的电压变化补偿第二控制信号M2的电压变化，更可以包括第一控制信号M1的电压变化补偿第二控制信号M2的电压变化、第二控制信号M2的电压变化补偿第三控制信号M3的电压变化。以下使用一个1对3解多工器的范例以清楚说明此方法。
图8绘示依照本发明一实施例的控制信号波形图，此例使用1对3解多工器，例如图2B所示的显示面板。于时间t3，第一控制信号M1的下降缘实质上对齐第二控制信号M2的上升缘，且第三控制信号M3的下降缘实质上对齐第二控制信号的上升缘。于时间t4，第一控制信号M1的上升缘实质上对齐第二控制信号M2的下降缘，且第三控制信号M3的上升缘实质上对齐第二控制信号M2的下降缘。亦即，第二控制信号M2所造成的噪声影响，是同时受到第一控制信号M1以及第三控制信号M3的补偿，因此更能够进一步降低噪声能量。类似地，第一控制信号M1所造成的噪声影响，可同时受到第二控制信号M2以及第三控制信号M3的补偿(时间t1及时间t2)；第三控制信号M3所造成的噪声影响，可同时受到第一控制信号M1以及第二控制信号M2的补偿(时间t5及时间t6)。
于电路实作的范例，当第二控制信号M2的电压由第一低栅极电压电平VGL上升为高栅极电压电平VGH时(时间t3)，第一控制信号M1的电压由第一低栅极电压电平VGL下降为第二低栅极电压电平VGL2，且第三控制信号M3的电压由第一低栅极电压电平VGL下降为第二低栅极电压电平VGL2。当第二控制信号M2的电压由高栅极电压电平VGH下降为第一低栅极电压电平VGL时(时间t4)，第一控制信号M1的电压由第二低栅极电压电平VGL2上升为第一低栅极电压电平VGL，且第三控制信号M3的电压由第二低栅极电压电平VGL2上升为第一低栅极电压电平VGL。
在此实施例中，藉由同时来自上一级和下一级的控制信号补偿，而可以更进一步降低噪声的能量。图8绘示的范例，于时间t1、t2、t3、t4、t5、t6皆有补偿电压变化，于实作中可以在时间t1、t2、t3、t4、t5、t6的其中至少一个时间点执行补偿电压变化，即可达到降低面板噪声的效果，不一定在每一个时间点皆需执行补偿。
在一实施例中，可将如图8所示的同时来自上一级和下一级的控制信号补偿，应用至如图6及图7所示的n个控制信号，例如第二控制信号M2的电压变化补偿第一控制信号M1的电压变化，且第n控制信号Mn的电压变化补偿第一控制信号M1的电压变化；以及第三控制信号M3的电压变化补偿第二控制信号M2的电压变化，且第一控制信号M1的电压变化补偿第二控制信号M2的电压变化。
在另一实施例中，亦可由其他所有控制信号的电压变化补偿一个控制信号的电压变化。图9绘示依照本发明一实施例的控制信号波形图，如图9所示，于时间t0及t1，第二控制信号M2～第n控制信号Mn的电压变化皆可用以补偿第一控制信号M1的电压变化；于时间t2及t3，第一控制信号M1、第三控制信号M3～第n控制信号Mn的电压变化皆可用以补偿第二控制信号M2的电压变化；于时间t8及t9，第一控制信号M1～第n-1控制信号Mn-1的电压变化皆可用以补偿第n控制信号Mn的电压变化。
在上述的多个实施例中，可藉由控制信号的电压变化补偿以达到降低面板噪声。在另一实施例中，本发明的驱动方法更可包括：提供第一时脉信号至栅极驱动信号G(1)，以及提供第二时脉信号至栅极驱动信号G(2)，其中第一时脉信号的电压变化补偿第二时脉信号的电压变化。亦即，可藉由栅极驱动信号的电压变化补偿达到降低面板噪声，此驱动方法亦可由如图1的驱动控制电路140实作。
图10绘示依照本发明一实施例的时脉信号波形图。栅极驱动信号G(1)、G(2)、G(3)可分别对应显示面板的不同行，可参考图2A以及图2B所示的面板结构。驱动控制电路140可控制输出的栅极驱动信号G(1)、G(2)、G(3)如图10所示，以达到电压变化的补偿。举例而言，在时间t2，栅极驱动信号G(1)的下降缘实质上对齐于栅极驱动信号G(2)的上升缘，在时间t3，栅极驱动信号G(2)的下降缘实质上对齐于栅极驱动信号G(3)的上升缘。
电路实作范例可以是，当栅极驱动信号G(1)的电压由高栅极电压电平VGH下降为第一低栅极电压电平VGL时，栅极驱动信号G(2)的电压由第一低栅极电压电平VGL上升为高栅极电压电平VGH(时间t2)。当栅极驱动信号G(2)的电压由高栅极电压电平VGH下降为第一低栅极电压电平VGL时，栅极驱动信号G(3)的电压由第一低栅极电压电平VGL上升为高栅极电压电平VGH(时间t3)。如此不仅能够降低来自解多工器102产生的面板噪声，亦能够降低来自栅极驱动电路基板101产生的面板噪声。
如图1所示的驱动控制电路140，可用以提供如图10所示的时脉信号至栅极驱动电路基板101，并可用以提供如图5～图9的控制信号至解多工器102。举例而言，驱动控制电路140可以包括电压电平转换电路(Level Shifter)，用以将来自时序控制器120的时序控制信号，转换为栅极驱动电路基板101以及解多工器102所需驱动信号的适当电压。
根据本发明上述的多个实施例，可以利用多个控制信号电压变化的互相补偿，及/或多个栅极驱动信号电压变化的互相补偿，而能够降低对显示面板产生的噪声，而不致影响触控功能。
而在上述实施例中，皆是以高栅极电压电平VGH作为导通晶体管的控制电压，以低栅极电压电平VGL作为关闭晶体管的控制电压，然而本发明不限于此。若是使用低电压致能的开关元件(例如PMOS晶体管)，亦可应用上述多个实施例的方法，例如可改变上述多个实施例的电压极性，此处不再详述。
在一实施例中，可以根据图像帧(Frame)为单位，决定是否开启如本发明所揭示包含电压补偿的驱动方法。图11绘示依照本发明一实施例的切换操作模式示意图，在图像帧1，未开启触控感测功能时，由于此时面板噪声不会影响触控，可以使用无电压补偿的驱动方法，以降低功率消耗。在图像帧2，有开启触控感测功能时，则可以使用如本发明所揭示包含电压补偿的驱动方法，降低驱动像素数据过程中产生的噪声，以确保触控感测操作正常。藉由在有需要执行触控感测的图像帧，才开启电压补偿驱动方法，可以达到省电的优点，延长装置的使用时间。
综上所述，虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (13)

1.一种用于一显示面板的驱动方法，其特征在于，该驱动方法包括：
提供一第一控制信号；以及
提供一第二控制信号；
其中该第二控制信号的电压变化补偿该第一控制信号的电压变化；
以图像帧为单位决定该驱动方法的开启，并当有执行触控感测的图像帧时开启；
当该第一控制信号的电压由一第一低栅极电压电平上升为一高栅极电压电平时，该第二控制信号的电压由该第一低栅极电压电平下降为一第二低栅极电压电平；或
当该第一控制信号的电压由一高栅极电压电平下降为一第一低栅极电压电平时，该第二控制信号的电压由一第二低栅极电压电平上升为该第一低栅极电压电平。
2.如权利要求1所述的驱动方法，其特征在于，该第一控制信号的电压变化补偿该第二控制信号的电压变化。
3.如权利要求1所述的驱动方法，其特征在于，该第二控制信号的一下降缘实质上对齐该第一控制信号的一上升缘。
4.如权利要求1所述的驱动方法，其特征在于，该第二控制信号的一上升缘实质上对齐该第一控制信号的一下降缘。
5.如权利要求1所述的驱动方法，其特征在于，该驱动方法更包括：
提供一第三控制信号；
其中该第三控制信号的电压变化补偿该第二控制信号的电压变化。
6.如权利要求5所述的驱动方法，其特征在于，该第二控制信号的电压变化补偿该第三控制信号的电压变化。
7.如权利要求6所述的驱动方法，其特征在于，该第一控制信号的一下降缘实质上对齐该第二控制信号的一上升缘，且该第三控制信号的一下降缘实质上对齐该第二控制信号的该上升缘。
8.如权利要求6所述的驱动方法，其特征在于，该第一控制信号的一上升缘实质上对齐该第二控制信号的一下降缘，且该第三控制信号的一上升缘实质上对齐该第二控制信号的该下降缘。
9.如权利要求6所述的驱动方法，其特征在于，当该第二控制信号的电压由一第一低栅极电压电平上升为一高栅极电压电平时，该第一控制信号的电压由该第一低栅极电压电平下降为一第二低栅极电压电平，且该第三控制信号的电压由该第一低栅极电压电平下降为该第二低栅极电压电平。
10.如权利要求6所述的驱动方法，其特征在于，当该第二控制信号的电压由一高栅极电压电平下降为一第一低栅极电压电平时，该第一控制信号的电压由一第二低栅极电压电平上升为该第一低栅极电压电平，且该第三控制信号的电压由该第二低栅极电压电平上升为该第一低栅极电压电平。
11.如权利要求1所述的驱动方法，其特征在于，该驱动方法更包括：
提供一第一时脉信号；以及
提供一第二时脉信号；
其中该第一时脉信号的电压变化补偿该第二时脉信号的电压变化。
12.如权利要求11所述的驱动方法，其特征在于，该第一时脉信号的一下降缘实质上对齐于该第二时脉信号的一上升缘。
13.如权利要求11所述的驱动方法，其特征在于，当该第一时脉信号的电压由一高栅极电压电平下降为一第一低栅极电压电平时，该第二时脉信号的电压由该第一低栅极电压电平上升为该高栅极电压电平。
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