CN110992909B - 驱动方法及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种驱动方法及显示装置。驱动方法包含：在画框时间周期中的第一时间区间中的重置时间区间中，提供重置信号以对显示装置中的多个像素电路进行放电；在第一时间区间中的数据写入时间区间中，提供多个扫描信号以对显示装置中的像素电路分别写入多个显示数据；以及，在画框时间周期中的第二时间区间中，提供激光信号以使所有的像素电路分别依据显示数据以产生显示画面。其中，在画框时间周期中，第一时间区间是在第二时间区间之前。

Description

驱动方法及显示装置
技术领域
本发明是有关于一种驱动方法及显示装置，且特别是有关于一种在一画框时间周期中会对显示装置中的显示单元进行重置且以激光信号致能所有像素电路的驱动方法及显示装置。
背景技术
在现有技术中，无论是采用液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)或是有机发光二极管(OLED)的显示装置，在每个画框时间中，显示装置中的显示单元都会依据接收到的显示数据持续发光，直到接收到更新后的显示数据后，显示单元才会据此调整。
然而，当显示装置操作在上述维持式(Holding Type)的显示模式以呈现移动画面的时候，会产生显示装置的动态画面响应时间(Motion Picture Response Time，MPRT)问题。换言之，由于使用者所观看到显示装置的影像是每个显示单元发光亮度的积分结果，当显示装置上在呈现移动画面时，持续发光的显示单元会让使用者感受到移动画面中有“拖尾”的现象，进而降低使用者对该显示装置的使用满意度。
发明内容
本发明提供一种驱动方法及显示装置，有效降低显示装置的亮度积分结果，进而解决使用者观看显示装置时产生的动态画面响应时间问题。
本发明的驱动方法包含在画框时间周期中的第一时间区间中的重置时间区间中，提供重置信号以对显示装置中的多个像素电路进行放电。在第一时间区间中的数据写入时间区间中，提供多个扫描信号以对显示装置中的像素电路分别写入多个显示数据。以及在画框时间周期中的第二时间区间中，提供激光信号以使所有的像素电路分别依据显示数据以产生显示画面。其中，在画框时间周期中，第一时间区间是在第二时间区间之前。
本发明还提供一种显示装置，包括多个像素电路以及控制信号产生器。像素电路可依据重置信号、多个扫描信号、激光信号以及多个显示数据以进行显示动作。控制信号产生器则耦接像素电路，可用以在画框时间周期中的第一时间区间中的重置时间区间中，提供重置信号以对显示装置中的像素电路进行放电。在第一时间区间中的数据写入时间区间中，提供扫描信号以对显示装置中的像素电路分别写入显示数据。以及在画框时间周期中的第二时间区间中，提供激光信号以使所有的像素电路分别依据显示数据以产生显示画面。其中，在画框时间周期中，第一时间区间是在第二时间区间之前。
基于上述，本发明的实施例藉由重置时间区间可有效解决使用者观看显示装置时所产生的动态画面响应时间。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。
附图说明
图1为本发明实施例显示装置的示意图。
图2为本发明实施例的驱动流程的示意图。
图3为本发明实施例的像素电路的示意图。
图4A为本发明实施例的显示装置中传递至像素阵列的各个控制信号时序图。
图4B为本发明另一实施例的显示装置中传递至像素阵列的各个控制信号时序图。
图5A为本发明实施例的像素电路的示意图。
图5B为本发明实施例的像素电路的示意图。
其中，附图标记：
1：显示装置
10：像素阵列
10a、10b、10c：像素电路
11：时序控制器
12：源极驱动电路
13：栅极驱动电路
C11、C12、C13：电容
COM：补偿信号
D1：显示单元
Din1～Dinm、Dinx：显示数据
EM：激光信号
G1～Gn：栅极线
M11～17：晶体管
RST：重置信号
S1～Sm：源极线
S21、S22、S23：步骤
SC1～SCn：扫描信号
T1：第一子画框时间周期
T2：第二子画框时间周期
T11：第一时间区间
T12：第二时间区间
ST：设定信号
VDD：操作电压
VSS：接地电压
Vref1、Vref2：参考电压
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。
请参考图1，图1为本发明实施例显示装置1的示意图，如图1所示，显示装置1包含了像素阵列10、时序控制器11、源极驱动电路12及栅极驱动电路13。像素阵列10是由多个像素电路10a所组成，每个像素电路10a可透过源极线S1～Sm接收来自于源极驱动电路12传递的显示数据Din1～Dinm，以及透过栅极线G1～Gn接收栅极驱动电路13传递的重置信号RST、扫描驱动信号SC1～SCn及激光信号EM。其中，重置信号RST、扫描驱动信号SC1～SCn及激光信号EM是用来控制像素阵列10中每个像素电路10a的操作，使像素电路10a可分别接收显示数据Din1～Dinm且依显示数据Din1～Dinm进行显示动作。时序控制器11可用来控制源极驱动电路12及栅极驱动电路13的时序操作。虽然本发明所绘示的像素阵列10为一矩形区域，但本发明不限于此，本发明的像素阵列10可依不同的使用需求及设计概念进行调整，举例而言，本发明的像素阵列10亦可为圆形、三角形、多边形或是其他不规则形状等。
在显示装置1的操作细节方面，请参考图2，图2为本发明实施例的驱动流程的示意图。本发明的显示装置1可用来执行驱动流程，其中，步骤S21在画框时间周期中的第一时间区间中的重置时间区间中，提供重置信号RST以对显示装置1中的多个像素电路10a进行放电。并且，步骤S22在画框时间周期中的第一时间区间中的数据写入时间区间中，提供扫描信号SC1～SCn以对显示装置1中的像素电路10a分别写入显示数据Din1～Dinm。上述的重置时间区间早于数据写入时间区间。
此外，步骤S23则在画框时间周期中的第二时间区间中，提供激光信号EM以使所有的像素电路10a分别依据显示数据Din1～Dinm以产生显示画面。
在本发明实施例中，显示装置1在一个画框时间周期中，当在进行显示数据的写入动作前，会先针对所有的像素电路进行放电的重置动作。如此一来，本发明实施例的显示装置1将可操作在一种所谓的脉冲式(Impulse Type)的显示模式，有别于现有技术中操作在维持式的显示模式，其可降低使用者感受的亮度积分结果，进而有效改善本发明的使用满意度。
请参考图3，图3为本发明实施例的像素电路10a的示意图。图3所绘示的像素电路10a是应用在图1所绘示的显示装置1中的像素阵列10。举例而言，像素电路10a是接收由源极驱动电路12所传递的显示数据Din1，以及由栅极驱动电路13所传递的重置信号RST、扫描驱动信号SC1及激光信号EM。像素电路10a具有开关单元M11～M14、储存单元C1、C2及显示单元D1。
在一实施中，开关单元M11～M14是以N型金氧半场效晶体管(Metal OxideSemiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)来实现。储存单元C11、C12是以电容来实现。显示单元D1是以一发光二极管(Light Emitting Diode，LED)来实现。显示单元D1的一端耦接于晶体管M11的源极，且另一端接收接地电压VSS。晶体管M11的漏极耦接于晶体管M13的源极，晶体管M11的源极耦接于显示单元D1的一端，晶体管M11的栅极耦接于晶体管M12的源极。电容C11耦接于晶体管M11的栅极及源极之间，其可用来储存显示数据Din1的电压。因此，电容C11可储存电压并提供给晶体管M11，使其提供相对应的电流值至显示单元D1以进行显示动作。
晶体管M12的漏极接收显示数据Din1，晶体管M12的源极耦接于晶体管M11的栅极，晶体管M12的栅极接收扫描信号SC1。晶体管M13的漏极接收操作电压VDD，晶体管M13的源极耦接于晶体管M11的漏极，晶体管M13的栅极接收激光信号EM。晶体管M14的漏极接收参考电压Vref1，晶体管M14的源极耦接于晶体管M11的源极，晶体管M14的栅极接收重置信号RST。电容C12耦接于晶体管M13的漏极以及晶体管M11的源极之间。因此，像素电路10a可透过扫描信号SC1、激光信号EM、重置信号RST分别控制晶体管M12～14以选择性地接收显示数据Din1、操作电压VDD、参考电压Vref1。
请参考图4A，图4A为本发明实施例的显示装置1中传递至像素阵列10的各个控制信号时序图。图4A中绘示了由源极驱动电路12传递至像素阵列10中像素电路10a的显示数据Dinx的波型(以显示数据Dinx代表传递至各栅极线的显示数据Din1～Dinm)，以及由栅极驱动电路13传递至像素阵列10中各栅极线G1～Gn的重置信号RST、扫描信号SC1～SCn及激光信号EM的波型。
接着请共同参考图1～4A，以较佳地理解本发明显示装置1的操作。为了较佳地说明本发明显示装置1的操作，首先针对本发明显示装置1中像素阵列10的单一个像素电路10a的操作进行说明。更明确而言，先针对显示装置1中耦接于栅极线G1及数据线S1的像素电路10a的操作进行说明(即像素电路10a接收重置信号RST、扫描信号SC1、激光信号EM及显示数据Din1)。
如图4A所示，在画框时间周期(未标示于图4A中)中的第一时间区间T11中，当重置信号RST为致能(Enable)时，像素电路10a会操作在重置时间区间中(未标示于图4A中)，像素电路10a的晶体管M14会被导通且提供参考电压Vref1至晶体管M11的源极，以对电容C11与晶体管M11的源极之间互相耦接的节点进行充放电，使该节点不处于电性浮接状态。据此，像素电路10a可透过重置信号RST在重置时间区间，清除之前写入电容C11的显示数据，重置显示单元D1的显示操作。在一实施例中，参考电压Vref1可为接地电压VSS，而重置信号RST可对电容C11与晶体管M11的源极之间耦接的节点进行放电，清除电容C11储存的显示数据，重置显示单元D1的显示动作。
当重置时间区间结束之后，在第一时间区间T11中当重置信号RST为失能(Disable)且激光信号EM为致能时，晶体管M14会不导通且晶体管M13会被导通。晶体管M13会提供驱动电流至晶体管M11及显示单元D1，使晶体管M11的源极与显示单元D1之间互相耦接的节点电压逐渐上升，直到晶体管M11的阀值电压(Threshold Voltage)储存于电容C11中。
另外，在第一时间区间T11中，当扫描信号SC1为致能时，像素电路10a会操作在数据写入时间区间中。像素电路10a的晶体管M12会被导通且将显示数据Din1提供至晶体管M11的栅极，将显示数据Din1传递至晶体管M11的栅极。显示数据Din1将会依据电容C11、C12的耦接关系将电压写入电容C11中。
针对像素阵列10整体而言，像素阵列10中的像素电路10a会依据耦接的栅极线G1～Gn被分为多个像素行(未标记于图1)。如图4A所示，当扫描信号SC1～SCn依序致能各个像素行时，耦接于相对应栅极线的像素行会操作于数据写入时间区间，以储存相对应的显示数据Din1～Dinm。
在该画框时间周期中的第二时间区间T12中，当激光信号EM为致能时，像素电路10a中的晶体管M13会被导通，提供驱动电流至晶体管M11及显示单元D1。晶体管M11依据写入电容C11的显示数据Din1的电压调整电流，以提供相对应于显示数据Din1电压的电流，使显示单元D1进行显示动作。由于在第一时间区间T11中，电容C11储存有晶体管M11的阀值电压及显示数据Din1，因此，当激光信号EM为致能时，晶体管M11提供至显示单元D1的电流不会受到像素电路10a的非理想效应(举例而言，制程变异或是操作温度等)影响，使显示单元D1进行较理想的显示动作。
简言之，本发明的显示装置1可于重置时间区间中重置显示单元D1，且于第二时间区间T12中仅以单一个激光信号RST指示所有的像素电路10a进行显示动作。因此本发明的显示装置1可以脉冲形式驱动其中的显示单元以于显示装置1上产生显示画面，可降低显示装置1的亮度积分结果，进而有效改善本发明显示装置1的使用满意度。
请参考图4B，图4B为本发明另一实施例的显示装置1中传递至像素阵列10的各个控制信号时序图。在此实施例中，本发明的显示装置1为了相容于不同的操作周期下(举例而言，本发明的显示装置可相容于G-Sync技术)，显示装置1的一画框时间周期中可具有相同时间长度的第一子画框时间周期T1及与第二子画框时间周期T2。关于显示装置1在第一子画框时间周期T1的操作已于前面篇幅详述，于此不赘述。
如图4B所示，第一子画框时间周期T1包含第一时间区间T11及一部份的第二时间区间T12。第二子画框时间周期T2包含剩余部分的第二时间周期T12。在第二子画框时间周期T2中，重置信号RST及扫描信号SC1～SCn不会致能像素电路10a，因此画框电路10a在第一子画框时间周期T1中所写入的显示数据Din1～Dinm不会被清除或覆盖。因此，当激光信号EM致能时，像素电路10a会依据在第一子画框时间周期T1中写入的显示数据Din1～Dinm进行显示动作。
虽然图4B仅绘示相同时间长度的第一子画框时间周期T1与第二子画框时间周期T2，但本发明不限于此，只要第二子画框时间周期T2的时间长度为第一子画框时间周期T1的时间长度的整数倍即可。在一实施例中，当第一子画框时间周期T1的时间长度为8.3毫秒(millisecond，ms)时，第二子画框时间周期T2的时间长度可为0毫秒、8.3毫秒、16.6毫秒等。在另一实施例中，当第一子画框时间周期T1的时间长度为6.9毫秒时，第二子画框时间周期T2的时间长度可为0毫秒、6.9毫秒、13.8毫秒等。
因此，本发明的显示装置1透过具有第一子画框时间周期T1的时间长度的整数倍的第二子画框时间周期T2，使显示装置1不需要在额外硬件需求下即可相容于不同操作周期，增加本发明显示装置1的硬件相容性。
请参考图5A、5B。图5A为本发明实施例的像素电路10b的示意图，图5A为本发明实施例的像素电路10b的示意图。图5B为本发明实施例的像素电路10c的示意图。像素电路10b、10c可分别用来取代图3中所绘示的像素电路10a，以应用在显示装置1的像素阵列10中。
如图5A所示，像素电路10b包含有晶体管M11～M14、电容C11、C12。像素电路10b相似于像素电路10a，故相同元件沿用相同符号标示。像素电路10b与像素电路10a的差别在于，像素电路10b中的晶体管M14的漏极未耦接至图3中的参考电压Vref1，取而代之，像素电路10b中的晶体管M14的漏极用来接收显示数据Din1，以于重置时间区间中对电容C11与晶体管M11的漏极之间耦接的节点进行充放电。
如图5B所示，像素电路10c包含有晶体管M11～M13、M15～17，电容C11、C13。像素电路10c相似于像素电路10a，故相同元件沿用相同符号标示。像素电路10b与像素电路10a的差别在于，像素电路10c中未设置晶体管M14及电容C12。取而代之，像素电路10b中设置了晶体管M16、M17、电容C13。晶体管M15的漏极耦接于晶体管M11的栅极、晶体管M15的源极耦接于晶体管M11的源极、晶体管M15的栅极接收补偿信号COM。电容C13耦接于晶体管M12的源极以及晶体管M11的栅极之间。晶体管M16的漏极接收参考电压Vref2、晶体管M16的源极耦接于晶体管M12的源极、晶体管M16的栅极接收设定信号ST。晶体管M17的漏极接收参考电压Vref2、晶体管M17的源极耦接于晶体管M11的漏极、晶体管M17的栅极接收重置信号RST。
综上所述，本发明透过在画框时间周期中重置显示单元的显示动作，且以单一激光信号指示所有像素电路进行显示动作，以降低显示装置的亮度的积分结果，改善使用者观看显示装置时产生的动态画面响应时间问题。另外，本发明透过第一子画框时间周期及第二子画框时间周期使本发明的驱动方法及显示装置具有不同操作周期，有效增加硬件相容性。因此，本发明的显示装置可有效改善使用者的使用满意度。
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，任何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，当可作些许的更动与润饰，故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 (9)

1.一种驱动方法，其特征在于，适于驱动一显示装置，该驱动方法包括：
在一画框时间周期中的一第一时间区间中的一重置时间区间中，提供一重置信号以对该显示装置中的多个像素电路进行放电；
在该第一时间区间中的一数据写入时间区间中，提供多个扫描信号以对该显示装置中的该些像素电路分别写入多个显示数据；以及
在该画框时间周期中的一第二时间区间中，提供一激光信号以使所有的该些像素电路分别依据该些显示数据以产生一显示画面；
其中，在该画框时间周期中，该第一时间区间是在该第二时间区间之前；
该画框时间周期包括一第一子画框时间周期以及一第二子画框时间周期，其中该第一子画框时间周期包括该第一时间区间及一第一部分的该第二时间区间，该第二子画框时间周期包括一第二部分的该第二时间区间；
该第二子画框时间周期的时间长度为该第一子画框时间周期的时间长度的整数倍。
2.如权利要求1所述的驱动方法，其特征在于，该些像素电路区分为多个像素行，其中提供该些扫描信号以对该显示装置中的该些像素电路分别写入该些显示数据的步骤，另包括：
依据该些扫描信号启用该显示装置中的该些像素行的顺序，将该些显示数据分别依序写入至该显示装置中的该些像素行中。
3.如权利要求1所述的驱动方法，其特征在于，提供该些扫描信号以对该显示装置中的该些像素电路分别写入该些显示数据的步骤，另包括：
提供该激光信号，以将该些像素电路的多个阀值电压分别记录于该些像素电路的多个储存单元中。
4.一种显示装置，其特征在于，包括：
多个像素电路，依据一重置信号、多个扫描信号、一激光信号以及多个显示数据以进行显示动作；以及
一控制信号产生器，耦接该些像素电路，用以：
在一画框时间周期中的一第一时间区间中的一重置时间区间中，提供该重置信号以对该显示装置中的该些像素电路进行放电；
在该第一时间区间中的一数据写入时间区间中，提供该些扫描信号以对该显示装置中的该些像素电路分别写入该些显示数据；以及
在该画框时间周期中的一第二时间区间中，提供该激光信号以使所有的该些像素电路分别依据该些显示数据以产生一显示画面；
其中，在该画框时间周期中，该第一时间区间是在该第二时间区间之前；
该画框时间周期包括一第一子画框时间周期以及一第二子画框时间周期，其中该第一子画框时间周期包括该第一时间区间及一第一部分的该第二时间区间，该第二子画框时间周期包括一第二部分的该第二时间区间；
该第二子画框时间周期的时间长度为该第一子画框时间周期的时间长度的整数倍。
5.如权利要求4所述的显示装置，其特征在于，该些像素电路区分为多个像素行，该些像素行另用以：
依据该些扫描信号启用该显示装置中的该些像素行的顺序，将该些显示数据分别依序写入至该显示装置中的该些像素行中。
6.如权利要求4所述的显示装置，其特征在于，该控制信号产生器另用以：
提供该激光信号，以将该些像素电路的多个阀值电压分别记录于该些像素电路的多个储存单元中。
7.如权利要求4所述的显示装置，其特征在于，该些像素电路的每一像素电路包括：
一显示单元，经电流驱动以进行显示动作；
一第一开关单元，具有一第一端、一第二端及一控制端，其中该第一开关单元的该第二端耦接该显示单元；
一第二开关单元，具有一第一端、一第二端及一控制端，其中该第二开关单元的该第一端耦接该控制信号产生器以接收该些显示数据、该第二开关单元的该第二端耦接该第一开关单元的该控制端、该第二开关单元的该控制端耦接该控制信号产生器以接收该些扫描信号；
一第三开关单元，具有一第一端、一第二端及一控制端，其中该第三开关单元的该第一端耦接一第一参考电压、该第三开关单元的该第二端耦接该第一开关单元的该第一端、该第三开关单元的该控制端耦接该控制信号产生器以接收该激光信号；
一第四开关单元，具有一第一端、一第二端及一控制端，其中该第四开关单元的该第一端耦接一第二参考电压、该第四开关单元的该第二端耦接该控制第一开关单元的该第二端、该第三开关单元的该控制端耦接该控制信号产生器以接收该重置信号；
一第一储存单元，具有一第一端及一第二端，其中该第一储存单元的该第一端耦接该三开关单元的该第一端，该第一储存单元的该第二端耦接该第一开关单元的该第二端；以及
一第二储存单元，具有一第一端及一第二端，其中该第二储存单元的该第一端耦接该第一开关单元的该控制端，该第二储存单元的该第二端耦接该第一开关单元的该第二端。
8.如权利要求4所述的显示装置，其特征在于，该些像素电路的每一像素电路包括：
一显示单元，经电流驱动以进行显示动作；
一第一开关单元，具有一第一端、一第二端及一控制端，其中该第一开关单元的该第二端耦接该显示单元；
一第二开关单元，具有一第一端、一第二端及一控制端，其中该第二开关单元的该第一端耦接该控制信号产生器以接收该些显示数据、该第二开关单元的该第二端耦接该第一开关单元的该控制端、该第二开关单元的该控制端耦接该控制信号产生器以接收该些扫描信号；
一第三开关单元，具有一第一端、一第二端及一控制端，其中该第三开关单元的该第一端耦接一第一参考电压、该第三开关单元的该第二端耦接该第一开关单元的该第一端、该第三开关单元的该控制端耦接该控制信号产生器以接收该激光信号；
一第四开关单元，具有一第一端、一第二端及一控制端，其中该第四开关单元的该第一端耦接该控制信号产生器以接收该些显示数据、该第四开关单元的该第二端耦接该控制第一开关单元的该第二端、该第三开关单元的该控制端耦接该控制信号产生器以接收该重置信号；
一第一储存单元，具有一第一端及一第二端，其中该第一储存单元的该第一端耦接该三开关单元的该第一端，该第一储存单元的该第二端耦接该第一开关单元的该第二端；以及
一第二储存单元，具有一第一端及一第二端，其中该第二储存单元的该第一端耦接该第一开关单元的该控制端，该第二储存单元的该第二端耦接该第一开关单元的该第二端。
9.如权利要求4所述的显示装置，其特征在于，该些像素电路的每一像素电路包括：
一显示单元，经电流驱动以进行显示动作；
一第一开关单元，具有一第一端、一第二端及一控制端，其中该第一开关单元的该第二端耦接该显示单元；
一第二开关单元，具有一第一端、一第二端及一控制端，其中该第二开关单元的该第一端耦接该控制信号产生器以接收该些显示数据，该第二开关单元的该第二端耦接该第一开关单元的该控制端，该第二开关单元的该控制端耦接该控制信号产生器以接收该些扫描信号；
一第三开关单元，具有一第一端、一第二端及一控制端，其中该第三开关单元的该第一端耦接一第一参考电压，该第三开关单元的该第二端耦接该第一开关单元的该第一端，该第三开关单元的该控制端耦接该控制信号产生器以接收该激光信号；
一第四开关单元，具有一第一端、一第二端及一控制端，其中该第四开关单元的该第一端耦接该第一开关单元的该控制端，该第四开关单元的该第二端耦接该第一开关单元的该第二端，该第四开关单元的该控制端耦接该控制信号产生器以接收一补偿信号；
一第五开关单元，具有一第一端、一第二端及一控制端，其中该第五开关单元的该第一端耦接一第二参考电压，该第五开关单元的该第二端耦接第一开关单元的该控制端，该第五开关单元的该控制端耦接该控制信号产生器以接收一设定信号；
一第六开关单元，具有一第一端、一第二端及一控制端，其中该第六开关单元的该第一端耦接该第二参考电压，该第六开关单元的该第二端耦接该第一开关单元的该第一端，该第六开关单元的该控制端耦接该控制信号产生器以接收该重置信号；以及
一储存单元，具有一第一端及一第二端，其中该储存单元的该第一端耦接该第一开关单元的该控制端，该储存单元的该第二端耦接该第一开关单元的该第二端。
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