CN113971941A - 用于主动式矩阵驱动胆固醇液晶显示设备的驱动模块及其驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种驱动模块，用于主动式矩阵驱动胆固醇液晶显示设备。该驱动模块包含有栅极驱动电路用来产生复数个栅极驱动信号；源极驱动电路用来产生复数个数据驱动信号；以及时序控制器，用来控制该复数个栅极驱动信号及该复数个数据驱动信号，并调变储存电容的端点的阵列共电压，以于该储存电容的另一端点借由电容耦合产生抬升电压；其中，像素电压用来驱动复数个胆固醇液晶像素中胆固醇液晶像素，该像素电压为该复数个数据驱动信号中相对应驱动信号的驱动电压与该抬升电压的加总。

Description

用于主动式矩阵驱动胆固醇液晶显示设备的驱动模块及其驱 动方法
技术领域
本发明系指一种用于主动式矩阵驱动胆固醇液晶显示设备的驱动模块及其驱动方法，尤指一种可通过电容耦合调变达成高压驱动，以减少驱动电压范围的驱动模块及其驱动方法。
背景技术
采用向列型(nematic)液晶的主动式矩阵液晶显示器(Active matrix liquiddriving crystal display，AM-LCD)已广泛用于许多应用中。然而，使用背光且透射式的主动式矩阵液晶显示器不利于人们(特别对于儿童)长时间阅读。近来，类纸式(paper-like)显示器能兼顾纸张的优点以及电子装置可更新信息的特性，而逐渐被广泛利用。
类纸式显示器其中之一应用为胆固醇液晶显示器(Cholesteric Liquid CrystalDisplay)。胆固醇液晶显示器具有双稳态(bi-stable)、高对比度及高色彩的特性。胆固醇液晶显示器只有在改变画面时才需要耗费电力，而胆固醇液晶显示器在没有施加电压的状况下仍可显示画面。胆固醇液晶的特性使其可运用于反射式的显示器，因此对于静态画面显示来说，反射式胆固醇液晶显示器具有相当好的省电特性。
在现有技术中，由于胆固醇液晶在转变状态时需要较高电压，因此操作电压范围较大，使得电路需使用昂贵的高压制程而降低投产意愿。有鉴于此，现有技术实有改进的必要。
发明内容
因此，本发明的主要目的即在于提供一种可通过电容耦合调变达成高压驱动，以减少驱动电压范围的驱动模块及其驱动方法。
本发明公开一种驱动模块，用于主动式矩阵驱动胆固醇液晶显示设备。该驱动模块包含有栅极驱动电路用来产生复数个栅极驱动信号；源极驱动电路用来产生复数个数据驱动信号；以及时序控制器，用来控制该复数个栅极驱动信号及该复数个数据驱动信号，并调变储存电容的端点的阵列共电压，以于该储存电容的另一端点借由电容耦合产生抬升电压；其中，像素电压用来驱动复数个胆固醇液晶像素中胆固醇液晶像素，该像素电压为该复数个数据驱动信号中相对应驱动信号的驱动电压与该抬升电压的加总。
本发明另公开一种驱动方法，用于主动式矩阵驱动胆固醇液晶显示设备，该驱动方法包含有产生复数个栅极驱动信号；产生复数个数据驱动信号；以及控制该复数个栅极驱动信号及该复数个数据驱动信号，并调变储存电容的端点的阵列共电压，以于该储存电容的另一端点借由电容耦合产生抬升电压；其中，像素电压用来驱动复数个胆固醇液晶像素中胆固醇液晶像素，该像素电压为该复数个数据驱动信号中相对应驱动信号的驱动电压与该抬升电压的加总。
附图说明
图1为本发明实施例主动式矩阵驱动胆固醇液晶显示设备的示意图。
图2为本发明实施例胆固醇液晶反射率对电压关系的示意图。
图3为依序重置扫描再决定扫描操作中栅极驱动信号的时序图。
图4为共电压为定值情况下，对胆固醇液晶像素在相邻两帧分别以正负极性驱动的示意图。
图5为两个共电压调变情况下，对胆固醇液晶像素在相邻两帧分别以正负极性驱动的示意图。
图6为本发明实施例两个共电压调变及借由耦合产生抬升电压情况下，对胆固醇液晶像素在相邻两帧分别以正负极性驱动的示意图。
图7为本发明实施例共电压为定值及借由耦合产生抬升电压情况下，对胆固醇液晶像素在相邻两帧分别以正负极性驱动的示意图。
图8为本发明实施例胆固醇液晶像素以摆动信号线调变储存电容的阵列共电压的示意图。
图9为本发明实施例图8所示的胆固醇液晶像素以两个共电压调变进行驱动的示意图。
图10为本发明实施例图8所示的胆固醇液晶像素以固定共电压进行驱动的示意图。
图11为本发明实施例胆固醇液晶像素以摆动信号线及刷新信号线调变储存电容的阵列共电压的示意图。
图12为本发明实施例图11所示的胆固醇液晶像素以两个共电压调变进行驱动的示意图。
图13为本发明实施例图11所示的胆固醇液晶像素以固定共电压进行驱动的示意图。
图14为本发明实施例以摆动信号线及刷新信号线调变储存电容的阵列共电压的示意图。
图15为本发明实施例驱动流程的示意图。
具体实施方式
请参考图1，图1为本发明实施例主动式矩阵驱动胆固醇液晶显示(cholestericliquid crystal display)装置10的示意图。为方便说明，主动式矩阵驱动胆固醇液晶显示设备10简化为由源极驱动电路100、栅极驱动电路102、时序控制器104、数据线S1～SM、扫描线G1～GN及胆固醇液晶像素矩阵Mat所组成，其中，源极驱动电路100、栅极驱动电路102及时序控制器104可视为驱动模块12。胆固醇液晶像素矩阵Mat包含复数个胆固醇液晶像素，各胆固醇液晶像素包含胆固醇液晶，其电路可简化为由晶体管T、储存电容Cst及液晶电容Clc所组成。其中，电容Cst、Clc与晶体管T相连接的共同端点具有像素电压Vp，而储存电容Cst的另一端点(即下板)具有阵列共电压Vcst，以及液晶电容Clc的另一端点(即上板)耦接于共电压Vcom。此外，晶体管T为开关组件，可以是一种薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)，包括但不限于非晶硅(a-Si)、氧化物(Oxide)以及低温多晶硅(Low TemperaturePoly-Silicon，LTPS，可为NMOS或PMOS)薄膜晶体管，若为低温多晶硅PMOS组件，以下所述的电压的极性应相反或作适当的调整。
请继续参考图2，图2为本发明实施例胆固醇液晶(Cholesteric Liquid CrystalDisplay，CH-LCD)反射率对电压关系的示意图。如图2所示，借由液晶电容Clc的跨压的调变可改变胆固醇液晶状态，平面态(Planar)时将反射特定波长的光，而焦锥态(Focal-conic)时将会散射，因此可利用电压进行反射率的调变。在调变胆固醇液晶状态时，可先借由较大的重置(resetting)电压将胆固醇液晶驱动至同向排列(Homeotropic)态，再由较小的决定(determining)电压使胆固醇液晶驱动至用户所需的平面态或焦锥态，调变需求的反射率。因此，可制造出具有双稳态特性的全彩反射式胆固醇液晶像素。
在此情况下，时序控制器104可利用水平同步信号Hsync及输出致能信号Ena，分别控制源极驱动电路100与栅极驱动电路102，产生数据驱动信号Sig_S1～Sig_SM与栅极驱动信号Sig_G1～Sig_GN，以对胆固醇液晶像素矩阵Mat中相对应胆固醇液晶像素充电。换言之，各胆固醇液晶像素中晶体管T先被相对应栅极驱动信号开启一次进行重置扫描，使得胆固醇液晶被相对应数据驱动信号以较大的重置电压驱动，达到稳定的同向排列态后，各胆固醇液晶像素中晶体管T被相对应栅极驱动信号开启一次进行决定扫描，再被相对应数据驱动信号依用户所欲画面以较小的决定电压驱动，以达到稳定的平面态或焦锥态及相对应灰阶和亮度，使胆固醇液晶像素矩阵Mat可显示用户所欲画面。如此一来，通过对各胆固醇液晶像素以较大的重置电压驱动达到稳定的同向排列态后，再以较小的决定电压驱动以达到稳定的平面态或焦锥态及相对应灰阶和亮度的方式，对胆固醇液晶像素矩阵Mat进行主动式驱动，以具有快速更新速率，而可流畅地进行影片拨放等画面显示。
详细来说，请参考图3，图3为在依序重置扫描再决定扫描操作30中栅极驱动信号Sig_G1～Sig_GN的时序图。如图3所示，在正极性帧Fp的重置阶段中栅极驱动信号Sig_G1～Sig_GN先分别以重置扫描时间tsr对所对应扫描线G1～GN进行一次重置扫描，此时数据驱动信号Sig_S1～Sig_SM对相对应胆固醇液晶像素以较大的正极性重置电压驱动，接着等待重置保留时间Thr确定所有胆固醇液晶像素达到稳定的同向排列态后，在正极性帧Fp的决定阶段中栅极驱动信号Sig_G1～Sig_GN再分别以决定扫描时间tsd对所对应扫描线G1～GN进行一次决定扫描，此时数据驱动信号Sig_S1～Sig_SM对相对应胆固醇液晶像素依使用者所欲画面以较小的决定电压驱动，接着所有胆固醇液晶像素可将此帧所剩时间做为决定保留时间Thd，再分别达到稳定的平面态或焦锥态及相对应灰阶和亮度，以显示用户所欲画面。依此类推，在负极性帧Fn的重置阶段及决定阶段，可分别以较大的负极性重置电压及较小的负极性决定电压驱动，以显示用户所欲画面。
请参考图4，图4为共电压Vcom为定值情况下，对胆固醇液晶像素在相邻两帧Fp、Fn分别以正负极性驱动的示意图。如图4所示，在正极性帧Fp的重置阶段中相对应栅极电压Vg切换至栅极高电压(如40V)开启相对应扫描线时，此时相对应数据驱动信号对胆固醇液晶像素以与共电压Vcom(如0V)差值较大的驱动电压Vd做为正极性重置电压(如30V)驱动进行重置。接着，在正极性帧Fp的决定阶段中，相对应栅极电压Vg切换至栅极高电压开启相对应扫描线时，此时相对应数据驱动信号对胆固醇液晶像素依使用者所欲画面以与共电压Vcom差值较小的驱动电压Vd做为正极性决定电压(如0～15V)驱动进行决定。依此类推，负极性帧Fn的重置阶段中相对应数据驱动信号对胆固醇液晶像素以与共电压Vcom差值较大的驱动电压Vd做为负极性重置电压(如-30V)驱动进行重置，而在决定阶段中以与共电压Vcom差值较小的驱动电压Vd做为负极性决定电压(如-15～0V)驱动进行决定。在此情况下，源极驱动电路100的驱动电压Vd的电压输出范围为60V(-30～30V)，而为使胆固醇液晶像素的晶体管T有效开启进行充电及有效关闭避免漏流，栅极驱动电路102的栅极电压Vg的电压输出范围需大致为75V(-35～40V)。如此一来，源极驱动电路100与栅极驱动电路102的电压范围较大，使得电路需使用昂贵的高压制程而降低投产意愿。
另一方面，请参考图5，图5为共电压Vcom以共电压Vcom1、Vcom2调变情况下，对胆固醇液晶像素在相邻两帧Fp、Fn分别以正负极性驱动的示意图。图5与图4所示操作大致相似，相同部分以相同符号表示且不再赘述以求简洁。图5与图4所示操作的主要差异在于，在正极性帧Fp中，以相同准位的共电压Vcom1(如0V)做为共电压Vcom，因此在重置阶段及决定阶段中，可以相同准位的栅极电压Vg与驱动电压Vd进行驱动；在负极性帧Fn中，以较高准位的共电压Vcom2(如30V)做为共电压Vcom，因此负极性帧Fn的重置阶段中可以较高的驱动电压Vd做为负极性重置电压(如0V)驱动进行重置，而在决定阶段中可以较高的驱动电压Vd做为负极性决定电压(如15～30V)驱动进行决定。在此情况下，源极驱动电路100的驱动电压Vd的电压输出范围为30V(0～30V)，而为使胆固醇液晶像素的晶体管T有效开启进行充电及有效关闭避免漏流，栅极驱动电路102的栅极电压Vg的电压输出范围大致为45V(-5～40V)。如此一来，虽然图5的操作方式较图4的操作方式所需源极驱动电路100与栅极驱动电路102的电压范围较为减少，但其电压范围仍较一般电路大。
相较之下，本发明实施例使用额外电压源调变储存电容Cst的端点的阵列共电压Vcst，以于储存电容Cst的另一端点借由电容耦合产生抬升电压Vbst，使得用来驱动胆固醇液晶像素的像素电压Vp为抬升电压Vbst与驱动电压Vd的的加总。如此一来，本发明通过耦合产生的抬升电压Vbst结合驱动电压Vd对胆固醇液晶像素进行驱动，因此可有效减少源极驱动电路100与栅极驱动电路102的电压范围，以简化制程降低成本。
详细来说，请参考图6为本发明实施例共电压Vcom以共电压Vcom1、Vcom2调变及借由耦合产生抬升电压Vbst情况下，对胆固醇液晶像素在相邻两帧Fp、Fn分别以正负极性驱动的示意图。图6与图5所示操作大致相似，相同部分以相同符号表示且不再赘述以求简洁。图6与图5所示操作的主要差异在于，在正极性帧Fp的重置阶段中，对胆固醇液晶像素进行重置的正极性重置电压(如30V)系由驱动电压Vd(如15V)及抬升电压Vbst(如15V)加总产生，而在负极性帧Fn的决定阶段中，对胆固醇液晶像素进行决定的负极性决定电压(如15～30V)系由驱动电压Vd(如0～15V)及抬升电压Vbst(如15V)加总产生。在此情况下，源极驱动电路100的驱动电压Vd的电压输出范围为15V(0～15V)，而为使胆固醇液晶像素的晶体管T有效开启进行充电及有效关闭避免漏流，栅极驱动电路102的栅极电压Vg的电压输出范围大致为30V(-5～25V)。如此一来，本发明借由电容耦合效应，使用额外电压源调变调整像素电压Vp，因此可减少源极驱动电路100的电压范围要求，进而减少栅极驱动电路102的电压范围要求。
另一方面，请参考图7，图7为本发明实施例共电压Vcom为定值及借由耦合产生抬升电压Vbst情况下，对胆固醇液晶像素在相邻两帧Fp、Fn分别以正负极性驱动的示意图。图7与图4所示操作大致相似，相同部分以相同符号表示且不再赘述以求简洁。图7与图4所示操作的主要差异在于，在正极性帧Fp的重置阶段中，对胆固醇液晶像素进行重置的正极性重置电压(如30V)系由驱动电压Vd(如15V)及抬升电压Vbst(如15V)加总产生，而在负极性帧Fn的重置阶段中，对胆固醇液晶像素进行重置的负极性重置电压(如-30V)系由驱动电压Vd(如-15V)及抬升电压Vbst(如-15V)加总产生。在此情况下，源极驱动电路100的驱动电压Vd的电压输出范围为30V(-15～15V)，而为使胆固醇液晶像素的晶体管T有效开启进行充电及有效关闭避免漏流，栅极驱动电路102的栅极电压Vg的电压输出范围大致为60V(-35～25V)。如此一来，本发明借由电容耦合效应，使用额外电压源调变调整像素电压Vp，因此可减少源极驱动电路100的电压范围要求，进而减少栅极驱动电路102的电压范围要求。
值得注意的是，本发明的主要精神在于使用额外电压源调变储存电容Cst的阵列共电压Vcst，以于储存电容Cst的另一端点借由电容耦合产生抬升电压Vbst调整像素电压Vp，以减少源极驱动电路100与栅极驱动电路102的电压范围要求。本领域具通常知识者当可据以进行修饰或变化，而不限于此。举例来说，使用额外电压源调变储存电容Cst的阵列共电压Vcst的方式可对对应各扫描线的胆固醇液晶像素皆拉摆动信号线进行控制，或者全部胆固醇液晶像素拉摆动信号线及刷新信号线并在各扫描线增加设置晶体管搭配栅极驱动信号Sig_G1～Sig_GN进行控制。
详细来说，请参考图8，图8为本发明实施例胆固醇液晶像素以摆动信号线SL调变储存电容Cst的阵列共电压Vcst的示意图。图8所示胆固醇液晶像素可为图1所示任胆固醇液晶像素，栅极电压Vg在电压Vgh及Vgl间变化，驱动电压Vd在电压Vdh～Vdl间变化，共电压Vcom在电压Vcom1～Vcom2间变化。此外，驱动模块12另包含摆动信号线SL耦接于储存电容Cst，其电压于电压Vsh～Vsl间变化以调变阵列共电压Vcst，以产生抬升电压Vbst调整像素电压Vp，其中，抬升电压Vbst为阵列共电压Vcst电压变化的分压，即
Figure BDA0002648135260000081
其中因为Cst和Clc远大于其他寄生电容，此公式忽略简化其它寄生电容的影响。
具体而言，请参考图9，图9为本发明实施例图8与图6所示的胆固醇液晶像素以共电压Vcom1、Vcom2调变进行驱动的示意图。如图9所示，在正极性帧Fp的重置阶段中相对应栅极电压Vg切换至栅极高电压(如25V)开启相对应扫描线时，此时驱动电压Vd先以电压Vdh(如15V)进行充电使得像素电压Vp升高至电压Vdh，接着栅极电压Vg切换至栅极低电压(如-5V)关闭相对应扫描线，此时摆动信号线SL由电压Vsl(如0V)切换至电压Vsh(如22.5V)，通过电容耦合对像素电压Vp再增加抬升电压Vbst(设计Cst:Clc＝2:1，使得Vbst＝22.5*2/3＝15V)以对胆固醇液晶像素驱动进行重置。在正极性帧Fp的决定阶段中相对应栅极电压Vg切换至栅极高电压(如25V)开启相对应扫描线时，此时像素电压Vp放电至驱动电压Vd的准位(如15V，或其它对应使用者所欲画面的准位)再对胆固醇液晶像素驱动进行决定。
接着，在负极性帧Fn的重置阶段前，摆动信号线SL由电压Vsh(如22.5V)切换至电压Vsl(如0V)而共电压Vcom由电压Vcom1(如0V)切换至电压Vcom2(如30V)，此时像素电压Vp先略微下降(-22.5*2/3+30*1/3＝-5V)，然后重置阶段中相对应栅极电压Vg切换至栅极高电压(如25V)开启相对应扫描线，此时驱动电压Vd先以电压Vdl(如0V)进行放电使得像素电压Vp降低至电压Vdl对胆固醇液晶像素驱动进行重置。在负极性帧Fn的决定阶段中相对应栅极电压Vg切换至栅极高电压(如25V)开启相对应扫描线时，此时驱动电压Vd(如15V，或其它对应使用者所欲画面的准位减去抬升电压Vbst)先进行充电使得像素电压Vp升高，接着栅极电压Vg切换至栅极低电压(如-5V)关闭相对应扫描线，此时摆动信号线SL由电压Vsl(如0V)切换至电压Vsh(如22.5V)，通过电容耦合对像素电压Vp再增加抬升电压Vbst(如15V)到达目标电压(如30V，或其它对应使用者所欲画面的准位)以对胆固醇液晶像素驱动进行决定。如此一来，在以共电压Vcom1、Vcom2调变的情况下，本发明可通过摆动信号线SL调变储存电容Cst的阵列共电压Vcst，减少源极驱动电路100与栅极驱动电路102的电压范围要求，以简化制程降低成本。
另一方面，请参考图10，图10为本发明实施例图8与图7所示的胆固醇液晶像素以固定共电压Vcom1进行驱动的示意图。如图10所示，在正极性帧Fp的重置阶段中相对应栅极电压Vg切换至栅极高电压(如25V)开启相对应扫描线时，此时驱动电压Vd先以电压Vdh(如15V)进行充电使得像素电压Vp升高至电压Vdh，接着栅极电压Vg切换至栅极低电压(如-35V)关闭相对应扫描线，此时摆动信号线SL由电压Vsl(如0V)切换至电压Vsh(如22.5V)，通过电容耦合对像素电压Vp再增加抬升电压Vbst(如15V)以对胆固醇液晶像素驱动进行重置。在正极性帧Fp的决定阶段中相对应栅极电压Vg切换至栅极高电压(如25V)开启相对应扫描线，此时像素电压Vp放电至驱动电压Vd的准位(如15V，或其它对应使用者所欲画面的准位)再对胆固醇液晶像素驱动进行决定。
接着，在负极性帧Fn的重置阶段中相对应栅极电压Vg切换至栅极高电压(如25V)开启相对应扫描线，此时驱动电压Vd先以电压Vdl(如-15V)将像素电压Vp降低至电压Vdl，接着栅极电压Vg切换至栅极低电压(如-35V)关闭相对应扫描线，此时摆动信号线SL由电压Vsh(如22.5V)切换至电压Vsl(如0V)，通过电容耦合对像素电压Vp再降低抬升电压Vbst的大小(如15V)以对胆固醇液晶像素驱动进行重置。在负极性帧Fn的决定阶段中相对应栅极电压Vg切换至栅极高电压(如25V)开启相对应扫描线，此时像素电压Vp拉至驱动电压Vd的准位(如-15V，或其它对应使用者所欲画面的准位)再对胆固醇液晶像素驱动进行决定。如此一来，在以固定共电压Vcom1的情况下，本发明可通过摆动信号线SL调变储存电容Cst的阵列共电压Vcst，减少源极驱动电路100与栅极驱动电路102的电压范围要求，以简化制程降低成本。
值得注意的是，上述摆动信号线SL调变储存电容Cst的阵列共电压Vcst的实施方式，需对对应各扫描线的胆固醇液晶像素皆拉摆动信号线SL进行控制，以配合不同扫描线的时序。另一方面，请参考图11，图11为本发明实施例胆固醇液晶像素以摆动信号线SL及刷新信号线RL调变储存电容Cst的阵列共电压Vcst的示意图。图11与图8大致相似，相同部分以相同符号表示且不再赘述以求简洁。图11与图8的主要差异在于，驱动模块12另包含摆动信号线SL及刷新信号线RL分别经由晶体管T3、T2耦接于储存电容Cst，其中，晶体管T与晶体管T2皆由同一栅极驱动信号的栅极电压Vg控制，而晶体管T3由后续栅极驱动信号的栅极电压Vg’控制(可设定后续6个栅极驱动信号中一者，如晶体管T与晶体管T2由栅极驱动信号Sig_G1控制，则晶体管T3可由时序在栅极驱动信号Sig_G1之后的栅极驱动信号Sig_G2～Sig_G7中一者控制)。在此情况下，阵列共电压Vcst可由刷新信号线RL的准位(可于电压Vrel～Vreh间变化)调变至摆动信号线SL的准位，以于储存电容Cst的另一端点借由电容耦合产生抬升电压Vbst调整像素电压Vp。举例来说，摆动信号线SL的准位低于刷新信号线RL的准位时可降低像素电压Vp，而摆动信号线SL的准位高于刷新信号线RL的准位时可增加像素电压Vp，摆动信号线SL的准位等于刷新信号线RL的准位时像素电压Vp由驱动电压Vd决定。
具体而言，请参考图12，图12为本发明实施例图11所示的胆固醇液晶像素以共电压Vcom1、Vcom2调变进行驱动的示意图。图12与图9大致相似，相同部分以相同符号表示且不再赘述以求简洁。图12与图9的主要差异在于，在正极性帧Fp的重置阶段中相对应栅极电压Vg切换至栅极高电压(如32.5V)开启晶体管T2，此时储存电容Cst被放电至刷新信号线RL的电压Vrel(如0V)，接着栅极电压Vg切换至栅极低电压(如-5V)关闭晶体管T2且栅极电压Vg’切换至栅极高电压(如32.5V)开启晶体管T3，此时摆动信号线SL由电压Vsl(如0V)切换至电压Vsh(如22.5V)而与刷新信号线RL的电压Vrel(如0V)具有压差，将储存电容Cst充电至电压Vsh并通过电容耦合对像素电压Vp再增加抬升电压Vbst以对胆固醇液晶像素驱动进行重置。在正极性帧Fp的决定阶段中相对应栅极电压Vg切换至栅极高电压(如32.5V)开启晶体管T2，此时储存电容Cst被放电至刷新信号线RL的电压Vrel(如0V)，接着栅极电压Vg切换至栅极低电压(如-5V)关闭晶体管T2且栅极电压Vg’切换至栅极高电压(如32.5V)开启晶体管T3，此时摆动信号线SL的电压Vsl(如0V)与刷新信号线RL的电压Vrel(如0V)不具有压差，因此像素电压Vp以驱动电压Vd的准位(如15V，或其它对应使用者所欲画面的准位)对胆固醇液晶像素驱动进行决定。
接着，在负极性帧Fn的重置阶段前，共电压Vcom由电压Vcom1(如0V)切换至电压Vcom2(如30V)，此时像素电压Vp及储存电容Cst的耦合上升，然后重置阶段中相对应栅极电压Vg切换至栅极高电压(如32.5V)开启晶体管T2，此时储存电容Cst先因电容耦合降低再维持在刷新信号线RL的电压Vrel(如0V)，接着栅极电压Vg切换至栅极低电压(如-5V)关闭晶体管T2且栅极电压Vg’切换至栅极高电压(如32.5V)开启晶体管T3，此时摆动信号线SL的电压Vsl(如0V)与刷新信号线RL的电压Vrel(如0V)不具有压差，因此像素电压Vp以驱动电压Vd的准位(如0V，或其它对应使用者所欲画面的准位)对胆固醇液晶像素驱动进行重置。在负极性帧Fn的决定阶段中相对应栅极电压Vg切换至栅极高电压(如32.5V)开启晶体管T2，此时储存电容Cst维持在刷新信号线RL的电压Vrel(如0V)，接着栅极电压Vg切换至栅极低电压(如-5V)关闭晶体管T2且栅极电压Vg’切换至栅极高电压(如32.5V)开启晶体管T3，此时摆动信号线SL由电压Vsl(如0V)切换至电压Vsh(如22.5V)而与刷新信号线RL的电压Vrel(如0V)具有压差，将储存电容Cst充电至电压Vsh并通过电容耦合对像素电压Vp再增加抬升电压Vbst以对胆固醇液晶像素驱动进行决定。如此一来，在以共电压Vcom1、Vcom2调变的情况下，本发明可通过摆动信号线SL及刷新信号线RL调变储存电容Cst的阵列共电压Vcst，减少源极驱动电路100与栅极驱动电路102的电压范围要求，以简化制程降低成本并具有较简单的电路布局。
另一方面，请参考图13，图13为本发明实施例图11所示的胆固醇液晶像素以固定共电压Vcom1进行驱动的示意图。图13与图10大致相似，相同部分以相同符号表示且不再赘述以求简洁。图13与图10的主要差异在于，在正极性帧Fp的重置阶段中相对应栅极电压Vg切换至栅极高电压(如25V)开启晶体管T2，此时储存电容Cst维持刷新信号线RL的电压Vrel(如-10V)，接着栅极电压Vg切换至栅极低电压(如-35V)关闭晶体管T2且栅极电压Vg’切换至栅极高电压(如25V)开启晶体管T3，此时摆动信号线SL由电压Vsl(如-10V)切换至电压Vsh(如12.5V)而与刷新信号线RL的电压Vrel(如-10V)具有压差，将储存电容Cst充电至电压Vsh并通过电容耦合对像素电压Vp再增加抬升电压Vbst以对胆固醇液晶像素驱动进行重置。在正极性帧Fp的决定阶段中相对应栅极电压Vg切换至栅极高电压(如25V)开启晶体管T2，此时储存电容Cst先因电容耦合降低再维持在刷新信号线RL的电压Vreh(如12.5V)，接着栅极电压Vg切换至栅极低电压(如-35V)关闭晶体管T2且栅极电压Vg’切换至栅极高电压(如25V)开启晶体管T3，此时摆动信号线SL的电压Vsh(如12.5V)与刷新信号线RL的电压Vreh(如12.5V)不具有压差，因此像素电压Vp以驱动电压Vd的准位(如15V，或其它对应使用者所欲画面的准位)对胆固醇液晶像素驱动进行决定。
接着，在负极性帧Fn的重置阶段中相对应栅极电压Vg切换至栅极高电压(如25V)开启晶体管T2，此时储存电容Cst先因电容耦合降低再维持在刷新信号线RL的电压Vreh(如12.5V)，接着栅极电压Vg切换至栅极低电压(如-35V)关闭晶体管T2且栅极电压Vg’切换至栅极高电压(如25V)开启晶体管T3，此时摆动信号线SL的电压Vsl(如-10V)与刷新信号线RL的电压Vreh(如12.5V)具有压差，将储存电容Cst拉低至电压Vsl并通过电容耦合对像素电压Vp再降低抬升电压Vbst的大小(如15V)以对胆固醇液晶像素驱动进行重置。在负极性帧Fn的决定阶段中相对应栅极电压Vg切换至栅极高电压(如25V)开启晶体管T2，此时储存电容Cst先因电容耦合升高再维持在刷新信号线RL的电压Vrel(如-10V)，接着栅极电压Vg切换至栅极低电压(如-35V)关闭晶体管T2且栅极电压Vg’切换至栅极高电压(如25V)开启晶体管T3，此时摆动信号线SL的电压Vsl与刷新信号线RL的电压Vrel不具有压差，因此像素电压Vp以驱动电压Vd的准位(如-15V，或其它对应使用者所欲画面的准位)对胆固醇液晶像素驱动进行决定。如此一来，在以固定共电压Vcom1的情况下，本发明可通过摆动信号线SL及刷新信号线RL调变储存电容Cst的阵列共电压Vcst，减少源极驱动电路100与栅极驱动电路102的电压范围要求，以简化制程降低成本并具有较简单的电路布局。
此外，请参考图14，图14为本发明实施例以摆动信号线SL及刷新信号线RL调变储存电容Cst的阵列共电压Vcst的示意图。图14与图1部分相似，相同部分以相同符号表示且不再赘述以求简洁。图14与图1的主要差异在于，图14如图11包含摆动信号线SL及刷新信号线RL分别经由晶体管T2、T3耦接于储存电容Cst，以调变储存电容Cst的阵列共电压Vcst，其中，图14绘示对应相同胆固醇液晶像素的晶体管T2、T3由相邻扫描线的栅极驱动信号进行控制，但在其它实施例中，亦可由其它后续扫描线的栅极驱动信号控制晶体管T3。其余操作可参考以上叙述，于此不再赘述以求简洁。如此一来，相较于图8至图10的实施例需对对应各扫描线的胆固醇液晶像素皆拉摆动信号线进行控制，而具有复杂电路布局，图11至图14的实施例可通过摆动信号线SL及刷新信号线RL并在各扫描线增加设置晶体管T2、T3搭配栅极驱动信号Sig_G1～Sig_GN进行控制，而具有较简单的电路布局。
因此，驱动模块12的驱动操作，可归纳为驱动流程150，如图15所示，其包含以下步骤：
步骤1500：开始。
步骤1502：产生栅极驱动信号Sig_G1～Sig_GN。
步骤1504：产生数据驱动信号Sig_S1～Sig_SM。
步骤1506：控制栅极驱动信号Sig_G1～Sig_GN及数据驱动信号Sig_S1～Sig_SM，及调变储存电容Cst的端点的阵列共电压Vcst，以于该储存电容Cst的另一端点借由电容耦合产生抬升电压Vbst；其中，像素电压Vp用来驱动胆固醇液晶像素，像素电压Vp为数据驱动信号Sig_S1～Sig_SM中相对应驱动信号的驱动电压Vd与抬升电压Vbst的加总。
步骤1508：结束。
驱动流程150的详细操作可参考驱动模块12的相关叙述，于此不再赘述。
综上所述，本发明可通过使用额外电压源调变储存电容Cst的阵列共电压Vcst，以于储存电容Cst的另一端点借由电容耦合产生抬升电压Vbst调整像素电压Vp，以减少源极驱动电路100与栅极驱动电路102的电压范围要求，以简化制程降低成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
符号说明
10:主动式矩阵驱动胆固醇液晶显示设备
12:驱动模块
100:源极驱动电路
102:栅极驱动电路
104:时序控制器
150:流程
1500～1508:步骤
S1～SM:数据线
G1～GN:扫描线
Mat:胆固醇液晶像素矩阵
T,T2,T3:晶体管
Cst:储存电容
Clc:液晶电容
Vcom:共电压
Vcst:阵列共电压
Vg,Vg’,Vp:电压
Hsync:水平同步信号
Ena:输出致能信号
Sig_S1～Sig_SM:数据驱动信号
Sig_G1～Sig_GN:栅极驱动信号
Fp,Fn:帧
tsr:重置扫描时间
Thr:重置保留时间
tsd:决定扫描时间
Thd:决定保留时间
Vgl,Vgh,Vdh,Vdl,Vsh,Vsl,Vrel,Vreh:电压
Vcom,Vcom1,Vcom2:共电压
Vd:驱动电压
Vbst:抬升电压
SL:摆动信号线
RL:刷新信号线。

Claims (20)

1.一种驱动模块，用于主动式矩阵驱动胆固醇液晶显示设备，包含有：
栅极驱动电路，用来产生复数个栅极驱动信号；
源极驱动电路，用来产生复数个数据驱动信号；以及
时序控制器，用来控制该复数个栅极驱动信号及该复数个数据驱动信号，并调变储存电容的端点的阵列共电压，以于该储存电容的另一端点借由电容耦合产生抬升电压；
其中，像素电压用来驱动复数个胆固醇液晶像素中胆固醇液晶像素，该像素电压为该复数个数据驱动信号中相对应驱动信号的驱动电压与该抬升电压的加总。
2.如权利要求1所述的驱动模块，其中该主动式矩阵驱动胆固醇液晶显示设备的共电压具两极性电压值，且在正极性帧的重置阶段中，该驱动电压及该抬升电压加总产生正极性重置电压，而在负极性帧的决定阶段中，该驱动电压及该抬升电压加总产生负极性决定电压。
3.如权利要求1所述的驱动模块，其中该主动式矩阵驱动胆固醇液晶显示设备的共电压为定值，且在正极性帧的重置阶段中，该驱动电压及该抬升电压加总产生正极性重置电压，而在负极性帧的重置阶段中，该驱动电压及该抬升电压加总产生负极性重置电压。
4.如权利要求1所述的驱动模块，其另包含摆动信号线耦接于该储存电容，该摆动信号线的电压变化以调变该储存电容的该阵列共电压，以产生该抬升电压调整该像素电压。
5.如权利要求4所述的驱动模块，其中该主动式矩阵驱动胆固醇液晶显示设备的共电压具两极性电压值，且在正极性帧的重置阶段中，该摆动信号线的该电压由低电压准位切换至高电压准位，以将该像素电压由该驱动电压再增加该抬升电压，而在负极性帧的决定阶段中，该摆动信号线的该电压由该低电压准位切换至该高电压准位，以将该像素电压由该驱动电压再增加该抬升电压。
6.如权利要求4所述的驱动模块，其中该主动式矩阵驱动胆固醇液晶显示设备的共电压为定值，且在正极性帧的重置阶段中，该摆动信号线的该电压由低电压准位切换至高电压准位，以将该像素电压由该驱动电压再增加该抬升电压，而在负极性帧的重置阶段中，该摆动信号线的该电压由该高电压准位切换至该低电压准位，以将该像素电压由该驱动电压再降低该抬升电压的大小。
7.如权利要求1所述的驱动模块，其另包含摆动信号线及刷新信号线分别经由第一晶体管及第二晶体管耦接于该储存电容，该刷新信号线与该摆动信号线的电压准位差调变该储存电容的该阵列共电压，以产生该抬升电压调整该像素电压。
8.如权利要求7所述的驱动模块，其中该第一晶体管与该胆固醇液晶像素的晶体管以该复数个栅极驱动信号中相同栅极驱动信号控制，而该第二晶体管以该复数个栅极驱动信号中该相同栅极驱动信号的后续栅极驱动信号控制，该后续栅极驱动信号的时序在该相同栅极驱动信号的后。
9.如权利要求7所述的驱动模块，其中该主动式矩阵驱动胆固醇液晶显示设备的共电压具两极性电压值，且在正极性帧的重置阶段中，该储存电容由该刷新信号线的低电压准位切换至该摆动信号线的高电压准位，以将该像素电压由该驱动电压再增加该抬升电压，而在负极性帧的决定阶段中，该储存电容由该刷新信号线的该低电压准位切换至该摆动信号线的该高电压准位，以将该像素电压由该驱动电压再增加该抬升电压。
10.如权利要求7所述的驱动模块，其中该主动式矩阵驱动胆固醇液晶显示设备的共电压为定值，且在正极性帧的重置阶段中，该储存电容由该刷新信号线的低电压准位切换至该摆动信号线的高电压准位，以将该像素电压由该驱动电压再增加该抬升电压，而在负极性帧的重置阶段中，该储存电容由该刷新信号线的高电压准位切换至该摆动信号线的低电压准位，将该像素电压由该驱动电压再降低该抬升电压的大小。
11.一种驱动方法，用于主动式矩阵驱动胆固醇液晶显示设备，包含有：
产生复数个栅极驱动信号；
产生复数个数据驱动信号；以及
控制该复数个栅极驱动信号及该复数个数据驱动信号，并调变储存电容的端点的阵列共电压，以于该储存电容的另一端点借由电容耦合产生抬升电压；
其中，像素电压用来驱动复数个胆固醇液晶像素中胆固醇液晶像素，该像素电压为该复数个数据驱动信号中相对应驱动信号的驱动电压与该抬升电压的加总。
12.如权利要求11所述的驱动方法，其中该主动式矩阵驱动胆固醇液晶显示设备的共电压具两极性电压值，且在正极性帧的重置阶段中，该驱动电压及该抬升电压加总产生正极性重置电压，而在负极性帧的决定阶段中，该驱动电压及该抬升电压加总产生负极性决定电压。
13.如权利要求11所述的驱动方法，其中该主动式矩阵驱动胆固醇液晶显示设备的共电压为定值，且在正极性帧的重置阶段中，该驱动电压及该抬升电压加总产生正极性重置电压，而在负极性帧的重置阶段中，该驱动电压及该抬升电压加总产生负极性重置电压。
14.如权利要求11所述的驱动方法，其另包含耦接摆动信号线于该储存电容，该摆动信号线的电压变化以调变该储存电容的该阵列共电压，以产生该抬升电压调整该像素电压。
15.如权利要求14所述的驱动方法，其中该主动式矩阵驱动胆固醇液晶显示设备的共电压具两极性电压值，且在正极性帧的重置阶段中，该摆动信号线的该电压由低电压准位切换至高电压准位，以将该像素电压由该驱动电压再增加该抬升电压，而在负极性帧的决定阶段中，该摆动信号线的该电压由该低电压准位切换至该高电压准位，以将该像素电压由该驱动电压再增加该抬升电压。
16.如权利要求14所述的驱动方法，其中该主动式矩阵驱动胆固醇液晶显示设备的共电压为定值，且在正极性帧的重置阶段中，该摆动信号线的该电压由低电压准位切换至高电压准位，以将该像素电压由该驱动电压再增加该抬升电压，而在负极性帧的重置阶段中，该摆动信号线的该电压由该高电压准位切换至该低电压准位，以将该像素电压由该驱动电压再降低该抬升电压的大小。
17.如权利要求11所述的驱动方法，其另包含分别经由第一晶体管及第二晶体管耦接摆动信号线及刷新信号线于该储存电容，该刷新信号线与该摆动信号线的电压准位差调变该储存电容的该阵列共电压，以产生该抬升电压调整该像素电压。
18.如权利要求17所述的驱动方法，其中该第一晶体管与该胆固醇液晶像素的晶体管以该复数个栅极驱动信号中相同栅极驱动信号控制，而该第二晶体管以该复数个栅极驱动信号中该相同栅极驱动信号的后续栅极驱动信号控制，该后续栅极驱动信号的时序在该相同栅极驱动信号的后。
19.如权利要求17所述的驱动方法，其中该主动式矩阵驱动胆固醇液晶显示设备的共电压具两极性电压值，且在正极性帧的重置阶段中，该储存电容由该刷新信号线的低电压准位切换至该摆动信号线的高电压准位，以将该像素电压由该驱动电压再增加该抬升电压，而在负极性帧的决定阶段中，该储存电容由该刷新信号线的该低电压准位切换至该摆动信号线的该高电压准位，以将该像素电压由该驱动电压再增加该抬升电压。
20.如权利要求17所述的驱动方法，其中该主动式矩阵驱动胆固醇液晶显示设备的共电压为定值，且在正极性帧的重置阶段中，该储存电容由该刷新信号线的低电压准位切换至该摆动信号线的高电压准位，以将该像素电压由该驱动电压再增加该抬升电压，而在负极性帧的重置阶段中，该储存电容由该刷新信号线的高电压准位切换至该摆动信号线的低电压准位，将该像素电压由该驱动电压再降低该抬升电压的大小。
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Application publication date: 20220125

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