CN1892778A - 显示面板之像素单元电路结构与驱动方法 - Google Patents

Abstract

一种显示面板，设置有数条数据线和扫描线。其中，扫描线沿第一方向彼此平行排列，而数据线则沿第二方向彼此平行且与扫描线交错设置。在每一扫描线和该数据线的交会处，设置有像素单元，并且每一扫描线都设置有开关元件。每一个开关元件都会依据对应之扫描线所传送的扫描信号，而决定是否将公共电压导通至对应之扫描线上所耦接的像素单元。因此，在本发明中，可以有效地减轻公共电压的负载。

Description

显示面板之像素单元电路结构与驱动方法

技术领域

本发明涉及一种显示面板，且特别涉及一种可以降低公共电压之负载的显示面板。

背景技术

针对多媒体社会之飞速进步，多半受益于半导体元件或显示器装置的飞跃性进步。就显示器而言，阴极射线管(Cathode Ray Tube，CRT)因具有优异的显示品质与其经济性，一直独占近年来的显示器市场。然而，对于个人在桌上操作多数终端机/显示器装置的环境，或是以环保的观点切入，若以节省能源的潮流加以预测，阴极射线管因空间利用以及能源消耗上仍存在很多问题，而对于轻、薄、短、小以及低消耗功率的需求无法有效提供解决之道。因此，具有高画面质量、空间利用效率佳、低消耗功率、无辐射等优越特性之薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor LiquidCrystal Display，以下简称TFT-LCD)已逐渐成为市场之主流。

图1为一种TFT-LCD之显示面板的内部结构电路图。请参照图1，一般来说，在TFT-LCD之显示面板内，设置了数条扫描线S1～Sm和数据线D1～Dn。其中，扫描线S1～Sm沿着第一方向彼此互相平行排列，而数据线D1～Dn则沿着第二方向彼此互相平行，并且与扫描线交错排列，而通常第一方向会垂直于第二方向。而在每一条扫描线和数据线的交会处，都设置有像素单元110，因而会形成像素单元阵列。公知的像素单元110内，都包括了晶体管112，其栅极端耦接对应之扫描线，源极端耦接对应之数据线，而漏极端则通过像素元件114耦接公共电压Vcom。另外，在像素元件114的两端，通常还会设置储存电容116，以稳定横跨在像素元件114两端的电压。

当TFT-LCD要输出影像时，首先会产生扫描信号到其中一条扫描线，以致能该条扫描线上所有的像素单元110。然后产生视频数据依次从数据线D1～Dn送入显示面板中，以依次驱动被致能的像素单元110。假设扫描信号从扫描线S3送入，则扫描线S3上所有的像素单元110都会被致能，接着，若是数据信号从数据线D3送入，则会送入设置在数据线D3与扫描线S3交会处的像素单元110内。此时，数据信号会从晶体管112的源极端导通至漏极端，而开始对储存电容114充电，并且像素元件114会因为晶体管112之漏极端与公共电压Vcom的电压差而被点亮。

在TFT-LCD中，上述的像素阵列形成在一块基板上，而公共电压Vcom则是连接整块基板。当像素阵列中的其中一个像素单元110被驱动时，公共电压Vcom所要驱动的负载(Loading)，并不是单个像素单元110，而是相当于整个像素阵列上的所有像素单元110，因而容易造成公共电压Vcom之驱动能力不足的现象。

发明内容

因此，本发明的目的就是提供一种显示面板，可以降低公共电压的负载，以提高公共电压的驱动能力。

本发明的再一目的是提供一种显示器装置，可以降低公共电压的负载，以提高公共电压的驱动能力。

本发明的又一目的是提供一种显示面板之驱动方法，可以提高公共电压的驱动能力。

本发明提供一种显示面板，其设置有数条数据线和扫描线。其中，扫描线沿第一方向彼此平行排列，而数据线则沿第二方向彼此平行且与扫描线交错设置。在每一扫描线和该数据线的交会处，设置有像素单元，并且每一扫描线都设置有开关元件。值得一提的是，每一个开关元件都会依据对应之扫描线所传送的扫描信号，而决定是否将公共电压导通至对应之扫描线上所耦接的像素单元。

其中，每一开关元件至少包括一个晶体管。此晶体管的栅极端会耦接对应之扫描线，其第一源/漏极端耦接公共电压，而其第二源/漏极端则耦接对应之扫描线上的像素单元。

在本发明的实施例中，上述之像素单元内包括了第一晶体管、开关元件、像素元件和储存电容。其中，第一晶体管的栅极端耦接显示面板中的其中一条扫描线，以接收扫描信号。而第一晶体管的源极端则是耦接显示面板中的其中一条数据线。另外，第一晶体管的漏极端耦接像素元件的其中一端。值得一提的是，在本发明之显示面板中，像素元件的另一端则通过对应之扫描线所耦接的开关元件而耦接到公共电压。另外，储存电容则是跨接在像素元件的两端。

在本发明另一实施例中，本发明之显示面板内的像素单元则包括了第一晶体管和第二晶体管，其中第一晶体管的栅极端耦接在显示面板中的其中的一条扫描线上，以接收扫描信号。而第一晶体管的源极端则耦接显示面板中的其中的一条数据线。而第二晶体管的栅极端和源极端，则分别与第一晶体管的栅极端和漏极端彼此互相耦接。上述的第一和第二晶体管，就构成了众所周知的双栅极结构。此外，本发明也包括了开关元件、像素元件和储存电容，其中像素元件的一端耦接第二晶体管的漏极端，另一端则通过对应之扫描线所耦接之开关元件而耦接公共电压，而储存电容同样也是跨接在像素元件的两端。

另外，本发明亦提供一种显示器装置，包括了控制电路、栅极驱动电路、源极驱动电路和显示面板。其中，栅极驱动电路和源极驱动电路都耦接控制电路，并且栅极驱动电路和源极驱动电路分别通过多条扫描线和数据线而耦接至显示面板，以分别送出扫描信号和视频数据至显示面板内。而在显示面板中，则包括了多个像素单元和多个开关元件。其中，像素单元分别对应设置于每一扫描线和数据线的交会处。而开关元件则是分别对应设置于扫描线上。而每一开关元件都会依据对应之扫描线所传送的扫描信号，而决定是否将公共电压导通至对应之扫描线上的像素单元。

另外，本发明亦提供一种显示面板之驱动方法，而在显示面板中，具有多个像素单元。本发明所提供的驱动方法，如下所述。首先需要提供公共电压，然后产生扫描信号来依次致能像素单元，并且依据扫描信号而将公共电压送至被致能的像素单元。

综上所述，在本发明所提供的显示面板的像素单元电路结构中，由于设置了由晶体管做成的开关元件，并且依据每一个像素单元所接收的扫描信号，才决定将公共电压导通至像素元件上。因此，本发明内所使用的驱动电压，会有较轻省的负载。此外，在本发明所提供的驱动方法中，由于公共电压只需要供给部分被致能的像素单元，因此同样也能降低公共电压的负载，因而提高公共电压的驱动能力。由于在本发明中之像素单元电路结构中，可以使用双栅极结构，因此也能够减少漏电流所带来的影响。

为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本发明之较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1为一种TFT-LCD之显示面板的内部结构电路图。

图2为依照本发明之一较佳实施例的一种显示器装置之内部电路方块图。

图3为依照本发明之一较佳实施例的一种像素单元之内部电路图。

图4为依照本发明另一实施例的一种像素单元之内部电路图。

图5为依照本发明之一较佳实施例的一种显示面板之驱动方法的步骤流程图。

主要元件标记说明

21、112、401、403：晶体管

110、212：像素单元

114、303、405：像素元件

116、305、407：储存电容

210：显示面板

214：开关元件

232：控制电路

234：栅极驱动电路

236：源极驱动电路

D1～Dn：数据线

D1～Dm：扫描线

Vcom：公共电压

S501、S503、S505：显示面板之驱动方法的步骤流程

具体实施方式

图2为依照本发明之一实施例的一种显示器装置之内部电路方框图。请参照图2，在本发明所提供的显示器装置内，包括了显示面板210。而在显示面板210内，设置了扫描线G1～Gm和数据线D1～Dn。其中，扫描线G1～Gm沿着第一方向而彼此平行排列，而数据线D1～Dn则沿着第二方向彼此平行并且与扫描线G1～Gm互相交错排列。一般来说，第一方向大体上垂直于第二方向。而在每一扫描线与数据线交会处，都设置有例如212的像素单元。在本发明中，每一条扫描线上都会设置例如214的开关电路。而每一个开关电路都会依据对应之扫描线上所传送的扫描信号，而决定是否将公共电压Vcom导通至对应之扫描线上的像素单元。

以下仅以开关元件214来说明开关元件的构造。本发明所使用的开关元件，可以如开关元件214所示，包括了晶体管21。其中，晶体管21的第一源/漏极端耦接公共电压Vcom，第二源/漏极端则耦接对应之扫描线(Gm-1)上的像素单元，而其栅极端则耦接对应之扫描线(Gm-1)，以致于晶体管21会依据对应之扫描线(Gm-1)上所传送的扫描信号，而将公共电压Vcom导通至对应之扫描线(Gm-1)上的像素单元。

请继续参照图2，在本发明中，还包括了控制电路232、栅极驱动电路234和源极驱动电路236。其中控制电路232耦接栅极驱动电路234和源极驱动电路236，以控制栅极驱动电路234产生扫描信号，并且依次送入扫描线G1～Gm，以致能每一条扫描线上的像素单元。此外，控制电路232还会控制源极驱动电路236产生多个视频数据，然后通过数据线D1～Dn驱动被致能的像素单元。

为求叙述能够简洁，以下仅以像素单元212为例，来说明在本发明中所使用之像素单元的结构。

图3为依照本发明之一实施例的一种像素单元之内部电路图。请参照图3，在像素单元212中，包括了晶体管301，其栅极端耦接对应之扫描线(Gm-1)，以用来接收图2所示之栅极驱动电路234所产生的扫描信号，而晶体管301的源极端则耦接了对应的数据线(D1)。另外，晶体管301的漏极端，则耦接了像素元件303的一端。另外，在像素元件303的两端，还横跨了储存电容305。众所周知，储存电容305可区分为第一金属层/绝缘层/第二金属层(Metal-Insulator-Metal，简称MIM)，以及第一金属层/绝缘层/铟锡氧化物层(Metal-Insulator-ITO，简称MII)两种架构。

在本发明中，像素元件303的一端耦接的是晶体管301的漏极端，而另一端则是通过所耦接之扫描线(Gm-1)所耦接的开关元件(214)而耦接至公共电压Vcom。以上曾提及，开关元件214的导通与否，决定于对应之扫描线(Gm-1)上所传送的扫描信号。换句话说，当有扫描信号在扫描线(Gm-1)上传送时，开关元件214才将公共电压Vcom导通至扫描线Gm-1上的像素单元。以像素单元212为例，当开关元件214导通时，公共电压Vcom才会被导通至像素元件203上。

图4为依照本发明另一实施例的一种像素单元之内部电路图。请参照图4，在另一选择实施例中，像素单元也可以利用双栅极结构来实现。以像素单元212为例，其包括了晶体管401和403。其中，晶体管401的栅极耦接扫描线Gm-1，而其源极端则耦接数据线D1。另外，晶体管403的漏极端与栅极端，分别与晶体管401的源极端和栅极端互相耦接。而晶体管403的漏极端，则是耦接像素元件405的一端，而像素元件405相当于图3中之像素303。同样地，在本实施例中，像素单元212内还包括储存电容407，跨接在像素元件405的两端。与图3所示相同，像素元件405的一端耦接晶体管403的漏极端，而另一端同样通过开关元件214而耦接至公共电压Vcom。

由于图4所示的像素单元之电路结构，为双栅极构造。因此，本实施例可以有效地降低漏电流对像素元件405所造成的影响。

此外，上述的晶体管401和403，都可以利用低温多晶硅薄膜晶体管来实现。

图5为依照本发明之一较佳实施例的一种显示面板之驱动方法的步骤流程图。请参照图5，本发明所提供的驱动方法，可以适用于例如图2所示之显示面板210。在本发明的驱动方法中，首先如步骤S501所述，提供例如图2和图3中的公共电压Vcom，然后图2所示之控制电路232可以如步骤S503所述，控制闸及驱动电路234产生扫描信号，并依次送入每一扫描线内来致能其所耦接的像素单元。以图2为例，假设扫描信号被送至扫描线Gm-1，则扫描线Gm-1上所设置的所有像素单元都会被致能。而在本发明中，由于每一条扫描线上都设置有开关电路(例如图2中所示)，因此就会如步骤S505所述，当像素单元被致能时，公共电压就会依据扫描信号而同时送入被致能的像素单元。

另外，本发明在公共电压被送至被致能的像素单元内后，会例如图2之控制电路232会控制源极驱动电路产生多个视频数据，并分别将其送至数据线中，以驱动被致能的像素单元。

综上所述，由于在本发明中，公共电压依据扫描信号而被送入对应的像素单元中。也就是说，公共电压一次只驱动一条扫描线上的像素单元。因此，本发明中之公共电压的负载，相当于只有一条扫描线而已。因此，本发明能够有效地减轻公共电压的负载，并且进而提高了公共电压的驱动能力。

虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与改进，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (10)

1.一种显示面板，其特征是包括：

多条扫描线，沿第一方向彼此平行排列设置；

多条数据线，沿第二方向彼此平行且与上述扫描线交错设置；

多个像素单元，设置于每一上述扫描线和每一上述数据线交会处；以及

多个开关元件，分别对应上述扫描线而设置，而每一上述开关元件为依据对应之扫描线所传送的扫描信号，而决定是否将公共电压导通至对应之扫描线上的上述像素单元。

2.根据权利要求1所述的显示面板，其特征是每一上述开关元件为晶体管，其栅极端耦接对应之扫描线，其第一源/漏极端耦接该公共电压，而其第二源/漏极端则耦接对应之扫描线上的上述像素单元。

3.根据权利要求1所述的显示面板，其特征是每一上述像素单元包括：

晶体管，其栅极端耦接上述扫描线中的一条，用以接收扫描信号，而该晶体管之源极端则耦接上述数据线中的一条；

像素元件，一端耦接该晶体管之漏极端，另一端则通过对应之扫描线所耦接的开关元件而耦接至该公共电压；以及

储存电容，跨接在该像素元件的两端。

4.根据权利要求1所述的显示面板，其特征是每一上述像素单元包括：

第一晶体管，其栅极端耦接上述扫描线中的一条，用以接收该扫描信号，而该第一晶体管之源极端则耦接上述数据线中的一条；

第二晶体管，其栅极端和源极端分别与该第一晶体管之栅极端和漏极端彼此互相耦接；

像素元件，一端耦接该第二晶体管之漏极端，另一端则通过对应之扫描线所耦接之开关元件而耦接至该公共电压；以及

储存电容，跨接在该像素元件的两端。

5.一种显示器装置，其特征是包括：

控制电路；

栅极驱动电路，耦接该控制电路，并通过多条扫描线而送出多个扫描信号；

源极驱动电路，耦接该控制电路，并通过多条数据线而送出多个视频数据；以及

显示面板，通过上述扫描线而耦接至该栅极驱动电路，并通过上述数据线而耦接至该源极驱动电路，且该显示面板包括：

多个像素单元，分别对应设置于每一上述扫描线和每一上述数据线之交会处；以及

多个开关元件，分别对应上述扫描线而设置，而每一上述开关元件为依据对应之扫描线所传送的扫描信号，而决定是否将公共电压导通至对应之扫描线上的上述像素单元。

6.根据权利要求5所述的显示器装置，其特征是每一上述开关为晶体管，其栅极端耦接对应之扫描线，其第一源/漏极端耦接该公共电压，而其第二源/漏极端则耦接对应之扫描线上的上述像素单元。

7.根据权利要求5所述的显示器装置，其特征是每一上述像素单元都包括薄膜晶体管(TFT)。

8.根据权利要求5所述的显示器装置，其特征是每一上述像素单元都包括低温多晶硅(LTPS)薄膜晶体管。

9.一种显示面板之驱动方法，其特征是该显示面板具有多个像素单元，而该驱动方法包括下列步骤：

提供公共电压；

产生扫描信号来依次致能上述像素单元；以及

依据该扫描信号而将该公共电压送至被致能之上述像素单元。

10.根据权利要求9所述的显示面板之驱动方法，其特征是还包括产生多个视频数据，并分别对应送至被致能之上述像素单元。

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