201040923 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係指一種用於一顯示面板的驅動電路及相關顯示裝置， 尤指一種可達到低耗電量及高晝質的顯示面板驅動電路及相關顯示 裝置。 Ο 【先前技術】 液晶顯示器具有外型輕薄、耗電量少以及無輻射污染等特性， 已被廣泛地應用在電腦系統、行動電話、個人數位助理（pda)等 資訊產品上。液晶顯示器的工作原理係利用液晶分子在不同排列狀 態下’對光線具有不同的偏振或折射效果，因此可經由不同排列狀 態的液晶分子來控制光線的穿透量，進一步產生不同強度的輸出光 ❹ 線，及不同灰階強度的紅、綠、藍光。 請參考第1圖，第1圖為習知薄膜電晶體（Thin Film Transistor， TFT)液晶顯示器10之示意圖。液晶顯示器l〇包含一液晶顯示面 板（LCD Panel) 100、一控制電路1〇2、一資料線訊號輸出電路1〇4、 一掃描線訊號輸出電路106以及一電壓產生器108。液晶顯示面板 100係由兩基板（Substrate)構成，而於兩基板間填充有液晶材料 (LCD layer)。一基板上設置有複數條資料線（DataLine) 110、複 201040923 數條垂直於資料線110的掃描線（Scan Line，或稱閘線，Gate Line) 112以及複數個薄膜電晶體114,而於另一基板上設置有一共用電極 (CommonElectrode)用來經由電壓產生器1〇8提供一共用電壓 (Vcom)。為便於說明’第1圖中僅顯示四個薄膜電晶體114 ,實 際上，液晶顯示面板100中每一資料線110與掃描線112的交接處 (Intersection)均連接有一薄膜電晶體114，亦即薄膜電晶體114係 以矩陣的方式分佈於液晶顯示面板1〇〇上，每一資料線no對應於 〇 薄膜電晶體液晶顯示器10之一行（Column)，而掃描線112對應於 薄膜電晶體液晶顯示器10之一列（Row)，且每一薄膜電晶體114 係對應於一晝素（Pixel)。此外，液晶顯示面板1〇〇之兩基板所構成 的電路特性可視為一等效電容116。 習知薄膜電晶體液晶顯示器10的驅動原理詳述如下，當控制電 路102接收到水平同步訊號（Horizontal Synchronization)及垂直同 步訊號（Vertical Synchronization)時，控制電路102會產生相對應 〇 的控制訊號分別輸入至資料線訊號輸出電路104及掃描線訊號輸出 電路106,然後資料線訊號輸出電路1〇4及掃描線訊號輸出電路1〇6 會依據該控制訊號而對不同的資料線11 〇及掃描線112產生輸入訊 號，因而控制薄膜電晶體114的導通及等效電容116兩端的電位差， 並進一步地改變液晶分子的排列以及相對應的光線穿透量，以將顯 示資料顯示於面板上。舉例來說，掃描線訊號輸出電路106對掃描 線112輸入一脈波使薄膜電晶體114導通，因此資料線訊號輸出電 路104所輸入資料線n〇的訊號可經由薄膜電晶體114而輸入等效 201040923 電容116，因此達到控制相對應畫素之灰階（GrayLevel)狀態。另 外，透過控制資料線訊號輸出電路104輸入至資料線110的訊號大 小’可產生不同的灰階大小。 若一直使用相同極性的電壓驅動液晶分子會降低液晶分子對光 線的偏振或折射效果，造成晝面顯示的品質惡化。此外，液晶顯示 面板励除了包含等效電容116外，電路本身還會產生寄生電容 ❹ （Parasite Capacitor )’所以當同樣的影像於液晶顯示面板1 〇〇上顯 示過久時，寄生電容會因為儲存電荷而產生殘影現象（Residual Image Effect) ’更會影響後續畫面的顯示。因此，為了避免上述問 題，習知技術係使用正負電壓交互的方式來驅動液晶分子。以正負 電壓來驅動液晶分子的方式有許多種，舉例來說，請參考第2A圖 及第2B圖，第2A圖及第2B圖為習知垂直反向驅動（Vertical
Inversion)方式的示意圖。在第2A圖及第2B圖中，區塊20與區 ^ 塊22係為液晶顯示面板1〇〇連續兩晝面（Frame)之相同部分的晝 素極性示意圖。比較區塊20與區塊22可知，以垂直反向驅動方式 驅動液晶顯示面板時，同一行之晝素的極性皆相同，且會隨著書面 切換而轉變極性。一般而言，垂直反向驅動方式常用於高速驅動之 液晶面板，因其可減少因液晶分子極性反轉所造成的充電時間損 失，並可減少資料線訊號輸出電路1〇4在高速切換所帶來的溫度問 題及功率消耗。然而，以垂直反向驅動方式驅動液晶顯示面板時， 由於相鄰兩行畫素的極性相異，因此在垂直方向可能會有動態影像 暗線的問題，如第2A圖及第2B圖中斜線畫素所示。 201040923 另外，請參考第3A圖及第3B圖，第3A圖及第3B圖為習知
單點反向驅動（Dotlnversion)方式的示意圖。在第3a圖及第3B 圖中，區塊30與區塊32係為連續兩畫面之相同部分的晝素極性示 意圖。比較區塊30與區塊32可知，以單點反向驅動方式驅動液晶 顯示面板時，相鄰畫素的極性相異，且同一畫素的極性會隨著晝面 切換而轉變。單點反向驅動方式可同時改善畫面垂直方向與水平方 Ο向閃爍的現象’所以單點反向驅動方式對於垂直反向驅動方式而 言，擁有較好的晝面品質。_，單點反向驅動方式的耗電量較大， 不利於其應用範圍。 因此，如何改善習知液晶峨之驅財式，以兼顧晝面品質及 耗電量，也就成為業界所努力的目標之一。 ❹ 【發明内容】 因此，本發明之主要目的即在於提供-種麟—_面板的驅 動電路及相關顯示裝置。 第露:種用於-顯示面板的驅動電路，其包含有複數個 等距離排列於該Z個第二崎料線， 線之一第—類資料線；複數個掃描線，等距離排列於該 201040923 個第線及該複數個第二類資料線 -_元包含有板上。每 晝素，一第二薄膜電晶體，相 第 該複數㈣二㈣料射―第二㈣;掃=體，並輕接於 第二畫素一第三薄膜雷s辦 騎描線，用來控制一 Ο ❹ 於該複數個第二類資料J 一第：電晶體，_ 該第三_電晶體，並複數減g§相電晶體及 料線及該掃贿，时類爾巾—第一類資 』發:=:=及歐顯•包含有-顯 板，包含有顯示面板包含有—第—基板；—第二基 線，等距齡 用來提供—固定電壓；複數㈣—類資料 U第=;:如；獅__，等距離排 料線之一第一類次且母帛一類資料線相鄰於該複數個第一類資 、類貝料、線，複數個掃描線’等距離排列於該顯示面板 上，且與該複數個第一類資料線及該複數個第二類資料線垂首；以 及=個驅動單^，以矩陣方式排列於該顯示面板上。每—驅動單 兀包含有一第一薄膜電晶體，耦接於該複數個第一類資料線中一第 一類資料線及該複數個掃描線之-掃描線，用來控制—第一佥素； 201040923 一第二薄膜電晶體，相鄰於該第一薄膜電晶體，並耦接於該複數個 第二類資料線中一第二類資料線及該掃描線，用來控制一第二晝 素；一第三薄骐電晶體，相鄰於該第一薄膜電晶體，並耦接於該複 數個第二類資料線中—第二類資料線及該掃描線，用來控制一第三 晝素’以及一第四薄膜電晶體，相鄰於該第二薄膜電晶體及該第三 薄膜電晶體’並輪於該複數個第-類資料線中H貞資料線及 §亥掃描線’用來控制_第四畫素。該資料線訊號輸出電路用來產生 〇#料線訊號；該掃描線訊號輸出電路用來產生掃描線訊號予該複數 個掃描線’該資料緩衝電路用來將該資料線減輸出f路所產生之 貝料線峨傳送至該複數個第一類資料線及該複數個第二類資料 線’以及’該_電路用來根據—水平同步訊號及—垂直同步訊號， 控制該= 貝料線峨輸出電路、該掃描線訊號輸出電路及該資料緩衝 電路。 【實施方式】 〇 〇月參考第4圖’第4圖為本發明實施例-液晶顯示器4〇之示意 圖。液晶顯示器40具有低耗電量及高晝質，其包含一液晶顯示面板 4〇0控制電路402、一資料線訊號輸出電路4〇4、-資料緩衝電 路4。2、-掃描線訊號輸出電路傷以及一電壓產生器4〇8。液晶顯 :器4〇之雜、運作方式等皆無晶顯示器W相似㈣元件亦 採相同名稱’故不贅述。液晶顯示器如與液晶顯示器1G不同之處 在於液晶顯示面板400及資料緩衝電路42。 201040923 請繼續參考第5圖，第5圖為第4圖中液晶顯示面板400之示 意圖。液晶顯示面板4〇〇係由兩基板（Substrate)構成’而於兩基 板間填充有液晶材料，其電路特性可視為一等效電容C。為求簡潔， 第5圖僅顯示佈於一基板上之元件，而另一設置有共用電極之基板 則省略未繪示於第5圖中。如第5圖所示，液晶顯示面板400包含 有第一類資料線DL1_1〜DL1 J2n、第二類資料線DL2_1〜 Ο
DLlj2n、掃描線SL—1〜SL_m及驅動單元DRU_1_1〜DRU_m_n。 需注意的是，驅動單元DRIJ_l__i〜DRU_m_n係為方便說明本發明 之概念而定義之元件，在實際翻時，可根據㈣所需而衍生對應 之變化，待後文詳述之。第一類資料線DL1—1〜DL1—211及第二類 二料線DL2_1〜DL1_> f等距離排列於液晶顯示面板4⑻上，且 每第-類資料線係相鄰於第—類資料線。第一類資料線DU」〜 DU_2n M 〜DL1—2n之分類係根據所傳輸之訊 號極性不同所致；例如’若第—類資料線du」〜DU—2n所傳輸 ，訊號極性為+」’卿二類資料線DL2_1〜DL1—2續傳輸之訊 號極性為「一 I ;反之，共笛 ^ . 第一頬資料線DL1_1〜DLl_2n所傳輸之 訊號極性為「一」，則第二類眘4 央貝貝枓線DL2_1〜DLl_2n所傳輸之訊號 極性為「+」。掃描線SL 1〜ST ‘ 亦等距離排列於液晶顯示面板 4〇〇上，且與第一類資料線况 ^ ^ LkDLyn及第二類資料線DL2_1 〜DLl__2n垂直。其中，需注专 一#次， ""的疋，相鄰第一類資料線及相鄰第 -類資料《間隔-晝素，而_掃描線觸_晝素。 201040923 進一步說明驅動單元DRU丄1〜DRU_m_n，以驅動單元 DRU一1 一1為例’驅動單元DRU_1_1包含有薄膜電晶體Ql、Q2、 Q3、Q4 ’分別用來控制四個晝素。薄膜電晶體Q1係由掃描線SL1 及第-類:貝料線DL1j所驅動；薄膜電晶體Q2位於薄膜電晶體Q1 同一列之相鄰位置，由掃描線SL1及第二類資料線DL2_2所驅動； 薄膜電晶體Q3位於薄膜電晶體以同一行之相鄰位置，由掃描線 SU及第一類資料線DL2_1所驅動；以及薄膜電晶體Q4位於薄膜 〇電晶體Q1之對角位置（即同時相鄰於薄膜電晶體Q2、Q3)，由掃 描線SL1及第一類資料線DL1_2所驅動。由上可知，薄膜電晶體 Ql、Q2、Q3、Q4所耦接之掃描線係相同，但資料線係相異。換言 之’每一掃描線SL—1〜SL_m#由上下兩列之薄膜電晶體所共用， 因此掃描線SL—1〜SL一 m之數量m係為液晶顯示面板4〇〇之列數的 一半，而每一資料線（第一類資料線DL1—或第二類資 料線DL2—1〜DU—如）則是由同一行中二分之一的薄膜電晶體所共 ◎ 用。亦即，相較於液晶顯示面板100，在相同解析度下，液晶顯示 面板400係使用一半數量之掃描線，及兩倍數量之資料線。 透過第5圖所示之排列方式，由於第一類資料線DL1j〜 DLl_2n及第二類資料線DL2_1〜DL2一2n所傳輸之訊號極性為相 異，使得液晶顯示面板400可在垂直反向驅動方式（如第2A圖及 第2B囷所示）下，產生單點反向驅動方式（如第3A圖及第3B圖 所示）的效果，即不會產生動態暗線的問題。也就是說，本發明係 以垂直反向驅動方式的耗電量，產生單點反向驅動方式的高畫質， 11 201040923 因而達到低耗電量及高晝質之目的。 需注意的是，如前所述，驅動單元DRUJ—丄〜DRu—m_n係為 方便說明本㈣之概糾定義之元件，實際上，本賴具通常知識 2當可根據系統所需而做適當之變彳卜舉例來說，在第5圖中，每 一薄膜電晶體係肋控制—液晶分子（即等效電容〇,使對應畫素 可顯示正確的顏色或亮度。在實際應用中，每一晝素係由對應於三 〇原色（紅、藍、綠）之子晝素所構成，而每-子畫素的灰階則由- 4膜電曰曰體所控制。也就是說，每一畫素係由三個薄膜電晶體分別 控制紅、藍、綠之灰階。在此情形下，以第5圖為例，本領域具通 常知識者可進-步設定各個薄膜電晶體所對應顏色，以控制不同晝 素。例如，驅動單元DRU丄1之薄膜電晶體Qi、Q3控制紅色灰階， 驅動單元DRU—i J之薄膜電晶體Q2、Q4㈣綠色灰階，驅動單元 DRU丄2之薄膜電晶體q!、Q3控制藍色灰階，驅動單元dru」_2 ❹之細f晶體Q2、Q4控制紅色灰階，並以此娜，薄膜電晶 體與對應之子畫素的關係即如第6圖所示。需注意的是，第6圖僅 顯示液晶顯示面板400之部分區塊，主要係用以說明驅動單元 DRU—1J〜DRU_m_n中各個薄膜電晶體可視不同應用而控制紅色 子晝素R、綠色子畫素G及藍色子晝素B。而各薄膜電晶體所控制 之顏色則與彩色慮光片之排列有關，其係業界所習知，與本發明之 主要精神無關，故不贅述。 在本發明中，由於第一類資料線DUj〜DU_2n及第二類資 12 201040923 札線DUJ〜DU一如所傳輸之訊號極性為相異，使得液晶顯示面 板400可在垂直反向驅動方式（如第2A圖及第 2B圖所示）下，產 生單點反向驅動方式（如第3A圖及第3B圖所示）的效果。因此， 本發明具有垂直反向驅動方式之優點，即減少因液晶分子極性反轉 所ie成的充電時間損失’並減少因資料線訊號輸出電路在高速切換 所帶來的溫度問題及功率消耗，同時，不會有動態晝面暗線問題產 生。 〇 〇 另一方面’為了正確輸出資料線訊號，液晶顯示30板400相較 於第1圖之液晶顯示面板100增加了資料緩衝電路42。請參考第7 圖^圖為第4圖中資料緩衝電路42之示意圖。資料緩衝電路 H有-第-暫存器·、一第二暫存器7〇2及一切換單元7〇4。 *第一暫、存器700及第二暫存器難於_訊號輸出電路 刀別用來接收並暫存對應於第一類資料線Du ^嶋叫〜DL2—2n之資料線訊號。切換單元7〇4—包含 一正反器706、一第一正反器及-資料管理單元71〇。第 二正反器708分別根據控制電路402之-時脈訊 =LK，輸出第一暫存器·及第二暫存器702崎存之資料線吼 單riG爾議—邮篆正反器· 輪出之㊄料線訊號’使所有驅動單元的薄膜電晶體 =收資料線訊號。簡單來說’為了符合影像輸出規格，液晶顯亍 “ Μ列為單位（交錯或逐列），依序 ’、 —42㈣嫌麵，恤 13 201040923 Ο 〇 訊號’使所有驅動單元的義電晶體關為單位依序顯示所有影像 資料。以第5圖為例，當透過液晶顯示面板彻顯示一晝面之第一 列内容時，掃描線訊號輸出魏條會輸出一脈衝至掃描線乩卜 接著’資料緩衝電路42係依序輸出相關資料線訊號至第—類資料線 DL1J、第一類資料、線DL2一2、第一類資料線Du—3、第二類資料 線DU—4...第二類資料線DL2—2n。如此一來，液晶顯示面板働 可顯不晝面之第-列内容。同樣地，當要顯示同一畫面之第二列内 ^夺，掃描線訊號輸出電路會輸出—脈衝至掃描線％ i。接著， 貝料緩衝電路42係依序輸出相關資料線訊號至第二類資料線 ^ 、第-類資料線DL1—2、第二㈣料線阳」、第—類資料 可U 4...第一崎料線Du—2n。如此—來，液晶顯示面板携 ·'、、=旦面之第二列内容。仿此模式，液晶顯示面板彻可依序顯 不一畫面之所有内容。 的係的是’上述轉緩衝祕42之運作方式僅為—例，其目 ^輪出靖軸酿帛—㈣料、_⑽二類資料線 'Q3同時顯示對;{ 第二類眘祖娩ητ Λ ……Ί调卬相關資料線訊號至 員貝枓線DL2__2及第-_料線Du 它輪^ ΓΓ2罐。餘，w騎㈣者亦可採其 號輪二:：顯;:=容"舉例來說，當掃描線訊 11至知描線弘-1時’資料緩衝電路42可 ….丨，^训机土矛一覜貝竹綠UL1 1 ’使驅動單元DRU 1 1之薄膜電曰n 位置之内容~ Q1、Q3同時顯示對應 内备’接著，資料緩衝電路42再同時輪出 ^膜電晶體Q2、Q4同時顯示對應位 曰曰 ’使驅動單元DRU_1 置之内容。仿此模式，液 201040923 顯示面板400可以兩列為單位輸出一畫面的所有内容。 另一方面，在第4圖中，資料緩衝電路42係設於資料線訊號輸 出電路404與資料線（包含第一類資料線DL1_1〜DL1 2n及第二 類資料線DL2一1〜DL2一2η)之間，實際上，其亦可設於資料線訊號 輸出電路404之前端，而不限於第4圖所示之例。 Q 在習知技術中，垂直反向驅動方式可減少因液晶分子極性反轉 所造成的充電時間損失’並可減少資料線訊號輸出電路在高速切換 所帶來的溫度問題及功率消耗，但在垂直方向可能會有動態影像暗 線的問題。單點反向驅動方式可同時改善垂直反向驅動方式之動態 影像暗線的缺點，但單點反向驅動方式的耗電量較大。相較之下， 本發明同時具有垂直反向軸方式及單贩向购方式之優點，即 可減少因液晶分子極性反轉所造成的充電時間損失，並齡因資料 線峨輸㈣路在高速切換崎來的溫度問題及功率雜，同時不 會有動態晝面暗線問題產生。 表丁、上所述，本發明係以垂直反向驅動方式的耗電量，產生單點 反向驅動方式的南晝質，因而達到低耗電量及高畫質之目的。 以上所述僅為本發明之較佳實關，凡依本發明申請專利範圍 所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。 15 201040923 【圖式簡單說明】 第1圖為習知龍麴驗晶齡器之示意圖。 第2A圖及第犯圖為習知垂直反向驅動方式的示意圖。 第3A圖及第3B圖為習知單點反向驅動方式的示意圖。 第4圖為本發明實施例—液晶顯示器之示意圖。 第5圖為第4圖中一液晶顯示面板之示意圖。 〇 帛6圖為第5圖之液晶顯示面板之-實施例示意圖。 第7圖為第4圖中一資料緩衝電路之示意圖。 【主要元件符號說明】 10、40 液晶顯示器 100、400 液晶顯示面板 102、402 控制電路 104、404 貝料線訊號輸出電路 106、406 掃插線訊號輸出電路 108、408 電壓產生器 110、410 資料綠 112 掃栺線 114、Ql、Q2、Q3、Q4 薄犋電晶體 116、C 專效電容 20、22、30、32 區塊 201040923 42 DL1_1 〜DLl_2n DL2_1 〜DL1—2n SL_1 〜SL_m DRU—l一1 〜DRU_m_n 700 702 o 704 706 708 710 資料緩衝電路 第一類資料線 第二類資料線 掃描線 驅動單元 第一暫存器 第二暫存器 切換單元 第一正反器 第二正反器 資料管理單元
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