TWI345194B - Liquid crystal display capable of compensating feed-through voltage and driving method thereof - Google Patents

Description

1345194 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明涉及-種像素多工之液晶顯示器，尤其是指一種能補償踢回電 壓差異之像素多工之液晶顯示器。 【先前技術】 功能先進的顯示器漸成為現今消費電子產品的重要特色，其中液晶顯 示器已經逐漸成為各種電子設備如行動電話、個人數位助理(PDA)、數位相 機、電腦螢幕或筆記型電腦螢幕所廣泛應用具有高解析度彩色螢幕的顯示 器。 隨著液晶顯示器的尺寸越來越大，解析度越來越高，驅動晶片的成本 也跟著提高，因而使得顯示器成本越來越高，因此如何降低顯示器成本來 提高市場競爭力就變得越來越重要。在先前技術中，像素多工(pixel multiplexing)的設計可以使得顯示器結構不改變的情況下利用一條資料線 對兩個像素提供資料電壓’相關的技術請參閱美國專利公開第 20050083319A1號，美國專利公告第6,414,665號以及第6,476,787號。雖 然這樣的設計可以使得顯示器的閘極驅動器晶片的數量減半，大幅降低成 本，但是也會面臨雨像素的踢回電壓不一致而導致顯示品質受到影響。 請參閱第1圖以及第2圖’第1圖係先前技術之像素多工液晶顯示器 之像素單元之電路圖。第2圖係施加於第1圖之像素單元之掃描訊號之時 序圖。像素多工液晶顯示器10包含一閘極驅動器14、一源極驅動器16以 5 1345194 及複數個像料元2G，複數轉素單元2G係£辑。每—像素單元 2〇包含-第像素An以及一第二像素Bn。當處於第a圖所示之時段τ仰 時閘極驅動盗u發出的掃描訊號仏、。位於高電壓準位，故使得電晶 體u、12、21皆開啟。此時雜驅動器16送出的資料訊號會經由電晶體 11與21傳送至第-像素\與4+1，同時，也因為電晶體亦開啟，故第 二像素Bn會經由像素Αη+ι而充電，而獲得資料訊號。當處於時段财7時， 掃描訊號仏位於高電鮮位、掃描訊號‘位於低電壓準位，所以電晶體 11、12仍鋪啟，但電晶體21賴，故第-像素An_位於㈣訊號所 提供的電壓，但是電晶體21 _閉使得第二像素氏無法自第-像素An+1 得到資料訊號。由於電晶齡_的_，電壓_化經由電晶體位於間 極以及汲極之_寄生電容Cgd的影響’即會影響連制電頭之像素的電 壓也就疋說’在時點丁6的瞬間，也就是當掃描訊號&由高電壓準位 切換至低電壓準辦，龍變化經由寄生餘^而造絲二像素&之電 壓有-個電壓壓降Vffil，該電壓壓降稱之為踢回㈣如。响電壓。類似的 情況亦發生树點T7的_ ’掃描訊號&由高電鮮仙換至低電壓準 位，導致電晶體U、12由開啟變為_，此時第—像素&以及第二像素 Bn之電壓分別受到電晶體n、12的寄生電容c挪、c挪的影響而產生踢回 電壓I、Vg，如第3圖所示。之後，直到下一次閘極驅動器產生之掃梅 訊號GnS次回到高電壓準位之前，源極驅動器16將不會再對第一像素a 以及第二像素Bn提供資料訊號，所以第一像素4以及第二像素私在這段 期間會-直受到踢回電壓之壓降之影響。因為第二像素&比第—像素^ 6 1345194 多產生一次踢回電壓’故第二像素Bn的踢回電壓(Vffii+Vffi2)比第一像素& 的踢回電壓V以大，因而使得面板顯示訊號時第一像素An和第二像素Bn 的顯不不'—致。 【發明内容】 因此，本發明之主要目的在於提供一種能補償踢回電壓之像素多工液 晶顯示器’以解決上述先前技術的問題。 依據本發明之上述目的，本發明提供一種多工像素之液晶顯示器，其 包含一閘極驅動器、一源極驅動器以及複數個像素單元。該閘極驅動器係 用來產生一掃描訊號，該掃描訊號包含一第一電壓準位、一第二電壓準位 以及-第二f壓準位，該第二電準位高於該第—電壓準位，該第三電壓 準位低於該第-電壓準位。該源極购器侧來產生—資料訊號。該複數 個像素單元係呈矩陣排列，每—像素單元包含—第—像素、—第二像素、 電曰曰體第一電曰曰體以及一準位調整單元。該第一電晶體係輕接 於該第像素、該間極驅動器以及該源極驅動器，用來於該閘極驅動器產 生之該掃插訊號處於該第二電壓準位時，導通該源極驅動器之資料訊號予 該第像素。該第二電晶體係麵接於該第二像素以及下一列之像素翠元之 第像素’用來於該閘極驅動器產生之該掃描訊號處於該第二電壓準位 寺。。導通該下-列之像素單元之第_像素之電壓至該第二像素。該準位調 整早疋’输於該_驅動器以及該第二像素，用來於該閘極驅動器產生 之該掃描減處_第二麵準位，錢·驅㈣對前一狀像素單元 之掃為减由挪二電壓準位轉換至該第—電壓準位時，調整該第二 像素之電壓。 本發明另提供-種多工像素之液晶顯示器，其包含一閘極驅動器、一 源極驅動n以及複數個像素單元。糊_魅制來產生—掃描訊號， 該掃描訊號包含-第—電壓準位、—第二電壓準位以及一第三電壓準位， 該第二電壓雜高於該第-電壓準位，該第三電壓準位低於該第—電壓準 位。該源極驅動來產生―資料城。該複數個像素單元係呈矩陣排 列’每-像素單元包含—第—像素、—第二像素、—第—電晶體、一第二 電晶體以及-[準位調整單元以及—第二準位調整單心該第一電晶體 係輕接於該第-像素、制極驅動器以及該源極驅㈣，用來於該間極驅 動器產生之崎描訊贼於該第二電醉辦，導通娜極鷄器之資料 訊號予該帛像素。該第__電晶體係、輕接於該第二像素以及下—列之像素 單70之第-料’用來於該陳驅㈣產生之該掃描訊號處於該第二電壓 準位時’導通該下-列之像素料之第—像素之電壓至該第二像素。該第 -準位調整單元係減於該閘極驅動器以及該第二像素，用來於該問極驅 動器產生之_描訊航於該第三電鮮位，域義麟輯前一列之 像素單元產生之掃描訊號由該第三電壓準位轉變至該第一電壓準位時，調 整該第二像素之賴準位。該第二準位單元係墟於該第—像素以及 該閘極驅絲’时於細郷動H產生之該掃描峨處賊第三電壓準 位’且該閘極|g動II對前—列之像素單元產生之掃描纖由該第三電壓準 1345194 位轉變至該第一電壓準位時，調整該第一像素之電壓準位。 本發明又提供一種多工像素之液晶顯示器之驅動方法’該液晶顯示器 包含複數個像素單元，該複數個像素單元係呈矩陣排列，每一像素單元包 含一第一像素以及一第二像素，該方法包含提供一掃描訊號，該掃描訊敢 包含一第一電壓準位、一第二電壓準位以及一第三電壓準位，該第二電壞 準位高於該第一電壓準位，該第三電壓準位低於該第一電壓準位；當該掃 描訊號處於該第二電壓準位時，傳送該資料訊號予該第一像素並導通該下 一列之像素單元之第一像素之電壓至該第二像素；以及當該掃描訊號處於 該第三電壓準位’且施加於前一列之像素單元之掃描訊號由該第三電壓準 位轉變至該第一電壓準位時，利用一耦接於該第一像素之第一電容以及— 耦接於該第二像素之第二電容，調整該第一像素以及該第二像素之電壓。 本發明又提供一種多工像素之液晶顯示 器之驅動方法，該液晶顯示器 包含複數個像素單元，該複數個像素單元係呈矩陣排列，每一像素單元包 含一第一像素以及一第二像素，該方法包含提供一掃描訊號，該掃描訊號 包含一第一電壓準位、一第二電壓準位以及一第三電壓準位，該第二電壓 準位高於鄉-電壓雜，該第三電鮮位低於該第—電鮮位；當該掃 描訊號處於該第二電鲜辦’傳送該資料訊號予該第—像素並導通該下 -列之像素單元之第-像素之電壓至該第二像素；以及粞接於該第 二像素前-狀騎單元之掃描減由鮮三電壓準位 轉換玄該第一電壓準位時，調整該第二像素之電壓。 9 1345194 【實施方式】 請參閱第4圖以及第5圖，第4圖係本發明之第一實施例之多工像素 液晶顯示器之電路圖。第5圖係第4圖之閘極驅動器發出之掃描訊號之時 序圖。在第4圖中，多工像素液晶顯示器1〇〇包含一源極驅動器ι〇2、一閘 極驅動器104以及複數個像素單元11〇。複數個像素單元源11〇係呈矩陣排 列。每一像素單元110包含一第一像素PAn、一第二像素PBn、一第一電晶 體Tn、一第二電晶體Sn以及一準位調整單元。閘極驅動器丨會產生具有 三個不同電壓準位之掃描訊號，其中第二電壓準位％係大於第一電壓準位 Vl，第三電壓準位％小於第一電壓準位Vi。準位調整單元可為一儲存電容 cn。 請-併參閱第4圖至第6圖。第6圖係第4圖之像素單元之第一像素 PAn與第二像素PBn在各時段時之電位變化圖。當處於時段τ5_τ6時，由間 極驅動器1〇4產生之掃描訊號Gn、Gn4於第二電壓準位V2,使得電晶體 τη、sn、τη+1皆開啟。同時，掃描訊號Gni卻處於第三電壓準位，故電 曰曰體h關閉。所以電晶體Tn、Τη+I皆會經由資料、線DATA傳遞源極驅動器 產生之資料訊號予第一像素PAn、PA㈣，而第二像素PBn會經由開啟的 充電而得到同樣的資料訊號，故此時像素PAn、所接收之資料 磁大小相同^在此啊，儲存電容G會因為兩端有電壓差而充電。 -在時KT6-T7期間’閘極驅動器1〇4產生之掃描滅仍舊處於第二 電壓準位V2 ’使得電晶體％、Sn皆開啟，但是掃描訊號Gn+1卻處於第一電 1345194 壓準位W電晶體&會_，所以在時點Τ6的瞬間，第二像㈣ 的電壓會受到踢回電壓的影響而下降(如第6圖所示）。故在時段丁印之" 間，也就是第5圖以及第6圖所示之箭·的位置，掃插訊號心會由第 三電鮮位％拉回至第-電鱗位Vi。由於儲存在電容U的電荷不變， 所以位於第二像素厲的電位會因為掃描訊號I的上升而跟著提高“ 要適當地調整電容U電容值，即可將第一像素％與第二像素PA的電、 位调整為一致的大小。 接下來，在時段Ί7-Τ8的時候，掃描訊號仏維持在第一電鮮位％， 使得電MS屬關，轉她號Gn|_^瓣位％ 電晶體L^皆關閉。雖然在時點T7的瞬間電晶體V、Sn會發生踢回電 壓的問題’蚁目㈣___峨加铺聯既的電壓 補償與第-像素PAn相同，故第一像素％與第二像素PA會下降一樣大小 的踢回電壓’故在時點丁7之後，第一像素队與第二像素嗎顯示的灰階 -致’所以改善此多工像素液晶顯示⑽顯示品質。 請參閱第7圖以及第8圖，第7圖係本發明之第二實施例之多工像素 液晶顯示器之電路圖。第8 _第7圖之·驅動器翻之掃描訊號之時 序圖在第8圖中’多卫像素液晶顯示11 包含-源極驅動器202、-間 極驅動器胸及細晴單㈣。每—像素單㈣包含—第一像素 η第一像素PBn、-第_電晶體Tn、一第二電晶體心、_第一準位調 整早疋以及-第二準位調整單元。複數個像素單元加係1矩陣排列。闊 11 1345194 極驅動器2〇4會產生具有三個不同電壓準位之掃描訊號，其中第二電髮準 位v2係大於第一電鮮位Vi，第三電解位V3小於第一準位第 -準位調整單元以及第二準位調整單元可為儲存電容Q、^。 . 請一併參閱第7駐第9圖。第9圖係第7圖之像素單元之第一像素 PAn與第二像素PBn在各時段時之電位變化圖。當處於時段⑽時，由閑 極驅動器204產生之掃描訊號Gn、G州處於第二1:壓準位V2，使得電晶體 τη、Sn、τη+1皆開啟。同時，掃描訊號Gn i卻處於第三電壓準位％，故電晶 體Sw關閉。所以電晶體Tn、τ州皆會傳遞源極驅動器2〇2產生之資料訊號 =貝料線DATA予第-像素ΡΑη、ρΑη+ι，而第二像素ρΒη會經由開啟的 電Β體Sn充電崎觸樣的資料訊號，故此時像素队、ρΒη所接收之資料 \ J相同在此同時，儲存電容Cn、Dn會因為兩端有電壓差而充電。 在時段T6-T7期間，閘極驅動器2〇4產生之掃描訊號&仍舊處於第二 φ電壓準位V2，使得電晶體Tn、Sn皆開啟，但是掃描訊號Gn+1卻處於第一電 壓準位％ ’故電晶體Tn+1會關閉，所以在時點Τ6的瞬間，第二像素pBn

的電位會受到踢回電壓的影響而下降(如第9圖所示）。由於第—電晶體I 仍然開啟，所以第一像素PAn會持續接收資料訊號而不會有踢回電壓的問 題0 ,A在時#又Τ7·Τ8的時候，掃描峨Gn-l處於在第三電壓準位v3， 使付電甜體sn•姻關，而聽減Gn則树點了7的賴㈣二電歷準 位V2轉換為第三電壓準位，故使得電晶體τη、Sn皆關閉，但第一像素 12 %與苐二像素pBn此時 + 點T6時，# 又j寄生電容的影響而使其電位下降。由於在時 像素 PBn的<g^^σ & ΡΒη的電位仍然不 已、！下降，故此時第一像素ΡΑη與第二像素 在時點Τ8之際l ,骑户 準位VI而拇…、▼描訊號Gn·〗由第三電壓準位V3拉回至第一電壓 V3 J ^'Tn'Sn 二 n n内的電荷不變’所以位於第广像素卩八^第 Μ盘第德的電位會因為掃福訊號〜1的上升而跟著提高。雖然第一像素 設=二像桃的電位在時段咖的時候仍不一致，但是只要適當地 整為-I^Dn的電容值，即可將第一像素驮與第二像素限的電位調 二致的大小。故第—像素PAn除像蛾顯㈣灰階-致，所以改 善此多工像素液晶顯示器_示品質。 相較於她術’綱之像恢之液晶__、本絲控制像 素的電晶體開關的掃描訊號上，使用三階掃描電壓並搭配祕於像素之電 谷，以補償因兩像素間不同踢回電愿不—致而造成顯示亮度不同的問題。 故麼一來，使得液晶顯示器内的全部像素都具有相同的踢回電壓而改善多 工像素液晶顯示器的顯示品質β 雖然本發明已用較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任 何熟習此技藝者，在不麟本發明之精神和制内，”作各種之更動與 修改’因此本發明之㈣顧當視請專利範騎界定者為準。 13 1345194 【圖式簡單說明】 第1圖係先前技術之像素多工液晶顯示器之像素單元之電路圖 第2圖係施加於第丨圖之像素單元之掃描訊號之時序圖。 第4圖係本發明之第一實施例之多工像素液晶顯示器之電路圖。 第5圖係第4圖之閘極驅動器發出之掃描訊號之時序圖。 第

6圖係第4圖之像素單元之第一 之電位變化圖。 像素PAn與第二像素PBn在各時段時 第7圖係本發明之第二實施例之多卫像素液晶顯示器之電路圖。 第8圖係第7圖之閘極驅動II發出之掃描訊號之時序圖。 第9圖係第7圖之像素單元之第一像素％與第二像素pBn在各時 之電位變化圖。 ’ 【主要元件符號說明】 10 液晶顯示器 14 閉極驅备器 20 像素單元 100、200液晶顯示器 102、202源極驅動器 PAn 第一像素 DATA 資料線

Tn ' Sn 電晶體 11、12、21電晶體 16 源極驅動器

Cgdl ' Cgd2 寄生電容 110、210 像素單元 104、204 閘極驅動器 PBn 第二像素

Cn、Dn 電容

Claims (1)

1345194 十、申請專利减圍· ί.一種多工像素之液晶顯示器，其包含： 一閘極驅動器，用來產生一掃描訊號，該掃描訊號包含一第—電壓準位、 一第二電壓準位以及一第三電壓準位，該第二電壓準位高於該第一電 壓準位’該第三電壓準位低於該第一電屋準位； 一源極驅動器’用來產生一資料訊號； 複數個像素單元’該複數個像素單元係呈矩陣排列，每一像素單元包含· 一第一像素； 一第一電晶體’耦接於該第一像素、該閘極驅動器以及該源極驅動器， 用來於該閘極驅動器產生之該掃描訊號處於該第二電壓準位時，導 通該源極驅動器之資料訊號予該第一像素； 一第二像素； 一第二電晶體，耦接於該第二像素以及下一列之像素單元之第一像 素，用來於該閘極驅動器產生之該掃描訊號處於該第二電壓準位 時’導通該下-列之像素單元之第一像素之電壓至該第二像素；以 及 一準位調整單元，时於細極驅動器產生之該掃描訊聽於該第二 電壓準位，·__雜前—狀像料元產生之掃描訊號由 該第三電麈準位轉換至該第一電壓準位時，調整該第二像素之 2.如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，其中該準位調整單元係柄 接於該第二像素以及前—列之像素單元之第二電晶體之閘極。 15 1345194 3. 如申請專利範圍第2項所述之液晶顯示器，其中該準位調整單元係一 電容。 4. 如申請專利範圍第3項所述之液晶顯示器’其中該準位調整單元用來於 . 該閘極驅動器產生之鱗綱航於該第二電壓準位，且該閘極驅動器 對刖一列之像素單元產生之掃描訊號由該第三電壓準位轉換至該第一電 壓準位時，依據該準位調整單元之電容值調整該第二像素之電壓。 5. 如申請專利細第3項所述之液晶顯示H，其中卿位調整單元用來於 * 該掃描訊號處於該第二電壓準位，且該閘極驅動器對前一列之像素單元 產生之掃描訊號處於該第三電壓準位時，對該準位調整單元充電。 6. —種多工像素之液晶顯示器，其包含： 一閘極驅動器，用來產生一掃描訊號，該掃描訊號包含一第一電壓準位、 -第二電壓準位以及-第三電壓準位，該第二電壓準位高於該第一電 壓準位，該第三電壓準位低於該第一電壓準位； 一源極驅動器’用來產生一資料訊號； 複數個像素單元，該複數個像素單元係呈矩陣排列，每一像素單元包含： 一第一像素； -第-電晶體，祕於該第-像素、該閘極驅動器以及該源極驅動器， 用來於該閘極驅動器產生之該掃描訊號處於該第二電壓準位時，導 通該源極驅動器之資料訊號予該第一像素； 一第二像素； 一第二電晶體，耦接於該第二像素以及下一列之像素單元之第一像 16 1345194 素’用來於制極驅動器產生之該掃插訊號處於該第二電壓準位 時’導通該了-列之像素單元之第—像素之電壓至該第二像素； 一第-準_整單元’絲於糊極驅動器產生之崎描訊號處於該 • 第三電鱗位，域雜驅動輯前-狀像素單元產生之掃描訊 . 號由該第三電壓準位轉變至該第一電壓準位時，調整該第二像素之 電壓準位；以及 -第二準_整單元’用來於該_驅_產生之該掃描訊號處於該 第一電麗準位，且該閘極驅動器對前一列之像素單元產生之掃描訊 號由該第三電壓準位轉變至該第一電壓準位時，調整該第一像素之 電壓準位。 7. 如申請專利範圍第6項所述之液晶顯示器，其中該第一準位調整單 元係輕接於該第二像素以及前—列之像素單元之第二電晶體之問 極。 8. 如申請專利範圍第7項所述之液晶顯示器，其中該第一準位調整單 元係一電容。 9·如申請專利範圍第8項所述之液晶顯示器，其中該第一準位調整單 元用來於該_驅動器產生之該掃描訊號處於該第三電壓準位，且 該閘極驅動ϋ對前—狀像素單元產生之掃描賴^該第三電壓準 位轉換至該第一電壓準位時，依據該第一準位調整單元之電容值調 整該第二像素之電壓。 10.如申請專利範圍第8項所述之液晶顯示器，其中該第一準位調整單 17 1345194 元用來於該掃描訊號處於該第二電壓準位，且該閘極軸器對前— 列之像素單元產生之掃描訊號處於該第三電壓準位時，對該第一準 位調整單元充電。 U.如申請專利範圍第6項所述之液晶顯示器，其中該第二準位調整單 几係耦接於該第一像素以及前一列之像素單元之第二電晶體之閘 極。 12_如申請專利範圍第U項所述之液晶顯示器，其中該第二準蝴整單 元係一電容。 13.如申請專利範圍第12項所述之液晶顯示器，其中該第二準位調整單 兀用來於該閘極驅動器產生之該掃描訊號處於該第三電壓準位，且 該閘極驅魅翁-狀像素單元產生之掃觀號由該第三電壓準 位轉換至該第一電壓準位時，依據該第二準位調整單元之電值調 整該第一像素之電壓。 R如申請專利範圍第11項所述之液晶顯示器，其中該第二準位調整單 兀用來於該掃描訊號處於該第二電壓準位，且該閘極驅動器對前— 列之像素單元產生之掃描訊號處於該第三電壓準位時，對該第二準 位調整單元充電。 15. 一種多工像素之液晶顯示器之驅動方法，該液晶顯示器包含複數個 像素單元，該複數個像素單元係呈矩陣排列，每一像素單元包含一 第一像素以及-第二像素，該方法包含： 提供一掃插訊號，該掃描訊號包含一第一電壓準位、一第二電壓準 18 位以及第二電愿準位，該第二電磨準位高於該第一電鮮位， 該第三電壓準位低於該第一電壓準位； 當該掃描訊號處於該第二電壓準位時，傳送該資料訊號予該第—像 素並導通該下一列之像素單元之第—像素之電壓至該第二像素； 以及 利用-柄接於該第二像素之電容依據施加於前一列之像素單元之掃 描訊號由該第三電醉位轉換至該第―賴準位時，調整該第二 像素之電壓。 16. 如申請專利範圍第15項所述之方法，其巾#該掃描訊號處於該第二電 麈準位，魏加赠-狀像素單元讀抛號由該帛三電壓準位轉 換至該第-籠準位時’依據該電容之電容值調魏第二像素之電壓。 17. 如申μ專利細第15項所述之方法’其中當該掃描訊號處於該第二電 壓準位’且施加㈣-狀像料元之掃描訊號處賴第三電壓準位 時，對該電容充電。 18. -種多工像素之液晶顯示器之驅動方法，該液晶顯示旨包含複數個像 素單元，該複數個像素單元係呈矩陣排列，每一像素單元包含一第一 像素以及一第二像素，該方法包含： k供一掃描訊號，該掃描訊號包含—第一電壓準位、一第二電壓準位 以及一第三電壓準位，該第二電壓準位高於該第一電壓準位，該 第三電壓準位低於該第一電壓準位； 當該掃描訊號處於該第二電壓準位時，傳送該資料訊號予該第一像素 並導通該下— 及 列之像素單元之第一像素之 電壓至該第二像素；以 當該掃描訊號處於該第三電壓準位 計狀像素單元之掃描 «由該第三賴準位轉變至該第 第-像素之镇一 ^準位時，利用-耦接於該 象素第-電谷以及-墟於該第二像素之第二電容，調整該 第一像素以及該第二像素之電壓。

以如申請專利範圍第18項所述 g 刀π /'干該第一電容以及該第二電容 之電容值係不同。 2〇_如申請專利範圍第D項所述之方法，其中當該掃描訊號處於該第三電 壓準位，減加於前-狀像料元之掃魏號由娜三電壓準位轉 換至該第-電壓準位時，分別依據該第一電容之電容值以及該第二電 容之電容值，調整該第二像素之電壓以及該第一像素之電壓。

21·如申請專利範圍第19項所述之方法，其中當該掃描訊號處於該第二電 壓準位，且施加於前一列之像素單元之掃描訊號處於該第三電壓準位 時，對該第一電容以及該第二電容充電。 20