TWI373750B - Active matrix array device, electronic device and operating method for an active matrix array device - Google Patents

Description

1373750 狄、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關主動式矩陣裝置，其包含：複數個充電導 體’與該複數個充電導體交叉之複數個定址導體；及複數 個矩陣陣列元件，各矩陣陣列元件經由一第一開關耦合至 一關聯之定址導體與一關聯之充電導體，且具有一第一電 容裝置。 本發明亦有關一種包含此類主動式矩陣裝置之電子裝 置。 本發明進一步有關一種用於操作此類主動式矩陣陣列裝 置之方法。 【先前技術】 已知在各種應用領域中已經廣泛使用主動式矩陣陣列裝 置，其中已經用作感測器或記憶體，尤其是運用在顯示用 途上，例如，主動式矩陣陣列液晶（LC)顯示裝置或主動式 矩陣陣列有機發光二極體（〇LED)裝置。在許多顯示裝置領 域中，特別是LC-型顯示裝置在與較為傳統的陰極射線管 (CRT)顯示裝置競爭成為領先的技術。 主動式矩陣陣列裝置-般包括：複數個充電㈣，其配 置一複數個定址導體交又；及複數個矩陣陣列元件，其中 矩陣陣列70件經由如薄膜電晶體（TFT)連接至定址導體與 :電導體於這兩個導體的交叉處。充電導體配置可在藉’由 定址導體之—所致動之各自的矩陣陣列元件之電容裝^中 儲存複數個電荷。在主動式矩陣陣列顯示裝置的情況中， 92436.doc5 1373750 7導體-般係為列導體及充電導體— 中;陣陣列元件係為顯示裝置的像素。像素包括導二： 週期間維持其狀態之電容器。 午在“充， 已知在如膝上型雷 仃動電話、個人數位助理等電池 供電的電子裝置中， 、a 已！廣泛使用主動式矩陣陣列裝置， X、疋主動式矩陣陣列顯示裝置。在此類裝置中，首要課 題是減少功率消耗’因這直接影響到電子裝置的連續操作 柃間。因λ，.減少主動式矩陣陣列裝置的功率消耗至關重 要，因這有助於減少電子裝置的總功率。 主動式矩陣陣列裝置的功率消耗極大部分是為了充電矩 陣陣列7C件。特別是在大面積主動式 Μ定址與充電導體的主動式矩陣陣㈣置中，各 電谷相對較大’因而為矩陣陣列元件進行充電會消耗極大 量的功率，因為充電導體電容必須進行數次充電與放電， 才此在主動式矩陣陣列裝置的一個定址週期中，連續儲存 所有關聯之矩陣陣列元件的合適電荷。 這在各自的矩陣陣列元件所儲存之資料值不會變更且定 期以相同資料值覆寫的情況中尤其浪費。這可發生在例如 主動式矩陣陣列裝置，例如因為一部分由主動式矩陣陣列 裝置所形成之電子裝置切換為待命狀態，而需要在延長的 時間期間中產生固定輸出的情況中。 PCT專利申請案WO 03/007286揭露一種具有減少主動式 矩陣陣列LC顯示裝置之功率消耗之配置的主動式矩陣陣列 92436.doc5 1373750 LC顯示裝置。為此目的’矩陣陣列元件包括含有經由—對 TFT耦合至像素電容之反向器的更新電路。像素電容上儲存 的資料會定期傳送到反向器的輸入電容，然後再致動第二 TFT以將儲存資料的反向值驅動回到像素電容。為了避免 LC材料變質，&向器必須將矩陣陣列元件中儲存的資料信 號反向。利用此配置，不必採用涉及充電與放電相對較: 之充電導體電容的充電週期，即可定期更新矩陣陣列元件 中儲存的信號，因此減少在矩陣陣列元件狀態不會變更之 情況中的功率消耗。 =是，此配置的缺點是必須將反向器當作暫時儲存像素 電容之狀態的元件使用4相對比較麻煩，因為必須分別 將反向器電Ba體麵合至分開的源極與没極電壓源，且一般 必須屬於相反的通道類型，因而增加了主動式矩陣陣列裝 置設計的成本與複雜性。 【發明内容】 本發明目的在於提供一種根據序言中不必在矩陣陣列元 件中使用實Μ更新功能之反向器的主動式矩陣陣列裝置。 本發明另-目的在於提供—種根據序言中具有此類主動 式矩陣陣列裝置可獲得好處的電子裝置。 本發明還有另-目的在於提供_種用於操作此類主動式 矩陣陣列裝置的方法。 柜據本發明之第一觀點’其中揭示一種主動式矩陣陣列 裝置，包含：複數個充電導體，與該複數個充電導體交叉 之複數個定址導體，及複數個矩陣陣列元件；各矩陣陣列 92436.doc5 4373750 兀件包含-第一開M，該第一開關具有耦合至一關聯之定 址導體之-控制終端與輕合至一關聯之充電導體之一 終端，各矩陣陣列开I& . ' 一平早歹】疋件進一步包含：耦合至該第一開關之 一另—資料終端之—笛 φ —壯® , a 第一電谷裝置，經由具有響應一致動 佗號之一控制終端之第二開關耦合至該第一電容裝置之一 第-電谷裝置’該第二電容裝置具有小於該第一電容裝置 之電谷’及輕合於該第—電容裝置與-電位源之間之一第

二開關，3亥第三開關具有耗合至該第二電容裝置之一 終端。 . I 本發明之主動式矩陣陣列裝置不使用反向器作為記憶體 以牛，：是使用非反向之第二電容裝置，例如用於儲存該 第电谷裝置之狀態的小型電容器，且可以是用於儲存兮 矩陣陣列元件之資料值的儲存電容器。在該第二電容^ 記住該第-電容袭置的狀態後，不論該矩陣陣列元件所儲 存的數值應該為何，該第一電容裝置可使用如二進位高位 準或二進位低位準之一固定值重複覆寫。該固定電塵可由 該關聯之充電導體來施加’如此所具有的好處是：該充電 導體可對連敎址週财所有Μ之矩轉列元件提供相 同的電壓’也就是說，該充電導體的大電容不必在下一個 矩陣陣列元件充電時重新充電，因此可以大幅減少功率消 耗。橫跨該第二電容裝置所儲存的f射用來控制該第一 電容裝置與如接地之-電位源之間的—_，以每兩個定 址週期，將該第一電容裝置令錯存之一預定值更換為相反 符號之另-預定值，亦即將二進位高位準更換為二進位低 92436.doc5 -10· $373750 容，置二這將有助於在每個定址週期顛倒第-電 =置之極性，這在該第一電容裝置包括_lc單元時尤其 有如此所具有的好處是：不必為了供應電源給記住第 二谷裝置之狀態的裝置而使用專用電源線，因此減少本 之主動式矩陣陣列裝置之矩陣陣列元件的複雜性。該 、第二及第三開關可視需要全部使用相同的技術來實 現，因而減少本發明之主動式矩陣陣列裝置的生產成本。 在-具體實施例中’各矩陣陣列元件進一步包含麵合於 該第—電容裝置與該電位源之間的—第四開關，該第四開 關具有響應-另—致動信號之—控制終端。如此所具有的 好處是：不用馬上致動該第一電容袭置與該電位源之間的 該導電路徑’即可充電該第二電容褒置。為此目的，該第 四開關可設置在該第-電容裝置與該第三開關之間，或在 該第三開關與該電位源之間。 該第二電容裝置最好包含一第一子裝置與一第二子裝 置’該第-子裝置具有輕合至該致動導體之一第一終端及 搞合至該第二開關之-資料終端之—第二終端，該第二子 裝置具有耗合至該第二開關之該資料終端之一第一終端及 輕合至該另·致動導體之—第二終端。將該電容裝置分散 在兩個子裝置上，對以下情況很有用：該第二電容裝置係 連接至配置可傳播該致動信號與該另一致動信號之該導 體，因為用於該致動信號與該另一致動信號之電壓波形可 以衫響杈跨該第二電容裝置上的電壓。使用分散式電容裝 置即可補償這些不必要的效應。 92436.doc5 -11 - 1373750 =個好處是：如果該電位源係經由該關聯之充電導體 來k供。使用該充電導 ㈣〇 ㈣將该第-電容裝置輕合至該電位 源便不两要使用專用導， ㈣目而間化該主動式矩陣陣列裝 置的稱造。 還有另個好處疋.如果各矩陣陣列元件進一步包含： ，、有曰應取·致動信號之—控制終端的—第五開關，輕 合於該第三開關盥該第 弟四開關之間的一第一資料終端及耦 合至1取導體之一另—資料終端。此類配置有助於將讀 取的資料儲存在該第一電容元件中。 在另-具體實施例中，該第二開關可以是與該第四開 關、該第二開關之該控制終端、及耦合至一共用導體之該 第四開關之該控制終端屬於不同的通道類型。雖然這會因 為必須製造兩種開關_而增加該主動式矩陣陣列裝置的 生產成本，但卻因為使用單一導體來控制該第二與該第四 開關而降低該主動式矩陣陣列裝置的複雜性。 根據本發明的第二觀點，其中揭示一種包含一主動式矩 陣陣列裝置的電子裝置，該主動式矩陣陣列裝置包含：複 數個充電導體，與該複數個充電導體交叉之複數個定址導 體，及複數個矩陣陣列元件；各矩陣陣列元件包含一第一 開關，該第一開關具有耦合至一關聯之定址導體之一控制 終端與耦合至一關聯之充電導體之一資料終端；各矩陣陣 列元件進一步包含：輕合至該第一開關之一另一資料終端 之一第一電容裝置，經由具有響應一致動信號之一控制終 端之第二開關搞合至該第一電容裝置之一第二電容裝置， 92436.doc5 -12- ^73750 該第二電容裝置具有小於該第一電容裝置之電容，及耦人 於該第一電容裝置與一電位源之間之一第三開關，該第三 開關具有耦合至該第二電容裝置之一控制终端；該電子穿 置進一步包含：用於將複數個信號驅動至該複數個定址導 體上的驅動電路，用於將複數個另一信號驅動至該複數個 定址導體上的另-驅動電路，及用於供應電源給該驅動電 路與該另一驅動電路之一電源供應器。此類電子裝置可從 本發明之主動式矩陣陣列裝置獲得好處，因為電源供應器 必須供應比較少的電源給主動式矩陣陣列裝置以在延=的 時間期間產生固定輪出。這在該電源供應器為一電池組或 一類似電源供應器時尤其有利，因為此類電子裝置，例如 膝上型電腦、行動電話、個人數位助理等，能夠不用進行 電源更換或充電即可操作比較長的時間。這是很重要的好 處，因為此操作時間是此類電子裝置的銷售重點。 根據本發明的第三觀點，其中揭示一種用於操作具有複 數個包括第-與第二電容裝置之矩陣陣列元件之 矩陣陣列裝置的方法，該方法 式 元件之該第一電容聚置上之一第一 早陣列 元件之該第二電容裝置上 儲存橫跨該矩陣 列元件之該第-電容裝置 ^ /矩陣陣 壓，及根據橫跨該第二電容==更換為-第二電 振幅，致動該第一電容裝存之該第-電壓的 以將橫跨該第-電容襄置上;=位源之間之一電流路徑 [此方法可提供1單的方：第二電壓更換為-第三電 商早的方式以維持矩陣陣列元件中所 92436.doc5 -13· 1373750 儲存的資料而不用將該資料永久储存在該矩陣陣列 中。 【實施方式】 應明白’圖式僅為圖解，並未依比例♦製。還有，應明 白’所有圖式中使用的相同參考號韻表相同或雷同部 圖1顯示先前技術之主動式矩陣陣列裝置1〇。主動式矩陣 陣列裝置1〇包括：複數個定址導體22,圖中顯示為耗合至 驅動器電路2G的列導體；及複數個與定址導體如又的充 電導體32 ’ ®中顯示為輕合至另1動器電㈣的行導 體。主動式矩陣陣列裝置10進一步包括複數個矩陣陣列元 件100,各該元件具有-搞合至定址導體22之一的控制終端 與一耦合至充電導體32之一的資料終端的一第一開關 110。一般而言’卜開關11G係相極^制終端及源極 是資料終端的薄臈電晶體（TFT)。矩陣陣列元件100進一步 包含輕合至第-開關之另—資料終端（如TFT之汲極终端） 的第-電谷裝置120。在主動式矩陣陣列裝置1〇係為顯示裝 置的情況中，電容裝置120包括如液晶單元之顯示元件與關 聯之電容器。 在主動式矩陣陣列裝置10係為LC顯示裝置的情況中，一 般的操作方式如下。驅動器電路20與另—驅動器電路扣會 響應於一般來自專用硬體（未顯示）之視訊信號源（未顯示） 的時序信號。驅動器電路20可在定址導體22之一提供選擇 信號以致動矩陣陣列元件100(具有耦合至該定址導體Μ之 第一開關110的控制終端）之充電。另—驅動器電路3〇可在 92436.doc5 -14· 1373750 充電導體32上提供複數個資料電壓信號，以在選定之矩陣 陣列7G件100之第一電容裝置12〇中儲存複數個電荷。一般 而5 ’ 14些電荷相當於視訊信號所定義的灰階。下一個定 址導體22會重複此程序直到所有定址導體22均由驅動器電 路20定址為止。將各定址導體22定址一次的完整週期一般 會在視訊信號的圖場或圖框週期内完成。 為了避免顯示型矩陣陣列元件1〇〇(例如LC像素）之第一 電谷裝置120中所用材料老化，第一電容裝置12〇的極性可 在連續圖場週期中進行交替。兩種採取如此做法的常用技 術疋.場頻反向技術，其中所有第一電容裝置12〇均屬相同 極性，會在各圖場週期後進行反向；線路頻率反向技術， 其中會將特定定址導體22上之矩陣陣列元件1〇〇之第一電 合裝置120的極性保持與相鄰定址導體^上之矩陣陣列元 件100之第一電谷裝置丨2〇的極性相反，讓這些極性的絕對 符號在各圖場週期中進行反向。 在矩陣陣列元件丨00中，利用充電導體32為第一電容裝置 120進灯充電一般會用掉主動式矩陣陣列裝置1〇大部分的 總功率消耗，了其他原因之外，這尤其是因各充電導體 32具有大電容的事實所造成，這至少有數個皮法拉 (pic〇farad)，因而必須在一個圖場或圖框週期中充電不同矩 陣陣列元件1〇〇之第一電容裝置12()時，進行數次充電與放 電。因此，特別減少主動式矩陣陣列裝置1〇這個部分的功 率消耗可明顯協助減少主動式矩陣陣列裝置1〇的總功率消 耗，因而有助於延長如電池之有限電源供應的使用壽命。 92436.doc5 •15- 1373750 功：消耗之減少’例如’可在不必每個圖場週期更換 -電容裝置12G中儲存的電荷時達成’例如’因為如矩陣 P列兀件100之亮度的預定狀態尚未變更，例如在期望主動 式矩陣陣列裝置1 〇能在有限時間週期（如包括主動式矩陣 陣列裝置1G之電子裝置的待命期間）中產生@定輸出時。 在以下圖式十’將假設主動式矩陣陣列裝置1〇包含^個定 址導體22及肘個充電導體32，其中均為正整數。其中 會使用字母η作為代表Ν個定址導體22之—或與矩陣陣列元 件1〇〇(耦合至定址導體22η)關聯之另一導體的參考號碼標 記。以此類推，標記n+1代表陣列中的下一個定址導體22^ 及標記m代表Μ個充電導體32之一。 圖2顯示根據本發明之主動式矩陣陣列裝置1〇之一部分 的第-具體實施例。在此具體實施例中，各轉陣列元件 100具有耦合於充電導體32與第一電容裝置12〇之間的第一 開關110。在圖2中，第一電容裝置12〇包括：可以是儲存電 容器的第一電容子裝置122及可以是如[(^像素之電容顯示 元件的第二電容子裝置124,不過要強調的是，第一電容裝 置120可以是單一裝置或比較分散式的裝置。藉由非限制範 例’第一電容子裝置122係耦合至專用電極24η，該專用電 極一般可由共享定址導體22η之矩陣陣列元件1〇〇之子裝置 122共享。或者，第一電容子裝置122也可以耦合至矩陣陣 列元件100下一列的定址導體22(11+1)。第二電容子裝置124 係耦合至共同電極140。但是，要強調的是，第一電容裝置 120的其他具體實施例，例如作為非顯示型主動式矩陣陣列 92436.doc5 •16- 1373750 裝置ίο的一部分，同找可 括_—電容=:二矩陣陣列元件_進-步包 開_，其可=二與第二電容裝置130之間的第二 /、了為專用電谷器、用於電容用途之丁 或任何其他已知電容裝置◊第二 、“、 俨4:> 碭關112具有耦合至致動導 =2端，第二電容裝置13°則進，合至另— 電广。另一電極52n可以是專用電極或 _内其他裝置共用的導體。此類共享導體可以是= 一個電極或定址導體22。 ==車列元件1〇〇包含具有耗合至第二電容裝置13〇之控 制終知的第三開關丨14，且苴 一雷.且其具有輕合於第1關U0與第 列穿置=的導電路徑。在操作中，主動式矩陣陣 列裝置H)的矩陣陣列元件1〇〇的操作說明如以下方法。 在第-步驟中，會儲存橫跨矩陣陣列元件1〇〇之第 裝置120之上的第一電堡。這一般可在主動式矩陣陣列裝置 的主動模式期間完成，例如主動式矩陣陣列顯示裝置的 =訊信號處理模式。為此目的，會將定址脈衝提供給定址 導體—以開啟第—開關11()，以便根據施加於充電導體32m 之資料信號Μ，儲存橫跨第—電容裝置⑽的合適第一電 麗。在如圖2所示的具體實施例中，這表示第三開關⑴必 須與第-開關110同時致動，因為第三開關114位在第一開 關U0與第-電容裝置12()之間的導電路徑中。這可藉由以 下方式來達成：提供另一電極52η合適的電壓以經由另一電 容^3()致Μ三開關114，同時保持第二開關112關閉。 但是，還可藉由替代性具體實施例來展示：第三開關ιΐ4也 92436.doc5 -17- 1373750 可以位在第—開關110與第一電容裝置120之間的導電路徑 之外在此情況中，不必在用於操作主動式矩陣陣列裝置 10之方法的第一步驟中致動第三開關114。 在起始主動式矩陣陣列裝置1〇以低功率模式（如待命模 式）操作之週期的下—個步驟中，會储存橫跨矩陣元件_ 之第二電容裝置130的第一電壓。這可藉由將一致動信號提 供給致動導體42n以致動第二開關112來完成。因此，第二 電容裝置130可當作橫跨第一電容裝置120所儲存之第一電 壓的記憶體元件。 在第三步驟令，會將橫跨矩陣陣列元件11〇之第一電容裝 的第電壓更換為第二電壓。此第二電壓可以利用經 由充電導體32m供應第—電㈣相同方式供應給第一電容 六此方法係藉由第四步驟來完成，其中會根據橫跨第二電 、3〇所儲存之第一電壓的振幅，來致動第一電容裝置 與電位源之間的電流路徑。此電位源可以是專用電極或 可經由充雷莫u 致動此電流路〜跨了關聯之充電導體Μ提供。如果 換為第三《 第—電容裝置12G的第二電壓將會更 件的後續仙巾，將橫跨矩陣陣列元 -電壓的反二因=始r存的第一電壓更新為第 料，如Lc材料。b可以、·隹護第-電容裝置120中的材 圖3提供一組依時電壓波形的非限制範例，可用來實施上 92436.doc5 -18· 1373750 述如圖2所述之主動式矩陣陣列裝置_操作方法。在圖2 中，矩陣陣列元件H)0包括節點123以顯示矩轉列元件ι〇〇 此時的電磨波形。在此範例中’關係最重大的電產波形係 用於耗合至充電導體32m與定址導體22n之矩睁陣列元件 1〇〇’以及用於麵合至充電導體32m與定M導體22㈣）之矩 陣陣列元件100。前-個矩陣陣列元件1〇〇之節點⑵與電容 子裝置124標示為（n，m)，後_個矩陣陣列元件⑽之節點 123與電容子裝置124則標示為（n+i，m)。 圖3顯示兩個主要時間週期；左手邊的週期標示為taetive， 一般與主動式矩陣陣列裝置之主動模式（如顯示裝置之視 訊模式）關聯。右手邊的週期標示為，_般盘主動式 矩陣陣列裝置之被動或更新模式(如包括主動式矩陣顯； 裝置之電子裝置的待命模式）關聯，在此週期令，主動式矩 陣顯示裝置必須產生顯著的固定影像。 假設主動式矩陣陣列裝置1〇的定址係使用矩陣陣列元件 100的父替列會接收相反極性之驅動電壓的線路頻率反向 方案，且另外假設使用共同電極140驅動方案，其中第二電 容子裝置124所需之部分交流驅動電壓施加於主動式矩陣 陣列裝置ίο的共同電極，因而減少充電導體32驅動電壓之 振幅。這些波形顯示自我-更新矩陣陣列元件1〇〇的操作原 理但並不算特別且未最佳化。 、 适些波形顯示兩個矩陣陣列元件1〇〇的定址，第—矩陣陣 列兀件10 0係耦合至充電導體3 2 m與定址導體2 2 n，第二矩陣 陣列兀件100係耦合至充電導體32m與定址導體22(n+1)<5在 92436.doc5 -19- 1373750 主動模式中’主動式矩陣陣列裝置1〇係依習用方式定址， 例如使用施加於作為顯示裝置之主動式矩陣陣列裝置^ 充電導體32的視訊資訊，然後利用使關聯之定址導體如 為高電壓位準所定址的像素群組。 圖 3 下方標示為 124(n,m)、123(n，m)、I24(n+l，m)及 123(n+l，m)的波形顯示橫跨兩個所選矩陣陣列元件1⑽之 電合子裝置124與即點123上的電壓。耦合至定址導體仏 的矩陣陣列元件100可利用高rms電壓來定址，高刪電壓通 常會造成矩陣陣列元彳丰名± i 4 仵在此主動式矩陣陣列元件100屬於 矩陣陣列顯示裝置的情況中顯 丨月/几r顯不黑暗。耦合至定址導體 22(n+l)的矩陣陣列元件1〇〇 1干ιυυ τ利用低rms電壓來定址，低 咖電㈣常會造成矩轉列元件在此主動式矩陣陣列元 件100屬於矩睁陣列顯示裝置的情況中顯示明亮。 當主動式矩轉列裝置咖換為自我更新模式時，不必 再隨者矩陣陣列元件1 〇 〇内的資祖审虹 的貧科更新，將驅動電路3〇的資 訊供應給矩陣陣列元件1〇〇 h 、 匕什此更新刼作可一個定址導體一 個定址導體地連續執行，方彳 仃方式和矩陣陣列元件100通常在主 動模式中的連續定址—嫌。M g 疋址Μ但是，以不同的方式更新主動 式矩陣陣列元件1 00也有好虛 有好恳例如，藉由同時定址所有具 有相同驅動極性的矩陣陣列 干平幻兀件100，因為這可以減少施加 於主動式矩陣陣列裝置1〇並 /、同電極140之驅動波形的頻 率，因此減少主動式矩陣陣 干义』裒置10的功率消耗。一個選 擇是同時更新所有耦合至奇數 一 了数渴唬之疋址導體22的矩陣陣 列元件10 0，然後再同時争叙±人 ，新所有耦合至偶數編號之定址導 92436.doc5 •20- 1373750 體：的矩陣陣列元件1〇〇。這就是如圖3所示的情況。 當主動式矩陣陣列裝置10進入自我更新模式時，會先更 新輕合至偶數編號之定址導體22η的矩陣陣列元件.這 可藉由以Τ方式開始：將主動式矩陣陣列裝置1G之共同電 極14(^的電塵位準設^與偶數編號之^址導體m為主動模 式中最後定址時(例如在顯示裝置之視訊模式的最後圖場 週期期間）的位準相同。橫跨關聯之電容子裝置122與124上 的電壓便會落在驅動電路3〇所建立的範圍之内。搞合至偶 數為號之&址導體22n之矩陣陣列元件的致動導體仏會在 感測週期中變成高位準，以致動第二開關112及感測電容裝 置120上的第—電壓。主動式矩陣陣列裝㈣之共同電極 140上的電壓會㈣成其第二位準，及高資料電壓位準會施 加於充電導體32。偶數編號之定址導體22n及另一電極52打 會在覆寫週期期間成為高位準’以致動第一開關ιι〇與第三 開關114並儲存橫跨關聯之矩陣陣列元件1〇〇之第一電容裝 置120上的高資料電壓位準，亦即，第二 接著，在更新週期期間，充電導體32與另一電極Μη上的 電壓會返回低電壓位準，且偶數編號之定址導體Μη會保持 南電壓位準。如果感測週期期間，第—電容裝置12〇上出現 的是高資料電壓位準，則會將此電壓位準複製到關聯之第 二電容1置130上’因此使關聯之矩陣陣列元件⑽之第三 開關m保持致動。這可在第—電容裝置m與關聯之充電 導體32之間提供導電路徑，即提供第-電容裝置12〇之電位 源，亦即接地。因此，可將第-電容裝置12G放電以採用在 92436.doc5 21 1373750 此情況中係為低資料電壓位準 M PB墙兩—册《 弟一電壓。如果感測週期 期間’第—電容裝置GO上出現的是低資料電壓位準，= 聯之第三開關114會維持停用 準則關 電壓會維持在第二電壓，亦即 的 ”p丨间貝枓電壓位準。 接著，會更_合至奇數編號之定”㈣㈣）的矩陣 陣列70件1GG°共同電極14G電壓已在正確的位準上，即矩 陣陣列元件_在主動週期期間定址時出現的位準，及_ 至奇數編號之^址導體22㈣）之矩陣陣列元件_的致: 導體42(n+1)可在感測期間成為高電壓位準以感測橫跨第 y電容裝置12〇上的電壓。然:後會切換共同電極⑽上的電 壓及會將高資料電壓位準施加於充電導體32、然後，關聯 之矩陣陣列s件_㈣址導體22(11+1)會在覆寫週期期間 成為高位準，及會將這些矩陣陣列元件1〇〇中的第一電容裝 置120預先充電為高資料電壓位準。然後，在更新週期期 間，充電導體32及另一電極52(n+1)上的電壓會返回低資料 電壓位準，且定址導體22(n+l)會保持高電壓位準。同樣 的，這會更新橫跨第一電容裝置120上的電壓（由橫跨第二 電容裝置130上的電壓控制），如先前所述。 現在會將定址導體22上的電壓保持固定直到矩陣陣列元 件100再次更新為止。更新矩陣陣列元件1〇〇前所能允許的 週期同樣取決於第一電容裝置12〇電容上之電壓因浪漏電 流（如透過矩陣陣列元件1〇〇或透過第二電容子裝置124之 開關的洩漏電流）而放電的比率。當矩陣陣列元件1〇〇第二 次更新時，更新耦合至奇數與偶數定址導體22之矩陣陣列 92436.doc5 •22· 1373750 元件100的順序將會相反。這可減少共同電極140驅動電壓 波形中的轉變數量。 要強調的是，第二電容裝置130的電容最好比第一電容裝 置120的小很多，以避免電荷從第一電容裝置12〇傳送到對 橫跨第一電容裝置120之電壓具有明顯效應的第二電容裝 置130 。 ^ 還有，熟悉本技術者應明白，用於更新矩陣陣列元件ι〇〇 之狀態的此配置尤其適合具有矩陣陣列元件1〇〇的主動式 矩陣陣列裝置10，該陣列元件可配置為兩個狀態，例如， 一個由橫跨矩陣陣列元件100之第一電容裝置120的高電壓 所定義的開啟狀態，一個由橫跨矩陣陣列元件100之第一電 容裝置120的低電壓所定義的關閉狀態。如果充電導體 不必作為電容裝置120與電位源之間的連接，在本發明之主 動式矩陣陣列裝置10的更新週期期間，可提供單一電壓給 充電導體32’而不必經由充電導體32逐—恢復所有個別電 壓，如先前所述，這通常會導致大量的功率消耗。如果充 電導體32要作為此類連接，則在本發明之主動式矩陣陣列 裝置10的更新週期期間’必須供應兩個電壓給充電導體 32。因此，與充電導體32關聯之電容只需要充電一次或兩 次，因而與矩陣陣列元件⑽中缺少更新電路的主動式矩陣 陣列裝置相比，大輻減少本發明之主動式矩陣陣列裝置ι〇 的功率消耗。 另外，還應明白 的第二電壓且第一 ，不提供不同的第一電容裝置120高位準 電容裝置120隨後不耦合至如接地之低 92436.doc5 -23- 1373750 電壓電位源，只要不脫離本發明宗旨，可以在第一電容裝 置120輕合至如電壓電源之高電壓的電位源之後，將低電壓 的第二電壓提供給第一電容裝置12〇。 圖4顯示根據本發明之主動式矩陣陣列裝置1〇之一部分 的另一項具體實施例。與圖2所示的具體實施例相比，此具 體實施例包括第四開關i i 6，該第四開關具有耦合至另—致 動導體62η之控制終端且耦合於第三開關114與充電導體 32m之間。在此配置中，第二電容元件13〇係耦合於第二開 關112與充電導體32m之間，因而具有好處：不需要任何二 加電極來定義橫跨第二電容裝置13〇上的電壓。此外，第一 開關110不再出現在第一電容裝置12〇與經由充電導體 32m、第三開關114及第四開關116提供之電位源之間的導電 路仏t如此所具有的好處是：與圖2所示的具體實施例相 比，在主動式矩陣陣列裝置1〇之主動模式中，第一電容裝 置120的充電不再f要使用第二電容裝置13卜在更新模式 中會在利用第一電容裝置13〇取樣或感測橫跨第一電容裝 置120上的電壓之德，接板哲 设柃供第四開關116另一致動信號。同 時’如果第三開關114由第-雷 問币一電谷裝置130上所儲存的電荷 致動，則會提供充電導體D _ 导體32m第二電壓，以更換橫跨第一電 谷裝置120上所儲存的第二電壓。 圖5如圖4所示電路之替代 代f生配置，其中第一開關110的配 置與第三開關114平行。θ + 卞订因此’充電導體32m直接只連接至 早"一開關，亦即*第no S3 HJ3 1 1 X- ]關116 ’而非如圖4所示之具體實 施例直接連接至第一開關n 同關lio與第四開關116。由於直接連 92436.doc5 •24- 1373750 接至充電導體32的各開關增加了充電導體32的電容及增加 了充電導體32之洩漏電流路徑數，因此與圖4所示之具體實 施例相比，圖5所示之主動式矩陣陣列裝置1〇的矩陣陣列元 件1〇〇提高了特色《這在主動式矩陣陣列裝置1〇的主動模式 期間尤其關係重大，其中，除了其他方面外，驅動電路 的驅動電壓會在矩陣陣列元件1〇〇的定址週期期間保持固 定。 圖6顯示可在更新模式期間提供矩陣陣列元件1〇〇讀取功 能之主動式矩陣陣列裝置1〇的一部分。為此目的，第一開 關110會耦合至分開的電位源82n，該電位源可在主動式矩 陣陣列裝置10的更新模式期間致動，依如上所述的方式。 第四開關116位在第一開關110與第三開關U4之間的導電 路控上，其中第五開關118具有耦合至第四開關丨16與第三 開關114之間的導電路徑的資料終端，如其源極。第五開關 具有耦合至充電導體32111之另一資料終端，如其汲極， 及耦合至項取致動導體72η之控制終端。第二電容裝置具 有，藉由非限制範例，耦合至電位源82η的終端，不過替代 性配置同樣可行。 藉由對充電導體32m進行充電及致動第五開關U8，即可 讀取矩陣陣列元件1〇〇0如果觀察到電壓下降，這可利用驅 動電路30來監控，便表示充電導體32〇1與電位源82n之間存 在導電路徑，即代表第二電容裝置13〇保有高電壓，因為第 三開關116致動之故。由於第二電容裝置13〇保有第一電容 裝置120中所儲存的資料副本，因此第一電容裝置中儲 92436.d〇c5 -25· 1373750 存的資料值亦為已知。 此時’要強調的是’圖4與圖5所示的電路同樣可加掌第 五開關118(並未在這些圖中顯示）。但是，便必須在第帝 容裝置120耗合至經由充電導體22所提供之電位源期間$ 取矩陣陣列元件100，且第五開關的另一資料終端輕合至= 開的導體。如果經由第五開關118偵測電流流動，便表示^ 三開關114已致動。但是，此配置的問題是，經由第四開關 116透過第五開關118來自充電導體32m的寄生電流流動會 引起錯誤的讀取信號解讀，此即為何圖6所示的具體實施^ 較佳’因為此讀取可在矩陣陣列元件1〇〇處於靜止狀態時完 成’因此避免了破壞讀取信號的風險。 圖7顯示根據本發明之主動式矩陣陣列裝置丨〇之一部分 的具體實施例，其中第二電容裝置130使用另一致動導體 62η與致動導體42n作為電極。如之前所強調的，可以使用 許多用於第二電容裝置130的替代性連接方案，而此特別配 置屬於其中之一。但是，在使第二電容裝置130耦合於另一 致動導體62η與致動導體42η之間時，必須小心不要讓這些 可能會破壞第三開關114之正常致動的導體所載送的波形 干擾&跨第一電谷裝置130上的電壓，因此危及第一電容裝 置12〇中所儲存之資料的正確性。例如，如果第二開關112 是η-通道型裝置’則在由第二電容裝置13〇對第一電容裝置 120所進行的感測週期結束時，致動導體42η從高電壓至低 電壓的轉變，將使第三開關丨14之控制終端的電壓低於取樣 自第一電容裝置120的電壓，因而使第三開關114無法正常 92436.doc5 •26· 1373750 開啟。還有，如果另一致動導體62η上的電壓從低電壓位準 切換到高電壓位準’則第三開關114的控制終端容易遭遇高 於取樣自第一電容裝置120的電壓，因而錯誤開啟第三開關 114。 為了抵銷此類干擾，第二電容裝置13〇包含第一子裝置 132與第二子裝置134,第一子裝置132具有耦合至致動導體 42η的第一終端與耗合至第二開關112之資料終端（例如$及 極）的第二終端；第二子裝置134具有耦合至第二開關1 η之 資料終端的第一終端及耦合至另一致動導體62n的第二終 端。子裝置132與134的終端可以是各自電容器的極板。將 第一電容裝置130分散在第一子裝置132與第二子裝置134 上’只要在橫跨第二電容裝置130上提供穩定足夠的電壓， 即可大幅抵銷另一致動導體62η與致動導體42n的耦合效 應。 或者’在第二開關112具有大量足夠電容的情況中，便可 以省略第一子裝置132，其中第二開關112的電容可以提供 所需的分散電容以補償致動導體42η上電壓波形的分裂效 應。 此時’要強調的是，目前所述之本發明之主動式矩陣陣 列裝置10的具體實施例全部具有的好處是，矩陣陣列元件 100中所使用的開關可以使用相同的技術，例如藉由η_通道 型或Ρ-通道型TFT或其他已知的開關元件來實現。如此可減 少主動式矩陣陣列裝置10製程的複雜性，因此降低此類裝 置的生產成本並提高其良率。但是，本發明的主動式矩陣 92436.doc5 27· 1373750 陣列裝置ίο使用相反通道類型的開關也可以得到好處。這 顯示在圖8的具體實施例中，其中第二開關112是p_通道型 裝置及第四開關116是η-通道型裝置。如此所具有的好處 是：只需要使用單一的致動導體，亦即，致動導體62η，來 定址第二開關112與第四開關116，因為第二開關112一般應 在第四開關開啟時關閉，反之亦然，這可由兩個開關屬於 相反的通道類型及響應相同的電壓波形之事實來保證。矩 陣陣列元件100的配置可從只需要單一附加導體的事實獲 得好處，這在主動式矩陣陣列裝置1〇是顯示裝置時尤其關 係重大，其中減少矩陣陣列元件1〇〇的複雜性一般可以提高 顯示特色。 圖9顯示具有本發明之主動式矩陣陣列裝置⑺的電子裝 置500。為了清楚明瞭之故，將會省略矩陣陣列元件ι〇〇的 内部。藉由非限制範例，主動式矩陣陣列裝置1〇包括複數 個致動導體42，為實施先前圖式中所揭露之具體實施例所 而之其他附加組的導體也可以出現。一般而言，但並非必 然，主動式矩陣陣列裝置1 〇係為顯示裝置，其中電子裝置 500係為監視器、電視、膝上型電腦、個人數位助理、行動 電話或同型裝置。 電子裝置500具有電源供應器520以供應驅動器電路2〇與 另一驅動器電路30的電源。驅動器電路20與另一驅動器電 路30可以是主動式矩陣陣列裝置10的整體部分或可以使用 與主動式矩陣陣列裝置1〇之技術的不同技術來實現。電子 衣置500可以從本發明之主動式矩陣陣列裝置⑺的存在獲 92436.doc5 -28. 1373750 传好處’因為可以大幅減少驅動器電路2〇與另一驅動器電 路30的功率消耗，例如，當電子裝置5⑼切換為待命模^且 主動式矩陣毕列裝置10進入上述的更新模式時。這對電池 供電的電子裝置500尤其有利’因為此類裝置一般會為了延 長電池的使用壽命而切換為某種形式的待命模式。事實 上’電池的使用壽命是此類電子裝置的銷售重點，而採用 根據本發㈣主動式矩陣陣列裝置1G可就這點增加電 置500的銷路。 、 應明白’以上提及的具體實施則以解說本發明而不限 制本發明’熟習此項技術者可設計很多替代的具體實施 例，而不脫離隨附申請專利範圍的範疇。纟申請專利範J \任何置於括號之間的參考符號不應視為限制該申請專 利範圍。用語「包含」並不排除在一申請專利範圍中所列 之外的元件或步驟之存在。在一元件之前的用語「一」並 不排除存在複數個此類元件。本發明可藉由包含數個‘同 元件之硬體來實施。在該裝置中，列舉數個裝置的申枝專 利範圍，數個這些裝置可由一個或相同項目的硬體： 施。事實上，某些測量僅是引用在互相不同的相關申請專 利範圍中’其並不代表這些測量的組合不能夠用來得到好 處。 【圖式簡單說明】 本發明將利用#限制範例並參考隨附圖 < 作更詳細 ，其中： '"、 圖1顯示已知主動式矩陣陣列裝置的一般結構； 92436.doc5 •29· 1373750 圖2顯示本發明之主動式矩陣陣列裝置之具體實施例； 圖3顯示操作本發明之主動式矩陣陣列裝置的複數個電 壓波形； 圖4-8顯示本發明之主動式矩陣陣列裝置之進一步替代 性具體實施例；及 圖9顯示本發明之電子裝置。 【圖式代表符號說明】 10 主動式矩陣陣列裝置 20 驅動器電路 22, 22η 定址導體 24η 專用電極 30 另一驅動器電路 32, 32m 充電導體 42, 42η 致動導體 52η 另一電極 62η 另一致動導體 72η 讀取致動導體 82η 電位源 100 矩陣陣列元件 110 第一開關 112 第二開關 114 第三開關 116 第四開關 118 第五開關 92436.doc5 - 30 - 1373750 120 第一電容裝置 122 第一電容子裝置 123 節點 124 第二電容子裝置 130 第二電容裝置 132 第一子裝置 134 第二子裝置 140 共同電極 500 電子裝置 520 電源供應器 522 未說明 524 未說明 92436.doc5 - 31 -

Claims (1)

1. 修正本 拾、申請專利範圍： 案號：93109517 HM年4月18日修正一替換頁 一種主動式矩陣陣列裝置（1〇)，包含： 複數個充電導體（32); 與該複數個充電導體（32)交叉之複數個定址導體（22) ;及

   複數個矩陣陣列元件（100)，各矩陣陣列元件（1〇〇)包含 一第一開關（110)，該第一開關具有耦合至一關聯之定址 導體（22)之一控制终端與麵合至一關聯之充電導體（32) 之一資料终端，各矩陣陣列元件（1〇〇)進一步包含： 耦合至該第一開關（110)之一另一資料終端之第一電容 裝置（120); 經由具有響應一致動信號之一控制終端之第二開關 (112)耦合至該第一電容裝置（120)之一第二電容裝置 (130) ’該第二電容裝置（130)具有小於該第一電容裝置 (120)之電容； 耦合於該第一電容裝置（120)與一電位源之間之一第三 _ 開關（114)，該第三開關（114)具有耦合至該第二電容裝置 (130)之一控制終端；及 耦合於該第一電容裝查（120)與該電位源之間之一第四 開關（116)，該第四開關（116)具有響應一另一致動信號之 一控制終端。 2.如申請專利範圍第1項之主動式矩陣陣列裝置（10)，其中 該第三開關（114)係耦合於該第一電容裝置（120)與該第四 開關（116)之間。 ㈣月ZK9換5〗頁7 如申請專利範圍第1項之主動式矩p車陣列裝置（⑼，其中 該第四開關（116)係耦合於該第一電容裝置（12〇)與該第三 開關（114)之間。 — 如申請專利範圍第1項之主動式矩陣陣列裝置（1〇)，其中 該第二電容裝置（130)包含一第一子裝置（132)與一第二 子裝置（134)，該第一子裝置（132)具有耦合至用於提供該 致動信號之一致動導體（42)之一第一终端，與耦合至該第 二開關（112)之一資料终端之一第二終端，該第二子裝置 具有搞合至該第二開關（112)之該資料终端之一第一終端 與糕合至用於提供該另一致動信號之一另一致動導體 (62)之一第二終端。 如申請專利範圍第1項之主動式矩陣陣列裝置（10)，其中 該電位源係經由該關聯之充電導體（32)而提供。 如申請專利範圍第1項之主動式矩陣陣列裝置（10)，其中 各矩陣陣列元件（100)進一步包含一第五開關（118)，該開 關具有： 響應一讀取-致動信號之一控制終端； 耦合於該第三開關（114)與該第四開關（116)之間之一第 資料終端；及 耦合至一讀取導體之一另一資料終端。 如申請專利範圍第3項之主動式矩陣陣列裝置（1〇) ’其中 該第二開關（112)屬於與該第四開關（116)不同的通道類 型，該第二開關（112)之該控制終端與該第四開關（116)之 該控制終端係耦合至一共用導體（42)。 案號：93109517 101年4月18曰修正一替換頁 一種電子裝置（5〇〇)，包含： 一主動式矩陣陣列裝置（1〇)，其包含： 複數個充電導體（32); 與該複數個充電導體（32)交叉之複數個定址導體（22) :及 複數個矩陣陣列元件（丨〇〇)，各矩陣陣列元件（1〇〇)包含 一第一開關（110)’該第一開關具有耦合至一關聯之定址 導體（22)之一控制终端與招合至一關聯之充電導體（32) 之一資料終端，各矩陣陣列元件（1〇〇)進一步包含 耦合至該第一開關（110)之一另一資料終端之第一電容 裝置（120); 經由具有響應一致動信號之一控制終端之第二開關 (112)耦合至該第一電容裝置（12〇)之一第二電容裝置 (130) ’該第二電容裝置（13〇)具有小於該第一電容裝置 (120)之電容； 耦合於該第一電容裝置（120)與一電位源之間之一第三 開關（114) ’該第三開關（114)具有耦合至該第二電容裝置 (130)之一控制終端；及 耦合於該第一電容裝置（120)與該電位源之間之一第四 開關（116) ’該第四開關（116)具有響應一另一致動信號之 一控制終端； 該電子裝置（500)進一步包含： 用於將複數個信號驅動至該等複數個定址導體（22)上 的驅動電珞（20); 1373750 案號：93109517 101年4月丨8日修正一替換頁 用於將複數個另一信號驅動至該等複數個定址導體 (32)上的另一驅動電路（30);及 用於供應電源給該驅動電路（20)與該另—驅動電路 (30)之一電源供應器（52)。 9. 一種用於操作具有複數個包括第一與第二電容裝置（12〇; 130)之矩陣陣列元件（100)之一主動式矩陣陣列裝置（1〇) 的方法，該方法包含： 儲存橫跨一矩陣陣列元件（1〇〇)之該第一電容裝置 (120)上之一第一電壓，· 儲存橫跨該矩陣元件（100)之該第二電容裝置（13〇)上 之該第一電壓； 將橫跨該矩陣陣列元件（100)之該第一電容裝置（12〇) 上之該第一電壓更換為一第二電壓；及 根據橫跨該第二電容裝置（130)上所儲存之該第一電壓 的振幅，致動該第一電容裝置（120)與一電位源之間之一 電流路徑以將橫跨該第一電容裝置（120)上之該第二電壓 更換為一第三電壓。