TWI386892B

TWI386892B - 平面顯示裝置、平面顯示面板及其像素極性反轉的控制方法

Info

Publication number: TWI386892B
Application number: TW96110083A
Authority: TW
Inventors: Chih Wei Chiang
Original assignee: Chimei Innolux Corp
Priority date: 2007-03-23
Filing date: 2007-03-23
Publication date: 2013-02-21
Also published as: TW200839719A

Description

平面顯示裝置、平面顯示面板及其像素極性反轉的控制方法

本發明係關於一種顯示裝置、顯示面板及其像素極性反轉的控制方法，特別關於一種能降低資料線驅動電路功率的平面顯示裝置、平面顯示面板及其像素極性反轉的控制方法。

平面顯示裝置之液晶顯示裝置因具有體型輕薄、低功率消耗及無輻射等優越特性，已經漸漸地取代傳統陰極射線管顯示裝置，並且應用至許多種類之電子產品中，例如筆記型電腦、液晶電視及液晶螢幕等等。

就液晶平面顯示器而言，由於液晶分子之特性是不能夠一直固定在某一個電壓不變，不然時間久了，即使將電壓取消掉，液晶分子會因為特性的破壞而無法再因應電場的變化來轉動，以形成不同的灰階。所以每隔一段時間，就必須將電壓恢復原狀，以避免液晶分子的特性遭到破壞。為解決此一問題，目前常見的電壓轉變模式有四類：圖框反轉(frame inversion)、行反轉(column inversion)、列反轉(row inversion)、以及點反轉(dot inversion)驅動。其中圖框反轉以及列反轉驅動易造成液晶螢幕上的殘影及波紋，因此，現在業者常使用的電壓轉變模式為行反轉以及點反轉。以行反轉為例，詳細的操作請見下文說明。

請參考圖1所示，圖1為一行反轉的平面顯示面板1之簡略示意圖。平面顯示面板1包含有一資料線驅動電路11、複數個像素電容12以及複數個開關13。其中該等像素電容12至少區分為一第一像素電容121、一第二像素電容122、一第三像素電容123以及一第四像素電容124。該等開關13係分別電性連接於兩兩像素電容之間。

以下係進一步說明平面顯示面板1如何轉變電壓極性。資料線驅動電路11係輸出一第一正電壓至第一像素電容121以及第三像素電容123，並輸出一第一負電壓至第二像素電容122以及第四像素電容124，而於下一時序中，將開關13關閉(turn on)使其導通，因此，第一像素電容121、第二像素電容122、第三像素電容123及第四像素電容124相互電性連接，使得該等像素電容121、122、123、124儲存的電壓相互充放電，達到一穩定電壓。接下來，資料線驅動電路11係輸出一第二負電壓至第一像素電容121及第三像素電容123，並輸出一第二正電壓至第二像素電容122及第四像素電容124，同樣的，於下一時序中，將開關13關閉使其導通。平面顯示面板1重復上述之動作，便可以達到電壓不斷轉換，以消除靜態電壓，避免影像僵化以及圖像閃爍。

圖2所示係為各像素電容121、122、123、124儲存之電壓時序圖。由圖2可知，在平面顯示面板中1中，由正電壓轉換至負電壓，其電壓差非常大，因此使得資料線驅動電路11必須消耗很大的功率，造成平面顯示面板1的耗電量相對地增加。因此，如何提供一種平面顯示裝置、平面顯示面板及像素極性反轉的控制方法，使其能夠有效地降低功率消耗，實屬當前重要課題之一。

有鑑於上述課題，本發明之目的為提供一種能夠降低功率消耗的平面顯示面板、平面顯示裝置及像素極性反轉的控制方法方法。

緣是，為達上述目的，依據本發明之一種平面顯示裝置，其包括一平面顯示面板以及一背光模組，其中背光模組與平面顯示面板係相對而設。平面顯示面板具有一資料線驅動電路、一選擇單元、一第一儲能單元、一第二儲能單元、一第一像素電容及一第二像素電容。選擇單元係與資料線驅動電路電性連接；第一儲能單元、第二儲能單元、第一像素電容及第二像素電容與選擇單元電性連接；第一像素電容及第二像素電容係經由選擇單元選擇性地與資料線驅動電路、第一儲能單元或第二儲能單元電性連接。

為達上述目的，依據本發明之一種平面顯示面板，其包括一資料線驅動電路、一選擇單元、一第一儲能單元、一第二儲能單元、一第一像素電容、以及一第二像素電容。選擇單元係與資料線驅動電路電性連接；第一儲能單元及第二儲能單元係分別與選擇單元電性連接；第一像素電容係與選擇單元電性連接，並經由選擇單元選擇性地與資料線驅動電路、第一儲能單元或第二儲能單元電性連接；第二像素電容係與選擇單元電性連接，並經由選擇單元選擇性地與資料線驅動電路、第一儲能單元或第二儲能單元電性連接。

另外，為達上述目的，依據本發明之一種像素極性反轉的控制方法，其係與一資料線驅動電路配合應用，而資料線驅動電路係分別一第一像素電容及一第二像素電容電性連接，並分別輸出一第一電壓及一第二電壓至第一像素電容及第二像素電容，控制方法包括下列步驟：將第一像素電容切換至與一第一儲能單元電性連接，並將第二像素電容切換至與一第二儲能單元電性連接；將第一像素電容切換至與第二像素電容相互電性連接；將第一像素電容切換至與第二儲能單元電性連接，並將第二像素電容切換至與第一儲能單元電性連接；以及將第一像素電容及第二像素電容切換至與資料線驅動電路電性連接。

承上所述，因依據本發明之一種平面顯示裝置、平面顯示面板及像素極性反轉的控制方法，係至少利用二個儲能單元，使得資料線驅動電路在不斷轉換電壓以消除靜態電壓時，能夠將其原本所儲存的第一電壓或第二電壓預先轉存至儲能單元，因此資料線驅動電路便能夠提供較少的電壓差至像素電容。如此一來將能夠有效地降低平面顯示裝置及平面顯示面板所消耗的功率。

以下將參照相關圖式，說明依據本發明較佳實施例之一種平面顯示裝置、平面顯示面板及像素極性反轉的控制方法。

請參照圖3所示，圖3為本發明較佳實施例之一平面顯示面板3之一示意圖。平面顯示面板3包含有一資料線驅動電路31、一選擇單元32、一第一儲能單元33、一第二儲能單元34、一第一像素電容35以及一第二像素電容36。

資料線驅動電路31係與選擇單元32電性連接，且資料線驅動電路31係至少輸出一第一電壓及一第二電壓，其中當第一電壓為正電壓時，第二電壓為負電壓；而第一電壓為負電壓時，第二電壓為正電壓。

第一儲能單元33係與選擇單元32電性連接，且第二儲能單元34亦係與選擇單元32電性連接。於本實施例中，第一儲能單元33及第二儲能單元34係分別為一電容器。

第一像素電容35係與選擇單元32電性連接，並經由選擇單元32選擇性地分別與資料線驅動電路31、第一儲能單元33或第二儲能單元34電性連接。而第二像素電容36亦係與選擇單元32電性連接，並經由選擇單元32選擇性地分別與資料線驅動電路31、第一儲能單元33或第二儲能單元34電性連接。於本實施例中，像素電容係包含一液晶電容(liquid crystal capacitance)及/或一儲存電容(storage capacitance)，或是像素中之等效電容。另外，值得一提的是，於此係以一個第一像素電容及一個第二像素電容為例，其亦可由複數個第一像素電容及複數個第二像素電容分別組成一第一像素電容群組及一第二像素電容群組。

請參照圖4所示，本發明較佳實施例之一種平面顯示面板之像素極性反轉的控制方法，包括步驟S01至步驟S04。以下藉由平面顯示面板3為例，說明控制方法之流程步驟。於步驟S01，將第一像素電容35切換至與第一儲能單元33電性連接，並將第二像素電容36切換至與第二儲能單元34電性連接。

於步驟S02，將第一像素電容35切換至與第二像素電容36相互電性連接。

於步驟S03，將第一像素電容35切換至與第二儲能單元34電性連接，並將第二像素電容36切換至與第一儲能單元33電性連接。

於步驟S04，將第一像素電容35及第二像素電容36切換至與資料線驅動電路31電性連接。

以下，將以一實例說明平面顯示面板之像素極性反轉的控制方法，請參照圖5，其係為本發明較佳實施例之平面顯示面板5之示意圖，平面顯示面板4包括有一資料線驅動電路51、一選擇單元52、一第一儲能單元53、一第二儲能單元54、二第一像素電容55以及二第二像素電容56。其中選擇單元52具有二第一開關元件521及二第二開關元件522，其係分別與第一像素電容55、第二像素電容56、第一儲能單元53、第二儲能單元54及資料線驅動電路51電性連接。此外，各第一開關元件521具有一第一端子N1、一第二端子N2、一第三端子N3及一第四端子N4；各第二開關元件522具有一第五端子N5、一第六端子N6、一第七端子N7及一第八端子N8。其中第一端子N1及第五端子N5係與資料線驅動電路51電性連接，第二端子N2及第八端子N8係與第一儲能單元53電性連接，第三端子N3及第七端子N7係與第二像素電容56電性連接，第四端子N4及第六端子N6係與第二儲能單元54電性連接。於本實施例中，各第一像素電容55係組成第一像素電容群組，各第二像素電容56係組成第二像素電容群組。此外，假設第一像素電容55以及第二像素電容56為1×10^－ ¹ ² 法拉(f)，第一儲能單元53以及第二儲能單元54為2×10^－ ¹ ² 法拉(f)，第一電壓為9伏特(V)以及第二電壓0伏特(V)，以說明平面顯示面板5之作動。

請同時參照圖5及圖6所示，其中圖6為平面顯示面板5之像素極性反轉的控制方法之流程圖。平面顯示面板5之作動如下：於步驟S11，藉由切換選擇單元52，將第一端子N1切換至與第一像素電容55電性連接，使資料線驅動電路51經由第一端子N1輸出第一電壓，例如9伏特，至第一像素電容55；第五端子N5切換至與第二像素電容55電性連接，使資料線驅動電路51經由第五端子N5輸出第二電壓0伏特至第二像素電容56。

於步驟S12，藉由切換選擇單元52，將第二端子N2切換至與第一像素電容55電性連接，使第一像素電容電性連接至第一儲存單元53；第二像素電容56切換至與第六端子N6電性連接，使第二像素電容56電性連接至第二儲存單元54。此外，儲存於第一像素電容55與第一儲存單元53之電壓重新平均分配，儲存於第二像素電容56與第二儲存單元54之電壓重新平均分配，係利用Q≡C×V的公式，導出第一像素電容55以及第一儲存單元53所儲存的電壓為4.5V，第二像素電容56以及第二儲存單元54所儲存的電壓為0V。

於步驟S13，藉由切換選擇單元52，將第三端子N3切換至與第一像素電容55電性連接，且將第七端子N7切換至與第二像素電容56電性連接，使第一像素電容55以及第二像素電容56相互電性連接，且儲存於第一像素電容55以及第二像素電容56之電壓重新平均分配。同理，第一像素電容55以及第二像素電容56所儲存之電壓為2.25V。

於步驟S14，藉由切換選擇單元52，使第四端子N4切換至與第一像素電容55電性連接，使第一像素電容55電性連接至第二儲存單元54；第八端子N8切換至與第二像素電容56電性連接，使第二像素電容56電性連接至第一儲存單元53。且儲存於第一像素電容55與第二儲存單元54之電壓重新平均分配，第一像素電容55與第二儲存單元54之電壓為1.125V；儲存於第二像素電容56與第一儲存單元53之電壓重新平均分配，第二像素電容56與第一儲存單元53之電壓為3.375V。

於步驟S15，藉由切換選擇單元52，將第一端子N1切換至與第一像素電容55電性連接，使資料線驅動電路51輸出第二電壓，例如0V，至第一像素電容55；第五端子N5切換至與第二像素電容56電性連接，使資料線驅動電路51至少輸出第一電壓9V至第二像素電容56。

於步驟S16，藉由切換選擇單元52，將第四端子N4切換至與第一像素電容55電性連接，使第一像素電容55電性連接至第二與儲存單元54；第八端子切換至與第二像素電容56電性連接，將第二像素電容56電性連接至第一儲存單元53，且儲存於第一像素電容55與第二儲存單元54之電壓重新平均分配，因此，第一像素電容55與第二儲存單元54之電壓為0.5625V，儲存於第二像素電容56與第一儲存單元53之電壓重新平均分配，第二像素電容56與第一儲存單元53之電壓為6.6875V。

於步驟S17，藉由切換選擇單元52，將第三端子N3切換至與第一像素電容55電性連接，第七端子N7切換至與第二像素電容56電性連接，使第一像素電容55以及第二像素電容56相互電性連接，且儲存於第一像素電容55以及第二像素電容56之電壓重新平均分配，同理，第一像素電容55以及第二像素電容56所儲存之電壓為3.625V。

於步驟S18，藉由切換選擇單元52，將第二端子N2切換至與第一像素電容55電性連接，使第一像素電容55電性連接至第一儲存單元53；將第八端子N8切換至與第二像素電容56電性連接，使第二像素電容56電性連接至第二儲存單元54。且儲存於第一像素電容55與第一儲存單元53之電壓重新平均分配，第一像素電容55以及第一儲存單元53所儲存的電壓為5.15645V；儲存於第二像素電容56與第二儲存單元54之電壓重新平均分配，第二像素電容56以及第二儲存單元54所儲存的電壓為2.09375V。

平面顯示面板5在執行步驟S18之後將可重複步驟S11的作動，因此，於本實施例中係以每八個步驟為一個週期。平面顯示面板5在重複這此作動一段時間後，第一儲能單元53和第二儲能單元54上儲存的電壓就會穩定，能夠有效降低功率消耗。

以上係以第一像素電容群組包含兩個第一像素電容，而第二像素電容群組包含兩個第二像素電容為例，當然，第一像素電容群組及第二像素電容群組的數量於此並不加以限制，當其數量增加時，仍可依照Q≡C×V來降低功率消耗。另外，亦可再增加更多的像素電容群組及其相對應的儲能電容，來降低功率消耗。

以下，請參照圖7所示，以說明本發明較佳實施例之平面顯示裝置7。平面顯示裝置7包含一平面顯示面板71以及一背光模組72。其中，平面顯示面板71係與背光模組72相對而設。

平面顯示面板7具有一資料線驅動電路、一選擇單元、一第一儲能單元、一第二儲能單元、一第一像素電容及一第二像素電容。其中資料線驅動電路係與選擇單元電性連接，且資料線驅動電路係至少輸出一第一電壓及一第二電壓，其中當第一電壓為正電壓時，第二電壓為負電壓；而第一電壓為負電壓時，第二電壓為正電壓。第一儲能單元係與選擇單元電性連接，且第二儲能單元亦係與選擇單元電性連接。第一像素電容與第二像素電容分別與選擇單元電性連接，並經由選擇單元分別選擇性地與資料線驅動電路、第一儲能單元或第二儲能單元電性連接。於本實施中，資料線驅動電路，選擇單元，第一儲能單元、第二儲能單元、第一像素電容、以及第二像素電容之運作原理及其像素極性反轉的控制方法係以上文所述之平面顯示面板5相同，故在此不再贅述。

綜上所述，依據本發明之一種平面顯示裝置、平面顯示面板及像素極性反轉的控制方法係於平面顯示面板加入二個儲能單元以及一選擇單元，當轉變電壓極性時，則將原儲存於像素電容上的電壓藉由選擇單元，儲存於儲能單元中，再將儲存於儲能單元中的電壓重複利用，就可以減少資料線驅動電路所需消耗的功率。與習知技術相較，本發明係藉由儲能單元以及選擇單元將轉變電壓極性所消耗的功率重複利用，以降低資料線驅動電路所消耗的功率，進而達到省電的效果。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

1、3、5、71．．．平面顯示面板

7．．．平面顯示裝置

11、31、51．．．資料線驅動電路

13．．．開關

12．．．像素電容

121、35、55．．．第一像素電容

122、36、56．．．第二像素電容

123．．．第三像素電容

124．．．第四像素電容

32、52．．．選擇單元

33、53．．．第一儲能單元

34、54．．．第二儲能單元

521．．．第一開關元件

522．．．第二開關元件

N1．．．第一端子

N2．．．第二端子

N3．．．第三端子

N4．．．第四端子

N5．．．第五端子

N6．．．第六端子

N7．．．第七端子

N8．．．第八端子

72．．．背光模組

S01~S04、S11~S18．．．控制方法之步驟

圖1為習知行反轉的平面顯示面板之一簡略示意圖；圖2為習知行反轉的平面顯示面板之像素電容儲存之電壓之一時序圖；圖3為依據本發明較佳實施例之一種平面顯示面板之一示意圖；圖4為依據本發明較佳實施例之一種平面顯示面板之像素極性反轉的控制方法之一流程圖；圖5為依據本發明較佳實施例之一種平面顯示面板之另一示意圖；圖6為依據本發明較佳實施例之一種平面顯示面板之像素極性反轉的控制方法之另一流程圖；以及圖7為依據本發明較佳實施例之一種平面顯示裝置之一示意圖。

3．．．平面顯示面板

31．．．資料線驅動電路

32．．．選擇單元

33．．．第一儲能單元

34．．．第二儲能單元

35．．．第一像素電容

36．．．第二像素電容

Claims

一種像素驅動方法，包括：提供一資料線驅動電路，該資料線驅動電路係與一第一像素電容及一第二像素電容電性連接，並分別輸出一第一電壓及一第二電壓至該第一像素電容及該第二像素電容；將該第一像素電容切換至與一第一儲能單元電性連接，並將該第二像素電容切換至與一第二儲能單元電性連接；將該第一像素電容切換至與該第二像素電容相互電性連接；將該第一像素電容切換至與該第二儲能單元電性連接，並將該第二像素電容切換至與該第一儲能單元電性連接；以及將該第一像素電容及該第二像素電容切換至與該資料線驅動電路電性連接。
如申請專利範圍第1項所述之驅動方法，其中當該第一電壓為一正電壓時，該第二電壓為一負電壓；而當該第一電壓為一負電壓時，該第二電壓為一正電壓。
如申請專利範圍第1項所述之驅動方法，其中該像素電容包含一液晶電容或一儲能電容。
如申請專利範圍第1項所述之驅動方法，其中該第一儲能單元及該第二儲能單元係分別為一電容器。
一種平面顯示面板，包含：一資料線驅動電路；一選擇單元，與該資料線驅動電路電性連接；一第一儲能單元，與該選擇單元電性連接；一第二儲能單元，與該選擇單元電性連接；一第一像素電容，與該選擇單元電性連接，並經由該選擇單元選擇性地與該資料線驅動電路、該第一儲能單元或該第二儲能單元電性連接；以及一第二像素電容，與該選擇單元電性連接，並經由該選擇單元選擇性地與該資料線驅動電路、該第一儲能單元或該第二儲能單元電性連接。
如申請專利範圍第5項所述之平面顯示面板，其中該資料線驅動電路係輸出一第一電壓及一第二電壓。
如申請專利範圍第6項所述之平面顯示面板，其中當該第一電壓為一正電壓時，該第二電壓為一負電壓；而當該第一電壓為一負電壓時，該第二電壓為一正電壓。
如申請專利範圍第5項所述之平面顯示面板，其中該第一儲能單元及該第二儲能單元分別為一電容器。
如申請專利範圍第5項所述之平面顯示面板，其中該像素電容包含一液晶電容或一儲能電容。
如申請專利範圍第5項所述之平面顯示面板，其中該選擇單元至少具有一第一開關元件及一第二開關元件，其係分別與該第一像素電容、該第二像素電容、該第一儲能單元、該第二儲能單元及該資料線驅動電路電性連接。
如申請專利範圍第10項所述之平面顯示面板，其中該第一開關元件具有一第一端子、一第二端子、一第三端子及一第四端子，該第二開關元件具有一第五端子、一第六端子、一第七端子及一第八端子。
如申請專利範圍第11項所述之平面顯示面板，其中該第一端子及該第五端子係與該資料線驅動電路電性連接，該第二端子及該第八端子係與該第一儲能單元電性連接，該第三端子及該第七端子係與該第二像素電容電性連接，該第四端子及該第六端子係與該第二儲能單元電性連接。
如申請專利範圍第5項所述之平面顯示面板，其中該選擇單元具有一數位開關電路，其係分別與該資料線驅動電路、該第一儲能單元或該第二儲能單元電性連接。
一種平面顯示裝置，包含：一平面顯示面板，其具有一資料線驅動電路、一選擇單元、一第一儲能單元、一第二儲能單元、一第一像素電容及一第二像素電容，該選擇單元係與該資料線驅動電路電性連接，該第一儲能單元、該第二儲能單元、該第一像素電容及該第二像素電容係分別與該選擇單元電性連接，該第一像素電容及該第二像素電容係經由該選擇單元選擇性地與該資料線驅動電路、該第一儲能單元或該第二儲能單元電性連接；以及一背光模組，與該平面顯示面板相對而設。
如申請專利範圍第14項所述之平面顯示裝置，其中該資料線驅動電路係輸出一第一電壓及一第二電壓。
如申請專利範圍第15項所述之平面顯示裝置，其中當該第一電壓為一正電壓時，該第二電壓為一負電壓；而當該第一電壓為一負電壓時，該第二電壓為一正電壓。
如申請專利範圍第14項所述之平面顯示裝置，其中該第一儲能單元及該第二儲能單元分別為一電容器。
如申請專利範圍第14項所述之平面顯示裝置，其中該像素電容包含一液晶電容或一儲能電容。
如申請專利範圍第14項所述之平面顯示裝置，其中該選擇單元至少具有一第一開關元件及一第二開關元件，其係分別與該第一像素電容、該第二像素電容、該第一儲能單元、該第二儲能單元及該資料線驅動電路電性連接。
如申請專利範圍第19項所述之平面顯示裝置，其中該第一開關元件具有一第一端子、一第二端子、一第三端子及一第四端子，該第二開關元件具有一第五端子、一第六端子、一第七端子及一第八端子。
如申請專利範圍第20項所述之平面顯示裝置，其中該第一端子及該第五端子係與該資料線驅動電路電性連接，該第二端子及該第八端子係與該第一儲能單元電性連接，該第三端子及該第七端子係與該第二像素電容電性連接，該第四端子及該第六端子係與該第二儲能單元電性連接。
如申請專利範圍第14項所述之平面顯示裝置，其中該選擇單元具有一數位開關電路，其係分別與該資料線驅動電路、該第一儲能單元或該第二儲能單元電性連接。
如申請專利範圍第14項所述之平面顯示裝置，其中該背光模組係為一側光式背光模組或一直下式背光模組。
一種平面顯示裝置的驅動方法，包括：提供一資料線驅動電路，該資料線驅動電路係與一第一像素電容及一第二像素電容電性連接，並分別輸出一第一電壓及一第二電壓至該第一像素電容及該第二像素電容；將該第一像素電容切換至與一第一儲能單元電性連接，並將該第二像素電容切換至與一第二儲能單元電性連接；將該第一像素電容切換至與該第二像素電容相互電性連接；將該第一像素電容切換至與該第二儲能單元電性連接，並將該第二像素電容切換至與該第一儲能單元電性連接；以及將該第一像素電容及該第二像素電容切換至與該資料線驅動電路電性連接。
如申請專利範圍第24項所述之驅動方法，其中當該第一電壓為一正電壓時，該第二電壓為一負電壓；而當該第一電壓為一負電壓時，該第二電壓為一正電壓。
如申請專利範圍第24項所述之驅動方法，其中該像素電容包含一液晶電容或一儲能電容。
如申請專利範圍第24項所述之驅動方法，其中該第一儲能單元及該第二儲能單元係分別為一電容器。