TWI396912B - 子畫素重新排列之液晶顯示器 - Google Patents

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Description

子畫素重新排列之液晶顯示器
本發明係關於一種顯示模組，尤指一種子畫素重新排列以減少使用的資料線之液晶顯示器。
主動式矩陣液晶顯示器使用薄膜電晶體(thin－film transistor,TFT)等主動式元件來控制每一畫素單元的開啟與關閉，並根據影像訊號來控制液晶材質對光線的穿透率以顯示影像。液晶顯示器上設有包含畫素陣列之顯示面板，及用來驅動液晶顯示面板之驅動電路。顯示面板上設有複數條平行的資料線和掃描線，資料線和掃描線彼此垂直交錯，且在交錯處設有畫素單元及控制畫素單元之薄膜電晶體開關。驅動電路包含源極驅動器及閘極驅動器，源極驅動器提供資料線相關於顯示影像之訊號，而閘極驅動器提供掃描線開啟或關閉薄膜電晶體之訊號。
請參考第1圖，第1圖為先前技術液晶顯示器10之示意圖。液晶顯示器10包含一顯示面板12、一源極驅動器14、一閘極驅動器16及一時脈控制器18。顯示面板12包含N行M列之畫素單元，其中N、M為正整數，每一畫素單元包含一紅色(R)子畫素、一綠色(G)子畫素及一藍色(B)子畫素，每一畫素單元藉由三條資料線及一條掃描線來驅動，所以閘極驅動器16包含M條掃描線，源極驅動器14包含3N條資料線。第1圖中，D1代表第一條資料線，D3N代表第3N條資料線，Y1代表第一條掃描線，YM代表第M條掃描線，1R1代表第1行第1列之紅色子畫素，NBM代表第N行第M列之藍色子畫素。當閘極驅動器16開啟一條掃描線時，源極驅動器14會藉由3N條資料線輸出一列的影像資料。因此，藉由時脈控制器18控制源極驅動器14及閘極驅動器16，當每一條掃描線依序被開啟時，顯示面板12就可顯示一個畫面。例如，當閘極驅動器14依序開啟掃描線Y1、Y2、Y3時，此時資料線D1將依序輸出子畫素1R1、1R2、1R3之影像資料，資料線D3N將依序輸出子畫素NB1、NB2、NB3之影像資料。
液晶顯示器常使用三種驅動方式：圖框反轉(frame inversion)、線反轉(line Inversion)和點反轉(dot inversion)。當使用圖框反轉的方式來驅動液晶顯示器時，每一圖框之資料訊號為相同極性，並且和下一圖框之資料訊號為相反極性。線反轉包含列反轉(row inversion)及行反轉(column inversion)。當使用行反轉的方式來驅動液晶顯示器時，每一行之資料訊號和其相鄰行之資料訊號為相反極性，由於資料線上傳輸的資料訊號不需反相，所以行反轉可節省功率損耗。當使用點反轉的方式來驅動液晶顯示器時，每一畫素單元之資料訊號與其相鄰畫素單元之資料訊號為相反極性。由於點反轉的驅動方式可提供較佳的顯示品質，因此點反轉成為目前液晶顯示器最常使用的驅動方式。
隨著顯示面板的尺寸及解析度的增加，顯示面板之資料線及掃描線的數目也隨之增加，尤其資料線更是倍數的增加。此外，目前已有將閘極驅動器利用薄膜電晶體形成於顯示面板上之技術。因此，若能減少顯示面板之資料線之數目，對於大尺寸及高解析的顯示面板的發展會有很大的幫助。
本發明係提供一種子畫素重新排列之顯示模組，包含：一顯示面板，包含一畫素陣列具有N行M列之畫素單元，N、M係為正整數，每一畫素單元包含一第一子畫素、一第二子畫素及一第三子畫素；一源極驅動器，包含N＋1條資料線，耦接於該N行之畫素單元，以驅動該顯示面板；一閘極驅動器，包含3M條掃描線，耦接於該M列之畫素單元，以驅動該顯示面板；一時脈控制器，用來接一收影像資料，並控制該源極驅動器及該閘極驅動器；及一資料轉換器，耦接於該時脈控制器及該源極驅動器之間，用來將該影像資料轉換為該畫素陣列之資料。
本發明另提供一種子畫素重新排列之顯示模組，包含：一顯示面板，包含一畫素陣列具有N行M列之畫素單元，N、M係為正整數，每一畫素單元包含一第一子畫素、一第二子畫素及一第三子畫素，一源極驅動器，包含N＋1條資料線，耦接於該N行之畫素單元，以驅動該顯示面板；一閘極驅動器，包含3M＋1條掃描線，耦接於該M列之畫素單元，以驅動該顯示面板；一時脈控制器，用來接收一影像資料，並控制該源極驅動器及該閘極驅動器；及一資料轉換器，耦接於該時脈控制器及該源極驅動器之間，用來將該影像資料轉換為該畫素陣列之資料。
本發明另提供一種子畫素重新排列之顯示模組，包含：一顯示面板，包含一畫素陣列具有N行M列之畫素單元，每一畫素單元包含一第一子畫素、一第二子畫素及一第三子畫素，一源極驅動器，包含(3N/2)＋1(N為偶數)條資料線，耦接於該N行之畫素單元，以驅動該顯示面板；一閘極驅動器，包含2M條掃描線，耦接於該M列之畫素單元，以驅動該顯示面板；一時脈控制器，用來接收一影像資料，並控制該源極驅動器及該閘極驅動器；及一資料轉換器，耦接於該時脈控制器及該源極驅動器之間，用來將該影像資料轉換為該畫素陣列之資料。
請參考第2圖，第2圖為本發明液晶顯示器20之第一實施例之示意圖。液晶顯示器20包含一顯示面板22、一源極驅動器24、一閘極驅動器26、一時脈控制器28及一資料轉換器34。顯示面板22包含一畫素陣列具有N行M列之畫素單元，其中N、M為正整數，每一畫素單元包含一第一子畫素、一第二子畫素及一第三子畫素，分別為紅色(R)、綠色(G)及藍色(B)子畫素。基本上，每一畫素單元藉由一條資料線及三條掃描線來驅動，所以圖示中，D1代表第一條資料線，DN代表第N條資料線，Y1代表第一條掃描線，Y3M代表第3M條掃描線，1R1代表第1行第1列之紅色子畫素，NBM代表第N行第M列之藍色子畫素。在第一實施例中，閘極驅動器26包含3M條掃描線，源極驅動器24包含N＋1條資料線，根據不同的應用，第一條資料線及最後一條資料線可以分開輸出資料或耦接在一起，在本實施例的說明中，資料線D1耦接於資料線DN＋1。由於掃描線增加會影響畫素單元的充電時間，所以源極驅動器24可藉由行反轉(column inversion)之驅動方式來改善畫素單元充電不足之問題。為了保持點反轉(dot inversion)較佳的顯示效果，將顯示面板22之子畫素重新作適當的排列，如此可得到點反轉較佳的顯示效果。
在顯示面板22中，第1行第1列之畫素單元之子畫素包含1R1、1G1及1B1，子畫素1R1耦接於資料線D1及掃描線Y1，子畫素1G1耦接於資料線D2及掃描線Y2，子畫素1B1耦接於資料線D1及掃描線Y3。第1行第2列之畫素之子畫素包含1R2、1G2及1B2，子畫素1R2耦接於資料線D2及掃描線Y4，子畫素1G2耦接於資料線D1及掃描線Y5，子畫素1B2耦接於資料線D2及掃描線Y6。因此，在同一畫面(frame)中，當源極驅動器24輸出行反轉之驅動電壓時，資料線D1、D3輸出正極性電壓，資料線D2輸出負極性電壓，所以子畫素1R1、1B1及2G1為正極性，子畫素1G1、2R1及2B1為負極性，畫面為點反轉的顯示效果。此外，時脈控制器28用來接收一影像資料，並控制源極驅動器24及閘極驅動器26。當使用第1圖之顯示面板12時，資料線D1依序輸出子畫素1R1、1R2、1R3之影像資料，資料線D2依序輸出子畫素1G1、1G2、1G3之影像資料，資料線D3依序輸出子畫素1B1、1B2、1B3之影像資料。因此，當使用第2圖之顯示面板22時，藉由資料轉換器34將影像資料進行轉換，所以資料線D1依序輸出子畫素1R1、NG1、1B1之影像資料，資料線D2依序輸出子畫素2R1、1G1、2B1之影像資料，資料線D3依序輸出子畫素3R1、2G1、3B1之影像資料。
請參考第3圖，第3圖為第2圖中顯示面板之另一實施例之示意圖。在第2圖中，顯示面板22之每一畫素單元之子畫素為垂直方向排列，而在第3圖中，顯示面板32之每一畫素單元之子畫素為水平方向排列，但顯示面板32之子畫素之資料線及掃描線的耦接方式與顯示面板22相同，因此驅動方式也相同。
請參考第4圖，第4圖為本發明液晶顯示器之第二實施例之示意圖。在第二實施例中，閘極驅動器26包含3M＋1條掃描線，源極驅動器24包含N＋1條資料線，資料線D1耦接於資料線DN＋1，因此，顯示面板42之子畫素之資料線及掃描線的耦接方式與第一實施例不同。在顯示面板42中，第1行第1列之畫素單元之子畫素包含1R1、1G1及1B1，子畫素1R1耦接於資料線D1及掃描線Y2，子畫素1G1耦接於資料線D2及掃描線Y2，子畫素1B1耦接於資料線D1及掃描線Y4。第2行第1列之畫素之子畫素包含2R1、2G1及2B1，子畫素2R1耦接於資料線D2及掃描線Y1，子畫素2G1耦接於資料線D3及掃描線Y3，子畫素2B1耦接於資料線D2及掃描線Y3。第1行第2列之畫素之子畫素包含1R2、1G2及1B2，子畫素1R2耦接於資料線D2及掃描線Y4，子畫素1G2耦接於資料線D1及掃描線Y6，子畫素1B2耦接於資料線D2及掃描線Y6。第2行第2列之畫素之子畫素包含2R2、2G2及2B2，子畫素2R2耦接於資料線D3及掃描線Y5，子畫素2G2耦接於資料線D2及掃描線Y5，子畫素2B2耦接於資料線D3及掃描線Y7。由於顯示面板42之子畫素之資料線及掃描線的耦接方式與第一實施例不同，因此資料轉換器34轉換影像資料之方式與第一實施例亦不相同。
請參考第5圖，第5圖為本發明液晶顯示器之第三實施例之示意圖。在第三實施例中，基本上，每一畫素單元藉由二條資料線及二條掃描線來驅動，當N為偶數時，顯示面板52包含(3N/2)＋1條資料線及2M條掃描線，在本實施例的說明中，資料線D1耦接於資料線D(3N/2)＋1。此外，當N為奇數時，則顯示面板52包含(3N＋1)/2條資料線。在顯示面板52中，第1行第1列之畫素之子畫素包含1R1、1G1及1B1，子畫素1R1耦接於資料線D1及掃描線Y1，子畫素1G1耦接於資料線D2及掃描線Y2，子畫素1B1耦接於資料線D2及掃描線Y1。第2行第1列之畫素之子畫素包含2R1、2G1及2B1，子畫素2R1耦接於資料線D3及掃描線Y2，子畫素2G1耦接於資料線D3及掃描線Y1，子畫素2B1耦接於資料線D4及掃描線Y2。當使用顯示面板52時，藉由資料轉換器34將影像資料進行轉換，資料線D1依序輸出子畫素1R1、NB1、1R2之影像資料，資料線D2依序輸出子畫素1B1、1G1、1B2之影像資料，資料線D3依序輸出子畫素2G1、2R1、2G2之影像資料。
請參考第6圖，第6圖為第5圖中顯示面板之另一實施例之示意圖。第6圖之顯示面板62之子畫素之資料線及掃描線的耦接方式與第5圖之顯示面板52不同。在顯示面板62中，第1行第1列之畫素之子畫素包含1R1、1G1及1B1，子畫素1R1耦接於資料線D1及掃描線Y1，子畫素1G1耦接於資料線D2及掃描線Y1，子畫素1B1耦接於資料線D2及掃描線Y2。第2行第1列之畫素之子畫素包含2R1、2G1及2B1，子畫素2R1耦接於資料線D3及掃描線Y2，子畫素2G1耦接於資料線D3及掃描線Y1，子畫素2B1耦接於資料線D4及掃描線Y1。當使用顯示面板62時，藉由資料轉換器34將影像資料進行轉換，資料線D1依序輸出子畫素1R1、NB1、1R2之影像資料，資料線D2依序輸出子畫素1G1、1B1、1G2之影像資料，資料線D3依序輸出子畫素2G1、2R1、2G2之影像資料。
請參考第7圖，第7圖為第5圖中顯示面板之另一實施例之示意圖。第7圖之顯示面板72之子畫素之資料線及掃描線的耦接方式與第5圖之顯示面板52不同。在顯示面板72中，第1行第1列之畫素之子畫素包含1R1、1G1及1B1，子畫素1R1耦接於資料線D1及掃描線Y1，子畫素1G1耦接於資料線D2及掃描線Y2，子畫素1B1耦接於資料線D2及掃描線Y1。第2行第1列之畫素之子畫素包含2R1、2G1及2B1，子畫素2R1耦接於資料線D3及掃描線Y2，子畫素2G1耦接於資料線D3及掃描線Y1，子畫素2B1耦接於資料線D4及掃描線Y2。當使用顯示面板72時，藉由資料轉換器34將影像資料進行轉換，資料線D1依序輸出子畫素1R1、NB1、1R2之影像資料，資料線D2依序輸出子畫素1B1、1G1、1B2之影像資料，資料線D3依序輸出子畫素2G1、2R1、2G2之影像資料。此外，當源極驅動器24輸出行反轉之驅動電壓時，資料線D1、D3輸出正極性電壓，資料線D2、D4輸出負極性電壓，所以子畫素1R1、1R2、2R1、2G1及2G2為正極性，子畫素1G1、1B1、1B2及2B1為負極性，顯示面板72之畫面為點反轉的顯示效果。
綜上所述，本發明液晶顯示器使用較少的資料線來驅動顯示面板，雖然相對地會增加掃描線之數量，但是閘極驅動器可利用薄膜電晶體形成於顯示面板上。然而，增加掃描線雖然可以減少資料線，但是卻會影響畫素單元的充電時間，因此源極驅動器可藉由行反轉(column inversion)之驅動方式來改善畫素單元充電不足之問題。此外，為了保持點反轉(dot inversion)較佳的顯示效果，顯示面板之子畫素也重新作適當的排列，如此可得到點反轉較佳的顯示效果，及行反轉低功率損耗的優點。在本發明實施例中，顯示面板包含一畫素陣列具有N行及M列之畫素單元，其中N、M為正整數，每一畫素單元包含一第一子畫素、一第二子畫素及一第三子畫素，在減少資料線的情況下，可利用一條資料線及三條掃描線來驅動一畫素單元之第一子畫素、第二子畫素及第三子畫素，此外，也可以利用二條資料線及二條掃描線來驅動一畫素單元之第一子畫素、第二子畫素及第三子畫素。因此，顯示面板之子畫素經過適當的排列之後，本發明之實施例主要包含：一、利用N＋1條資料線及3M條掃描線來驅動該顯示面板；二、利用N＋1條資料線及3M＋1條掃描線來驅動該顯示面板；三、利用(3N/2)＋1條資料線及2M條掃描線來驅動該顯示面板。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，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。
10、20．．．液晶顯示器
12、22、32、42、52、62、72．．．顯示面板
14、24．．．源極驅動器
16、26．．．閘極驅動器
18、28．．．時脈控制器
34．．．資料轉換器
第1圖為先前技術液晶顯示器之示意圖。
第2圖為本發明液晶顯示器之第一實施例之示意圖。
第3圖為第2圖中顯示面板之另一實施例之示意圖。
第4圖為本發明液晶顯示器之第二實施例之示意圖。
第5圖為本發明液晶顯示器之第三實施例之示意圖。
第6圖為第5圖中顯示面板之另一實施例之示意圖。
第7圖為第5圖中顯示面板之另一實施例之示意圖。
20．．．液晶顯示器
22．．．顯示面板
24．．．源極驅動器
26．．．閘極驅動器
28．．．時脈控制器
34．．．資料轉換器

Claims (18)

  1. 一種顯示模組，包含：一顯示面板，包含一畫素陣列具有N行M列之畫素單元，N、M係為正整數，每一畫素單元包含一第一子畫素、一第二子畫素及一第三子畫素，該第一子畫素、該第二子畫素及該第三子畫素係沿一水平方向排列；一源極驅動器，包含N+1條資料線，耦接於該N行之畫素單元，以驅動該顯示面板；一閘極驅動器，包含3M條掃描線，耦接於該M列之畫素單元，以驅動該顯示面板；一時脈控制器，用來接一收影像資料，並控制該源極驅動器及該閘極驅動器；及一資料轉換器，耦接於該時脈控制器及該源極驅動器之間，用來將該影像資料轉換為該畫素陣列之資料。
  2. 如請求項1所述之顯示模組，其中每一畫素單元之第一子畫素、第二子畫素及第三子畫素分別耦接於三條掃描線。
  3. 如請求項1所述之顯示模組，其中該源極驅動器用來根據該畫素陣列之資料輸出行反轉(column inversion)之驅動電壓。
  4. 如請求項1所述之顯示模組，其中該顯示面板包含一第一畫素單元，該第一畫素單元之第一子畫素耦接於一第一資料線及一 第一掃描線，該第一畫素單元之第二子畫素耦接於一第二資料線及一第二掃描線，及該第一畫素單元之第三子畫素耦接於該第一資料線及一第三掃描線。
  5. 如請求項4所述之顯示模組，其中該顯示面板包含一第二畫素單元，該第二畫素單元之第一子畫素耦接於該第二資料線及一第四掃描線，該第二畫素單元之第二子畫素耦接於該第一資料線及一第五掃描線，及該第二畫素單元之第三子畫素耦接於該第二資料線及一第六掃描線。
  6. 一種顯示模組，包含：一顯示面板，包含一畫素陣列具有N行M列之畫素單元，N、M係為正整數，每一畫素單元包含一第一子畫素、一第二子畫素及一第三子畫素，一源極驅動器，包含N+1條資料線，耦接於該N行之畫素單元，以驅動該顯示面板；一閘極驅動器，包含3M+1條掃描線，耦接於該M列之畫素單元，以驅動該顯示面板；一時脈控制器，用來接收一影像資料，並控制該源極驅動器及該閘極驅動器；及一資料轉換器，耦接於該時脈控制器及該源極驅動器之間，用來將該影像資料轉換為該畫素陣列之資料。
  7. 如請求項6所述之顯示模組，其中該源極驅動器用來根據該畫素陣列之資料輸出行反轉(column inversion)之驅動電壓。
  8. 如請求項6所述之顯示模組，其中該顯示面板包含一第一畫素單元，該第一畫素單元之第一子畫素耦接於一第一資料線及一第二掃描線，該第一畫素單元之第二子畫素耦接於一第二資料線及該第二掃描線，及該第一畫素單元之第三子畫素耦接於該第一資料線及一第四掃描線。
  9. 如請求項8所述之顯示模組，其中該顯示面板包含一第二畫素單元，該第二畫素單元之第一子畫素耦接於該第二資料線及一第一掃描線，該第二畫素單元之第二子畫素耦接於一第三資料線及一第三掃描線，及該第二畫素單元之第三子畫素耦接於該第二資料線及該第三掃描線。
  10. 如請求項8所述之顯示模組，其中該顯示面板包含一第三畫素單元，該第三畫素單元之第一子畫素耦接於該第二資料線及該第四掃描線，該第三畫素單元之第二子畫素耦接於該第一資料線及一第六掃描線，及該第三畫素單元之第三子畫素耦接於該第二資料線及該第六掃描線。
  11. 如請求項8所述之顯示模組，其中該顯示面板包含一第四畫素單元，該第四畫素單元之第一子畫素耦接於一第三資料線及一 第五掃描線，該第四畫素單元之第二子畫素耦接於該第二資料線及該第五掃描線，及該第四畫素單元之第三子畫素耦接於該第三資料線及一第七掃描線。
  12. 一種顯示模組，包含：一顯示面板，包含一畫素陣列具有N行M列之畫素單元，每一畫素單元包含一第一子畫素、一第二子畫素及一第三子畫素，一源極驅動器，包含(3N/2)+1(N為偶數)條資料線，耦接於該N行之畫素單元，以驅動該顯示面板；一閘極驅動器，包含2M條掃描線，耦接於該M列之畫素單元，以驅動該顯示面板；一時脈控制器，用來接收一影像資料，並控制該源極驅動器及該閘極驅動器；及一資料轉換器，耦接於該時脈控制器及該源極驅動器之間，用來將該影像資料轉換為該畫素陣列之資料。
  13. 如請求項12所述之顯示模組，其中該源極驅動器包含(3N+1)/2(N為奇數)條資料線，耦接於該N行之畫素單元，以驅動該顯示面板。
  14. 如請求項12所述之顯示模組，其中該源極驅動器用來根據該畫素陣列之資料輸出行反轉(column inversion)之驅動電壓。
  15. 如請求項12所述之顯示模組，其中該顯示面板包含一第一畫素單元，該第一畫素單元之第一子畫素耦接於一第一資料線及一第一掃描線，該第一畫素單元之第二子畫素耦接於一第二資料線及一第二掃描線，及該第一畫素單元之第三子畫素耦接於該第二資料線及該第一掃描線。
  16. 如請求項15所述之顯示模組，其中該顯示面板包含一第二畫素單元，該第二畫素單元之第一子畫素耦接於一第三資料線及該第二掃描線，該第二畫素單元之第二子畫素耦接於該第三資料線及該第一掃描線，及該第二畫素單元之第三子畫素耦接於一第四資料線及該第二掃描線。
  17. 如請求項12所述之顯示模組，其中該顯示面板包含一第一畫素單元，該第一畫素單元之第一子畫素耦接於一第一資料線及一第一掃描線，該第一畫素單元之第二子畫素耦接於一第二資料線及該第一掃描線，及該第一畫素單元之第三子畫素耦接於該第二資料線及該第二掃描線。
  18. 如請求項17所述之顯示模組，其中該顯示面板包含一第二畫素單元，該第二畫素單元之第一子畫素耦接於一第三資料線及該第二掃描線，該第二畫素單元之第二子畫素耦接於該第三資料線及該第一掃描線，及該第二畫素單元之第三子畫素耦接於 一第四資料線及該第一掃描線。
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