TWI407399B - 顯示面板 - Google Patents
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Description
本發明係有關於一種顯示面板,特別是有關於一種以線反轉來驅動之顯示面板。
在液晶顯示裝置中,依據提供至顯示陣列之視訊信號與共通電壓之間的關係,可分為正極性視訊信號和負極性視訊信號兩種。為了防止顯示陣列中液晶分子持續地遭受到單一極性視訊信號所產生的電場偏壓進而導致減短液晶分子壽命,因此發展出點反轉、線反轉、以及面反轉等驅動方式。其中,線反轉驅動較廣泛地使用於液晶顯示面板。
在習知的線反轉驅動的液晶顯示裝置中,耦接顯示陣列之共通導線係提供交流共通電壓。交流共通電壓卻增加了功率消耗。因此,發展出提供直流共通電壓之共通導線。然而,在使用直流共通電壓之液晶顯示裝置中,視訊信號的必須要有足夠大的振幅,使得顯示裝置必須操作在較大的供電電壓下。再者,極性交替的視訊信號藉由顯示畫素內開關電晶體的寄生電容所導致的饋通作用(feed-through),而使對應之畫素電極發生變動而無法維持在期望的電壓位準上。
因此,期望提供一種線反轉驅動之顯示面板,其具有較低的功率消耗,且畫素電極可到達所期望之電壓位準。
本發明提供一種顯示面板,包括顯示單元以及控制單
元。顯示單元耦接於一資料線與第一掃描線,且包括液晶電容以及第一儲存電容。液晶電容耦接於畫素電極與第一共通導線。第一儲存電容耦接於畫素電極與第二共通導線之間。控制單元耦接第二共通導線且包括第一至第四電晶體以及第二儲存電容。第一電晶體之控制端耦接第一掃描線、其輸入端接收第一共通電壓、且其輸出端耦接第二共通導線。第二電晶體之控制端接收第一控制電壓信號、其輸入端接收第一共通電壓、且其輸出端耦接第一節點。第三電晶體之控制端耦接第二掃描線、其輸入端接收第二共通電壓、且其輸出端耦接第二共通導線。第四電晶體之控制端接收第二控制電壓信號、其輸入端接收第二共通電壓、且其輸出端耦接第一節點。第二儲存電容耦接於第一節點與第二共通導線之間。
本發明另提供一種顯示面板,其包括複數資料線、複數掃描線、第一共通導線、複數第二共通導線、複數顯示單元、以及複數控制單元。複數顯示單元耦接第一共通導線且配置成複數列與複數行。配置在相同列上之顯示單元耦接相同之掃描線以及相同之第二共通導線。複數控制單元分別耦接複數第二共通導線。每一控制單元透過對應之第二共通導線耦接對應列上的顯示單元。每一控制單元包括第一至第四電晶體以及第一儲存電容。第一電晶體之控制端耦接對應之掃描線、其輸入端接收第一共通電壓、以及其輸出端耦接對應之第二共通導線。第二電晶體之控制端接收第一控制電壓信號、其輸入端接收第一共通電壓、且其輸出端耦接第一節點。第三電晶體之控制端耦接下一列之顯示單元所耦接之掃描線、其輸入端接收第二共通電
壓、且其輸出端耦接對應之第二共通導線。第四電晶體之控制端接收第二控制電壓信號之控制端、其輸入端接收第二共通電壓、且其輸出端耦接第一節點。第一儲存電容耦接於第一節點與對應之第二共通導線之間。
為使本發明之上述目的、特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉一較佳實施例,並配合所附圖式,作詳細說明如下。
第1圖係表示根據本發明實施例之顯示裝置。參閱第1圖,顯示裝置1包括資料驅動器10、掃描驅動器11、以及顯示面板12。顯示面板12包括複數資料線DL1-DLm、複數掃描線SL1-SLn、第一共通導線CL、複數第二共通導線CLst1-CLstn、顯示陣列120以及複數控制單元1211-121n。如第1圖所示,資料線DL1-DLm與掃描線SL1-SLn交錯。資料驅動器10分別透過資料線DL1-DLm來提供資料信號DS1-DSm至顯示陣列120,且掃描驅動器11分別透過掃描線SL1-SLn來提供掃描信號SS1-SSn至顯示陣列120。在此實施例中,顯示裝置1係以線反轉來驅動顯示面板12。
顯示陣列120包括複數顯示單元。這些顯示單元配置成複數列以及複數行,且每一顯示單元對應一組交錯之資料線與掃描線。舉例來說,顯示單元100對應交錯之資料線DL1與掃描線SL1。以下將以顯示單元100為例來說明顯示單元之電路結構。顯示單元100包括開關電晶體TFT、儲存電容Cst、以及液晶電容Clc。開關電晶體TFT之控制端(閘極)耦接對應之掃描線SL1,其輸入端(汲極)耦
接對應之資料線DL1,以及且其輸出端(源極)耦接畫素電極PE。顯示單元100之液晶電容Clc形成於畫素電極PE與第一共通導線CL之間,而其儲存電容Cst係耦接於畫素電極PE與對應之第二共通導線CLst1之間。
參閱第1圖可得知,在此實施例中,顯示陣列120內所有顯示單元之液晶電容Clc係都耦接第一共通導線CL,且第一共通導線CL提供共通電壓Vcom_CL至顯示單元。此外,同一列之顯示單元之儲存電容係耦接相同之第二共通導線。舉例來說,與顯示單元100位於相同一列ROW1之所有顯示單元之儲存電容係耦接第二共通導線CLst1,與顯示單元101位於相同一列ROW2之所有顯示單元之儲存電容係耦接第二共通導線CLst2。
控制單元1211-121n分別耦接第二共通導線CLst1-CLstn。每一控制單元1211-121n透過對應之第二共通導線來耦接對應列上的顯示單元。舉例來說,控制單元1211透過第二共通導線CLst1耦接在列ROW1上的顯示單元。以下將以控制單元1211為例來說明控制單元之電路結構。參閱第1圖,控制單元1211包括電晶體M1-M4以及儲存電容Cse。電晶體M1之控制端(閘極)耦接掃描線SL1,其輸入端(汲極)接收共通電壓Vcom1,且其輸出端(源極)耦接對應之第二共通導線CLst1。電晶體M2之控制端接收控制電壓信號GCH1,其輸入端接收共通電壓Vcom1,且其輸出端耦接節點N10。電晶體M3之控制端耦接在下一列ROW2上的顯示單元所耦接之掃描線SL2,其輸入端接收共通電壓Vcom2,且其輸出端耦接對應之第二共通導線CLst1。電晶體M4之控制端接收控制電壓信號GCL1,
其輸入端接收共通電壓Vcom2,且其輸出端耦接節點N10。儲存電容Cse耦接於節點N10與對應之第二共通導線CLst1之間。在此實施例中,共通電壓Vcom1與Vcom2為直流電壓,且共通電壓Vcom1之位準高於共通電壓Vcom2之位準。控制電壓信號GCH1與GCL1互為反相。
參閱第1圖,控制單元1211-121n之電晶體M2分別接收控制電壓信號GCH1-GCHn,且控制單元1211-121n之電晶體M4分別接收控制電壓信號GCL1-GCLn。
第2圖係表示顯示裝置1在一訊框期間之操作信號時序圖。參閱第2圖,掃描線SL1-SLn依序被驅動,且掃描線SL1-SLn被驅動之持續期間(掃描信號SS1-SSn處於高電壓位準之期間)彼此不重疊。顯示裝置1之操作將以在列ROW1上之顯示單元100為例並配合第2圖來說明。參閱第2圖,在時間點T1,掃描線SL1開始被驅動時(即掃描信號SS1變為高電壓位準),在列ROW1上之顯示單元100內的開關電晶體TFT導通,使得畫素電極PE之電壓位準根據資料線DL1上正極性的資料信號DS1而提高至電壓位準LPE1。控制單元1211之電晶體M1亦根據高電壓位準之掃描信號SS1而導通,因此第二共通導線CLst1之電壓位準根據共通電壓Vcom1而提高至位準LC1。在時間點T1,控制電壓信號GCH1被致能(即處於高電壓位準)以導通電晶體M2,而控制電壓信號GCL1不被致能(即處於低電壓位準)以關閉電晶體M4。因此,儲存電容Cse根據共通電壓Vcom1而充電。
在時間點T2,掃描線SL1變為不被驅動,即掃描信號SS1變為低電壓位準。此時,藉由開關電晶體TFT之閘-源
極寄生電容Cgs的饋通作用,使得畫素電極PE隨著掃描信號SS1之電壓位準變化而由位準LPE1下降至位準LPE2。
在時間點T3,掃描線SL2開始被驅動,即掃描信號SS2變為高電壓位準。電晶體M3根據高電壓位準之掃描信號SS2而導通。此時,第二共通導線CLst1之電壓位準依據共通電壓Vcom2而提高至位準LC2。位準LC1與LC2之電壓差△V1為:
其中,Ctotal係表示在列ROW1上所有顯示單元之儲存電容Cst之電容總和。
由於第二共通導線CLst1之電壓位準提高,藉由儲存電容Cst的饋通作用,畫素電極PE之電壓位準亦提高△V1以由位準LPE2變為位準LPE3。
在時間點T4,掃描線SL2變為不被驅動,即掃描信號SS2變為低電壓位準。此時,控制電壓信號GCH1不被致能(即變為低電壓位準)以關閉電晶體M2,而控制電壓信號GCL1被致能(即變為高電壓位準)以導通電晶體M4。節點N10之電壓位準根據共通電壓Vcom2而提高。藉由儲存電容Cse的饋通作用,第二共通導線CLst1之電壓位準依據節點N10之電壓位準變化而提高至位準LC3。位準LC2與LC3之電壓差△V2為:
由於第二共通導線CLst1之電壓位準提高,藉由儲存電容Cst的饋通作用,畫素電極PE之電壓位準亦提高△V2以由位準LPE3變為位準LPE4。在時間點T4之後,畫素電極PE之電壓位準則維持在位準LPE4,直到下一個訊框期
間。
第二共通導線CLst1之電壓位準由位準LC1變為位準LC3之總電壓差△Vsum為:
其中,△Vg係表示掃描信號SS1之高電壓位準與低電壓位準間之電壓差。
在本發明之實施例中,控制單元1211所接收之控制電壓信號GCH1與GCL1在對應之掃描線SL1與下一掃描線SL2被驅動之持續期間內(時間點T1-T4)分別持續地被致能與不被致能。藉由控制電壓信號GCH1與GCL1來切換共通電壓Vcom1與Vcom2對儲存電容Cse的充電作用,以進一步改變第二共通導線CLst1之電壓位準。
根據上述可得知,共通電壓Vcom1與Vcom2皆是直流電壓,與採用交流共通電壓之顯示裝置比較起來,顯示裝置1具有較低的功率消耗。此外,藉由第二共通導線CLst1之電壓位準變化以及儲存電容Cst的饋通作用,畫素電極PE之電壓位準以兩階段步進方式來提高至所期望的位準LPE4並維持在位準LPE4,因此,資料信號DS1不需較大的振幅,使得顯示裝置1可操作在較低的供電電壓下。
再參閱第2圖,於時間點T3,掃描線SL2被驅動且控制電壓信號GCH2及GCL2分別被致能及不被致能,對應列ROW2之顯示單元的第二共通導線CLst2則開始進行如上所述兩階段步進方式以到達期望之電壓位準。特別注意的是,由於顯示裝置1係以線反轉來驅動顯示陣列120,顯示單元100與101之畫素電極PE之極性彼此相反。顯示單元101之畫素電極PE與第二共通導線CLst2以兩階段步進
方式來下降以到達較低的位準。總括來說,奇數列之顯示單元的畫素電極以及對應之第二共通導線係以兩階段步進方式來上升以到達較高的位準,而偶數列之顯示單元的畫素電極以及對應之第二共通導線則以兩階段步進方式來下降以到達較低的位準。
第3圖係表示顯示裝置1在下一訊框期間之操作信號時序圖。由於顯示裝置1係以線反轉來驅動顯示陣列120,因此,在下一訊框期間,顯示單元100與101之畫素電極PE之極性改變。顯示單元100之畫素電極PE與第二共通導線CLst1係以兩階段步進方式來下降以到達較低的位準,而顯示單元101之畫素電極PE與第二共通導線CLst2係以兩階段步進方式來上升以到達較高的位準。
本發明雖以較佳實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明的範圍,任何所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可做些許的更動與潤飾,因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
1‧‧‧顯示裝置
10‧‧‧資料驅動器
11‧‧‧掃描驅動器
12‧‧‧顯示面板
100、101‧‧‧顯示單元
120‧‧‧顯示陣列
1211-121n‧‧‧控制單元
Cst‧‧‧儲存電容
Clc‧‧‧液晶電容
Cse‧‧‧電容
CL‧‧‧第一共通導線
CLst1-CLstn‧‧‧第二共通導線
DL1-DLm‧‧‧資料線
DS1-DSm‧‧‧資料信號
GCH1-GCHm、GCL1-GCLn‧‧‧控制電壓信號
LC1-LC3‧‧‧共通導線CLst1之電壓位準
LPE1-LPE4‧‧‧畫素電極PE之電壓位準
M1-M4‧‧‧電晶體
N10‧‧‧節點
ROW1、ROW2‧‧‧列
SL1-SLn‧‧‧掃描線
SS1-SSn‧‧‧掃描信號
TFT‧‧‧開關電晶體
Vcom_CL、Vcom1、Vcom2‧‧‧共通電壓
第1圖表示根據本發明實施例之顯示裝置;第2圖表示第1圖之顯示裝置在一訊框期間之操作信號時序圖;第3圖表示第1圖之顯示裝置在下一訊框期間之操作信號時序圖。
1‧‧‧顯示裝置
10‧‧‧資料驅動器
11‧‧‧掃描驅動器
12‧‧‧顯示面板
100、101‧‧‧顯示單元
120‧‧‧顯示陣列
1211-121n‧‧‧控制單元
Cst‧‧‧儲存電容
Clc‧‧‧液晶電容
Cse‧‧‧電容
CL‧‧‧第一共通導線
CLst1-CLstn‧‧‧第二共通導線
DL1-DLm‧‧‧資料線
DS1-DSm‧‧‧資料信號
GCH1-GCHm、GCL1-GCLn‧‧‧控制電壓信號
M1-M4‧‧‧電晶體
N10‧‧‧節點
ROW1、ROW2‧‧‧列
SL1-SLn‧‧‧掃描線
SS1-SSn‧‧‧掃描信號
TFT‧‧‧開關電晶體
Vcom_CL、Vcom1、Vcom2‧‧‧共通電壓
Claims (16)
- 一種顯示面板,包括:一顯示單元,耦接於一資料線與一第一掃描線,其中,該顯示單元包括:一液晶電容,耦接於一畫素電極與一第一共通導線之間;以及一第一儲存電容,耦接於該畫素電極與一第二共通導線之間;一控制單元,耦接該第二共通導線且包括:一第一電晶體,具有耦接該第一掃描線之控制端,接收一第一共通電壓之輸入端,以及耦接該第二共通導線之輸出端;一第二電晶體,具有接收一第一控制電壓信號之控制端,接收該第一共通電壓之輸入端,以及耦接一第一節點之輸出端;一第三電晶體,具有耦接一第二掃描線之控制端,接收一第二共通電壓之輸入端,以及耦接該第二共通導線之輸出端;一第四電晶體,具有接收一第二控制電壓信號之控制端,接收該第二共通電壓之輸入端,以及耦接該第一節點之輸出端;以及一第二儲存電容,耦接於該第一節點與該第二共通導線之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之顯示面板,其中,於一第一時間點至一第二時間點之間,該第一掃描線被致能;以及 於一第三時間點至一第四時間點之間,該第二掃描線被致能,該第三時間點介於該第二與第四時間點之間。
- 如申請專利範圍第2項所述之顯示面板,其中,於第一時間點至該第四時間點之間,該第一控制電壓信號與該第二控制電壓信號分別持續被致能與不被致能。
- 如申請專利範圍第3項所述之顯示面板,其中,該第一控制電壓信號與該第二控制電壓信號互為反相。
- 如申請專利範圍第3項所述之顯示面板,其中,該第一控制電壓信號被致能以導通該第二電晶體,且該第二控制電壓信號不被致能以關閉該第四電晶體。
- 如申請專利範圍第1項所述之顯示面板,其中,該第一共通電壓與該第二共通電壓皆為直流電壓。
- 如申請專利範圍第6項所述之顯示面板,其中,該第一共通電壓之電壓位準高於該第二共通電壓之電壓位準。
- 如申請專利範圍第1項所述之顯示面板,其中,該顯示單元更包括一開關電晶體,具有耦接該第一掃描線之控制端,耦接該資料線之輸入端,以及耦接該畫素電極之輸出端。
- 一種顯示面板,包括:複數資料線;複數掃描線;一第一共通導線;複數第二共通導線;複數顯示單元,耦接該第一共通導線且配置成複數列與複數行,其中,配置在相同列上之該等顯示單元耦接相同之該掃描線以及相同之該第二共通導線;以及 複數控制單元,分別耦接該等第二共通導線,其中,每一該控制單元透過對應之該第二共通導線耦接對應之該列上的該等顯示單元,且每一該控制單元包括:一第一電晶體,具有耦接對應之該掃描線之控制端,接收一第一共通電壓之輸入端,以及耦接對應之該第二共通導線之輸出端;一第二電晶體,具有接收一第一控制電壓信號之控制端,接收該第一共通電壓之輸入端,以及耦接一第一節點之輸出端;一第三電晶體,具有控制端,接收一第二共通電壓之輸入端,以及耦接對應之該第二共通導線之輸出端,其中,該第三電晶體之控制端耦接下一列之該等顯示單元所耦接之該掃描線;一第四電晶體,具有接收一第二控制電壓信號之控制端,接收該第二共通電壓之輸入端,以及耦接該第一節點之輸出端;以及一第一儲存電容,耦接於該第一節點與對應之該第二共通導線之間。
- 如申請專利範圍第9項所述之顯示面板,其中,該等掃描線依序被驅動,且該等掃描線被驅動之持續期間彼此不重疊。
- 如申請專利範圍第10項所述之顯示面板,其中,對於每一該控制單元而言,在對應之該掃描線開始被驅動之時間點至下一該掃描線變為不被驅動之時間點之期間,該第一控制電壓信號與該第二控制電壓信號分別持續被致能與不被致能。
- 如申請專利範圍第11項所述之顯示面板,其中,對於每一該控制單元而言,該第一控制電壓信號與該第二控制電壓信號互為反相。
- 如申請專利範圍第12項所述之顯示面板,其中,對於每一該控制單元而言,該第一控制電壓信號被致能以導通該第二電晶體,且該第二控制電壓信號不被致能以關閉該第四電晶體。
- 如申請專利範圍第9項所述之顯示面板,其中,該第一共通電壓與該第二共通電壓皆為直流電壓。
- 如申請專利範圍第14項所述之顯示面板,其中,該第一共通電壓之電壓位準高於該第二共通電壓之電壓位準。
- 如申請專利範圍第9項所述之顯示面板,其中,每一該顯示單元包括:一液晶電容,耦接於一畫素電極與該第一共通導線之間;一第二儲存電容,耦接於該畫素電極與對應之該第二共通導線之間;以及一開關電晶體,具有耦接對應之該掃描線之控制端,耦接對應之該資料線之輸入端,以及耦接該畫素電極之輸出端。
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