TWI451378B

TWI451378B - 顯示驅動方法與應用其之顯示裝置

Info

Publication number: TWI451378B
Application number: TW100126880A
Authority: TW
Inventors: Wen Tsai Hsu; Chien Hsueh Chiang
Original assignee: Innolux Corp
Priority date: 2011-07-28
Filing date: 2011-07-28
Publication date: 2014-09-01
Also published as: TW201305993A

Description

顯示驅動方法與應用其之顯示裝置

本案是有關於一種顯示驅動方法與應用其之顯示面板。

液晶顯示面板具有重量輕、壽命長及高畫質等優點，使得液晶顯示面板廣泛的應用於各式電子裝置中。例如行動電話、電視、電腦螢幕等。傳統上，將閘極驅動電路形成於外部硬式印刷電路板上。

為可簡化外部閘極驅動積體電路複雜性及減少體積，降低面板生產成本與降低面板生產時間，現發展出非結晶矽閘(ASG,Amorphous Silicon Gate)或閘極面板(GOP,Gate on Panel)的技術，於薄膜電晶體陣列製作時，將用以驅動掃描線的閘極驅動電路形成於液晶顯示面板之基板上。如此，可簡化外部閘極驅動電路複雜性及體積，亦可以降低面板生產成本。

然而，在傳統(將閘極驅動電路形成於外部硬式印刷電路板上)的poly-Si(多結晶矽)TFT(薄膜電晶體，Thin Film Transistor)元件特性與GOP的a-Si(非結晶矽)TFT元件特性比較上，在移動性(mobility)上，a-Si TFT的移動性與poly-Si TFT的移動性相差甚大。故而，若要達到相同驅動能力，則a-Si TFT的尺寸大於poly-Si TFT的尺寸，導致a-Si TFT的功率消耗增加。而且，如果功率消耗增加的話，則電子元件/電子產品有過熱、壽命減短，以及無法滿足產品省電要求。

故而，本案提出一種顯示驅動方法與應用其之顯示面板，其能解決現有ASG/GOP所遇到的高功率消耗問題。

本案係有關於一種顯示驅動方法與應用其之顯示面板，其輸入多階掃描驅動電壓給位於面板上的掃描驅動電路(GOP)，以達到降低功率。

根據本案之一例，提出一種顯示驅動方法，應用於一顯示面板，該方法包括：產生一起始信號與至少一時脈信號，其中，該時脈信號具有位準彼此不相同之至少一第一至一第三時脈位準；根據該起始信號及/或該時脈信號，產生至少一掃描信號，其中，該掃描信號具有位準彼此不相同之至少一第一至一第三掃描位準；以及以該掃描信號驅動該顯示面板。該時脈信號處於第二時脈位準時，該時脈信號具有一第一時脈脈衝寬度，而該掃描信號處於第二掃描位準時，該掃描信號具有一第一掃描脈衝寬度。該時脈信號於第二時脈位準之第一時脈脈衝寬度與該掃描信號於第二掃描位準之第一掃描脈衝寬度實質上係相同於該顯示面板之一預充電時間。

根據本案之另一例，提出顯示裝置，包括：一輸入單元；以及一顯示面板，操作性耦接至該輸入單元，接收由該輸入單元所提供之一輸入信號以產生一影像。該顯示面板包括：一時序控制器，產生一起始信號與至少一時脈信號，其中，該時脈信號具有位準彼此不相同之至少一第一至一第三時脈位準；一基板，包括複數條掃描線；以及一閘極驅動電路，耦接至該時序控制器，根據該起始信號及該時脈信號，該閘極驅動電路產生至少一掃描信號以驅動該些掃描線之至少一者，其中，該掃描信號具有位準彼此不相同之至少一第一至一第三掃描位準。該時脈信號處於第二時脈位準時，該時脈信號具有一第一時脈脈衝寬度，而該掃描信號處於第二掃描位準時，該掃描信號具有一第一掃描脈衝寬度。該時脈信號於第二時脈位準之第一時脈脈衝寬度與該掃描信號於第二掃描位準之第一掃描脈衝寬度實質上係相同於該顯示面板之一預充電時間。

為了對本案之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

請參照第1圖，其繪示利用GOP技術之顯示面板的示意圖。顯示面板10包括基板11、多條掃描線13、GOP驅動電路14、位準轉換電路(LS,Level Shifter)15以及時序控制器(T-CON,Timing Controller)16。基板11比如為玻璃基板，其具有畫素區域(active area)12，該些掃描線13係設置於畫素區域12內。GOP驅動電路14係設置於基板11之一側。GOP驅動電路14電性連接於該些掃描線13，以驅動該些掃描線13。時序控制器16係輸出多種控制信號與多種時脈信號，該些控制信號與該些時脈信號經由位準轉換電路15升壓後送至GOP驅動電路14，由GOP驅動電路14驅動此些掃描線13，以進行畫面顯示。時序控制器16及位準轉換電路15並非形成於基板11上，而是形成於比如硬式印刷電路板上，軟性印刷電路板(FPC,flexible printed circuit)用以連結此硬式印刷電路板與基板11，使得時序控制器16所輸出的該些控制信號與該些時脈信號經由位準轉換電路15升壓後，透過FPC而傳送信號給基板11上的GOP驅動電路14。

第2A圖顯示根據本案實施例之GOP驅動電路14之信號輸出入示意圖。如第2A圖所示，GOP驅動電路14接收起始信號STV與多個時脈信號CK1~CK6，並輸出多個掃描信號G1~Gn。這些掃描信號G1~Gn用於驅動該些掃描線13。起始信號STV與多個時脈信號CK1~CK6乃是由時序控制器16所輸出並經位準轉換電路15升壓。在第2A圖中雖然以6個時脈信號CK1~CK6為例做說明，但當知本案並不受限於此。

第2B圖顯示根據本案實施例之GOP驅動電路14之內部架構示意圖。GOP驅動電路14包括多級移位暫存器，每級移位暫存器至少包括控制方塊與輸出緩衝電路。如第2B圖所示，某一級(比如是第1級)移位暫存器包括控制方塊21_1與輸出緩衝電路22_1；另一級(比如是第2級)移位暫存器包括控制方塊21_2與輸出緩衝電路22_2。

控制方塊21_1接收起始信號STV與時脈信號CK1、CK3與CK5，並輸出節點信號P1給輸出緩衝電路22_1；輸出緩衝電路22_1則接收節點信號P1，並根據時脈信號CK1與CK3，及掃描信號G3，以輸出掃描信號G1。

相似地，控制方塊21_2接收掃描信號G1與時脈信號CK1、CK3與CK5，並輸出節點信號P3給輸出緩衝電路22_2；輸出緩衝電路22_2則接收節點信號P3，並根據時脈信號CK3與CK5，及掃描信號G5，以輸出掃描信號G3。

現請參考第3圖，其顯示根據本案實施例之信號波形圖。如第3圖所示，由時序控制器16所輸出之起始信號STV與時脈信號CK1~CK6具有至少3階位準，為方便稱呼，底下分別稱為高階位準、中階位準與低階位準。或者，時脈信號的3階位準亦可分別稱為高階時脈位準、中階時脈位準與低階時脈位準。

由GOP驅動電路14所輸出之掃描信號G1~Gn也同樣具有至少3階位準Vgh、Vm與Vgl。此3階位準Vgh、Vm與Vgl亦可稱為掃描位準。位準Vgh與Vm可使得掃描線被打開，亦即使得掃描線上的TFT被導通。位準Vgl可使得掃描線被關閉，亦即使得掃描線上的TFT被關閉。

更詳細地說，如第3圖所示，起始信號STV與時脈信號CK1~CK6之脈衝寬度為2*Tgw；起始信號STV與時脈信號CK1~CK6處於中階位準之脈衝寬度為Tgw；起始信號STV與時脈信號CK1~CK6處於高階位準之脈衝寬度為Tgw。雖然第3圖中，起始信號STV與時脈信號CK1~CK6處於中階位準之脈衝寬度相同於起始信號STV與時脈信號CK1~CK6處於高階位準之脈衝寬度，但本案實施例並不受限於此，可視情況調整之。

於第3圖中，掃描信號G1之脈衝寬度影響到掃描線的充電時間。在此，將掃描線的充電分為：預充電(Pre-charge,PC)與主充電(main charge,MC)。比如，以掃描信號G1為例，PC1代表其預充電時間，而MC1則代表其主充電時間。預充電乃是將掃描線所對應的畫素 TFT進行預充電，但此時尚未真正寫入資料至此畫素TFT。而主充電則將掃描線所對應的畫素TFT進行主充電，且在這段主充電時間內將資料真正寫入至此畫素TFT。由第3圖可知，起始信號STV及/或與時脈信號CK1~CK6處於中階位準之脈衝寬度(亦可稱為時脈脈衝寬度)與掃描信號處於位準Vm之脈衝寬度(亦可稱為掃描脈衝寬度)實質上相同於掃描線預充電時間，而起始信號STV及/或時脈信號CK1~CK6處於高階位準之脈衝寬度與掃描信號處於位準Vgh之脈衝寬度實質上相同於掃描線主充電時間。D1~D6等代表分別要寫入至該些掃描線13的資料。

此外，於習知技術中，可能會發生兩相鄰掃描線互相耦合，導致資料寫錯。比如，假設兩相鄰掃描線前後被打開但其打開時間有所重疊。先被打開的一條掃描線假設要充電至正電壓，而後被打開的另一相鄰掃描線假設要充電至負電壓。由於這兩條相鄰掃描線的打開時間重疊，所以，當先被打開的該條掃描線在進行主充電以充電至正電壓時時，其將可能被(後被打開的)另一相鄰掃描線上的負預充電壓影響，導致先被打開的該條掃描線的主充電電壓被下拉。如此的話，先被打開的該條掃描線的資料寫入會受到不良影響。

然而，於本案實施例中，則可降低此問題的影響性。以第3圖為例，假設掃描線G1與G2是相鄰的。掃描線G1與G2的打開時間有所重疊，亦即，掃描線G1的主充電時間重疊於掃描線G2的預充電時間。同樣假設掃描線 G1要充電至正電壓，而掃描線G2則假設要充電至負電壓。當掃描線G1在進行主充電時，由於相鄰掃描線G2上的負預充電壓較低，所以，對掃描線G1的主充電電壓的影響較為降低。故而，於本案實施例中，由於時序控制器所輸出的信號(包括時脈信號及/或起始信號)具有至少三階位準，使得GOP驅動電路所輸出的掃描信號亦具有多階位準，相鄰掃描線的互相耦合所導致的資料寫錯問題可獲得有效降低。

此外，於第3圖中，雖然以Vm=(Vgh+Vgl)/2為例做說明，但當知本案實施例並不受限於此。經模擬後得知，如果將Vm設為Vm=(Vgh+Vgl)/2的話，則省電效果較好；但如果將Vm設為高一點的話，則其充電效果較佳。

更甚者，於本案實施例中，雖然起始信號STV、時脈信號CK1~CK6與掃描信號G1~Gn以具有一個中階位準Vm為例做說明，但當知本案並不受限於此。在本案其他可能實施例中，起始信號STV、時脈信號CK1~CK6與掃描信號G1~Gn可以具有多個中階位準Vm1、Vm2…。此皆在本案精神與範圍內。

由上述可知，本案實施例適用於幾乎絕大多數的GOP面板。

更甚者，於本案其他可能實施例中，由時序控制器所輸出的起始信號STV未必受限於要有三個位準，比如，由時序控制器所輸出的起始信號STV可能有兩個位準，此亦在本案精神範圍內。

於本案實施例中，依照充電需求，比如考量解析度、掃描頻率等，來決定主充電時間，亦即決定起始信號與多個時脈信號處於高階位準的脈衝寬度及/或掃描信號處於Vgh的脈衝寬度。決定預充電時間，亦即決定起始信號與多個時脈信號處於中階位準的脈衝寬度及/或掃描信號處於Vm的脈衝寬度。根據預充電需求，決定起始信號/時脈信號之(一或多個)中階位準之值，及/或決定掃描信號之(一或多個)中階位準值Vm之值。考量功率消耗需求，微調起始信號/時脈信號之(一或多個)中階位準之值，及/或微調掃描信號之(一或多個)中階位準值Vm之值。Vm之值，但不影響主充電時間也不影響主充電效果。依此，可決定時序控制器如何產生起始信號與多個時脈信號。

此外，於習知技術中，掃描線之預充電電壓通常為Vgh。於本案實施例中，由於掃描線之預充電電壓Vm較低，故而，本案實施例能降低功率消耗。

現請參考第4圖，其顯示根據本案另一實施例之顯示裝置400之功能方塊圖。如第4圖所示，顯示裝置400包括輸入單元410與顯示面板420。顯示面板420可為有機發光二極體(OrganicLight-Emitting Diode,OLED)或液晶顯示(Liquid Crystal Liquid,LCD)面板。顯示面板420可為各種顯示裝置(在此例中之顯示裝置400)之一部份。輸入單元410操作性耦接至該顯示面板420並提供輸入信號(比如影像信號)給顯示面板420以產生影像。在此例中，顯示裝置400比如但不受限於，行動電話，數位相機、個人數位助理(Personal Digital Assistant,PDA)、筆記型電腦、桌上型電腦、電視機、車用顯示裝置、衛星導航系統、航空用顯示裝置或可攜帶式DVD播放機等。

綜上所述，雖然本案已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本案。本案所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本案之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本案之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧顯示面板

11‧‧‧基板

12‧‧‧畫素區域

13‧‧‧掃描線

14‧‧‧GOP驅動電路

15‧‧‧位準轉換電路

16‧‧‧時序控制器

21_1、21_2‧‧‧控制方塊

22_1、22_2‧‧‧輸出緩衝電路

400‧‧‧顯示裝置

410‧‧‧輸入單元

420‧‧‧顯示面板

第1圖繪示利用GOP技術之顯示面板的示意圖。

第2A圖顯示根據本案實施例之GOP驅動電路14之信號輸出入示意圖。

第2B圖顯示根據本案實施例之GOP驅動電路14之內部架構示意圖。

第3圖顯示根據本案實施例之信號波形圖。

第4圖顯示根據本案另一實施例之顯示裝置400之功能方塊圖。

STV‧‧‧起始信號

CK1~CK6‧‧‧時脈信號

P1、P3‧‧‧節點信號

G1~G3‧‧‧掃描信號

D、D1~D6‧‧‧資料

Claims

一種顯示驅動方法，應用於一顯示面板，該方法包括：產生一起始信號與至少一時脈信號，其中，該時脈信號具有位準彼此不相同之至少一第一至一第三時脈位準；根據該起始信號及/或該時脈信號，產生至少一掃描信號，其中，該掃描信號具有位準彼此不相同之至少一第一至一第三掃描位準；以及以該掃描信號驅動該顯示面板；其中，該時脈信號處於第二時脈位準時，該時脈信號具有一第一時脈脈衝寬度，而該掃描信號處於第二掃描位準時，該掃描信號具有一第一掃描脈衝寬度；以及該時脈信號於第二時脈位準之第一時脈脈衝寬度與該掃描信號於第二掃描位準之第一掃描脈衝寬度實質上係相同於該顯示面板之一預充電時間。
如申請專利範圍第1項所述之顯示驅動方法，其中：該時脈信號處於該第三時脈位準時，該時脈信號具有一第二時脈脈衝寬度，而該掃描信號處於第三掃描位準時，該掃描信號具有一第二時脈脈衝寬度，其中，該時脈信號於第三時脈位準之第二時脈脈衝寬度與該掃描信號於該第三掃描位準之第二掃描脈衝寬度實質上相同於該顯示面板之一主充電時間。
如申請專利範圍第2項所述之顯示驅動方法，其中：依照充電需求，決定該時脈信號處於該第三時脈位準之該第二時脈脈衝寬度及該掃描信號處於該第三掃描位準之該第二掃描脈衝寬度。
如申請專利範圍第2項所述之顯示驅動方法，其中：依照充電需求，決定該時脈信號處於該第二時脈位準之該第一時脈脈衝寬度及該掃描信號處於該第二掃描位準之該第一掃描脈衝寬度。
如申請專利範圍第2項所述之顯示驅動方法，其中：依照充電需求，決定該時脈信號之該第二時脈位準或該掃描信號之該第二掃描位準。
如申請專利範圍第2項所述之顯示驅動方法，其中：考量功率消耗需求，微調該時脈信號之該第二時脈位準及該掃描信號之該第二掃描位準。
一種顯示裝置，包括：一輸入單元；以及一顯示面板，操作性耦接至該輸入單元，接收由該輸入單元所提供之一輸入信號以產生一影像，該顯示面板包括：一時序控制器，產生一起始信號與至少一時脈信號，其中，該時脈信號具有位準彼此不相同之至少一第一至一第三時脈位準；一基板，包括複數條掃描線；以及一閘極驅動電路，耦接至該時序控制器，根據該起始信號及該時脈信號，該閘極驅動電路產生至少一掃描信號以驅動該些掃描線之至少一者，其中，該掃描信號具有位準彼此不相同之至少一第一至一第三掃描位準；其中：該時脈信號處於第二時脈位準時，該時脈信號具有一第一時脈脈衝寬度，而該掃描信號處於第二掃描位準時，該掃描信號具有一第一掃描脈衝寬度；以及該時脈信號於第二時脈位準之第一時脈脈衝寬度與該掃描信號於第二掃描位準之第一掃描脈衝寬度實質上係相同於該顯示面板之一預充電時間。
如申請專利範圍第7項所述之顯示裝置，其中：該時脈信號處於該第三時脈位準時，該時脈信號具有一第二時脈脈衝寬度，而該掃描信號處於第三掃描位準時，該掃描信號具有一第二時脈脈衝寬度，其中，該時脈信號於第三時脈位準之第二時脈脈衝寬度與該掃描信號於該第三掃描位準之第二掃描脈衝寬度實質上相同於該顯示面板之一主充電時間。
如申請專利範圍第8項所述之顯示裝置，其中：依照充電需求，該時序控制器決定該時脈信號處於該第三時脈位準之該第二時脈脈衝寬度及該掃描信號處於該第三掃描位準之該第二掃描脈衝寬度。
如申請專利範圍第8項所述之顯示裝置，其中：依照充電需求，該時序控制器決定該時脈信號處於該第二時脈位準之該第一時脈脈衝寬度及該掃描信號處於該第二掃描位準之該第一掃描脈衝寬度。
如申請專利範圍第8項所述之顯示裝置，其中：依照充電需求，該時序控制器決定該時脈信號之該第二時脈位準及該掃描信號之該第二掃描位準。
如申請專利範圍第8項所述之顯示裝置，其中：考量功率消耗需求，該時序控制器微調該時脈信號之該第二時脈位準及該掃描信號之該第二掃描位準。
如申請專利範圍第7項所述之顯示裝置，其中，該閘極驅動電路形成於該基板上。