TWI497181B - 顯示面板及其操作方法 - Google Patents

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Description

顯示面板及其操作方法
本發明一般是有關於一種顯示面板及其操作方法，且特別是有關於一種主動矩陣型顯示面板及其操作方法。
顯示裝置已普及使用於各種應用上，例如膝上型電腦、行動電話或個人數位助理。在這些裝置中，被採用以表示影像之各個畫素之位元數決定影像之色彩深度。一般而言，影像之視覺品質隨著位元數增加。
然而，大部分習知的畫素記憶體(memory in pixel,MIP)電路通常使用一種用以儲存一位元資料之記憶體。這意味著色彩深度或灰階重現性本質上受限於兩個等級：黑色或白色。雖然藉由畫素渲染(rendering)或遞色技術(dithering)(於其中多個鄰近畫素可被聚集為新畫素以供顯示)可產生中間灰度等級，但是將降低解析度。
本發明是有關於一種顯示面板及其操作方法，於其中一畫素元件係被實施為一多位元記憶體，用以被操作以增加主動矩陣型畫素陣列之灰度等級之數目。
依據本發明之一實施樣態，提供一種顯示面板。顯示面板包括一資料驅動器、一源極驅動器以及一主動矩陣型畫素陣列，其包括複數條閘極線、複數條源極線以及配置成一矩陣之複數個畫素元件。源極驅動器用以驅動源極 線。閘極驅動器用以驅動閘極線。每個畫素元件耦接至相對應的閘極線及相對應的源極線。每個畫素元件包括一影像資料儲存電容器及一閘極開關。影像資料儲存電容器儲存一影像資料。閘極開關具有耦接至相對應的閘極線之一控制端子。閘極開關係被耦接在相對應的源極線與影像資料儲存電容器之間。每個畫素元件更包括一第一分路器單元及一電容元件。取樣單元具有一控制端子，用以接收一取樣控制信號。電容元件具有一第一端子，其經由取樣單元耦接至影像資料儲存電容器之一像素電極。第一更新單元具有一控制端子，其耦接至電容元件之第一端子。第二更新單元具有一控制端子，用以接收一更新控制信號。第二更新單元與第一更新單元連續地被耦接至彼此。第一更新單元與第二更新單元係被耦接在相對應的源極線與影像資料儲存電容器之間，用以接收一資料信號。分路器單元具有一個耦接至像素電極之控制端子、一個耦接至第一端子之資料端子以及另一個用以接收一分路器控制信號之資料端子。
依據本發明之另一實施樣態，提供一種控制方法。此控制方法包括複數個步驟。一影像資料係儲存於一影像資料儲存電容器中。影像資料儲存電容器之影像資料係經由一取樣單元而儲存於一電容元件中。在一第一週期中，具有一第一分路器電壓之一分路器控制信號係被提供以經由一分路器單元選擇性地控制電容元件之第一端子之電壓，而具有一第一資料電壓之一資料信號係被提供以經由一第一更新單元與一第二更新單元選擇性地更新影像資 料儲存電容器之影像資料。第一更新單元係由電容元件之第一端子之電壓所控制。分路器單元係由影像資料儲存電容器之像素電極之電壓所控制。在一第二週期中，具有一第二分路器電壓之分路器控制信號係被提供以經由分路器單元選擇性地控制電容元件之第一端子之電壓，而具有一第二資料電壓之資料信號係被提供以經由第一更新單元與第二更新單元選擇性地更新影像資料儲存電容器之影像資料。當影像資料屬於一第一影像資料時，影像資料儲存電容器之影像資料係在第一週期期間被更新，且當影像資料屬於一第二影像資料時，影像資料儲存電容器之影像資料係在第二週期期間被更新。
依據本發明之另一實施樣態，提供一種顯示面板。顯示面板包括複數條閘極線、複數條源極線以及複數個畫素元件。畫素元件係被配置成一矩陣，每個畫素元件耦接至相對應的閘極線與相對應的源極線。每個畫素元件包括：一影像資料儲存電容器，用以儲存一影像資料；一取樣單元，由一取樣控制信號所控制；一電容元件，具有經由取樣單元耦接至影像資料儲存電容器之一像素電極之一第一端子；一第一更新單元，由第一端子上之電壓所控制；一第二更新單元，由一更新控制信號所控制，當第一與第二更新單元兩者被致能時，第一與第二更新單元將一資料信號從相對應的源極線傳送至影像資料儲存電容器；以及一分路器單元，由像素電極上之電壓所控制，分路器單元具有耦接至第一端子之一資料端子，以及用以接收一分路器控制信號之另一個資料端子。
為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
一顯示面板、一畫素元件以及其之一操作方法係如以下地被提供在本發明之複數個實施例中。顯示面板適合以兩種模式操作，其中一種譬如為主動模式(例如顯示裝置之視頻模式)，而另一種譬如為被動或更新模式(例如包括主動矩陣型顯示裝置之電子裝置之備用模式)。當以主動模式被操作時，主動矩陣型顯示裝置將影像資料寫入畫素元件中。當以更新模式被操作時，主動矩陣型顯示裝置允許畫素元件更新其儲存的影像資料，亦即維持畫素元件之影像資料，從而在一段延長的時間期間產生例如靜態影像之一固定輸出。
在一實施例中，顯示面板包括複數個影像資料儲存電容器。此控制方法包括複數個下述步驟。一影像資料係儲存於一影像資料儲存電容器中。像資料儲存電容器之影像資料係經由一取樣單元而儲存於一電容元件中。在一第一週期中，具有一第一分路器電壓之一分路器控制信號係被提供以經由一分路器單元選擇性地控制電容元件之第一端子之電壓，而具有一第一資料電壓之一資料信號係被提供以經由一第一更新單元與一第二更新單元選擇性地更新影像資料儲存電容器之影像資料。第一更新單元係由電容元件之第一端子之電壓所控制。分路器單元係由影像資料儲存電容器之像素電極之電壓所控制。在一第二週期 中，具有一第二分路器電壓之分路器控制信號係被提供以經由分路器單元選擇性地控制電容元件之第一端子之電壓，而具有一第二資料電壓之資料信號係被提供以經由第一更新單元與第二更新單元選擇性地更新影像資料儲存電容器之影像資料。當影像資料屬於一第一影像資料時，影像資料儲存電容器之影像資料係在第一週期期間被更新，且當影像資料屬於一第二影像資料時，影像資料儲存電容器之影像資料係在第二週期期間被更新。依此方式，影像資料儲存電容器可被使用以儲存不同的影像資料，並由資料信號之一對應的資料電壓所更新，藉以允許顯示面板顯露一增加的灰度等級之數目以供顯示。
第1圖係為顯示一顯示面板之一例子之方塊圖。顯示面板100至少包括一主動矩陣型畫素陣列110、一閘極驅動器120以及一源極驅動器130。主動矩陣型畫素陣列110包括複數條閘極線G1-Gn以及複數條源極線D1-Dm。閘極驅動器120驅動掃描線G1-Gn。源極驅動器130驅動源極線D1-Dm。主動矩陣型畫素陣列110更包括複數個畫素元件，其配置成一矩陣且每個係耦接至相對應的閘極線與相對應的源極線。如作為一例子，依據本發明之一實施例，一畫素元件P(x,y)包括一影像資料儲存電容器C、一閘極開關T以及一更新單元200。閘極開關T具有耦接至相對應的閘極線Gy之一控制端子，並被耦接在相對應的源極線Dx與影像資料儲存電容器C之間。更新單元200係被耦接在相對應的源極線Dx與影像資料儲存電容器C之間。
第2圖係為顯示依據本發明之一實施例之第1圖中之 顯示面板100之一畫素元件之方塊圖。於畫素元件P(x,y)之這個例子中，更新單元200包括一取樣單元211、一第一更新單元212、一第二更新單元213、一分路器單元214以及一電容元件220。每個單元包括譬如一個或一個以上的開關。取樣單元211具有用以接收一取樣控制信號SAMPLE之一控制端子。第一更新單元212具有耦接至電容元件220之一第一端子(表示為CT之一節點)之一控制端子。第二更新單元213具有用以接收一更新控制信號REFRESH之一控制端子。第二更新單元213與第一更新單元212係連續地彼此耦接。第一更新單元212具有耦接至影像資料儲存電容器C之一像素電極(表示為PE之一節點)之一端子，而第二更新單元213具有用以接收一資料信號SOURCE之一端子。電容元件220具有經由取樣單元211耦接至影像資料儲存電容器C之像素電極PE之第一端子CT。電容元件220更進一步具有用以接收一致能信號CE之一第二端子。分路器單元214具有耦接至像素電極PE之一控制端子、耦接至電容元件220之第一端子CT之一端子、以及用以接收一分路器控制信號SHUNT之另一個端子。
在一實施例中，更新單元200執行一取樣操作與複數個更新操作。在取樣操作中，電容元件220用來儲存影像資料儲存電容器C之影像資料。電容元件220最好可被實施成具有比影像資料儲存電容器C更小的電容，藉以避免儲存於影像資料儲存電容器C中之影像資料在取樣操作中被大幅地影響。電容元件220被視為用以儲存影像資料儲 存電容器C之資料之一記憶體。電容元件220上之第一端子CT之電壓是用以控制第一更新單元212，俾能決定例如資料信號SOURCE之一更新電壓是否用以在一更新操作中更新影像資料儲存電容器C。這使得畫素元件P(x,y)變成一自我更新畫素記憶體(MIP)。關於MIP，主動矩陣型畫素陣列可基於一DRAM概念而同樣地被操作，並適合例如高端智能手機或e讀取器應用之高解析度顯示器。
在這些更新操作，分路器控制信號SHUNT與資料信號SOURCE之每一個相繼具有複數個電壓，而這些電壓是呈一種單調順序。在一例示實施例中，可以有四個被執行以更新2位元影像資料之更新操作。簡單地說，影像資料儲存電容器C之影像資料可以是四個二進位數值"11"、"10"、"01"、"00"之其中一個，且可以在四個更新操作之對應的其中一個中被更新，四個更新操作係相繼被執行以提供具有四個電壓位準之其中一個之資料信號SOURCE。如此，主動矩陣型畫素陣列110之畫素元件P(x,y)可被使用以儲存不同影像資料之其中一個，並在其中一個更新操作中被更新，從而變成一多位元MIP電路，灰度等級之數目可隨著其而被增加。
基於以上，更新單元200在其中一個更新操作中更新儲存於影像資料儲存電容器C中之影像資料。例示組態與更進一步的敘述係說明如下。
第3A圖係為顯示依據本發明之一實施例之第2圖中的畫素元件之一例子之電路圖。於此例中，畫素元件P(x,y)之這些單元211-214係被例示為藉由N型電晶體(例如N 型薄膜電晶體)而被實施。第一更新單元212被耦接在第二更新單元213與影像資料儲存電容器C之間。影像資料儲存電容器C係示範性地以兩個電容器之組合(例如一液晶電容器Clc與一儲存電容器Cs)表示。
因此，參考如下之第3B圖提供第3A圖中之畫素元件之操作。第3B圖係為顯示依據本發明之一實施例之顯示面板使用以執行一操作方法之複數個信號波形之時序圖。
如顯示於第3B圖的，舉例而言，顯示面板100被操作以執行一取樣操作以及四個更新操作。在這些更新操作中，資料信號SOURCE與分路器控制信號SHUNT之每一個在一第一更新操作之一第一週期期間具有一第一電壓LV1，在一第二更新操作之一第二週期期間具有一第二電壓LV2，在一第三更新操作之一第三週期期間具有一第三電壓LV3，以及在一第四更新操作之一第四週期期間具有一第四電壓LV4。第一至第四電壓LV1-LV4係呈一種單調順序，例如6V、4V、2V以及0V之一遞減順序。換言之，第3A圖中之畫素元件P(x,y)係示範性地被實施為一2位元MIP電路，能夠從影像資料產生至少四個不同的灰度等級，影像資料係為四個二進位數值"11"、"10"、"01"以及"00"之其中一個，其在Vcom係於0V時對應至6V、4V、2V以及0V之畫素電壓Vpix。
如顯示於第3B圖的，資料信號SOURCE與分路器控制信號SHUNT係示範性地提供為實質上具有相同的電壓LV1-LV4。然而，本發明並未受限於此。在另一實施例中，資料信號SOURCE與分路器控制信號SHUNT之電壓位準可 以是不同的，如參考資料信號SOURCE之複數個資料電壓以及分路器控制信號SHUNT之複數個分路器電壓。資料信號SOURCE與分路器控制信號SHUNT之電壓可以基於下述情況：當影像資料屬於一數值時，其係在一更新操作之一週期期間以取代在另一更新操作之另一週期期間被更新以供另一數值之影像資料。
下述說明係作為一個例子，其中更新的影像資料具有與在取樣操作中之儲存於影像資料儲存電容器C中之影像資料之極性相同的極性。在此例中，取樣控制信號SAMPLE首先被致能，而更新控制信號REFRESH重複地被致能四次。待被更新的影像資料可以是屬於四個二進位數值"11"、"10"、"01"以及"00"之其中一個，其分別說明於下。
"11"之影像資料被更新，而其極性被維持，例如，"Vpix,Vcom"="6V,0V"至"6V,0V"。
首先，假設畫素電壓Vpix最初為6V且共同電壓Vcom最初為0V，則表示儲存於影像資料儲存電容器C中之影像資料係為"11"，亦即，橫越過影像資料儲存電容器C之電壓係為6V。參考執行一取樣操作之一時間點t0。取樣控制信號SAMPLE係於一高位準下被致能以導通取樣單元211。經由導通取樣單元211，電容元件220之第一端子CT係被偏壓於實質上與目前畫素電壓Vpix相同的位準。這意味著畫素電壓Vpix被取樣為一取樣電壓Vsample並儲存於電容元件220中，亦即，Vsample=6V。致能信號CE係於譬如0V之一第一位準下禁能。
然後，請參考執行一第一更新操作之一時間點t1。 資料信號SOURCE於時間點t1具有譬如6V之一第一電壓LV1。致能信號CE係從第一位準轉移至一第二位準，譬如從0V至1.5V。於此例中，致能信號CE之第一位準與第二位準之間的差異係為高於第一更新單元212之臨界電壓之1.5 V，俾能補償第一更新單元212之臨界電壓。致能信號CE經由電容元件220使取樣電壓Vsample上昇至大約7.5V(=6V+1.5V)。在取樣電壓Vsample與畫素電壓Vpix之間，存在有高於第一更新單元212之1V之臨界電壓之1.5 V之電壓差(Vsample-Vpix=7.5V-6V)，俾能使第一更新單元212被導通。由，更新控制信號REFRESH係被致能以導通第二更新單元213。經由導通第二與第二更新單元212與213，資料信號SOURCE之第一電壓LV1(=6V)係被提供以更新6V之畫素電壓Vpix，其由於TFT漏電流而已經被降低。同時，共同電壓Vcom係維持於譬如0V之一低位準。因此，當執行第一更新操作時，於時間點t1之更新的影像資料("Vpix,Vcom"="6V,0V")具有與於時間點t0之影像資料之極性("Vpix,Vcom"="6V,0V")相同的極性。
接著，請參考執行一第二更新操作之一時間點t2。資料信號SOURCE於時間點t2具有譬如4V之一第二電壓LV2。同樣地，分路器控制信號SHUNT具有4V之第二電壓。第二電壓LV2係用以在第二更新操作中更新儲存於另一個影像資料儲存電容器中之4V之另一個影像資料。在畫素電壓Vpix與分路器控制信號SHUNT之第二電壓LV2之間，存在有高於分路器單元214之1V之臨界電壓之2V之一電壓差(Vpix-LV2=6V-4V)，俾能使分路器單元214被導通。 經由導通分路器單元214，電容元件220之第一端子CT係被偏壓於分路器控制信號SHUNT之第二電壓LV2，亦即，Vsample=4V。於此時，第一更新單元212不導通，因為於其間之電壓差係為-2V(Vsample-Vpix=4V-6V)，低於1V之其臨界電壓。依此方式，資料信號SOURCE之第二電壓LV2(=4V)將不會用以更新6V之畫素電壓Vpix，資料信號SOURCE之第三電壓LV3(=2V)與第四電壓LV4(=0V)也不會。
"10"之影像資料係被更新，而其極性被維持，例如，"Vpix,Vcom"="4V,0V"至"4V,0V"。
關於6V之影像資料之先前說明會提及類似操作，且為了簡潔起見簡略類似操作。首先，假設畫素電壓Vpix最初為4V且共同電壓Vcom最初為0V，則表示儲存於影像資料儲存電容器C中之影像資料係為4V。接著，請參考時間點t0，取樣電壓Vsample大約為4V。
然後，請參考在第一更新操作中之時間點t1，致能信號CE經由電容元件220使取樣電壓Vsample上昇至大約5.5V(=4V+1.5V)。在取樣電壓Vsample與畫素電壓Vpix之間，存在有高於第一更新單元212之1V之臨界電壓之1.5V之一電壓差(Vsample-Vpix=5.5V-4V)，俾能使第一更新單元212被導通。又，更新控制信號REFRESH係被致能以導通第二更新單元213。經由導通第二與第二更新單元212與213，4V之畫素電壓Vpix係略受資料信號SOURCE之第一電壓LV1(=6V)影響，並增加至譬如4.5V，於此畫素電壓Vpix之電壓增加係在1V(亦即， Vsample-Vpix=5.5-4.5)之其臨界電壓之控制之下。
接著，請參考在第二更新操作中之時間點t2。資料信號SOURCE具有譬如4V之第二電壓LV2。在取樣電壓Vsample與資料信號SOURCE之第二電壓LV2之間，存在有高於第一更新單元212之1V之臨界電壓之1.5V之一電壓差(Vsample-LV2=5.5V-4V)，俾能使第一更新單元212被導通。又，更新控制信號REFRESH係再被致能以導通第二更新單元213。經由導通第二與第二更新單元212與213，資料信號SOURCE之第二電壓LV2(=4V)係被提供以更新4V之畫素電壓Vpix，從而依需要使畫素電壓Vpix從4.5V下降至4V。因此，當執行第一更新操作時，於時間點t2之更新的影像資料("Vpix,Vcom"="4V,0V")具有與於時間點t1之影像資料之極性("Vpix,Vcom"="4V,0V")相同的極性。
然後，請參考執行一第三更新操作之一時間點t3。資料信號SOURCE於時間點t3具有譬如2V之一第三電壓LV3。同樣地，分路器控制信號SHUNT具有2V之第三電壓LV3。在畫素電壓Vpix與分路器控制信號SHUNT之第三電壓LV3之間，存在有高於分路器單元214之1V之臨界電壓之2V之一電壓差(Vpix-LV3=4V-2V)，俾能使分路器單元214被導通。經由導通分路器單元214，電容元件220之取樣電壓Vsample係被偏壓於分路器控制信號SHUNT之第三電壓LV3，亦即，Vsample=2V。於此時，第一更新單元212係不導通，因為於其間之電壓差係為-2V(Vsample-Vpix=2V-4V)，低於1V之其臨界電壓。依此方 式，資料信號SOURCE之第三電壓LV3(=2V)將不會用以更新4V之畫素電壓Vpix，資料信號SOURCE之第四電壓LV4(=0V)也不會。
有關"01"("Vpix,Vcom"="2V,0V"至"2V,0V")以及"00"("Vpix,Vcom"="0V,0V"至"0V,0V")之影像資料，因此可同樣地參考上述"11"及"10"之影像資料儲存電容器C之更新操作的相關敘述說明它們的操作，且為了簡潔起見將不會被詳述。
在一實際例子中，在分路器控制信號SHUNT中從第一電壓LV1至第二電壓LV2之轉變，係領先在資料信號SOURCE中從第一電壓LV1至第二電壓LV2之轉變。這確保有足夠時間以控制電容元件220中之儲存的影像資料，例如在資料信號SOURCE被改變成具有下一個電壓之前導通分路器單元214並改變其第一端子CT上之電壓。依此方式，亦可避免更新的影像資料儲存電容器C因資料信號SOURCE之下一電壓而修正。然而，本發明並未受限於此。無論是哪一個信號較早從一個電壓改變或轉移至另一電壓，假使第二更新單元213在這些信號之電壓轉變期間應該不導通，則它們的時序順序將不會影響電容器220之電壓。換言之，在另一實施例中，分路器控制信號SHUNT與資料信號SOURCE從一個電壓被轉移至另一個的時間，係為當第二更新單元213不導通時之時間。從另一實施樣態看來，這種時間亦可被視為更新控制信號REFRESH禁能的一段時間，或在更新控制信號REFRESH之兩個鄰近致能脈衝之間的一段時間。
第4A圖係為顯示當四種影像資料依據第3B圖中之信號波形被更新時之複數個模擬波形之時序圖。第4B圖係為顯示從第4A圖中以虛線表示之一區域而來之複數個模擬波形之時序圖。如第4A與4B圖所顯示的，關於影像資料儲存電容器中之"11"(Vpix-Vcom=6V)之一影像資料，其可被更新成具有相同的極性。關於"10"(Vpix-Vcom=4V)之一影像資料，其在第一更新操作期間略微增加，而在其第二更新操作期間下降至4V。關於"01"或"00"(Vpix-Vcom=2V或0V)之一影像資料，它們可利用一種類似方式被更新。因此，因應於第3B圖中之這些信號，第3A圖中之畫素元件P(x,y)可產生6V、4V、2V以及0V之至少四個對應的灰度等級，並變成一2位元MIP電路。
第3B圖中之信號之群組係被提供作為例子以說明2位元MIP電路之操作。然而，本發明並未受限於此。舉例而言，關於形成一種3位元MIP電路，顯示面板100可被操作以執行一個取樣操作，以及八個更新操作。在這些更新操作之每一個中，資料信號SOURCE與分路器控制信號SHUNT之每一個可以是八個電壓之其中一個。熟習本項技藝者可從本發明之說明承認可使用更多電壓與更新操作，從而增加顯示資料之位元數，並達成一種多位元MIP電路。
此外，關於第3B圖所顯示之資料信號SOURCE與分路器控制信號SHUNT，它們的第一至第四電壓LV1-LV4係以一遞減順序被配置以供圖例顯示。在畫素元件P(x,y)之至少某些開關係藉由P型薄膜電晶體而實施之第3A圖中之 畫素元件之另一例子中，第一至第四電壓LV1-LV4亦可以一遞增順序被配置。
第5A圖係為顯示依據本發明之另一實施例之第1圖中之畫素元件之一例子之電路圖。於本實施例中，更新單元200具有由N型電晶體所實施之其開關元件211~214，其促進製造過程，因為閘極開關T亦可以一種類似的方式被實施。在畫素元件P(x,y)中，資料信號SOURCE可以由相對應的源極線Dx所提供；而更新控制信號REFRESH、取樣控制信號SAMPLE、致能信號CE以及分路器控制信號SHUNT可以分別由額外信號線231-234所提供。第5A圖中之畫素元件P(x,y)可被視為藉由5T1C之一電路結構(亦即，五個開關與一個電容器)而被實施。
關於第5A圖所顯示之電路結構，不僅可減少功率消耗，而且可改善殘影(image sticking)。更明確而言，第5A圖中之畫素元件P(x,y)可被操作以選擇性地執行兩個更新計畫(scheme)之其中一個。當執行一第一更新計畫時，影像資料儲存電容器可使其儲存的影像資料被更新同時使影像資料之極性被維持，從而降低功率消耗。當執行一第二更新計畫時，影像資料儲存電容器之影像資料之極性因為防止殘影之結果是相反的。在一實施例中，一結合的更新計畫係藉由選擇性地使用前述的第一與第二更新計畫而被實施。關於第3B圖之例示說明會提及第一更新計畫。關於第二更新計畫，其說明係參考第5B及5C圖而提供如下。
第5B圖係為顯示依據本發明之另一實施例之顯示面 板使用以執行一操作方法之複數個信號波形之時序圖。於本實施例中，共同電壓Vcom係被翻轉。於此情況下，翻轉共同電壓Vcom譬如意指共同電壓Vcom係從0V轉換至6V。於此例子中，資料信號SOURCE與分路器控制信號SHUNT之電壓位準彼此相異。舉例而言，資料信號SOURCE之資料電壓LV1-LV4分別為大約6V、4V、2V、0V，而分路器控制信號SHUNT之分路器電壓LV1’-LV4’分別為大約8V、6V、4V、2V。依據資料電壓LV1-LV4與分路器電壓LV1’-LV4’，致能信號CE具有相應地改變之其電壓位準，例如8V、4V、0V、-4V之位準。
因應於第5B圖中之信號，第5A圖中之畫素元件P(x,y)之操作係示範性地詳述如下。在第5B圖中，顯示有兩個週期P1與P2。在這兩個週期P1與P2期間之畫素元件P(x,y)之操作係類似於彼此。為了簡潔起見，在週期P2期間之畫素元件P(x,y)之操作係參考第5C圖之附圖而作為例子以供圖例顯示。第5C圖係為顯示從第5B圖而來之信號波形之一部分之時序圖。從第5C圖可見，"00"、"01"、"10"以及"11"之四種影像資料可被適當地更新，其之更進一步的說明係參考第5A與5C圖說明如下。
"11"之影像資料係被更新，而其極性相反，例如，"Vpix(11),Vcom"="0V,6V"至"6V,0V"。
首先，假設畫素電壓Vpix(11)最初為0V且共同電壓Vcom最初為6V，則表示儲存於影像資料儲存電容器C中之影像資料係為"11"，亦即，橫越過影像資料儲存電容器C之電壓係為6V。參考執行一取樣操作之一時間點t0’。 取樣控制信號SAMPLE係於一高位準下被致能以導通取樣單元211。經由導通取樣單元211，電容元件220之第一端子CT係被偏壓於實質上與目前畫素電壓Vpix(11)相同的位準。這意味著0V之畫素電壓Vpix(11)係被取樣為一取樣電壓Vsample(11)並儲存於電容元件220中，亦即，於時間點t0’，Vsample(11)=0V。
然後，請參考一時間點t1’。致能信號CE係從一第一位準被轉移至一第二位準，例如，從0V至8V。於時間點t1’之致能信號CE之轉變經由電容元件220使取樣電壓Vsample(11)上昇至大約8V(=0V+8V)。又，於時間點t1’，分路器控制信號SHUNT係從一第一分路器電壓被轉移至一第二分路器電壓，例如，從0V至8V。
接著，參考一時間點t2’。更新控制信號REFRESH係被致能以導通第二更新單元213。資料信號SOURCE具有譬如6V之一資料電壓LV1。在取樣電壓Vsample(11)與畫素電壓Vpix(11)之間，存在有高於第一更新單元212之1V之臨界電壓之8V之一電壓差(Vsample-Vpix=8V-0V)，俾能使第一更新單元212被導通。經由導通第一與第二更新單元212與213，資料信號SOURCE之資料電壓LV1(=6V)係被提供以更新畫素電壓Vpix(11)，亦即，於時間點t2’，Vpix(11)=6V。同時，共同電壓Vcom於時間點t2’係從譬如6V被翻轉至0V。因此，於時間點t2’之更新的影像資料("Vpix(11),Vcom"="6V,0V")具有與於時間點t0’之影像資料之極性("Vpix(11),Vcom"="0V,6V")相反的極性。
然後，請參考一時間點t3’。致能信號CE係從第二 位準被轉移至一第三位準，例如從8V至4V。於時間點t3’之致能信號CE之轉變經由電容元件220使取樣電壓Vsample(11)下降至大約4V(=8V-4V)。又，於時間點t3’，分路器控制信號SHUNT係從分路器電壓LV1’(=8V)被轉移至一分路器電壓LV2’(=6V)。
接著，參考一時間點t4’。於時間點t4’，資料信號SOURCE具有譬如4V之一資料電壓LV2。4V之資料電壓LV2係用以在第二更新操作中更新儲存於另一個影像資料儲存電容器中之4V之另一個影像資料。在畫素電壓Vpix(11)與分路器控制信號SHUNT之分路器電壓LV2’之間，存在有低於分路器單元214之1V之臨界電壓之0V之一電壓差(Vpix(11)-LV2’=6V-6V)，俾能使分路器單元214不導通。關於於時間點t4’之Vsample(11)=4V，第一更新單元212不導通，因為於其間之電壓差於時間點t4’係為-2V，亦即，Vsample(11)-Vpix(11)=4V-6V，低於1V之其臨界電壓。鑒於此，資料信號SOURCE之資料電壓LV2(=4V)於時間點t4’將不會更新6V之畫素電壓Vpix(11)，於時間點t6’之資料電壓LV3(=2V)以及於時間點t8’之資料信號SOURCE之資料電壓LV4(=0V)也不會。
"10"之影像資料係被更新，而其極性相反，例如，"Vpix(10),Vcom"="0V,4V"至"4V,0V"。
類似操作可參考關於6V之影像資料之先前說明，且為了簡潔起見簡略類似操作。首先，假設畫素電壓Vpix(10)最初為2V且共同電壓Vcom最初為6V，則表示儲存於影像資料儲存電容器C中之影像資料係為4V。
從時間點t0’至時間點t3’，畫素電壓Vpix(10)之操作係類似於畫素電壓Vpix(11)之操作，且為了簡潔起見係被省略掉。
參考時間點t4’。在畫素電壓Vpix(10)與分路器控制信號SHUNT之分路器電壓LV2’之間，存在有低於分路器單元214之1V之臨界電壓之-2V之一電壓差(Vpix(10)-LV2’=4V-6V)，俾能使分路器單元214不導通。關於於時間點t4’之Vsample(10)=6V，第一更新單元212導通，因為於其間之電壓差係為2V(Vsample-Vpix(10)=6V-4V)，高於1V之其臨界電壓。又，於時間點t4’，更新控制信號REFRESH再被致能以導通第二更新單元213。經由導通第一與第二更新單元212與213，資料信號SOURCE之資料電壓LV2(=4V)係被提供以更新畫素電壓Vpix(10)，從而使畫素電壓Vpix(10)從6V下降至4V，這是吾人期望的。因此，於時間點t4’之更新的影像資料("Vpix(10),Vcom"="4V,0V")具有與於時間點t0’之影像資料之極性("Vpix(10),Vcom"="0V,4V")相反的極性。
然後，參考一時間點t5’。致能信號CE係從第二位準被轉移至一第三位準，例如，從4V至0V。於時間點t5’之致能信號CE之轉變經由電容元件220使取樣電壓Vsample(10)下降至大約2V(=6V-2V)。又，於時間點t5’，分路器控制信號SHUNT係從分路器電壓LV2’(=8V)被轉移至一分路器電壓LV3’(=6V)。
接著，請參考一時間點t6’。於時間點t6’，資料信 號SOURCE具有譬如2V之一資料電壓LV3。2V之資料電壓LV3係用以在第二更新操作中更新儲存於另一個影像資料儲存電容器中之2V之另一個影像資料。在畫素電壓Vpix(10)與分路器控制信號SHUNT之分路器電壓LV3’之間，存在有低於分路器單元214之1V之臨界電壓之0V(Vpix(10)-LV3’=4V-4V)之一電壓差，俾能使分路器單元214不導通。關於於時間點t6’之Vsample(10)=4V，第一更新單元212不導通，因為於其間之電壓差於時間點t6’係為-2V，亦即，Vsample(10)-Vpix(10)=2V-4V，低於1V之其臨界電壓。鑒於此，資料信號SOURCE之資料電壓LV3(=2V)於時間點t6’將不會更新4V之畫素電壓Vpix(10)，於時間點t8’之資料信號SOURCE之資料電壓LV4(=0V)也不會。
有關"01"("Vpix(01),Vcom"="0V,2V"至"2V,0V")以及"00"("Vpix(00),Vcom"="0V,0V"至"0V,0V")之影像資料，因此可同樣地參考上述"11"及"10"之影像資料儲存電容器C之更新操作的相關敘述說明它們的操作，且為了簡潔起見將不會被詳述。
第6A圖係為顯示當四種影像資料係依據第5B圖中之信號波形被更新時之複數個模擬波形之時序圖。第6B圖係為顯示從第6A圖中以虛線表示之一區域而來之複數個模擬波形之時序圖。如第6A及6B圖所顯示的，關於影像資料儲存電容器中之"11"(Vpix-Vcom=6V)之一影像資料，其可被更新成選擇性地具有相同極性或相反極性(亦即，6V或-6V)。"10"、"01"以及"00"之影像資料可利用 一種類似方式被更新。
依據第5A圖中之本發明之本實施例，有數個MIP電路之電路變化。在它們之間，畫素元件之另兩個實施例係於第7圖及第8圖中被提供以供圖例顯示。
第7圖係為顯示依據本發明之另一實施例之第1圖中的畫素元件之一例子之電路圖。第7圖中之實施例與第5A圖中之實施例不同之處在於閘極開關T具有與第一更新單元212之兩個資料端子電連接之兩個資料端子。
第8圖係為顯示依據本發明之另一個實施例之第1圖中的畫素元件之一例子之一電路圖。第8圖中之實施例與第7圖中之實施例不同之處在於第二更新單元213係被耦接在第一更新單元212與影像資料儲存電容器C之間。
運用適當的控制信號(例如如第5B圖所示之取樣控制信號SAMPLE、閘極控制信號GATE、更新控制信號REFRESH、資料信號SOURCE、致能信號CE以及分路器控制信號SHUNT)至開關212-214與閘極開關T，第7-8圖中之MIP電路具有與第5A圖中之MIP電路類似的性能。關於第7-8圖中之MIP電路，因此可同樣地參考上述第5圖中之電路的相關敘述說明它們的操作，且為了簡潔起見將不會被詳述。
依據於本發明之本實施例中所揭露的主動矩陣型畫素陣列、畫素元件及其操作方法，一開關係被提供以控制一電容元件之儲存的資料，其係被實施為一記憶體，用以儲存影像資料儲存電容器之影像資料。這種畫素元件可被當一多位元記憶體用，俾能使影像資料儲存電容器可被用 以儲存不同的影像資料並藉由其中一個資料信號之電壓而被更新。因此，可達成具有高解析度以及一增加的灰度等級之數目之一多位元畫素元件。
綜上所述，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明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，當可作各種之更動與潤飾。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。
C‧‧‧影像資料儲存電容器
CE‧‧‧致能信號
Clc‧‧‧液晶電容器
Cs‧‧‧儲存電容器
CT‧‧‧第一端子
D1至Dm、Dx、D(x+1)‧‧‧源極線
G1至Gn、G(y-1)、G(y)‧‧‧掃描線
GATE‧‧‧閘極控制信號
LV1至LV4‧‧‧資料電壓
LV1’至LV4’‧‧‧分路器電壓
P(x,y)‧‧‧畫素元件
P1、P2‧‧‧週期
PE‧‧‧像素電極
REFRESH‧‧‧更新控制信號
SAMPLE‧‧‧取樣控制信號
SHUNT‧‧‧分路器控制信號
SOURCE‧‧‧資料信號
T‧‧‧閘極開關
t0至t3、t0’至t8’‧‧‧時間點
Vcom‧‧‧共同電壓
Vpix‧‧‧畫素電壓
Vsample‧‧‧取樣電壓
Vpix(10)‧‧‧畫素電壓
100‧‧‧顯示面板
110‧‧‧主動矩陣型畫素陣列
120‧‧‧閘極驅動器
130‧‧‧源極驅動器
200‧‧‧更新單元
211‧‧‧取樣單元
212‧‧‧第一更新單元
213‧‧‧第二更新單元
214‧‧‧分路器單元
220‧‧‧電容元件
231至234‧‧‧信號線
第1圖係為顯示一顯示面板之一例子之方塊圖。
第2圖係為顯示依據本發明之一實施例之第1圖中之顯示面板之一畫素元件之方塊圖。
第3A圖係為顯示依據本發明之一實施例之第2圖中之畫素元件之一例子之電路圖。
第3B圖係為顯示依據本發明之一實施例之被顯示面板使用以執行一控制方法之複數個信號波形之時序圖。
第4A圖係為顯示當四種影像資料係依據第3B圖中之信號波形被更新時之複數個模擬波形之時序圖。
第4B圖係為顯示從第4A圖中以虛線表示之一區域而來之複數個模擬波形之時序圖。
第5A圖係為顯示依據本發明之另一實施例之第1圖中之畫素元件之一例子之電路圖。
第5B圖係為顯示依據本發明之另一實施例之顯示面板使用以執行一操作方法之複數個信號波形之時序圖。
第5C圖係為顯示從第5B圖而來之信號波形之一 部分之時序圖。
第6A圖係為顯示當四種影像資料係依據第5B圖中之信號波形被更新時之複數個模擬波形之時序圖。
第6B圖係為顯示從第6A圖中以虛線表示之一區域而來之複數個模擬波形之時序圖。
第7圖係為顯示依據本發明之另一實施例之第1圖中之畫素元件之一例子之電路圖。
第8圖係為顯示依據本發明之另一實施例之第1圖中之畫素元件之一例子之電路圖。
C‧‧‧影像資料儲存電容器
D1至Dm、Dx、D(x+1)‧‧‧源極線
G1至Gn、G(y-1)、G(y)‧‧‧掃描線
P(x,y)‧‧‧畫素元件
T‧‧‧閘極開關
100‧‧‧顯示面板
110‧‧‧主動矩陣型畫素陣列
120‧‧‧閘極驅動器
130‧‧‧源極驅動器
200‧‧‧更新單元

Claims (16)

  1. 一種顯示面板，包括：一主動矩陣型畫素陣列，包括：複數條閘極線；複數條源極線；及複數個畫素元件，配置成一矩陣，每個畫素元件耦接至相對應的閘極線及相對應的源極線，每個畫素元件包括：一影像資料儲存電容器，用以儲存一影像資料；一取樣單元，具有一個用以接收一取樣控制信號之控制端子；一電容元件，具有一個經由該取樣單元耦接至該影像資料儲存電容器之一像素電極之第一端子；一第一更新單元，具有一個耦接至該電容元件之該第一端子之控制端子；一第二更新單元，具有一個用以接收一更新控制信號之控制端子，該第一與第二更新單元彼此係串連耦接於相對應的源極線與該影像資料儲存電容器之間，用以接收一資料信號；一分路器單元，具有一個耦接至該像素電極之控制端子、一個耦接至該第一端子之資料端子以及另一個用以接收一分路器控制信號之資料端子；及 一閘極開關，具有一個耦接至該相對應的閘極線之控制端子，該閘極開關係被耦接在該相對應的源極線與該影像資料儲存電容器之間，其中該閘極開關具有其兩個資料端子，與該第一更新單元之兩個資料端子電連接；一源極驅動器，用以驅動該些源極線；以及一閘極驅動器，用以驅動該些閘極線。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之顯示面板，其中該分路器控制信號與該資料信號之每一個相繼在複數個週期期間具有複數個電壓，而該些電壓係呈一種單調順序(monotonic order.)。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之顯示面板，其中該資料信號與該分路器控制信號之每一個相繼在一第一週期期間具有一第一電壓，在一第二週期期間具有一第二電壓，在一第三週期期間具有一第三電壓，以及在一第四週期期間具有一第四電壓，這些單元包括多個N型電晶體，該第一電壓高於該第二電壓。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之顯示面板，其中該分路器控制信號中從該第一電壓至該第二電壓之轉變，係領先該資料信號中從該第一電壓至該第二電壓之轉變。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之顯示面板，其中當該更新控制信號禁能時，該分路器控制信號與該資料信號之每一個係從一個電壓被轉移至另一個電壓。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之顯示面板，其中該電容元件更進一步具有用以接收一致能信號之另一個端 子。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之顯示面板，其中該致能信號係從一第一位準被轉移至一第二位準，且在該第一位準與該第二位準之間的差異高於該第一更新單元之臨界電壓。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之顯示面板，其中該第一更新單元被耦接在該第二更新單元與該影像資料儲存電容器之間。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之顯示面板，其中該第二更新單元被耦接在該第一更新單元與該影像資料儲存電容器之間，而該第一更新單元被耦接在該第二更新單元及該源極線之間。
  10. 一種供一顯示面板用之操作方法，包括：將一影像資料儲存在一影像資料儲存電容器中；經由一取樣單元，將該影像資料儲存電容器之該影像資料儲存在一電容元件中；在一第一週期中，提供具有一第一分路器電壓之一分路器控制信號以經由一分路器單元選擇性地控制該電容元件之一第一端子之電壓，並提供具有一第一資料電壓之一資料信號以經由一第一更新單元與一第二更新單元選擇性地更新該影像資料儲存電容器之該影像資料，該第一更新單元係由該電容元件之該第一端子之該電壓所控制，該分路器單元係由該影像資料儲存電容器之像素電極之該電壓所控制，在一第二週期中，提供具有一第二分路器電壓之該分 路器控制信號以經由該分路器單元選擇性地控制該電容元件之該第一端子之該電壓，並提供具有一第二資料電壓之該資料信號以經由該第一與第二更新單元選擇性地更新該影像資料儲存電容器之該影像資料；其中當該影像資料係屬於一第一影像資料時，該影像資料儲存電容器之該影像資料係在該第一週期期間被更新，而當該影像資料屬於一第二影像資料時，該影像資料儲存電容器之該影像資料係在該第二週期期間被更新。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之操作方法，其中在經由該取樣單元將該影像資料儲存電容器之該影像資料儲存在該電容元件中之步驟中，該影像資料儲存電容器中之該更新的影像資料選擇性地具有與儲存於該影像資料儲存電容器中之該影像資料之極性相同的極性或相反的極性。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之操作方法，其中這些單元包括多個N型電晶體，該第一分路器電壓大於該第二分路器電壓，該第一資料電壓大於該第二資料電壓。
  13. 如申請專利範圍第10項所述之操作方法，其中該分路器控制信號中從該第一分路器電壓至該第二分路器電壓之轉變，係領先該資料信號中從該第一資料電壓至該第二資料電壓之轉變。
  14. 如申請專利範圍第10項所述之操作方法，其中：該分路器控制信號中從該第一分路器電壓至該第二分路器電壓之轉變，以及該資料信號中從該第一資料電壓 至該第二資料電壓之轉變兩者在更新控制信號禁能時產生。
  15. 如申請專利範圍第10項所述之操作方法，其中該電容元件更進一步具有一個用以接收一致能信號之第二端子，該致能信號係在該第一週期中從第一位準被轉移至一第二位準，在該致能信號之該第一位準與該第二位準之間的差異係高於該第一更新單元之該臨界電壓。
  16. 一種顯示面板，包括：複數條閘極線與複數條源極線；以及複數個畫素元件，配置成一矩陣，每個畫素元件係耦接至該相對應的閘極線及該相對應的源極線，每個畫素元件包括：一影像資料儲存電容器，用以儲存一影像資料；一取樣單元，由一取樣控制信號所控制；一電容元件，具有一個經由該取樣單元耦接至該影像資料儲存電容器之一像素電極之第一端子；一第一更新單元，由該第一端子上之電壓所控制；一第二更新單元，由一更新控制信號所控制，當該第一與第二更新單元兩者被致能時，該第一與第二更新單元將一資料信號從該相對應的源極線傳送至該影像資料儲存電容器；一分路器單元，由該像素電極上之電壓所控制，該分路器單元具有一個耦接至該第一端子之資料端子，以及另一個用以接收一分路器控制信號之資料端 子；以及一閘極開關，具有一個耦接至該相對應的閘極線之控制端子，該閘極開關係被耦接在該相對應的源極線與該影像資料儲存電容器之間，其中該閘極開關具有其兩個資料端子，與該第一更新單元之兩個資料端子電連接。
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