TWI534789B - 一種主動矩陣顯示器裝置的畫素電路及其驅動方法 - Google Patents

一種主動矩陣顯示器裝置的畫素電路及其驅動方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI534789B
TWI534789B TW103102871A TW103102871A TWI534789B TW I534789 B TWI534789 B TW I534789B TW 103102871 A TW103102871 A TW 103102871A TW 103102871 A TW103102871 A TW 103102871A TW I534789 B TWI534789 B TW I534789B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
switch
coupled
pixel circuit
energy storage
power source
Prior art date
Application number
TW103102871A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201510980A (zh
Inventor
戴亞翔
周祿盛
林俊佑
張嘉鴻
Original Assignee
國立交通大學
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 國立交通大學 filed Critical 國立交通大學
Priority to TW103102871A priority Critical patent/TWI534789B/zh
Priority to CN201410131315.XA priority patent/CN104464655B/zh
Priority to US14/265,500 priority patent/US9343026B2/en
Publication of TW201510980A publication Critical patent/TW201510980A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI534789B publication Critical patent/TWI534789B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/36—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals
    • G09G3/3611—Control of matrices with row and column drivers
    • G09G3/3648—Control of matrices with row and column drivers using an active matrix
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2310/00—Command of the display device
    • G09G2310/02—Addressing, scanning or driving the display screen or processing steps related thereto
    • G09G2310/0243—Details of the generation of driving signals
    • G09G2310/0251—Precharge or discharge of pixel before applying new pixel voltage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)

Description

一種主動矩陣顯示器裝置的畫素電路及其驅動方法
本發明係關於一種主動矩陣顯示器裝置的畫素電路，特別是有關一種於平面主動矩陣顯示器中，以全數位訊號控制放電，而達到所設定灰階之畫素電路。
平面顯示裝置具有輕量、耗少功率消低與低輻射等優點。現今市面上之平面顯示裝置包含有液晶顯示器以及有機發光二極體顯示裝置，其已廣泛地應用於可攜式產品，例如：筆記型電腦(notebook)、數位相框、全球定位系統與智慧型手機等商品，甚至行車紀錄器亦已廣泛採用平面顯示裝置。
平面顯示裝置中，液晶顯示器之應用尤為廣泛。近來，液晶螢幕以及液晶電視已非常普及，目前幾乎已完全取代傳統笨重之陰極射線管(cathode ray tube，CRT)顯示器和電視，但是液晶顯示器尚有其缺點；例如：因為液晶分子特性的限制，在影像資料切換時，必須控制扭轉液晶分子，以改變其排列方向，產生畫面延遲之情形，該延遲會造成液晶顯示器畫面出現殘影之現象，故為因應多媒體影像的快速切換，提昇液晶反應速度的要求也愈趨重要。
在設計平面顯示裝置的大尺寸面板時，為達到高解析度，因此需要較短之充電時間，但由於訊號線將會隨面板尺寸增大而變長，使得訊號線內阻效應趨於明顯，而稱為RC延遲(RC-delay)。惟該RC延遲的情況會嚴重影響面板整體亮度的均勻性，故目前為大尺寸面板必須解決之重要 課題。
為解決前述RC延遲的課題，傳統技術的做法為，於畫素電路外加設並以一數位/類比信號轉換器進行控制，以設定電容之充電時間。而一般的數位/類比信號轉換器包含許多驅動電路，其需將數位訊號轉為電壓類比訊號後，再輸入畫素電路中進行驅動，過程中會增加額外的功耗，同時在產生大面板或高解析度需求時，容易有驅動力不足的現象。甚者，畫素設計與布局將會變得極為複雜，複雜的電路更會大幅降低開口率，甚至需要更多的輸入端電晶體和儲存記憶體，且大幅提高製程難度與製造成本。
故而為了能產生更有效率的電路裝置，需要研發新式之畫素電路技術，藉以提高使用效率，且能降低製造時間與製造成本。
本發明主動矩陣顯示器裝置的畫素電路之目的，即在提供一種對資料線電壓、掃描線電壓以數位控制，進而控制灰階之主動矩陣顯示器裝置的畫素電路。
本發明提供一種主動矩陣顯示器裝置的畫素電路，其包含：第一開關，該第一開關之控制端係耦合於掃描線。第二開關，該第二開關之第二端耦合於該第一開關之第一端，該第二開關之第一端耦合第一電源，該第二開關之控制端耦合資料線。第三開關，該第三開關之第二端耦合該第二電源。儲能元件，該儲能元件之第一端耦合於第三開關之第一端。而電阻耦合於第一開關之第二端與第三開關之第一端之間。
本發明主動矩陣顯示器裝置的畫素電路之第一開關、第二開關以及第三開關皆為電晶體，而儲能元件係為電容。
本發明主動矩陣顯示器裝置的畫素電路另一目的係提供一種畫素電路及其驅動方法，其包含：第一開關，該第一開關之控制端係耦合於掃描線。第二開關，該第二開關之第二端耦合於第一開關之第一端。第二開關之第一端耦合第一電源，該第二開關之控制端耦合資料線。第三開關，該第三開關之第二端耦合第二電源。儲能元件，該儲能元件之第一 端耦合於第三開關之第一端。而電阻耦合於第一開關之第二端與第三開關之第一端之間。其中，控制第三開關，以對儲能元件之第一端預充電至第二電源之電壓值，並控制第一開關與第二開關開啟，以使儲能元件之第一端往第一電源放電，當該儲能元件之第一端達到預計之畫素電壓時，關閉該第二開關。或是，控制第一開關，以對儲能元件之第一端預充電至第二電源之電壓值，並控制第三開關與第二開關開啟，以使儲能元件之第一端往第一電源放電，當該儲能元件之第一端達到預計之畫素電壓時，關閉該第二開關。
本發明主動矩陣顯示器裝置的畫素電路之第一開關、第二開關以及第三開關皆為電晶體，而儲能元件係為電容。
本發明主動矩陣顯示器裝置的畫素電路之第一電源係為一共通電壓。
本發明主動矩陣顯示器裝置的畫素電路之功效在於以全數位訊號控制放電，而達到所設定灰階之畫素電路，且使畫素電路不需加設額外的數位/類比信號轉換器。
本發明主動矩陣顯示器裝置的畫素電路係對資料線電壓、掃描線電壓以數位控制，利用薄膜電晶體作為開關，直接設定數位訊號脈衝時間，對電容充電。而於電容充電過程中，當到達所需電壓後，即將脈衝關閉，此時，電容將維持該電壓，而以該電壓對發光元件進行控制。
故而，關於本發明之優點與精神可以藉由以下發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。
100‧‧‧畫素電路
T1‧‧‧第一開關
T2‧‧‧第二開關
T3‧‧‧第三開關
T‧‧‧第四開關
C‧‧‧儲能元件
C st、C lc Cbus‧‧‧儲能元件
R‧‧‧電阻
S‧‧‧掃描線
D‧‧‧資料線
A1‧‧‧第一端
A2‧‧‧第二端
A3‧‧‧控制端
B1‧‧‧第一端
B2‧‧‧第二端
B3‧‧‧控制端
C1‧‧‧第一端
C2‧‧‧第二端
C3‧‧‧控制端
D1‧‧‧第一端
Vcom‧‧‧第一電源
Vpre‧‧‧第二電源
Vdata‧‧‧訊號
Vscan,N、Vscan,N-1‧‧‧掃描線
Vpix,N、Vpix,N-1‧‧‧節點
CK‧‧‧訊號
第1圖係顯示本發明主動矩陣顯示器裝置的畫素電路實施例圖。
第2圖為本發明之液晶顯示裝置之資料線電路。
第3圖為本發明液晶顯示裝置之資料線電路的時序圖。
有關本發明主動矩陣顯示器裝置的畫素電路之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖示之一個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。
請參考第1圖，其係顯示本發明主動矩陣顯示器裝置的畫素電路，整體係以數字100標示。該畫素電路100包含：第一開關T1、第二開關T2、第三開關T3、儲能元件C以及電阻R。第一開關T1之控制端A3係耦合於掃描線S。第二開關T2之第二端B2係耦合於第一開關T1之第一端A1。第二開關T2之第一端B2耦合第一電源Vcom。第二開關T2之控制端B3係耦合於資料線D。第三開關T3之第二端C2耦合第二電源Vpre，而第三開關T3具有控制端C3。需說明的是，本實施例中第一開關T1、第二開關T2以及第三開關T3皆為一電晶體。
於第1圖中，儲能元件C之第一端D1耦合於第三開關T3之第一端C1。電阻R耦合於第一開關T1之第二端A2與第三開關T3之第一端C1間。需說明的是，儲能元件C係為一電容。而於本發明實施例中，第一電源Vcom係為一共通電壓。
如第1圖所示，本發明主動矩陣顯示器裝置的畫素電路100係藉由以下驅動方法，以設定畫素電壓。其包含：控制第三開關T3，以對儲能元件C之第一端D1預充電至第二電源Vpre之電壓值。接著，開啟第一開關T1與第二開關T2，以使儲能元件C之第一端D1往第一電源Vcom放電。最後，當儲能元件C之第一端D1達到所設定之畫素電壓時，控制第二開關T2關閉。
參考第1圖所示，本發明之操作步驟另包含：控制第一開關T1，以對儲能元件C之第一端D1預充電至第二電源Vpre之電壓值。接著，開啟第三開關T3與第二開關T2，以使儲能元件C之第一端D1往第一電源Vcom放電。最後，當儲能元件C之第一端D1達到所設定之畫素電壓時，控制第二開關T2關閉。
仍如第1圖所示，藉由前述之畫素電壓設定，本發明畫素電路可以全數位訊號控制。本畫素電路100可使預先充好電之畫素電壓(即儲能元件C之第一端D1之電壓)，透過電阻與電晶體之啟閉控制放電，以達到所 設定之灰階。
請參考第2圖、第3圖。其中，第2圖為本發明之液晶顯示裝置之資料線電路。第3圖為本發明液晶顯示裝置之資料線電路的時序圖。由第2圖可知，本實施例係以畫素電路之畫素N-1、N為例作說明。其中，以第N個時序為例：在時序N時，掃描線Vscan,N係開啟第四開關T，並配合訊號CK高電位，以開啟第一開關T1，將節點Vpix,N充電至定值10V，此時第二開關T2未開啟。接著，當訊號CK關閉第一開關T1後，訊號Vdata係開啟第二開關T2。此時節點Vpix,N透過第四開關T、電阻R與第二開關T2放電至0V。最後，於放電過程中，係藉由改變訊號Vdata之脈寬(灰色部分)來控制第二開關T2關閉時間，以此節點Vpix,N獲得不同的電壓，即灰階。
本發明將數位類比轉換器以RC充放電的方式，整合到每一個畫素之中，只需由外部調整輸入數位訊號即可以控制每一個畫素的灰階，有效的降低畫素外部電路的複雜度。
本發明利用RC充放電的裝置，亦使畫素中電路以簡單的方式降低開口率的損耗，故而本發明所提出之畫素電路具備以下特點：
1.可將數位類比轉換器以RC充放電方式整合到每個畫素之中。
2.藉由外部控制數位訊號以調整RC充放電時間及畫素所需要的電壓與灰階。
3.所發明的畫素外部電路相對簡單許多，可降低製作成本。
4.本發明與一般的畫素電路比較，可降低功耗且更易於應用在大尺寸或高解析度面板。
5.本發明與其他習知技術所提出的DAC整合畫素的方法相比，具有更簡單的電路與高開口率。
以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，並非用以限定本發明之申請專利範圍；凡其它未脫離本發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含在下述之申請專利範圍內。
100‧‧‧畫素電路
T1‧‧‧第一開關
T2‧‧‧第二開關
T3‧‧‧第三開關
C‧‧‧儲能元件
R‧‧‧電阻
S‧‧‧掃描線
D‧‧‧資料線
A1‧‧‧第一端
A2‧‧‧第二端
A3‧‧‧控制端
B1‧‧‧第一端
B2‧‧‧第二端
B3‧‧‧控制端
C1‧‧‧第一端
C2‧‧‧第二端
C3‧‧‧控制端
D1‧‧‧第一端
Vcom‧‧‧第一電源
Vpre‧‧‧第二電源

Claims (8)

  1. 一種畫素電路，至少包含：一第一開關，該第一開關之一控制端係耦合於一掃描線；一第二開關，該第二開關之第二端耦合於該第一開關之第一端，該第二開關之第一端耦合一第一電源，該第二開關之一控制端耦合一資料線；一第三開關，該第三開關之第二端耦合一第二電源；一儲能元件，該儲能元件之第一端耦合於該第三開關之第一端；以及一電阻，耦合於該第一開關之該第二端與該第三開關之該第一端之間。
  2. 如申請專利範圍第1項之畫素電路，其中該第一開關、該第二開關以及該第三開關皆包含一電晶體。
  3. 如申請專利範圍第1項之畫素電路，其中該儲能元件包含一電容。
  4. 一種畫素電路，其包含：一第一開關，該第一開關之一控制端係耦合於一掃描線；一第二開關，該第二開關之一第二端耦合於該第一開關之一第一端，該第二開關之一第一端耦合一第一電源，該第二開關之一控制端耦合一資料線；一第三開關，該第三開關之一第二端耦合一第二電源；一儲能元件，該儲能元件之一第一端耦合於該第三開關之一第一端；以及一電阻，耦合於該第一開關之該第二端與該第三開關之該第一端之間；其中，控制該第三開關，以對該儲能元件之該第一端預充電至該第二電源之一電壓值，控制該第一開關與該第二開關開啟，以使該儲能元件之該第一端往第一電源放電，當該儲能元件之該第一端達到所設定之一畫素電壓時，關閉該第二開關。
  5. 如申請專利範圍第4項之畫素電路，其中該第一開關、該第二開關以及該第三開關皆包含一電晶體。
  6. 如申請專利範圍第4項之畫素電路，其中該儲能元件包含一電容。
  7. 如申請專利範圍第4項之畫素電路，其中該第一電源包含一共通電壓。
  8. 一種畫素電路，至少包含：一第一開關，該第一開關之一控制端係耦合於一掃描線；一第二開關，該第二開關之第二端耦合於該第一開關之第一端，該第二開關之第一端耦合一第一電源，該第二開關之控制端耦合一資料線；一第三開關，該第三開關之第二端耦合一第二電源；一儲能元件，該儲能元件之第一端耦合於該第三開關之第一端；以及一電阻耦合於該第一開關之第二端與該第三開關之該第一端之間，其中該第一開關、該第二開關以及該第三開關皆為一電晶體，該儲能元件包含一電容。
TW103102871A 2013-09-13 2014-01-27 一種主動矩陣顯示器裝置的畫素電路及其驅動方法 TWI534789B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW103102871A TWI534789B (zh) 2013-09-13 2014-01-27 一種主動矩陣顯示器裝置的畫素電路及其驅動方法
CN201410131315.XA CN104464655B (zh) 2013-09-13 2014-04-02 一种主动矩阵显示器装置的像素电路及其驱动方法
US14/265,500 US9343026B2 (en) 2013-09-13 2014-04-30 Pixel circuit for active matrix display apparatus and the driving method thereof

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW102133274 2013-09-13
TW103102871A TWI534789B (zh) 2013-09-13 2014-01-27 一種主動矩陣顯示器裝置的畫素電路及其驅動方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201510980A TW201510980A (zh) 2015-03-16
TWI534789B true TWI534789B (zh) 2016-05-21

Family

ID=52667384

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW103102871A TWI534789B (zh) 2013-09-13 2014-01-27 一種主動矩陣顯示器裝置的畫素電路及其驅動方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9343026B2 (zh)
CN (1) CN104464655B (zh)
TW (1) TWI534789B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105405424B (zh) * 2015-12-16 2018-12-28 京东方科技集团股份有限公司 像素电路及其驱动方法、驱动电路、显示装置
CN106448567B (zh) 2016-12-08 2020-06-05 合肥鑫晟光电科技有限公司 像素驱动电路、驱动方法、像素单元和显示装置
TWI624820B (zh) * 2017-09-20 2018-05-21 友達光電股份有限公司 顯示器

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3042493B2 (ja) * 1998-05-13 2000-05-15 日本電気株式会社 液晶表示装置およびその駆動方法
KR100670129B1 (ko) * 2003-11-10 2007-01-16 삼성에스디아이 주식회사 화상 표시 장치 및 그 구동 방법
TWI338874B (en) * 2006-03-10 2011-03-11 Au Optronics Corp Light emitting diode display and driving pixel method thereof
TWI340370B (en) * 2006-08-24 2011-04-11 Chimei Innolux Corp System for displaying image
CN101206321B (zh) * 2006-12-18 2010-06-30 瀚宇彩晶股份有限公司 液晶显示面板及其驱动方法
WO2010041426A1 (ja) * 2008-10-07 2010-04-15 パナソニック株式会社 画像表示装置およびその制御方法
CN102376282B (zh) * 2010-08-25 2013-05-01 中国科学院微电子研究所 一种硅基液晶显示器件的场缓存像素电路
TWI456553B (zh) * 2011-06-01 2014-10-11 Wintek Corp 有機發光二極體像素電路
US9734762B2 (en) * 2011-11-02 2017-08-15 Sharp Kabushiki Kaisha Color display device with pixel circuits including two capacitors
KR101928020B1 (ko) * 2012-07-17 2019-03-13 삼성디스플레이 주식회사 전원생성부와 이를 이용한 유기전계발광 표시장치

Also Published As

Publication number Publication date
TW201510980A (zh) 2015-03-16
US9343026B2 (en) 2016-05-17
CN104464655A (zh) 2015-03-25
CN104464655B (zh) 2018-08-21
US20150077010A1 (en) 2015-03-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10950320B2 (en) Shift register unit, gate driving circuit, display device and driving method
US9123310B2 (en) Liquid crystal display device for improving the characteristics of gate drive voltage
KR101966381B1 (ko) 쉬프트 레지스터 및 이를 포함하는 평판표시장치
JP6474911B2 (ja) 画素回路、有機エレクトロルミネセンス表示パネル、表示装置及びその駆動方法
US10311783B2 (en) Pixel circuit, method for driving the same, display panel and display device
US10347351B2 (en) Display device and method of driving the same
US10950322B2 (en) Shift register unit circuit, method of driving the same, gate drive circuit, and display apparatus
US9799294B2 (en) Liquid crystal display device and GOA scanning circuit of the same
TWI521498B (zh) 畫素電路及其驅動方法
JP2004078172A (ja) シフトレジスタ駆動方法並びにシフトレジスタ及びこれを備える液晶表示装置
US11217175B2 (en) Pixel-driving circuit and method, and a display utilizing the same
JP2007034305A (ja) 表示装置
US10089915B2 (en) Gate driving circuit controlling a plurality of transistors with one Q node and display device using the same
CN110088826B (zh) Goa电路、amoled显示面板及驱动amoled显示面板的像素电路的方法
US11276362B2 (en) TFT array substrate and display panel
US20140253531A1 (en) Gate driver and display driver circuit
JP2005326793A (ja) 表示装置
US9117512B2 (en) Gate shift register and flat panel display using the same
TWI534789B (zh) 一種主動矩陣顯示器裝置的畫素電路及其驅動方法
KR102015848B1 (ko) 액정표시장치
JP2005331900A (ja) 表示装置
CN112735322A (zh) 一种gip电路及驱动方法
JP2021504757A (ja) 液晶表示パネル及びそのｅｏａモジュール
KR20190047474A (ko) 게이트 구동부 및 이를 포함하는 표시 장치
KR20140091399A (ko) 액정표시장치 및 이의 구동회로

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees