TWI556219B - 顯示面板的電荷分享裝置及方法 - Google Patents

Description

顯示面板的電荷分享裝置及方法

本發明是有關於一種顯示裝置，且特別是有關於一種顯示面板的電荷分享裝置及方法。

近年來，液晶顯示器因具有低功率消耗、無幅射汙染及高空間利用的特性，逐漸地成為市場的主流。在顯示器的驅動電路中，源極驅動器為一重要元件，其用以轉換數位的顯示資料信號為畫素電壓並提供畫素電壓至與已被開啟的像素，藉此將畫素電壓儲存於像素電極與共同電極所形成的儲存電容中。

為了降低源極驅動器的電力消耗，電荷分享(Charge sharing)技術於可應用在傳輸畫素電壓至液晶顯示面板。例如，應用於行反轉(column inversion)驅動方式產生畫素電壓的源極驅動器。電荷分享技術可在奇數資料通道與偶數資料通道之間配置開關，藉由控制開關在資料通道之顯示資料信號變換正負極性時，先行將奇數資料通道與偶數資料通道彼此短路，使得奇數資料通道與偶數資料通道得以平均分配電荷，而使奇數資料通道與 偶數資料通道之電位預先下降(上升)至共同電壓VCOM附近。因此，資料驅動器只需使資料通道之電壓準位自共同電壓VCOM附近放電至負極性準位(或充電至正極性準位)，進而節省極性反轉所耗電力。

在顯示技術不斷進步的情況下，傳統的電荷分享技術件件無法滿足節省源極驅動器的電力消耗的需求。因此，需要新的電荷分享技術來減少源極驅動器的電力消耗。

本發明提供一種顯示面板的電荷分享裝置及方法，可進一步有效地減少顯示面板的電力消耗。

本發明的顯示面板的電荷分享裝置，其中顯示面板為以極性行反轉進行驅動，顯示面板的電荷分享裝置包括多條掃描線、第一資料通道、第二資料通道、第三資料通道、第一電荷分享開關以及資料驅動單元，其中驅動第一、第三資料通道的資料驅動信號與驅動第二資料通道的資料驅動信號具有不同的極性。第一電荷分享開關耦接於第一、第三資料通道之間。資料驅動單元判斷相鄰掃描線所對應的第一資料通道與第三資料通道的資料驅動信號的電壓變化趨勢是否相反，若相鄰掃描線所對應的第一資料通道與第三資料通道的資料驅動信號的電壓變化趨勢相反，導通第一電荷分享開關。

在本發明的一實施例中，上述顯示面板的電荷分享裝置 更包括掃描驅動單元、控制單元以及開關單元。控制單元耦接掃描驅動單元與資料驅動單元，控制掃描驅動單元驅動掃描線，並控制資料驅動單元分別輸出資料驅動信號至資料通道。開關單元耦接於資料驅動單元與資料通道之間，於第一電荷分享開關被導通時，受控於控制單元而被關閉。

在本發明的一實施例中，上述顯示面板的電荷分享裝置，更包括第四資料通道、第二電荷分享開關、第三電荷分享開關以及第四電荷分享開關。其中第二電荷分享開關耦接於第一、第二資料通道之間，第三電荷分享開關耦接於第二、第四資料通道之間，第四電荷分享開關耦接於第三、第四資料通道之間，資料驅動單元更於顯示面板欲進行極性行反轉時，先導通第一至第四電荷分享開關。

在本發明的一實施例中，上述顯示面板的電荷分享裝置，更包括第二電荷分享開關、第四資料通道以及第三電荷分享開關。其中第二電荷分享開關耦接於第二、第三資料通道之間。第三電荷分享開關耦接於第二、第四資料通道之間，資料驅動單元更於顯示面板欲進行極性行反轉時，先導通第一、第二、第三電荷分享開關。

在本發明的一實施例中，上述資料驅動信號為多位元信號，資料驅動單元更依據資料驅動信號的資料位元判斷相鄰掃描線所對應的第一資料通道與第三資料通道的資料驅動信號的電壓變化趨勢是否相反。

在本發明的一實施例中，上述資料驅動單元更依據資料驅動信號的最高有效位元判斷相鄰掃描線所對應的第一資料通道與第三資料通道的資料驅動信號的電壓變化趨勢是否相反。

本發明的顯示面板的電荷分享方法，其中顯示面板為以極性行反轉進行驅動，顯示面板包括多條掃描線、第一資料通道、第二資料通道以及第三資料通道，驅動第一、第三資料通道的資料驅動信號與驅動第二資料通道的資料驅動信號具有不同的極性，顯示面板的電荷分享方法包括下列步驟。接收相鄰掃描線所對應的第一資料通道與第三資料通道的資料驅動信號。判斷相鄰掃描線所對應的第一資料通道與第三資料通道的資料驅動信號的電壓變化趨勢是否相反。若相鄰掃描線所對應的第一資料通道與第三資料通道的資料驅動信號的電壓變化趨勢相反，使第一資料通道與第三資料通道之間短路。

在本發明的一實施例中，上述顯示面板更包括第四資料通道，顯示面板的電荷分享方法更包括下列步驟。判斷顯示面板是否欲進行極性行反轉。若顯示面板欲進行極性行反轉，使第一資料通道至第四資料通道之間短路。

在本發明的一實施例中，上述資料驅動信號為多位元信號，判斷相鄰掃描線所對應的第一資料通道與第三資料通道的資料驅動信號的電壓變化趨勢是否相反的步驟包括，依據資料驅動信號的資料位元判斷相鄰掃描線所對應的第一資料通道與第三資料通道的資料驅動信號的電壓變化趨勢是否相反。

在本發明的一實施例中，上述依據資料驅動信號的資料位元判斷相鄰掃描線所對應的第一資料通道與第三資料通道的資料驅動信號的電壓變化趨勢是否相反的步驟包括，依據資料驅動信號的最高有效位元判斷相鄰掃描線所對應的第一資料通道與第三資料通道的資料驅動信號的電壓變化趨勢是否相反。

基於上述，本發明的實施例藉由在相鄰掃描線所對應的第一資料通道與第三資料通道的資料驅動信號的電壓變化趨勢相反時，使第一資料通道與第三資料通道之間短路，以進一步減低顯示面板的電力消耗。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

102‧‧‧控制單元

104‧‧‧資料驅動單元

106‧‧‧開關單元

108‧‧‧掃描驅動單元

L1、L2‧‧‧掃描線

C1~C4‧‧‧資料通道

SW1~SW5‧‧‧電荷分享開關

P1‧‧‧畫素單元

S1‧‧‧顯示資料信號

S502~S508、S602~S606‧‧‧顯示面板的電荷分享方法步驟

圖1繪示為本發明一實施例之顯示面板的電荷分享裝置的示意圖。

圖2繪示本發明一實施例之資料通道的資料驅動信號的電壓變化趨勢示意圖。

圖3繪示本發明另一實施例之資料通道的資料驅動信號的電壓變化趨勢示意圖。

圖4繪示本發明另一實施例之顯示面板的電荷分享裝置的示意圖。

圖5繪示本發明一實施例之顯示面板的電荷分享方法的流程示意圖。

圖6繪示本發明一實施例之顯示面板的電荷分享方法的流程示意圖。

圖1繪示為本發明一實施例之顯示面板的電荷分享裝置的示意圖，請參照圖1。顯示面板的電荷分享裝置包括掃描線L1、L2、資料通道C1~C4、電荷分享開關SW1~SW4、控制單元102、資料驅動單元104、開關單元106以及掃描驅動單元108。其中掃描線L1、L2耦接掃描驅動單元108、資料通道C1~C4透過開關單元106耦接資料驅動單元104，掃描線L1、L2與資料通道C1~C4彼此交錯設置，亦即，掃描線L1、L2的延伸方向與資料通道C1~C4的延伸方向不平行，較佳的是，掃描線L1、L2的延伸方向與資料通道C1~C4的延伸方向大體上垂直。其中，在各個掃描線與資料通道的交錯處配置有畫素單元P1。值得注意的是，為便於說明，本實施例之顯示面板的電荷分享裝置包括兩條掃描線L1、L2以及4個資料通道C1~C4，然並不以此為限，在其他實施例中顯示面板的電荷分享裝置亦可包括更多的掃描線以及資料通道。

另外，控制單元102耦接資料驅動單元104、開關單元106以及掃描驅動單元108，控制單元102可控制掃描驅動單元108依序地驅動掃描線L1、L2，以開啟掃描線L1、L2上的畫素單元 P1，並於畫素單元P1開啟的期間依據顯示資料信號S1控制資料驅動單元104輸出資料驅動信號，以驅動資料通道C1~C4。在本實施例中，顯示面板的驅動為以極性行反轉的方式來進行，因此相同資料線上的畫素單元的極性相同，而相鄰資料線的畫素單元的極性相反。例如，在本實施例中，驅動資料通道C1、C3的資料驅動信號與驅動資料通道C2、C4的資料驅動信號具有不同的極性，因此對應驅動資料通道C1、C3的畫素單元P1與對應驅動資料通道C2、C4的畫素單元P1具有不同的極性。

資料驅動單元104可判斷相鄰掃描線L1、L2所對應的資料通道C1與資料通道C3的資料驅動信號的電壓變化趨勢是否相反，若相鄰掃描線所對應的資料通道C1與資料通道C3的資料驅動信號的電壓變化趨勢相反，則導通電荷分享開關SW1，以使資料通道C1與資料通道C3進行電荷分享，節省電力消耗。其中，當導通電荷分享開關SW1時，控制單元102更改變開關單元106的導通狀態，以將資料驅動單元104與資料通道C1、C3斷開，避免資料驅動單元104輸出的電壓影響到資料通道C1、C3間的電荷分享。相反地，若相鄰掃描線所對應的資料通道C1與資料通道C3的資料驅動信號的電壓變化趨勢相同，例如電壓皆變大或皆變小，則不導通電荷分享開關SW1，以避免將在下一條掃描線驅動期間要提高電壓的資料驅動信號的電壓降低，或將在下一條掃描線驅動期間要降低電壓的資料驅動信號的電壓提高，反而使得電荷分享造成不必要的電力消耗。

詳細來說，上述資料驅動單元104判斷相鄰掃描線L1、L2所對應的資料通道C1與資料通道C3的資料驅動信號的電壓變化趨勢是否相反的方式可例如依據資料驅動信號的資料位元來判斷。舉例來說，圖2繪示本發明一實施例之資料通道的資料驅動信號的電壓變化趨勢示意圖，請參照圖2。在本實施例中假設資料驅動信號為8位元的信號(然不以此為限，資料驅動信號亦可為其他的多位元信號)，亦即其電壓以位元值表示可為0~255。當掃描線L1被驅動時，資料通道C1與資料通道C3所對應的資料驅動信號的位元值分別為240以及56，而當下一條掃描線L2被驅動時，資料通道C1與資料通道C3所對應的資料驅動信號的位元值分別為72以及228。由圖2可知，資料通道C1所對應的資料驅動信號的電壓具有變小的趨勢，而資料通道C3所對應的資料驅動信號的電壓具有變大的趨勢，因此資料驅動單元104可在掃描線L1被驅動後，掃描線L2被驅動前，先導通電荷分享開關SW1來進行電荷分享，中和資料通道C1、C3上的電荷，以減低電力消耗。

更進一步來說，資料驅動單元104可僅依據資料驅動信號的最高有效位元來判斷資料通道C1、C3的資料驅動信號的電壓變化趨勢，如在圖2的實施例中，資料通道C1在掃描線L1被驅動時所對應的資料驅動信號的最高有效位元為“1”，而在掃描線L2被驅動時所對應的資料驅動信號的最高有效位元為“0”，另外資料通道C3在掃描線L1被驅動時所對應的資料驅動信號的最高有效位元為“0”，而在掃描線L2被驅動時所對應的資料驅動 信號的最高有效位元為“1”。亦即，可以位元值128(以二進位表示為，“10000000”)做為判斷的基準線，當資料通道C1、C3的資料驅動信號的位元值變化皆跨過此基準線時(亦或是說，資料通道C1、C3的資料驅動信號的最高有效位元皆發生改變時)，才判斷資料通道C1與資料通道C3的資料驅動信號的電壓變化趨勢相反(如圖2實施例所示)。若資料通道C1、C3至少其一的資料驅動信號的位元值變化未跨過此基準線，例如若資料通道C1的資料驅動信號的位元值變化由240變為140，或資料通道C3的資料驅動信號的位元值變化由56變為90，則資料驅動單元104不導通電荷分享開關SW1進行電荷分享。

圖3繪示本發明另一實施例之資料通道的資料驅動信號的電壓變化趨勢示意圖，請參照圖3。在本實施例中亦假設資料驅動信號為8位元的信號，然不以此為限，當掃描線L1被驅動時，資料通道C1與資料通道C3所對應的資料驅動信號的位元值分別為242以及146，而當下一條掃描線L2被驅動時，資料通道C1與資料通道C3所對應的資料驅動信號的位元值分別為170以及226。與圖2實施例不同的是，在本實施例中，資料驅動單元104除了同時依據最高有效位元以及次高位元來判斷資料通道C1、C3的資料驅動信號的電壓變化趨勢。參照圖3可知，資料通道C1在掃描線L1被驅動時所對應的資料驅動信號中最高的兩個位元為“11”，而在掃描線L2被驅動時所對應的資料驅動信號中最高的兩個位元為“10”，另外資料通道C3在掃描線L1被驅動時所對 應的資料驅動信號中最高的兩個位元為“10”，而在掃描線L2被驅動時所對應的資料驅動信號中最高的兩個位元為“11”。亦即，可以位元值192(以二進位表示為，“11000000”)做為判斷的基準線，當資料通道C1、C3的資料驅動信號的位元值變化皆跨過此基準線時(亦或是說，資料通道C1的資料驅動信號的最高兩個位元發生改變、資料通道C3的資料驅動信號的最高兩個位元亦發生改變時)，才判斷資料通道C1與資料通道C3的資料驅動信號的電壓變化趨勢相反(如圖3實施例所示)。若資料通道C1、C3至少其一的資料驅動信號的位元值變化未跨過此基準線，例如若資料通道C1的資料驅動信號的位元值變化由242變為210，或資料通道C3的資料驅動信號的位元值變化由146變為180，則資料驅動單元104不導通電荷分享開關SW1進行電荷分享。如此藉由增加判斷電壓變化趨勢的位元，在最高有效位元未變化的情形下，仍可判斷相鄰掃描線L1、L2所對應的資料通道C1與資料通道C3的資料驅動信號的電壓變化趨勢是否相反，亦即可更精確地判斷是否進行電荷分享。

由上述實施例可知，參與判斷電壓變化趨勢的位元越多，判斷結果將會越精確，參與判斷電壓變化趨勢的位元個數可依實際需求進行設計，並不以上述的例子為限。此外，類似地，資料通道C2與資料通道C4的電荷分享方式亦可以如資料通道C1與資料通道C3的方式來實施，若判斷出相鄰掃描線L1、L2所對應的資料通道C2與資料通道C4的資料驅動信號的電壓變化趨勢 相反，可導通電荷分享開關SW3來進行電荷分享，以有效地降低電力消耗。由於資料通道C2與資料通道C4的電荷分享方式與資料通道C1與資料通道C3的實施方式類似，因此在此不再贅述。

在上述實施例中，資料驅動單元104可在同一個畫面中對相同極性的資料通道間進行電荷分享以減低電力消耗。除此之外，資料驅動單元104亦可在顯示面板欲進行極性行反轉時，先導通電荷分享開關SW1~SW4，以使資料通道間進行電荷分享，中和不同極性之資料通道上的電荷，來降低電力的消耗。其中，在進行資料通道間的電荷分享時，控制單元102亦會藉由控制開關單元106將資料驅動單元104與資料通道C1~C4間斷開，以避免資料驅動單元104的輸出電壓影響資料通道C1~C4進行電荷分享。

圖4繪示本發明另一實施例之顯示面板的電荷分享裝置的示意圖，請參照圖4。本實施例之電荷分享裝置與圖1實施例的不同之處在於，在本實施例中並無電荷分享開關SW2、SW4，但新增一電荷分享開關SW5，其耦接於資料通道C2、C3之間，資料驅動單元104可於顯示面板欲進行極性行反轉時，先導通電荷分享開關SW1、SW3、SW5，以對不同極性的資料通道進行電荷分享，中和不同極性之資料通道上的電荷，來降低電力的消耗。與圖1的實施例相比，其一樣可達到降低電力消耗的效果，而由於其可少配置一個開關，因此可另外具有節省電路面積、降低製造成本的優點。

圖5繪示本發明一實施例之顯示面板的電荷分享方法的 流程示意圖，請參照圖5。其中顯示面板為以極性行反轉進行驅動，顯示面板包括多條掃描線、第一資料通道、第二資料通道以及第三資料通道，且驅動第一、第三資料通道的資料驅動信號與驅動第二資料通道的資料驅動信號具有不同的極性。由上述實施例可知，顯示面板的電荷分享方法可包括下列步驟。首先，接收相鄰掃描線所對應的第一資料通道與第三資料通道的資料驅動信號(步驟S502)。接著，判斷相鄰掃描線所對應的第一資料通道與第三資料通道的資料驅動信號的電壓變化趨勢是否相反(步驟S504)，若相鄰掃描線所對應的第一資料通道與第三資料通道的資料驅動信號的電壓變化趨勢相反，使第一資料通道與第三資料通道之間短路(步驟S506)，以進行電荷分享，降低電力消耗。相反地，若相鄰掃描線所對應的第一資料通道與第三資料通道的資料驅動信號的電壓變化趨勢未相反，則不使第一資料通道與第三資料通道之間短路(步驟S508)。其中資料驅動信號可例如為多位元信號，判斷相鄰掃描線所對應的第一資料通道與第三資料通道的資料驅動信號的電壓變化趨勢是否相反的方式可例如為，依據資料驅動信號的資料位元判斷相鄰掃描線所對應的第一資料通道與第三資料通道的資料驅動信號的電壓變化趨勢是否相反，例如，可依據資料驅動信號的最高有效位元判斷相鄰掃描線所對應的第一資料通道與第三資料通道的資料驅動信號的電壓變化趨勢是否相反。值得注意的是，參與判斷電壓變化趨勢的位元個數可依實際需求進行設計，並不以此為限，參與判斷電壓變化趨勢的位元 越多，判斷結果將會越精確。

圖6繪示本發明一實施例之顯示面板的電荷分享方法的流程示意圖，請參照圖6。本實施例與圖5實施例的不同之處在於，本實施例的顯示面板更包括第四資料通道。此外，在步驟S506與步驟S508後，更可接著判斷顯示面板是否欲進行極性行反轉(步驟S602)，若顯示面板欲進行極性行反轉，則使第一資料通道至第四資料通道之間短路(步驟S604)。相反地若顯示面板不欲進行極性行反轉，則不使第一資料通道至第四資料通道之間短路(步驟S606)。

綜上所述，本發明藉由在同一個畫面中，當相鄰掃描線所對應的第一資料通道與第三資料通道的資料驅動信號的電壓變化趨勢相反時，使具有相同極性的第一資料通道與第三資料通道之間短路，相較於習知技術僅能在顯示資料信號變換正負極性時進行電荷分享，本發明可更進一步減低顯示面板的電力消耗。

S502~S508‧‧‧顯示面板的電荷分享方法步驟

Claims (10)

1. 一種顯示面板的電荷分享裝置，其中該顯示面板為以極性行反轉進行驅動，包括：多條掃描線；一第一資料通道；一第二資料通道；一第三資料通道，其中驅動該第一、第三資料通道的資料驅動信號與驅動該第二資料通道的資料驅動信號具有不同的極性；一第一電荷分享開關，耦接於該第一、第三資料通道之間；以及一資料驅動單元，判斷相鄰掃描線所對應的該第一資料通道與該第三資料通道的資料驅動信號的電壓變化趨勢是否相反，若相鄰掃描線所對應的該第一資料通道與該第三資料通道的資料驅動信號的電壓變化趨勢相反，導通該第一電荷分享開關。
2. 如申請專利範圍第1項所述的顯示面板的電荷分享裝置，更包括：一掃描驅動單元；一控制單元，耦接該掃描驅動單元與該資料驅動單元，控制該掃描驅動單元驅動該些掃描線，並控制該資料驅動單元分別輸出該些資料驅動信號至該些資料通道；以及一開關單元，耦接於該些資料驅動單元與該些資料通道之間，於該第一電荷分享開關被導通時，受控於該控制單元而被關 閉。
3. 如申請專利範圍第1項所述的顯示面板的電荷分享裝置，更包括：一第二電荷分享開關，耦接於該第一、第二資料通道之間；一第四資料通道；一第三電荷分享開關，耦接於該第二、第四資料通道之間；以及一第四電荷分享開關，耦接於該第三、第四資料通道之間，該資料驅動單元更於該顯示面板欲進行極性行反轉時，先導通該第一至第四電荷分享開關。
4. 如申請專利範圍第1項所述的顯示面板的電荷分享裝置，更包括：一第二電荷分享開關，耦接於該第二、第三資料通道之間；一第四資料通道；以及一第三電荷分享開關，耦接於該第二、第四資料通道之間，該資料驅動單元更於該顯示面板欲進行極性行反轉時，先導通該第一、第二、第三電荷分享開關。
5. 如申請專利範圍第1項所述的顯示面板的電荷分享裝置，其中該些資料驅動信號為多位元信號，該資料驅動單元更依據該些資料驅動信號的資料位元判斷相鄰掃描線所對應的該第一資料通道與該第三資料通道的資料驅動信號的電壓變化趨勢是否相反。
6. 如申請專利範圍第5項所述的顯示面板的電荷分享裝置，其中該資料驅動單元更依據該些資料驅動信號的最高有效位元判斷相鄰掃描線所對應的該第一資料通道與該第三資料通道的資料驅動信號的電壓變化趨勢是否相反。
7. 一種顯示面板的電荷分享方法，其中該顯示面板為以極性行反轉進行驅動，該顯示面板包括多條掃描線、第一資料通道、第二資料通道以及第三資料通道，驅動該第一、第三資料通道的資料驅動信號與驅動該第二資料通道的資料驅動信號具有不同的極性，該顯示面板的電荷分享方法包括：接收相鄰掃描線所對應的該第一資料通道與該第三資料通道的資料驅動信號；判斷相鄰掃描線所對應的該第一資料通道與該第三資料通道的資料驅動信號的電壓變化趨勢是否相反；以及若相鄰掃描線所對應的該第一資料通道與該第三資料通道的資料驅動信號的電壓變化趨勢相反，使該第一資料通道與該第三資料通道之間短路。
8. 如申請專利範圍第7項所述的顯示面板的電荷分享方法，其中顯示面板更包括一第四資料通道，顯示面板的電荷分享方法，更包括：判斷該顯示面板是否欲進行極性行反轉；以及若該顯示面板欲進行極性行反轉，使該第一資料通道至該第四資料通道之間短路。
9. 如申請專利範圍第7項所述的顯示面板的電荷分享方法，其中該些資料驅動信號為多位元信號，判斷相鄰掃描線所對應的該第一資料通道與該第三資料通道的資料驅動信號的電壓變化趨勢是否相反的步驟包括：依據該些資料驅動信號的資料位元判斷相鄰掃描線所對應的該第一資料通道與該第三資料通道的資料驅動信號的電壓變化趨勢是否相反。
10. 如申請專利範圍第9項所述的顯示面板的電荷分享方法，其中依據該些資料驅動信號的資料位元判斷相鄰掃描線所對應的該第一資料通道與該第三資料通道的資料驅動信號的電壓變化趨勢是否相反的步驟包括：依據該些資料驅動信號的最高有效位元判斷相鄰掃描線所對應的該第一資料通道與該第三資料通道的資料驅動信號的電壓變化趨勢是否相反。