TWI596595B - 顯示裝置及其顯示面板的驅動方法 - Google Patents

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Description

顯示裝置及其顯示面板的驅動方法
本發明是有關於一種顯示技術，且特別是有關於一種顯示裝置及其顯示面板的驅動方法。
隨著顯示科技的日益進步，人們藉著顯示裝置的輔助可使生活更加便利，為求顯示裝置輕、薄之特性，因此平面顯示器(Flat Panel Display,FPD)成為目前的主流。並且，由於液晶顯示器(Liquid Crystal Display,LCD)具有高空間利用效率、低消耗功率、無輻射以及低電磁干擾等優越特性，因此液晶顯示器深受消費者歡迎。
因應現在省電的需求，在部份的顯示應用下，顯示裝置的更新頻率會降低至30赫茲(Hz)以下，亦即顯示面板的畫素將有一段時間不進行畫面更新，此時畫素中的電晶體的閘極電壓會在此段時間維持於關閉的電壓準位。然而，由於電晶體的閘極電壓長時間維持同樣的電壓準位，會造成電晶體的老化(stress)，進而影響顯示面板的顯示品質。因此，上述老化問題須被克服，以改 善顯示面板的顯示品質。
本發明提供一種顯示裝置及其顯示面板的驅動方法，可抑制畫素內的開關老化。
本發明的顯示裝置，包括一閘極驅動電路、一開關驅動電路及一顯示面板。閘極驅動電路提供多個閘極驅動信號。開關驅動電路提供多個開關驅動信號。顯示面板具有陣列排列的多個畫素。各個畫素包括一第一開關、一第二開關、一液晶電容及一儲存電容。第一開關的控制端接收這些開關驅動信號的一第一開關驅動信號，第一開關的第一端耦接一資料線。第二開關的控制端這些閘極驅動信號的一第一閘極驅動信號，第二開關的第一端耦接該第一開關的第二端。液晶電容及儲存電容並聯耦接於第二開關的第二端與一共同電壓之間。在一畫面更新期間，這些閘極驅動信號依序致能，並且各個開關驅動信號的致能期間與部份的閘極驅動信號的致能期間重疊。在一操作等待期間，這些閘極驅動信號週期性地致能。
本發明的顯示面板的驅動方法，其中顯示面板具有陣列排列的多個畫素，並且各個畫素具有串接的一第一開關及一第二開關。驅動方法包括下列步驟。在一畫面更新期間，致能多個開關信號，以導通這些第一開關，並且依序致能多個閘極驅動信號，以依序導通這些第二開關，其中各個開關驅動信號的致能期間與 部份的閘極驅動信號的致能期間重疊。在一操作等待期間，週期性地致能這些閘極驅動信號，以週期性地導通這些第二開關。
基於上述，本發明實施例的顯示裝置及其顯示面板的驅動方法，畫素中的開關會在畫面更新期間及操作等待期間中週期性地開關，以降低開關的老化現象。
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。
100、200‧‧‧顯示裝置
110‧‧‧時序控制器
120‧‧‧閘極驅動電路
130‧‧‧源極驅動電路
140‧‧‧開關驅動電路
150、250‧‧‧顯示面板
151‧‧‧閘極線
153‧‧‧源極線
155‧‧‧開關線
CE1~CE4‧‧‧等效電容
CLC‧‧‧液晶電容
CPA‧‧‧第一電容部份
CPB‧‧‧第二電容部份
CST‧‧‧儲存電容
GC1~GCn‧‧‧開關驅動信號
GM1~GMn‧‧‧閘極驅動信號
M11、M12、M21~M23‧‧‧電晶體
PFU‧‧‧畫面更新期間
PWT‧‧‧操作等待期間
PX1、PX2‧‧‧畫素
S1~Sm‧‧‧源極驅動信號
Vcom‧‧‧共同電壓
VP‧‧‧電壓
S510、S520‧‧‧步驟
圖1為依據本發明一實施例的顯示裝置的系統示意圖。
圖2為依據本發明一實施例的開關驅動信號及閘極驅動信號的波形示意圖。
圖3為依據本發明另一實施例的顯示裝置的系統示意圖。
圖4A至圖4C為依據本發明另一實施例的像素的開關動作示意圖。
圖5為依據本發明一實施例的顯示面板的驅動方法的流程圖。
圖1為依據本發明一實施例的顯示裝置的系統示意圖。請參照圖1，在本實施例中，顯示裝置100包括時序控制器110、 閘極驅動電路120、源極驅動電路130、開關驅動電路140及顯示面板150。閘極驅動電路120耦接時序控制器110及顯示面板150，以受控於時序控制器110提供多個閘極驅動信號GM1~GMn至顯示面板150，其中n為一正整數。源極驅動電路130耦接時序控制器110及顯示面板150，以受控於時序控制器110提供多個源極驅動信號S1~Sm至顯示面板150，其中m為一正整數。並且，顯示面板150的畫面更新率小於30赫芝(Hz)。
開關驅動電路140耦接時序控制器110及顯示面板150，以受控於時序控制器110提供多個開關驅動信號GC1~GCn至顯示面板150。顯示面板150具有多個閘極線151、多個源極線153、多個開關線155及陣列排列的多個畫素PX1。其中，各個畫素PX1耦接對應的閘極線151，以透過對應的閘極線151接收對應的閘極驅動信號(如GM1~GMn，對應第一閘極驅動信號)；各個畫素PX1耦接對應的源極線153，以透過對應的源極線153接收對應的源極驅動信號(如S1~Sm)；並且，各個畫素PX1耦接對應的開關線155，以透過對應的開關線155接收對應的開關驅動信號(如GC1~GCn，對應第一開關驅動信號)。
各個畫素PX1包括第一開關(在此以電晶體M11為例)、第二開關(在此以電晶體M12為例)、液晶電容CLC及儲存電容CST。電晶體M11的閘極(對應第一開關的控制端)接收對應的開關驅動信號(如GC1~GCn)，電晶體M11的汲極(對應第一開關的第一端)耦接對應的源極線153。電晶體M12的閘極(對應 第二開關的控制端)接收對應的閘極驅動信號(如GM1~GMn)，電晶體M12的源極(對應第二開關的第一端)耦接電晶體M11的源極(對應第一開關的第二端)。液晶電容CLC及儲存電容CST並聯耦接於電晶體M12的源極(對應第二開關的第二端)與共同電壓Vcom之間。
圖2為依據本發明一實施例的開關驅動信號及閘極驅動信號的波形示意圖。請參照圖1及圖2，在本實施例中，一個畫面期間包括畫面更新期間PFU及操作等待期間PWT。在畫面更新期間PFU中，時序控制器110會透過閘極驅動電路120、源極驅動電路130及開關驅動電路140，將顯示電壓寫入各畫素PX1中。進一步來說，在畫面更新期間PFU中，開關驅動信號GC1~GCn會同時致能，以使所有的畫素PX1的電晶體M11都保持導通。並且，閘極驅動信號GM1~GMn會依序致能，以逐列導通所有畫素PX1的電晶體M12。在畫素PX1的電晶體M11及M12都導通時，則顯示電壓會透過源極驅動信號S1~Sm寫入至各畫素PX1的液晶電容CLC及儲存電容CST中。
接著，在操作等待期間PWT中，各畫素PX1會保持透光度(亦即灰階值)，亦即源極驅動電路130不會透過源極驅動信號S1~Sm傳送顯示電壓，而源極驅動電路130及開關驅動電路140仍會運作以降低所有畫素PX1的電晶體M12的老化。進一步來說，開關驅動信號GC1~GCn可同時禁能，以使畫素PX1的液晶電容CLC及儲存電容CST的電壓不會直接受到源極驅動信號S1~Sm的 影響，並且閘極驅動信號GM1~GMn會週期性地致能，以減緩電晶體M12的老化，其中閘極驅動信號GM1~GMn的致能期間在此為完全重疊，但本發明實施例不以此為限。
在本實施例中，開關驅動信號GC1~GCn都同時致能及禁能，亦即開關驅動信號GC1~GCn可視為同一個開關驅動信號，但在其他實施例中，開關驅動信號GC1~GCn可分為數個部份分別致能及禁能，亦即開關驅動信號GC1~GCn可視為多個開關驅動信號。例如，開關驅動信號GC1~GCn假設分為兩個部份(以上半部及下半部為例)，亦即開關驅動信號GC1~GCn的上半部可視為一個開關驅動信號，開關驅動信號GC1~GCn的下半部可視為另一個開關驅動信號，其中在畫面更新期間PFU中上半部及下半部的開關驅動信號GC1~GCn依序致能，亦即各個開關驅動信號GC1~GCn的致能期間會一半的閘極驅動信號GM1~GMn的致能期間重疊；在操作等待期間PWT中上半部及下半部的開關驅動信號GC1~GCn同時禁能。藉此，可簡化開關驅動信號GC1~GCn的驅動方式。
此外，在本實施例中，開關驅動信號GC1~GCn在畫面更新期間PFU中保持致能，但在操作等待期間PWT中保持禁能，以透過正向老化及負向老化來平衡電晶體M11的老化現象。
圖3為依據本發明另一實施例的顯示裝置的系統示意圖。在參照圖1及圖3，在本實施例中，顯示裝置200大致相同於顯示裝置100，其不同之處在於顯示面板250的畫素PX2，其中相同或相似元件使用相同或相似標號。進一步來說，各個畫素PX2 包括第一開關(在此以電晶體M21為例)、第二開關(在此以電晶體M22為例)、第三開關(在此以電晶體M23為例)、液晶電容CLC及儲存電容CST。
電晶體M21的閘極(對應第一開關的控制端)接收對應的開關驅動信號(如GC1~GCn)，電晶體M21的汲極(對應第一開關的第一端)耦接對應的源極線153。電晶體M22的閘極(對應第二開關的控制端)接收對應的閘極驅動信號(如GM1~GMn)，電晶體M22的源極(對應第二開關的第一端)耦接電晶體M21的源極(對應第一開關的第二端)。電晶體M23的閘極(對應第三開關的控制端)接收對應的開關驅動信號(如GC1~GCn)，電晶體M23的源極(對應第三開關的第一端)耦接電晶體M23的源極(對應第二開關的第二端)。液晶電容CLC及儲存電容CST並聯耦接於電晶體M23的源極(對應第三開關的第二端)與共同電壓Vcom之間。換言之，相對於畫PX1，畫素PX2更包括電晶體M23，並且電晶體M23是耦接於電晶體M22的源極與並聯耦接的液晶電容CLC及儲存電容CST之間。
圖4A至圖4C為依據本發明另一實施例的像素的開關動作示意圖。請參照圖2、圖3及圖4A至圖4C，在本實施例中，假設畫素PX2接收閘極驅動信號GM1、開關驅動信號GC1及源極驅動信號S1。並且，電晶體M21會形成等效電容CE1，電晶體M22會形成等效電容CE2及CE3，電晶體M23會形成等效電容CE4。其中，假設等效電容CE1~CE4的電容量都相同(以CE表示)，並 聯的等效電容CE3及CE4可視為第一電容部份CPA，並聯的等效電容CE1及CE2可視為第二電容部份CPB。
當閘極驅動信號GM1禁能且開關驅動信號GC1致能時，液晶電容CLC及儲存電容CST上的電壓(以VP表示)會對第一電容部份CPA進行充電，此時第一電容部份CPA上的電荷量QA=2×CE×VP。接著，當閘極驅動信號GM1致能且開關驅動信號GC1禁能時，第一電容部份CPA上的電荷量QA會分享給第二電容部份CPB，亦即第一電容部份CPA及第二電容部份CPB的電荷量分別為QB=QA/2=CE×VP。接著，當閘極驅動信號GM1再次禁能且開關驅動信號GC1再次致能時，第二電容部份CPB的電荷會跑到源極線153上而消失，而第一電容部份CPA的充電所需的電荷QC=2×CE×VP-CE×VP=CE×VP。換言之，相較於兩個串接開關的畫素(如PX1所示)，三個串接開關(如PX2所示)可降低漏電流的大小。
圖5為依據本發明一實施例的顯示面板的驅動方法的流程圖。請參照圖5，在本實施例中，顯示面板具有陣列排列的多個畫素，並且各個畫素具有串接的一第一開關及一第二開關。驅動方法包括下列步驟。在步驟S510中，在一畫面更新期間，致能多個開關信號，以導通這些第一開關，並且依序致能多個閘極驅動信號，以依序導通這些第二開關，其中各個開關驅動信號的致能期間與部份的閘極驅動信號的致能期間重疊。在步驟S520中，在一操作等待期間，週期性地致能這些閘極驅動信號，以週期性地 導通這些第二開關。其中，步驟S510及S520的順序為用以說明，本發明實施例不以此為限。並且，步驟S510及S520的細節可參照圖1、圖2、圖3及圖4A至圖4C的實施例所示，在此則不再贅述。
綜上所述，本發明實施例的顯示裝置及其顯示面板的驅動方法，畫素中的開關會在畫面更新期間及操作等待期間中週期性地開關，以降低開關的老化現象。並且，可透過三個串接的開關耦接於源極線與儲存電容之間，以降低畫素的漏電流。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧顯示裝置
110‧‧‧時序控制器
120‧‧‧閘極驅動電路
130‧‧‧源極驅動電路
140‧‧‧開關驅動電路
150‧‧‧顯示面板
151‧‧‧閘極線
153‧‧‧源極線
155‧‧‧開關線
CLC‧‧‧液晶電容
CST‧‧‧儲存電容
GC1~GCn‧‧‧開關驅動信號
GM1~GMn‧‧‧閘極驅動信號
M11、M12‧‧‧電晶體
PX1‧‧‧畫素
S1~Sm‧‧‧源極驅動信號
Vcom‧‧‧共同電壓

Claims (11)

  1. 一種顯示裝置，包括：一閘極驅動電路，提供多個閘極驅動信號；一開關驅動電路，提供多個開關驅動信號；以及一顯示面板，具有陣列排列的多個畫素，各該些畫素包括：一第一開關，該第一開關的控制端接收該些開關驅動信號的一第一開關驅動信號，該第一開關的第一端耦接一資料線；一第二開關，該第二開關的控制端接收該些閘極驅動信號的一第一閘極驅動信號，該第二開關的第一端耦接該第一開關的第二端；以及一液晶電容及一儲存電容，並聯耦接於該第二開關的第二端與一共同電壓之間；其中，在一畫面更新期間，該些閘極驅動信號依序致能，並且各該些開關驅動信號的致能期間與部份的該些閘極驅動信號的致能期間重疊，在一操作等待期間，該些閘極驅動信號週期性地致能。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中在該畫面更新期間，該些開關驅動信號同時致能。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中在該操作等待期間，該些開關驅動信號同時禁能。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中在該操作等待期間，該些閘極驅動信號的致能期間完全重疊。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中各該些畫素更包括一第三開關，該第三開關的控制端接收該第一開關驅動信號，並且該第三開關耦接於該第二開關的第二端與並聯耦接的該液晶電容及該儲存電容之間。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中該顯示面板的一畫面更新率小於30赫芝(Hz)。
  7. 一種顯示面板的驅動方法，該顯示面板具有陣列排列的多個畫素，並且各該些畫素具有串接的一第一開關及一第二開關，包括：在一畫面更新期間，致能多個開關信號，以導通該些第一開關，並且依序致能多個閘極驅動信號，以依序導通該些第二開關，其中各該些開關驅動信號的致能期間與部份的該些閘極驅動信號的致能期間重疊；以及在一操作等待期間，週期性地致能該些閘極驅動信號，以週期性地導通該些第二開關。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的顯示面板的驅動方法，更包括：在該畫面更新期間，該些開關驅動信號同時致能。
  9. 如申請專利範圍第7項所述的顯示面板的驅動方法，更包括：在該操作等待期間，該些開關驅動信號同時禁能。
  10. 如申請專利範圍第7項所述的顯示面板的驅動方法，在該操作等待期間，該些閘極驅動信號的致能期間完全重疊。
  11. 如申請專利範圍第7項所述的顯示面板的驅動方法，其中該顯示面板的一畫面更新率小於30赫芝(Hz)。
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