TWI715025B - Pixel circuit and driving method - Google Patents
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本發明是有關於一種畫素電路以及驅動方法,且特別是有關於一種具有畫素記憶電路的畫素電路及其驅動方法。The present invention relates to a pixel circuit and a driving method, and more particularly to a pixel circuit with a pixel memory circuit and a driving method thereof.
薄膜電晶體液晶顯示器(TFT-LCDs, Thin Film Transistor Liquid Crystal Display,TFT-LCD)已成為現代顯示科技產品的主流,尤其應用於手機上,有輕巧、方便攜帶等特點。相對於多晶矽薄膜電晶體(Poly-Si TFT)而言,使用非晶矽薄膜電晶體(a-Si TFT)所製作的顯示器能夠降低生產成本,且能夠在低溫下製作在大面積的玻璃基板上,提高生產速率。當例如手機、電腦等電子裝置的畫面處在待機畫面而沒有畫面的變換時,資料線仍然要維持一定的頻率進行輸入,意味著持續的消耗功率。因此在靜態畫面時,如何能夠在減少資料線輸送頻率的情況下又能夠維持著一定電壓來減少輸入交流電壓所產生的動態功率消耗是目前在正被廣泛研究的課題。Thin Film Transistor Liquid Crystal Displays (TFT-LCDs, Thin Film Transistor Liquid Crystal Display, TFT-LCD) have become the mainstream of modern display technology products, especially used in mobile phones, which are lightweight and easy to carry. Compared with Poly-Si TFT, the use of amorphous silicon thin film transistors (a-Si TFT) can reduce production costs and can be fabricated on large-area glass substrates at low temperatures , Improve production rate. When the screen of an electronic device such as a mobile phone or a computer is on a standby screen without screen change, the data line still has to maintain a certain frequency for input, which means continuous power consumption. Therefore, in a static image, how to maintain a certain voltage while reducing the transmission frequency of the data line to reduce the dynamic power consumption generated by the input AC voltage is a topic that is currently being widely studied.
許多顯示產品開始研發降低功率消耗的方案,其中一方案就是使用畫素內的記憶電路(memory in pixel circuit,MIP),以降低資料驅動電路(Data driver)的功率消耗。Many display products have begun to develop solutions to reduce power consumption. One of the solutions is to use memory in pixel circuit (MIP) in the pixel to reduce the power consumption of the data driver.
然而,現行的MIP往往需要較大的電容或較多的電晶體來實施,這樣的實施方式雖然會資料驅動電路的功率消耗,但會增加MIP本身的功率消耗。因此,如何降低MIP本身的功率消耗,是優化MIP的研究重點。除此之外,在畫面沒有被變換時,如何避免因為電荷累積所造成的影像殘留(image sticking),也是優化MIP的研究重點。However, current MIPs often require larger capacitors or more transistors for implementation. Although such implementations will consume the power of the data driving circuit, they will increase the power consumption of the MIP itself. Therefore, how to reduce the power consumption of MIP itself is the research focus of optimizing MIP. In addition, how to avoid image sticking caused by charge accumulation when the screen is not being transformed is also the research focus of optimizing MIP.
本發明提供一種可降低功率消耗的畫素電路以及驅動方法。上述的畫素電路以及驅動方法還可以在畫面沒有被變換時避免因為電荷累積所造成的影像殘留(image sticking)。The present invention provides a pixel circuit and a driving method capable of reducing power consumption. The above-mentioned pixel circuit and driving method can also avoid image sticking caused by charge accumulation when the picture is not changed.
本發明的畫素電路包括開關電路、反向電路、畫素單元以及電壓選擇電路。開關電路用以接收資料訊號以及掃描訊號,並且在第一時間區間以及第二時間區間依據掃描訊號提供資料訊號。反向電路耦接於開關電路。反向電路用以依據掃描訊號以及開關電路所提供的資料訊號提供第一選擇訊號以及第二選擇訊號。畫素單元的第一端用以接收經選擇電壓,畫素單元的第二端用以接收第一參考電壓。電壓選擇電路耦接於反向電路與畫素單元。電壓選擇電路用以接收第一參考電壓、第二參考電壓、第一選擇訊號以及第二選擇訊號。電壓選擇電路在第一時間區間依據第一選擇訊號以及第二選擇訊號選擇第一參考電壓以及第二參考電壓的其中之一作為經選擇電壓。電壓選擇電路在反轉時間區間提供經反相的經選擇電壓。並且電壓選擇電路在第二時間區間依據第一選擇訊號以及第二選擇訊號選擇第一參考電壓作為經選擇電壓。第一參考電壓在第一時間區間以及第二時間區間的電壓準位低於第二參考電壓的電壓準位,並且第一參考電壓在反轉時間區間的電壓準位高於第二參考電壓的電壓準位。The pixel circuit of the present invention includes a switch circuit, a reverse circuit, a pixel unit, and a voltage selection circuit. The switch circuit is used for receiving the data signal and the scan signal, and provides the data signal according to the scan signal in the first time interval and the second time interval. The reverse circuit is coupled to the switch circuit. The reverse circuit is used for providing the first selection signal and the second selection signal according to the scan signal and the data signal provided by the switch circuit. The first terminal of the pixel unit is used for receiving the selected voltage, and the second terminal of the pixel unit is used for receiving the first reference voltage. The voltage selection circuit is coupled to the inverter circuit and the pixel unit. The voltage selection circuit is used for receiving the first reference voltage, the second reference voltage, the first selection signal, and the second selection signal. The voltage selection circuit selects one of the first reference voltage and the second reference voltage as the selected voltage in the first time interval according to the first selection signal and the second selection signal. The voltage selection circuit provides an inverted selected voltage during the inversion time interval. And the voltage selection circuit selects the first reference voltage as the selected voltage according to the first selection signal and the second selection signal in the second time interval. The voltage level of the first reference voltage in the first time interval and the second time interval is lower than the voltage level of the second reference voltage, and the voltage level of the first reference voltage in the inversion time interval is higher than that of the second reference voltage Voltage level.
本發明的驅動方法用以驅動畫素單元。畫素單元的第一端用以接收經選擇電壓。畫素單元的第二端用以接收第一參考電壓。驅動方法包括:在第一時間區間依據掃描訊號提供資料訊號,依據掃描訊號以及資料訊號提供第一選擇訊號以及第二選擇訊號,並依據第一選擇訊號以及第二選擇訊號選擇第一參考電壓以及第二參考電壓的其中之一作為經選擇電壓;在反轉時間區間提供經反相的經選擇電壓;以及在第二時間區間依據掃描訊號提供資料訊號,依據掃描訊號以及資料訊號提供第一選擇訊號以及第二選擇訊號,並依據第一選擇訊號以及第二選擇訊號選擇第一參考電壓作為經選擇電壓。第一參考電壓在第一時間區間以及第二時間區間的電壓準位低於第二參考電壓的電壓準位。第一參考電壓在反轉時間區間的電壓準位高於第二參考電壓的電壓準位。The driving method of the present invention is used to drive the pixel unit. The first terminal of the pixel unit is used to receive the selected voltage. The second end of the pixel unit is used for receiving the first reference voltage. The driving method includes: providing a data signal according to the scanning signal in a first time interval, providing a first selection signal and a second selection signal according to the scanning signal and the data signal, and selecting the first reference voltage and the second selection signal according to the first selection signal and the second selection signal; One of the second reference voltages is used as the selected voltage; the inverted selected voltage is provided during the inversion time interval; and the data signal is provided according to the scan signal in the second time interval, and the first selection is provided according to the scan signal and the data signal Signal and the second selection signal, and the first reference voltage is selected as the selected voltage according to the first selection signal and the second selection signal. The voltage level of the first reference voltage in the first time interval and the second time interval is lower than the voltage level of the second reference voltage. The voltage level of the first reference voltage in the inversion time interval is higher than the voltage level of the second reference voltage.
基於上述,本發明的畫素電路以及驅動方法在第一時間區間依據掃描訊號以及資料訊號選擇第一參考電壓以及第二參考電壓的其中之一作為經選擇電壓,在反轉時間區間提供經反相的經選擇電壓。接下來,畫素電路以及驅動方法在第二時間區間依據掃描訊號提供資料訊號,選擇第一參考電壓作為經選擇電壓。如此一來,本發明可降低畫素電路的功率消耗,並且避免因為電荷累積所造成的影像殘留。Based on the above, the pixel circuit and driving method of the present invention select one of the first reference voltage and the second reference voltage as the selected voltage according to the scan signal and the data signal in the first time interval, and provide the reversed voltage during the inversion time interval. The selected voltage of the phase. Next, the pixel circuit and the driving method provide a data signal according to the scan signal in the second time interval, and select the first reference voltage as the selected voltage. In this way, the present invention can reduce the power consumption of the pixel circuit and avoid image sticking caused by charge accumulation.
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。In order to make the above-mentioned features and advantages of the present invention more comprehensible, the following specific embodiments are described in detail in conjunction with the accompanying drawings.
請參考圖1,圖1是依據本發明的第一實施例所繪示的畫素電路的示意圖。在本實施例中,畫素電路PX1包括開關電路110、反向電路120、電壓選擇電路130以及畫素單元140。開關電路110用以接收資料訊號Sdata以及掃描訊號Sscan。開關電路110在第一時間區間依據掃描訊號Sscan提供資料訊號Sdata。開關電路110也在第二時間區間依據掃描訊號Sscan提供資料訊號Sdata。反向電路120耦接於開關電路110。反向電路120用以依據掃描訊號Sscan以及開關電路110所提供的資料訊號Sdata提供第一選擇訊號Ssel1以及第二選擇訊號Ssel2。在本實施例中,反向電路120可接收到高電壓準位的掃描訊號Sscan時,開始依據資料訊號Sdata的電壓準位的第一選擇訊號Ssel1的電壓準位以及第二選擇訊號Ssel2的電壓準位進行轉換。如此一來,反向電路120的功率消耗可以被降低。Please refer to FIG. 1. FIG. 1 is a schematic diagram of a pixel circuit according to a first embodiment of the present invention. In this embodiment, the pixel circuit PX1 includes a
在本實施例中,電壓選擇電路130耦接於反向電路120以及畫素單元140。電壓選擇電路130用以接收第一參考電壓Vref1、第二參考電壓Vref2、第一選擇訊號Ssel1以及第二選擇訊號Ssel2。電壓選擇電路130在第一時間區間依據第一選擇訊號Ssel1以及第二選擇訊號Ssel2選擇第一參考電壓Vref1以及第二參考電壓Vref2的其中之一以作為經選擇電壓Vsel。電壓選擇電路130在反轉時間區間對經選擇電壓Vsel進行反相,藉以提供經反相的經選擇電壓Vsel。電壓選擇電路130在第二時間區間依據第一選擇訊號Ssel1以及第二選擇訊號Ssel2選擇第一參考電壓Vref1作為經選擇電壓Vsel。第一參考電壓Vref1在第一時間區間以及第二時間區間的電壓準位低於第二參考電壓Vref2的電壓準位。第一參考電壓Vref1在反轉時間區間的電壓準位高於第二參考電壓Vref2的電壓準位。In this embodiment, the
舉例來說明反向電路120以及電壓選擇電路130的協同操作。當接收到高電壓準位的掃描訊號Sscan以及高電壓準位的資料訊號Sdata時,反向電路120會提供低電壓準位的第一選擇訊號Ssel1,並且提供高電壓準位的第二選擇訊號Ssel2。當接收到高電壓準位的掃描訊號Sscan以及低電壓準位的資料訊號Sdata時,反向電路120會提供高電壓準位的第一選擇訊號Ssel1,並且提供低電壓準位的第二選擇訊號Ssel2。電壓選擇電路130會依據低電壓準位的第一選擇訊號Ssel1以及高電壓準位的第二選擇訊號Ssel2選擇第二參考電壓Vref2作為經選擇電壓Vsel。在另一方面,電壓選擇電路130會依據高電壓準位的第一選擇訊號Ssel1以及低電壓準位的第二選擇訊號Ssel2選擇第一參考電壓Vref1作為經選擇電壓Vsel。也就是說,電壓選擇電路130會依據高電壓準位的掃描訊號Sscan以及高電壓準位的資料訊號Sdata選擇第二參考電壓Vref2作為經選擇電壓Vsel,並依據高電壓準位的掃描訊號Sscan以及低電壓準位的資料訊號Sdata選擇第一參考電壓Vref1作為經選擇電壓Vsel。Take an example to illustrate the cooperative operation of the
在本實施例中,畫素單元140的第一端用以接收經選擇電壓Vsel。畫素單元140的第二端用以接收第一參考電壓Vref1。畫素單元140可依據經選擇電壓Vsel以及第一參考電壓Vref1提供對應的顯示結果。畫素單元140可包括液晶電容。因此,畫素電路PX1可適用於任何形式的液晶顯示器。畫素單元140會依據第一參考電壓Vref1以及經選擇電壓Vsel決定畫素單元140的液晶的偏轉角度。在本實施例中,反轉時間區間是接續在第一時間區間之後,第二時間區間是接續在反轉時間區間之後。也就是說,本實施例的反轉時間區間是發生在第一時間區間與第二時間區間之間。在一些實施例中,第二時間區間是接續在第一時間區間之後,反轉時間區間是接續在第二時間區間之後。In this embodiment, the first terminal of the
具體來說明,請同時參考圖1以及圖2,圖2是依據第一實施例所繪示的驅動方法的流程圖。本實施例的驅動方法可適用於畫素電路PX1。在本實施例的步驟S110中,開關電路110在第一時間區間依據掃描訊號Sscan提供資料訊號Sdata。反向電路120依據掃描訊號Sscan以及資料訊號Sdata提供第一選擇訊號Ssel1以及第二選擇訊號Ssel2。在接收到第一選擇訊號Ssel1以及第二選擇訊號Ssel2時,電壓選擇電路130依據第一選擇訊號Ssel1以及第二選擇訊號Ssel2選擇第一參考電壓Vref1以及第二參考電壓Vref2的其中之一作為經選擇電壓Vsel。在第一時間區間,第一參考電壓Vref1的電壓準位低於第二參考電壓Vref2的電壓準位。舉例來說,在第一時間區間中,當資料訊號Sdata為高電壓準位時,電壓選擇電路130會選擇第二參考電壓Vref2作為經選擇電壓Vsel。在另一方面,當資料訊號Sdata為低電壓準位時,電壓選擇電路130會選擇第一參考電壓Vref1作為經選擇電壓Vsel。畫素單元140會依據第一參考電壓Vref1以及經選擇電壓Vsel的電壓差使畫素單元140的液晶對應於資料訊號Sdata的電壓準位進行偏轉。For specific description, please refer to FIG. 1 and FIG. 2 at the same time. FIG. 2 is a flowchart of the driving method according to the first embodiment. The driving method of this embodiment can be applied to the pixel circuit PX1. In step S110 of this embodiment, the
接下來,在步驟S120中,電壓選擇電路130會在反轉時間區間提供經反相的經選擇電壓Vsel。在本實施例中,第一參考電壓Vref1的電壓準位以及第二參考電壓Vref2的電壓準位在反轉時間區間中會被反相。因此在反轉時間區間,第一參考電壓Vref1的電壓準位高於第二參考電壓Vref2的電壓準位。電壓選擇電路130會在反轉時間區間可藉由被反相的第一參考電壓Vref1以及被反相的第二參考電壓Vref2來提供經反相的經選擇電壓Vsel。在步驟S120中,畫素單元140的液晶會藉由經反相的經選擇電壓Vsel以及反相的第一參考電壓Vref1進行極性反轉,藉以避免因為電荷累積所造成的影像殘留。Next, in step S120, the
接下來,在步驟S130中,開關電路110在第二時間區間依據掃描訊號Sscan提供資料訊號Sdata。反向電路120依據掃描訊號Sscan以及資料訊號Sdata提供第一選擇訊號Ssel1以及第二選擇訊號Ssel2。電壓選擇電路130依據第一選擇訊號Ssel1以及第二選擇訊號Ssel2選擇第一參考電壓Vref1作為經選擇電壓Vsel,因此在第二時間區間的第一參考電壓Vref1以及經選擇電壓Vsel的電壓差會等於0伏特(V)。如此一來,液晶不會發生偏轉,藉以維持畫素單元140所提供的顯示結果。Next, in step S130, the
在此值得一提的是,在本實施例中,畫素電路PX1接收第一參考電壓Vref1以及第二參考電壓Vref2。在第一時間區間,畫素電路PX1選擇第一參考電壓Vref1以及第二參考電壓Vref2的其中之一作為經選擇電壓Vsel。在反轉時間區間,畫素電路PX1提供經反相的經選擇電壓Vsel。接下來畫素電路PX1在第二時間區間選擇第一參考電壓Vref1以作為經選擇電壓Vsel。如此一來,畫素電路PX1可降低功率消耗,並且避免因為電荷累積所造成的影像殘留。It is worth mentioning that in this embodiment, the pixel circuit PX1 receives the first reference voltage Vref1 and the second reference voltage Vref2. In the first time interval, the pixel circuit PX1 selects one of the first reference voltage Vref1 and the second reference voltage Vref2 as the selected voltage Vsel. During the inversion time interval, the pixel circuit PX1 provides the inverted selected voltage Vsel. Next, the pixel circuit PX1 selects the first reference voltage Vref1 as the selected voltage Vsel in the second time interval. In this way, the pixel circuit PX1 can reduce power consumption and avoid image retention caused by charge accumulation.
請參考圖3,圖3是依據本發明的第二實施例所繪示的畫素電路的示意圖。在本實施例中,畫素電路PX2可適用於圖2所示的操作方法。畫素電路PX2包括開關電路210、反向電路220、電壓選擇電路230以及畫素單元240。畫素單元240包括液晶電容Clc。液晶電容Clc的第一端用以接收經選擇電壓Vsel。液晶電容Clc的第二端用以接收第一參考電壓Vref1。開關電路210包括開關電晶體M1。開關電晶體M1的第一端耦接於資料線Ldata以接收資料訊號Sdata。開關電晶體M1的第二端耦接至反向電路220。開關電晶體M1的控制端耦接於掃描線Lscan。開關電晶體M1的第一端會經由資料線Ldata接收資料訊號Sdata。開關電晶體M1的控制端會經由掃描線Lscan接收掃描訊號Sscan。當開關電晶體M1接收到高電壓準位的掃描訊號Sscan時,開關電晶體M1會被導通,並經由開關電晶體M1的第二端將資料訊號Sdata提供到反向電路220。在另一方面,當開關電晶體M1接收到低電壓準位的掃描訊號Sscan時,開關電晶體M1會被斷開,並停止將資料訊號Sdata提供到反向電路220。Please refer to FIG. 3, which is a schematic diagram of a pixel circuit according to a second embodiment of the present invention. In this embodiment, the pixel circuit PX2 can be applied to the operation method shown in FIG. 2. The pixel circuit PX2 includes a
在本實施例中,反向電路220包括第一電晶體M2、第二電晶體M3以及第三電晶體M4。第一電晶體M2的第一端耦接於高電壓源VDD(例如是25伏特)。第一電晶體M2的控制端用以接收掃描訊號Sscan。第一電晶體M2的第二端(即,節點B)用以提供第一選擇訊號Ssel1。第二電晶體M3的第一端耦接於第一電晶體M2的第二端。第二電晶體M3的控制端(即,節點A)用以接收開關電路210所提供的資料訊號Sdata。第三電晶體M4的第一端耦接於第二電晶體M3的第二端。第三電晶體M4的控制端用以接收開關電路210所提供的資料訊號Sdata。第三電晶體M4的第二端耦接於參考電位VSS(例如是0伏特或接地)。在本實施例中,開關電路210將所提供的資料訊號Sdata作為第二選擇訊號Ssel2。由此可知,在第一時間區間以及第二時間區間,如果反向電路220接收到高電壓準位的掃描訊號Sscan以及高電壓準位的資料訊號Sdata時,第一電晶體M2、第二電晶體M3以及第三電晶體M4被導通。第一選擇訊號Ssel1的電壓準位會被導通的第二電晶體M3以及第三電晶體M4下拉到低電壓準位。因此反向電路220會提供低電壓準位的第一選擇訊號Ssel1,並且提供高電壓準位的第二選擇訊號Ssel2。在本實施例中,第一電晶體M2、第二電晶體M3以及第三電晶體M4的設計上,第二電晶體M3以及第三電晶體M4的通道(channel)的寬長比會大於第一電晶體M2通道的寬長比。In this embodiment, the
如果反向電路220接收到高電壓準位的掃描訊號Sscan以及低電壓準位的資料訊號Sdata時,第一電晶體M2被導通,而第二電晶體M3以及第三電晶體M4被斷開。因此,反向電路220會提供高電壓準位的第一選擇訊號Ssel1,並且提供低電壓準位的第二選擇訊號Ssel2。If the
在此值得一提的是,第一電晶體M2是依據高電壓準位的掃描訊號Sscan而被導通,並依據低電壓準位的掃描訊號Sscan而被斷開。與以二極體連接(diode-connected)方式的電晶體相比,第一電晶體M2因為被導通而產生的漏電流不會持續發生。如此一來,畫素電路PX2的功率消耗可以被降低。It is worth mentioning here that the first transistor M2 is turned on according to the scan signal Sscan at a high voltage level, and turned off according to the scan signal Sscan at a low voltage level. Compared with a diode-connected transistor, the leakage current generated by the first transistor M2 due to being turned on does not continue to occur. In this way, the power consumption of the pixel circuit PX2 can be reduced.
在本實施例中,電壓選擇電路230包括第一選擇電路232以及第二選擇電路234。第一選擇電路232用以接收第一選擇訊號Ssel1以及第一參考電壓Vref1。第一選擇電路232會依據高電壓準位的第一選擇訊號Ssel1提供第一參考電壓Vref1,並依據低電壓準位的第一選擇訊號Ssel1停止提供第一參考電壓Vref1。第二選擇電路234用以接收第二選擇訊號Ssel2以及第二參考電壓Vref2。第二選擇電路234會依據高電壓準位的第二選擇訊號Ssel2提供第二參考電壓Vref2,並依據低電壓準位的第二選擇訊號Ssel2停止提供第二參考電壓Vref2。In this embodiment, the
進一步來說明第一選擇電路232以及第二選擇電路234的實施細節。在本實施例中,第一選擇電路232包括第一選擇電晶體M5以及電容C。第一選擇電晶體M5的第一端用以接收第一參考電壓Vref1,第一選擇電晶體M5的第二端耦接至畫素單元240的第一端,第一選擇電晶體M5的控制端用以接收第一選擇訊號Ssel1。電容C的第一端耦接於第一選擇電晶體M5的控制端,電容C的第二端耦接於參考電位VSS。在本實施例中,電容C用以維持第一選擇訊號Ssel1的電壓準位。The implementation details of the
第二選擇電路234包括第二選擇電晶體M6、第一耦合電容CC1以及第二耦合電容CC2。第二選擇電晶體M6的第一端用以接收第二參考電壓Vref2,第二選擇電晶體M6的第二端耦接至畫素單元240的第一端,第二選擇電晶體M6的控制端用以接收第二選擇訊號Ssel2。第一耦合電容CC1耦接於第二選擇電晶體M6的第一端與第二選擇電晶體M6的控制端之間。第二耦合電容CC2耦接於第二選擇電晶體M6的第二端與第二選擇電晶體M6的控制端之間。第一耦合電容CC1以及第二耦合電容CC2用以在第二選擇電晶體M6被導通時對第二選擇訊號Ssel2進行電壓耦合以提高第二選擇訊號Ssel2的電壓值。上述的電壓耦合可以對第二選擇電晶體M6的門檻電壓的變化進行補償。如此一來,畫素電路PX2在長時間操作下,可避免因為第二選擇電晶體M6發生老化而發生無法完全導通的情況。本實施例的開關電晶體M1、第一電晶體M2、第二電晶體M3、第三電晶體M4、第一選擇電晶體M5以及第二選擇電晶體M6可例如是由N型非晶矽(a-Si)薄膜電晶體(Thin Film Transistor,TFT)或N型多晶矽(poly-Si)薄膜電晶體。The
請同時參考圖2、圖3以及圖4,圖4是依據本發明一實施例所繪示的波形示意圖。在第一時間區間T1(在步驟S110中),第一參考電壓Vref1的電壓準位(例如是0伏特)低於第二參考電壓Vref2的電壓準位(例如是5伏特)。以開關電路210接收到高電壓準位的資料訊號Sdata(例如是5伏特)為例,開關電路210的開關電晶體M1在第一時間區間T1的子時間區間T11依據高電壓準位的掃描訊號Sscan(例如是10伏特)被導通,藉以將資料訊號Sdata提供到反向電路220。在子時間區間T11,反向電路220會依據高電壓準位的資料訊號Sdata以及高電壓準位的掃描訊號Sscan導通第一電晶體M2、第二電晶體M3以及第三電晶體M4,藉以提供低電壓準位的第一選擇訊號Ssel1以及高電壓準位的第二選擇訊號Ssel2。電壓選擇電路230會依據低電壓準位的第一選擇訊號Ssel1斷開第一選擇電晶體M5,並依據高電壓準位的第二選擇訊號Ssel2導通第二選擇電晶體M6,藉以選擇第二參考電壓Vref2作為經選擇電壓Vsel。因此,液晶電容Clc兩端的電壓差VLC等於第二參考電壓Vref2的電壓準位與第一參考電壓Vref1的電壓準位之間的差值,也就是電壓差VLC等於+5伏特。Please refer to FIG. 2, FIG. 3, and FIG. 4 at the same time. FIG. 4 is a schematic diagram of waveforms according to an embodiment of the present invention. In the first time interval T1 (in step S110), the voltage level of the first reference voltage Vref1 (for example, 0 volt) is lower than the voltage level of the second reference voltage Vref2 (for example, 5 volt). Taking the high-voltage level data signal Sdata (for example, 5 volts) received by the switching
接下來,在第一時間區間T1的子時間區間T12,資料訊號Sdata為低電壓準位(例如是0伏特)以及掃描訊號Sscan為低電壓準位(例如是-8伏特)。在子時間區間T12中,開關電晶體M1被斷開以停止將資料訊號Sdata提供到反向電路220。在子時間區間T12中,第一選擇訊號Ssel1還是維持於低電壓準位,第二選擇訊號Ssel2還是維持於高電壓準位。因此,液晶電容Clc兩端的電壓差VLC維持+5伏特。Next, in the sub-time interval T12 of the first time interval T1, the data signal Sdata is at a low voltage level (for example, 0 volts) and the scan signal Sscan is at a low voltage level (for example, -8 volts). In the sub-time interval T12, the switching transistor M1 is turned off to stop supplying the data signal Sdata to the
在反轉時間區間Tr(在步驟S120中),第一參考電壓Vref1的電壓準位以及第二參考電壓Vref2的電壓準位被反相。也就是第一參考電壓Vref1在反轉時間區間Tr的電壓準位(例如是5伏特)高於第二參考電壓Vref2在反轉時間區間Tr的電壓準位(例如是0伏特)。因此在反轉時間區間Tr,液晶電容Clc兩端的電壓差VLC由+5伏特反轉(如點反轉(dot inversion)),為-5伏特,藉以避免因為電荷累積所造成的影像殘留。In the inversion time interval Tr (in step S120), the voltage level of the first reference voltage Vref1 and the voltage level of the second reference voltage Vref2 are inverted. That is, the voltage level of the first reference voltage Vref1 in the inversion time interval Tr (for example, 5 volts) is higher than the voltage level of the second reference voltage Vref2 in the inversion time interval Tr (for example, 0 volts). Therefore, in the inversion time interval Tr, the voltage difference VLC between the two ends of the liquid crystal capacitor Clc is inverted from +5 volts (such as dot inversion) to -5 volts, so as to avoid image retention caused by charge accumulation.
第一參考電壓Vref1的電壓準位以及第二參考電壓Vref2的電壓準位則會在第二時間區間T2恢復。本實施例可以在畫素單元240的顯示結果不被影響的前提下,掃描訊號Sscan的頻率、第一參考電壓Vref1的頻率以及第二參考電壓Vref2的頻率可以由60赫茲(Hz)降低到1赫茲。也就是說,第一時間區間T1、反轉時間區間Tr的時間長度可以由0.016秒延長到1秒。如此一來,畫素電路PX2的動態切換功率可以被大幅度地降低。The voltage level of the first reference voltage Vref1 and the voltage level of the second reference voltage Vref2 are restored in the second time interval T2. In this embodiment, the frequency of the scanning signal Sscan, the frequency of the first reference voltage Vref1, and the frequency of the second reference voltage Vref2 can be reduced from 60 hertz (Hz) to 1 under the premise that the display result of the
在第二時間區間T2(在步驟S130中),開關電路210的開關電晶體M1在第二時間區間T2的子時間區間T21依據高電壓準位的掃描訊號Sscan(例如是10伏特)被導通,藉以將低電壓準位的資料訊號Sdata(例如是0伏特)提供到反向電路220。在子時間區間T21,反向電路220會依據低電壓準位的資料訊號Sdata以及高電壓準位的掃描訊號Sscan導通第一電晶體M2,並斷開第二電晶體M3以及第三電晶體M4,藉以提供高電壓準位的第一選擇訊號Ssel1以及低電壓準位的第二選擇訊號Ssel2。電壓選擇電路230會依據高電壓準位的第一選擇訊號Ssel1導通第一選擇電晶體M5,並且依據低電壓準位的第二選擇訊號Ssel2斷開第二選擇電晶體M6,藉以選擇第一參考電壓Vref1作為經選擇電壓Vsel。因此,液晶電容Clc兩端的電壓差VLC等於0伏特。如此一來,液晶不會發生偏轉,藉以維持畫素單元240所提供的顯示結果。In the second time interval T2 (in step S130), the switching transistor M1 of the
接下來,在第二時間區間T2的子時間區間T22,資料訊號Sdata為低電壓準位(例如是0伏特)以及掃描訊號Sscan為低電壓準位(例如是-8伏特)。在子時間區間T12中,開關電晶體M1被斷開以停止將資料訊號Sdata提供到反向電路220。在子時間區間T12中,第一選擇訊號Ssel1還是維持於高電壓準位,第二選擇訊號Ssel2還是維持於低電壓準位。因此,液晶電容Clc兩端的電壓差VLC維持0伏特,藉以使液晶不會發生偏轉,並且也維持畫素單元240所提供的顯示結果。Next, in the sub-time interval T22 of the second time interval T2, the data signal Sdata is at a low voltage level (for example, 0 volt) and the scan signal Sscan is at a low voltage level (for example, -8 volt). In the sub-time interval T12, the switching transistor M1 is turned off to stop supplying the data signal Sdata to the
請參考圖5,圖5是依據本發明一實施例所繪示的多個畫素電路的配置示意圖。在本實施例中,畫素電路PX_1~PX_n分別可以由第一實施例的畫素電路PX1或第二實施例的畫素電路PX2來實現。畫素電路PX_1~PX_n共同接收高電壓源VDD、參考電位VSS、以及第一參考電壓Vref1以及第二參考電壓Vref2。畫素電路PX_1接收掃描訊號Sscan_1以及資料訊號Sdata_1。畫素電路PX_2接收掃描訊號Sscan_2以及資料訊號Sdata_2,依此類推。基於上述的配置,畫素電路PX_1~PX_n在操作的期間可執行畫框反轉(frame inversion)、子畫框反轉(sub-frame inversion)、行反轉(column inversion)或列反轉(row inversion)。掃描訊號Sscan_1~Sscan_n可例如是藉由移位暫存器(shift register)來提供。相似地,資料訊號Sdata_1~Sdata_n可例如是藉由另一移位暫存器來提供。本發明的的多個畫素電路的配置或排列可以透過本領域具通常知識者依據需求而調整,本實施例所提及的配置僅只是範例,不用以限縮本發明的範疇。Please refer to FIG. 5, which is a schematic diagram of the configuration of a plurality of pixel circuits according to an embodiment of the present invention. In this embodiment, the pixel circuits PX_1 to PX_n can be implemented by the pixel circuit PX1 of the first embodiment or the pixel circuit PX2 of the second embodiment, respectively. The pixel circuits PX_1~PX_n collectively receive the high voltage source VDD, the reference potential VSS, and the first reference voltage Vref1 and the second reference voltage Vref2. The pixel circuit PX_1 receives the scan signal Sscan_1 and the data signal Sdata_1. The pixel circuit PX_2 receives the scan signal Sscan_2 and the data signal Sdata_2, and so on. Based on the above configuration, the pixel circuits PX_1~PX_n can perform frame inversion, sub-frame inversion, column inversion, or column inversion during operation. row inversion). The scan signals Sscan_1 to Sscan_n can be provided by shift registers, for example. Similarly, the data signals Sdata_1~Sdata_n can be provided by another shift register, for example. The configuration or arrangement of the multiple pixel circuits of the present invention can be adjusted according to requirements by those skilled in the art. The configuration mentioned in this embodiment is only an example, and does not limit the scope of the present invention.
綜上所述,本發明的畫素電路以及驅動方法在第一時間區間依據掃描訊號提供資料訊號選擇第一參考電壓以及第二參考電壓的其中之一作為經選擇電壓。在反轉時間區間第一參考電壓以及第二參考電壓被反相以提供經反相的經選擇電壓。接下來畫素電路以及驅動方法在第二時間區間選擇第一參考電壓作為經選擇電壓。如此一來,本發明可降低畫素電路的功率消耗,並且避免因為電荷累積所造成的影像殘留。In summary, the pixel circuit and driving method of the present invention select one of the first reference voltage and the second reference voltage as the selected voltage in the first time interval according to the data signal provided by the scan signal. During the inversion time interval, the first reference voltage and the second reference voltage are inverted to provide an inverted selected voltage. Next, the pixel circuit and the driving method select the first reference voltage as the selected voltage in the second time interval. In this way, the present invention can reduce the power consumption of the pixel circuit and avoid image sticking caused by charge accumulation.
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。Although the present invention has been disclosed in the above embodiments, it is not intended to limit the present invention. Anyone with ordinary knowledge in the technical field can make some changes and modifications without departing from the spirit and scope of the present invention. The scope of protection of the present invention shall be determined by the scope of the attached patent application.
110、210:開關電路
120、220:反向電路
130、230:電壓選擇電路
140、240:畫素單元
232:第一選擇電路
234:第二選擇電路
A、B:節點
C:電容
CC1:第一耦合電容
CC2:第二耦合電容
Clc:液晶電容
Ldata:資料線
Lscan:掃描線
M1:開關電晶體
M2:第一電晶體
M3:第二電晶體
M4:第三電晶體
M5:第一選擇電晶體
M6:第二選擇電晶體
PX1、PX2、PX_1~PX_n:畫素電路
S110、S120、S130、S140:步驟
Sdata、Sdata_1~Sdata_n:資料訊號
Sscan、Sscan_1~Sscan_n:掃描訊號
Ssel1:第一選擇訊號
Ssel2:第二選擇訊號
T1:第一時間區間
T11、T12、T21、T22:子時間區間
T2:第二時間區間
Tr:反轉時間區間
VDD:高電壓源
VLC:液晶電容兩端的電壓差
Vref1:第一參考電壓
Vref2:第二參考電壓
Vsel:經選擇電壓
VSS:參考電位
110, 210:
圖1是依據本發明的第一實施例所繪示的畫素電路的示意圖。 圖2是依據第一實施例所繪示的驅動方法的流程圖。 圖3是依據本發明的第二實施例所繪示的畫素電路的示意圖。 圖4是依據本發明一實施例所繪示的波形示意圖。 圖5是依據本發明一實施例所繪示的多個畫素電路的配置示意圖。 FIG. 1 is a schematic diagram of a pixel circuit according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a flowchart of the driving method according to the first embodiment. FIG. 3 is a schematic diagram of a pixel circuit according to a second embodiment of the invention. FIG. 4 is a schematic diagram of waveforms drawn according to an embodiment of the invention. FIG. 5 is a schematic diagram showing the configuration of multiple pixel circuits according to an embodiment of the invention.
110:開關電路 120:反向電路 130:電壓選擇電路 140:畫素單元 PX1:畫素電路 Sdata:資料訊號 Sscan:掃描訊號 Ssel1:第一選擇訊號 Ssel2:第二選擇訊號 Vref1:第一參考電壓 Vref2:第二參考電壓 Vsel:經選擇電壓 110: Switch circuit 120: Reverse circuit 130: Voltage selection circuit 140: pixel unit PX1: Pixel circuit Sdata: data signal Sscan: Scan signal Ssel1: First choice signal Ssel2: second choice signal Vref1: the first reference voltage Vref2: second reference voltage Vsel: selected voltage
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