TWM516204U - 顯示裝置及其驅動裝置 - Google Patents

Description

顯示裝置及其驅動裝置

本創作是有關於一種驅動裝置，且特別是有關於一種顯示裝置的驅動裝置。

由於非晶矽(Amorphous-Si)本身的材料特性影響，當長時間讓液晶顯示面板中薄膜電晶體(TFT)的源極和閘極的電位差維持在一較高的值時，會使得薄膜電晶體的電流-電壓(I-V)曲線產生偏移，進而影響液晶顯示面板的光學特性，而使得觀賞品質降低。如圖1A與圖1B之薄膜電晶體的電流-電壓曲線示意圖所示，在圖1A中，薄膜電晶體的閘極與源極間的電位差為正25伏特(Volt)，薄膜電晶體的臨界電壓(Threshold Voltage)隨著時間的拉長而增大，而在圖1B中，薄膜電晶體的閘極與源極間的電位差為負25伏特(Volt)，薄膜電晶體的臨界電壓隨著時間的拉長而減小。由圖1A及圖1B不難看出，如此的現象具有時變性，隨著時間的拉長偏移的現象會愈來愈明顯，其意味著在低頻的應用下液晶顯示面板的光學特性受到影響的情形會非常明顯。

在一些省電導向的薄膜電晶體液晶顯示器(TFT-LCD)的應用中，由於要盡可能的降低功耗，常會透過犧牲驅動晶片本身的驅動能力或是降低幀速率(frame rate)等等來達到此省電的需求，然這些作法將會使得液晶顯示面板的光學特性明顯變差而影響其顯示效果，因此如何在達到省電需求的同時又能不影響觀賞品質便成了一個很重要的課題。

本創作提供一種顯示裝置及其驅動裝置，可改善薄膜電晶體的電流-電壓(I-V)曲線偏移的問題，提高顯示裝置的觀賞品質。

本創作的驅動裝置，適於驅動顯示裝置，驅動裝置包括時序控制單元、閘極驅動單元以及源極驅動單元。其中時序控制單元接收影像信號，影像信號包括多個畫面資料，相鄰畫面資料之間具有垂直空白期間(vertical blank period)。閘極驅動單元耦接時序控制單元與多條掃描線，受控於時序控制單元而輸出閘極驅動電壓，以驅動掃描線。源極驅動單元耦接時序控制單元與多條資料線，受控於時序控制單元而輸出源極驅動電壓，並於垂直空白期間輸出第一偏壓調整電壓，其中第一偏壓調整電壓小於資料線的資料線禁能電壓。

在本創作的一實施例中，上述的時序控制單元更控制閘極驅動單元於源極驅動單元輸出第一偏壓調整電壓的期間輸出第 二偏壓調整電壓，其中第二偏壓調整電壓大於第一偏壓調整電壓。

在本創作的一實施例中，上述的掃描線的掃描線禁能電壓小於資料線禁能電壓，第二偏壓調整電壓等於資料線禁能電壓。

在本創作的一實施例中，上述的資料線禁能電壓等於接地電壓。

在本創作的一實施例中，上述的驅動裝置更包括多個主動元件以及多個畫素電容。主動元件分別配置於掃描線與資料線的交會處，各主動元件包括閘極、源極及汲極，各主動元件的閘極與源極分別耦接對應的掃描線以及資料線。畫素電容分別耦接至對應的主動元件的汲極。

在本創作的一實施例中，上述各主動元件包括薄膜電晶體。

在本創作的一實施例中，上述的閘極驅動單元輸出之第二偏壓調整電壓使流經主動元件的電流小於預設電流，其中預設電流可例如為不影響到顯示裝置的顯示品質的臨限電流值。

在本創作的一實施例中，上述的掃描線的掃描線禁能電壓小於資料線禁能電壓，時序控制單元更控制閘極驅動單元於源極驅動單元輸出第一偏壓調整電壓的期間輸出掃描線的掃描線禁能電壓。

在本創作的一實施例中，上述的驅動裝置，更包括多工單元，其第一輸入端與第二輸入端分別耦接資料線禁能電壓以及第一偏壓調整電壓，多工單元之控制端耦接時序控制單元，多工 單元之輸出端耦接資料線，時序控制單元控制多工單元於垂直空白期間內輸出第一偏壓調整電壓，並於資料線的禁能期間輸出資料線禁能電壓。

在本創作的一實施例中，上述的資料線禁能電壓等於接地電壓。

在本創作的一實施例中，上述的掃描線的掃描線禁能電壓小於資料線禁能電壓。

本創作的顯示裝置，包括如上所述的驅動裝置以及顯示面板。驅動裝置包括時序控制單元、閘極驅動單元以及源極驅動單元。其中時序控制單元接收影像信號，影像信號包括多個畫面資料，相鄰畫面資料之間具有垂直空白期間(vertical blank period)。閘極驅動單元耦接時序控制單元與多條掃描線，受控於時序控制單元而輸出閘極驅動電壓，以驅動掃描線。源極驅動單元耦接時序控制單元與多條資料線，受控於時序控制單元而輸出源極驅動電壓，並於垂直空白期間輸出第一偏壓調整電壓，其中第一偏壓調整電壓小於資料線的資料線禁能電壓。顯示面板耦接驅動裝置，顯示面板具上述掃描線以及上述資料線。

基於上述，本創作的實施例透過在垂直空白期間輸出低於資料線禁能電壓的第一偏壓調整電壓給各條資料線，以改善薄膜電晶體的電流-電壓曲線偏移的問題，進而提高顯示裝置的觀賞品質。

為讓本創作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。

202‧‧‧時序控制單元

204‧‧‧閘極驅動單元

206‧‧‧源極驅動單元

208‧‧‧顯示面板

402‧‧‧多工單元

G1~GN‧‧‧掃描線

D1~DM‧‧‧多條資料線

M1‧‧‧主動元件

C1‧‧‧畫素電容

S1‧‧‧影像信號

VG1~VGN‧‧‧閘極驅動電壓

VS1~VSM‧‧‧源極驅動電壓

TW‧‧‧垂直空白期間

VGL‧‧‧掃描線禁能電壓

VSL‧‧‧資料線禁能電壓

TB1~TBM‧‧‧偏壓調整期間

VB1、VB2‧‧‧偏壓調整電壓

圖1A與圖1B繪示本創作實施例之薄膜電晶體的電流-電壓曲線示意圖。

圖2繪示本創作一實施例之顯示裝置的示意圖。

圖3A繪示本創作一實施例之閘極驅動電壓與源極驅動電壓的波形示意圖。

圖3B繪示本創作另一實施例之閘極驅動電壓與源極驅動電壓的波形示意圖。

圖4繪示本創作一實施例之多工單元的示意圖。

圖2繪示本創作一實施例之顯示裝置的示意圖，請參照圖2。顯示裝置包括時序控制單元202、閘極驅動單元204、源極驅動單元206以及顯示面板208，其中時序控制單元202、閘極驅動單元204、源極驅動單元206做為顯示裝置的驅動裝置，可驅動顯示面板208顯示影像畫面。進一步來說，顯示面板208包括多條掃描線G1~GN、多條資料線D1~DM，其中各條掃描線G1~GN耦接至閘極驅動單元204、而各條資料線D1~DM耦接至源極驅動單元206。此外，顯示面板208更包括多個主動元件M1以及多個 畫素電容C1，其分別配置於掃描線G1~GN與資料線D1~DM的交會處，主動元件M1可例如以薄膜電晶體來實施，各個主動元件M1的閘極與源極分別耦接對應的掃描線以及資料線，而各個畫素電容C1則分別耦接於其對應的主動元件M1的汲極與接地之間。為保持圖式簡潔，圖2僅繪示出一個主動元件M1與一個畫素電容C1，在實際應用時其數量並不以圖2所繪示之實施態樣為限。

時序控制單元202用以接收影像信號S1，影像信號S1包括多個畫面資料，而相鄰畫面資料之間具有垂直空白期間。時序控制單元202依據影像信號S1分別控制閘極驅動單元204與源極驅動單元206驅動掃描線G1~GN與資料線D1~DM的時序，以使顯示面板208正確地依據影像信號S1顯示影像畫面。例如，閘極驅動單元204可受控於時序控制單元202而輸出閘極驅動電壓，以依序地驅動掃描線G1~GN，源極驅動單元206則受控於時序控制單元202而於各掃描線G1~GN所對應的資料線驅動期間內依據影像信號S1輸出源極驅動電壓，以驅動各條資料線D1~DM。在掃描線被驅動時，其對應的主動元件M1將被導通，而使得主動元件M1可在被導通的期間接收來資料線D1~DM的源極驅動電壓，進而據以驅動對應的畫素電容C1。

由於在顯示裝置的畫面顯示期間，主動元件M1的閘極電壓在大部分的時間裡皆處於小於其源極電壓的狀態，亦即在每一畫面顯示期間，主動元件M1的閘極電壓僅在其對應的掃描線被驅動時才可能大於其源極電壓，主動元件M1的閘極電壓大部分時間 為小於資料線禁能電壓的掃描線禁能電壓。主動元件M1的閘極電壓與源極電壓間的電壓差所造成的負偏壓應力將使得主動元件M1的電流-電壓曲線偏移，而改變主動元件M1的臨限電壓值，進而造成畫素電容C1無法適時被驅動，進而影響到顯示影像畫面的正確性。為了改善負偏壓應力所造成的電流-電壓曲線偏移問題，本實施例的時序控制單元202可於垂直空白期間控制源極驅動單元206輸出偏壓調整電壓給資料線D1~DM，以拉低主動元件M1的源極電壓，其中偏壓調整電壓小於資料線D1~DM的資料線禁能電壓。在本創作的實施例中，掃描線被禁能係指掃描線所對應的閘極驅動電壓小於可導通對應掃描線上的主動元件的臨限電壓，另外，資料線D1~DM處於資料線禁能電壓VSL的狀態時，其不進行畫素電容C1的驅動。

如圖3A之閘極驅動電壓VG1~VGN與源極驅動電壓VS1~VSM的波形示意圖所示，其中閘極驅動電壓VG1~VGN為閘極驅動單元204分別輸出到掃描線G1~GN的驅動電壓，而源極驅動電壓VS1~VSM為時序控制單元202依據影像信號S1控制源極驅動單元206分別輸出給資料線D1~DM的驅動電壓。在本實施例中，閘極驅動電壓VG1~VGN在整個垂直空白期間TW皆等於掃描線禁能電壓VGL，其電壓值小於資料線禁能電壓VSL，可使顯示面板208上的主動元件M1處於關閉狀態，其中資料線禁能電壓VSL可例如等於接地電壓，然並不以此為限，資料線禁能電壓VSL亦可等於其他電壓值。時序控制單元202可控制源極驅動單元206 依序地將資料線D1~DM的電壓自資料線禁能電壓VSL拉低至偏壓調整電壓VB1，亦即使源極驅動電壓VS1~VSM分別在其對應的偏壓調整期間TB1~TBM內降低至偏壓調整電壓VB1，以降低主動元件M1的閘極與源極間的電壓差，進而減少負偏壓應力的產生，而可改善負偏壓應力所造成的電流-電壓曲線偏移問題。

值得注意的是，在本實施例中，偏壓調整電壓VB1的電壓值為略大於掃描線禁能電壓VGL，然並不以此為限，在其他實施例中偏壓調整電壓VB1的電壓值亦可等於掃描線禁能電壓VGL。

圖3B繪示本創作另一實施例之閘極驅動電壓與源極驅動電壓的波形示意圖，請參照圖3B。在本實施例中，時序控制單元202更控制閘極驅動單元204於源極驅動單元206輸出偏壓調整電壓VB1的期間輸出偏壓調整電壓VB2給掃描線G1~GN，亦即分別於偏壓調整期間TB1~TBM內將閘極驅動電壓VG1~VGN拉高至偏壓調整電壓VB2，其中偏壓調整電壓VB2大於偏壓調整電壓VB1。如此，可在偏壓調整期間TB1~TBM內加大主動元件M1之閘極電壓與源極電壓間的電壓差，而產生正偏壓應力，以有效地抵銷主動元件M1在顯示期間閘極驅動電壓VG1~VGN與源極驅動電壓VS所造成的負偏壓應力，而改善電流-電壓曲線偏移的問題。

值得注意的是，在本實施例中，偏壓調整電壓VB1的電壓值為等於資料線禁能電壓VSL，然並不以此為限。偏壓調整電 壓VB1的電壓值為以避免主動元件M1的漏電流過大而影響到影像畫面的顯示為原則進行調整，亦即時序控制單元202控制閘極驅動單元204輸出的偏壓調整電壓VB2須使流經主動元件M1的電流小於預設電流。其中，預設電流可例如設定為不影響到顯示裝置的顯示品質的臨限電流值，亦即可設定為顯示裝置所可忍受的主動元件M1的最大漏電流。

此外，在上述實施例中，時序控制單元202控制源極驅動單元206，以依序將資料線D1~DM的電壓自資料線禁能電壓VSL拉低至偏壓調整電壓VB1的方式來調整源極驅動電壓VS1~VSM，然在其他實施例中亦可以同時將資料線D1~DM的電壓自資料線禁能電壓VSL拉低至偏壓調整電壓VB1的方式來調整源極驅動電壓VS1~VSM，而將閘極驅動電壓VG1~VGN拉高至偏壓調整電壓VB2的時間點亦可對應源極驅動電壓VS1~VSM的電壓調整方式改變。

圖4繪示本創作一實施例之多工單元的示意圖，請參照圖4。詳細來說，源極驅動單元206可包括如圖4所示之多工單元402，其第一輸入端與第二輸入端分別耦接資料線禁能電壓VSL以及偏壓調整電壓VB1，多工單元402的控制端耦接時序控制單元202，多工單元402的輸出端則耦接資料線D1~DM。時序控制單元202可控制多工單元402於偏壓調整期間TB1~TBM內輸出偏壓調整電壓VB1至資料線D1~DM，並於垂直空白期間TW中偏壓調整期間TB1~TBM以外的期間(亦即垂直空白期間TW中資料 線D1~DM的禁能期間)輸出資料線禁能電壓VSL至資料線D1~DM。

綜上所述，本創作透過在垂直空白期間控制源極驅動單元輸出低於資料線禁能電壓的偏壓調整電壓給各條資料線，以改善薄膜電晶體的電流-電壓曲線偏移的問題，進而提高顯示裝置的觀賞品質。在部分實施例中，更可在源極驅動單元輸出偏壓調整電壓的期間控制閘極驅動單元輸出另一偏壓調整電壓給掃描線，以將閘極驅動電壓拉高，產生正偏壓應力，而有效地抵銷主動元件在顯示期間閘極驅動電壓與源極驅動電壓所造成的負偏壓應力，而改善電流-電壓曲線偏移的問題。

VG1~VGN‧‧‧閘極驅動電壓

VS1~VSM‧‧‧源極驅動電壓

TW‧‧‧垂直空白期間

VGL‧‧‧掃描線禁能電壓

VSL‧‧‧資料線禁能電壓

TB1~TBM‧‧‧偏壓調整期間

VB1‧‧‧偏壓調整電壓

Claims (12)

1. 一種驅動裝置，適於驅動一顯示裝置，該驅動裝置包括：一時序控制單元，接收一影像信號，該影像信號包括多個畫面資料，相鄰畫面資料之間具有一垂直空白期間；一閘極驅動單元，耦接該時序控制單元與多條掃描線，受控於該時序控制單元而輸出閘極驅動電壓，以驅動該些掃描線；以及一源極驅動單元，耦接該時序控制單元與多條資料線，受控於該時序控制單元而輸出源極驅動電壓，並於該垂直空白期間輸出一第一偏壓調整電壓，其中該第一偏壓調整電壓小於該些資料線的資料線禁能電壓。
2. 如申請專利範圍第1項所述的驅動裝置，其中該時序控制單元更控制該閘極驅動單元於該源極驅動單元輸出該第一偏壓調整電壓的期間輸出一第二偏壓調整電壓，其中該第二偏壓調整電壓大於該第一偏壓調整電壓。
3. 如申請專利範圍第2項所述的驅動裝置，其中該些掃描線的掃描線禁能電壓小於該資料線禁能電壓，該第二偏壓調整電壓等於該資料線禁能電壓。
4. 如申請專利範圍第3項所述的驅動裝置，其中該資料線禁能電壓等於接地電壓。
5. 如申請專利範圍第2項所述的驅動裝置，更包括：多個主動元件，分別配置於該些掃描線與該些資料線的交會 處，各該主動元件包括一閘極、一源極及一汲極，各該主動元件的閘極與源極分別耦接對應的該些掃描線以及該些資料線；以及多個畫素電容，分別耦接至對應的該些主動元件的汲極。
6. 如申請專利範圍第5項所述的驅動裝置，其中各該主動元件包括一薄膜電晶體。
7. 如申請專利範圍第5項所述的驅動裝置，其中該閘極驅動單元輸出之該第二偏壓調整電壓使流經該主動元件的電流小於一預設電流。
8. 如申請專利範圍第1項所述的驅動裝置，其中該些掃描線的掃描線禁能電壓小於該資料線禁能電壓，該時序控制單元更控制該閘極驅動單元於該源極驅動單元輸出該第一偏壓調整電壓的期間輸出該些掃描線的掃描線禁能電壓。
9. 如申請專利範圍第1項所述的驅動裝置，更包括：一多工單元，其第一輸入端與第二輸入端分別耦接該資料線禁能電壓以及該第一偏壓調整電壓，該多工單元之控制端耦接該時序控制單元，該多工單元之輸出端耦接該些資料線，該時序控制單元控制該多工單元於該垂直空白期間內輸出該第一偏壓調整電壓，並於該些資料線的禁能期間輸出該資料線禁能電壓。
10. 如申請專利範圍第9項所述的驅動裝置，其中該資料線禁能電壓等於接地電壓。
11. 如申請專利範圍第9項所述的驅動裝置，其中該些掃描線的掃描線禁能電壓小於該資料線禁能電壓。
12. 一種顯示裝置，包括：一驅動裝置，包括：一時序控制單元，接收一影像信號，該影像信號包括多個畫面資料，相鄰畫面資料之間具有一垂直空白期間；一閘極驅動單元，耦接該時序控制單元與多條掃描線，受控於該時序控制單元而輸出閘極驅動電壓，以驅動該些掃描線；以及一源極驅動單元，耦接該時序控制單元與多條資料線，受控於該時序控制單元而輸出源極驅動電壓，並於該垂直空白期間輸出一第一偏壓調整電壓，其中該第一偏壓調整電壓小於該些資料線的資料線禁能電壓；以及一顯示面板，耦接該驅動裝置，該顯示面板具有該些掃描線以及該些資料線。