TW200903428A - Pixel, display panel and driving method thereof - Google Patents

Description

200903428 ^υο 1 iuosc-^ι a 23519twf.doc/p 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於一種應用四階驅動（four level addressing)技術之顯示器，且特別是關於一種可配合四階 驅動技術與點反轉驅動方式之晝素、顯示面板與其驅動方 法。 【先前技術】 p 對於行動裝置’尤其手機、個人行動助理（personal digital assistant ’ PDA )等而言，其電力來源通常為充電 電池，例如链電池。電池電力有限，若行動裝置的功率消 耗太南’則其使用時間將會受到限制，而降低消費者的接 爻度。再加上在歐盟環保條款的訂定，使得節能意識抬頭， 因此電子產品紛紛要求具有節能功效，以降低功率消耗。 行動裝置的液晶螢幕（liquid cryStal display, LCD)通 常為主要的功率消耗來源，若能有效降低液晶螢幕顯示所 , 需的功率消耗，則可以有效提高電池的使用時間。目前， 1 有愈來愈多的行動裝置使用主動矩陣液晶顯示器（active matnx liquid crystd，AMLCD )來減少背光的功率消耗。而 在驅動方面，則使用四階驅動技術來驅動晝素電極，利用 閘極的掃描波形以耦|合與饋通（feedthrough)的方式直接 改.交晝素的驅動極性，以降低源極驅動器的功率消耗。 但習知的四階驅動技術僅能使用在列反轉或行反轉 的顯不器中，無法配合點反轉之驅動方式應用於顯示器上。 200903428 1 ^ 23519twf.d〇c/p 【發明内容】 本發明的目的之一是在提供—種顯示面板，利用畫素 父錯的佈局方式，使四階驅動技術可以適用於點反轉之顯 示器，以降低功率消耗。 本發明的目的之一是在提供一種顯示面板之驅動方 法，結合四階驅動技術與點反轉之驅動方式，以降低顯示 益驅動裝置的功率消耗。 ) 本發明提出—種顯示面板，至少包括第〆畫素列、第 一閘極線以及第二閘極線，其中第一晝素列具有複數個晝 素，根據畫素的排列順序，分為複數個第一畫素與複數個 第2晝素，第一晝素與第二晝素為間隔排列，每—畫素包 括電晶體、液晶電容與補償電容，補償電容與液晶電容具 有一共用端；第一閘極線耦接於上述第一畫素之電晶體之 閘極，並耦接於第二晝素之補償電容之另一端；第二閘極 ，耦接於上述第二畫素之電晶體之閘極。其中第—畫素與 第一晝素在同一晝面中之驅動極性相反，當第二晝素為正 極性驅動時，第—閘極線的輪出為正驅動波形，當第二晝 素為負極性驅動時，第一閘極線的輸出為負驅動波形。 在本發明一實施例中，上述之顯示面板更包括第二晝 二列^及第二閘極線，其中第二晝素列具有複數個第三晝 數個第四晝素’上述第三晝素與上述第四晝素為間 =列’上述第三晝素之電晶體紐於第二閘極線，而第 —閘極線耦接於上述第四晝素之補償電容。1中，圭 素列與第-晝素列相鄰，且上述第三晝素與^述第四= 200903428 jruonuoist:乙 1 上 23519twf.doc/p 在=晝M之驅動極性相反’當上述第四晝素為正極性 弟二閘極線的輸出為正驅動波形，當上述第四晝 動ϊ，第二閘極線的輪出為負驅動波形。一 *勃貝施例中，上述之第—晝素與*三晝素為 可數晝素，而弟二晝素與第四晝素為偶數晝素。一 在本發明另-實施例中，上述之第—晝素盘第三*素 為偶數晝素’而第二晝素與第四晝素為奇數晝素。一、 門愈η;二::例中，上述之負驅動波形包括第-期 間與弟一綱。㈣巾’具有第—電壓鱗，在第 二期間中’具有第二電壓位準，第二電壓鱗小於第一電 壓位準，並大於-基準電壓。其中第二朗在第期間之 後’在弟二期之後，負驅動波形回復至基準電壓。 在本發明-實施例中，上述之正驅 間與第二期間。在第―湘鬥由Έsr.^ ^ ,.^ g _ ^ , B中，正驅動波形具有第一電壓 位準’且該電壓位準大於該基準電壓；在第二期間中， 波！ί有第三電壓位準，且該第三電壓位準小於基 2 期間在第一期間之後，且在第二期間 之後，該負驅動波形回復至該基準電壓。 實施例中，其中當該些第二晝素為正極性 驅動k，5,弟—祕線的輸出為該負驅動波形，當該些第 二晝素為負極性驅動時，該第-閘極線的輸出為該正驅動 波形。 本提出-種晝素’包括液晶電容、補償電容以 及電曰曰體’其中補償電容無晶電容具有—翻端，且液 200903428 隊乙 uw 235l9twf.d〇C/p 晶電容的另一端耦接於共同電壓，補償带六 於第-閘極線。電晶體耦接於資料線‘：：：另-端耦接 體的閘極耦接於第二閘極線，其中 叫端之間，電晶 線相鄰 、中弟-間極線與第二閘極 、從另一觀點來看，本發明提出一種顯示 决，該顯示面板包括複數條閘極線與複數個栈之驅動方 素中之第一晝素包括電晶體、雷 思素，該些晝 ，補償電容具有一共用端，賞電容，液晶 第—閘極線，電晶體的閘極耦接於 另〜端耦接於 包括下列步驟：依序掃描該些閘極線了; f線，驅動方法 性驅動時’第-閘極線的輸出為正驅畫素為正極 負驅動波形；而當第—晝素為負^性極線 動波形。 閘極線的輪出為負驅 本發明因採用畫素交錯的佈局方式，因 ^動技術應用在點反轉的顯示器上，進而物降 ^動器的功率消耗與Filker(請補充中文譯名）。 為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯 董，下文特舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式， 作詳細說明如下。 【實施方式】 戈施例 勺圖1為根據本發明一實施例之畫素電路圖。晝素100 I括液晶電容CLC、補償電容CST以及電晶體Ml，寄生 200903428 ruonuo^ix^ 23519twf.doc/p 電容C G D表示電晶體M1的閘極與源（汲）極 電容。補償電容CST與液晶電容具有—制端，^曰/容 CLC的另—端耦接於共同電壓VCOM，而補償電^曰=ST 的另-端_接於閘極線Gm i，電晶體奶輪於^料線 DL與上述共用端之間，其閘極_接於閘極線Gm。、閘極 線GM·!、GM在顯示面板的佈局中為相鄰的閘極線。 f 當閘極線Gm-i致能時’閘極信號會經由補償電容CST 耦合至液晶電容，而當閘極線Gm致能時，其閘極信號會 經由寄生電容CGD而在液晶電容CLC上產生饋通 through )電壓。換言之’經由閘極線Gm_ ! 〇μ上的閘極信 5虎波形’即可影響液晶電容CLC上的驅動電堡極性。 第二實施例 利用上述之晝素結構，配合交錯配置的佈局方式可應 用於點反轉之顯示器’圖2為根據本發明第二實施例之顯 示面板之電路圖。顯示面板200包括晝素列psi、PS2 (其 餘畫素陣列未繪示）’每一晝素列PS1、PS2包括複數個 畫素’其中晝素列PS1包括晝素211〜214(其餘未繪示）， 晝素列PS2包括晝素221〜224 (其餘未繪示）。閘極線 Gm-i、Gm、GM+1與資料線DL1〜DL5對應耗接於晝素211 〜214 、 221〜224 。 為配合點反轉之驅動方式，在同一晝素列中相鄰的晝 素的耦接狀態不同，以晝素列PS2為例，晝素列PS2中之 畫素221〜224依照排列順序分為奇數晝素221、223以及 偶數晝素222、224，奇數晝素22卜223與偶數晝素222、 200903428 ruoiiuo^^i l \V 23519twf.doc/p 224以間隔方式配置。其中 閑極耦接於閘極線Gm，而复j—、223的電晶趙的 Γ —京222、224的電晶體的閘極耦

ίΓ目其彳_容咖_於gm。書素列 psi則對應耦接於閘極線 —’J 數，用以識別顯示面板中之ΐ極t、GM之間，M為正整

O 極性不同，:二:::二：’奇數晝素與偶數晝素的驅動 每-個書1動極性也不㈣。在掃描時， 驅動Μ :、以:;列目一條閘極線的影響而改變其 正極ten /素 為例，當偶數晝素212、214為 線Γ極線〜的輸出為正驅動波形，而閘極 貝為負驅動波形，以使偶數晝素犯、2H產 ，極性的驅動。當偶數晝素2l2、214為負極性 蜀極線GM_i的輸出為負妗-’ 為正驅動_，閘極線輸出則 動。換= ,晝素212、214產生負極性的驅 形與晝;的驅:極=貝:容連接至晝素的閘極線的輸出波 線則配合下—列的*知#而經由電晶體控制晝素的閘極 防认 的旦素驅動極性，調整其輪出波形。 圖3Α=上f閑極線的輪出波形則請參照圖3Α與圖3Β， ['、、'艮據本實施例之正驅動波形圖，圖3Β為;攄太# 閘師衫圖3A所示，當閘極線所輪出的 口就為正驅動波形時，閣極信號， 位準ν卜中基準電壓V3升至電屨 在苐一期間T2申，由電壓位準V1降為V4 10 200903428 23519twf.doc/p ruoiiuoati^i j ，在第二顧T2之後’間姉酬回復至基準電魘λ 弟一期間Τ1中的電壓位準v i主要用於開啟> V3。 體以寫入晝素資料’同時也會經由寄生電; 二合上產生饋通電壓。而第二期間τ2中， ：:曰曰 電壓位準V4喊至基準電壓V3時，會透過補償^就由 至液晶電容，而拉升液晶電容的偏壓以形成正極合 ^圖3B所示’當閘極、線所輸出關極信號為叙 /形時，閘極信號會在第—期間T1巾，由基準電壓、 ^電壓位準V卜在第二期間T2中，閘極信號會由電壓位 ^ V1降為V2 ’並在第二㈣Τ2之後’回復至基準電壓 3。在第—顧T1巾’電壓鱗νι主要祕開啟對應 思素中的f晶體以寫人晝素資料，同時也會經由寄生電容 而在液aa電容上產生饋通電壓。而第二期間T2中，當閘 號由電壓位準V2回復至基準電壓V3時，會透過補償 I谷耦合至液晶電容，而進一步降低液晶電容的偏壓而形 成負極性驅動。 接下來，以晝素212為例，配合閘極線Gf^、GM的 輪出波形說明顯示面板2〇〇的驅動方法。請同時參照圖2 〜圖4，圖4為根據本發明第二實施例之驅動波形圖。在 本實施例中’以晝素電壓PW表示在晝素212的晝素電極 上的電壓變化’以閘極信號SGm-!、SGM表示閘極線Gmj、 Qm輸出信號。晝素212的驅動極性則由晝素電壓PW與共 同電壓VC〇M之間的跨壓所決定。由於本實施例以點反轉 的驅動方式為例’說明顯示面板200的驅動方法，因此畫 11 200903428 F061106SbZ,i i vV 23519twf.doc/p 素212在不同晝面中的驅動極性不同。 首先，當晝素212為負極性驅動時，閘極信 為負驅動波形’而閘極信號SGm為正驅動波：:1 號U升至電壓位準VlBf，晝素列 素21卜213開啟，而偶數晝素212、214會因為 ^ cst而產生耗合電壓，因此晝素電壓pw會先上升= 閘極信號SGM致能以開啟晝素列脱上的奇數 ， 223時’晝素電壓pw會同時因為閘極信號” 產生_合電__信號％上升所產生的饋通2 而下降，當閘極信號犯⑹自電壓位準 : 基準電厂請時，晝素電壓PW會再進= 2 。最後’當閘極信號SGm回復至基準/負 ^素電壓擇會因為饋通電壓而稍微上升，如區域41〇守所 合山Γ進入下晝自^，晝素的驅動極性會改變，全♦ 219 為正驅動波形，而閘極信號％為負驅動波二 會先因為閘極信號犯⑹的轉合而上升， :者閘極信號SG，的下降而下降，此時也合受：： 的影響。當閘極信號S(v]由電壓位；：復^ 基準電M V3時，晝素電M Pw會隨 口设至 信號SGM由賴位，V3降至基準電|時間極 ㈣受其縛_生些制树，好麵

在區域410、樣甲，晝素電屋_因間極信^I 200903428 ruonuos^i i W 23519twf.doc/p 的搞合效應以及閘極信號SGm的饋通效應所產生的總下 降電壓以及總上升電壓主要受到閘極信號的電壓變化、寄 生電容CGD、液晶電容CLC以及補償電容CST所影響。 圖5A與圖5B為根據圖4中之區域41〇、420之區域放大 圖。如圖5A所示，總下降電壓等於（dvl+dV2_dV3)， 如圖5B所示，總上升電壓等於（_dV4+dV5_dV6)。配合 上述電路參數值與閘極信號的電壓變化，則可歸納出以下 r, 方程式： dV\ + dV2 - dV3 = {VG * CGD + VEl * CST}/[CST + CLC + CGD] ~ dV4 + dV5 - dV6 = {- * CGD + VE2 * C5r}/[OT + CLC + CGD] —其中’ CST、CLC、CGD分別表示補償電容、液晶電 容以及電晶體的閘（源）極寄生電容值，可直接經由晝素 結構的設計（佈局）來調整；VE1則表示電壓位準^盘 基準電壓V3之間的差值，VE;2表示基準電壓vs與電壓位 $ V4之間的差值’可經由閘極信號的波形來調整。因此， 藉由§周整畫素結構中的元件參數與閘極信號即可改變晝素 的驅動極性’進而降低雜驅動器的功率消耗。 在點反轉的驅動方式中，晝素列P S1中的偶數晝素（如 212、214)的驅動極性相同，其驅動方式則如上述晝 ，驅動方式所述’不再累述。*晝素列psl中的奇數畫素 如211、213)的驅動極性與偶數晝素212、214相 僅需對應調整閉極線、‘的輸出波形即可，在本技 13 200903428 nm 1 _乜乙 1JL \V 23519twf.doc/p 術領域具有通常知識者，經由本發明之揭露，應可輕易推 知其餘閘極線之驅動波形，在此不加累述。 S三實施例 、綜合上述實施例’本發明歸納出一種顯示面板之驅動 方法’適用於上述顯示面板2〇〇，此驅動方法包括下列步 驟·首先，步驟S610依序掃描顯示面板2〇〇中之閘極線； 然後在步驟S620中’當晝素為正極性驅動時，使第一問 ^線的輸出為正驅動波形’㈣二閘極、_輸出為一負驅 —波形；在步驟S63G巾，當晝素為負極性驅動時，使第 動=線出ΐ負驅動波形’第二閘極線的輪出為負驅 ' /、中，弟一閘極線表示上一條閘極線，會經由補 電麗至目前掃描的畫素’而第二閘:線則 方法合至下—晝素列的晝素。上述驅動 參照上述第—、二實施例之說明 具有通常知識者’經由本發明之 推知，在此不加累述。 恩J季工易 练合上述，本發明提出新的面 :驅動技術可直接應用於點反轉之顯：:^吏四 動電路的功率消耗。 降低驅 限定然其並非用以 離本發明之精神和在不脫 此本發明之保護範圍當視後附之申;專者: 14 200903428 1 W 23519twf.doc/p 準。 【圖式簡單說明】 圖1為根據本發明一實施例之晝素電路圖。 圖2為根據本發明第二實施例之顯示面板之電路圖。 圖3A為根據本實施例之正驅動波形圖。 圖3B為根據本實施例之負驅動波形圖。 圖4為根據本發明第二實施例之驅動波形圖。 ^ 圖5A為根據圖4中之區域410之區域放大圖。 圖5B為根據圖4中之區域420之區域放大圖。 圖6為根據本發明第三實施例之驅動方法之流程圖。 【主要元件符號說明】 100 :晝素 200 :顯示面板 DL1〜DL5 :資料線 Gjvi-2〜Gm+ 1 ·開極線 PS1、PS2 :晝素列 I; 211 〜214、221 〜224 :晝素 CLC :液晶電容 CST :補償電容 Ml :電晶體 CGD :寄生電容 T1 =第一期間 T2 :第二期間 V3 :基準電壓 15 200903428 ruoi ιυοοη^ι i W 23519twf.doc/p VI〜V4 :電壓位準 PW :晝素電壓 VCOM :共同電壓 SGmj、SGM :閘極信號 VE1 :電壓差值 VE2 :電壓差值 S610〜S630 :步驟

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Claims (1)

1. 200903428 ruoiiuoon^iivV 23519twf.doc/p 十、申請專利範圍： 1.—種顯示面板，包括： 第—晝素列，具有銘i 列順序，分為複數個第一查去/素’根據該些晝素的排 -晝素與該些第二晝;為=複數個第二晝素，該些第 電晶體、一液晶電容與二 卜列，每一該些晝素包括一 電容具有一共用端；^補彳員電容，該補償電容與該液晶 Γ 一第一閘極線，轉接 極，並耦接於該些第二全、§"二第—晝素之電晶體之閘 -第二叫 極； 於孩些弟二晝素之電晶體之閘 驅動Ϊ:相Ϊ些與，第二晝素在同-晝面中之 閘極線的輸出為—I驅以素=極性驅動時’該第-__二該；：線的輪素為負極性 素，該些第三畫素舆該^四c素與《個第四晝 畫素於該第二開=為排列，該些第三 =二閘極線，接於該些第四 二:Π素列與該第-晝;==:第 二真|興該些細畫素在同_ 且雜弟 該些第四晝素為正極性驅動時，=動^生相反，當 正驅動波形，當該些第四晝素為負極的;= 17 200903428 Jl V/υ 1 i WUJL/Z-I ί X N 23519twf.doc/p 極線的輸出為該負驅動波形。 3. 如申請專利範圍第2項所述之顯示面板，其中該些 第一晝素與該些第三晝素為奇數晝素，該些第二晝素與該 些第四晝素為偶數晝素。 4. 如申請專利範圍第2項所述之顯示面板，其中該些 第一晝素與該些第三晝素為偶數晝素，該些第二晝素與該 些第四晝素為奇數晝素。 5. 如申請專利範圍第1項所述之顯示面板，其中該負 驅動波形具有一基準電壓，該負驅動波形包括： 一第一期間，具有一第一電壓位準；以及 一第二期間，具有一第二電壓位準，該第二電壓位準 小於該第一電壓位準，並大於該基準電壓； 其中，該第二期間在該第一期間之後，在該第二期間 之後，該負驅動波形回復至該基準電壓。 6. 如申請專利範圍第1項所述之顯示面板，其中該正 驅動波形具有一基準電壓，該正驅動波形包括： 一第一期間，具有一第一電壓位準，該第一電壓位準 大於該基準電壓；以及 一第二期間，具有一第三電壓位準，該第三電壓位準 小於該基準電壓； 其中，該第二期間在該第一期間之後，且在該第二期 間之後，該負驅動波形回復至該基準電壓。 7. 如申請專利範圍第1項所述之顯示面板，其中在每 一該些晝素中，該電晶體耦接於一資料線與該共用端之 18 200903428 ± V/W J. 1 WWl.JJ-.Z_- JL JL rV 23519twf.doc/p 間，該液晶電容的另一端耦接於一共用電壓。 8. 如申請專利範圍第1項所述之顯示面板，其中當該 些第二晝素為正極性驅動時，該第二閘極線的輸出為該負 驅動波形，當該些第二晝素為負極性驅動時，該第一閘極 線的輸出為該正驅動波形。 9. 一種晝素，包括： 一液晶電容； 一補償電容，與該液晶電容具有一共用端，該液晶電 容的另一端耦接於共同電壓，該補償電容的另一端耦接於 一第一閘極線；以及 一電晶體，該電晶體耦接於一資料線與該共用端之 間，該電晶體的閘極耦接於一第二閘極線； 其中，該第一閘極線與該第二閘極線相鄰。 10. —種顯示面板之驅動方法，該顯示面板包括複數條 閘極線與複數個晝素，該些晝素中之一第一晝素包括一電 晶體、一液晶電容與一補償電容，該液晶電容與該補償電 容具有一共用端，該補償電容的另一端耦接於一第一閘極 線，該電晶體的閘極耦接於一第二閘極線，該驅動方法包 括下列步驟： 依序掃描該些閘極線； 當該第一晝素為正極性驅動時，該第一閘極線的輸出 為一正驅動波形，該第二閘極線的輸出為一負驅動波形； 以及 當該第一晝素為負極性驅動時，該第一閘極線的輸出 19 200903428 23519twf.doc/p 為該負驅動波形’该弟一間極線的輸出為該負驅動波形。 11. 如申請專利範圍第10項所述之驅動方法，其中該 負驅動波形具有一基準電壓，該驅動波形包括： 一第一期間，具有一第一電壓位準；以及 一第二期間，具有一第二電壓位準，該第二電壓位準 小於該第一電壓位準，並大於該基準電壓； 其中，該第二期間在該第一期間之後，在該第二期間 之後，該負驅動波形回復至該基準電壓。 12. 如申請專利範圍第10項所述之驅動方法，其中該 正驅動波形具有一基準電壓，該正驅動波形包括： 一第一期間，具有一第一電壓位準，該第一電壓位準 大於該基準電壓；以及 一第二期間，具有一第三電壓位準，該第二電壓位準 小於該基準電壓； 其中，該第二期間在該第一期間之後，且在該第二期 間之後，該負驅動波形回復至該基準電壓。 20