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TWI437549B - 主動矩陣型顯示裝置 - Google Patents

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TWI437549B
TWI437549B TW100126938A TW100126938A TWI437549B TW I437549 B TWI437549 B TW I437549B TW 100126938 A TW100126938 A TW 100126938A TW 100126938 A TW100126938 A TW 100126938A TW I437549 B TWI437549 B TW I437549B
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lines
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TW100126938A
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TW201207834A (en
Inventor
Kazuyuki Hashimoto
Original Assignee
Innolux Corp
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Publication date
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Description

主動矩陣型顯示裝置
本發明係有關於一種主動矩陣型顯示裝置及其電子裝置，具備配置為行與列的矩陣狀的複數個畫素、設置於每個上述複數畫素行的複數條信號線、與上述信號線垂直並且設置於每個上述複數畫素列的複數條掃描線。
在具有配置為行與列的矩陣狀的複數個畫素的主動矩陣型顯示裝置中，各畫素具有設置於信號線(也稱源極線)與掃描線(也稱閘極線)的交叉領域的開關元件。各畫素更具有形成在與開關元件同一基板上的畫素電極、及形成在透過液晶層而相對的基板上的共通電極。共通電極在所有的畫素皆連接至共通的定電壓源。開關元件回應閘極線掃描信號而導通。開關元件導通期間一般稱為「掃描期間」。掃描期間中，畫素電極透過開關元件連接至源極線，施加信號電壓。藉此畫素電極與共通電極之間產生電位差，液晶層內的液晶分子配向產生變化。
各畫素更具有在掃描期間結束後至下一次掃描期間為止的期間內，也就是畫素資料更新的1週期期間(1 frame期間)，將信號電壓以電荷保持的方式維持的儲存電容。儲存電容具有連接畫素電極的第1端子與連接儲存電容線(也稱為CS線)的第2端子。儲存電容線與閘極線平行地設置於每個畫素列。
過去主動矩陣型液晶顯示裝置的電力消耗量減低方法中有一種電容耦合驅動法(capacitive coupled driving scheme)。此方法是使驅動閘極線的閘極驅動裝置與驅動儲存電容線的儲存電容驅動裝置同步，對每個畫素列在掃描期間結束後反轉驅動對應的儲存電容線。藉由儲存電容線的驅動，畫素電極透過儲存電容被施加一定的偏壓(例如，日本專利第3402277號公報)。如此一來，電容耦合驅動的方法比起沒有使用電容耦合驅動時信號電壓的振幅能夠減小，也能達到電力消耗量的減低。
然而，習知的電容耦合驅動方法會因為容量結合的作用，在儲存電容線反轉驅動時共通電極出現電荷注入雜訊的問題。在具備靜電容量式的觸控面板的顯示裝置中，更因為此雜訊影響而發生無法正確觸碰感應的問題。為了抑制雜訊，也有增大連接共通電極的定電壓源及加寬配線等對策，但這些方法卻會帶來電力消耗增大與裝置大型化等新問題。
有鑑於習知技術的問題，本發明提供使用低電力消耗且低雜訊的電容耦合驅動方式的主動矩陣型顯示裝置以及具備此裝置的電子裝置。
本發明提供一種主動矩陣型顯示裝置，具備配置為行與列的矩陣狀的複數個畫素、設置於每個上述複數畫素行的複數條信號線、與上述信號線垂直並且設置於每個上述複數畫素列的複數條掃描線，上述主動矩陣型顯示裝置更包括：複數畫素電極，分別設置於各上述複數個畫素；複數開關元件，分別設置於各上述複數個畫素，在針對一畫素所屬的畫素列而設置的掃描線供給掃描信號的掃描期間，將針對上述畫素所屬的畫素行而設置的信號線連接至上述畫素電極，使信號電壓施加於上述畫素電極；複數儲存電容，分別設置於各上述複數個畫素，每個上述儲存電容具有第一及第二端子，上述第一端子連接至上述畫素電極，保持透過上述開關元件施加至上述畫素電極的上述信號電壓；複數儲存電容線，分別設置於每個上述畫素列，連接至上述儲存電容的上述第二端子，其中每二條或二條以上的偶數條上述儲存電容線形成一儲存電容線組；以及電壓切換裝置，回應對應於上述儲存電容線組的二列或二列以上的偶數列畫素的掃描期間結束，將上述儲存電容線組內半數的儲存電容線的電壓由第一電壓值切換到第二電壓值，同時將儲存電容線組內剩餘的半數儲存電容線的電壓由上述第二電壓值切換到上述第一電壓值。
根據本發明的主動矩陣型顯示裝置可用於例如電視機、膝上型或桌上型個人電腦(PC)、行動電話、個人數位助理(PDA)、汽車導航裝置、攜帶型遊戲機、或大型電子看板等具備提供使用者影像功能的顯示裝置的電子裝置。
根據本發明的實施例，可提供使用低消耗電力且低雜訊的電容耦合驅動方式的主動矩陣型顯示裝置以及具備該裝置的電子裝置。
根據本發明的實施例將配合圖式說明如下。
第1圖係表示本發明實施例的主動矩陣型顯示裝置的架構圖。第1圖的顯示裝置10具有顯示面板11、源極驅動裝置12、閘極驅動裝置13、儲存電容驅動裝置14(也稱為CS驅動裝置)、控制器15。顯示面板11具有配置為行與列的矩陣狀複數的畫素P11 ～Pnm (m、n為整數)。顯示面板11更具備配置於每個畫素行的複數源極線16-1～16-m、與源極線16-1～16-m正交並且設置於每個畫素列的複數閘極線17-1～17-n、以及與閘極線17-1～17-n平行並且設置於每個畫素列的複數儲存電容線18-1～18-n。
源極驅動裝置12透過源極線16-1～16-m對畫素P11 ～Pnm 各自施加信號電壓。閘極驅動裝置13透過閘極線17-1～17-n控制畫素P11 ～Pnm 各自的信號電壓施加。具體來說，閘極驅動裝置13以交錯掃描或或循序掃描的方式驅動某個列的畫素，使此列的畫素透過源極線被施加信號電壓。例如液晶顯示裝置中，利用信號電壓的施加產生的液晶分子的配向變化，使得背光或外界光(反射光)偏振並顯示畫面。
儲存電容驅動裝置14為了將施加於畫素的信號電壓保持至下一次畫素驅動時，將基準電壓透過儲存電容線18-1～18-n供給設置於各畫素的儲存電容。
控制器15同步源極控制裝置12、閘極控制裝置13及儲存電容控制裝置14，並控制上述裝置的動作。
第2圖係表示本發明實施例的主動矩陣型顯示裝置的各畫素電路架構。畫素Pji (i及j為整數，1≦i≦m且1≦j≦n)配置於第i行源極線16-i與第j列閘極線17-j的交叉領域。
畫素Pji 具有畫素電極20、形成於與畫素電極相同基板上的開關元件21、形成於透過液晶層與畫素電極20相對的基板上的共通電極22。為了容易明瞭，第2圖中畫素電極20與共通電極22之間以液晶顯示元件23來表示。
共通電極22將全部的畫素P11 ～Pji 連接至共通的定電壓源VCOM 。
開關元件21的控制端子連接至閘極線17-j，因應閘極線17-j上的掃描信號而導通。開關元件21導通的掃描期間中，畫素電極20透過開關元件21連接至源極線16-i。藉此信號電壓施加於畫素電極20，畫素電極20與共通電極22之間產生電位差而驅動液晶顯示元件23。
畫素Pji 更包括用來在掃描期間結束至下一次掃描期間之間，也就是改寫畫面資料的1個週期(1 frame期間)期間，將信號電壓作為電荷保持的儲存電容24。儲存電容24一邊的端子連接至畫素電極20，另一邊的端子連接至儲存電容線18-j。
儲存電容線18-1～18-n透過儲存電容驅動裝置14，每條儲存電容線與閘極線17-1～17-n的驅動同步，進行反轉驅動。藉由儲存電容線的驅動，畫素電極20透過儲存電容24被施加一定的偏壓。像這樣藉由儲存電容線的驅動來平使用電容耦合驅動，信號電壓的振幅可以縮小，達到電力消耗量的減低。
有關於儲存電容線的驅動，將參照第3圖及第4圖說明如下。
第3圖係表示使用習知的電容耦合驅動方式驅動儲存電容線18-1～18n時，第2圖的畫素電路的各部份電壓波形。
第3圖所示的例子中，閘極驅動裝置13將掃描信號30施加於閘極線17-j用以驅動第j列的畫素Pj1 ～Pjm ，。在掃描信號30施加的掃描期間，源極驅動裝置12透過源極線16-1～16-m施加信號電壓給第j列的畫素Pj1 ～Pjm 。儲存電容驅動裝置14回應第j列畫素Pj1 ～Pjm 的掃描期間結束，將儲存電容線18-j的電壓由第一電壓切換至第二電壓，在本例當中是由高電位(High)切換至低電位(Low)。
接著，閘極驅動裝置13對閘極線17-(j+1)施加掃描信號31用以驅動第(j+1)列的畫素P(j+1)1 ～P(j+1)m 。在掃描信號31施加的掃描期間，源極驅動裝置12透過源極線16-1～16-m施加信號電壓給第(j+1)列的畫素P(j+1)1 ～P(j+1)m 。儲存電容驅動裝置14回應第(j+1)列畫素P(j+1)1 ～P(j+1)m 的掃描期間結束，將儲存電容線18-(j+1)的電壓由第二電壓值切換至第一電壓值，在本例當中是由低電位切換至高電位。
在習知的電容耦合驅動方式中，如第3圖所能瞭解地，儲存電容線18-j及18-(j+1)電壓切換時，共通電極22上的電壓V22 出現雜訊。這是因為儲存電容線與共通電極之間由於儲存電容24與液晶顯示元件23的容量結合產生電荷注入。
第4圖係表示使用本發明實施例的電容耦合驅動方式驅動儲存電容線18-1～18n時，第2圖的畫素電路的各部份電壓波形。
與第3圖的例子相同，閘極驅動裝置13將掃描信號30施加於閘極線17-j用以驅動第j列的畫素Pj1 ～Pjm ，。在掃描信號30施加的掃描期間，源極驅動裝置12透過源極線16-1～16-m施加信號電壓給第j列的畫素Pj1 ～Pjm 。然而與第3圖的例子不相同的是，儲存電容驅動裝置14不會回應第j列畫素Pj1 ～Pjm 的掃描期間結束，將儲存電容線18-j的電壓切換於二電壓值之間。
接著，閘極驅動裝置13對閘極線17-(j+1)施加掃描信號31用以驅動第(j+1)列的畫素P(j+1)1 ～P(j+1)m 。在掃描信號31施加的掃描期間，源極驅動裝置12透過源極線16-1～16-m施加信號電壓給第(j+1)列的畫素P(j+1)1 ～P(j+1)m 。儲存電容驅動裝置14回應第(j+1)列畫素P(j+1)1 ～P(j+1)m 的掃描期間結束，將儲存電容線18-j的電壓由第一電壓值切換至第二電壓值，在本例當中是由高電位切換至低電位，並同時將儲存電容線18-(j+1)的電壓由第二電壓值切換至第一電壓值，在本例當中是由低電位切換至高電位。
像這樣將鄰接的二條儲存電容線做為一組，回應對應的全部畫素列掃描結束，同時對稱地(例如彼此相反地極性)反轉驅動上述二條儲存電容線，如第4圖所示，共通電極22上的電壓V22 所出現的電荷注入雜訊幾乎互相抵銷。
第4圖所示的例子中，為了說明的簡單，而使儲存電容驅動裝置14對於鄰接的二條儲存電容線所構成的組，同時對稱地(例如彼此相反地極性)反轉驅動上述二條儲存電容線。然而，將四條以上的偶數條儲存電容線做為一組，也可以使用本發明實施例的電容耦合驅動方式來驅動儲存電容線18-1～18-n。在這個情況下，儲存電容驅動裝置14對每個儲存電容線的組，回應包含於同一組的儲存電容線所對應的全部畫素列的掃描結束，將此同一組的半數儲存電容線電壓由第一電壓值切換至第二電壓值(或第二電壓值切換至第一電壓值)，同時將剩餘半數的儲存電容線電壓由第二電壓值切換至第一電壓值(或第一電壓值切換至第二電壓值)。
第5圖係表示本發明實施例的主動矩陣型顯示裝置的儲存電容驅動裝置架構圖。
儲存電容驅動裝置14具有切換供給儲存電容線18-1～18-n電壓的電壓切換部50。電壓切換部50具有可變電壓源51及電壓分配部52。可變電壓源51回應控制器15所供給的控制信號control，將輸出電壓切換於二電壓值之間。電壓分配部52回應控制器15供給的時脈信號clock，將可變電壓源51供給的電壓分配給各儲存電容線。
例如，如第5圖所示，電壓分配部52可以由使用延遲正反器(D-FF)的移位暫存電路所構成。由第5圖可知，本發明實施例的主動矩陣型顯示裝置中，因為使用2以上的偶數條儲存電容線為一組，比起習知技術，D-FF的數目減半。因此，儲存電容驅動裝置的電路規模能夠縮減，在這個情況下，在包含各畫素的畫素電極、開關元件、儲存電容、源極線、閘極線及儲存電容線的電路所形成的基板上，也可以一起形成此電路。當然在其他替代的實施例中，儲存電容驅動裝置也可以與源極驅動裝置及閘極驅動裝置一起組裝至與顯示面板分別設置的驅動裝置積體電路中。
如以上說明所能瞭解地，本實施例的主動矩陣型顯示裝置因為不需要採取增大連接共通電極的定電壓源及加寬配線等對策，就能夠解決伴隨電容耦合驅動方式所帶來的電荷注射雜訊問題，所以不會產生消耗電力增大及裝置大型化的問題。不只如此，本發明實施例的主動矩陣型顯示裝置，如參照第5圖所述，因為儲存電容驅動裝置的電路規模能夠縮減，可更加減低消耗電力且使裝置小型化。
第6圖係具備本發明實施例的主動矩陣型顯示裝置的電子裝置的例子。第6圖的電子裝置60雖以行動電話表示，但也可以是電視機、手錶、個人數位助理(PDA)、膝上型或桌上型PC、汽車導航裝置、攜帶型遊戲機、或大型電子看板等其他的電子裝置。
行動電話60具有顯示裝置61，顯示裝置61具備的顯示面板能將資訊以影像來表示。顯示裝置61可具有觸碰面板的功能，除了表示收訊狀況及電池剩餘量等行動電話60的狀態及時間等資訊外，也能夠表示使用者觸碰顯示面板表面來操作行動電話60的數字鍵。例如，顯示裝置61為了實現相關的觸碰面板機能而具備靜電容量式觸碰面板。
觸碰面板一般配置於共通電極形成的基板上(視情況，有時會夾著偏光板等)。因此根據第3圖所示的習知技術的儲存電容線驅動方式，觸碰感應會受到共通電極所產生的電荷注入雜訊所造成的不良影響。另外根據第4圖所示的本發明實施例的儲存電容線驅動方式，共通電極所產生的電荷注入雜訊互相抵銷，所以不會帶給觸碰感應不良的影響，使得共通電極及儲存電容線的驅動電路能夠小型化及低消耗電力化。
以上雖然說明實施本發明的最佳實施例，但本發明並不限於此最佳實施例。本發明可在不違反主旨的範圍內做適當地變更。
10、61．．．顯示裝置
11．．．顯示面板
12．．．源極驅動裝置
13．．．閘極驅動裝置
14．．．儲存電容驅動裝置
15．．．控制器
16-1～16-m．．．源極線
17-1～17-n．．．閘極線
18-1～18-n．．．儲存電容線
20‧‧‧畫素電極
21‧‧‧開關元件
22‧‧‧共通電極
23‧‧‧液晶單元
24‧‧‧儲存電容
30、31‧‧‧掃描信號
50‧‧‧電壓切換部
51‧‧‧可變電壓源
52‧‧‧電壓分配部
60‧‧‧電子裝置
Pji ‧‧‧畫素
VCOM ‧‧‧定電壓源
第1圖係表示本發明實施例的主動矩陣型顯示裝置的架構圖。
第2圖係表示本發明實施例的主動矩陣型顯示裝置的各畫素電路架構。
第3圖係表示使用習知技術的儲存電容線驅動方式下第2圖的畫素電路的各部份電壓波形。
第4圖係表示使用本發明實施例的儲存電容線驅動方式下第2圖的畫素電路的各部份電壓波形。
第5圖係表示本發明實施例的主動矩陣型顯示裝置的儲存電容驅動裝置架構圖。
第6圖係表示具備本發明實施例的主動矩陣型顯示裝置的電子裝置。
V17-j 、V17-(j+1) ．．．閘極線電壓
V18-j 、V18-(j+1) ．．．儲存電容線
V22 ．．．共通電極電壓
30、31．．．掃描信號

Claims (3)

  1. 一種主動矩陣型顯示裝置，該主動矩陣型顯示裝置具備配置為行與列的矩陣狀的複數個畫素、設置於每個上述複數畫素行的複數條信號線、與上述信號線垂直並且設置於每個上述複數畫素列的複數條掃描線，該主動矩陣型顯示裝置更包括：複數畫素電極，分別設置於各上述複數個畫素；複數開關元件，分別設置於各上述複數個畫素，在上述掃描線供給掃描信號的掃描期間，將上述信號線連接至上述畫素電極，使信號電壓施加於上述畫素電極；複數儲存電容，分別設置於各上述複數個畫素，每個上述儲存電容具有一第一端子及一第二端子，上述第一端子連接至上述畫素電極，保持透過上述開關元件施加至上述畫素電極的上述信號電壓；複數儲存電容線，分別設置於每個上述畫素列，連接至上述儲存電容的上述第二端子，其中每二條或二條以上的偶數條上述儲存電容線形成一儲存電容線組；以及一電壓切換裝置，回應對應於上述儲存電容線組的二列或二列以上的偶數列畫素的掃描期間結束，將上述儲存電容線組內半數的儲存電容線的電壓由一第一電壓值切換到一第二電壓值，同時將該儲存電容線組內剩餘的半數儲存電容線的電壓由上述第二電壓值切換到上述第一電壓值，其中上述電壓切換裝置包括： 一可變電壓源，可以將輸出電壓切換於上述第一電壓值與上述第二電壓值之間，一電壓分配裝置，回應上述複數條掃描線對每個上述複數畫素列的掃描信號供給，將上述可變電壓源的上述輸出電壓分配給每個上述複數條儲存電容線，其中該電壓分配裝置包括對應複數上述儲存電容線組的複數組延遲觸發器與反相器，上述延遲觸發器提供上述第一電壓值與上述第二電壓值中的一者至上述儲存電容線組內半數的儲存電容線，上述反相器連接至上述延遲觸發器的輸出端，提供上述第一電壓值與上述第二電壓值中的另一者至上述儲存電容線組內剩餘的半數儲存電容線。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之主動矩陣型顯示裝置，上述主動矩陣型顯示裝置為液晶顯示裝置，更包括：一第一基板，包括上述複數條信號線、上述複數條掃描線、上述複數畫素電極、上述複數開關元件、上述複數儲存電容、及上述複數儲存電容線所形成的電路；以及一第二基板，包括一共通電極，透過一液晶層與上述電路相對，其中上述電壓切換裝置與上述電路一起形成於上述第一基板。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之主動矩陣型顯示裝置，上述主動矩陣型顯示裝置為液晶顯示裝置，更包括：一第一基板，包括上述複數條信號線、上述複數條掃 描線、上述複數畫素電極、上述複數開關元件、上述複數儲存電容、及上述複數儲存電容線所形成的電路；一第二基板，包括一共通電極，透過一液晶層與上述電路相對；以及一驅動裝置積體電路，包括上述電壓切換裝置。
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