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TWI696991B - 顯示裝置及其驅動方法 - Google Patents

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Abstract

一種顯示裝置及其驅動方法。在畫素單元處於資料保持期間時，依據資料信號以及液晶電容儲存的影像資料的灰階值調整共用線上的補償信號的電壓值。

Description

顯示裝置及其驅動方法
本發明是有關於一種電子裝置，且特別是有關於一種顯示裝置及其驅動方法。
隨著顯示科技的日益進步，人們藉著顯示器的輔助可使生活更加便利，為求顯示器輕、薄之特性，因此平面顯示器（Flat Panel Display, FPD）成為目前的主流，其中又以液晶顯示器（Liquid Crystal Display, LCD）最受歡迎。為了增進顯示面板之顯示品質，往往將顯示面板驅動訊號之極性反轉（inversion）。例如，薄膜電晶體液晶顯示器（TFT-LCD）之顯示面板採用液晶作為控制顯示的材料，為了避免液晶極化，需要以交流方式驅動之，發展出例如線反轉(Line Inversion)、點反轉(Dot Inversion)、列反轉(Column Inversion)等等各類極性反轉驅動方法。
由於顯示面板中的每一畫素都存在液晶電容，而資料線傳送至各畫素的電壓和極性會與相鄰畫素的電壓和極性不同，資料線與液晶電容之間將會產生耦合效應，使得液晶電容所保持之電壓差產生變化而呈現出非預期的灰階，進而在顯示面板上造成上下亮度不均勻的現象，亦即出現垂直串音的情形。
本發明提供一種顯示裝置及其驅動方法，可有效改善垂直串音的問題，大幅提高顯示裝置的顯示品質。
本發明的顯示裝置包括閘極驅動器、源極驅動器以及多個畫素單元。其中各個畫素單元包括掃描線、資料線、共用線、第一開關元件、第一液晶電容、第二開關元件、第二液晶電容以及第三開關元件。掃描線耦接閘極驅動器。資料線耦接源極驅動器，接收源極驅動器提供的資料信號。共用線耦接源極驅動器，接收源極驅動器提供的補償信號。第一開關元件的第一端耦接資料線，第一開關元件的控制端耦接掃描線。第一液晶電容耦接於第一開關元件的第二端與共同電壓之間，其中資料線與第一液晶電容的畫素電極間具有第一寄生電容，第一液晶電容的畫素電極與共用線之間具有第二寄生電容。第二開關元件的第一端耦接資料線，第二開關元件的控制端耦接掃描線。第二液晶電容耦接於第二開關元件的第二端與共同電壓之間。第三開關元件的第一端耦接第二開關元件的第二端，第三開關元件的控制端耦接至掃描線，第三開關元件的第二端耦接源極驅動器以接收補償信號，於各畫素單元的資料保持期間，源極驅動器依據資料信號與第一液晶電容儲存的影像資料的灰階值調整補償信號的電壓值。
在本發明的一實施例中，其中於各畫素單元的資料保持期間，當第一液晶電容儲存的影像資料的灰階值低於預設灰階值時，源極驅動器將補償信號調整為交流信號，當第一液晶電容儲存的影像資料的灰階值未低於預設灰階值時，補償信號為直流信號。
在本發明的一實施例中，其中於各畫素單元的資料保持期間，當第一液晶電容儲存的影像資料的灰階值低於預設灰階值時，補償信號與資料信號反相。
在本發明的一實施例中，其中於各畫素單元的資料保持期間，當第一液晶電容儲存的影像資料的灰階值低於預設灰階值時，補償信號的電壓值關聯於資料信號的電壓值以及第一寄生電容與第二寄生電容的比值。
在本發明的一實施例中，上述的第一液晶電容儲存的影像資料的灰階值介於0~255之間，預設灰階值為96。
本發明還提供一種顯示裝置的驅動方法，顯示裝置包括多個畫素單元，各畫素單元包括第一開關元件、第二開關元件、第三開關元件、第一液晶電容以及第二液晶電容，其中第一開關元件耦接於資料線與第一液晶電容之間，第二開關元件耦接於資料線與第二液晶電容之間，第三開關元件耦接於第二液晶電容與共用線之間，資料線與第一液晶電容的畫素電極間具有第一寄生電容，第一液晶電容的畫素電極與共用線之間具有第二寄生電容，顯示裝置的驅動方法包括下列步驟。判斷畫素單元是否處於資料保持期間。若畫素單元處於資料保持期間，判斷第一液晶電容儲存的影像資料的灰階值是否小於預設灰階值。若第一液晶電容儲存的影像資料的灰階值小於預設灰階值，透過共用線提供具有交流電壓的補償信號。若第一液晶電容儲存的影像資料的灰階值未小於預設灰階值，透過共用線提供具有直流電壓的補償信號。
在本發明的一實施例中，其中於畫素單元的資料保持期間，當第一液晶電容儲存的影像資料的灰階值低於預設灰階值時，補償信號與資料信號反相。
在本發明的一實施例中，其中於各畫素單元的資料保持期間，當第一液晶電容儲存的影像資料的灰階值低於預設灰階值時，補償信號的電壓值關聯於資料信號的電壓值以及第一寄生電容與第二寄生電容的比值。
在本發明的一實施例中，上述的第一液晶電容儲存的影像資料的灰階值介於0~255之間，預設灰階值為96。
基於上述，本發明的實施例在畫素單元處於資料保持期間時，依據資料信號以及第一液晶電容儲存的影像資料的灰階值調整共用線上的補償信號的電壓值，以避免液晶電容所保持的電壓差因資料線與液晶電容間的耦合效應產生變化，而可有效地改善垂直串音的問題，大幅提高顯示裝置的顯示品質。
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。
圖1是是依照本發明實施例的一種顯示裝置的示意圖。請參照圖1，顯示裝置包括閘極驅動器102、源極驅動器104以及顯示面板106，顯示面板106耦接閘極驅動器102與源極驅動器104。顯示面板106包括多個畫素單元108，進一步來說，各個畫素單元108的電路結構可例如圖2所示，此外畫素單元108的佈局則可如圖3所示，圖4則為本發明實施例之畫素單元的剖面示意圖，圖4之畫素單元的剖面對應圖3的剖線A-A’。
請同時參照圖2、圖3及圖4，畫素單元108包括掃描線SL、資料線DL、共用線TL、開關元件SW1~SW3以及液晶電容CLC1、CLC2。開關元件SW1耦接於資料線DL與液晶電容CLC1之間，開關元件SW1的控制端耦接掃描線SL，如圖3所示，開關元件SW1連接資料線DL並透過接觸窗C1耦接液晶電容CLC1的畫素電極302。液晶電容CLC1耦接於開關元件SW1與共同電壓Vcom之間。開關元件SW2耦接於資料線DL與液晶電容CLC2之間，開關元件SW2的控制端耦接掃描線SL，如圖3所示，開關元件SW2連接資料線DL並透過接觸窗C2耦接液晶電容CLC2的畫素電極。液晶電容CLC2耦接於開關元件SW2與共同電壓Vcom之間。開關元件SW3耦接於液晶電容CLC2的畫素電極與補償信號的電壓V TD之間，開關元件SW3的控制端耦接掃描線SL，如圖3所示，開關元件SW3可透過接觸窗C2耦接液晶電容CLC2，並耦接共用線TL。共用線TL可例如耦接源極驅動器104，以接收源極驅動器104所提供的補償信號。其中，資料線DL與液晶電容CLC1的畫素電極302間具有寄生電容Cpd，液晶電容CLC1的畫素電極302與共用線TL之間具有寄生電容Cpt(如圖4所示)。在本實施例中，開關元件SW1~SW3為以電晶體來實施，然不以此為限。
開關元件SW1~SW3可接收來自掃描線SL的掃描信號而被導通，此時資料線DL可透過導通的開關元件SW1~SW3將資料信號提供給液晶電容CLC1以及CLC2。此時，開關元件SW2以及SW3的等效電阻所構成的分壓電路可對資料信號的電壓V DL進行分壓，而在開關元件SW2以及SW3的共同接點上產生分壓，以對液晶電容CLC2施加不同於電壓V DL的電壓。如此一來，液晶電容CLC1與CLC2將會被施加不同的電壓，而可改善液晶顯示面板的色偏問題。
在掃描線SL停止提供掃描信號給開關元件SW1~SW3後，開關元件SW1~SW3被關閉，畫素單元108進入資料保持期間。於資料保持期間，當源極驅動器104透過資料線DL提供資料信號，對其它畫素單元進行驅動時，為避免資料信號透過寄生電容Cpd耦合至液晶電容CLC1，而影響到液晶電容CLC1的顯示內容，源極驅動器104可依據資料信號以及液晶電容CLC1儲存的影像資料的灰階值來調整補償信號的電壓V TD的電壓值，並透過寄生電容Cpt對液晶電容CLC1進行電壓補償，如此便可改善液晶電容CLC1所保持的電壓差因資料線DL與液晶電容CLC1間的耦合效應產生變化的情形，而可有效地改善垂直串音的問題，大幅提高顯示裝置的顯示品質。
由於在液晶電容CLC1所儲存的影像資料為低灰階時垂直串音的效應才比較明顯，因此源極驅動器104可在液晶電容CLC1所儲存的影像資料具有高灰階值時提供直流信號的補償信號，而在液晶電容CLC1所儲存的影像資料具有低灰階值時才將補償信號調整為交流信號，例如可使補償信號與資料線上的資料信號反相，以對液晶電容CLC1進行電壓補償。其中源極驅動器104可例如在液晶電容CLC1所儲存的影像資料的灰階值高於預設灰階值時將影像資料判斷為高灰階值，而在液晶電容CLC1所儲存的影像資料的灰階值未高於預設灰階值時將影像資料判斷維低灰階值。例如，若液晶電容CLC1儲存的影像資料的灰階值介於0~255之間，預設灰階值可設為96，然不以此為限。
在部分實施例中，補償信號的電壓V TD可例如依據資料信號的電壓V DL以及寄生電容Cpd與寄生電容Cpt的比值來決定，例如可以下列式子來決定: V TD=(V DL-V LN)×Cpd/Cpt    (1)
其中V LN為液晶電容CLC1的畫素電極302上的電壓。
舉例來說，圖5是依照本發明實施例的資料信號的電壓V DL、補償信號的電壓V TD以及液晶電容CLC1的畫素電極302上的電壓V LN的波形示意圖。由圖5可知，透過對共用線TL施加與資料信號的電壓V DL反相的補償信號的電壓V TD，可將受到資料線DL與液晶電容CLC1間耦合效應而被影響的電壓V LN往與資料信號的電壓V DL反相的方向拉，而可減低資料線DL與液晶電容CLC1間耦合效應對液晶電容CLC1所儲存的電壓差的影響，進而改善垂直串音的問題。
圖6是依照本發明實施例的顯示裝置的驅動方法的流程圖，其中顯示裝置包括多個畫素單元，各個畫素單元包括第一開關元件、第二開關元件、第三開關元件、第一液晶電容以及第二液晶電容，其中第一開關元件耦接於資料線與第一液晶電容之間，第二開關元件耦接於資料線與第二液晶電容之間，第三開關元件耦接於第二液晶電容與共用線之間，資料線與第一液晶電容的畫素電極間具有第一寄生電容，第一液晶電容的畫素電極與共用線之間具有第二寄生電容。請參照圖6，由上述實施例可知，顯示裝置的驅動方法可至少包括下列步驟。首先，判斷畫素單元是否處於資料保持期間(步驟S502)。若畫素單元未處於資料保持期間，則繼續判斷畫素單元是否處於資料保持期間。若畫素單元處於資料保持期間，判斷第一液晶電容儲存的影像資料的灰階值是否小於預設灰階值(步驟S504)，其中若第一液晶電容儲存的影像資料的灰階值介於0~255之間，預設灰階值可例如設為96，然不以此為限預設灰階值。若第一液晶電容儲存的影像資料的灰階值小於預設灰階值，透過共用線提供具有交流電壓的補償信號(步驟S506)，例如提供與資料信號反相的補償信號，補償信號的電壓值可例如依據資料信號的電壓值以及第一寄生電容與第二寄生電容的比值來決定。而若第一液晶電容儲存的影像資料的灰階值未小於預設灰階值，則透過共用線提供具有直流電壓的補償信號(步驟S508)。
綜上所述，本發明的實施例在畫素單元處於資料保持期間時，依據資料信號以及第一液晶電容儲存的影像資料的灰階值調整共用線上的補償信號的電壓值，以避免液晶電容所保持的電壓差因資料線與液晶電容間的耦合效應產生變化，而可有效地改善垂直串音的問題，大幅提高顯示裝置的顯示品質。
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。
102:閘極驅動器
104:源極驅動器
106:顯示面板
108:畫素單元
302:畫素電極
A-A’:剖線
SL:掃描線
DL:資料線
TL:共用線
SW1~SW3:開關元件
CLC1、CLC2:液晶電容
Cpd、Cpt:寄生電容
C1、C2:接觸窗
Vcom:共同電壓
VTD、VDL、VLN:電壓
S502~S508:顯示裝置的驅動方法
圖1是依照本發明實施例的一種顯示裝置的示意圖。 圖2是依照本發明實施例的一種畫素單元的示意圖。 圖3是依照本發明實施例的一種畫素單元的佈局示意圖。 圖4則為本發明實施例之畫素單元的剖面示意圖。 圖5是依照本發明實施例的資料信號的電壓、補償信號的電壓以及畫素電極的電壓的波形示意圖。 圖6是依照本發明實施例的顯示裝置的驅動方法的流程圖。
108:畫素單元
SL:掃描線
DL:資料線
SW1~SW3:開關元件
CLC1、CLC2:液晶電容
Vcom:共同電壓
VTD、VDL、VLN:電壓
Cpd、Cpt:寄生電容

Claims (9)

  1. 一種顯示裝置，包括：一閘極驅動器；一源極驅動器；以及多個畫素單元，其中各該畫素單元包括：一掃描線，耦接該閘極驅動器；一資料線，耦接該源極驅動器，接收該源極驅動器提供的一資料信號；一共用線，耦接該源極驅動器，接收該源極驅動器提供的一補償信號；一第一開關元件，其第一端耦接該資料線，該第一開關元件的控制端耦接該掃描線；一第一液晶電容，耦接於該第一開關元件的第二端與一共同電壓之間，其中該資料線與該第一液晶電容的畫素電極間具有一第一寄生電容，該第一液晶電容的畫素電極與該共用線之間具有一第二寄生電容；一第二開關元件，其第一端耦接該資料線，該第二開關元件的控制端耦接該掃描線；一第二液晶電容，耦接於該第二開關元件的第二端與該共同電壓之間；以及一第三開關元件，其第一端耦接該第二開關元件的第二端，該第三開關元件的控制端耦接至該掃描線，該第三開關元件 的第二端耦接該源極驅動器以接收該補償信號，於各該畫素單元的資料保持期間，該源極驅動器依據該資料信號與該第一液晶電容儲存的影像資料的灰階值調整該補償信號的電壓值。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中於各該畫素單元的資料保持期間，當該第一液晶電容儲存的影像資料的灰階值低於一預設灰階值時，該源極驅動器將該補償信號調整為交流信號，當該第一液晶電容儲存的影像資料的灰階值未低於該預設灰階值時，該補償信號為直流信號。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中於各該畫素單元的資料保持期間，當該第一液晶電容儲存的影像資料的灰階值低於一預設灰階值時，該補償信號與該資料信號反相。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中於各該畫素單元的資料保持期間，當該第一液晶電容儲存的影像資料的灰階值低於一預設灰階值時，該補償信號的電壓值關聯於該資料信號的電壓值以及該第一寄生電容與該第二寄生電容的比值。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的顯示裝置，其中該第一液晶電容儲存的影像資料的灰階值介於0~255之間，該預設灰階值為96。
  6. 一種顯示裝置的驅動方法，該顯示裝置包括多個畫素單元，各該畫素單元包括一第一開關元件、一第二開關元件、一第三開關元件、一第一液晶電容以及一第二液晶電容，其中該第一開關元件耦接於一資料線與該第一液晶電容之間，該第二開關元 件耦接於該資料線與該第二液晶電容之間，該第三開關元件耦接於該第二液晶電容與一共用線之間，該資料線與該第一液晶電容的畫素電極間具有一第一寄生電容，該第一液晶電容的畫素電極與該共用線之間具有一第二寄生電容，該顯示裝置的驅動方法包括：判斷一畫素單元是否處於資料保持期間；若該畫素單元處於資料保持期間，判斷該第一液晶電容儲存的影像資料的灰階值是否小於一預設灰階值；若該第一液晶電容儲存的影像資料的灰階值小於該預設灰階值，透過該共用線提供具有交流電壓的補償信號；以及若該第一液晶電容儲存的影像資料的灰階值未小於該預設灰階值，透過該共用線提供具有直流電壓的補償信號。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的顯示裝置的驅動方法，其中於該畫素單元的資料保持期間，當該第一液晶電容儲存的影像資料的灰階值低於該預設灰階值時，該補償信號與該資料信號反相。
  8. 如申請專利範圍第6項所述的顯示裝置的驅動方法，其中於各該畫素單元的資料保持期間，當該第一液晶電容儲存的影像資料的灰階值低於該預設灰階值時，該補償信號的電壓值關聯於該資料信號的電壓值以及該第一寄生電容與該第二寄生電容的比值。
  9. 如申請專利範圍第6項所述的顯示裝置的驅動方法，其中該第一液晶電容儲存的影像資料的灰階值介於0~255之間，該預設灰階值為96。
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