TWI863350B

TWI863350B - 穩態液晶顯示模組之改善干擾結構

Info

Publication number: TWI863350B
Application number: TW112122269A
Authority: TW
Inventors: 林金男; 唐偉倫; 呂志平
Original assignee: 希映顯示科技股份有限公司
Priority date: 2023-06-14
Filing date: 2023-06-14
Publication date: 2024-11-21
Also published as: TW202501110A; US20240420660A1; US12424187B2

Abstract

一種穩態液晶顯示模組之改善干擾結構，具有至少一資料驅動器，能接收一主控制器輸出之資料控制信號，並送出資料驅動信號，該資料驅動信號通過連結至一穩態液晶顯示模組中各液晶單元的局部資料線進行傳輸；至少一資料開關組件，能於該資料線上不具該資料驅動信號時，將該資料線經由一電容接地；至少一掃描驅動器，能接收該主控制器輸出之掃描控制信號，並送出掃描驅動信號，該掃描驅動信號通過連結至該穩態液晶顯示模組中各液晶單元的局部掃描線進行傳輸；至少一掃描開關組件，能於該掃描線上不具該掃描驅動信號時，將該掃描線經由一電容接地，藉以消除因相鄰資料線及／或掃描線之能量外溢而產生的串音干擾現象。

Description

穩態液晶顯示模組之改善干擾結構

本發明是有關穩態液晶顯示模組之改善干擾結構，尤指一種可消除因受驅動之資料線／掃描線的能量外溢，而使相鄰區域產生的串音(crosstalk)干擾現象，以確保液晶顯示模組維持正常畫面品質之結構。

液晶架構具有低耗能、低輻射、壽命長且解析度高等特點，因此已逐漸被廣泛應用於各種電子裝置（如：電腦、行動電話、PDA、電子書等）及其它類似具有影像畫面顯示需求之領域；但隨著解析度提高，各液晶（像素）單元的排列更加密集，以及各種材料、結構的限制，造成在各行、列之液晶（像素）單元的驅動過程中，容易對相鄰區域之液晶（像素）單元產生串音干擾(crosstalk)現象，不但影響其整體畫面的正常顯示，更形成應用上的缺失。

上述產生串音干擾現象有許多不同的原因，在傳統的液晶顯示架構（如：STN液晶）運作時，必須重複將控制（驅動）信號施加至連結各液晶單元二端電極的資料線 (Data Line)及掃描線(Scan Line)，藉以分別控制多個液晶單元改變顯示模式（狀態），並組合形成各種影像畫面；然而，此種傳統利用重複掃描的驅動方式，如果切斷上述施加於該資料線(Data Line)及掃描線(Scan Line)的控制（驅動）信號，則各液晶單元返回至特定的（初始）狀態，而其組合形成的整體顯示畫面亦會隨之消失；因此在實際應用中，其整體運作時耗費的電能難以降低，在部分較少畫面切換變化需求的特定應用場合中，並不符合經濟效益。

為此，相關業者乃開發出各種雙穩態（或多穩態）液晶的顯示架構，其主要的特性在於：可利用不同（波形、電壓或頻率）的控制（驅動）信號施加連接於該雙穩態（或多穩態）顯示架構的各液晶單元二端電極的資料線(Data Line)及掃描線(Scan Line)，使該雙穩態（或多穩態）液晶單元能在至少二種不同顯示模式（狀態）進行變化，並藉由多個雙穩態液晶單元組合形成各種影像畫面的變化，且在上述控制（驅動）信號斷開的狀態下，仍可穩定保持於最終的顯示畫面及狀態；由於此種不需重複掃描的驅動方式，在運作時不需要持續施加電力即可保持原有的顯示影像畫面，因此可有效降低電力消耗，提升使用上的經濟效益，較適用於許多無需快速頻繁切換顯示影像畫面的使用場合。

在上述傳統液晶顯示架構（如：STN液晶）中，由於其驅動方式及畫面顯示的內容較為多樣，因此產生串音干擾(crosstalk)現象的原因亦較為複雜；在中華民國專利公告第I293450號發明案中，係針對共電極的電容耦合效應所產生的串音干擾現象，提供了有效的解決方案，其揭露了一種降低串音之顯示面板驅動裝置與方法，其驅動裝置包括：多個源極驅動單元、一反閘及一時序控制器；該時序控制器係利用該反閘而提供反相極性之控制訊號用於源極驅動單元。其驅動方法包括：以一時序控制器提供極性控制訊號用於部分之源極驅動單元，然後再將其極性反相以提供給其餘之源極驅動單元，該驅動裝置與其驅動方法可使同一水平掃描線之像素的極性盡量中和，以避免資料線對共同電壓Vcom造成耦合作用而產生串音，藉以確實降低串音、改善顯示面板之顯示效果。

另外，在中華民國專利公告第I509591號發明案中，則揭露了一種可降低顯示串擾的驅動控制器、顯示面板裝置及驅動方法，其驅動控制器包含：一型態偵測單元及一極性配置單元；該型態偵測單元接收與一影像資料的任一條線資料相對應的色域訊號，以判斷該條線資料中的資料型態；該極性配置單元連接至該型態偵測單元，依據該資料型態，以產生與該條線資料之資料型態相對應的極性配置，藉以達到降低串音干擾現象的功效。

然而，由於顯示特性的不同造成驅動架構的差異，上述雙穩態（或多穩態）液晶架構在改變顯示內容時，必須先各液晶單元進行（覆蓋）重寫的動作，因此其施加於該資料線(Data Line)及掃描線(Scan Line)之控制（驅動）信號的電壓較高（約為70~80V），此種較高的電壓會產生較大的能量，當其施加於該資料線或掃描線時，極易因能量外溢（感應）作用，而對相鄰區域的液晶單元產生串音干擾現象，此種產生串音干擾的原因與前述傳統液晶顯示架構產生串音干擾的原因並不相同，但目前市面上並未見有針對上述雙穩態（或多穩態）液晶架構造成串音干擾的現象提出有效的解決方案，為此，發明人乃針對上述缺失研究改進之道，終於有本發明產生。

本發明之主要目的在於提供一種穩態液晶顯示模組之改善干擾結構，具有至少一資料驅動器，能接收一主控制器輸出之資料控制信號，並送出資料驅動信號，該資料驅動信號通過連結至一穩態液晶顯示模組中各液晶單元的局部資料線進行傳輸；至少一資料開關組件，能同步偵知各資料線上是否具有該資料驅動信號，並於該資料線上不具該資料驅動信號時，將該資料線經由一電容接地，可消除各資料線之間因能量外溢而產生之串音干擾現象；至少一掃描驅動器，能接收該主控制器輸出之掃描控制信號，並送出掃描驅動信號，該掃描驅動信號通過連結至該穩態液晶顯示模組中各液晶單元的局部掃描線進行傳輸；至少一掃描開關組件，能同步偵知各掃描線上是否具有該掃描驅動信號，並於該掃描線上不具該掃描驅動信號時，將該掃描線經由一電容接地，可消除各掃描線之間因能量外溢而產生之串音干擾現象，使該穩態液晶顯示模組保持正常顯示畫面的品質。

本發明之另一目的在於提供一種穩態液晶顯示模組之改善干擾結構，其中該資料開關組件具有多個分別設於各資料線上之資料開關單元，可在資料線上具有該資料驅動信號時，正常導通該資料線，並於該資料線上不具該資料驅動信號時，將該資料線經由一電容接地，以消除相鄰資料線因能量外溢所造成的串音干擾現象；該掃描開關組件具有多個分別設於各掃描線上之掃描開關單元，可在掃描線上具有該掃描驅動信號時，正常導通該掃描線，並於該掃描線上不具該掃描驅動信號時，將該掃描線經由一電容接地，以消除相鄰掃描線因能量外溢所造成的串音干擾現象。

本發明之又一目的在於提供一種穩態液晶顯示模組之改善干擾結構，其可應用於雙穩態液晶、多穩態液晶、記憶型液晶或其它類似利用被動驅動Passive Matrix方式進行圖案顯示之液晶架構；同時，若為多穩態液晶架構，則可為膽固醇(Cholesteric)液晶、表面穩定型鐵電性(Surfacestabilized ferroelectric)液晶、扭轉向列型(Bistable Twisted Nematic)液晶、層列Ａ型(Semectic A)液晶、展延彎曲型(Bend-Splay nematic)液晶等不同之架構，因此具有廣泛的應用範圍。

為使本發明的上述目的、功效及特徵可獲致更具體的瞭解，茲依下列附圖說明如下：

請參圖1至圖3所示，可知本發明第一實施例之整體結構包括：資料驅動器2、掃描驅動器3、資料開關組件4、掃描開關組件5等部份；其中該資料驅動器2具有一資料輸入側21及一資料輸出側22，該資料輸入側21電連接於一主控制器1，該資料輸出側22經由多個資料線221分別電連接至一穩態液晶顯示模組6中各液晶單元61的一電極611，該資料輸入側21能接收該主控制器1輸出之資料控制信號，該資料控制信號經由該資料驅動器2進行轉換，並對至少局部資料線221送出資料驅動信號。

在實際應用時，該主控制器1輸出之資料控制信號中具有至少一（可同時具有多個）驅動該液晶單元61動作的資料信號，且該資料驅動器2可內建一升壓模組（未繪出），以將該等資料信號轉換為特定波形（如：方波）輸出之資料驅動信號（工作電壓約為60~100V）；因此，上述具有資料驅動信號之局部資料線221極易因較高的工作電壓，而對相鄰區域（不具資料驅動信號之局部資料線221）產生能量外溢，容易造成串音干擾的情形。

該資料開關組件4係能同步偵知各資料線221上是否具有該資料驅動信號，並於該資料線221上不具有該資料驅動信號時，將該資料線221經由一電容C1接地，藉此，可有效經由濾波方式消除該等不具該資料驅動信號之資料線221受到前述（相鄰具有該資料驅動信號之資料線221所產生）能量外溢影響所造成的串音干擾。

在一個可行的實施例中，該資料開關組件4具有多個分別設於各資料線221上之資料開關單元41，各資料開關單元41分別設有一資料輸入端41a、資料輸出端41b及一資料接地端41c；其中該資料輸入端41a連通於該資料驅動器2，該資料輸出端41b銜接各資料線221，該資料接地端41c經由該電容C1接地，該資料輸入端41a與該資料輸出端41b之間設有一第一資料開關411，該資料輸出端41b與該資料接地端41c之間設有一第二資料開關412，而該資料驅動器2內設有資料開關控制模組23，能同時辨別各資料線221上是否具有資料驅動信號，並分別控制該等第一、二資料開關411、412動作，藉以使該資料輸出端41b導通於該資料輸入端41a、資料接地端41c的其中之一。

上述結構於運作時，該資料開關控制模組23能同步偵知各資料線221上之資料驅動信號（或同步接受該主控制器1輸出之資料控制信號，進而可判斷各資料線221上是否具有資料驅動信號），當各資料線221具有資料驅動信號（或該等資料控制信號中具有可驅動該液晶單元61動作的資料驅動信號）時，該資料開關控制模組23控制該等第一資料開關411動作，以導通該資料輸入端41a與該資料輸出端41b，使該資料驅動器2送出之資料驅動信號可經由該等資料線221傳輸至該穩態液晶顯示模組6中對應之液晶單元61並進行驅動；同時，在各資料線221不具有資料驅動信號（或該等資料控制信號中不具有可驅動該液晶單元61動作的資料驅動信號）時，該資料開關控制模組23控制該等第二資料開關412，以導通該資料輸出端41b與該資料接地端41c，使該等不具資料驅動信號之資料線221可經由該電容C1接地，藉以經由濾波方式消除該等不具該資料驅動信號之資料線221受到前述（相鄰具有該資料驅動信號之資料線221所產生）能量外溢影響所造成的串音干擾現象。

該掃描驅動器3具有一掃描輸入側31及一掃描輸出側32，該掃描輸入側31電連接於該主控制器1，該掃描輸出側32經由多個掃描線321分別電連接至該穩態液晶顯示模組6中各液晶單元61的另一電極612，該掃描輸入側31能接收該主控制器1輸出之掃描控制信號，該掃描控制信號經由該掃描驅動器3進行轉換，並對至少局部掃描線321送出掃描驅動信號；藉由各掃描驅動信號配合各資料驅動信號分別對各液晶單元61進行驅動，使該穩態液晶顯示模組6得以顯示各種預設的影像與畫面。

在實際應用時，由於該主控制器1輸出之掃描控制信號中，大多一次僅具有單一個可驅動該液晶單元61動作的掃描信號，且該掃描驅動器3可內建一升壓模組（未繪出），以將該掃描信號轉換為特定波形（如：方波）輸出之掃描驅動信號（工作電壓約為60~100V）；因此，雖然受上述掃描驅動信號對相鄰（不具資料驅動信號）之掃描線321造成串音干擾的情形較不常見，但仍有少許發生的可能性。

該掃描開關組件5係能同步偵知各掃描線321上是否具有該掃描驅動信號，並於該掃描線321上不具有該掃描驅動信號時，將該掃描線321經由一電容C2接地，藉此，可有效經由濾波方式消除該等不具該掃描驅動信號之掃描線321受到前述（相鄰具有該掃描驅動信號之掃描線321所產生）能量外溢影響所造成的串音干擾。

在一個可行的實施例中，該掃描開關組件5具有多個分別設於各掃描線321上之掃描開關單元51，各掃描開關單元51分別設有一掃描輸入端51a、掃描輸出端51b及一掃描接地端51c；其中該掃描輸入端51a連通於該掃描驅動器3，該掃描輸出端51b銜接各掃描線321，該掃描接地端51c經由該電容C2接地，該掃描輸入端51a與該掃描輸出端51b之間設有第一掃描開關511，該掃描輸出端51b與該掃描接地端51c之間設有一第二掃描開關512，而該掃描驅動器3內設有掃描開關控制模組33，能同時辨別各掃描線321上是否具有掃描驅動信號，並分別控制該等第一、二掃描開關511、512動作，藉以使該掃描輸出端51b導通於該掃描輸入端51a、掃描接地端51c的其中之一。

上述結構於運作時，該掃描開關控制模組33能同步偵知各掃描線321上之掃描驅動信號（或同步接受該主控制器1輸出之掃描控制信號，進而可判斷各掃描線321上是否具有掃描驅動信號），當各掃描線321具有掃描驅動信號（或該等掃描控制信號中具有可驅動該液晶單元61動作的掃描驅動信號）時，該掃描開關控制模組33控制該等第一掃描開關511動作，以導通該掃描輸入端51a與掃描輸出端51b，使該掃描驅動器3送出之掃描驅動信號可經由該等掃描線321傳輸至該穩態液晶顯示模組6中對應之液晶單元61並進行驅動；同時，在該等掃描控制信號中不具有可驅動該液晶單元61動作的掃描信號（或各掃描線321不具有掃描驅動信號）時，該掃描開關控制模組33控制該等第二掃描開關512動作，以導通該掃描輸出端51b與掃描接地端51c，使該等不具掃描驅動信號之掃描線321可經由該電容C2接地，藉以經由濾波方式消除該等不具該掃描驅動信號之掃描線321受到前述（相鄰具有該掃描驅動信號之掃描線321所產生）能量外溢影響所造成的串音干擾的現象。

上述結構中，當該穩態液晶顯示模組6為雙穩態液晶、多穩態液晶、記憶型液晶或其它類似利用被動驅動Passive Matrix方式進行圖案顯示之液晶架構，皆可藉由本發明產生相同防止串音干擾的功效；而在實際應用時，若該穩態液晶顯示模組6為多穩態液晶架構，則本發明亦可分別應用於膽固醇(Cholesteric)液晶、表面穩定型鐵電性(Surfacestabilized ferroelectric)液晶、扭轉向列型(Bistable Twisted Nematic)液晶、層列Ａ型(Semectic A)液晶、展延彎曲型(Bend-Splay nematic)液晶等各種不同之架構，因此具有極為廣泛的應用範圍。

請參圖4至圖6所示，可知本發明第二實施例之整體結構包括：一資料開關組件40、一掃描開關組件50，以及與前述第一實施例相同之資料驅動器2、掃描驅動器3等部份；其中該資料驅動器2係能接收該主控制器1輸出之資料控制信號，並將其轉換為資料驅動信號，再經由至少局部資料線221送至該穩態液晶顯示模組6中各對應液晶單元61的一電極611；該掃描驅動器3則能接收該主控制器1輸出之掃描控制信號，並將其轉換為掃描驅動信號，再經由至少局部掃描線321送至該穩態液晶顯示模組6中各對應液晶單元61的另一電極612；藉由各掃描驅動信號配合各資料驅動信號分別對各液晶單元61進行驅動，使該穩態液晶顯示模組6得以顯示各種預設的影像與畫面。

在本實施例中，該資料開關組件40係可被整合於該資料驅動器2中，且該資料開關組件40能同步偵知各資料線221上是否具有該資料驅動信號，並於該資料線221上不具有該資料驅動信號時，將該資料線221經由一電容C1接地，藉此，可有效經由濾波方式消除該等不具該資料驅動信號之資料線221受到前述（相鄰具有該資料驅動信號之資料線221所產生）能量外溢影響所造成的串音干擾。

在一個可行的實施例中，該資料開關組件40具有多個分別設於各資料線221上之資料開關單元42，各資料開關單元42分別設有一資料輸入端42a、資料輸出端42b及一資料接地端42c；其中該資料輸入端42a連通於該資料驅動器2，該資料輸出端42b銜接各資料線221，該資料接地端42c經由該電容C1接地，該資料輸出端42b設有一資料開關421，該資料開關421可受控制而選擇性地連通於該資料輸入端42a或該資料接地端42c；該資料驅動器2內設有一資料開關控制模組23，能同時辨別各資料線221上是否具有資料驅動信號，並分別控制各資料開關421動作，使該資料輸出端42b導通接觸於該資料輸入端42a及資料接地端42c的其中之一。

上述結構於運作時，該資料開關控制模組23能同步偵知各資料線221上之資料驅動信號（或同步接受該主控制器1輸出之資料控制信號，進而可判斷各資料線221上是否具有資料驅動信號），當各資料線221具有資料驅動信號（或該等資料控制信號中具有可驅動該液晶單元61動作的資料驅動信號）時，該資料開關控制模組23控制該等資料開關421導通該資料輸入端42a與該資料輸出端42b，使該資料驅動器2送出之資料驅動信號可經由該等資料線221傳輸至該穩態液晶顯示模組6中對應之液晶單元61並進行驅動；同時，在各資料線221不具有資料驅動信號（或該等資料控制信號中不具有可驅動該液晶單元61動作的資料驅動信號）時，該資料開關控制模組23控制該等資料開關421導通該資料輸出端42b與該資料接地端42c，使該等不具資料驅動信號之資料線221可經由該電容C1接地，藉以經由濾波方式消除該等不具該資料驅動信號之資料線221受到前述（相鄰具有該資料驅動信號之資料線221所產生）能量外溢影響所造成的串音干擾現象。

在本實施例中，該掃描開關組件50係可被整合於該掃描驅動器3中，且該掃描開關組件50係能同步偵知各掃描線321上是否具有該掃描驅動信號，並於該掃描線321上不具有該掃描驅動信號時，將該掃描線321經由一電容C2接地，藉此，可有效經由濾波方式消除該等不具該掃描驅動信號之掃描線321受到前述（相鄰具有該掃描驅動信號之掃描線321所產生）能量外溢影響所造成的串音干擾。

在一個可行的實施例中，該掃描開關組件50具有多個分別設於各掃描線321上之掃描開關單元52，各掃描開關單元52分別設有一掃描輸入端52a、掃描輸出端52b及一掃描接地端52c；其中該掃描輸入端52a連通於該掃描驅動器3，該掃描輸出端52b銜接各掃描線321，該掃描接地端52c經由該電容C2接地，該掃描輸出端52b連結設有一掃描開關521，該掃描開關521可受控制而選擇性地連通於該掃描輸入端52a或該掃描接地端52c；該掃描驅動器3內設有一掃描開關控制模組33，能同時辨別各掃描線321上是否具有掃描驅動信號，並分別控制各掃描開關521動作，使該掃描輸出端52b導通接觸於該掃描輸入端52a及掃描接地端52c的其中之一。

上述結構於運作時，該掃描開關控制模組33能同步偵知各掃描線321上之掃描驅動信號（或同步接受該主控制器1輸出之掃描控制信號，進而可判斷各掃描線321上是否具有掃描驅動信號），當各掃描線321具有掃描驅動信號（或該等掃描控制信號中具有可驅動該液晶單元61動作的掃描驅動信號）時，該掃描開關控制模組33控制該等掃描開關521導通各掃描輸入端52a與各掃描輸出端52b，使該掃描驅動器3送出之掃描驅動信號可經由該等掃描線321傳輸至該穩態液晶顯示模組6中對應之液晶單元61並進行驅動；同時，在各掃描線321不具有掃描驅動信號（或該等掃描控制信號中不具有可驅動該液晶單元61動作的掃描驅動信號）時，該掃描開關控制模組33控制該等掃描開關521導通各掃描輸出端52b與各掃描接地端52c，使該等不具掃描驅動信號之掃描線321可經由該電容C2接地，藉以經由濾波方式消除該等不具該掃描驅動信號之掃描線321受到前述（相鄰具有該掃描驅動信號之掃描線321所產生）能量外溢影響所造成的串音干擾現象。

綜合以上所述，本發明穩態液晶顯示模組之改善干擾結構確可達成有效消除因受驅動之資料線／掃描線的能量外溢，而使相鄰區域產生的串音(crosstalk)干擾現象，以確保液晶顯示模組維持正常畫面品質之功效，實為一具新穎性及進步性之發明，爰依法提出申請發明專利；惟上述說明之內容，僅為本發明之較佳實施例說明，舉凡依本發明之技術手段與範疇所延伸之變化、修飾、改變或等效置換者，亦皆應落入本發明之專利申請範圍內。

1:主控制器

2:資料驅動器

21:資料輸入側

22:資料輸出側

221:資料線

23:資料開關控制模組

3:掃描驅動器

31:掃描輸入側

32:掃描輸出側

321:掃描線

33:掃描開關控制模組

4、40:資料開關組件

41、42:資料開關單元

411:第一資料開關

412:第二資料開關

41a、42a:資料輸入端

41b、42b:資料輸出端

41c、42c:資料接地端

421:資料開關

5、50:掃描開關組件

51、52:掃描開關單元

51a、52a:掃描輸入端

51b、52b:掃描輸出端

51c、52c:掃描接地端

511:第一掃描開關

512:第二掃描開關

521:掃描開關

6:穩態液晶顯示模組

61:液晶單元

611、612:電極

C1、C2:電容

[圖1]係本發明第一實施例之電路方塊圖。

[圖2]係本發明第一實施例之資料開關組件及資料驅動器相關部位的簡單電路圖。

[圖3]係本發明第一實施例之掃描開關組件及掃描驅動器相關部位的簡單電路圖。

[圖4]係本發明第二實施例之電路方塊圖。

[圖5]係本發明第二實施例之資料開關組件及資料驅動器相關部位的簡單電路圖。

[圖6]係本發明第二實施例之掃描開關組件及掃描驅動器相關部位的簡單電路圖。