TWI410939B - 液晶顯示面板驅動方法 - Google Patents

Description

液晶顯示面板驅動方法

本發明是有關於一種液晶顯示面板驅動方法，且特別是有關於一種於圖框時間內驅動液晶顯示面板之複數畫素單元之液晶顯示面板驅動方法。

液晶顯示面板是現代顯示科技的主流。在各個畫素電極上的畫素電壓，往往須要透過畫素電壓的極性反轉以避免面板間的液晶分子特性被破壞。而在畫素電壓不同的反轉過程中，為了達到正極性及負極性的目標準位，即顯示在螢幕上的灰階值，液晶顯示面板驅動電路必須不停的充放電，以使各畫素電壓都能顯示出正確的灰階值。因此，液晶顯示面板驅動電路的充放電時間及充放電準位都影響了液晶顯示面板的效能。充放電時間決定了液晶顯示面板的極性轉換的快速與否，充放電準位則決定了液晶顯示面板所消耗的功率。

因此，如何設計一個新的液晶顯示面板驅動電路，使液晶顯示面板功率消耗低且極性轉換快速，乃為此一業界亟待解決的問題。

因此本發明的目的就是在提供一種液晶顯示面板驅動方法，係用以於一圖框時間內驅動液晶顯示面板之複數畫 素單元，畫素單元設置於複數行資料線及複數列掃描線之交會處，其中圖框時間包含複數資料寫入間隔，各對應至一掃瞄線，各畫素單元更包含耦接至第一共通電極之第一電容及耦接至第二共通電極之第二電容，各列畫素單元之第一共通電極係各自獨立，各列畫素單元之第二共通電極係連接至相同之電壓，液晶顯示面板驅動方法包含：使第二共通電極之電壓維持直流準位；於資料寫入間隔前，掃瞄線關閉一列畫素單元，藉由改變第一共通電極之電壓以對各畫素單元之畫素電壓進行一第一預先充電；於資料寫入間隔時，掃瞄線開啟該列畫素單元，以接收該列畫素單元分別對應之資料線提供之資料電壓；以及於資料寫入間隔後，掃瞄線關閉該列畫素單元，並改變第一共通電極之電壓，俾使該列畫素單元之畫素電壓達到一目標準位。

本發明之優點在於能夠一方面利用預先充電，使畫素單元轉換畫素電壓極性的速度更快，一方面透過共通電極的電壓改變而不全然使用資料線電壓達到目標準位，以獲得省電的效果，而輕易地達到上述之目的。

在參閱圖式及隨後描述之實施方式後，該技術領域具有通常知識者便可瞭解本發明之目的，以及本發明之技術手段及實施態樣。

請參照第1圖，係為本發明之第一實施例之液晶顯示面板驅動方法所適用之一液晶顯示面板1之電路圖。液晶 顯示面板1包含畫素陣列10、掃瞄線驅動電路11以及資料線驅動電路12。畫素陣列10包含複數個畫素單元100、複數列掃瞄線101及複數行資料線102。請同時參照第2圖，係為畫素單元100之一示意圖。畫素單元100設置於各掃瞄線101及資料線102的交會處。畫素單元100實質上包含畫素電晶體20、第一電容22及第二電容24。第一電容22耦接至第一共通電極21，而第二電容24耦接至第二共通電極23。於本實施例中，第一共通電極21係為下板共通電極，而第二共通電極23係為上板共通電極。其中一列掃瞄線101上的畫素單元100之第一共通電極21係互相耦接，但各行畫素單元100間所耦接的第一共通電極21係各自獨立。而一列掃瞄線101上的畫素單元100之之第二共通電極23互相耦接，且各列畫素單元100間所耦接的第二共通電極23係耦接至相同的電壓。掃瞄線101係用以在一資料寫入間隔，開啟所對應之一列畫素單元100，而資料線102則用以在畫素單元100開啟時，自資料線驅動電路12得到一資料電壓，以輸入畫素單元100，使畫素單元100於畫素點25上之畫素電壓改變，適當的畫素電壓將使液晶分子呈現適當之畫素值，而顯示於液晶顯示面板1上。

請參照第3A圖以及第3B圖，第3A圖係為本發明之一實施例中，一列掃瞄線所對應之畫素單元，於二相鄰之圖框時間之電壓變化時序圖。第3B圖係為本實施例中，相鄰各列掃瞄線間，於二相鄰之圖框時間之電壓變化示意圖。使用者在顯示面板上所看見的顯示資料，係由一個又 一個的圖框(frame)接續而成連續的畫面。這些圖框可以分為奇數圖框及偶數圖框，而顯示奇數圖框之時間即為奇數圖框時間，顯示偶數圖框之時間即為偶數圖框時間。奇數圖框及偶數圖框係彼此交錯顯示，舉例來說，第一圖框後顯示的是第二圖框，第二圖框後顯示的是第三圖框，以此類推。因此，奇數圖框時間及偶數圖框時間將交錯進行。在各圖框時間中，前述之各列掃瞄線，於不同之實施例中，將可依掃瞄線之排列順序依序開啟，或是先開啟奇數列掃瞄線，再開啟偶數列掃瞄線，以使各列掃瞄線上的畫素單元能接收資料線所輸入之資料電壓。本實施例中，係為依順序開啟之形式。各列掃瞄線之開啟，分別對應至一資料寫入間隔，因此在前述各列掃瞄線依順序開啟之形式下，一圖框時間內將包含各列掃瞄線所對應之資料寫入間隔，依順序排列，如第3B圖所示。由第3B圖可知，本實施例中之各資料寫入間隔係不重疊。

第3A圖係如前述，為一列掃瞄線所對應之畫素單元，於二相鄰之圖框時間30、31之電壓變化時序圖。第3A圖繪示了該列掃瞄線對應之掃瞄線101之電壓Vr、第一共通電極21之電壓Vci、第二共通電極23之電壓Vcii以及畫素點25之畫素電壓Vp。掃瞄線101具有對應之資料寫入間隔300、310，其中資料寫入間隔300對應圖框時間30，而資料寫入間隔310對應圖框時間31。本實施例之液晶顯示面板驅動方法首先使第二共通電極23之電壓Vcii維持直流準位。為了避免液晶顯示面板間的液晶分子特性被破 壞，往往須要使畫素電壓Vp的極性反轉。當畫素電壓Vp大於第二共通電極23之直流電壓Vcii準位時，即為正極性之電壓，反之即為負極性的電壓。於本實施例中，圖框時間30之前一個圖框時間中，畫素電壓Vp係位於負極性，因此於圖框時間30剛開始時係處於負極性準位。接著，於資料寫入間隔300前，掃瞄線101尚未開啟，因而使掃瞄線101對應之一列畫素單元保持關閉狀態。此時，第一共通電極21之電壓Vci將產生一電壓改變301，而使各畫素單元100之畫素電壓Vp將進行第一預先充電301。由於在圖框時間30係要自負極性準位往正極性準位轉換，因此第一共通電極21之電壓Vci之電壓改變301係為正值。接著於資料寫入間隔300時，掃瞄線101開啟該列畫素單元100，以接收該列畫素單元100分別對應之資料線102提供之資料電壓302。於資料寫入間隔300後，掃瞄線101關閉該列畫素單元100，並再次產生第一共通電極21之電壓改變303，俾使該列畫素單元100之畫素電壓Vp達到一目標準位。如同電壓改變301，資料電壓302及電壓改變303亦為正值，因而使目標準位為一正極性電壓所呈現，即是將顯示於液晶顯示面板1之畫素灰階值。

圖框時間31由於係圖框時間30之下一個圖框時間，因此畫素電壓Vp之極性將由正極性轉換為負極性。請繼續參照第3A圖，在圖框時間31的資料寫入間隔310前，畫素電壓Vp係位於正極性，掃瞄線101尚未開啟，因而使掃瞄線101對應之一列畫素單元保持關閉狀態。此時，第一 共通電極21之電壓Vci將產生一電壓改變311，而使各畫素單元100之畫素電壓Vp將進行一第一預先充電311。由於在圖框時間31係要自正極性準位往負極性準位轉換，因此第一共通電極21之電壓Vci之電壓改變311係為負值。接著於資料寫入間隔310時，掃瞄線101開啟該列畫素單元100，以接收該列畫素單元100分別對應之資料線102提供之資料電壓312。於資料寫入間隔310後，掃瞄線101關閉該列畫素單元100，並再次產生第一共通電極21之電壓改變313，俾使該列畫素單元100之畫素電壓Vp達到一目標準位。如同電壓改變311，資料電壓312及電壓改變313亦為負值，因而使目標準位為一負極性電壓所呈現，即是將顯示於液晶顯示面板1之畫素灰階值。

第3B圖所示係為液晶顯示面板1其中四條鄰接之掃瞄線101所對應之掃瞄線之電壓Vr₁ 、Vr₂ 、Vr₃ 及Vr₄ ，第一共通電極21之電壓Vc₁ 、Vc₂ 、Vc₃ 及Vc₄ 以及第二共通電極23之電壓Vcii。如前所述，於本實施例中之四條鄰接掃瞄線101係一排列順序開啟，對應之資料寫入間隔亦在不重疊之情形下依序排列。每二條鄰接之掃瞄線101之畫素電壓極性係相反，所以每二條鄰接之第一共通電極21之電壓極性係相反，所欲達到之目標準位亦是相反。因此，本實施例之液晶顯示面板1係為一列反轉式之液晶顯示面板1。而第二共通電極23之電壓Vcii係由各列掃瞄線101之畫素單元之第二共通電極23耦接至相同之電壓Vcii，且維持於一直流準位。

本實施例中，第一預先充電之優點係在於，畫素電壓在資料寫入間隔前即以第一共通電極之電壓改變先進行預先充電而接近第二共通電極之電壓，如此資料電壓即不須提供較久和/或較多之電壓才能將畫素電壓極性反轉。並且再藉由資料寫入間隔後第一共通電極之電壓改變，使畫素電極更進一步達到一目標準位。如此的作法，將使得由資料線驅動電路供應之資料電壓大幅下降，而達到極為省電之功效。

於另一實施例中，掃瞄線係分為奇數掃瞄線及偶數掃瞄線，各掃瞄線之資料寫入間隔在一圖框時間中，係先依奇數掃瞄線之排列順序開啟後，再依偶數掃瞄線之排列順序開啟。因此，如第3C圖所示，資料寫入間隔係依1、3、5、...2、4、6...之順序開啟奇數及偶數列之掃瞄線，因此各畫素電壓之電壓改變順序亦依上述順序而改變。

請參照第4A圖，係為本發明之又一實施例中，一列掃瞄線所對應之畫素單元，於二相鄰之圖框時間40、41之電壓變化時序圖。與前一實施例相同地，第4圖繪示了該列掃瞄線對應之掃瞄線101之電壓Vr、第一共通電極21之電壓Vci、第二共通電極23之電壓Vcii以及畫素點25之畫素電壓Vp。請同時參照第4B圖，畫素電晶體20之閘極與第一及第二電容22、24間，實質上係有一寄生電容420之效應。寄生電容420將造成漏電流，如果漏電流之量過大，將使目標準位無法到達，而使顯示於液晶顯示面板1上的畫素灰階值錯誤。因此如第4A圖所示，在畫素電壓25由 負極性往正極性之圖框時間中，除原先的第一預先充電401、資料電壓402與電壓改變403外，尚還包含一次第一共通電極21之電壓改變404，以因應漏電流之效應，而維持目標準位。須注意的是，本實施例之液晶顯示面板驅動方法中，於資料寫入間隔400後二次改變第一共通電極21電壓Vci之方式，亦可應用於如第4C圖所示，未使用第一預先充電401之一實施例中。而第4C圖中，僅有資料電壓402、電壓改變403及電壓改變404之實施例，相較第4A圖之實施例，資料線驅動電路12將須提供較多的電壓以使資料電壓402足以提升畫素電壓Vp以轉換極性。

請參照第5A圖，係為本發明之再一實施例中之液晶顯示面板驅動方法，所適用之一液晶顯示面板之畫素陣列5之電路圖。畫素陣列5包含複數個畫素單元500、複數行資料線501及複數列掃瞄線502。畫素單元500設置於各資料線501及掃瞄線502的交會處。請同時參照第5B圖，畫素單元500實質上包含畫素電晶體510、第一電容511及第二電容512。各畫素單元之第一電容511耦接至第一共通電極503，而第二電容512耦接至第二共通電極513。一列掃瞄線502上的畫素單元500之第二共通電極513實質上係互相耦接，且各列畫素單元500間所耦接的第二共通電極513係耦接至相同的電壓。然而須注意的是，第一共通電極503係如第5A圖所示，由鄰近二列畫素單元500交錯相耦接，形成一鋸齒狀之結構，且各鋸齒狀耦接之第一共通電極503係各自獨立。並且，畫素陣列5之各資料線501亦交錯耦 接鄰近二行畫素單元500。根據第5A圖之畫素陣列5之結構，可由列交錯的第二共通電極513與行交錯的資料線，成為點反轉式的液晶顯示面板。

請參照第6A圖，一列掃瞄線所對應之畫素單元，於二相鄰之圖框時間60、61之電壓變化時序圖，以及第6B圖，係為本實施例中，相鄰各列掃瞄線間，於二相鄰之圖框時間60、61之電壓變化示意圖，以對本實施例之液晶顯示面板驅動方法進行說明。本實施例中二鄰近之資料寫入間隔係具有一重疊時間，如第6A圖所示，資料寫入間隔600a及資料寫入間隔600b分別為鄰近二列掃瞄線電壓Vr_－1 及Vr之資料寫入間隔，因此對資料寫入間隔600b來說，具有與資料寫入間隔600a之重疊時間602及未重疊時間603。在資料寫入間隔600b開始前，係與先前之實施例相同，液晶顯示面板驅動方法首先使第二共通電極23之電壓Vcii維持直流準位。接著，於資料寫入間隔600b前，第r列之掃瞄線502尚未開啟，因而使第r列之掃瞄線502對應之一列畫素單元保持關閉狀態。此時，第一共通電極503之電壓Vci將產生一電壓改變601，而使各鋸齒狀耦接之畫素單元500之畫素電壓Vp將進行一第一預先充電601。由於在圖框時間60係要自負極性準位往正極性準位轉換，因此第一共通電極503之電壓Vci之電壓改變601係為正值。接著於重疊時間602中，由於第r－1列與第r列之掃瞄線係同時開啟，因此資料線驅動電路實質上同時提供電壓至兩列掃瞄線，對第r列之掃瞄線掃來說，係視為一第二預先 充電。而於未重疊時間603中，資料線驅動電路提供電壓至第r列之掃瞄線及下一列(第r＋1列)掃瞄線(未繪示)，在第r列之掃瞄線來說，係視為資料電壓的供應。於資料寫入間隔600b後，第r－1列之掃瞄線502關閉該列畫素單元500，並再次產生第一共通電極503之電壓改變604，俾使該列畫素單元500之畫素電壓Vp達到一目標準位。如同電壓改變601，第二預先充電、資料電壓及電壓改變604亦為正值，因而使目標準位為一正極性電壓所呈現，即是將顯示於液晶顯示面板1之畫素灰階值。圖框時間61之電壓改變611、資料寫入間隔610a及資料寫入間隔610b之重疊時間612之第二預先充電、未重疊時間613以及電壓改變614係與圖框時間60類似，差別僅在於圖框時間61之各電壓改變係為負值，故不再贅述。

第6B圖所示係為畫素陣列5其中四條鄰接之掃瞄線502所對應之掃瞄線之電壓Vr₁ 、Vr₂ 、Vr₃ 及Vr₄ ，第一共通電極503之電壓Vc₁ 、Vc₂ 、Vc₃ 及Vc₄ 以及第二共通電極513之電壓Vcii。如前所述，於本實施例中之各鄰接掃瞄線502係以一排列順序開啟，對應之資料寫入間隔係具有一重疊時間之情形。第二共通電極513之電壓Vcii係由各列掃瞄線502之畫素單元之第二共通電極513耦接至相同之電壓Vcii，且維持於一直流準位。本實施例之液晶顯示面板驅動方法亦可將掃瞄線分為奇數掃瞄線及偶數掃瞄線後，使各掃瞄線之資料寫入間隔在一圖框時間中，係先依奇數掃瞄線之排列順序開啟後，再依偶數掃瞄線之排列 順序開啟。因此，如第6C圖所示，資料寫入間隔係依1、3、5、...2、4、6...之順序開啟奇數及偶數列之掃瞄線，因此各畫素電壓之電壓改變順序亦依上述順序而改變。

本實施例之液晶顯示面板驅動方法，係可搭配第5A圖所示之液晶顯示面板之畫素陣列排列方法，藉由二相鄰列間的第二預先充電機制，使極性轉換時間更加快速，且耗電更少之點反轉式液晶顯示面板。

雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1‧‧‧液晶顯示面板

10‧‧‧畫素陣列

100‧‧‧畫素單元

101‧‧‧掃瞄線

102‧‧‧資料線

11‧‧‧掃瞄線驅動電路

12‧‧‧資料線驅動電路

20‧‧‧畫素電晶體

21‧‧‧第一共通電極

22‧‧‧第一電容

23‧‧‧第二共通電極

24‧‧‧第二電容

25‧‧‧畫素電壓

30、31‧‧‧圖框時間

300、310‧‧‧資料寫入間隔

301、303、311、313‧‧‧電壓改變

302、312‧‧‧資料電壓

40、41‧‧‧圖框時間

400、410‧‧‧資料寫入間隔

401、403、404、411、413‧‧‧電壓改變

402、412‧‧‧資料電壓

420‧‧‧寄生電容

5‧‧‧畫素陣列

500‧‧‧畫素單元

501‧‧‧資料線

502‧‧‧掃瞄線

503‧‧‧第一共通電極

510‧‧‧畫素電晶體

511‧‧‧第一電容

512‧‧‧第二電容

513‧‧‧第二共通電極

60、61‧‧‧圖框時間

600a、600b‧‧‧資料寫入間隔

601、604、611、614‧‧‧電壓改變

602、612‧‧‧重疊時間

603、613‧‧‧未重疊時間

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之詳細說明如下：第1圖係為本發明之第一實施例之液晶顯示面板驅動方法所適用之一液晶顯示面板之電路圖；第2圖係為本發明之第一實施例之畫素單元之一示意圖；第3A圖係為本發明之一實施例之一列掃瞄線對應之畫素單元於二相鄰之圖框時間之電壓變化時序圖；第3B圖係為本發明之一實施例之相鄰各列掃瞄線間於二相鄰之圖框時間之電壓變化示意圖； 第3C圖係為本發明之一實施例中，先開啟奇數掃瞄線後開啟偶數掃瞄線時，各列掃瞄線對應之畫素單元於二相鄰之圖框時間之電壓變化時序圖；第4A圖係為本發明之又一實施例之一列掃瞄線對應之畫素單元於二相鄰之圖框時間之電壓變化時序圖；第4B圖係為本發明之又一實施例之畫素單元之一示意圖；第4C圖係為本發明之另一實施例中，未使用第一預先充電之情況下，一列掃瞄線對應之畫素單元於二相鄰之圖框時間之電壓變化時序圖；第5A圖係為本發明之再一實施例中之液晶顯示面板驅動方法所適用之一液晶顯示面板之畫素陣列之電路圖；第5B圖係為本發明之再一實施例之畫素單元之一示意圖；第6A圖係為本發明之再一實施例之一列掃瞄線對應之畫素單元於二相鄰之圖框時間之電壓變化時序圖；第6B圖係為本發明之再一實施例之相鄰各列掃瞄線間於二相鄰之圖框時間之電壓變化示意圖；以及第6C圖係為本發明之再一實施例中，先開啟奇數掃瞄線後開啟偶數掃瞄線時，各列掃瞄線對應之畫素單元於二相鄰之圖框時間之電壓變化時序圖。

30、31‧‧‧圖框時間

300、310‧‧‧資料寫入間隔

301、303、311、313‧‧‧電壓改變

302、312‧‧‧資料電壓

Claims (9)

1. 一種液晶顯示面板驅動方法，係用以於一圖框時間內驅動一液晶顯示面板之複數畫素單元，該等畫素單元設置於複數行資料線及複數列掃描線之交會處，其中該圖框時間包含複數資料寫入間隔，係各對應至一掃瞄線，各該等畫素單元更包含耦接至一第一共通電極之一第一電容及耦接至一第二共通電極之一第二電容，各列畫素單元之第一共通電極係各自獨立，各列畫素單元之第二共通電極係連接至相同之一電壓，該液晶顯示面板驅動方法包含：使該第二共通電極之該電壓維持一直流準位；於一資料寫入間隔前，藉由改變該第一共通電極之電壓以對各畫素單元之一畫素電壓進行一第一預先充電；於該資料寫入間隔時，該掃瞄線開啟該列畫素單元，以接收該列畫素單元分別對應之一資料線提供之一資料電壓；以及當一圖框時間內之目標準位為一正極性準位，於該資料寫入間隔後，該掃瞄線關閉該列畫素單元，該第一共通電極之電壓實質上係包含兩次提升改變之步驟，俾使該列畫素單元之畫素電壓提升一目標準位。
2. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板驅動方法，其中該列畫素單元之畫素電壓於相鄰之二圖框時間具有相反極性之目標準位。
3. 如申請專利範圍第2項所述之液晶顯示面板驅動方法，其中當該圖框時間內之目標準位為該正極性準位，則該第一共通電極之電壓之改變及該資料電壓係各為一正值，當該圖框時間內之目標準位為一負極性準位，則該第一共通電極之電壓之改變及該資料電壓係各為一負值。
4. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板驅動方法，其中該液晶顯示面板係為一列反轉式液晶顯示面板。
5. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板驅動方法，其中各該等資料寫入間隔係不重疊。
6. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板驅動方法，二鄰近掃瞄線對應之二資料寫入間隔係具有一重疊時間，該二資料寫入間隔對應之二列畫素單元之該資料寫入間隔較後者，係於該重疊時間藉由該資料寫入間隔較前者之該畫素電壓進行一第二預先充電。
7. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板驅動方法，其中該資料寫入間隔較後者係於一重疊時間後接收該資料線提供之該資料電壓。
8. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板驅動方法，其中該等資料寫入間隔係依該等掃瞄線之一排列順序 開啟該等掃瞄線對應之畫素單元。
9. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板驅動方法，其中該等掃瞄線係包含複數奇數掃瞄線及複數偶數掃瞄線，該等資料寫入間隔係先依該等奇數掃瞄線之一排列順序開啟對應之畫素單元後，再依該等偶數掃瞄線之一排列順序開啟對應之畫素單元。