TWI425493B - 平面顯示裝置及其工作電位調整方法 - Google Patents

Description

平面顯示裝置及其工作電位調整方法

本發明是有關於顯示技術領域，且特別是有關於一種平面顯示裝置的結構以及其工作電位調整方法。

目前，平面顯示裝置例如薄膜電晶體液晶顯示裝置因具有高畫質、體積小、重量輕及應用範圍廣等優點而被廣泛應用於行動電話、筆記型電腦、桌上型顯示裝置以及電視等消費性電子產品，並已經逐漸取代傳統的陰極射線管(CRT)顯示裝置而成為顯示裝置的主流。

然而，由於平面顯示裝置中的薄膜電晶體在不同溫度、濕度、產品生命期等使用狀態，薄膜電晶體內的膜質、缺陷、載子移動率等電性皆隨之改變，這些改變會導致畫素電容充電不足或電壓洩漏之問題，故使得顯示畫面品質產生變化。

先前的改善有透過提高載子移動率、降低薄膜電晶體漏電流及提升薄膜電晶體可靠度等方式，但改善幅度有限，且於不同溫度、濕度、使用週期下，顯示畫面品質無法保持即時最佳狀態。

本發明的目的之一是提供一種平面顯示裝置的工作電位調整方法，解決面板可靠度導致的顯示畫面品質問題，以使顯示裝置於不同溫度、濕度、產品生命期等狀態下即時提供最佳顯示畫面品質。

本發明的再一目的是提供一種平面顯示裝置的結構，於不同溫度、濕度、產品生命期等狀態下可即時提供最佳顯示畫面品質。

具體地，本發明實施例提出之一種平面顯示裝置的工作電位調整方法適用於包括至少一第一測試畫素的平面顯示裝置上。本實施例中，工作電位調整方法包括：提供多個測試工作電位；逐一使用這些測試工作電位使第一測試畫素進行操作以使第一測試畫素被第一特定資料進行充電；取得第一測試畫素在這些測試工作電位下被充電後所儲存的多個第一資料電位；以及根據這些第一資料電位在特定時間內的狀態以決定平面顯示裝置的工作電位。

在本發明實施例中，上述之工作電位可為平面顯示裝置之掃描線的最低電位；上述之根據這些第一資料電位在特定時間內的狀態以決定平面顯示裝置的工作電位可包括步驟：取得這些第一資料電位與預設電位間的差值隨時間變化的斜率，取得此些斜率的最大絕對值，以及將使用這些測試工作電位所對應取得的這些斜率的最大絕對值中的最小者所對應的測試工作電位設定為上述之工作電位；又或者，上述之根據這些第一資料電位在特定時間內的狀態以決定平面顯示裝置的工作電位可包括步驟：取得這些第一資料電位與相對應的多個第二資料電位之間的多個資料差值，取得這些資料差值的最大絕對值，以及以使用這些測試工作電位所對應取得的這些資料差值的最大絕對值中的最小者所對應的測試工作電位為上述之工作電位，其中這些第二資料電位係由第二測試畫素使用與第一測試畫素不同時序之掃描線驅動電壓訊號，並使用與第一測試畫素相同的這些測試工作電位進行操作並被第一特定資料進行充電後所儲存的結果而得。

在本發明實施例中，上述之工作電位可為平面顯示裝置之掃描線的最高電位；而上述之根據這些第一資料電位在特定時間內的狀態以決定平面顯示裝置的工作電位可包括步驟：比較這些第一資料電位與預設電位以得比較結果，以及在依照這些測試工作電位從小到大排列時將使用這些測試工作電位而相對應取得的這些比較結果發生變化時的測試工作電位設定為上述之工作電位。

在本發明實施例中，上述之工作電位調整方法更包括步驟：提供多個測試共用電位，逐一使用這些測試共用電位與第一測試畫素協同操作以使第一測試畫素被第二特定資料進行充電，取得第一測試畫素與這些測試共用電位協同操作下被充電後所儲存的多個第二資料電位，取得這些第二資料電位與相對應的這些測試共用電位間差值的積分結果，以及選擇使積分結果接近預設電位的測試共用電位為平面顯示裝置的共用電位。

本發明實施例提出之一種平面顯示裝置，包括：多條資料線、多條掃描線、顯示區、測試區、記憶體、偵測電路以及電源供應電路。具體地，資料線用於提供顯示資料；顯示區包括多個畫素，分別電性耦接於這些資料線之一與這些掃描線之一，根據這些掃描線的控制以決定是否接收顯示資料。測試區包括第一測試畫素，而第一測試畫素電性耦接至這些資料線之一與這些掃描線之一。記憶體儲存多個測試工作電位。偵測電路電性耦接至記憶體及第一測試畫素，偵測電路取得第一測試畫素被充電後所儲存的第一資料電位，並根據第一資料電位的狀態以從記憶體的這些測試工作電位中擇一為工作電位，並將此工作電位儲存至記憶體中。電源供應電路電性耦接至記憶體以取得上述之工作電位，並在第一時段內提供具備此工作電位的電源至平面顯示裝置以供平面顯示裝置中的電子元件進行操作，在第二時段內分次提供具備這些測試工作電位的電源至平面顯示裝置以供平面顯示裝置中的電子元件進行操作。在此，平面顯示裝置中的電子元件可包括提供訊號至這些掃描線的掃描線驅動電路模組，或者是包括提供共用電壓訊號至這些畫素的共用電位驅動電路模組。

在本發明一實施例中，上述之平面顯示裝置中的偵測電路包括微分單元、整流單元、峰值偵測單元以及處理單元。其中，微分單元包括兩輸入端，其中一輸入端電性耦接至第一測試畫素以接收第一資料電位，另一輸入端電性耦接至預設電位；整流單元的輸入端電性耦接至微分單元的輸出端；峰值偵測單元的輸入端電性耦接至整流單元的輸出端，而峰值偵測單元的輸出端輸出最大絕對值；處理單元電性耦接至峰值偵測單元以接收最大絕對值，並將多次分別接收的最大絕對值中的最小者所對應的測試工作電位輸出為上述之工作電位。

在本發明一實施例中，上述之平面顯示裝置中的測試區更包括第二測試畫素，第二測試畫素與第一測試畫素電性耦接至這些掃描線中的不同者；偵測電路包括：減法單元、整流單元、峰值偵測單元以及處理單元；減法單元包括兩輸入端，其中一輸入端電性耦接至第一測試畫素以接收第一資料電位，另一輸入端電性耦接至第二測試畫素以接收第二測試畫素被充電後所儲存的第二資料電位；整流單元的輸入端電性耦接至減法單元的輸出端；峰值偵測單元的輸入端電性耦接至整流單元的輸出端，而峰值偵測單元的輸出端輸出最大絕對值；處理單元電性耦接至峰值偵測單元以接收最大絕對值，並將多次分別接收的最大絕對值中的最小者所對應的測試工作電位輸出為上述之工作電位。

在本發明一實施例中，上述之平面顯示裝置中的偵測電路包括：分壓單元、比較單元以及峰值偵測單元；其中，分壓單元電性耦接至與第一測試畫素相電性耦接的這些資料線之一，藉此對此資料線所提供的電位進行分壓操作並輸出分壓操作所得的結果；比較單元包括兩輸入端，其中一輸入端電性耦接至第一測試畫素以接收第一資料電位，另一輸入端電性耦接至分壓單元以接收分壓操作所得的結果；峰值偵測單元的輸入端電性耦接至比較單元的輸出端，而峰值偵測單元的輸出端輸出最大絕對值；處理單元電性耦接至峰值偵測單元以接收最大絕對值，並在多次分別接收最大絕對值之後，將所使用的數值相鄰且造成不同之最大絕對值的兩個測試工作電位中的較大者或較小者設定為上述之工作電位。

在本發明一實施例中，上述之平面顯示裝置中的這些畫素包括開關單元、顯示電容及儲存電容，顯示電容的一端電性耦接至開關單元，另一端電性耦接至第一共用電極；儲存電容的一端電性耦接至開關單元，另一端電性耦接至第二共用電極；偵測電路包括：減法單元、積分單元以及處理單元；減法單元包括兩輸入端，其中一輸入端電性耦接至第一測試畫素以接收第一資料電位，另一輸入端電性耦接至第二共用電極；積分單元的輸入端電性耦接至減法單元的輸出端，且積分單元的輸出端輸出積分結果；處理單元電性耦接至峰值偵測單元以接收積分結果，並在多次分別接收積分結果之後，將提供至第二共用電極上之數值相鄰且造成不同之積分結果的兩個電位中的較大者或較小者設定為上述之工作電位。再者，偵測電路更可包括：電壓限制單元，電性耦接於積分單元與處理單元之間，藉此限制由積分單元提供至處理單元的積分結果的電位最大與最小值。

概述之，本發明實施例透過平面顯示裝置工作電位自動調整方式來改善顯示畫面品質，主要利用偵測電路計算測試畫素電性變化，回授給掃描線驅動電路模組及/或共用電位驅動電路模組提供合適之工作電位，使得平面顯示裝置於不同使用溫度、濕度、產品生命期等使用狀態下將對顯示畫面品質之影響降至最低，而皆有良好顯示畫面品質。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

請參閱圖1，繪示為本發明實施例之一種平面顯示裝置的系統架構示意圖。如圖1所示，平面顯示裝置10包括時序控制器11、主動式顯示面板12、掃描線驅動電路模組13、資料線驅動電路模組14、偵測電路15、記憶體16以及掃描線驅動電壓產生器17。其中，時序控制器11用於控制掃描線驅動電路模組13、資料線驅動電路模組14及偵測電路15的時序；掃描線驅動電路模組13電性耦接至主動式顯示面板12上的多條掃描線GL(1),GL(2),...,GL(m)以提供掃描線驅動電壓訊號至這些掃描線；資料線驅動電路模組14電性耦接至主動式顯示面板12上的多條資料線DL(1),DL(2),...,DL(n)以提供顯示資料訊號至這些資料線；這些掃描線GL(1),GL(2),...,GL(m)與資料線DL(1),DL(2),...,DL(n)交叉設置。本實施例中，主動式顯示面板12可為液晶顯示面板，但本發明並不以此為限。

承上述，主動式顯示面板12包括顯示區121及測試區123；顯示區121包括多個畫素P，各個畫素P分別電性耦接至掃描線GL(1),GL(2),...,GL(m)之一與資料線DL(1),DL(2),...,DL(n)之一，並根據這些掃描線的控制以決定是否接收顯示資料。各個畫素P通常皆包括：畫素電晶體、顯示電容Cd例如液晶電容、及儲存電容Cst，儲存電容Cst與顯示電容Cd的一端電性耦接至畫素電晶體以接收顯示資料，顯示電容Cd的另一端電性耦接至第一共用電極以接收共用電位Vcom，而儲存電容Cst的另一端電性耦接至第二共用電極以接收共用電位Vcom。測試區123包括多個測試畫素TP排列成一行且皆電性耦接至資料線DL(n)並分別電性耦接至掃描線GL(1),GL(2),...,GL(m)。在此需要說明的是，測試區123亦可僅包括單個測試畫素TP。此外，測試畫素TP也可以是畫素P中的一部份，也就是說，在畫面顯示時段內，這些測試畫素TP也可以用來顯示影像。

請再參閱圖1，記憶體16儲存多個測試工作電位，例如多個不同的掃描線驅動電源電壓之最高工作電位Vgh及/或多個不同的掃描線驅動電源電壓之最低工作電位Vgl。掃描線驅動電壓產生器17電性耦接至記憶體16以在測試時段內逐一取用這些測試工作電位，進而分次提供具備這些測試工作電位的電源至掃描線驅動電路模組13進行操作。偵測電路15電性耦接至記憶體16及測試區123中的各個測試畫素TP，以取得測試畫素TP被充電後所儲存的資料電位Vfb，並根據資料電位Vfb的狀態從記憶體16的這些測試工作電位中擇一為工作電位，並將此工作電位儲存至記憶體16中；之後，由掃描線驅動電壓產生器17從記憶體16中取得此工作電位，並在主動式顯示面板12的畫面顯示時段內提供具備此工作電位的電源至掃描線驅動電路模組13進行操作。

請參閱圖2A及圖2B，為不影響測試畫素TP本身之電壓與顯示裝置顯示畫面品質，使用測試畫素TP並聯連接至偵測電路15以提供資料電位Vfb，此些測試畫素TP可由單列測試畫素(如圖2A)、單行測試畫素(如圖2B)、或測試畫素矩陣並聯連接，其目的在於夠大的電容量可避免電壓受到偵測電路15所牽引，增加量測精確度。於圖2A中，測試畫素TP排列於同一列且皆電性耦接至掃描線GL(m)及資料線DL(1)來提供資料電位Vfb，而各個畫素P則分別電性耦接至掃描線GL(1),GL(2),...,GL(m-1)中的相應者。於圖2B中，測試畫素TP排列於同一行且皆電性耦接至掃描線GL(1)及資料線DL(n)來提供資料電位Vfb，而各個畫素P則分別電性耦接至資料線DL(1),DL(2),...,DL(n-1)中的相應者。

請一併參閱圖3及圖4，其中圖3繪示出相關於本發明實施例的偵測電路用作測試掃描線驅動電壓訊號之最低工作電位Vgl之實施型態，圖4繪示出相關圖3所示偵測電路中各個電連接點之電壓時序變化。具體地，於圖3中，TP代表單個測試畫素或者並聯連接的多個測試畫素，本實施例中以單個測試畫素作為舉例說明。當測試畫素TP中的畫素電晶體(開關元件)的閘極因施加有掃描線驅動電壓訊號Vg而開啟且畫素電晶體的源/汲極施加有顯示資料電壓訊號Vdata後，畫素電晶體的汲/源極輸出資料電位Vfb。當偵測電路15之電性耦接至測試畫素TP的開關元件S1開啟，資料電位Vfb作為偵測電路15的輸入電壓V0。於掃描線驅動電壓訊號Vg開啟(ON)時，資料電位Vfb被充飽至接近顯示資料電壓訊號Vdata，於掃描線驅動電壓訊號Vg關閉(OFF)時，資料電位Vfb被漏電流所牽引而改變。

偵測電路15之第一級由開關元件S1與微分單元151所構成，微分單元151包括兩輸入端，其中一輸入端透過開關元件S1電性耦接至測試畫素TP，另一輸入端電性耦接至預設電位例如接地電位；掃描線驅動電壓訊號Vg開啟時，開關元件S1斷開而使偵測電路15斷路；掃描線驅動電壓訊號Vg關閉時，開關元件S1開啟而使得測試畫素TP接至偵測電路15的輸入端，此輸入電壓V0(如圖4(a)所示)經由微分單元151作用後，其輸出電壓V1≡dV0/dt，亦即作斜率運算(如圖4(b)所示)，此斜率隨時間變化。

偵測電路15之第二級為整流單元153例如全波整流器，而整流單元153的輸入端電性耦接至微分單元151的輸出端；微分單元151的輸出電壓V1經由整流單元153作用後，輸出電壓V2=∣V1∣，亦即做絕對值運算(如圖4(c)所示)。

偵測電路15之第三級為峰值偵測單元155，其輸入端電性耦接至整流單元153的輸出端；整流單元153的輸出電壓V2經由峰值偵測單元155作用後，其輸出電壓V3=Max(V2)，亦即做最大值運算(如圖4(d)所示)。

偵測電路15之第四級由開關元件S2與處理單元157所構成，開關單元S2與第一級中的S1同步開啟，處理單元157透過開關元件S2電性耦接至峰值偵測單元155以接收其輸出電壓V3。本實施例中，藉由提供多個測試工作電位Vgl(例如每一個畫面幀(frame)變換一次測試工作電位)可獲得多個輸出電壓V3。之後，由處理單元157可將多次分別接收的V3中的最小值Min(V3)(如圖5所示，其繪示出V3與相對應的測試工作電位之關係曲線)所對應測試工作電位(亦即Vgl最佳值)輸出為畫面顯示時段內的工作電位，達成調整掃描線驅動電壓的最低工作電位Vgl之目的。

請一併參閱圖6及圖7，其中圖6繪示出相關於本發明實施例的偵測電路用作測試掃描線驅動電壓訊號之最低工作電位Vgl之另一實施型態，圖7繪示出相關圖6所示偵測電路中各個電連接點之電壓時序變化。具體地，於圖6中，TP1及TP2分別代表電性耦接至不同掃描線之單個測試畫素或者電性耦接至不同掃描線且並聯連接的多個測試畫素，本實施例中以電性耦接至不同掃描線的單個測試畫素作為舉例說明。當測試畫素TP1及TP2中的畫素電晶體(開關元件)的閘極因施加有相同掃描線驅動電壓訊號Vg而開啟且畫素電晶體的源/汲極施加有相同顯示資料電壓訊號Vdata後，畫素電晶體的汲/源極分別輸出資料電位Vfb1及Vfb2。當偵測電路25之電性耦接至測試畫素TP1及TP2的開關元件S1a及S1b開啟，資料電位Vfb1及Vfb2分別作為偵測電路25的輸入電壓V0a及V0b。於掃描線驅動電壓訊號Vg開啟(ON)時，資料電位Vfb1及Vfb2被充飽至接近顯示資料電壓訊號Vdata，於掃描線驅動電壓訊號Vg關閉(OFF)時，資料電位Vfb1及Vfb2被漏電流所牽引而改變。

偵測電路25之第一級由開關元件S1a及S1b與減法單元251所構成，減法單元251包括兩輸入端，分別透過開關元件S1a及S1b電性耦接至測試畫素TP1及TP2；掃描線驅動電壓訊號Vg開啟時，開關元件S1a及S1b斷開而使偵測電路25斷路；掃描線驅動電壓訊號Vg關閉時，開關元件S1a及S1b開啟而使得測試畫素TP1及TP2分別接至偵測電路25的兩輸入端，輸入電壓V0a及V0b(如圖7(a)所示)經由減法單元251作用後，其輸出電壓V1=(V0b-V0a)，亦即作減法運算而得資料電位之間的資料差值(如圖7(b)所示)。

偵測電路25之第二級為整流單元253例如全波整流器，而整流單元253的輸入端電性耦接至減法單元251的輸出端；減法單元251的輸出電壓V1經由整流單元253作用後，輸出電壓V2=∣V1∣，亦即做絕對值運算(如圖7(c)所示)。

偵測電路25之第三級為峰值偵測單元255，其輸入端電性耦接至整流單元253的輸出端；整流單元253的輸出電壓V2經由峰值偵測單元255作用後，其輸出電壓V3=Max(V2)，亦即做最大值運算(如圖7(d)所示)。

偵測電路25之第四級由開關元件S2與處理單元257所構成，開關單元S2與第一級中的S1a及S1b同步開啟，處理單元257透過開關元件S2電性耦接至峰值偵測單元255以接收其輸出電壓V3。本實施例中，藉由提供多個測試工作電位Vgl(例如每一個畫面幀變換一次測試工作電位)可獲得多個輸出電壓V3。之後，由處理單元257可將多次分別接收的V3中的最小值Min(V3)(可參閱圖5)所對應測試工作電位(亦即Vgl最佳值)輸出為畫面顯示時段內的工作電位，達成調整工作電位Vgl之目的。

請一併參閱圖8及圖9，其中圖8繪示出相關於本發明實施例的偵測電路用作測試掃描線驅動電壓訊號的最高工作電位Vgh之實施型態，圖9繪示出相關圖8所示偵測電路中各個電連接點之電壓時序變化。具體地，於圖8中，TP代表單個測試畫素或者並聯連接的多個測試畫素，本實施例中以單個測試畫素作為舉例說明。當測試畫素TP中的畫素電晶體(開關元件)的閘極因施加有掃描線驅動電壓訊號Vg而開啟且畫素電晶體的源/汲極施加有顯示資料電壓訊號Vdata後，畫素電晶體的汲/源極輸出資料電位Vfb。當偵測電路35之電性耦接至測試畫素TP的開關元件S1開啟，資料電位Vfb作為偵測電路35的輸入電壓V0。於掃描線驅動電壓訊號Vg開啟(ON)時，資料電位Vfb被充飽至接近顯示資料電壓Vdata，於掃描線驅動電壓訊號Vg關閉(OFF)時，資料電位Vfb被漏電流所牽引而改變。

偵測電路35之第一級由開關元件S1與分壓單元351所構成，分壓單元351電性耦接至與測試畫素TP相同資料電壓訊號的資料線，藉此對此資料線所提供的顯示資料電壓訊號Vdata進行分壓操作；掃描線驅動電壓訊號Vg關閉時，開關元件S1斷開而使偵測電路35斷路；掃描線驅動電壓訊號Vg開啟時，開關元件S1開啟而使得測試畫素TP接至偵測電路35的輸入端而提供輸入電壓V0(如圖9(a)所示)。接入偵測電路35的顯示資料電壓訊號Vdata經由分壓單元351的分壓作用後，輸出電壓V1=K×Vdata(如圖9(b)所示)，目的在於提供比較測試畫素TP是否充飽的比較準位。

偵測電路35之第二級為比較單元353，其輸入電壓V0及V1經由比較單元353作用後，如果V0>V1，其輸出電壓V2=+V(sat)(電壓正飽和值)，否則如果V0<V1，其輸出電壓V2=-V(sat)(如圖9(c)所示)；其中+V(sat)為電壓正飽和值，-V(sat)為電壓負飽和值。

偵測電路35之第三級為峰值偵測單元355，其輸入端電性耦接至比較單元353的輸出端；比較單元353的輸出電壓V2經由峰值偵測單元355作用後，其輸出電壓V3=Max(V2)，亦即做最大值運算(如圖9(d)所示)。

偵測電路35之第四級由開關元件S2與處理單元357所構成，開關單元S2與第一級中的S1同步開啟，處理單元357透過開關元件S2電性耦接至峰值偵測單元355以接收其輸出電壓V3。本實施例中，藉由提供多個測試工作電位Vgh(例如每一個畫面幀變換一次測試工作電位)可獲得多個輸出電壓V3。之後，由處理單元357在依照各個測試工作電位從小到大排列時將使用這些測試工作電位而相對取得的V3發生變化(對應圖10中V3跳躍值，圖10繪示出V3與相對應的測試工作電位之關係曲線)時的測試工作電位(Vgh最佳值)輸出為畫面顯示時段內的工作電位，達成調整工作電位Vgh之目的。

簡述之，上述相關於圖1所示平面顯示裝置10的實施例中所採用的演算方法可參閱圖11，平面顯示裝置10啟動工作電位調整(S100)後，逐一從記憶體16中取用不同的測試工作電位Vgh及/或Vgl並分別儲存偵測電路15、25、35的輸出電壓V3與Vgh及/或Vgl之關係至記憶體16中(S200)，再由掃描線驅動電壓產生器17從記憶體16內尋找最佳的Vgh及/或Vgl在畫面顯示時段內使用(S300)。

請參閱圖12，繪示出本發明實施例之另一種平面顯示裝置的系統架構示意圖。如圖12所示，平面顯示裝置50包括時序控制器51、主動式顯示面板52、掃描線驅動電路模組53、資料線驅動電路模組54、偵測電路55、記憶體56、掃描線驅動電壓產生器57以及共用電位驅動電路模組58。其中，時序控制器51用於控制掃描線驅動電路模組53、資料線驅動電路模組54及偵測電路55的時序；掃描線驅動電路模組53電性耦接至主動式顯示面板52上的多條掃描線GL(1),GL(2),...,GL(m)以提供掃描線驅動電壓訊號至這些掃描線；資料線驅動電路模組54電性耦接至主動式顯示面板52上的多條資料線DL(1),DL(2),...,DL(n)以提供顯示資料訊號至這些資料線；這些掃描線GL(1),GL(2),...,GL(m)與資料線DL(1),DL(2),...,DL(n)交叉設置。本實施例中，主動式顯示面板52可為液晶顯示面板，但本發明並不以此為限。

承上述，主動式顯示面板52包括顯示區521及測試區523；顯示區521包括多個畫素P，各個畫素P分別電性耦接至掃描線GL(1),GL(2),...,GL(m)之一與資料線DL(1),DL(2),...,DL(n)之一並根據這些掃描線的控制以決定是否接收顯示資料。各個畫素P通常皆包括：畫素電晶體、顯示電容Cd例如液晶電容、以及儲存電容Cst，顯示電容Cd與儲存電容Cst的一端電性耦接至畫素電晶體以接收顯示資料，顯示電容Cd的另一端電性耦接至第一共用電極以接收共用電位Vcom，儲存電容Cst的另一端電性耦接至共用電極以接收共用電位Vcom。測試區523包括多個測試畫素TP排列成一行且皆電性耦接至資料線DL(n)並分別電性耦接至掃描線GL(1),GL(2),...,GL(m)。在此需要說明的是，測試區523亦可僅包括單個測試畫素TP，又或者是包括多個測試畫素TP排列成一行或一列並電性耦接至不同的掃描線或者同一掃描線。此外，測試畫素TP也可以是畫素P中的一部份，也就是說，在畫面顯示時段內，這些測試畫素TP也可以用來顯示影像。再者，共用電位驅動電路模組58電性耦接至主動式顯示面板52，以向其之顯示區521提供畫面顯示時段內所需的共用電位Vcom以及向其之測試區523分次提供測試時段內所需的多個測試共用電位Vcom。

請再參閱圖12，記憶體56儲存多個測試工作電位，例如多個不同的掃描線驅動電壓訊號之最高工作電位Vgh、多個不同的掃描線驅動電壓訊號之最低工作電位Vgl、及/或多個不同的測試共用電位Vcom。掃描線驅動電壓產生器57電性耦接至記憶體56以在掃描線驅動電壓訊號之最高工作電位及/最低工作電位測試時段內逐一取用這些測試工作電位Vgh及/或Vgl，進而分次提供具備這些測試工作電位的電源至掃描線驅動電路模組53進行操作；共用電位驅動電路模組58也電性耦接至記憶體56以在共用電位測試時段內逐一取用這些測試共用電位Vcom，進而分次提供具備這些測試共用電位的電源至共用電位驅動電路模組58進行操作。偵測電路55電性耦接至記憶體56及測試區523中的測試畫素TP，以取得測試畫素TP被充電後所儲存的資料電位Vfb以及測試共用電位Vcom。

請一併參閱圖13及圖14，其中圖13繪示出相關於本發明實施例的偵測電路用作測試共用電位之實施型態，圖14繪示出相關圖13所示偵測電路中各個電連接點之電壓時序變化。具體地，於圖13中，TP代表單個測試畫素或者並聯連接的多個測試畫素，本實施例中以單個測試畫素作為舉例說明。當測試畫素TP中的畫素電晶體(開關元件)的閘極因施加有掃描線驅動電壓訊號Vg而開啟且畫素電晶體的源/汲極施加有顯示資料電壓Vdata後，畫素電晶體的汲/源極輸出資料電位Vfb、且測試畫素TP中的儲存電容與共用電極相電性耦接的一端輸出測試共用電位Vcom。當偵測電路55之電性耦接至測試畫素TP的開關元件S1a及S1b開啟，資料電位Vfb經由開關元件S1a輸入作為偵測電路55的輸入電壓V0a、且測試共用電位Vcom經由開關元件S1b輸入至偵測電路55。於掃描線驅動電壓訊號Vg開啟(ON)時，資料電位Vfb被充飽至接近顯示資料電壓訊號Vdata，於掃描線驅動電壓訊號Vg關閉(OFF)時，資料電位Vfb被漏電流所牽引而改變。

偵測電路55之第一級由開關元件S1a及S1b與減法單元551所構成，減法單元551包括兩輸入端，分別透過開關元件S1a及S1b電性耦接至測試畫素TP的顯示電容之兩端(亦即，畫素電極與第二共用電極(在此也可為第一共用電極))以接收資料電位Vfb及測試共用電位Vcom；輸入電壓V0及Vcom(如圖14(a)所示)經由減法單元551作用後，其輸出電壓V1=(V0-Vcom)(等同於顯示電容之壓差)，亦即作減法運算而得資料電位與相對應的測試共用電位之間的差值(如圖14(b)所示)。

偵測電路55之第二級為積分單元553，而積分單元553的輸入端電性耦接至減法單元551的輸出端；減法單元551的輸出電壓V1經由積分單元553作時間上之積分，若電壓V1於正負半週不對稱，則其輸出電壓V2(積分結果)將隨時間變大或變小(如圖14(c)所示)；因此，偵測電路55可用於儲存電壓正負半週是否對稱。

偵測電路55之第三級為電壓限制單元555，其輸入端電性耦接至積分單元553的輸出端；積分單元553的輸出電壓V2經由電壓限制單元555作用後，其輸出電壓V3如圖14(d)所示。本實施例中，電壓限制單元555用於限制輸出電壓V2的最大與最小值，其可根據實際需要而決定是否採用之。

偵測電路55之第四級由開關元件S2與處理單元557所構成，開關單元S2與第一級中的S1a及S1b同步開啟，處理單元557透過開關元件S2電性耦接至電壓限制單元255以接收其輸出電壓V3，並將多次分別接收積分結果之後，將提供至測試畫素TP之共用電極上之數值相鄰且造成不同之積分結果的兩個測試共用電位中的較大者或較小者設定為該畫面顯示時段的共用電位。

本實施例中，藉由提供不同的測試共用電壓Vcom(例如每一個畫面幀變換一次測試共用電位)可獲得多個輸出電壓V3。如圖15所示，當測試共用電壓Vcom較小時，正半週的V1大於負半週的V1，由於積分單元553與電壓限制單元555之作用，輸出電壓V3對應至負飽和值(-V(sat))；反之，當測試共用電壓Vcom較大時，正半週的V1小於負半週的V1，由於積分單元553與電壓限制單元555之作用，輸出電壓V3對應至正飽和值(+V(sat))；則當輸出電壓V3跳躍時，即為最佳之測試共用電位(例如圖15中所示之對應0電位的測試共用電位Vcom取值)。此最佳的測試共用電位可由共用電位驅動電路模組58從記憶體56中取出作為平面顯示裝置50的畫面顯示時段內的共用電位，達成調整共用電位Vcom之目的。

簡述之，上述相關於圖12所示平面顯示裝置50之實施例中所採用的演算方法可參閱圖16，在平面顯示裝置50執行步驟S100~S300以尋找出最佳的Vgh及/或Vgl之後，則可逐一從記憶體56中取用不同的測試共用電位Vcom(S400)並儲存偵測電路55的輸出電壓V3與Vcom之關係至記憶體56中(S500)，再由共用電位驅動電路模組58從記憶體56內尋找最佳的Vcom在畫面顯示時段內使用(S600)，以降低人眼閃爍感。上述步驟S100~S600可重複進行，以尋找出最佳的Vgh及/或Vgl、及/或Vcom。

綜上所述，本發明實施例透過顯示裝置工作電位自動調整方式來改善顯示畫面品質，主要利用偵測電路計算測試畫素電性變化，回授給掃描線驅動電路模組及/或共用電位驅動電路模組提供合適之工作電位，使得顯示裝置於不同使用溫度、濕度、產品生命期等使用狀態下將對顯示畫面品質之影響降至最低，而皆有良好顯示畫面品質。

雖然本發明已以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，當可作些許之更動與潤飾，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。

10、50．．．平面顯示裝置

11、51．．．時序控制器

12、52．．．主動式顯示面板

13、53．．．掃描線驅動電路模組

14、54．．．資料線驅動電路模組

15、25、35：55．．．偵測電路

16、56．．．記憶體

17、57．．．掃描線驅動電壓產生器

121、521．．．顯示區

123、523．．．測試區

P．．．畫素

TP．．．測試畫素

Cd．．．顯示電容

Cst．．．儲存電容

GL(1),GL(2),...,GL(m)．．．掃描線

DL(1),DL(2),...,DL(n)．．．資料線

Vcom．．．共用電位

Vgh、Vgl．．．工作電位

Vfb．．．資料電位

58．．．共用電位驅動電路模組

Vg．．．掃描線驅動電壓訊號

Vdata．．．顯示資料電壓訊號

S1、S1a、S1b、S2．．．開關元件

V0、V0a、V0b、V1、V2、V3．．．電壓

151．．．微分單元

153、253．．．整流單元

155、255、355．．．峰值偵測單元

157、257、357、557．．．處理單元

Min(V3)．．．V3最小值

251、551．．．減法單元

TP1、TP2．．．測試畫素

351．．．分壓單元

353．．．比較單元

58．．．共用電位驅動電路模組

553．．．積分單元

555．．．電壓限制單元

S100~S600．．．步驟

圖1繪示為本發明實施例之一種平面顯示裝置的系統架構示意圖。

圖2A及圖2B繪示出相關於本發明實施例之測試區的測試畫素之排列以及連接關係。

圖3繪示出相關於本發明實施例的偵測電路用作測試掃描線驅動電源電壓訊號的低邏輯工作電位Vgl之實施型態。

圖4繪示出相關圖3所示偵測電路中各個電連接點之電壓時序變化。

圖5繪示出圖3中的輸出電壓V3與相對應的測試工作電位之關係曲線。

圖6繪示出相關於本發明實施例的偵測電路用作測試掃描線驅動電源電壓訊號的低邏輯工作電位Vgl之另一實施型態。

圖7繪示出相關圖6所示偵測電路中各個電連接點之電壓時序變化。

圖8繪示出相關於本發明實施例的偵測電路用作測試掃描線驅動電源電壓訊號的高邏輯工作電位Vgh之實施型態。

圖9繪示出相關圖8所示偵測電路中各個電連接點之電壓時序變化。

圖10繪示出圖8中的輸出電壓V3與相對應的測試工作電位之關係曲線。

圖11繪示出相關於圖1所示平面顯示裝置所採用的工作電位調整方法之流程圖。

圖12繪示為本發明實施例之另一種平面顯示裝置的系統架構示意圖。

圖13繪示出相關於本發明實施例的偵測電路用作測試共用電位Vcom之實施型態。

圖14繪示出相關圖13所示偵測電路中各個電連接點之電壓時序變化。

圖15繪示出圖13中的輸出電壓V3與相對應的測試工作電位之關係曲線。

圖16繪示出相關於圖12所示平面顯示裝置所採用的工作電位調整方法之流程圖。

10．．．平面顯示裝置

11．．．時序控制器

12．．．主動式顯示面板

13．．．掃描線驅動電路模組

14．．．資料線驅動電路模組

17．．．掃描線驅動電壓產生器

GL(1),GL(2),...,GL(m)．．．掃描線

DL(1),DL(2),...,DL(n)．．．資料線

121．．．顯示區

123．．．測試區

P．．．畫素

TP．．．測試畫素

Vgh、Vgl．．．工作電位

Vfb．．．資料電位

15．．．偵測電路

16．．．記憶體

Vcom．．．共用電位

Cd．．．顯示電容

Cst．．．儲存電容

Claims (15)

1. 一種平面顯示裝置的工作電位調整方法，適用於包括至少一第一測試畫素的一平面顯示裝置上，該工作電位調整方法包括：提供多個測試工作電位；逐一使用該些測試工作電位使該第一測試畫素進行操作以使該第一測試畫素被一第一特定資料進行充電；取得該第一測試畫素在該些測試工作電位下被充電後所儲存的多個第一資料電位；以及根據該些第一資料電位在一特定時間內的狀態以決定該平面顯示裝置的一工作電位。
2. 如申請專利範圍第1項所述之工作電位調整方法，其中該工作電位為該平面顯示裝置之掃描線的最低電位。
3. 如申請專利範圍第2項所述之工作電位調整方法，其中根據該些第一資料電位在該特定時間內的狀態以決定該平面顯示裝置的該工作電位，包括：取得該些第一資料電位與一預設電位間的差值隨時間變化的一斜率；取得該斜率的最大絕對值；以及將使用該些測試工作電位所對應取得的該些斜率的最大絕對值中的最小者所對應的該測試工作電位設定為該工作電位。
4. 如申請專利範圍第2項所述之工作電位調整方法，其中根據該些第一資料電位在該特定時間內的狀態以決定該平面顯示裝置的該工作電位，包括：取得該些第一資料電位與相對應的多個第二資料電位之間的多個資料差值；取得該些資料差值的最大絕對值；以及以使用該些測試工作電位所對應取得的該些資料差值的最大絕對值中的最小者所對應的該測試工作電位為該工作電位，其中，該些第二資料電位係由一第二測試畫素使用與該第一測試畫素不同時序之掃描線驅動電壓訊號，並使用與該第一測試畫素相同的該些測試工作電位進行操作，並被該第一特定資料進行充電後所儲存的結果而得。
5. 如申請專利範圍第1項所述之工作電位調整方法，其中該工作電位為該平面顯示裝置之掃描線的最高電位。
6. 如申請專利範圍第5項所述之工作電位調整方法，其中根據該些第一資料電位在該特定時間內的狀態以決定該平面顯示裝置的該工作電位，包括：比較該些第一資料電位與一預設電位以得一比較結果；以及在依照該些測試工作電位從小到大排列時，將使用該些測試工作電位而相對應取得的該些比較結果發生變化時的該測試工作電位設定為該工作電位。
7. 如申請專利範圍第1項所述之工作電位調整方法，更包括：提供多個測試共用電位；逐一使用該些測試共用電位與該第一測試畫素協同操作，以使該第一測試畫素被一第二特定資料進行充電；取得該第一測試畫素與該些測試共用電位協同操作下被充電後所儲存的多個第二資料電位；取得該些第二資料電位與相對應的該些測試共用電位間差值的一積分結果；選擇使該積分結果接近一預設電位的測試共用電位為該平面顯示裝置的共用電位。
8. 一種平面顯示裝置，包括：多條資料線，提供顯示資料；多條掃描線；一顯示區，包括多個畫素，分別電性耦接於該些資料線之一與該些掃描線之一，根據該些掃描線的控制以決定是否接收顯示資料；一測試區，包括一第一測試畫素，該第一測試畫素電性耦接至該些資料線之一與該些掃描線之一；一記憶體，儲存多個測試工作電位；一偵測電路，電性耦接至該記憶體及該第一測試畫素，該偵測電路取得該第一測試畫素被充電後所儲存的第一資料電位，並根據該第一資料電位的狀態以從該記憶體的該些測試工作電位中擇一為一工作電位，並將該工作電位儲存至該記憶體中；以及一電源供應電路，電性耦接至該記憶體以取得該工作電位，並在一第一時段內提供具備該工作電位的電源至該平面顯示裝置以供該平面顯示裝置中的一電子元件進行操作，在一第二時段內分次提供具備該些測試工作電位的電源至該平面顯示裝置以供該平面顯示裝置中的該電子元件進行操作。
9. 如申請專利範圍第8項所述之平面顯示裝置，其中該偵測電路包括：一微分單元，包括兩輸入端，其中一輸入端電性耦接至該第一測試畫素以接收該第一資料電位，另一輸入端電性耦接至一預設電位；一整流單元，該整流單元的輸入端電性耦接至該微分單元的輸出端；一峰值偵測單元，該峰值偵測單元的輸入端電性耦接至該整流單元的輸出端，該峰值偵測單元的輸出端輸出一最大絕對值；以及一處理單元，電性耦接至該峰值偵測單元以接收該最大絕對值，並將多次分別接收的該最大絕對值中的最小者所對應的該測試工作電位輸出為該工作電位。
10. 如申請專利範圍第8項所述之平面顯示裝置，其中該測試區更包括一第二測試畫素，該第二測試畫素與該第一測試畫素電性耦接至該些掃描線中的不同者，且該第二測試畫素與該第一測試畫素電性耦接至相同顯示資料訊號，該偵測電路包括：一減法單元，包括兩輸入端，其中一輸入端電性耦接至該第一測試畫素以接收該第一資料電位，另一輸入端電性耦接至該第二測試畫素以接收該第二測試畫素被充電後所儲存的一第二資料電位；一整流單元，該整流單元的輸入端電性耦接至該減法單元的輸出端；一峰值偵測單元，該峰值偵測單元的輸入端電性耦接至該整流單元的輸出端，該峰值偵測單元的輸出端輸出一最大絕對值；以及一處理單元，電性耦接至該峰值偵測單元以接收該最大絕對值，並將多次分別接收的該最大絕對值中的最小者所對應的該測試工作電位輸出為該工作電位。
11. 如申請專利範圍第8項所述之平面顯示裝置，其中該偵測電路包括：一分壓單元，電性耦接至與該第一測試畫素相電性耦接的該些資料線之一，藉此對該資料線所提供的電位進行分壓操作並輸出分壓操作所得的結果；一比較單元，包括兩輸入端，其中一輸入端電性耦接至該第一測試畫素以接收該第一資料電位，另一輸入端電性耦接至該分壓單元以接收分壓操作所得的結果；以及一峰值偵測單元，該峰值偵測單元的輸入端電性耦接至該比較單元的輸出端，該峰值偵測單元的輸出端輸出一最大絕對值；以及一處理單元，電性耦接至該峰值偵測單元以接收該最大絕對值，並在多次分別接收該最大絕對值之後，將所使用的數值相鄰且造成不同之該最大絕對值的兩個測試工作電位中的較大者或較小者設定為該工作電位。
12. 如申請專利範圍第8項所述之平面顯示裝置，其中每一該些畫素分別包括一開關單元、一顯示電容及一儲存電容，該顯示電容的一端電性耦接至該開關單元，該顯示電容的另一端電性耦接至一第一共用電極，該儲存電容的一端電性耦接至該開關單元，該儲存電容的另一端電性耦接至一第二共用電極，該偵測電路包括：一減法單元，包括兩輸入端，其中一輸入端電性耦接至該第一測試畫素以接收該第一資料電位，另一輸入端電性耦接至該第一或第二共用電極；一積分單元，該積分單元的輸入端電性耦接至該減法單元的輸出端，且該積分單元的輸出端輸出一積分結果；以及一處理單元，電性耦接至該峰值偵測單元以接收該積分結果，並在多次分別接收該積分結果之後，將提供至該第二共用電極上之數值相鄰且造成不同之該積分結果的兩個電位中的較大者或較小者設定為該工作電位。
13. 如申請專利範圍第12項所述之平面顯示裝置，其中該偵測電路更包括：一電壓限制單元，電性耦接於該積分單元與該處理單元之間，藉此限制由該積分單元提供至該處理單元的該積分結果的電位最大與最小值。
14. 如申請專利範圍第8項所述之平面顯示裝置，其中該電子元件包括提供訊號至該些掃描線的掃描線驅動電路模組。
15. 如申請專利範圍第8項所述之平面顯示裝置，其中該電子元件包括提供共用電壓訊號至該些畫素的共用電位驅動電路模組。