TWI430001B

TWI430001B - 顯示裝置

Info

Publication number: TWI430001B
Application number: TW99146071A
Authority: TW
Inventors: mei sheng Ma; Kuo Hsing Cheng; pei yu Chen
Original assignee: Au Optronics Corp
Priority date: 2010-12-27
Filing date: 2010-12-27
Publication date: 2014-03-11
Also published as: TW201227114A; CN102081900B; CN102081900A

Description

顯示裝置

本發明係相關於顯示裝置，尤指一種具有點(dot)排列像素結構以及可應用行反轉(column inversion)驅動方式之顯示裝置。

一般的顯示裝置，例如一般市面上常見的液晶顯示器(liquid crystal display，LCD)，其為了呈現不同的灰階效果並維持顯示裝置的運作效能，每一像素均需要應用不停變換極性的訊號來加以驅動。對於一般應用圖框反轉(frame inversion)驅動方式的顯示裝置而言，由於每次畫面更新都會伴隨著全面板驅動訊號的極性反轉，此一類型的顯示裝置往往會有較嚴重的閃爍(flicker)現象。而一般大尺寸的顯示裝置會傾向應用點反轉(dot inversion)或是行反轉(column inversion)來作為驅動方式。點反轉驅動代表每一相鄰畫素驅動電壓極性皆不同，請參照第1圖，其為應用點反轉驅動方式之一習知顯示面板的操作示意圖。在第1圖中，每一方格均代表一像素單元，而每一方格中由雙引號所標示的符號即代表了該方格代表之一像素單元所接收之訊號極性。由第1圖可知，各個像素單元會依其接收之訊號極***錯(zigzag)排列。然而，由於相鄰的像素均需要接收不停變化且極性相反的驅動訊號，連結兩相鄰像素的同一條資料線也因此需要不停地變化其所乘載的驅動訊號，因而消耗大量的電力。另一方面來說，行反轉驅動代表同一行的所有像素均採用相同之驅動電壓極性，而相鄰之一行的所有像素則均採用另一極性，如此一來，同一條資料線上所乘載之驅動訊號所需要變化的頻率便可大量減少，是故能達到省電的效果。

不同於液晶顯示器，電泳顯示器(Electro-Phoretic Display，EPD)是應用脈寬調變(pulse width modulation)的方式，來調整驅動時間以決定其所顯示的灰階效果，因此，電泳顯示灰階驅動方法需要考慮時間、次數、電壓、時序等問題，尤其是色階之間轉換驅動以及溫度補償機制等，以達到較佳的影像對比與色階顯示穩定性，所以往往需要應用特定的驅動訊號波形來達到特定的灰階效果。一般電泳顯示器常見的驅動方法是將不同的驅動方法儲存在對照表(lookup table)中，其中的每一驅動方法分別具有數個黑白閃動週期，依據不同之驅動方法來將每一像素結構預先重置至全黑或全白，再調整至預定的灰階值，然而，依據不同方法所驅動的像素結構，會分別在照光後呈現不同的顯示品質(分別會變得較白或是較黑)，是故在設計電泳顯示器時，通常會分別將重置至全黑或全白的像素結構交錯設置，以便經過長時間的日照後，應用不同驅動方式所產生的不同亮度變化可以相互抵消，進而保持原先預定的灰階值。

為了解決上述的問題，本發明的目的之一在於提供一種具有點(dot)排列像素結構以及可應用行反轉(column inversion)驅動方式之顯示裝置。

依據本發明之一實施例，其提供了一種顯示裝置，包含有：一第一閘極線、一第二閘極線以及一第三閘極線，該些閘極線相鄰且依序設置；一第一像素單元、一第二像素單元，且該第一像素單元包含一第一開關電路，該第二像素單元包含一第二開關電路，且該第一開關電路之一控制端耦接至該第一閘極線，該第二開關電路之一控制端耦接至該第二閘極線；一第三開關電路，具有一控制端，該控制端耦接至該第三閘極線；以及一第一資料線，耦接至該第三開關電路之一第一端，用以經由該第三開關電路傳遞一第一資料訊號至該第一開關電路以及該第二開關電路，其中該第三開關電路之一第二端耦接之該第二開關電路之一第一端以及該第一開關之一第一端，該第一像素單元與該第二像素單元係分別設置在不同之兩像素行(pixel column)中，且該第一像素單元與該第二像素單元係分別設置於不同之兩像素列(pixel row)中。

本發明所提出的顯示裝置可可應用同一資料線以同一極性或相同驅動方法來對其所連結的畫素單元加以驅動，以達到省電或簡化資料處理的效果。

請參照第2圖，其為應用第三代半訊號源驅動(half source driving 3，HSD 3)技術之一顯示裝置200的部分示意圖，為了方便解說，第2圖僅繪示了顯示裝置200中的部分元件。顯示裝置100包含有複數個像素單元210、220、開關元件230、資料線D1、D2以及複數條閘極線G1、G2、G3，其中像素單元210以及220又分別包含有發光元件211與開關元件212以及發光元件221與開關元件222。開關元件211、212可應用薄膜電晶體(thin film transistor，TFT)來加以實現，而閘極線G1、G2、G3分別在橫向方向上傳送閘極訊號VG1、VG2、VG3，資料線D1則是在縱向方向上傳送資料訊號VD1。如同第2圖所示，顯示裝置中每一資料線可提供資料訊號給兩像素單元(例如，資料線D1傳送資料訊號VD1給像素單元210、220)，因此可減少資料線的數量為原本的一半，此外，每一資料訊號在傳送至預定的像素單元前，均需要經過兩個開關元件(例如，資料訊號VD1會先經過開關元件230、212，才會抵達像素單元210)，是故具有較佳的漏電流保護(current leakage protection)機制。然而，由於每一資料線均提供資料訊號給兩像素單元，在顯示裝置200的每兩條資料線之間，左右相鄰的兩像素單元會在同時段接收同極性的驅動訊號，例如，在資料線D1與D2之間，像素單元210、220會一同接收來自資料線D1的資料訊號VD1，請配合第2圖來參照第3圖，第3圖為應用第三代半訊號源驅動方式之一習知顯示面板的操作示意圖。由第3圖可知，應用了第三代半訊號源驅動方式的顯示裝置200，其像素的排列方式與點反轉驅動顯示面板相似，但是以兩個像素單元為一基本單位進行極性反轉，因此，相較於習知的點反轉驅動顯示面板，顯示裝置200雖具有許多的優勢，例如較少的資料線架構以及省電等優點，但其本身所具有的雙點(two dot)排列像素結構卻可能會伴隨著較嚴重的閃爍以及模糊(mura)的視覺效果，此外，雙點排列像素結構亦會限制了顯示裝置200的解析度高低。

請參照第4圖，其為依據本發明之一實施例所實現之顯示裝置400的部分示意圖。為了簡明起見，第4圖僅繪示了顯示裝置400中與本發明技術內容有關的部分元件。顯示裝置400(例如：一液晶顯示器(liquid crystal display，LCD)或是一電泳顯示器(Electro-Phoretic Display，EPD))包含有一第一閘極線G1、一第二閘極線G2、一第三閘極線G3、第一像素單元410、一第二像素單元420、一開關電路430以及一第一資料線D1。像素單元410以及420又分別包含有發光元件411與開關元件412以及發光元件421與開關元件422，此外，閘極線G1、G2、G3彼此相鄰且依序設置，並分別在橫向方向上傳送閘極訊號VG1、VG2、VG3，而資料線D1則是在縱向方向上傳送資料訊號VD1。請注意，在本發明的實施例中，開關元件均是以薄膜電晶體(thin film transistor，TFT)來加以實現，然而，這並非用來限制本發明之範圍，只要具有開關功能且可整合於顯示裝置內之元件，均可應用於本發明之中。

顯示裝置400中的像素單元410以及像素單元420之驅動方式與顯示裝置200中的像素單元210以及像素單元220相近，均是經由二個閘極訊號來決定是否將資料訊號傳送給一像素單元。例如經由閘極訊號VG1、VG3來決定是否將資料訊號傳送給像素單元410，以及經由閘極訊號VG2、VG3來決定是否將資料訊號傳送給像素單元420，然而，顯示裝置400與顯示裝置200之間最大的差異在於，顯示裝置400中的像素單元410以及420是交錯(zigzag)的方式所排列的，如第4圖所示，像素單元410與像素單元420是分別配置在相鄰的兩像素行(pixel column)以及相鄰的兩像素排(pixel row)上，然而，這並非用來限制本發明的範圍，第一像素單元410與第二像素單元420亦可設置於相隔兩列以上之像素列以及相隔兩排以上之像素排中，凡是將第一像素單元410與第二像素單元420以交叉排設置在不同的兩像素行以及不同之兩像素列中的結構，均屬於本發明之範疇。

請再參照第5圖來進一步了解顯示裝置400的運作，第5圖為依據本發明之一實施例應用一特定波形之閘極訊號來驅動顯示裝置400中部分像素單元的示意圖。為了簡明起見，第5圖中僅標示了閘極線G1~G6、資料線D1~D3、像素單元A1~A8以及B0~B7。閘極線G1~G6分別用來依序傳遞具有該特定波形之閘極訊號VG1~VG6，資料線D1依據閘極訊號VG1~VG6，經由相對應之開關元件來驅動像素單元B0、B1、B4以及B5，資料線D2則同樣經由相對應之開關元件來驅動像素單元A1~A8，而資料線D3亦經由相對應之開關元件來驅動像素單元B2、B3、B6以及B7。

請再配合第5圖來參照第6圖，第6圖為第4圖所示之顯示裝置400中閘極訊號VG1~VG6的時序示意圖。由第6圖可知，閘極訊號VG1~VG6訊號係為具有同一時間位移的波形訊號(亦即，第三代半訊號源驅動(half source driving 3，HSD3))，當僅有閘極訊號VG1 與VG2為高電位時，串接於資料線D1與像素單元B0之間的兩個開關元件均會處理通路(導通)狀態，資料訊號VD1於是可順利驅動像素單元B0，而在下一個時序中，僅有閘極訊號VG1與VG3為高電位，串接於資料線D1與像素單元B1之間的兩個開關元件以及串接於資料線D2與像素單元A1之間的兩個開關元件均會處於通路(導通)狀態，資料訊號VD1與VD2於是可分別驅動像素單元B1與像素單元A1，以此類推。如此一來，像素單元B0、A1與B1、A2與B2、A3與B3、A4與B4、A5與B5、A6與B6、A7與B7、A8便可依序順利被驅動。

請再參照第7圖，第7圖為依據本發明之一實施例來驅動顯示裝置400中部分像素單元的操作示意圖。由第7圖可知，每一像素單元與其相鄰之像素單元會由相鄰而不同的資料線來加以驅動，像素單元A1~A8與像素單元B0~B7彼此交錯配置，而像素單元A1~A8是由資料線D2所驅動，像素單元B0~B7則是由與資料線D2相鄰的資料線D1與D3所驅動，隨著時序的推進，顯示裝置400會依據閘極訊號VG1~VG6來交錯驅動像素單元A1~A8與像素單元B0~B7，而在驅動顯示裝置400的操作中，可依循行反轉的驅動方式來分別變換資料線D1、D2與D3乘載的訊號極性，以達到省電的效果，同時並可保持單點(dot)排列結構，避免模糊(mura)與閃爍(flicker)現象的發生。舉例來說，請參照第8圖，第8圖為依據本發明之一實施例以行反轉驅動方式來驅動顯示裝置400中部分像素單元的操作示意圖。當資料線D2乘載正極性訊號”+”時，相鄰的資料線D1與D3便會乘載著負極性訊號”-”，由於資料線D2僅用以驅動像素單元A1~A8，而資料線D1與D3僅用以驅動B0~B7，是故最後像素單元A1~A8與像素單元B0~B7便會呈現與點反轉的像素結構相同之正負極***錯的單點排列結構。

綜上所述，本發明所提出的顯示裝置可以行反轉驅動來運作，並同時具有點排列的像素結構，不但可以應用較簡單的架構達到省電的目的，亦可保有點排列像素結構的優點，避免閃爍以及模糊的現象。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

200、400‧‧‧顯示裝置

210、410‧‧‧第一像素單元

211、221、411、421‧‧‧發光元件

212、412‧‧‧第一開關元件

220、420‧‧‧第二像素單元

222、422‧‧‧第二開關元件

230、430‧‧‧第三開關元件

G1‧‧‧第一閘極線

G2‧‧‧第二閘極線

G3‧‧‧第三閘極線

G4‧‧‧第四閘極線

G5‧‧‧第五閘極線

G6‧‧‧第六閘極線

D1‧‧‧第一資料線

D2‧‧‧第二資料線

D3‧‧‧第三資料線

VG1‧‧‧第一閘極訊號

VG2‧‧‧第二閘極訊號

VG3‧‧‧第三閘極訊號

VG4‧‧‧第四閘極訊號

VG5‧‧‧第五閘極訊號

VG6‧‧‧第六閘極訊號

VD1‧‧‧第一資料訊號

A1~A8、B0~B7‧‧‧像素單元

第1圖為應用點反轉驅動方式之習知顯示面板的操作示意圖。

第2圖為應用第三代半訊號源驅動技術之顯示裝置的部分示意圖。

第3圖為應用第三代半訊號源驅動方式之習知顯示面板的操作示意圖。

第4圖為依據本發明之一實施例所實現之顯示裝置的部分示意圖。

第5圖為依據本發明之一實施例應用一特定波形之閘極訊號來驅動顯示裝置中部分像素單元的示意圖。

第6圖為第4圖所示之顯示裝置中閘極訊號的時序示意圖。

第7圖為依據本發明之一實施例來驅動顯示裝置中部分像素單元的操作示意圖。

第8圖為依據本發明之一實施例以行反轉驅動方式來驅動顯示裝置中部分像素單元的操作示意圖。

400．．．顯示裝置

410．．．第一像素單元

411、421．．．發光元件

412．．．第一開關元件

420．．．第二像素單元

422．．．第二開關元件

430．．．第三開關元件

G1．．．第一閘極線

G2．．．第二閘極線

G3．．．第三閘極線

D1．．．第一資料線

VG1．．．第一閘極訊號

VG2．．．第二閘極訊號

VG3．．．第三閘極訊號

VD1．．．第一資料訊號

Claims

一種顯示裝置，包含有：一第一閘極線、一第二閘極線以及一第三閘極線，該些閘極線相鄰且依序設置；一第一像素單元、一第二像素單元，且該第一像素單元包含一第一開關電路，該第二像素單元包含一第二開關電路，且該第一開關電路之一控制端耦接至該第一閘極線，該第二開關電路之一控制端耦接至該第二閘極線；一第三開關電路，具有一控制端，該控制端耦接至該第三閘極線；以及一第一資料線，耦接至該第三開關電路之一第一端，用以經由該第三開關電路傳遞一第一資料訊號至該第一開關電路以及該第二開關電路；其中該第三開關電路之一第二端耦接至該第二開關電路之一第一端以及該第一開關之一第一端，該第一像素單元與該第二像素單元係分別設置在不同之兩像素行(pixel column)中，且該第一像素單元與該第二像素單元係分別設置於不同之兩像素列(pixel row)中。
如請求項1所述的顯示裝置，其中該第一像素單元依據來自該第一閘極線與該第三閘極線之閘極訊號，經過該第一開關電路與該第三開關電路接收來自該第一資料線之該第一資料訊號；該第二像素單元依據來自該第二閘極線與該第三閘極線之閘極訊號，經過該第一開關電路與該第三開關電路接收來自該第一資料線之該第一資料訊號。
如請求項2所述的顯示裝置，其中該驅動訊號為一第三代半訊號源驅動(half source driving3，HSD3)訊號。
如請求項1所述的顯示裝置，另包含有：一第三像素單元、一第四像素單元，且該第三像素單元包含一第四開關電路，該第四像素單元包含一第五開關電路，且該第三開關電路之一控制端耦接至該第二閘極線，該第四開關電路之一控制端耦接至該第三閘極線；一第六開關電路，具有一控制端，該控制端耦接至該第一閘極線；以及一第二資料線，耦接至該第六開關電路之一第一端，用以經由該第六開關電路傳遞一第二資料訊號至該第四開關電路以及該第五開關電路，其中該第六開關電路之一第二端耦接之該第四開關電路之一第一端以及該第五開關之一第一端。
如請求項4所述的顯示裝置，其中該第三像素單元依據來自該第一閘極線與該第二閘極線之閘極訊號，經過該第六開關電路與該第四開關電路接收來自該第二資料線之該第二資料訊號；該第四像素單元依據來自該第一閘極線與該第三閘極線之閘極訊號，經過該第六開關電路與該第五開關電路接收來自該第二資料線之該第二資料訊號。
如請求項1所述的顯示裝置，其中該第一像素單元與該第二像素單元、該第三像素單元與該第四像素單元係以行反轉驅動(column inversion driving)的方式而分別由該第一資料訊號、該第二資料訊號所驅動。
如請求項1所述的顯示裝置，其為一電泳顯示(Electro-Phoretic Display，EPD)裝置。
如請求項4所述的顯示裝置，其中該第一資料訊號線以及該第二資料訊號線可以分別依據不同的驅動方法來分別驅動與該第一資料訊號線相連結的像素單元以及與該第二資料訊號線相連結的像素單元。
如請求項4所述的顯示裝置，其中該第一資料訊號線係依據一第一參考對照表所提供之一波型來驅動與該第一資料訊號線相連結之像素單元，而該第二資料訊號線係依據不同於該第一參照對照表之一第二參考對照表所提供之一波型來驅動與該第二資料訊號線相連結之像素單元。
如請求項1所述的顯示裝置，其中該第一像素單元與該第二像素單元分別設置在相鄰之兩像素行(pixel column)上。
如請求項1所述的顯示裝置，其中該第一像素單元與該第二像素單元分別設置在相鄰之兩像素排(pixel row)上。