TWI464723B - 顯示裝置 - Google Patents

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Description

顯示裝置
本發明是有關於一種顯示裝置，且特別是有關於一種可降低電力消耗的顯示裝置。
平面顯示器諸如液晶顯示器(liquid crystal displays,LCDs)已於近年來蓬勃地發展。由於LCD具有低功率消耗、零輻射及高空間利用率等多項優點，而逐漸成為市場上的主流。液晶顯示器包括源極驅動器及液晶顯示面板，其中源極驅動器依序提供多個像素電壓至液晶顯示面板，以驅動液晶顯示面板顯示影像。並且，依據所要顯示的影像，源極驅動器所提供像素電壓的電壓準位會對應地改變。
一般而言，在源極驅動器提升所提供的像素電壓的電壓準位時，等同於源極驅動器對輸出端進行充電，源極驅動的電力消耗會大幅增加。因此，在降低液晶顯示器的電力消耗的要求下，如何降低像素電壓的改變幅度及改變次數則成為設計降低液晶顯示器的一個重要課題。
本發明提供一種顯示裝置，可降低其源極驅動器的電力消耗。
本發明提供一種顯示裝置，包括一源極驅動器及一顯示面板。源極驅動器用以提供多個像素電壓，其中這些像素電壓分別對應一最大灰階電壓或一最小灰階電壓。顯示面板包括多條資料線、多個像素開關、多個像素電容及多 個灰階開關。這些資料線耦接源極驅動器以接收這些像素電壓。這些像素開關分別耦接對應的資料線以傳送對應的像素電壓。這些像素電容分別耦接於對應的像素開關與一共同電壓之間，以接收對應的像素電壓。這些灰階開關分別並聯耦接對應的像素電容且分別接收一灰階控制信號，這些灰階開關依據對應的灰階控制信號調整所並聯的像素電容的跨壓。
在本發明之一實施例中，每個灰階控制信號致能於對應的像素電容的一目標像素電壓介於最大灰階電壓與共同電壓之間或介於最小灰階電壓與共同電壓之間。
在本發明之一實施例中，每個像素電容的跨壓調整幅度決定於對應的灰階控制信號的電壓準位及致能期間。
本發明亦提供一種顯示裝置，包括一時序控制器、一源極驅動器及一顯示面板。時序控制器輸出一源極資料閂鎖信號。源極驅動器耦接時序控制器，且依據源極資料閂鎖信號提供多個像素電壓，其中這些像素電壓分別對應一最大灰階電壓或一最小灰階電壓。顯示面板包括多條資料線、多個像素開關、多個像素電容及多個灰階開關。這些資料線耦接源極驅動器以接收這些像素電壓。這些像素開關分別耦接對應的資料線以傳送對應的像素電壓。這些像素電容，分別耦接於對應的像素開關與一共同電壓之間，以接收對應的像素電壓。這些灰階開關分別並聯耦接對應的像素電容且分別接收一灰階控制信號，這些灰階開關依據對應的灰階控制信號調整所並聯的像素電容的跨壓。
在本發明之一實施例中，顯示裝置更包括一閘極驅動器，耦接時序控制器，受控於時序控制器提供多個閘極驅動信號以逐列驅動這些像素開關傳送對應的像素電壓，且受控於時序控制器提供這些灰階控制信號。
在本發明之一實施例中，顯示面板更包括多條掃描線，分別耦接於閘極驅動器與這些像素開關之間，以分別傳送這些閘極驅動信號至這些像素開關。
在本發明之一實施例中，對應同一掃描線的這些灰階開關所接收的灰階控制信號為一第一灰階控制信號。
在本發明之一實施例中，時序控制器於對應當下掃描線的這些像素電容的目標像素電壓皆介於最大灰階電壓與共同電壓之間或介於最小灰階電壓與共同電壓之間時，控制閘極驅動器致能對應當下掃描線的這些灰階開關的第一灰階控制信號。
在本發明之一實施例中，對應當下掃描線的這些灰階開關的第一灰階控制信號致能於對應下一掃描線的掃描期間。
在本發明之一實施例中，對應當下掃描線的這些像素電容的的跨壓調整幅度決定於對應的第一灰階控制信號的電壓準位及致能期間。
在本發明之一實施例中，閘極驅動器依據時序控制器提供的一第一開關致能信號致能這些第一灰階控制信號。
在本發明之一實施例中，對應同一掃描線的這些灰階開關中多個奇數灰階開關所接收的灰階控制信號為一第二 灰階控制信號，對應同一掃描線的這些灰階開關中多個偶數灰階開關所接收的灰階控制信號為一第三灰階控制信號。
在本發明之一實施例中，時序控制器於對應當下掃描線的這些像素電容中多個奇數像素電容的目標像素電壓皆介於最大灰階電壓與共同電壓之間或介於最小灰階電壓與共同電壓之間時，控制閘極驅動器致能對應當下掃描線的這些奇數灰階開關的第二灰階控制信號。
在本發明之一實施例中，對應當下掃描線的這些奇數灰階開關的第二灰階控制信號致能於對應下一掃描線的掃描期間。
在本發明之一實施例中，對應當下掃描線的這些奇數像素電容的的跨壓調整幅度決定於對應的第二灰階控制信號的電壓準位及致能期間。
在本發明之一實施例中，閘極驅動器依據時序控制器提供的一第二開關致能信號致能這些第二灰階控制信號。
在本發明之一實施例中，時序控制器於對應當下掃描線的這些像素電容中多個偶數像素電容的目標像素電壓皆介於最大灰階電壓與共同電壓之間或介於最小灰階電壓與共同電壓之間時，控制閘極驅動器致能對應當下掃描線的這些偶數灰階開關的第三灰階控制信號。
在本發明之一實施例中，對應當下掃描線的這些偶數灰階開關的第三灰階控制信號致能於對應下一掃描線的掃描期間。
在本發明之一實施例中，對應當下掃描線的這些偶數像素電容的的跨壓調整幅度決定於對應的第三灰階控制信號的電壓準位及致能期間。
在本發明之一實施例中，閘極驅動器依據時序控制器提供的一第三開關致能信號致能這些第三灰階控制信號。
在本發明之一實施例中，閘極驅動器依據時序控制器提供的一起始信號、一閘極時脈信號及一輸出致能信號依序提供這些閘極驅動信號。
在本發明之一實施例中，這些像素開關及這些灰階開關分別為一電晶體。
基於上述，本發明實施例的顯示裝置，每一像素電容並聯耦接一灰階開關，並且每一灰階開關受控於對應的灰階控制信號而導通，進而調整所耦接的像素電容所儲存的電壓準位。因此，可透過與像素電容並聯耦接的灰階開關的導通與否來調整像素電容所儲存的電壓準位，並且源極驅動器所提供的像素電壓可保持於最大灰階電壓或最小灰階電壓，以此降低源極驅動器的電力消耗，進而降低顯示裝置的電力消耗。
為讓本發明之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1A為依據本發明一實施例的顯示裝置的系統示意圖。請參照圖1A，在本實施例中，顯示裝置100包括時序 控制器110、源極驅動器120、閘極驅動器130及顯示面板140。在本實施例中，顯示面板140是以常黑(normal black)的液晶顯示面板為例，但本發明實施例不以此為限。
源極驅動器120耦接時序控制器110及顯示面板140，且依據時序控制器110提供的源極資料閂鎖信號LD提供多個像素電壓VP至顯示面板140，其中這些像素電壓VP分別對應一最大灰階電壓或一最小灰階電壓。以常黑的液晶顯示面板而言，本實施例所述之最大灰階電壓及最小灰階電壓是控制顯示面板140顯示最大亮度(即最大灰階值)的電壓(亦即對應最大灰階值的正灰階電壓及負灰階電壓)，而最大灰階電壓與共同電壓Vcom的壓差會大致相同於最小灰階電壓與共同電壓Vcom的壓差，並且共同電壓Vcom位於最大灰階電壓及最小灰階電壓之間。
並且，本實施例的源極驅動器120適於利用行反轉(column inversion)技術或畫面反轉(frame inversion)技術來驅動顯示面板140，亦即在一畫面期間中，這些像素電壓VP同時為最大灰階電壓及最小灰階電壓的其中之一，或者這些像素電壓VP可以交錯地為最大灰階電壓及最小灰階電壓。
閘極驅動器130耦接時序控制器110及顯示面板140，且受控於時序控制器110提供的起始信號STV、閘極時脈信號CPV及輸出致能信號OEO提供多個閘極驅動信號G1~Gn至顯示面板140，以及受控於時序控制器110提供起始信號STV、閘極時脈信號CPV及第一開關致能 信號SE1提供多個第一灰階控制信號GCA1~GCAn，其中n為一正整數。起始信號STV用以控制閘極驅動器130開始輸出閘極驅動信號G1~Gn及第一灰階控制信號GCA1~GCAn，而閘極驅動器130透過閘極時脈信號CPV設定當下對應的閘極驅動信號(如G1~Gn)及對應的第一灰階控制信號(如GCA1~GCAn)，並且閘極驅動器130依據輸出致能信號OEO設定當下對應的閘極驅動信號(如G1~Gn)的波形，閘極驅動器130依據第一開關致能信號SE1設定當下對應的第一灰階控制信號(如GCA1~GCAn)的波形。
顯示面板140包括多條掃描線(如141_1~141_3)、多條資料線(如143_1~143_4)、多個第一灰階控制線(如145_1~145_3)及多個陣列排列的像素單元PX。這些掃描線(如141_1~141_3)耦接閘極驅動器130以分別接收對應的閘極驅動信號(如G1~Gn)，例如掃描線141_1接收閘極驅動信號G1，掃描線141_2接收閘極驅動信號G2，其餘以此類推。這些資料線(如143_1~143_4)耦接源極驅動器120以分別接收對應的像素電壓VP。這些第一灰階控制線(如145_1~145_3)耦接閘極驅動器130以分別接收對應的第一灰階控制信號(如GCA1~GCAn)，例如第一灰階控制線145_1接收第一灰階控制信號GCA1，第一灰階控制線145_2接收第一灰階控制信號GCA2，其餘以此類推。
每一像素單元PX具有一像素開關(在此以電晶體TP 為例)、一像素電容CP及一灰階開關(在此以電晶體TG為例)。在每一像素單元PX中，電晶體TP的源極耦接對應的資料線(如143_1~143_4)以接收對應的像素電壓VP，電晶體TP的閘極耦接對應的掃描線(如141_1~141_3)以接收對應的閘極驅動信號(如G1~Gn)，電晶體TP的汲極耦接像素電容CP。像素電容CP耦接於電晶體TP的汲極與共同電壓Vcom之間。電晶體TG的源極及汲極分別耦接像素電容CP的兩端(即並聯耦接)，電晶體TG的閘極耦接對應的第一灰階控制線(如145_1~145_3)以接收對應的第一灰階控制信號(如GCA1~GCAn)。
當每一電晶體TP受控於對應的閘極驅動信號(如G1~Gn)而導通時，對應的像素電壓VP會傳送至像素電容CP，而像素電容CP會依據對應的像素電壓VP進行充放電而改變像素電容CP的跨壓。並且，當每一電晶體TG受控於對應的第一灰階控制信號(如GCA1~GCAn)而導通時，導通的電晶體TG所並聯的像素電容CP的跨壓會降低，以致於影響像素單元PX所顯示的亮度(即灰階值)。
在本實施例中，對應同一掃描線(如141_1~141_3)的像素單元PX的電晶體TG的閘極耦接同一第一灰階控制線(如145_1~145_3)，因此對應同一掃描線(如141_1~141_3)的像素單元PX的電晶體TG的閘極接收同一第一灰階控制信號(GCA1~GCAn)。例如，對應掃描線141_1的像素單元PX的電晶體TG的閘極耦接第一灰階控制線145_1以接收第一灰階控制信號GCA1，對應掃 描線141_2的像素單元PX的電晶體TG的閘極耦接第一灰階控制線145_2以接收第一灰階控制信號GCA2，其餘則以此類推。藉此，對應同一掃描線(如141_1~141_3)的像素單元PX所顯示的亮度受控於同一第一灰階控制信號(GCA1~GCAn)而同步調整，亦即本實施例進行亮度調整的單元以一掃描線(如141_1~141_3)所對應的像素單元PX為例。
圖1B為圖1A依據本發明一實施例的顯示裝置的驅動波形示意圖。圖1C為圖1B的畫面顯示示意圖。請參照圖1A、圖1B及圖1C，在本實施例中，假設要顯示的畫面為全白畫面，亦即所有像素單元PX為顯示最大亮度(亦即顯示最大灰階值)。由於源極驅動器120所提供的像素電壓VP為對應最大灰階電壓Sout+或最小灰階電壓Sout-(亦即對應最大灰階值的正灰階電壓及負灰階電壓)，因此所有像素單元PX在未經亮度(即灰階值)調整的情況下自然會顯示最大亮度，亦即本實施例沒有亮度(即灰階值)調整的需求。其中，共同電壓Vcom位於最大灰階電壓Sout+及最小灰階電壓Sout-之間，並且源極驅動器120會依據源極資料閂鎖信號LD的正脈波輸出像素電壓VP。
進一步來說，當起始信號STV形成正脈波時，閘極驅動器130即預備輸出閘極驅動信號G1~Gn，並且透過時脈信號CPV的正緣來決定所要設定閘極驅動信號(如G1~Gn)。舉例來說，當依據時脈信號CPV的正緣設定對閘極驅動信號G1設定其波形時，閘極驅動器130會依據 輸出致能信號OEO設定閘極驅動信號G1的波形。亦即，當輸出致能信號OEO為高電壓準位時，設定閘極驅動信號G1為低電壓準位；當輸出致能信號OEO為低電壓準位時，設定閘極驅動信號G1為高電壓準位。當依據時脈信號CPV的正緣設定對閘極驅動信號G2設定其波形時，閘極驅動器130會依據輸出致能信號OEO設定閘極驅動信號G2的波形，其餘則以此類推。藉此，閘極驅動信號G1~Gn會依序致能(在此以高電壓準位為例)，以致於像素單元PX的電晶體TP會逐列驅動而導通以傳送對應的像素電壓VP。
相似於閘極驅動信號G1~Gn的產生方式，當起始信號STV形成正脈波時，閘極驅動器130即預備輸出第一灰階控制信號GCA1~GCAn，並且透過時脈信號CPV的正緣來決定所要設定閘極驅動信號(如GCA1~GCAn)。由於本實施例沒有亮度(即灰階值)調整的需求，因此本實施例的第一開關致能信號SE1保持於高電壓準位，以致於第一灰階控制信號GCA1~GCAn不會形成正脈波(亦即不會致能)。
圖1D為圖1A依據本發明另一實施例的顯示裝置的驅動波形示意圖。圖1E為圖1D的畫面顯示示意圖。請參照圖1A、圖1B、圖1D及圖1E，在本實施例中，假設要顯示的畫面為水平線畫面，亦即所有像素單元PX為逐列交錯顯示亮(即最大亮度)與暗(即最低亮度)。其中，源極驅動器120的運作方式及閘極驅動器130產生閘極驅 動信號G1~Gn的方式相同於上述實施例，在此則不再贅述。
在本實施例中，對應奇數掃描線(如141_1、141_3)的像素單元PX為顯示亮(即最高亮度)，因此對應奇數掃描線(如141_1、141_3)的像素單元PX沒有亮度(即灰階值)調整的需求。因此，對應奇數掃描線(如141_1、141_3)的像素單元PX的第一灰階控制信號(如GCA1、GCA3)不會形成正脈波(亦即不會致能)。
並且，對應偶數掃描線(如141_2)的像素單元PX為顯示暗(即最低亮度)，因此對應偶數掃描線(如141_2)的像素單元PX的像素電容CP所要儲存的目標像素電壓會介於最大灰階電壓Sout+與共同電壓Vcom之間或介於最小灰階電壓Sout-與共同電壓Vcom之間。此時，閘極控制器130會在對應偶數掃描線(如141_2)的像素單元PX的第一灰階控制信號(如GCA2)形成正脈波(亦即致能)，以使對應偶數掃描線(如141_2)的像素單元PX的電晶體TG導通，藉此調整對應偶數掃描線(如141_2)的像素單元PX的像素電容CP的跨壓，進而使這些像素電容CP所儲存的電壓接近或相等於目標像素電壓。
在對應偶數掃描線(如141_2)的掃描期間中，對應偶數掃描線(如141_2)的像素單元PX的電晶體TP會受控於對應的閘極驅動信號(如G2)而導通，以將像素電壓VP傳送至像素電容CP。此時，若對應偶數掃描線(如141_2)的像素單元PX的電晶體TP及電晶體TG同時導 通，則會增加源極驅動器120的電力消耗。因此，對應偶數掃描線(如141_2)的像素單元PX的電晶體TG會導通於下一奇數掃描線(如141_3)的掃描期間。以對應掃描線141_2的像素單元PX的第一灰階控制信號GCA2為例，第一灰階控制信號GCA2會致能於對應掃描線141_3的掃描期間，亦即第一灰階控制信號GCA2會與閘極驅動信號G3同時致能。
依據上述，對應偶數掃描線(如141_2)的像素單元PX的電晶體TG的導通時間，時序控制器110的第一開關致能信號SE1會在第一條掃描線(如141_1)之外的奇數掃描線所對應掃描期間形成負脈波，而閘極控制器130會依據第一開關致能信號SE1在對應偶數掃描線(如141_2)的像素單元PX的第一灰階控制信號(如GCA2)上形成正脈波。
在本實施例中，像素電容CP的上升幅度或下降幅度決定於充放電的時間(即電晶體TG的導通時間)或充放電的速度(即電晶體TG的導通程度)。因此，在固定第一灰階控制信號(如GCA1~GCA3)的電壓準位(如VA)的情況下，可調整第一灰階控制信號(如GCA1~GCA3)的致能期間PA來調整像素電容CP的跨壓調整幅度，以調整像素單元PX所顯示的亮度(即灰階值)。由於第一灰階控制信號(如GCA1~GCA3)的致能期間(如PA)決定於第一開關致能信號SE1中對應的負脈波的致能期間(如PS1)，因此時序控制器110可調整第一開關致能信號SE1 的負脈波的致能期間(如PS1)來調整像素單元PX所顯示的亮度(即灰階值)。
另一方面，在固定第一灰階控制信號(如GCA1~GCA3)的致能期間(如PA)的情況下，可調整第一灰階控制信號(如GCA1~GCA3)的電壓準位(如VA)來調整像素電容CP的跨壓調整幅度，進而調整像素單元PX所顯示的亮度(即灰階值)。但在其他實施例中，可調整第一灰階控制信號(如GCA1~GCA3)的致能期間(如PA)及/或電壓準位(如VA)，以調整像素電容CP的跨壓調整幅度。
圖2A為依據本發明另一實施例的顯示裝置的系統示意圖。請參照圖1A及圖2A，相同或相似元件標示相同或相似標號，其不同之處在於時序控制器210、閘極驅動器230及顯示面板240。在本實施例中，閘極驅動器230耦接時序控制器210及顯示面板240，且受控於時序控制器210提供起始信號STV、閘極時脈信號CPV及第二開關致能信號SE2提供多個第二灰階控制信號GCB1~GCBn，以及受控於時序控制器210提供起始信號STV、閘極時脈信號CPV及第三開關致能信號SE3提供多個第三灰階控制信號GCB1~GCBn。閘極驅動器230透過閘極時脈信號CPV設定當下對應的第二灰階控制信號(如GCB1~GCBn)及對應的第二灰階控制信號(如GCC1~GCBn)，並且閘極驅動器230依據第二開關致能信號SE2設定當下對應的第二灰階控制信號(如GCB1~GCBn)的波形，閘極驅動器230 依據第三開關致能信號SE1設定當下對應的第三灰階控制信號(如GCC1~GCCn)的波形。
顯示面板240更包括多個第二灰階控制線(如241_1~241_3)及多個第三灰階控制線(如243_1~243_3)。這些第二灰階控制線(如241_1~241_3)耦接閘極驅動器230以分別接收對應的第二灰階控制信號(如GCB1~GCBn)，例如第二灰階控制線241_1接收第二灰階控制信號GCB1，第二灰階控制線241_2接收第二灰階控制信號GCB2，其餘以此類推。這些第三灰階控制線(如243_1~243_3)耦接閘極驅動器230以分別接收對應的第三灰階控制信號(如GCC1~GCCn)，例如第三灰階控制線243_1接收第三灰階控制信號GCC1，第三灰階控制線243_2接收第二灰階控制信號GCC2，其餘以此類推。
在奇數行的像素單元PX中(如耦接資料線143_1及143_3的像素單元PX)，其電晶體TG的閘極耦接對應的第二灰階控制線(如241_1~241_3)以接收對應的第二灰階控制信號(如GCB1~GCBn)。在偶數行的像素單元PX中(如耦接資料線143_2及143_4的像素單元PX)，其電晶體TG的閘極耦接對應的第三灰階控制線(如243_1~243_3)以接收對應的第三灰階控制信號(如GCC1~GCCn)。
在本實施例中，對應同一掃描線(如141_1~141_3)的奇數像素單元PX(如耦接資料線143_1及143_3的像素單元PX)的電晶體TG(對應奇數灰階開關)的閘極耦 接同一第二灰階控制線(如241_1~241_3)，因此對應同一掃描線(如141_1~141_3)的奇數像素單元PX的電晶體TG的閘極接收同一第二灰階控制信號(GCB1~GCBn)。例如，對應掃描線141_1的奇數像素單元PX的電晶體TG的閘極耦接第二灰階控制線241_1以接收第二灰階控制信號GCB1，對應掃描線141_2的奇數像素單元PX的電晶體TG的閘極耦接第二灰階控制線241_2以接收第二灰階控制信號GCB2，其餘則以此類推。
另一方面，對應同一掃描線(如141_1~141_3)的偶數像素單元PX的電晶體TG(對應偶數灰階開關)的閘極耦接同一第三灰階控制線(如241_1~241_3)，因此對應同一掃描線(如141_1~141_3)的偶數像素單元PX的電晶體TG的閘極接收同一第三灰階控制信號(GCC1~GCCn)。例如，對應掃描線141_1的偶數像素單元PX的電晶體TG的閘極耦接第三灰階控制線243_1以接收第三灰階控制信號GCC1，對應掃描線141_2的偶數像素單元PX的電晶體TG的閘極耦接第三灰階控制線243_2以接收第三灰階控制信號GCC2，其餘則以此類推。
依據上述，對應同一掃描線(如141_1~141_3)的奇數像素單元PX所顯示的亮度受控於同一第二灰階控制信號(GCB1~GCBn)而同步調整，對應同一掃描線(如141_1~141_3)的偶數像素單元PX所顯示的亮度受控於同一第三灰階控制信號(GCC1~GCCn)而同步調整，亦即本實施例進行亮度調整的單元以一掃描線(如 141_1~141_3)所對應的像素單元PX中的這些奇數像素單元PX或這些偶數像素單元PX為例。
圖2B為圖2A依據本發明一實施例的顯示裝置的驅動波形示意圖。圖2C為圖2B的畫面顯示示意圖。請參照圖1A、圖1B、圖2A、圖2B及圖2C，其中起始信號STV、閘極時脈信號CPV、輸出致能信號OEO、源極資料閂鎖信號LD、最大灰階電壓Sout+、最小灰階電壓Sout-、共同電壓Vcom、閘極驅動信號G1~Gn的部分可參照圖1B的實施例所述，在此則不再贅述。
在本實施例中，假設要顯示的畫面為水平線畫面，亦即所有像素單元PX為逐列交錯顯示亮(即最大亮度)與暗(即最低亮度)。其中，對應奇數掃描線(如141_1、141_3)的像素單元PX為顯示亮(即最高亮度)，因此對應奇數掃描線(如141_1、141_3)的像素單元PX沒有亮度(即灰階值)調整的需求。因此，對應奇數掃描線(如141_1、141_3)的奇數行像素單元PX的第二灰階控制信號(如GCB1、GCB3)不會形成正脈波(亦即不會致能)，並且對應奇數掃描線(如141_1、141_3)的偶數行像素單元PX的第三灰階控制信號(如GCC1、GCC3)不會形成正脈波(亦即不會致能)。
另一方面，對應偶數掃描線(如141_2)的像素單元PX為顯示暗(即最低亮度)，因此對應偶數掃描線(如141_2)的奇數行像素單元PX的像素電容CP(對應奇數像素電容)所要儲存的目標像素電壓會介於最大灰階電壓 Sout+與共同電壓Vcom之間或介於最小灰階電壓Sout-與共同電壓Vcom之間，並且對應偶數掃描線(如141_2)的偶數行像素單元PX的像素電容CP(對應偶數像素電容)所要儲存的目標像素電壓會介於最大灰階電壓Sout+與共同電壓Vcom之間或介於最小灰階電壓Sout-與共同電壓Vcom之間。
此時，閘極控制器130會在對應偶數掃描線(如141_2)的奇數行像素單元PX的第二灰階控制信號(如GCB2)形成正脈波(亦即致能)，以使對應偶數掃描線(如141_2)的奇數行像素單元PX的電晶體TG導通，並且閘極控制器130會在對應偶數掃描線(如141_2)的偶數行像素單元PX的第三灰階控制信號(如GCC2)形成正脈波(亦即致能)，以使對應偶數掃描線(如141_2)的偶數行像素單元PX的電晶體TG導通。藉此，可調整對應偶數掃描線(如141_2)的像素單元PX的像素電容CP的跨壓，進而使這些像素電容CP所儲存的電壓接近或相等於目標像素電壓。
進一步來說，時序控制器210的第二開關致能信號SE1及第三開關致能信號SE3會在第一條掃描線(如141_1)之外的奇數掃描線(如141_1)所對應掃描期間形成負脈波，而閘極控制器230會依據第二開關致能信號SE2在對應偶數掃描線(如141_2)的奇數行像素單元PX的第二灰階控制信號(如GCB2)上形成正脈波，並且閘極控制器230會依據第三開關致能信號SE3在對應偶數掃 描線(如141_2)的偶數行像素單元PX的第三灰階控制信號(如GCC2)上形成正脈波。以對應掃描線141_2的像素單元PX為例，第二開關致能信號SE2及第三開關致能信號SE3會在對應掃描線141_3的掃描期間形成負脈波，以致於閘極驅動信號G3、第二灰階控制信號GCB2及第三灰階控制信號GCC2會同時形成正脈波(亦即致能)。藉此，可避免增加源極驅動器120的電力消耗。
在本實施例中，像素電容CP的上升幅度或下降幅度決定於充放電的時間(即電晶體TG的導通時間)或充放電的速度(即電晶體TG的導通程度)。因此，在固定第二灰階控制信號(如GCB1~GCB3)的電壓準位(如VB)的情況下，可調整第二灰階控制信號(如GCB1~GCB3)的致能期間(如PB)來調整奇數行像素單元PX的像素電容CP的跨壓調整幅度，以調整奇數行像素單元PX所顯示的亮度(即灰階值)。由於第二灰階控制信號(如GCB1~GCB3)的致能期間(如PB)決定於第二開關致能信號SE2中對應的負脈波的致能期間(如PS2)，因此時序控制器210可調整第二開關致能信號SE2的負脈波的致能期間(如PS2)來調整奇數行像素單元PX所顯示的亮度(即灰階值)。
或者，在固定第二灰階控制信號(如GCB1~GCB3)的致能期間(如PB)的情況下，可調整第二灰階控制信號(如GCB1~GCB3)的電壓準位(如VB)來調整奇數行像素單元PX的像素電容CP的跨壓調整幅度，以調整奇數行 像素單元PX所顯示的亮度(即灰階值)。但在其他實施例中，可調整第二灰階控制信號(如GCB1~GCB3)的致能期間(如PB)及/或電壓準位(如VB)，以調整奇數行像素單元PX的像素電容CP的跨壓調整幅度。
另一方面，在固定第三灰階控制信號(如GCC1~GCC3)的電壓準位(如VC)的情況下，可調整第三灰階控制信號(如GCC1~GCC3)的致能期間(如PC)來調整偶數行像素單元PX的像素電容CP的跨壓調整幅度，以調整偶數行像素單元PX所顯示的亮度(即灰階值)。由於第三灰階控制信號(如GCC1~GCC3)的致能期間(如PC)決定於第三開關致能信號SE3中對應的負脈波的致能期間(如PS3)，因此時序控制器210可調整第三開關致能信號SE3的負脈波的致能期間(如PS3)來調整偶數行像素單元PX所顯示的亮度(即灰階值)。
或者，在固定第三灰階控制信號(如GCC1~GCC3)的致能期間(如PC)的情況下，可調整第三灰階控制信號(如GCC1~GCC3)的電壓準位(如VC)來調整偶數行像素單元PX的像素電容CP的跨壓調整幅度，以調整偶數行像素單元PX所顯示的亮度(即灰階值)。但在其他實施例中，可調整第三灰階控制信號(如GCC1~GCC3)的致能期間(如PC)及/或電壓準位(如VC)，以調整偶數行像素單元PX的像素電容CP的跨壓調整幅度。
圖2D為圖2A依據本發明另一實施例的顯示裝置的驅動波形示意圖。圖2E為圖2D的畫面顯示示意圖。請參 照圖2A、圖2B、圖2D及圖2E，在本實施例中，假設要顯示的畫面為亮暗交錯的棋盤線畫面。進一步來說，對應奇數掃描線(如141_1、141_3)的奇數行像素單元PX及對應偶數掃描線(如141_2)的偶數行像素單元PX為顯示亮(即最高亮度)，因此對應奇數掃描線(如141_1、141_3)的奇數行像素單元PX及對應偶數掃描線(如141_2)的偶數行像素單元PX沒有亮度(即灰階值)調整的需求。因此，對應奇數掃描線(如141_1、141_3)的奇數行像素單元PX的第二灰階控制信號(如GCB1、GCB3)不會形成正脈波(亦即不會致能)，並且對應偶數掃描線(如141_2)的偶數行像素單元PX的第三灰階控制信號(如GCC2)不會形成正脈波(亦即不會致能)。
另一方面，對應奇數掃描線(如141_1、141_3)的偶數行像素單元PX及對應偶數掃描線(如141_2)的奇數行像素單元PX為顯示暗(即最低亮度)，因此對應奇數掃描線(如141_1、141_3)的偶數行像素單元PX的像素電容CP所要儲存的目標像素電壓會介於最大灰階電壓Sout+與共同電壓Vcom之間或介於最小灰階電壓Sout-與共同電壓Vcom之間，並且對應偶數掃描線(如141_2)的奇數行像素單元PX的像素電容CP所要儲存的目標像素電壓會介於最大灰階電壓Sout+與共同電壓Vcom之間或介於最小灰階電壓Sout-與共同電壓Vcom之間。
此時，閘極控制器130會在對應奇數掃描線(如141_1、141_3)的偶數行像素單元PX的第三灰階控制信 號(如GCC1、GCC3)形成正脈波(亦即致能)，以使對應奇數掃描線(如141_1、141_3)的偶數行像素單元PX的電晶體TG導通，並且閘極控制器130會在對應偶數掃描線(如141_2)的奇數行像素單元PX的第二灰階控制信號(如GCB2)形成正脈波(亦即致能)，以使對應偶數掃描線(如141_2)的奇數行像素單元PX的電晶體TG導通。藉此，可調整對應奇數掃描線(如141_1、141_3)的偶數行像素單元PX及對應偶數掃描線(如141_2)的奇數行像素單元PX的像素電容CP的跨壓，進而使這些像素電容CP所儲存的電壓接近或相等於目標像素電壓。
依據上述，時序控制器210的第二開關致能信號SE1在第一條掃描線(如141_1)之外的奇數掃描線(如141_3)所對應掃描期間形成負脈波，而閘極控制器230會依據第二開關致能信號SE2在對應偶數掃描線(如141_2)的奇數行像素單元PX的第二灰階控制信號(如GCB2)上形成正脈波(亦即致能)。並且，第三開關致能信號SE3會在偶數掃描線(如141_2)所對應掃描期間形成負脈波，而閘極控制器230會依據第三開關致能信號SE3在對應奇數掃描線(如141_1、141_3)的偶數行像素單元PX的第三灰階控制信號(如GCC1、GCC3)上形成正脈波(亦即致能)。
此外，上述實施例是以一整列的像素單元PX(即對應一掃描線的像素單元PX)為進行亮度調整的單位，或者以一整列中的奇數行像素單元PX或偶數行像素單元PX (即對應一掃描線的奇數行像素單元PX或偶數行像素單元PX)為進行亮度調整的單位，因此上述實施例可顯示較單調的影像。但在其他實施例中，進行亮度調整的單位可以不同，並且可以一像素單元PX為進行亮度調整的單位，此可依據顯示面板的設計需求變。
綜上所述，本發明實施例的顯示裝置，每一像素單元配置與像素電容並聯耦接的電晶體(對應灰階開關)，並且每一電晶體受控於對應的灰階控制信號而導通，進而調整所耦接的像素電容所儲存的電壓準位。因此，可透過與像素電容並聯耦接的電晶體的導通與否來調整每一像素單元所顯示的亮度(即灰階值)來顯示影像，並且源極驅動器所提供的像素電壓可保持於最大灰階電壓或最小灰階電壓，以此降低源極驅動器的電力消耗，進而降低顯示裝置的電力消耗。
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，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故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。
100、200‧‧‧顯示裝置
110、210‧‧‧時序控制器
120‧‧‧源極驅動器
130、230‧‧‧閘極驅動器
140、240‧‧‧顯示面板
141_1~141_3‧‧‧掃描線
143_1~143_4‧‧‧資料線
145_1~145_3‧‧‧第一灰階控制線
241_1~241_3‧‧‧第二灰階控制線
243_1~243_3‧‧‧第三灰階控制線
CP‧‧‧像素電容
CPV‧‧‧閘極時脈信號
G1~Gn‧‧‧閘極驅動信號
GCA1~GCAn‧‧‧第一灰階控制信號
GCB1~GCBn‧‧‧第二灰階控制信號
GCB1~GCBn‧‧‧第三灰階控制信號
LD‧‧‧源極資料閂鎖信號
OEO‧‧‧輸出致能信號
PA~PC、PS1~PS3‧‧‧致能期間
PX‧‧‧像素單元
SE1‧‧‧第一開關致能信號
SE2‧‧‧第二開關致能信號
SE3‧‧‧第三開關致能信號
Sout-‧‧‧或最小灰階電壓
Sout+‧‧‧最大灰階電壓
STV‧‧‧起始信號
TP、TG‧‧‧電晶體
VA~VC‧‧‧電壓準位
Vcom‧‧‧共同電壓
VP‧‧‧像素電壓
圖1A為依據本發明一實施例的顯示裝置的系統示意圖。
圖1B為圖1A依據本發明一實施例的顯示裝置的驅動波形示意圖。
圖1C為圖1B的畫面顯示示意圖。
圖1D為圖1A依據本發明另一實施例的顯示裝置的驅動波形示意圖。
圖1E為圖1D的畫面顯示示意圖。
圖2A為依據本發明另一實施例的顯示裝置的系統示意圖。
圖2B為圖2A依據本發明一實施例的顯示裝置的驅動波形示意圖。
圖2C為圖2B的畫面顯示示意圖。
圖2D為圖2A依據本發明另一實施例的顯示裝置的驅動波形示意圖。
圖2E為圖2D的畫面顯示示意圖。
100‧‧‧顯示裝置
110‧‧‧時序控制器
120‧‧‧源極驅動器
130‧‧‧閘極驅動器
140‧‧‧顯示面板
141_1~141_3‧‧‧掃描線
143_1~143_4‧‧‧資料線
145_1~145_3‧‧‧第一灰階控制線
CP‧‧‧像素電容
CPV‧‧‧閘極時脈信號
G1~Gn‧‧‧閘極驅動信號
GCA1~GCAn‧‧‧第一灰階控制信號
LD‧‧‧源極資料閂鎖信號
OEO‧‧‧輸出致能信號
PX‧‧‧像素單元
SE1‧‧‧第一開關致能信號
STV‧‧‧起始信號
TP、TG‧‧‧電晶體
Vcom‧‧‧共同電壓
VP‧‧‧像素電壓

Claims (26)

  1. 一種顯示裝置，包括：一源極驅動器，用以提供多個像素電壓，其中該些像素電壓分別對應一最大灰階電壓或一最小灰階電壓；以及一顯示面板，包括：多條資料線，耦接該源極驅動器以接收該些像素電壓；多個像素開關，分別耦接對應的資料線以傳送對應的像素電壓；多個像素電容，分別耦接於對應的像素開關與一共同電壓之間，以接收對應的像素電壓；以及多個灰階開關，分別並聯耦接對應的像素電容且分別接收一灰階控制信號，該些灰階開關依據對應的灰階控制信號調整所並聯的像素電容的跨壓。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中每一該些灰階控制信號致能於對應的像素電容的一目標像素電壓介於該最大灰階電壓與該共同電壓之間或介於該最小灰階電壓與該共同電壓之間。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中每一該些像素電容的跨壓調整幅度決定於對應的灰階控制信號的電壓準位及致能期間。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該顯示面板更包括多條掃描線，分別耦接該些像素開關。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之顯示裝置，其中對應 同一掃描線的該些灰階開關所接收的灰階控制信號為一第一灰階控制信號。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之顯示裝置，其中對應同一掃描線的該些灰階開關中多個奇數灰階開關所接收的灰階控制信號為一第二灰階控制信號，對應同一掃描線的該些灰階開關中多個偶數灰階開關所接收的灰階控制信號為一第三灰階控制信號。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該些像素開關及該些灰階開關分別為一電晶體。
  8. 一種顯示裝置，包括：一時序控制器，輸出一源極資料閂鎖信號；一源極驅動器，耦接該時序控制器，且依據該源極資料閂鎖信號提供多個像素電壓，其中該些像素電壓分別對應一最大灰階電壓或一最小灰階電壓；以及一顯示面板，包括：多條資料線，耦接該源極驅動器以接收該些像素電壓；多個像素開關，分別耦接對應的資料線以傳送對應的像素電壓；多個像素電容，分別耦接於對應的像素開關與一共同電壓之間，以接收對應的像素電壓；以及多個灰階開關，分別並聯耦接對應的像素電容且分別接收一灰階控制信號，該些灰階開關依據對應的灰階控制信號調整所並聯的像素電容的跨壓。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之顯示裝置，更包括一閘極驅動器，耦接該時序控制器，受控於該時序控制器提供多個閘極驅動信號以逐列驅動該些像素開關傳送對應的像素電壓，且受控於該時序控制器提供該些灰階控制信號。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之顯示裝置，其中該顯示面板更包括多條掃描線，分別耦接於該閘極驅動器與該些像素開關之間，以分別傳送該些閘極驅動信號至該些像素開關。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之顯示裝置，其中對應同一掃描線的該些灰階開關所接收的灰階控制信號為一第一灰階控制信號。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之顯示裝置，其中該時序控制器於對應當下掃描線的該些像素電容的目標像素電壓皆介於該最大灰階電壓與該共同電壓之間或介於該最小灰階電壓與該共同電壓之間時，控制該閘極驅動器致能對應當下掃描線的該些灰階開關的第一灰階控制信號。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之顯示裝置，其中對應當下掃描線的該些灰階開關的第一灰階控制信號致能於對應下一掃描線的掃描期間。
  14. 如申請專利範圍第12項所述之顯示裝置，其中對應當下掃描線的該些像素電容的的跨壓調整幅度決定於對應的第一灰階控制信號的電壓準位及致能期間。
  15. 如申請專利範圍第12項所述之顯示裝置，其中該閘極驅動器依據該時序控制器提供的一第一開關致能信號 致能該些第一灰階控制信號。
  16. 如申請專利範圍第10項所述之顯示裝置，其中對應同一掃描線的該些灰階開關中多個奇數灰階開關所接收的灰階控制信號為一第二灰階控制信號，對應同一掃描線的該些灰階開關中多個偶數灰階開關所接收的灰階控制信號為一第三灰階控制信號。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之顯示裝置，其中該時序控制器於對應當下掃描線的該些像素電容中多個奇數像素電容的目標像素電壓皆介於該最大灰階電壓與該共同電壓之間或介於該最小灰階電壓與該共同電壓之間時，控制該閘極驅動器致能對應當下掃描線的該些奇數灰階開關的第二灰階控制信號。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之顯示裝置，其中對應當下掃描線的該些奇數灰階開關的第二灰階控制信號致能於對應下一掃描線的掃描期間。
  19. 如申請專利範圍第17項所述之顯示裝置，其中對應當下掃描線的該些奇數像素電容的的跨壓調整幅度決定於對應的第二灰階控制信號的電壓準位及致能期間。
  20. 如申請專利範圍第17項所述之顯示裝置，其中該閘極驅動器依據該時序控制器提供的一第二開關致能信號致能該些第二灰階控制信號。
  21. 如申請專利範圍第16項所述之顯示裝置，其中該時序控制器於對應當下掃描線的該些像素電容中多個偶數像素電容的目標像素電壓皆介於該最大灰階電壓與該共同 電壓之間或介於該最小灰階電壓與該共同電壓之間時，控制該閘極驅動器致能對應當下掃描線的該些偶數灰階開關的第三灰階控制信號。
  22. 如申請專利範圍第21項所述之顯示裝置，其中對應當下掃描線的該些偶數灰階開關的第三灰階控制信號致能於對應下一掃描線的掃描期間。
  23. 如申請專利範圍第21項所述之顯示裝置，其中對應當下掃描線的該些偶數像素電容的的跨壓調整幅度決定於對應的第三灰階控制信號的電壓準位及致能期間。
  24. 如申請專利範圍第21項所述之顯示裝置，其中該閘極驅動器依據該時序控制器提供的一第三開關致能信號致能該些第三灰階控制信號。
  25. 如申請專利範圍第9項所述之顯示裝置，其中該閘極驅動器依據該時序控制器提供的一起始信號、一閘極時脈信號及一輸出致能信號提供該些閘極驅動信號。
  26. 如申請專利範圍第8項所述之顯示裝置，其中該些像素開關及該些灰階開關分別為一電晶體。
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