TWI517128B - 顯示器、顯示器驅動方法以及源極驅動電路 - Google Patents

Description

顯示器、顯示器驅動方法以及源極驅動電路

本發明是有關於一種顯示技術領域，且特別是有關於顯示器的結構、顯示器驅動方法以及源極驅動電路的結構。

按，液晶顯示器因具有高畫質、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、桌上型顯示器以及電視等消費性電子產品，並已經取代傳統的陰極射線管(CRT)顯示器而成為顯示器的主流。

對於液晶顯示器，由於液晶材料之特性，施加於畫素之液晶單元上的電壓之極性需要不斷地交替，而液晶單元上之電壓極性皆於影像之畫素替換時進行改變之步驟稱之為極性反轉(polarity inversion)。現有的極性反轉方式可大致分為圖框反轉(frame inversion)、列反轉(column inversion)及點反轉(dot inversion)三種；其中，圖框反轉會使得液晶顯示器出現令人討厭的閃爍，因而多選用列反轉及點反轉；對於列反轉及點反轉，尤以點反轉會產生較好的顯示品質但耗電量卻比列反轉來得大。

因此，先前技術中有提出採用Zig-zag型畫素排列之液晶顯示器，相鄰兩條資料線之間的畫素列中之一部分畫素與此相鄰兩條資料線中之一者相電性耦接，另一部分畫素與此相鄰兩條資料線中之另一者相電性耦接；如此當採用較省電的列反轉方式可獲取同點反轉之視覺效果。然而在顯示單色(R,G,B)或補色(R+G,G+B,B+R)畫面的狀況下，有約2/3的資料線一直做高頻率的充放電，耗電量仍較高。先前技術雖有提出電荷分享之技術方案(亦即，將正負極性的資料線在轉態前互相接在一起將電荷中和)，理論上可節省約50%的動態功耗(dynamic power)；然在Zig-zag列反轉架構下則不能將正負極性的資料線互相分享電荷，否則會更耗電。

本發明的目的就是在提供一種顯示器，其可利用電荷分享操作來達成省電之目的。

本發明的再一目的是提供一種顯示器驅動方法，其可利用電荷分享操作來達成省電之目的。

本發明的又一目的是提供一種源極驅動電路，具有電荷分享功能。

本發明實施例提出的一種顯示器，包括多條第一資料線、多條第二資料線、多個畫素列、至少一第一電荷分享開關電路以及至少一第二電荷分享開關電路。其中，第二資料線與第一資料線交替排列；每一畫素列包括多個第一畫素以及多個第二畫素，每一畫素列中的各個第一畫素與第一資料線中之一者電性相接，且每一畫素列中的各個第二畫素與第二資料線中之一者電性相接；第一電荷分享開關電路與第一資料線中之至少部分者電性相接；第二電荷分享開關電路與第二資料線中之至少部分者電性相接。

在本發明的一實施例中，上述之顯示器更包括通道開關電路以及輸出級電路；其中輸出級電路用以向第一資料線與第二資料線分別提供相異極性之顯示資料且具有多個輸出通道，各個輸出通道透過通道開關電路分別電性耦接至第一及第二資料線。

在本發明的一實施例中，上述之各個畫素列中的第一及第二畫素包括M種顏色畫素，M為正整數且大於等於3；第一資料線中之上述至少部分者的數量為M的正整數倍，且第二資料線中之上述至少部分者的數量為M的正整數倍。

在本發明的一實施例中，上述之M種顏色畫素包括紅色畫素、綠色畫素以及藍色畫素。

在本發明的一實施例中，上述之每一畫素列中的各個第一畫素與各個第二畫素沿畫素列之長度方向呈週期性排列，例如呈交替排列。

本發明實施例提出的一種顯示器驅動方法，適用於顯示器；其中顯示器包括多條資料線且這些資料線中之每相鄰兩者之間設置有多個畫素，這些畫素中之一部分電性耦接至相鄰兩者中之一者，且這些畫素中之另一部分電性耦接至相鄰兩者中之另一者。本實施例中的顯示器驅動方法包括步驟：向每一資料線提供具有預設極性之顯示資料；以及將這些資料線中接收相同極性顯示資料者劃分成至少一個群組執行電荷分享操作，而接收相異極性顯示資料者之間則不執行電荷分享操作。

在本發明的一實施例中，上述之顯示器更包括輸出級電路以及通道開關電路，輸出級電路用以提供顯示資料且包括多個輸出通道，而這些輸出通道透過通道開關電路分別電性耦接至上述之資料線；上述之電荷分享操作係執行於通道開關電路之截止期間。

在本發明的一實施例中，上述之電荷分享操作係執行於通道開關電路之每一截止期間。

在本發明的一實施例中，執行相鄰兩次上述之電荷分享操作之間至少間隔一個上述之截止期間。

本發明實施例提出的一種源極驅動電路，包括多個第一顯示資料輸出端、多個第二顯示資料輸出端、通道開關電路、輸出級電路、多個第一電荷分享開關電路以及多個第二電荷分享開關電路。其中，輸出級電路用以向第一顯示資料輸出端與第二顯示資料輸出端分別提供相異極性之顯示資料且具有多個輸出通道，而這些輸出通道透過通道開關電路分別電性耦接至各個第一及第二顯示資料輸出端；每一第一電荷分享開關電路與部分第一顯示資料輸出端電性相接；每一第二電荷分享開關電路與部分第二顯示資料輸出端電性相接。

在本發明的一實施例中，當上述之源極驅動電路應用於包括M種顏色畫素之顯示器，其中M為正整數且大於等於3，與第一電荷分享開關電路中之任意一者電性相接之部分第一顯示資料輸出端的數量以及與第二電荷分享開關電路中之任意一者電性相接之部分第二顯示資料輸出端的數量皆為M的正整數倍。

本發明實施例藉由設置第一電荷分享開關電路以及第二電荷分享開關電路，以便於接收相同極性顯示資料之多個資料線進行電荷分享操作，而接收相異極性顯示資料之資料線之間則不執行電荷分享；如此使得採用Zig-zag型畫素排列之顯示器在選用列反轉(column inversion)方式的狀況下執行電荷分享操作可獲得較佳之省電功效。

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，其繪示為相關於本發明實施例之一種顯示器的部分結構示意圖。如圖1所示，顯示器10採用Zig-zag型畫素排列且包括源極驅動電路、閘極驅動電路16、畫素列例如C1~C12、資料線例如D1~D13以及掃描線例如G1~G4。

其中，資料線D1~D13包括奇數資料線D1、D3、D5、D7、D9、D11、D13以及偶數資料線D2、D4、D6、D8、D10、D12，奇數資料線D1、D3、D5、D7、D9、D11、D13與偶數資料線D2、D4、D6、D8、D10、D12交替排列。每一畫素列C1~C12包括多個第一畫素141以及多個第二畫素143，每一畫素列C1~C12中的各個第一畫素141分別與奇數資料線D1、D3、D5、D7、D9、D11、D13中之一者相電性耦接，且每一畫素列C1~C12中的各個第二畫素143分別與偶數資料線D2、D4、D6、D8、D10、D12中之一者相電性耦接。從圖1中還可以得知，各個畫素列C1~C12中的第一畫素141與第二畫素143沿畫素列的長度方向呈週期性排列，且更具體地為沿畫素列的長度方向呈交替排列。

請參閱圖2，其繪示為相關於圖1所示源極驅動電路12之內部結構示意圖。源極驅動電路12具有多個奇數顯示資料輸出端127以及多個偶數顯示資料輸出端129，以分別作為相異極性之顯示資料的輸出端。如圖2所示，奇數顯示資料輸出端127係用以提供第一極性(例如正極性)顯示資料至奇數資料線D1、D3、D5、D7、D9及D11，偶數顯示資料輸出端129係用以提供第二極性(例如負極性)顯示資料至偶數資料線D2、D4、D6、D8、D10及D12。

承上述，源極驅動電路12之內部電路包括輸出級電路121、通道開關電路123、多個第一電荷分享開關電路125a以及多個第二電荷分享開關電路125b。其中，輸出級電路121用以提供具有預設極性的顯示資料並透過其多個輸出通道122傳遞至通道開關電路123。每一第一電荷分享開關電路125a與多個奇數顯示資料輸出端127相電性耦接，每一第二電荷分享開關電路125b與多個偶數顯示資料輸出端129相電性耦接；更具體地，對於採用M種顏色畫素例如紅色畫素、綠色畫素與藍色畫素等三種顏色畫素之顯示器，與每一第一電荷分享開關電路125a電性相接之奇數顯示資料輸出端127的數量較佳地為M的正整數倍(例如1倍，2倍或更多倍)，且與每一第二電荷分享開關電路125b電性相接之偶數顯示資料輸出端129的數量較佳地亦為M的正整數倍(例如1倍，2倍或更多倍)。在此，通道開關電路123、第一電荷分享開關電路125a及第二電荷分享開關電路125b皆為包括多個開關元件之開關元件陣列。

需要說明的是，雖然本實施例中示出多個第一電荷分享開關電路125a以及多個第二電荷分享開關電路125b，從而奇數顯示資料輸出端127以及偶數顯示資料輸出端129分別被劃分成多個群組，但本發明並不以此為限，例如源極驅動電路12僅具有單個第一電荷分享開關電路125a以及單個第二電荷分享開關電路125b，從而奇數顯示資料輸出端127以及偶數顯示資料輸出端129分別皆被劃分成單個群組。

請一併參閱圖1至圖3，圖3繪示出多條資料線進行電荷分享操作時之訊號時序圖。具體地，於顯示器10的工作過程中，具有預設極性的顯示資料將透過輸出級電路121提供至各個資料線(例如D1~D6)，例如提供正極性顯示資料至奇數資料線D1、D3及D5，且提供負極性顯示資料至偶數資料線D2、D4及D6，此時致能訊號STB為低準位，通道開關電路123導通；在此，當提供至資料線上的顯示資料之電位大於共用電位VCOM時，則為正極性顯示資料，反之，當提供至資料線上的顯示資料之電位小於共用電位VCOM時，則為負極性顯示資料。當致能訊號STB為高準位期間，通道開關電路123截止，與奇數資料線D1、D3及D5相電性耦接之第一電荷分享開關電路125a導通，且與耦數資料線D2、D4及D6相電性耦接之第二電荷分享開關電路125b導通，奇數資料線D1、D3及D5相互之間因第一電荷分享開關電路125a導通而進行電荷分享，偶數資料線D2、D4及D6相互之間因第二電荷分享開關電路125b導通而進行電荷分享，以致於在顯示單色或補色的狀況下同極性資料線的充電電位擺動(swing)幅度平均而言變成先前技術中的2/3，達成省電之功效。另外，奇數資料線D7、D9及D11之間的電荷分享操作與資料線D1、D3及D5之間的電荷分享操作基本相同，偶數資料線D8、D10及D12之間的電荷分享操作與資料線D2、D4及D6之間的電荷分享操作基本相同，故在此不再贅述。從圖3中還可以得知，同極性資料線之間的電荷分享操作係執行於每一次致能訊號STB為高準位之期間，亦即通道開關電路123之截止期間。

另外，本發明實施例提出的顯示器並不限於圖1所示的結構，各個畫素列例如C1~C12中的第一畫素141與第二畫素143可採用其他方式之週期性排列，例如以依序排列的多個第一畫素與多個第二畫素為重複單元進行重複排列，而重複單元中第一畫素的數量與第二畫素的數量可相等亦可不等；或者各個畫素列中的第一畫素與第二畫素任意排列。針對不同的畫素排列方式，為實現同極性資料線之間的電荷分享操作效率最大化，執行電荷分享操作的時機應作相應的調整。例如圖4所示之顯示器20，其結構與圖1所示的顯示器10之結構基本相同，不同之處在於：顯示器20中之每一畫素列例如C1~C12的第一畫素141與第二畫素143係以依序排列的兩個第一畫素與兩個第二畫素為重複單元進行重複排列，而不同於顯示器10中之每一畫素列C1~C12的第一畫素141與第二畫素143呈交替排列(亦即以依序排列的一個第一畫素與一個第二畫素為重複單元進行重複排列)。在此情形下，請參閱圖5，其繪示為顯示器20的多條資料線進行電荷分享操作時之訊號時序圖。具體地，為實現同極性資料線之間的電荷分享操作效率最大化，電荷分享操作應調整為致能訊號STB連續出現兩次高準位才執行一次，亦即執行相鄰兩次電荷分享操作之間間隔一個通道開關電路123之截止期間。

綜上所述，本發明實施例藉由設置第一電荷分享開關電路以及第二電荷分享開關電路，以便於接收相同極性顯示資料之多個資料線進行電荷分享操作，而接收相異極性顯示資料之資料線之間則不執行電荷分享；如此使得採用Zig-zag型畫素排列之顯示器在選用列反轉(column inversion)方式的狀況下執行電荷分享操作可獲得較佳之省電功效。

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、20．．．顯示器

12．．．源極驅動電路

141．．．第一畫素

143．．．第二畫素

16．．．閘極驅動電路

D1~D13．．．資料線

G1~G4．．．掃描線

C1~C12．．．畫素列

121．．．輸出級電路

122．．．輸出通道

123．．．通道開關電路

125a．．．第一電荷分享開關電路

125b．．．第二電荷分享開關電路

127．．．奇數顯示資料輸出端

129．．．偶數顯示資料輸出端

STB．．．致能訊號

VCOM．．．共用電位

圖1繪示為相關於本發明實施例之一種顯示器的部分結構示意圖。

圖2繪示為圖1所示顯示器之源極驅動電路的內部結構示意圖。

圖3繪示出圖1所示顯示器的多條資料線進行電荷分享操作時之訊號時序圖。

圖4繪示為相關於本發明實施例之另一種顯示器的部分結構示意圖。

圖5繪示為圖4所示顯示器的多條資料線進行電荷分享操作時之訊號時序圖。

12．．．源極驅動電路

D1~D12．．．資料線

121．．．輸出級電路

122．．．輸出通道

123．．．通道開關電路

125a．．．第一電荷分享開關電路

125b．．．第二電荷分享開關電路

127．．．奇數顯示資料輸出端

129．．．偶數顯示資料輸出端

Claims (12)

1. 一種顯示器，包括：多條第一資料線；多條第二資料線，與該些第一資料線交替排列；多個畫素列，設置於該些第一資料線與該些第二資料線之間，每一該些畫素列包括多個第一畫素以及多個第二畫素，同列之該些第一畫素電性相接至同一該些第一資料線與該些第二資料線中之一者，且同列之該些第二畫素電性相接至同一該些第一資料線與該些第二資料線中之另一者，每一該些畫素列之該些第一畫素及該些第二畫素電性相接至不同之多個掃描線；至少一第一電荷分享開關電路，該第一電荷分享開關電路與該些第一資料線中之至少部分者電性相接；以及至少一第二電荷分享開關電路，該第二電荷分享開關電路與該些第二資料線中之至少部分者電性相接，其中，該些第一資料線與該些第二資料線係用以分別傳輸相異極性之顯示資料。
2. 如申請專利範圍第1項所述之顯示器，更包括：一通道開關電路；以及一輸出級電路，用以向該些第一資料線與該些第二資料線分別提供相異極性之顯示資料且具有多個輸出通道，該些輸出通道透過該通道開關電路分別電性耦接至該些第一及第二資料線。
3. 如申請專利範圍第1項所述之顯示器，其中該些畫素列中之該些第一及第二畫素包括M種顏色畫素，M為正整數且大於等於3；該些第一資料線中之該至少部分者的數量為M的正整數倍，且該些第二資料線中之該至少部分者的數量為M 的正整數倍。
4. 如申請專利範圍第3項所述之顯示器，其中該M種顏色畫素包括紅色畫素、綠色畫素以及藍色畫素。
5. 如申請專利範圍第1項所述之顯示器，其中每一該些畫素列中之該些第一畫素與該些第二畫素沿該畫素列之長度方向呈週期性排列。
6. 如申請專利範圍第5項所述之顯示器，其中每一該些畫素列中之該些第一畫素與該些第二畫素沿該畫素列之該長度方向呈交替排列。
7. 一種顯示器驅動方法，適用於一顯示器，該顯示器包括多條資料線，該些資料線中之每相鄰兩者之間設置有多個畫素，該些畫素中之一部分電性耦接至該相鄰兩者中之一者，且該些畫素中之另一部分電性耦接至該相鄰兩者中之另一者；該顯示器驅動方法包括步驟：向每一該些資料線提供一具有預設極性之顯示資料；以及將該些資料線中接收相同極性顯示資料者劃分成至少一個群組執行電荷分享操作，而接收相異極性顯示資料者之間則不執行電荷分享操作。
8. 如申請專利範圍第7項所述之顯示器驅動方法，其中該顯示器更包括一輸出級電路以及一通道開關電路，該輸出級電路用以提供該些顯示資料且包括多個輸出通道，該些輸出通道透過該通道開關電路分別電性耦接至該些資料線；該電荷分享操作係執行於該通道開關電路之一截止期間。
9. 如申請專利範圍第8項所述之顯示器驅動方法，其中該電荷分享操作係執行於該通道開關電路之每一該截止期間。
10. 如申請專利範圍第8項所述之顯示器驅動方法，其中 執行相鄰兩次該電荷分享操作之間至少間隔一個該截止期間。
11. 一種源極驅動電路，包括：多個第一顯示資料輸出端；多個第二顯示資料輸出端；一通道開關電路；一輸出級電路，用以向該些第一顯示資料輸出端與該些第二顯示資料輸出端分別提供相異極性之顯示資料且具有多個輸出通道，該些輸出通道透過該通道開關電路分別電性耦接至該些第一及第二顯示資料輸出端；多個第一電荷分享開關電路，每一該些第一電荷分享開關電路與部分該些第一顯示資料輸出端電性相接；以及多個第二電荷分享開關電路，每一該些第二電荷分享開關電路與部分該些第二顯示資料輸出端電性相接，其中，該些第一顯示資料輸出端與該些第二顯示資料輸出端係用以分別傳輸相異極性之顯示資料。
12. 如申請專利範圍第11項所述之源極驅動電路，當該源極驅動電路應用於一包括M種顏色畫素之顯示器，M為正整數且不小於3，與該些第一電荷分享開關電路中之任意者電性相接之部分該些第一顯示資料輸出端的數量以及與該些第二電荷分享開關電路中之任意者電性相接之部分該些第二顯示資料輸出端的數量皆為M的正整數倍。