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TWI601112B - 顯示面板的驅動方法 - Google Patents

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TWI601112B
TWI601112B TW106110494A TW106110494A TWI601112B TW I601112 B TWI601112 B TW I601112B TW 106110494 A TW106110494 A TW 106110494A TW 106110494 A TW106110494 A TW 106110494A TW I601112 B TWI601112 B TW I601112B
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TW
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switch
pixel circuits
display panel
driving method
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林囿延
李後宏
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凌巨科技股份有限公司
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Description

顯示面板的驅動方法
本發明是有關於一種驅動技術，且特別是有關於一種顯示面板的驅動方法。
隨著顯示科技的日益進步，人們藉著顯示裝置的輔助可使生活更加便利，為求顯示裝置輕、薄之特性，因此平面顯示器（Flat Panel Display, FPD）成為目前的主流。並且，由於液晶顯示器（Liquid Crystal Display, LCD）具有高空間利用效率、低消耗功率、無輻射以及低電磁干擾等優越特性，因此液晶顯示器深受消費者歡迎。
因應現在省電的需求，在部份的顯示應用下，顯示裝置的更新頻率會降低至30赫茲(Hz)以下，亦即顯示面板的畫素將有一段時間不進行畫面更新，此時畫素中的電晶體的閘極電壓會在此段時間維持於關閉的電壓準位。然而，由於電晶體的閘極電壓長時間維持同樣的電壓準位，會造成電晶體的老化(Gate bias stress)，進而影響顯示面板的顯示品質。因此，上述老化問題須被克服，以改善顯示面板的顯示品質。
本發明提供一種顯示面板的驅動方法可有效抑制畫素電路中的開關元件的老化效應(Aging Effects)，特別是適用於當顯示面板操作在開機期間狀態、關機期間狀態或待機狀態時。
本發明的驅動方法適用於顯示面板。顯示面板具有陣列排列的多個畫素電路。所述多個畫素電路各別包括串聯耦接的至少一第一開關以及第二開關，其中驅動方法包括：藉由所述多個畫素電路各別的所述至少一第一開關的控制端在去偏壓應力模式下週期性地接收多個第一脈衝信號，其中所述多個第一脈衝信號具有第一脈衝寬度；以及藉由所述多個畫素電路各別的所述第二開關的控制端在所述去偏壓應力模式下依序週期性地接收多個第二脈衝信號，其中所述多個第二脈衝信號具有第二脈衝寬度，並且所述多個畫素電路各別於不同時間接收所述多個第一脈衝信號與所述多個第二脈衝信號。
在本發明的一實施例中，上述的多個畫素電路接收的第一脈衝信號與所述多個畫素電路的至少其中之一接收的所述多個第二脈衝信號間隔第一時間長度。
在本發明的一實施例中，上述的多個畫素電路的每一列的所述第二開關的控制端分別間隔第二時間長度，以依序接收所述多個第二脈衝信號。
在本發明的一實施例中，上述的多個畫素電路的多個奇數列以及偶數列各別的所述第二開關的控制端分別間隔第二時間長度，以交替接收所述多個第二脈衝信號。
在本發明的一實施例中，上述的所述多個畫素電路各別的所述第二開關的控制端同時接收所述多個第二脈衝信號。
在本發明的一實施例中，上述的多個第一脈衝信號具有第一高位準電壓以及第一低位準電壓，並且藉由所述多個些畫素電路各別的所述至少一第一開關的控制端在所述去偏壓應力模式下週期性地接收所述多個第一脈衝信號的步驟包括：調整所述多個第一脈衝信號的所述第一高位準電壓以及所述第一低位準電壓的至少其中之一。
在本發明的一實施例中，上述的所述多個第二脈衝信號具有第二高位準電壓以及第二低位準電壓，並且藉由所述多個畫素電路各別的所述第二開關的控制端在所述去偏壓應力模式下依序週期性地接收所述多個第二脈衝信號的步驟包括：調整所述多個第二脈衝信號的所述第二高位準電壓以及所述第二低位準電壓的至少其中之一。
在本發明的一實施例中，上述的去偏壓應力模式適用於當所述顯示面板操作在開機期間狀態、關機期間狀態以及待機狀態的至少其中之一時。
在本發明的一實施例中，上述的顯示面板的所述多個畫素電路各別的所述至少一第一開關包括兩個第一開關，並且所述兩個第一開關的其中之一、所述第二開關以及所述兩個第一開關的其中之另一依序串聯耦接，其中所述兩個第一開關的其中之一的控制端耦接所述兩個第一開關的其中之另一的控制端。
在本發明的一實施例中，上述的顯示面板的畫面更新率小於或等於30赫茲。
基於上述，本發明的顯示面板當操作在開機期間狀態、關機期間狀態以及待機狀態的至少其中之一時，顯示面板的各畫素電路可藉由接收週期性地多個脈衝信號來致能各開關元件，以使有效避免畫素電路當中的開關元件長時間維持在某個偏壓準位下，進而避免開關元件的偏壓應力累積所造成的老化效應。
為讓本發明的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。
以下提出多個實施例來說明本發明，然而本發明不限於所例示的多個實施例。又實施例之間也允許有適當的結合。在本案說明書全文（包括申請專利範圍）中所使用的「耦接」一詞可指任何直接或間接的連接手段。舉例而言，若文中描述第一裝置耦接至第二裝置，則應該被解釋成該第一裝置可以直接連接於該第二裝置，或者該第一裝置可以透過其他裝置或某種連接手段而間接地連接至該第二裝置。此外，「信號」一詞可指至少一電流、電壓、電荷、溫度、資料、或任何其他一或多個信號。
圖1是依照本發明一實施例的顯示裝置的系統示意圖。參照圖1，顯示裝置100包括時序控制器110、閘極驅動電路120、源極驅動電路130、開關驅動電路140及顯示面板150。顯示面板150包括陣列排列的多個畫素電路P。顯示裝置100可為一種薄膜電晶體液晶顯示器(Thin Film Transistor Liquid-Crystal Display, TFT-LCD)。在本實施例中，這些畫素電路P的每一行配置一條源極信號線，以及這些畫素電路P的每一列配置一條閘極信號線Gm以及一條共閘極信號線Gc。在本實施例中，畫素電路P的各開關元件可為薄膜電晶體(Thin film transistor)。
在本實施例中，時序控制器110用以接收工作電壓VDD，並且致能閘極驅動電路120、源極驅動電路130以及開關驅動電路140。開關驅動電路140藉由多個共閘極信號線Gc輸出第一驅動信號至顯示面板150當中的每一畫素電路P。閘極驅動電路120藉由多個閘極信號線G1~Gm輸出多個第二脈衝信號至顯示面板150當中的每一畫素電路P，其中m為大於0的正整數。源極驅動電路130藉由多個源極信號線S1~Sn輸出多個圖框信號至顯示面板150當中的每一畫素電路P，其中n為大於0的正整數。在本實施例中，顯示面板150可例如是操作在畫面更新率小於或等於30赫茲(Hz)的操作頻率，或者是操作在不接收圖框信號的情況下，但本發明並不限於此。
以下圖2、圖3說明本發明各實施例所述的顯示面板當中的兩種畫素電路的實施方式。
圖2是依照本發明一實施例的畫素電路的電路示意圖。參照圖2，本實施例的畫素電路P為一種雙閘極薄膜電晶體(Dual-gate TFT)。畫素電路P包括儲存電路Cst以及液晶電容Clc、串聯耦接的第一開關M1以及第二開關M2，其中第一開關M1以及第二開關M2可為薄膜電晶體。在本實施例中，第一開關M1的第一端耦接源極信號線Sn。第一開關M1的控制端耦接共閘極信號線Gc。第一開關M1的第二端耦接第二開關M2的第一端。第二開關M2的控制端耦接閘極信號線Gm。儲存電路Cst以及液晶電容Clc並聯的一端耦接於第二開關M2的第二端，且並聯的另一端耦接於接地端VCOM。在本實施例中，第一開關M1的第一端可透過源極信號線Sn接收圖框信號。第一開關M1的控制端可透過共閘極信號線Gc接收第一脈衝信號。第二開關M2的控制端可透過閘極信號線Gm接收第二脈衝信號。
圖3是依照本發明另一實施例的畫素電路的電路示意圖。參照圖3，本實施例的畫素電路P為一種三閘極薄膜電晶體(Triple-gate TFT)。畫素電路P包括儲存電路Cst以及液晶電容Clc、串聯耦接的兩個第一開關M1、M1’以及第二開關M2，其中第一開關M1、M1’以及第二開關M2可為薄膜電晶體。此外，相較於兩個串聯耦接的開關元件的畫素電路，本實施例的三個串聯耦接的開關元件的畫素電路可降低漏電流的大小。
在本實施例中，第一開關M1的第一端耦接源極信號線Sn。第一開關M1的控制端耦接共閘極信號線Gc。第一開關M1的第二端耦接第二開關M2的第一端。第二開關M2的控制端耦接閘極信號線Gm。第二開關M2的第二端耦接另一第一開關M1’。另一第一開關M1’的控制端同樣耦接共閘極信號線Gc。儲存電路Cst以及液晶電容Clc並聯的一端耦接於另一第一開關M1’的第二端，且並聯的另一端耦接於接地端VCOM。在本實施例中，第一開關M1的第一端可透過源極信號線Sn接收圖框信號。兩個第一開關M1、M1’的控制端分別可透過共閘極信號線Gc接收第一脈衝信號。第二開關M2的控制端可透過閘極信號線Gm接收第二脈衝信號。
以下圖4至圖6分別舉例說明本發明的顯示面板的去偏壓應力的多個時序控制方法的實施方式，並且圖4至圖6的實施方式可例如應用圖2以及圖3實施例所述的畫素電路，但本發明並不限於此。
圖4是依照本發明一實施例的去偏壓應力模式的信號波形圖。參照圖1、圖3以及圖4，圖4的信號波形可例如適用於圖1的顯示面板150，以及可例如適用於圖3的畫素電路P。本實施例的去偏壓應力模式可例如適用於顯示面板150操作在開機期間狀態、關機期間狀態或待機狀態(低功率消耗)。也就是說，當顯示面板150當中的畫素電路P的源極信號線Sn未從時序控制器110接收或以低更新率的方式接收圖框信號時，畫素電路P的第一開關M1、M1’以及第二開關M2可接收週期性地脈衝信號。值得注意的是，本實施例的信號波形描述是舉三個列(row)的畫素電路P來說明之，但本實施例的畫素電路P的行列數並不限於此。
在本實施例中，當顯示面板150操作在開機期間狀態、關機期間狀態或待機狀態時，顯示面板150可進入去偏壓應力模式，並且顯示面板150的時序控制器110可能被開啟或關閉。也就是說，本實施例的去偏壓應力模式可被適用在電源開啟期間P1或電源關閉期間P2。在去偏壓應力模式下，顯示面板150可分別透過閘極驅動電路120、開關驅動電路140或其他驅動電路接收週期性地脈衝信號。
具體來說，在電源開啟期間P1，顯示面板150的每一個畫素電路P的第一開關M1、M1’的控制端可透過共閘極信號線Gc接收多個第一脈衝信號410，以使每一個畫素電路P的第一開關M1、M1’週期性地被致能。並且，顯示面板150的每一列的畫素電路P的第二開關M2的控制端可透過閘極信號線G1、G2、G3依序週期性地接收多個第二脈衝信號421、422、423。
在本實施例中，第一脈衝信號410的脈衝寬度W1以及第二脈衝信號421、422、423的脈衝寬度W2可例如是0.5毫秒(ms)，並且第一脈衝信號410與第二脈衝信號421間隔的時間長度T1可例如是1.5毫秒(ms)，但本發明並不限於此。
也就是說，當顯示面板150操作在去偏壓應力模式時，顯示面板150的每一個畫素電路P的第一開關M1、M1’以及的第二開關M2可藉由接收多個脈衝信號，以避免第一開關M1、M1’以及第二開關M2長時間維持在某個偏壓準位下，進而改善偏壓應力所造成薄膜電晶體的老化效應。另外，在本實施例中，在電源關閉期間P2，顯示面板150也可如同於電源開啟期間P1接收相同的脈衝信號波形，但本發明並不加以限制。
圖5是依照本發明另一實施例的去偏壓應力模式的信號波形圖。參照圖1、圖3以及圖5，圖5的信號波形可例如適用於圖1的顯示面板150，以及可例如適用於圖3的畫素電路P。
相較於上述實施例，在電源開啟期間P1，顯示面板150的每一個畫素電路P的第一開關M1、M1’的控制端可透過共閘極信號線Gc接收多個第一脈衝信號510，以使每一個畫素電路P的第一開關M1、M1’週期性地被致能。並且，顯示面板150的奇數列以及偶數列的畫素電路P各別的第二開關M2的控制端可透過閘極信號線G1、G2、G3分別間隔時間長度T2，以交替接收第二脈衝信號521、522、523，以使奇數列以及偶數列的畫素電路P的第二開關M2交替地被致能。
在本實施例中，第一脈衝信號510以及第二脈衝信號521、522、523的脈衝寬度W1、W2可例如是0.5毫秒(ms)，並且第一脈衝信號510與第二脈衝信號521間隔的時間長度T1可例如是1.5毫秒(ms)，以及第二脈衝信號521、522、523之間分別間隔的時間長度T2也可例如是1.5毫秒(ms)，但本發明並不限於此。
也就是說，當顯示面板150操作在去偏壓應力模式時，顯示面板150的每一個畫素電路P的第一開關M1、M1’以及的第二開關M2可藉由接收多個脈衝信號，以避免第一開關M1、M1’以及第二開關M2長時間維持在某個偏壓準位下，進而改善偏壓應力所造成薄膜電晶體的老化效應。另外，在本實施例中，在電源關閉期間P2，顯示面板150也可如同於電源開啟期間P1接收相同的脈衝信號波形，但本發明並不加以限制。
圖6是依照本發明又一實施例的去偏壓應力模式的信號波形圖。參照圖1、圖3以及圖6，圖6的信號波形可例如適用於圖1的顯示面板150，以及可例如適用於圖3的畫素電路P。
相較於上述實施例，在電源開啟期間P1，顯示面板150的每一個畫素電路P的第一開關M1、M1’的控制端可透過共閘極信號線Gc接收多個第一脈衝信號610，以使每一個畫素電路P的第一開關M1、M1’週期性地被致能。並且，顯示面板150的每一個畫素電路P各別的第二開關M2的控制端可透過閘極信號線G1、G2、G3同時接收第二脈衝信號621、622、623，以使每一個畫素電路P的第二開關M2同時地被致能。
在本實施例中，第一脈衝信號610以及第二脈衝信號621、622、623的脈衝寬度W1、W2可例如是0.5毫秒(ms)，並且第一脈衝信號610與第二脈衝信號621間隔的時間長度T1可例如是1.5毫秒(ms)，但本發明並不限於此。
也就是說，當顯示面板150操作在去偏壓應力模式時，顯示面板150的每一個畫素電路P的第一開關M1、M1’以及的第二開關M2可藉由接收多個脈衝信號，以避免第一開關M1、M1’以及第二開關M2長時間維持在某個偏壓準位下，進而改善偏壓應力所造成薄膜電晶體的老化效應。另外，在本實施例中，在電源關閉期間P2，顯示面板150也可如同於電源開啟期間P1接收相同的脈衝信號波形，但本發明並不加以限制。
值得注意的是，以圖3的畫素電路P為例，上述圖4至圖6實施例所述的各去偏壓應力模式的時序控制方法可有效避免當顯示面板150操作在開機期間狀態、關機期間狀態或待機狀態時，各畫素電路P的第一開關M1、M1’以及第二開關M2長時間維持在某個偏壓準位下，進而改善偏壓應力所造成薄膜電晶體的老化效應。
此外，上述各實施例的第一脈衝信號具有第一高位準電壓以及第一低位準電壓，並且第二脈衝信號具有第二高位準電壓以及第二低位準電壓。在一實施例中，畫素電路可進一步包括多工器或其他電路元件，並且用以依據面板規格或使用者需求等條件來調整脈衝信號的高、低位準電壓，而不限於圖4至圖6所示之脈衝信號波形。
圖7是依照本發明一實施例的顯示面板的驅動方法的步驟流程圖。本實施例的驅動方法可至少適用於圖1的顯示面板150以及圖2、圖3的畫素電路P。請參照圖1、7，在本實施例中，顯示面板150具有陣列排列的多個畫素電路P，並且這些畫素電路P各別包括串聯耦接的至少一第一開關以及第二開關。本實施例的驅動方法可包括以下步驟。在步驟S710中，顯示面板150可藉由這些畫素電路P各別的至少一第一開關的控制端在去偏壓應力模式下週期性地接收多個第一脈衝信號，其中這些第一脈衝信號具有第一脈衝寬度。在步驟S720中，顯示面板150可藉由這些畫素電路P各別的第二開關的控制端在去偏壓應力模式下依序週期性地接收多個第二脈衝信號，其中這些第二脈衝信號具有第二脈衝寬度，並且這些畫素電路P各別於不同時間接收這些第一脈衝信號與這些第二脈衝信號。
此外，本實施例的顯示面板的驅動方法的其他相關實施方式可依據上述圖1~圖6實施例中獲致足夠的教示、建議與實施說明，因此不再贅述。
綜上所述，本發明的顯示面板的驅動方法可有效避免或減緩當顯示面板操作在開機期間狀態、關機期間狀態或待機狀態時，顯示面板的各畫素電路的開關元件的老化效應。也就是說，本發明的顯示面板的各畫素電路可藉由在電源開啟期間或電源關閉期間提供週期性地脈衝信號至開關元件，以使有效避免開關元件長時間維持在某個偏壓準位，進而改善偏壓應力所造成薄膜電晶體的老化效應。
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，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧顯示裝置
110‧‧‧時序控制器
120‧‧‧閘極驅動電路
130‧‧‧源極驅動電路
140‧‧‧開關驅動電路
150‧‧‧顯示面板
410、510、610‧‧‧第一脈衝信號
421、422、423、521、522、523、621、622、623‧‧‧第二脈衝信號
Cst‧‧‧儲存電容
Clc‧‧‧液晶電容
Gc‧‧‧共閘極信號線
G1、G2、G3~Gm‧‧‧閘極信號線
M1、M1’、M2‧‧‧開關
P‧‧‧畫素電路
P1‧‧‧電源開啟期間
P2‧‧‧電源關閉期間
S1、S2~Sn‧‧‧源極信號線
S710、S720‧‧‧步驟
T1、T2‧‧‧時間長度
VDD‧‧‧工作電壓
VCOM‧‧‧接地端
W1、W2‧‧‧脈衝寬度
圖1是依照本發明一實施例的顯示裝置的系統示意圖。 圖2是依照本發明一實施例的畫素電路的電路示意圖。 圖3是依照本發明另一實施例的畫素電路的電路示意圖。 圖4是依照本發明一實施例的去偏壓應力模式的信號波形圖。 圖5是依照本發明另一實施例的去偏壓應力模式的信號波形圖。 圖6是依照本發明又一實施例的去偏壓應力模式的信號波形圖。 圖7是依照本發明一實施例的顯示面板的驅動方法的步驟流程圖。
100‧‧‧顯示裝置
110‧‧‧時序控制器
120‧‧‧閘極驅動電路
130‧‧‧源極驅動電路
140‧‧‧開關驅動電路
150‧‧‧顯示面板
Gc‧‧‧共閘極信號線
G1、G2~Gm‧‧‧閘極信號線
P‧‧‧畫素電路
S1、S2~Sn‧‧‧源極信號線
VDD‧‧‧工作電壓

Claims (9)

  1. 一種顯示面板的驅動方法，其中該顯示面板具有陣列排列的多個畫素電路，並且該些畫素電路各別包括串聯耦接的至少一第一開關以及一第二開關，其中該驅動方法包括：藉由該些畫素電路各別的該至少一第一開關的控制端在一去偏壓應力模式下週期性地接收多個第一脈衝信號，其中該些第一脈衝信號具有一第一脈衝寬度；以及藉由該些畫素電路各別的該第二開關的控制端在該去偏壓應力模式下依序週期性地接收多個第二脈衝信號，其中該些第二脈衝信號具有一第二脈衝寬度，並且該些畫素電路各別於不同時間接收該些第一脈衝信號與該些第二脈衝信號，其中該去偏壓應力模式適用於當該顯示面板操作在一開機期間狀態、一關機期間狀態以及一待機狀態的至少其中之一時。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的驅動方法，其中該些畫素電路接收的該些第一脈衝信號與該些畫素電路的至少其中之一接收的該些第二脈衝信號間隔一第一時間長度。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的驅動方法，其中該些畫素電路的每一列的該第二開關的控制端分別間隔一第二時間長度，以依序接收該些第二脈衝信號。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的驅動方法，其中該些畫素電路的奇數列的以及偶數列各別的該第二開關的控制端分別間隔一第二時間長度，以交替接收該些第二脈衝信號。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的驅動方法，其中該些畫素電路各別的該第二開關的控制端同時接收該些第二脈衝信號。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的驅動方法，其中該些第一脈衝信號具有一第一高位準電壓以及一第一低位準電壓，並且藉由該些畫素電路各別的該至少一第一開關的控制端在該去偏壓應力模式下週期性地接收該些第一脈衝信號的步驟包括：調整該些第一脈衝信號的該第一高位準電壓以及該第一低位準電壓的至少其中之一。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的驅動方法，其中該些第二脈衝信號具有一第二高位準電壓以及一第二低位準電壓，並且藉由該些畫素電路各別的該第二開關的控制端在該去偏壓應力模式下依序週期性地接收該些第二脈衝信號的步驟包括：調整該些第二脈衝信號的該第二高位準電壓以及該第二低位準電壓的至少其中之一。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的驅動方法，其中該顯示面板的該些畫素電路各別的該至少一第一開關包括兩個第一開關，並且該兩個第一開關的其中之一、該第二開關以及該兩個第一開關的其中之另一依序串聯耦接，其中該兩個第一開關的其中之一的控制端耦接該兩個第一開關的其中之另一的控制端。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的驅動方法，其中該顯示面板的一畫面更新率小於或等於30赫茲。
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