像素、显示面板及其驱动方法.pdf

一种像素、显示面板及其驱动方法，其中该像素包括晶体管、液晶电容及储存电容。储存电容与液晶电容的共用端耦接于晶体管，而储存电容的另一端则耦接调整线，其中当扫描线于扫描期间中扫描像素时，调整线会根据数据线的驱动极性，于该扫描期间中输出第一电压至储存电容并于扫描期间后恢复至基准电压。

1、  一种像素，包括：
晶体管，所述晶体管的栅极耦接于扫描线以接收扫描信号，所述晶体管的第一端耦接于数据线以接收数据信号；
液晶电容，所述液晶电容的一端耦接于所述晶体管的第二端，所述液晶电容的另一端耦接共用电压；以及
储存电容，所述储存电容的一端耦接于所述晶体管的所述第二端，所述储存电容的另一端耦接调整线；
其中，于扫描期间中，当所述扫描信号使得所述晶体管导通时，所述调整线根据所述数据信号的驱动极性，于所述扫描期间中输出第一电压至所述储存电容并于所述扫描期间后输出基准电压。

2、  如权利要求1所述的像素，其中当所述数据线为正极性驱动，则所述第一电压小于所述基准电压。

3、  如权利要求1所述的像素，其中当所述数据线为负极性驱动，则所述第一电压大于所述基准电压。

4、  如权利要求1所述的像素，其中所述基准电压等于所述共用电压。

5、  如权利要求1所述的像素，其中所述调整线还根据所述像素所对应的灰度值调整所述第一电压。

6、  一种显示面板，包括：
多个第一像素，每一所述第一像素包括第一液晶电容与第一储存电容，所述储存电容的一端耦接于所述液晶电容；
第一扫描线，耦接于所述第一像素，用于扫描所述第一像素；
多条数据线，耦接于所述第一像素，用于驱动所述第一像素；以及
多条调整线，对应于所述数据线并分别耦接于所述第一像素的各所述第一储存电容的另一端；
其中，当所述第一扫描线于第一扫描期间中扫描所述第一像素时，所述调整线根据相对应的所述数据线的驱动极性，于所述第一扫描期间中分别输出第一电压至所述第一储存电容并于所述第一扫描期间后恢复至基准电压。

7、  如权利要求6所述的显示面板，其中当所述数据线为正极性驱动，则所述第一电压小于所述基准电压。

8、  如权利要求6所述的显示面板，其中当所述数据线为负极性驱动，则所述第一电压大于所述基准电压。

9、  如权利要求6所述的显示面板，其中所述基准电压等于所述共用电压。

10、  如权利要求6所述的显示面板，其中所述调整线还根据所述第一像素所对应的灰度值调整所输出的各所述第一电压。

11、  如权利要求6所述的显示面板，其中每一所述第一像素还包括：
晶体管，所述晶体管的栅极耦接于第一扫描线，所述晶体管的第一端耦接于所述数据线之一；
其中，所述第一液晶电容耦接于所述晶体管的第二端与共用电压之间，所述第一储存电容耦接于所述晶体管的所述第二端与所述调整线之间。

12、  如权利要求6所述的显示面板，还包括：
多个第二像素，每一所述第二像素包括第二液晶电容与第二储存电容；以及
第二扫描线，耦接于所述第二像素，用于扫描所述第二像素；
其中，所述调整线分别耦接于所述第二像素的所述第二储存电容，当所述第二扫描线于第二扫描期间中扫描所述第二像素时，所述调整线根据相对应的所述数据线的驱动极性，于所述第二扫描期间中分别输出第二电压至所述第二储存电容并于所述第二扫描期间后恢复至所述基准电压。

13、  一种像素驱动方法，适用于驱动像素，所述像素包括液晶电容与储存电容，所述储存电容的一端耦接于所述液晶电容，所述驱动方法包括下列步骤：
于扫描期间扫描所述像素；
于所述扫描期间中，根据所述像素的驱动极性输出第一电压至所述储存电容的另一端；以及
于所述扫描期间后，输出基准电压至所述储存电容的另一端。

14、  如权利要求13所述的驱动方法，其中在根据所述像素的驱动极性输出所述第一电压的步骤中，还根据所述像素所对应的灰度值调整所述第一电压。

15、  如权利要求13所述的驱动方法，其中所述基准电压等于共用电压。

像素、显示面板及其驱动方法
技术领域
本发明涉及一种像素电路，且特别涉及一种可改善全灰度驱动能力的像素、显示面板及其驱动方法。
背景技术
在面板应用上，经常使用过驱动(overdriving)技术来改善液晶反应时间，此技术主要是利用较高或较低的驱动电压来缩短液晶的反应时间。然而，若目标灰度(即下一个灰度)为255或0时，一般的源极驱动器就无法使用过驱动技术来改善液晶反应时间。
这是由于一般8位的源极驱动器的最大驱动电压所对应到的灰度即为255，所以无法输出大于灰度255的驱动电压，因此无法以较高的驱动电压来驱动像素。同理，源极驱动器所能输出的最小驱动电压所对应到的灰度即为0，因此无法输出小于灰度0的驱动电压。在不同位的驱动电路上，同样具有上述问题，因为受限于源极驱动器的最大与最小驱动电压，所以当下一个灰度为最高或最低灰度时，显示器就无法利用一般的过驱动技术来改善显示质量。
在现有技术中，可通过修改源极驱动器或其数字模拟转换器(analog digital converter，ADC)来调整其驱动电压的最大与最小值。但由于驱动芯片的制造成本高，且多为规格化的产品，因此直接修改源极驱动器不仅电路设计成本高，且无法适用于所有机型的显示面板。
发明内容
本发明提出一种像素电路与其驱动方法，不需调整源极驱动器的驱动电压，仅需通过调整储存电容另一端的调整电压，便可有效增加液晶的反应速度。
本发明提出一种显示面板，在储存电容的另一端配置相对应的调整线，通过耦合调整电压来改变像素电极上的驱动电压电位，进而增加液晶的反应速度。
本发明提供一种像素，包括晶体管、液晶电容及储存电容。晶体管的栅极耦接于扫描线以接收扫描信号，而晶体管的一端耦接于数据线以接收数据信号，另一端则耦接于液晶电容与储存电容。液晶电容的一端耦接于晶体管的第二端，该液晶电容的另一端耦接共用电压。储存电容的一端耦接于晶体管的第二端，储存电容的另一端耦接调整线。其中，扫描期间中，当扫描信号使得晶体管导通时，上述调整线根据数据信号的驱动极性，于该扫描期间中输出第一电压至储存电容。并于扫描期间后恢复至基准电压。
在本发明一实施例中，若上述数据线为正极性驱动，则第一电压小于基准电压。
在本发明一实施例中，若上述数据线为负极性驱动，则第一电压大于基准电压。
在本发明一实施例中，上述基准电压等于上述共用电压。
在本发明一实施例中，上述调整线还根据像素所对应的灰度值调整第一电压。
本发明提出一种显示面板，包括多个第一像素、第一扫描线、多条数据线、多条调整线。其中每一第一像素包括第一液晶电容与第一储存电容，上述储存电容的一端耦接于该液晶电容。第一扫描线耦接于上述第一像素，用于扫描该第一像素，上述数据线耦接于上述第一像素，用于驱动上述第一像素。上述调整线对应于上述数据线并分别耦接于上述第一像素的各该第一储存电容的另一端，其中当上述第一扫描线于第一扫描期间中扫描第一像素时，上述调整线根据相对应的数据线的驱动极性，于上述第一扫描期间中分别输出第一电压至上述第一储存电容并于上述第一扫描期间后恢复至基准电压。
从另一个观点来看，本发明提出一种像素驱动方法，适用于驱动像素，上述像素包括液晶电容与储存电容，储存电容的一端耦接于液晶电容，上述驱动方法包括下列步骤：首先，于扫描期间扫描该像素，然后于上述扫描期间中，根据像素的驱动极性输出第一电压至储存电容的另一端。接下来，于扫描期间后，输出基准电压至储存电容的另一端。
本发明因在扫描线的扫描期间中，经由储存电容的另一端耦合调整电压至像素电容中，因此可加速液晶的转换速度。由于本发明不受限于源极驱动器的驱动能力，因此不论目标灰度是最高灰度(如255)或最低灰度(如0)皆可达到过驱动的效果，进而加速液晶的转换速度，以提升画面质量。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并结合附图，作详细说明如下。
附图说明
图1是像素电路图；
图2是像素电路输出电压波形关系图；
图3是显示面板电路示意图；
图4是显示面板电路输出电压波形关系图；
图5是驱动方法实施例流程图。
具体实施方式
第一实施例
图1示出本发明第一实施例的像素电路图，像素100包括有晶体管M101、储存电容C101及液晶电容CLC。晶体管M101耦接于数据线DAL与液晶电容CLC之间，且其栅极耦接于扫描线SCL，储存电容C101的一端耦接于液晶电容CLC与晶体管M101的共用端P110(在像素电路中则例如为像素电极)，另一端则耦接于调整线OFL。
调整线OFL会在扫描线SCL扫描像素的期间中改变所输出的电压，然后在扫描期间之后恢复至基准电压(本实施例中基准电压与共用电压VCOM的电位相等)，调整线OFL所输出的电压会根据数据线DAL的驱动极性与灰度电压值而定。换言之，当扫描线SCL致能时，调整线OFL会根据像素目前的灰度值与下一个要显示的灰度值，调整输出电压。然后，在扫描线SCL完成扫描(失能)后，也就是像素进入保持期间(holding period)时，调整线OFL的输出会恢复至基准电压，也就是共用电压VCOM的电压电位。
由电荷守恒的观点来看，当晶体管M101截止时，储存电容C101与液晶电容CLC的共用端P110的电位会随着调整线OFL的输出电压上升而上升，随着调整线OFL的输出电压下降而下降。因此，当调整线OFL由较低电位恢复至基准电压时，则共用端P110的电位会随之上升，当调整线OFL由较高电位恢复至基准电压时，则共用端P110的电位会随之下降。
接下来，以像素100为例，说明扫描线SCL、数据线DAL以及调整线OFL的输出波形的相对关系。图2为根据本发明第一实施例的输出电压波形关系示意图。如图2所示，分别示出调整线OFL、数据线DAL以及扫描线SCL所输出的电压波形示意图，在扫描期间T1中，扫描线SCL致能，晶体管M101导通，数据线DAL经由晶体管M101对液晶电容CLC与储存电容C101充电。如图2所示，数据线DAL在扫描期间T1中为正极性驱动，因此，调整线OFL会先降低所输出的电压电位(以第一电压FV表示)，然后在扫描期间T1过后，调整线OFL会再恢复至基准电压(本实施例中基准电压与共用电压VCOM的电位相等)。
当调整线OFL的输出恢复至基准电压时，液晶电容CLC与储存电容CLC的共用端(例如像素电极)会因为调整线OFL的输出电压上升而上升，同时使得液晶电容CLC两端的跨压增加而加速液晶反应的速度。换句话说，也就是利用调整线OFL的输出电压来加大液晶电容CLC两端的跨压，以过驱动的方式来驱动液晶转向。
在扫描期间T2中，则以负极性驱动的数据线DAL为例说明调整线OFL的输出电压波形。由于数据线DAL的输出为负电压(相对于共用电压VCOM而言)，因此数据线DAL会先提高输出电压(以第二电压SV表示)，然后在扫描期间T2之后，数据线DAL会将其输出恢复至基准电压，也就是共用电压VCOM的电压电位。由于数据线DAL的输出电压降低，因此，液晶电容CLC与储存电容CLC的共用端(例如像素电极)会随之下降。因为此时为负极性驱动，因此液晶电容CLC两端的跨压会随之加大，加速液晶的反应，使其更快达到所需显示的灰度。关于扫描期间T3则与扫描期间T1同理，在此不加累述。
此外，值得注意的是，由于调整线OFL的输出是随着扫描线SCL的致能(如扫描期间T1、T2、T3的起始点)而改变，因此当调整线OFL的输出转换为第一电压FV或第二电压SV时不会影响液晶电容CLC两端的跨压。这是因为当扫描线SCL致能时，数据线DAL会同时对像素100中的液晶电容CLC与储存电容C101进行充电，所以就减少了调整线OFL的输出对液晶电容CLC影响。
至于调整线OFL将输出恢复至基准电压的时间点可以依照不同的电路设定调整，在本实施例中则随着扫描线SCL的失能而恢复至基准电压，也就是在数据线DAL完成写入灰度电压后。此时，若调整线OFL的输出电压变化(即将其输出恢复至基准电压)，会经由储存电容CLC耦合至液晶电容CLC与储存电容CLC的共用端。因此，通过调整线OFL的电压变化便可暂时调整液晶电容CLC两端的跨压，加速液晶的反应时间。
第二实施例
本发明可应用于显示面板中，以加速液晶的反转速度，同时也可结合现有的过驱动技术，让像素在更短的时间内达到所要显示的灰度值。值得注意的是，当像素所要显示的下一个灰度值为最高灰度(如255)或是最低灰度(如0)时，本发明依然适用。图3为根据本发明第二实施例的显示面板的电路示意图。显示面板300由多个像素(如311～314、321～341)所构成，每一个像素均会对应到扫描线(如SCL1～SCL4)、数据线(如DAL1～DAL4)以及调整线(OFL1～OFL4)。
像素311包括晶体管M311、液晶电容CLC以及储存电容C311。晶体管M311耦接于液晶电容CLC与数据线DAL1之间，并受控于扫描线SCL1，储存电容C311则耦接于晶体管M311与液晶电容CLC的共用接点与调整线OFL1之间。关于像素311的电路结构与操作细节请参照上述图1的像素100的说明，不再累述。显示面板300中的其余像素(如312～314、321～341)，其电路架构与像素311相同，主要差别仅在于所对应的扫描线、数据线以及调整线不同。
接下来，先以像素311～314为例说明本实施例的驱动方式。当扫描线SCL1扫描像素311～314时，调整线OFL1～OFL4会分别根据数据线DAL1～DAL4的驱动极性调整输出电压。若数据线DAL1为正极性驱动，则调整线OFL1会先降低输出电压，待像素311～314进入保持期间时(即扫描线SCL1失能时)，再恢复至基准电压(同共用电压VCOM)。若数据线DAL1～DAL4为负极性驱动，则调整线OFL1～OFL4会先升高输出电压，待像素311～314进入保持期间时(即扫描线SCL1失能时)，再恢复至基准电压(同共用电压VCOM)。同理，当扫描线SCL2～4进行扫描时，调整线OFL1～OFL4则根据所对应的数据线DAL1～DAL4改变输出电压以减少像素反应时间。
至于调整线OFL1～OFL4在扫描期间中所调整的电压变化幅度，则会根据像素311～314的灰度变化区间而定，也就是数据线DAL1所输出的灰度电压而定。依照不同的显示面板规格，均会有所不同，可预先经由实验测试，取得最佳的调整值。此外，本实施例亦适用于不同反转的驱动方式，例如点反转、列反转或行反转等，由于调整线OFL1～OFL4可独立输出电压至相对应的像素，因此不论像素的驱动极性或灰度变化如何，均可利用调整线OFL1～OFL4的输出来加速像素的反应速度。
图4为根据本发明第二实施例的波形图。扫描线SCL1～SCL4根据扫描频率依序致能，数据线DAL1以及DAL2则会在像素被开启时，输入相对应灰度电压(如GV1、GV2)至像素的液晶电容中。而调整线OFL1及OFL2则会在扫描线SCL1～SCL4致能时调整输出电压并在扫描期间后恢复至原输出电压电位。参照数据线DAL1与调整线OFL1的输出电压波形，调整线OFL1的输出不仅会根据数据线DAL1的驱动极性而变，还会根据数据线DAL1所输出的灰度电压(如GV1、GV2)而调整其输出电压的变化幅度。
以扫描期间T4为例，数据线DAL1所输出的灰度电压GV2所对应到的灰度较大，因此调整线OFL1所输出的电压OFV1与基准电压(等于共用电压VCOM)之间的电压差较大，且电压OFV1与灰度电压GV2的极性相反。当数据线所输出的灰度电压较大(或所对应的灰度值较大)时，则调整线的输出电压幅度变化就会愈大。同理类推，个别调整线与数据线两者之间的输出变化关系，参照图4，在此不加累述。
第三实施例
从另一个角度来看，上述实施例可归纳出一种像素驱动方法，适用于驱动像素，像素包括液晶电容与储存电容，储存电容的一端耦接于该液晶电容。图5为根据本发明第三实施例的像素驱动方法流程图。首先，在步骤S510中，于扫描期间扫描上述像素；在步骤S520中，于扫描期间中，根据该像素的驱动极性输出第一电压至储存电容的另一端；以及于上述扫描期间后，输出基准电压至储存电容的另一端(步骤S530)。本实施例的像素驱动方法的相关细节请参照上述第一与第二实施例的说明，对本领域技术人员，经由本发明的公开应可轻易推知，在此不加累述。
本发明因利用调整线来调整液晶电容两端的跨压，使其在进入保持期间后具有较快的反应速度，直接利用调整线的输出变化便可达到过驱动的效果。此外，本发明不受限于源极驱动器的输出电压限制，当像素需显示最高灰度或是最低灰度时，本发明的技术手段依然可以加速液晶反转的速度，降低残影的现象。另外，本发明可降低电路设计成本，直接经由面板内的布局走线与电压驱动即可达到过驱动的效果。
虽然本发明已以优选实施例公开如上，然其并非用于限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求范围所界定者为准。