像素电路及其驱动方法.pdf

一种显示装置的像素电路及其驱动方法。像素电路包括储存元件、扫描开关、第一及第二控制电路。在画面期间，扫描开关依据扫描信号而传送像素信号至储存元件。储存元件具有第一端与第二端，用以储存像素信号。第一控制电路选择性地提供参考电压至储存元件的第一端及第二端其中之一。第二控制电路选择性地连接像素电极至储存元件的第一端及第二端其中之一。在第一及第二控制电路的控制下，可以通过调整储存元件两端的电压，来改变储存元件所储存的像素信号的极性。

1.  一种显示装置的像素电路，包括：
储存元件，具有第一端及第二端，用以储存像素信号；
扫描开关，用以依据扫描信号，在画面期间传送该像素信号至该储存元件；
第一控制电路，选择性地提供参考电压至该储存元件的第一端及第二端其中之一；以及
第二控制电路，选择性地连接像素电极至该储存元件的第一端及第二端其中之一。

2.  根据权利要求1所述的像素电路，其中在第一极性时，该第一控制电路提供该参考电压至该储存元件的第一端，且该第二控制电路连接该像素电极至该储存元件的第二端。

3.  根据权利要求2所述的像素电路，其中在第二极性时，该第一控制电路提供该参考电压至该储存元件的第二端，且该第二控制电路连接该像素电极至该储存元件的该第一端。

4.  根据权利要求3项所述的像素电路，其中该画面期间包括第一子画面期间与第二子画面期间，该第一子画面期间对应该第一极性，且该第二子画面期间对应该第二极性。

5.  根据权利要求1所述的像素电路，其中该第一控制电路包括：
第一开关，耦接于该储存元件的第一端与该参考电压之间；以及
第二开关，耦接于该储存元件的第二端与该参考电压之间。

6.  根据权利要求5所述的像素电路，其中该第一开关与该第二开关随该画面期间的极性而交替地导通。

7.  根据权利要求1所述的像素电路，其中该第二控制电路包括：
第一开关，耦接于该储存元件的第一端与该像素电极之间；以及
第二开关，耦接于该储存元件的第二端与该像素电极之间。

8.  根据权利要求7所述的像素电路，其中该第一开关与该第二开关随该画面期间的极性而交替地导通。

9.  根据权利要求1所述的像素电路，其中该参考电压为该像素电极的公共电压。

10.  根据权利要求1所述的像素电路，其中该第一控制电路与该第二控制电路依据该扫描信号而运作。

11.  一种像素电路的驱动方法，其中该像素电路具有储存元件，该驱动方法包括：
依据扫描信号，在画面期间传送像素信号至该储存元件；
选择性地提供参考电压至该储存元件的第一端及第二端其中之一；以及
选择性地连接像素电极至该储存元件的第一端及第二端其中之一。

12.  根据权利要求11所述的驱动方法，还包括：
在第一极性时，提供该参考电压至该储存元件的第一端，且同时地连接该像素电极至该储存元件的第二端。

13.  根据权利要求12所述的驱动方法，还包括：
在第二极性时，提供该参考电压至该储存元件的第二端，且同时地连接该像素电极至该储存元件的第一端。

14.  根据权利要求13所述的驱动方法，其中该画面期间包括第一子画面期间与第二子画面期间，该第一子画面期间对应该第一极性，且该第二子画面期间对应该第二极性。

15.  根据权利要求11所述的驱动方法，其中该参考电压为该像素电极的公共电压。

像素电路及其驱动方法
技术领域
本发明是有关于一种像素电路及其驱动方法，且特别是有关于一种电路其可利用储存元件的特性，来改变储存元件所储存的像素信号的极性。
背景技术
图1为传统像素单元的示意图。请参照图1，像素单元100包括晶体管T1、储存电容Csc及液晶层Clc。晶体管T1的栅极、漏极及源极分别连接扫描线、数据线及像素电极Pi。当晶体管T1导通时，像素电极Pi便连接至数据线，并且通过数据线接收对应的像素信号，藉以将像素电极Pi充电至适当的电位。接着，当晶体管T1不导通时，对应像素信号的电荷便储存于储存电容Csc中，以控制对应像素单元100的液晶旋转及透光率。
众所皆知，极性反转(polarity inversion)是驱动液晶的重要概念。为了消除液晶所残留的直流电荷，必须在不同画面期间提供反向电场至液晶。因此，通常需要外部的画面缓冲器来增加画面率，以避免画面闪烁的现象，但是相对地也增加了额外的成本。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种显示装置的像素电路及其驱动方法，其能利用储存元件的特性，在画面期间改变储存元件中像素信号的极性。因此，本发明只写入一次数据至像素电路，便可实现画面缓冲器的功能，及提升画面率。
本发明提供一种显示装置的像素电路。像素电路包括储存元件、扫描开关、第一控制电路及第二控制电路。扫描开关依据扫描信号的操作，在画面期间传送像素信号至储存元件，而此像素信号便储存于储存元件之中。第一控制电路选择性地提供参考电压至储存元件的第一端及第二端其中之一。第二控制电路选择性地连接像素电极至储存元件的第一端及第二端其中之一。
上述的像素电路，在一实施例中第一控制电路包括第一开关及第二开关。第一开关耦接于储存元件的第一端与参考电压之间，且第二开关耦接于储存元件的第二端与参考电压之间。
上述的像素电路，在一实施例中第二控制电路包括第一开关与第二开关。第一开关耦接于储存元件的第一端与像素电极之间，且第二开关耦接于储存元件的第二端与像素电极之间。
本发明提供一种像素电路的驱动方法，而此像素电路包括储存元件。首先，依据扫描信号的操作，在一画面期间将像素信号传送至储存元件。接着，选择性地将参考电压提供至储存元件的第一端及第二端其中之一。另外，选择性地将像素电极连接至储存元件的第一端及第二端其中之一。
在上述驱动方法的一实施例中，于第一极性时将参考电压提供至储存元件的第一端，且将像素电极连接至储存元件的第二端。而在第二极性时，便将参考电压提供至储存元件的第二端，且将像素电极连接至储存元件的第一端。
本发明提供一种显示装置的像素电路及其驱动方法，其利用储存元件的特性，在画面期间内改变储存元件中像素信号的极性。由于储存元件可以维持两端之间电压差不变，在画面期间内通过选择性地提供参考电压至储存元件的第一端及第二端其中之一，以改变储存元件中像素信号的极性。接着，储存元件中的像素信号便传送至像素电极，以控制液晶旋转。此像素电路可以实现画面缓冲器的功能及增加画面率，且能在画面期间内显示不同极性的像素信号。
为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
附图说明
图1为传统像素单元的示意图。
图2为本发明的一实施例的像素电路的示意图。
图3为本发明实施例图2中像素电路的时序图。
图4为本发明实施例图2中像素电路的驱动方法的流程图。
[主要元件标号说明]
100：像素单元        200：像素电路
SW、S1～S4：开关     21：第一控制电路
22：第二控制电路              23：储存元件
D_1：数据线                   S_1：扫描线
T1：晶体管                    Pi：像素电极
Clc：液晶层                   Csc：电容
N1：第一端                    N2：第二端
Vcom：参考电压
S401～S403：本发明的一实施例的像素电路的驱动方法的各步骤
具体实施方式
图2为本发明的一实施例的像素电路的示意图。请参照图2，像素电路200可应用于显示装置，例如：液晶显示器(liquid crystal display，LCD)或者硅基液晶(liquid crystal on silicon，LCOS)面板。像素电路200包括储存元件23、扫描开关SW、第一控制电路21与第二控制电路22。扫描开关SW的两端分别耦接数据线D_1及储存元件23，且扫描开关SW的控制端耦接扫描线S_1。在画面期间内，扫描开关SW依据扫描信号的操作，将像素信号从数据线D_1传送至储存元件23，其中扫描信号为经由扫描线S_1而传送至扫描开关SW的控制端。储存元件23用以储存像素信号，且储存元件23具有第一端N1与第二端N2。在本实施例中，可以采用多晶硅层-绝缘层-多晶硅层(poly-insulator-poly，PIP)结构或者金属层-绝缘层-金属层(metal-insulator-metal，MIM)结构来实现储存元件23。在本发明另一实施例中，储存元件23也可采用金属氧化物硅(metal-oxide-silicon，MOS)结构来实现之。
第一控制电路21包括开关S1及S2。开关S1耦接于储存元件23的第一端N1与参考电压Vcom之间，而开关S2则耦接于储存元件23的第二端N2与参考电压Vcom之间，其中参考电压Vcom可以是像素电极的公共电压(commonvoltage)。在开关S1及S2的控制之下，第一控制电路21可以选择性地提供参考电压Vcom至储存元件23的第一端N1及第二端N2其中之一。第二控制电路22包括开关S3及S4。开关S3耦接于储存元件23的第一端N1与像素电极之间，而开关S4则耦接于储存元件23的第二端N2与像素电极之间。在开关S3及S4的控制之下，第二控制电路22可以选择性地将像素电极连接至储存元件23的第一端N1及第二端N2其中之一。
图3为本发明实施例图2中像素电路的时序图。请参照图2与图3，当对应扫描线S_1的扫描信号在画面期间致能时，扫描开关SW便会导通，且具有电压电平+V的像素信号便传送至储存元件23加以储存。而当对应扫描线S_1的扫描信号在画面期间取消致能时，扫描开关SW便不导通。在本实施例中，画面期间包括第一子画面期间与第二子画面期间，且二者分别对应第一极性与第二极性。在此所述及的极性标准地定义为像素电极与参考电压Vcom之间的电位差。举例来说，当像素电极电压大于参考电压Vcom，则二者之间的电位差为正，因而称之为正极性(positive polarity)。相反地，当像素电极电压小于参考电压Vcom，则二者之间的电位差为负，因而称之为负极性(negative polarity)。
在第一极性(例如：正极性)时，第一控制电路21控制开关S1为导通状态，且控制开关S2为不导通状态，藉以提供参考电压Vcom至储存元件23的第一端N1。此时，第二控制电路22控制开关S3为不导通状态，且控制开关S4为导通状态，藉以将像素电极连接至储存元件23的第二端N2。由于储存元件23可以维持两端N1及N2之间的电压差不变，因此储存元件23的第一端N1与第二端N2分别具有电压电平Vcom与Vcom+V。此时，储存元件23所储存的像素信号极性为正极性，且传送至像素电极以驱动液晶。
同理类推，在第二极性(例如：负极性)时，第一控制电路21控制开关S1为不导通状态，且控制开关S2为导通状态，以提供参考电压Vcom至储存元件23的第二端N2。而且，第二控制电路22控制开关S3为导通状态，且控制开关S4为不导通状态，藉以将像素电极连接至储存元件23的第一端N1。由于储存元件23能维持储存元件23两端N1及N2之间的电压差不变，储存元件23的第一端N1与第二端N2分别具有电压电平Vcom与Vcom-V。因此，储存元件23所储存的像素信号极性便改变为负极性，且传送至像素电极以驱动液晶。如上所述，第一控制电路21所包含的开关S1及S2依据画面期间的极性而交替地导通，且第二控制电路22所包含的开关S3及S4亦依据画面期间的极性而交替地导通。
值得注意的是，在画面期间内仅写入一次像素信号于像素电路200的储存元件23之中，像素电路200便可在第一控制电路21及第二控制电路22的控制之下，改变像素信号的极性。此像素电路200无需额外的画面缓冲器来提高画面率为至少两倍，其便可在画面期间内显示正极性与负极性的像素信号，以避免画面闪烁的现象。理想上，通过上述控制电路21及22的交互运作，像素电路200可以提高画面率为N倍，其中N大于2。虽然上述实施例采用开关来控制信号传输，例如扫描开关SW以及开关S1～S4，本领域技术人员也可以采用替代元件来实现开关的功能，例如晶体管。
依据上述实施例，在此可以归纳为下列的方法流程。图4为本发明实施例图2中像素电路的驱动方法的流程图。请参照图2与图4，首先，在画面期间内，依据扫描信号的操作，像素信号会传送至储存元件23以储存(步骤S401)。接着，选择性地将参考电压Vcom提供至储存元件23的第一端N1及第二端N2其中之一，以改变储存元件23中像素信号的极性(步骤S402)。而且，选择性地将像素电极连接至储存元件23的第一端N1及第二端N2其中之一，以传送储存元件23所储存的像素信号至像素电极(步骤S403)。在此，步骤S402与步骤S403实质上为同步执行的。更进一步地解释，在第一极性的情况下，参考电压Vcom提供至储存元件23的第一端N1的同时，像素电极则连接至储存元件23的第二端N2。同样地，在第二极性的情况下，参考电压Vcom提供至储存元件23的第二端N2的同时，像素电极则连接至储存元件23的第一端N1。
综上所述，由于储存元件23能维持其两端之间的电压差不变，因此第一控制电路21的运作为改变储存元件23两端其一的端电压，藉以改变储存元件23中像素信号的极性。另外，通过第二控制电路22的运作，储存元件23所储存的像素信号便可传送至像素电极以驱动液晶，其中像素电极可具有不同的极性。因此，此像素电路可实现画面缓冲器的功能以增加画面率，且能在画面期间显示不同极性的像素信号以实现极性反转的驱动。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，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。