專利名稱：顯示面板的驅動方法及相關的圖像顯示系統的制作方法
技術領域：
本發明有關于顯示系統，特別有關一種能夠避免產生顏色不均、水波紋 和高頻噪音的顯示系統。
背景技術：
目前液晶顯示器是廣泛地使用于不同的應用上，例如計算器、手表、彩 色電視機、計算機屏幕以及其它電子裝置中，然而最常見的液晶顯示器為主 動矩陣式液晶顯示器。于傳統主動矩陣式液晶顯示器中，每一像素單元是使 用薄膜晶體管所成構的矩陣以及一或多個電容器來應對，所有的像素單元亦
排成具有多行與多列的矩陣。
為操作特定像素時，適當行的像素是切換至導通(就是充電至一電壓)， 然后于一對應列上送出一電壓。由于該對應行上其它列皆被切換至截止，因 此只有該特定像素上的晶體管與電容器可以接收到電荷。因應于此電壓，特 定像素上的液晶會變換極性排列，因而改變其反射的光線量或通過其的光線 量，并且此程序將會在液晶顯示器中 一列 一列地重復執行。
一般而言，液晶顯示器中都需要升壓裝置用以提供較高的電壓來驅動面
板，最常用的方式就是利用電荷泵(charge pump)的方法來達成此目的，而且
電荷泵所產生的高壓通常會用以控制面板上掃描線的開啟與關閉、用以產生 共同電極電壓(VCOM)的電平，以及供給伽馬(Gammar)電^各用以產生不同的灰 階值。因此，為了產生良好的顯示質量， 一個能夠提供穩定高壓的電荷泵是 十分重要的。
發明內容
本發明是提供一種顯示面板的驅動方法，包括于第一周期中驅動像素陣 列的第K列像素；于第二周期中驅動像素陣列的第K+l列像素；以及于第一、 第二周期間的第三周期中，將供應至電荷泵的控制時鐘轉態(toggle)至少N
次，并使控制時鐘于第一、第二周期中維持在固定邏輯電平，其中N不小于 2。
本發明亦提供一種顯示面板的驅動方法，依序驅動像素陣列的多列像素； 于任一列像素被驅動時，使將供應至電荷泵的控制時鐘維持在固定邏輯電平； 以及于多列像素皆未被驅動的每個遮沒周期中，將控制時鐘轉態(toggle)至 少N次，其中N不小于2。
本發明亦提供一種圖像顯示系統，包括顯示面板，用以顯示圖像，其中 顯示面板包括像素陣列，包括排列成矩陣的多個像素、多條掃描信號線以及 多條數據信號線；數據驅動器，耦接至數據信號線；掃描驅動器，耦接至掃 描信號線，并且掃描驅動器和數據驅動器是依序驅動像素陣列的多列像素； 電壓控制器，包括至少一電荷泵，用以產生至少一直流電壓供應至數據驅動 器與掃描驅動器；以及時鐘產生器，用以產生控制時鐘供應至電荷泵，以便 產生直流電壓，且時鐘產生器是于任一列像素被驅動時，使將控制時鐘維持 在固定邏輯電平，而在多列像素皆未被驅動的每個遮沒周期中，將控制時鐘 轉態(toggle)至少N次，其中N不小于2。
為了讓本發明的上述和其它目的、特征、和優點能更明顯易懂，下文特 舉較佳實施例，并配合所附圖示，作詳細說明如下。
圖1為圖像顯示系統中顯示面板的一實施例。
圖2A為顯示面板的一信號時序圖。
圖2B為顯示面板的另一信號時序圖。
圖2C為顯示面板的另一信號時序圖。
圖2D為顯示面板的另一信號時序圖。
圖2E為顯示面板的另一信號時序圖。
圖3為圖像顯示系統中顯示面板的另一實施例。
圖4為電荷泵的一實施例。
圖5為圖像顯示系統的另一實施例。
100、 100":顯示面板； 102: ^象素陣列；
108:時序控制器； 110:時鐘產生器;
112:電壓控制器; 116:掃描驅動器; 510:輸入單元；
114:數據驅動器；
118:共同電極電壓產生器;
500:電子裝置；
Dl Dm:凄t據信號線；
VIDEO—DATA:圖^f象凄t據；
D0TCLK:系統控制時鐘；
DCCLK:控制時鐘；
M1 MN:晶體管；
SCOM:共同電極控制信號；
Gl Gn:掃描信號線;
SG:掃描控制信號; Vref:參考電壓； PAW:顯示波形；
BK1 BK4:遮沒周期; C1—CN-1:電容；
H-SYNC、 V-SYNC:同步信號；
S-DATA:同步化的圖像數據；
DCV1、 DCV2、 DCV3:直流電壓；
DP_N、 DP_N+1、 DP—N+2、 DP—N+3:顯示周期。
具體實施例方式
圖1為圖像顯示系統中顯示面板的一實施例。如圖所示，顯示面板100 包括像素陣列102、時序控制器108、時鐘產生器IIO、電壓控制器112、數 據驅動器(data driver) 114、掃描驅動器(scan driver) 116以及共同電極電 壓產生器(Vcom generator) 118。
像素陣列102包括多個排列成矩陣的像素(未顯示于圖中)、多條掃描信 號線Gl Gn以及多條數據信號線Dl-Dm，并且由數據驅動器(data driver) 114與掃4苗馬區動器(scan driver) 116所馬區動。
時序控制器108接收來自圖形處理器或數據處理器的圖像數據 (VIDEO—DATA)、系統控制時鐘DOTCLK及同步信號(H一SYNC與V一SYNC),用以 產生同步化的圖像數據S-DATA給數據驅動器114,以便控制數據驅動器114 產生數據信號線信號(data line signal)和供應至像素陣列102上的數據信 號線的時序。
同樣地，時序控制器108亦根據系統控制時鐘DOTCLK及同步信號(H-SYNC 與V_SYNC),產生掃描信控制信號SG給掃描驅動器116，以便控制掃描驅動 器116產生掃描信號線信號和供應至像素陣列102的掃描信號線G1 Gn的時 序。再者，時序控制器108通過系統控制時鐘DOTCLK產生一個初始的共同電 極控制信號SC0M給共同電極電壓產生器(VC0M generator) 118，以便控制掃 描驅動器116產生共同電極電壓(VCOM)和供應至像素陣列102的共同電極(未
顯示于圖中)的時序。
電壓控制器112包括至少一個電荷泵(charge pump) 104用以產生至少一 個直流電壓。一^:而言，顯示面板中所使用的電荷泵104用以通過控制時鐘 (DCCLK)的控制，產生一個數倍于參考電壓Vref的直流電壓(例如DCV1、DCV2、 DCV3)。此類型的電荷泵的范例可參考美國專利申請案2003/0011568與 2002/0044118,于此不再累述。
舉例而言，電壓控制器112所產生的直流電壓DCV1是提供給數據驅動器 114,用以控制施加于數據信號線Dl~Dm上的每一數據信號線信號的大小 (magnitude)。同樣地，電壓控制器112所產生的直流電壓DCV2是提供給掃 描驅動器116，用以控制施加于描掃信號線Gl ~ Gn上的每一描掃信號線信號 的大小。再者，電壓控制器112所產生的直流電壓DCV3是提供給VCOM產生 器118，用以控制施加于像素陣列102中共同電極上的共同電極電壓(VCOM) 的大小。
時鐘產生器110用以產生控制時鐘DCCLK,控制電壓控制器112中的至 少一電荷泵104(顯示于圖4中)，以^便產生直流電壓DCV1、 DCV2與DCV3。
圖2A為顯示面板的一信號時序圖。圖2A是表示像素陣列102的顯示波 形PAW和控制時鐘DCCLK(電壓控制器112中電荷泵所使用)之間的關系，其 中顯示周期DP—N、 DP—N+l、 DP—N+2與DP—N+3和遮沒周期(blanking period; 亦可稱為無畫面信號周期或空白周期)BK1、 BK2、 BK3與BK4是交替出現。于 顯示周期中，DP_N、 DP_N+1、 DP—N+2及DP-N+3，數據驅動器114與116會于 像素陣列102中依序驅動第N列至第N+4列像素。
為了使電壓控制器112中的電荷泵產生所需的直流電壓(例如DCV1、DCV2 或DCV3),控制時鐘DCCLK會周期性地被轉態(toggle),意即由高電位變成 低電位或由高電位變成低電位。然而，由于控制時鐘DCCLK于顯示周期(DP一N、 DP_N+1、 DP_N+2或DP_N+3)中亦會進行轉態，這將會使得圖像出現顏色不均 勻或是水波紋(water wave)。這是因為顯示周期(DP_N、 DP_N+1、 DP_N+2或 DP—N+3)是在數據驅動器114的輸出電壓(數據信號線信號)最不穩定的時候， 而控制時鐘DCCLK卻在此時進行轉態。
圖2B為顯示面板的另一信號時序圖。于此實施例中，由于控制時鐘DCCLK
不會在顯示周期(DP—N、 DP—N+l、 DP—N+2或DP —N+3)中進4亍轉態，而只在遮沒 周期BK1、 BK2、 BK3與BK4中進行轉態，因此圖像出現顏色不均勻或是水波 紋(water wave)的問題將可以凈皮解決。然而，由于控制時鐘DCCLK的頻率過 低，將會造成電壓控制器112中電荷泵的電流/直流轉換效率很低，并且會產 生使用者可發覺的噪音。
有鑒于此，本發明亦提供另一種顯示面板的驅動方法。圖2C為顯示面板 的另一信號時序圖。圖2C是表示像素陣列102的顯示波形PAW和控制時鐘 DCCLK(電壓控制器112中電荷泵所使用)之間的關系，其中顯示周期DP_N、 DP_N+1、 DP — N+2與DP—N+3和遮沒周期(blanking period;亦可稱為無畫面 信號周期或空白周期)BK1、 BK2、 BK3與BK4是交替出現。
于顯示周期中，DP-N、 DP_N+1、 DP—N+2及DP—N+3，數據驅動器114與 116會于像素陣列102中依序驅動第N列至第N+4列像素。舉例而言，于顯 示周期DP-N中，掃描驅動器116會4艮據來自時序控制器108的掃描控制信號 SG,驅動像素陣列102中第N條掃描信號線(例如G2),而數據驅動器114會 根據來自時序控制器108的同步化的圖像數據S—DATA,提供對應的數據信號 線信號(data line signal)至像素陣列102上的數據信號線上。換言之，像 素陣列102的第N列像素會被驅動。同樣地，像素陣列102的第N+l列至N+3 列像素會于顯示周期DP-N+1、 DP-N+2及DP-N+3中依序被驅動，其操作與第 N列像素相似，于此不再累述。于遮沒周期BK1 ~ BK4中，所有的掃描信號線 Gl ~ Gn皆不會被啟動(掃描)，即像素的顯示數據此時不會進行更新。
然而，于此實施例中，時鐘產生器110只會在遮沒周期BK1、 BK2、 BK3 與BK4中才將控制時鐘DCCLK快速地轉態，并且在顯示周期(DP—N、 DP —N+l、 DP_N+2或DP_N+3)中會將控制時鐘DCCLK維持在高電位而不進行轉態。因此， 除了圖像出現顏色不均勻或是水波紋(water wave)的問題將可以被解決，同 時亦可以避免電壓控制器112中電荷泵的電流/直流轉換效率過低，以及高頻 噪音的產生。
圖2D為顯示面板的另一信號時序圖。于此實施例中，控制時鐘DCCLK亦 只會在遮沒周期BK1、 BK2、 BK3與BK4中被快速地轉態，而不會在顯示周期 (DP隱N、 DP—N+l、 DP—N+2或DP—N+3)中被轉態。不同的是，于圖2D中控制時 鐘DCCLK在顯示周期DP-N、 DP_N+1、 DP_N+2或DP—N+3都是維持在低電位而 非圖2C中所示都是維持在高電位。
圖2E為顯示面板的另一信號時序圖。于此實施例中，控制時鐘DCCLK同 樣不會在顯示周期(DP-N、 DP一N+1、 DP—N+2或DP-N+3)中被轉態，而只會在遮 沒周期BK1、 BK2、 BK3與BK4中被轉態兩次，并且于顯示周期(DP_N、 DP—N+l、 DP—N+2或DP—N+3)中控制時鐘DCCLK會一直被維持在高電位。要注意的是， 控制時鐘DCCLK的頻率最好不小于20KHz，以便避免產生使用者可發覺的噪 音。
圖3為圖像顯示系統中顯示面板的另一實施例。如圖所示，顯示面板100" 是和圖1所示的顯示面板100相似，除了電壓控制器112中電荷泵的控制時 鐘DCCLK是直接由時序控制器108產生，而非另外增設時鐘產生器(如1圖中 所示)。
圖4為電荷泵的一實施例。如圖所示，電荷泵104包括多個MOS晶體管 M1 MN串聯地連接以及電容C1 CN-1。舉例而言，晶體管M1具有第一端是 耦接至時序控制器108所輸出的參考電壓Vref、第二端耦接至電容Cl以及 控制端耦至其第一端。晶體管M2具有第一端是耦接至晶體管Ml的第二端、 第二端耦接至電容C2以及控制端耦至其第一端，依此類推。不同的是，晶體 管匪具有第一端是耦接至前一級晶體管的第二端、第二端作為輸出端以及控 制端耦至其第一端。另外，奇數號的電容(例如C1、 C3、…)是耦接時鐘產生 器110或時序控制器108所輸出的控制時鐘DCCLK,而偶數號的電容(C2、C4、…) 是耦接控制時鐘DCCLK的反相信號。電荷泵104通過控制時鐘DCCLK的轉態， 即可將參考電壓Vref升壓至想要的直流電壓電平(DCV1、 DCV2或DCV3)，提 供至數據驅動器114、掃描驅動器116或VCOM電壓產生器118。本發明的顯 示系統中電壓控制器所使用的電荷泵并不限定于圖4的實施例，可參考美國 專利申請案2003/0011568與2002/0044118，于此不再累述。
圖5為圖像顯示系統的另一實施例。于本實施例中圖像顯示系統是實現 成電子裝置，仔細而言，電子裝置500包括顯示面板(例如顯示面板100或 100")，舉例而言可以是液晶顯示面板、等離子體顯示面板、有機電致發光 顯示面板、場發光顯示面板或陰極射線管顯示面板，但不用以限定本發明。 舉例而言，電子裝置500可為數字相機、可攜式DVD、電視、車上型顯示器、
顯示器、筆記本型計算機、平板計算機或移動電話。 一般而言，電子裝置500 包括顯示面板100/100"以及輸入單元510,輸入單元510耦接至顯示面板 100/100"，用以提供輸入信號至顯示面板100/100"，俾以產生圖像。雖然本發明已以豐支佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發明， <壬<可 本領域技術人員，在不脫離本發明的精神和范圍內，當可作些許更動與潤飾， 因此本發明的保護范圍當視所附的權利要求范圍所界定者為準。
權利要求
1.一種顯示面板的驅動方法，包括于第一周期中驅動像素陣列的第K列像素；于第二周期中驅動上述像素陣列的第K+1列像素；以及于上述第一、第二周期間的第三周期中，將供應至電荷泵的控制時鐘轉態至少N次，并使上述控制時鐘于上述第一、第二周期中維持在固定邏輯電平，其中N不小于2。
2. 根據權利要求1所述的顯示面板的驅動方法，其中上述第三周期為兩 個顯示周期間的遮沒周期。
3. 根據權利要求2所述的顯示面板的驅動方法，其中上述第一、第二周 期中上述控制時鐘是維持在高電位。
4. 根據權利要求2所述的顯示面板的驅動方法，其中上述第一、第二周 期中上述控制時鐘是維持在低電位。
5. —種顯示面板的驅動方法，包括 依序驅動像素陣列的多列像素；于上述任一列像素被驅動時，使將供應至電荷泵的控制時鐘維持在固定 邏輯電平；以及于上述多列像素皆未被驅動的每個遮沒周期中，將上述控制時鐘轉態至 少N次，其中N不小于2。
6. 根據權利要求5所述的顯示面板的驅動方法，其中驅動上述像素陣列 中的任一列像素包括掃描上述像素陣列的一條對應的掃描信號線；以及 提供對應的顯示信號于上述像素陣列的多條數據信號線上。
7. —種圖^f象顯示系統，包括 顯示面板，用以顯示圖像，包括像素陣列，包括排列成矩陣的多個像素、多條掃描信號線以及多條數 據信號線；數據驅動器，耦接至上述數據信號線；掃描驅動器，耦接至上述掃描信號線，并且上述掃描驅動器和上述數 據驅動器是依序驅動上述像素陣列的多列像素；電壓控制器，包括至少一電荷泵，用以產生至少一直流電壓供應至上述數據驅動器與上述掃描驅動器；以及時鐘產生器，用以產生控制時鐘供應至上述電荷泵，以便產生上述直 流電壓，且上述時鐘產生器是于上述任一列像素被驅動時，使將上迷控制時 鐘維持在固定邏輯電平，而在上述多列像素皆未被驅動的每個遮沒周期中， 將上述控制時鐘轉態至少N次，其中N不小于2。
8. 根據權利要求7所述的圖像顯示系統，其中于上述時鐘產生器為振蕩 器電路。
9. 根據權利要求8所述的圖像顯示系統，還包括時序控制器，用以根據 來自圖形處理器或數據處理器的圖像數據、系統控制時鐘及同步信號，產生 對應的控制信號至上述lt據驅動器與上述掃描驅動器。
10. 根據權利要求8所述的圖像顯示系統，其中于上述時鐘產生器為時 序控制器。
全文摘要
一種顯示面板的驅動方法，包括于第一周期中驅動像素陣列的第K列像素；于第二周期中驅動像素陣列的第K+1列像素；以及于第一、第二周期間的第三周期中，將供應至電荷泵的控制時鐘轉態(toggle)至少N次，并使控制時鐘于第一、第二周期中維持在固定邏輯電平，其中N不小于2。
文檔編號G09G3/36GK101192385SQ200610160709
公開日2008年6月4日 申請日期2006年11月29日 優先權日2006年11月29日
發明者薛瑋杰 申請人:智寶科技股份有限公司