台湾专利TW201306016A 畫素元件及其顯示面板與控制方法

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专利摘要:
一種畫素元件及其顯示面板與控制方法。控制方法包括多個步驟。儲存影像資料於該主動矩陣畫素陣列之一影像資料儲存電容。執行一取樣操作以儲存該影像資料於一電容性元件。基於儲存在該電容性元件中的影像資料，執行一更新操作以更新該影像資料儲存電容中的影像資料。更新後的影像資料的極性與該影像資料儲存電容在該取樣操作時所儲存之影像資料的極性係相同。
公开号:TW201306016A
申请号:TW101124491
申请日:2012-07-06
公开日:2013-02-01
发明作者:Keitaro Yamashita
申请人:Innocom Tech Shenzhen Co Ltd；Chimei Innolux Corp；
IPC主号:G09G3-00

专利说明:
畫素元件及其顯示面板與控制方法
本發明是有關於一種畫素元件及其顯示面板與控制方法，且特別是有關於一種用於減少功耗之畫素元件及其顯示面板與控制方法。
顯示裝置已廣泛地使用在各種應用場合，諸如膝上型電腦、行動電話、或個人數位助理。對這種裝置而言，如何減少功率的消耗是一項重要的議題，其原因在於功率的消耗與裝置的電力續航有直接的影響。
以顯示裝置的主動矩陣畫素陣列來說，主動矩陣畫素陣列通常含有多條閘極線、多條源極線、及排成矩陣式的多個畫素元件。各畫素元件包含一電容及一薄膜電晶體(thin film transistor,TFT)。當TFT經由其中一條閘極線被觸發時，會經由一條對應的源極線將影像資料傳送至電容。然而，在影像資料的傳送過程中，源極線與閘極線之間所存在雜散電容會被充電及放電許多次，而造成大量的功率損失。
再者，對於液晶顯示器來說，當電容中的影像資料被更新時，影像資料的極性通常需要反轉以避免液晶材料的劣化。如此一來，電容會被充電及放電許多次，而這種頻繁地改變電容之電壓極性的動作將會造成功率損失的增加。因此，如何降低顯示時之功率耗損，乃業界所致力之方向之一。
本發明係有關於一種畫素元件及其顯示面板與控制方法，能降低功率的損耗。
根據本發明之一方面，提出一種畫素元件，用於主動矩陣畫素陣列。畫素元件包括影像資料儲存電容、閘極開關、及更新單元。更新單元包含第一至第三開關、與電容性元件。影像資料儲存電容用以儲存影像資料。閘極開關具有控制端耦接至對應的閘極線。閘極關開耦接於對應的源極線與影像資料儲存電容之間。第一開關具有控制端以接收取樣控制訊號。電容性元件具有第一端以經由第一開關耦接至影像資料儲存電容之畫素電極。電容性元件的電容值係隨著電容性元件的跨壓而改變。第二開關具有控制端以耦接至電容性元件的第一端。第三開關具有控制端以接收更新控制訊號。第三開關及第二開關串聯耦接。第二開關及第三開關耦接於對應的源極線及影像資料儲存電容之間，以接收更新資料訊號。
根據本發明之另一方面，提出一種控制方法，用於一主動矩陣畫素陣列。控制方法包括多個步驟。儲存影像資料於主動矩陣畫素陣列之影像資料儲存電容。執行取樣操作以儲存影像資料於電容性元件。基於儲存在電容性元件中的影像資料，執行更新操作以更新影像資料儲存電容中的影像資料，其中更新後的影像資料的極性與影像資料儲存電容在取樣操作時所儲存之影像資料的極性係相同。
根據本發明之另一方面，提出一種顯示面板，包括主動矩陣畫素陣列、源極驅動器、及閘極驅動器。主動矩陣畫素陣列包括多條閘極線、多條源極線、及多個畫素元件。畫素元件排列成矩陣。各畫素元件耦接至對應之閘極線與源極線。各畫素元件之特徵如前段內容所述。源極驅動器用以驅動源極線。閘極驅動器用以驅動閘極線。
為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
以下揭露畫素元件及其顯示面板與控制方法之實施例。顯示面板可操作在兩種模式中。其中一種模式例如是主動模式，如顯示裝置的視頻模式。而另一種模式例如是被動或更新模式，如電子裝置(包含主動矩陣顯示裝置)的暫停(standby)模式。當操作在更新模式時，主動矩陣顯示裝置允許畫素元件更新其中的影像資料，即維持畫素元件的影像資料，而在一段時間內持續產生相同的輸出訊號如靜態影像。
根據本發明實施例，控制方法可用於主動矩陣畫素陣列。控制方法包括多個步驟。儲存影像資料於主動矩陣畫素陣列之影像資料儲存電容。執行取樣操作以儲存影像資料於電容性元件。基於儲存在電容性元件中的影像資料，執行更新操作以更新影像資料儲存電容中的影像資料，其中更新後的影像資料的極性與影像資料儲存電容在該取樣操作時所儲存之影像資料的極性係相同。如此，於影像資料儲存電容中，其影像資料可在受到更新時仍保持相同的極性。這表示影像資料儲存電容可降低充電和放電的次數，從而降低功率耗損。
請參照第1圖，其繪示顯示面板之一例之方塊圖。顯示面板100至少包括主動矩陣畫素陣列110、閘極驅動器120、及源極驅動器130。顯示面板100例如可應用在顯示裝置中。主動矩陣畫素陣列110包含多條閘極線G1-Gn及多條源極線D1-Dm。閘極驅動器120驅動閘極線G1-Gn。源極驅動器130驅動源極線D1-Dm。主動矩陣畫素陣列110更包含排成矩陣的多個畫素元件。各畫素元件耦接至對應的閘極線及源極線。依據本發明實施例，畫素元件P(x,y)包含影像資料儲存電容C、閘極開關T、及更新單元200。閘極開關T具有控制端耦接至對應的閘極線Gy，且係耦接於對應的源極線Dx與影像資料儲存電容C之間。更新單元200係耦接於對應的源極線Dx及影像資料儲存電容C之間。
請參照第2圖，其繪示乃第1圖之顯示面板之畫素元件之一部分之方塊圖。於此例中，更新單元200包括第一開關211、第二開關212、第三開關213、及電容性元件220。第一開關211具有控制端以接收取樣控制訊號SAMPLE。第二開關212具有控制端耦接至電容性元件220的第一端(標示為端點CT)。第三開關213具有控制端以接收更新控制訊號REFRESH。第三開關213與第二開關212係相互串聯連接。第二開關212具有一端耦接至影像資料儲存電容C的畫素電極(標示為端點PE)。第三開關213具有一端以接收更新資料訊號SOURCE。電容性元件220具有第一端CT，其係由第一開關211耦接至影像資料儲存電容C的畫素電極PE。電容性元件220更具有第二端以接收致能訊號CE。
於一些實施例中，取樣控制訊號SAMPLE與更新資料訊號REFRESH係依序被致能。回應於此，更新單元220分別執行取樣操作與更新操作。於取樣操作中，電容性元件220被用來儲存影像資料儲存電容C中的影像資料。電容性元件220的電容值例如是小於影像資料儲存電容C的電容值，以避免影像資料儲存電容C中的影像資料在取樣操作中受到顯著的影響。電容性元件220可視為記憶體以儲存影像資料儲存電容C中的資料。電容性元件220的儲存資料可用來控制第二開關212，從而決定在更新操作中是否使用更新電壓如更新資料訊號SOURCE來更新影像資料儲存電容C。如此，能使畫素元件P(x,y)成為一自我更新(self-refreshing)畫素記憶體(memory in pixel,MIP)。以此MIP，主動矩陣畫素陣列的操作概念便相仿於動態隨機存取記憶體(dynamic random access memory)，而能用於高解析度顯示器如高階智慧型手機(smart phone)或電子書閱讀器(e-reader)的應用。
電容性元件220的電容值可隨著電容性元件220之跨壓而改變。電容性元件220可視為是一電壓相依電容器(或變容器)，其電容值可隨著其兩端的電壓而改變。茲以一個例子配合第3A及3B圖來說明電容性元件220。
請參照第3A圖，其繪示乃第2圖中的電容性元件之一例之示意圖。另請參照第3B圖，其繪示第3A圖之電容性元件的電容值與其跨壓之間的特性關係之座標圖。於此例中，電容性元件220可由薄膜電晶體所實現，其源極端S與汲極端D係相互電性連接。電容性元件220的電容值Cg隨著其控制端(或作閘極端)G與源極端S之間的跨壓Vgs而改變，如第3B圖所示。從第3B圖可知，電容性元件220有一過渡狀態，其中電容值Cg會隨著電壓Vgs的改變而呈現顯著的變化。進一步來說，當電壓Vgs低於臨界電壓Vth時，電容性元件220在源極端S與汲極端D之間的通道會無法導電而處於關閉(turn-off)狀態，且此時電容性元件220的電容值Cg很小，大多是相關於閘極端G與源極端S或汲極端D之間的邊際(fringe)電容。另一方面來說，當電壓Vgs高於臨界電壓Vth時，通道表面將會因電子的聚集而形成反轉層IL。由於反轉層IL是可導電的，故電容性元件220例如是處於導通(turn-on)狀態，且此時電容性元件220的電容值Cg還會因閘極端G與反轉層IL之間的耦合電容而變大。
於一些實施例中，電容性元件220之間的跨壓可由致能訊號CE及影像資料儲存電容C中的影像電壓來決定。依照高位或低位的二位元影像資料，致能訊號CE在被除能時的位準可用來讓電容性元件220選擇性地操作在導通狀態或關閉狀態，使其電容值呈現出明顯的差異性。這樣的電容值差異性能使更新單元200有不同的操作。
基於電容性元件220之電容值與電壓(capacitance and voltage,CV)的特性，更新單元200在更新操作中更新影像資料儲存電容的影像資料。於一些實施例中，更新後的影像資料的極性與影像資料儲存電容C在取樣操作時所儲存之影像資料的極性係相同。以下將提供進一步的範例性說明。
請參照第4A圖，其繪示乃第1圖中的畫素元件之一例之電路圖。於此例中，更新單元200的第一至第三開關211-213是舉例為由N型薄膜電晶體所實現。電容性元件220則是N型薄膜電晶體，其控制端係作為第一端CT。第二開關212耦接於第三開關213與影像資料儲存電容C之間。影像資料儲存電容C是舉例為兩個電容器的組合，如液晶電容Clc及儲存電容Cs。更新資料訊號SOURCE由對應的源極線Dx所傳送；閘極控制訊號GATE由對應的閘極線Gy所傳送；更新控制訊號REFRESH、取樣控制訊號SAMPLE、及致能訊號CE，則分別可由額外的傳輸線231-233所傳送。
以下將配合第4B及4C圖來說明第4A圖之畫素元件的操作。第4B及4C圖各繪示複數個供顯示面板執行控制方法的訊號波形的時序圖。茲以兩個更新機制來說明影像資料儲存電容C的更新方式。第一更新機制
第一更新機制的說明請參照第4A及4B圖。在第一更新機制中，取樣控制訊號SAMPLE與更新資料訊號SOURCE是依序地被致能，使更新單元200對影像資料儲存電容C分別地執行取樣操作及更新操作。待更新的影像資料例如是兩種電壓其中之一，如5V或0V。
在第一更新機制中，5V的影像資料在更新後其極性會維持不變，如“Vpix,Vcom”從“5V,0V”至“5V,0V”。
首先，參照時間點t0，畫素電壓Vpix初始為5V(以虛線繪示)，共同電壓Vcom初始為0V，代表影像資料儲存電容C中的影像資料為5V。接著，參照時間點t1，取樣操作被執行。此時，取樣控制訊號SAMPLE被致能在高位準以導通第一開關211。經由導通的第一開關211，電容性元件220的第一端(於此例中為TFT的控制端)被偏壓在與目前的畫素電壓Vpix實質相同的位準。這表示畫素電壓Vpix被取樣，而有一取樣電壓Vsample儲存在電容性元件220，即Vsample=5V。致能訊號CE被除能而具有低位準，如0V。於此情況下，電容性元件220的跨壓為5V(=Vsample-CE(t1)=5V-0V)。因此，電容性元件220具有高電容值，如10fF。在時間點t1後，取樣控制訊號SAMPLE會被除能而具有低位準。從第一開關211的穿透效應(feed-through effect)來看，由於電容性元件220有高電容值，故取樣電壓Vsample會有些許的電壓降，如0.5V。此時，取樣電壓Vsample約為4.5V(5-0.5V)。
之後，更新資料訊號SOURCE被致能而具有高位準，如5V。致能訊號CE則是從低位準被致能為高位準，如從0V至3V。此例中，致能訊號CE的高低電位差為3V，高於第二開關212的臨界電壓，以補償第二開關212的臨界電壓。致能訊號CE經由電容性元件220拉高取樣電壓Vsample至約7.5V(=4.5V+3V)。在取樣電壓Vsample與畫素電壓Vpix之間，有一2.5V的電壓差(Vsampple-Vix=7.5V-5V)，高於第二開關212的臨界電壓如1V，故第二開關212會被導通。
然後，參考時間點t2，更新操作被執行。更新控制訊號REFRESH被致能而具有高位準，以通導第三開關213。第二開關212於時間點t2時仍處於導通狀態。經由導通的第二開關212與第三開關213，處於5V的更新資料訊號SOURCE會被用來更新可能因TFT洩漏電流而衰減的畫素電壓Vpix。再者，共同電壓Vcom係維持在低位準，如0V。因此，從第4B圖之時間點t1及t2可知，當第一更新機制的更新操作被執行時，更新後的影像資料(“Vpix,Vcom”=“5V,0V”)如時間點t2所示，其極性與影像資料儲存電容C在時間點t1時所儲存之影像資料(“Vpix,Vcom”=“5V,0V”)的極性係相同。
在第一更新機制中，0V的影像資料在更新後其極性會維持不變，如“Vpix,Vcom”從“0V,0V”至“0V,0V”。
相仿的操作說明可參照前述有關5V的影像資料，故為簡潔起見於此不再重述。首先，參照時間點t0，畫素電壓Vpix初始為0V(以實線繪示)，共同電壓Vcom初始為0V，代表影像資料儲存電容C中的影像資料為0V。接著，參照時間點t1。此時，取樣控制訊號SAMPLE被致能在高位準以導通第一開關211，而電容性元件220的第一端CT被偏壓在低位準，即Vsample=0V。致能訊號CE被除能而具有低位準，如0V。此時，電容性元件220的跨壓為0V，小於第二開關212的臨界電壓約1V。因此，電容性元件220具有低電容值，如2fF。於此情況下，當取樣控制訊號SAMPLE被除能時，第一開關211的穿透效應將會造成顯著的電壓降(如5V)在取樣電壓Vsample上。此時，取樣電壓約為-5V(=0-5V)。
之後，致能訊號CE被偏壓在致能位準，如3V，從而經由電容性元件220拉高取樣電壓Vsample至約-2V(=-5V+3V)。此時，由於-2V(Vsample-Vpix=-2V-0V)的電壓差小於第二開關之1V的臨界電壓，故第二開關212會被關閉。
然後，參考時間點t2。更新資料訊號SOURCE被致能而具有高位準，以導通第三開關213。此時，由於第二開關212被關閉無法導通，故5V的更新資料訊號SOURCE並無法用來更新0V的畫素電壓Vpix，使得0V的畫素電壓Vpix可維持在0V附近。因此，從第4B圖之時間點t1及t2可知，當第一更新機制的更新操作被執行時，更新後的影像資料(“Vpix,Vcom”=“0V,0V”)如時間點t2所示，其極性與影像資料儲存電容C在時間點t1時所儲存之影像資料(“Vpix,Vcom”=“0V,0V”)的極性係相同。
進一步地，對於0V的影像資料來說，其0V之畫素電壓的維持方式係說明如下。有關0V的影像資料，0V的畫素電壓Vpix在第一更新機制中可與源極線Dx相互隔離。由於TFT開關如開關212及213的洩漏電流，0V的畫素電壓可能會無法避免逐漸偏移其位準。為了改善TFT洩漏電流所導致的此種電壓偏移，可藉由將源極線Dx的電壓等壓在0V。例如，可經由源極線Dx提供0V的電壓。在與第4B圖有關的一些實施例中，更新資料訊號SOURCE可維持在0V較長的、主要的時段。例如，維持在0V的時段例如但不受限地是100毫秒，而取樣與更新操作的總時間例如是相對較短的時段，如5毫秒。如此，饋入至畫素的電荷總量可被減小，甚而可被忽略。如此，便能將0V的畫素電壓維持在0V。
依據第一更新機制，對5V和0V的影像資料而言，當更新操作被執行時，更新後的影像資料的極性與影像資料儲存電容C在取樣操作時所儲存之影像資料的極性係相同，如“Vpix,Vcom”從“5V,0V”至5V,0V”，以及“Vpix,Vcom”從“0V,0V”至“0V,0V”。如此，功耗用來回復洩漏的電荷。這樣的功耗通常很小，其原因是回復影像資料之洩漏電荷所需的功耗會低於反轉影像資料之極性所需的功耗。
再者，有關第一更新機制中0V的畫素電壓Vpix，第二開關212可一直維持在關閉狀態來隔絕影像資料儲存電容C與源極線Dx，故無論影像資料儲存電容C中的資料為何，源極線Dx在更新操作中可傳送相同的電壓。如此，第一更新機制可使用相同的一組訊號來更新5V與0V的影像資料，而使驅動顯示面板的複雜性得以降低。第二更新機制
第二更新機制的說明請參照第4A及4C圖。在第二更新機制中，取樣控制訊號SAMPLE、閘極控制訊號GATE、及更新資料訊號SOURCE是依序地被致能。回應於此，更新單元200與閘極開關T依序執行取樣操作、預充電操作、及更新操作在影像資料儲存電容C上。第二更新機制與第一更新機制不同在於共同電壓Vcom是受到反轉(flip)的，例如是從0V轉換至5V，藉以在更新影像資料儲存電容C時反轉其極性。再者，致能訊號CE是除能在第一位準如-8V，且致能在第二位準如-5V。此些位準係規劃在低於5V或0V的畫素電壓，以使電容性元件220在依照第3B圖所示之CV曲線下，成為具有固定、高電容值的電容器。
在第二更新機制中，5V的影像資料在更新後其極性會受到反轉，如“Vpix,Vcom”從“5V,0V”至“0V,5V”。
首先，參照時間點t0’，畫素電壓Vpix初始為5V(以虛線繪示)，共同電壓Vcom初始為0V。接著，參照時間點t1’，取樣操作被執行，其係相仿於第4B圖所示者。此時，由於電容性元件220具有大電容值，故取樣電壓Vsample約為4.5V(=5V-0.5V)。在取樣操作後，由於致能訊號CE在其第一及第二位準之間有3V的電壓差，故此時的致能訊號CE將會被致能以拉高取樣電壓Vsample至約7.5V(=4.5V+3V)。
接著，參考時間點t2’，預充電操作被執行。此時，閘極控制訊號GATE被致能於高位準以導通閘極開關T。更新資料訊號SOURCE被致能在高位準如5V。經由導通的閘極開關T，5V的更新資料訊號SOURCE可用來維持5V的畫素電壓Vpix於5V，而共同電壓Vcom於此時係受到反轉。因此，影像資料儲存電容C會被電性中和，即其跨壓為0V。
之後，參照時間點t3’，更新操作被執行。更新控制訊號REFRESH被致能而具有高位準，以通導第三開關213。此時，致能訊號CE受到除能，而取樣電壓Vsample會被拉低至約4.5 V(=7.5V-3V)。此取樣電壓Vsample仍足以導通第二開關212，因更新資料訊號SOURCE此時是處於0V。更詳細地說，第二開關212會被導通，因4.5V(Vsample-SOURCE(t3’)=4.5V-0V)的電壓差高於其1V的臨界電壓。經由導通的第二開關212及第三開關213，0V的更新資料訊號SOURCE會被提供以更新5V的畫素電壓Vpix。如此，從第4C圖的時間點t1’及t3’可知，當更新操作在第二更新機制中執行時，更新後的影像資料(“Vpix,Vcom”=“5V,0V”)如時間點t3’所示，其極性與時間點t1’之影像資料(“Vpix,Vcom”=“0V,5V”)的極性相反。
在第二更新機制中，0V的影像資料在更新後其極性會受到反轉，如“Vpix,Vcom”從“0V,0V”至“5V,5V”。
相仿的操作說明可參照前述有關5V的影像資料，故為簡潔起見於此不再重述。首先，參照時間點t0’，畫素電壓Vpix初始為0V(以實線繪示)，共同電壓Vcom初始為0V。接著，參照時間點t1’。此時，由於電容性元件220具有較大的電容值，故取樣電壓Vsample約為-0.5V(=0V-0.5V)。在取樣操作後，由於致能訊號CE在其第一及第二位準之間有3V的電壓差，故此時的致能訊號CE將會被致能以拉高取樣電壓Vsample至約2.5V(=-0.5V+3V)。然後，參照時間點t2’，閘極開關T因致能之閘極控制訊號GATE而被導通。經由導通之T，5V的更新資料訊號SOURCE可用來更新0V的畫素電壓Vpix為5V，而共同電壓Vcom於此時係受到反轉。因此，影像資料儲存電容C會被電性中和，即其跨壓為0V。
之後，參照時間點t3’，取樣電壓Vsample會被拉低至約-0.5V(=2.5V-3V)。此時，第二開關212會被斷開，使0V的更新資料訊號SOURCE無法用來更新5V的畫素電壓Vpix。如此，從第4C圖的時間點t1’及t3’可知，當更新操作在第二更新機制中執行時，更新後的影像資料(“Vpix,Vcom”=“0V,0V”)如時間點t3’所示，其極性與時間點t1’之影像資料(“Vpix,Vcom”=“5V,5V”)的極性相反。
根據第二更新機制，對5V和0V的影像資料而言，當更新操作被執行時，更新後的影像資料的極性與影像資料儲存電容C在取樣操作時所儲存之影像資料的極性係相反，如“Vpix,Vcom”從“5V,0V”至0V,5V”，以及“Vpix,Vcom”從“0V,0V”至“5V,5V”。如此，可降低影像殘留(image sticking)的效應。也就是說，由於影像殘留通常是直流電壓施加在影像資料儲存電容兩端過久所造成的，因此，第二更新機制可用來反轉影像資料儲存電容之影像資料的極性，從而降低影像殘留。
於本發明實施例中，係藉由選擇性地使用上述之第一及第二更新機制，以實現整合的更新機制。如此，不僅能減少功耗，還能改善影像殘留。茲配合第5A及5B圖及進一步說明如下。
第5A圖繪示當顯示面板處在更新模式，並於更新時段中執行第二更新機制時之訊號波形時序圖。第5B圖繪示當顯示面板處在更新模式，並依據本發明實施例於更新時段中執行第二更新機制時之訊號波形時序圖。於第5A圖中，第二更新機制係被執行三次以用來更新影像資料儲存電容，故知影像資料儲存電容的跨壓Vlc亦被反轉三次，如虛線繪示。相對地，在第5B圖所示之例中，第一更新機制係被執行二次並伴隨一次的第二更新機制，故知影像資料儲存電容的跨壓Vlc被反轉一次，如虛線繪示。從第5A及5B圖可知，由於第5B圖使用整合的更新機制，故影像資料之極性的反轉次數會被減少。如此，相較於第5A圖所示之第二更新機制所需的功耗，第5B圖所示之整合更新機制所需的功耗較少。
於第5B圖之例中，是以兩次的第一更新機制配合一次的第二更新機制為例做說明。於另些實施例中，也可以十次的第一更新機制配合一次的第二更新機制，以進一步減少功耗。相對第二更新機制來增加第一更新機制的執行次數，代表著影像資料的反轉次數可減少，從而節省功耗。於實作中，第一與第二更新機制的次數可有不同的設計而用來滿足不同的需求，並不在此限。
另外，有關本發明實施例，第4A圖之畫素元件可有更多種不同的電路實施態樣。其中，茲以四個畫素元件的實施例為例，並配合第6-9圖作詳細說明。
第6圖繪示第4A圖之畫素元件依據本發明實施例之電路圖之一例。第6圖之畫素元件與第4A圖之畫素元件不同在於，電容性元件220的第二端係耦接至對應的源極線Dx。如此，便可省略致能訊號CE及額外的傳輸線。
第7圖繪示第4A圖之畫素元件依據本發明實施例之電路圖之另一例。第7圖之畫素元件與第2圖之畫素元件不同在於，閘極開關T的兩資料端係電性連接至第二開關212的兩資料端。
第8圖繪示第4A圖之畫素元件依據本發明實施例之電路圖之另一例。第8圖之畫素元件與第7圖之畫素元件不同在於，第三開關213係耦接於第二開關212與影像資料儲存電容C之間。
第9圖繪示第4A圖之畫素元件依據本發明實施例之電路圖之另一例。第9圖之畫素元件與第4A圖之畫素元件不同在於，電容性元件220是P型TFT，其源極端與汲極端係電性連接至影像資料儲存電容C並作為第一端CT。
藉由適當的控制訊號讓開關212-213及閘極開關T使用，如第4B、4C圖所示之取樣控制訊號SAMPLE、閘極控制訊號GATE、更新控制訊號REFRESH、更新資料訊號SOURCE、及致能訊號CE，則第6-9圖的畫素元件便能與第4A圖的畫素元件有相仿的性能與功效。至於第6-9圖的畫素元件，其操作可參照上述有關第4A圖之電路敘述而知悉，故為簡潔起見不於此重述。
本發明上述實施例之畫素元件及其顯示面板與控制方法，使用具有可變電容值的電容性元件來儲存影像資料儲存電容中的資料。當影像資料儲存電容的資料被記憶在電容性元件後，便可更新影像資料儲存電容並保持其極性。影像資料儲存電容可以兩種更新操作的整合更新機制而受到更新。基於整合更新機制，影像資料儲存電容之更新後的影像資料便可選擇性地與影像資料儲存電容在取樣操作時所儲存之影像資料的極性相同，從而減少功耗。
綜上所述，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。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。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。
100‧‧‧顯示面板
110‧‧‧主動矩陣畫素陣列
120‧‧‧閘極驅動器
130‧‧‧源極驅動器
200‧‧‧更新單元
211-213、T‧‧‧閘極開關
220‧‧‧電容性元件
231-233‧‧‧傳輸線
C‧‧‧影像資料儲存電容
D‧‧‧汲極端
D1-Dm‧‧‧源極線
CE‧‧‧致能訊號
Cg‧‧‧電容值
Clc‧‧‧液晶電容
Cs‧‧‧儲存電容
CT‧‧‧第一端
G‧‧‧閘極端
G1-Gn‧‧‧閘極線
IL‧‧‧反轉層
P(x,y)‧‧‧畫素元件
PE‧‧‧畫素電極
REFRESH‧‧‧更新控制訊號
S‧‧‧源極端
SAMPLE‧‧‧取樣控制訊號
SOURCE‧‧‧更新資料訊號
t0-t2、t0’-t3’‧‧‧時間點
Vcom‧‧‧共同電壓
Vgs‧‧‧電壓
Vlc‧‧‧影像資料儲存電容的跨壓
Vpix‧‧‧畫素電壓
Vth‧‧‧臨界電壓
第1圖繪示顯示面板之一例之方塊圖。
第2圖繪示乃第1圖之顯示面板之畫素元件之一部分之方塊圖。
第3A圖繪示乃第2圖中的電容性元件之一例之示意圖。
第3B圖繪示第3A圖之電容性元件的電容值與其跨壓之間的特性關係之座標圖。
第4A圖繪示乃第1圖中的畫素元件之一例之電路圖。
第4B及4C圖各繪示複數個供顯示面板執行控制方法的訊號波形的時序圖。
第5A圖繪示當顯示面板處在更新模式，並於更新時段中執行第二更新機制時之訊號波形時序圖。
第5B圖繪示當顯示面板處在更新模式，並依據本發明實施例於更新時段中執行第二更新機制時之訊號波形時序圖。
第6-9圖各繪示第4A圖之畫素元件依據本發明實施例之電路圖之一例。
200‧‧‧更新單元
211-213‧‧‧閘極開關
220‧‧‧電容性元件
C‧‧‧影像資料儲存電容
CE‧‧‧致能訊號
CT‧‧‧第一端
Dx‧‧‧源極線
P(x,y)‧‧‧畫素單元
PE‧‧‧畫素電極
REFRESH‧‧‧更新控制訊號
SAMPLE‧‧‧取樣控制訊號
SOURCE‧‧‧更新資料訊號
Vcom‧‧‧共同電壓

权利要求:
Claims (10)
[1] 一種畫素元件，用於一主動矩陣畫素陣列，包括：一影像資料儲存電容，用以儲存影像資料；一閘極開關，具有一控制端耦接至一對應的閘極線，該閘極關開係耦接於一對應的源極線與該影像資料儲存電容之間；以及一更新單元，連接於該源極線與該影像資料儲存電容之間，用以對該影像資料儲存電容執行一取樣操作與一更新操作；其中，當該更新單元執行該更新操作時，該更新單元更新該影像資料儲存電容所中的影像資料，更新後的影像資料的極性與該影像資料儲存電容在該取樣操作時所儲存之影像資料的極性係相同。
[2] 如申請專利範圍第1項所述之畫素元件，其中該更新單元包括：一第一開關，具有一控制端以接收一取樣控制訊號；一電容性元件，具有一第一端，該電容性元件之該第一端係經由該第一開關耦接至該影像資料儲存電容之一畫素電極，該電容性元件之電容值係隨著該電容性元件之跨壓而改變；以及一第二開關，具有一控制端耦接至該電容性元件之該第一端；一第三開關，具有一控制端以接收一更新控制訊號，該第二開關與該第三開關係串聯連接，該第二開關與該第三開關係耦接於該影像資料儲存電容與該畫素元件之該源極線之間，以接收一更新資料訊號。
[3] 如申請專利範圍第1項所述之畫素元件，其中該電容性元件係一薄膜電晶體，具有一源極端與一汲極性相互電性連接。
[4] 如申請專利範圍第3項所述之畫素元件，其中該薄膜電晶體係一N型薄膜電晶體，具有一控制端作為該第一端。
[5] 如申請專利範圍第3項所述之畫素元件，其中該薄膜電晶體係一P型薄膜電晶體，該源極端與該汲極端係電性連接至該影像資料儲存電容且作為該第一端。
[6] 如申請專利範圍第1項所述之畫素元件，其中該電容性元件更具有一第二端以接收一致能訊號。
[7] 如申請專利範圍第1項所述之畫素元件，其中該第二開關係耦接於該第三開關與該影像資料儲存電容之間，或該第三開關係耦接於該第二開關與該影像資料儲存電容之間。
[8] 一種控制方法，用於一主動矩陣畫素陣列，包括：儲存影像資料於該主動矩陣畫素陣列之一影像資料儲存電容；執行一取樣操作以儲存該影像資料於一電容性元件；以及基於儲存在該電容性元件中的影像資料，執行一更新操作以更新該影像資料儲存電容中的影像資料，其中更新後的影像資料的極性與該影像資料儲存電容在該取樣操作時所儲存之影像資料的極性係相同。
[9] 如申請專利範圍第8項所述之控制方法，在執行該更新操作之步驟後，更包括：執行另一取樣操作以儲存該影像資料於該電容性元件；以及執行另一更新操作以更新該影像資料儲存電容中的影像資料，其中更新後的影像資料的極性與該影像資料儲存電容在該另一取樣操作時所儲存之影像資料的極性係相反。
[10] 一種顯示面板，包括：一主動矩陣畫素陣列，包括：複數條閘極線；複數條源極線；複數個畫素元件，排列成一矩陣，各畫素元件耦接至對應之閘極線與源極線，各畫素元件之特徵如申請專利範圍第1項所述；一源極驅動器，用以驅動該些源極線；以及一閘極驅動器，用以驅動該些閘極線。

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