显示装置驱动方法以及显示装置与流程

本公开有关一种显示装置驱动方法，特别涉及一种具光感测电路的显示装置的驱动方法。

背景技术：

液晶显示器(liquid-crystaldisplay)为现今应用范围最广的显示技术，其具有低成本、低功耗和轻薄等优点。近年来，直接于面板上进行触控或书写的需求逐渐增加，使得具有光感测功能的液晶显示器越发流行。

传统上，具有光感应功能的液晶显示器可将像素电路与光感测电路制作于同一分层中。例如，像素电路和光感测电路皆可使用薄膜晶体管来制作。然而，像素电路的数据线和光感测电路的输出路径之间具有寄生元件，所以数据电压与光感测电路的感测信号会互相干扰。

有鉴于此，如何提供数据电压和感测信号不会互相干扰的具有光感测功能的液晶显示器及相关的驱动方法，实为业界有待解决的问题。

技术实现要素：

本公开提供一种显示装置驱动方法。显示装置驱动方法适用于显示装置，显示装置包含像素电路、源极驱动电路和读取电路，像素电路耦接于第一节点，源极驱动电路用于提供数据电压。显示装置驱动方法包含以下流程：选择性地将第一节点耦接至源极驱动电路或读取电路；提供第一控制信号至像素电路，其中第一控制信号提供第一脉冲，且第一脉冲用于使像素电路自第一节点接收数据电压；提供第二控制信号至光感测电路，其中第二控制信号提供第二脉冲，且第二脉冲用于使光感测电路通过第一节点输出感测信号至读取电路；利用读取电路将感测信号放大并输出；其中，第二脉冲于时间上重叠于第一脉冲。

本公开另提供一种显示装置驱动方法。显示装置驱动方法适用于显示装置，显示装置包含多个像素电路、一源极驱动电路和一读取电路，多个像素电路耦接于一第一节点，源极驱动电路用于提供一数据电压。显示装置驱动方法包含以下流程：选择性地将第一节点耦接至源极驱动电路或读取电路；于一写入阶段中，将多个第一控制信号分别提供至多个像素电路，其中多个第一控制信号依序提供一第一脉冲，以使多个像素电路依序自第一节点接收数据电压；于一读取阶段中，将多个第二控制信号分别提供至多个光感测电路，其中多个第二控制信号依序提供一第二脉冲，以使多个光感测电路依序输出一感测信号至第一节点；利用读取电路将多个感测信号放大并输出；其中，多个第一脉冲于时间上不重叠于多个第二脉冲。

本公开提供一种显示装置。显示装置包含多个像素电路、多个光感测电路、源极驱动电路、读取电路、多个多工电路以及栅极驱动电路。多个像素电路中的一个像素电路耦接于第一节点。多个光感测电路中的一个光感测电路耦接于第一节点。读取电路耦接于源极驱动电路。多个多工电路中的一个多工电路耦接于第一节点，多工电路用于选择性地将第一节点耦接于源极驱动电路和读取电路的其中之一。栅极驱动电路用于提供第一控制信号和第二控制信号，其中第一控制信号提供第一脉冲，且第一脉冲用于使像素电路自第一节点接收数据电压，第二控制信号提供第二脉冲，且第二脉冲用于使光感测电路通过第一节点输出感测信号至读取电路。其中读取电路用于将感测信号放大并输出，且第二脉冲于时间上重叠于第一脉冲。

上述的显示装置驱动方法和显示装置可避免数据信号和感测信号互相干扰。

附图说明

为让本公开的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，说明书附图的说明如下：

图1为根据本公开一实施例的显示装置简化后的功能方框图。

图2为图1的显示装置放大后的部分电路示意图。

图3为依据本公开一实施例的显示装置驱动方法。

图4为依据本公开一实施例的显示装置的控制信号的时序变化图。

图5为依据本公开一实施例用于进一步说明流程s302的流程图。

图6为依据本公开一实施例用于进一步说明流程s308的流程图。

图7为根据本公开另一实施例的显示装置简化后的功能方框图。

图8为图7的显示装置放大后的部分电路示意图。

图9为依据本公开一实施例的显示装置驱动方法。

图10为依据本公开一实施例的显示装置的控制信号的时序变化图。

图11为依据本公开一实施例用于进一步说明流程s902的流程图。

附图标记说明：

100、700：显示装置

110、110-1～110-n：像素电路

120、120-1～120-n：光感测电路

130、730：源极驱动电路

140、740：读取电路

150、750：多工电路

160：栅极驱动电路

170：数据线

112：第一晶体管

122：第二晶体管

124：第三晶体管

142：放大电路

clc：液晶电容

c1～c3：第一电容～第三电容

n1：第一节点

n2：第二节点

sn-1～sn-n：输出信号

ct1-1～ct1-n：第一控制信号

ct2-1～ct2-n：第二控制信号

ct3：第三控制信号

ct4：第四控制信号

vdata：数据电压

vref：参考电压

sw1～sw3：第一开关～第三开关

300、900：显示装置驱动方法

s302～s308、s502～s508、s602～s606、s902～s908、s1102～s1108：流程

t1～t4：第一时段～第四时段

p1～p4：第一脉冲～第四脉冲

tw：写入阶段

tr：读取阶段

具体实施方式

以下将配合相关附图来说明本公开的实施例。在附图中，相同的标号表示相同或类似的元件或方法流程。

图1为根据本公开一实施例的显示装置100简化后的功能方框图。显示装置100包含多个像素电路110、多个光感测电路120、源极驱动电路130、读取电路140、多个多工电路150以及栅极驱动电路160。其中，源极驱动电路130和读取电路140互相耦接。

每个多工电路150耦接于源极驱动电路130、读取电路140和一条数据线170，并通过该数据线170耦接于一行像素电路110和一行光感测电路120。多工电路150用于将其耦接的像素电路110和光感测电路120选择性地耦接于源极驱动电路130和读取电路140的其中之一。栅极驱动电路160用于驱动显示装置100的多个像素电路110和多个光感测电路120。为使图面简洁而易于说明，显示装置100中的其他元件与连接关系并未示出于图1中。

图2为图1的显示装置100放大后的部分电路示意图。为方面说明，以下将多工电路150所耦接的一行像素电路110和一行光感测电路120分别称为像素电路110-1～110-n和光感测电路120-1～120-n。如图2所示，数据线170耦接于像素电路110-1～110-n和光感测电路120-1～120-n。显示装置100分别提供第一控制信号ct1-1～ct1-n至像素电路110-1～110-n，并分别提供第二控制信号ct2-1～ct2-n至光感测电路120-1～120-n。

本公开说明书和附图中使用的元件编号和装置编号中的索引1～n，只是为了方便指称个别的元件和装置，并非有意将前述元件和装置的数量局限在特定数目。为简洁起见，以下将以像素电路110-1和光感测电路120-1为例进行说明。

像素电路110-1包含第一晶体管112、第一电容c1和液晶电容clc。第一晶体管112包含第一端、第二端和控制端，其中第一晶体管112的第一端耦接于第一节点n1，第一晶体管112的第二端耦接于第一电容c1和液晶电容clc，第一晶体管112的控制端则用于自栅极驱动电路160接收第一控制信号ct1-1。亦即，第一晶体管112耦接于第一电容c1和液晶电容clc以及第一节点n1之间，其中第一节点位于数据线170上。

光感测电路120-1包含第二晶体管122、第三晶体管124和第二电容c2。第二晶体管122包含第一端、第二端和控制端，其中第二晶体管122的第一端耦接于第一节点n1，第二晶体管122的第二端耦接于第二电容c2，第二晶体管122的控制端则用于自栅极驱动电路160接收第二控制信号ct2-1。第三晶体管124包含第一端、第二端和控制端，其中第三晶体管124的第一端和控制端耦接于第二晶体管122的第二端和该第二电容c2，第三晶体管124的第二端用于接收固定电压。

多工电路150耦接于第一节点n1和读取电路140，且通过第二节点n2耦接于源极驱动电路130。进一步而言，多工电路150包含第一开关sw1和第二开关sw2。第一开关sw1包含第一端、第二端和控制端，其中第一开关sw1的第一端耦接于第一节点n1，第一开关sw1的第二端耦接于第二节点n2，第一开关sw1的控制端则用于接收第三控制信号ct3。第二开关sw2包含第一端、第二端和控制端，其中第二开关sw2的第一端耦接于第一节点n1，第二开关sw2的第二端耦接于读取电路140，第二开关sw2的控制端则用于接收第四控制信号ct4。

读取电路140包含放大电路142、第三电容c3和第三开关sw3。放大电路142包含第一端、第二端和输出端，其中放大电路142的第一端(例如，反相输入端)耦接于第二开关sw2的第二端，放大电路142的第二端(例如，正相输入端)耦接于第二节点n2。第三电容c3和第三开关sw3并联耦接于放大电路142的第一端和输出端之间。

换言之，放大电路142的第二端通过第二节点n2耦接于源极驱动电路130。

像素电路110-2～110-n所包含的元件以及其连接方式，相似于像素电路110-1，光感测电路120-2～120-n所包含的元件以及其连接方式，相似于光感测电路120-1，为简洁起见，在此不重复赘述。

图3为依据本公开一实施例的显示装置驱动方法300。图4为依据本公开一实施例的显示装置100的控制信号的时序变化图。显示装置驱动方法300适用于显示装置100，以下将以图3搭配图2和图4来进一步说明显示装置驱动方法300。

于流程s302中，多工电路150会依据第三控制信号ct3和第四控制信号ct4间歇性地导通或关断第一开关sw1和第二开关sw2，且第一开关sw1和第二开关sw2的操作互为反相。亦即，第三控制信号ct3和第四控制信号ct4用于控制多工电路150的切换运行，使得多工电路150能选择性地将第一节点n1耦接于源极驱动电路130和读取电路140的其中之一。多工电路150的详细运行方式将于后续的段落中进行说明。

请同时参考图3和图4，于流程s304中，显示装置100提供第一控制信号ct1-1至像素电路110-1。并且，第一控制信号ct1-1会于第一时段t1提供第一脉冲p1至像素电路110-1，以导通第一晶体管112。因此，当第一开关sw1间歇性地导通时，像素电路110-1便可通过第一节点n1和第一开关sw1自源极驱动电路130接收数据电压vdata。

于流程s306中，显示装置100提供第二控制信号ct2-1至光感测电路120-1。并且，第二控制信号ct2-1会于第二时段t2提供第二脉冲p2至光感测电路120-1，以导通第二晶体管122。因此，当第二开关sw2导通时，光感测电路120-1便可通过第一节点n1和第二开关sw2将感测信号sn-1输出至读取电路140。

如图4所示，第二时段t2的起点晚于第一时段t1的起点，且第二时段t2的终点早于第一时段t1的终点。因此，第二脉冲p2于时间上重叠于第一脉冲p1。

于流程s308中，当读取电路140接收到感测信号sn-1时，读取电路140会将感测信号sn-1放大并输出。

图5为依据本公开一实施例用于进一步说明流程s302的流程图。如图5所示，流程s302包含流程s502～s508。于流程s502中，显示装置100提供第三控制信号ct3至多工电路140。接着，于流程s504中，多工电路140将第三控制信号ct3进一步提供至第一开关sw1的控制端。

于流程s506中，显示装置100提供第四控制信号ct4至多工电路140。接着，于流程s508中，多工电路140将第四控制信号ct4进一步提供至第二开关sw2的控制端。

如图4所示，第三控制信号ct3和第四控制信号ct4互为反相信号。第三控制信号ct3包含多个第三脉冲p3，第四控制信号ct4包含多个第四脉冲p4，以间歇性地导通第一开关sw1和第二开关sw2。其中，第三脉冲p3用于导通第一开关sw1，且第四脉冲p4用于导通第二开关sw2。

第三控制信号ct3于第三时段t3提供了一个第三脉冲p3，并于第四时段t4提供了另一个第三脉冲p3，且第三时段t3和第四时段t4的两个第三脉冲p3彼此相邻。其中，第一时段t1的起点早于第三时段t3的终点，第一时段t1的终点早于第四时段t4的终点。因此，第一脉冲p1于时间上重叠于第三时段t3和第四时段t4的两个第三脉冲p3。

另外，第二时段t2的起点晚于第三时段t3的终点，第二时段t2的终点早于第四时段t4的起点。因此，第二脉冲p2于时间上没有重叠于第三时段t3和第四时段t4的两个第三脉冲p3。

换言之，于第二时段t2中，第一开关sw1关断而第二开关sw2导通，且第一晶体管112和第二晶体管122会同时导通。

数据线170具有充电时间常数，其中充电时间常数代表当利用数据电压vdata对数据线170充电时，将数据线170的电压电平自零电位充电至大约等于数据电压vdata的电压电平的63.2％所需的时间长度。

在本实施例中，上述第一脉冲p1所具有的第一脉冲时间(例如，第一时段t1)，至少为数据线170的充电时间常数的三倍。如此一来，即使于第二时段t2中第一开关sw1暂时关闭，显示装置100仍可确保在第一时段t1结束时液晶电容clc被充电至数据电压vdata的电压电平。

图6为依据本公开一实施例用于进一步说明流程s308的流程图。如图6所示，流程s308包含流程s602～s606。显示装置100于第二时段t2中执行流程s602～s606。亦即，于流程s602～s606中，第一开关sw1关断且第二开关sw2导通。

于流程s602中，放大电路142的第一端(例如，反相输入端)自光感测电路120-1接收感测信号sn-1。于流程s604中，源极驱动电路130提供参考电压vref至放大电路142的第二端(例如，正相输入端)。于流程s606中，第三开关sw3处于关断状态，使得放大电路142的输出端依据感测信号sn-1和参考电压vref输出放大后的感测信号sn-1。

值得一提的是，因为放大电路142的第一端和第二端为虚短路(virtualshort)，放大电路142的第一端的电压会相似于第二端的电压。在本实施例中，源极驱动电路130提供的参考电压vref和数据电压vdata具有相近的大小。因此，当显示装置100执行流程s602～s606时，数据线170的电压变化幅度不会过大，进而可保护数据线170所耦接的电路元件，且可确保液晶电容clc维持于相似数据电压vdata的电压电平。

当显示装置100以上述流程执行完显示装置驱动方法300后，显示装置100可以再次执行显示装置驱动方法300。如此一来，显示装置100能用相似的方式控制第一控制信号ct1-2提供第一脉冲p1，以及控制第二控制信号ct2-2提供第二脉冲p2，以将数据电压vdata写入像素电路110-2，并读取光感测电路120-2的感测信号sn-2，其余依此类推。

实作上，上述的第一晶体管112、第二晶体管122、第一开关sw1和第二开关sw2可以用各种合适的n型晶体管来实现。

在某些实施例中，第一晶体管112、第二晶体管122、第一开关sw1和第二开关sw2是用p型晶体管来实现。在此情况下，第一控制信号ct1、第二控制信号ct2、第三控制信号ct3和第四控制信号ct4与第1～4图中的对应控制信号互为反相信号。

图7为根据本公开另一实施例的显示装置700简化后的功能方框图。显示装置700包含的元件与连接方式相似于显示装置100，差异在于显示装置700的源极驱动电路730没有耦接于读取电路740。为使图面简洁而易于说明，显示装置700中的其他元件与连接关系并未示出于图1中。

图8为图7的显示装置700放大后的部分电路示意图。如图8所示，读取电路740包含第三开关sw3、第三电容cs3和放大电路742。放大电路742的第一端(例如，反相输入端)耦接于第二开关sw2的第二端，放大电路742的第二端(例如，正相输入端)则用于自不同于源极驱动电路730的来源接收参考电压vref，且没有耦接于源极驱动电路730。

图9为依据本公开一实施例的显示装置驱动方法900。图10为依据本公开一实施例的显示装置700的控制信号的时序变化图。显示装置驱动方法900适用于显示装置700，以下将以图9搭配图8和图10来进一步说明显示装置驱动方法900。

于流程s902中，多工电路750会依据第三控制信号ct3和第四控制信号ct4导通第一开关sw1和第二开关sw2的其中之一，且第一开关sw1和第二开关sw2的操作互为反相。亦即，第三控制信号ct3和第四控制信号ct4用于控制多工电路750的切换运行，使得多工电路750能选择性地将第一节点n1耦接于源极驱动电路730和读取电路740的其中之一。多工电路750的详细运行方式将于后续的段落中进行说明。

于流程s904中，显示装置700会进入写入阶段tw。于写入阶段tw中，第一开关sw1导通且第二开关sw2关断，且显示装置700会将多个第一控制信号ct1-1～ct1-n分别提供至多个像素电路110-1～110-n，以使像素电路110-1～110-n自第一节点n1接收数据电压vdata。

如图10所示，于写入阶段tw中，第一控制信号ct1-1～ct1-n依序提供第一脉冲p1。例如，第一控制信号ct1-1先提供其第一脉冲p1，而在第一控制信号ct1-1的第一脉冲p1结束后，第一控制信号ct1-2才提供其第一脉冲p1，其余依此类推。因此，像素电路110-1～110-n的第一晶体管112～112-n会依序导通，使得数据电压vdata依序传递至液晶电容clc～clc-n。

接着，于流程s906中，显示装置700会进入读取阶段tr。于读取阶段tr中，第一开关sw1关断且第二开关sw2导通，且显示装置700会将多个第二控制信号ct2-1～ct2-n分别提供至多个光感测电路120-1～120-n。

于读取阶段tr中，第二控制信号ct2-1～ct2-n依序提供第二脉冲。例如，第二控制信号ct2-1先提供其第二脉冲p2，而在第二控制信号ct2-1的第二脉冲p2结束后，第二控制信号ct2-2才提供其第二脉冲p2，其余依此类推。因此，光感测电路120-1～120-n的第二晶体管122～122-n会依序导通，使得光感测电路120-1～120-n依序输出感测信号sn-1～sn-n。

值得一提的是，写入阶段tw和读取阶段tr于时间上彼此相邻且不互相重叠。因此，本实施例中的多个第一脉冲p1和多个第二脉冲p2于时间上没有互相重叠。

于流程s908中，显示装置700仍处于感测阶段tr。此时，当读取电路140接收到感测信号sn-1～sn-n时，读取电路140会将感测信号sn-1～sn-n放大并输出。

图11为依据本公开一实施例用于进一步说明流程s902的流程图。如图11所示，流程s902包含流程s1102～s1108。于流程s1102中，显示装置700提供第三控制信号ct3至多工电路740。接着，于流程s1104中，多工电路740将第三控制信号ct3进一步提供至第一开关sw1的控制端。其中，于写入阶段tw中，第三控制信号ct3提供一个第三脉冲p3，以使第一开关sw1于写入阶段tw维持导通。因此，第三脉冲p3于时间上重叠于第一控制信号ct1-1～ct1-n的多个第一脉冲p1。

于流程s1106中，显示装置700提供第四控制信号ct4至多工电路740。接着，于流程s1108中，多工电路740将第四控制信号ct4进一步提供至第二开关sw2的控制端。其中，于读取阶段tr中，第四控制信号ct4提供一个第四脉冲p4，以使第二开关sw2于读取阶段tr维持导通。因此，第四脉冲p4于时间上重叠于第二控制信号ct2-1～ct2-n的多个第二脉冲p2。

在本实施例中，第三控制信号ct3和第四控制信号ct4互为反相信号。因此，第三脉冲p3于时间上没有重叠于第二控制信号ct2-1～ct2-n的多个第二脉冲p2，且第四脉冲p4于时间上没有重叠于第一控制信号ct1-1～ct1-n的多个第一脉冲p1。

请注意，前述第3、5、6、9和11图中的流程执行顺序只是一示范性的实施例，并非局限本发明的实际实施方式。例如，图3中的流程s304和s306的顺序可以任意调整，且流程s302可与流程s304～s308同时执行。图5中的流程s502～s508的顺序可以任意调整，图6中的流程s602和s604的顺序也可以任意调整。

又例如，图9中的流程s904和s906的顺序可以任意调整，且流程s902可与流程s904～s908同时执行。图11中的流程s1102～s1108的顺序也可以任意调整。

综上所述，当显示装置100和700分别执行显示装置驱动方法300和900时，数据信号vdata的写入和感测信号sn-1～sn-n的读取不会同时进行。因此，可以避免数据信号vdata和感测信号sn-1～sn-n互相干扰。

另外，由于数据信号vdata和感测信号sn-1～sn-n皆通过同一条信号路径(亦即，数据线170)进行传递，所以显示装置100和700具有精简的电路架构。

在说明书及权利要求中使用了某些词汇来指称特定的元件。然而，所属技术领域中技术人员应可理解，同样的元件可能会用不同的名词来称呼。说明书及权利要求并不以名称的差异做为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来做为区分的基准。在说明书及权利要求所提及的“包含”为开放式的用语，故应解释成“包含但不限定于”。另外，“耦接”在此包含任何直接及间接的连接手段。因此，若文中描述第一元件耦接于第二元件，则代表第一元件可通过电性连接或无线传输、光学传输等信号连接方式而直接地连接于第二元件，或者通过其他元件或连接手段间接地电性或信号连接至该第二元件。

另外，除非说明书中特别指明，否则任何单数格的用语都同时包含复数格的涵义。

以上仅为本公开的优选实施例，凡依本公开权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本公开的涵盖范围。