显示面板的电荷共享装置及方法与流程

本发明是有关于一种显示装置，且特别是有关于一种显示面板的电荷共享装置及方法。

背景技术：

近年来，液晶显示器因具有低功率消耗、无辐射污染及高空间利用的特性，逐渐地成为市场的主流。在显示器的驱动电路中，源极驱动器为一重要元件，其用以转换数字的显示数据信号为像素电压并提供像素电压至与已被开启的像素，藉此将像素电压储存于像素电极与共同电极所形成的储存电容中。

为了降低源极驱动器的电力消耗，电荷共享(Charge sharing)技术于可应用在传输像素电压至液晶显示面板。例如，应用于列反转(column inversion)驱动方式产生像素电压的源极驱动器。电荷共享技术可在奇数数据通道与偶数数据通道之间配置开关，藉由控制开关在数据通道的显示数据信号变换正负极性时，先行将奇数数据通道与偶数数据通道彼此短路，使得奇数数据通道与偶数数据通道得以平均分配电荷，而使奇数数据通道与偶数数据通道的电位预先下降(上升)至共同电压VCOM附近。因此，数据驱动器只需使数据通道的电压电平自共同电压VCOM附近放电至负极性电平(或充电至正极性电平)，进而节省极性反转所耗电力。

在显示技术不断进步的情况下，传统的电荷共享技术渐渐无法满足节省源极驱动器的电力消耗的需求。因此，需要新的电荷共享技术来减少源极驱动器的电力消耗。

技术实现要素：

本发明提供一种显示面板的电荷共享装置及方法，可进一步有效地减少显示面板的电力消耗。

本发明的显示面板的电荷共享装置，其中显示面板为以极性列反转进行 驱动，显示面板的电荷共享装置包括多条扫描线、第一数据通道、第二数据通道、第三数据通道、第一电荷共享开关以及数据驱动单元，其中驱动第一、第三数据通道的数据驱动信号与驱动第二数据通道的数据驱动信号具有不同的极性。第一电荷共享开关耦接于第一、第三数据通道之间。数据驱动单元判断相邻扫描线所对应的第一数据通道与第三数据通道的数据驱动信号的电压变化趋势是否相反，若相邻扫描线所对应的第一数据通道与第三数据通道的数据驱动信号的电压变化趋势相反，导通第一电荷共享开关。

在本发明的一实施例中，上述显示面板的电荷共享装置还包括扫描驱动单元、控制单元以及开关单元。控制单元耦接扫描驱动单元与数据驱动单元，控制扫描驱动单元驱动扫描线，并控制数据驱动单元分别输出数据驱动信号至数据通道。开关单元耦接于数据驱动单元与数据通道之间，于第一电荷共享开关被导通时，受控于控制单元而被关闭。

在本发明的一实施例中，上述显示面板的电荷共享装置，还包括第四数据通道、第二电荷共享开关、第三电荷共享开关以及第四电荷共享开关。其中第二电荷共享开关耦接于第一、第二数据通道之间，第三电荷共享开关耦接于第二、第四数据通道之间，第四电荷共享开关耦接于第三、第四数据通道之间，数据驱动单元还在显示面板欲进行极性列反转时，先导通第一至第四电荷共享开关。

在本发明的一实施例中，上述显示面板的电荷共享装置，还包括第二电荷共享开关、第四数据通道以及第三电荷共享开关。其中第二电荷共享开关耦接于第二、第三数据通道之间。第三电荷共享开关耦接于第二、第四数据通道之间，数据驱动单元还在显示面板欲进行极性列反转时，先导通第一、第二、第三电荷共享开关。

在本发明的一实施例中，上述数据驱动信号为多位信号，数据驱动单元还依据数据驱动信号的数据位判断相邻扫描线所对应的第一数据通道与第三数据通道的数据驱动信号的电压变化趋势是否相反。

在本发明的一实施例中，上述数据驱动单元还依据数据驱动信号的最高有效位判断相邻扫描线所对应的第一数据通道与第三数据通道的数据驱动信号的电压变化趋势是否相反。

本发明的显示面板的电荷共享方法，其中显示面板为以极性列反转进行驱动，显示面板包括多条扫描线、第一数据通道、第二数据通道以及第三数 据通道，驱动第一、第三数据通道的数据驱动信号与驱动第二数据通道的数据驱动信号具有不同的极性，显示面板的电荷共享方法包括下列步骤。接收相邻扫描线所对应的第一数据通道与第三数据通道的数据驱动信号。判断相邻扫描线所对应的第一数据通道与第三数据通道的数据驱动信号的电压变化趋势是否相反。若相邻扫描线所对应的第一数据通道与第三数据通道的数据驱动信号的电压变化趋势相反，使第一数据通道与第三数据通道之间短路。

在本发明的一实施例中，上述显示面板还包括第四数据通道，显示面板的电荷共享方法还包括下列步骤。判断显示面板是否欲进行极性列反转。若显示面板欲进行极性列反转，使第一数据通道至第四数据通道之间短路。

在本发明的一实施例中，上述数据驱动信号为多位信号，判断相邻扫描线所对应的第一数据通道与第三数据通道的数据驱动信号的电压变化趋势是否相反的步骤包括，依据数据驱动信号的数据位判断相邻扫描线所对应的第一数据通道与第三数据通道的数据驱动信号的电压变化趋势是否相反。

在本发明的一实施例中，上述依据数据驱动信号的数据位判断相邻扫描线所对应的第一数据通道与第三数据通道的数据驱动信号的电压变化趋势是否相反的步骤包括，依据数据驱动信号的最高有效位判断相邻扫描线所对应的第一数据通道与第三数据通道的数据驱动信号的电压变化趋势是否相反。

基于上述，本发明的实施例藉由在相邻扫描线所对应的第一数据通道与第三数据通道的数据驱动信号的电压变化趋势相反时，使第一数据通道与第三数据通道之间短路，以进一步减低显示面板的电力消耗。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并结合附图作详细说明如下。

附图说明

图1绘示为本发明一实施例的显示面板的电荷共享装置的示意图。

图2绘示本发明一实施例的数据通道的数据驱动信号的电压变化趋势示意图。

图3绘示本发明另一实施例的数据通道的数据驱动信号的电压变化趋势示意图。

图4绘示本发明另一实施例的显示面板的电荷共享装置的示意图。

图5绘示本发明一实施例的显示面板的电荷共享方法的流程示意图。

图6绘示本发明一实施例的显示面板的电荷共享方法的流程示意图。

【附图符号说明】

102：控制单元

104：数据驱动单元

106：开关单元

108：扫描驱动单元

L1、L2：扫描线

C1～C4：数据通道

SW1～SW5：电荷共享开关

P1：像素单元

S1：显示数据信号

S502～S508、S602～S606：显示面板的电荷共享方法步骤

具体实施方式

图1绘示为本发明一实施例的显示面板的电荷共享装置的示意图，请参照图1。显示面板的电荷共享装置包括扫描线L1、L2、数据通道C1～C4、电荷共享开关SW1～SW4、控制单元102、数据驱动单元104、开关单元106以及扫描驱动单元108。其中扫描线L1、L2耦接扫描驱动单元108、数据通道C1～C4通过开关单元106耦接数据驱动单元104，扫描线L1、L2与数据通道C1～C4彼此交错设置，亦即，扫描线L1、L2的延伸方向与数据通道C1～C4的延伸方向不平行，较佳的是，扫描线L1、L2的延伸方向与数据通道C1～C4的延伸方向大体上垂直。其中，在各个扫描线与数据通道的交错处配置有像素单元P1。值得注意的是，为便于说明，本实施例的显示面板的电荷共享装置包括两条扫描线L1、L2以及4个数据通道C1～C4，然而并不以此为限，在其他实施例中显示面板的电荷共享装置亦可包括更多的扫描线以及数据通道。

另外，控制单元102耦接数据驱动单元104、开关单元106以及扫描驱动单元108，控制单元102可控制扫描驱动单元108依序地驱动扫描线L1、L2，以开启扫描线L1、L2上的像素单元P1，并于像素单元P1开启的期间依据显示数据信号S1控制数据驱动单元104输出数据驱动信号，以驱动数据通 道C1～C4。在本实施例中，显示面板的驱动为以极性列反转的方式来进行，因此相同数据线上的像素单元的极性相同，而相邻数据线的像素单元的极性相反。例如，在本实施例中，驱动数据通道C1、C3的数据驱动信号与驱动数据通道C2、C4的数据驱动信号具有不同的极性，因此对应驱动数据通道C1、C3的像素单元P1与对应驱动数据通道C2、C4的像素单元P1具有不同的极性。

数据驱动单元104可判断相邻扫描线L1、L2所对应的数据通道C1与数据通道C3的数据驱动信号的电压变化趋势是否相反，若相邻扫描线所对应的数据通道C1与数据通道C3的数据驱动信号的电压变化趋势相反，则导通电荷共享开关SW1，以使数据通道C1与数据通道C3进行电荷共享，节省电力消耗。其中，当导通电荷共享开关SW1时，控制单元102还改变开关单元106的导通状态，以将数据驱动单元104与数据通道C1、C3断开，避免数据驱动单元104输出的电压影响到数据通道C1、C3间的电荷共享。相反地，若相邻扫描线所对应的数据通道C1与数据通道C3的数据驱动信号的电压变化趋势相同，例如电压皆变大或皆变小，则不导通电荷共享开关SW1，以避免将在下一条扫描线驱动期间要提高电压的数据驱动信号的电压降低，或将在下一条扫描线驱动期间要降低电压的数据驱动信号的电压提高，反而使得电荷共享造成不必要的电力消耗。

详细来说，上述数据驱动单元104判断相邻扫描线L1、L2所对应的数据通道C1与数据通道C3的数据驱动信号的电压变化趋势是否相反的方式可例如依据数据驱动信号的数据位来判断。举例来说，图2绘示本发明一实施例的数据通道的数据驱动信号的电压变化趋势示意图，请参照图2。在本实施例中假设数据驱动信号为8位的信号(然而不以此为限，数据驱动信号亦可为其他的多位信号)，亦即其电压以位值表示可为0～255。当扫描线L1被驱动时，数据通道C1与数据通道C3所对应的数据驱动信号的位值分别为240以及56，而当下一条扫描线L2被驱动时，数据通道C1与数据通道C3所对应的数据驱动信号的位值分别为72以及228。由图2可知，数据通道C1所对应的数据驱动信号的电压具有变小的趋势，而数据通道C3所对应的数据驱动信号的电压具有变大的趋势，因此数据驱动单元104可在扫描线L1被驱动后，扫描线L2被驱动前，先导通电荷共享开关SW1来进行电荷共享，中和数据通道C1、C3上的电荷，以减低电力消耗。

更进一步来说，数据驱动单元104可仅依据数据驱动信号的最高有效位来判断数据通道C1、C3的数据驱动信号的电压变化趋势，如在图2的实施例中，数据通道C1在扫描线L1被驱动时所对应的数据驱动信号的最高有效位为“1”，而在扫描线L2被驱动时所对应的数据驱动信号的最高有效位为“0”，另外数据通道C3在扫描线L1被驱动时所对应的数据驱动信号的最高有效位为“0”，而在扫描线L2被驱动时所对应的数据驱动信号的最高有效位为“1”。亦即，可以位值128(以二进位表示为，“10000000”)做为判断的基准线，当数据通道C1、C3的数据驱动信号的位值变化皆跨过此基准线时(亦或是说，数据通道C1、C3的数据驱动信号的最高有效位皆发生改变时)，才判断数据通道C1与数据通道C3的数据驱动信号的电压变化趋势相反(如图2实施例所示)。若数据通道C1、C3至少其一的数据驱动信号的位值变化未跨过此基准线，例如若数据通道C1的数据驱动信号的位值变化由240变为140，或数据通道C3的数据驱动信号的位值变化由56变为90，则数据驱动单元104不导通电荷共享开关SW1进行电荷共享。

图3绘示本发明另一实施例的数据通道的数据驱动信号的电压变化趋势示意图，请参照图3。在本实施例中亦假设数据驱动信号为8位的信号，然而不以此为限，当扫描线L1被驱动时，数据通道C1与数据通道C3所对应的数据驱动信号的位值分别为242以及146，而当下一条扫描线L2被驱动时，数据通道C1与数据通道C3所对应的数据驱动信号的位值分别为170以及226。与图2实施例不同的是，在本实施例中，数据驱动单元104除了同时依据最高有效位以及次高位来判断数据通道C1、C3的数据驱动信号的电压变化趋势。参照图3可知，数据通道C1在扫描线L1被驱动时所对应的数据驱动信号中最高的两个位为“11”，而在扫描线L2被驱动时所对应的数据驱动信号中最高的两个位为“10”，另外数据通道C3在扫描线L1被驱动时所对应的数据驱动信号中最高的两个位为“10”，而在扫描线L2被驱动时所对应的数据驱动信号中最高的两个位为“11”。亦即，可以位值192(以二进位表示为，“11000000”)做为判断的基准线，当数据通道C1、C3的数据驱动信号的位值变化皆跨过此基准线时(亦或是说，数据通道C1的数据驱动信号的最高两个位发生改变、数据通道C3的数据驱动信号的最高两个位亦发生改变时)，才判断数据通道C1与数据通道C3的数据驱动信号的电压变化趋势相反(如图3实施例所示)。若数据通道C1、C3至少其一的数据驱动信号的位值变化未跨 过此基准线，例如若数据通道C1的数据驱动信号的位值变化由242变为210，或数据通道C3的数据驱动信号的位值变化由146变为180，则数据驱动单元104不导通电荷共享开关SW1进行电荷共享。如此藉由增加判断电压变化趋势的位，在最高有效位未变化的情形下，仍可判断相邻扫描线L1、L2所对应的数据通道C1与数据通道C3的数据驱动信号的电压变化趋势是否相反，亦即可更精确地判断是否进行电荷共享。

由上述实施例可知，参与判断电压变化趋势的位越多，判断结果将会越精确，参与判断电压变化趋势的位个数可依实际需求进行设计，并不以上述的例子为限。此外，类似地，数据通道C2与数据通道C4的电荷共享方式亦可以如数据通道C1与数据通道C3的方式来实施，若判断出相邻扫描线L1、L2所对应的数据通道C2与数据通道C4的数据驱动信号的电压变化趋势相反，可导通电荷共享开关SW3来进行电荷共享，以有效地降低电力消耗。由于数据通道C2与数据通道C4的电荷共享方式与数据通道C1与数据通道C3的实施方式类似，因此在此不再赘述。

在上述实施例中，数据驱动单元104可在同一个画面中对相同极性的数据通道间进行电荷共享以减低电力消耗。除此之外，数据驱动单元104亦可在显示面板欲进行极性列反转时，先导通电荷共享开关SW1～SW4，以使数据通道间进行电荷共享，中和不同极性的数据通道上的电荷，来降低电力的消耗。其中，在进行数据通道间的电荷共享时，控制单元102亦会藉由控制开关单元106将数据驱动单元104与数据通道C1～C4间断开，以避免数据驱动单元104的输出电压影响数据通道C1～C4进行电荷共享。

图4绘示本发明另一实施例的显示面板的电荷共享装置的示意图，请参照图4。本实施例的电荷共享装置与图1实施例的不同之处在于，在本实施例中并无电荷共享开关SW2、SW4，但新增一电荷共享开关SW5，其耦接于数据通道C2、C3之间，数据驱动单元104可于显示面板欲进行极性列反转时，先导通电荷共享开关SW1、SW3、SW5，以对不同极性的数据通道进行电荷共享，中和不同极性的数据通道上的电荷，来降低电力的消耗。与图1的实施例相比，其一样可达到降低电力消耗的效果，而由于其可少配置一个开关，因此可另外具有节省电路面积、降低制造成本的优点。

图5绘示本发明一实施例的显示面板的电荷共享方法的流程示意图，请参照图5。其中显示面板为以极性列反转进行驱动，显示面板包括多条扫描 线、第一数据通道、第二数据通道以及第三数据通道，且驱动第一、第三数据通道的数据驱动信号与驱动第二数据通道的数据驱动信号具有不同的极性。由上述实施例可知，显示面板的电荷共享方法可包括下列步骤。首先，接收相邻扫描线所对应的第一数据通道与第三数据通道的数据驱动信号(步骤S502)。接着，判断相邻扫描线所对应的第一数据通道与第三数据通道的数据驱动信号的电压变化趋势是否相反(步骤S504)，若相邻扫描线所对应的第一数据通道与第三数据通道的数据驱动信号的电压变化趋势相反，使第一数据通道与第三数据通道之间短路(步骤S506)，以进行电荷共享，降低电力消耗。相反地，若相邻扫描线所对应的第一数据通道与第三数据通道的数据驱动信号的电压变化趋势未相反，则不使第一数据通道与第三数据通道之间短路(步骤S508)。其中数据驱动信号可例如为多位信号，判断相邻扫描线所对应的第一数据通道与第三数据通道的数据驱动信号的电压变化趋势是否相反的方式可例如为，依据数据驱动信号的数据位判断相邻扫描线所对应的第一数据通道与第三数据通道的数据驱动信号的电压变化趋势是否相反，例如，可依据数据驱动信号的最高有效位判断相邻扫描线所对应的第一数据通道与第三数据通道的数据驱动信号的电压变化趋势是否相反。值得注意的是，参与判断电压变化趋势的位个数可依实际需求进行设计，并不以此为限，参与判断电压变化趋势的位越多，判断结果将会越精确。

图6绘示本发明一实施例的显示面板的电荷共享方法的流程示意图，请参照图6。本实施例与图5实施例的不同之处在于，本实施例的显示面板还包括第四数据通道。此外，在步骤S506与步骤S508后，还可接着判断显示面板是否欲进行极性列反转(步骤S602)，若显示面板欲进行极性列反转，则使第一数据通道至第四数据通道之间短路(步骤S604)。相反地若显示面板不欲进行极性列反转，则不使第一数据通道至第四数据通道之间短路(步骤S606)。

综上所述，本发明藉由在同一个画面中，当相邻扫描线所对应的第一数据通道与第三数据通道的数据驱动信号的电压变化趋势相反时，使具有相同极性的第一数据通道与第三数据通道之间短路，相较于现有技术仅能在显示数据信号变换正负极性时进行电荷共享，本发明可更进一步减低显示面板的电力消耗。