像素元件及其顯示面板與控制方法

2023-05-20 00:00:11 3

專利名稱：像素元件及其顯示面板與控制方法
技術領域：
本發明是有關於一種像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的像素元件及其顯示面板與控制方法。
背景技術：
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像素陣列來說，主動矩陣像素陣列通常含有多條柵極線、多條源極線、及排成矩陣式的多個像素元件。各像素元件包含一電容及一薄膜電晶體(thinfilm transistor, TFT)。當TFT經由其中一條柵極線被觸發時,會經由一條對應的源極線將影像數據傳送至電容。然而，在影像數據的傳送過程中，源極線與柵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，當電容中的影像數據被更新時，影像數據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的電壓極性的動作將會造成功率損失的增加。因此，如何降低顯示時的功率耗損，乃業界所致力的方向之一。

發明內容
本發明系有關於一種像素元件及其顯示面板與控制方法，能降低功率的損耗。根據本發明的一方面，提出一種像素元件，用於主動矩陣像素陣列。像素元件包括影像數據儲存電容、柵極開關、及更新單元。更新單元包含第一至第三開關、與電容性元件。影像數據儲存電容用以儲存影像數據。柵極開關具有控制端耦接至對應的柵極線。柵極關開耦接於對應的源極線與影像數據儲存電容之間。第一開關具有控制端以接收取樣控制信號。電容性元件具有第一端以經由第一開關耦接至影像數據儲存電容的像素電極。電容性元件的電容值系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信號。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數據儲存電容之間，以接收更新數據信號。根據本發明的另一方面，提出一種控制方法，用於一主動矩陣像素陣列。控制方法包括多個步驟。儲存影像數據於主動矩陣像素陣列的影像數據儲存電容。執行取樣操作以儲存影像數據於電容性元件。基於儲存在電容性元件中的影像數據，執行更新操作以更新影像數據儲存電容中的影像數據，其中更新後的影像數據的極性與影像數據儲存電容在取樣操作時所儲存的影像數據的極性系相同。根據本發明的另一方面，提出一種顯示面板，包括主動矩陣像素陣列、源極驅動器、及柵極驅動器。主動矩陣像素陣列包括多條柵極線、多條源極線、及多個像素元件。像素元件排列成矩陣。各像素元件耦接至對應的柵極線與源極線。各像素元件的特徵如前段內容所述。源極驅動器用以驅動源極線。柵極驅動器用以驅動柵極線。為了對本發明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。


圖I繪示顯示面板的一例的方塊圖；圖2繪示乃圖I的顯示面板的像素元件的一部分的方塊圖；圖3A繪示乃圖2中的電容性元件的一例的示意圖；圖3B繪示圖3A的電容性元件的電容值與其跨壓之間的特性關係的座標圖；
圖4A繪示乃圖I中的像素元件的一例的電路圖；圖4B及圖4C各繪示複數個供顯示面板執行控制方法的信號波形的時序圖；圖5A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的信號波形時序圖；圖5B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的信號波形時序圖；圖6-圖9各繪示圖4A的像素元件依據本發明實施例的電路圖的一例。主要元件符號說明100 :顯示面板110:主動矩陣像素陣列120 :柵極驅動器130 :源極驅動器200 :更新單元211-213、T :柵極開關220 電容性元件231-233 :傳輸線C :影像數據儲存電容D :漏極端Dl-Dm :源極線CE:使能信號Cg 電容值Clc:液晶電容Cs:儲存電容CT :第一端G :柵極端Gl-Gn :柵極線IL:反轉層P(x，y):像素元件PE:像素電極REFRESH :更新控制信號
S :源極端SAMPLE :取樣控制信號SOURCE :更新數據信號t0_t2、t0，-t3，:時間點Vcom:共同電壓Vgs 電壓
Vlc :影像數據儲存電容的跨壓Vpix:像素電壓Vth:臨界電壓
具體實施例方式以下揭露像素元件及其顯示面板與控制方法的實施例。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像素元件更新其中的影像數據，即維持像素元件的影像數據，而在一段時間內持續產生相同的輸出信號如靜態影像。根據本發明實施例，控制方法可用於主動矩陣像素陣列。控制方法包括多個步驟。儲存影像數據於主動矩陣像素陣列的影像數據儲存電容。執行取樣操作以儲存影像數據於電容性元件。基於儲存在電容性元件中的影像數據，執行更新操作以更新影像數據儲存電容中的影像數據，其中更新後的影像數據的極性與影像數據儲存電容在該取樣操作時所儲存的影像數據的極性系相同。如此，於影像數據儲存電容中，其影像數據可在受到更新時仍保持相同的極性。這表示影像數據儲存電容可降低充電和放電的次數，從而降低功率耗損。請參照圖1，其繪示顯示面板的一例的方塊圖。顯示面板100至少包括主動矩陣像素陣列110、柵極驅動器120、及源極驅動器130。顯示面板100例如可應用在顯示裝置中。主動矩陣像素陣列110包含多條柵極線Gl-Gn及多條源極線Dl-Dm。柵極驅動器120驅動柵極線Gl-Gn。源極驅動器130驅動源極線Dl-Dm。主動矩陣像素陣列110更包含排成矩陣的多個像素元件。各像素元件耦接至對應的柵極線及源極線。依據本發明實施例，像素元件P(x，y)包含影像數據儲存電容C、柵極開關T、及更新單元200。柵極開關T具有控制端耦接至對應的柵極線Gy，且系耦接於對應的源極線Dx與影像數據儲存電容C之間。更新單元200系耦接於對應的源極線Dx及影像數據儲存電容C之間。請參照圖2，其繪示乃圖I的顯示面板的像素元件的一部分的方塊圖。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信號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信號REFRESH。第三開關213與第二開關212系相互串聯連接。第二開關212具有一端耦接至影像數據儲存電容C的像素電極(標示為端點PE)。第三開關213具有一端以接收更新數據信號SOURCE。電容性元件220具有第一端CT，其系由第一開關211耦接至影像數據儲存電容C的像素電極PE。電容性元件220更具有第二端以接收使能信號CE。於一些實施例中，取樣控制信號SAMPLE與更新數據信號REFRESH系依序被使能。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被用來儲存影像數據儲存電容C中的影像數據。電容性元件220的電容值例如是小於影像數據儲存電容C的電容值，以避免影像數據儲存電容C中的影像數據在取樣操作中受到顯著的影響。電容性元件220可視為存儲器以儲存影像數據儲存電容C中的數據。電容性元件220的儲存數據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數據信號SOURCE來更新影像數據儲存電容C。如此，能使像素元件P(x，y)成為一自我更新(self-refreshing)像素存儲器(memory in pixel, MIP)。以此MIP,主動矩陣像素陣列的操作概念便相仿於動態隨機存取存儲器(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的跨壓而改變。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。茲以一個例子配合圖3A及圖3B來說明電容性元件220。請參照圖3A,其繪示乃圖2中的電容性元件的一例的示意圖。另請參照圖3B,其繪示圖3A的電容性元件的電容值與其跨壓之間的特性關係的座標圖。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與漏極端D系相互電性連接。電容性元件220的電容值Cg隨著其控制端(或作柵極端)G與源極端S之間的跨壓Vgs而改變，如圖3B所示。從圖3B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與漏極端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，大多是相關於柵極端G與源極端S或漏極端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還會因柵極端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之間的跨壓可由使能信號CE及影像數據儲存電容C中的影像電壓來決定。依照高位或低位的二位元影像數據，使能信號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的電容值與電壓(capacitance and voltage, CV)的特性，更新單元200在更新操作中更新影像數據儲存電容的影像數據。於一些實施例中，更新後的影像數據的極性與影像數據儲存電容C在取樣操作時所儲存的影像數據的極性系相同。以下將提供進一步的範例性說明。請參照圖4A，其繪示乃圖I中的像素元件的一例的電路圖。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，其控制端系作為第一端CT。第二開關212耦接於第三開關213與影像數據儲存電容C之間。影像數據儲存電容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。更新數據信號SOURCE由對應的源極線Dx所傳送；柵極控制信號GATE由對應的柵極線Gy所傳送；更新控制信號REFRESH、取樣控制信號SAMPLE、及使能信號CE，則分別可由額外的傳輸線231-233所傳送。以下將配合圖4B及圖4C來說明圖4A的像素元件的操作。圖4B及圖4C各繪示複數個供顯示面板執行控制方法的信號波形的時序圖。茲以兩個更新機制來說明影像數據儲存電容C的更新方式。第一更新機制第一更新機制的說明請參照圖4A及圖4B。在第一更新機制中，取樣控制信號SAMPLE與更新數據信號SOURCE是依序地被使能，使更新單元200對影像數據儲存電容C分別地執行取樣操作及更新操作。待更新的影像數據例如是兩種電壓其中之一，如5V或0V。在第一更新機制中，5V的影像數據在更新後其極性會維持不變，如「VpiX，VCom」從 「5V, 0V」 至 「5V, OV」。首先，參照時間點t0，像素電壓Vpix初始為5V(以虛線繪示)，共同電壓Vcom初始為0V，代表影像數據儲存電容C中的影像數據為5V。接著，參照時間點tl，取樣操作被執行。此時，取樣控制信號SAMPLE被使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)被偏壓在與目前的像素電壓Vpix實質相同的位準。這表示像素電壓Vpix被取樣,而有一取樣電壓Vsample儲存在電容性元件220，即Vsample=5V。使能信號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(tI)=5V-0V)。因此，電容性元件220具有高電容值，如10fF。在時間點tl後，取樣控制信號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O. 5V。此時，取樣電壓Vsample約為4. 5V(5_0. 5V)。之後，更新數據信號SOURCE被使能而具有高位準，如5V。使能信號CE則是從低位準被使能為高位準，如從OV至3V。此例中，使能信號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。使能信號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與像素電壓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IV，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。更新控制信號REFRESH被使能而具有高位準，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的更新數據信號SOURCE會被用來更新可能因TFT洩漏電流而衰減的像素電壓Vpix。再者，共同電壓Vcom系維持在低位準，如0V。因此，從圖4Β的時間點tl及t2可知，當第一更新機制的更新操作被執行時，更新後的影像數據("Vpix, Vcom"= 「5V，0V」)如時間點t2所示，其極性與影像數據儲存電容C在時間點tl時所儲存的影像數據(「VpiX，VCom」= 「5V，0V」)的極性系相同。在第一更新機制中，OV的影像數據在更新後其極性會維持不變，如「VpiX，VCom」從 「ον, ον」 至 「ον, ον」。相仿的操作說明可參照前述有關5V的影像數據，故為簡潔起見於此不再重述。首先，參照時間點to，像素電壓Vpix初始為OV (以實線繪示)，共同電壓Vcom初始為0V，代表影像數據儲存電容C中的影像數據為0V。接著，參照時間點tl。此時，取樣控制信號SAMPLE被使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=OV0使能信號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IV。因此，電容性元件220具有低電容值，如2fF。於此情況下，當取樣控制信號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，使能信號CE被偏壓在使能位準，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的IV的臨界電壓，故第二開關212會被關閉。然後，參考時間點t2。更新數據信號SOURCE被使能而具有高位準，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的更新數據信號SOURCE並無法用來更新OV的像素電壓Vpix，使得OV的像素電壓Vpix可維持在OV附近。因此，從圖4B的時間點tl及t2可知，當第一更新機制的更新操作被執行時，更新後的影像數據("Vpix, Vcom"= 「0V，0V」)如時間點t2所示，其極性與影像數據儲存電容C在時間點tl時所儲存的影像數據(「VpiX，VCom」= 「0V，0V」)的極性系相同。進一步地，對於OV的影像數據來說，其OV的像素電壓的維持方式系說明如下。有 關OV的影像數據，OV的像素電壓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，OV的像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OV的電壓。在與圖4B有關的一些實施例中，更新數據信號SOURCE可維持在OV較長的、主要的時段。例如，維持在OV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，饋入至像素的電荷總量可被減小，甚而可被忽略。如此，便能將OV的像素電壓維持在0V。依據第一更新機制，對5V和OV的影像數據而言，當更新操作被執行時，更新後的影像數據的極性與影像數據儲存電容C在取樣操作時所儲存的影像數據的極性系相同，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，其原因是回復影像數據的洩漏電荷所需的功耗會低於反轉影像數據的極性所需的功耗。再者，有關第一更新機制中OV的像素電壓Vpix，第二開關212可一直維持在關閉狀態來隔絕影像數據儲存電容C與源極線Dx，故無論影像數據儲存電容C中的數據為何，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信號來更新5V與OV的影像數據，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圖4A及圖4C。在第二更新機制中，取樣控制信號SAMPLE、柵極控制信號GATE、及更新數據信號SOURCE是依序地被使能。回應於此，更新單元200與柵極開關T依序執行取樣操作、預充電操作、及更新操作在影像數據儲存電容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OV轉換至5V，藉以在更新影像數據儲存電容C時反轉其極性。再者，使能信號CE是除能在第一位準如-8V，且使能在第二位準如-5V。此些位準系規劃在低於5V或OV的像素電壓，以使電容性元件220在依照圖3B所示的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的影像數據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』，像素電壓Vpix初始為5V(以虛線繪示)，共同電壓Vcom初始為ον。接著，參照時間點tl』，取樣操作被執行，其系相仿於圖4Β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 - O. 5V)。在取樣操作後，由於使能信號CE在其第一及第二位準之間有3V的電壓差，故此時的使能信號CE將會被使能以拉高取樣電壓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，柵極控制信號GATE被使能於高位準以導通柵極開關T。更新數據信號SOURCE被使能在高位準如5V。經由導通的柵極開關T，5V的更新數據信號SOURCE可用來維持5V的像素電壓Vpix於5V，而共同電壓Vcom於此時系受到反轉。因此，影像數據儲存電容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。更新控制信號REFRESH被使能而具有高位準，以通導第三開關213。此時，使能信號CE受到除能，而取樣電壓Vsample會被拉低至約4. 5V(=7. 5V - 3V)。此取樣電壓Vsample仍足以導通第二開關212，因更新數據信號SOURCE此時是處於0V。更詳細地說，第二開關212會被導通，因4. 5V(VsampIe -SOURCE (t3』)=4. 5V-0V)的電壓差高於其IV的臨界電壓。經由導通的第二開關212及第三開關213，0V的更新數據信號SOURCE會被提供以更新5V的像素電壓Vpix。如此，·從圖4C的時間點tl』及t3』可知，當更新操作在第二更新機制中執行時，更新後的影像數據(「Vpix，VCOm」= 「5V，0V」)如時間點t3』所示，其極性與時間點tl』的影像數據("Vpix, Vcom" = 「0V，5V」)的極性相反。在第二更新機制中，OV的影像數據在更新後其極性會受到反轉，如「Vpix，Vcom」從 「OV, OV」 至 「5V, 5V」。相仿的操作說明可參照前述有關5V的影像數據，故為簡潔起見於此不再重述。首先，參照時間點tO』，像素電壓Vpix初始為OV (以實線繪示)，共同電壓Vcom初始為0V。接著，參照時間點tl』。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- O. 5V(=0V-0. 5V)。在取樣操作後，由於使能信號CE在其第一及第二位準之間有3V的電壓差，故此時的使能信號CE將會被使能以拉高取樣電壓Vsample至約2. 5V(=-O. 5V+3V)。然後，參照時間點t2』，柵極開關T因使能的柵極控制信號GATE而被導通。經由導通的T，5V的更新數據信號SOURCE可用來更新OV的像素電壓Vpix為5V，而共同電壓Vcom於此時系受到反轉。因此，影像數據儲存電容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-O. 5V(=2. 5V - 3V)。此時，第二開關212會被斷開，使OV的更新數據信號SOURCE無法用來更新5V的像素電壓Vpix。如此，從圖4C的時間點tl』及t3』可知，當更新操作在第二更新機制中執行時，更新後的影像數據(「Vpix，VCOm」= 「0V，0V」)如時間點t3』所示，其極性與時間點tl』的影像數據(「Vpix，VCOm」= 「5V，5V」)的極性相反。根據第二更新機制，對5V和OV的影像數據而言，當更新操作被執行時，更新後的影像數據的極性與影像數據儲存電容C在取樣操作時所儲存的影像數據的極性系相反，如「Vpix, Vcom」 從 「5V, OV」 至 OV, 5V」，以及 「Vpix, Vcom」 從 「OV, OV」 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數據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數據儲存電容的影像數據的極性，從而降低影像殘留。於本發明實施例中，系藉由選擇性地使用上述的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。茲配合圖5A及圖5B及進一步說明如下。圖5A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的信號波形時序圖。圖5B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的信號波形時序圖。於圖5A中，第二更新機制系被執行三次以用來更新影像數據儲存電容，故知影像數據儲存電容的跨壓Vlc亦被反轉三次，如虛線繪示。相對地，在圖5B所示的例中，第一更新機制系被執行二次並伴隨一次的第二更新機制，故知影像數據儲存電容的跨壓Vlc被反轉一次，如虛線繪示。從圖5A及圖5B可知，由於圖5B使用整合的更新機制，故影像數據的極性的反轉次數會被減少。如此，相較於圖5A所示的第二更新機制所需的功耗，圖5B所示的整合更新機制所需的功耗較少。於圖5B的例中，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，代表著影像數據的反轉次數可減少，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，圖4A的像素元件可有更多種不同的電路實施態樣。其中，茲以四個像素元件的實施例為例，並配合圖6-圖9作詳細說明。圖6繪示圖4A的像素元件依據本發明實施例的電路圖的一例。圖6的像素元件與圖4A的像素元件不同在於，電容性元件220的第二端系耦接至對應的源極線Dx。如此，便可省略使能信號CE及額外的傳輸線。圖7繪示圖4A的像素元件依據本發明實施例的電路圖的另一例。圖7的像素元件與圖2的像素元件不同在於，柵極開關T的兩數據端系電性連接至第二開關212的兩數據端。圖8繪示圖4A的像素元件依據本發明實施例的電路圖的另一例。圖8的像素元件與圖7的像素元件不同在於，第三開關213系耦接於第二開關212與影像數據儲存電容C之間。圖9繪示圖4A的像素元件依據本發明實施例的電路圖的另一例。圖9的像素元件與圖4A的像素元件不同在於，電容性元件220是P型TFT，其源極端與漏極端系電性連接至影像數據儲存電容C並作為第一端CT。藉由適當的控制信號讓開關212-213及柵極開關T使用，如圖4B、圖4C所示的取樣控制信號SAMPLE、柵極控制信號GATE、更新控制信號REFRESH、更新數據信號SOURCE、及使能信號CE，則圖6-圖9的像素元件便能與圖4A的像素元件有相仿的性能與功效。至於圖6-圖9的像素元件，其操作可參照上述有關圖4A的電路敘述而知悉，故為簡潔起見不於此重述。本發明上述實施例的像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數據儲存電容中的數據。當影像數據儲存電容的數據被存儲在電容性元件後，便可更新影像數據儲存電容並保持其極性。影像數據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，影像數據儲存電容的更新後的影像數據便可選擇性地與影像數據儲存電容在取樣操作時所儲存的影像數據的極性相同，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，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作各種的更動與潤飾。因此，本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
權利要求
1.一種像素元件，用於一主動矩陣像素陣列，其特徵在於，所述的像素元件包括 一影像數據儲存電容，用以儲存影像數據； 一柵極開關，具有一控制端耦接至一對應的柵極線，所述的柵極關開系耦接於一對應的源極線與所述的影像數據儲存電容之間；以及 一更新單元，連接於所述的源極線與所述的影像數據儲存電容之間，用以對所述的影像數據儲存電容執行一取樣操作與一更新操作； 其中，當所述的更新單元執行所述的更新操作時，所述的更新單元更新所述的影像數據儲存電容所中的影像數據，更新後的影像數據的極性與所述的影像數據儲存電容在所述的取樣操作時所儲存的影像數據的極性系相同。
2.如權利要求I所述的像素元件，其特徵在於，所述的更新單元包括 一第一開關，具有一控制端以接收一取樣控制信號； 一電容性元件，具有一第一端，所述的電容性元件的所述的第一端系經由所述的第一開關耦接至所述的影像數據儲存電容的一像素電極，所述的電容性元件的電容值系隨著所述的電容性元件的跨壓而改變；以及 一第二開關，具有一控制端耦接至所述的電容性元件的所述的第一端； 一第三開關，具有一控制端以接收一更新控制信號，所述的第二開關與所述的第三開關係串聯連接，所述的第二開關與所述的第三開關係耦接於所述的影像數據儲存電容與所述的像素元件的所述的源極線之間，以接收一更新數據信號。
3.如權利要求I所述的像素元件，其特徵在於，所述的電容性元件系一薄膜電晶體，具有一源極端與一漏極性相互電性連接。
4.如權利要求3所述的像素元件，其特徵在於，所述的薄膜電晶體系一N型薄膜電晶體，具有一控制端作為所述的第一端。
5.如權利要求3所述的像素元件，其特徵在於，所述的薄膜電晶體系一P型薄膜電晶體，所述的源極端與所述的漏極端系電性連接至所述的影像數據儲存電容且作為所述的第一端。
6.如權利要求I所述的像素元件，其特徵在於，所述的電容性元件更具有一第二端以接收一使能信號。
7.如權利要求I所述的像素元件，其特徵在於，所述的第二開關係耦接於所述的第三開關與所述的影像數據儲存電容之間，或所述的第三開關係耦接於所述的第二開關與所述的影像數據儲存電容之間。
8.—種控制方法，用於一主動矩陣像素陣列，其特徵在於，所述的控制方法包括 儲存影像數據於所述的主動矩陣像素陣列的一影像數據儲存電容； 執行一取樣操作以儲存所述的影像數據於一電容性元件；以及基於儲存在所述的電容性元件中的影像數據，執行一更新操作以更新所述的影像數據儲存電容中的影像數據，其中更新後的影像數據的極性與所述的影像數據儲存電容在所述的取樣操作時所儲存的影像數據的極性系相同。
9.如權利要求8所述的控制方法，在執行所述的更新操作的步驟後，其特徵在於，所述的控制方法更包括 執行另一取樣操作以儲存所述的影像數據於所述的電容性元件；以及執行另一更新操作以更新所述的影像數據儲存電容中的影像數據，其中更新後的影像數據的極性與所述的影像數據儲存電容在所述的另一取樣操作時所儲存的影像數據的極性系相反。
10.一種顯示面板，其特徵在於，所述的顯示面板包括 一主動矩陣像素陣列，包括 複數條柵極線； 複數條源極線； 複數個像素元件，排列成一矩陣，各像素元件耦接至對應的柵極線與源極線，各像素元件的特徵如權利要求I所述； 一源極驅動器，用以驅動所述的源極線；以及 一柵極驅動器，用以驅動所述的柵極線。
全文摘要
一種像素元件及其顯示面板與控制方法。控制方法包括多個步驟。儲存影像數據於該主動矩陣像素陣列的一影像數據儲存電容。執行一取樣操作以儲存該影像數據於一電容性元件。基於儲存在該電容性元件中的影像數據，執行一更新操作以更新該影像數據儲存電容中的影像數據。更新後的影像數據的極性與該影像數據儲存電容在該取樣操作時所儲存的影像數據的極性系相同。
文檔編號G09G3/20GK102890907SQ20121024874
公開日2013年1月23日 申請日期2012年7月18日 優先權日2011年7月18日
發明者山下佳大朗 申請人:群康科技(深圳)有限公司, 奇美電子股份有限公司