專利名稱：一種數(shù)據(jù)多工電路及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制數(shù)據(jù)信號的方法，針對顯示像素的數(shù)據(jù)信號，利用多工信號的控制，使數(shù)據(jù)信號形成多相位的導(dǎo)通路徑。
背景技術(shù)：
近年來，非晶硅薄膜晶體管(a-Si TFT)面板技術(shù)不斷地進(jìn)步，其中包括可整合于面板上驅(qū)動電路的設(shè)計(jì)，例如利用非晶硅薄膜晶體管為組成元件的掃描位移電路(Shift Register)或數(shù)據(jù)多工電路(Data De-multiplexer)。但由于非晶硅薄膜晶體管元件在受外加偏壓(bias stress)時易有臨界電壓位移(Vth Shift)的不穩(wěn)定現(xiàn)象，隨著使用時間的增加，臨界電壓位移的程度會嚴(yán)重影響掃描位移電路或數(shù)據(jù)多工電路的正常運(yùn)作。
傳統(tǒng)內(nèi)建于面板上的數(shù)據(jù)多工電路是一種利用低溫多晶硅薄膜晶體管(LTPS TFT)技術(shù)，如圖1所示。該數(shù)據(jù)多工電路的特征在于，每一個影像數(shù)據(jù)端送出的影像信號會經(jīng)由三個薄膜晶體管開關(guān)的分時循序?qū)?，而將影像?shù)據(jù)電壓信號分時循序輸出至相鄰的三條數(shù)據(jù)線，此相鄰三條數(shù)據(jù)線控制顯示面板上單一像素的紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)三個子像素。且該數(shù)據(jù)多工電路的薄膜晶體管開關(guān)多為p型的低溫多晶硅薄膜晶體管。
為了使該些薄膜晶體管開關(guān)可以分時循序?qū)?，則必須有三個多工控制信號，且該控制信號的頻率與顯示面板的掃描頻率相同，也即其周期等同于一個掃描脈波寬度(1-H，一個水平信號的周期)，而每個多工控制信號的有效工作周期(Duty)均為1/3，且該多工控制信號的導(dǎo)通期間是互相錯開的。
此數(shù)據(jù)多工電路若改為使用非晶硅薄膜晶體管(a-Si TFT)作為開關(guān)時，如圖2所示。因?yàn)榉蔷Ч璞∧ぞw管多為n型，且所使用的三個對應(yīng)的多工控制信號則如圖3所示，由于薄膜晶體管導(dǎo)通的頻率與顯示面板的掃描頻率相同，且有效工作周期(Duty)為1/3。在這種工作條件下，非晶硅薄膜晶體管易產(chǎn)生元件特性的改變，特別是晶體管元件的臨界電壓值(Vth)會因此而漂移增加，造成數(shù)據(jù)多工電路的導(dǎo)通阻抗性增加，減緩影像數(shù)據(jù)電壓信號寫入的反應(yīng)，嚴(yán)重者會影響影像數(shù)據(jù)顯示的正確性，導(dǎo)致顯示面板的壽命因而縮短。
對此問題，美國專利US 6,690,347“Shift register and liquidcrystal display using the same”(Feb.10，2004)披露了一種將數(shù)據(jù)線分成8個區(qū)塊的控制方法，若面板的數(shù)據(jù)線總數(shù)為528條，則每個區(qū)塊內(nèi)會有66條數(shù)據(jù)線。藉由控制內(nèi)建于每個區(qū)塊內(nèi)的晶體管開關(guān)，使這8個區(qū)塊能共享66條影像信號的輸入，達(dá)到節(jié)省輸入線路與影像數(shù)據(jù)驅(qū)動元件成本的功效。
該控制方法為每個區(qū)塊內(nèi)所有利用非晶硅薄膜晶體管(a-SiTFT)形成的開關(guān)元件分別受到1個多工信號控制，利用8個獨(dú)立的多工控制信號，依序啟動各個區(qū)塊內(nèi)的晶體管開關(guān)，并依序完成各個區(qū)塊影像信號的輸入。這8個獨(dú)立多工控制信號的頻率與顯示面板的掃描頻率相同，也即周期等同于一個掃描脈波寬度，每個多工控制信號的有效工作周期(Duty)均為1/8，且該8個多工控制信號的導(dǎo)通期間是互相錯開的。
該專利US 6,690,347相較于前述的傳統(tǒng)方法，由于使用了8個多工控制信號，可以將晶體管開關(guān)的有效工作周期(Duty)1/3降低為1/8，以使非晶硅薄膜晶體管元件臨界電壓位移(Vth Shift)現(xiàn)象能夠減緩改善或消除，從而提高數(shù)據(jù)多工電路的穩(wěn)定性，延長使用時間。但該專利US 6,690,347卻也因此衍生以下兩個缺點(diǎn)1、數(shù)據(jù)多工電路的晶體管開關(guān)的導(dǎo)通時間會減少，因此，可提供影像數(shù)據(jù)電壓輸入的時間會縮短。舉例而言，驅(qū)動分辨率為176×RGB×192的面板時，前述傳統(tǒng)方法中該晶體管開關(guān)的導(dǎo)通時間約為28μsec，而該美國專利US 6,690,347的晶體管開關(guān)的導(dǎo)通時間會減少為10μsec。所以為了在更短時間內(nèi)完成影像數(shù)據(jù)電壓的輸入，此因素導(dǎo)致使用者必須注意(a)顯示面板的影像數(shù)據(jù)驅(qū)動元件的推動能力需加強(qiáng)，而此類推動能力較強(qiáng)的影像數(shù)據(jù)驅(qū)動元件的成本將會比一般的高。(b)數(shù)據(jù)多工電路的晶體管開關(guān)的阻抗性需要更低，即需要更大尺寸的多工晶體管開關(guān)，而且非晶硅薄膜晶體管元件臨界電壓位移現(xiàn)象必須控制在更低的變動范圍內(nèi)。(c)在每個子像素內(nèi)的晶體管開關(guān)的阻抗性也需要更低，需要更大尺寸的晶體管，這樣不利于子像素開口率的維持。
2、晶體管開關(guān)的工作頻率仍相同于顯示面板的掃描頻率，雖已將晶體管開關(guān)的有效工作周期降低，但頻率過高對抑制非晶硅薄膜晶體管元件臨界電壓位移現(xiàn)象的效果反而不佳。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種數(shù)據(jù)多工電路及其控制方法，使數(shù)據(jù)多工電路的晶體管開關(guān)在有效工作周期降低的同時，晶體管開關(guān)的導(dǎo)通時間不會減少，從而影像數(shù)據(jù)電壓輸入的時間不會縮短。
本發(fā)明的次要目的在于數(shù)據(jù)多工電路的晶體管開關(guān)在有效工作周期降低的同時，工作頻率也減少，拉長晶體管開關(guān)在截止時的負(fù)偏壓條件的有效時間長度，使負(fù)偏壓條件對抑制非晶硅薄膜晶體管元件臨界電壓位移現(xiàn)象的效果增加，提高數(shù)據(jù)多工電路的穩(wěn)定性，延長使用時間。
本發(fā)明的另一目的在于提供的數(shù)據(jù)多工電路及其控制方法，將使影像數(shù)據(jù)驅(qū)動元件的推動能力不需要加強(qiáng)，每個子像素內(nèi)的晶體管開關(guān)的尺寸不需要增加，這樣將可維持子像素的開口率。
本發(fā)明是一種數(shù)據(jù)多工電路，對于顯示面板上影像數(shù)據(jù)驅(qū)動元件每一輸出接至單一像素的子像素的數(shù)據(jù)線各設(shè)置一子傳輸電路在該些數(shù)據(jù)線上，且每一子傳輸電路受一多工控制信號控制。
而該影像數(shù)據(jù)驅(qū)動元件輸出的影像數(shù)據(jù)電壓信號分時循序輸出至控制該單一像素的子像素的數(shù)據(jù)線，藉由該數(shù)據(jù)線上的子傳輸電路，當(dāng)影像數(shù)據(jù)驅(qū)動元件每一輸出至單一像素的影像數(shù)據(jù)電壓信號將經(jīng)由該些子傳輸電路的分時循序?qū)?，從而將影像?shù)據(jù)電壓信號輸出至該子像素的數(shù)據(jù)線。
其中該子傳輸電路由多個晶體管開關(guān)并聯(lián)相接所組成，且這些晶體管開關(guān)受配合的多個多工信號控制，使同一時間單一像素所屬數(shù)據(jù)線的子傳輸電路只存在單一晶體管開關(guān)為導(dǎo)通。


圖1是傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)多工電路的示意圖之一。
圖2是傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)多工電路的示意圖之二。
圖3是圖2的多工控制信號的示意圖。
圖4是本發(fā)明的數(shù)據(jù)多工電路示意圖。
圖5是子傳輸電路RX、GX、BX的內(nèi)部電路示意圖。
圖6是本發(fā)明的多工控制信號的示意圖一。
圖7是本發(fā)明的多工控制信號的示意圖二。
具體實(shí)施例方式
有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)內(nèi)容及技術(shù)說明，現(xiàn)結(jié)合

如下本發(fā)明對于顯示面板上影像數(shù)據(jù)驅(qū)動元件每一輸出接至單一像素的子像素的數(shù)據(jù)線，該數(shù)據(jù)多工電路包括分別設(shè)置在該數(shù)據(jù)線上的一子傳輸電路，且該影像數(shù)據(jù)驅(qū)動元件輸出的影像數(shù)據(jù)電壓信號分時循序輸出至控制該單一像素的子像素的相鄰數(shù)據(jù)線，而該子傳輸電路各受一組多工控制信號控制的多個開關(guān)路徑。藉此，影像數(shù)據(jù)驅(qū)動元件每一輸出至單一像素的影像數(shù)據(jù)電壓信號將經(jīng)由該子傳輸電路的分時循序?qū)?，而將影像?shù)據(jù)電壓信號輸出至該子像素的數(shù)據(jù)線。
其中該子傳輸電路由多個晶體管開關(guān)并聯(lián)相接所組成，且該晶體管開關(guān)受配合的多工信號控制，使同一時間只存在單一晶體管開關(guān)為導(dǎo)通。
請先參閱圖4所示，一影像數(shù)據(jù)電壓驅(qū)動元件10的每一個輸出均會經(jīng)由三個子傳輸電路RX、GX、BX的分時循序?qū)?本實(shí)施例為單一像素具三個子像素紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B))，從而將影像數(shù)據(jù)電壓信號分時循序輸出至顯示面板上單一像素的子像素的相鄰三條數(shù)據(jù)線，此相鄰三條數(shù)據(jù)線可控制顯示面板上單一像素的紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)三個子像素。例如該影像數(shù)據(jù)電壓驅(qū)動元件10由輸出端S1(及S2)輸出的影像數(shù)據(jù)電壓信號，會經(jīng)由子傳輸電路RX1、GX1、BX1(及RX2、GX2、BX2)的分時循序?qū)?，而將影像?shù)據(jù)電壓信號分時循序輸出至單一像素的相鄰三條數(shù)據(jù)線DR1、DG1、DB1(及DR2、DG2、DB2)。
請?jiān)賲㈤唸D5所示，其每個子傳輸電路RX、GX、BX(即RX1、GX1、BX1與RX2、GX2、BX2)的內(nèi)部電路均是由多個晶體管開關(guān)(非晶硅薄膜晶體管)并聯(lián)相接所組成，也即介于輸入與輸出之間，有多個非晶硅薄膜晶體管開關(guān)并聯(lián)相接。本實(shí)施例中(單一像素具有三個子像素紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B))每個子傳輸電路RX、GX、BX內(nèi)各有三個晶體管開關(guān)并聯(lián)相接。而子傳輸電路RX內(nèi)部的三個晶體管開關(guān)T1、T2、T3分別受多工控制信號R1、R2、R3所控制；子傳輸電路GX內(nèi)部的三個晶體管開關(guān)T4、T5、T6分別受多工控制信號G1、G2、G3所控制；子傳輸電路BX內(nèi)部的三個晶體管開關(guān)T7、T8、T9分別受多工控制信號B1、B2、B3所控制。
又，該多工信號與顯示面板掃描的頻率比等于子傳輸電路內(nèi)晶體管開關(guān)數(shù)目的倒數(shù)；另外，該每個多工控制信號的有效工作周期(Duty)等于該單一像素包括的所有子傳輸電路內(nèi)晶體管開關(guān)總數(shù)目的倒數(shù)，且該多工控制信號的有效工作期間為互相錯開。例如當(dāng)該單一像素由三個子像素所組成，那就有三個子傳輸電路，則每個多工控制信號的有效工作周期(Duty)等于三個子傳輸電路內(nèi)所有的晶體管開關(guān)數(shù)目的倒數(shù)。
以本實(shí)施例而言，該9個多工控制信號(R1、R2、R3、G1、G2、G3、B1、B2、B3)的關(guān)系如圖6所示。該多工控制信號的頻率為顯示面板的掃描頻率1/3(因?yàn)槊恳蛔觽鬏旊娐钒ㄈ齻€晶體管開關(guān))，也即周期等同于三個掃描脈波寬度(3-H，三個水平信號的周期)，每個多工控制信號的有效工作周期(Duty)均為1/9，而這9個多工控制信號的導(dǎo)通期間是互相錯開的，依序?yàn)镽1、G1、B1、R2、G2、B2、R3、G3、B3，如圖7所示，形成一種多相位多個路徑(Multi-Phase and Multi-Path)的控制方法，使該輸出端S1(及S2)輸出的影像數(shù)據(jù)電壓信號依序輸入數(shù)據(jù)線DR1、DG1、DB1(及DR2、DG2、DB2)上的紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)三個子像素。
該影像數(shù)據(jù)電壓驅(qū)動元件10的每一個輸出經(jīng)由三個子傳輸電路RX、GX、BX的分時循序?qū)?，而將影像?shù)據(jù)電壓信號分時循序輸出至單一像素的子像素的數(shù)據(jù)線。每個子傳輸電路RX、GX、BX的內(nèi)部電路由多個非晶硅薄膜晶體管開關(guān)并聯(lián)相接所組成，配合多個多工信號的控制，形成一種多相位的多個導(dǎo)通路徑。藉此相位互相錯開的導(dǎo)通方式，本發(fā)明將更適合于使用非晶硅薄膜晶體管為數(shù)據(jù)多工電路的組成元件的應(yīng)用。
以本實(shí)施例的數(shù)據(jù)多工電路與控制方法相較于傳統(tǒng)內(nèi)建于面板上的數(shù)據(jù)多工電路(見圖1與圖2)具有以下的特點(diǎn)一、由于使用了9個多工控制信號，可以將晶體管開關(guān)的有效工作周期(Duty)1/3降低為1/9，以使作為晶體管開關(guān)的非晶硅薄膜晶體管元件臨界電壓位移現(xiàn)象能夠減緩改善或消除，提高數(shù)據(jù)多工電路的穩(wěn)定性，延長使用時間。
二、本發(fā)明可以避免美國專利US 6,690,347的兩項(xiàng)缺點(diǎn)。
(1)當(dāng)該數(shù)據(jù)多工電路內(nèi)的晶體管開關(guān)在有效工作周期降低的同時，該晶體管開關(guān)的導(dǎo)通時間不會減少，可提供影像數(shù)據(jù)電壓輸入的時間不會縮短。例如，當(dāng)驅(qū)動分辨率為176×RGB×192的面板時，美國專利US 6,690,347的導(dǎo)通時間約為10μsec，而本發(fā)明的導(dǎo)通時間會維持在約28μsec(前述的實(shí)施例)。
(2)該數(shù)據(jù)多工電路內(nèi)的晶體管開關(guān)的工作頻率會減少為顯示面板掃描頻率的1/3(前述的實(shí)施例)。因此，相較于美國專利US 6,690,347，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)a、影像數(shù)據(jù)驅(qū)動元件的推動能力不需要加強(qiáng)，可避免增加影像數(shù)據(jù)驅(qū)動元件的成本。
b、在每個子像素內(nèi)的晶體管開關(guān)的阻抗性不需要降低，不需要更大尺寸的晶體管，可維持子像素的開口率。
c、晶體管開關(guān)在有效工作周期降低的同時，工作頻率也減少為顯示面板掃描頻率的1/3，也即可拉長晶體管開關(guān)在截止時的負(fù)偏壓條件的有效時間長度，使負(fù)偏壓條件對抑制非晶硅薄膜晶體管元件臨界電壓位移現(xiàn)象的效果增加，提高數(shù)據(jù)多工電路的穩(wěn)定性，延長使用時間。
綜合言之，本發(fā)明的數(shù)據(jù)多工電路，以及利用多相位多個路徑(Multi-Phase and Multi-Path)的控制方法，更適合于使用非晶硅薄膜晶體管為數(shù)據(jù)多工電路的組成元件的應(yīng)用。該數(shù)據(jù)多工電路與控制方法可使多工開關(guān)的非晶硅薄膜晶體管元件臨界電壓位移現(xiàn)象能夠減緩或消除，提高數(shù)據(jù)多工電路的穩(wěn)定性(Stability)，相對的延長面板的使用時間。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等均應(yīng)包括在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)據(jù)多工電路，對于顯示面板上影像數(shù)據(jù)驅(qū)動元件每一輸出接至單一像素的子像素的數(shù)據(jù)線，其特征在于在所述數(shù)據(jù)線上各設(shè)置一子傳輸電路；且每一子傳輸電路受一組多工控制信號控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)多工電路，其特征在于所述子傳輸電路由多個晶體管開關(guān)并聯(lián)相接所組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)據(jù)多工電路，其特征在于所述晶體管開關(guān)是非晶硅薄膜晶體管。
4.一種數(shù)據(jù)多工電路的控制方法，對于顯示面板上影像數(shù)據(jù)驅(qū)動元件每一輸出至單一像素的子像素的影像數(shù)據(jù)電壓信號，其特征在于所述子像素的數(shù)據(jù)線上各設(shè)有一子傳輸電路；且每一子傳輸電路受一組多工控制信號所控制的多個開關(guān)路徑；通過分時循序?qū)ㄋ鲎觽鬏旊娐返亩鄠€開關(guān)路徑，而將影像數(shù)據(jù)電壓信號輸出至單一像素的子像素的數(shù)據(jù)線。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制方法，其特征在于所述子傳輸電路由多個晶體管開關(guān)并聯(lián)相接所組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制方法，其特征在于所述晶體管開關(guān)是非晶硅薄膜晶體管。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制方法，其特征在于所述多工控制信號的有效工作期間為互相錯開。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制方法，其特征在于所述每個多工信號的頻率與顯示面板掃描的頻率比等于子傳輸電路內(nèi)部晶體管開關(guān)數(shù)目的倒數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制方法，其特征在于所述每個多工控制信號的有效工作周期等于所述單一像素包括的所有子傳輸電路內(nèi)晶體管開關(guān)總數(shù)目的倒數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種數(shù)據(jù)多工電路及其控制方法，對于顯示面板上影像數(shù)據(jù)驅(qū)動元件每一輸出至單一像素的影像數(shù)據(jù)電壓信號，該影像數(shù)據(jù)電壓信號分時循序輸出至該單一像素的子像素的數(shù)據(jù)線；及該數(shù)據(jù)線上各設(shè)有一子傳輸電路，且該子傳輸電路各受一組多工控制信號控制的多個開關(guān)路徑。藉此，影像數(shù)據(jù)驅(qū)動元件每一輸出至單一像素的影像數(shù)據(jù)電壓信號將經(jīng)由該子傳輸電路的分時循序?qū)?，從而將影像?shù)據(jù)電壓信號分時循序輸出至該子像素的數(shù)據(jù)線。
文檔編號G09G3/20GK1855183SQ200510067939
公開日2006年11月1日 申請日期2005年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月28日
發(fā)明者羅新臺, 許景富 申請人:勝華科技股份有限公司