本實用新型涉及一種電路，尤其是涉及一種像素電路。

背景技術(shù)：

由于薄膜晶體管液晶顯示器(TFT-LCDs,Thin Film Transistor Liquid Crystal Displays)具有畫質(zhì)質(zhì)量高、空間利用效率高、消耗功率低、無輻射等特點，已成為現(xiàn)代顯示科技產(chǎn)品的主流。相對于多晶硅薄膜晶體管(Poly-Si TFT)而言，使用非晶硅薄膜晶體管(a-Si TFT)制作的顯示器更能夠降低生產(chǎn)成本，且能夠在低溫下制作在大面積的玻璃基板上，提高生產(chǎn)速度。

隨著液晶顯示器的功率消耗問題越來越被重視，許多顯示產(chǎn)品開始研發(fā)降低功率的方案，其一就是使用像素內(nèi)的存儲電路(memory in pixel circuit，MIP)，以降低數(shù)據(jù)驅(qū)動電路(Data driver)的功耗。然而，目前大部分使用多晶硅薄膜晶體管設(shè)計像素內(nèi)的存儲電路，但像素內(nèi)的存儲電路無法應(yīng)用在使用非晶硅薄膜晶體管的大型廣告牌或電子卷標(biāo)上，因此必須以嶄新的方式去設(shè)計像素內(nèi)的存儲電路，以利用非晶硅薄膜晶體管達到與多晶硅薄薄晶體管相同的效果。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型提供一種像素電路，其具有存儲電路，以在低畫面更新率下，避免液晶被極化。

本實用新型提供的像素電路，包括一開關(guān)晶體管、一反相電路、一第一驅(qū)動晶體管、一第二驅(qū)動晶體管、一耦合電容、一靴帶電容及一液晶電容。開關(guān)晶體管的一第一端接收一像素電壓，開關(guān)晶體管的一控制端接收一掃描信號。反相電路耦接開關(guān)晶體管的一第二端以接收像素電壓，并且提供一反相像素電壓。第一驅(qū)動晶體管的一第一端接收一第一參考電壓，第一驅(qū)動晶體管的一控制端耦接反相電路以接收反相像素電壓。第二驅(qū)動晶體管的一第一端接收一第二參考電壓，第二驅(qū)動晶體管的一控制端接收像素電壓，第二驅(qū)動晶體管的一第二端耦接第一驅(qū)動晶體管的一第二端。耦合電容耦接于第二參考電壓與第二驅(qū)動晶體管的控制端之間。靴帶電容耦接于第二驅(qū)動晶體管的控制端與第二驅(qū)動晶體管的第二端之間。液晶電容耦接于第一驅(qū)動晶體管的第二端與第一參考電壓之間。

在本實用新型的一實施例中，該反相電路包括：

一第一晶體管，該第一晶體管的一第一端及一控制端接收該第一參考電壓，該第一晶體管的一第二端提供該反相像素電壓；

一第二晶體管，該第二晶體管的一第一端及一控制端接收該第二參考電壓，該第二晶體管的該第二端耦接該第一晶體管的該第二端；以及

一第三晶體管，該第三晶體管的一第一端耦接該第一晶體管的該第二端，該第三晶體管的一控制端接收該像素電壓，該第三晶體管的一第二端接收一接地電壓。

在本實用新型的一實施例中，該開關(guān)晶體管、該第一驅(qū)動晶體管、該第二驅(qū)動晶體管、該第一晶體管、該第二晶體管及該第三晶體管分別為一非晶硅薄膜晶體管。

在本實用新型的一實施例中，該開關(guān)晶體管、該第一驅(qū)動晶體管、該第二驅(qū)動晶體管、該第一晶體管、該第二晶體管及該第三晶體管分別為一N型薄膜晶體管。

在本實用新型的一實施例中，該第一參考電壓及該第二參考電壓分別為一交流電壓。

在本實用新型的一實施例中，該第一參考電壓及該第二參考電壓分別為一系統(tǒng)高電壓及一系統(tǒng)低電壓。

在本實用新型的一實施例中，該第一參考電壓及該第二參考電壓的頻率小于等于2赫茲。

在本實用新型的一實施例中，該開關(guān)晶體管的導(dǎo)通頻率為1赫茲。

基于上述，本實用新型提供的像素電路通過反相電路、第一驅(qū)動晶體管、第二驅(qū)動晶體管、耦合電容及靴帶電容自動變換液晶電容跨壓的極性，以在低畫面更新率下，避免液晶被極化。

為讓本實用新型的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合所附圖式作詳細說明如下。

附圖說明

圖1為本實用新型一實施例的像素電路的電路示意圖；

圖2為本實用新型一實施例的像素電路的驅(qū)動波形示意圖。

附圖標(biāo)記說明：100-像素電路；A、B-節(jié)點；Cbs-靴帶電容；Ccp-耦合電容；Clc-液晶電容；INT-反相電路；PF1、PF2、T1～T6-期間；Sscan-掃描信號；T1-第一晶體管；T2-第二晶體管；T3-第三晶體管；TD1-第一驅(qū)動晶體管；TD2-第二驅(qū)動晶體管；TSW-開關(guān)晶體管；VBdata-反相像素電壓；Vdata-像素電壓；VH-系統(tǒng)高電壓；VL-系統(tǒng)低電壓；Vref1-第一參考電壓；Vref2-第二參考電壓；Vth-臨界電壓；ΔV-電壓。

具體實施方式

圖1為本實用新型一實施例的像素電路的電路示意圖。如圖1所示，在本實施例中，像素電路100包括開關(guān)晶體管TSW、反相電路INT、第一驅(qū)動晶體管TD1、第二驅(qū)動晶體管TD2、耦合電容Ccp、靴帶電容Cbs及液晶電容Clc。其中，反相電路INT、第一驅(qū)動晶體管TD1、第二驅(qū)動晶體管TD2、耦合電容Ccp及靴帶電容Cbs可視為像素電路100內(nèi)的存儲電路。

開關(guān)晶體管TSW的汲極(對應(yīng)第一端)接收數(shù)據(jù)驅(qū)動電路(未繪示)所提供的像素電壓Vdata，開關(guān)晶體管TSW的閘極(對應(yīng)控制端)接收閘極驅(qū)動電路(未繪示)提供的掃描信號Sscan。反相電路INT耦接開關(guān)晶體管TSW的源極(對應(yīng)第二端)以接收開關(guān)晶體管TSW所傳送的像素電壓Vdata，并且提供反相像素電壓VBdata。第一驅(qū)動晶體管TD1的汲極(對應(yīng)第一端)接收電源供應(yīng)器(未繪示)所提供的第一參考電壓Vref1，第一驅(qū)動晶體管TD1的閘極(對應(yīng)控制端)耦接反相電路INT以接收反相像素電壓VBdata。

第二驅(qū)動晶體管TD2的汲極(對應(yīng)第一端)接收電源供應(yīng)器(未繪示)所提供的第二參考電壓Vref2，第二驅(qū)動晶體管TD2的閘極(對應(yīng)控制端)接收像素電壓Vdata，第二驅(qū)動晶體管TD的源極(對應(yīng)第二端)耦接第一驅(qū)動晶體管TD1的源極(對應(yīng)第二端)。耦合電容Ccp耦接于二參考電壓Vref2與第二驅(qū)動晶體管TD2的閘極之間。靴帶電容Cbs耦接于第二驅(qū)動晶體管TD2的閘極與第二驅(qū)動晶體管TD2的源極之間。液晶電容Clc耦接于第一驅(qū)動晶體管TD1的源極與第一參考電壓Vref1之間。

在本實施例中，反相電路INT包括第一晶體管T1、第二晶體管T2及第三晶體管T3。第一晶體管T1的汲極(對應(yīng)第一端)與門極(對應(yīng)控制端)接收第一參考電壓Vref1，第一晶體管T1的源極(對應(yīng)第二端)提供反相像素電壓VBdata。第二晶體管T2的汲極(對應(yīng)第一端)與門極(對應(yīng)控制端)接收第二參考電壓Vref2，第二晶體管T2的源極(對應(yīng)第二端)耦接第一晶體管T1的源極。第三晶體管T3的汲極(對應(yīng)第一端)耦接第一晶體管T1的源極，第三晶體管T3的閘極(對應(yīng)控制端)接收像素電壓Vdata，第三晶體管T3的源極(對應(yīng)第二端)接收接地電壓。

在本實施例中，開關(guān)晶體管TSW、第一驅(qū)動晶體管TD1、第二驅(qū)動晶體管TD2、第一晶體管T1、第二晶體管T2及第三晶體管T3分別為一非晶硅(a-Si)薄膜晶體管、并且開關(guān)晶體管TSW、第一驅(qū)動晶體管TD1、第二驅(qū)動晶體管TD2、第一晶體管T1、第二晶體管T2及第三晶體管T3分別為一N型薄膜晶體管。其中，第三晶體管T3的長寬比大于第一晶體管T1及第二晶體管T2的長寬比。

圖2為本實用新型一實施例的像素電路的驅(qū)動波形示意圖。如圖1及圖2所示，在本實施例中，假設(shè)一個畫面期間(如期間PF1、PF2)的時間長度為1秒，亦即像素100的畫面更新率為1赫茲(Hz)，此時開關(guān)晶體管TSW的導(dǎo)通頻率為1赫茲(Hz)。并且，假設(shè)一個畫面期間(如期間PF1、PF2)分別三個時間區(qū)段(如期間T1～T3或T4～T6)，其中期間T3(或T6)的時間長度可等于期間T1、T2(或T4、T5)的時間長度的總和。

此外，第一參考電壓Vref1及第二參考電壓Vref2分別為一交流電壓，第一參考電壓Vref1及第二參考電壓Vref2分別為系統(tǒng)高電壓VH及系統(tǒng)低電壓VL，并且第一參考電壓Vref1及第二參考電壓Vref2的頻率等于2赫茲。

在期間T1中，掃描信號Sscan會使能(enable)，而開關(guān)晶體管TSW通過掃描信號Sscan的抬升而導(dǎo)通，使得為系統(tǒng)高電壓VH的像素電壓Vdata傳送至節(jié)點A。此時，晶體管T3及第二驅(qū)動晶體管TD2呈現(xiàn)導(dǎo)通，因此反相像素電壓VBdata為系統(tǒng)低電壓VL，使得第一驅(qū)動晶體管TD1截止，并且因第二參考電壓Vref2為系統(tǒng)低電壓VL，使得節(jié)點B的電壓準(zhǔn)位為系統(tǒng)低電壓VL。此時，液晶電容Clc兩端的跨壓VLC為VL-VH＝-VH。

在期間T2中，掃描信號Sscan會禁能(disable)，但節(jié)點A、B與反相像素電壓VBdata的電壓準(zhǔn)位保持與期間T1相同，亦即跨壓VLC仍保持為-VH。

在期間T3中，第一參考電壓Vref1由系統(tǒng)高電壓VH轉(zhuǎn)變?yōu)橄到y(tǒng)低電壓VL，第二參考電壓Vref2由系統(tǒng)低電壓VL轉(zhuǎn)變?yōu)橄到y(tǒng)高電壓VH。此時，通過耦合電容Ccp，節(jié)點A的電壓準(zhǔn)位會耦合至系統(tǒng)高電壓VH+ΔV，亦即節(jié)點A的電壓準(zhǔn)位耦合至更高的電壓準(zhǔn)位，使得系統(tǒng)高電壓VH傳送至節(jié)點B，并且通過靴帶電容Cbs抬升節(jié)點A的電壓準(zhǔn)位，其中ΔV大于0但小于系統(tǒng)高電壓VH并且ΔV可接近系統(tǒng)高電壓VH。并且，跨壓VLC為VH-VL＝VH，完成極性反轉(zhuǎn)的工作。

在期間T4中，掃描信號Sscan會使能，而開關(guān)晶體管TSW通過掃描信號Sscan的抬升而導(dǎo)通，使得為系統(tǒng)低電壓VL的像素電壓Vdata傳送至節(jié)點A。此時，晶體管T3及第二驅(qū)動晶體管TD2呈現(xiàn)截止，因此反相像素電壓VBdata為系統(tǒng)高電壓VH減去晶體管的臨界電壓Vth，使得第一驅(qū)動晶體管TD1導(dǎo)通。此時，為系統(tǒng)高電壓VH的第一參考電壓Vref1通過導(dǎo)通的第一驅(qū)動晶體管TD1傳送至節(jié)點B，使得液晶電容Clc的跨壓VLC為(VH-2Vth)-VH＝-2Vth。

在期間T5中，掃描信號Sscan會禁能，但節(jié)點A、B與反相像素電壓VBdata的電壓準(zhǔn)位保持與期間T1相同，亦即跨壓VLC仍保持為-2Vth。

在期間T6中，第一參考電壓Vref1由系統(tǒng)高電壓VH轉(zhuǎn)變?yōu)橄到y(tǒng)低電壓VL，第二參考電壓Vref2由系統(tǒng)低電壓VL轉(zhuǎn)變?yōu)橄到y(tǒng)高電壓VH。此時，節(jié)點A的電壓準(zhǔn)位仍保持于系統(tǒng)低電壓VL，而系統(tǒng)低電壓VL會通過導(dǎo)通的第一驅(qū)動晶體管TD1傳送至節(jié)點B，使得跨壓VLC為VL-VL＝0。

在本實施例中，第一參考電壓Vref1及第二參考電壓Vref2的頻率等于2赫茲，但在其他實施例中，第一參考電壓Vref1及第二參考電壓Vref2的頻率可小等2赫茲，可根據(jù)具體情況而定。

綜上所述，本實用新型提供的像素電路通過反相電路、第一驅(qū)動晶體管、第二驅(qū)動晶體管、耦合電容及靴帶電容自動變換液晶電容跨壓的極性，以在低畫面更新率下避免液晶被極化。并且，本實用新型提供的像素電路具有下列優(yōu)點：

1.本實用新型通過兩個反相的第一參考電壓及第二參考電壓，將第一驅(qū)動晶體管、第二驅(qū)動晶體管、第一晶體管、第二晶體管及第三晶體管為正偏壓的時間縮短為一半，以延長第一驅(qū)動晶體管、第二驅(qū)動晶體管、第一晶體管、第二晶體管及第三晶體管的使用壽命。

2.本實用新型利用耦合電容及靴帶電容于第一參考電壓及第二參考電壓變動時，將第二驅(qū)動晶體管的閘極電壓向上拉至更高點，使第二驅(qū)動晶體管可以更完全的傳送系統(tǒng)高電壓，減少受到閘極電壓限制的影響。

3.本實用新型可利用非晶硅薄膜晶體管取代多晶硅薄膜晶體管，成本大大降低，制作難度大幅降低，并且可提高制作速度及可靠度。

4.本實用新型可利用交流的第一參考電壓及第二參考電壓(亦即交流共同電壓(AC Vcom)的結(jié)構(gòu))縮小輸入電壓的范圍，以有效地減少動態(tài)功率的消耗。

5.本實用新型將像素電路操控在1赫茲的操作頻率，可確保在待機畫面時可以直接使用此電路進行更新，從而可以不用通過數(shù)據(jù)驅(qū)動電路(未繪示)再次輸送電壓給像素電極，進而減少數(shù)據(jù)驅(qū)動電路(未繪示)的操作以節(jié)省交流電源的消耗。

雖然本實用新型已以實施例揭露如上，然其并非用以限定本實用新型，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者，在不脫離本實用新型的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動與潤飾，故本實用新型的保護范圍當(dāng)視本案權(quán)利要求范圍所界定為準(zhǔn)。