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TWI473066B - Display panel and its drive circuit - Google Patents

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TWI473066B
TWI473066B TW101127760A TW101127760A TWI473066B TW I473066 B TWI473066 B TW I473066B TW 101127760 A TW101127760 A TW 101127760A TW 101127760 A TW101127760 A TW 101127760A TW I473066 B TWI473066 B TW I473066B
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Sitronix Technology Corp
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Description

顯示面板及其驅動電路
本發明係有關於一種顯示面板及其驅動電路，其係尤指一種可增加顯示品質與降低閃爍的顯示面板及其驅動電路。
按，現今科技蓬勃發展，資訊商品種類推陳出新，滿足了眾多民眾不同的需求。早期顯示器多半為陰極射線管(Cathode Ray Tube，CRT)顯示器，由於其體積龐大與耗電量大，而且所產生的輻射線，對於長時間使用顯示器的使用者而言有危害身體的疑慮，因此，現今市面上的顯示器漸漸將由液晶顯示器(Liquid Crystal Display，LCD)取代舊有的CRT顯示器。液晶顯示器具有輕薄短小、低輻射與耗電量低等優點，也因此成為目前市場主流。
承上所述，液晶顯示器依照資料訊號控制液晶單元的透光率，以顯示影像。如第一圖所示，係為習知技術之顯示面板及其畫素結構的示意圖。如圖所示，顯示面板包含複數畫素結構10’與一驅動晶片20’。驅動晶片20’產生一驅動訊號而驅動該些畫素結構10’，以顯示影像。其中每一畫素結構10’包含一薄膜電晶體(thin film transistor，TFT)12’與一儲存電容14’。薄膜電晶體12’之閘極(gate)耦接一掃描線，並薄膜電晶體12’之源極(source)耦接驅動晶片20’，且薄膜電晶體12’之汲極(Drain)耦接儲存電容14’。由於主動矩陣型液晶顯示器採用主動控制開關裝置，因此該類液晶顯 示器於顯示動畫方面具有優勢，而薄膜電晶體12’則為主要用於主動矩陣型液晶顯示器的開關裝置。
再者，由於薄膜電晶體液晶顯示面板的運用廣泛，其驅動方式係用閘極端控制內部單元打開，再用源極端送入準確的電壓來控制顯示面板的液晶轉向，以顯示影像。如第二圖與第三圖所示，其係為習知技術之顯示面板之該些畫素結構的示意圖與該些畫素結構之驅動訊號的波形圖。如圖所示，驅動晶片20’會產生複數掃描訊號G0、G1、…、Gn，並依序傳送該些掃描訊號G0、G1、…、Gn至該些畫素結構的複數掃描線Ga1、Ga2、…、Gan，當任一掃描線開啟(掃描訊號達VGH)時，複數資料線S0、S1、…Sn同時對顯示面板的畫素結構10’充入影像資料相對電壓而達到顯示影像。
由於該些畫素結構10’的薄膜電晶體12’與儲存電容14’(如第二圖所示之Cs1、Cs2、Cs3與Cs4)之間存在一寄生電容16’，如此，使在掃描訊號G0截止時，儲存電容Cs1、Cs2上的一儲存電壓會因為寄生電容16’而被往下耦合一個偏移電壓Vsft(約1V)，所以，驅動晶片20’會依據偏壓電壓Vsft而提供一參考電壓DC至該些畫素結構的一共同電極18’，以作為一共同電壓，使在掃描訊號G0截止時，儲存電容Cs1、Cs2的儲存電壓因寄生電容16’而被往下耦合一個偏移電壓Vsft時，儲存電容Cs1、Cs2上的儲存電壓在顯示相同灰階電壓時，仍對稱於共同電極18’的共同電壓。
然而，因為個別面板間的寄生電容16’存在各別差異，當不同面板的儲存電容Cs1、Cs2的儲存電壓因寄生電 容16’而被往下耦合一個偏移電壓Vsft後，此偏移電壓Vsft會隨著不同面板而略有差異，使儲存電容Cs1、Cs2上的儲存電壓在顯示相同灰階電壓時，容易不對稱於共同電極18’的共同電壓而產生閃爍的現象。習知技術為了克服此問題，必需由驅動晶片20’提供參考電壓DC至該些畫素結構的一共同電極18’(如第四圖所示)，並具有電壓微調功能，這會造成電路面積增加並有功率消耗增加的問題。
又，在掃描訊號G0切換薄膜電晶體時(如第五圖所示)，則會影響畫素結構之共同電極上的共同電壓的準位，進而影響顯示品質。另外，由於顯示面板的該些畫素結構並無直接接地，當顯示面板受靜電影響時，則需要從共同電極的接點透過靜電放電電路30’釋放(如第六圖所示)，如此，不夠直接將靜電導引至接地端，而靜電仍有機會會經共同電極損壞驅動晶片20’電路，因此，習知技術的顯示面板的模組靜電耐受度較差。
因此，如何針對上述問題而提出一種新穎顯示面板及其驅動電路，其可避免額外提供一參考電壓至該些畫素結構的一共同電極，而減少電路面積並降低功率消耗。再者，可避免受掃描訊號切換影響共同電極而提高顯示品質。另外，可增加顯示面板之靜電耐受度，可解決上述之問題。
本發明之目的之一，在於提供一種顯示面板及其驅動電路，其藉由顯示面板之複數畫素結構的共同電極耦接於接地端，以避免掃描訊號在切換時影響共同電極上 的電壓，進而增加顯示品質。
本發明之目的之一，在於提供一種顯示面板及其驅動電路，其藉由顯示面板之複數畫素結構的一共同電極耦接於一接地端，而可直接將靜電引導至接地端，以增加靜電耐受度。
本發明之目的之一，在於提供一種顯示面板及其驅動電路，其藉由一補償電路之一補償訊號調整複數伽瑪電壓的訊號準位，而不需額外產生一共同電極參考電壓，以減少電路面積，進而達到減少成本。
本發明之顯示面板的驅動電路包含一掃描驅動電路與一資料驅動電路。掃描驅動電路產生複數掃描訊號，而掃描顯示面板的複數畫素結構；以及資料驅動電路產生複數資料訊號，而在該些畫素結構被掃描時傳送該些資料訊號至該些畫素結構；其中該些畫素結構之一共同電極耦接至一接地端。如此，本發明藉由顯示面板之該些畫素結構的共同電極耦接於接地端，以避免掃描訊號在切換時影響共同電極上的電壓，進而增加顯示品質，並且藉由顯示面板之該些畫素結構的共同電極耦接於接地端，而可直接將靜電引導至接地端，以增加靜電耐受度。
再者，本發明之資料驅動電路包含一補償電路、一伽瑪電壓產生電路、複數數位類比轉換電路、複數緩衝單元。補償電路產生一補償訊號，伽瑪電壓產生電路依據補償訊號和伽瑪曲線資料而產生複數伽瑪電壓，該些數位類比轉換電路依據該些顯示訊號而選擇該些伽瑪電壓之部分伽瑪輸出，該些緩衝單元對應該些數位類比轉 換電路而依據該些數位類比電路輸出之該些伽瑪電壓而產生複數驅動電路，以驅動顯示面板。其中，補償電路之補償訊號調整該些伽瑪電壓之訊號準位，資料驅動電路之一接地端耦接顯示面板之一共同電極。如此，本發明藉由補償電路之補償訊號調整複數伽瑪電壓的訊號準位，而不需額外產生共同電極參考電壓，以減少電路面積，進而達到減少成本。
茲為使 貴審查委員對本發明之結構特徵及所達成之功效有更進一步之瞭解與認識，謹佐以較佳之實施例及配合詳細之說明，說明如後：請參閱第七圖與第八A圖，係為本發明之顯示面板之一實施例的示意圖。如圖所示，本發明之顯示裝置包含一顯示面板1與一驅動電路2。顯示面板1包含複數畫素結構10，該些畫素結構10位於顯示面板1之掃描線與資料線交錯處，畫素結構10包含一電晶體12與一儲存電容14。電晶體12具有一閘極、一源極與一汲極。電晶體12為一開關，並電晶體12之閘極耦接於顯示面板1的掃描線，以受控電晶體12的導通與截止，電晶體12之源極耦接於顯示面板1的資料線，以依據電晶體12的導通，接收資料訊號，電晶體12之汲極耦接於儲存電容14之一端，儲存電容14之另一端(即共同電極COM)耦接於一接地端，其中，儲存電容14為一液晶電容。
由於該些畫素結構10之共同電極COM耦接至接地端，使共同電極COM上的一共同電壓VCOM為0。如此，當靜電發生而進入顯示面板1時，靜電即會直接經該些畫素結 構10的共同電極COM而導引至接地端，因此，本發明藉由顯示面板1之該些畫素結構10的共同電極COM耦接於接地端，而可直接將靜電引導至接地端，以增加靜電耐受度。
再者，本發明之顯示裝置的驅動電路2包含一掃描驅動電路20與一資料驅動電路30。掃描驅動電路20產生複數掃描訊號而掃描顯示面板1的該些畫素結構10，資料驅動電路30產生複數資料訊號，並對應該些掃描訊號而傳送該些資料訊號至該些畫素結構10。
另外，如第八B圖所示，其為本發明之顯示面板之另一實施例的示意圖。如圖所示，本實施例與第八A圖不同之處，在於本實施例之該些畫素結構10的共同電極COM並不直接耦接至接地端，而是經過驅動電路20耦接至接地端，即顯示面板1之該些畫素結構10的共同電極COM耦接於驅動電路20上任何一個接地端，以達到將共同電極COM上的共同電壓VCOM為0。如此，即可直接將靜電引導至接地端，以增加靜電耐受度。
請一併參閱第九圖，係為本發明之顯示面板之資料驅動電路之一實施例的電路圖。如圖所示，本發明之顯示裝置的資料驅動電路30包含一補償電路32、一伽瑪電壓產生電路34、複數數位類比轉換電路36(Digital to Analog Converter，DAC)與複數緩衝單元38。補償電路32產生一補償訊號；伽瑪電壓產生電路34依據補償訊號和一伽瑪曲線資料而產生複數伽碼電壓，即補償電路32所產生之補償訊號是用以調整伽瑪電壓產生電路34輸出的該些伽碼電壓的訊號準位(如第十圖所示)。
該些數位類比轉換電路36依據複數顯示訊號而選擇該些伽瑪電壓之部分伽瑪電壓而輸出，即該些數位類比轉換電路36分別接收顯示訊號後，該些數位類比轉換電路36會由顯示訊號而分別決定選擇該些伽瑪電壓之其中之一，並輸出所決定的伽瑪電壓，例如伽瑪電壓產生電路34產生64個伽瑪電壓至該些數位類比轉換電路36，當第一個數位類比轉換電路36接收的顯示訊號為15時，則第一個數位類比轉換電路36會選擇第15個伽瑪電壓輸出；當第五個數位類比轉換電路36接收的顯示訊號為55時，則第五個數位類比轉換電路36會選擇第55個伽瑪電壓輸出。
該些緩衝單元38對應該些數位類比轉換電路36而依據該些數位類比轉換電路36輸出之該些伽瑪電壓而產生複數資料訊號，以驅動顯示面板1，即該些緩衝單元38係分別耦接該些數位類比轉換電路36，而用以緩衝該些數位類比轉換電路36輸出的該些伽瑪電壓而產生並輸出該些資料訊號而驅動顯示面板1。如此，本發明藉由補償電路32產生之補償訊號是用以調整伽瑪電壓產生電路34輸出的該些伽碼電壓的訊號準位，使在掃描訊號截止時，儲存電容14的儲存電壓因寄生電容而被往下耦合一個偏移電壓Vsft時，儲存電容14上的儲存電壓在顯示相同灰階電壓時，仍對稱於共同電極COM的共同電壓VCOM。
承上所述，如第十圖所示，由於在掃描訊號截止時，儲存電容14的儲存電壓因寄生電容而被往下耦合一個偏移電壓Vsft，並且本實施例之該些畫素結構10的共同電極COM耦接至接地端，所以，本發明之補償電路32所產 生之補償訊號調整該些伽瑪電壓的訊號準位，進而調整資料驅動電路30輸出之驅動訊號的訊號準位，例如補償訊號的大小為偏移電壓Vsft，而調整該些伽瑪電壓的訊號準位向上一個偏移電壓Vsft的大小或是向下一個偏移電壓Vsft，使在掃描訊號截止時，儲存電容14的儲存電壓因寄生電容而被往下耦合一個偏移電壓時，儲存電容14上的儲存電壓在顯示相同灰階電壓時，仍對稱於共同電極的共同電壓VCOM。如此，本發明不需額外產生一共同電極參考電壓，以減少電路面積，進而達到減少成本。並且可避免掃描訊號在切換時，干擾共同電極上的電壓而影響顯示品質。
請復參閱第九圖，本發明之伽瑪電壓產生電路34包含一分壓電路340與伽瑪電壓選擇單元342。分壓電路340接收一電源電壓GVDD，並依據補償訊號而產生複數分壓訊號。伽瑪電壓選擇單元342耦接分壓電路340，並依據伽瑪曲線資料選擇該些分壓訊號之部分分壓訊號而產生該些伽瑪電壓。
另外，本發明之顯示面板1之資料驅動電路30更包含一輸入輸出介面40、一伽碼曲線資料暫存器42、一顯示記憶體44、一移位暫存器46與一緩衝電路48。輸入輸出介面40接收伽瑪曲線資料與顯示訊號。伽碼曲線資料暫存器42耦接輸入輸出介面40，並暫存伽碼曲線資料而傳送伽碼曲線資料至伽瑪電壓產生電路34。顯示記憶體44耦接輸入輸出介面40，並儲存顯示訊號，移位暫存器46耦接顯示記憶體44，並接受且移位顯示訊號，緩衝電路48耦接移位暫存器46，並緩衝顯示訊號而傳送至該些數 位類比轉換電路36。
請參閱第十一圖，係為本發明之顯示面板利用驅動訊號消除閃爍的波形圖。如圖所示，本實施例為第九圖之實施例的波形圖，本實施例之資料驅動電路30藉由補償電路32而控制伽瑪電壓產生電路34輸出之該些伽瑪電壓的大小，進而調整資料訊號的大小以補償掃描訊號截止時，儲存電容14的儲存電壓因寄生電容而被往下耦合一個偏移電壓Vsft的大小，使掃描訊號切換準位時，儲存電容14上的儲存電壓在顯示相同灰階電壓時，仍對稱於共同電極的共同電壓VCOM以消除閃爍的現象，即本實施例之資料驅動電路30藉由補償電路32微調資料訊號的大小而對稱於共同電極的共同電壓VCOM以消除閃爍的現象。
請參閱第十二圖，為本發明之顯示面板之驅動電路之另一實施例的電路圖。如圖所示，本實施例與第九圖之實施例不同之處，在於本實施例之補償電路32包含一補償單元320、一調整電路322、一切換電路324。補償單元320用產生一補償訊號，調整電路322接收一電源電壓GVdd，並分壓電源電壓GVdd而產生複數調整訊號，切換電路324耦接調整電路322，並依據補償訊號而選擇該些調整訊號而產生一第一參考電壓與一第二參考電壓，並傳送第一參考電壓與第二參考電壓至伽瑪電壓產生電路34，如此，本實施例是利用補償單元32產生之補償訊號而透過切換電路324選擇調整電路322所產生的該些調整訊號，以產生第一參考訊號與第二參考訊號而調整該些伽碼電壓的訊號準位，進而調整資料驅動電路30輸出 之驅動訊號的訊號準位，如此，本實施例藉由補償單元320之補償訊號調整複數伽瑪電壓的訊號準位，而不需額外產生一共同電極參考電壓，以減少電路面積，進而達到減少成本。
另外，本實施例之補償電路32更包含一第一放大單元326與一第二放大單元328。第一放大單元326耦接切換電路324，並緩衝第一參考電壓而傳送分壓電路340，第二放大單元328耦接切換電路324，並緩衝第二參考電壓而傳送至分壓電路340，分壓電路340在分壓第一參考電壓與第二參考電壓的電壓差而產生該些分壓訊號。
請一併參閱第十三圖，係為本發明之顯示面板之驅動電路之又一實施例的電路圖。如圖所示，本實施例與上述之第九圖與第十二圖之實施例不同之處，在於本實施之資料驅動電路30更包含一運算電路50。運算電路50耦接伽碼曲線資料暫存器42，並運算伽瑪曲線資料與補償訊號而產生一運算訊號，並傳送運算訊號至伽碼產生電路34，而產生該些伽瑪電壓，即補償電路32依據該些畫素結構10的儲存電容14的儲存電壓因電晶體12的寄生電容而被往下耦合一個偏移電壓的大小而產生補償訊號，如此，運算電路50係先將補償訊號加入伽瑪曲線資料內，使在掃描訊號截止時，儲存電容14的儲存電壓因寄生電容而被往下耦合一個偏移電壓時，儲存電容14上的儲存電壓在顯示相同灰階電壓時，仍對稱於共同電極的共同電壓VCOM。
綜上所述，本發明之顯示面板的驅動電路係由一掃描驅動電路產生複數掃描訊號，而掃描顯示面板的複數 畫素結構；以及一資料驅動電路產生複數資料訊號，並對應該些掃描訊號而傳送該些資料訊號至該些畫素結構，其中該些畫素結構之一共同電極耦接至一接地端。如此，本發明藉由顯示面板之該些畫素結構的共同電極耦接於接地端，以避免掃描訊號在切換時，則不會影響共同電極上的電壓而增加顯示品質，並且藉由顯示面板之該些畫素結構的共同電極耦接於接地端，而可直接將靜電引導至接地端，以增加靜電耐受度。再者，本發明之資料驅動電路依據一補償電路之一補償訊號調整複數伽瑪電壓的訊號準位，進而調整輸出之資料訊號的準位，如此，本發明並不需額外產生共同電極參考電壓，以減少電路面積，進而達到減少成本。
本發明係實為一具有新穎性、進步性及可供產業利用者，應符合我國專利法所規定之專利申請要件無疑，爰依法提出發明專利申請，祈 鈞局早日賜准專利，至感為禱。
惟以上所述者，僅為本發明之一較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，舉凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。
習知技術：
10’‧‧‧畫素結構
12’‧‧‧薄膜電晶體
14’‧‧‧儲存電容
16’‧‧‧寄生電容
18’‧‧‧共同電極
20’‧‧‧驅動晶片
30’‧‧‧靜電放電電路
本發明：
1‧‧‧顯示面板
10‧‧‧畫素結構
12‧‧‧電晶體
14‧‧‧儲存電容
2‧‧‧驅動電路
20‧‧‧掃描驅動電路
30‧‧‧資料驅動電路
32‧‧‧補償電路
320‧‧‧補償單元
322‧‧‧調整電路
324‧‧‧切換電路
326‧‧‧第一放大單元
328‧‧‧第二放大單元
34‧‧‧伽瑪電壓產生電路
340‧‧‧分壓電路
342‧‧‧伽瑪電壓選擇單元
36‧‧‧數位類比轉換電路
38‧‧‧緩衝單元
40‧‧‧輸入輸出介面
42‧‧‧伽碼曲線資料暫存器
44‧‧‧顯示記憶體
46‧‧‧移位暫存器
48‧‧‧緩衝電路
50‧‧‧運算電路
第一圖為習知技術之顯示面板及其複數畫素結構的示意圖；第二圖為習知技術之顯示面板之該些畫素結構的示意圖；第三圖為習知技術之該些畫素結構之驅動訊號的波形圖 ；第四圖為習知技術之驅動電路驅動顯示面板之該些畫素結構的示意圖；第五圖為習知技術之切換掃描訊號之準位影響共同電壓的波形圖；第六圖為習知技術之顯示面板之靜電放電的示意圖；第七圖為本發明之顯示裝置之一實施例的示意圖；第八A圖為本發明之顯示面板之一實施例的示意圖；第八B圖為本發明之顯示面板之另一實施例的示意圖；第九圖為本發明之顯示面板之資料驅動電路之一實施例的電路圖；第十圖為本發明之顯示面板之驅動訊號的波形圖；第十一圖為本發明之顯示面板利用驅動訊號消除閃爍的波形圖；第十二圖為本發明之顯示面板之驅動電路之另一實施例的電路圖；以及第十三圖為本發明之顯示面板之驅動電路之又一實施例的電路圖。
1‧‧‧顯示面板
10‧‧‧畫素結構
12‧‧‧電晶體
14‧‧‧儲存電容
2‧‧‧驅動電路
20‧‧‧掃描驅動電路
30‧‧‧資料驅動電路

Claims (13)

  1. 一種顯示面板之驅動電路，其包含：一掃描驅動電路，產生複數掃描訊號，而掃描該顯示面板的複數畫素結構；以及一資料驅動電路，產生複數資料訊號，而在該些畫素結構被掃描時，傳送該些資料訊號至該些畫素結構；其中，該些畫素結構之一共同電極耦接至一接地端。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之驅動電路，其中該資料驅動電路包含：一補償電路，產生一補償訊號；一伽瑪電壓產生電路，依據該補償訊號和一伽瑪曲線資料而產生複數伽碼電壓；以及複數數位類比轉換電路，依據複數顯示訊號而選擇該些伽瑪電壓之部分伽瑪電壓而輸出，以驅動該顯示面板；其中，該補償電路之該補償訊號調整該些伽碼電壓之訊號準位，該驅動電路之一接地端耦接該顯示面板之一共同電極。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之驅動電路，其中該資料驅動電路更包含：複數緩衝單元，對應該些數位類比轉換電路而依據該些數位類比轉換電路輸出之該些伽瑪電壓而產生複數資料訊號，以驅動該顯示面板。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之驅動電路，其中該伽碼產生電路包含：一分壓電路，依據該補償訊號而產生複數分壓訊號；以及 一伽瑪電壓選擇單元，耦接該分壓電路，並依據該伽瑪曲線資料選擇該些分壓訊號之部分分壓訊號而產生該些伽瑪電壓。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之驅動電路，其更包含：一輸入輸出介面，接收該伽瑪曲線資料與該顯示訊號；以及一伽碼曲線資料暫存器，耦接該輸入輸出介面，並暫存該伽碼曲線資料而傳送該伽碼曲線資料至該伽瑪電壓產生電路。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之驅動電路，其更包含：一顯示記憶體，耦接該輸入輸出介面，並儲存該顯示訊號；一移位暫存器，耦接該顯示記憶體，並接受並移位該顯示訊號；以及一緩衝電路，耦接移位暫存器，並緩衝該顯示訊號而傳送至該些數位類比轉換電路。
  7. 如申請專利範圍第2項所述之驅動電路，其中該補償電路包含：一補償單元，產生一補償訊號；一調整電路，接收一電源電壓，並分壓該電源電壓而產生複數調整訊號；以及一切換電路，耦接該調整電路，並依據該些調整訊號而選擇該些該些調整訊號產生一第一參考電壓與一第二參考電壓，並傳送該第一參考電壓與該第二參考電壓至該分壓電路，使該分壓電路依據該第一參考電壓與該第二參考電壓產生該些分壓訊號。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之驅動電路，其中該伽瑪電壓產生電路更包含：一第一放大單元，耦接該切換電路，並緩衝該第一參考電壓而傳送該分壓電路；以及一第二放大單元，耦接該切換電路，並緩衝該第二參考電壓而傳送至該分壓電路。
  9. 如申請專利範圍第2項所述之驅動電路，其更包含：一運算電路，運算該伽碼曲線資料與該補償訊號而產生一運算訊號，並傳送該運算訊號至該伽碼產生電路，而產生該些伽瑪電壓。
  10. 一種顯示面板，其包含：複數掃描線；複數資料線，分別交錯於該些掃描線；以及複數畫素結構，分別位於該些掃描線與該些資料線之交錯處，並該些畫素結構耦接該些掃描線與該些資料線，該些畫素結構之一共同電極耦接至一接地端。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之顯示面板，其中該畫素結構包含：一電晶體，具有一閘極端、一源極端與一汲極端，該閘極端耦接於該顯示面板之一掃描線，該源極端耦接於該顯示面板之一資料線。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之顯示面板，其中該源極端接收一補償訊號，以補償該資料線所接收之一資料訊號。
  13. 如申請專利範圍第10項所述之顯示面板，其中該共同電極經一資料驅動電路耦接至該接地端。
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