CN100395589C - 具有多个公共电压驱动电路的液晶显示器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多晶硅薄膜晶体管液晶显示器，其包含有一面板、一公共电压层、多个显示单元、多条扫描线、多条数据线，以及多个公共电压驱动电路。扫描线与数据线是连接于显示单元。每一公共电压驱动电路都形成于面板内，用来产生一公共电压，并将该公共电压施加于该公共电压层。

Description

具有多个公共电压驱动电路的液晶显示器

技术领域

本发明涉及一种多晶硅薄膜晶体管液晶显示器，尤其是涉及一种具多个公共电压驱动电路的多晶硅薄膜晶体管液晶显示器。

背景技术

液晶显示器具有外型轻薄、耗电量少以及无辐射污染等特性，已被广泛地应用在笔记型电脑(notebook)、个人数位助理(PDA)等携带式资讯产品上，甚至已有逐渐取代传统桌上型电脑的映像管(cathode ray tube，CRT)监视器的趋势。由于液晶分子在不同排列状态下，对光线具有不同的偏振或折射效果，因此可经由不同排列状态的液晶分子来控制光线的穿透量，进一步产生不同强度的输出光线，而液晶显示器即是利用液晶分子此种特性来产生不同灰阶强度的红、蓝、绿光，进一步使液晶显示器产生丰富的影像。在以往，因制造技术上的限制，多数的液晶显示器是以非晶硅薄膜晶体管(amorphous silicon Thin Film Transistor，a-TFT LCD)的制造来加以制作，而其用来控制操作的驱动电路是以外部积体电路制成，并压合于其液晶面板的上。然而，随著制造技术的改善，目前已有许多液晶显示器是以多晶硅薄膜晶体管(polysilicon Thin Film Transistor，polysiliconTFT)的制造来加以制造，且因多晶硅薄膜晶体管液晶显示器比非晶硅薄膜晶体管液晶显示器有较好的显示特性(如高解析度)，故多晶硅薄膜晶体管液晶显示器已经成为目前液晶显示器市场上高阶机种的主流产品。除此的外，以目前的多晶硅薄膜晶体管液晶显示器的技术水准而论，已可将其相关的驱动电路以及介面电路，全部以多晶硅薄膜晶体管液晶的形式整合于面板上，并藉此亦大幅地降低多晶硅薄膜晶体管液晶显示器的生产成本。一般，像上述这种全整合式多晶硅薄膜晶体管液晶显示器通常包含有单一公共电压驱动电路(common voltage driver)，此公共电压驱动电路通常是以操作放大器(operational amplifier)为核心的电压追踪器(voltage follower)。周知的全整合式多晶硅薄膜晶体管液晶显示器仅以单一电压追踪器，做为公共电压驱动电路，然而由于公共电极导线的电阻电容负载容易造成公共电压在显示面板分布不均匀，进而导致其画质劣化。请参考一，图1为周知多晶硅薄膜晶体管液晶显示器10的示意图。多晶硅薄膜晶体管液晶显示器10包含有一面板12，而多晶硅薄膜晶体管液晶显示器10相关的驱动电路及介面电路是形成于面板12上。多晶硅薄膜晶体管液晶显示器10另包含有一像素区14、一第一数据线驱动电路16A、一第二数据线驱动电路16日、一扫描线驱动电路18、一公共电压驱动电路20、一时序控制电路22以及一介面电路24，其中像素区14、第一数据线驱动电路16A、第二数据线驱动电路16日、扫描线驱动电路18、公共电压驱动电路20、时序控制电路22以及介面电路24皆以多晶硅薄膜晶体管的形式形成于面板12上。多晶硅薄膜晶体管液晶显示器10会自外界接收影像信号，之后此影像信号会经由介面电路24传送至多晶硅薄膜晶体管液晶显示器10的其他逻辑电路，以使像素区14显示出影像信号中所包含的影像。像素区14包含有多个显像单元，每一显像单元是用来构成画面中的一像素(pixel)或是一次像素(sub-pixel)，而显像单元是受到第一数据线驱动电路16A、第二数据线驱动电路168以及扫描线驱动电路18的驱动。此外，时序控制电路22是用来产生一时序信号，其中第一数据线驱动电路16A、第二数据线驱动电路16日、扫描线驱动电路18以及介面电路24会依据时序控制电路22所产生的时序信号来操作。公共电压驱动电路20是用来提供一公共电压，然而，如上所述，因公共电极导线的电阻电容负载，显示面板上的公共电压容易发生分布不均匀的情形。请参考图2，图2为图1多晶硅薄膜晶体管液晶显示器10的公共电压Vcom的时序图，其中图2表示了公共电压Vcom于图1公共电压驱动电路20处、像素区14上A点及B点处的波形。如图所示，公共电压Vcom为一交流电压，故其是以摆动(swing)的模式被施加于像素区14上各显像单元的公共电极(common electrode)。然而，因公共电压驱动电路20至A点及B点的长度不相同，再加上电阻电容效应的影响，A点及B点处的公共电压Vcom相较于公共电压驱动电路20处的公共电压Vcom，会产生延迟以及衰减的情形，而若延迟以及衰减的情形使得A点及B点处的公共电压Vcom的相位与波幅差距太大时，多晶硅薄膜晶体管液晶显示器10的画质即会劣化。

发明内容

因此，本发明的目的即在于提供一种具多个公共电压驱动电路的多晶硅薄膜晶体管液晶显示器，以解决上述的问题。该多晶硅薄膜晶体管液晶显示器其包含有一面板、一公共电压层、多个显示单元、多条扫描线、多条数据线，以及多个公共电压驱动电路。扫描线与数据线是连接于显示单元。每一公共电压驱动电路皆形成于面板内，用来产生同一公共电压，并将该公共电压施加于该公共电压层。本发明的优点是其面板上包含有多个公共电压驱动电路，设置在其面板上的不同位置，故其所提供的公共电压得以以较均匀地施加于各显示单元的公共电极，进而使其画质提升。

附图说明

图1为周知多晶硅薄膜晶体管液晶显示器的示意图，

图2为图1多晶硅薄膜晶体管液晶显示器的公共电压的时序图，

图3为本发明多晶硅薄膜晶体管液晶显示器的示意图，

图4为图3多晶硅薄膜晶体管液晶显示器的像素区的电路图，

图5为图3面板的结构图，

图6为图3多晶硅薄膜晶体管液晶显示器的公共电压的时序图。

具体实施方式

请参考图3，图3为本发明多晶硅薄膜晶体管液晶显示器50的示意图。与周知多晶硅薄膜晶体管液晶显示器10相同的，多晶硅薄膜晶体管液晶显示器50亦包含有一面板52，而多晶硅薄膜晶体管液晶显示器50相关的驱动电路及介面电路是形成于面板52上。多晶硅薄膜晶体管液晶显示器50另包含有一像素区54、一第一数据线驱动电路56A、一第二数据线驱动电路56B、一扫描线驱动电路58、多个公共电压驱动电路60A-60D、一时序控制电路62、一介面电路64以及一连接元件66，其中像素区54、第一数据线驱动电路56A、第二数据线驱动电路56B、扫描线驱动电路58、公共电压驱动电路60A-600、时序控制电路62以及介面电路64皆以多晶硅薄膜晶体管的形式形成于面板52内，而连接元件66则设于面板52上。由此可知，多晶硅薄膜晶体管液晶显示器50与周知多晶硅薄膜晶体管液晶显示器10的间的主要不同点在于，多晶硅薄膜晶体管液晶显示器50包含有多个公共电压驱动电路60A-60D，而多晶硅薄膜晶体管液晶显示器10仅只包含有单一个公共电压驱动电路20。多晶硅薄膜晶体管液晶显示器50的公共电压驱动电路60A-60D皆用来产生一公共电压Vcom，并将公共电压Vcom施加于像素区54上各显示单元的公共电极(common electrode)，而对于此一部份，下面将有更详细的说明。请参考图3及图4，图4为图3多晶硅薄膜晶体管液晶显示器50的像素区54的电路图。多晶硅薄膜晶体管液晶显示器50会由连接元件66自外界接收一影像信号Si，之后影像信号Si会由介面电路64传送到多晶硅薄膜晶体管液晶显示器50的其他逻辑电路，以使像素区54显示出影像信号Si中所包含的影像。另外，如图4所示，像素区54包含有多个显像单元70，每一显像单元70是用来构成画面中的一像素(pixel)或是一次像素(sub-pixel)，而每一显像单元70包含有一多晶硅薄膜晶体管Tr以及一液晶元件80，液晶元件80会因多晶硅薄膜晶体管Tr的导通状况而改变其显像特性。此外，多晶硅薄膜晶体管液晶显示器50另包含有多条扫描线(scan lines)72以及多条数据线(data lines)74，而所有的扫描线72及数据线74皆连接于显示单元70。数据线74区分为一第一群组76以及一第二群组78，其中第一群组76中的数据线74连接于第一数据线驱动电路56A，而第二群组78中的数据线74则连接于第二数据线驱动电路56日并与第一群组76的数据线74交错地排列。如图4所示，标示为DAm、DAm+1的数据线74属于第一群组76，而标示为DBm、DBm+1的数据线74属于第二群组78。此外，扫描线72是连接于扫描线驱动电路58，扫描线驱动电路58可藉由扫描线72来控制多晶硅薄膜晶体管Tr的导通，而当多晶硅薄膜晶体管Tr导通时，显像单元70的液晶元件80即会因所连接的数据线74上的电压而表现出对应的显示特性。

参考图4及图5为图3面板52的结构图。面板52包含有一上基板90、一下基板92，以及一形成于上基板90与下基板92的间的液晶分子层94。一公共电压层96是形成于上基板90的表面并与液晶分子层94贴合，而图3中的各公共电压驱动电路60A-600所产生的公共电压Vcom会被施加于公共电压层96。此外，每一液晶元件80包含有一像素电极(pixel electrode)84以及一连接到公共电压层96的公共电极(common electrode)82，而每一多晶硅薄膜晶体管Tr包含有一电连接至所对应的扫描线72的栅极G、一电连接至所对应的数据线74的源极S，以及一电连接至所对应的液晶元件80的像素电极84的漏极D。如前所述，与周知多晶硅薄膜晶体管液晶显示器10最大的不同点是，多晶硅薄膜晶体管液晶显示器50包含有多个公共电压驱动电路60A-60D，而多晶硅薄膜晶体管液晶显示器10仅只包含有单一个公共电压驱动电路20。多晶硅薄膜晶体管液晶显示器50的四个公共电压驱动电路60A-60D在面板50上的位置是在像素区54的四个角落，故相对于多晶硅薄膜晶体管液晶显示器10的公共电压驱动电路20，公共电压驱动电路60A-60D可较均匀地提供的公共电压Vcom于面板50上的公共电压层96，也因此各液晶元件80的公共电极82所被施加的公共电压Vcom亦较周知的均匀。请参考图6，图6为图3多晶硅薄膜晶体管液晶显示器50的公共电压Vcom的时序图，其中图6表示了公共电压Vcom于图3公共电压驱动电路60A-60D处、像素区54上A点及B点处的波形。如图所示，公共电压Vcom为一交流电压，故其是以摆动(swing)的模式被施加于像素区54上各液晶元件80的公共电极82。然而，因a点及b点至其最近的公共电压驱动电路60A、60A、60C或60D的长度几乎相等，虽然其亦会受到电阻电容效应的影响，而使得其公共电压Vcom的波形产生延迟以及衰减的情形，但因其延迟以及衰减的情形相当，故A点及B点处的公共电压Vcom的波形会相互重叠，也因此多晶硅薄膜晶体管液晶显示器50的画质会较多晶硅薄膜晶体管液晶显示器10的画质优异。此外，因像素区54内的各显示单元70到其最靠近的公共电压驱动电路60A、60A、60C或60D的距离较多晶硅薄膜晶体管液晶显示器10的短，故公共电压Vcom因相位改变所产生的延迟时间亦可缩短，进而使得多晶硅薄膜晶体管液晶显示器50较不易产生信号不同步的情形。此外，需特别说明的是，多晶硅薄膜晶体管液晶显示器50仅为本发明较佳实施例的一，而多晶硅薄膜晶体管液晶显示器所包含的公共电压驱动电路并不以四个为限，其亦可仅只包含两个公共电压驱动电路的方式，或是以其他多个公共电压驱动电路的方式来实施，而这些实施方式的变化，亦应属本发明所欲保护的范畴。以多晶硅薄膜晶体管液晶显示器包含两个公共电压驱动电路为例，这两个公共电压驱动电路可设置在面板上并与像素区的两相对的侧边相邻，而像这样公共电压驱动电路对称地设置于像素区附近的结果，会使得其所产生的公共电压较均匀地施加在各显示单元的公共电极上，而使得其画质提升。相较于周知的多晶硅薄膜晶体管液晶显示器，本发明的多晶硅薄膜晶体管液晶显示器包含有多个公共电压驱动电路，设置在其像素区的对称位置的上，故可提供较均匀的公共电压予各显示单元的公共电极上。尤其当多晶硅薄膜晶体管液晶显示器的公共电压以摆动(swing)的模式在操作时，因像素区内的各显示单元到其最靠近的公共电压驱动电路的距离较短，故公共电压因相位改变所产生的延迟时间亦可缩短，进而使得多晶硅薄膜晶体管液晶显示器较不易产生信号不同步的情形。以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所做的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (7)

1.一种多晶硅薄膜晶体管液晶显示器，其包含有：一面板；一公共电压层，形成于该面板内；多个显示单元，形成于该面板内；多条扫描线，形成于该面板内，并连接于该多个显示单元；多条数据线，形成于该面板内，并连接于该多个显示单元；以及多个公共电压驱动电路，形成于该面板内，每一公共电压驱动电路皆用来产生同一公共电压，并将该公共电压施加于该公共电压层。

2.如权利要求1所述的多晶硅薄膜晶体管液晶显示器，其中该多个公共电压驱动电路是由多晶硅薄膜晶体管所构成。

3.如权利要求1所述的多晶硅薄膜晶体管液晶显示器，其中该公共电压为一交流电压。

4.如权利要求1所述的多晶硅薄膜晶体管液晶显示器，其另包含有：一扫描线驱动电路，连接于该多条扫描线；至少一数据线驱动电路，连接于该多条数据线；一时序控制电路，用来产生一时序信号；其中该扫描线驱动电路以及该数据线驱动电路会依据该时序信号来控制该多个显示单元的操作。

5.如权利要求4所述的多晶硅薄膜晶体管液晶显示器，其中该多个公共电压驱动电路、该扫描线驱动电路、该数据线驱动电路以及该时序控制电路是由多晶硅薄膜晶体管所构成。

6.如权利要求1所述的多晶硅薄膜晶体管液晶显示器，其另包含有一介面电路，用来接收与传递一影像数据，以使该多个显示单元依据该影像数据动作。

7.如权利要求1所述的多晶硅薄膜晶体管液晶显示器，其中每一显示单元包含有：一液晶元件，其包含有：一像素电极；以及一公共电极，连接于该公共电压层；以及一多晶硅薄膜晶体管，其包含有：一栅极，电连接至一对应的扫描线；一源极，电连接至一对应的数据线；以及一漏极，电连接至该液晶元件的该像素电极。

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