CN101320551A

CN101320551A - 预充电电路及包含其的液晶显示装置和电子装置

Info

Publication number: CN101320551A
Application number: CNA2008101115331A
Authority: CN
Inventors: 山下佳大朗; 松木史朗
Original assignee: Toppoly Optoelectronics Corp
Current assignee: TPO Displays Corp
Priority date: 2007-06-05
Filing date: 2008-06-05
Publication date: 2008-12-10
Also published as: TW200849185A; JP2008304566A

Abstract

一种液晶显示装置的预充电电路，包括漏极连接到电源的第一薄膜晶体管、漏极连接到接地端的第二薄膜晶体管、电容组件和偏置电压控制装置。两个薄膜晶体管的源极端连接至共通的输出端，电容组件则连接于输出端与接地端之间。偏置电压控制装置分别将第一和第二偏置电压施加于两个薄膜晶体管的栅极，使其不会同时导通，而输出端上的电压值为电源电压与接地端电压的中间值。当输出电压值降低或上升时，分别导通所述第一和第二薄膜晶体管以对输出端进行充电或放电。因而，不需专用预充电电源以及在静止画面时不需对预充电线维持电压。

Description

预充电电路及包含其的液晶显示装置和电子装置

技术领域

本发明涉及一种预充电电路，且特别涉及可适用于各种电子装置的液晶显示装置。

背景技术

在液晶显示装置中，需要供给驱动用的源极电压，然而在此情况下，除了需要性能良好的电源以便一举将电压从初期状态提升至高电压，并且由于需要耗费时间提升电压的缘故，在显示期间之前会施加两种驱动电压间的大约中间值的电压，执行所谓预充电处理(precharging)(参考专利文献1)。当执行预充电处理时，很容易在短时间内提升至原本的驱动电压，不仅可以提升显像速度，同时也有防止在某个像素电压剧烈变化而导致邻接像素动作受到影响的效果。

为了施加预充电电压，大多数是利用设置于一般液晶显示装置内的直流/直流转换器(DC/DC converter)等的专用电源来提供。

另一方面，由于液晶显示装置中使用的液晶材料一旦持续施加相同电压会导致特性改变，也就是产生所谓的影像残留效应(sticking effect)，因此，为了防止上述效应，通常进行反转驱动，也就是使用交流电场在每一显示期间内对于液晶层施加极性相反的驱动电压。

例如，在列反转驱动的情况下，对向电极的电位在每一个列反转时交替，并通过对向电极电位以及从列驱动用电路(源极驱动电路)输出的模拟电压的差，在像素液晶上施加交流电场。在此情况下，每一个列交替周期(linetime)中是从源极驱动电路输出任意的电压。

另一方面，在源极驱动电路的输出电压反转时，预充电线在一定时间连接到作为等效电容负载的全部源极线，在此时间内，全部源极线短暂地成为同一电位。由于预充电线是连接到具有比全部源极线电容更大电容的外部电容，所以通过对此电容进行充放电而平均化每列在预充电实行时的源极线电位。

在具有预充电电路的液晶显示装置中，当显示静止影像时，此电容的电位由于从源极线充放电的结果，而自动地成为源极驱动电路可输出电压范围的中间附近电位。因此，源极驱动电路对于源极线电容负载的驱动能力，只要能够在列交替周期(line time)内充分地写入从预充电后的中间电压至目标电压间的差值电压即可，具有较高的设计自由度。

但是，当显示动态影像时，由于受到从源极线电容向预充电线电容进行充放电的电荷量不平衡现象所影响，电容电位与电压范围中间附近的电压间有较大偏移的值，而产生不稳定的画面。

以提升显像速度并且避免来自邻接像素影响的角度来看，即使在此电容电位偏离源极驱动电路可输出电压范围的中间附近电位的状况下，仍需要将预充电电压设在其中间附近的电位。

【专利文献1】特开平10-11032号公报

发明内容

如上所述，以往为了维持适当的电压值，是由外部电源提供一定电压至预充电线，然而如上述显示静止影像的情况，利用来自源极线进行预充电时的电荷充放电，可以自动地设为中间值，所以并不需要利用外部电源来维持电位。

然而在已知预充电电路中，不论是否需要从从电荷外部进行充放电，由于直流/直流(DC/DC)转换器等等预充电电压产生电路仍然会持续动作，因此出现浪费无谓电力的问题。

另外，由于在启动时预充电线电容处于完全放电的状态，所以需要充分的充电时间，如此会造成此期间内画面显示内容出现闪烁等等异常画面的问题。

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种液晶显示装置的预充电电路，不需要专用的预充电电源，并且即使在静止画面等不需要对于预充电线维持电位的情况下也可以抑制无谓的电力消耗，另外，在启动时也可以得到稳定的影像。

本发明提供一种预充电电路，其包括：第一导电型的第一薄膜晶体管，其漏极端与电源连接；第二导电型的第二薄膜晶体管，其漏极端与接地端连接，其源极端则与所述第一薄膜晶体管的源极端连接至共通的输出端，其中所述第二导电型与所述第一导电型相反；第一电容组件，连接于所述输出端与所述接地端之间；以及偏置电压控制装置，分别在所述第一薄膜晶体管的栅极端施加第一偏置电压而在所述第二薄膜晶体管的栅极端施加第二偏置电压，并且设定成所述第一薄膜晶体管与所述第二薄膜晶体管不会同时导通，并且在所述输出端上的输出电压值为所述电源的电压与所述接地端的电压的中间值的状态。其中，所述输出电压值降低时，通过所述第一薄膜晶体管的漏极和源极对输出端充电；所述输出电压值上升时，通过所述第二薄膜晶体管的漏极和源极进行放电。

根据本发明另一实施例，提供一种液晶显示装置，其包括一液晶显示部，其将液晶组件连接于晶体管的显示单元配置成矩阵状，所述晶体管的源极连接于设在各行的源极线，所述晶体管的栅极连接于设在各列的栅极线，其特征在于所述源极线连接于如上所述的预充电电路的输出端。

对于本发明的预充电电路而言，由于可以利用且稳定现存电源电压来制作预充电电压，因此不需设置特别的电源或大电容组件，可以达到提高空间效率及降低成本的目的。

附图说明

图1表示适用于本发明预充电电路(precharge circuit)的较佳液晶显示装置的概略结构框图；

图2表示本发明的预充电电路结构的电路图；

图3表示在使用本发明的预充电电路的情况下的动作的时序图；

图4表示一种电子装置范例的立体图，其具有包含本发明预充电电路的液晶显示装置。

主要组件符号说明

10～预充电电路；

20～源极驱动电路；

30～栅极驱动电路；

40～控制电路；

100～液晶显示部；

Va、Vb～分压电压；

11～N通道TFT；

12～P通道TFT；

15、16、17～电阻组件；

18～输出线；

19～电容组件；

21～电源；

22～接地端；

23、24～栅极端；

V_pC：预充电电压；

200～液晶显示面板；

1000电子装置。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的实施例。

图1表示可适用于本发明预充电电路(precharge circuit)的较佳液晶显示装置的概略结构范例的框图。

液晶显示装置即为液晶显示面板200，而此液晶显示面板200是由液晶显示部100与其外围电路所形成。

液晶显示部100中显示单元DC构成多个行多个列的矩阵状，而在一个显示单元DC中，薄膜晶体管TFT的漏极与接地端之间并联着电容C与液晶单元LC，其中薄膜晶体管TFT的源极连接于源极线SL，其栅极连接于栅极线GL。

栅极线GL设置于每一列，并且由栅极驱动电路20以列为单位依序使能。

另一方面，源极线SL则设置于每一行，并且由源极驱动电路依序选择而供给操作电压，而利用设置于中途的预充电电路，进行源极线的预充电处理。

上述预充电电路10、源极驱动电路20和栅极驱动电路30是由控制电路40所控制。由于源极驱动电路20和栅极驱动电路30为已知的技术，因此省略详细说明。

图2是表示本发明的预充电电路实施例的电路图。

在连接至源极驱动电路20的电源线21与接地(GND)线22之间，串联着N通道TFT 11与P通道TFT 12。两个晶体管的源极侧连接到共通的预充电输出线(以下直接称为输出线)18。在此输出线18上，预充电用电容19连接于接地端之间，并且通过输出线18在预充电处理时执行源极电容(未图示)的充放电。另外，输出线18即图1的源极线SL。

在电源线21与接地线22之间，则串联着电阻15、16及17，其电阻值分别为Ra、Rb、Rc，并且以这些电阻分压器进行分压。在电阻15及16的连接点上产生的电压Va施加于N通道TFT 11的栅极端23，另外在电阻16及17的连接点上产生的电压Vb施加于P通道TFT 12的栅极端24，分别作为偏置电压。

接着，说明此电路的动作。电源线21的电位设为Vdd，接地线22的电位设为0V，则偏置电压Va表示为：

Vdd·(Rb+Rc)/(Ra+Rb+Rc)；

另外，偏置电压Vb表示为：

Vdd·Rc/(Ra+Rb+Rc)。

另外，N通道TFT 11及P通道TFT 12分别具有导通的临界电压Vth，并且N通道TFT 11在输出线18的电位低于Va-Vth时，N通道TFT 11为导通状态，其动作是上提输出线18的电位。

另外同样地，当输出线18的电位高于Vb+Vth时，P通道TFT 12为导通状态，其动作是下拉输出线18的电位。

结果使得此电路在显示动态影像的预充电动作时，受到源极线电容负载所造成的输出线18的电压变动介于Va-Vth与Vb+Vth的范围内，而自动地进行从电源线21的充电动作和对接地线22的放电动作。

因此，不需要特别的预充电用电源或高电容组件。

此外，在显示静止影像的预充电动作时，因为输出线18的电位仅利用源极线电容的充放电即可在上述电压范围以内，故上述电路不进行充放电而为停止状态。对于在上述停止时电路的电力消耗，则仅来自电阻15、16及17所决定的偏置电流，并且由于电流量只需要能够保持栅极电位就足够，是非常小的值，所以也具有减少消耗电流的效果。

图3表示显示期间和预充电动作间关系的时序图。

首先在(n-1)期间，提供给液晶单元数组中源极线的源极电位是V₁，在此期间结束后则设有预充电期间，利用导通P通道TFT 12，让源极电位变成大约是电压V₁一半的预充电电压VPC。

在下一个显示期间，将一般接地电位V0提供作为源极电位，在这次电压变化中，由于预充电电压是大约电压V₁的一半，因此电压变动范围较小，可以迅速且确实地变更源极电位。

接在显示区间n后者又是预充电期间，N通道TFT 11为导通状态并使得输出线18的电位上拉至预充电电压V_PC。在后续的显示期间(n+1)，源极电位再度上拉至V₁。

虽然在以上的实施例中，施加在用以调整预充电电压的晶体管的栅极电压是利用电阻分压电压的方式得到适当的电压，然而亦可以采用其它方式来达成。

图4是表示一电子装置的范例，其包含具有上述预充电电路的液晶显示装置。此电子装置1000例如是移动电话，而液晶显示面板200占了此装置表面的主要部分。

就本发明所适用的电子装置而言，除了上述移动电话以外，亦可以是例如便携式音乐播放器、便携式电视、电子字典、导航设备、个人计算机、相机、摄影机、放影机等所谓的电子装置。

Claims

1.一种预充电电路，包括：

第一导电型的第一薄膜晶体管，其漏极端与电源连接；

第二导电型的第二薄膜晶体管，其漏极端与接地端连接，其源极端与所述第一薄膜晶体管的源极端连接至共通的输出端，其中所述第二导电型与所述第一导电型相反；

第一电容组件，连接于所述输出端与所述接地端之间；以及

偏置电压控制装置，分别在所述第一薄膜晶体管的栅极端施加第一偏置电压并在所述第二薄膜晶体管的栅极端施加第二偏置电压，并且设定成所述第一薄膜晶体管与所述第二薄膜晶体管不会同时导通，并且在所述输出端上的输出电压值为所述电源的电压与所述接地端的电压的中间值的状态；

其中，所述输出电压值降低时，通过所述第一薄膜晶体管的漏极和源极间供给电荷至输出端；所述输出电压值上升时，通过所述第二薄膜晶体管的漏极和源极间放电。

2.如权利要求1所述的预充电电路，其中所述偏置电压控制装置是由连接于所述第一薄膜晶体管的栅极端与所述电源之间的第一电阻组件、连接于所述第一薄膜晶体管的栅极端与所述第二薄膜晶体管的栅极端之间的第二电阻组件、以及连接于所述第二薄膜晶体管的栅极端与所述接地端之间的第三电阻组件所构成。

3.一种液晶显示装置，其包括一液晶显示部，其将液晶组件连接于晶体管的显示单元配置成矩阵状，所述晶体管的源极连接于设在各行的源极线，所述晶体管的栅极连接于设在各列的栅极线；

其特征在于：

所述源极线连接于如权利要求1或2所述的预充电电路的输出端。

4.一种电子装置，其特征在于包含如权利要求3所述的液晶显示装置，作为显示面板。

5.如权利要求4所述的电子装置，其中所述电子装置是移动电话，并且所述显示面板是所述移动电话的显示面板。