具体实施方式
在下文中参照附图来更充分地描述本发明,在附图中示出了本发明的示例性实施例。然而,本发明可以以许多不同的形式来实施,且不应被理解为局限于在此提出的实施例。相反,提供这些实施例使得本公开将是彻底的和完全的,且将把本发明的范围充分地传达给本领域的技术人员。相同的标号始终表示相同的元件。
应该理解的是,当元件或层被称作“在”另一元件或层“上”、“连接到”或“结合到”另一元件或层时,该元件或层可以直接在另一元件或层上、直接连接到或直接结合到另一元件或层,或者可以存在中间元件或中间层。相反,当元件或层被称作“直接在”另一元件或层“上”、“直接连接到”或“直接结合到”另一元件或层时,不存在中间元件或中间层。相同的标号始终表示相同的元件。如在这里使用的,术语“和/或”包括一个或多个相关所列项的任意组合和所有组合。
应该理解的是,尽管在这里可使用术语第一、第二等来描述不同的元件、组件、区域、层和/或部分,但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应该受这些术语的限制。这些术语仅是用来将一个元件、组件、区域、层或部分与另一个元件、组件、区域、层或部分区分开来。因此,在不脱离本发明的教导的情况下,下面讨论的第一元件、组件、区域、层或部分可被命名为第二元件、组件、区域、层或部分。
为了方便描述,在这里可使用空间相对术语,如“在...之下”、“在...下方”、“下面的”、“在...上方”、“上面的”等,来描述在图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应该理解的是,空间相对术语意在包含除了在附图中描述的方位之外的装置在使用或操作中的不同方位。例如,如果在附图中的装置被翻转,则被描述为“在”其它元件或特征“下方”或“之下”的元件随后将被定位为“在”其它元件或特征“上方”。因而,示例性术语“在...下方”可包括“在...上方”和“在...下方”两种方位。所述装置可被另外定位(旋转90度或者在其它方位),并对在这里使用的空间相对描述符做出相应的解释。
这里使用的术语仅为了描述特定实施例的目的,而不意图限制本发明。如这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式。还应理解的是,当在本说明书中使用术语“包括”和/或“包含”时,说明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件,但不排除存在或附加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
除非另有定义,否则这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员所通常理解的意思相同的意思。还将理解的是,除非这里明确定义,否则术语(例如那些在通用的字典中定义的术语)应该被解释为具有与相关领域的环境中它们的意思一致的意思,而不将理想地或者过于正式地解释它们的意思。
在下文中,将参照附图来详细解释本发明。
在下文中,将参照图1至图7更详细地描述根据本发明示例性实施例的液晶显示器及其驱动方法。
图1是根据本发明的液晶显示器的示例性实施例的框图。图2是图1中的根据本发明的液晶显示器的一个像素的示例性实施例的等效电路图。图3是示出图1中的液晶显示器的操作的示例性实施例的示意性电路图。图4A和图4B是示出了图3中的液晶显示器的操作的示例性实施例的信号波形时序图。图5是图1中的栅极驱动器的示例性实施例的框图。图6是图1中的栅极驱动器的示例性实施例的等效示意性电路图。图7是示出了图6中的第i级的操作的示例性实施例的信号波形时序图。
参照图1,根据本发明的LCD10的示例性实施例包括液晶面板300、时序控制器500、时钟发生器600、栅极驱动器400和数据驱动器700。
液晶面板300被划分为显示图像的显示区DA和不显示图像的非显示区PA。
显示区DA包括:第一基底100,包括形成在第一基底100上的多条栅极线G1至Gn、多条数据线D1至Dm、多条存储线S1至Sn、像素开关元件Qp(见图2)和像素电极PE;第二基底200,包括形成在第二基底200上的滤色器CF和共电极CE;液晶层150,置于第一基底100和第二基底200之间,从而在显示区DA内显示图像。栅极线G1至Gn和存储线S1至Sn沿着第一方向(即,行方向)延伸,从而基本上彼此平行;数据线D1至Dm沿着第二方向(即,列方向)延伸,从而基本上彼此平行。在本发明的示例性实施例中,第一方向基本上垂直于第二方向。
参照图2,在示例性实施例中,像素PX包括滤色器CF,该滤色器CF可形成在第二基底200的共电极CE的区域上,从而滤色器CF被设置成面向第一基底100的像素电极PE。在示例性实施例中,连接到第i栅极线Gi(i=1至n)和第j数据线Dj(j=1至m)的像素PX包括连接到信号线Gi、Dj的像素开关元件Qp与连接到像素开关元件Qp的液晶电容器Clc和存储电容器Cst。在可替换的示例性实施例中,像素开关元件Qp可以是由非晶硅制成的薄膜晶体管(a-Si TFT)。具体地讲,存储电容器Cst的一个电极连接到液晶电容器Clc,存储电容器Cst的另一个电极连接到存储线Si。
如图2所示,根据示例性实施例,第一基底100在大小方面比第二基底200大,使得非显示区PA不显示图像。
时序控制器500从图形控制器(未示出)接收输入RGB图像信号和控制图像的显示的输入控制信号,并向数据驱动器700供应图像信号DAT和数据控制信号CONT1。在当前示例性实施例中,时序控制器500接收输入控制信号,该输入控制信号包括例如水平同步信号Hsync、主时钟信号Mclk和数据使能信号DE,时序控制器500向数据驱动器700供应数据控制信号CONT1。在当前示例性实施例中,数据控制信号CONT1控制数据驱动器700的操作,并且包括例如开始数据驱动器700的操作的水平起始信号和指示两个数据电压的输出的加载信号。然而,本发明不限于此,并且可以按需要而变化。
数据驱动器700接收图像信号DAT和数据控制信号CONT1,数据驱动器700向数据线D1至Dm供应与图像信号DAT对应的图像数据电压。在当前示例性实施例中,数据驱动器700是集成电路(IC),并以载带封装(TCP)方式连接到液晶面板300;然而,本发明不限于此,并且可以按需要而变化。在另一示例性实施例中,数据驱动器700可以形成在液晶面板300的非显示区PA上。
此外,时序控制器500向时钟发生器600供应时钟发生控制信号CONT2,并向栅极驱动器400供应扫描起始信号STV和扫描方向控制信号DIR、DIRB。时钟发生控制信号CONT2例如包括:栅极时钟信号(未示出),它确定输出栅极导通电压Von时的时序;输出使能信号(未示出),它确定栅极导通电压Von的脉冲宽度;但是时钟发生控制信号CONT2不限于此,并且可以按需要而变化。
扫描方向控制信号DIR、DIRB可以控制向栅极线G1~Gn的每条施加栅极导通电压Von时的导通时间段的顺序。例如,当第一扫描方向控制信号DIR处于高电平,而第二扫描方向控制信号DIRB处于低电平(正向扫描模式,forward-scan mode)时,首先第一栅极线G1的第一导通时间段开始,第一导通时间段之后是第二栅极线G2的第二导通时间段,第三栅极线G3的第三导通时间段至第n栅极线Gn的第n导通时间段依次开始。当第一扫描方向控制信号DIR处于低电平,而第二扫描方向控制信号DIRB处于高电平(反向扫描模式,reverse-scan mode)时,首先第n栅极线Gn的第n导通时间段开始,在第n导通时间段之后是第(n-1)栅极线G(n-1)的第(n-1)导通时间段,第(n-2)栅极线G(n-2)的第(n-2)导通时间段至第一栅极线G1的第一导通时间段依次开始。
时钟发生器600接收时钟发生控制信号CONT2,并输出时钟信号CKV和时钟反相(clock bar)信号CKVB,该时钟反相信号CKVB在栅极导通电压Von和栅极截止电压Voff之间摆动(swing)。在当前示例性实施例中,时钟信号CKV是时钟反相信号CKVB的反相信号。
栅极驱动器400接收扫描起始信号STV、扫描方向控制信号DIR和DIRB、时钟信号CKV、时钟反相信号CKVB及栅极截止电压Voff,并分别向栅极线G1~Gn供应栅极信号。此外,栅极驱动器400顺序地向存储线S1至Sn供应升压电压(boost voltage)Vboost。随后将参照图5至图7来更详细地描述栅极驱动器400。
现在将参照图3和图4A来更详细地描述液晶显示器10的操作。
参照图3,液晶显示器10包括第(i-1)栅极线G(i-1)至第(i+1)栅极线G(i+1)、第(i-1)存储线S(i-1)至第(i+1)存储线S(i+1)及连接到栅极线G(i-1)至G(i+1)和存储线S(i-1)至S(i+1)的像素。每个像素包括液晶电容器Clc和存储电容器Cst。液晶电容器Clc的一个电极连接到像素开关元件Qp,液晶电容器Clc的另一电极接收共电压Vcom。存储电容器Cst的一个电极连接到液晶电容器Clc,存储电容器Cst的另一电极连接到存储线Si。升压开关元件Qb响应升压控制信号CONT3(i)将升压电压施加到存储线Si。
现在将参照图3和图4A来更详细地描述液晶显示器10在正向扫描模式下的操作。
首先,向第(i-1)栅极线G(i-1)供应具有第(i-1)导通时间段Pon(i-1)的第(i-1)栅极信号Gout(i-1)。然后,向第i栅极线G(i)供应具有第i导通时间段Pon(i)的第i栅极信号Gout(i)。向第(i+1)栅极线G(i+1)供应具有第(i+1)导通时间段Pon(i+1)的第(i+1)栅极信号Gout(i+1)。即,第(i-1)导通时间段Pon(i-1)至第(i+1)导通时间段Pon(i+1)顺序地开始。根据示例性实施例,导通时间段Pon(i-1)至Pon(i+1)是一个水平时间段1H。在导通时间段Pon(i-1)至Pon(i+1)中的每个导通时间段期间,液晶电容器Clc被充以数据电压。
升压电压Vboost在高电平和低电平之间摆动,并包括沿E1、E2。沿E1、E2分别是上升沿或下降沿。
第i升压控制信号CONT3(i)包括升压电压输出时间段Pb。例如,第i升压控制信号CONT3(i)可以在升压电压输出时间段期间处于高电平。升压开关元件Qb在升压电压输出时间段Pb期间被导通,并向存储线Si供应升压电压Vboost。这里,传输到存储线Si的升压电压Vboost称作升压电压Sout(i)。因此,存储线Si的升压电压Sout(i)如图4A中所示。根据当前示例性实施例,第一沿E1和第二沿E2出现在升压电压输出时间段Pb中,第i导通时间段Pon(i)出现在第一沿E1和第二沿E2之间。即,升压电压输出时间段Pb与第一沿E1、第i导通时间段Pon(i)和第二沿E2重叠。
液晶电容器Clc的电压V_Clc描述如下。当第i导通时间段Pon(i)开始时,像素开关元件Qp导通,然后液晶电容器Clc被充以数据电压Vdat。在当前示例性实施例中,数据电压Vdat相对于共电压Vcom可以是负的。
接着,像素开关元件Qp在第i导通时间段Pon(i)之后截止,升压电压Vboost的第二沿E2被施加到另一个电容器,即存储电容器Cst。当下降沿E2被施加到另一个电容器,即存储电容器Cst时,该存储电容器Cst的电压降低,并且连接到该存储电容器Cst的液晶电容器Clc的电压降低。例如,存储电容器Cst的电容和液晶电容器Clc的电容相同,液晶电容器Clc的电压在下降沿E2处降低了Vboost/2。
即,通过第二沿E2降低液晶电容器Clc的电压,该第二沿E2在第i导通时间段Pon(i)之后施加到另一个电容器,即存储电容器Cst,使得液晶电容器Clc的升压后的电压与共电压Vcom之差变大。即,电压V_Clc与共电压Vcom之差在升压之后比在升压之前大。如果液晶电容器Clc的升压后的电压为目标电压,则足以供应绝对值低于目标电压的绝对值的数据电压Vdat,因而降低了功耗。
下面参照图3和图4B来更详细地描述液晶显示器10在反向扫描模式下的操作。
首先,向第(i+1)栅极线G(i+1)供应具有第(i+1)导通时间段Pon(i+1)的第(i+1)栅极信号Gout(i+1)。然后,向第i栅极线G(i)供应具有第i导通时间段Pon(i)的第i栅极信号Gout(i)。接着,向第(i-1)栅极线G(i-1)供应具有第(i-1)导通时间段Pon(i-1)的第(i-1)栅极信号Gout(i-1)。即,第(i+1)导通时间段Pon(i+1)至第(i-1)导通时间段Pon(i-1)顺序地开始。
根据示例性实施例,升压电压Vboost包括沿E1、E2。
第i升压控制信号CONT3(i)包括升压电压输出时间段Pb。第一沿E1和第二沿E2出现在升压电压输出时间段Pb中,第i导通时间段Pon(i)出现在第一沿E1和第二沿E2之间。即,升压电压输出时间段Pb与第一沿E1、第i导通时间段Pon(i)和第二沿E2重叠。
液晶电容器Clc的电压V_Clc描述如下。当第i导通时间段Pon(i)开始时,像素开关元件Qp导通,然后液晶电容器Clc被充以数据电压Vdat。在当前示例性实施例中,数据电压Vdat相对于共电压Vcom可以是负的。
接着,像素开关元件Qp在第i导通时间段Pon(i)之后截止,升压电压Vboost的第一沿E1被施加到另一个电容器,即存储电容器Cst。当下降沿E1被施加到另一个电容器,即存储电容器Cst时,该存储电容器Cst的电压降低,并且连接到该存储电容器Cst的液晶电容器Clc的电压降低。例如,存储电容器Cst的电容和液晶电容器Clc的电容相同,液晶电容器Clc的电压在下降沿E1处降低了Vboost/2。
参照图4A、图4B,升压电压Vboost包括第一沿E1和第二沿E2,沿E1、E2出现在升压电压输出时间段Pb中,使得在正向扫描模式和/或反向扫描模式下液晶电容器Clc的电压V_Clc降低或放大。在当前示例性实施例中,升压电压输出时间段Pb可以与第(i-1)导通时间段Pon(i-1)至第(i+1)导通时间段Pon(i+1)重叠。
下面更详细地描述栅极驱动器400,这里描述的是栅极驱动器400在正向扫描模式下操作。
参照图1和图5,栅极驱动器400包括以级联(cascade)方式相互连接的多个级ST1至ST(n+1)。除了末级ST(n+1)之外,级ST1至STn中的每个级连接到各自对应的多条栅极线G1至Gn的栅极线和存储线Si,级ST1至STn在升压电压输出时间段Pb期间分别输出栅极信号Gout(1)至Gout(n)和升压电压Sout(1)至Sout(n)。级ST1至ST(n+1)中的每个级接收升压电压Vboost、栅极截止电压Voff、时钟信号CKV、时钟反相信号CKVB和扫描方向控制信号DIR、DIRB。级ST1至ST(n+1)中的每个级包括第一扫描方向端D1、第二扫描方向端D2、第一时钟端CK1、第二时钟端CK2、设置端S、重置端R、电源电压端G、升压电压端B、栅极输出端OUT1和存储输出端OUT2。
在级ST1至ST(n+1)中,例如,第i(i≠1)级ST(i)包括:设置端S,前一级ST(i-1)的栅极信号Gout(i-1)输入到设置端S;重置端R,下一级ST(i+1)的栅极信号Gout(i+1)输入到该重置端R;第一时钟端CK1和第二时钟端CK2,第一时钟信号CKV和时钟反相信号CKVB分别输入到第一时钟端CK1和第二时钟端CK2;电源电压端G,栅极截止电压Voff输入到电源电压端G;第一扫描方向端D1和第二扫描方向端D2,扫描方向控制信号DIR、DIRB分别输入到第一扫描方向端D1和第二扫描方向端D2;升压电压端B,升压电压Vboost输入到升压电压端B。第一扫描方向控制信号DIR处于高电平,而第二扫描方向控制信号DIRB处于低电平。第i级ST(i)包括:栅极输出端OUT1,通过该端输出第i栅极信号Gout(i);存储输出端OUT2,通过该端输出升压电压输出时间段Pb的升压电压Sout(i)。
根据示例性实施例,将扫描起始信号STV输入到第一级ST1的设置端S。
将末级ST(n+1)的栅极信号Gout(n+1)输入到第n级STn的重置端R。将扫描起始信号STV输入到末级ST(n+1)的重置端R。
然而,在反向扫描模式下,可以将扫描起始信号STV输入到第(n+1)级ST(n+1)的重置端R,并且第一扫描方向控制信号DIR可以处于低电平,而第二扫描方向控制信号DIRB可以处于高电平。
下面参照图6和图7来更详细地描述第i级ST(i)。
参照图6,第i级ST(i)包括栅极信号供应器410和升压电压供应器460。栅极信号供应器410将第i栅极信号Gout(i)输出到第i栅极线Gi,升压电压供应器460在升压电压输出时间段Pb期间将升压电压Sout(i)输出到第i存储线Si。
根据示例性实施例,栅极信号供应器410包括上拉控制单元(pull-up-control unit)420、上拉单元430、下拉单元(pull-down unit)440和保持单元450。在正向扫描模式下,第一扫描方向控制信号DIR处于高电平,而第二扫描方向控制信号DIRB处于低电平。
上拉控制单元420包括晶体管T2和T3。晶体管T2的栅极接收第(i-1)栅极信号Gout(i-1),晶体管T2响应第(i-1)栅极信号Gout(i-1)将第一扫描方向控制信号DIR输出到第一节点N1。晶体管T3的栅极接收第(i+1)栅极信号Gout(i+1),晶体管T3响应第(i+1)栅极信号Gout(i+1)将第二扫描方向控制信号DIRB输出到第一节点N1。
上拉单元430包括晶体管T1及连接晶体管T1的栅极和源级的电容器C1。晶体管T1的栅极连接到第一节点N1,晶体管T1的漏极接收时钟信号CKV。
下拉单元440包括晶体管T6,晶体管T6的漏极连接到晶体管T1的源极。晶体管T6的源极接收栅极截止电压Voff,晶体管T6的栅极接收时钟反相信号CKVB。
保持单元450包括晶体管T4、T5和T7。晶体管T4的栅极连接到第二节点N2,晶体管T4的漏极连接到第一节点N1,晶体管T4的源极连接到栅极截止电压Voff。晶体管T5的栅极连接到第二节点N2,晶体管T5的漏极连接到晶体管T1的源极,晶体管T5的源极连接到栅极截止电压Voff。晶体管T7的栅极连接到第一节点N1,晶体管T7的漏极连接到第二节点N2,晶体管T7的源极连接到栅极截止电压Voff。根据示例性实施例,晶体管T1至T7是a-Si TFT。
首先,下面在下文描述第i栅极信号Gout(i)从栅极截止电压Voff转换(transition)到栅极导通电压Von的操作。
在第(i-1)导通时间段Pon(i-1)期间,上拉控制单元420的晶体管T2接收第(i-1)栅极信号Gout(i-1),晶体管T2导通。晶体管T2将第一扫描方向控制信号DIR输出到第一节点N1。即,上拉单元430的电容器C1在第(i-1)导通时间段Pon(i-1)期间被充电。
在上拉单元430的电容器C1被充电之后,晶体管T1导通,并在第i导通时间段Pon(i)期间输出时钟信号CKV作为第i栅极信号Gout(i)。
接下来,在下文描述第i栅极信号Gout(i)保持在高电平的操作。
当第i栅极信号Gout(i)处于高电平时,保持单元450的晶体管T7导通,并向晶体管T4和T5的栅极供应栅极截止电压Voff。晶体管T4截止,但是没有截止晶体管T1。另外,晶体管T5截止,但是没有下拉第i栅极信号Gout(i)。即,保持单元450在第i导通时间段Pon(i)保持第i栅极信号Gout(i)处于高电平。
接下来,在下文描述第i栅极信号Gout(i)从栅极导通电压Von转换到栅极截止电压Voff的操作。
在第(i+1)导通时间段Pon(i+1)期间,下拉单元440的晶体管T6接收时钟反相信号CKVB,并且导通。晶体管T6将第i栅极信号Gout(i)下拉到栅极截止电压Voff。
根据当前示例性实施例,上拉控制单元420的晶体管T3接收第(i+1)栅极信号Gout(i+1),晶体管T3导通,并且晶体管T3将第二扫描方向控制信号DIRB供应到第一节点N1。因此,第一节点N1的电平下降到低电平,上拉单元430的晶体管T1截止。
接下来,下面在下文描述第i栅极信号Gout(i)保持在低电平的操作。
当第一节点N1的电压处于低电平时,保持单元450的晶体管T7截止,没有向第二节点N2供应栅极截止电压Voff。因此,第二节点N2的电压根据时钟信号CKV来变化。例如,当时钟信号CKV处于高电平时,第二节点N2处于高电平,而导通晶体管T4和T5。晶体管T4向第一节点N1供应栅极截止电压Voff,便于上拉单元430的晶体管T1截止,第一电容器C1放电。另外,晶体管T5将第i栅极信号Gout(i)保持在栅极截止电压Voff。
即,如图7所示,栅极驱动器400在第(i-2)导通时间段Pon(i-2)期间输出时钟信号CKV作为第(i-2)栅极信号Gout(i-2),在第(i-1)导通时间段Pon(i-1)期间输出时钟反相信号CKVB作为第(i-1)栅极信号Gout(i-1),在第i导通时间段Pon(i)期间输出时钟信号CKV作为第i栅极信号Gout(i),在第(i+1)导通时间段Pon(i+1)期间输出时钟反相信号CKVB作为第(i+1)栅极信号Gout(i+1),在第(i+2)导通时间段Pon(i+2)期间输出时钟信号CKV作为第(i+2)栅极信号Gout(i+2)。
接下来,下面更详细地描述升压电压供应器460。
根据示例性实施例,升压电压供应器460包括第一开关元件470、第二开关元件480和开关单元490。第一开关元件470是二极管接法晶体管T8。第二开关元件480是二极管接法晶体管T9。开关单元490包括晶体管T10和和T11。根据当前示例性实施例,晶体管T8至T11是a-Si TFT。
在第(i-2)导通时间段Pon(i-2)期间,开关单元490的晶体管T10导通,并向第三节点N3供应地电压。因此,第i升压控制信号CONT3(i)在第(i-2)导通时间段Pon(i-2)期间处于低电平。此时,晶体管T8、T9和T11截止。
在第(i-1)导通时间段Pon(i-1)期间,二极管接法晶体管T8向第三节点N3供应第(i-1)栅极信号Gout(i-1)。因此,第i升压控制信号CONT3(i)在第(i-1)导通时间段Pon(i-1)期间处于高电平。此时,晶体管T9、T10和T11截止。
在第(i+1)导通时间段Pon(i+1)期间,二极管接法晶体管T9向第三节点N3供应第(i+1)栅极信号Gout(i+1)。因此,第i升压控制信号CONT3(i)在第(i+1)导通时间段Pon(i+1)期间处于高电平。此时,晶体管T8、T10和T11截止。
在第(i+2)导通时间段Pon(i+2)期间,开关单元490的晶体管T11导通,并向第三节点N3供应地电压。因此,第i升压控制信号CONT3(i)在第(i+2)导通时间段Pon(i+2)期间处于低电平。此时,晶体管T8、T9和T10截止。
即,如图4A、图4B和图7所示,第i升压控制信号CONT3(i)在升压电压输出时间段Pb期间处于高电平。在上面的示例性实施例中,开关单元490包括两个晶体管T10和T11,每个晶体管响应第(i-2)栅极信号Gout(i-2)或第(i+2)栅极信号Gout(i+2)来操作。然而,本发明不限于此。例如,开关单元490可以包括至少一个晶体管,并且在除了第(i-1)导通时间段Pon(i-1)和第(i+1)导通时间段Pon(i+1)之外的时间段期间供应地电压。
在下文,参照图8至图11B来更详细地描述根据本发明的另一示例性实施例的LCD及其驱动方法。
图8是根据本发明的液晶显示器的示例性实施例的框图。图9是示出了图8中的栅极驱动器的操作的示例性实施例的信号波形时序图。图10是第i级的示例性实施例的等效示意性电路图。图11A和图11B是示出了图8中的液晶显示器的操作的示例性实施例的信号波形时序图。
参照图8,根据本发明示例性实施例的LCD11包括LCD面板300、时序控制器501、第一时钟发生器600a、第二时钟发生器600b、第一栅极驱动器400a、第二栅极驱动器400b和数据驱动器700。
栅极驱动器400a、400b的每个向多条栅极线G1~G2n输出栅极信号。例如,第一栅极驱动器400a连接到栅极线G1~G2n中的奇数栅极线G1~G(2n-1)和存储线S1~S2n中的奇数存储线S1~S(2n-1),第二栅极驱动器400b连接到偶数栅极线G2~G2n和偶数存储线S2~S2n。根据示例性实施例,第一栅极驱动器和第二栅极驱动器可以不是物理上相互分离。
更详细地讲,时序控制器501向第一时钟发生器600a供应第一时钟发生控制信号CONT2a,向第二时钟发生器600b供应第二时钟发生控制信号CONT2b。另外,时序控制器501向第一栅极驱动器400a供应第一扫描起始信号STV_L,向第二栅极驱动器400b供应第二扫描起始信号STV_R。根据当前示例性实施例,第一扫描起始信号STV_L和第二扫描起始信号STV_R具有预定的相位差。
第一时钟发生器600a接收第一时钟发生控制信号CONT2a,产生第一时钟信号CKV_L和第一时钟反相信号CKVB_L,并向第一栅极驱动器400a供应第一时钟信号CKV_L和第一时钟反相信号CKVB_L。第二时钟发生器600b接收第二时钟发生控制信号CONT2b,产生第二时钟信号CKV_R和第二时钟反相信号CKVB_R,并向第二栅极驱动器400b供应第二时钟信号CKV_R和第二时钟反相信号CKVB_R。根据当前示例性实施例,第一时钟信号CKV_L和第二时钟信号CKV_R具有预定的相位差。
接下来,现在参照图9和图10来更详细地描述栅极驱动器400a和400b,这里,栅极驱动器400a和400b是在正向扫描模式下操作的。
参照图9,第一栅极驱动器400a输出第(i-2)栅极信号Gout(i-2)、第i栅极信号Gout(i)和第(i+2)栅极信号Gout(i+2)。第二栅极驱动器400b输出第(i-1)栅极信号Gout(i-1)和第(i+1)栅极信号Gout(i+1)。在正向扫描模式下,第(i-2)导通时间段Pon(i-2)至第(i+2)导通时间段Pon(i+2)顺序地开始,如图9所示。
第一栅极驱动器400a接收第一时钟信号CKV_L和第一时钟反相信号CKVB_L,并输出第(i-2)栅极信号Gout(i-2)、第i栅极信号Gout(i)和第(i+2)栅极信号Gout(i+2)。即,第一栅极驱动器400a在第(i-2)导通时间段Pon(i-2)期间输出第一时钟反相信号CKVB_L作为第(i-2)栅极信号Gout(i-2),在第i导通时间段Pon(i)期间输出第一时钟信号CKV_L作为第i栅极信号Gout(i),在第(i+2)导通时间段Pon(i+2)期间输出第一时钟反相信号CKVB_L作为第(i+2)栅极信号Gout(i+2)。
第二栅极驱动器400b接收第二时钟信号CKV_R和第二时钟反相信号CKVB_R,并输出第(i-1)栅极信号Gout(i-1)和第(i+1)栅极信号Gout(i+1)。根据当前示例性实施例,第二时钟信号CKV_R与第一时钟信号CKV_L具有相位差。即,第二栅极驱动器400b在第(i-1)导通时间段Pon(i-1)期间输出第二时钟信号CKV_R作为第(i-1)栅极信号Gout(i-1),在第(i+1)导通时间段Pon(i+1)期间输出第二时钟反相信号CKVB_R作为第(i+1)栅极信号Gout(i+1)。
在正向扫描模式下,第(i-2)导通时间段Pon(i-2)至第(i+2)导通时间段Pon(i+2)顺序地开始。
导通时间段Pon(i-2)至Pon(i+2)的每个与相邻的另一导通时间段重叠。导通时间段Pon(i-2)至Pon(i+2)的每个具有预充电时间段Ppre(i-2)至Ppre(i+2)和主充电时间段Pmain(i-2)至Pmain(i+2)。第i导通时间段Pon(i)的预充电时间段Ppre(i)与第(i-1)导通时间段Pon(i-1)的主充电时间段Pmain(i-1)重叠,第i导通时间段Pon(i)的主充电时间段Pmain(i)与第(i+1)导通时间段Pon(i+1)的预充电时间段Ppre(i+1)重叠。
在下文中,参照图10来更详细地描述第一栅极驱动器400a的第i级ST(i)。
参照图10,第i级ST(i)包括栅极信号供应器410a和升压电压供应器460a。栅极信号供应器410a将第i栅极信号Gout(i)输出到第i栅极线Gi,升压电压供应器460a在升压电压输出时间段Pb期间将升压电压Sout(i)输出到第i存储线Si。
栅极信号供应器410a包括上拉控制单元420a、上拉单元430a、下拉单元440a和保持单元450a。此外,参照图6和图7,栅极信号供应器410a的上拉控制单元420a接收第(i-2)栅极信号Gout(i-2)和第(i+2)栅极信号Gout(i+2),并在第i导通时间段Pon(i)期间输出第一时钟信号CKV_L作为第i栅极信号Gout(i),如图11A和图11B所示。
如图9所示,升压电压供应器460a根据升压控制信号CONT3(i)在升压电压输出时间段Pb期间输出升压电压Sout(i)。根据当前示例性实施例,升压电压Vboost包括沿E1和E2。沿E1和E2可以分别是上升沿和下降沿。第i升压控制信号CONT3(i)包括升压电压输出时间段Pb。这里,第一沿E1和第二沿E2出现在升压电压输出时间段Pb中,第i导通时间段Pon(i)出现在第一沿E1和第二沿E2之间。即,升压电压输出时间段Pb与第一沿E1、第i导通时间段Pon(i)和第二沿E2重叠。另外,升压电压输出时间段Pb可以与第(i-1)导通时间段Pon(i-1)和第(i+1)导通时间段Pon(i+1)重叠。
根据示例性实施例,升压电压供应器460a包括第一开关元件470a、第二开关元件480a和开关单元490a。第一开关元件470a是二极管接法晶体管T8。第二开关元件480a是二极管接法晶体管T9。开关单元490a包括晶体管T12和T13。
二极管接法晶体管T8在第(i-1)导通时间段Pon(i-1)期间向第三节点N3供应第(i-1)栅极信号Gout(i-1)。根据示例性实施例,当开关单元490a的晶体管T12接收第二时钟信号CKV_R并被导通时,晶体管T12向第三节点N3供应第(i-1)栅极信号Gout(i-1)。二极管接法晶体管T9和开关单元490a的晶体管T13截止。
二极管接法晶体管T9在第(i+1)导通时间段Pon(i+1)期间向第三节点N3供应第(i+1)栅极信号Gout(i+1)。这里,开关单元490a的晶体管T13接收第二时钟反相信号CKVB_R,并且在被导通时向第三节点N3供应第(i+1)栅极信号Gout(i+1)。二极管接法晶体管T8和开关单元490a的晶体管T12截止。
在第(i-1)导通时间段Pon(i-1)和第(i+1)导通时间段Pon(i+1)之后,开关单元490a的晶体管T12和T13根据第二时钟信号CKV_R和第二时钟反相信号CKVB_R而开启,并分别向第三节点N3供应第(i-1)栅极信号Gout(i-1)和第(i+1)栅极信号Gout(i+1)。
因此,升压电压供应器460a产生第i升压控制信号CONT3(i),其中,第i升压控制信号CONT3(i)具有与第(i-1)导通时间段Pon(i-1)和第(i+1)导通时间段Pon(i+1)重叠的升压电压输出时间段Pb,如图9所示。
在升压电压输出时间段Pb期间,升压开关元件Qb响应第i升压控制信号CONT3(i)输出升压电压Sout(i)。晶体管T8、T9、T12和T13是a-Si TFT。
参照图3、图11A和图11B来描述LCD在正向扫描模式下和在反向扫描模式下的操作。
参照图3和图11A来描述LCD在正向扫描模式下的操作。
当在第i导通时间段Pon(i)中,预充电时间段Ppre(i)开始时,像素开关元件Qp导通,施加到与第(i-1)栅极线G(i-1)连接的液晶电容器(未示出)的数据电压被施加到连接到第i栅极线Gi的液晶电容器Clc,液晶电容器Clc被预充以预定的电压Vpre,液晶电容器Clc在主充电时间段Pmain(i)期间被充以图像数据电压Vdat。
在第i导通时间段Pon(i)之后,像素开关元件Qp截止,存储电容器Cst接收升压电压Vboost的第二沿E2。当向存储电容器Cst供应下降沿E2时,存储电容器Cst的电压电平相对于共电压Vcom而降低,与该存储电容器Cst连接的液晶电容器Clc的电压电平相对于共电压Vcom而降低。例如,存储电容器Cst的电容和液晶电容器Clc的电容相同,液晶电容器Clc的电压根据下降沿E2降低了Vboost/2。
即,通过第二沿E2降低液晶电容器Clc的电压,该第二沿E2在第i导通时间段Pon(i)之后被施加到另一个电容器,即存储电容器Cst,从而液晶电容器Clc的升压后的电压与共电压Vcom之差变大。
参照图3和图11B来描述LCD在反向扫描模式下的操作。
第(i+2)导通时间段Pon(i+2)至第(i-2)导通时间段Pon(i-2)顺序地开始。
第i导通时间段Pon(i)中的预充电时间段Ppre(i)与第(i+1)导通时间段Pon(i+1)的主充电时间段Pmain(i+1)重叠,第i导通时间段Pon(i)的主充电时间段Pmain(i)与第(i-1)导通时间段Pon(i-1)的预充电时间段Ppre(i-1)重叠。
升压电压Vboost包括沿E1和E2。
第i升压控制信号CONT3(i)包括升压电压输出时间段Pb。如上所述,第一沿E1和第二沿E2出现在升压电压输出时间段Pb中,第i导通时间段Pon(i)出现在第一沿E1和第二沿E2之间。即,升压电压输出时间段Pb与第一沿E1、第i导通时间段Pon(i)和第二沿E2重叠。根据示例性实施例,升压电压输出时间段Pb可以与第(i-1)导通时间段Pon(i-1)和第(i+1)导通时间段Pon(i+1)重叠。
当第i导通时间段Pon(i)的预充电时间段Ppre(i)开始时,像素开关元件Qp导通,施加到与第(i+1)栅极线G(i+1)连接的液晶电容器(未示出)的数据电压被施加到连接到第i栅极线Gi的液晶电容器Clc,液晶电容器Clc被预充以预定的电压Vpre,液晶电容器Clc在主充电时间段Pmain(i)期间被充以图像数据电压Vdat。
在第i导通时间段Pon(i)之后,像素开关元件Qp截止,存储电容器Cst接收升压电压Vboost的第一沿E1。当向存储电容器Cst供应上升沿E1时,存储电容器Cst的电压电平相对于共电压Vcom而升高,与该存储电容器Cst连接的液晶电容器Clc的电压电平相对于共电压Vcom而升高。例如,存储电容器Cst的电容和液晶电容器Clc的电容相同,液晶电容器Clc的电压根据上升沿E1升高了Vboost/2。
即,当升压电压Vboost包括第一沿E1和第二沿E2,沿E1和E2出现在升压电压输出时间段Pb期间,第i导通时间段Pon(i)出现在第一沿E1和第二沿E2之间时,在正向扫描模式或反向扫描模式下,液晶电容器Clc的电压升高或降低。根据示例性实施例,升压电压输出时间段Pb可以与第(i-1)导通时间段Pon(i-1)至第(i+1)导通时间段Pon(i+1)重叠。
然而,本发明不限于此,升压电压供应器460a可以被包括在第二栅极驱动器400b中。
在下文中,参照图12来更详细地描述根据本发明另一示例性实施例的LCD。图12是根据本发明另一示例性实施例的液晶显示器的升压电压供应器的等效示意性电路图。
参照图9和图12,升压电压供应器461a包括第一开关元件T12、第二开关元件T13、第三开关元件T14和第四开关元件T15。
第一开关元件T12在第(i-1)导通时间段Pon(i-1)期间向第三节点N3供应第(i-1)栅极信号Gout(i-1),第二开关元件T13在第(i+1)导通时间段Pon(i+1)期间向第三节点N3供应第(i+1)栅极信号Gout(i+1),第三开关元件T14在第(i-2)导通时间段Pon(i-2)向第三节点N3供应第(i-1)栅极信号Gout(i-1),第四开关元件T15在第(i+2)导通时间段Pon(i+2)向第三节点N3供应第(i+1)栅极信号Gout(i+1)。
更详细地讲,第三开关元件T14在第(i-2)导通时间段Pon(i-2)中的预充电时间段Ppre(i-2)期间向第三节点N3供应第(i-1)栅极信号Gout(i-1),从而第i升压控制信号CONT3(i)在第(i-2)导通时间段Pon(i-2)期间处于低电平。
第一开关元件T12在第(i-1)导通时间段Pon(i-1)期间接收第二时钟信号CKV_R,并导通而向第三节点N3供应第(i-1)栅极信号Gout(i-1),从而第i升压控制信号CONT3(i)在第(i-1)导通时间段Pon(i-1)期间处于高电平。这里,第二开关元件T13和第四开关元件T15截止。
第二开关元件T13在第(i+1)导通时间段Pon(i+1)期间接收第二时钟反相信号CKVB_R,并导通而向第三节点N3供应第(i+1)栅极信号Gout(i+1),从而第i升压控制信号CONT3(i)在第(i+1)导通时间段Pon(i+1)期间处于高电平。这里,第一开关元件T12和第三开关元件T14截止。
第四开关元件T15在第(i+2)导通时间段Pon(i+2)的主充电时间段Pmain(i+2)期间供应第(i+1)栅极信号Gout(i+1),从而第i升压控制信号CONT3(i)在第(i+2)导通时间段Pon(i+2)期间处于低电平。根据当前示例性实施例,开关元件T12~T15是a-Si TFT。
即,第一开关元件T12至第四开关元件T15在升压电压输出时间段Pb期间向第三节点N3供应第i升压控制信号CONT3(i),如图9所示。这里,升压电压输出时间段Pb可以与第(i-1)导通时间段Pon(i-1)和第(i+1)导通时间段Pon(i+1)重叠。
在下文,参照图13和图14来更详细地描述根据本发明另一示例性实施例的LCD。图13是根据本发明另一示例性实施例的液晶显示器的升压电压供应器的等效示意性电路图,图14是示出了图13中的升压电压供应器的操作的信号波形时序图。
参照图13和图14,升压电压供应器462a包括第一开关元件T12、第二开关元件T13、第三开关元件T16和第四开关元件T17。
第一开关元件T12在第(i-1)导通时间段Pon(i-1)期间向第三节点N3供应第(i-1)栅极信号Gout(i-1)。第二开关元件T13向第三节点N3供应第(i+1)栅极信号Gout(i+1)。第三开关元件T16和第四开关元件T17向第三节点N3供应地电压。
第三开关元件T16在第(i-3)导通时间段Pon(i-3)期间接收第(i-3)栅极信号Gout(i-3),并且在导通时向第三节点N3供应地电压,从而第i升压控制信号CONT3(i)在第(i-3)导通时间段Pon(i-3)期间处于低电平。
第一开关元件T12在第(i-1)导通时间段Pon(i-1)期间接收第二时钟信号CKV_R,并且在导通时向第三节点N3供应第(i-1)栅极信号Gout(i-1),从而第i升压控制信号CONT3(i)在第(i-1)导通时间段Pon(i-1)期间处于高电平。第二开关元件T13和第四开关元件T17截止。
接着,在第(i+1)导通时间段Pon(i+1)期间,第二开关元件T13接收第二时钟反相信号CKVB_R,并导通而向第三节点N3供应第(i+1)栅极信号Gout(i+1),从而第i升压控制信号CONT3(i)在第(i+1)导通时间段Pon(i+1)期间处于高电平。第一开关元件T12和第三开关元件16截止。
接着,第四开关元件T17在第(i+3)导通时间段Pon(i+3)期间接收第(i+3)栅极信号Gout(i+3),并导通而向第三节点N3供应地电压,从而第i升压控制信号CONT3(i)在第(i+3)导通时间段Pon(i+3)期间处于低电平。根据当前示例性实施例,开关元件T12、T13、T16和T17是a-Si TFT。
即,第一开关元件至第四开关元件T12、T13、T16和T17在升压电压输出时间段Pb向第三节点N3供应处于高电平的第i升压控制信号CONT3(i),如图14所示。根据当前示例性实施例,升压电压输出时间段Pb与第(i-1)导通时间段Pon(i-1)和第(i+1)导通时间段Pon(i+1)重叠。
如上所述,根据本发明的液晶显示器及其驱动方法,在正向扫描模式和反向扫描模式下均降低了功耗。
虽然已经参照本发明的一些示例性实施例示出和描述了本发明,但是本领域的普通技术人员应当明白,在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下,可以在此做出各种形式上和细节上的改变。