CN101630486B - 液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

一种液晶显示装置包含一显示面板，此显示面板又包含多条扫描线、栅极驱动电路、以及时脉电路。此时脉电路包含时脉产生器与调整电路。时脉产生器供产生一时脉信号，而时脉信号具有第一高电位准位与第一低电位准位。调整电路与时脉产生器连结以接收时脉信号，进而产生与时脉信号具有相同周期的一修正时脉信号。此修正时脉信号具有第二高电位准位与第二低电位准位。栅极驱动电路与时脉电路连结以接收修正时脉信号，并利用修正时脉信号作为一栅极驱动信号以驱动多条扫描线。

Description

液晶显示装置

技术领域

本发明涉及一种液晶显示装置，特别是一种含有低温多晶硅薄膜晶体管的液晶显示装置。

背景技术

液晶显示装置具有高画质、体积小、低驱动电压、低消耗功率等优点，使得液晶显示屏幕广泛应用于现今的可携式信息产品中，例如行动电话、笔记本型计算机、个人数字助理等等。但大尺寸的液晶显示装置往往会有一个问题，也就是当屏幕尺寸愈大时，闪烁(flicker)问题愈严重。

一般来说，液晶显示装置中具有一液晶面板，其中栅极(闸极)驱动电路输出栅极驱动信号依序打开扫描线上的薄膜晶体管(TFT)。通常驱动信号的波形为方波，但是因为制程的因素，扫描线上会有杂散电容与电阻的产生，进而产生RC延迟(RC delay)，导致波形的失真，如图1A所示，特别是当驱动信号传递到扫描线愈后端时，波形失真的状况更为严重，因此大尺寸的液晶面板需要有特别的手段来处理此问题。

已知方式主要是改变栅极驱动电路的高低参考电位准位，来改变栅极驱动信号的最高及最低电位准位(VGH、VGL)，由此来修改栅极驱动信号的波形。另外如图1B所示，参考美国专利第5,602,260号所揭示的液晶显示面板1，含有1280×1024个像素，并包含数据驱动电路10、栅极驱动电路12、以及补偿电压电路14，其中针对栅极驱动电路12所选的扫描线S，在栅极驱动信号转为OFF(低电位准位)时，补偿电压电路14立刻施予一补偿电压CV，由此修改栅极驱动信号GS的波形。

但以上的方式，都必须提供一个变动的电压源，虽然可以达到修改栅极驱动信号的波形的效果，但是电压源的变动会导致更多电能的消耗，此外，已知的方式都会增加电路的复杂度，相对也会增加制程上的成本。

因此，有必要提供一种新的液晶显示装置，其中采用一种简单、容易实施又节能的方式修改栅极驱动信号的波形。

发明内容

鉴于先前技术的缺失，本发明一方面提供一种液晶显示装置，其中直接修改栅极驱动电路所接收的时脉信号，来提供所需的栅极驱动信号的波形。更特别的是，本发明利用简单的CMOS(互补金属氧化物半导体)反相(inverter)放大器，即可达成上述的目的，相较于现有技术，本发明所提出的方式实施上简单，且减少电能的消耗，也不会增加制造成本与时间。

于本发明一实施例中，液晶显示装置包含一显示面板，此显示面板又包含多条扫描线、栅极驱动电路、以及时脉电路。此时脉电路包含时脉产生器与调整电路。时脉产生器供产生一时脉信号，而时脉信号具有第一高电位准位与第一低电位准位。调整电路与时脉产生器连结以接收时脉信号，进而产生与时脉信号具有相同周期的一修正时脉信号，此修正时脉信号具有第二高电位准位与第二低电位准位，但时脉信号从第一低电位准位上升至第一高电位准位的时间少于修正时脉信号从第二低电位准位上升至第二高电位准位的时间。栅极驱动电路与时脉电路连结以接收修正时脉信号，并利用修正时脉信号作为一栅极驱动信号以驱动多条扫描线。而第二高电位准位与第二低电位准位即为栅极驱动信号的最高电位准位与最低电位准位。

此外，在另一实施例中，调整电路为一位准移位(level shift)放大器，且每一扫描线包含多个低温多晶硅薄膜晶体管(LTPS TFT)，而低温多晶硅薄膜晶体管与栅极驱动电路形成在同一玻璃基板上。

配合以下的优选实施例的叙述与示意图说明，本发明的目的、实施例、特征、与优点将更为清楚。

附图说明

图1A显示一方波驱动信号失真的情况；

图1B为一现有技术中的液晶显示装置；

图2A显示本发明一实施例的液晶显示装置；

图2B显示本发明一实施例的显示面板；

图2C显示本发明一实施例的时脉电路；

图2D显示本发明另一实施例的时脉电路；

图3显示不同的栅极-源极电压下，漏极-源极电压/电流的关系。

具体实施方式

图2A显示本发明一实施例的液晶显示装置20。本领域技术人员应知，液晶显示装置20可包含，但不限于，例如手机、数字相机、个人数字助理、笔记本型计算机、桌上型计算机、电视、全球定位系统、车用显示器、航空用显示器、数字相框或可携式DVD放影机等等。在本实施例中，液晶显示装置20可包括具有时脉电路240的显示面板200以及电源供应器250，其中，电源供应器250耦接至显示面板200以提供电能至显示面板200。值得一提的是，本说明书中的图式是为了解释本发明，图式中的比例与尺寸以及各元件之间的相对位置，仅供参考，不应用来限制本发明。

液晶显示装置20包含显示面板200，而如图2B所示，此显示面板200包含薄膜晶体管阵列210、栅极驱动电路220、数据驱动电路230、以及时脉电路240。栅极驱动电路220与数据驱动电路230分别利用扫描线(S1-Sn)与数据线(D1-Dm)而控制显示面板210上的像素来显示影像，其中栅极驱动电路220用来打开及关闭在扫描线(S1-Sn)上的薄膜晶体管210，此部分技术内容应为本领域技术人员所已知，在此不加赘述。值得一提的是，在此实施例中，薄膜晶体管阵列210可为低温多晶硅(LTPS，Low TemperaturePoly-Silicon)制程所制造的薄膜晶体管，而栅极驱动电路220与数据驱动电路230与LTPS薄膜晶体管阵列210整合形成在相同的玻璃基板(未图示)上，可以节省周围电路板所使用的面积，因而降低制作成本。

时脉电路240可实施为一特殊应用集成电路(ASIC，Application-specific integrated circuit)，设置在玻璃基板旁的电路板(未图标)上，时脉电路240还包含时脉产生器242与调整电路244。时脉产生器242供产生一时脉信号CKV，其波形为方波，且具有第一高电位准位与第一低电位准位，举例来说，第一高电位准位设定为3.3V而第一低电位准位设定在0V，而关于此时脉产生器242供产生时脉信号CKV的方法，可参考一般液晶显示面板中的时脉电路产生时脉信号方式，在此不加赘述。

与已知时脉电路不同的是，时脉电路240中调整电路244与时脉产生器242连结以接收时脉信号CKV，进而产生与时脉信号具有相同周期的一修正时脉信号ACKV。此修正时脉信号ACKV具有第二高电位准位与第二低电位准位，而在此实施例中，第二高电位准位设定为12V而第二低电位准位设定在-6V，而此第二高电位准位与第二低电位准位即为栅极驱动信号的最高电位准位(VGH)与最低电位准位(VGL)。

值得一提的是，时脉信号CKV的上升缘，也就是从第一低电位准位(0V)上升至第一高电位准位(3.3V)的时间，少于修正时脉信号ACKV的上升缘，也就是从第二低电位准位(-6V)上升至第二高电位准位(12V)的时间，关于此部分的细节将进一步详述于后。接着，栅极驱动电路220与时脉电路240连结以接收修正时脉信号ACKV，并直接将修正时脉信号ACKV依序输入扫描线S1-Sn，以作为栅极驱动信号，来驱动扫描线上的薄膜晶体管210。在上述实施例中，薄膜晶体管210可设定为当修正时脉信号ACKV超过8V时则为开启，当修正时脉信号ACKV低于0V时则为关闭。

如图2C所示，调整电路244包含一位准移位(level shift)放大器，例如CMOS反相(inverter)放大器2440，其中PMOS的源极2442s接收具有第二高电位准位VGH(12V)的一高电位信号，NMOS的源极2444s接收具有第二低电位准位VGL(-6V)的一低电位信号，而NMOS和PMOS的栅极2444g、2442g共同接收时脉信号CKV，进而在NMOS和PMOS上产生栅极-源极电压(Vgs)，由此NMOS和PMOS漏极(汲极)2444d、2442d共同输出修正时脉信号ACKV。

而由于PMOS中漏极电流随着栅极-源极电压缓步增加的特性，时脉信号CKV从第一低电位准位上升至第一高电位准位的时间会少于修正时脉信号ACKV从第二低电位准位VGL上升至第二高电位准位VGH的时间，换言之PMOS对修正时脉信号ACKV提供一削角(shaping)功能，使得修正时脉信号ACKV的上升缘的部分类似一弦波，上升的速度也较缓。特别要说明的是，当时脉信号CKV从第一低电位准位(0V)切换至第一高电位准位(3.3V)时，第一高电位准位则决定了PMOS上的栅极-源极电压，如图3所示，当PMOS上的栅极-源极电压(Vgs)愈低，则PMOS上的漏极-源极电流(Isd)愈低，而修正时脉信号ACKV从第二低电位准位上升至第二高电位准位的时间就愈长，换言之，相较于时脉信号CKV，修正时脉信号ACKV的上升缘也较长，上升的速度也较缓。

另外在图2D所示的实施例中，比图2C相比，调整电路244还包含一分压器(divider)2445。此分压器2445可为一可变电阻，与PMOS栅极2442g连结，并根据一控制信号CS，对时脉信号CKV的进行分压，以动态地调整PMOS上的栅极-源极电压(Vgs)，也就是调整修正时脉信号ACKV的上升缘的长度以及上升的速度。如上述，当PMOS上的栅极-源极电压愈低，则PMOS上的漏极-源极电流(Isd)愈低，而修正时脉信号ACKV从第二低电位准位上升至第二高电位准位的时间就愈长，上升的速度也较缓。此种设计的好处在于可针对扫描线上薄膜晶体管的数目或是电容/电阻值，动态地调整修正时脉信号ACKV的上升缘的上升的速度，以达到最佳化。

通过以上设置，本发明提供一种新的液晶显示装置，在此新颖的液晶显示装置中，一方面时脉电路本身即提供信号削角的功能，另一方面可动态地调整信号削角的程度。但以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并非用以限定本发明的权利要求；凡其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在权利要求内。

主要元件符号说明

1液晶显示面板 10数据驱动电路

12栅极驱动电路 14补偿电压电路

20液晶显示装置 200显示面板

210薄膜晶体管 220栅极驱动电路

230数据驱动电路 240时脉电路

250电源供应器 242时脉产生器

244调整电路 2440CMOS反相放大器

2444g、2442g栅极 2444d、2442d漏极

2442s、2444s源极 2445分压器。

Claims (10)

1.一种液晶显示装置，包含一显示面板，所述显示面板包含：

多条扫描线；

一栅极驱动电路；以及

一时脉电路，所述时脉电路包含：

一时脉产生器，供产生一时脉信号，所述时脉信号具有第一高电位准位与第一低电位准位；以及

一调整电路，接收具有一第二高电位准位的一高电位信号以及具有一第二低电位准位的一低电位信号，并与所述时脉产生器连结以接收所述时脉信号，产生与所述时脉信号具有相同周期的一修正时脉信号，所述修正时脉信号具有所述第二高电位准位与所述第二低电位准位，所述调整电路至少包含：

一CMOS反相放大器；以及

一分压器，

其中，所述CMOS反相放大器包含：

一PMOS，其源极接收具有所述第二高电位准位的所述高电位信号；

一NMOS，其源极接收具有所述第二低电位准位的所述低电位信号；

其中，所述分压器与所述PMOS的栅极连结，对所述时脉信号进行分压，并与在所述CMOS反相放大器中的所述NMOS的栅极共同接收所述时脉信号，进而产生所述NMOS和PMOS上的栅极-源极电压，由此所述NMOS和PMOS的漏极共同输出所述修正时脉信号；

其中，所述修正时脉信号从所述第二低电位准位上升至所述第二高电位准位的时间是对应所述PMOS上的栅极-源极电压，且所述时脉信号从所述第一低电位准位上升至所述第一高电位准位的时间少于所述修正时脉信号从所述第二低电位准位上升至所述第二高电位准位的时间；

其中所述栅极驱动电路与所述时脉电路连结以接收所述修正时脉信号，并利用所述修正时脉信号作为一栅极驱动信号以驱动所述多条扫描线。

2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中所述时脉信号为一方波信号。

3.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中所述调整电路包含一位准移位放大器。

4.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中所述第二高电位准位与第二低电位准位即为所述栅极驱动信号的最高电位准位与最低电位准位。

5.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中每一扫描线包含多个低温多晶硅薄膜晶体管。

6.根据权利要求5所述的液晶显示装置，其中所述多个低温多晶硅薄膜晶体管与所述栅极驱动电路形成在同一玻璃基板上。

7.根据权利要求1所述的液晶显示装置，进一步包括一电源供应器，耦接至液晶显示面板并提供电能至所述液晶显示面板。

8.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中所述液晶显示装置为一手机、一数字相机、一个人数字助理、一笔记本型电脑、一桌上型电脑、一电视、一全球定位系统、一车用显示器、一航空用显示器、一数字相框或一可携式DVD放影机。

9.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中所述分压器为一可变分压器，根据一控制信号，对所述时脉信号进行分压，以调整PMOS上的栅极-源极电压。

10.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中所述分压器包含一可变电阻。