CN1624536A - 液晶显示装置及其驱动方法 - Google Patents

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Abstract

一种液晶显示装置，其包括彼此平行的多条栅极线、彼此平行的多条源极线以及显示阵列。多条源极线且与多条栅极线形成垂直。显示阵列具有多个显示单元，且排列成多行及多列，且每一该显示单元对应一组交错的第N栅极线及第M源极线。此外，每一显示单元包括由一第(N－2)栅极线所驱动的第一晶体管以及由第N栅极线所驱动的第二晶体管。

Description

液晶显示装置及其驱动方法
技术领域
本发明涉及一种液晶显示(Liquid Crystal Display，LCD)装置，特别是涉及一种驱动电路及驱动方法，适用于薄膜晶体管液晶显示(Thin FilmTransistor Liquid Crystal Display，TFTLCD)装置。
背景技术
一般而言，已知薄膜晶体管液晶显示(Thin Film Transistor LiquidCrystal Display，TFTLCD)装置包括驱动电路以及由驱动电路所驱动的显示单元阵列。驱动电路包括多条彼此平行的栅极线，以及与栅极线垂直的源极线。每一显示单元对应交错的一栅极线及源极线，且包括薄膜晶体管(ThinFilm Transistor，TFT)以及存储电容器。薄膜晶体管具有与对应的栅极线所耦接的栅极，以及与对应的源极线所耦接的漏极。已知技术中，Csongate架构是存储电容器耦接于对应的薄膜晶体管的源极以及前一条栅极线之间。
图1A表示已知Cs on gate架构的TFTLCD装置10的架构图。TFTLCD装置10的每一显示单元，以显示单元12为例，其包括薄膜晶体管14(ThinFilm Transistor，TFT)以及存储电容器16。TFT 14具有与栅极线Gn耦接的栅极14-2、与源极线Sm耦接的漏极14-4、以及作为存储电容器16的一电极的源极14-6。其中，漏极与源极为可交换的。存储电容器16的另一电极16-2耦接至前一栅极线Gn-1。显示单元12还可包括另一电容器18，形成在源极14-6与共通电极之间(未标示)。
图1B及图1C表示图1A中TFTLCD装置10的波形图。参阅图1C，当栅极线Gn-1被选择时，换言之，当栅极信号V(Gn-1)为高逻辑电平时，源极14-6的电压V16由参考电压电平拉高。当栅极线Gn-1的选择期间结束以及栅极信号V(Gn-1)变为低逻辑电平时，电压V16拉低至参考电压电平。接着，当栅极线Gn被选择时，即当栅极信号V(Gn)为高逻辑电平时，存储电容器16由参考电压电平充电至通过源极线Sm所传送的源极信号V(Sm)的峰值(peak value)。假设，源极信号V(Sm)是以线反转(line inversion)或是点反转(dotinversion)提供。以线反转来驱动LCD显示器的情况下，在一帧时间中，对应每一栅极线的源极信号的极性相反。以点反转来驱动LCD显示器的情况下，在一帧时间中，对应每一源极线的源极信号的极性相反。源极信号V(Sm)以及栅极信号V(Gn-1)与V(Gn)藉由TFTLCD装置10的计时控制器(未标示)而为同步。当栅极线Gn的选择期间结束且栅极信号变为低逻辑电平时，因为馈通效应(feed-through effect)使得存储电容器16由峰值稍微地放电。馈通效应是指当TFT由导通状态变为关闭状态时，提供至TFT的电压改变为负极性电压。假使馈通电压ΔV变大，影像闪烁(flicker)的现象会更加严重。
图2A表示另一已知Cs on gate架构的TFTLCD 30的架构图。TFTLCD装置30的每一显示单元，以显示单元32为例，其包括第一TFT34、第二TFT38以及存储电容器36。第一TFT34包括耦接于栅极线Gn的栅极34-2、耦接于源极线Sm的漏极34-4、以及作为存储电容器36的一电极的源极34-6。第二TFT38包括耦接于栅极线Gn-1的栅极38-2、耦接于源极线Sm的漏极38-4，以及耦接于第一TFT34的源极34-6的源极(未标示)。存储电容器36的另一电极36-2耦接于栅极线Gn-1。显示单元32还包括另一电容器40，形成于源极34-6与共通电极(未标示)之间。
图2B及图2C表示图2A的TFTLCD装置30的波形图。参阅图2C，当栅极线Gn-1被选择时，换言之，当栅极信号V(Gn-1)为高逻辑电平时，源极34-6的电压由参考电压拉高，接着当第二TFT38被栅极信号V(Gn-1)所导通时，源极34-6的电压被拉低。当栅极线Gn-1的选择期间结束以及栅极信号V(Gn-1)变为低逻辑电平时，电压V36拉低至负电压电平。接着，当栅极线Gn被选择时，即当栅极信号V(Gn)为高逻辑电平时，存储电容器16由负电压电平充电至通过源极线Sm所传送的源极信号V(Sm)的峰值(peak value)。当栅极线Gn的选择期间结束以及栅极信号V(Gn)变为低逻辑电平时，因为馈通效应使得存储电容器16由峰值稍微地放电。参阅图1B及图2B，在线反转或点反转下，对显示单元32充电的困难度高于对图1A的显示单元12充电。
因此，提供驱动电路及驱动方法以降低馈通效应的重要的课题。
发明内容
有鉴于此，为了解决上述问题，本发明主要目的在于提供一种驱动电路及驱动方法，适用于液晶显示装置，以排除已知技术的限制及缺点所造成的问题。
为实现上述的目的，本发明提出一种液晶显示装置，其包括彼此平行的多条栅极线、彼此平行的多条源极线以及显示阵列。多条源极线且与多条栅极线形成垂直。显示阵列具有由多行及多列所形成的多个显示单元，且每一该显示单元对应一组交错的第N栅极线及第M源极线。此外，每一显示单元包括由一第(N-2)栅极线所驱动的第一晶体管以及由第N栅极线所驱动的第二晶体管。
再者，每一显示单元还包括配置在电极与第(N-2)栅极线之间的第一电容器以及配置在电极与第(N-1)栅极线之间的第二电容器。
本发明还提出一种驱动方法，首先提供彼此平行的多条栅极线，且提供彼此平行且与栅极线垂直的多条源极线。由多列及多行的多个显示单元以形成显示阵列，其中，每一显示单元对应一组交错的第N栅极线及第M源极线，且N，M为整数。此外，在每一显示单元中，配置第一晶体管及第二晶体管，通过第(N-2)栅极线来驱动第一晶体管，以及通过第N栅极线来驱动第二晶体管。
附图说明
图1A表示一已知Cs on gate架构的TFTLCD装置的架构图。
图1B及图1C表示图1A中TFTLCD装置的波形图。
图2A表示另一已知Cs on gate架构的TFTLCD的架构图。
图2B及图2C表示图2A的TFTLCD装置的波形图。
图3A表示本发明一实施例的TFTLCD装置的架构图。
图3B及图3C表示图3A的TFTLCD装置的时序波形图
图4表示比较图1A的TFTLCD装置与图3A的TFTLCD装置的充电能力的示意图。
附图符号说明
10～TFTLCD装置；12～显示单元；14～薄膜晶体管；14-2～栅极；14-4～漏极；14-6～源极；16～存储电容器；16-2～电极；18～电容器；Gn-2...Gn～栅极线；Sm-1...Sm～源极线；30～TFTLCD装置；32～显示单元；34、38～薄膜晶体管；34-2、38-2～栅极；34-4、38-4～漏极；34-6～源极；36～存储电容器；36-2～电极；40～电容器；50～TFTLCD装置；52～显示单元；54、56～薄膜晶体管；54-2、56-2～栅极；54-4、56-4～漏极；54-6～源极；58、58、60、62～电容器；58-2、60-2～电极；GN-2...GN～栅极线；SM-2...SM～源极线；
具体实施方式
图3A表示本发明一实施例的TFTLCD装置50的架构图。TFTLCD装置50包括彼此平行的多条栅极线、彼此平行且与多条栅极线垂直的多条源极线，以及显示阵列，其中显示单元包括配置成多行及多列的多个显示单元。每一显示单元对应交错的一栅极线及源极线。简单地来说，图3A只表示栅极线GN-2、GN-1以及GN以及源极线SM-2、SM-1以及SM。
参阅图3A，每一显示单元，以显示单元52为例，其包括第一晶体管54、第二晶体管56、第一电容器58以及第二电容器60。第一晶体管54包括耦接于栅极线GN的栅极54-2、耦接于源极线SM的漏极54-4、以及作为第一电容器58及第二电容器60的一电极的源极54-6。第二晶体管56包括耦接于栅极线GN-2的栅极56-2、耦接于源极线SM的漏极56-4、以及耦接于第一晶体管54的源极54-6的源极(未标示)。第一电容器58的另一电极58-2耦接于栅极线GN-2。第二电容器60的另一电极60-2耦接于栅极线GN-1。显示单元52还包括第三电容器62，形成在源极54-6与共通电极(未标示)之间。
图3B及3C表示图3A的TFTLCD装置50的时序波形图，其中，图3B表示以时序规格所合并的波形，图3C分别表示波形。参阅图3C，当栅极线GN-2被选择时，换言之，当对应的栅极信号V(GN-2)为高逻辑电平时，栅极56-2被栅极信号V(GN-2)驱动，以导通第二晶体管56。此时，由源极线SM所传送的源极信号V(SM)为第一状态(高逻辑电平)，通过第二晶体管56的源极56-4以写入至第一电容器58及第二电容器60。因此，源极54-6的电压V58由源极信号V(SM)的第二状态(低逻辑电平)充电至第一状态(高逻辑电平)，其中，此时的源极信号V(SM)的第二状态，是在前一帧中源极信号V(SM)充电至低逻辑电平的状态，并维持到此帧直到再次充电。当栅极线GN-2的选择期间结束时，栅极信号V(GN-2)变为低逻辑电平且第二晶体管56关闭。电压V58放电至一第三状态，且在显示单元52在此帧中完全充电之前，电压V58暂时地维持在第三状态。
接着，当栅极线GN-1被选择时，换言之，当对应的栅极信号V(GN-1)为高逻辑电平时，第一晶体管54及第二晶体管56关闭，没有源极信号写入至第一电容器58或是第二电容器60，且电压V58被拉高。当栅极线GN-1的选择期间结束时，电压V58被拉低。其中，电压V58拉高或拉低，是由于栅极线GN-1的逻辑电平作为第一电容器58的参考电平。在系统关闭的情况下(晶体管关闭)，维持电位将根据参考电位而变动。
接着，当栅极线GN被选择时，换言之，当对应的栅极信号V(GN)为高逻辑电平时，栅极54-2被栅极信号V(GN)驱动，以导通第一晶体管54。此时，源极信号V(SM)通过第一晶体管54的源极54-4，写入至第一电容器58及第二电容器60。电压V58由第三状态充电至第一状态。当栅极线GN的选择期间结束时，栅极信号V(GN)变为低逻辑电平且第一晶体管54关闭。电压V58因为馈通效应而稍微地放电。
图4表示比较图1A的TFTLCD装置10与图3A的TFTLCD装置50的充电能力的示意图，其中，TFTLCD装置50的电压V58以实线表示，TFTLCD装置10的电压V16以虚线表示。参阅图4，TFTLCD装置50的电压V58，由第三状态充电至第一状态，取代了由第二状态充电至第一状态。因此，TFTLCD装置50的电压V58充电至第一状态的速度高于TFTLCD装置10的电压V16。在给予相同的馈通电压ΔV下，TFTLCD装置50有利于降低馈通效应。
本发明提供驱动TFTLCD装置的方法。提供彼此平行的多条栅极线，包括GN-2、GN-1以及GN，以及提供彼此平行且与多条栅极线垂直的多条源极线，至少包括SM-2、SM-1以及SM。此外，提供以多行及列所形成的显示阵列12。显示阵列12的每一显示单元对应交错的第N条栅极线及第M条源极线，其中N及M为整数。第一晶体管54及第二晶体管56形成在每一显示单元。第一晶体管54通过第(N-2)条栅极线而被驱动。第二晶体管56通过第N条栅极线而被驱动。
在本发明的实施例中，第一电容器58配置在源极54-6与第(N-2)条栅极线之间，且第二电容器60配置在源极54-6与第(N-1)条栅极线之间。
本发明提供另一驱动TFTLCD装置的方法。提供彼此平行的多条栅极线，包括GN-2、GN-1以及GN，以及提供彼此平行且与多条栅极线垂直的多条源极线，至少包括SM-2、SM-1以及SM。此外，提供以多行及列所形成的显示阵列12。显示阵列12的每一显示单元对应交错的第N条栅极线及第M条源极线，其中N及M为整数。通过第M条源极线所提供的源极信号V(SM)包括第一电压电平及第二电压电平。第一及第二电压电平分别为高逻辑电平及低逻辑电平。第(N-2)条栅极线被选择。在第(N-2)条栅极线的选择期间后，显示阵列12的每一显示单元内的第一电容器58充电至在第一及第二电压电平间的第三电压电平。第(N-1)条栅极线接着被选择。在第(N-1)条栅极线的选择期间后，与第一电容器58耦接的源极54-6的电位维持在第三电压电平。第N条栅极线接着被选择。在第N条栅极线的选择期间后，第一电容器58由第三电压电平充电至第一电压电平。
根据本发明的实施例，第一晶体管54及第二晶体管56配置在显示阵列12的每一显示单元内。第一晶体管54通过第(N-2)条栅极线而被驱动，且第二晶体管56通过第N条栅极线而被驱动。
本发明虽以较佳实施例披露如上，然其并非用以限定本发明的范围，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可做若干的更动与润饰，因此本发明的保护范围以本发明的权利要求为准。

Claims (17)

1.一种液晶显示装置，包括：
多条栅极线，所述栅极线彼此相互平行；
多条源极线，所述源极线彼此相互平行，且与所述栅极线垂直；以及
一显示阵列，具有由多行及多列所形成的多个显示单元，其中，每一该显示单元对应一组交错的一第N栅极线及一第M源极线，N及M为整数；
每一该显示单元，包括：
一第一晶体管，由一第(N-2)栅极线所驱动；以及
一第二晶体管，由一第N栅极线所驱动。
2.如权利要求1所述的液晶显示装置，其中，每一显示单元还包括一电容器，配置在一电极与该第(N-2)栅极线之间。
3.如权利要求1所述的液晶显示装置，其中，每一显示单元还包括一电容器，配置在一电极与一第(N-1)栅极线之间。
4.如权利要求1所述的液晶显示装置，其中，每一显示单元还包括：
一第一电容器，配置在一电极与该第(N-2)栅极线之间；以及
一第二电容器，配置在该电极与一第(N-1)栅极线之间。
5.如权利要求4所述的液晶显示装置，其中，该第一电容器根据由该第(N-2)栅极线所传送的信号的第一状态，而充电至一第一电压电平，且根据由该第(N-2)栅极线所传送的信号的第二状态，而放电至一第二电压电平。
6.如权利要求5所述的液晶显示装置，其中，该电极的电位根据由该第(N-1)栅极线所传送的信号的第一状态，而拉高至一第三电压电平，且根据由该第(N-1)栅极线所传送的信号的第二状态，而拉低至该第二电压电平。
7.如权利要求6所述的液晶显示装置，其中，该第一电容器根据由该N栅极线所传送的信号的第一状态，而由该第二电压电平充电至该第一电压电平。
8.如权利要求1所述的液晶显示装置，其中，由该第M源极线所传送的信号包括一第四电压电平及一第五电压电平。
9.如权利要求8所述的液晶显示装置，其中，在该第(N-2)栅极线的选择期间后，该第一电容器充电至介于该第四及第五电压电平间的一第六电压电平。
10.如权利要求8所述的液晶显示装置，其中，在该第(N-1)栅极线的选择期间后，该电极的电位维持在介于该第四及第五电压电平间的一第六电压电平。
11.如权利要求8所述的液晶显示装置，其中，在该第N栅极线的选择期间后，该第一电容器由介于该第四及第五电压电平间的一第六电压电平充电至该第一电压电平。
12.一种驱动方法，适用于一液晶显示装置，包括：
提供彼此平行的多条栅极线；
提供彼此平行且与所述栅极线垂直的多条源极线；
由多列及多行的多个显示单元以形成一显示阵列，其中，每一该显示单元对应一组交错的一第N栅极线及一第M源极线，N，M为整数；
在每一该显示单元中，配置一第一晶体管及一第二晶体管；
通过一第(N-2)栅极线来驱动该第一晶体管；以及
通过该第N栅极线来驱动该第二晶体管。
13.如权利要求12所述的驱动方法，还包括：
在每一显示单元中，于一电极与该第(N-2)栅极线间配置一第一电容器；以及
在每一显示单元中，于该电极与一第(N-1)栅极线间配置一第二电容器。
14.如权利要求13所述的驱动方法，还包括由该第M源极线提供一信号至该第一及第二晶体管，其中该信号具有一第一电压电平及一第二电压电平。
15.如权利要求14所述的驱动方法，还包括；
选择该第(N-2)栅极线；以及
在该第(N-2)栅极线的选择期间后，将该第一电容器充电至介于该第一及第二电压电平间的一第三电压电平。
16.如权利要求14所述的驱动方法，还包括：
选择该第(N-1)栅极线；以及
在该第(N-1)栅极线的选择期间后，将该电极的电位维持在介于该第一及第二电压电平间的一第三电压电平。
17.如权利要求14所述的驱动方法，还包括：
选择该第N栅极线；以及
在该第N栅极线的选择期间后，将该第一电容器由介于该第一及第二电压电平间的一第三电压电平充电至该第一电压电平。
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