CN1758317A - 液晶驱动电路和液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实现一种能够高速显示驱动有源矩阵型的液晶面板的液晶驱动电路。作为多相时钟(CLK1～4)产生从按照所述液晶显示区域的每条扫描线向所述显示元件供给的图像信号的开始供给时期之前、到该图像信号的有效期间内有效的时钟，该多相时钟向驱动液晶显示区域的第奇数条扫描线的第一栅极驱动器和驱动第偶数条扫描线的第二栅极驱动器供给，第一和第二栅极驱动器在该时钟的有效期间驱动开关元件。

Description

液晶驱动电路和液晶显示装置
技术领域
本发明涉及液晶显示装置，特别是涉及其液晶驱动电路。
背景技术
作为涉及现有的液晶显示装置的驱动电路的技术，已知有例如专利文献1中记载的技术。在该专利文献1所记载的现有技术中，在显示驱动有源矩阵型的液晶面板的液晶驱动装置中，设有依次驱动该液晶面板的第奇数条扫描线的第一栅极驱动器和依次驱动第偶数条扫描线的第二栅极驱动器。由此，通过利用第一和第二栅极驱动器分别扫描液晶面板的第奇数条和第偶数条的各扫描线，即使扫描线数量增加使各扫描线的扫描时间为原来的2倍，也能充分取得液晶的写入时间。
【专利文献1】日本特开平5-46123号公报(第2-3页，第1图)
但是，在上述的现有技术中，由于被供给到与液晶面板上的像素相对应的显示元件上的图像信号的脉冲(源极脉冲)和向显示元件写入该图像信号的脉冲(栅极脉冲)在同一定时有效，因此，在高速显示驱动液晶面板的情况下，当源极脉宽一减少时，随之栅极脉宽也减少，就不能充分取得液晶的写入时间。因此，即使为了液晶显示装置的大像素化而增加扫描线数量，液晶面板的高速显示驱动也很难，所以产生不能确保充分的显示性能的问题。
特别是在使用移动度低的非晶硅(a-Si)来形成液晶显示装置的有源矩阵基板的TFT(Thin Film Transistor：薄膜晶体管)，利用该TFT将栅极驱动器内置在有源矩阵基板上的情况下，上述问题尤为显著。另外，由于栅极脉宽的减少，最坏的情况下栅极驱动器就不工作。a-S作为廉价的制造工艺十分引人注目，能进行液晶面板的高速显示驱动，并且实现液晶显示装置的大像素化就成为重要的课题。
发明内容
本发明是考虑了这些事情而做出的，其目的在于，提供一种液晶驱动电路和液晶显示装置，能够高速地显示驱动有源矩阵型的液晶面板。
为了解决上述课题，本发明涉及的液晶驱动电路，用形成非晶硅薄膜晶体管的同一制造工艺形成了有源矩阵型的液晶显示区域、和驱动开关元件的栅极驱动器的液晶显示装置中的液晶驱动电路，该开关元件进行在形成于所述液晶显示区域的显示元件中保持从源极驱动器供给的图像信号的开关工作，其特征在于，具有：第一上述栅极驱动器，驱动上述液晶显示区域的第奇数条扫描线；第二上述栅极驱动器，驱动上述液晶显示区域的第偶数条扫描线；以及时钟发生电路，产生向上述第一和第二栅极驱动器供给的多相时钟；上述多相时钟从按照上述液晶显示区域的每条扫描线被供给到上述显示元件的图像信号的开始供给时期之前、到该图像信号的有效期间内有效，上述第一和第二栅极驱动器在由上述时钟发生电路供给的时钟的有效期间内，驱动上述开关元件。
根据该结构，由于从写入显示元件的源极脉冲(图像信号)的开始供给时期之前开始驱动该显示元件，因此，能够使对显示元件写入源极脉冲(图像信号)的时间具有余量，能够高速地显示驱动有源矩阵型的液晶面板。此外，能够充分确保栅极脉宽，能够使栅极驱动器稳定工作。
在本发明涉及的液晶驱动电路中，其特征在于，上述时钟发生电路产生对上述液晶显示区域的第奇数条扫描线的驱动进行控制的第一控制脉冲、和对上述液晶显示区域的第偶数条扫描线的驱动进行控制的第二控制脉冲，上述第一栅极驱动器根据上述第一控制脉冲开始有关上述开关元件的驱动工作，上述第二栅极驱动器根据上述第二控制脉冲开始有关上述开关元件的驱动工作。
根据该结构，由于根据第一控制脉冲控制第奇数条扫描线的显示驱动，此外，根据第二控制脉冲控制第偶数条扫描线的显示驱动，因此，能够区分第奇数条扫描线和第偶数条扫描线进行最佳的控制，能提高与液晶显示装置的显示动作相关的性能。
本发明涉及的液晶显示装置，用形成非晶硅薄膜晶体管的同一制造工艺形成了有源矩阵型的液晶显示区域和驱动开关元件的栅极驱动器，该开关元件进行在形成于所述液晶显示区域的显示元件中保持从源极驱动器供给的图像信号的开关工作，其特征在于，具有：第一上述栅极驱动器，驱动上述液晶显示区域的第奇数条扫描线；第二上述栅极驱动器，驱动上述液晶显示区域的第偶数条扫描线；以及时钟发生电路，产生向上述第一和第二栅极驱动器供给的多相时钟；上述多相时钟从按照上述液晶显示区域的每条扫描线被供给到上述显示元件的图像信号的开始供给时期之前、到该图像信号的有效期间内有效，上述第一和第二栅极驱动器在由上述时钟发生电路供给的时钟的有效期间，驱动上述开关元件。
在本发明涉及的液晶显示装置中，其特征在于，上述时钟发生电路产生对上述液晶显示区域的第奇数条扫描线的驱动进行控制的第一控制脉冲、和对上述液晶显示区域的第偶数条扫描线的驱动进行控制的第二控制脉冲，上述第一栅极驱动器根据上述第一控制脉冲开始有关上述开关元件的驱动工作，上述第二栅极驱动器根据上述第二控制脉冲开始有关上述开关元件的驱动工作。
发明效果
根据本发明，由于从写入显示元件的源极脉冲(图像信号)的开始供给时期之前开始驱动该显示元件，因此，能够使向显示元件写入源极脉冲(图像信号)的时间具有余量，能够高速地显示驱动有源矩阵型的液晶面板。由此，即使在为了液晶显示装置的大像素化而增加扫描线数量，在以高速显示驱动液晶面板的情况下减少了源极脉宽，也可以没问题地在显示元件中保持源极脉冲，因此，能够确保充分的显示性能。此外，能够充分确保栅极脉宽，能够使栅极驱动器稳定地工作。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的液晶显示装置1的结构的框图。
图2是表示由a-Si的TFT构成的开关元件的截面的结构图。
图3是表示用与图2相同的工序形成的电容元件的截面的结构图。
图4是表示图1所示的液晶显示装置1中的、各栅极驱动器9、10和显示区域4的扫描线5的结构的框图。
图5是表示图4所示的寄存器电路31的内部结构的图。
图6是图5所示的寄存器电路31的工作的时序图。
图7是图4所示的第一和第二栅极驱动器9、10显示驱动的工作的时序图。
图8是图4所示的第一和第二栅极驱动器9、10显示驱动的其他实施例的工作的时序图。
具体实施方式
以下，参照附图，说明本发明的一个实施方式。
图1是表示本发明的一个实施方式的液晶显示装置1的结构的框图。在图1中，液晶显示装置1具有有源矩阵型的液晶面板(液晶显示区域)，通过在TFT阵列基板2和设置于与该基板2相对置的位置上的对置基板(未图示)之间封入液晶，形成了显示区域4。对置基板具有公共电极(未图示)。在显示区域4中，显示元件8是由TFT阵列基板2的像素电极(未图示)和对置基板的公共电极间的液晶来形成的电容。
在TFT阵列基板2上，多条扫描线5和多条信号线6配置形成矩阵状。另外，在显示区域4中，在扫描线5与信号线6的各交点上配置形成了作为开关元件的TFT7和像素电极。
此外，在TFT阵列基板2上，第一栅极驱动器9和第二栅极驱动器10配置形成在显示区域4的外侧两边。第奇数条的各扫描线5与第一栅极驱动器9连接。第一栅极驱动器9向第奇数条的各扫描线5输出用于依次驱动第奇数条扫描线5的栅极脉冲。第偶数条的各扫描线5与第二栅极驱动器10连接。第二栅极驱动器10向第偶数条的各扫描线5输出用于依次驱动第偶数条扫描线5的栅极脉冲。第一和第二栅极驱动器9、10由移位寄存器构成。
时钟发生电路13和源极驱动器14分别构成为IC，在TFT阵列基板2上实施COG安装。各信号线6与源极驱动器14连接。源极驱动器14将供给显示元件8的源极脉冲向各信号线6输出。
此外，在TFT阵列基板2上形成有用于分别从时钟发生电路13向第一栅极驱动器9和第二栅极驱动器10供给信号的第一信号供给线11和第二信号供给线12。
在上述的TFT阵列基板2中，利用形成a-Si的TFT的制造工艺形成了显示区域4内的TFT7。另外，利用与该显示区域4内的TFT7相同的制造工艺形成了第一栅极驱动器9和第二栅极驱动器10。
再有，时钟发生电路13和源极驱动器14也可以设置在TFT阵列基板2的外部，并连接成可以分别向第一时钟信号线11、第二时钟信号线12及信号线6供给信号。例如，也可以利用例如挠性电缆、FPC和COF与TFT阵列基板2连接。
图2是表示由a-Si的TFT构成的开关元件的截面的结构图。利用图2的TFT来构成图1所示的显示区域4内的开关元件(TFT7)和各栅极驱动器9、10。
如图2所示，在由a-Si的TFT构成的开关元件中，在由透明基板构成的基板21的上表面形成栅电极22，用栅极绝缘膜23覆盖基板21和栅电极22，在栅极绝缘膜23上形成岛上的半导体膜即a-Si(i)(本征非晶硅层)24。另外，在a-Si(i)24上形成半导体膜即a-Si(n+)(掺杂了杂质的非晶硅)25a、25b，在栅极绝缘膜23和a-Si(n+)25a、25b上形成源电极26a和漏电极26b。另外，用保护膜27覆盖而形成栅极绝缘膜23、a-Si(i)24、a-Si(n+)25a、25b、源电极26a、漏电极26b。
在图2中，在同一工序中利用同一膜来形成源电极26a和漏电极26b。此外，图2所示的a-Si的TFT，在图1中栅电极22与扫描线5连接，源电极26a与信号线6连接，漏电极26b与显示元件8的一方的电极连接。
图3是表示用与上述图2相同的工序形成的电容元件的截面的结构图。在构成图1所示的各栅极驱动器9、10的移位寄存器中具有该电容元件。在图3中，在基板21上形成了栅电极22和源电极26a及栅极绝缘膜23而构成电容元件。
图4是表示示图1中示出的液晶显示装置1中的、各栅极驱动器9、10和显示区域4的扫描线5的结构的框图。
在图4中，各栅极驱动器9、10具有多级连接了多个寄存器电路31的移位寄存器的结构。门延迟电路32是图1的扫描线5的电阻和电容成分的等效电路。
通过第一信号供给线11，从时钟发生电路13向第一栅极驱动器9输入启动脉冲SP1、时钟CLK1、CLK3、结束脉冲EP1和接地信号GND。通过第二信号供给线12，从时钟发生电路13向第二栅极驱动器10输入启动脉冲SP2、时钟CLK2、CLK4、结束脉冲EP2和接地信号GND。启动脉冲SP1、SP2、时钟CLK1～CLK4、结束脉冲EP1、EP2具有图7所示的波形。
在各栅极驱动器9、10中，寄存器电路31的输出信号(栅极脉冲G)被输入到下一级的寄存器电路31，并且作为控制信号CT输入到前一级的寄存器电路31中。此外，分别向各栅极驱动器9、10的初级的寄存器电路31输入启动脉冲SP1、SP2。此外，分别向各栅极驱动器9、10的最终级的寄存器电路31输入结束脉冲EP1、EP2。
图5是表示图4所示的寄存器电路31的内部结构的图。
在图5中，晶体管M1～M5是图2所示的a-Si的TFT。此外，电容器Cb是图3所示的电容元件。输入端子IN与连接了栅极和漏极的晶体管M1的栅极和晶体管M2的栅极连接。晶体管M1的源极与节点A连接。在晶体管M2中，漏极与输出端子OUT连接，源极与接地端子GND连接。在晶体管M3中，栅极与节点A连接，漏极与时钟输入端子CLK连接，源极与输出端子OUT连接。
控制信号输入端子CT与晶体管M4的栅极和晶体管M5的栅极连接。在晶体管M4中，漏极与节点A连接，源极与接地端子GND连接。在晶体管M5中，漏极与输出端子OUT连接，源极与接地端子GND连接。电容器Cb的一端与节点A连接，另一端与输出端子OUT连接。
图6是图5所示的寄存器电路31的工作的时序图。
参照图6说明图5的寄存器电路31的工作。
首先，在期间T0中，节点A的电压Va是L(低电平)，输出端子OUT的输出电压也是L。接着，在下一个期间T1中，施加在输入端子IN上的电压仅在一定期间变为H(高电平)，晶体管M1和M2导通。这时，电容器Cb的一端电压通过晶体管M1变为与输入端子IN相同的H电压，另一端通过晶体管M2变为与接地端子GND相同的L电压。由此，电荷被充电在电容器Cb中。
接着，在期间T1的后半定时中，输入端子IN的电压变为L，但在电容器Cb中仍然是电荷被充电的状态。这时，由于节点A的电压Va是H，故晶体管M3导通，但由于时钟端子CLK的电压是L，因此，输出端子OUT的输出电压仍是L。
接着，在下一个期间T2中，施加在时钟输入端子CLK上的电压仅在一定期间内变为H。这时，晶体管M1和M2关断，晶体管M3仍导通，输出端子OUT的输出电压变为与时钟输入端子CLK的电压相同的H。这时的节点A的电压Va提升到大约2倍于H的电位(bootstrap即，自举)。从而，晶体管M3进一步增强导通状态而工作。在该期间T2的后半定时中，当时钟输入端子CLK的电压变为L时，输出端子OUT的输出电压就变为L，节点A的电压Va返回到H电位。
接着，在下一个期间T3中，施加在控制信号输入端子CT上的电压仅在一定期间变为H。由此，晶体管M4和M5一导通，电容器Cb的一端就通过晶体管M4变为与接地端子GND相同的L电压，另一端通过晶体管M5变为与接地端子GND相同的L电压。由此，充电在电容器Cb中的电荷就被放电。其结果，延续期间T3的期间的状态就被复位到与期间T0相同的状态。
图7是图4中示出的第一和第二栅极驱动器9、10进行显示驱动的工作的时序图。
参照该图7说明图4的各栅极驱动器9、10的显示驱动所涉及的工作。在此，以第一栅极驱动器9的工作为例进行说明，但关于第二栅极驱动器10也是同样的工作，故省略其说明。
若向第一栅极驱动器9输入启动脉冲SP1，则初级的寄存器电路31的输入端子IN的电压就变为H。这时的状态相当于上述图6的期间T1。图7表示了第一栅极驱动器9的期间T1、T2、T3。
接着，在下一个期间T2中，若时钟CLK变为H，则初级的寄存器电路31的时钟输入端子CLK的电压就变为H，从初级的寄存器电路31的输出端子OUT输出H电压、即栅极脉冲G1。该栅极脉冲G1在时钟CLK1与H的期间(有效期间)相同的期间成为H(有效)。
利用该栅极脉冲G1驱动第一条扫描线5，这时从源极驱动器14向各信号线6供给的源极脉冲S1在第一条扫描线5上的显示元件8中保持。显示元件8的脉冲保持由栅极脉冲G1从H向L下降来结束。因此，如图7所示，时钟CLK1从H向L的下降定时被设定在写入驱动对象的扫描线5的显示元件6中的源极脉冲(S1、S5、S9、…)的有效期间内。另一方面，如图7所示，时钟CLK1从L向H的上升定时设定在该源极脉冲的开始供给时期之前。在图7的例子中，在一个源极脉宽之前变为H(有效)。由此，能够使向显示元件8写入的源极脉冲的时间具有余量，因此，即使在高速进行显示驱动的情况下源极脉宽减少了也没有问题，能够将源极脉冲保持在显示元件8中。
同样地，如图7所示，第三级的寄存器电路31的时钟CLK3，在H期间输出栅极脉冲G3。如图7所示，时钟CLK3将此从H向L的下降定时，设定在写入驱动对象的扫描线5的显示元件6的源极脉冲(S3、S7、S11、…)的有效期间内。另一方面，如图7所示，时钟CLK3从L向H的上升定时设定在该源极脉冲的供给开始时期之前(在图7的例子中是一个源极脉宽之前)。
如上所述，根据本实施方式，由于从写入显示元件中的源极脉冲的供给开始时期之前开始驱动该显示元件，因此，能够使向显示元件写入源极脉冲的时间具有余量，能够高速地显示驱动有源矩阵型的液晶面板。由此，即使在为了液晶显示装置的大像素化而增加扫描线数量，在以高速显示驱动液晶面板的情况下源极脉宽减少了，也没有问题，能够将源极脉冲保持在显示元件中，因此，能够确保充分的显示性能。
此外，应用作为廉价的制造工艺而引人注目的非晶硅(a-Si)的液晶显示装置的对象变广。
再有，作为本实施方式的应用例，可以如图8所示地进行隔行驱动。在图8中，利用驱动第奇数条扫描线5的第一栅极驱动器9结束奇数半帧的显示驱动之后，使驱动第偶数条扫描线5的第二栅极驱动器10开始显示驱动。然后，利用该第二栅极驱动器10结束偶数半帧的显示驱动之后，用第一栅极驱动器9开始下一个奇数半帧的显示驱动。即，向第一栅极驱动器9输入了结束脉冲EP1后，向第二栅极驱动器10输入启动脉冲SP2。然后，向第二栅极驱动器10输入了结束脉冲EP1后，向第一栅极驱动器9输入启动脉冲SP1。
以上，参照附图详细记述了本发明的实施方式，但具体的结构不限于该实施方式，还包括不脱离本发明的主旨范围内的设计变更等。

Claims (4)

1、一种液晶显示装置的液晶驱动电路，该液晶显示装置用形成非晶硅薄膜晶体管的同一制造工艺形成了有源矩阵型的液晶显示区域、和驱动开关元件的栅极驱动器，该开关元件进行在形成于所述液晶显示区域的显示元件中保持从源极驱动器供给的图像信号的开关工作，其特征在于，
具有：
第一所述栅极驱动器，驱动所述液晶显示区域的第奇数条扫描线；
第二所述栅极驱动器，驱动所述液晶显示区域的第偶数条扫描线；以及
时钟发生电路，产生向所述第一和第二栅极驱动器供给的多相时钟；
所述多相时钟从按照所述液晶显示区域的每条扫描线被供给到所述显示元件的图像信号的开始供给时期之前、到该图像信号的有效期间内有效，
所述第一和第二栅极驱动器在由所述时钟发生电路供给的时钟的有效期间，驱动所述开关元件。
2、如权利要求1所述的液晶驱动电路，其特征在于，
所述时钟发生电路产生对所述液晶显示区域的第奇数条扫描线的驱动进行控制的第一控制脉冲、和对所述液晶显示区域的第偶数条扫描线的驱动进行控制的第二控制脉冲，
所述第一栅极驱动器根据所述第一控制脉冲，开始有关所述开关元件的驱动工作，
所述第二栅极驱动器根据所述第二控制脉冲，开始有关所述开关元件的驱动工作。
3、一种液晶显示装置，用形成非晶硅薄膜晶体管的同一制造工艺形成了有源矩阵型的液晶显示区域、和驱动开关元件的栅极驱动器，该开关元件进行在形成于所述液晶显示区域的显示元件中保持从源极驱动器供给的图像信号的开关工作，其特征在于，
具有：
第一所述栅极驱动器，驱动所述液晶显示区域的第奇数条扫描线；
第二所述栅极驱动器，驱动所述液晶显示区域的第偶数条扫描线；以及
时钟发生电路，产生向所述第一和第二栅极驱动器供给的多相时钟；
所述多相时钟从按照所述液晶显示区域的每条扫描线被供给到所述显示元件的图像信号的开始供给时期之前、到该图像信号的有效期间内有效，
所述第一和第二栅极驱动器在由所述时钟发生电路供给的时钟的有效期间，驱动所述开关元件。
4、如权利要求3所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述时钟发生电路产生对所述液晶显示区域的第奇数条扫描线的驱动进行控制的第一控制脉冲、和对所述液晶显示区域的第偶数条扫描线的驱动进行控制的第二控制脉冲，
所述第一栅极驱动器根据所述第一控制脉冲，开始有关所述开关元件的驱动工作，
所述第二栅极驱动器根据所述第二控制脉冲，开始有关所述开关元件的驱动工作。
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