JP2004350261A

JP2004350261A - サンプリング回路及びそれを含む液晶ディスプレイ

Info

Publication number: JP2004350261A
Application number: JP2004098316A
Authority: JP
Inventors: Jian-Shen Yu; 建盛尤; Wei-Jen Lo; 偉仁羅; Chang-Yu Chen; 昶佑陳
Original assignee: AU Optronics Corp
Current assignee: AU Optronics Corp
Priority date: 2003-05-19
Filing date: 2004-03-30
Publication date: 2004-12-09
Also published as: US20040246214A1; TW591594B; TW200426758A

Abstract

【課題】寄生トランジスタによって引き起こされた貫通電圧降下を減少するサンプリング回路を提供する。
【解決手段】前記アナログ信号を受信する第１電極と、前記クロック信号と第２電極を受信するコントロール電極を有し、前記クロック信号が第１ロジックレベルにある時、前記アナログ信号をサンプリングする第１薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、前記クロック信号が前記第１ロジックレベルから第２ロジックレベルに変更された時、前記第１薄膜トランジスタの前記第２電極と前記コントロール電極の間の寄生トランジスタによって引き起こされた貫通電圧降下は減少される前記第２電極に接続した相殺装置を含むクロック信号に基づいたアナログ信号のサンプリング回路。
【選択図】図３

Description

本発明は、サンプリング回路に関し、特に、寄生容量によって引き起こされたフィードスルー電圧降下（ｆｅｅｄ−ｔｈｒｏｕｇｈｖｏｌｔａｇｅｄｒｏｐ）を減少する液晶ディスプレイのサンプリング回路に関するものである。

図１は、従来の液晶ディスプレイパネル（以下ＬＣＤパネルと略称する）とその駆動回路の周辺装置の回路図を示している。図１に見られるように、ＬＣＤパネルは、データ電極（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、…、Ｄｍ）とゲート電極（Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、…、Ｇｍ）の織り交ざりによって形成されており、各交叉したデータ電極とゲート電極は１つのディスプレイユニットをコントロールする。例えば、交叉したデータ電極Ｄ１とゲート電極Ｇ１は、ディスプレイユニット２００をコントロールする。

ゲート電極Ｇ１がスキャン信号を運んでいる時、同じ列のディスプレイユニットのトランジスタ（Ｑ１１、…Ｑ１ｍ）はオンになる。次に、ゲート電極Ｇ１が選ばれた時、データドライバ１０のサンプリング回路１１は、データ電極（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、…、Ｄｍ）を通って、対応するディスプレイユニットに信号ＶＳ（ビデオ信号）を送信する。

トランジスタ（Ｑ_ＡＳＷ１〜Ｑ_ＡＳＷｍ）のスイッチ状態に基づいて、サンプリング回路１１は、必要なビデオデータをサンプリングし、信号ＶＳを送信する。更に、トランジスタ（Ｑ_ＡＳＷ１〜Ｑ_ＡＳＷｍ）のスイッチ状態は、クロック信号（ＣＬＫ１〜ＣＬＫｍ）のレベルによって決まってくる。例えば、クロック信号ＣＬＫ１のレベルが高い時、トランジスタＱ_ＡＳＷ１はオンになり、対応する信号ＶＳ（グレースケール値）を送信する。また、クロック信号ＣＬＫ１のレベルが高レベルから低レベルに変更された時、データ電極Ｄ１を通って送信されたグレースケール値は、トランジスタＱ_ＡＳＷ１の寄生容量Ｃｇｄ_１によって引き起こされたフィードスルー電圧降下のために変更される。寄生容量Ｃｇｄ_１の１つの端子のレベルが変更された時、もう１つの端子も変更される。その結果、クロック信号ＣＬＫ１のレベルが高レベルから低レベルに変更された時、データ電極Ｄ１を通って送信されたグレースケール値は、低くなり、蓄積コンデンサ（Ｃ１１〜Ｃｎ１）に保存されたグレースケール値もまた変更されることになる。

図２は、従来のサンプリング回路の電圧図を示し、寄生容量Ｃｇｄ_１を点線で示している。クロック信号ＣＬＫのレベルが高い時、Ａ点のグレースケール値は５Ｖで、クロック信号ＣＬＫのレベルが高レベルから低レベルに変更された時、４．８Ｖに下がる。よってＡ点のグレースケール値の変化は０．２Ｖである。しかし、ディスプレイユニットでは、２．０ｍＶが１グレースケール値であるため、寄生容量によって引き起こされたフィードスルー電圧降下は、ディスプレイユニットを誤ったグレースケール値に保存させることになる。従って、寄生容量によって引き起こされたフィードスルー電圧降下を減少するサンプリング回路が必要となる。

したがって、本発明の課題は、寄生容量によって引き起こされたフィードスルー電圧降下を減少するサンプリング回路を提供することである。本発明のもう１つの課題は、寄生容量によって引き起こされたフィードスルー電圧降下を相殺し、正確にビデオデータを表示する液晶ディスプレイを提供することである。

一つ目の課題を達成するため、本発明は、アナログ信号を受信する第１電極と、クロック信号を受信するコントロール電極と、前記クロック信号が第１ロジックレベルにある時に前記アナログ信号をサンプリングする第２電極を有する第１薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、および前記第２電極に接続され、クロック信号が第１ロジックレベルから第２ロジックレベルに変更された時に第１薄膜トランジスタの第２電極とコントロール電極の間の寄生容量によって引き起こされたフィードスルー電圧降下（ｆｅｅｄ−ｔｈｒｏｕｇｈｖｏｌｔａｇｅｄｒｏｐ）を減少する相殺装置と、を含むクロック信号に基づいたアナログ信号のサンプリング回路を提供する。本発明のサンプリング回路を採用すると、寄生容量によって引き起こされたフィードスルー電圧降下を減少できるので、ディスプレイユニットに適正なグレースケール値を保存させることが可能となる。

本発明に係るサンプリング回路における相殺装置は、第２電極と基準電位ノード（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｐｏｔｅｎｔｉａｌｎｏｄｅ）との間のコンデンサであることが望ましい。また、この相殺装置は、コントロール電極に接続される入力端子、および第２電極とその出力端子の間に接続されるコンデンサを有する反転装置を含むことが好ましいものである。そして、反転装置のコンデンサは、反転装置の出力端子に接続されるゲート端子、および、第２電極に接続されるソースとドレイン端子を有する第２薄膜トランジスタを含むことが好ましい。

二つ目の課題を達成するために、本発明は液晶ディスプレイを提供する。本発明に係る液晶ディスプレイは、アレイ状に配置された複数のディスプレイユニット、前記ディスプレイユニットの各ラインに対応して配置され、各データラインは前記対応するディスプレイユニットにビデオ信号を提供する複数のデータライン、および少なくとも１つのサンプリング回路を有し、クロック信号に基づいてイメージ信号をサンプリングし、前記ビデオ信号とするデータ駆動回路を含み、前記サンプリング回路は、アナログ信号を受信する第１電極、前記クロック信号を受信するコントロール電極、および前記クロック信号が第１ロジックレベルにある時、前記アナログ信号をサンプリングする第２電極を有する第１薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、および前記第２電極に接続され、前記クロック信号が前記第１ロジックレベルから第２ロジックレベルに変更された時、前記第１薄膜トランジスタの前記第２電極と前記コントロール電極の間の寄生容量によって引き起こされたフィードスルー電圧降下（ｆｅｅｄ−ｔｈｒｏｕｇｈｖｏｌｔａｇｅｄｒｏｐ）を減少する相殺装置のデータ駆動回路を含むものである。

本発明に係る液晶ディスプレイの相殺装置は第２電極と基準電位ノードとの間のコンデンサであることが望ましい。また、相殺装置は、前記コントロール電極に接続される入力端子、および第２電極とその出力端子の間に接続されるコンデンサを有する反転装置を含むことが好ましい。この反転装置のコンデンサは、反転装置の前記出力端子に接続されるゲート端子、および、第２電極に接続されるソースとドレイン端子を有するものであることが好ましい。

本発明によれば、シングルサンプリングユニット中の薄膜トランジスタＱ_ＡＳＷの寄生容量Ｃｇｄによって引き起こされたフィードスルー電圧降下を効果的に解決することができ、ＬＣＤパネルに正確にビデオデータを表示させることが可能となる。

本発明についての目的、特徴、長所が一層明確に理解されるよう、以下に実施形態を例示し、図面を参照にしながら、詳細に説明する。

図３は、液晶ディスプレイパネルとその駆動回路の周辺装置の回路図を示している。同じ参照番号が従来の技術の部品と同じ機能を有す部品につけられている。図３に見られるように、ＬＣＤパネルは、データ電極（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、…、Ｄｍ）とゲート電極（Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、…、Ｇｍ）の織り交ざりによって形成されており、各交叉したデータ電極とゲート電極は１つのディスプレイユニットをコントロールする。例えば、交叉したデータ電極Ｄ１とゲート電極Ｇ１はディスプレイユニット２００をコントロールすることができる。

図３に見られるように、ディスプレイユニットの各等価回路は、データ入り口をコントロールするトラジスタ（Ｑ１１〜Ｑ１ｍ、Ｑ２１〜Ｑ２ｍ、…、Ｑｎ１〜Ｑｎｍ）と蓄積コンデンサ（Ｃ１１〜Ｃ１ｍ、Ｃ２１〜Ｃ２ｍ、…、Ｃｎ１〜Ｃｎｍ）を含むものである。トランジスタのドレイン端子とゲート端子はゲート電極（Ｇ１〜Ｇｎ）とデータ電極（Ｄ１〜Ｄｍ）にそれぞれ接続される。同じ列にある全てのトランジスタは、ゲート電極（Ｇ１〜Ｇｎ）上のスキャン信号を用いて開閉され、それによってデータ電極（Ｄ１〜Ｄｍ）のビデオ信号が対応するディスプレイユニットの中に書き込まれるのをコントロールする。

注意することは、各ディスプレイユニットは１つのシグナルポイントをコントロールする。つまり、モノクロについて言えば、各ディスプレイユニットはシグナルピクセルに対応する。更に、モノクロについて言うと、各ディスプレイユニットはシグナル・サブピクセルに対応し、サブピクセルは、赤（Ｒ）、青（Ｂ）または緑（Ｇ）である。言い換えれば、ＲＧＢから成るサブピクセルはシグナルピクセルを構成する。

図３もまたＬＣＤパネルの駆動回路を示している。ゲートドライバ３０は既定のスキャン順序に基づいて、ゲート電極（Ｇ１〜Ｇｎ）上のスキャン信号を送信する。ゲート電極（Ｇ１〜Ｇｎ）のどれかがスキャン信号を運んでいるとき、対応する列のトランジスタはオンになり、他の列のトランジスタはオフになる。

ビデオデータに基づいてゲート電極のどれかが選ばれた時、データドライバ１０はゲート電極（Ｇ１〜Ｇｎ）を通って対応する列上のｍディスプレイユニットへ対応するグレースケール値を送信する。ゲートドライバ３１がｎゲート電極のスキャンを終えるとすぐに、シグナルフレームも完了したことを示す。したがって、連続的な影像の表示の目的は、各ゲート電極を繰り返しスキャンし、ビデオ信号を送出することによって達成される。ここで、信号ＣＴＲは、ゲートドライバ３０によって受けたコントロールスキャン信号のことを示しており、信号ＬＤはデータドライバ１０のラッチ信号を示し、信号ＶＳはビデオ信号入力を示す。

データドライバ１０は、フィードスルー電極降下消去のサンプリング回路１００を含み、クロック信号ＣＬＫ［１…ｍ］に基づいて信号をサンプリングし、データ電極（Ｄ１〜Ｄｍ）を通って、対応するグレースケール値を送信する。サンプリング回路１００はｍサンプリングユニットを含む。各サンプリングユニットをここで説明する。

図４は、本発明のシングルサンプリングユニットの実施例１を示している。図４に見られるように、サンプリングユニット４０は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）Ｑ_ＡＳＷと相殺装置２２を含み、薄膜トランジスタＱ_ＡＳＷの第２電極に接続される。薄膜トランジスタＱ_ＡＳＷの第１電極は、アナログ信号（信号ＶＳ）を受け、薄膜トランジスタＱ_ＡＳＷのコントロール電極は、クロック信号ＣＬＫを受ける。クロック信号ＣＬＫが第１ロジックレベルにある時、信号ＶＳはサンプリングされ、第２電極から出力される。クロック信号ＣＬＫが第１ロジックレベルから第２ロジックレベルに変更された時、第２電極とコントロール電極の間の寄生容量Ｃｇｄによって引き起こされたフィードスルー電圧降下は減少される。ラベル“データ”と“ゲート”はデータ電極とゲート電極を表している。

ＬＣＤパネル中の本発明のサンプリングユニットは同じトランジスタで構成されている。ＮＭＯＳ薄膜トランジスタで構成されたＬＣＤパネルは、本発明の用例で、サンプリングユニットの動作原理を説明する。

図５は、本発明の実施例１のシングルサンプリングユニットを示している。図５に見られるように、相殺装置２２は、薄膜トランジスタＱ_ＡＳＷの第２電極と基準電位ノードＶＣＯＭの間のコンデンサＣ_ａｄｄである。フィードスルー電圧降下ΔＶは下記の公式によって示される。

Ｃｇｄは、薄膜トランジスタＱ_ＡＳＷの寄生容量であり、Ｃ_ａｄｄは相殺装置２２のトランジスタであり、Ｃ_ＤＬはデータ電極の等価コンデンサであり、Ｃ_ＰＩＸはディスプレイユニット２００の蓄積コンデンサであり、Ｖ_DL｜highは第１ロジック電圧レベルの電圧であり、Ｖ_DL｜lowは第２ロジック電圧レベルの電圧である。上述の公式に基づくと、コンデンサＣ_ａｄｄはフィードスルー電圧降下ΔＶを減少することができる。

図６は、８ｐＦのＣ_ａｄｄを備えた本発明の実施例１の電圧図を示している。クロックシグナルＣＬＫのレベルが高い時、Ａ点のグレースケール値は５Ｖであり、クロックシグナルＣＬＫのレベルが高レベルから低レベルに変更した時、Ａ点のグレースケール値は５Ｖに近づく。よって、本発明の実施例１のフィードスルー電圧降下は、従来の技術より小さい。

図７は、本発明のシングルサンプリングユニットの実施例２を示している。図７に見られるように、相殺装置２２は、反転装置の入力端子がコントロール電極に接続されている反転装置４１と、第２電極と反転装置４１の入力端子間のコンデンサＣ_ｃｏｍを含んでいる。

図８は、本発明の実施例２のシングルサンプリングユニットを示している。図８に見られるように、反転装置４１は反転器４２である。クロックシグナルＣＬＫのレベルが低レベルに減少された時、Ａ点の電位は、寄生容量のため、相応して減少する。しかし、反転器４２が低ロジックレベルを高ロジックレベルに反転した時、Ａ点の電位は、コンデンサＣ_ｃｏｍを通って上昇され、寄生容量Ｃｇｄによって引き起こされたフィードスルー電圧降下を減少する。

図９は、本発明の実施例２のもう１つのシングルサンプリング回路を示している。図９に見られるように、薄膜トランジスタＱ_ＡＳＷは、コンデンサＣ_ｃｏｍと取り替えられる。薄膜トランジスタＱ_ＡＳＷのゲート端子は反転器４２の出力端子に接続され、薄膜トランジスタＱ_ＡＳＷのソースとドレイン端子は薄膜トランジスタＱ_ＡＳＷの第２電極に接続される。

図１０は、本発明のもう１つの例の電圧図を示している。点線によって見られるように、クロックシグナルＣＬＫのレベルが高レベルから低レベルに変更された時、Ａ点の電位は、短期間に低下され、次いで直ちに５Ｖに上げられる。したがって、本発明のシングルサンプリングユニットの第２の例もまた寄生容量Ｃｇｄによって引き起こされたフィードスルー電圧降下を完全に解決することができる。

図１１は、反転装置４１を示している。反転装置４１は２つの同一の薄膜トランジスタを含み、その中の第１薄膜トランジスタＱ１のゲートとドレイン端子は、高レベル電圧ＶＤＤに接続され、第１薄膜トランジスタＱ１のソース端子は、反転装置４１の出力端子に接続される。第２薄膜トランジスタＱ２のゲート端子は、反転装置４１の入力端子に接続され、第２薄膜トランジスタＱ２のドレイン端子は、低レベル電圧ＶＳＳに接続される。

以上、本発明の好適な実施例を例示したが、これは本発明を限定するものではなく、本発明の精神及び範囲を逸脱しない限りにおいては、当業者であれば行い得る少々の変更や修飾を付加することは可能である。従って、本発明が保護を請求する範囲は、特許請求の範囲を基準とする。

従来の液晶ディスプレイパネル（以下ＬＣＤパネルと略称する）とその駆動回路の周辺装置の回路図を示している。従来のサンプリング回路の電圧図を示している。本発明の液晶ディスプレイパネルとその駆動回路の周辺装置の回路図を示している。本発明のシングルサンプリングユニットの実施例１を示している。本発明の実施例１のシングルサンプリングユニットを示している。本発明の実施例１の電圧図を示している。本発明のシングルサンプリングユニットの実施例２を示している。本発明の実施例２のシングルサンプリングユニットを示している。本発明の実施例２のもう１つのシングルサンプリング回路を示している。本発明の実施例２の電圧図を示している。反転装置４１の回路図を示している。

符号の説明

１０データドライバ
２０ＬＣＤパネル
３０ゲートドライバ
１００フィードスルー電極降下消去のサンプリング回路
２００ディスプレイユニット
２２相殺電極
４０サンプリングユニット
４１反転装置

Claims

アナログ信号を受信する第１電極と、クロック信号を受信するコントロール電極と、前記クロック信号が第１ロジックレベルにある時に前記アナログ信号をサンプリングする第２電極を有する第１薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、および前記第２電極に接続され、クロック信号が第１ロジックレベルから第２ロジックレベルに変更された時に第１薄膜トランジスタの第２電極とコントロール電極の間の寄生容量によって引き起こされたフィードスルー電圧降下（ｆｅｅｄ−ｔｈｒｏｕｇｈｖｏｌｔａｇｅｄｒｏｐ）を減少する相殺装置と、を含むクロック信号に基づいたアナログ信号のサンプリング回路。
前記相殺装置は、前記第２電極と基準電位ノード（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｐｏｔｅｎｔｉａｌｎｏｄｅ）との間のコンデンサである請求項１に記載のサンプリング回路。
前記相殺装置は、前記コントロール電極に接続される入力端子、および前記第２電極とその出力端子の間に接続されるコンデンサを有する反転装置を含む請求項１に記載のサンプリング回路。
前記コンデンサは、前記反転装置の前記出力端子に接続されるゲート端子、および、前記第２電極に接続されるソースとドレイン端子を有する第２薄膜トランジスタを含む請求項３に記載のサンプリング回路。
アレイ状に配置された複数のディスプレイユニット、
前記ディスプレイユニットの各ラインに対応して配置され、各データラインは前記対応するディスプレイユニットにビデオ信号を提供する複数のデータライン、および
少なくとも１つのサンプリング回路を有し、クロック信号に基づいてイメージ信号をサンプリングし、前記ビデオ信号とするデータ駆動回路を含み、
前記サンプリング回路は、アナログ信号を受信する第１電極、前記クロック信号を受信するコントロール電極、および前記クロック信号が第１ロジックレベルにある時、前記アナログ信号をサンプリングする第２電極を有する第１薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、および
前記第２電極に接続され、前記クロック信号が前記第１ロジックレベルから第２ロジックレベルに変更された時、前記第１薄膜トランジスタの前記第２電極と前記コントロール電極の間の寄生容量によって引き起こされたフィードスルー電圧降下（ｆｅｅｄ−ｔｈｒｏｕｇｈｖｏｌｔａｇｅｄｒｏｐ）を減少する相殺装置のデータ駆動回路を含む液晶ディスプレイ。
前記相殺装置は前記第２電極と基準電位ノードとの間のコンデンサである請求項５に記載の液晶ディスプレイ。
前記相殺装置は、前記コントロール電極に接続される入力端子、および前記第２電極とその出力端子の間に接続されるコンデンサを有する反転装置を含む請求項５に記載の液晶ディスプレイ。
前記コンデンサは、前記反転装置の前記出力端子に接続されるゲート端子、および、前記第２電極に接続されるソースとドレイン端子を有する第２薄膜トランジスタを含む請求項７に記載の液晶ディスプレイ。