TW201131546A - Double-gate liquid crystal display device and related driving method - Google Patents

Description

201131546 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明相關於一種雙閘極液晶顯示裝置及其驅動方 法，尤指一種可改善顯示品質之雙閘極液晶顯示裝置及其驅 動方法。 ^【先前技術】 液晶顯示器（liquid crystal display，LCD)具有低轄射、體 積小及低耗能等優點，已逐漸取代傳統的陰極射線管 (cathode ray tube，CRT)顯示器’進而被廣泛地應用在筆記型 電腦、個人數位助理（personal digital assistant，PDA)、平面 電視’或行動電話等資訊產品上。液晶顯示器之驅動方式一 # 般會使用時序控制器（timing controller )來產生各式控制訊 號’使得源極驅動電路（source driver)和閘極驅動電路（gate driver)能依此驅動面板上的晝素以顯示影像。依據驅動模 式的不同，液晶顯示面板之晝素結構主要可區分為單閘变 (single-gate)晝素結構與雙閘型（d〇uble_gate)晝素結構兩種。 在相同的解析度下，相較於採用單閘型晝素結構之液晶顯示 面板’採用雙閘型晝素結構的液晶顯示面板的閘極線數目會 增加兩倍，而資料線數目則會縮減為二分之一，因此採用雙 201131546 閘型晝素結構的液晶顯示面板使用較多的間極驅動晶片與 較少的源極驅動晶片。由於閘極驅動晶片之成本與耗電量均 較源極驅動晶4為低，目此_雙_畫素結構設計可降低 生產成本及耗電量。 °月參考第1圖，第1圖為先前技術中採用雙閘型畫素結 構之液晶顯不裝置1Q〇的示意圖。液晶顯示裝置1⑼包含一 液晶顯示面板110、一源極驅動電路12〇、一閘極驅動電路 130’以及一時序控制器14〇。液晶顯示面板n〇上設有複數 條資料線DL1〜DLm、複數條閘極線GL丨〜GLn，以及一晝素 矩陣。畫素矩陣包含複數個畫素單元匕和Pr，每一畫素單 :包含一薄膜電晶體開關TFT、一液晶電容Clc和一儲存電 谷CST，分別耦接於相對應之資料線、相對應之閘極線，以 及/、同電壓VC0M。在液晶顯示製置1 〇〇中，兩相鄰之行 畫素單元PL和pR耗接至同一條相對應之資料線，其中奇數 仃晝素單疋PL耦接至相對應之奇數條閘極線GL1、GL3、.、 GL^，而偶數行畫素單元匕則耦接至相對應之偶數條閘極 線 GL2、GL4、…、GLn。 時序控制器140可產生源極驅動電路12〇和閘極驅動電 路130運作所需之控制訊號，例如栓鎖脈衝訊號τρ和影像 資料data等。閘極驅動電路13()可依據栓鎖脈衝訊號τρ 依序輸出閘極驅動訊號SG!〜SGn至閘極線GLi〜GL,,，而源 201131546 ^驅動電路12〇可依據影像資抑愚 灰階值之資料驅動訊號吼〜吼至資料線叫〜^於=像 充電相對應之行晝素單元内的液晶電容Cw和儲存電容C而 明參考第2 ® ’第2 gj為先前技術之液晶顯*裝置 序圖。第2圖顯示了栓鎖脈衝訊號τρ、閑極驅 動心虎SGl〜SG4,以及晝素單元之電位ν+、ν、ν ν

栓衝訊號ΤΡ為等頻率之脈衝訊號，用來讓每—週期内。 畫素單元皆有固定充電時間T〇N。v+_、V ·、v +、V”代表 -列畫素單元中搞接至同―資料線之兩相鄰晝素單元Pl和 pR之電位。假設在週期T1〜T5内’ f料驅動訊號依序呈現 正極II、負極性、負極性、正極性和正極性（由第2圖中之，,+，， 矛來表示）。以耦接至閘極線GLf-GL4之兩列畫素單元 來作。兒月.在週期丁！内，閘極驅動訊號SC，具致能電位（高 電位）’正極性資料驅動訊號會透過導通之電晶體開關TFT 對第-列晝素單元中之奇數行晝素單元Pl進行預充電；在 週期T2内，閘極驅動訊號SGi和SG2同時具致能電位，負 極丨生ΐ料驅動甙號會透過導通之電晶體開關tft對第一列、 晝素單70中之奇數行晝素單元Pl進行主充電，同時對第一 列畫素單疋中之偶數行晝素單元PR進行預充電；在週期T3 内，閘極驅動訊號SG2和SG3同時具致能電位，負極性資料 驅動訊號會透過導通之電晶體開關TFT對第一列畫素單元 中之偶數行晝素單元pR進行主充電，同時對第二列書素單 201131546 兀中之奇數行晝素單元匕進行預充電；在週期了4内，間極 和SG4同時具致能電位，正極性資料驅動訊號 會對第二列晝素單元中之奇數行晝素單元&進行主充電， 同時對第二列畫素單元中之偶數行畫素單元匕進行預充 2 ’·在週期T5内，_驅動訊號抑具致能電&，正極性 :身枓驅動訊號會透過導通之電晶體開關τρτ對第二列畫素 早疋中之偶數行晝素單元Pr進行主充電。 旦 ^而言之，第i晝素單元令之奇數行晝素單元^在其 週期T1内係接收正極性資料驅動訊號，而在直主 ，週期丁2内則接收負極性資料驅動訊號，其電位可由v =表不，第i畫素單元中之偶數行晝素 :^Τ2和主充電週期乃内皆接收負極性資料驅動訊號， :::由V.·來表示；第二列畫素單元中之奇數行 ㈣接收負極性資料_訊號，而 可由V來表-笛則接收正極性資料驅動訊號，其電位 其預充電^；2ίΓ晝素單元中之偶數行畫素單元pr在 城電週期T3内皆接收正極性資料驅動 Λ就，其電位由ν++來表示。

搞二晝内素單元在其主充電和預充電週期内資料驅動訊號之 目5 ’畫素單元會有足夠時間達到預定電壓（如V V一所示），此蚌宜人+ φ 又电您、如ν++和 匕夺寫入晝素單元之電荷量由第2圖中八2和八4 201131546 所‘示之斜線區域來表。 调如肉次』， 取丁右蓋素早兀在其主充電和預充電 ^ 夂畫素早70需要一段時間來 到預定電壓(如…-+所示)，此時寫入晝 表ΓΓ:何量由第2圖中八丨和幻所標示之斜線區域來 °第2圖所示’針對同一灰階值之 兀會因為充雷π5m3 A 干—旦京半 元電不足（A1和A3之面積小於A2 而造成晝面顯料良。 Μ之面積） 【發明内容】 W提供—種雙閘極液晶顯示裝置之驅動方法，其 j—fr週期内輸出—第—資料驅動訊號，進而f卜第 期二ΐ:70進行預充電；在接續該第一週期後之-第二週 出一第二資料驅動訊號，進而對該第-晝素單元進 同時對—第二晝素單元進行預充電，其中該第 係輕接於―資料線和—第—閘極線，該第二查 =^_接於該㈣線和―第二閘極線；在 ^ 期r 一第三資料一進㈣ 資料二:極=::::= -素單7L之預充電時間和該第二週期内該第一晝素單 金=電時間，以及調整該第二資料驅動訊號寫入該第一 一、單7L之期間和該第三資料驅動訊號寫人該第二晝素單 201131546 電 電時間約莫相 =期間進而使該第二週期内該第__畫素單元之主充 時間和該第三週期内該第二畫素單元之主充 等。 另提供一種採用雙閉極驅動架構之液晶顯示裝 一第—閉極線，用來傳送—第—閘極驅動訊號，· 第一閘極線’相鄰且平行於該第—閘極線，用來傳送一 線動:號;一資料線，垂直於該第-和第二間極 泸.一笛一送—ίΓ資料驅動訊號和一第二資料驅動訊 :二 晝素早70 於該資料線和該第-閘極線， i…週期内依據該第一閘極驅動訊號和該第一資料 ;—第二畫素單元’轉接於該資料線 和δ亥第一閘極線，其在接墙兮贫 、在接續该第一週期後之一第二週期内 :第二間極驅動訊號和該第二資料驅動訊號以顯示畫 ，閘極驅動電路，其依據一栓鎖脈衝訊號和一輸出致 =號來輸出該第-閘極驅動訊號和該第二閘極驅動訊 : 源極㈣電路，其依據-t彡像資料來產生該第一資 广驅動訊號和該第二#料驅動訊號；以及、 =序控制器包含-判斷單元，其依據該第一資料驅動訊 :和該第=資料驅動訊號之極性來判斷第一畫素單元和該 -畫素單元晝素單元之充電時間是否足夠；以及一調整 電路’其依據該判斷單元之判斷結果來調整該栓鎖脈衝訊 號和該輸出致能訊號，使得在該第一週期内寫入該第一晝 201131546 素單元之電荷量和在該第二週期㈣u第二晝素單元之 電荷量約莫相等。 【實施方式】 明參考第3圖’第3圖為本發明中制雙閘型晝素結構 之液晶顯示裝置200的示意圖。液晶顯示裝置2〇〇包含一液 晶顯示面板21G、-源極驅動電路22()、—閘極驅動電路 230’以及一時序控制器24〇。液晶顯示面板21〇上設有複數 條資料線DL^-DLm、複數條閘極線GLi〜GLn，以及—晝素 矩陣。畫素矩陣包含複數個晝素單元匕和Pr，每一畫素單 兀包含—薄膜電晶體開g TFT 一液晶電容C[c和一儲存電 谷CST，分別耦接於相對應之資料線、相對應之閘極線，以 及共同電壓VC0M。在液晶顯示裝置2〇〇中，兩相鄰之行 I素單元PL和PR耗接至同一條相對應之資料線，其中設置 於ί料線左側之奇數行晝素單元匕耦接至相對應之奇數條 甲1極線GL】GL3、...、GLn-!，而言史置於資料線右側之偶數 仃畫素單元PR則耦接至相對應之偶數條閘極線、 GL4、…、GLn 〇 本發明之時序控制器240包含一判斷單元25〇和一調整 電路260 了產生源極驅動電路220和閘極驅動電路230運 作所需之控制訊號，例如栓鎖脈衝訊號ΤΡ，、輸出致能訊號 201131546 OE和影像資料DATA等。閘極驅動電路230可依據栓鎖脈 衝訊號TP’和輸出致能訊號OE依序掃描資料線GL,〜GLn， 而源極驅動電路320可依據影像資料DATA分別輸出對應於 影像灰階值之資料驅動訊號301〜30„至資料線 DLm，進而充電相對應之行晝素單元内的液晶電容CLC和儲 存電容CST。依據顯示晝面和驅動方式，晝素單元在主充電 週期和預充電週期内資料驅動訊號之極性也會不同，判斷單 元250可依據顯示畫面和驅動方式來判斷晝素單元之充電時 間是否足夠，調整電路260再依據判斷結果來調整栓鎖脈衝 訊號TP’和輸出致能訊號OE，讓寫入每一畫素單元之電荷量 約莫相等。 請參考第4圖，第4圖為本發明之液晶顯示裝置200運 作時之時序圆。第4圖顯示了栓鎖脈衝訊號TP’、輸出致能 訊號OE、閘極驅動訊號SGi〜SG4，以及畫素單元之電位 V+_、V__、V.+、V++。調整電路260可調整栓鎖脈衝訊號TP’ 之脈衝頻率，如此每一週期内畫素單元可有不同長度的充電 時間Τ0Νι〜T0N5。V+_、V__、V_+、V++代表某一列晝素單元 中粞接至同一資料線之兩相鄰晝素單元Pl和Pr之電位。假 設在週期T1〜T5内，資料驅動訊號依序呈現正極性、負極 性、負極性、正極性和正極性（由第4圖中之”+”和來表 示）。以耦接至閘極線之兩列晝素單元來作說明： 在週期T1内，閘極驅動訊號SG!具致能電位（高電位），正 201131546 極性資料驅動訊號會透過導通之電晶體開關TFT對第一列 晝素單元中之奇數行晝素單元Pl進行預充電；在週期τ2 内，閘極驅動訊號SGl* SG2同時具致能電位，負極性資料 驅動訊號會透過導通之電晶體開關TFT對第一列晝素單元 中之奇數行畫素單元PL進行主充電，同時對第一列畫素= 元中之偶數行畫素單元以進行預充電；在週期T3内，閘極 驅動訊號SG2和SG3同時具致能電位，負極性資料驅動訊號 φ會透過導通之電晶體開關TFT對第一列晝素單元中之偶數 行畫素單元PR進行主充電，同時對第二列晝素單元中之奇 數行晝素單it pl進行預充電；在週期T4内，閘極驅動訊號 s G 3和s G 4同時具致能電纟，正極性資料驅動訊號會對第二 列畫素單元中之奇數行晝素單元Pl進行主充電，同時對第 二列畫素單元中之偶數行畫素單元Pr進行預充電；在週期 T5内’閘極驅動訊號SG4具致能電位，正極性資料驅動訊 號會透過導通之電晶體開關TFT對第二列畫素單元中之偶 數行畫素單元PR進行主充電。 對第-列晝素單元中之奇數行晝素單元PL來說，其預充 電週期Ti内係接收正極性#_動訊號，而在其主充電週 期T2内係接收負極性㈣訊號，其電位可由V+.來表 不田判斷單70 2 5 0判斷出主充電和預充電週期内資料驅動 訊號之極性相反時’調整電路26〇會調整检鎖脈衝訊號丁p， 之脈衝頻率，讓晝素單元在預充電週期T1内的充電時間 201131546 T_k於在主充電週期T2内的充電時間，進而縮短反 轉電位職之時間。同時，職電路260亦會透過輸出致能 讯號0E來調整寫入晝素單元之電荷量B1。 、對第一列畫素單元中之偶數行畫素單元PR來說，其預充 電週期T 2和主充電週期τ 3内皆接收負極性資料驅動訊號， 、電 < 可由V.·來表不。當判斷單元⑽判斷出主充電和預

f電週期㈣料驅動職之極性相同時，調整電路260會調 整栓鎖脈衝訊號TP，之脈彳 ^ ^ 〇 Τ9 ^ ± 衝頻率，讓晝素皁元在預充電週期 日，間Τ〇Ν2長於在主充電週期Τ3内的充電時間 〇Ν3 =時亦會透過輸出致能訊號QE來調整寫人畫素單元 之電荷量Β2。 ^第二列晝素單元中之奇數行晝素單 電週㈣内係接收負極性資料驅動訊號，而在·心

期T1内係接收正極性資料驅動訊號，其電位可由vH 不。/判斷單元㈣判斷出主充電和預充電週期内資料驅 訊號之極性相反時，上田M 十•辱e 之脈衝頻率，❹i 6G會調整栓鎖脈衝訊號τ 旦素單元在預充電週期Ή内的充電時間 Τ〇Ν3短於在主充雷调〜 .、曰1 絲心 f週期4内的充電時間T_，進而縮短 轉電位所需之相。膽 ' 訊號0£來調整寫人畫素單元之電荷量Β3賴出致( 12 201131546 對第二列晝素單元中之偶數行晝素單元Pr來說，其預充 電週期T4和主充電週期T5内皆接收正極性資料驅動訊號， 其電位可由v++來表#。當判斷單元25〇判斷出主充電和預 充電週期内5貝料驅動吼號之極性相同時，調整電路260會調 整栓鎖脈衝訊號TP’之脈衝頻率，讓晝素單元在預充電週期 T4内的充電時間Tom長於在主充電週期T5内的充電時間

Tons ’同時亦會透過輸出致能訊號〇Ε來調整寫入晝素單元 之電荷量Β4。 如第4圖所不，無論晝素單元在主充電週期和預充電週 期内資料驅動汛號具何種極性，本發明可依據驅動方式來調 整主充電時間和預充電時間’使得畫素單夠時間達到 目標電位。同時’本發明亦會提供輸出致能訊號0Ε來控制 主充電週期内資料驅動訊號寫入晝素單S之期間（例如當輸 出致能訊號ΟΕ具低電位時），讓寫入每一晝素單元之電 • 皆能約莫相等，因此能改善晝面顯示品質。 何里 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請 所做之均等變化與修m屬本發明之涵蓋顧。 轨園 【圖式簡單說明】 第！圖為先前技術中一雙閘型液晶顯示裝置之示意圖 201131546 第2圖為先前技術之液晶顯示裝置運作時之時序圖。 第3圖為本中一雙閘型液晶顯示裝置之示意圖。 第4圖為本發明之液晶顯示裝置運作時之時序圖。 【主要元件符號說明】 100、 200 液晶顯示裝置 110 ' 210 液晶顯不面板 120、 220 源極驅動電路 130 、 230 閘極驅動電路 140、 240 時序控制器 Pl ' Pr 晝素單元 250 判斷單元 260 調整電路 DL^DLm 資料線 GLi 〜GLn 閘極線 Clc 液晶電容 Cst 儲存電容 Vc〇M 共同電壓 TFT 薄膜電晶體開關 14

Claims (1)

1. 201131546 七、申請專利範圍： 1. -種雙閘極液晶顯示裝置之驅動方法，其包八. 在-第=内輸出一第一資料驅動訊號，：而 一 素單元進行預充電； 在接續該第-週期後之―第二週期⑽出—第 動訊號，進而對該第-晝素單元進行主充：枓驅 射一第二蚩备》。- 丁主充電，同時 且素早疋進行預充電’其中該第—書 元係耦接於一資料線和一第一問極線，該第：書 單元係輕接於該資料線和一第二閘極線；—旦素 在接續該第二週期後之—第三週期内輸出—第 動訊號，進而對該第二畫素單元進行主充電；以及 依據該第-資料驅動訊號和該第二資料驅動訊號之 來調整該第一週期内該第一畫素單元之預充電時間 和該第二週期内該第一畫素單元之主充電時間二 及 調整該第二資料驅動訊號寫人該第—晝素單元之期間和 該第三資料驅動訊號寫入該第二晝素單元之期間， 進而使該第二週期内該第—畫素單元之主充電日曰寺間 和該第三週期内該第二晝素單元之主充電時 相等。 、失 2.如請求項丨所述之驅動方法，其另包含： 15 201131546 當該第-資料驅動訊號和該第二資料_訊號之極性相 反時’縮短該第-週期内該第一晝素單元之預充電 時間且增加該第二週期内該第—畫素單元之主充電 時間。 3. 如請求項丨所述之驅動方法，其另包含： 當該第—資料驅動訊號和該第二資料驅動訊號之極性相 同時，增加該第-週期内該第—晝素衫之預充電 時間且縮短該第二週期内該第—畫素單元之主充電· 時間。 4. 如請求項1所述之驅動方法，其另包含： 在該第三週期内輸出該第二資料驅動訊號以對一第三竺 素單元進行預充電，其中該第三畫素單元係搞糾 5亥責料線和一第三閘極線。 5. 如請求項4所述之驅動方法，其另包含： 籲 依據該第二資料驅動訊號和該第三資料驅動訊號之極性 來: 周整該第二週期内該第二晝素單元之預充電時間 和該第三週期内該第二畫素單元之主充電時間。 —種知用雙閘極驅動架構之液晶顯示裝置，其包含： 閉極線’用來傳送一第一間極驅動訊號； 16 201131546 用來傳送 〜間極線’相鄰且平行於該第—問極線 第一閘極驅動訊號； 貝，線’垂直於該第—和第二閘極線，用來傳送一第 2料驅動訊號和—第二資料驅動訊號； 々〜晝素單元，耦接於該資料線和該第一閘極線，其 $ -第-週期内依據該第一閘極驅動訊號和該第： 資料驅動訊號來顯示畫面；

   第〜畫素單元’轉接於該資料線和該第二閘極線，其 在接續該第-週期後之—第二週期内依據該第二間 極驅動訊號和該第二資料驅動訊號以顯示晝面； 一閘極驅動電路（gatedlW)，其依據—栓鎖脈衝訊號 和一輸出致能訊號來輸出該第一閘極驅動訊號和該 第一閘極驅動訊號； 一源極驅動電路（sourcedriver)’其依據一影像資料來 產生該第一資料驅動訊號和該第二資料驅動訊號； 一時序控制器（timing controller )，其包含： 一判斷單元，其依據該第一資料驅動訊號和該第二 資料驅動訊號之極性來判斷第一晝素單元和該 第二晝素單元晝素單元之充電時間是否足夠； 以及 一調整電路，其依據該判斷單元之判斷結果來調整 該栓鎖脈衝訊號和該輸出致能訊號，使得在該 第一週期内寫入該第一晝素單元之電荷量和在 201131546 該第二週期内寫入該第二畫素單元之電荷量約 莫相等。 7.如請求項6所述之液晶顯示裝置，其中 該第一畫素單元包含： 一第一薄膜電晶體開關，其包含： 一控制端，耦接於該第一閘極線； 一第一端，柄接於該資料線；以及 一第二端； 一第一液晶電容，耦接於該第一薄膜電晶體之第二端 和一共同電壓之間；以及 一第一儲存電容，耦接於該第一薄膜電晶體之第二端 和該共同電壓之間；且 該第二晝素單元包含： 一第二薄膜電晶體開關，其包含： 一控制端，耦接於該第二閘極線； 一第一端，耦接於該資料線；以及 一第二端； 一第二液晶電容，耦接於該第二薄膜電晶體之第二端 和該共同電壓之間；以及 一第二儲存電容，耦接於該第二薄膜電晶體之第二端 和該共同電壓之間。 、圖式. 18