TWI221541B

TWI221541B - Liquid crystal display device

Info

Publication number: TWI221541B
Application number: TW088106321A
Authority: TW
Inventors: Masaaki Hiroki
Original assignee: Semiconductor Energy Lab
Priority date: 1998-04-23
Filing date: 1999-04-20
Publication date: 2004-10-01
Also published as: KR20060088867A; US6771238B1; JPH11305743A; KR100752070B1; KR100649902B1; KR19990083431A

Description

1221541 Α7 Β7 五、發明説明（1 ) 1 .發明部份本發明係有關裝有驅電路之有效矩陣液晶顯示裝置，且更明確言之，係有關用以提高液晶顯示裝置之解像度及影像品質之技術。 2 .有關技藝之說明近年來，在扁平面板，諸如液晶顯示器（L C D )、電漿顯示板（P D P )、電致發光（E L )顯示器上之技術發展已有進步，作爲取代陰極射線管（C R T )之顯示器。在此等扁平顯示器中，液晶顯示器市場最大，並使用於各種顯示媒體上，包括筆記型個人電腦、具有液晶面板之數位攝影機、車輛導航系統、投影機，及寬螢幕電視機〇液晶顯不器較之C R T爲佳之優點爲顯示面積大，因爲顯示部份平坦，且由點矩陣顯示設計所提供之解像度高〇經濟部智慧財產局員工消費合作社印製高解像度意爲增加液晶顯示器中之像素數。驅動頻率隨像素數之增加而增加。例如，像素數雖在N T S C額定中約爲4 0萬，但在HDTV額定中高至約2百萬（ 1 920x1 080像素）。故此，在HDTV額定中，輸入視頻信號具有其最大頻率到達高至2 0至3 ΟΜΗ z ，雖其在NTSC額定中爲6MHz。爲精確顯示視頻信號，一時鐘信號需要數倍於視頻信號之頻率（例如約5 0至6 0 Μ Η z )。預期自現在開始本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） _ 4 _ 1221541 A7 __ _B7五、發明説明（2 ) 更需要更高解像度及影像品質之顯示，且應以極高速度之點時脈處理視頻信號。圖1 1 A顯示欲輸入於習知液晶顯示板上之視之簡化徑路。如圖1 1 A所示，液晶顯示板1 〇安像素矩陣區1 及一閘極驅動電路1 2，及動電路1 3。閘極驅動電路1 2亦稱爲掃描線驅動源極驅動電路1 3亦稱爲信號線驅動電路或資料線路。像素矩陣區1 1具有像素，像素各具有一液晶及一像素T F T 1 6。液晶胞1 5具有電容器結構介質包夾於像素電極及相對電極之間，視頻信號輸經濟部智慧財產局員工消費合作社印製素電極上。像素T F T 1 6包含一閘極電極，及一汲極電極。閘極電極連接至掃描線1 (或汲極電極）連接至信號線，及汲極電極 )連接至液晶胞1 5之像素電極。掃描線1 驅動電路1 2，及信號線1 8連接至源極驅掃描線1 7亦稱爲閘極線。信號線1 8亦稱極線，或汲極線。欲施加於像素胞上之視頻信號由視頻信 2 0處理，俾適合液晶面板1 0之顯示特性理電路2 0對自外部輸入之視頻信號主要執交替，及放大處理。經處理之視頻信號由源 1 3輸入，通過信號線1 8而至像素矩陣區於液晶胞1 5之像素電極上。液晶胞1 5中化光透射率，此視施加於其上之電壓而定。一源頻信號排具有源極驅電路。驅動電胞1 5 ，具有入於像極電極極電極極電極至閘極 7，源 (或源 7連接動電路1 3。爲資料線，源號處理電路。視頻信號處行珈瑪改正，極驅動電路 1 1從而施加之液晶材料變光透射率之變請先閲讀背之注意事項馬本頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -5 1221541 A7 B7 五、發明説明（3 ) 化相當於色調.，從而由全部液晶胞1 5形成影像。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 爲達成液晶面板上之高品質顯示。視頻信號處理電路 2 0需要一放大器2 1 (見圖1 1 B )，以保真地放大信號波形。此乃由於放大器2 1在視頻信號處理電路2 0之最後輸出端上，欲施加於液晶胞1 5之像素電極上之視頻信號在此最後決定其振幅及形狀之故。施加於像素電極上之視頻信號爲脈波形信號。故此，放大器2 1需不致引起脈波信號振幅變差，及脈波波形圓化。已知放大器2 1通常具有圖1 1 C之編號1 1 〇 1所示之頻率特性，其中，電壓增益在中央範圍接近恆定不變，但在超過某一頻率之範圍中，以恆定之下降率降低。該下降率爲—20dB/十（一 6dB/八），其中，放大器在一級中。增益在較高範圍中降低之原因爲單一放大器中之輸出阻抗增加。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製然而，在液晶顯示器中，不獨需考慮放大器2 1之輸出端電壓，且亦需考慮最後施加於像素電極上之電壓。故此，視頻信號處理電路之放大器2 1之頻率特性亦需考慮連接於放大器2 1及液晶胞1 5間之電阻R k c及電容 C u，而非僅放大器2 1。在此，如圖1 1 C之編號 1 1 0 2所示，由於液晶面板電阻R L c及電容c L C之故，液晶胞1 5之像素電極之增益開始下降之頻率範圍轉移至較之單一放大器2 1之增益爲低的一方。液晶顯示器之解像度之增加爲像素及像素密度增加。像素如果增加，就會增加連接線數，即增加液晶電阻本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -6 - 1221541 A7 _ B7 __ 五、發明説明（4 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) R l。。密度增加發生像素矩陣寄生電容問題，引起電容 C l。增加傾向。故此，解像度之增加導致頻率範圍轉移，其中，放大器2 1之增益朝向較低範圍平坦化。爲避免增益降低，可降低電阻R l c。爲降低電阻R ^ c，可增加互接線之厚度。然而，互接線厚度之增加導致增加互接線所佔之面積，此與所謂像素收縮之技術發展之方向相反進行。解像度之增加亦需要高頻驅動。在H D T V額定中之視頻信號驅動頻率需高至2 0至3 Ο Μ Η ζ。如由液晶面板達成H D Τ V額定顯示，則視頻信號頻率f ν i d不可避免地到達一頻率範圍，在此，由於上述液晶面板之解像度之增加，像素電極之增益降低。如像素電極上發生在視頻信號頻率f v i d中之增益降低，則視頻信號降低黑或白位準，導致影像灰化（彩色顯示中之泥色），及因而顯示品質下降。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製高頻率驅動在V G A或S V G A額定之液晶顯示板上並無需要，因爲其水平像素數不滿一千。故此，即使施加於像素電極上之電壓增益在高頻方面降低，放大器2 1可使用於增益平坦之頻率處。完全不出現有關頻率之增益下降之問題。發明槪要· 本發明之目的在提供一種液晶顯示裝置，此能達成高品質顯示，其中，對欲施加於像素矩陣區之像素電極上之本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 1221541 A7 _____ B7 五、發明説明（5 ) 視頻信號補償在高頻範圍中之增益下降，以消除由於顯示裝置之解像度增加所引起之上述問題。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 依據本發明之結構，一種液晶顯示裝置至少包含：一像素矩陣區，每一像素電極具有一開關元件；一第一驅動電路，連接至像素矩陣區之掃描線；一第二驅動電路，連接至像素矩陣區之fg 5虎線，一*視頻丨g號處理電路，用以父替視頻信號，並輸出多個交流視頻信號於第二驅動電路上 ;及一控制電路，用以產生控制信號來控制第一驅動電路、第二驅動電路、及視頻信號處理電路之驅動；其中，視頻信號處理電路具有一電路，用以執行峰化處理，其連接至放大器之輸出端，放大器置於最接近輸出交流信號之輸出端處。依據本發明之另一結構，視頻信號處理電路變換視頻信號爲交流視頻信號，並輸出交流視頻信號至第二驅動電路。交流信號由相互反向關係之二種交流信號構成。視頻信號處理電路具有一電路用以執行峰化處理，連接於最接近輸出交流視頻信號之每一輸出端上所置之一放大器。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製在本發明之液晶顯示裝置中，一峰化處理電路連接至最接近輸出視頻信號之輸出端處所置之放大器。如此可由降低放大器上負荷之阻抗’即像素矩陣區或驅動電路之阻抗，補償像素電極上之電壓增益’在高解像度顯示器上顯示。附圖簡述度適用中國國家標準（CNS ) A4規格(2ί0Χ 297公釐） 1221541 A 7 B7 五、發明説明（6 ) 圖1爲方塊圖，顯示本發明之液晶顯示裝置之構成；圖2爲部份方塊圖，顯示反向處理電路之構成； (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖3顯示圖2之反向處理電路中之放大器之頻率特性圖4爲部份方塊圖，顯示圖2反向處理電路之一修改之構成；圖5爲方塊圖，顯示實施例1之液晶顯示裝置之構成 9 圖6爲部份圖，包含實施例1之源極驅動電路及像素矩陣區；圖7爲信號波形，顯示實施例1之一同步信號，一極性反向信號，一輸入視頻信號，及一第一及一第二交流視頻信號；圖8爲實施例1之源極驅動電路中之信號之定時圖；圖9爲部份圖，包含實施例3之源極驅動電路及像素矩陣區；圖1 0爲實施例4之後方投影式顯示裝置之槪要結構經濟部智慧財產局員工消費合作社印製圖；圖1 1 A，1 1 B，及1 1 C爲先行技藝之說明圖。主要元件對照表 100液晶面板 102信號線 103源極驅動電路本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -9 - 1221541 A7 _B7 五、發明説明（7 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 104掃描線 105閘極驅動電路 106TFT (薄膜電晶體） 107液晶胞 110視頻信號處理電路 111A/D (類比/數位）變換器 11 2改正電路經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 113D/A (數位/類比）變換器 114反向處理電路 115放大器 117峰化處理電路 120控制電路 200輸入同步信號 201開始脈波 203時鐘脈波 205極性反向信號 2 10輸入視頻信號 2 11交流視頻信號發明之詳細說明現考圖1至4，說明本發明。先參考圖1 ，其中顯不本發明之液晶顯不裝置之方塊圖。該液晶顯示裝置包含一液晶面板1 〇〇用以顯不影像，一視頻信號處理電路1 1 〇用以使輸入視頻信號變爲父本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -10- 1221541 A7 B7 五、發明説明（8 ) 流形態，及一控制電路1 2 0用以控制液晶面板1 〇〇以及視頻信號操作定時。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在液晶面板1 0 0中，一像素矩陣區1 〇 1經相互平行垂直延伸之多條信號線1 0 2連接於一源極驅動電路（信號線驅動電路）1 0 3，及經相互平行水平延伸之多條掃描線連接於一閘極驅動電路（掃描線驅動電路）1 〇 5 0 像素矩陣區1 0 1在逐個像素之基礎上由作爲開關元件之T F T (薄膜電晶體）1 0 6構成，各安排接近一信號線1 0 2及一掃描線1 〇 4之相交處’及一液晶胞 1 07連接於TFT1 06。掃描線1 04在其一端處連接至對應之T F T之閘極電極，而信號線1 〇 2則在其一端處連接至T F T之源極電極或汲極電極。液晶胞1 〇 7 由一像素電極，一相對電極，及夾在像素電極及相對電極間之一液晶材料構製成一電容器。相對電極對所有液晶胞 1 0 7來說爲共同的，且其電位保持於共同電位（中心電位）上。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製驅動電路1 0 3，1 0 5由T F T構成。由非晶質矽薄膜晶化之多晶矽薄膜因其場效移動率，宜用作驅動電路 103 ，1〇5之TFT及TFT106。亦可使用由非晶質矽鍺薄膜晶化之薄膜。視頻信號處理電路1 1 0控制電路1 2 0等安裝於與液晶面板1 0 0不同之基板，例如另一印刷基板上。在該基板上之電路及液晶面板1 0 0上之電路經由電纜、可撓本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -11 - 1221541 A7 B7 五、發明説明（9 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 性電路板等連接。而且，無待言者，爲整合起見，包括視頻信號處理電路1 1 0及控制電路1 2 0之周邊電路的一部份或全部宜安排於與液晶面板同一基板上。視頻信號處理電路1 1 0具有一 A /D (類比/數位 )變換器1 1 1、一改正電路1 1 2、一 D / A (數位/ 類比）變換器1 1 3、及一反向處理電路1 1 4。控制電路1 2 0產生脈（開始脈波、時鐘脈波、同步信號、極性反向信號等），用以控制定時，俾根據同步信號2 0 0，以操作源極驅動電路1 0 3、閘極驅動電路1 0 5、視頻信號處理電路1 1 0等。已由視頻信號處理電路1 1 0變換爲交流形態之視頻信號、來自控制電路1 2 0之開始脈波信號、時鐘信號、水平同步信號等被輸入於源極驅動電路1 〇 3。以下說明本實施例中之液晶顯示裝置之作用。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製控制電路1 2 0重複一操作（分頻），根據作爲基準之一輸入同步信號2 0 0，以先設定之計數（分頻比率）對自相位同步之一振盪器所輸出之同步振盪之時鐘信號（〇s C )計算時脈，作爲源極振盪。與此分頻同時，計數該時脈，以產生在螢幕水平方向上之開始脈波（S P D ) 2 0 1 ，在螢幕垂直方向上之開始脈波（S P S ) 2 0 2 ，在螢幕水平方向上之一時鐘脈波（CLD) 2〇3，在螢幕垂直方向上之一時鐘脈波（CLS) 204，及一極性反向信號（F R P ) 2 0 5。而且，有產生水平同步信號（H S Y )及垂直同步信號（V S Y )之情形，其中，本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -12- 1221541 A7 B7 五、發明説明（10) H S Y及V S Y用作水平或垂直方向上之基準’用以顯示文字於螢幕上。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 由顯示裝置外部輸入之輸入視頻信號2 1 〇爲R G Β 類比信號，每一像素單元具有一組紅色（R )、綠色（G )'及藍色（B )視頻資料，其在每單元時間中轉移至視頻信號處理電路1 1 0。輸入視頻信號2 1 〇亦爲一在垂直線數上連續的連續信號，其具有一螢幕（一框）之視頻信號除以垂直方向上的線數。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製對應於輸入視頻信號2 1 0，像素矩陣區1 0 1具有 R，G，及B像素，此等在水平方向上依次重覆設置，.與不同之三色紅，綠，及藍相對應，從而在垂直上構成一像素行列。例如，如像素矩陣區1 〇 1視爲由水平1 0 2 4 像素及垂直7 6 8像素所構成，則一螢幕視頻信號應由一連續信號構成，在垂直線數（7 6 8行）中具有各包含水平1 0 2 4像素資訊信號之水平線。在習知情形’輸入視頻信號2 1 0配合C R T，但不適合於液晶面板。由於此，視頻信號處理電路1 1 0對輸入視頻信號2 1 0執行各種信號處理。在視頻信號處理電路1 1 0中，輸入視頻信號2 1 0 由A/D變換器1 1 1變換爲數位RGB信號，並輸出至改正電路1 1 2。在改正電路1 1 2中，數位信號形態之視頻信號接受有關液晶材料之珈瑪改正等，因而改善色調特性。經改正之視頻信號由D / A變換器1 1 3再變換爲類比R G B信號。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -13- 1221541 A7 _B7 五、發明説明（11) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 藉由A / D變換器1 1 1來數位化視頻信號2 1 0係因爲可由改正電路1 1 2而很容易且精確地做改正。注意在輸入視頻信號2 1 0爲數位信號之情形，A / D變換器 1 1 1可予以省略。經改正之視頻信號然後由反向處理電路1 1 4放大至適用於液晶面板上之電位（通常爲一 5 V至5 V )。亦即，經改正之視頻信號係藉由依據自控制電路1 2 0所輸入至反向處理電路1 1 4之極性反向信號（F R P ) 2 0 5 的脈波電位，使其極性反向而成爲交流形態。

由控制電路1 2 0所產生之SPD 2 0 1及 C L D 2 0 3，與交流形態之視頻信號2 1 1 —起被輸入於液晶面板1 0 0用的源極驅動電路中1 0 3中。s P D 2 0 1爲脈波信號，用以界定一水平期間顯示開始之時刻。C L D 2 0 3爲脈波信號，與水平方向中之每一像素相對應。根據此信號，源極驅動電路1 0 3對交流形態之視頻信號2 1 1執行取樣，及然後輸出與每一像素相對應之電壓（視頻信號）於信號線1 0 2上。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製由控制電路1 2 0所產生之S P S 2 0 2及C L S 2 0 4被輸入至閘極驅動電路1 0 5。S P S 2 0 2爲脈波信號，用以界定垂直期間顯示開始之時刻。C L S爲脈波信號，與垂直方向上之每一像素相對應。閘極驅動電路 1 0 5在每一水平週期期間依以上順序而將一掃描線 1〇4選擇至像素矩陣區1 0 1，因而顯示影像。視頻fe號處理電路1 1 0之反向處理電路1 1 4係一* 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -14- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1221541 A7 _B7_ 五、發明説明（12) 用以實施放大及反向處理的電路，其基本上係由一放大器所構成的。如習知實例所示（閱圖1 1 C ) ’放大器具有一特性，即在高頻範圍側，電壓增益隨頻率之增加而降低。如欲處理之視頻信號的頻率f V 1 d高於2 Ο Μ Η z，則施加於液晶胞1 Ο 7之像素電極上之信號之增益降低’即使在反向處理電路1 1 4之放大器中的增益恆定不變之頻率上亦然。因爲液晶面板1 0 0中有電阻器或電容器連接至反向處理電路1 1 4之輸出端上。如此不能保真地施加經改正電路1 1 2所改正之數位視頻信號的資料於像素電極上。爲獲得高品質顯示，施加於液晶胞1 0 7之像素電極上的交流視頻信號2 1 1需在輸入視頻信號2 1 0上保真地再生。而且，由於交流視頻信號2 1 1如輸入於源極驅動電路1 0 3上，由信號線1 0 2分用，故由視頻信號處理電路1 1 0對整個交流視頻信號2 1 1執行改正。故此，亦由視頻信號處理電路1 1 0對像素電極中之電壓增益執行改正，作爲源極驅動電路1 0 3前之一級。在視頻信號處理電路1 1 〇中，宜由儘量接近液晶胞1 〇 7之一電路補償欲施加於像素電極上之電壓的增益下降。在本發明中，欲最後輸入至液晶面板中之反向處理電路1 1 4的輸出信號爲視頻信號2 1 1 ，且故此，反向處理電路1 1 4 爲最接近交流視頻信號2 1 1之輸出端之放大器。爲補償液晶胞1 0 7中增益之降低，一峰化處理電路 1 1 7連接至反向處理電路1 1 4之放大器1 1 5之輸出本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

-15- 1221541 A7 B7 五、發明説明（13) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 端，以執行峰化處理，如顯示於圖2。圖3顯示有關施加於像素電極上之交流視頻信號之頻率及電壓增益間之關係。在無峰化處理電路1 1 7連接之情形，如圖3之編號 3 1所示，施加於液晶胞1 0 7之像素電極上之信號的電壓增益在視頻信號頻率f v ^ d處下降。在有峰化處理電路 1 1 7連接於放大器1 1 5之輸出端上之情形，如圖3之編號3 2所示，施加於像素電極上之信號的電壓增益在視頻信號頻率f v i d處增加至在中央範圍（增益恆定之頻率範圍）中之一增益。而且，峰化處理電路1 1 7之特性決定在於補償由於放大器1 1 5之負荷阻抗（液晶面板 1 〇〇所具有之阻抗）所引起的電壓下降。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製峰化處理電路1 1 7用以補償液晶面板1 0 0之特性，其中，此應連接至最接近視頻信號處理電路1 1 0之輸出端上所置之放大器1 1 5。由連接峰化處理電路1 1 7 至放大器1 1 5之輸出端，由峰化處理電路1 1 7所改正之交流視頻信號可輸入至源極驅動電路1 1 3，可降低擾亂。由於如此，可保真地施加由改正電路1 1 2所決定之電位再生之交流視頻信號2 1 1至液晶胞1 〇 7之像素電極。而且，即使在反向處理電路1 2 4之放大器1 2 5之輸出端上設置一反饋電路，且該反饋電路由圖4所示之峰化處理電路構成，亦可獲得與圖2之反向處理電路1 1 4 相同之效果。在圖4中，相同之參考編號標示相同之組成件。圖4爲圖2之反向處理電路114之修改。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -16- 1221541 A7 B7 五、發明説明（14) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 爲提高施加於像素電極上之電壓在高頻範圍方面增益之降低，需要設計來減少液晶面板1 0 〇中之電阻及電容。然而，在具有像素數超過一千之高解像度板中’極難經由板設計或製造技術來提高增益之降低。雖互接線需要選用低電阻材料，增加互接線寬度等，但由於上述之像素收縮及處理問題，其難以實際實施，因而導致顯示特性惡化。故此，增益降低問題係非常難以藉由液晶面板設計或處理技術改善來消除。同時，增益降低問題可容易由本發明之峰化處理電路1 1 7解決。視頻信號之增益降低在此由連接一峰化處理電路 1 1 7於視頻信號處理電路1 1 0之輸出端上來提高。開始脈波或時脈信號中之振幅減小及脈波波形圓化由液晶面板特性所引起。脈波信號之此振幅減小及脈波波形圓化亦可由連接峰化處理電路於控制電路1 2 0之液晶面板 1 0 0之輸出端上所連接之一放大器，或最接近開始脈波信號2 0 2，2〇1或時脈信號2 0 3，2 0 4之輸出端之一放大器上來防止，如顯示於圖2及圖4。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製例如，在液晶面板中，像素矩陣區1 0 1用的像素T F T 1 0 6在臨界値上逐像素地改變之情形，各像素 T F T 1 〇 6之接通電壓不同。如脈波波形變爲圓形，貝U 在信號波形上升部份中引起傾斜。故此，如臨界電壓有變化，則T F T之接通時間偏移，從而擾亂影像顯示之時間〇另一方面，如脈波號爲長方形，則T F T符合接通時本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） -17- 1221541 A7 B7 五、發明説明（15) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 間，即使T F T臨界電壓有些變化亦然。藉由設置峰化處理電路1 1 7來防止脈波波形圓化，則可放寬液晶面板 1 0 0中之T F T所需之臨界電壓特性，且從而減少具有不良情況之液晶面板。使用圖5至圖1 〇來說明本發明之實施例。實施例1 參照圖5，其爲方塊圖，顯示本實施例之液晶顯示裝置之構造。該液晶顯示裝置包含一液晶面板3 0 0與周邊驅動電路整合、一視頻信號處理電路3 1 0、及一控制電路 3 2 0。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製在此，視頻信號處理電路3 1 0，控制電路3 2 0等被安裝在與液晶面板3 0 0不同之基板上，例如在印刷基板上。不同之基板及液晶面板3 0 0係藉由電纜、可撓性電路板等來予以連接。附帶地，自不待言，自整合的觀點上言之，包含視頻信號處理電路3 1 0及控制電路3 2 0 在內之周邊電路的一部份或全部宜構製於與液晶面板相同的基板上。液晶面板3 0 0具有一像素矩陣區3 0 1 ，具有相互平行水平延伸之多條掃描線3 0 2，及相互平行且與掃描線3 0 2垂直之垂直延伸之多條信號線3 0 3。掃描線 3 0 2連接至閘極驅動電路3 0 4 ’而信號線3 0 3則連接至源極驅動電路3 0 5。像素矩陣區3 0 1在逐個像素基礎上被形成有薄膜電本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -18- A7 1221541 B7 五、發明説明（16) 晶體3 0 6。各薄膜電晶體3 0 6被配置而接近掃描線 3 0 2及信號線3 0 3之相交處，及液晶胞3 0 7各連接至一薄膜電晶體3 0 6。薄膜電體3 0 6被用作開關元件。閘極驅動電路3 0 4及源極驅動電路3 0 5係藉包含薄膜電晶體。構成像素矩陣區3 0 1之薄膜電晶體，閘極驅動電路3 0 3，及源極驅動電路3 0 5係藉由使用多晶砂薄膜等作爲半導體材料來予以製成的。多晶矽薄膜係藉由加熱石英基板上所構製之非晶薄膜來予以獲得，而其上添加有鎳，以促進非晶矽之結晶化，如日本專利公報8 -7 8 3 2 9號所述之技術（公開日期爲1 9 9 6年3月 2 2日），其整個說明在此被倂入當作參考。故此，薄膜電晶體係根據該專利公報之技術而被製造。半導體材料沒有特別的限制，只要具有晶性及良好之場效移動率即可。可使用藉由使非晶鍺矽薄膜結晶化所獲得之薄膜。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製液晶胞3 0 7具有一電容器結構，其係藉由連接於 TFT3 0 6之汲極（或源極）上之一像素電極，一相對電極，及夾在像素電極及相對電極間之液晶材料所構成的。相對電極對所有像素之液晶胞而言爲共同的，並具有共同電位（中心電位）。掃描線3 0 2的一端連接至對應之T F T的閘極電極，及另一端連接至閘極驅動電路3 0 4。而且，信號線 3 0 3之一端連接至T F T之源極電極，及另一端連接至源極驅動電路3 0 5。應注意雖在圖5中，信號線繪出並不多’但實際上，本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -19- 1221541 A7 B7 五、發明説明（17) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 其數與像素矩陣區3 0 1之水平方向上之像素電極數相同。同樣地，掃描線3 0 2之數與像素矩陣區3 0 1之垂直方向上之像素電極數相同。

控制電路3 2 0根據輸入同步信號4 0 0，產生並輸出需用於驅動液晶面板之脈波信號（開始脈波 '時鐘脈波、同步信號、極性反向信號等）。藉由第一及第二S P D 40 1 ’ 402 及第一第二 CLD40 3 ’ 404 來輸入源極驅動電路305。SPS405及CPS406來輸入閘極驅動電路3 0 4。藉由F R P 4 0 7來輸入視頻信號處理電路3 1 0。視頻信號處理電路3 1 0處理輸入視頻信號4 1 0，並將第一交流視頻號4 1 1及第二交流視頻信號4 1 2輸出至源極驅動電路3 0 5。圖7顯示信號波形，作爲輸入視頻信號4 1 0 '同步信號4 0 0、極性反向信號（ F R P ) 4 0 7、第一交流視頻信號4 1 1，及第二交流視頻信號4 1 2之例。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製此實施例中之視頻信號處理電路3 1 0具有一 A / D 變換器3 1 1及一改正電路3 1 2。改正電路3 1 2具有視頻信號輸出線之二線系統，其中，輸出信號線分別連接於D/A變換器313，314，D/A變換器313， 3 1 4之輸出分別連接於放大電路3 1 5，3 1 6。輸入視頻信號4 1 0輸入於視頻信號處理電路3 1 〇中，此爲RGB之類比信號，在A/D變換器3 1 1中，輸入視頻信號4 1 0變換爲易於執行信號改正之數位信號本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -20 - 1221541 A7 ___B7__ 五、發明説明（18) 。輸入視頻信號可使用數位R G B信號取代類比R G B信號。在此情形，不需要A / D變換器3 1 1。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 數位視頻信號輸入至改正電路3 1 2。在改正電路 3 1 2中，輸入視頻信號（數位信號）接受由數學運算之各種改正。主要執行珈瑪改正，以變換爲適合顯示於液晶面板上之信號。經珈瑪改正之信號分爲第一及第二改正之信號4 1 3，4 1 4之二數位信號，以供輸出。產生第一及第二改正信號4 1 3，4 1 4，俾當第一及第二改正之信號4 1 3，4 1 4變換爲類比信號時，此等變爲交流信號，具有極性反向關係。信號之改變爲交流信號根據控制電路3 2 0所產生之F R P 4 0 7之定時執行。同時，改正電路3 1 2宜構製具有一記憶電路，用以暫時記憶輸入信號，並具有一信號延遲電路，用以改正由分爲二信號所引起之相位轉移。由改正電路3 1 2所輸出之改正之信號4 1 3，經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 1 4分別輸入至D / A變換器3 1 3，3 1 4，在此變換爲類比信號。此等類比信號有一關係，即此等製成交流之形態，且其極性相反。此二信號由改正電路3 1 2產生，俾D / A變換器3 1 3，3 1 4所輸出之類比信號具有極性相反關係。由改正電路3 1 2所輸出之第一改正信號4 1 3及第二改正信號4 1 4藉由對應之D/A變換器3 1 3， 3 1 4而分別變換爲類比信號。由D / A變換器3 1 3， 3 1 4所輸出之類比信號被輸入至放大電路3 1 5，本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨〇><297公釐) 1221541 A7 B7 五、發明説明（19) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 316。在放大電路315，316中’輸入類比信號之電壓放大至適用於液晶面板上之振幅（一 5 V至5 V )，並作爲第一及第二交流視頻信號4 1 1 ，4 1 2輸出至源極驅動電路3 0 5。在視頻信號處理電路3 1 0中’二放大電路3 1 5， 3 1 6爲至源極驅動電路3 0 5之最後輸出級。與圖2同樣，在此實施例中，個別峰化處理電路連接至放大電路 3 1 5，3 1 6之輸出端。由此結構’由改正電路3 1 2 所改正之信號可保真地再生爲第一及第二交流視頻信號 4 1 1，4 1 2，作爲類比信號，提供可能之高品質及高影像品質顯示。而且，反饋電路可連接於放大電路3 1 5 ，3 1 6之輸出端上，俾由峰化處理電路構成反饋電路，如圖4所示。在本實施例中，使用二D/A變換器及二放大電路，其數與二信號線相當，以防止第一及第二交流視頻信號 4 1 1 ，4 1 2之間發生相位轉移。然而，D/A變換器及放大電路之數可爲2 η (η爲正數）’只要電路安排許經濟部智慧財產局員工消費合作社印製可即行。如此所獲得之二交流視頻信號4 1 1 ’ 4 1 2輸入至源極驅動電路。如此可減少轉移記發器之操作頻率至較之輸入一個信號至源極驅動電路之情形之一半。在本實施例中，在圖5所示之放大電路3 1 5， 3 1 6中，一峰化處理電路連接至一放大器，最接近其輸出端。由此結構，可補償在像素電極處之交流視頻信號本紙張尺度適用中國國家標準了CNS)Α4規格（2U)X 297公釐) "~ 1221541 Α7 Β7 五、發明説明（20) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 1 1 ，4 1 2之增益之降低。而且，由輸入具有相同影像資訊（相同電壓）且極性相反二交流視頻信號4 1 1 ， 4 1 2至源極驅動電路3 0 5，交流視頻信號4 1 1 ， 4 1 2中之反向週期可減小，且可防止視頻信號4 1 1， 4 1 2引起相位轉移或雜訊，俾能產生高品質顯示。以下使用圖6至圖8，連同圖5 —起，說明用以驅動液晶面板之方法。閘極驅動電路3 0 4包含一垂直移位暫存器可控制掃 ί苗方向，一位準轉移器用以變換移位暫存器之輸出信號爲所需之電壓，一輸出緩衝電路等。本實施例中之輸出緩衝電路用以放大一保持電壓，或變換其阻抗，俾施加其於顯示部份上。可使用包含反相器之多種電路，作爲典型構造〇源極驅動電路3 0 5包含二相水平移位暫存器，可控制掃描方向，及一取樣電路，用以對視頻信號取樣，以驅動像素部份。取樣電路由多個開關T F Τ及一電容器構成。圖6顯示源極驅動電路3 0 5及像素矩陣區之電路圖。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製如顯示於圖6，源極驅動電路3 0 5可由多種電路構成，包含移位暫存器、位準轉移器、開關 '反相器、輸出緩衝電路等習知構造。本實施例構造並不限於此，只要其爲用以取樣及供應信號至顯示部份之電路即可。應注意信號線數與液晶面板之水平像素電極數相同。同樣地，掃描線數與垂直素電極數相同。圖7顯示同步信號400，FRP407，輸入視頻本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） -23- 1221541 A7 B7 五、發明説明（21) 信號4 1 0，及第一及第二交流視頻信號4 1 1 ’ 4 1 2 之波形，作爲視頻信號處理電路3 1 0之輸出。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖8顯示源極驅動電路3 0 5之定時圖。來自視頻信號處理電路3 1 0之二視頻信號，及來自控制電路3 2 0 之開始脈波信號、時鐘信號、水平步信號等輸入至源極驅動電路3 0 5。輸入之視頻信號4 1 0在視頻信號處理電路3 1 0中接受各種改正（液晶顯示珈瑪改正，攝影機珈瑪改正，適用於使用者需要之改正等），輸出交流視頻信號4 1 1， 4 1 2。如顯示於圖7，F R P 4 0 7在每一框中極性反向。交流視頻信號4 1 1，4 1 2爲交流信號，具有中心電位作爲基準，此等具有與F R P 4 0 7相同之每1框之反向週期。交流視頻信號4 1 1，4 1 2具有個別電位’ 此等以中心電位爲基準成對稱，爲極性相互相反關係之信號。此處之輸入視頻信號4 1 0由視頻信號處理電路經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 3 1 0之改正電路大致製成交流之形態，即由處理數位信號製成交流之形態。可容易明暸二交流視頻信號4 1 1 ’ 4 1 2可在極性上成相互反向關係，即使在由D / A變換器3 1 3，3 1 4變換爲類比後，製成交流形態時亦然。與類比信號製成交流形態相較，數位信號製成交形態可減小放大電路之負荷。第一及第二交流視頻信號4 1 1，4 1 2分別輸入至源極驅動電路3 0 5之取樣電路。在一第一移位暫存器部本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -24- 1221541 A7 B7 五、發明説明（22) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 份中，由取樣電路所取樣之第一交流視頻信號4 1 1依據 C L D 4 0 3及S P D 4 0 1輸出於所有奇數信號線上。在第二水平移位暫存器部份中，由取樣電路所取樣之第二交流視頻信號4 1 2依據輸入之第二S P D 4 0 2及第二 C L D 4 0 4輸出於偶數信號線上。在設置二相移位暫存器部份3 0 8及3 0 9之情形，移位暫存器操作頻率可較之僅使用一個移位暫存器之情形減半（1/2)，自圖7之波形圖可明暸。雖本實施例顯示類比視頻信號分爲二之例，但甚至分爲η ( η爲偶數）之信號亦可應用於本發明。由此結構，視頻信號可進一步減少頻率。在交流信號分爲η之情形，可使用η個相位移位暫存器。此導致移位暫存器操作頻率較之僅使用一個移位暫存器之情形減少至1 / η。參考圖6，說明由第一及第二交流視頻信號4 1 1 ， 4 1 2供應像素之操作，該圖顯示源極驅動電路3 0 5之周邊電路之一例。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製如信號電壓僅供應至一掃描線（接近相交處之T F Τ 接通），像素T F Τ接通。一第一交流視頻信號4 1 1與該掃描信號同步，供應於信號線1上。一正信號施加於奇數信號線1所連接之像素電極A 1上。同樣地，一第二交流視頻信號4 1 2然後與掃描信號同步，施加於一信號線2上。一負信號施加於偶數信號線 2所連接之一像素電極A 2上。由重複此操作，正信號依次施加於像素電極（A 1，本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -25- 1221541 A 7 B7 五、發明説明（23) B 1 ，C 1 ，及A 3 ，B 3 ，C 3 )上，同時負信號施加於像素電極（A2，B2，C2，及 A4，B4，C4) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 〇在1框週期後，當一信號電壓再度施加於掃描線A ( 接近相交處之T F T接通）時，第一交流視頻信號4 1 1 及第二交流視頻信號4 1 2相性反向，如顯示於圖7，施加於像素電極上之信號之極性反向。由重複該操作，透射通過液晶之光量依像素電極之電位改變，從而全部像素顯不一影像。如此執行源極線反向驅動。在本實施例中，可由僅每一螢幕極性反向之視頻信號執行交替驅動（源極線反向）。即是，由本實施例之交替驅動方法，在源極線反向驅動顯示上之視頻信號之反向週期自習知一像素寫入週期大爲減小至一螢幕寫入週期。由於此，減少信號處理電路及源極驅動電路之功率消耗，並減少相位轉移及雜訊問題。在由具有像素1 0 2 4 X 1 8 9 0之HDTV規格所構造之本實施例之液晶顯示裝置經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (後方投影液晶顯示裝置，以後在實施例4中述之）中，在一測試圖水平方向上之T V線數由本實施例峰化處理電路增加。在無峰化處理電路連接之情形，T V水平線數爲 6 0 0。然而，此可增加至8 0 0。在顯示黑及白條帶之情形，即使增加水平驅動頻率至1 8 Μ Η z，亦可辨認出黑及白條。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -26- 1221541 A7 B7 五、發明説明（24) 實施例2 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在實施例1中，由視頻信號反向週期之一框週期執行源極線反向驅動。在本實施例中，驅動結構與實施例1相同。顯示一例，其中，執行點反向驅動，視頻信號反向週期爲一水平掃描週期。點反向爲另一驅動方法，由於視頻信號電壓在相鄰像素之間反向，故具有閃爍較不明顯之優點。點反向驅動具有一特性，即在一框內，欲供應之視頻信號電壓之極性確實在垂直及水平相鄰像素電極間成反向關係。而且，在次一框中，像素極性反向。雖在本實施例中，驅動電壓反向週期爲一水平掃描週期，但反向週期可使用其他週期。例如，此可爲二水平掃描週期或三水平掃描週期。在習知實例中，點反向需要視頻信號極性在每一像素中反向。然而，點反向驅動可由輸入多個視頻信號（成相互反向關係）至液晶面板上來執行，極性在每一水平掃描週期中反向，使用與實施例1相似之裝置。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製即是，在本實施例中，點反向驅動由較之極性在每一像素中反向之習知實例爲少之極性反向次數（極性在每一水平掃描週期反向）執行。如此，可獲得精確交替之驅動 ’提高液晶面板之可靠性。由於此，本實施例可提供較少之閃爍顯示，較實施例 1爲高之影像品質及解像度。而且，功率消耗可較習知大爲減少，與實施例相似。本紙張尺度適用中周國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 1221541 A7 __ B7 五、發明説明（25) 實施例3 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 雖在實施例1及2中，顯示使用二個相位移位暫存器之例，但此實施例示範使用一個相位移位暫存器之應用實例。圖9顯示本實施例之源極驅動電路及像素矩陣電路之部份電路圖。在圖9中，5 0 1爲一時鐘信號，5 0 2爲一開始信號，5 0 3爲一移位暫存器，5 2 9爲一第一類比視頻信號，及5 3 0爲一第二類比視頻信號。使用如實施例1或 2所示之視頻信號（每一框之極性反向週期或一水平掃描週期），圖9之源極驅動電路亦可產生源極線反向或點反向驅動。由此構造，可達成驅動電路之整合。實施例4 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製圖1 Ο A顯示投影式顯示單元（後方投影器）之輪廓，使用三板光學系統。編號6 0 0顯示一主體，編號 6 0 3及6 0 4顯示鏡，及編號6 0 5顯示螢幕。圖 1 Ο B顯示虛線所圍之部份6 0 2之放大。在此實施例之投影器中，由光源所投射之投影光由光學系統6 1 3分離爲三原色R，G，及B，及經由鏡6 1 4引進於三液晶顯示板6 1 0中，以顯示各別色影像。液晶顯示板6 1 0各由薄膜電晶體構成。由液晶顯示板所調變之各別光成份由光學系統6 1 6複合，投射於螢幕6 0 5上，成爲彩色影像。而且，6 1 5爲極化板。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）~— -28- 1221541 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明説明（26) 如視頻信號處理電路對每一色執行改正，諸如液晶顯示劫D瑪改正，攝影機珈瑪改正，人眼適應改正，滿足觀賞者要求之改正等，則可獲得無廣大之珈瑪特性之影像。故此，本後方投影器之使用可顯示宜在音調，色澤，及解像度平衡之影像。同時，本發明並不限於與驅動電路整合之液晶顯示裝置，而是可應用於所謂外裝顯示裝置，具有驅動電路構製於與液晶面板不同之基板上。應注意例如實施例1至3中所示之移位暫存器電路、緩衝電路、取樣電路、記憶電路僅爲實例。無待言者，此等可加以適當修改，如具有相似功能。在本發明中，由於視頻信號處理電路具有峰化處理電路連接於液晶面板之輸出端上所連接之放大器之輸出端上，故提高像素電極上由於晶板阻抗特性所降低之電壓增益。如此可使液晶顯示裝置具有增加之像素及高頻率驅動，以降低灰化影像（彩色中之泥色）並具有高解像度之顯示。本發明對具有水平像素數在一千以上，諸如H D T V、 X G A、或S X G Α額定之高解像度式之液晶顯示裝置特別有效。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） -29-

Claims

1221541 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 2 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、第二驅動電路之驅動、及視頻信號處理電路之驅動；其中，該交流信號包含成相反關係之二交流信號，且其中，視頻信號處理電路包含一放大器及一峰化處理電路，其連接至放大器之輸出端，以及其中，該放大器及峰化處理電路構成一反向處理電路，其輸出交流視頻信號。 5 .如申請專利範圍第4項所述之液晶顯示裝置，其中，峰化處理電路爲該放大器之反饋電路。 6 .如申請專利範圍第4項所述之液晶顯示裝置，其中，控制信號之一輸入至含有該放大器及峰化處理電路之反向處理電路。 7 .如申請專利範圍第4項所述之液晶顯示裝置，其中，該二交流信號在第一驅動電路之每一水平掃描週期中在極性上分別相反。 8 · —種投影式影像顯示單元，包含：一像素矩陣區，每一像素電極具有一開關元件；一第一驅動電路，連接至像素矩陣區之掃描線；經濟部智慧財產局員工消費合作社印製一第二驅動電路，連接至像素矩陣區之信號線；一視頻信號處理電路，用以交替視頻信號，並輸出多個交流視頻信號於第二驅動電路上；.及一控制電路，用以產生控制信號來控制第一驅動電路、第二驅動電路、及視頻信號處理電路之驅動；其中，視頻信號處理電路包含一放大器及一蜂化處理電路，其連接至放大器之輸出端，以及本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 1221541 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 3 其中，該放大器及峰化處理電路構成一反向處理電路，其輸出交流視頻信號。 9 .如申請專利範圍第8項所述之投影式影像顯示單元，其中，峰化處理電路爲該放大器之反饋電路。 1 〇 .如申請專利範圍第8項所述之投影式影像顯示單元，其中，控制信號之一輸入至含有該放大器及峰化處理電路之反向處理電路。 1 1 · 一種投影式影像顯示單元，包含：一像素矩陣區，每一像素電極具有一開關兀件；一第一驅動電路，連接至像素矩陣區之掃描線；一第二驅動電路，連接至像素矩陣區之信號線；一視頻信號處理電路，用以交替視頻信號，並輸出多個交流視頻信號於第二驅動電路上；及一控制電路，用以產生控制信號來控制第一驅動電路、第二驅動電路、及視頻信號處理電路之驅動；其中，該交流信號包含成相互反向關係之二交流信號，且其中，視頻信號處理電路包含一放大器及一峰化處理電路，其連接至放大器之輸出端，以及其中，該放大器及峰化處理電路構成一反向處理電路，其輸出交流視頻信號。 1 2 ·如申請專利範圍第1 1項所述之投影式影像顯示單元，其中，峰化處理電路爲該放大器之反饋電路。 1 3 ·如申請專利範圍第1 1項所述之投影式影像顯示單元，其中，控制信號之一輸入至含有該放大器及峰化本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -------------訂------4 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -32- 1221541 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 4 處理電路之一反向處理電路。 1 4 .如申請專利範圍第1 1項所述之投影式影像顯示單元，其中，該二交流信號在第一驅動電路之每一水平掃描週期中在極性上分別相反。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -33-