TWI254900B - Liquid crystal driving device - Google Patents

Description

1254900 五、發明說明（1) 【本發明所屬之技術頌威】 本笋明係關於/種液晶驅動裝置’其特徵在於一種推進 式（impulsive)液晶藤動裝置’該駆動裝置在一垂直空白 間隔期間插入黑色資料（b 1 a c k d a t a )，然仗頒現成動悲影像 。本發明之基礎在於使用一種包含高應答特性液晶之薄膜電 晶體液晶顯示器（TFT-LCD)作為顯示動態影像之系統；本發 明之液晶驅動裝置，其更新率（refresh rate)可設定為60H2 ’以便顯示動態影像’但是更新率並不限定為該值。 【先前技術】 — ήπ. 为又 因此 頒示 扭轉 顯示 頒示 晶顯 被認 置被 俱增 習知 序從 ，然 晝面 之閘 調整液 裝置之 向列式 器（ΜΙΜ 裝置的 示器不 為是取 廣泛應 的趨勢 之液晶 第一閘 後循序 水平同 匯流棑 變 ， 液晶 超級 液晶 液晶 於液 們已 示裝 與曰 ，循 脈衝 甲 ^ 豆在 選出 :氣置係由於電場作用使得液晶分子排列改 =分子=光透射率，從而顯示影像；其次， ^展由從扭轉向列式液晶顯示器（ΤΝ-LCD)到 =文顯示，（STN-LCD)到金屬—絕緣體—金屬 马你/丨—涛膜電晶體液晶顯示器（TFT_LCD)， 〜Y象藏不功处i 士 力叱也同柃依序有顯著的改善，由 代昤打消粍功率，並且體積小巧重量輕，它 用^ t射線管（CRT)的裝置，此外’液晶顯 。；掌§己型電聪或行動通訊設備等的需求有 馬區重^髮r Hi > M 4二且在—個畫面垂直同步（v-sync)期間 線至第n閘匯流排線施加一個〇n/〇ff 二=吶匯流排線；其次，習知之液晶驅動裝 ^ ^^加一個資料訊鱿到由資料匯流排線 ^ ^ 像素（P 1 xe 1 )，然後持續維持該施

1254900_ 五'發明說明（2) 加的資料訊號以顯示一個影像畫面；此種液晶驅動方法稱為 π保持式"‘。 習知利用閘循序掃描法之閘驅動積體電路的技術如第1 圖所示。 如第1圖所示，習知之閘驅動積體電路包括：複數個移 位暫存器（shift registers) SR1〜SRn、複數個電位轉換器 (1 e v e 1 s h i f t e r s ) L S 1〜L S η、以及複數個緩衝放大器 (b u f f e r a m ρ 1 i f i e r s ) B F 1 〜B F η ;複數個移位暫存器（s h i f 1: r e g i s t e r s ) S R 1〜S R n接收到一個對垂直計時器訊號C P V應答 之垂直啟動訊號STV，然後循序地將其移位至下一個端子， 以便將其輸出；複數個電位轉換器LS 1〜LSn分別與複數個移 位暫存器SR1〜SRn耦合，並將複數個移位暫存器SR1〜SRn之輸 出訊號作電位轉換，然後輸出該電位轉換訊號；複數個缓衝 放大器BF1〜BFn將複數個電位轉換器LSI〜LSn之電位轉換訊號 放大，然後輸出閘ο η /〇f f訊號G 1〜G η。 為了動態影像之再生，通常液晶之應答速度大約5ms， 但是保持式液晶顯示裝置的液晶響應速度尚無法比影像資料 處理速度快，因此前一個畫面的影像資料可能留存到下一個 畫面而發生模糊現象，因而降低畫面的品質。 為了改善此一問題，一種已被建議之液晶驅動裝置係在 分割一個畫面後使用一種高速驅動之推進驅動方法，其更新 率為60Hz，在主動位址（active address)間隔及空白 (b 1 ank i ng )間隔為1 2 0 Hz ;其中，推進驅動法設定一個預設 間隔作為一組畫面單元中之黑色影像空格，以防止前一個畫

第8頁 1254900 五、發明說明（3) 面之影像資料影響目前畫面。 然而習知之推進驅動法並無法完全消除模糊現象，發生 電磁干擾（E Μ I )的機率很高，而且在主動位址間隔期間，液 晶之資料維持時間短。 並且，在再生NTSC及PAL系統之電視訊號情況下，因為 當一個XVA級液晶驅動裝置之有效間隔在85Hz被驅動時，一 個畫面間隔被定為1 6 β 7 m s，一個垂直計時器訊號C P V的啟動 間隔為1 1 . 2ms，其中可插入黑色資料之間隔約為5。5ms。 然而，上述習知液晶顯示裝置由於使用閘循序掃描法， 即使所有閘都被驅動，亦無法在5。5 m s的短時間内插入黑色 資料。 【本發明之内容】 本發明主要在解決發生於上述習知技術之問題，其一目 的乃在提供一種液晶驅動裝置，該裝置係將主動位址間隔下 降一比習知技術為小之預設寬度，增加空白問隔，以及在空 白間隔期間同時掃描複數個閘匯流排線來降低空白間隔之整 體閘驅動時間。 為實現上述之目的，本發明之特徵在於提供一種推進式 液晶驅動裝置，其中包括：一個液晶面板，内含棑列成單一 方向之複數個閘匯流排線，與排列成垂直於複數個閘匯流排 線之複數個資料匯流排線；一個閘驅動部，用以在對第二個 垂直啟動訊號、垂直計時器訊號及輸出致能訊號應答之主動 位址間隔時，能循序掃描複數個閘匯流排線，並且在垂直空 白間隔時，能掃描成組預定數量之複數個閘匯流棑線；及，

III 第9頁 1254900 五、發明說明（4) 個電流增強區5用以在對脈衝寬度調變訊號應答之垂直空白 間隔時，能增加供應至閘匯流排線之電流量。 【本發明之實施方式】 本發明較佳具體實例參照附圖詳細說明如下： 第2圖為本發明之液晶驅動裝置方塊圖，如第2圖所示，液晶 驅動裝置包括一個液晶面板1 0 0、一個閘驅動部2 0 0及一個電 -流增強部3 0 0。 液晶面板1 0 0包含排列成單一方向之複數個閘匯流排線 .

(未圖示）、棑列成垂直於複數個閘匯流排線之複數個資料匯A 流排線（未圖示）以及形成於閘匯流排線與資料匯流排線交叉胃 點之薄腺電晶體（未圖不）。 閘驅動部2 0 0包含複數個閘驅動積體電路，以及在對第二 個垂直啟動訊號STV2、垂直計時器訊號CPV及輸出啟動訊號 0ES應答之主動位址間隔時能循序掃描複數個閘匯流排線， 同時，在一組預設匯流排線數目之垂直空白間隔時，閘驅動 部2 0 0能掃描複數個閘匯流排線。 電流增強部3 0 0包括一組複數個電流增強器電路CB 1〜CBe ，用以分別接收從閘驅動部2 0 0輸出之複數個閘on / 〇 f f訊號 GO〜Gn，以及一組脈衝寬度調變訊號PWM ;其次，在對脈衝寬φ 度調變訊號PWM應答之垂直空白間隔時，電流增強部3 0 0增加 供應至閘匯流排線之電流量，因此，供應電流量依據脈衝寬 度調變訊號P W Μ之負荷比（d u t y r a t i 〇 )而調整。 > 第3圖為本發明之閘驅動器積體電路構造方塊圖，如第〔. 圖所示，閘驅動器積體電路包括一個第一移位暫存器部2 2 0

第10頁 1254900 五、發明說明（5) 、一個第二移位暫存器部2 4 0、一組複數個電位轉換器 LSI〜LSn及一組複數個緩衝放大器BF1〜BFn。 第一移位暫存器部2 2 0包括一組預定數量之第一開關組 SW1〜SW29及一組預定數量第一移位暫存器SR1〜SR30，第一開 關組SW1〜SW29由輸出啟動訊號0ES加以切換，然後選擇第二 垂直啟動訊號STV2或是内部移位訊號；其次，當内部移位訊 號被預定數量之第一開關組SW 1〜SW 2 9之切換動作選定時，第 一移位暫存器組S1U〜SR30接收第二垂直啟動訊號STV2，然後. 在循序移位後將其輸出；當第二垂直啟動訊號STV2被選定 _ 時，第一移位暫存器組SR1〜SR30接收第二垂直啟動訊號STV2® ，然後同時輸出一組未經移位之預定數量的第一輸出訊號。 例如，在主動位址間隔時，第一開關組SW卜SW29的開關 SW1切換至第一移位暫存器組SR1〜SR30之一個移位暫存器SR1 的輸出端子5並且在垂直空白間隔時，切換至第二垂直啟動 |訊號STV2的輸入端子；而且在主動位址間隔時，第一開關組 SW1〜SW29的開關SW2切換至第一移位暫存器組SR1〜SR30之一 個移位暫存器S R 2的輸出端子，並且在垂直空白間隔時，切 換至第二垂直啟動訊號S T V 2的一個輸入端子。 在對垂直計時器訊號CPV及輸出啟動訊號0ES應答之主動Λ 位址間隔時，為了能循序掃描一組預定數量之閘匯流排線， 第一移位暫存器部2 2 0具有將第二垂直啟動訊號STV2循序移 位後再將其輸出之構造：其次，在垂直空白間隔時，為了 . 能同時掃描預定數量之閘匯流排線，第一移位暫存器部2 2 0 . 接收第二垂直啟動訊號STV2，然後同時產生一組預定數量

1254900 五、發明說明（6) 之第一輸出訊號。 第二移位暫存器部2 4 0包括一組預定數量之第二開關 SW31〜SW60及一組預定數量之第二移位暫存器SR3卜SR60 ;第 二開關組SW3卜SW60由輸出啟動訊號0ES加以切換，然後選擇 第二垂直啟動訊號S T V 2或是内部移位訊號；其次，當内部 移位訊號，第二移位暫存器組SR31〜SR60接收第二垂直啟動 訊號STV2，然後在循序移位後將其輸出；當第二垂直啟動 訊號STV2被預定數量之第二開關組SW31〜SW60之切換動作選 定時，第二移位暫存器組SR31〜SR60接收第二垂直啟動訊號 STV2，然後同時輸出一組未經移位之預定數量的第二輸出 訊號。 例如，在主動位址間隔時，第二開關組SW31〜SW60的開 關SW31切換至第二移位暫存器組SR3卜SR60之一個移位暫存 器SR3 1的輸出端子，並且在垂直空白間隔時，切換至第一移 位暫存器部2 2 0之移位暫存器SR 3 0的輸入端子；西且在主動 位址間隔時，第二開關組SW3卜SW60的開關SW32切換至第二 移位暫存器組SR3卜SR60之一個移位暫存器SR32的輸出端子 ，並且在垂直空白間隔時，切換至第一移位暫存器部2 2 0之 一個移位暫存器S R 3 0的輸入端子。 在對垂直計時器訊號CPV響應之主動位址間隔時，為了 能彳盾序掃描一組預定數量之閘匯流排線，第二移位暫存器部 2 4 0之構造為接收一個來自第一移位暫存器部2 2 0之移位暫存 器SR3 0之移位訊號，循序移位後再經由移位暫存器組 S R 3卜S R 6 0將其輸出；其次，在垂直空白間隔時，為了能同

1254900 五、發明說明（7) 時掃描預定數量之閘匯流排線，第二移位暫存器部2 4 0接收 一個來自第一移位暫存器部2 2 0之移位暫存器SR3 0的移位訊 號5然後經由移位暫存器組SR3卜SR60將一組預定數量之輸 出訊號同時輸出。 複數個電位轉換器LSI〜LS60分別與第一移位暫存器部22C 之移位暫存器SR1〜SR30及第二移位暫存器部24 0之移位暫存 器SR3卜SR60耦合；電位轉換器LS卜LS60將移位暫存器 SR1〜SR30及移位暫存器SR31〜SR60之輸出訊號加以電位轉換 然後將該電位轉換後之訊號輸出至複數個緩衝放大器 BF卜BF60 ° 複數個緩衝放大器BF卜BF 6 0分別與複數個電位轉換器 LSI〜LS60耦合，將複數個電位轉換器LS卜LS60所轉換之訊號 放大，然後產生閘ο η / 〇 f f訊號G 1〜G 6 0。 本發明之問驅動Is'積體電路在主動間隔時驅動間匯流排 線，並且閘驅動器積體電路同時驅動第一至第三十閘匯流棑 線，然後在垂直空白間隔時同時驅動第三十一至第六十閘匯 流排線。 當一組3 0個閘匯流排線以此方式驅動時，閘的閉路驅動 時間（g a t e ο n t i m e )降為習知技術之1 / 3 0，因此黑資料能被 插入垂直空白間隔，該間隔較主動位址間隔為小。 並且在垂直空白間隔時，當閘匯流排線被以不同於主動 位址間隔之驅動方式驅動，閘匯流排線短暫的需要大電流； 因此，本發明採用電流增強器電路以供應相對應之大電流。 第4圖為本發明之電流增強器電路詳細電路圖，如第4圖

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ill __Γ 1 第13頁 1254900 五、發明說明（8) 所=，電流增強器電路包括：一個具有非反向端子（+ )及反 向端子（-)之運算放大器QP ; —個第一電阻器r 1連接於非反 向端子（+ )與接地極之間；一個第一電容器c丨與第一電阻器 R1並聯，個第一電谷裔連接於第一輸入端子3 0 0 a與接地極 之間，個第二電阻裔R2 5其一端連接至第一輸入端子 3〇〇a ;—個第—雙極電晶體Q1連接於第二電阻器”另一端與 接地極之間5並且由運算放大器0P之輸出訊號啟動；一個第 二包阻益R 3 ’其一端連接至第一輸入端子3 〇 〇 a ; 一個第二雙 極電晶體Q2連接於第三電阻器R3另一端與非反向端子（+ )之 間’並且由第二電阻器R2另一端之輸出訊號啟動；一個第四_ 電阻器R4連接於第一輸入端子3 0 0a與非反向端子（+ )之間； 一個第三電容器C3連接於運算放大器〇p之反向端子（_)與輪 出端子之間；一個第五電阻器R5連接於第二輸入端子3〇〇b與 反向端子（-）之間；一個第六電阻器R6連接於反向端子（_ )與 接地極之間；一個第四電容器C 4與第六電阻器R 6並聯。 第5圖為本發明之閘匯流排線正常操作下掃描時序圖， 如第5圖所示5V-Sync表示垂直同步（”“^^^表示第一垂 直啟動訊號，CPV表示垂直計時器訊號，G 1〜G 7 6 8分別表示閑 ο η / 〇 f f tfl 。

依據本發明，如第5圖所示，當NTSC或PAL系統之電視影 像訊號在6 0 Η z被驅動，然後在正常操作模式下掃描7 6 8條閑 匯流棑線時，一個畫面之間隔固定為i 6 · 7ms，垂直計時器訊 號C P V在1 5 · 8 8 m s内被啟動，並且在此垂直計時器訊號之啟動 期間循序掃描7 6 8條閘匯流棑線。

第14頁 1254900_ 五、發明說明（9) 第6圖為本發明之閘匯流排線閃燦動作下掃描時序圖。 依據本發明，當NTSC或PAL系統之電視影像訊號在60Hz被驅 動，然後在閃爍動作模式下掃描7 6 8條閘匯流排線，一個畫 面之間隔固定為1 6 · 7 m s，垂直計時器訊號C P V在1 1 · 2 m s内被 起動；其次5垂直空白間隔VB維持在5, 5ms，並且比現存垂 直空白間隔增加，如圖6所示；當第二垂直啟動訊號STV2在 空白間隔時被啟動，3 0條閘匯流排線被選取，並且以每組 3 0條匯流排線循序選取下3 0條線直到匯流排線結束，在此 情況下，掃描所有7 6 8條閘匯流排線需費時約0 . 7 3 m s ;例如 :當同時驅動1 0 0條線時，只需要0 · 2 m s。 因此，本發明之特徵在於因為能夠在垂直空白間隔内 將黑資料充分插入，所以能夠將模糊現象消除。 第7圖為本發明之資料匯流排線正常操作下驅動時序圖 ，第8圖為本發明之資料匯流排線閃爍動作下驅動時序圖。 如第7圖所示，在水平啟動訊號STH啟動期問產生7 6 8 ί条 水平啟動訊號S Τ Η。 如第8圖所示，在垂直空白間隔VB内產生2 6條水平啟動 訊號S 丁 Η。 第9圖為本發明電流增強器電路之操作時序圖，如第9圖 所示，在一個垂直同步畫面間隔内，脈衝寬度調變訊號PWM 維持低負荷比L D ;並且在一個垂直空白間隔内，維持高負荷 比HD ° 如上所述，本發明係一個降至比習知技術為小之預設寬 度的主動位址間隔；一個插入黑資料之空白間隔，增加空白

第15頁 T254900__ 五、發明說明（10) 間隔寬度並且在空白間隔期間同時掃描複數個閘匯流排線， 以便降低空白間隔時之整體閘驅動時間，因此不但顯著降低 在主動位址間隔時發生電磁干擾之機率，而且增加液晶之資 料保持時間。 雖然本發明之較佳具體實施例已詳細描述其目的，熟練 該項技術者將瞭解到可能有不同的修改、增添及替換，皆應 該在本發明之請求專利範圍及精神之内。

第16頁 1254900 圖式簡單說明 圖發 明 本說第 細 詳 的 作 所 圖 附 依 列 下 照 參 點 優 及 徵 特 ) ^ 述的 描目 單述 簡上 之之 示明 了 為 更 可 將 ”千 圖 塊 方 之 造 構 路 電 體 積 驅 閘 知 習 係 圖 第第第第第第第第 圖 塊 方 。造 圖構 塊路 方電 置體 裝積 I/器 目'"^ϋ^ 晶驅 液閘 之之 明明 發發 本本 係係 圖圖 圖圖 序序 ο 寺士寸 H Q 圖描描 路掃掃 電下下 細作作 詳操動 路常爍 電正閃 器線線 UHn. IF bh, 強為扣 增流流 流匯 電閘 之之 明明 發發發 本本本 係 係 係 圖圖圖 匯 閘 之 明 圖圖 序序 時時 。 驅驅圖 下下序 作作時 操動作 常爍操 正閃之 線線路 排排電 流流器 匯匯強 料料增 資資流 之之電 明明明 發發發 本本本 S1I 一义鸟[§1|~ 〈圖式中元件名稱與符號對照〉 l· 〇 〇:液晶面板 2 0 0 :閘驅動部 2 2 0 :第一移位暫存器部 2 4 0 :第二移位暫存器部 3 0 0 :電流增強部 3 0 0 a :第一輸入端子 3 0 0 b :弟二輸入端子 B F 1〜B F η :複數個緩衝放大器 C 1 :第一電容器 C 2 :第二電容器

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T254900 圖式簡單說明 C3 :第三電容器 C4 :第四電容器 CB卜CBn :複數個電流增強器 CPV :垂直計時器訊號 G 0〜G η :電路複數個閘ο η / 〇 f f訊號 G1、G6 0 ·•閘 on/off訊號 H D :高負荷比 LS：l〜LSn:複數個電位轉換器 LS 1〜LS 6 0 :複數個電位轉換器 LD : 低 負 比 0ES ·.輸出啟動訊號 0P: 運 算 放 大 器 PWM :脈衝寬度調變訊號 Q1 ： 第 — 雙 極 cTi* 曰 辨 弘曰曰月豆 Q2 : 第 二 雙 極 電晶體 R1 : 第 —^ 電 阻 器 R2 : 第 —- 電 阻 哭 ua R3 : 第 二 電 阻 器 R4 : 第 四 電 阻 器 R5 : 第 五 電 阻 器 R6 : 第 /、 阻 器

S T Η :水平啟動訊號 S Τ V 2 :第二個垂直啟動訊號 sm〜SR30 :第一移位暫存器

第18頁 1254900 圖式簡單說明 SR31〜SR60 :第二移位暫存器 SW卜SW29 :第一開關組 SW31〜SW60 :第二開關 VB:垂直空白間隔 V_sync:垂直同步（sync)

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Claims (1)

1254900 六、申請專利範圍 1 . 一種推進式液晶驅動裝置，包括： 一個液晶面板，内含排列成單一方向之複 以及棑列成垂直於複數個閘匯流排線之複 線； 一個閘驅動器部，用以在對第二個垂直啟 器訊號及輸出啟動訊號響應之主動位址間 數個閘匯流排線，並且在一組預設匯流排 間隔時能掃描複數個閘匯流排線； 一個電流增強部，用以在對脈衝寬度調變 白間隔時，能增加供應至閘匯流棑線之電 2. 如申請專利範圍第1項之液晶驅動裝置 6 0 Η z時，主動位址間隔係在8 5 Η z被驅動 3. 如申請專利範圍第1項之液晶驅動裝置 器部，包括閘驅動器積體電路，用以在對 號、垂直計時器訊號及輸出啟動訊號應答 能循序掃描複數個閘匯流棑線。 4. 如申請專利範圍第3項之液晶驅動裝置 動器積體電路包括： 一個第一移位暫存器部，在對垂直計時器 號應答之主動位址間隔時，將第二垂直啟 將其輸出；並且在垂直空白間隔時，於接 號後，同時產生預定數量之第一輸出訊號 一個第二移位暫存器部，在對垂直計時器 址間隔時，接收一個由第一移位暫存器部 數個閘匯流排線 數個資料匯流排 動訊號、垂直計時 隔時能循序掃描複 線數目之垂直空白 訊號響應之垂直空 流量。 ，其中當更新率為 ，其中一個閘驅動 第二個垂直啟動訊 之主動位址間隔時 ，其中每一個閘驅 訊號及輸出致能訊 動訊號循序移位後 收第二垂直啟動訊 訊號響應之主動位 移位之訊號，於循

第20頁 1254900 六、申請專利範圍 序移位後將其輸出；其次，在垂直空 第一移位暫存器部移位之訊號後，同 輸出訊號； 一組複數個電位轉換器 出訊號加以電位轉換； 一組複數個緩衝放大器，可將 加以放大，然後產生閘ο η / 〇 f f 5.如申請專利範圍第4項之液 存器部包括： 一組預定數量之第一開關，能 第二垂直啟動訊號或内部移位 一組預定數量之第一移位暫存 時，第一移位暫存器接收第二 序移位後將其輸出；當第二垂 位暫存器組接收第二垂直啟動 移位之預定數量的第一輸出訊 6 .如申請專利範圍第4項之液 存器部包括： 一组複數個第二開關，能在對輸出啟 移位暫存器部所移位之訊號或内部移 一組預定數量之第二移位暫存器部， 時，第二移位暫存器部接收第二垂直 循序移位後將其輸出；當第一移位暫 選定時，第二移位暫存器部接收該移 白間隔時，接收一個由 時產生預定數量之第二1 可將第一及第二移位暫存器部之輸 複數個電位轉換所轉換之訊號 訊號。 晶驅動裝置，其中第一移位暫 在對輸出啟動訊號應答時選擇 訊號； 器，當 垂直啟 直啟動 訊號， 號。 晶驅動裝置，其中第二移位暫 内部移位訊號被選定 動訊號，於該訊號被循 訊號被選定時，第一移 然後同時輸* 一組未經 動訊號應答時選擇第-位訊號； 當内部移位訊號被選定 啟動訊號，於該訊號被 存器部所移位之訊號被 位訊號，然後同時輸出

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