TWI277925B - Gate line driving circuit - Google Patents

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TWI277925B
TWI277925B TW094126818A TW94126818A TWI277925B TW I277925 B TWI277925 B TW I277925B TW 094126818 A TW094126818 A TW 094126818A TW 94126818 A TW94126818 A TW 94126818A TW I277925 B TWI277925 B TW I277925B
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Tetsuya Nakamura
Seiji Kawaguchi
Masahiko Takeoka
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Toshiba Matsushita Display Tec
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Description

1277925 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種閘極線驅動電路，其適用於例如 〇CB(Optically Compensated Birefringence，光補償雙折射） 模式之液晶顯示面板。 【先前技術】 以液晶顯示裝置為代表之平面顯示裝置作為電腦、汽車 導航系統、或電視接收器等顯示裝置而廣泛利用。 _ 液晶顯示裝置一般具有含有複數個液晶像素之矩陣陣列 的液晶顯示面板，以及控制該顯示面板之顯示面板控制電 路。液晶顯示面板之結構為於陣列基板以及對向基板間挾 持有液晶層。 陣列基板具有配置為大致矩陣狀之複數個像素電極、沿 複數個像素電極之列而配置之複數條閘極線、沿複數個像 素電極之行而配置之複數條源極線、以及配置於複數條閑 極線與複數條源極線之交叉位置附近之複數個開關元件。 _ 各開關元件含有例如薄膜電晶體（TFT)，於驅動一根閘極線 時導通，並將一根源極線之電位施加至一個像素電極。於 對向基板中，以對向於配置於陣列基板之複數個像素電極 之方式而設置共用電極。一對像素電極以及共用電極與液 晶層之像素區域共同構成像素，並且於像素區域藉由像素 電極以及共用電極間之電場而控制液晶分子排列。顯示面 板控制電路含有驅動複數條閘極線之閘極驅動器、驅動複 數條源極線之源極驅動器、以及控制該等閘極驅動器以及 103912.doc 1277925 源極驅動器之動作時序的控制器等。 ,於液晶顯示裝置為主要顯示動畫之電視接收器用之情形 時，一般使用液晶分子具有良好回應性之〇CB模式之液晶 顯不面板（參照日本專利特開2〇〇2_2〇2491號公巍卜於該液 μ顯示面板中’液晶藉由於像素電極以及共用電極上互相 平行摩擦之配向膜，於電源接通前基本成為臥式喷射配 向。液晶顯示面板，藉由伴隨電源接通之初始化處理所施 加之較強電％，使該等液晶自喷射配向向彎曲配向轉移繼 而實行顯示動作。 液晶於電源接通前成為喷射配向之原因在於，喷射配向 於未施加液晶驅動電壓之狀態下，於能量方面較彎曲配向 更為穩定。此種液晶具有以下性質：即使暫時轉移為彎曲 配向，亦會於喷射配向之能量與彎曲配向之能量相對抗的 位準以下之施加電壓狀態或未施加電壓狀態長時間持續之 情形時’再次反轉移為喷射配向。於喷射配向中，因視角 特性相對於彎曲配向產生較大不同，故而會成為顯示異常。 先前，為防止自彎曲配向向喷射配向之反轉移，採用有 於例如顯示1幀之圖像之幀期間的一部分中，對液晶施加較 大電壓之驅動方式。於作為正常顯白之0CB模式之液晶顯 示面板中’該電壓相當於黑色顯示之像素電壓，故而被稱 為黑插入驅動。並且，該黑插入驅動於顯示動晝時，可藉 由亮度之離散性模擬脈衝應答而改善因觀察者之視覺中產 生之網膜殘像之影響而降低的識別性。 黑插入用像素電壓以及灰階顯示用像素電壓於1巾貞期間 I03912.doc 1277925 即一個奠直掃描期間（v)，對所有液晶像素以列單位施加。 此處’相對於灰階顯示用像素電壓之保持期間的黑插入用 像素電壓之保持期間之比例成為黑插入率。將各閘極線以 一個水平掃描期間之一半即H/2期間驅動為黑插入用，進而 以H/2期間驅動為灰階顯示用之情形時，垂直掃描速度為未 實仃黑插入時之兩倍。又，因黑插入用像素電壓係全像素 之共用值，故而可將例如兩條閘極線作為一組而一同驅
動。於將各組之兩條閘極線以2H/3期間一同驅動並作為黑 插入用，並且每2H/3期間以4H/3期間依次驅動作為灰階顯 示用之情形日夺，垂直掃描速度為相對於未實行黑插女時的 1.5 倍。 先前之黑插入驅動，使用例如回應時脈信號並移動開始 信號之移位暫存器以及閘極驅動器而實行，其中上述閑極 驅動器含有藉由該移位暫存器所保持之開始信號而將驅動 信號輸出至選擇為黑插人用及灰階顯示用之閘極線的輸出 電路作為閘極線驅動電路。該輸出電路中，輸出之三條相 鄰閘極線之驅動信號’係藉由獨立之三個輸出啟動信於 控制。 八 於閘極線驅動電路中，如圖1G所示，根據面板尺寸之不 同而要求不同之垂直掃描速度。x，該垂直掃描速度，相 對於-個垂直掃描期間（V)中之水平掃描期間（H)數而t， 必須使黑#入率之刻度維持並達到實用m。一般而今，左 像信號除圖像資料以外’亦包括後沿(BP)，該後沿：垂： 同步之緣故，含有以出間隔並列之複數個水平同步脈衝。 103912.doc 1277925 閘極驅動器通常利用後沿之所有Η數之一部分，達到如1 ·25 倍速、1·5倍速以及2倍速之垂直掃描速度。
然而’上述閘極線驅動電路係無法以例如丨5 ·丨至32英吋 之大型WXGA顯示面板所要求的125倍速之垂直掃描速度 而貫行黑插入驅動之結構。又，上述閘極線驅動電路於以7 至9英吋之中型WVGA顯示面板所要求之15倍速或2倍速的 垂直掃描速度實行黑插入驅動之情形時，雖然設定為於i v 中需要有作為6之奇數倍或3之奇數倍的11數，但是由於後沿 之所有Η數設定為面板尺寸越小則越少，故而難以於中型 WVGA顯示面板中確保作為6之奇數倍或3之奇數倍的Η 數。於2·2英吋之小型VGA顯示面板中，上述確保相當困 難。又，黑插人率之刻度，即相對於…中之H數的黑插入 之Η間隔倘若超過2%，則變得不實用。 【發明内容】 本t明之目的在於提供一種閘極線驅動電路，其可獲系 於黑插入驅動中所要求之各種垂直掃描速度^ /艮據本發明之第一觀點，提供一種閘極線驅動電路，, 係於顯示面板中驅動分別分配至複數個像素之複數細 線者’並且具備：第_移位暫存器，其以於—個垂直掃者 期間選擇複數條閉極線為灰階顯示用之方式，回應第一 脈信號並移動第一開始信號；第二移位暫存器，其以略考 於該垂直掃描期間之期間内選擇複數個閘極線為非灰階海 方式，回應與第—時脈信號同步之第二時脈信號ϋ 動弟二開始信號；以及輸出電路，其藉由第一輸出啟费 103912.doc 1277925 信號之控制將驅動信號輸出至由第一移位暫存器所選擇之 、東進而藉由第二輸出啟動信號之控制將驅動信號輸 出至由第二移位暫存器所選擇之閘極線。 裙據本發明之第二觀點，提供一種閘極線驅動電路， 其係驅動複數條閘極線者，並且具備：第一移位暫存器， 其以依次選擇複數條閘極線作為灰階顯示用之方式，回應 第一時脈信號並移動第一開始信號；第二移位暫存器，其 X人依_人選擇至少兩根複數條閘極線作為非灰階顯示用 =方式’回應與第—時脈信號同步之第二時脈信號並移動 第二開始信號；以及輸出電路，其藉由第一輸出啟動信號 之控制將驅動信號輸出至由第—移位暫存器所選擇之閘極 友^進而藉由第二輸出啟動信號之控制將驅動信號輸出 至由第二移位暫存器所選擇之閘極線。 於該閘極線驅動電路中，帛一移位暫#器以及第二移位 暫存器作為灰階顯示用以及非灰階顯示用而獨立設置，輸 出電路精由第一輸出啟動信號之控制將驅動信號輸出至由 第-移位暫存器所選擇之閘極、m藉由第二輸出啟動 ^虎之控制將驅動信號輸出至由第二移位暫存器所選擇之 閉極線。於如此之結構中’組合第一及第二開始信號、第 —及第二時脈信號、以及第-及第二輪出啟動信號，可一 同驅動特定數量之閘極線作為非灰階顯示用，且進而可依 次驅動特定數量之閘極線作為灰階顯示用。例如，若反覆 、行、1H(水平掃爲期間）/2期間驅動一根閉極線作為非灰 頁丁用1進而僅以1H/2期間驅動一根閘極線作為灰階 103912.doc 1277925 顯示用之動作，則可獲得2倍速之垂直掃描速度。又，若反 覆進行以2H/3期間一同驅動兩根閘極線作為非灰階顯示 用’進而於每2H/3期間以4H/3期間依次分別驅動兩根閘極
線作為灰階顯示用之動作，則可獲得1 ·5倍速之垂直掃描速 度。另外’若以4Η/5期間一同驅動四根閘極線作為非灰階 顯示用’進而於每4Η/5期間以16Η/5期間依次分別驅動四根 閘極線作為灰階顯示用之動作，則可獲得丨25倍速之垂直 掃描速度。如此之閘極線驅動電路可獲得實行黑插入作為 非灰階顯示之黑插入驅動中所要求的各種垂直掃描速度。 又，於垂直掃描速度為中型以及小型顯示面板所要求之 1 ·5倍速或2倍速時，雖然分別要求於1V(垂直掃描期間）中必 須有作為2之奇數倍之η數、作為丨之奇數倍之11數，但是藉 由中型以及小型顯示面板可容易地確保該Η數。又，於垂直 掃描速度為大型顯示面板所要求之125倍速時，雖然要求 於IV中必須有作為4之奇數倍之η數，但是藉由大型顯示面 板亦可容易地確保該Η數。因此，各種面板尺寸中，可降低 黑插入率之刻度且可將其設定為實用值。 本發明之另外目的及優勢將以下列描述來闡述，且一部 分自描述中將顯而易見，或者可藉由實施本發明來得知。 本發明之目的及優勢將藉由下文所特定指出之工具及组合 實現及獲得。 〃 ' 【實施方式】 以下， 加以說明 就本發明之-實施形態之液日日日顯示裝置參照附圖 。圖1概略性地表示該液晶顯示裝置之電路結構。 103912.doc 1277925 液晶顯示裝置具備液晶顯示面板DP、以及連接於顯示面板 DP之顯示面板控制電路CNT。液晶顯示面板dp之結構為： 於一對電極基板之陣列基板1以及對向基板2間挾持有液晶 層3。液晶層3含有一種液晶作為液晶材料，該液晶為了例 如正常顯白之顯示動作而預先自喷射配向向彎曲配向轉 移’並且藉由週期性地施加之黑插入（非灰階顯示）用電壓而 阻止自彎曲配向向喷射配向之反轉移。顯示面板控制電路 CNT藉由自陣列基板丨以及對向基板2向液晶層3施加之液 晶驅動電壓而控制液晶顯示面板DP之透過率。自喷射配向 向彎曲配向之轉移，可藉由於電源接通時由顯示面板控制 電路CNT所實行之特定的初始化處理而向液晶施加較大之 電場而獲得。 陣列基板1具有··複數個像素電極PE，其於例如玻璃等透 明絕緣基板上配置為大致矩陣狀；複數條閘極線γ(γι至 Ym) ’其沿複數個像素電極ρΕ之列而配置；複數條輔助電 容線C(C1至Cm)，其沿複數個像素電極!^之列並平行於複 數條閘極線Υ(Υ1至Ym)而配置；複數條源極線x(xlSXn)， 其沿複數個像素電極PE之行而配置；及複數個像素開關元 件W，其配置於該等閘極線γ以及源極線χ之交又位置附 近，且分別經由對應閘極線γ而被驅動時於對應源極線又以 及對應像素電極ΡΕ間導通。各像素開關元件w含有例如薄 臈電晶體，薄膜電晶體之閘極連接於閘極線γ，源極_汲極 通路連接於源極線χ以及像素電極PE間。 對向基板2含有：彩色濾光片，其配置於例如玻璃等透明 103912.doc -12- 1277925 絕緣基板上，以及共用電極（^等，其對向於複數個像素電 極pe而配置於彩色濾、光片上。各像素電極pE以及共用電極 CE含有例如IT0等透明電極材料，分別由被相互平行地摩 擦處理之配向膜所覆蓋’與液晶層3之像素區域一同構成 OCB液晶像素ΡΧ’該液晶層3之像素區域受對應於來自像素 電極ΡΕ以及共用電極CE之電場的液晶分子排列控制。 又，複數個OCB液晶像素Ρχ分別於像素電極pE#及共用 電極CE之間具有液晶電容CLC。複數條辅助電容線da 分別與對應列之液晶像素之像素電極pE電容結合，構成辅 助電容Cs。辅助電容(：8對於像素開關元件w之寄生電容具 有充分大之電容值。 顯示面板控制電路CNT含有：閘極驅動器YD，其以列單 位導通複數個開關元件臀之方式驅動複數條閘極線们至 Ym;源極驅動器xD，其於藉由對應閘極線γ之驅動而各列 之開關it件W導通之期Pa1 ’將像素電壓％分別輸出至複數 條源極線XI至Xn ;圖像資料轉換電路4，其對自外部信號 源ss輸人之影像信㈣则中所包含之圖像資料實行2 黑插入2倍速轉換；及控制器5，其料該轉換結果控制閑 極驅動器YD以及源極驅動器又〇之動作時序等。像素電壓 Vs係以共用電極CE之共用電壓Vc〇m為基準而對像素電： PE所施加之電壓，以實杆你丨‘綠g絲γ & 乂只仃例如線反轉驅動以及幀反轉驅動 (1H1V反轉驅動）之方式，對共用電壓¥_實行極性反轉。 圖像資料含有相對於所有液晶像素ρχ之像素資料，每i鴨期 間（垂直掃描期間V)加以更新。黑插入2倍速轉換中，—'列 103912.doc •13- 1277925 之輸入像素資料以轉換為每1H成為輸出像素資料D〇的一 列之黑插入（非灰階顯示）用像素資料B以及一列之灰階顯 τ用像素資料S。灰階顯示用像素資料S係與像素資料DI相 同之灰階值，黑插入用像素資料B係黑色顯示之灰階值。一 列之黑插入用像素資料B以及一列之灰階顯示用像素資料S 分別於H/2期間自圖像資料轉換電路4串聯輸出。
問極驅動器YD以及源極驅動器XD使用例如於與開關元 件W相同之步驟中形成之薄膜電晶體而構成。另一方面， 控制器5配置於外部之印刷佈線板Pcb上。圖像資料轉換電 路4配置於該印刷佈線板pCB之更外侧。控制器$產生控制 L號CTY，其用以如上所述般選擇性地驅動複數條閘極線 Y 以及控制k號CTX等，其將作為圖像資料轉換電路4之 轉換結果的串聯輸出之黑插入用或灰階顯示用像素資料， 分別分配至複數條源極線χ並且指定信號極性。控制信號 CTY自控制器5供給至閘極驅動器YD，控制信號與作為 圖像資料轉換電路4之轉換結果而獲得的黑插入用像素資 料B或灰階顯示用像素資料8即像素資料D〇, 一同自控制器 5供給至源極驅動器。 顯示面板控制電路CNT進而含有：補償電壓產生電路6 灰階基準電廢產生電路7， 其產生補償電壓Ve ’該補償電壓Ve於一列之開關元件w變 為非導通時’介以閘極驅動器仰施加至對應於該等開關元 件w之列的輔助電容線c’並且藉由該等開關元件w之寄生 電容補償產生於各狀像素PX的像素電壓變動；以及 其產生用以將像素資料DO轉換 103912.doc -14- 1277925 為像素電壓Vs的特定數之灰階基準電壓vref。 閘極驅動器YD藉由控制信號CTY之控制，於各垂直掃描 期間，以選擇複數條閘極線¥1至¥111用以實行黑插入，而使 各列像素開關元件W於每H/2期間導通之方式將驅動信號 供給至選擇閘極線Y，進而以選擇複數條閘極線¥1至丫瓜用 以實行灰階顯示，而使各列像素開關元件w於每H/2期間導 通之方式將驅動信號供給至選擇閘極線γ。圖像資料轉換電 鲁 路4將作為轉換結果之輸出像素資料DO而獲得的一列之黑 插入用像素資料B以及一列之灰階顯示用像素資料s交替輸 出，並且源極驅動器XD參照自上述灰階基準電壓產生電路 7所供給之特定數的灰階基準電壓vREF，將該等黑插入用 像素資料B以及灰階顯示用像素資料s分別轉換為像素電壓 Vs ’並且並列輸出至複數條源極線幻至又^^。 當閘極驅動器YD藉由驅動電壓驅動例如閘極線丫丨，並使 連接於閘極線Y1之所有像素開關元件w導通時，則源極線 φ X1至Xn上之像素電壓Vs分別介以該等像素開關元件w供 給至對應像素電極PE以及輔助電容Cs之一端。又，閘極驅 動器YD將來自補償電壓產生電路6之補償電壓％輸出至成 為輔助電容Cs之他端的辅助電容線C1，並且於使連接於閘 極線Y1之所有像素開關元件冒於H/2期間導通後，立刻將使 該等像素開關元件W為非導通之非驅動電壓輸出至閘極線 Y1。補償電壓Ve於該等像素開關元件w變為非導通時根據 該等寄生電容，減少自像素電極pE中獲得之電荷，實質地 ^ 取消像素電壓Vs之變動即穿透電壓Αγρ。 103912.doc -15- 1277925 圖2詳細地表示閘極驅動器YD之閘極線驅動電路。閘極 線驅動電路具備：灰階顯示用移位暫存器（第一移位暫存 器）10，其回應第一時脈信號CKA並移動第一開始信號 STHA ;黑插入用移位暫存器（第二移位暫存器）u，其回應 與第一時脈信號CKA同步之第二時脈信號CKB並移動第二 開始信號STHB ;以及輸出電路12，其藉由第一輸出啟動信 唬OEA之控制將驅動信號輸出至由灰階顯示用移位暫存器 1〇所保持之第一開始信號STHA之移動位置所選擇的閘極 線Y，進而藉由第二輸出啟動信號〇EB之控制將驅動信號輸 出至由黑插入用移位暫存器11所保持之第二開始信號 STHB之移動位置所選擇的閘極線γ。此處，第一時脈信： CKA、第一開始信號STHA、第二時脈信號ckb、第二開始 信號STHB、第一輸出啟動信號〇EA、以及第二輸出啟動信 唬OEB皆為自控制器5供給之控制信號cty中所含有之信 號0 灰階顯示用移位暫存器胸及黑插人用移位暫存器u分 別含有分配於閘極線们至〜且串聯連接之m段暫存器。= -開始信號STHA以及第二開始信號咖皆輸入至；配於 閉極線幻之第一段暫存器。灰階顯示用移位暫存器膽自 亚且黑插人用移位暫存器11㈣第-段暫存器向第 m段暫存②之方向移動第二開始信號stm。 位暫存ϋΠ)之所有暫存器分別具有於保持第多 之狀態下輸出成為高位準之對應閉極心擇= 103912.doc -16- 1277925 - ㈣出端。黑插入用移位暫存器u之所有暫存器分別具有 於保持第—開始信號STHB《狀態下輸出成為高位準之對 應閘極線γ之選擇信號的輸出端。 輸出電路12含有_AND間電路u、_and間電路Η、 m個OR閘電路15、以及位準移位器16。…固娜間電路η 將自=階顯示用移位暫存器1〇所獲得之間極線们至^之 選擇信號，藉由第一輸出啟動信號〇ΕΑ之控制而分別輸出 至m個OR閘電路15 ’以此方式而連接。第一輸出啟動信號 OEA允許於設定為高位準之狀態下對所有閘電路η輸 出選擇U ’且禁止於設定為低位準之狀態下對所有八仙 閑電路輸出選擇信號。_娜閑電路⑷字自黑插入用移 位暫存器11所獲得之閘極線们至仏之選擇信號，藉由第二 輸出啟動信號〇EB之控制而分別輸出至m個OR閘電路15， 以此方式而連接。第二輸出啟動信號〇eb允許於設定為高 位準之狀態下對所有AND閘電路14輸出選擇信號，且禁止 於設定為低位準之狀態下對所有A N D閘電路】4輸出選擇信 號。m個OR閘電路15分別將來自對應and閘電路η之選擇 信號以及來自對應AND閘電路14之選擇信號輸入至位準移 位器16。位準移位器16構成為，將自瓜個^尺閘電路15所分 別輸入之選擇信號的電壓進行位準位移，藉此轉換為使薄 膜電晶體W導通之驅動信號，並且分別輸出至閘極線幻至 Ym。 此處’參照圖3、圖4以及圖5，就圖2所示之閘極線驅動 電路之動作加以說明。圖3至圖5中，B表示共通於各列像素 103912.doc -17- 1277925 PX之黑插入用像素資料’並且s丨、S2、S3、...分別表示 相對於第一列、第二列、第三列、…之像素ρχ的灰階顯示 用像素資料。+、·表示該等像素資料Β、si、S2、S3. · · 轉換為像素電壓Vs並自源極驅動器XD輸出時的信號極性。 圖3係表不於以2倍速度之垂直掃描速度下實行黑插入驅 動之情形時的閘極線驅動電路之動作。第一開始信號stha 係以H/2期間之脈衝寬度輸入至灰階顯示用移位暫存器〇 之脈衝，第一時脈信號CKA係於每1H期間以1個比例輸入至 •灰階顯示用移位暫存器10之1H週期的脈衝。灰階顯示用移 位暫存器10回應第一時脈信號CKA&移動上述第一開始信 唬STHA，並且每1H期間輸出依次選擇閘極線幻至Ym的選 擇信號。m個AND閘電路Π藉由第一啟動信號〇EA之控制， 將自灰階顯示用移位暫存器1〇所依次獲得之選擇信號於m 期間之後半部輸出至m個OR閘電路15。各選擇信號自對應 OR閘電路1 5供給至位準移位器丨6，此處轉換為驅動信號並 馨輸出至對應閘極線γ。與此對應，源極驅動器XD將灰階顯 示用像素資料S1、S2、S3、· · ·分別於對應水平掃描期間η 之後半部轉換為像素電壓Vs，並且將該等以每1Η反轉之極 性亚列輸出至源極線XI至Xn。該等像素電壓Vs於對應水平 知描期間11之後半部分別驅動閘極線Y1至Ym期間，將供給 至第一列、第二列、第三列、.· ·之液晶像素ρχ。 另一方面’第二開始信號STHB係以H/2期間之脈衝寬度 輸入至黑插入用移位暫存器11之脈衝，第二時脈信號CKB 係以同步於第一時脈信號CKA之方式以每1H期間1個比例 103912.doc -18 - 1277925 輸入至黑插人用移位暫存器_1H週期之脈衝。黑插入用 移位暫存器11回應第：時脈信號CKB並移動上述第二開始 USTHB，並且每⑽輸出依次選擇閑極線幻至仏之選擇 信號。m個A N D閉電路14藉由第二啟動信號Ο E B之控制，將 自黑插入用移位暫存器11所依次獲得之選擇信號於1H期間 之前半部輸出至m個0R閘電路15。各選擇信號自對應⑽間 電路15供給至位準移位器16，此處轉換為驅動信號並輸出 至對應閘極線Y。與此對應，源極驅動器又〇將黑插入用像 素為料B、B、B、· · ·分別於對應水平掃描期間前半部 轉換為像素電壓Vs，並且將該等以每⑴反轉之極性而並列 輸出至源極線xlsXn。該等像素電壓Vs於對應水平掃描期 間Η之剷半部分別驅動閘極線γ 1至丫㈤的期間，供給至第一 列、第二列、第三列、· ··液晶像素ρχ。圖3中，雖然以較 短間隔輸入第一開始信號STHA與第二開始信號STUB，但 實際上以相對於灰階顯示用之電壓保持期間的黑插入用之 電壓保持期間的比例適合於黑插入率的方式而間隔輸入。 又，#乂好的是第二開始信號STUB較最初輸入時刻晚2H進行 再-人輸入。藉此’各閘極線γ成為兩次驅動為黑插入用。因 此’即使於H/2期間之短期間内難以使對應像素電極pE之電 位轉化為黑插入用之較大像素電壓Vs的情形時，亦可確實 地將像素電壓Vs設定為像素電極PE。上述2H之延遲係統一 黑插入用像素電壓Vs之極性所必須者。再者，相對於最終 列附近之像素PX之黑插入如例如圖3之左下部分所示般，自 前列幀開始連續。 103912.doc -19- 1277925 又，於以1.5倍速之垂直掃描速度實行黑插入驅動之情形 時’圖像資料轉換電路4構成為，對自外部信號源ss所輸入 之影像信號VIDEO中所含有的圖像資料實行黑插入15件 速轉換。進而，源極驅動器XD構成為，以實行2線單位反 轉驅動以及幀反轉驅動（2H1V反轉驅動）之方式，將相對於 共用電壓Vcom而言極性反轉之像素電壓Vs輸出至源極線 X1至Xn。於黑插入1 · 5倍速轉換中，兩列之輸入像素資料 DI轉換為於每2H期間成為輸出像素資料D〇的一列之黑插 入用像素資料B以及兩列之灰階顯示用像素資料s。灰階顯 示用像素資料S係與像素資料DI相同之灰階值，黑插入用像 素 > 料B係黑色顯示之灰階值。一列之黑插入用像素資料b 以及兩列之灰階顯示用像素資料S分別於2H/3期間自圖像 資料轉換電路4串聯輸出。 圖4係表示於以le5倍速之垂直掃描速度下實行黑插入驅 動之情形時的閘極線驅動電路之動作。第一開始信號8111八 係以2H/3期間之脈衝寬度輸入至灰階顯示用移位暫存器1〇 之脈衝’第一時脈信號CKA係以每2H之兩個比例輸入至灰 階顯示用移位暫存器10的211/3週期之脈衝。灰階顯示用移 位暫存器10回應第一時脈信號CKa並移動第一開始信號 STHA並且於母2H/3期間輸入依次選擇閘極線γ!至丫瓜的 選擇信號。此處，因第一時脈信號CKA之脈衝係於2H期間 所含有之第一個2H/3期間所省略之形式，故而相對於第偶 數根閘極線γ2、Υ4、γ6、· · ·之選擇信號會延長至後續之 /月’所έ有之苐一個2Η/3期間為止而輸出。與此對應， 103912.doc -20- 1277925 m個AND閘電路13藉由第一啟動信號OEA之控制，於對應 2H期間所含有之第二及第三個2H/3期間，將自灰階顯示用 移位暫存器10所依次獲得之選擇信號輸出至瓜個〇R閘電路 15 °各選擇信號自對應OR閘電路15供給至位準移位器16， 此處轉換為驅動信號並輸出至對應閘極線Y。與此對應，源 極驅動器XD於對應2H期間所含有之第二及第三個2H/3期 間内，將各個灰階顯示用像素資料S1、S2、S3、· · ·轉換為 像素電壓Vs，並且將該等以每2H反轉之極性並列輸出至源 極線XI至χη。該等像素電壓Vs於對應2H期間所含有之第二 及第三個2H/3期間而分別驅動閘極線丫；1至Yrn的期間，將供 給至第一列、第二列、第三列、···之液晶像素ρχ。 另方面’第一開始彳§?虎STHB係以2Η期間之脈衝寬度輸 入至黑插入用移位暫存器1 〇之脈衝，第二時脈信號Ckb係 以同步於第一時脈信號CKA之方式以每2Η期間兩個比例輸 入至黑插入用移位暫存器11的2Η/3週期之脈衝。黑插入用 移位暫存器11回應第二時脈信號CKB並移動該第二開始信 號STHB ’並且每兩線輸出依次選擇閘極線γι至Ym之選擇 信號。m個AND閘電路14藉由第二啟動信號0EB之控制，於 後續之2H期間所含有的第一個2H/3期間，將自黑插入用移 位暫存器11所依次獲付之選擇信號輸出至m個qr閘電路 ^ °各選擇信號自對應OR閘電路15供給至位準移位器16， 此處轉換為驅動信號並輸出至對應閘極線γ。與此對應，源 極驅動器XD於對應2H所含有之第一個2H/3期間，將黑插入 用像素資料B、B、B、· · ·分別轉換為像素電壓Vs，並且將 103912.doc 21 - 1277925 該等以每2H反轉之極性並列輸出至源極線χι至χη。該等像 素電壓Vs於對應2Η期間之第一個2Η/3期間而分別驅動間 極線Y1至Ym期間’將供給至第一列及第二列、第三列及第 四列、第五列及第六列、· ··之液晶像素ρχ。圖4中，雖然 以較短間隔輸入第一開始信號STHA與第二開始信號 STHB，但實際上以相對於灰階顯示用之電壓保持期間的黑 插入用之電壓保持期間之比例適合於黑插入率的方式而間 隔輸入。又，較好的是第二開始信號STHB較最初輸入時刻 晚4H而再次輸入。藉此，各閘極線γ成為兩次驅動為黑插 入用。因此，即使於2Η/3期間之較短期間内難以使對應像 素電極ΡΕ之電位轉化為黑插入用之較大像素電壓％的情形 時’亦可確貫地將像素電壓Vs設定為像素電極PE。上述4H 之延遲係統一黑插入用像素電壓…之極性所必須者。再 者，相對於最終列附近之像素PX之黑插入如例如圖4之左下 部分所示般，自前列幀開始連續。 又，於以1·25倍速之垂直掃描速度實行黑插入驅動之情 形時，圖像資料轉換電路4構成為，對自外部信號源ss所輸 入之衫像^號VIDEO中所含有之圖像資料實行黑插入丨25 倍速轉換。進而，源極驅動器XD構成為，以實行4線單位 反轉驅動以及幀反轉驅動（4H1V反轉驅動）之方式，而將相 對於共用電壓Vcom而言極性反轉之像素電壓％輸出至源 極線XI至χη。於黑插入125倍速轉換中，四列之輸入像素 二貝料〇1轉換為於每411期間成為輸出像素資料D〇的一列之 …、插入用像素資料B以及四列之灰階顯示用像素資料s。灰 103912.doc -22- 1277925 階顯不用像素資料S係與像素資料DI相同之灰階值，黑插入 用像素資料B係黑色顯示之灰階值。一列之黑插入用像素資 料B以及四列之灰階顯示用像素資料s分別於4H/5期間自圖 像資料轉換電路4串聯輸出。
圖5係表示於以L25倍速之垂直掃描速度下實行黑插入 驅動之情形時的閘極線驅動電路之動作。第一開始信號 STHA係以4H/5期間之脈衝寬度輸入至灰階顯示用移位暫 存器1〇之脈衝，第一時脈信號CKA係以每4Ht4個比例輸入 至灰階顯示用移位暫存器1〇的4H/5週期之脈衝。灰階顯示 用移位暫存器10回應第一時脈信號Cka並移動第一開始信 號STHA，並且於母4H/5期間輸入依次選擇閘極線γι至丫瓜 之選擇信號。此處，因第一時脈信號CKA之脈衝係於411期 間所3有之第一個4H/5期間而省略之形式，故而相對於閘 極線Y4、Y8、Y12、···之選擇信號會延長至後續之4h期間 所含有之第一個4H/5期間為止而輸出。與此對應，111個入1^〇 閘電路13藉由第一啟動信號OEA之控制，於對應411期間所 έ有之第一、第二、第四以及第五個4H/5期間，將自灰階 顯示用移位暫存器1〇所依次獲得之選擇信號輸出至111個〇]1 閘電路15。各選擇信號自對應〇R閘電路15供給至位準移位 器16,此處轉換為驅動信號並輸出至對應閘極線γ。與此對 應，源極驅動器XD於對應4Η期間所含有之第二、第三、第 四以及第五個4Η/5期間内，將各個灰階顯示用像^資料 SI、S2、S3、…轉換為像素電壓％，並且將該等以每4Η 反轉之極性並列輸出至源極線幻至乂11。該等像素電壓％於 103912.doc -23- 1277925 f應4H期間所含有之第二、第三、第四以及第五個·5期 間而刀別驅動閘極線¥1至Ym期間，將供給至第一列、第二 列第二列、第四列...之液晶像素ρχ。
一方面’第二開始信號STHB係以4Η期間之脈衝寬度輸 入至黑插入用移位暫存器10之脈衝，第二時脈信號CKB係 以同步於第一時脈信號CKA之方式於每4Η期間以4個比例 輸入至黑插入用移位暫存器11的411/5週期之脈衝。黑插入 用移位暫存器11回應第二時脈信號CKB並移動上述第二開 始信號STHB，並且每4線輸出依次選擇閘極線Υ1至Ym之選 擇信號。m個AND閘電路14藉由第二啟動信號〇EB之控制， 於後續4H期間所含有之第—個侧期間，將自黑插入用移 位暫存器11所依次獲得之選擇信號輸出至111個〇R閘電路 15。各選擇信號自對應OR閘電路15供給至位準移位器16， 此處轉換為驅動信號並輸出至對應閘極線γ。與此對應，源 極驅動器XD於對應4H所漢含有之第一個4H/5期間，將黑插 入用像素資料B、B、B、...分別轉換為像素電壓&，並且 將該等以每4H反轉之極性並列輸出至源極線幻至又…該等 像素電MVs於對應4H期間之第—個411/5期間而分別驅動 閘極線丫1至丫《1期間，將供給至第一列、第二列、第三列以 及第四列’·第五列、第六列、第七列以及第八列...之液晶 像素PX。圖5中，雖然:以較短間隔輸入第—開始信號stha 與第二開始信號娜，但實際上以相對於灰階顯示用之電 塵保持期間的黑插入用之電壓保持期間之比例適合於黑插 入率的方式而間隔輸人。又’較好的是第二開始信號sthb I03912.doc •24- 1277925 較最初輸入時刻晚8H再次輸入。藉此，各閘極線γ成為兩 次驅動為黑插入用。因此，即使於4Η/5期間之較短期間内 難以使對應像素電極ΡΕ之電位轉化為黑插入用之較大像素 電壓Vs的情形時，亦可確實地將像素電壓％設定為像素電 極PE。上述8H之延遲係統一黑插入用像素電壓Vs之極性所 必須者。再者，對於最終列附近之像素ρχ之黑插入如例如 圖5之左下部分所示般，自前列幀開始連續。 於本實施形態中，灰階顯示用移位暫存器1〇以及黑插入 用移位暫存器11獨立設置，輸出電路12藉由第一輸出啟用 信號ΟΕΑ之控制而將驅動信號輸出至根據第一開始信號 STHA之移動位置所選擇之閘極線γ，並藉由第二輸出啟用 信號ΟΕΒ之控制而將驅動信號輸出至根據第二開始信號 STHB之移動位置所選擇之閘極線γ。根據如此之結構，可 組合第一及第二開始信號STHA、STHB，第一及第二時脈 信號CKA、CKB，以及第一及第二輸出啟動信號〇εα、 ΟΕΒ，可一同驅動特定數之閘極線作為黑插入用，進而依 次驅動特定數之閘極線作為灰階顯示用。因此，閘極線驅 動電路可獲得於黑插入驅動中所要求之各種垂直掃描速 度。 又，於垂直掃描速度為中型以及小型顯示面板所要求之 1.5倍速或2倍速之時，雖然分別要求於1V(垂直掃描期間） 中有作為2之奇數倍之η數、作為丨之奇數倍之11數，但是藉 由中型以及小型顯示面板可容易地確保該11數。又，於垂直 掃描速度為大型顯示面板所要求之125倍速時，雖然要求 103912.doc -25- 1277925 二=中有作為4之奇數倍之η數，但是藉由大型顯示面板亦 ”易也$保δ亥Η數。因此，藉由各種面板尺寸，可降低黑 插入率之刻度且將其設定為實用值。 °係表示圖2所示之閘極線驅動電路之變形例。於該變 形例中構成為，則固0R閘電路15係將自控制器5所供給之間 極線所有選擇仏號G〇n*別輸人至位準移位器“並作為問 極線Y1至Ym之選擇信號。藉此，通過伴隨著電源接通之初 功化處理一同驅動所有閘極線γι至Ym，從而可將像素電壓
Vs施加至所有像素電極PE，該像素電壓％使液晶自喷射配 向轉移至彎曲配向。 又，於該變形例中，圖2所示之灰階顯示用移位暫存器1〇 以及黑插入用移位暫存器u分別作為使第一開始信號 STHA以及第二開始信號STHB向雙向移動之雙向移位暫存 器而構成。即，灰階顯示用雙向移位暫存器1〇以及黑插入 用雙向移位暫存器11’於自第一段暫存器向第瓜段暫存器之 向下方向，或自第m段暫存器向第一段暫存器之向上方向， 移動第一開始信號STHA以及第二開始信號STHB。該等開 始信號STHA以及第二開始信號STHB之移動方向，根據自 控制器5供給至移位暫存器1G、u之掃描方向信號脈而變 化。顯示面板DP之視角特性通常於上下方向即垂直方向上 為非均等。因Λ，於將顯示面板Dp設置於觀察者之視點上 方之情形時，或於設置於觀察者之視點下方之情形時，均 會導致可視度降低。例如若於設置於上方時可視度降低， 則於該設置位置使顯示面板DP之上下反轉，並且設定垂直 103912.doc -26- 1277925 掃描方向亦反轉，藉此可改善可視度。 又’藉由圖3至圖5可知，如圖2所示之第二輪出啟動信號 0EB成為第一輸出啟動信號〇Ea之反轉信號。於該變形例 中構成為，m個AND閘電路14反轉輸入第一輪出啟動信號 OE A而代替第二啟動信號QEB。藉此，可使輸出啟動信號 配線簡略化。 又藉由圖3至圖5可知，如圖2所示之第二時脈信號CKB 成為與第一時脈信號CKA相同之波形。於該變形例中，除 將第時脈^號CKA輸入至灰階顯示用移位暫存器丨〇，亦 作為第二時脈信號CKB而輸入至黑插入用移位暫存器n。 藉此’可使時脈信號配線簡略化。 此處，參照圖7及圖8對上述實施形態之閘極線驅動電 路與根據先前技術使用有單一移位暫存器以及三種輸出 啟動信號的比較例之閘極線驅動電路加以比較。圖7表示以 2倍速之垂直掃描速度實行黑插入驅動之情形時比較例的 φ 閘極線驅動電路之動作，圖8表示以1.5倍速之垂直掃描速 度實行黑插入驅動之情形時比較例的閘極線驅動電路之動 作。於圖7以及圖8所示之CLK、STH以及0E1至0E3分別為 輸入至移位暫存器之時脈信號、開始信號以及第一至第三 輸出啟動信號。源極線幻至；^於以2倍速之垂直掃描速度 實行黑插入驅動之情形時，以與圖3所示之例相同之形式而 驅動，於以1.5倍速之垂直掃描速度實行黑插入驅動之情形 時，以與圖4所示之例相同之形式而驅動。垂直掃描速度無 論為2倍速及1.5倍速之任一者，移位暫存器皆必須選擇閘 103912.doc -27- 1277925 極線Y1至Ym作為灰階顯示用，進而選擇閘極線丫丨至丫❿作 為黑插入用，使用輸出啟動信號〇E1至〇E3之組合，用以進 行黑插入時序與灰階顯示時序之調整。其結果如參照圖卫〇 之说明所示般，以1·5倍速或2倍速之垂直掃描速度實行黑 插入驅動之情形時，於lv中必須有無法藉由小型vga顯示 面板確保的作為6之奇數倍或3之奇數倍的11數，並且黑插入 率之刻度亦會超過作為實用值之最大值的2〇/〇。 與此對應，於使用上述實施形態之技術之情形時，如圖9 所示，可實現以對於15」至32英吋之大型WXGA顯示面板而 言較好之1·25倍速之垂直掃描速度實行黑插入驅動。1¥中 之Η數亦成為可藉由該顯示面板容易地確保的*之奇數倍， 黑插入率之刻度亦可設定為1%之實用值。又，於對於7至9 英吋之中型WVGA顯示面板以及2.2英吋之小型QVGA顯示 面板而5較好的1 ·5倍速或2倍速之垂直掃描速度下，(垂 直掃描期間）中之Η數成為可分別藉由該等顯示面板容易地 確保的2之奇數倍、丨之奇數倍。關於小型QVGA顯示面板， ,、、、插入刻度可5又疋為於1 ·5倍速之垂直掃描速度下1.33〇/〇、 於2倍速之垂直掃描速度下〇67%之實用值。又，關於中型 WVGA顯示面板，黑插入刻度可設定為於15倍速之垂直掃 描速度下0.76%、於2倍速之垂直掃描速度下〇·38%之實用 值。 再者，本發明並非限定於上述實施形態者，可於未脫離 其要旨之範圍内實行各種變形。 例如藉由圖6所示之變形例所說明之各種特徵，亦可選擇 103912.doc -28- 1277925 性地加入圖2所示之閘極線驅動電路之結構中。 又，於上述各實施形態中，雖然使用閘極線驅動電路以 實行黑插入驅動，然而該閘極線驅動電路之結構亦可使用 於··以將灰階顯示用之像素電壓以及非灰階顯示用之像素 電壓週期性地施加於各像素的驅動方式為必要之黑插入驅 動以外之各種用途。於此情形時，像素並非必須為〇CB液 晶像素。即，該閘極線驅動電路除適用於OCB模式之液晶 顯示面板以外，亦可適用於例如有機EL(Electro _ Luminescence，電致發光）顯示面板等平面顯示面板中。 熟習此項技術者將易想到另外優勢及改質體。因此，本 發明在其更廣闊之態樣中並不限於本文所示及描述之特定 細節及代表性實施例。為此，可進行各種修改而不偏離藉 由隨附申請專利範圍及其等效體所界定之普遍發明概念的 精神或範齊。 【圖式簡單說明】 併入且構成本說明書之一部分的隨附諸圖說明本發明之 實施例，以及連同用於說明本發明之原理的上文所給定之 普遍描述及下文給定之實施例之詳細描述。 圖1係概略性地表示本發明之一實施形態之液晶顯示穿 置之電路結構的圖。 μ、 圖2係詳細表示圖以斤示之閘極驅動器之問極線 的圖。 勒電路 圖3係表示於以2倍速度之垂直掃描速度實行專插 ” 之情形時，圖2所示之閘極線驅動電路之動作的時序固/動 103912.doc -29- 1277925 ® 4係表示於以1 · 5倍速度之垂直掃描速度實行黑插入驅 動之情形時，圖2所示之閘極線驅動電路之動作的時序圖。 圖5係表示於以1.25倍速度之垂直掃描速度實行黑插入 情形時，圖2所示之閘極線驅動電路之動作的時序 圖 〇 圖6係表示圖2所示之閘極線驅動電路之變形例的圖。 圖7係表示於以2倍速度之垂直掃描速度實行黑插入驅動 之If 1時’比較例之閘極線驅動電路之動作的時序圖。 圖8係表示於以倍速度之垂直掃描速度實行黑插入驅 動之情形時，比較例之閘極線驅動電路之動作的時序圖。 圖9係表示將圖2所示之閘極線驅動電路使用於各種尺寸 之顯示面板的情形時所具有之特徵的圖。 圖係表示將依據先前技術之閘極線驅動電路使用於各 種尺寸之顯示面板的情形時所具有之特徵的圖。 【主要元件符號說明】 1 陣列基板 2 對向基板 3 液晶層 4 圖像資料轉換電路 5 控制器 6 補償電壓產生電路 7 灰階基準電壓產生電路 10 灰階顯示用移位暫存器 11 黑插入用移位暫存器 103912.doc -30· 1277925
12 輸出電路 13，14 AND閘電路 15 OR閘電路 16 位準移位器 SS 外部信號源 B 黑插入（非灰階顯示）用像素資料 CLK 時脈信號 CNT 顯示面板控制電路 CTX 控制信號 CTY 控制信號 Cl 至 Cm 輔助電容線 Cs 輔助電容 CE 共用電極 CLC 液晶電容 DI 輸入像素資料 DO 輸出像素資料 DP 液晶顯示面板 PCB 印刷佈線板 VREF 灰階基準電壓 XD 源極驅動器 Ve 補償電壓 PX 像素 Y1 至 Ym 閘極線 XI 至 Xn 源極線 103912.doc -31 - 1277925
YD 閘極驅動器 CKB 第二時脈信號 CKA 第一時脈信號 STHB 第二開始信號 STHA 第一開始信號 DIR 掃描方向信號 OEB 第二啟用信 OEA 第一啟用信 GON1 第一組選擇信號 GON2 第二組選擇信號 S 灰階顯示用像素資料 OE1 第一輸出啟動信號 OE2 第二輸出啟動信號 OE3 第三輸出啟動信號 QVGA 小型顯示面板 WVGA 中型顯示面板 WXGA 大型WXGA顯示面板 TFT 薄膜電晶體 103912.doc 32-

Claims (1)

1277925 十、申請專利範圍： l二種閘極線驅動電路，其特徵在於：於顯示面板中驅動 :別分配給複數個像素之複數條閘極線，並且包含：第 :移位暫存器’其以於一個垂直掃描期間選擇上述複數 =極線為：階顯示用之方式，回應第一時脈信號並移 :開始信號’·第二移位暫存器，其以於略等於該垂 掃#田期間的期間選擇上述複數條閘極線為非灰階顯示 二：：式’回應與第一時脈信號同步之第二時脈信號並 -開始信號；及輸出電路’其藉由第一輸出啟動 二叙控制而對由第—移位暫存器所選擇之閘極線輸出 一'動七 < 並且藉由第二輸出啟動信號之控制而對由第 移位暫存n所選擇之閘極線輸出驅動信號。 2·如請求項1之閘極線驅動電路，其中上述輸出電路含有： 讀個第-AND(及）間電路，其分別將自上述第一移位暫 t所獲得之灰階顯示用之對應閘極線的選擇信號藉由 弟-輸出啟動信號之控制而輸出；複數個第二AND閘電 =顯其Γ將自上述第二移位暫存器所獲得之上述非灰 :广用之對應閉極線的選擇信號藉由第二輸出啟動信 〜之控制而輸出；複數個⑽(或）閘電路，其分別輸出自 :二數個第一 AND閘電路之-個以及上述複數個第二 f電路之一個所輸入的對應閘極線之選擇信號；及 立> 移位器，其藉由位準移動自上述複數個⑽閉電路之 個所輪出之選擇信號而轉換為上述驅動信號。 3.如請求項2之問極線驅動電路，其中上述複數個⑽閑電路 103912.doc 1277925 之各個構成如下：將閉極線全 線之選摆π 1選擇^號作為對應間極 線之&擇6喊而輸入至上述位準移位器。 4·如請求項1之閘極線驅動 以及卜，楚… 〃中上述第-移位暫存器 “第一移位暫存器係雙向移位暫存器。 5. ::=1之閉極線驅動電路，其中上述複數個像素配置 為订列狀，上述複數條閘極線沿上述複數個像素之列而 配置，進而複數條源極線沿上述複數個像素之行而配 向對應於由上述第一移位暫存器所選擇之間極 線的像素供給灰階顯示用之像素電壓，並且向對應於由 上逃苐一移位暫存器所選擇之閘極線的像素供給非灰階 顯示用之像素電壓。 6. 一種閘極線驅動電路，其特徵在於：驅動複數條閘極線， 並且包含：第一移位暫夺器，其以依次選擇上述複數條 :極線為灰階顯示用之方式，回應第一時脈信號並移動 弟一開始信號；第二移位暫存器，其以一次依次選擇至 >各兩根上述複數條閘極線為非灰階顯示用之方式，回 應與第一時脈信號同步之第二時脈信號並移動第二開始 信號；及輸出電路’其藉由第一輸出啟動信號之控制而 對由第一移位暫存器所選擇之閘極線輸出驅動信號，並 且藉由第二輸出啟動信號之控制而對由第二移位暫存器 所選擇之閘/極線輸出驅動信號。 103912.doc
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