TWI391729B - 液晶顯示裝置 - Google Patents

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Description

液晶顯示裝置
本發明關於一種液晶顯示裝置，特別是一種含有低溫多晶矽薄膜電晶體之液晶顯示裝置。
液晶顯示裝置具有高畫質、體積小、低驅動電壓、低消耗功率等優點，使得液晶顯示螢幕廣泛應用於現今的可攜式資訊產品中，例如行動電話、筆記型電腦、個人數位助理等等。但大尺寸的液晶顯示裝置往往會有一個問題，也就是當螢幕尺寸愈大時，閃爍(flicker)問題愈嚴重。
一般來說，液晶顯示裝置中具有一液晶面板，其中閘極驅動電路輸出閘極驅動訊號依序打開掃描線上之薄膜電晶體(TFT)。通常驅動訊號的波形為方波，但是因為製程的因素，掃描線上會有雜散電容與電阻的產生，進而產生RC延遲(RC delay)，導致波形的失真，如圖1A所示，特別是當驅動訊號傳遞到掃描線愈後端時，波形失真的狀況更為嚴重，因此大尺寸的液晶面板需要有特別的手段來處理此問題。
習知方式主要是改變閘極驅動電路的高低參考電位準位，來改變閘極驅動訊號的最高及最低電位準位(VGH、VGL)，藉此來修改閘極驅動訊號的波形。另外如圖1B所示，乃參考美國專利第5,602,260號所揭示之液晶顯示面板1，含 有1280x1024個畫素，並包含資料驅－動電路10、閘極驅動電路12、以及補償電壓電路14，其中針對閘極驅動電路12所選之掃描線S，在閘極驅動訊號轉為OFF(低電位準位)時，補償電壓電路14立刻施予一補償電壓CV，藉此修改閘極驅動訊號GS的波形。
但以上的方式，都必須提供一個變動的電壓源，雖然可以達到修改閘極驅動訊號的波形的效果，但是電壓源的變動會導致更多電能的消耗，此外，習知的方式都會增加電路的複雜度，相對也會增加製程上的成本。
因此，有必要提供一種新的液晶顯示裝置，其中採用一種簡單、容易實施又節能的方式修改閘極驅動訊號的波形。
鑑於先前技術的缺失，本發明一方面提供一種液晶顯示裝置，其中直接修改閘極驅動電路所接收之時脈訊號，來提供所需之閘極驅動訊號之波形。更特別的是，本發明利用簡單的CMOS反相放大器，即可達成上述的目的，相較於先前技術，本發明所提出的方式實施上簡單，且減少電能的消耗，也不會增加製造成本與時間。
於本發明一實施例中，液晶顯示裝置包含一顯示面板，此顯示面板又包含複數條掃描線、閘極驅動電路、以及時脈電 路。此時脈電路包含時脈產生器與調整電路。時脈產生器供產生一時脈訊號，而時脈訊號具有第一高電位準位與第一低電位準位。調整電路與時脈產生器連結以接收時脈訊號，進而產生與時脈訊號具有相同週期之一修正時脈訊號，此修正時脈訊號具有第二高電位準位與第二低電位準位，但時脈訊號從第一低電位準位上升至第一高電位準位的時間少於修正時脈訊號從第二低電位準位上升至第二高電位準位的時間。閘極驅動電路與時脈電路連結以接收修正時脈訊號，並利用修正時脈訊號作為一閘極驅動信號以驅動複數條掃描線。而第二高電位準位與第二低電位準位即為閘極驅動訊號的最高電位準位與最低電位準位。
此外，在另一實施例中，調整電路為一位準移位放大器，且每一掃描線包含複數個低溫多晶矽薄膜電晶體(LTPS TFT)，而低溫多晶矽薄膜電晶體與閘極驅動電路形成在同一玻璃基板上。
配合以下之較佳實施例之敘述與圖式說明，本發明之目的、實施例、特徵、與優點將更為清楚。
圖2A顯示本發明一實施例之液晶顯示裝置20。熟此技藝者應知，液晶顯示裝置20可包含，但不限於，例如手機、數位相機、個人數位助理、筆記型電腦、桌上型電腦、電視、全 球定位系統、車用顯示器、航空用顯示器、數位相框或可攜式DVD放影機等等。在本實施例中，液晶顯示裝置20可包括具有時脈電路240之顯示面板200以及電源供應器250，其中，電源供應器250係耦接至顯示面板200以提供電能至顯示面板200。值得一提的是，本說明書中之圖式乃是為了解釋本發明，圖式中之比例與尺寸以及各元件之間的相對位置，僅供參考，不應用來限制本發明。
液晶顯示裝置20包含顯示面板200，而如圖2B所示，此顯示面板200包含薄膜電晶體陣列210、閘極驅動電路220、資料驅動電路230、以及時脈電路240。閘極驅動電路220與資料驅動電路230乃分別利用掃描線(S1－Sn)與資料線(D1－Dm)而控制顯示面板210上之畫素來顯示影像，其中閘極驅動電路220用來打開及關閉在掃描線(S1－Sn)上之薄膜電晶體210，此部分技術內容應為熟此技術領域者所習知，在此不加贅述。值得一提的是，在此實施例中，薄膜電晶體陣列210可為低溫多晶矽.(LTPS,Low Temperature Poly－Silicon)製程所製造之薄膜電晶體，而閘極驅動電路220與資料驅動電路230乃與LTPS薄膜電晶體陣列210整合形成在相同的玻璃基板(未圖示)上，可以節省周圍電路板所使用的面積，因而降低製作成本。
時脈電路240可實施為一特殊應用積體電路(ASIC,Application－specific integrated circuit)，乃設置在玻璃基板旁之電路板(未圖示)上，時脈電路240更包含時脈產生器242與調 整電路244。時脈產生器242供產生一時脈訊號CKV，其波形為方波，且具有第一高電位準位與第一低電位準位，舉例來說，第一高電位準位設定為3.3 V而第一低電位準位設定在0 V，而關於此時脈產生器242供產生時脈訊號CKV的方法，可參考一般液晶顯示面板中之時脈電路產生時脈訊號方式，在此不加贅述。
與習知時脈電路不同的是，時脈電路240中調整電路244與時脈產生器242連結以接收時脈訊號CKV，進而產生與時脈訊號具有相同週期之一修正時脈訊號ACKV。此修正時脈訊號ACKV具有第二高電位準位與第二低電位準位，而在此實施例中，第二高電位準位設定為12 V而第二低電位準位設定在－6V，而此第二高電位準位與第二低電位準位即為閘極驅動訊號的最高電位準位(VGH)與最低電位準位(VGL)
值得一提的是，時脈訊號CKV的上升緣，也就是從第一低電位準位(0 V)上升至第一高電位準位(3.3V)的時間，少於修正時脈訊號ACKV的的上升緣，也就是從第二低電位準位(－6 V)上升至第二高電位準位(12 V)的時間，關於此部分的細節將進一步詳述於後。接著，閘極驅動電路220與時脈電路240連結以接收修正時脈訊號ACKV，並直接將修正時脈訊號ACKV依序輸入掃描線S1－Sn，以作為閘極驅動信號，來驅動掃描線上之薄膜電晶體210。在上述實施例中，薄膜電晶體210可設定為當修正時脈訊號ACKV超過8V時則為開啟，當修 正時脈訊號ACKV低於0V時則為關閉。
如圖2C所示，調整電路244包含一位準移位(level shift)放大器，例如CMOS反相(inverter)放大器2440，其中PMOS的源極2442s接收具有第二高電位準位VGH(12 V)之一高電位訊號，NMOS的源極2444s接收具有第二低電位準位VGL(－6 V)之一低電位訊號，而NMOS和PMOS的閘極2444g、2442g共同接收時脈訊號CKV，進而在NMOS和PMOS上產生閘極－源極電壓(Vgs)，藉此NMOS和PMOS汲極2444d、2442d共同輸出修正時脈訊號ACKV。
而由於PMOS中汲極電流隨著閘極－源極電壓緩步增加的特性，時脈訊號CKV從第一低電位準位上升至第一高電位準位的時間會少於修正時脈訊號ACKV從第二低電位準位VGL上升至第二高電位準位VGH的時間，換言之PMOS對修正時脈訊號ACKV提供一削角(shaping)功能，使得修正時脈訊號ACKV的上升緣的部分類似一弦波，上升的速度也較緩。特別要說明的是，當時脈訊號CKV從第一低電位準位(0 V)切換至第一高電位準位(3.3 V)時，第一高電位準位則決定了PMOS上之閘極－源極電壓，如圖3所示，當PMOS上之閘極－源極電壓(Vgs)愈低，則PMOS上之汲極－源極電流(Isd)愈低，而修正時脈訊號ACKV從第二低電位準位上升至第二高電位準位的時間就愈長，換言之，相較於時脈訊號CKV，修正時脈訊號ACKV的上升緣也較長，上升的速度也較緩。
另外在圖2D所示之實施例中，比圖2C相比，調整電路244更包含一分壓器2445。此分壓器2445可為一可變電阻，與PMOS閘極2442g連結，並根據一控制訊號CS，對時脈訊號CKV之進行分壓，以動態地調整PMOS上之閘極－源極電壓(Vgs)，也就是調整修正時脈訊號ACKV的上升緣的長度以及上升的速度。如上述，當PMOS上之閘極－源極電壓愈低，則PMOS上之汲極－源極電流(Isd)愈低，而修正時脈訊號ACKV從第二低電位準位上升至第二高電位準位的時間就愈長，上升的速度也較緩。此種設計的好處在於可針對掃描線上薄膜電晶體的數目或是電容/電阻值，動態地調整修正時脈訊號ACKV的上升緣的上升的速度，以達到最佳化。
藉著以上設置，本發明提供一種新的液晶顯示裝置，在此新穎的液晶顯示裝置中，一方面時脈電路本身即提供訊號削角的功能，另一方面可動態地調整訊號削角的程度。但以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，並非用以限定本發明之申請專利範圍；凡其它未脫離本發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含在下述之申請專利範圍內。
1‧‧‧液晶顯示面板
10‧‧‧資料驅動電路
12‧‧‧閘極驅動電路
14‧‧‧補償電壓電路
20‧‧‧液晶顯示裝置
200‧‧‧顯示面板
210‧‧‧薄膜電晶體
220‧‧‧閘極驅動電路
230‧‧‧資料驅動電路
240‧‧‧時脈電路
250‧‧‧電源供應器
242‧‧‧時脈產生器
244‧‧‧調整電路
2440‧‧‧CMOS反相放大器
2444g、2442g‧‧‧閘極
2444d、2442d‧‧‧汲極
2442s、2444s‧‧‧源極
2445‧‧‧分壓器
圖1A顯示一方波驅動訊號失真的情況；圖1B為一先前技藝中之液晶顯示裝置；圖2A顯示本發明一實施例之液晶顯示裝置。
圖2B顯示本發明一實施例之顯示面板； 圖2C顯示本發明一實施例之時脈電路；圖2D顯示本發明另一實施例之時脈電路；圖3顯示不同的閘極－源極電壓下，汲極－源極電壓/電流之關係“
200‧‧‧顯示面板
210‧‧‧薄膜電晶體陣列
220‧‧‧閘極驅動電路
230‧‧‧資料驅動電路
240‧‧‧時脈電路
242‧‧‧時脈產生器
244‧‧‧調整電路

Claims (12)

  1. 一種液晶顯示裝置，包含一顯示面板，該顯示面板包含：複數條掃描線；一閘極驅動電路；以及一時脈電路，該時脈電路包含：一時脈產生器，供產生一時脈訊號，該時脈訊號具有一第一高電位準位與一第一低電位準位；以及一調整電路，與該時脈產生器連結以接收該時脈訊號，產生與該時脈訊號具有相同週期之一修正時脈訊號，該修正時脈訊號具有一第二高電位準位與一第二低電位準位，但該時脈訊號從該第一低電位準位上升至該第一高電位準位的時間少於該修正時脈訊號從該第二低電位準位上升至該第二高電位準位的時間；其中該閘極驅動電路與該時脈電路連結以接收該修正時脈訊號，並利用該修正時脈訊號作為一閘極驅動信號以驅動該複數條掃描線。
  2. 如請求項1所述之液晶顯示裝置，其中該時脈訊號為一方波訊號。
  3. 如請求項1所述之液晶顯示裝置，其中該調整電路包含一位準移位(level shift)放大器。
  4. 如請求項1所述之液晶顯示裝置，其中該第二高電位準位 與第二低電位準位即為該閘極驅動訊號的最高電位準位與最低電位準位。
  5. 如請求項1所述之液晶顯示裝置，其中該調整電路包含一CMOS反相(inverter)放大器，該CMOS反相放大器包含：一PMOS，其源極接收具有該第二高電位準位之一高電位訊號；一NMOS，其源極接收具有該第二低電位準位之一低電位訊號；其中，該NMOS和PMOS的閘極共同接收該時脈訊號，進而產生NMOS和PMOS上之閘極－源極電壓(Vgs)，藉此NMOS和PMOS汲極共同輸出該修正時脈訊號。
  6. 如請求項1所述之液晶顯示裝置，其中該調整電路至少包含：一CMOS反相放大器；以及一分壓器(divider)，其中，該CMOS反相放大器包含：一PMOS，其源極接收具有該第二高電位準位之一高電位訊號；一NMOS，其源極接收具有該第二低電位準位之一低電位訊號；其中，該分壓器與該PMOS的閘極連結，對該時脈訊號進行分壓，並與在該CMOS反相器中該NMOS的閘極共同接 收該時脈訊號，進而產生該NMOS和PMOS上之閘極－源極電壓(Vgs)，藉此該NMOS和PMOS的汲極共同輸出該修正時脈訊號。
  7. 如請求項6所述之液晶顯示裝置，其中該分壓器為一可變分壓器，乃根據一控制訊號，對該時脈訊號之進行分壓，以調整PMOS上之閘極－源極電壓(Vgs)。
  8. 如請求項6所述之液晶顯示裝置，其中該分壓器包含一可變電阻。
  9. 如請求項1所述之液晶顯示裝置，其中每一掃描線包含複數個低溫多晶矽薄膜電晶體(LTPS TFT)。
  10. 如請求項9所述之液晶顯示裝置，其中該複數個低溫多晶矽薄膜電晶體與該閘極驅動電路形成在同一玻璃基板上。
  11. 如請求項1所述之液晶顯示裝置，進一步包括一電源供應器，耦接至該液晶顯示面板並提供電能至該液晶顯示面板。
  12. 如請求項1所述之液晶顯示裝置，其中該液晶顯示裝置係為一手機、一數位相機、一個人數位助理、一筆記型電腦、一桌上型電腦、一電視、一全球定位系統、一車用顯示器、一航空用顯示器、一數位相框或一可攜式DVD放影機。
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