TWI395188B - 液晶顯示裝置及其驅動方法 - Google Patents

Description

液晶顯示裝置及其驅動方法

本發明涉及一種液晶顯示裝置，尤其涉及一種適用於提高畫面品質的液晶顯示裝置及其驅動方法。

隨著資訊社會的高速發展，能夠顯示資訊的平面顯示裝置已經得到廣泛地開發。這些平面顯示裝置包括液晶顯示(liquid crystal display，LCD)裝置、有機電激發光顯示裝置、電漿顯示裝置、以及場發射顯示裝置。在上述的裝置中，LCD裝置具有的優勢是它們可能輕便而且尺寸小，並且可以具有低功耗和全彩架構。因此，LCD裝置已廣泛地用於行動式電話、導航系統、可擕式電腦、電視等等。

圖1為一顯示現有技術中之LCD的方塊圖；圖2為一顯示圖1中所示之一閘極驅動器的詳細方塊圖；以及圖3為一顯示圖2中所示之一第一移位暫存器的電路圖。

如圖1所示，現有技術中的LCD裝置包括一液晶面板130、一閘極驅動器110、一資料驅動器120、以及一計時器100。所述液晶面板130顯示畫面。所述閘極驅動器110利用導線驅動液晶面板130。所述資料驅動器120利用導線將資料電壓提供至液晶面板130。所述計時器100控制閘極驅動器110和資料驅動器120。

為了控制所述閘極驅動器110和所述資料驅動器120，所述計時器100產生控制信號。例如，所述計時器100產生一啟動信號Vst和第一至第四閘極時鐘信號GCLK1至GCLK4，用於控制閘極驅動器110。所述計時器100也產生一源極啟動脈波SSP、一源極移位時鐘SSC、一源極輸出致能信號SOE，一極性控制信號POL等等。

所述閘極驅動器110直接形成於液晶面板130上。這個結構的面板稱作具閘極面板(Gate-in-Panel)。又，所述閘極驅動器110包括複數個級ST1至STn，如圖2所示。所述級ST1至STn互相連接從而形成一串級組態。級ST1至STn中的每個級從前一個級接收一輸出信號並且依次載入第一至第四閘極時鐘信號GCLK1至GCLK4中的三個閘極時鐘信號。由於第一級ST1的前一個級不存在，故所述第一級ST1獨立地輸入啟動信號Vst以替代前一個級的輸出信號。

級ST1至STn中的每一個級使用前一個級的輸出信號以及第一至第四閘極時鐘信號GCLK1至GCLK4的三個閘極時鐘信號並產生輸出信號Vg1至Vgn。於級ST1至STn內所產生的所述輸出信號Vg1至Vgn分別應用於液晶面板130上的閘極線GL1至GLn。所述級ST1至STn之間的內部電路組態彼此相同。因此，為方便說明，第一級ST1的電路組態在此進行描述。

參考圖3，所述第四閘極時鐘信號GCLK4和所述啟動信號Vst應用至第一級ST1。所述第一級ST1包括響應啟動信號Vst和第四閘極時鐘信號GCLK4的一第一控制部分112，其用於控制一第一節點Q；響應第三閘極時鐘信號GCLK3和啟動信號Vst的一第二控制部分114，其用於控制一第二節點QB；以及響應第一節點Q和第二節點QB上的電壓的一輸出部分116，其用於選擇性地輸出第一閘極時鐘信號GCLK1和一第一電源極電壓VSS。

所述第四閘極時鐘信號GCLK4開啟一第二電晶體T2，從而啟動信號Vst在一第一時間間隙中經由一第一電晶體T1和所述第二電晶體T2充電至第一節點Q。隨後，一第六電晶體T6緩慢地藉由第一節點Q上的電壓開啟。一第五電晶體T5也被開啟，從而第一電源極電壓VSS充電至第二節點QB。在第二節點QB上的電壓VSS關閉第三和第七電晶體T3和T7。因此，儘管第六電晶體T6緩慢地開啟，但由於第一時間間隙內第一閘極時鐘信號GCLK1處於低位準，因此第一閘極線GL1維持在一低位準狀態。

在第二時間間隙，所述啟動信號Vst和所述第一至第四閘極時鐘信號GCLK1至GCLK4沒有應用。第一時間間隙內的第一級ST1的狀態持續至第二時間間隙。

第一閘極時鐘信號GCLK1在第三時間間隙內應用至第六電晶體T6的源極端。隨後，在所述第六電晶體T6的源極端和閘極端之間的一內部電容(或者一寄生電容)Cgs導致發生一自舉電路(bootstrapping)現象，從而增大了與第六電晶體T6的閘極端連接的第一節點Q上的電壓。結果，所述第六電晶體T6徹底或者完全開啟，從而高位準的第一閘極時鐘信號GCLK1經由第六電晶體T6在液晶面板130的第一閘極線GL1充電。

在第四時間間隙中，一第二電源極電壓VDD透過經第三閘極時鐘信號GCLK3開啟的一第四電晶體T4充電至第二節點QB。與此同時，由於第一閘極時鐘信號GCLK1具有低位準，則自舉電路現象終止，從而第一節點Q維持之前的電壓，即，啟動信號Vst的電壓。所述第二節點QB上的電壓開啟第三和第七電晶體T3和T7，從而第一電源極電壓VSS透過第三和第七電晶體T3和T7充電至第一節點Q以及液晶面板130的第一閘極線GL1。

如此，為驅動閘極驅動器110，啟動信號Vst和第一至第四閘極時鐘信號GCLK1至GCLK4應由計時器100提供。

然而，當第一閘極時鐘信號GCLK1與高位準間隙中的第二至第四閘極時鐘信號GCLK2至GCLK4相比較時，所述第一閘極時鐘信號GCLK1具有相對短的高位準間隙，如圖4所示。因此，與液晶面板130的其他閘極線GL2至GLn上的薄膜電晶體相比，第一閘極線GL1上的薄膜電晶體每一個都具有一相對短的開啟間隙，從而使得第一閘極線GL1上的像素比其他閘極線GL2至GLn上的像素更亮。

結果，第一閘極線GL1的像素和其他閘極線GL2至GLn上的像素之間產生亮度差，從而惡化了畫面的品質。

因此，本發明實施例針對一種LCD裝置，在本質上排除了現有技術中的限制和缺點所導致的一個或多個問題。

本發明實施例的一個目的是提供一種LCD裝置，其能夠使一第一閘極時鐘信號GCLK1的上升緣與一啟動信號的上升緣相同，進而提高畫面品質，以及一驅動此LCD裝置的方法。

對於本發明的優點、目的和特點將在隨後的描述中闡明，以及部分內容將從描述中顯而易見，或者可以透過實施本發明瞭解。本發明的目的和其他優點將透過特別在描述中指出的結構和在此的申請專利範圍以及所附附圖說明實現和獲得。

根據本發明實施例的一個特點，用於液晶顯示裝置的驅動方法包括：從一資料致能信號和一資料時鐘信號中衍生出一框架檢測信號；從所述框架檢測信號和所述資料時鐘信號中同時衍生出一啟動信號和一第一閘極時鐘信號；以及從所述第一閘極時鐘信號和所述資料時鐘信號中衍生出一第二閘極時鐘信號。所述第一閘極時鐘信號與高位準間隙的一啟動時間點內的啟動信號相同。

根據本發明實施例的另一個特點，一LCD裝置包括：一框架檢測器，其用於藉由檢測框架之間的空白間隙而從一資料致能信號和一資料時鐘信號中衍生出一框架檢測信號；一啟動和第一閘極時鐘信號產生器，用於從所述框架檢測信號和所述資料時鐘信號中同時衍生出一啟動信號和一第一閘極時鐘信號；以及一第二閘極時鐘信號產生器，其用於從所述第一閘極時鐘信號和所述資料時鐘信號中衍生出一第二閘極時鐘信號，其中所述第一閘極時鐘信號與高位準間隙的一啟動時間點內的啟動信號相同。

對於本領域的技術人員在研讀了下面所附圖式和詳細說明之後，將瞭解到關於本發明的其他系統、方法、特點和優點。可以預料的是，全部這些額外的系統、方法、特點和優點都包含在本說明書內、包含在發明的範圍內、以及在後面的申請專利範圍的保護範圍內。這部分中並無作為限制該些申請專利範圍的內容。其他特點和優點在下文結合實施例進行說明。可以瞭解到的是，對於本發明的上述的一般說明和以下的詳細說明具有示範性和解釋性並意圖為說明書提供進一步的解釋說明。

以下將配合參考圖式及元件符號對本發明的實施例做更詳細的說明。在下文中介紹的此些實施例作為例子使本領域的技術人員領悟其精神。因此，此些實施例可能會具體化為不同的形式，因此該些實施例並不局限於此。又，將放大裝置的尺寸和厚度以便於繪圖。在所有可能的情況下，相同的元件符號將使用於本說明書以及圖示中以代表相同或相似的部分。

圖5為顯示本發明實施例中的一LCD裝置的計時器的方塊圖。參考圖5，所述計時器包括一框架檢測器300、一啟動和第一閘極時鐘信號產生器300a、以及第二至第四閘極時鐘信號產生器300b至300d。

所述框架檢測器300接收一資料致能信號DE和一資料時鐘信號DCLK，計算包含在所述資料時鐘信號DCLK內的時鐘，並根據經計算的時鐘數值來檢測所述資料致能信號DE的空白間隙。所述資料致能信號DE包括框架間隙之間的所述空白間隙(即，一垂直空白間隙)。又，所述資料致能信號DE進一步包括在一個框架間隙內週期性排列的高位準水平間隙。依照上述，所述框架檢測器300計算包含在資料時鐘信號DCLK內的時鐘並決定一任意間隙，在該間隙內，資料致能信號DE持續地維持低位準直到經計算的時鐘數值達到一恆定值，作為空白間隙。所述框架檢測器300亦檢測資料致能信號DE的上升緣，其根據所述的預定空白間隙，對應於預定空白間隙的結束位置由低位準改變至高位準。另外，所述框架檢測器300產生所述框架檢測信號Vf，其與所檢測到的上升緣同步並且其寬度等於資料時鐘信號DCLK的時鐘。在此，所述框架檢測信號Vf的寬度可以大於或者小於資料時鐘信號DCLK的一個時鐘的寬度。

所述啟動和第一閘極時鐘信號產生器300a從框架檢測器300接收框架檢測信號Vf以及資料時鐘信號DCLK。所述啟動和第一閘極時鐘信號產生器300a從框架檢測信號Vf以及資料時鐘信號DCLK中衍生出一啟動信號Vst和一第一閘極時鐘信號GCLK1。所述啟動信號Vs和第一閘極時鐘信號GCLK1彼此在高位準的一啟動時間點內相等，但在高位準的末端時間點內不等。所述啟動信號Vst和第一閘極時鐘信號GCLK1的高位準間隙可以由資料時鐘信號DCLK建立起彼此不同的長度。該等啟動信號Vst和第一閘極時鐘信號GCLK1應用於第二閘極時鐘信號產生器300b。

所述第二閘極時鐘信號產生器300b從資料時鐘信號DCLK和第一閘極時鐘信號GCLK1中衍生出一第二閘極時鐘信號GCLK2。所述第二閘極時鐘信號GCLK2具有一高位準間隙(即，一致能間隙)，其等於第一閘極時鐘信號GCLK1的其中一個，但可以一固定週期從第一閘極時鐘信號GCLK1延遲。所述固定移位週期可以根據顯示裝置的技術規格改變。如此之第二閘極時鐘信號GCLK2應用於所述第三閘極時鐘信號產生器300c。

所述第三閘極時鐘信號產生器300c還從所述第二閘極時鐘信號GCLK2和資料時鐘信號DCLK中衍生出一第三閘極時鐘信號GCLK3。所述第三閘極時鐘信號GCLK3具有一高位準間隙，其等於第二閘極時鐘信號GCLK2的其中一個，但可以從第二閘極時鐘信號GCLK2延遲固定週期。所述固定移位週期可以根據顯示裝置的技術規格改變。如此之第三閘極時鐘信號GLCK3應用於第四閘極時鐘信號產生器300d。

類似地，所述第四閘極時鐘信號產生器300d從所述第三閘極時鐘信號GCLK3和所述資料時鐘信號DCLK中衍生出一第四閘極時鐘信號GCLK4。所述第四閘極時鐘信號GCLK4具有一高位準間隙，其等於第三閘極時鐘信號GCLK3的其中一個，但可以從第三閘極時鐘信號GCLK3延遲固定週期。所述固定移位週期可以根據顯示裝置的技術規格改變。

所述第四閘極時鐘信號GCLK4應用於啟動和第一閘極時鐘信號產生器300a，從而其從所述第四閘極時鐘信號GCLK4和所述資料時鐘信號DCLK中衍生出啟動信號Vst和第一閘極時鐘信號GCLK1，並將第一閘極時鐘信號GCLK1應用於第二閘極時鐘信號產生器300b。

圖6為一顯示本發明實施例中包含在一閘極驅動器內的一第一級的電路圖。圖7為解釋圖5中的計時器內所產生的控制信號的波形圖。本發明實施例中的閘極驅動器包括複數個級，每一個級都具有如圖6所示之組態。當複數個級之內部電路組態彼此相同時，為方便說明，將以第一級ST1的電路組態為例進行說明。

參考圖6，第一級ST1包括：一第一控制部分212，其響應啟動信號Vst和第四閘極時鐘信號GCLK4，用於控制一第一節點Q；一第二控制部分214，其響應第三閘極時鐘信號GCLK3和啟動信號Vst，用於控制一第二節點QB；以及一輸出部分216，其響應第一節點Q和第二節點QB上的電壓，用於選擇性地輸出第一閘極時鐘信號GCLK1和一第一電源極電壓VSS。

所述第四閘極時鐘信號GCLK4開啟一第二電晶體T2，從而啟動信號Vst經由一第一電晶體T1和第二電晶體T2在一第一時間間隙內充電至第一節點Q。隨後，一第六電晶體T6藉由第一節點Q上的電壓而開啟。一第五電晶體T5也藉由啟動信號Vst開啟，從而第一電源極電壓VSS經由第五電晶體T5充電至第二節點QB。在第二節點QB上的電壓VSS關閉第三電晶體T3和第七電晶體T7。因此，所述第六電晶體T6開啟，從而第一閘極線GL1充電高位準的第一閘極時鐘信號GCLK1。結果，在液晶顯示面板(圖中未示)的第一閘極線GL1上產生高位準的一輸出信號。

所述第一閘極時鐘信號GCLK1在一第二時間間隙內持續地維持在所述高位準。根據上述，第一級T1在第一時間間隙內的狀態持續至第二時間間隙。

在一第三時間間隙內，一第二電源極電壓VDD經由一第四電晶體T4充電至第二節點QB，該第四電晶體T4藉由第三閘極時鐘信號GCLK3而開啟。與此同時，由於第一閘極時鐘信號GCLK1具有低位準，所述第一節點Q維持之前的電壓，即，啟動信號Vst的電壓。在所述第二節點QB上的電壓開啟第三電晶體T3和第七電晶體T7，從而經由第三電晶體T3和第七電晶體T7將所述第一電源極電壓VSS充電至第一節點Q和液晶顯示面板130的第一閘極線GL1。

參考圖7，本發明中的計時器使第一閘極時鐘信號GCLK1與啟動信號Vst一起同時變為高位準。換句話說，所述第一閘極時鐘信號GCLK1具有與啟動信號Vst相同的上升緣。因此，所述第一閘極時鐘信號GCLK1具有等於第二至第四閘極時鐘信號GCLK2至GCLK4所具有的高位準間隙的高位準間隙，並且第一至第四閘極時鐘信號GCLK1至GCLK4互相移位一固定週期。

如上所述，本發明實施例中的液晶顯示裝置使啟動信號Vst和第一閘極時鐘信號GCLK1在高位準間隙的啟動時間內彼此相等，即，在上升緣彼此相等，從而設定所述第一閘極時鐘信號GCLK1的所述高位準間隙以對應於兩個水平同步間隙的週期。因此，所述第一閘極線GL1的一預充電週期等於其他閘極線GL2至GLn的預充電週期，從而改進第一閘極線GL1和其他閘極線GL2至GLn之間的亮度差的現象。結果，液晶顯示裝置可以提高畫面品質。

前文係針對本發明之較佳實施例為本發明之技術特徵進行具體之說明，唯熟悉此項技術之人士當可在不脫離本發明之精神與原則下對本發明進行變更與修改，而該等變更與修改，皆應涵蓋於如下申請專利範圍所界定之範疇中。由於本發明可以具體為各種形式而不脫離其特點，所以可以理解為上述實施例並不侷限於前面所描述的任意細節，除非另作說明，但寧願寬泛地解釋為本發明意圖保護之範疇。在不脫離本發明精神和範圍的情況下可以做出關於本發明內容的任何修飾或變更。是以，凡有在相同之發明精神下所作有關本發明之任何修飾或變更，皆仍應包括在本發明意圖保護之範疇。

100．．．計時器

110．．．閘驅動器

112．．．第一控制部分

114．．．第二控制部分

116．．．輸出部分

120．．．資料驅動器

130．．．液晶面板

212．．．第一控制部分

214．．．第二控制部分

216．．．輸出部分

300．．．框架檢測器

300a．．．啟動和第一閘時鐘信號產生器

300b．．．第二閘時鐘信號產生器

300c．．．第三閘時鐘信號產生器

300d．．．第四閘時鐘信號產生器

DE．．．資料致能信號

DCLK．．．資料時鐘信號

Vf．．．框架檢測信號

GCLK1．．．第一閘時鐘信號

GCLK2．．．第二閘時鐘信號

GCLK3．．．第三閘時鐘信號

GCLK4．．．第四閘時鐘信號

GL1~GLn．．．閘線

Q．．．第一節點

QB．．．第二節點

ST1．．．第一級

ST2．．．第二級

ST3．．．第三級

ST4．．．第四級

STn．．．第n級

T1．．．第一電晶體

T2．．．第二電晶體

T3．．．第三電晶體

T4．．．第四電晶體

T5．．．第五電晶體

T6．．．第六電晶體

T7．．．第七電晶體

VDD．．．第二電源電壓

VSS．．．第一電源電壓

Vg1~Vgn．．．輸出信號

本說明書中包含的圖式為實施例提供了進一步的解釋並組成本說明書的一部分，說明本發明的實施例並與說明書一起用於解釋本發明的內容。圖式中：

圖1為顯示現有技術中的液晶顯示(LCD)裝的一方塊圖；

圖2為詳細顯示圖1中所示之一閘極驅動器的一方塊圖；

圖3為詳細顯示圖2中所示之一第一級的一電路圖；

圖4為顯示圖1中所示之計時器內所產生的控制信號的一波形圖；

圖5為本發明實施例中的一LCD裝置的計時器的一方塊圖；

圖6為顯示本發明實施例中所示之一閘極驅動器的一第一級的一電路圖；以及

圖7為解釋圖5中所示之計時器內所產生的控制信號的一波形圖。

300．．．框架檢測器

300a．．．啟動和第一閘時鐘信號產生器

300b．．．第二閘時鐘信號產生器

300c．．．第三閘時鐘信號產生器

300d．．．第四閘時鐘信號產生器

DE．．．資料致能信號

DCLK．．．資料時鐘信號

Vf．．．框架檢測信號

GCLK1．．．第一閘時鐘信號

GCLK2．．．第二閘時鐘信號

GCLK3．．．第三閘時鐘信號

GCLK4．．．第四閘時鐘信號

Claims (6)

1. 一種用於驅動液晶顯示裝置的方法，該方法包括：從一資料致能信號和一資料時鐘信號中衍生出一框架檢測信號；從該框架檢測信號和該資料時鐘信號中同時衍生出一啟動信號和一第一閘極時鐘信號；以及從該第一閘極時鐘信號和該資料時鐘信號中衍生出一第二閘極時鐘信號，其中所述第一閘極時鐘信號與高位準間隙的一啟動時間點內的啟動信號相同。
2. 依據申請專利範圍第1項所述的方法，其中該第一閘極時鐘信號的高位準間隙對應兩個水平同步間隙的一週期。
3. 依據申請專利範圍第1項所述的方法，進一步包括：從該第二閘極時鐘信號和該資料時鐘信號中衍生出一第三閘極時鐘信號；以及從該第三閘極時鐘信號和該資料時鐘信號中衍生出一第四閘極時鐘信號。
4. 一種液晶顯示裝置，包括：一框架檢測器，其用於藉由檢測框架之間的一空白間隙而從一資料致能信號和一資料時鐘信號中衍生出一框架檢測信號；一啟動和第一閘極時鐘信號產生器，用於從該框架檢測信號和該資料時鐘信號中同時衍生出一啟動信號和一第一閘極時鐘信號；以及一第二閘極時鐘信號產生器，其用於從該第一閘極時鐘信號和該資料時鐘信號中衍生出一第二閘極時鐘信號，其中該第一閘極時鐘信號與高位準間隙的一啟動時間點內的啟動信號相同。
5. 依據申請專利範圍第4項所述的液晶顯示裝置，其中該第一閘極時鐘信號的高位準間隙對應兩個水平同步間隙的一週期。
6. 依據申請專利範圍第4項所述的液晶顯示裝置，進一步包括：一第三閘極時鐘信號產生器，其用於從該第二閘極時鐘信號和該資料時鐘信號中衍生出一第三閘極時鐘信號；以及一第四閘極時鐘信號產生器，其用於從該第三閘極時鐘信號和該資料時鐘信號中衍生出一第四閘極時鐘信號。