TWI303401B - Driving method for liquid crystal display - Google Patents

Description

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三達編號：TW2121PA 、九、發明說明： 、 【發明所屬之技術領域】 • 本發明是有關於一種液晶顯示器’且特別是有關於一種掃 描訊號之電壓波形。 【先前技術】 隨著液晶顯示面板的尺寸不斷地增加，傳輸於掃^線上之 掃描訊號受到的電阻-電容效應也隨著增加。這意味著，離掃^ _ 訊號輸入處較遠之畫素，其接受到掃描訊號之波形將失真的更 為嚴重。掃描訊號之波形失真會造成畫素内作為開關用之薄膜 電晶體，其導通的時間變短。另外，隨著解析度提高，平均於 每個畫素的充電時間也將減少。所以薄膜電晶體之導通時間變 短將使得此晝素内的液晶電容CL及儲存電容cs沒有足夠的充 電時間（chargingtime)儲存預定的電荷量，以致於液晶分子無 法產生預定的旋轉角度，進而使得所顯示晝面無法達成預定之 • 亮度，降低了整體的影像品質。 • 【發明内容】 有鑑於此，本發明的目的就是在提供一種液晶顯示器之驅 動方法’改善因掃描訊號之波形失真所造成離婦描訊號輸入處 較遠之畫素，其充電時間不足之問題，讓液晶顯示器所顯示之 畫面，左右兩邊之亮度更為均勻。 根據本發明的目的，提出—種液晶顯示器之驅動方法。液 曰曰顯不盗包括MxN個晝素（μ為掃描線數，N為資料線數）、掃 描線與資料驅動電路。MxN個畫素係均包括薄膜電晶體。ΜχΝ 個薄膜電晶體之閉極係均與掃描線電性連接。驅動方法欽述如 .1303401

三達編號：TW2121PA '=二輸出掃描訊號至-掃描線上’此掃描訊號具有連續之第一 =堅位準、第二電壓位準與第三電壓位準。N個薄膜電晶體之 •虽接收到知描訊錢，據以導通。於N個薄膜電晶體導通期 N個畫素接收資料驅動電路所輸出之畫素電壓。 、其中，第-電壓位準係由N個薄膜電晶體之漏電量來決定 並用以使N個薄膜電晶體截止。第二電壓位準係用以使n個薄 膜電晶體導通。第三電壓位準與第二電壓位準間之電壓差係大 於第電壓位準與第二電壓位準間之電壓差。 _ $讓本發明之上述目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下 文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下： 【實施方式】 明參妝第1圖，其為晝素電路之一例之示意圖。畫素，〇〇 包括一個作為開關用之薄膜電晶體（丁_ F丨·丨m Transistor)Tsw、液晶電容CL與储存電容cs。薄膜電晶體Tsw 例如為NM〇S，其閘極G係與掃描線SL耦接，其汲極〇與資 _ 料線DL耦接，而其源極s係經由液晶電容CL及儲存電容cS 稱接至共同電極電麼Vcom。 請參照第2圖，其為液晶顯示器之一例之架構示意圖。液 晶顯示顯示器200包括畫素陣列202、掃描驅動電路2〇4與資 料驅動私路206。晝素陣列202係由N個上述書素 、 100(1)〜100(N)所組成，N係為正整數。顯示畫面時，掃描驅動 %路204會輸出知^田訊號SS至掃描線SL上，以使n個書素 100中之薄膜電晶體TSW導通。掃描驅動電路2〇4所輸出之掃 描訊號ss之波形為脈衝方波，其具有高電壓位準Vgh與低電 壓位準Vgl。高電壓位準vgh用以使薄膜電晶體Tsw的導通， 6 1303401 、 ·

三達編號：TW2121PA 而低％壓位準Vgl由薄膜電晶體Tsw之漏電量來決定，其用以 ^ 使薄膜電晶體Tsw截止。藉由控制高電壓位準Vgh之致能時間 . 便能控制薄膜電晶體Tsw導通時間。 於薄膜電晶體Tsw導通期間，資料驅動電路206輸出多 筆畫素電壓VP(1)〜VP(N)至對應的資料線dl(1)〜DL(N)上。多 筆畫素電壓VP(1)〜VP(N)便透過對應導通之薄膜電晶體Tsw 輸入至對應的液晶電容CL及儲存電容cs中，以驅動液晶分子 方疋轉。所以薄膜電晶體Tsw的導通時間便會影響到畫素電壓vp 鲁對液日曰電谷CL及儲存電容CS之充電時間（chargjng time)。 而薄膜電晶體Tsw的導通時間，會受到高電壓位準Vgh 之致能時間與掃描訊號SS之波形所影響。以掃描訊號ss之波 形來看，其波形為脈衝方波。脈衝方波的上升時間與下降時間 會影響到薄膜電晶體Tsw的導通與截止時間點。當不同的上升 . 時間與下降時間，會對應影響到薄膜電晶體Tsw導通的時間長 短。 而脈衝方波的上升時間與下降時間會因掃描線上之電阻_ 電容（RC)效應，發生延遲。進一步來說，畫素100具有液晶電 谷CL與儲存電容CS，且掃描線SL與各極板間或導線間亦具 有各種產生寄生電容之條件，例如掃描線SL與共同電極板間， 所以掃描線SL上具有RC效應在或稱負載效應。因為掃描線 SL之RC效應，掃描訊號SS之脈衝方波隨著傳輸於掃描線SL 之距離增加，其波形失真之現象也隨之增加。最終，造成同一 列上左右兩邊之晝素，例如畫素1〇〇(1)與1〇〇(N)，因所接收到 之掃描訊號SS之波形失真程度不同，而使得對應的薄膜電晶 體Tsw有著不同導通與截止時間。 凊參照第3圖，其為傳輸於掃描線上之掃描訊號之波形示 7 1303401 麝

三達編號：TW2121PA 思® 〇 @所綠之液晶顯示顯示器2⑽之架構為例，剛輸 U掃描線SL上之掃描訊號％之波形近似於理想方波，但隨 著傳輸的距離i日加’於離掃描訊號輸人處較遠之晝素，例如畫 =100(N) _所接到之掃描訊號沾之波形發生嚴重的波形失 ”。波形失真之問題，將造成晝素1〇_之薄膜電晶體b導 通時間變短，使得其所對應的液晶電容以及儲存⑽

足夠的充電時間儲存預定的電荷量，以致於無法達到預定的顯 丁儿度“、：旦素100⑴，因其所接收到之掃描訊號％之波形 近似於理想方波，故有足夠的充電時間儲存預定的電荷量。所 以最、，s每成同一列上之左右兩邊之晝素畫素100(1)與畫素 1〇〇(N)，所產生之發光亮度不均勻。 故，本發明提供-種液晶顯示器之驅動方法，用於解決因 負載效應太大而造成充電時間不足之問題，讓液晶顯示器所顯 示之畫面能正確顯示所需之亮度。 本毛明所提出之掃描訊號，藉由增加使薄膜電晶體導通之 包壓位準與使薄膜電晶體截止之電壓位準間之電壓差，例如上 述掃描訊號SS由高電壓位準Vgh切換為低電壓位準Vg|間之 電壓差，使得掃描訊號所呈現之電壓波形巾，電壓之下降時間 (falling time)或上升時間（ns丨’叫丨丨叫更快，以增加掃描訊號維 持於致能之時間。 第一實施例 一立請參照第4圖，其為本發明第一實施例之掃描訊號之波形 不忍圖。掃描訊號SS’例如應用於液晶顯示器2〇〇並由上述之 掃描驅動電路204所輸出。掃描訊號ss，具有連續之第一電壓 位準VgM、第二電壓位準Vgh與第三電壓位準劝丨2。第一電 8 1303401

三達編號·· TW2121PA ，準Vgl1係由畫素100中之薄膜電晶體Tsw之漏電量來決 定，如為·6伏特。第二電壓位準Vgh係用以使薄膜電晶體丁^ ‘導通’例如為+23伏特。第三電壓位準Vg|2與第二電壓位準間 Vgh之電壓差係大於第—電壓位準Vg|1與第二電壓位準⑽ 間之電壓差，例如第三電壓位準Vg丨2係比第一電壓位準 為低’為-1 7伏特。 藉由將第三電壓位準Vgl2定義的比漏電流量來決定之第 一電壓位準Vgl1更低，讓掃描訊號ss，由高電壓位準Vgh切換 參為低電壓位準Vgl2時，電壓下降時間更快，即更快的電壓下降 斜率，代表到達薄膜電晶體Tsw之臨界電壓之時間點可以提前。 請參照第5A圖，其為本發明較實施例之掃描訊號與傳統 掃描訊號之波形示意圖。比較傳統掃描訊號ss與掃描訊號ss， 之波形。當控制信號〇E致能時（時間TS1)，代表著掃描訊號 SS與知描訊號SS’要轉為非致能。如第5A圖所示，當掃描訊 號SS與掃描訊號ss，發生波形失真時，由於掃描訊號ss，之低 電壓位準Vgl2比起掃描訊號SS之低電壓位準VgM更低，所 以掃描訊號ss，下降達到一特定電壓位準，例如臨界電壓Vt， •之時間點T1，比起掃描訊號ss達到臨界電壓ντ之時間點T2 更早。這意味著，可以將掃描訊號SS，的截止時間點延後，即 將控制信號ΟΕ致能時間點延後以增加上述晝素1 〇〇之充電時 間〇 请參照第5 Β圖’其為本發明較實施例之掃描訊號與傳統 掃描訊號之波形示意圖。由於掃描訊號SS’有著較快的電壓下 降斜率，所以新的控制信號〇Ε’可以比上述控制信號〇Ε致能 時間點更晚，即時間點TS2，使得掃描訊號SS，維持在第二電 壓位準Vgh之時間更長，即讓薄膜電晶體Tsw導通之時間更 9 1303401

三達編號：TW2121PA 長。如此，當掃描訊號SS，隨著掃描線SL上之％效應的增加， 而產生波料失真時’藉由增加特在第二電壓㈣㈣之時 :，使得離掃描訊號SS，輸入處較遠之畫素，例如書素1〇_， 其充電時間將比傳統的掃描訊號ss驅動下更久。-如此，將可 大幅改善因負載效應太大而造成充電時間不^之問題。 第二實施例 B月參第6A圖’其為本發明第二實施例之掃描訊號之波 形不意圖。同樣地，掃描訊號ss，，應用於液晶顯示器2〇〇並由 上述之掃描驅動電路2G4所輸出。掃描訊號ss，，具有連續之第 -電壓位準Vg丨1、第二電壓位準㈣與第三電壓位準vgh2。 如同上述，第-電壓位準Vgl1係由晝素⑽中之薄臈電晶體 Tsw之漏電量來決定’例如為_6伏特，第二電壓位準物係 用以使薄膜電晶體Tsw導通’例如為+23伏特。而本實施例不 同於第一實施例之地方在於，第三電壓位準Vgh2係比第二電 壓位準Vgh1為高，例如為+4〇伏特。 一 進一步來說，於薄膜電晶體Tsw導通期間，藉由提高第二 電壓位準Vgh1為第三電壓位準Vgh2，以增加掃描訊號：s"- 變化於高電壓位準與低電壓位準間之電壓差，即第三電壓位準

Vgh2與第一電壓位準VgM間之電壓差’讓電壓下降之時間更 快。同樣地，電壓下降之時間更快，除了可增加充電時間^， 更讓薄膜電晶體Tsw截止的更快而避免接收到下一鍪查 ,,.. 罕旦言電壓 的情況。 此外，本實施例中不限只能減少電壓下降之時間，亦可、咸 少電壓上升之時間以增加畫素的充電時間。請參照第固 其為本發明第二實施例之另一掃描訊號之波形示意圖。掃描訊 1.303401

二達編號：TW2121PA ** - 唬SS改具有連續之第_電壓位準VgM、第三電壓位準Vgh2 與第二電壓位準Vgh1。第三電壓位準vgh2係提前在第二電壓 • 位準Vgh1前呈現’以增加掃描訊號SS"變化於低電壓位準與 回電壓位準間之電壓差。如此即可讓薄膜電晶體Tsw導通之時 間點更為提前’以改善因負載效應太大而造成充電時間不足之 問題。 第三實施例 掃描訊號中，增加薄膜電晶體導通與截止間之電壓差，不 限=由回電壓位準轉換為低電壓位準或由低電壓位準轉換為高 f壓位準時，更可同時增加電壓上升與下降之電壓差。請參照 第7圖，其為本發明第三實施例之掃描訊號之波形示意圖。同 樣地，掃描訊號SS，，，亦應用於液晶顯示器2〇〇並由上述之掃描 驅動電路204所輸出。掃描訊號ss,,,包括連續之第—電壓位準 Vgii、第四電壓位準Vgh2、第二電壓位準ν_與第三電壓位 準刈丨2。同樣地與第-、二實施例相同，第-電壓位準Vgl1 用以使薄膜電晶體截止，例如為_6伏特，而第二電壓位準 用以使薄膜電晶體導通’例如為+23伏特。第三電壓位準華 =第^施丫列，其係比第一電壓位準_為低，例如為·Η :二 =_低電壓位準間之電壓差外，更增加了由 低電壓位準轉換向電壓位準間之電壓差。 如同上述所述之原理，第三實施例讓掃描簡s =與下降時間更快，使得畫素之充電時間可以增加。因此升 本1明所提出之掃描訊號’並不限於是由高電逐位準轉換低電 1303401

三達編號·· TW2121PA 壓位準間之電屢差或低電慶位準轉換高電麼位準間之電麗差， 只要能使掃描訊號之上升時間與下降時間更快即可達到改盖查 素之充電時間。 D旦 除此之一外第4、6或7圖所示之掃描訊號，不限制應用 ^第1圖所示之畫素結構，亦可使用於其他具有作為開關用之 缚臈電晶體之畫素結構。本發明上述實施例所揭露之液晶顯示 器之驅動方法’藉由增加掃描訊號之高電壓位準與低電壓位準

，之電麼差’以使得掃描訊號之上升時間與下降時間比起傳統 掃描訊號更快’讓掃描訊號之波形失真後，仍然比起傳統的作 法有更多的充電時間。 I、上所述，雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上 然其 並非用=限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之 :神#範圍内’當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保讀 範圍當視後附之巾請專利範圍所界定者為準。

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三達編號：TW2〗21PA 、【圖式簡單說明】 第1圖為畫素電路之一例之示意圖。 第2圖為液晶顯示器之一例之架構示意圖。 第3圖為傳輸於掃描線上之掃描訊號之波形示意圖。 第4圖為本發明第—實施例之掃描訊號之波形示意圖。 第5A圖為本發明較實施例之掃描訊號與傳統掃描訊號之 波形示意圖。 第5B圖為本發明較實施例之掃描訊號與傳統掃描訊號之 I 波形示意圖。 第6A圖為本發明第二實施例之掃描訊號之波形示意圖。 第6B圖為本發明第二實施例之掃描訊號之波形示意圖。 第7圖為本發明第三實施例之掃描訊號之波形示意圖。 【主要元件符號說明】 1〇〇 :晝素 200 :液晶顯示器 > 2〇2 :畫素陣列 204 :掃描驅動電路 2〇6 :資料驅動電路 SL :掃描線 DL :資料線 Tsw :薄膜電晶體 cs :液晶電容 CL :健存電容 13

Claims (1)

1. Ϊ303401 三達編號：TW2121PA 十、申請專利範圍 1·種液晶顯TF器之驅動方法，該液晶顯示器至少包括N 個晝素、-掃描線與-資料驅動電路，N係為正整數，該〜個 畫素係均包括-薄膜電晶體，該N個薄膜電晶體之閘極係均與 該掃描線電性連接，該驅動方法包括： 輸出一掃描訊號至該掃描線上，該掃描訊號具有連續之— 第-電壓位準、-第二電壓位準與一第三電壓位準；以及 4 N個薄膜電晶體之閘極接收到該掃描訊號後，據以導 通’亚於4 N個薄膜電日日日體導通期間，該N個畫素接收該資料 驅動電路所輪出之晝素電壓； "其中，違第一電壓位準係用以使該N個薄膜電晶體截止， 該第二電壓位準係用以使該N個薄膜電晶體導通； 、其中，當第三電壓位準大於第二電壓位準時，第三電壓位 準與第-電壓位準的電壓差大於第三f壓位準與第三電壓位 的電壓差； 其中，當第三電壓位準小於第二電壓位準時，第三電壓位 準與第-電壓位準的電壓差小於第三電壓位準與第二電壓位 φ 的電壓差。 平 2 _如申明專利範圍第1項所述之液晶顯示器之驅動方 法，其中，該掃描訊號更具有一第四電壓位準，該第一電壓位 準綠該第四電壓位準、該第二電壓位準與該第三電壓位準係為 連續，該第四電壓位準與該第一電壓位準間之電壓差大於該第 一電j位準與該第一電壓位準間之電壓差，且該第三電壓位準 與该第二電壓位準間之電壓差係大於該第二電壓位準與該第一 電壓位準間之電壓差。 3· —種掃描方法，用於一顯示器，該顯示器具有複數個 ^03401 , ___ =號：扇雇 旦素，該些晝素分別具有—電晶體，該些電日日 號控制θ其導通舆截止，該掃描方法包括：书日曰體係由一知描訊 提供具有連續之n壓㈣、n 二電壓位準之掃描訊號； 弟 其中，該第，位準用以使該些電 =準用以使該些電晶體導通，該第三電壓位準係大二： 电愿位準或低於該第一電壓位準。 4·如申請專利範圍第3項所述之掃描方法，i中， 二壓，準與該第二電壓位準間之電壓差係大於該第二電壓位 準契遠第一電壓位準間之電壓差。 5.如申請專利範圍第3項所述之掃描方法，i中，％ 三電壓位準與該第-電壓位準間之電壓差係大於該第二電壓位 準與該第一電壓位準間之電壓差。 6·如申請專利範圍第3項所述之掃描方法，其中，該掃 描訊號更包括： 卜一第四電壓位準，該第一電壓位準、該第四電壓位準、該 第二電壓位準與該第三電壓位準係為連續，該第四電壓位準與 該第-電壓位準間之電壓差大於該第二電壓位準與該第一電壓 位準間之電壓差，且該第三電壓位準與該第三電壓位準間之電 壓差係大於該第二電壓位準與該第一電壓位準間之電壓差。 15