專利名稱：液晶顯示裝置的制作方法
專利說明液晶顯示裝置 本發(fā)明涉及液晶顯示裝置，尤其涉及到以交流驅(qū)動方式來驅(qū)動TFT(薄膜晶體管)液晶顯示面板的液晶顯示裝置。
在現(xiàn)有技術(shù)中，考慮到公用電壓的到達(dá)電壓因素的有JP-A-8-76083中公布的一種液晶驅(qū)動裝置，它將正或負(fù)的預(yù)充電電壓加到液晶顯示所必須的正或負(fù)的驅(qū)動電壓上。再如在JP-A-9-21995中公布的一種液晶顯示裝置，它將以設(shè)定的時間常數(shù)生成的微分信號疊加在公用驅(qū)動信號上。還有，JP-A-10-253942中公布的一種液晶顯示裝置，它針對公用電壓的到達(dá)電壓發(fā)生了延遲的那些像素，把TFT關(guān)斷的定時設(shè)定在源驅(qū)動電路的輸出阻抗變?yōu)楦咦杩沟臏?zhǔn)備期間內(nèi)，以此有效地減少TFT關(guān)斷前公用電壓電路的負(fù)載，特意在源驅(qū)動電路的輸出阻抗變成高阻抗的瞬間使公用電壓產(chǎn)生一個過沖量。
考慮到柵極關(guān)斷電壓交流化影響的現(xiàn)有技術(shù)，則有在JP-A-2000-28992中公布的一種液晶顯示技術(shù)，它或者使Low電位同公用電位Vcom的高電位及低電位同步變化，并讓Low電位與公用電位之間的電位差在公用電位的高電位處比在低電位處為大；或者仍使Low電位同公用電位Vcom的高電位及低電位同步變化，但讓Low電位與公用電位Vcom之間的電位差保持相等。
JP-A-8-76083、JA-A-9-21995和JP-A-10-253942中說明的技術(shù)并沒有考慮到稱為橫向拖尾的圖像變差的問題。這就是說，由于液晶面板的負(fù)載常數(shù)和顯示內(nèi)容等因素導(dǎo)致的公用電壓畸變會引起液晶面板內(nèi)部的公用電壓的最終到達(dá)電位發(fā)生變化，每個顯示區(qū)域(例如只有中間亮度背景的區(qū)域和顯示出白顯示矩形區(qū)域的左右背景區(qū)域)的電壓有效值也會發(fā)生相應(yīng)變化，因此每一顯示區(qū)域的亮度便有所不同，這就產(chǎn)生了稱之為橫向拖尾的圖像變差。
JP-A-2000-28992中說明的技術(shù)也沒有考慮到稱之為橫向拖尾圖像變差的問題。即，在JP-A-2000-28992所述的技術(shù)中，由于使柵極關(guān)斷電壓與公用電壓同步，隨著顯示內(nèi)容的變化，會有電流對交叉電容和寄生電容流入流出，從而導(dǎo)致液晶面板輸入部分漏極電壓的電位電平的過渡特征變鈍，使得液晶面板上加至每一顯示區(qū)域的有效電壓值降低，這就產(chǎn)生了稱之為橫向拖尾的圖像變差問題。本發(fā)明的目的是提供一種可以抑制橫向拖尾現(xiàn)象，提高圖像品質(zhì)的液晶顯示裝置。
本發(fā)明把由液晶面板輸出的公用電壓反饋到生成施加于液晶面板的公用電壓的電源電路。采用這種方法，可以改善液晶面板內(nèi)部公用電壓的過渡特性，從而抑制橫向拖尾，提高圖像品質(zhì)。
本發(fā)明設(shè)法讓用于關(guān)斷液晶面板內(nèi)開關(guān)元件柵極的柵極關(guān)斷電壓實現(xiàn)高阻抗化。采用這種方法，可以改善液晶面板內(nèi)部漏極電壓的過渡特性，從而抑制橫向拖尾，提高圖像品質(zhì)。
圖1是本發(fā)明的液晶顯示裝置的方框圖。
圖2是本發(fā)明電源電路中生成公用電壓和柵極關(guān)斷電壓的電路圖。
圖3A和3B分別是本發(fā)明的公用電壓和漏極電壓的電壓波形圖。
圖4是用來更為詳細(xì)地說明將液晶面板內(nèi)部的公用電壓反饋回去的反饋部位的示意圖。
圖5是說明稱之為橫向拖尾的圖像變差的圖。
圖6為本發(fā)明中像素單元等效電路的詳細(xì)示意圖。
圖7是本發(fā)明電源電路中生成公用電壓和柵極關(guān)斷電壓的電路圖。
圖8A和8B分別是本發(fā)明的公用電壓和柵極關(guān)斷電壓的波形圖。
圖9是本發(fā)明中柵極驅(qū)動器的方框圖。
圖10為說明本發(fā)明中柵極驅(qū)動器工作情況的時序圖。以下用圖1-4來說明本發(fā)明的第一實施例。本發(fā)明雖然適合于公用倒相驅(qū)動方式，但也適用于點倒相驅(qū)動方式。而且，作為以下實施例的液晶顯示裝置的顯示特性，當(dāng)施加于像素單元的液晶上的電壓有效值較小時成為黑顯示，而當(dāng)電壓有效值較大時則成為白顯示，下面將針對這樣的常黑液晶進(jìn)行說明。
圖1為本發(fā)明的液晶顯示裝置的方框圖。圖2是本發(fā)明電源電路中生成公用電壓和柵極關(guān)斷電壓的電路圖。圖3為本發(fā)明中公用電壓和漏極電壓的電壓波形圖。圖4是為了更詳細(xì)地說明本發(fā)明用來反饋液晶面板內(nèi)部公用電壓的部位的示意圖。圖5是稱之為橫向拖尾的圖像變差的說明圖。
在圖1的本液晶顯示裝置方框圖中，101為從外部裝置(圖中未畫出)傳送輸入的顯示數(shù)據(jù)和同步信號的數(shù)據(jù)總線，102為控制液晶顯示裝置驅(qū)動電路的接口電路。103是產(chǎn)生對應(yīng)于顯示數(shù)據(jù)灰度電壓(亦稱漏極電壓)的漏極驅(qū)動器電路，104是順序選擇掃描行的柵極驅(qū)動器電路。105是用來產(chǎn)生驅(qū)動液晶顯示裝置的各種電源電壓的電源電路，106是由多個像素單元構(gòu)成的液晶面板。107是把顯示數(shù)據(jù)和同步信號從接口電路102傳送至漏極驅(qū)動器電路103的數(shù)據(jù)總線，108是把同步信號傳送至柵極驅(qū)動器電路104的信號總線，109是把交流化信號傳送至電源電路105的信號線。110是把電源電路105提供的基準(zhǔn)灰度電壓傳送給漏極驅(qū)動器電路103的電源總線，111是傳送驅(qū)動?xùn)艠O驅(qū)動器電路的電源電壓的電源總線。112是傳送向液晶面板106提供的公用電壓的公用電壓線，113是把液晶面板106內(nèi)部的公用電壓反饋給電源電路105的公用電壓線。114是傳送漏極驅(qū)動器電路103所輸出的漏極電壓的漏極線組，115是傳送柵極驅(qū)動器電路104所輸出的掃描電壓(亦稱柵極電壓)的柵極線組。116是液晶面板內(nèi)部的公用電極，117是執(zhí)行開關(guān)動作的TFT，118是排列成矩陣狀的多個像素電極。119是液晶，120是補(bǔ)償電容，121是像素單元。
而且，公用電極116為液晶面板106內(nèi)部所有的像素單元所公用。漏極線組114在彩色顯示的場合，它具有的信號線數(shù)目只是水平分辨率×3[紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)]的數(shù)目。柵極線組115具有的信號線數(shù)目只是垂直分辨率的數(shù)目。公用電極116把電源電路105產(chǎn)生的公用電壓經(jīng)公用電壓線112傳送至液晶面板內(nèi)部。因為是彩色液晶面板，為每一像素都配置有R、G、B濾色片。液晶119用電容等效模型表示。像素單元121位于漏極線組114與柵極線組115的交叉部位，它包括TFT 117、像素電極118、液晶119和補(bǔ)償電容120。
電源電路105中包括了圖2所示的本發(fā)明產(chǎn)生公用電壓和柵極關(guān)斷電壓的電路。在圖2中，301是調(diào)節(jié)公用電壓幅度電平的可變電阻，302是傳送在可變電阻301中產(chǎn)生的直流電壓形式的基準(zhǔn)公用電壓的電源線。303是按照交流化信號109來選擇電壓線302所傳送的基準(zhǔn)公用電壓和地電平電壓的電壓選擇器，304是傳送電壓選擇器303所產(chǎn)生的交流公用電壓的基準(zhǔn)電壓的電壓線。305是調(diào)節(jié)公用電壓的電位電平的可變電阻，306是調(diào)節(jié)柵極關(guān)斷電壓的電位電平的可變電阻。307和308分別是傳送上述可變電阻305和306所產(chǎn)生的調(diào)節(jié)電壓的電壓線，309是輸入由電壓線304和307送來的基準(zhǔn)公用電壓和調(diào)節(jié)電壓并對公用電壓的電位電平進(jìn)行調(diào)節(jié)的運算電路。801是放大電路(如運算放大器，0Pamp)，802是電流放大電路(如三極管)。312是輸入由電壓線304和308送來的基準(zhǔn)公用電壓和調(diào)節(jié)電壓并對柵極關(guān)斷電壓的電位電平進(jìn)行調(diào)節(jié)的運算電路，313是放大電路。314是電流放大電路，803是把電流放大電路314所產(chǎn)生的柵極關(guān)斷電壓送出的電壓線。所謂柵極關(guān)斷電壓，是用來把作為開關(guān)元件的TFT的柵極加以關(guān)斷的電壓。通過施加?xùn)艠O關(guān)斷電壓，TFT便停止導(dǎo)通。柵極導(dǎo)通電壓則是用來使作為開關(guān)元件的TFT的柵極導(dǎo)通的電壓。通過施加?xùn)艠O導(dǎo)通電壓，TFT便開始導(dǎo)通。
放大電路801所需的反饋電壓是由反饋液晶面板106內(nèi)部的公用電壓的電壓線113送來的公用電壓(反饋方式)。采用這種反饋方式，也可以與升壓電路方式相組合，同時利用電流放大電路802輸出的公用電壓作為放大電路801的反饋電壓。放大電路313所需的反饋電壓，利用的是由電壓線803送來的電流放大電路314所輸出的柵極關(guān)斷電壓(升壓電路方式)。至于傳送柵極關(guān)斷電壓的電壓線803，則包含在圖1所示的電源總線111內(nèi)。
圖3中的圖3A給出了進(jìn)行黑顯示(電壓有效值小)時的電壓波形。901是用公用電壓線112送來的液晶面板輸入公用電壓的波形。902是在液晶面板106內(nèi)部公用電極線116上的面板內(nèi)部公用電壓。903是在漏極驅(qū)動器電路103中生成、通過漏極線組114送來的漏極電壓。圖3B表示的是與圖3A同一部位，但在進(jìn)行白顯示(電壓有效值大)時的電壓波形。
下面來說明本發(fā)明的液晶顯示裝置的具體工作過程。
在本發(fā)明的液晶顯示裝置中，從外部裝置經(jīng)數(shù)據(jù)總線101輸入顯示數(shù)據(jù)和同步信號，接口電路102則經(jīng)數(shù)據(jù)總線107和經(jīng)信號總線108分別向漏極驅(qū)動器電路103和柵極驅(qū)動器電路104提供顯示數(shù)據(jù)和控制信號。
在漏極驅(qū)動器電路103中，根據(jù)輸入的顯示數(shù)據(jù)生成漏極電壓，輸出到漏極線組114。在柵極驅(qū)動器電路104中，為了選擇施加由漏極驅(qū)動器電路103輸出的漏極電壓的行，把一個用作選通電壓的柵極導(dǎo)通電壓加在柵極線組115中對應(yīng)的那條柵極線上。在柵極線上加有柵極導(dǎo)通電壓的那一行上的像素121中，對應(yīng)的TFT 117變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，于是就有經(jīng)漏極線組114送來的漏極電壓施加在像素電極118、液晶119和補(bǔ)償電容120上。此后，該施加電壓的工作一旦結(jié)束，就有成為非選擇電壓的柵極關(guān)斷電壓加在柵極線上，TFT 117回到關(guān)斷狀態(tài)，而先前已加在像素電極118、液晶119和補(bǔ)償電容120上的漏極電壓卻能保持不失。對所有的顯示行重復(fù)上述同一動作，就會把對應(yīng)于顯示數(shù)據(jù)的灰度電壓加在全部像素上。
在本實施例中，加在液晶上的是交流電壓，這不僅可以防止燒灼殘跡之類的圖像變差，而且通過在每一像素上施加極性正負(fù)交替的灰度電壓，還可以使用能夠防止稱之為交爍的圖像雪花模糊的驅(qū)動方式。這就是說，根據(jù)交流化信號109把加于每一行的公用電壓變成交流形式，當(dāng)公用電壓為低電平時，漏極電壓處在比公用電壓高的電位電平，則在各像素121上施加的是正極性的漏極電壓。而當(dāng)公用電壓為高電平時，漏極電壓處在比公用電壓低的電位電平，則在各像素121上施加的是負(fù)極性的灰度電壓。這樣一來，在每一行上就能夠交替加上正極性的灰度電壓和負(fù)極性的灰度電壓，從而能夠防止閃爍發(fā)生。此外，在下一幀圖像掃描時，在各像素121上加上的又是同先前加上的灰度電壓的極性不同的灰度電壓，因而可以防止燒灼殘跡之類的圖像變差。
本發(fā)明的液晶顯示裝置的特點在于它的公用電壓生成的方法，它是把液晶面板106內(nèi)部的公用電壓作為反饋電壓來產(chǎn)生輸入到液晶面板106的公用電壓。關(guān)于這個工作過程，可以用圖2和圖3加以說明。
在圖2中，公用電壓需要根據(jù)具有恒定幅度的交流化信號109來加以交流化，為此利用可變電阻301和電壓選擇器303來生成上述交流化的基準(zhǔn)公用電壓，并通過電壓線304送出。在運算電路309中，輸入該基準(zhǔn)公用電壓和在可變電阻305上產(chǎn)生的調(diào)節(jié)電壓，并調(diào)節(jié)公用電壓的電位電平。這樣一來，就能夠在把正極性的漏極電壓和負(fù)極性的漏極電壓加在液晶119上時使兩者的有效電壓值相等。
而且，公用電壓在放大電路801和電流放大電路802中被提高了驅(qū)動能力，以后經(jīng)公用電壓線112送至液晶面板106。這里的放大電路801和電流放大電路802采用了一種反饋式的放大電路結(jié)構(gòu)，它們把液晶面板106內(nèi)部的公用電壓經(jīng)公用電壓線113進(jìn)行反饋。因此，由放大電路801和電流放大電路802生成的公用電壓在輸出端的電壓值，就反映了運算電路309所生成的公用電壓和經(jīng)電壓線113反饋回來的公用電壓二者進(jìn)行比較后作為結(jié)果的電位差。對于放大電路801和電流放大電路802所生成的公用電壓而言，從液晶面板106內(nèi)部反饋回來的公用電壓由于受到液晶面板106內(nèi)部的負(fù)載電容和電阻等因素的影響，成為具有某個時間常數(shù)的鈍化了的電壓波形。因此，放大電路801和電流放大電路802有一個作用，就是要把從液晶面板106內(nèi)部反饋回來的公用電壓轉(zhuǎn)變到運算電路309所生成的公用電壓電平。
這種作用的結(jié)果，如圖3中所示，輸入到液晶面板106，亦即經(jīng)公用電壓線112輸出的液晶面板的輸入公用電壓901，在交流化定時中，其電壓波形在公用電壓從負(fù)極性轉(zhuǎn)變?yōu)檎龢O性時，會在其正極性一側(cè)產(chǎn)生過沖；在公用電壓從正極性轉(zhuǎn)變?yōu)樨?fù)極性時，會在其負(fù)極性一側(cè)產(chǎn)生過沖。帶有這種過沖的液晶面板輸入公用電壓901的效果，是使液晶面板內(nèi)部的公用電壓902向更高的電位(或者更低的電位)過渡，結(jié)果，液晶面板內(nèi)部的公用電壓902的充電速度得以提高。一旦液晶面板內(nèi)部的公用電壓902向所期望的公用電壓電平過渡，液晶面板的輸入公用電壓901也會向所期望的公用電壓電平過渡，于是，它們便穩(wěn)定在與上述運算電路309所生成的公用電壓電平同樣的電平上。
圖3A表示的是黑顯示狀態(tài)，這時加在液晶上的電壓有效值很小，液晶面板的輸入公用電壓901和漏極電壓903在同相位下被交流化。因此，液晶面板的內(nèi)部公用電壓902幾乎不受液晶面板106內(nèi)部的電容和電阻等負(fù)載的影響，會高速地過渡到液晶面板的輸入公用電壓901的電位電平，估計液晶面板的輸入公用電壓901的過沖量也不會那么多。
圖3B表示的是白顯示狀態(tài)，與上述狀態(tài)相反，加在液晶上的電壓有效值很大，液晶面板的輸入公用電壓901和漏極電壓903在反相位下被交流化。因此，液晶面板內(nèi)部的公用電壓902要受到液晶面板106內(nèi)部的電容和電阻等負(fù)載的影響，同時，又受到漏極電壓903對像素電極118、液晶119、補(bǔ)償電容120充電的影響，其過渡特性將變壞。
這種由于電壓有效值降低而導(dǎo)致顯示亮度發(fā)生變化，結(jié)果是圖像品質(zhì)顯著變壞，這種現(xiàn)象如圖5所示，是在中間灰度的背景上顯示出白矩形的情形。在這樣的顯示狀態(tài)下，在僅有中間亮度的背景區(qū)域(行)和顯示出白矩形的區(qū)域(行)，顯示出白矩形的那些漏極線組的漏極電壓的幅度值會有很大的不同。因此，在各個顯示區(qū)域，液晶面板內(nèi)部的公用電壓的最終到達(dá)電位發(fā)生了變化。其結(jié)果是，在僅為中間亮度的背景的區(qū)域(行)和在顯示出白顯示矩形的區(qū)域左右的中間亮度背景區(qū)域，盡管由漏極驅(qū)動器電路輸出的中間灰度的漏極電壓電平與僅為中間亮度背景的線相比為同一電平，但加于像素單元的液晶的液晶面板內(nèi)部的公用電壓的電壓有效值卻不相同，從而顯示亮度也不相同。這就導(dǎo)致了稱之為橫向拖尾的圖像品質(zhì)變壞。
然而，在本實施例中，液晶面板的輸入公用電壓901是液晶面板的內(nèi)部公用電壓902反饋到放大電路801和電流放大電路802的情況下形成的。因此，液晶面板的輸入公用電壓901在液晶面板內(nèi)部的公用電壓902達(dá)到運算電路309所生成的公用電壓的電平之前，會一直保持著過沖狀態(tài)，這就能夠改善液晶面板內(nèi)部的公用電壓902的過渡特性。
圖4是圖1所示本發(fā)明的液晶顯示裝置組裝狀態(tài)的一個示例。下面利用圖4，對本發(fā)明中將反饋液晶面板內(nèi)部的公用電壓的部位作更詳細(xì)的說明。
在圖4中，1301是接口基板，1302是接口電路(相當(dāng)于圖1中的102)，1303是交流化信號(相當(dāng)于圖1中的109)。1304是電源電路(相當(dāng)于圖1中的105)，1305是公用電壓線(相當(dāng)于圖1中的112)，1306是公用電壓線(相當(dāng)于圖1中的113)。1307是連接器，1308是電纜。1309是在電纜1038中傳輸?shù)男盘柧€內(nèi)的公用電壓線，1310是連接器。1311是連接器，1312是電纜。1313是在電纜1312中傳輸信號線內(nèi)的公用電壓線，1314是與電壓線1305連接的公用電壓線，1315是連接器。1316是安裝漏極驅(qū)動器LSI的漏極基板，1317是漏極基板1316上的公用電壓線。1318是安裝漏極驅(qū)動器LSI的封裝，1319是漏極驅(qū)動器LSI的本體。1320是安裝柵極驅(qū)動器LSI的柵極基板，1321是柵極基板1320上的公用電壓線。1323是安裝柵極驅(qū)動器的封裝，1324是柵極驅(qū)動器LSI的本體。1325是液晶面板，1326是液晶面板1325上的公用電壓總線。1327是液晶面板1325上的公用電壓總線。1328是液晶面板上每一條線在橫向布設(shè)的公用電壓線。
而且，公用電壓線1309經(jīng)連接器1307與公用電壓線1305連接。公用電壓線1313經(jīng)連接器1311與公用電壓線1306連接。公用電壓線1317經(jīng)連接器1310與公用電壓線1309連接。公用電壓線1321經(jīng)連接器1315與公用電壓線1313連接。
在圖4所示的例子中，假定彩色液晶有1024點的水平分辨率，由于假定漏極驅(qū)動器LSI的輸出端子數(shù)是384，總共要裝設(shè)8個漏極驅(qū)動器LSI(1024×3÷384)。另外，圖4所示例子的垂直線數(shù)目為768條，由于假定柵極驅(qū)動器LSI的輸出端子數(shù)為256個，總共要裝設(shè)3個柵極驅(qū)動器LSI(768÷256)。
在圖4所示的例子中，由接口基板1301上的電源電路1304生成的公用電壓，經(jīng)過電纜1308和電纜1312提供的通路分別傳送至漏極基板1316和柵極基板1320，最后提供給液晶面板。送至這兩塊基板的公用電壓，分別經(jīng)公用電壓線1317和1322傳送至液晶面板1325上的公用電壓總線1327和1326。從兩塊基板連向液晶面板的公用電壓線，在漏極基板1316上，連接點經(jīng)由最左面的漏極驅(qū)動器LSI 1319的封裝1318并經(jīng)由最右面的漏極驅(qū)動器LSI 1319的封裝1318。在柵極基板1320上，連接點則經(jīng)由各個柵極驅(qū)動器LSI 1324的封裝1323。而且，在該柵極基板1320的公用電壓線供給點，經(jīng)由位于上部和中部那些柵極驅(qū)動器1324的封裝1323的那條公用電壓線，則要作為把提供給上述液晶面板的公用電壓反饋到接口基板1301上的電源電路的通路使用。
按照這種方式，便能夠把液晶面板1325內(nèi)部的公用電壓反饋給圖2中示出的公用電壓生成電路，如此可將公用電壓提供給液晶面板。
如上所述，如采用圖1所示的本發(fā)明的實施例，當(dāng)進(jìn)入圖5所示的發(fā)生橫向拖尾區(qū)域的最初一行的寫入動作剛一結(jié)束，液晶面板內(nèi)部的公用電壓902便已經(jīng)過渡到所期望的公用電壓電平。因此，這里不會像現(xiàn)有技術(shù)中那樣發(fā)生加在液晶上的有效電壓值下降那樣的現(xiàn)象，有可能實現(xiàn)高品質(zhì)的圖像顯示。此外，液晶面板的輸入公用電壓901的過沖電壓的高電位電平和低電位電平，要受到上述放大電路801和電流放大電路802的電源電壓的限制。因此，有可能通過改變該電源電壓電平，來改變在液晶面板的輸入公用電壓901上疊加過沖電壓的時間。
而且，如采用圖1所示的實施方案，由于過沖電壓的大小會隨著液晶面板106內(nèi)部電容和電阻等負(fù)載的影響而自動地發(fā)生變化，從效果上看，就是液晶面板106的瑕疵、因顯示內(nèi)容不同引起的負(fù)載變動等因素被吸收掉了，所以有可能實現(xiàn)品質(zhì)更高的圖像顯示。
在圖2所示的柵極關(guān)斷電壓生成電路中，運算電路312在輸入由電壓線304送來的基準(zhǔn)公用電壓和由可變電阻306生成的調(diào)節(jié)電壓以后，對柵極關(guān)斷電壓的電位電平進(jìn)行調(diào)節(jié)，又在放大電路313和電流放大電路314中生成其驅(qū)動能力得到提高的柵極關(guān)斷電壓，經(jīng)電壓線803傳送至柵極驅(qū)動器電路104。該結(jié)果有可能減輕在公用電極116與柵極線組115之間形成的電容充放電電流的影響。
下面，再用圖6～8來介紹本發(fā)明的一個變例。
圖6是本發(fā)明的像素單元等效電路的詳細(xì)示意圖。圖7是本發(fā)明電源電路之中生成柵極關(guān)斷電壓的電路的一個變例。圖8A和8B是本發(fā)明的公用電壓和柵極關(guān)斷電壓的電壓波形圖。
在圖6中，601是漏極線組114與柵極線組115交叉處所形成的交叉電容(Cgd1)，602是漏極線組114與公用電極線204交叉處所形成的交叉電容(Cdc)。603是像素電極118與該漏極線114-1之間所形成的寄生電容(Cds1)，604是像素電極118與相鄰漏極線114-2之間所形成的寄生電容(Cgd2)。605是在TFT 117處漏極線114-1與柵極線115-1發(fā)生交疊時所形成的寄生電容(Cgd2)，606是在TFT 117處柵極線115-1與像素電極118發(fā)生交疊時所形成的寄生電容(Cgs)。607是柵極線115-1與公用電極線交叉時所形成的交叉電容(Cgc)。
圖6-8所示出的本發(fā)明的變例，它的柵極關(guān)斷電壓生成電路也安裝在圖1所示實施例的電源電路105內(nèi)，不過與圖2所示的柵極關(guān)斷電壓生成電路卻不相同。圖7所示就是該柵極關(guān)斷電壓生成電路的變例。在圖7中，1101、1102和1103是分壓電阻，電源線1104和1105輸出作為基準(zhǔn)的柵極關(guān)斷電壓。1106和1107是由1104和1105送來的柵極關(guān)斷電壓的電流放大電路，它們分別通過電源線1108和1109輸出柵極關(guān)斷電壓。1110和1111是分壓電阻，1112和1113是二極管。圖7所示的這種柵極關(guān)斷電壓生成電路不從公用電壓生成電路接受電壓供給。
圖8A是進(jìn)行黑顯示(電壓有效值小)時的電壓波形，1201是從公用電壓線112送來的液晶面板的輸入公用電壓。1202是在液晶面板106內(nèi)部的公用電極線116上的液晶面板內(nèi)部公用電壓，1203是漏極驅(qū)動器電路103輸出的漏極電壓之中在靠近漏極驅(qū)動器電路103一端的液晶面板輸入漏極電壓。1204是在液晶面板106內(nèi)部的面板內(nèi)部漏極電壓，1205是柵極關(guān)斷電壓。另外，圖8B是進(jìn)行白顯示(電壓有效值大)時的電壓波形，其顯示部位與圖8A相同。
液晶顯示裝置的像素單元121，在各電極之間的各處將形成如圖6中所示那樣的交叉電容或者寄生電容。這其中，漏極線組114與柵極線組115在交叉處形成的交叉電容(Cgd1)601，還有TFT 117處漏極線114-1與柵極線115-1在交疊時形成的寄生電容(Cdg2)605，是導(dǎo)致圖像變壞的主要原因。即，若柵極關(guān)斷電壓在與公用電壓同相位下被交流化，那么，隨著漏極電壓的電壓波形狀態(tài)亦即顯示內(nèi)容的變化，在上述交叉電容601和寄生電容605上就會有電流流進(jìn)流出。
在圖7中，分壓電阻1101、1102和1103是用來產(chǎn)生柵極關(guān)斷電壓的高電位電平電壓和低電位電平電壓，這兩種不同電平的柵極關(guān)斷電平電壓分別由電流放大電路1106和1107進(jìn)行電流放大。經(jīng)過電流放大的這兩種柵極關(guān)斷電壓由電阻值很大的分壓電阻1110和1111進(jìn)行分壓，形成提供給液晶面板106的柵極關(guān)斷電壓，經(jīng)電源線1114送出。這里的電源線1114，已經(jīng)包含在圖1中的電源總線111內(nèi)。
在這里，電源線1114傳輸?shù)臇艠O關(guān)斷電壓因為處于高阻抗?fàn)顟B(tài)，所以分壓電阻1110和1111為高阻。另外，為了不讓柵極關(guān)斷電壓轉(zhuǎn)移向比電流放大電路1106和1107產(chǎn)生的柵極關(guān)斷電壓的電位電平更高的電位或更低的電位，設(shè)置了兩個二極管1112和1113。據(jù)此，當(dāng)在液晶面板106內(nèi)部柵極關(guān)斷電壓發(fā)生振蕩時，它會受到控制，其幅度不會超過上述基準(zhǔn)電壓的范圍。
下面來說明這個變例的工作。
這里用圖7來說明作為本發(fā)明特征的柵極關(guān)斷電壓。如前所述，提供給液晶面板106的柵極關(guān)斷電壓是高阻抗?fàn)顟B(tài)的驅(qū)動電壓。因此，柵極關(guān)斷電壓一方面要受到圖6所示的漏極線114-1與柵極線115之間交叉電容601和TFT 117的寄生電容605等的影響，追隨漏極電壓而工作；另一方面，它還在圖6所示的柵極線115與公用電極線204(相當(dāng)于圖1中的公用電極線116)之間交叉電容607的影響下，追隨公用電壓。
如此追隨的結(jié)果，當(dāng)漏極電壓與公用電壓同相時，如圖8A所示，柵極關(guān)斷電壓在上述交叉電容和寄生電容的影響下也具有與漏極電壓或公用電壓同相的幅度；而當(dāng)漏極電壓與公用電壓反相時，如圖8B所示，柵極關(guān)斷電壓則隨漏極電壓和公用電壓過渡狀態(tài)的不同而保持在大致恒定電平的電位狀態(tài)。
這就是說，在柵極關(guān)斷電壓成為高阻抗?fàn)顟B(tài)的驅(qū)動電壓的情況下，漏極線114-1與柵極線115的負(fù)載電容亦即交叉電容601的影響最終得以減小，再加上有圖2中公用電壓生成電路的效果，漏極電壓的過渡特性得到改善，不會發(fā)生在現(xiàn)有例子中曾報導(dǎo)過的那種加在液晶上的有效電壓值變低的現(xiàn)象，有可能獲得高品質(zhì)的圖像顯示。
另外，如根據(jù)圖7所示的柵極關(guān)斷電壓生成電路的變例，由于柵極關(guān)斷電壓處在高阻抗?fàn)顟B(tài)，有可能減少對漏極線與柵極線之間交叉電容的充放電電流，從而也有降低功耗的效果。
再有，在圖6～8所示的變例中，尤其能夠減小漏極驅(qū)動器電路近端漏極電壓與漏極驅(qū)動器電路遠(yuǎn)端漏極電壓之間的相位差，因而具有抑制液晶面板在縱向發(fā)生縱向亮度偏斜的效果。
圖9是采用了圖7所示的柵極關(guān)斷電壓生成電路的變例后的柵極驅(qū)動器電路的組裝狀態(tài)示意圖。在圖9中，使用了柵極驅(qū)動器LSI來實現(xiàn)本發(fā)明中的柵極關(guān)斷電壓高阻抗驅(qū)動。
在圖9中，1410是移位寄存器，1402是啟動信號，1403是移位時鐘脈沖，1404是移位寄存器1401的輸出信號。1405是柵極電壓選擇電路，1406是此柵極驅(qū)動器LSI的輸出信號。1407是提供柵極導(dǎo)通電壓的電源線，1408是提供柵極關(guān)斷電壓的電源線。1409是倒相電路，1410是倒相電路1409的輸出信號。1411是或非電路，1412是或非電路1411的輸出信號。1413是柵極導(dǎo)通電壓用的P-MOS，1414是柵極關(guān)斷電壓用的N-MOS，1415是柵極關(guān)斷電壓用的N-MOS。
圖10是用來說明圖9中柵極驅(qū)動器LSI的工作情況的時序圖，示出了與各自符號相對應(yīng)部位的工作。
需要指出的是，柵極關(guān)斷電壓用的N-MOS 1414，因為是低阻抗化的，MOS的柵極寬度很大；柵極關(guān)斷電壓用的N-MOS 1415，因為是高阻抗化的，MOS的柵極寬度很小。
移位寄存器1401在啟動信號1402和移位時鐘脈沖1403的觸發(fā)下如圖10所示依次輸出輸出信號1404。柵極電壓選擇電路1405的P-MOS 1413在接收到倒相電路1409的輸出信號1410的條件下工作。如圖10所示，在輸出信號1410為“低”電平時，它在輸出信號1406中反映為柵極導(dǎo)通電壓。柵極電壓選擇電路1405的N-MOS 1414，在接收到移位寄存器1401輸出的如1404-1那樣的下一行的工作信號的條件下工作。如圖10所示，輸出信號1404-1為“高”電平時，它在輸出信號1406中反映為柵極關(guān)斷電壓。此時，該柵極關(guān)斷電壓成為低阻抗。這是因為，在液晶面板中要求加在柵極線上的電壓能夠快速地從導(dǎo)通電壓過渡為關(guān)斷電壓。柵極電壓選擇電路1405的N-MOS 1415在接收或非電路1411的輸出信號1412的條件下工作。如圖10所示，輸出信號1412為“高”電平時，它在輸出信號1406中反映為柵極關(guān)斷電壓。此時，這個柵極關(guān)斷電壓成為高阻抗。
即使按以上方式來構(gòu)成柵極驅(qū)動器LSI，也能使柵極關(guān)斷電壓高阻抗化。
如上所述，在圖1～4所示本發(fā)明的實施例中，在電源電路之中，由于把液晶面板內(nèi)部的公用電壓反饋到公用電壓生成電路，所以輸出到液晶面板的公用電壓在交流化的定時中，公用電壓在極性轉(zhuǎn)換的時刻，當(dāng)它從負(fù)極性轉(zhuǎn)變?yōu)檎龢O性時，在正極性一例成為有過沖的電壓波形；當(dāng)它從正極性轉(zhuǎn)變?yōu)樨?fù)極性時，在負(fù)極性一側(cè)成為有過沖的電壓波形。結(jié)果，液晶面板內(nèi)部的公用電壓會過渡到更高的電位(或者更低的電位)，從而過渡特性得到改善，可以防止稱之為橫向拖尾的圖像變壞現(xiàn)象，有獲得高品質(zhì)的圖像顯示的效果。
不僅如此，在圖1～4所示的本發(fā)明的實施例中，由于把液晶面板內(nèi)部的公用電壓反饋到公用電壓生成電路，就有可能按照液晶面板的負(fù)載常數(shù)的分散度、顯示內(nèi)容等因素造成的公用電壓發(fā)生的偏移來為液晶面板提供公用電壓，這也能改善液晶面板內(nèi)部的公用電壓的過渡特性，有獲得高品質(zhì)的圖像顯示的效果。
再有，如按照圖6～10所示的本發(fā)明的變例，讓柵極關(guān)斷電壓處在高阻抗?fàn)顟B(tài)，因而有可能減弱對漏極線和柵極線之間交叉電容的充放電電流，從而取得改善液晶面板內(nèi)部的漏極電壓的過波特性的效果，進(jìn)而防止被稱為橫向拖尾的圖像變壞現(xiàn)象，有獲得高品質(zhì)圖像顯示的效果。
不僅如此，在本發(fā)明的變例中，柵極關(guān)斷電壓處在高阻抗?fàn)顟B(tài)，有可能減弱對漏極線和柵極線之間的交叉電容的充放電電流，還有降低功耗的效果。
此外，在本發(fā)明的變例中，尤其能夠減小漏極驅(qū)動器電路近端的漏極電壓與漏極驅(qū)動器電路遠(yuǎn)端的漏極電壓之間的相位差，因而有抑制在液晶面板的縱向發(fā)生亮度縱向偏斜的效果。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示裝置，其特征在于，具備根據(jù)向大量開關(guān)元件施加的漏極電壓與公用電壓之間的電位差來顯示灰度的液晶面板；生成對應(yīng)于上述顯示數(shù)據(jù)的上述漏極電壓，把它加在上述液晶面板上的漏極驅(qū)動器電路；選擇加有上述漏極電壓的液晶面板中掃描行的柵極驅(qū)動器電路；把調(diào)節(jié)了電位電平的基準(zhǔn)公用電壓與從上述液晶面板反饋回來的反饋公用電壓進(jìn)行比較運算，再把作為比較運算結(jié)果得到的上述公用電壓施加于上述液晶面板的電源電路。
2.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于加于上述液晶面板的公用電壓在上述基準(zhǔn)公用電壓轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娢粫r，過渡至比上述基準(zhǔn)公用電壓更高的電位。
3.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于加于上述液晶面板的公用電壓在上述基準(zhǔn)公用電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娢粫r，過渡至比上述基準(zhǔn)公用電壓更低的電位。
4.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于上述電源電路把用于關(guān)斷上述液晶面板內(nèi)的開關(guān)元件柵極的柵極關(guān)斷電壓在與上述基準(zhǔn)公用電壓同相位下進(jìn)行交流化，再把它加于上述柵極驅(qū)動器電路。
5.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于上述電源電路把用于關(guān)斷上述液晶面板內(nèi)的開關(guān)元件柵極的柵極關(guān)斷電壓高阻抗化，再把它加于上述柵極驅(qū)動器電路。
6.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于上述電源電路生成用于關(guān)斷上述液晶面板內(nèi)的開關(guān)元件柵極的柵極關(guān)斷電壓，再把它加于上述柵極驅(qū)動器電路，上述漏極電壓與上述公用電壓之間的電位差較小時的上述柵極關(guān)斷電壓的幅度，同上述漏極電壓與上述公用電壓之間的電位差較大時的上述柵極關(guān)斷電壓的幅度相比為大。
7.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于上述電源電路生成用于關(guān)斷上述液晶面板內(nèi)的開關(guān)元件柵極的柵極關(guān)斷電壓，再把它加于上述柵極驅(qū)動器電路，上述柵極關(guān)斷電壓在上述液晶面板內(nèi)像素單元的薄膜三極管處于保持狀態(tài)的場合，處在比上述公用電壓為低的電位，而且是在上述薄膜三極管達(dá)不到選擇電壓電平的電位。
8.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于上述電源電路包括調(diào)節(jié)基準(zhǔn)公用電壓的電位電平的運算電路；把上述基準(zhǔn)公用電壓與上述反饋公用電壓進(jìn)行比較運算的放大電路；以及把比較運算得到的公用電壓的電流加以放大的電流放大電路。
9.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于從上述液晶面板的上面部分或中間部分中的至少一處把上述反饋公用電壓反饋給上述電源電路。
10.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于上述電源電路對于上述每一掃描行使上述基準(zhǔn)公用電壓交流化。
11.一種液晶顯示裝置，其特征在于，具備液晶面板；生成對應(yīng)于顯示數(shù)據(jù)的漏極電壓，再把它加在上述液晶面板的漏極驅(qū)動器電路；選擇加有上述漏極電壓的液晶面板中掃描行的柵極驅(qū)動器電路；以及生成成為上述漏極電壓的基準(zhǔn)公用電壓，再把它加于上述液晶面板的電源電路；在上述液晶面板與上述電源電路之間傳輸?shù)纳鲜龉秒妷河袃煞N以上的不同電壓波形。
12.一種液晶顯示裝置，其特征在于，具備液晶面板；生成對應(yīng)于顯示數(shù)據(jù)的漏極電壓，再把它加在上述液晶面板的漏極驅(qū)動器電路；選擇加有上述漏極電壓的液晶面板中掃描行的柵極驅(qū)動器電路；以及根據(jù)上述液晶面板的負(fù)載常數(shù)或上述顯示數(shù)據(jù)所導(dǎo)致的公用電壓畸變中的至少一種來生成成為上述漏極電壓基準(zhǔn)的公用電壓，再把它加于上述液晶面板的電源電路。
13.一種液晶顯示裝置的驅(qū)動方法，其特征在于把對應(yīng)于顯示數(shù)據(jù)的漏極電壓輸入到液晶面板，把成為上述漏極電壓的基準(zhǔn)的公用電壓從電源電路輸入到上述液晶面板，把上述液晶面板輸出的公用電壓反饋到上述電源電路。
14.一種液晶顯示裝置，其特征在于，具備液晶面板；生成對應(yīng)于顯示數(shù)據(jù)的漏極電壓，再把它加在上述液晶面板的漏極驅(qū)動器電路；選擇加有上述漏極電壓的液晶面板中掃描行的柵極驅(qū)動器電路；以及把用于關(guān)斷上述液晶面板內(nèi)的開關(guān)元件柵極的柵極關(guān)斷電壓高阻抗化，再加于上述柵極驅(qū)動器電路的電源電路。
15.一種液晶顯示裝置，其特征在于，具備液晶面板；生成對應(yīng)于顯示數(shù)據(jù)的漏極電壓，再把它加在上述液晶面板上的漏極驅(qū)動器電路；選擇加有上述漏極電壓的液晶面板中掃描行的柵極驅(qū)動器電路；分壓出高電位的柵極關(guān)斷電壓和低電位的柵極關(guān)斷電壓，再把它們加于上述柵極驅(qū)動器電路的電源電路。
全文摘要
本發(fā)明的課題是一種液晶顯示裝置,包括:根據(jù)漏極電壓和公用電壓的電位差來顯示灰度的液晶面板;生成對應(yīng)于顯示數(shù)據(jù)的漏極電壓和把它加于液晶面板的漏極驅(qū)動器電路;以及選擇加有漏極電壓的液晶面板中的掃描行的柵極驅(qū)動器電路。它的電源電路把調(diào)節(jié)了電位電平的基準(zhǔn)公用電壓與從液晶面板反饋回來的反饋公用電壓進(jìn)行比較運算,再把比較運算結(jié)果得到的公用電壓加至液晶面板。電源電路還把用于關(guān)斷液晶面板內(nèi)部開關(guān)元件的柵極的柵極關(guān)斷電壓高阻抗,再提供給柵極驅(qū)動電路。
文檔編號G09G3/36GK1355522SQ01135
公開日2002年6月26日 申請日期2001年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月30日
發(fā)明者古橋勉, 大石純久, 川邊和佳, 北島雅明, 鈴木雅彥 申請人:株式會社日立制作所