專利名稱：液晶顯示器及其內(nèi)部的取樣電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種取樣電路，特別涉及一種降低寄生電容所造成的饋通電壓降(feed-through voltage drop)的取樣電路，以及運(yùn)用上述取樣電路的液晶顯示裝置。
背景技術(shù)：
圖1表示傳統(tǒng)液晶顯示面板(liquid crystal display panel，以下簡稱LCD面板)及其外圍驅(qū)動(dòng)電路的等效電路示意圖。如圖所示，LCD面板20上是由縱橫交錯(cuò)的數(shù)據(jù)電極(以D1、D2、D3、...Dm表示)以與柵極電極(以G1、G2、...Gn表示)交織而成，每一組交錯(cuò)的數(shù)據(jù)電極和柵極電極可以用來控制一個(gè)顯示單元(display unit)，例如數(shù)據(jù)電極D1和柵極電極G1可以用來控制顯示單元200。
當(dāng)柵極電極G1上載有掃描信號(hào)時(shí)，會(huì)使得同一列所有顯示單元內(nèi)的晶體管呈導(dǎo)通狀態(tài)，并且當(dāng)柵極電極G1被選擇時(shí)，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器10內(nèi)部的取樣電路11根據(jù)待顯示的視頻數(shù)據(jù)VS(Video Signal)，經(jīng)由數(shù)據(jù)電極D1、D2、...Dm，送出對(duì)應(yīng)的視頻信號(hào)(灰階值)到該列的m個(gè)顯示單元上。
而取樣電路11根據(jù)晶體管QASW1-QASWm的開閉狀態(tài)而對(duì)待顯示的視頻數(shù)據(jù)取樣，送出對(duì)應(yīng)的視頻信號(hào)；其中，晶體管QASW1-QASWm的開閉狀態(tài)根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)CLK1-CLKm的電平而定；舉例而言，當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)CLK1為高電平時(shí)，第一級(jí)取樣單元的晶體管QASW1會(huì)被導(dǎo)通而送出對(duì)應(yīng)的視頻信號(hào)(灰階值)，當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)CLK1由高電平至低電平時(shí)，經(jīng)由數(shù)據(jù)電極D1所送出的灰階值將被改變，這是因?yàn)榫w管QASW1的寄生電容Cgd1所造成的饋通電壓降；當(dāng)寄生電容Cgd1第一端的電平改變時(shí)，其另一端的電平也會(huì)被改變，所以，當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)CLK1由高電平至低電平時(shí)，數(shù)據(jù)電極D1所送出的灰階值會(huì)變小，進(jìn)而改變存儲(chǔ)電容C11-Cn1所存儲(chǔ)的灰階值。
圖2顯示運(yùn)用傳統(tǒng)取樣電路的電壓曲線圖。虛線標(biāo)示處為寄生電容Cgd1所造成的饋通電壓降；當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)CLK1為高電平時(shí)，A點(diǎn)的灰階值約為5V，但當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)CLK1由高電平至低電平時(shí)，A點(diǎn)電壓降至4.8V，A點(diǎn)變化0.2V，但在顯示單元中，20mV便代表一灰階值，故寄生電容Cgd所造成的饋通電壓降現(xiàn)象將使得顯示單元存儲(chǔ)錯(cuò)誤的灰階值。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的是提供一種取樣電路，具有降低寄生電容所造成的饋通電壓降現(xiàn)象。
另外，本發(fā)明之另一目的是提供一種液晶顯示器，具有抵消寄生電容所造成的饋通電壓降現(xiàn)象，使得液晶顯示器顯示正確的畫面。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出一種取樣電路，用以根據(jù)一時(shí)鐘信號(hào)而對(duì)一模擬信號(hào)進(jìn)行取樣，包括一薄膜晶體管，其第一電極耦接模擬信號(hào)，其控制電極耦接時(shí)鐘信號(hào)，當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)位于一第一邏輯時(shí)，對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行取樣而由其第二電極輸出；一抵消裝置，耦接薄膜晶體管的第二電極；當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)由第一邏輯轉(zhuǎn)換為一第二邏輯時(shí)，降低薄膜晶體管的第二電極及控制電極間的寄生電容所造成的饋通電壓降(feed-through voltage drop)。其中，抵消裝置可為一電容器，設(shè)置于第二電極與一參考電平節(jié)點(diǎn)之間。
另外，抵消裝置也可以是一反向裝置，其輸入端耦接控制電極，以及一電容器耦接于設(shè)置于第二電極與反向裝置的輸出端之間，其中，電容器可由一場效薄膜晶體管所構(gòu)成，場效薄膜晶體管的柵極耦接反向裝置的輸出端，場效薄膜晶體管的源極和漏極均耦接上述薄膜晶體管的第二電極。
為達(dá)到上述另一目的，本發(fā)明提出一種液晶顯示裝置，包括多個(gè)顯示單元，以矩陣形態(tài)配置；多個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)線，分別對(duì)應(yīng)顯示單元的每一行而設(shè)置，每一數(shù)據(jù)信號(hào)線提供數(shù)據(jù)信號(hào)給對(duì)應(yīng)行中的上述顯示單元；以及，一數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路，至少包括一取樣電路，用以根據(jù)一時(shí)鐘信號(hào)而對(duì)一視頻信號(hào)進(jìn)行取樣以作為數(shù)據(jù)信號(hào)；其中，取樣電路包括一薄膜晶體管，其第一電極耦接上述模擬信號(hào)，其控制電極耦接時(shí)鐘信號(hào)，當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)位于一第一邏輯時(shí)，對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行取樣而由其第二電極輸出；以及，一抵消裝置，耦接薄膜晶體管的第二電極；當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)由第一邏輯轉(zhuǎn)換為一第二邏輯時(shí)，降低薄膜晶體管的第二電極及控制電極間的寄生電容所造成的饋通電壓降(feed-through voltage drop)。
為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉出較佳實(shí)施例并配合附圖作詳細(xì)說明如下


圖1表示傳統(tǒng)液晶顯示面板及其外圍驅(qū)動(dòng)電路的等效電路示意圖。
圖2顯示運(yùn)用傳統(tǒng)取樣電路的電壓曲線圖。
圖3表示本發(fā)明的液晶顯示面板及其外圍驅(qū)動(dòng)電路的等效電路示意圖。
圖4a顯示本發(fā)明的取樣單元(一)。
圖4b顯示本發(fā)明的取樣單元第一實(shí)施例。
圖4c顯示本發(fā)明取樣單元(一)的電壓曲線圖。
圖5a顯示本發(fā)明的取樣單元(二)。
圖5b顯示本發(fā)明的取樣電路第二實(shí)施例。
圖5c顯示本發(fā)明的取樣電路第三實(shí)施例。
圖6顯示本發(fā)明取樣單元(二)的電壓曲線圖。
圖7顯示反相裝置。
具體實(shí)施例方式
首先說明本發(fā)明中的附圖標(biāo)記10-數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器；20-LCD面板；30-柵極驅(qū)動(dòng)器；100-消除饋通電壓降的取樣電路；200-顯示單元；22-抵消裝置；40-取樣單元；41-反相裝置。
圖3表示本發(fā)明的液晶顯示面板(liquid crystal display panel，以下簡稱LCD面板)及其外圍驅(qū)動(dòng)電路的等效電路示意圖，其中與傳統(tǒng)技術(shù)相同的零件均以相同符號(hào)標(biāo)示。如圖所示，LCD面板20上是由縱橫交錯(cuò)的數(shù)據(jù)電極(以D1、D2、D3、...Dm表示)以與柵極電極(以G1、G2、...Gn表示)交織而成，每一組交錯(cuò)的數(shù)據(jù)電極和柵極電極可以用來控制一個(gè)顯示單元(display unit)，例如數(shù)據(jù)電極D1和柵極電極G1可以用來控制顯示單元200。
如圖所示，每個(gè)顯示單元的等效電路主要包括控制數(shù)據(jù)進(jìn)入用的晶體管(Q11-Q1m、Q21-Q2m、...、Qn1-Qnm)以及存儲(chǔ)電容(C11-C1m、C21-C2m、...、Cn1-Cnm)。晶體管的柵極和漏極分別連接?xùn)艠O電極(G1-Gn)和數(shù)據(jù)電極(D1-Dm)，透過柵極電極(G1-Gn)上的掃描信號(hào)，可以導(dǎo)通/關(guān)閉同一列(亦即同一掃描線)上的所有薄膜晶體管，由此控制數(shù)據(jù)電極(D1-Dm)上的視頻信號(hào)(video signal)是否可以寫入到對(duì)應(yīng)的顯示單元中。
必須說明的是，每個(gè)顯示單元用以控制LCD面板上的單一亮點(diǎn)。即，對(duì)于單色LCD而言，每個(gè)顯示單元對(duì)應(yīng)于單一像素(pixel)；對(duì)于彩色LCD而言，每個(gè)顯示單元?jiǎng)t是對(duì)應(yīng)單一次像素(subpixel)，分別可以是紅色(以R表示)、藍(lán)色(以B表示)或綠色(以G表示)，換言之，一組RGB的次像素(三個(gè)顯示單元)可以構(gòu)成單一像素。
除此之外，在圖3中同時(shí)表示出LCD面板20的驅(qū)動(dòng)電路部分。柵極驅(qū)動(dòng)器(gate driver)30是根據(jù)預(yù)定的掃描順序，送出各柵極電極G1、G2、...、Gn上的掃描信號(hào)(或稱掃描脈波)。當(dāng)某一柵極電極上載有掃描信號(hào)時(shí)，會(huì)使得同一列上或同一掃描在線所有顯示單元內(nèi)的晶體管呈導(dǎo)通狀態(tài)，而其它列上顯示單元的晶體管則呈關(guān)閉狀態(tài)。
當(dāng)某一掃描線被選擇時(shí)，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器10根據(jù)待顯示的視頻數(shù)據(jù)，經(jīng)由數(shù)據(jù)電極D1、D2、...Dm，送出對(duì)應(yīng)的視頻信號(hào)(灰階值)到該列的m個(gè)顯示單元上。當(dāng)柵極驅(qū)動(dòng)器30完成一次所有n列掃描在線的掃描動(dòng)作后，即表示完成單一幀(frame)的顯示動(dòng)作。因此，重復(fù)掃描各掃描線并且送出視頻信號(hào)，便可以達(dá)到連續(xù)顯示視頻的目的。其中，信號(hào)CTR則表示柵極驅(qū)動(dòng)器30所接收的掃描控制訊息；信號(hào)LD表示數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器10的數(shù)據(jù)鎖存(latch)信號(hào)，信號(hào)VS(Video Signal)則表示輸入視頻訊息。
其中，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器10至少包括一消除饋通電壓降的取樣電路100，用以根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)CLK[1...m]而對(duì)一視頻信號(hào)VS進(jìn)行取樣，經(jīng)由數(shù)據(jù)電極(D1-Dm)送出對(duì)應(yīng)的視頻信號(hào)(灰階值)；而消除饋通電壓降的取樣電路100由m個(gè)取樣單元構(gòu)成，每一取樣單元用以控制所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)電極。以下將針對(duì)單一取樣單元加以說明。
圖4a顯示本發(fā)明的取樣單元(一)。如圖所示，取樣單元40包括一薄膜晶體管QASW，其第一電極耦接模擬信號(hào)(即視頻信號(hào)VS)，其控制電極耦接時(shí)鐘信號(hào)CLK，當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)CLK位于一第一邏輯時(shí)，對(duì)視頻信號(hào)VS進(jìn)行取樣而由其第二電極輸出；一抵消裝置22，耦接薄膜晶體管QASW的第二電極；當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)CLK由第一邏輯轉(zhuǎn)換為一第二邏輯時(shí)，降低薄膜晶體管QASW的第二電極及控制電極間的寄生電容Cgd所造成的饋通電壓降；其中，data為數(shù)據(jù)電極，gate為柵極電極。
其中，本發(fā)明的取樣單元運(yùn)用于由單一型態(tài)晶體管所組成的液晶顯示面板中，為方便說明起見，本說明書將以NMOS晶體管所組成的液晶顯示面板為例，加以說明本發(fā)明的取樣單元的工作原理。
圖4b顯示本發(fā)明的取樣單元第一實(shí)施例。如圖所示，抵消裝置22是一電容器Cadd，設(shè)置于薄膜晶體管QASW的第二電極與一參考電平節(jié)點(diǎn)VCOM之間；其中，饋通電壓降公式如下所述ΔV=CgdCtotΔVDL=CgdCadd+CDL+CPIX×(|VDL|high-VDL|low|)]]>其中，Cgd為薄膜晶體管QASW的寄生電容；Cadd為抵消裝置22的電容值；CDL為數(shù)據(jù)電極的等效容值；CPIX為顯示單元200的存儲(chǔ)電容；VDL|high為時(shí)鐘信號(hào)CLK的第一邏輯電壓電平值；VDL|low為時(shí)鐘信號(hào)CLK的第二邏輯電壓電平值；由上式可知，當(dāng)加入電容Cadd時(shí)，則可降低饋通電壓降。
圖4c顯示本發(fā)明取樣單元(一)的電壓曲線圖。其中，Cadd為8pF，則當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)CLK為高電平時(shí)，A點(diǎn)的灰階值為5V，但當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)CLK由高電平至低電平時(shí)，A點(diǎn)電壓趨近于5V；由圖4c可知，本發(fā)明的取樣單元的饋通電壓降較現(xiàn)有技術(shù)小。
圖5a顯示本發(fā)明的取樣單元(二)。如圖所示，抵消電路22包括一反向裝置41，其輸入端耦接控制電極，以及一電容器Ccom耦接于設(shè)置于第二電極與反向裝置41的輸出端之間。
圖5b顯示本發(fā)明的取樣電路第二實(shí)施例。如圖所示，反相裝置41為一反相器42；當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)CLK由高電平轉(zhuǎn)換為低電平時(shí)，A點(diǎn)電平會(huì)因?yàn)楸∧ぞw管QASW的寄生電容Cgd而被往下拉，但反相器42會(huì)將低電平反相成高電平，通過電容器Ccom將A點(diǎn)電平提升，進(jìn)而解決寄生電容Cgd所造成的饋通電壓降。
圖5c顯示本發(fā)明的取樣電路第三實(shí)施例。如圖所示，在圖5b的電容器Ccom以薄膜晶體管Qcom取代，將場效薄膜晶體管Qcom的柵極耦接反向器42的輸出端，場效薄膜晶體管Qcom的源極和漏極均耦接薄膜晶體管QASW的第二電極。
圖6顯示本發(fā)明取樣單元(二)的電壓曲線圖。如虛線標(biāo)示處，當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)CLK由高電平轉(zhuǎn)換為低電平時(shí)，A點(diǎn)電平會(huì)短暫地往下降，但隨即又回到5V；由圖可知，本發(fā)明的取樣單元(二)可完全解決寄生電容Cgd所造成的饋通電壓降。
圖7顯示反相裝置。如圖所示，反相裝置41可由兩相同型態(tài)的晶體管所組成；其中，第一晶體管Q1的柵極與漏極均耦接至一高電平VDD，其源極為反相裝置41的輸出端，第二晶體管Q2的柵極為反相裝置41的輸入端，其漏極為反相裝置41的輸出端，其源極耦接至一低電平VSS。
綜上所述，本發(fā)明可有效地解決取樣單元中，薄膜晶體管QASW的寄生電容Cgd所造成的饋通電壓降現(xiàn)象，使得液晶顯示面板能夠更加準(zhǔn)確地顯示視頻數(shù)據(jù)。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例公開如上，但是其并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可作更動(dòng)與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以后附的權(quán)利要求書所限定為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種取樣電路，用以根據(jù)一時(shí)鐘信號(hào)而對(duì)一模擬信號(hào)進(jìn)行取樣，包括一薄膜晶體管，其第一電極耦接上述模擬信號(hào)，其控制電極耦接上述時(shí)鐘信號(hào)，當(dāng)上述時(shí)鐘信號(hào)位于一第一邏輯時(shí)，對(duì)上述模擬信號(hào)進(jìn)行取樣而由其第二電極輸出；一抵消裝置，耦接上述薄膜晶體管的第二電極；當(dāng)上述時(shí)鐘信號(hào)由上述第一邏輯轉(zhuǎn)換為一第二邏輯時(shí)，降低上述薄膜晶體管的第二電極及控制電極間的寄生電容所造成的饋通電壓降。
2.如權(quán)利要求1所述的取樣電路，其中上述抵消裝置是一電容器，設(shè)置于上述第二電極與一參考電平節(jié)點(diǎn)之間。
3.如權(quán)利要求1所述的取樣電路，其中上述抵消裝置包括一反向裝置，其輸入端耦接上述控制電極，以及一電容器耦接于設(shè)置于上述第二電極與上述反向裝置的輸出端之間。
4.如權(quán)利要求3所述的取樣電路，其中上述電容器由一場效薄膜晶體管所構(gòu)成，上述場效薄膜晶體管的柵極耦接上述反向裝置的輸出端，上述場效薄膜晶體管的源極和漏極均耦接上述薄膜晶體管的第二電極。
5.一種液晶顯示裝置，包括多個(gè)顯示單元，以矩陣形態(tài)配置；多個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)線，分別對(duì)應(yīng)上述顯示單元的每一行而設(shè)置，每一上述數(shù)據(jù)信號(hào)線提供視頻信號(hào)給上述對(duì)應(yīng)行中的上述顯示單元；以及一數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路，至少包括一取樣電路，用以根據(jù)一時(shí)鐘信號(hào)而對(duì)一視頻信號(hào)進(jìn)行取樣以作為上述視頻信號(hào)；其中，上述取樣電路包括一薄膜晶體管，其第一電極耦接上述模擬信號(hào)，其控制電極耦接上述時(shí)鐘信號(hào)，當(dāng)上述時(shí)鐘信號(hào)位于一第一邏輯時(shí)，對(duì)上述模擬信號(hào)進(jìn)行取樣而由其第二電極輸出；以及一抵消裝置，耦接上述薄膜晶體管的第二電極；當(dāng)上述時(shí)鐘信號(hào)由上述第一邏輯轉(zhuǎn)換為一第二邏輯時(shí)，降低上述薄膜晶體管的第二電極及控制電極間的寄生電容所造成的饋通電壓降。
6.如權(quán)利要求5所述的液晶顯示裝置，其中上述抵消裝置是一電容器，設(shè)置于上述第二電極與一參考電平節(jié)點(diǎn)之間。
7.如權(quán)利要求5所述的液晶顯示裝置，其中上述抵消裝置包括一反向裝置，其輸入端耦接上述控制電極，以及一電容器耦接于設(shè)置于上述第二電極與上述反向裝置的輸出端之間。
8.如權(quán)利要求7所述的液晶顯示裝置，其中上述電容器由一場效薄膜晶體管構(gòu)成，上述場效薄膜晶體管的柵極耦接上述反向裝置的輸出端，上述場效薄膜晶體管的源極和漏極均耦接上述薄膜晶體管的第二電極。
全文摘要
一種取樣電路，用以根據(jù)一時(shí)鐘信號(hào)而對(duì)一模擬信號(hào)進(jìn)行取樣，包括一薄膜晶體管，其第一電極耦接模擬信號(hào)，其控制電極耦接時(shí)鐘信號(hào)，當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)位于一第一邏輯時(shí)，對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行取樣而由其第二電極輸出；一抵消裝置，耦接薄膜晶體管的第二電極；當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)由第一邏輯轉(zhuǎn)換為一第二邏輯時(shí)，降低薄膜晶體管的第二電極及控制電極間的寄生電容所造成的饋通電壓降。本發(fā)明還公開了一種使用上述取樣電路的液晶顯示器。
文檔編號(hào)H01L29/66GK1553268SQ0314096
公開日2004年12月8日 申請(qǐng)日期2003年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月2日
發(fā)明者尤建盛, 羅偉仁, 陳昶佑 申請(qǐng)人:友達(dá)光電股份有限公司