專利名稱：液晶顯示器的驅(qū)動方法及驅(qū)動電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種液晶顯示器的驅(qū)動方法及其驅(qū)動電路，且特別是有關(guān)于一種液晶顯示器的液晶極性反轉(zhuǎn)的驅(qū)動方法及其驅(qū)動電路。
背景技術(shù)：
習(xí)知的主動式液晶顯示器的驅(qū)動方式，例如圖框極性反轉(zhuǎn)(frameinversion)、行極性反轉(zhuǎn)(column inversion)、列極性反轉(zhuǎn)(row inversion)以及點極性反轉(zhuǎn)(dot inversion)等等方式。根據(jù)不同的影像畫質(zhì)、功率消耗以及驅(qū)動復(fù)雜程度的需求，而選擇其一。圖框極性反轉(zhuǎn)雖然最簡單，但其產(chǎn)生的影像畫質(zhì)最差，故較不常采用。點極性反轉(zhuǎn)可產(chǎn)生最好的影像品質(zhì)，但其功率消耗以及驅(qū)動的復(fù)雜程度也相對大幅提高。在影像畫質(zhì)的要求不高的情形下，行極性反轉(zhuǎn)及列極性反轉(zhuǎn)的驅(qū)動方式則為折衷的方法。
圖1說明習(xí)知的主動式液晶顯示器驅(qū)動像素方法的等效電路。圖中掃描信號(scan signal)VS 102連接晶體管110的閘極以控制其通路或閉路。影像信號(data signal)VD 104連接于晶體管110的源極。當(dāng)晶體管110呈通路狀態(tài)時，影像信號104將通過此晶體管110而得一內(nèi)部電壓112(即圖標中的電壓值Vlc)。內(nèi)部電壓112儲存于儲存電容130(即圖標中的電容Cst)及液晶電容120(即圖標中的電容Clc)。藉由內(nèi)部電壓112與直流信號106的電位(即圖標中的直流電壓值Vcom)差，而驅(qū)動液晶電容120中的液晶角度。當(dāng)晶體管110呈閉路狀態(tài)時，驅(qū)動液晶電容120所需的電位差將由儲存電容130繼續(xù)提供。
圖2基于前述各種極性反轉(zhuǎn)驅(qū)動方法，配合圖1等效電路為例，更進一步說明各驅(qū)動信號的時序關(guān)系。請參照圖2，直流信號(Vcom)206為一參考電壓。當(dāng)掃描信號(VS)202呈高電位時，使影像信號(VD)204導(dǎo)入一像素內(nèi)部，而對前述的儲存電容130及液晶電容120充電。因電容充電，使內(nèi)部電壓212得以保持一穩(wěn)定電壓，進而提供前述液晶電容120所需的電位差210。
前述的極性反轉(zhuǎn)驅(qū)動方式，由于該影像信號必須每一次寫入像素后作極性反轉(zhuǎn)，因此高的電壓振幅與反轉(zhuǎn)頻率使得消耗功率大幅提高。為降低消耗功率，一般會將其驅(qū)動方式稍作修改，而采參考電位反轉(zhuǎn)(Vcominversion，或稱common toggle)的驅(qū)動方式。此一驅(qū)動方式可大幅降低影像信號反轉(zhuǎn)時電壓的振幅，因此可降低顯示器運作時的功率消耗。
圖2說明改采習(xí)知主動式液晶顯示器的參考電位反轉(zhuǎn)驅(qū)動方式的像素等效電路。圖中掃描信號302連接晶體管310的閘極以控制其通路或閉路，影像信號304連接于晶體管310的源極。晶體管310呈通路狀態(tài)時，影像信號304通過它，得一內(nèi)部電壓312。內(nèi)部電壓312儲存于儲存電容330及液晶電容320。儲存電容330與液晶電容320的第一端連接晶體管310的汲極，儲存電容330與液晶電容320的第二端(共同電極)共同連接交流信號306。藉由內(nèi)部電壓312與交流信號306的電位差，而驅(qū)動液晶電容320中的液晶角度。當(dāng)晶體管310呈閉路狀態(tài)時，液晶電容320所需的電位差將由儲存電容330繼續(xù)提供。
圖4基于前述參考電位反轉(zhuǎn)驅(qū)動方法，配合圖2等效電路為例，更進一步說明各驅(qū)動信號的時序關(guān)系。請參照圖4，驅(qū)動液晶所需的參考電壓改為交流信號(Vcom)406。當(dāng)掃描信號(VS)402呈高電位時，使影像信號(VD)404導(dǎo)入一像素內(nèi)部，而對前述的儲存電容330及液晶電容320充電，并得內(nèi)部電壓412。由內(nèi)部電壓412及交流信號406，得一驅(qū)動液晶電位差410作用于前述液晶電容320上。
依前述參考電位反轉(zhuǎn)的驅(qū)動方法可降低影像信號404的振幅，進而減少消耗功率。然而，因液晶電容320與儲存電容330的共同電極(commonelectrode)接至同一電位，倘若儲存電容330為一具有極性的非對稱電容，則前述參考電位反轉(zhuǎn)的驅(qū)動方法將無法使用。
隨著制程技術(shù)的進步，薄膜晶體管(Thin Film Transistor，TFT)的尺寸將隨之縮小，此時對準精確度的要求便相對提高。因此傳統(tǒng)光學(xué)對位方式將不敷所需，而必須采用自我對準(self-aligned)的制程方式來達成。然而，在使用自我對準的制程方式時，雖可提高薄膜晶體管的性能，但相對地將造成閘極電極與多晶硅(polycrystalline silicon)電極之間所形成的儲存電容為一具有極性的非對稱電容(如圖8所示)。因此，習(xí)知的參考電位反轉(zhuǎn)的驅(qū)動方法將無法適用，而無法達到降低功率消耗的目的。
發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的在于提供一種液晶顯示器的驅(qū)動方式，使參考電位反轉(zhuǎn)的驅(qū)動方式能應(yīng)用于自我對準的制程中，同時能縮小晶體管尺寸及降低顯示器運作時的功率消耗，以改正習(xí)知驅(qū)動方法的缺點。
本發(fā)明提出一種液晶顯示器的驅(qū)動方法，此液晶顯示器由多個像素(pixel)所組成，在每一像素中，分別存在一晶體管、一液晶電容以及一儲存電容。此方法將習(xí)知像素中液晶電容與儲存電容的共同參考電位改為分別供給二種不同的交流信號。此二種交流信號同步，且后者比前者大一直流位移(DC offset)電壓。本發(fā)明提出的方法包括1.于像素中，分別提供一掃描信號、一影像信號、一第一交流信號以及一第二交流信號。2施以掃描信號于該晶體管，以控制晶體管的開啟與關(guān)閉。3.其中當(dāng)晶體管于開啟狀態(tài)時，施以影像信號于液晶電容的第一端與儲存電容的第一端，其中液晶電容與儲存電容的第一端相耦接。4.分別施以第一交流信號與第二交流信號于液晶電容的第二端與儲存電容的第二端，其中第一交流信號與第二交流信號同步，而第二交流信號比第一交流信號大一直流移位電壓。5.晶體管于通路狀態(tài)時，影像信號得以導(dǎo)入像素而對儲存電容及液晶電容充電，并得內(nèi)部電壓，進而驅(qū)動液晶。晶體管于閉路狀態(tài)時，內(nèi)部電壓由儲存電容持續(xù)提供，而維持驅(qū)動液晶電位差，以繼續(xù)驅(qū)動像素的液晶。
依據(jù)本發(fā)明的一較佳實施例所述的液晶顯示器的驅(qū)動方法，其中直流移位電壓值至少大于儲存電容臨界電壓值與驅(qū)動液晶電位差最大值的總和。儲存電容的等效薄膜晶體管的臨界電壓值可藉由例如調(diào)整其摻雜(doping)量加以改變，以降低此直流移位電壓。另在一選擇實施例中，此儲存電容的等效薄膜晶體管的臨界電壓值更可與控制像素開關(guān)的薄膜晶體管的臨界電壓值不同。
本發(fā)明另提出一種液晶顯示器的驅(qū)動電路，配合前述的驅(qū)動方法。其中該液晶顯示器由多數(shù)個像素(pixel)所組成，每一像素置一液晶驅(qū)動電路，該液晶驅(qū)動電路包括一晶體管、一液晶電容以及一儲存電容。其中晶體管的閘極連接掃描信號，晶體管的源極連接影像信號。液晶電容的第一端連接晶體管的汲極，液晶電容的第二端連接第一交流信號。液晶電容內(nèi)填以液晶，依液晶電容的第一端與第二端間的電壓差改變該液晶的透光率。儲存電容的第一端連接晶體管的汲極，液晶電容的第二端連接第二交流信號。
依據(jù)本發(fā)明的另一較佳實施例所述的液晶顯示器的驅(qū)動電路，其中該晶體管以一薄膜晶體管(thin film transistor，TFT)實施。另外，閘極電極與多晶硅電極之間所形成的儲存電容更可以自我對準(self-aligned)制程技術(shù)施作，而為一有極性非對稱電容。
本發(fā)明的液晶顯示器的驅(qū)動方法因采用不同的交流信號，分別提供一像素中液晶電容與儲存電容不同的參考電壓，為維持儲存電容及液晶電容上的電壓差，兩交流信號必須同步且振幅相同。另接至儲存電容的交流信號較液晶電容的交流信號多一直流位移電壓，使儲存電容維持在一極大值。故此，得以改正習(xí)知驅(qū)動方法的缺點，而能采用自我對準的制程，并且可降低功率消耗。
圖1是習(xí)知驅(qū)動一像素的等效電路圖。
圖2是習(xí)知基于各種極性反轉(zhuǎn)驅(qū)動方法并配合圖1說明各驅(qū)動信號的時序圖。
圖2是改采習(xí)知參考電位反轉(zhuǎn)驅(qū)動方式的像素等效電路圖。
圖4是基于習(xí)知參考電位反轉(zhuǎn)驅(qū)動方法并配合圖2說明各驅(qū)動信號的時序圖。
圖5是依據(jù)本發(fā)明的液晶顯示器的驅(qū)動方法及驅(qū)動電路，所提供的較佳實施例的液晶顯示器驅(qū)動電路中，其中一像素的等效電路圖。
圖6是依據(jù)本發(fā)明的較佳實施例的驅(qū)動方法，并配合圖5說明各驅(qū)動信號的時序圖。
圖7是依據(jù)本發(fā)明的液晶顯示器的驅(qū)動方法及驅(qū)動電路所舉出的較佳實施例。圖中所示為液晶顯示器其中一像素的驅(qū)動電路，參照圖5所完成的實際電路圖。
圖8是依據(jù)本發(fā)明的液晶顯示器的驅(qū)動方法及驅(qū)動電路，所提供的較佳實施例。圖中顯示儲存電容的端電壓與電容率的關(guān)系圖，以及于制程中不同摻雜量對儲存電容的特性影響。
圖式標記說明102，202，302，402，502，602掃描信號104，204，304，404，504，604影像信號106，206直流信號110，310，510晶體管112，212，312，412，512，612內(nèi)部電壓120，320，520液晶電容130，330，530儲存電容210，410，610驅(qū)動液晶的電位差306，406交流信號506，606第一交流信號508，608第二交流信號620儲存電容的電位差630直流位移電壓81改變摻雜量前的臨界電壓82改變摻雜量前的儲存電容特性曲線83改變摻雜量后的儲存電容特性曲線84改變摻雜量后的臨界電壓
具體實施例方式
為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，并配合附圖，作詳細說明如下請參照圖5，其繪示依照本發(fā)明一較佳實施例的一種圖。該圖說明本發(fā)明液晶顯示器驅(qū)動方式中，其中一像素的等效電路。圖中掃描信號(即圖標中的信號VS)502連接晶體管510的閘極以控制其通路或閉路。影像信號(即圖標中的信號VD)504連接于晶體管510的源極。晶體管510呈通路狀態(tài)時，影像信號504通過它，得一內(nèi)部電壓512(即圖標中的電壓值Vlc)。內(nèi)部電壓512儲存于儲存電容(即圖標中的電容Cst)530及液晶電容(即圖標中的電容Clc)520。儲存電容530與液晶電容520的第一端連接晶體管510的汲極。儲存電容530的第二端連接到第二交流信號(V2)508，液晶電容520的第二端連接第一交流信號(V1)506。圖中下半部的波形圖即說明第一交流信號(V1)與第二交流信號(V2)間的時序關(guān)系。在本實施例中，第一交流信號(V1)與第二交流信號(V2)的震幅(Vb)、頻率與相位皆相同，而第二交流信號(V2)較第一交流信號(V1)多一直流位移電壓(Va)。此一直流位移電壓值(Va)必須至少大于儲存電容530的等效薄膜晶體管的臨界電壓值與該驅(qū)動液晶電位差最大值的總和。藉由內(nèi)部電壓512與第一交流信號506的電位差，而驅(qū)動液晶電容520中的液晶角度。當(dāng)晶體管510呈閉路狀態(tài)時，液晶電容520所需的電位差將由儲存電容530繼續(xù)提供。
圖6基于本發(fā)明的驅(qū)動方法，配合圖5等效電路為例，更進一步說明各驅(qū)動信號的時序關(guān)系。圖7是參照圖5的等效電路與圖6的驅(qū)動方法，依本發(fā)明的液晶顯示器驅(qū)動電路所舉出一具體實施例。請參照圖6，驅(qū)動液晶所需的電位差610，由內(nèi)部電壓612與第一交流信號606的電位差所提供。當(dāng)掃描信號(VS)602呈高電位時，使影像信號(VD)604導(dǎo)入一像素內(nèi)部，而對前述的儲存電容530及液晶電容520充電。因儲存電容530及液晶電容520充電后，得內(nèi)部電壓612，進而提供前述液晶電容520所需的電位差610。又因為第二交流信號(V2)608較第一交流信號(V1)606多一直流位移電壓630。在一較佳實施例中，選擇此直流位移電壓630的值，可使此直流位移電壓630至少大于儲存電容530的等效薄膜晶體管的臨界電壓值與驅(qū)動液晶電位差610最大電壓值的總和。故此，第二信號608得以大于內(nèi)部電壓612一儲存電容電位差620，而使儲存電容530保持同一極性方向而維持一電容極大值。前述第一交流信號606與第二交流信號608需配合電位反轉(zhuǎn)的時序而同步，且振幅需相同，才能使液晶電容上的跨壓維持一穩(wěn)定值。所以，本發(fā)明的驅(qū)動方法得以適用自我對準制程。
依據(jù)本發(fā)明的一較佳實施例，儲存電容的等效薄膜晶體管的臨界電壓值可藉由例如調(diào)整其摻雜(doping)量加以改變，以降低此直流移位電壓。圖8即為儲存電容的兩端電壓差與其電容率的關(guān)系圖。圖中顯示儲存電容的電容量隨者其端電壓而成非線性變化。以曲線82為例，其端電壓必須大于臨界電壓81才得以儲存電壓。為降低驅(qū)動電路的電壓，進而降低功率消耗，在此可藉由改變摻雜量以達到減少功率消耗的目的。曲線82表示原先具有某一摻雜量的儲存電容特性曲線，于改變其摻雜量后，曲線82向左移動，得一新特性曲線83。于此同時，原先臨界電壓81亦降低至新臨界電壓84。在一選擇實施例中，若是根據(jù)設(shè)計上的需要，此儲存電容的等效薄膜晶體管的臨界電壓值可設(shè)定為負值。另在一選擇實施例中，此儲存電容的等效薄膜晶體管的臨界電壓值更可與控制像素開關(guān)的薄膜晶體管的臨界電壓值不同。
本發(fā)明的方法因采用不同的交流信號，分別提供一像素中液晶電容與儲存電容不同的參考電壓，因此使儲存電容的充放電得以維持一定極性。這些交流信號在此實施例中采用同步且振幅相同，另接至儲存電容的交流信號較液晶電容的交流信號多一直流位移電壓。故此，得以改正習(xí)知驅(qū)動方法的缺點，而能適用于自我對準的制程，并且可降低功率消耗。
雖然本發(fā)明已以一較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習(xí)此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當(dāng)視后附的權(quán)利要求所界定者為準。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示器的驅(qū)動方法，其中該液晶顯示器由復(fù)數(shù)個像素(pixel)所組成，每一該像素包括一晶體管、一儲存電容、一液晶電容，該驅(qū)動方法包括施以一掃描信號于該晶體管，以控制該晶體管的開啟與關(guān)閉，其中當(dāng)該晶體管于一開啟狀態(tài)時，施以一影像信號于該液晶電容的一第一端與該儲存電容的一第一端，其中這些第一端相耦接；分別施以一第一交流信號與一第二交流信號于該液晶電容的相對于該第一端的一第二端與該儲存電容的相對于該第一端的一第二端，其中該第一交流信號與該第二交流信號同步，而該第二交流信號比該第一交流信號大一直流移位(DC offset)電壓。
2.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器的驅(qū)動方法，其中該第一交流信號與該第二交流信號的振幅相同。
3.如權(quán)利要求2所述的液晶顯示器的驅(qū)動方法，其中該直流移位電壓值至少大于該儲存電容的一等效薄膜晶體管的一臨界電壓值與該驅(qū)動液晶電位差最大值的總和。
4.如權(quán)利要求3所述的液晶顯示器的驅(qū)動方法，其中該儲存電容的該等效薄膜晶體管的該臨界電壓值可藉由調(diào)整其摻雜(doping)量加以改變，以降低該直流移位電壓。
5.如權(quán)利要求3所述的液晶顯示器的驅(qū)動方法，其中該儲存電容的臨界電壓值更可與該晶體管不同。
6.一種液晶顯示器的驅(qū)動電路，其中該液晶顯示器由復(fù)數(shù)個像素(pixel)所組成，每一該像素配置有一液晶驅(qū)動電路，該液晶驅(qū)動電路包括一晶體管，該晶體管的一閘極連接一掃描信號，該晶體管的一源極連接一影像信號；一液晶電容，該液晶電容的一第一端連接該晶體管的一汲極，該液晶電容相對應(yīng)于該第一端的一第二端連接一第一交流信號，該液晶電容內(nèi)填以一液晶，依該第一端與該第二端間的電壓差改變該液晶的一透光率；以及一儲存電容，該儲存電容的一第一端連接該晶體管的該汲極，該液晶電容相對應(yīng)于該第一端的一第二端連接一第二交流信號。
7.如權(quán)利要求6所述的液晶顯示器的驅(qū)動電路，其中該晶體管以一薄膜晶體管(thin film transistor，TFT)實施。
8.如權(quán)利要求7所述的液晶顯示器的驅(qū)動電路，其中該儲存電容以一自我對準(self-aligned)制程技術(shù)施作完成的一有極性非對稱電容。
全文摘要
一種液晶顯示器的驅(qū)動方法，且特別是有關(guān)于液晶極性反轉(zhuǎn)(inversion)驅(qū)動方法。習(xí)知的驅(qū)動方式，例如為減少功率消耗而衍生的參考電位反轉(zhuǎn)(Vcom inversion，或稱common toggle)的驅(qū)動方法，因無法適用于自我對準(self－aligned)制程，故無法達到同時降低功率消耗與縮小晶體管尺寸的目的。故此，本發(fā)明的目的是提出一種驅(qū)動方法，此方法將像素中的液晶電容與儲存電容的共同參考電位改為分別供給不同的交流信號，使參考電位反轉(zhuǎn)的驅(qū)動方式能應(yīng)用至自我對準的制程中，并能降低功率消耗，以改正習(xí)知驅(qū)動方法的缺點。
文檔編號H01L29/66GK1598674SQ0315736
公開日2005年3月23日 申請日期2003年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月18日
發(fā)明者林敬偉, 張世昌, 方俊雄 申請人:統(tǒng)寶光電股份有限公司