专利名称：具有预充电路的液晶显示器的制作方法
技术领域：
本发明关于一种液晶面板和具有预充电路的液晶显示器，特别关于一种 液晶面板中的像素电路。
背景技术：
液晶面板包括有扫描开关、液晶电容及储存电容等元件，而其中电容是用来储存模拟灰阶电压。 一般来说，利用共同电位(VCOM)驱动液晶面板的 方式可分为直流与交流模式两种。无论是直流或交流模式皆会有对液晶电压 反转的操作，可延长液晶的使用寿命。当液晶电压被反转时，像素单元和数据线可能必须作两倍的灰阶电压充 电。而一般的驱动电路都不会设计过大的驱动缓冲器，以降低整体的成本。 因此液晶电压反转若操作在较大的灰阶电压时，通常会有电压预充的设计， 来降低缓冲器推力的需求，以符合成本上的考虑。常见的电压预充设计是将数据线连接于固定电压上，通过此固定电压对 数据线充电，达到预充电压的目的。然而此种设计虽可预充数据线的电压， 但对于整个功率消耗的观点来说，仅是将缓冲器的功率消耗转换为电压电源 的功率消耗，虽然降低了缓冲器设计上的成本与困难度，但并没有降低液晶 面板的功率消耗。因此如何提出新的电压预充设计，实际降低液晶面板整体的功率消耗， 为现今厂商所期盼的愿望。发明内容因此本发明的目的就是提供一种液晶显示器，通过预充其数据线以降低 液晶面板的功率消耗。根据本发明的上述目的，提出一种液晶显示器，包含一基板；多条数据 线，用以供应一数据信号，以第一方向设置在该基板上；多条扫描线，用以
供应扫描信号，以约与该第一方向垂直的第二方向设置在该基板上；多个像素单元，设置于所述多条数据线与所述多条扫描线交错处；以及一预充电路， 包含 一预充电容，具有一第一电极及一第二电极，其中该第一电极连接于 一预充电位；以及一预充开关，具有接收一预充信号的一第一端，耦接所述 多条数据线其中之一的一第二端，以及与该预充电容的该第二电极耦接的一~ A山第二顿。上述的液晶显示器，其中优选地，该预充信号在所述扫描信号导通该扫 描开关之前先导通该预充开关。上述的液晶显示器，其中优选地，所述像素单元所连接的一共同电位为 一交流电压。上述的液晶显示器，其中优选地，该预充电位的输出与该共同电位相位 相反。上述的液晶显示器，其中优选地，该共同电位于该预充开关导通期间进 行电位反转。上述的液晶显示器，其中优选地，该预充电位的输出为一直流电压。 上述的液晶显示器，其中优选地，该预充电位的输出值约为该共同电位输出的最高值与最低值之间的中间值。上述的液晶显示器，其中优选地，所述像素单元所连接的一共同电位的输出为J直流模式。上述的液晶显示器，其中优选地，该预充电位的输出为一交流模式。 上述的液晶显示器，其中优选地，该共同电位的输出值约为该预充电位输出的最高值与最低值之间的中间值。上述的液晶显示器，其中优选地，该预充电位于该预充开关导通期间进行电位反转。上述的液晶显示器，其中优选地，单一数据线上具有多个储存电容与多 个扫描开关共用该预充电容与该预充开关。上述的液晶显示器，其中优选地，还包括该共同电位对该数据线的一寄 生电容，具有一电极连接该共同电位，另一电极连接该数据线。上述的液晶显示器，其中优选地，该预充电容的电容值约等于该像素单 元的一储存电容的电容值。
由于预充电容一端连接预充电位，另一端连接数据线，因此当预充电位 改变时，数据线这端的电位也因耦合而随之改变，如此达到预充的目的；此 外，由于电荷主要在预充电容和储存电容两者与数据线连接的极性间进行交 换，因此整个线路间的电荷量变化不大，可降低整个像素电路功率的消耗。
图1绘示本发明实施例的像素电路的等效电路示意图'图2绘示本发明第一实施例的时序图。图3绘示本发明第二实施例的时序图。图4绘示本发明第三实施例的时序图。图5绘示本发明实施例应用于液晶显示器的示意图。图6绘示本发明实施例的像素电路另一型态示意图。其中，附图标记说明如下跳像素电路110、110A-110C:112:第一电极114:第二电极120:共同电位130、130A-130C:132:扫描信号140:数据线134:扫描线152:第三电极150:预充电容跳预充电位154:第四电极172:预充信号170:预充开关610:寄生电容180:像素灰阶电压数据614:第六电极612:第五电极储存电容扫描开关具体实施方式
为让本发明的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，参 考附图详细说明如下。请参照图l。此为本发明实施例的像素电路ioo等效电路示意图。像素电路100包括有储存电容110、扫描开关130、预充电容150与预充开关170。 像素电路100的储存电容IIO具有第一电极112，连接于共同电位120。像
素电路100的扫描开关130由扫描信号132切换，以导通数据线140与储存 电容110的第二电极114。预充电容150具有第三电极152，连接于预充电 位160。预充开关170由预充信号172切换，以导通数据线140与预充电容 150的第四电极154。由于预充电容150 —端连接预充电位160，另一端连接数据线140，因 此当预充电位160改变时，预充电容150的第三电极152与第四电极154的 电位也会有相对应的变化。而在预充开关170导通数据线140与第四电极154 之后，通过电荷重新分配便可达到预充数据线140的目的。于数据线140预 充完成之后，再进行像素灰阶电压数据的写入，使液晶面板得以正常工作。因此，预充信号172控制预充开关170的导通期间位于扫描信号132控 制扫描开关130导通之前。借此，可在像素灰阶电压数据写入像素单元之前， 先对数据线140进行预充的动作，降低缓冲器推力的需求。此外，本实施例利用预充电容150对数据线140作预充，主要是靠电荷 在预充电容150和储存电容110两者与数据线140连接的极性间进行交换， 整个线路间的电荷量变化不大，几乎不消耗外界电量，因此降低整个像素电 路100功率的消耗。由于一般常见的共同电位120驱动模式可分为直流与交流两种模式。因 此共同电位120与预充电位160的工作模式可以有多种的变化，以下将用多 个实施例列举出可能的型态。然而各实施例仅举列出可能的变化，本发明并 非仅限于下列所描述的实施例型态。第一实施例此实施例中，设定共同电位120与预充电位160皆以交流模式运作。请 同时参照图1与图2。图2为第一实施例的时序图。图中的h、 12与13分别代 表预充信号172控制预充开关170导通数据线140与预充电容150的时间。 当预充电位160改变时，第三电极152的电位随之改变。而第四电极154的 电位也因耦合而随之改变。当预充信号172控制预充开关170切换后，导通 数据线140与第四电极154，将使数据线140的电位与第四电极154相同， 借以达到预充的目的。之后，扫描信号132才切换扫描开关130，写入像素 灰阶电压数据180。因此预充开关170的导通期间必须位于数据线140写入
像素灰阶电压数据180之前。当共同电位120的输出为交流模式，且预充电位160的输出也为交流模 式时，预充电位160的输出为共同电位120的反向信号，也就是预充电位160 的相位与共同电位120相反。此外，本实施例中，共同电位120的电位反转 于预充开关170的导通期间t。 t2与t3中进行，避免数据线140电压电平的 摆幅过大。第二实施例第二实施例设定共同电位120的输出为交流模式，而预充电位160的输 出则为直流模式。请参照图3，此为第三实施例的时序图。图中预充开关170 的导通期间依然位于数据线140写入数据前。此外为了避免数据线140电压 电平的摆幅过大，共同电位120的电位反转也位于预充开关170的导通期间tl、 t2与t3中。而预充电位160的输出值约为共同电位120最高值与最低值之间的中间 值，借此，可让液晶面板写入像素灰阶电压数据180之前，数据线140的电 位皆位于两极性电压的中间值，以降低缓冲器推力的需求。第三实施例接着请参照图4，此为第三实施例的时序图。此实施例中共同电位120 的输出为直流模式，而预充电位160的输出为交流模式。因此类似于第二实 施例，预充开关170的导通期间位于数据线140写入像素灰阶电压数据180 之前，以预充数据线140。并为了避免数据线140电压电平的摆幅过大，预 充电位160的电位反转位于预充开关170的导通期间^、 12与13中。此外， 共同电位120的输出值约为预充电位160最高值与最低值之间的中间值，让 共同电位120位于数据线140两极性电压的中间，以降低缓冲器推力的需求。上述的多个实施例描述了共同电位120与预充电位160的直流与交流模 式运作情况。而实际应用于液晶显示器时的像素电路布局范例之一，请参照 图5。由于位于数据线140及扫描线134交错处上的每个像素单元内的储存 电容110A-110C都有各自的扫描开关130A-130C,用以控制是否要写入灰阶 电压数据，因此单一数据线140上的多个储存电容110A-110C与多个扫描开
关130A-130C可共用预充电容150与预充开关170。上述数据线140、扫描 线134、像素单元皆位于液晶显示器的基板之上。接着请参照图6，此为像素电路100另一型态的示意图。像素电路100 还可合并考虑共同电位120对数据线140所产生的寄生电容610所带来的影 响。寄生电容610具有第五电极612连接共同电位120，第六电极614连接 数据线140。在一般预充电路设计的情况下，共同电位120对数据线140所产生的寄 生电容610在整个预充过程会消耗掉大量的能量。而本实施例利用预充电容 150对其进行电容耦合，降低所需的电荷量，因此能够降低预充过程所消耗 的能量。并通过寄生电容610第六电极614的电压电平与预充电容150第四 电极154的电压电平进行分压操作，将数据线140的电压限制在适当的操作 范围。本发明的各实施例的像素电路利用一组预充开关与预充电容来预充数 据线，因此整个电路设计非常简单。预充电容一端连接预充电位，另一端连 接数据线，当预充电位改变时，数据线电位也随着改变，借以达到预充的目 的。此外，电荷主要在预充电容和储存电容两者与数据线连接的极性间进行 交换，整个线路间的电荷量变化不大，降低整个像素电路功率的消耗。而预 充电位和共同电位的输出都是交流模式的情况下时，仅需将预充电位与共同 电位的相位反向即可，直流电平的精确度不用很高，因而不需要额外的电源， 设计上不会有太大的难度。除了上述特点之外，预充电位可以将数据线的初始电位限制在数据传送 的电压电平之间，所以像素单元后续充电的电平梯度可縮小。由于像素单元 后续充电的电平梯度变小，因此降低像素单元充电的时间，也就是灰阶电平 的稳态可变短。此外，还可降低像素单元灰阶电压对共同电位的耦合效应， 而有效抑制串扰(Cross Talk)效应。虽然本发明已以实施例揭示如上，然而其并非用以限定本发明，任何本 领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰， 因此本发明的保护范围当视权利要求所界定的范围为准。
权利要求
1.一种液晶显示器，包含一基板；多条数据线，用以供应一数据信号，以第一方向设置在该基板上；多条扫描线，用以供应扫描信号，以约与该第一方向垂直的第二方向设置在该基板上；多个像素单元，设置于所述多条数据线与所述多条扫描线交错处；以及一预充电路，包含一预充电容，具有一第一电极及一第二电极，其中该第一电极连接于一预充电位；以及一预充开关，具有接收一预充信号的一第一端，耦接所述多条数据线其中之一的一第二端，以及与该预充电容的该第二电极耦接的一第三端。
2. 如权利要求1所述的液晶显示器，其中该预充信号在所述扫描信号导 通该扫描开关之前先导通该预充开关。
3. 如权利要求2所述的液晶显示器，其中所述像素单元所连接的一共同 电位为一交流电压。
4. 如权利要求3所述的液晶显示器，其中该预充电位的输出与该共同电 位相位相反。
5. 如权利要求3所述的液晶显示器，其中该共同电位于该预充开关导通 期间进行电位反转。
6. 如权利要求3所述的液晶显示器，其中该预充电位的输出为一直流电压。
7. 如权利要求6所述的液晶显示器，其中该预充电位的输出值约为该共 同电位输出的最高值与最低值之间的中间值。
8. 如权利要求2所述的液晶显示器，其中所述像素单元所连接的一共同 电位的输出为一直流模式。
9. 如权利要求8所述的液晶显示器，其中该预充电位的输出为一交流模式。
10. 如权利要求9所述的液晶显示器，其中该共同电位的输出值约为该预充电位输出的最高值与最低值之间的中间值。
11. 如权利要求io所述的液晶显示器，其中该预充电位于该预充开关导通期间进行电位反转。
12. 如权利要求1所述的液晶显示器，其中单一数据线上具有多个储存电 容与多个扫描开关共用该预充电容与该预充开关。
13. 如权利要求1所述的液晶显示器，还包括该共同电位对该数据线的一 寄生电容，具有一电极连接该共同电位，另一电极连接该数据线。
14. 如权利要求1所述的液晶显示器，其中该预充电容的电容值约等于该像素单元的一储存电容的电容值。
全文摘要
本发明公开了一种具有预充电路的液晶显示器。该液晶显示器包含一基板、多条数据线与多条扫描线、多个像素单元以及一预充电路；数据线与扫描线分别以第一方向与以及约与第一方向垂直的第二方向设置在基板上；像素单元设置于所述多条数据线与所述多条扫描线交错处；预充电路包含一预充电容及一预充开关；预充电容具有一第一电极连接于一预充电位；预充开关具有一第一端接收一预充信号，一第二端耦接所述多条数据线其中之一，以及一第三端与该预充电容耦接。由于电荷主要在预充电容和储存电容两者与数据线连接的极性之间进行交换，因此整个线路间的电荷量变化不大，可降低整个像素电路功率的消耗。
文档编号G09G3/36GK101109858SQ200710148350
公开日2008年1月23日 申请日期2007年8月31日 优先权日2007年8月31日
发明者陈忠君 申请人:友达光电股份有限公司