液晶显示器及其驱动方法

专利名称：液晶显示器及其驱动方法
技术领域：
本发明涉及液晶显示器及其驱动方法，更特定地，涉及具有改善的显示 质量的液晶显示器及其驱动方法。
背景技术：
在许多液晶显示器中，以载带封装("TCP，，)、玻璃板上芯片("COG") 形式或其它适合安装的方法来安装栅极驱动集成电路("IC")，但是在寻找 改进生产成本或产品尺寸以及设计的过程中已经采用了其它的方法。更特定 地，不使用栅极驱动IC;而是在玻璃基板上安装利用非结晶硅薄膜晶体管 ("a-SiTFT")产生栅极信号的栅极驱动器。
每个栅极驱动器包括多个a-SiTFT。当接收到第一时钟信号和第二时钟 信号时，输出栅极信号的多个a-SiTFT的每个a-SiTFT运行。第一时钟信号 和第二时钟信号每个的频率和占空比根据液晶显示器的帧频率变化。例如， 当所述帧频率相对于液晶显示器的其它帧频率处在低频时，与帧频率较高时 相比，第一和第二时钟信号处在高电平(例如，当数字时钟脉冲为"on"时) 的经过时间增加。换句话说，当帧频率处在低频时，与帧频率处在较高频率 时相比，第一和第二时钟信号的占空比增加。另外，a-SiTFT具有随温度增 加的高的电荷迁移特性。结果，当在一个周期内第一和第二时钟信号处在高 电平所经过时间很长时，接收第一和第二时钟信号的a-SiTFT在一帧期间可 能错误地输出栅极导通电压几次，导致液晶显示器的显示质量恶化。
因此，为了防止引起显示质量恶化的栅极驱动器的错误操作，不论帧频 率是多少，第一时钟信号和第二时钟信号处在高电平时所经过时间应当恒 定。

发明内容
本发明示例实施例提供一种液晶显示器，它具有有效减少或防止栅极驱 动器的错误操作从而改善显示质量的优点。本发明可替换的示例实施例并不
限于这里所提及的那些，并且对于本领域技术人员来说，通过以下描述，本 发明的其它示例实施例将是显然的。
根据本发明的一个示例实施例，液晶显示器包括定时控制器，接收主时 钟信号并且输出占空比可变的第一时钟产生控制信号和第二时钟产生控制 信号；时钟产生器，接收第一时钟产生控制信号和第二时钟产生控制信号并
且输出具有可变占空比和相反相位的第一时钟信号和第二时钟信号；栅极驱 动器，接收第 一时钟信号和第二时钟信号并且输出具有可变占空比的栅极信 号，以及液晶面板，包括响应栅极信号而导通并且显示图像的多个像素。
定时控制器输出第二时钟产生控制信号。当主时钟信号频率小于参考频 率时，第二时钟产生控制信号的占空比减小，而当主时钟信号频率大于参考 频率时，第二时钟产生控制信号的占空比增加。
定时控制器包括比较单元，比较主时钟信号频率与参考频率，并且根据 比较结果提供控制计数值的计数控制信号；以及计数单元，当基于对应于计 数控制信号的计数值对主时钟信号的上升沿或下降沿进行计数时，输出处在 高电平的第二时钟产生控制信号。
比较单元通过对每个时间单位的主时钟信号的上升沿或下降沿计数来 比较主时钟信号频率和参考频率，当主时钟信号频率小于参考频率时，提供 与小于参考计数值的计数值相对应的计数控制信号，而当主时钟信号频率大 于参考频率时，提供与大于参考计数值的计数值相对应的计数控制信号。
参考计数值是预先设置的主时钟信号的上升沿或下降沿的计数值。
定时控制器输出第二时钟产生控制信号。当第一时钟产生控制信号的频 率小于参考频率时，第二时钟产生控制信号的占空比减小，而当第一时钟产 生控制信号的频率大于所述参考频率时，第二时钟产生控制信号的占空比增 加。
定时控制器可以进一步包括比较单元，比较第二时钟产生控制信号的频 率与参考频率，并且根据比较结果提供控制计数值的计数控制信号；以及计
数单元，当基于对应于计数控制信号的计数值对主时钟信号的上升沿或下降 沿进行计数时，输出处在高电平的第二时钟产生控制信号。
比较单元可以通过对每个时间单位的第二时钟产生控制信号的上升沿 或下降沿计数来比较第二时钟产生控制信号的频率与所述参考频率，当第二 时钟产生控制信号的频率小于所述参考频率时，提供与小于参考计数值的计
数值相对应的计数控制信号，而当第二时钟产生控制信号的频率大于参考频 率时，提供与大于参考计数值的计数值相对应的计数控制信号。
参考计数值可以通过对第二时钟产生控制信号的上升沿或下降沿的数 量进行计数来预先设置。
第 一和第二时钟信号包括在其间第 一和第二时钟信号彼此具有不同的 电平的第一至第三时间段。
更具体地，第一时钟信号在第一时段内处在第一电平，在第二时段内处 在与第一电平不同的第二电平，在第三时段内从第一电平过渡到第二电平或 者从第二电平过渡到第一电平。类似地，第二时钟信号在第一时段内处在第 二电平，在第二时段内处在第一电平，在第三时段内从第一电平过渡到第二 电平或者从第二电平过渡到第一电平
当主时钟信号的频率小于参考频率时，第一和第二时段减小而第三时段
增加；以及当主时钟信号的频率大于参考频率时，第一和第二时段增加而第
三时,殳减小。
第三时段是电荷共享周期，在此期间，当第一时钟信号的电平下降时第 二时钟信号的电平上升，并且在此期间，当第一时钟信号的电平上升时第二 时钟信号的电平下降。
液晶显示器包括第三时钟产生控制信号，其通过执行第一时钟产生控制
信号和第二时钟产生控制信号的OR操作而获得。
在第三时钟产生控制信号处在高电平的时段期间，第一和第二时钟信号 处在高电平或低电平；以及在第三时钟产生控制信号处在低电平的时段期 间，第一和第二时钟信号从高电平过渡到低电平或者从低电平过渡到高电 平。
时钟产生器包括OR操作器，接收第一时钟产生控制信号和第二时钟 产生控制信号并且输出第三时钟产生控制信号给D触发器和电荷共享单元； 第一时钟电压施加单元，接收第一时钟使能信号，并且在第一时段期间输出 第一时钟信号的第一电平，以及在第二时段期间输出第一时钟信号的第二电 平；以及第二时钟电压施加单元，接收第二时钟使能信号，并且在第一时段 期间输出第二时钟信号的第二电平，以及在第二时段期间输出第二时钟信号 的第一电平。
D触发器输出第一时钟使能信号，具有在第三时钟产生控制信号的每
个上升沿处被反转的相位；以及第二时钟使能信号，具有与第一时钟使能信 号的相位相反的相位。
电荷共享单元接收第三时钟产生控制信号并且控制在第三时段期间第
一和第二时钟信号的过渡。
栅极驱动器包括顺序地输出栅极信号的多个级；以及多个级的每个级包 括至少一个非结晶硅薄膜晶体管(a-SiTFT)。
在本发明的示例实施例中，无论液晶显示器的帧频率为多少，在一个周 期内第二时钟产生控制信号处在高电平的时间为恒定。
根据本发明的另一个示例实施例，提供一种驱动液晶显示器的方法，所 述方法包括接收主时钟信号并且输出占空比可变的第一时钟产生控制信号 和第二时钟产生控制信号；接收第一时钟产生控制信号和第二时钟产生控制 信号并且输出具有可变占空比和相反相位的第一时钟信号和第二时钟信号； 接收第 一时钟信号和第二时钟信号并且输出具有可变占空比的栅极信号；以 及根据栅极信号导通像素以显示图像。
当主时钟信号的频率小于参考频率时，第二时钟产生控制信号的占空比 减小，而当主时钟信号的频率大于参考频率时，第二时钟产生控制信号的占 空比增力口。
第二时钟产生控制信号的输出包括比较主时钟信号的频率与参考频 率；根据比较结果提供控制计数值的计数控制信号；以及当基于对应于计数 控制信号的计数值对主时钟信号的上升沿或下降沿计数时，输出处在高电平 的第二时钟产生控制信号。
当第二时钟产生控制信号的频率小于参考频率时，第二时钟产生控制信 号的占空比减小，而当第二时钟产生控制信号的频率大于参考频率时，第二 时钟产生控制信号的占空比增加。
第二时钟产生控制信号的输出可以包括比较第二时钟产生控制信号的 频率与所述参考频率；根据比较结果提供控制计数值的计数控制信号；以及
当基于对应于计数控制信号的计数值对主时钟信号的上升沿或下降沿计数 时，输出处在高电平的第二时钟产生控制信号。
无论液晶显示器的帧频率为多少，在一个周期期间第二时钟产生控制信 号处在高电平的时间为恒定。


通过参考附图对本发明示例实施例的详细描述，本发明的以上和其它方
面、特征和优点将变得更加显而易见，附图中
图1是根据本发明示例实施例的液晶显示器的框图2是根据本发明示例实施例的图1的液晶显示器的一个像素的等价电 路图3是根据本发明示例实施例的图1的液晶显示器的栅极驱动器的框
图4是根据本发明示例实施例的图3的栅极驱动器的第j级的示意性电 路图5是根据本发明示例实施例的液晶显示器的定时控制器的框图； 图6是根据本发明示例实施例的液晶显示器的时钟产生器的框图； 图7是根据本发明示例实施例的图6的时钟产生器的D触发器的框图； 图8和9是根据本发明示例实施例的分别说明图5和6的时钟产生器和
定时控制器的操作的信号波形时序图；以及
图10是根据本发明另一个可选示例实施例的液晶显示器的定时控制器
的框图。
具体实施例方式
下面将参考示出本发明示例实施例的附图更全面地描述本发明。然而， 本发明可以以许多不同的形式来具体化，不应当被解释为限定于这里所提出 的实施例。更准确地，提供这些实施例以便本公开将是彻底和完全的，并且 将完全地传达本发明的范围给本领域技术人员。全文中，类似的附图标记指 代类似的元素。
应当理解，当一个元件被称为在另一个元件"上，，时，它可以是直接在 其它元件上或者在它们之间可以存在中间元件。相反，当一个元件被称为"直 接在"其它元件上时，则没有中间元件存在。如这里所使用，术语"和/或，， 包括一个或多个相关所列条目的任意和所有组合。
应当理解，虽然这里可以用术语"第一"、"第二"、"第三，，等来描述各 种元件、组件、区域、层和/或部分，但元件、组件、区域、层和/或部分不 应当被这些术语所限制。这些术语仅仅用于区分一个元件、组件、区域、层 和/或部分与另一个元件、组件、区域、层和/或部分。因此，在不脱离本发 明示教的情况下，可以将下面所讨论的第一元件、组件、区域、层和/或部分 称为第二元件、组件、区域、层和/或部分。
这里所使用的术语仅仅是为了描述特定的实施例，并不意欲限制本发 明。如这里所使用，单数形式意欲包括复数形式，除非上下文清楚地表示。 进一步应当理解，当在本文中使用术语"包括"和/或"包括着"或者"包含" 和/或"包含着"时，指定所述的特征、区域、整数、步骤、操作、元件和/ 或组件的存在，但是不排除一个或多个其它特征、区域、整数、步骤、操作、 元件、组件和/或他们的组的存在或附加存在。
进一步，可以用相关的术语，例如"下方"或"底部"和"上方"或"顶 部"来描述如图所示的一个元件与其它元件的关系。应当理解，除了图中所 示方位外，相关的术语意欲包含设备的不同方位。例如，如果翻转某个图中 的设备，则被描述为在其它元件"下方"的元件将被定向为在其它元件的"上 方" 一侧。因此，示例术语"下方"依赖于附图的特定朝向能够包含"下方" 和"上方"两个方位。类似地，如果翻转某个图中的设备，则被描述为"低 于"或在其它元件"之下"的元件将被定向于在其它元件"之上"。因此， 示例术语"低于，，或"在...之下"能够包含之上和之下两个方向。
除非另外定义，这里所用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本 发明所属领域普通技术人员所共同理解含义相同的含义。进一步应当理解， 术语，例如在公用词典中所定义的那些术语，应当被解释为具有与相关领域 和本发明公开上下文中的其含义相一致的含义，而不应当以理想化或过度形 式化的意义来解释，除非这里清楚地定义。
这里参考作为本发明理想化实施例示意图的截面图解来描述本发明的
示例实施例。同样地，预期会有由诸如生产技术和/或公差所导致的图解形状 的变化。因此，本发明实施例不应当被解释为限定于这里所图解区域的特定 形状，而要包括由诸如生产所导致的形状差异。例如，被图解或描述为平面 的区域典型地可以具有粗糙的和/或非线性的特征。此外，可以将所图解的尖 角弄圓滑。因此，图中所图解的区域本质上是示意性的，它们的形状并不意 欲图解区域的精确形状，并且不意欲限制本发明的范围。
在下文中，将占空比定义为在特定时钟信号的一个周期内信号保持高电 平的持续时间。 下面将参考图1和2详细描述根据本发明一个示例实施例的液晶显示 器。图1是根据本发明示例实施例的液晶显示器的框图。图2是根据本发明 示例实施例的图1的液晶显示器的一个像素的等价电路图。
参考图1和2，根据本发明示例实施例的液晶显示器10包括液晶面板 300、定时控制器500、时钟产生器600、栅极驱动器400和数据驱动器700。 液晶面板300被分成显示图像的显示区DA和不显示图像的非显示区
显示区DA包括第一基板(100),具有在其上形成的多个栅极线G， 到Gn、多个数据线D,到Dm、开关元件(Q)和像素电极(PE);第二基板 (200 ),具有在其上形成的滤色器(CF )和公共电极(CE);以及液晶层(150 ), 插在第一基板(100)和第二基板(200)之间以使显示图像。如图l和2所 示，栅极线G,到Gn彼此基本并行地沿行方向延伸，并且数据线D,到Dm彼 此基本并行地沿列方向延伸。
参考图2，以滤色器CF面向第一基板100的像素电极PE的方式，在第 二基板200的公共电极CE的局部上可以形成滤色器CF。进一步地，与第i 个(i=l到n )栅极线Gi和第j个(j=l到m )数据线Dj相连的像素PX包 括开关元件Q,与信号线Gi和Dj相连；以及与开关元件Q相连的液晶电 容器dc和存储电容器Cst。在另一可选择的示例实施例中，可以省略存储电 容器Cst 。开关元件Q是由非结晶硅("a-Si")形成的薄膜晶体管("TFT")。
如图2中所示，非显示区PA是在液晶面板300外围区域中的部分，在 此区域由于第一基板100大于第二基板200而不显示图像。
又参考图1,数据驱动器700从定时控制器500接收图像信号DAT和数 据控制信号CONT,并且提供与图像信号DAT对应的图像数据电压给每个 数据线Di到Dm。数据控制信号CONT控制数据驱动器700的操作，并且包 括，例如，水平启动信号(未示出)，用于启动数据驱动器700的操作；以 及加载信号(未示出)，用于指示两个数据电压的输出，但是不限于此。
栅极驱动器400从时钟产生器600接收第一时钟信号CKV、第二时钟 信号CKVB、第二扫描启动信号STVP和栅极截止电压Voff,并且提供栅极 信号给多个栅极线G,到Gn。
下面将参考图3和4详细描述根据本发明示例实施例的栅极驱动器400。 另一可选的示例实施例并不限于图3和4中所示的结构或组件。
图3是根据本发明示例实施例的图1的液晶显示器10的栅极驱动器400 的框图，并且图4是根据本发明示例实施例的图3的栅极驱动器400的第j 级的示意性电路图。
参考图3，栅极驱动器包括至少一个a-SiTFT (未示出)。进一步地，栅
极驱动器400包括多个级ST........和ST州。如图3所示，级ST^........
和STn+1以级联方式相互连接，并且顺序地输出栅极信号Goutl........和
Gout(n+l)。将栅极截止电压Voff、第一时钟信号CKV、第二时钟信号CKVB
和初始化信号INT输入到级ST,........和STn+,的每一个。将除最后一级
STn+l外的每一级连接到液晶面板的多个栅极线G,到Gn的每一个的各自对 应栅极线(图l)。根据这里所描述的示例实施例，第一时钟信号CKV和第 二时钟信号CKVB具有可变的占空比，它的优点是无论液晶显示器的帧频率 高低都可以有效减少或防止栅极驱动器400的错误操作。
级ST,........和STnw的每个级包括第一时钟端子CK1、第二时钟端
子CK2、置位端子S、复位端子R、电源电压端子GV、帧复位端子FR、栅 极输出端子0UT1以及进位输出端子OUT2。
更明确地，并且为了进一步说明，在级ST,........和STn+1当中，例
如，第j级STj包括置位端子S，前一级STj.,的进位信号Cout(j-l)被输入 到其中；复位端子R,后一级STjw的栅极信号Gout(j+l)被输入到其中；第 一时钟端子CK1和第二时钟端子CK2,第一时钟信号CKV和第二时钟信号 CKVB分别被输入到其中；电源电压端子GV,栅极截止电压Voff被输入到 其中；以及帧复位端子FR,初始化信号INT被输入到其中。第j级STj具有 输出栅极信号Gout(j)的栅极输出端子0UT1、以及输出进位信号Cout(j)的进 位输出端子OUT2。最后一级STn+1的进位信号Cout(n+l)被提供给级 ST!........和ST州每一级的帧复位端子FR。
为了防止级STi........和STn+1的不稳定震荡条件，将第二扫描启动
信号STVP代替前一级的进位信号输入给第一级ST!,并且将第二扫描启动 信号STVP代替后一级的栅极信号输入给最后一级STn+1。
现在将参考图4更详细描述图3中所示的栅极驱动器400的第j级STj。
第j级STj包括緩冲单元410、充电单元420、上拉单元430、进位信号 产生器470、下拉单元440、放电单元450和维持单元460。
緩冲单元410给连接到晶体管T4源极的充电单元420、进位信号产生
器470、放电单元450和维持单元460提供前一级ST,，-,的进位信号Cout(j-l), 进位信号Cout(j-l)通过置位端子S被输入到晶体管T4的漏极和栅极。
充电单元420包括电容器Cl,它的一个端子被连接到晶体管T4的源极 和放电单元450,它的另一个端子被连接到栅极输出端子OUTl。根据前一 级STn-,的进位信号Cout(j-l)用电荷对充电单元420进行充电。
前一级ST^的进位信号Cout(j-l)的占空比与第一时钟信号CKV和第二 时钟信号CKVB的占空比成正向关系变化。例如，当第一时钟信号CKV和 第二时钟信号CKVB的占空比增加时，级STn.!的进位信号Cout(j-l)的占空 比增加。相反，当第一时钟信号CKV和第二时钟信号CKVB的每一个的占 空比减小时，级ST^的进位信号Cout(j-l)的占空比减小。
当液晶显示器的所述帧频率相对于液晶显示器的其他帧频率处在低频 率时，与液晶显示器的帧频率相对较高时相比，在一个周期内第一时钟信号 CKV和第二时钟信号CKVB处在高电平的时间要长。因此，在一个周期内 前一级STn.,的进位信号Cout(j-l)处在高电平的时间也要变长。结果，大量 的电荷;故充入充电单元420。相反，当液晶显示器的所述帧频率相对于液晶 显示器的其他帧频率处在高频率时，与液晶显示器的帧频率相对较低时相 比，在一个周期内第一时钟信号CKV和第二时钟信号CKVB的每一个处在 高电平的时间变短，相对较少量的电荷;故充入充电单元420。
在充电单元420中的电荷量决定上拉单元430是接通还是断开，例如， 晶体管T1分别是导通还是截止。当液晶显示器的帧频率处在如上所述的相 对低频率时，对应的相对大量的电荷;波充入充电单元420,并且上拉单元430 很容易被接通。湘反，当所述帧频率处在如上所述的相对高频率时，相对少 量的电荷被充入充电单元420，因此上拉单元430不容易被接通。由于上拉 单元容易被接通与否的程度取决于液晶的帧频率，因此上拉单元430的操作 是不稳定和/或不可预测的。为了补偿这一点，本发明示例实施例提供第一时 钟信号CKV和第二时钟信号CKVB给栅极驱动器400,并且不论液晶显示 器的帧频率是多少，在一个周期内第一时钟信号CKV和第二时钟信号CKVB 处在高电平的经过时间恒定。因此，被充入充电单元420的电荷量保持恒定， 并且以可预测和稳定的方式接通上拉单元430。
上拉单元430包括晶体管Tl,如图4中所示，晶体管T1具有连接到第 一时钟信号CK1的漏极、连接到电容器C1的一个端子的栅极、以及连接到
电容器Cl的另一个端子和栅极输出端子0UT1的源极。当充电单元420的 电容器C1被充入足够多的电荷时，晶体管T1被导通，并且将通过第一时钟 端子CK1输入的第一时钟信号CKV通过栅极输出端子OUTl提供给多个栅 极线G,到Gn (图1)作为栅极信号Gout(j)。
如上所述，当液晶显示器的帧频率处在相对低频率时，相对大量的电荷 被充入充电单元420，并且上拉单元430更容易被接通。进一步地，当温度 增加时，电荷迁移性增加并且上拉单元430可以由于噪声而被接通，导致在 一帧内栅极信号Gout(j)输出几次，引起液晶显示器图像质量的下降。然而， 如这里所述，在本发明的示例实施例中，无论液晶显示器的帧频率是多少， 在一个周期期间第一时钟信号CKV和第二时钟信号CKVB处在高电平的经 过时间保持恒定，并且被充入充电单元420的电荷量保持恒定，减小或有效 阻止由于上拉单元430因噪声而接通所造成的栅极驱动器400的错误操作。 在一个周期期间第一时钟信号CKV和第二时钟信号CKVB处在高电平的时 间如下面所详细描述的来确定。
再次参考图4，进位信号产生器470包括晶体管T15,晶体管T15具 有连接到第一时钟端子CK1的漏极、连接到进位输出端子0UT2的源极、 和连接到缓冲单元410的栅极；以及电容器C2，连接到晶体管T15的栅极 和源极。以如上所述参考充电单元420相同的方式对电容器C2充电。当对 电容器C2充电时，晶体管T15导通并且通过进位输出端子OUT2输出第一 时钟信号CKV作为级STj+l的置位端子S的进位信号Cout(j)。
下拉单元440包括晶体管T2，晶体管T2具有连接到晶体管Tl源极和 电容器Cl的另一个端子的漏极、连接到电源电压端子GV的源极和连接到 复位端子R的栅极。根据从复位端子R输入的下一级STj+1的栅极信号 Gout(j+l)接通下拉单元440,并且将栅极信号Gout(j)下拉到栅极截止电压 Voff。
放电单元450包括晶体管T9和晶体管T6。晶体管T9具有连接到复位 端子R的栅极、连接到电容器C1的一个端子的漏极和连接到电源电压端子 GV的源极，并且响应下一级STj+1的栅极信号Gout(j+l)使充电单元420放 电。晶体管T6具有连接到帧复位端子FR的栅极、连接到电容器C1的一个 端子的漏极、以及连接到电源电压端子GV的源极，并且响应初始化信号INT 使充电单元420放电。
在维持单元460中，当栅极信号Gout(j)处在高电平时，晶体管T3保持 截止并且执行维持Gout(j)处在高电平的维持操作。当栅极信号Gout(j)从高 电平变为低电平时，晶体管T3和晶体管T5导通，并且执行维持Gout(j)处 在低电平的维持操作。
更特定地，晶体管T3包括连接到栅极输出端子OUT1的漏极和连接到 栅极截止电压Voff的源极。当从栅极输出端子0UT1输出的栅极信号Gout(j) 处在高电平时，晶体管T13和T8导通，并且将晶体管T3和晶体管T7的栅 极下拉到栅极截止电压Voff以截止晶体管T3和T7。因此，栅极信号Gout(j) 的高电平被维持在高电平。当栅极信号Gout(j)变为低电平时，晶体管T8和 T13截止并且晶体管T3和T5导通以维持栅极信号Gout(j)在低电平。就是说， 当第二时钟信号CKVB处在高电平时，栅极信号Gout(j)处在低电平，并且 晶体管T5被导通并执行维持操作以便将栅极输出端子OUT1维持在栅极截 止电压Voff。当第一时钟信号CKV处在高电平时，晶体管T3和T7被导通， 由于晶体管T12提供第一时钟信号CKV给晶体管T7的栅极，所以栅极输 出端子OUT1被保持在栅极截止电压Voff。
晶体管Tll包括连接到置位端子S的漏极、连接到第二时钟端子CK2 的栅极、和连接到电容器Cl的一个端子的源极。晶体管T10包括连接到晶 体管Tll源极和电容器Cl 一个端子的漏极、连接到第一时钟端子CK1的栅 极、和连接到栅极输出端子OUT1的源极。晶体管T5包括连接到栅极输出 端子OUT1的漏极、与晶体管Tll栅极一起共同连接到第二时钟端子CK2 的栅极、和连接到电源电压端子GV的源极。
再次参考图1，定时控制器500接收来自图形控制器(未示出)的输入 图像信号R、 G和B,和控制输入图像信号R、 G和B的显示的输入控制信 号。输入控制信号可以包括例如垂直同步信号Vsync、水平同步信号H，c、主 时钟信号Mdk和数据使能信号DE,但不限于此。根据上面所讨论的液晶显 示器的帧频率来确定主时钟信号Mdk的频率。
定时控制器500在输入图像信号R、 G和B以及输入控制信号的基础上 产生数据控制信号CONT,并且提供数据控制信号CONT和图像数据DAT 给数据驱动器700。
进一步地，定时控制器500提供第一时钟产生控制信号OE、第二时钟 产生控制信号CPV和第一扫描启动信号STV给时钟产生器600。第一时钟
产生控制信号OE是使栅极信号起作用的栅极使能信号，第一扫描启动信号 STV是表示和/或开始一帧的启动的信号，并且第二时钟产生控制信号CPV
是确定栅极信号占空比的栅极时钟信号。第二时钟产生控制信号CPV具有
可变的占空比。
时钟产生器600接收第一时钟产生控制信号OE、第二时钟产生控制信 号CPV和第一扫描启动信号STV,并且提供第一时钟信号CKV、第二时钟 信号CKVB、第二扫描启动信号STVP和栅极截止电压Voff给栅极驱动器 400。
通常，第二时钟产生控制信号CPV的频率和占空比由液晶显示器的帧
频率来确定。例如，根据帧频率确定在一个周期内第二时钟产生控制信号
CPV处在高电平的时间。然而，在本发明的示例实施例中，不论帧频率是多 少，在一个周期内第二时钟产生控制信号CPV处在高电平的时间保持恒定。 如上所述，为了防止栅极驱动器400的错误操作，在一个周期内第一时钟信 号CKV和第二时钟信号CKVB处在高电平的时间也恒定。第一时钟产生控 制信号OE和第二时钟产生控制信号CPV分别产生第一时钟信号CKV和第 二时钟信号CKVB。进一步地，无论帧频率是多少，由定时控制器500所输 出的第二时钟产生控制信号CPV处在高电平的时间为恒定。
第一时钟信号CKV和第二时钟信号CKVB每一个的占空比根据第二时 钟产生控制信号CPV的占空比来改变。例如，当第二时钟产生控制信号CPV 的占空比增加时，第一时钟信号CKV和第二时钟信号CKVB每一个的占空 比增加。进一步地，当第二时钟产生控制信号CPV的占空比减小时，第一 时钟信号CKV和第二时钟信号CKVB每一个的占空比都减小。结果，当定 时控制器500提供第二时钟产生控制信号CPV时，在一个周期内第二时钟 产生控制信号CPV处在高电平的时间为恒定(如在图8中的第二时段所示)。 进一步地，由第二时钟使能信号ECS使能第二时钟电压施加单元630，并且 第二时钟电压施加单元630输出第二时钟信号，无论帧频率为多少。时钟产 生器600产生第一时钟信号CKV和第二时钟信号CKVB,并且在一个周期 内第一时钟信号CKV和第二时钟信号CKVB的每一个处在高电平的时间也 为恒定。
换句话说，无论液晶显示器正在运行的桢频率是多少，定时控制器500 控制第二时钟产生控制信号CPV的占空比，并且时钟产生器600 4艮据第二
时钟产生控制信号CPV提供第一时钟信号CKV和第二时钟信号CKVB。因 此，无论液晶显示器运行的帧频率是多少，防止了栅极驱动器400的错误操 作。
下面将参考图5、 8和9详细描述根据本发明示例实施例的定时控制器 500和时钟产生器600。图5是根据本发明示例实施例的液晶显示器的定时 控制器的框图。图8和9是根据如图5中所示的本发明示例实施例的说明定 时控制器和时钟产生器操作的信号波形时序图。
通常，根据液晶显示器的帧频率来确定主时钟信号Mdk和第二时钟产生 控制信号CPV的频率和占空比，并且基于主时钟信号Mdk的频率和占空比 来确定第一时钟信号CKV和第二时钟信号CKVB每一个的占空比。例如在 一个示例实施例中，当根据所述帧频率确定主时钟信号Mdk的频率时，根据 主时钟信号Mdk上升沿的数量来确定在一个周期内第二时钟产生控制参考 信号CPV一REF处在高电平的时间以及第二时钟产生控制参考信号 CPV一REF处在低电平的时间。参考图8和9，在一般定时控制器(未示出) 中预先设置计数值h和K!,以便第二时钟产生控制参考信号CPV一REF在以 计数值L为基础对主时钟信号M他的上升沿计数的时间内处在高电平，并且 在以计数值k,为基础对主时钟信号Mclk的上升沿计数的时间内处在低电平。 因此，根据主时钟信号Mdk的频率和预先设置的参考计数值Jl和Kl (下面 称为"参考计数值")来确定第二时钟产生控制参考信号CPV—REF处在高电 平和低电平的时间。
更特定地，为了控制在一个周期内第二时钟产生控制信号CPV处在高 电平的时间以便使栅极驱动器的错误操作减小到最小，测量主时钟信号Mclk 的频率，并且产生对应于主时钟信号Mdk的上升沿或下降沿的计数值J2、 K2、 J3和K3以确定使栅极驱动器的错误操作最小化的主时钟信号的频率(下面 称为"第一参考频率，，)。更特定地，测量被输入的主时钟信号Mdk的频率， 并且当主时钟信号Mdk的频率小于第一参考频率时，计数值(例如J2、 K2、 J3和K"减小以便当在一个周期内第二时钟产生控制信号CPV处在高电平 时所经过时间减少，如图8中所示。可替换地，当被输入的主时钟信号Mdk
的频率大于第一参考频率时，计数值(例如J2、 K2、 J3和K3)增加以便当在
一个周期内第二时钟产生控制信号CPV处在高电平时所经过时间增加，如 图9中所示。参考图5和8,下面将详细描述当主时钟信号Mc,k的频率小于第一参考
频率时，输出第二时钟产生控制信号CPV的过程。
定时控制器501包括第一时钟产生控制信号产生单元550和第二时钟产 生控制信号产生单元511。
当提供主时钟信号Mdk时，第一时钟产生控制信号产生单元550根据主 时钟信号Mdk输出第一时钟产生控制信号0E。
通过对主时钟信号Mdk的上升沿或下降沿计数，确定高电平或低电平的 时段。
比较单元531接收主时钟信号Mdk，把主时钟信号Mdk的频率与上述的 第一参考频率进行比较，并且提供计数控制信号CN给计数单元521。当主 时钟信号Mdk的频率小于第一参考频率时，比较单元531给计数单元521提 供对应于计数值J2的计数控制信号CN, J2小于参考计数值JP如图8所示。
计数单元521基于预先设置的参考计数值J,和K,对主时钟信号M^计 数，并且输出第二时钟产生控制参考信号CPV一REF。计数单元521从比较 单元531接收计数控制信号CN，并且输出第二时钟产生控制信号CPV,第 二时钟产生控制信号CPV在基于计数值J2对主时钟信号Mi的上升沿计数 的时间内处在高电平，在基于计数值K2对主时钟信号Mdk的上升沿计数的 时间内处在低电平，K2大于计数值Kp如图8所示。结果，当主时钟信号 M池的频率小于第一参考频率时，第二时钟产生控制信号产生单元511输出 具有减小占空比的第二时钟产生控制信号CPV。
下面将参考图5和9更详细描述当主时钟信号Mdk的频率大于第一参考 频率时，输出具有增加占空比的第二时钟产生控制信号CPV的过程。
比较单元531把预先存储的第一参考频率与主时钟信号Mdk的频率进行 比较。通过对每个时间单位内主时钟信号Mdk的上升沿或下降沿计数来确定 主时钟信号M战的频率。当主时钟信号Mdk的频率大于第一参考频率时，比 较单元531给计数单元521提供对应于计数值J3的计数控制信号CN,计数
值J3大于参考计数值J,。
计数单元521基于预先设置的计数值J,和K,计数主时钟信号M池并输 出第二时钟产生控制参考信号CPV一REF。计数单元521从比较单元531接 收计数控制信号CN并且输出第二时钟产生控制信号CPV,第二时钟产生控 制信号CPV在基于计数值J3对主时钟信号Mdk的上升沿计数的时间内处在
高电平，并且在基于计数值K3对主时钟信号Melk的上升沿计数的时间内处
在低电平，如图9所示。结果，当主时钟信号Mdk的频率大于第一参考频率 时，第二时钟产生控制信号产生单元511输出具有增加占空比的第二时钟产 生控制信号CPV。
总之，定时控制器501输出第二时钟产生控制信号CPV以便在一个周 期内第二时钟产生控制信号CPV处在高电平的时间为恒定。因此，定时控 制器给时钟产生器601提供能够最小化栅极驱动器400 (图1 )的错误操作 的第二时钟产生控制信号CPV。
下文中，将参考附图进一步详细描述时钟产生器601,其使用具有如上 所述的受控的占空比的第二时钟产生控制信号CPV生成第一时钟信号CKV 和第二时钟信号CKVB。
图6是根据本发明示例实施例的液晶显示器的时钟产生器的框图。图7 是根据本发明示例实施例的图6的时钟产生器的D触发器的框图。
首先将参考图6到8描述当主时钟信号Mdk的频率小于第一参考频率 时，产生第一时钟信号CKV和第二时钟信号CKVB的过程。
时钟产生器601包括OR操作器OR、 D触发器610、第一时钟电压施加 单元620、第二时钟电压施加单元630和电荷共享单元640。在本发明的可 替换示例实施例中，时钟产生器601的内部电路不限于这里所述的组件。
OR操作器OR接收第一时钟产生控制信号OE和第二时钟产生控制信 号CPV，对所接收信号执行OR操作并且产生第三时钟产生控制信号CPVX。 OR操作器OR给D触发器610提供所产生的第三时钟产生控制信号CPVX。
如图7中所示，D触发器610具有输入第三时钟产生控制信号CPVX的 时钟端子CLK、输出端子Q、互相连接的输入端子D和输出横线端子(output bar terminal) g。因此，通过输出端子Q输出在第三时钟产生控制信号CPVX 的每个上升沿反转(toggle)的第二时钟使能信号ECS,并且通过输出横线 端子g输出具有与第二时钟使能信号ECS相反相位的第一时钟使能信号
ocs。
将第一时钟使能信号OCS提供给第一时钟电压施加单元620,并且将第 二时钟使能信号ECS提供给第二时钟电压施加单元630。
第一时钟电压施加单元620被第一时钟使能信号OCS使能并且输出第 一时钟信号CKV,当第一时钟使能信号OCS处在高电平时，第一时钟信号
CKV处在高电平Von (如图8中第一时段所示)，当第一时钟使能信号OCS 处在低电平时，第一时钟信号CKV处在低电平Voff。第二时钟电压施加单 元630被第二时钟使能信号ECS使能并且输出第二时钟信号CKVB,当第 二时钟使能信号ECS处在高电平时，第二时钟信号CKVB处在高电平Von (如图8中第二时段所示)，当第二时钟使能信号ECS处在低电平时，第二 时钟信号CKVB处在低电平Voff (如图8中第一时段所示)。
电荷共享单元640接收第三时钟产生控制信号CPVX，并且当第一时钟 信号CKV和第二时钟信号CKVB进行充放电时共享电荷。
更特定地，如图8中所示，在第一时段期间，第一时钟信号CKV处在 高电平Von,而第二时钟信号CKVB处在低电平Voff。当第三时钟产生控制 信号CPVX变为低电平时，第一时钟信号CKV开始放电，而第二时钟信号 CKVB开始充电，如图8中的第三时段所示。在第三时段期间，当电荷被电 荷共享单元640所共享时，第一时钟信号CKV进行放电并且过渡到低电平 Voff,以及第二时钟信号CKVB用从第一时钟信号CKV提供的电荷进行充 电并且过渡到高电平Von。
于是，第二时段，第一时钟信号CKV变成低电平Voff，并且第二时钟 信号CKVB变成高电平Von。接下来，在后续的第三时段期间，当电荷再次 被共享时，第一时钟信号CKV开始充电，并且第二时钟信号CKVB开始放 电。第三时钟产生控制信号CPVX的占空比控制第三时段的时间长度。当第 三时钟产生控制信号CPVX的占空比增加时，第三时段减小并且第一和第二 时段时间长度相对于第三时段时间长度增加。可选择地，当第三时钟产生控 制信号CPVX的占空比减小时，第三时段增加并且因此第一和第二时段时间 长度相对于第三时段减小。以这种方式，第三时钟产生控制信号CPVX的占 空比确定第一时钟信号CKV和第二时钟信号CKVB的每一个的占空比。
可选择地，当主时钟信号Mdk的频率大于第一参考频率时，第二时钟产 生控制信号CPV的占空比增加，于是第三时钟产生控制信号CPVX的占空 比增加，如图9所示。由于第三时钟产生控制信号CPVX处在低电平的时长 减小，电荷被共享的第三时段减小，并且第一时段和第二时段增加。以这种 方式，第一时钟信号CKV和第二时钟信号CKVB的每一个的占空比增加。
因此，无论帧频率为多少，第一时钟信号CKV和第二时钟信号CKVB 的占空比改变以便第一时钟信号CKV和第二时钟信号CKVB的每一个在一
个周期内处在高电平的时间保持恒定，有效地防止或减小了栅极驱动器的错 误操作。
下面将参考图10描述根据本发明可替换示例实施例的液晶显示器。图 IO是根据本发明示例实施例的液晶显示器的定时控制器的框图。
如上根据一个示例实施例所讨论的，将主时钟信号M^的频率与第一参
考频率进行比较以便控制第二时钟产生控制信号CPV的占空比。然而，在 另外可选的示例实施例中，将第二时钟产生控制信号CPV的频率与第二参 考频率进行比较以便控制第二时钟产生控制信号CPV的占空比。特定地， 第二参考频率是使栅极驱动器的错误操作最小化的第二时钟产生控制信号
CPV的频率。
根据本发明另一个可选示例实施例的定时控制器502包括第一时钟产生 控制信号产生单元550和第二时钟产生控制信号产生单元512。
更特定地，参考图10,计数单元522从比较单元532接收对应于参考计 数值的计数控制信号CN，并且输出处在高电平或低电平的第二时钟产生控 制信号CPV。
比较单元532接收第二时钟产生控制信号CPV。当第二时钟产生控制信 号CPV的频率小于第二参考频率时，比较单元532提供表示计数值小于所 述参考计数值的计数控制信号CN。当第二时钟产生控制信号CPV的频率大 于第二参考频率时，比较单元532提供表示计数值大于第二参考计数值的计 数控制信号CN。
当根据从比较单元532所提供的计数控制信号CN计数主时钟信号Mclk 的上升沿或下降沿时，计数单元522输出处在高电平的第二时钟产生控制信 号CPV。当第二时钟产生控制信号CPV的频率小于第二参考频率时，计数 单元522减小第二时钟产生控制信号CPV的占空比。当第二时钟产生控制 信号CPV的频率大于第二参考频率时，计数单元522增大第二时钟产生控 制信号CPV的占空比。因此，计数单元522输出具有可变占空比的第二时 钟产生控制信号CPV,因此如前面讨论的，有效防止或最小化了栅极驱动器 的错误操作。
如这里所述，无论液晶显示器的帧频率是多少，根据本发明示例实施例 的液晶显示器有效防止或减小了栅极驱动器的错误操作。结果，改善了液晶 显示器的显示质量。
尽管结合上述示例实施例已经描述了本发明，但是本发明不应当被理解 为限于这里所提出的示例实施例。更恰当地，提供这些示例实施例以便本公 开将是彻底和完全的，并且将完全地传达本发明的概念给本领域技术人员。 更进一步，在不脱离如下面权利要求书所描述的本发明的精神和范围的情况 下可以对其进行各种修改和改变，这一点对于本领域技术人员将是显而易见的。
权利要求
1.一种液晶显示器，包括定时控制器，接收主时钟信号并且输出具有可变占空比的第一时钟产生控制信号和第二时钟产生控制信号；时钟产生器，接收具有可变占空比的第一时钟产生控制信号和第二时钟产生控制信号并且输出第一时钟信号和第二时钟信号，第一时钟信号和第二时钟信号具有相反的相位和可变的占空比；栅极驱动器，接收第一时钟信号和第二时钟信号并且输出具有可变占空比的栅极信号；以及液晶面板，包括基于栅极信号导通并且显示图像的多个像素。
2. 如权利要求1的液晶显示器，其中，定时控制器输出第二时钟产生 控制信号，当主时钟信号的频率小于参考频率时，第二时钟产生控制信号的 占空比减小；当主时钟信号的频率大于参考频率时，第二时钟产生控制信号 的占空比增大。
3. 如权利要求2的液晶显示器，其中，定时控制器包括 比较单元，把主时钟信号的频率与参考频率进行比较，并且根据比较结果提供控制计数值的计数控制信号；以及计数单元，当基于对应于计数控制信号的计数值对主时钟信号的上升沿 或下降沿进行计数时，输出处在高电平的第二时钟产生控制信号。
4. 如权利要求3的液晶显示器，其中比较单元通过对单位时间内的主时钟信号的上升沿或下降沿进行计数 来比较主时钟信号的频率和参考频率；当主时钟信号的频率小于参考频率时，比较单元提供与小于参考计数值 的计数值相应的计数控制信号；当主时钟信号的频率大于参考频率时，比较单元提供与大于参考计数值 的计数值相应的计数控制信号；以及参考计数值是预先设置的主时钟信号的上升沿或下降沿的计数值。
5. 如权利要求1的液晶显示器，其中，定时控制器输出具有如下占空 比的第二时钟产生控制信号当第一时钟产生控制信号的频率小于参考频率 时，第二时钟产生控制信号的占空比减小，并且当第一时钟产生控制信号的频率大于所述参考频率时，第二时钟产生控制信号的占空比增加。
6. 如权利要求5的液晶显示器，其中，定时控制器包括 比较单元，把第二时钟产生控制信号的频率与参考频率进行比较并且根据比较结果提供控制计数值的计数控制信号；以及计数单元，当基于对应于计数控制信号的计数值对主时钟信号的上升沿 或下降沿进行计数时，输出处在高电平的第二时钟产生控制信号。
7. 如权利要求6的液晶显示器，其中比较单元通过对单位时间内的第二时钟产生控制信号的上升沿或下降 沿进行计数来比较第二时钟产生控制信号的频率和参考频率；当第二时钟产生控制信号的频率小于参考频率时，比较单元提供与小于参考计数值的计数值对应的计数控制信号；当第二时钟产生控制信号的频率大于参考频率时，比较单元提供与大于参考计数值的计数值对应的计数控制信号；以及通过计数第二时钟产生控制信号的上升沿或下降沿的数量来预先设置 参考计数值。
8. 如权利要求1的液晶显示器，其中第一和第二时钟信号包括第一到第三时段，在此期间第一和第二时钟信 号具有彼此不同的电平；第一时钟信号在第一时段内处在第一电平，在第二时段内处在与第一电 平不同的第二电平，在第三时段内从第一电平过渡到第二电平或者从第二电平过渡到第一电平；第二时钟信号在第一时段内处在第二电平，在第二时段内处在第一电 平，在第三时段内从第一电平过渡到第二电平或者从第二电平过渡到第一电 平；当主时钟信号的频率小于参考频率时，第一和第二时段减小而第三时段 增加；以及当主时钟信号的频率大于参考频率时，第一和第二时段增加而第三时段减小。
9. 如权利要求8的液晶显示器，其中，第三时段包括电荷共享周期， 在此期间，当第一时钟信号的电平下降时第二时钟信号的电平上升，并且在 此期间，当第 一时钟信号的电平上升时第二时钟信号的电平下降。
10. 如权利要求8的液晶显示器，其中第三时钟产生控制信号包括通过执行第一时钟产生控制信号和第二时 钟产生控制信号的OR操作所获得的信号；以及在第三时钟产生控制信号处在高电平的时段期间，第 一和第二时钟信号处在高电平或低电平；以及在第三时钟产生控制信号处在低电平的时段期间，第 一和第二时钟 信号从高电平过渡到低电平或者从低电平过渡到高电平。
11. 如权利要求IO的液晶显示器，其中，时钟产生器包括 OR操作器，接收第一时钟产生控制信号和第二时钟产生控制信号并且输出第三时钟产生控制信号给D触发器和电荷共享单元；第一时钟电压施加单元，接收第一时钟使能信号，并且在第一时段期间 输出第一时钟信号的第一电平，以及在第二时段期间输出第一时钟信号的第 二电平；以及第二时钟电压施加单元，接收第二时钟使能信号，并且在第一时段期间 输出第二时钟信号的第二电平，以及在第二时段期间输出第二时钟信号的第 一电平。
12. 如权利要求11的液晶显示器，其中D触发器输出第一时钟使能信号，具有在第三时钟产生控制信号的每 个上升沿处被反转的相位；以及第二时钟使能信号，具有与第一时钟使能信 号的相位相反的相位；以及电荷共享单元，接收第三时钟产生控制信号并且控制在第三时段期间第 一和第二时钟信号的过渡。
13. 如权利要求1的液晶显示器，其中 栅极驱动器包括顺序地输出栅极信号的多个级；以及多个级的每个级包括至少一个非结晶硅薄膜晶体管a-Si TFT。
14. 如权利要求1的液晶显示器，其中，无论液晶显示器的帧频率为多 少，在一个周期内第二时钟产生控制信号处在高电平的时间为恒定。
15. —种驱动液晶显示器的方法，所述方法包括 接收主时钟信号并且输出占空比可变的第一时钟产生控制信号和第二时钟产生控制信号；接收第一时钟产生控制信号和第二时钟产生控制信号并且输出具有可 变占空比和相反相位的第一时钟信号和第二时钟信号；接收第 一 时钟信号和第二时钟信号并且输出具有可变占空比的栅极信号；以及根据栅极信号导通像素以显示图像。
16. 如权利要求15的方法，其中，当主时钟信号的频率小于参考频率 时，第二时钟产生控制信号的占空比减小，而当主时钟信号的频率大于参考 频率时，第二时钟产生控制信号的占空比增加。
17. 如权利要求16的方法，其中，第二时钟产生控制信号的输出包括-. 比较主时钟信号的频率与参考频率；根据比较结果提供控制计数值的计数控制信号；以及 当基于对应于计数控制信号的计数值对主时钟信号的上升沿或下降沿 计数时，输出处在高电平的第二时钟产生控制信号。
18. 如权利要求15的方法，其中，当第二时钟产生控制信号的频率小 于参考频率时，第二时钟产生控制信号的占空比减小，而当第二时钟产生控制信号的频率大于参考频率时，第二时钟产生控制信号的占空比增加。
19. 如权利要求18的方法，其中，第二时钟产生控制信号的输出包括 比较第二时钟产生控制信号的频率与所述参考频率；根据比较结果提供控制计数值的计数控制信号；以及 当基于对应于计数控制信号的计数值对主时钟信号的上升沿或下降沿 计数时，输出处在高电平的第二时钟产生控制信号。
20. 如权利要求15的方法，其中，无论液晶显示器的帧频率为多少， 在一个周期期间第二时钟产生控制信号处在高电平的时间为恒定。
全文摘要
提供显示质量改善的液晶显示器及其驱动方法，液晶显示器包括定时控制器，接收主时钟信号并且输出具有可变占空比的第一时钟产生控制信号和第二时钟产生控制信号；时钟产生器，接收第一时钟产生控制信号和第二时钟产生控制信号并且输出具有可变占空比和相反相位的第一时钟信号和第二时钟信号；栅极驱动器，接收第一时钟信号和第二时钟信号并且输出具有可变占空比的栅极信号；以及液晶面板，包括根据栅极信号被导通并且显示图像的多个像素。
文档编号G02F1/133GK101187743SQ20071018673
公开日2008年5月28日 申请日期2007年11月16日 优先权日2006年11月20日
发明者牟相文, 黄仁载 申请人:三星电子株式会社