CN100474390C

CN100474390C - 控制装置及方法以及应用该控制装置的显示器

Info

Publication number: CN100474390C
Application number: CNB200410100361XA
Authority: CN
Inventors: 洪集茂; 孙伟珉
Original assignee: AU Optronics Corp
Current assignee: AU Optronics Corp
Priority date: 2004-12-09
Filing date: 2004-12-09
Publication date: 2009-04-01
Anticipated expiration: 2024-12-09
Also published as: CN1619639A

Abstract

一种控制装置，用于切换显示面板的显示模式，显示面板具有多个数据电极以及多个栅极电极，该等栅极电极依序包含多个第一电极、多个第二电极、以及多个第三电极；控制装置，包括，处理装置、栅极驱动器、以及数据驱动器；当一选择信号被使能时，则处理装置提供第一启始信号，用于将显示面板切换至第一显示模式；当栅极驱动器接收到第一启始信号时，则同时选择第一电极；在第一电极被选择后，栅极驱动器依序选择第二电极；在第二电极被选择后，则栅极驱动器同时选择第三电极；当第一、第二、或第三电极被选择时，数据驱动器提供相对应的图像数据予第一、第二、或第三电极所对应的数据电极。

Description

控制装置及方法以及应用该控制装置的显示器

技术领域

本发明系有关于一种显示器，特别是有关于一种可切换显示模式的显示器。

背景技术

第1a图显示现有的液晶显示面板的比例示意图。由于一般NTSC或PAL系统的画面比例(aspect ratio)系为4:3，因此液晶显示面板(Liquid CrystalDisplay panel；以下简称LCD面板)的比例亦为4:3。近年来，高分辨率电视(High Definition Television；HDTV)系统愈来愈普及化，HDTV系统的画面比例(aspect ratio)系为16:9，因而产生16:9的LCD面板，如第1b图所示。

由于16:9的LCD面板价格昂贵，因此，一般利用4:3的LCD面板呈现16:9的画面。使用者可利用多种方式将16:9的画面显示在4:3的LCD面板上，第1c图为现有的可能显示结果示意图。16:9的画面系呈现在4:3的LCD面板的中间的显示区间14，而LCD面板的显示区间12及16系呈现黑色画面。非显示区间10a及10b虽未具有显示画面的功能，但可用于摆放LCD面板的驱动装置。

一般LCD面板系由纵横交错的数据电极与栅极电极交织而成，每一组交错的数据电极和栅极电极可用来控制一个显示单元(display unit)，使得驱动电路可通过数据电极和栅极电极，控制对应的显示单元。在非显示区间10a及10b中，也有一些不是用来显示的栅极电极。

第2a、2b图显示现有的驱动电路的控制时序图。当4:3的画面呈现于4:3的LCD面板时，如第2a图所示，驱动电路输出垂直时钟信号CKV_(4:3)，用于选择LCD面板的栅极电极。请配合第1c图，首先，在时间t₁内选择非显示区间10a的栅极电极。由于非显示区并未具有显示画面的功能，因此，驱动电路不会提供图像数据予非显示区的数据电极，所以Data_(4:3)在时间t₁内没有信号。接着在时间t₂内选择显示显示区间12、14、及16内的栅极电极，并且Data_(4:3)提供正常的图像数据n予数据电极。最后，在时间t₃内选择非显示区间10b内的栅极电极，此时，Data_(4:3)亦不会提供信号。

当16:9的画面呈现于4:3的LCD面板时，如第2b图所示，驱动电路会在时间t₄内选择非显示区间10a内的栅极电极，此时Data_(16:9)在时间t₄内没有信号。然后在时间t₅内选择显示显示区间12内的栅极电极，并且Data_(16:9)提供黑色的图像数据b予所对应的数据电极。接着在时间t₆内选择显示区间14内之栅极电极，并且Data_(16:9)提供正常的图像数据n予所对应的数据电极。接着在时间t₇内选择显示区间16内的栅极电极，且Data_(16:9)提供黑色的图像数据b予所对应的数据电极。最后，在时间t₈内选择非显示区间10b内的栅极电极，此时，Data_(16:9)不会提供信号。

不论4:3的LCD面板呈现何种比例的画面，其每个画面的显示时间均相同，亦即t₁+t₂+t₃＝t₄+t₅+t₆+t₇+t₈，其中，由于驱动装置系在相同时间输出16:9及4:3画面的图像数据，因此，时间t₂＝t₆。

假设，时间t₄+t₅等于t₁，以及时间t₇+t₈等于t₃。因此4:3的LCD面板呈现16:9的画面时，在时间t₁内需选择非显示区间10a及显示区间12内的栅极电极，而4:3的LCD面板呈现4:3的画面时，在时间t₁内仅需选择非显示区间10a内之栅极电极。同样地，当4:3的LCD面板呈现16:9的画面时，在时间t₃内需选择显示区间16及非显示区间10b内的栅极电极，而当4:3的LCD面板呈现4:3的画面时，在时间t₃内仅需选择非显示区间10b内的栅极电极。

因此，当4:3的LCD面板呈现16:9的画面时，在时间t₁内被选择的栅极电极数量比4:3的LCD面板呈现4:3的画面时，在时间t₁内所选择的栅极电极数量多，并且当4:3的LCD面板呈现16:9的画面时，在时间t₃内被选择的栅极电极数量也比4:3的LCD面板呈现4:3的画面时，在时间t₃内所选择的栅极电极数量多。故呈现16:9的画面时，需在时间t₁及时间t₃内减小每一栅极电极被选择的时间，方能在固定时间内，选择到较多的栅极电极。减小每一栅极电极的选择时间亦即增加垂直时钟信号CKV的频率，如第2b图中的CKV_(16:9)所示。

当显示显示区间12及14内栅极电极被选择的时间变短，并且LCD面板系为a-si(amorphous silicon)面板时，a-si面板上的显示单元内的储存电容将无法储存足够的电荷，因此需增加显示单元内的TFT(Thin FilmTransistor；薄膜晶体管)的体积。但相对地却会造成面板10的开口率降低，亮度不足，使得显示显示区间12及14所显示的黑色画面不够黑。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于解决储存电容的充电不足的现象。

为达到上述目的，本发明提出一种控制装置，用于切换显示面板的显示模式，显示面板具有多个数据电极以及多个栅极电极，该等栅极电极依序包含多个第一电极、多个第二电极、以及多个第三电极。本发明的控制装置，包括，处理装置、栅极驱动器、以及数据驱动器。当选择信号被使能时，则处理装置提供第一启始信号，用于将显示面板切换至第一显示模式。接着，当栅极驱动器接收到第一启始信号时，则同时选择第一电极；在第一电极被选择后，栅极驱动器依序选择第二电极；在第二电极被选择后，则栅极驱动器同时选择第三电极。当第一、第二、或第三电极被选择时，数据驱动器提供相对应的图像数据予第一、第二、或第三电极所对应的数据电极。

本发明在另一方面，提供一种运用上述控制装置的显示器。该显示器至少包括显示面板、以及控制装置。显示面板具有多个数据电极以及多个栅极电极，该等栅极电极依序包含多个第一电极、多个第二电极、以及多个第三电极。控制装置用于切换显示面板的显示模式。

本发明亦提供一种控制方法，用于切换显示面板的显示模式，该显示面板具有多个数据电极以及多个栅极电极，该等栅极电极依序包含多个第一电极、多个第二电极、以及多个第三电极。

首先，根据选择信号，决定该显示面板的显示模式。当选择信号被使能时，则同时使能所有第一电极。在第一电极被使能后，则依序使能第二电极。在该等第二电极均被使能后，则同时使能所有第三电极。

附图说明

第1a～1c图显示现有的液晶显示面板的比例示意图。

第2a、2b图显示现有的驱动电路的控制时序图。

第3图显示本发明的液晶显示器的内部方块图。

第4图显示4:3显示面板呈现4:3画面的控制装置的时序图。

第5图显示4:3显示面板呈现16:9画面的控制装置的时序图。

第6图显示本发明的控制方法。

[标号说明]

10a～10d：非显示区间；

12、14、16：显示区间；

30：LCD面板；308：显示单元；

302、306：非显示区；304：显示区；

32：栅极驱动器；34：数据驱动器；

36：处理装置；362：主体单元；

364：时间控制器；

CKV_(4:3)、CKV_(16:9)、CKV₁：垂直时钟信号；

Data_(4:3)、Data_(16:9)：图像数据；

STV、STV₁、STV_(4:3)：垂直启始信号；

STH：水平启始信号；SEL：选择信号；

Vsync：垂直同步信号；Hsyne：水平同步信号；

D₁～D_n：数据电极；G₁～G₂₆₀：栅极电极；

Q：薄膜晶体管；C_1c：液晶电容；C_s：储存电容。

具体实施方式

为让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：

本发明的特征在于，当4:3的LCD面板呈现16:9的画面时，同时选择部份显示区内的栅极电极，用于增加栅极电极被选择的时间，进而增加储存电容的电荷。

第3图显示本发明的液晶显示器的内部方块图。以下将以4:3的LCD面板为例，说明本发明的动作原理，如图所示，LCD面板30具有数据电极D₁～D_n以与栅极电极G₁～G₂₆₀。每一组交错的数据电极和栅极电极可以控制一个显示单元，例如数据电极D₁和栅极电极G₁₁可控制显示单元308。显示单元308的等效电路主要包括控制数据进入用的薄膜晶体管Q、液晶电容C_1c、以及储存电容C_s。

本发明并不限定栅极电极的数量，为方便说明起见，假设栅极电极的数量为260。LCD面板30具有显示区304及非显示区302及306。

请配合第1c图，假设，非显示区302内的栅极电极G₁～G₁₀位于非显示区间10a内；显示区304内的栅极电极G₁₁～G₄₀位于显示显示区间12内、栅极电极G₄₁～G₂₂₀位于显示区间14内、栅极电极G₂₂₁～G₂₅₀位于显示区间16内；非显示区302内栅极电极G₂₅₁～G₂₆₀位于非显示区间10b内。其中，本发明并不限制每一区间内的栅极电极数量，以上说明仅为一可能实施例。

由于LCD面板30可能呈现4:3或16:9的画面，因此，本发明的液晶显示器具有一选择功能，可让使用者选择显示面板的显示模式。假设，第一显示模式代表LCD面板30呈现16:9的画面，而第二显示模式代表LCD面板30呈现4:3的画面。

本发明的控制装置包括，栅极驱动器32、数据驱动器34、以及处理装置36。处理装置36包括主体单元362及时间控制器364。主体单元362根据使用者所选择的显示模式，提供相对应的垂直同步信号Vsyne(Verticalsynchronizing signal)及水平同步信号Hsyne(Horizontal synchronizingsignal)予时间控制器364，使其驱动栅极驱动器32及数据驱动器34。

以下将先说明4:3的LCD面板呈现4:3画面的控制原理。第4图显示4:3的LCD面板呈现4:3画面的控制装置的时序图。请配合第3图，当使用者选择呈现4:3画面时，则选择信号SEL会被禁能(disable)，假设低逻辑电平代表禁能状态。当主体单元362检测出选择信号SEL被禁能时，则时间控制器364会根据主体单元362所提供之垂直同步信号Vsyne及水平同步信号Hsyne，输出垂直时钟信号CKV_(4:3)予栅极驱动器32，使其选择所对应的栅极电极。

栅极驱动器32在时间t₁内，依序选择非显示区302内的栅极电极G₁～G₁₀，此时Data_(4:3)不提供图像信号。时间控制器在时间t₁后，使能垂直启始信号STV_(4:3)，用于驱动栅极驱动器32，使其在时间t₂内依序选择栅极电极G₁₁～G₂₅₀，并使能水平启始信号STH(未显示于第5图)，使Data_(4:3)通过数据驱动器40提供正常的图像数据n予数据电极D₁～D_n。最后，栅极驱动器32在时间t₃内选择栅极电极G₂₅₁～G₂₆₀，此时，Data_(4:3)并不提供图像信号。

在呈现4:3画面时，栅极驱动器32系依序选择栅极电极，因此，在此模式下，栅极驱动器32内的每一级移位寄存器单元(未图示)系分别耦接至每一栅极电极。

接着将说明16:9画面呈现于4:3的LCD面板的动作原理。第5图显示4:3的LCD面板呈现16:9画面的控制装置的时序图。请配合第3图，若使用者欲选择呈现16:9画面时，则选择信号SEL会被使能，假设高逻辑电平代表使能状态。当主体单元362检测出选择信号SEL被使能时，则时间控制器364会根据主体单元362所提供的垂直同步信号Vsyne及水平同步信号Hsyne，输出垂直时钟信号CKV₁予栅极驱动器32，使其选择所对应的栅极电极。

栅极驱动器32在时间t₉内，依序选择非显示区302内的栅极电极G₁～G₁₀，此时，Data_(16:9)不提供图像数据。时间控制器364在时间t₉后，使能垂直启始信号STV₁，用于驱动栅极驱动器32，使其在栅极电极G₁₁～G₄₀中，分批选择多条栅极电极，而每次所选择的栅极电极均不相同。假设，栅极驱动器32第一次选择栅极电极G₁₁～G₂₅，第二次选择栅极电极G₂₆～G₄₀。并且在时间t₁₀内时间控制器364将使能水平启始信号STH(未显示于第4图)，使Data_(16:9)通过数据驱动器40提供黑色的图像数据b予数据电极D₁～D_n。当栅极驱动器32同时选择多条栅极电极时，便可增加栅极电极被选择的时间。稍后将举例说明本发明同时选择多条栅极电极的动作原理。

当栅极电极G₁₁～G₄₀在时间t₁₀内被选择后，栅极驱动器32会在时间t₁₁内依序选择栅极电极G₄₁～G₂₂₀，而Data_(16:9)通过数据驱动器34提供正常的图像数据n予数据电极D₁～D_n。

接着，栅极驱动器32在时间t₁₂内选择栅极电极G₂₂₁～G₂₅₀，其中，栅极驱动器32，系在栅极电极G₂₂₁～G₂₅₀中，分批选择多条栅极电极，而每次所选择的栅极电极均不相同。假设，栅极驱动器32第一次选择栅极电极G₂₂₁～G₂₃₅，第二次选择栅极电极G₂₃₆～G₂₅₀。并且Data_(16:9)通过数据驱动器34在时间t₁₂之内提供黑色的图像数据b予数据电极D₁～D_n。最后，栅极驱动器32在时间t₁₃内选择栅极电极G₂₅₁～G₂₆₀，此时Data_(16:9)并不提供图像数据。

当所有栅极电极G₁～G₂₆₀均被选择后，则表示已显示完一个画面。时间控制器362会等到下一个垂直同步信号Vsync被使能后，才继续驱动栅极驱动器32及数据驱动器34。

接着，以下将举例说明本发明的栅极电极的控制原理。请配合第1c图，假设，非显示区间10a及10b内均具有10条栅极电极，显示区间12及16内均具有30条栅极电极。当4:3画面呈现于4:3的LCD面板时，垂直时钟信号CKV_(4:3)的频率为1kHz，亦即每条栅极电极被选择的时间为1ms，因此，在呈现4:3画面时，非显示区间10a及10b内的所有栅极电极被选择过一次均需10ms。

当16:9的画面呈现于4:3的LCD面板时，本发明的栅极驱动器32可同时选择多条栅极电极，假设，栅极驱动器32每次选择15条显示区间12内的栅极电极，则显示区间12内的30条栅极电极可分两次被选择，故可将30条栅极电极看成2条栅极电极。同样地，若按照相同的选择方式，显示区间16内的30条栅极电极亦可看成2条栅极电极。

因此，栅极驱动器32需在10ms时间内，选择非显示区间10a内的10条栅极电极以及显示区间12内的2条栅极电极，故平均后，在非显示区间10a及显示区间12内的每条栅极电极被选择的时间约为0.83ms。

同样地，由于显示区间16的栅极电极的选择方式同显示区间12的选择方式，因此，在显示区间16及非显示区间10b内的每条栅极电极被选择的时间亦约为0.83ms。

而习知技术将16:9的画面呈现于4:3的显示面板上时，系依序选择1条栅极电极，因此，需在10ms时间内选择非显示区间10a内的10条栅极电极以及显示区间12内的30条栅极电极，因此，非显示区间10a及显示区间12内之每条栅极电极被选择的时间将由1ms下降至0.25ms，其下降幅度大于本发明。

综上所述，由于本发明在16:9的画面呈现于4:3的LCD面板时，同时选择多条栅极电极，因此，每条栅极电极被选择的时间并不会大幅降低。当本发明同时选择显示区间12或16内的所有栅极电极时，则在非显示区间10a及显示区间12或是在显示区间16及非显示区间10b内的每条栅极电极被选择的时间可提高为0.9ms，因此，当一次栅极电极被选择的数量增加时，便可有效地增加显示单元内的储存电容C_s的电荷，进而提高显示单元的亮度。

另外，本发明亦可同时选择显示区间12或16内的多条栅极电极，并缩短非显示区间10a或非显示区间10b内的栅极电极被选择的时间，用于将显示显示区间12或16内的栅极电极被选择的时间维持在1ms，使得显示显示区间12或16内的显示单元的亮度足够暗到来显示黑色画面。或是在非显示区间10a或10b内同时选择多条栅极电极，亦可提高栅极电极被选择的时间。

由于本发明的特征系在于，当4:3显示面板呈现16:9画面时，可同时选择多条栅极电极，因此，并不限定显示区间12及16内的栅极电极需利用相同的选择方式。显示区间12及16亦可具有不同的选择方式，以控制其所对应的栅极电极。

一般而言，栅极驱动器32及数据驱动器34内具有移位寄存器电路(shift-register circuit)，移位寄存器电路系由多个移位寄存器单元所组成，每一级移位寄存器单元的输出端耦接到相对应的栅极电极或数据电极，用于选择栅极电极或数据电极。

本发明在4:3显示面板呈现16:9画面的模式下，需同时选择多个栅极电极，因此，该等栅极电极需耦接至同一移位寄存器单元，就能同时被选择。假设，栅极驱动器32同时选择栅极电极G₁₁～G₂₅，然后再选择栅极电极G₂₆～G₄₀，则栅极电极G₁₁～G₂₅需耦接至同一级移位寄存器单元，而栅极电极G₂₆～G₄₀耦接至下一级移位寄存器单元。

当4:3显示面板呈现4:3画面时，栅极电极系依序被选择，故每一级移位寄存器单元系耦接单一栅极电极。由于本发明的栅极驱动器32根据选择信号SEL，得知显示面板的显示模式，因此可利用选择信号决定栅极电极与移位寄存器单元的耦接方式，其可利用开关或是其它装置，用于切换多个栅极电极耦接至同一个移位寄存器单元，或是将分别耦接至多个移位寄存器单元，其切换方式系为此领域的技术人员所深知，故不再赘述。

另外，根据不同的显示模式，时间控制器364使能垂直启始信号的时间亦会不同，在本实施例中，时间控制器364输出使能的垂直启始信号STV₁的时间早于输出使能的垂直启始信号STV_(4:3)的时间。

第6图显示本发明的控制方法。请配合第3图，为方便说明起见，以下只针对显示区304内的栅极电极的控制方法加以说明。

首先，由于使用者可通过液晶显示器选择显示面板的显示模式，因此，首先判断选择信号SEL的状态(步骤S110)，用于得知使用者所选择的显示模式。

当处理装置36检测出选择信号SEL被使能时，表示使用者选择将16:9之画面呈现于4:3的LCD面板。在本实施例中，当使用者选择呈现16:9的画面时，则栅极驱动器32分两次选择栅极电极G₁₁～G₄₀(步骤S120)。本发明的特征在于选择至少二条栅极电极，因此并不限制栅极驱动器32选择栅极电极的数量。

当栅极电极G₁₁～G₄₀被选择后，栅极驱动器32依序选择栅极电极G₄₁～G₂₂₀(步骤S130)，使得栅极电极G₄₁～G₂₂₀所对应的数据电极D₁～D_n接收正常的图像数据。

然后，栅极驱动器32再分两次选择栅极电极G₂₂₁～G₂₅₀(步骤S140)，在本实施例中，栅极电极G₁₁～G₄₀及G₂₂₁～G₂₅₀均被分两次选择，但其选择方式亦可不同，例如，分两次选择栅极电极G₁₁～G₄₀，而一次选择所有栅极电极G₂₂₁～G₂₅₀。

当选择信号未被使能时，表示使用者选择呈现4:3画面，则栅极驱动器32依序选择栅极电极G₁₁～G₂₅₀(步骤S150)，使得栅极电极G₁₁～G₂₅₀所对应的数据电极D₁～D_n接收正常的图像数据。

本发明优于现有技术之处在于，通过选择多条栅极电极，便可大幅增加栅极电极被选择的时间，因而提高显示面板之亮度。另外，本发明并不限制栅极电极被选择的数量，因此，具有相当的电路设计空间。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用于限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许之更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定者为准。

Claims

1.一种控制装置，用于切换显示面板的显示模式，该显示面板具有多个数据电极以及多个栅极电极，该等栅极电极依序包含多个第一电极、多个第二电极、以及多个第三电极，该控制系统，包括：

处理装置，当选择信号被使能时，则提供第一启始信号，用于将该显示面板切换至第一显示模式；

栅极驱动器，当接收到该第一启始信号时，则同时选择该等第一电极；当该等第一电极被选择后，依序选择该等第二电极；当该等第二电极被选择后，则同时选择该等第三电极；以及

数据驱动器，当该等第一、第二、或第三电极被选择时，提供相对应的图像数据予该等第一、第二、或第三电极所对应的数据电极，

其中，当该选择信号被使能时，该处理装置在第一预设时间提供该第一启始信号；当该选择信号未被使能时，该处理装置在第二预设时间提供第二启始信号，用于将该显示面板切换至第二显示模式，该第一预设时间小于该第二预设时间。

2.根据权利要求1所述的控制装置，其中，该栅极驱动器同时选择至少二第一电极。

3.根据权利要求2所述的控制装置，其中，该栅极驱动器同时选择该等第一电极。

4.根据权利要求1所述的控制装置，其中，该栅极驱动器同时选择至少二第三电极。

5.根据权利要求4所述的控制装置，其中，该栅极驱动器同时选择该等第三电极。

6.根据权利要求1所述的控制装置，其中，当该栅极驱动器接收到该第二启始信号时，则依序选择该等第一电极；当该等第一电极被选择后，依序选择该等第二电极；当该等第二电极被选择后，依序选择该等第三电极。

7.根据权利要求1所述的控制装置，其中，该处理装置包括时间控制装置，其根据水平同步信号及垂直同步信号，决定该第一预设时间及第二预设时间。

8.一种显示器，至少包括：

显示面板，具有多个数据电极以及多个栅极电极，该等栅极电极依序包含多个第一电极、多个第二电极、以及多个第三电极；以及

控制装置，用于切换该显示面板的显示模式，该控制装置，包括：

9.一种控制方法，用于切换显示面板的显示模式，该显示面板具有多个数据电极以及多个栅极电极，该等栅极电极依序包含多个第一电极、多个第二电极、以及多个第三电极，该控制方法，包括下列步骤：

根据选择信号，决定该显示面板的显示模式；

当该选择信号被使能时，则同时使能该等第一电极；

在该等第一电极被使能后，则依序使能该等第二电极；以及

在该等第二电极均被使能后，则同时使能该等第三电极，

其中，当该选择信号被使能时，该处理装置在第一预设时间提供第一启始信号，用于将该显示面板切换至第一显示模式；当该选择信号未被使能时，该处理装置在第二预设时间提供该第二启始信号，用于将该显示面板切换至第二显示模式，该第一预设时间小于该第二预设时间。

10.根据权利要求9所述的控制方法，其中，至少二第一电极同时被使能。

11.根据权利要求10所述的控制方法，其中，该等第一电极系同时被使能。

12.根据权利要求9所述的控制方法，其中，至少二第三电极同时被使能。

13.根据权利要求12所述的控制方法，其中，该等第三电极系同时被使能。

14.根据权利要求9所述的控制方法，还包括：当该选择信号未被使能时，则依序使能该等第一、第二、及第三电极。