CN100479028C - 产生液晶交流驱动讯号的显示面板驱动方法及相关装置 - Google Patents

Abstract

显示面板的驱动方法通过设定驱动电路的接脚电位来产生液晶交流驱动讯号。针对一于共同模式下运作的驱动电路，依据分频比率设定其数据接脚电位，再依据一线锁存脉冲信号及其数据接脚的电位设定产生一液晶交流驱动讯号，并将液晶交流驱动讯号输出至其它段落模式或共同模式下运作的驱动电路。

Description

产生液晶交流驱动讯号的显示面板驱动方法及相关装置

技术领域

本发明涉及一种显示面板的驱动方法，特别是涉及一种通过设定驱动电路的接脚电位设定来产生液晶交流驱动讯号的液晶显示面板驱动方法。

背景技术

随着电子信息产业的蓬勃发展，液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)的应用范围及市场需求也不断在增加。液晶显示器是利用液晶分子在不同排列状态下，对光线具有不同偏振或折射效果的特性来控制光线的穿透率，进而使液晶显示器得以产生丰富的影像。液晶显示器的种类可依驱动方式区分为静态驱动(Static)、单纯矩阵驱动(Simple Matrix)，以及主动矩阵驱动(Active Matrix)等三种。其中，单纯矩阵驱动又称为被动式(Passive)驱动，主要有扭曲向列(Twisted Nematic，TN)驱动和超扭曲向列(Super Twisted Nematic，STN)驱动两种。主动矩阵型主要有薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)驱动及二端子二极管(Metal/Insulator/Metal，MIM)驱动两种。

使用不同驱动方式的液晶显示器因其利用液晶分子扭转原理的不同，在视角、彩色、对比度及动画显示品质上有优劣之分，因此在产品的应用范围上亦有明显差异。以主动式TFT液晶显示器为例，由于显示面板上每一像素单元皆由一相对应的薄膜晶体管开关来控制，不会因为显示面板上不同位置的像素单元对场电场的不同反应速率，影响写入不同像素单元的数据，因此能提供较佳显示品质。然而，主动式TFT液晶显示器结构复杂，因此通常较适合笔记型计算机、平面彩色电视、汽车导航系统、数字相机及液晶投影机等较大尺寸或较高分辨率的应用。另一方面，被动式TN与STN型液晶显示器都是使用场电压驱动方式，如果显示面板的尺寸加大，显示面板中心部位的像素单元对电极变化的反应时间就会拉长，进而影响显示品质。然而，被动式TN与STN型液晶显示器结构简单，因此通常较适合电子字典、移动电话、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、及电子血压计等较小尺寸或较低分辨率的应用。

请参考图1，图1为现有技术中一STN型液晶显示器10的示意图。液晶显示器10包含一控制器11、一讯号产生器12、两驱动电路13和14，以及一液晶显示面板15。为了避免液晶材质永久极化的情形，一般会将用来驱动液晶分子的跨压周期性地切换于正负两极性之间，而控制驱动电压极性反转周期的液晶交流驱动(AC-Converting)讯号由FR来表示。驱动电路13和14耦接于液晶显示面板15和控制器11，驱动电路13可依据液晶交流驱动讯号FR及一线锁存脉冲(Line Latch Pulse)信号LP输出一X方向驱动讯号Vx至液晶显示面板15，而驱动电路14可依据液晶交流驱动讯号FR、线锁存脉冲信号LP及一帧起始脉冲(Frame Start Pulse)讯号FSP输出一Y方向驱动讯号Vy至液晶显示面板15。驱动电路13和14直接由控制器11接收线锁存脉冲信号LP及帧起始脉冲讯号FSP。讯号产生器12包含一分频器16，可接收控制器11传来的线锁存脉冲信号LP，分频器16再依据液晶显示面板15所需的极性反转频率，对线锁存脉冲信号LP进行分频以产生相对应的液晶交流驱动讯号FR，并将液晶交流驱动讯号FR输出至驱动电路13和14。现有技术的液晶显示器10需使用讯号产生器12来对线锁存脉冲信号LP进行分频，以确保驱动电路13和14能接收到正确的液晶交流驱动讯号FR，如此会增加系统的复杂度。此外，讯号产生器12的分频器16所能进行的分频比率为固定值，因此无法弹性地调整液晶交流驱动讯号FR。

请参考图2，图2为现有技术中另一STN型液晶显示器20的示意图。液晶显示器20包含控制器11、一讯号产生器22、驱动电路13和14，以及液晶显示面板15。液晶显示器20和液晶显示器10不同之处在于液晶显示器20的讯号产生器22包含一分频器26及一指播开关(Dip Switch)28。讯号产生器22同样可接收控制器11传来的线锁存脉冲信号LP，分频器26再依据指播开关28的设定，对线锁存脉冲信号LP进行不同程度的分频以产生相对应的液晶交流驱动讯号FR，并将液晶交流驱动讯号FR输出至驱动电路13和14。因此，驱动电路13亦可依据液晶交流驱动讯号FR及线锁存脉冲信号LP输出X方向驱动讯号Vx至液晶显示面板15，而驱动电路14亦可依据液晶交流驱动讯号FR、线锁存脉冲信号LP及帧起始脉冲讯号FSP输出Y方向驱动讯号Vy至液晶显示面板15。现有技术的液晶显示器20可通过指拨开关28设定分频器26的分频比率，因此能弹性地调整液晶交流驱动讯号FR。然而，讯号产生器22仍会增加系统的复杂度。

请参考图3，图3为现有技术中另一STN型液晶显示器30的示意图。液晶显示器30包含一控制器31、驱动电路13和14，以及液晶显示面板15。不同于液晶显示器10和20，液晶显示器30不需使用外部讯号产生器12或22来产生液晶交流驱动讯号FR，而是在控制器31内直接以软件方式依据线锁存脉冲信号LP计算出液晶交流驱动讯号FR，并将液晶交流驱动讯号FR直接输出至驱动电路13和14。液晶显示器30可减少额外的硬件设置，然而，控制器31内需要通过内部程序来计算出正确的液晶交流驱动讯号FR，因此会增加控制器31的设计难度。

发明内容

本发明提供一种通过设定驱动电路的接脚电位来产生液晶交流驱动讯号的显示面板驱动方法，其包含(a)将一第一超扭曲向列驱动电路的一段落模式/共同模式选择接脚设为一第一电位以使该第一超扭曲向列驱动电路于一段落模式下运作、(b)依据一显示面板欲显示的影像设定该第一超扭曲向列驱动电路的多个数据接脚的电位、(c)该第一超扭曲向列驱动电路依据其数据接脚的电位与一液晶交流驱动讯号输出一第一驱动讯号至该显示面板、(d)将一第二超扭曲向列驱动电路的一段落模式/共同模式选择接脚设为一第二电位以使该第二超扭曲向列驱动电路于一共同模式下运作、(e)设定该第二超扭曲向列驱动电路的多个数据接脚的电位，并依据一线锁存脉冲信号及该第二超扭曲向列驱动电路的多个数据接脚的电位产生该液晶交流驱动讯号，以及(f)该第二超扭曲向列驱动电路依据依据该液晶交流驱动讯号输出一第二驱动讯号至该显示面板。

本发明还提供一种通过设定接脚电位来产生液晶交流驱动讯号的液晶显示装置，其包含一液晶显示面板，用来依据一第一驱动讯号与一第二驱动讯号产生影像；一第一超扭曲向列驱动电路，耦接于该液晶显示面板，其中该第一超扭曲向列驱动电路是于一段落模式下运作，该第一超扭曲向列驱动电路的多个数据接脚的电位相关于该液晶显示面板欲显示的影像，且该第一超扭曲向列驱动电路依据其数据接脚的电位与一液晶交流驱动讯号产生该第一驱动讯号；以及一第二超扭曲向列驱动电路，耦接于该液晶显示面板，其中该第二超扭曲向列驱动电路于一共同模式下运作，该第二超扭曲向列驱动电路的多个数据接脚的电位相关于分频比率，且该第二超扭曲向列驱动电路依据其数据接脚的电位与一线锁存脉冲信号产生该液晶交流驱动讯号以及依据该液晶交流驱动讯号产生该第二驱动讯号。

附图说明

图1为现有技术中一STN型液晶显示器的示意图。

图2为现有技术中另一STN型液晶显示器的示意图。

图3为现有技术中另一STN型液晶显示器的示意图。

图4为本发明中一STN型液晶显示器的示意图。

图5为本发明中一驱动电路的功能方块图。

图6为本发明所产生的液晶交流驱动讯号的讯号图。

图7为本发明中一STN液晶显示面板驱动方法的流程图。

附图符号说明

12、22  讯号产生器          15、45  液晶显示面板

16、26  分频器              28  指拨开关

51  移位器                  52  主动控制电路

53  控制逻辑电路            56  240位移位器

57  240线锁存/移位器        58  数据锁存电路

59  数据锁存控制电路        710-800  步骤

54  起始脉冲转换/数据控制电路

55  240位电平驱动器

10、20、30、40  液晶显示器

11、31、41  控制器

13、14、43、44、50  驱动电路

具体实施方式

请参考图4，图4为本发明中一STN型液晶显示器40的示意图。液晶显示器40包含一控制器41、两驱动电路43和44，以及一液晶显示面板45。控制器41可为微处理单元(Microprocessor Unit，MPU)或其它种类的控制器，可提供驱动电路43和44运作时所需的线锁存脉冲信号LP及帧起始脉冲讯号FSP。驱动电路43可依据液晶交流驱动讯号FR及线锁存脉冲信号LP输出X方向驱动讯号Vx至液晶显示面板45，而驱动电路44可依据液晶交流驱动讯号FR、线锁存脉冲信号LP及帧起始脉冲讯号FSP输出Y方向驱动讯号Vy至液晶显示面板45。在液晶显示器40中，驱动电路44接收控制器41传来的线锁存脉冲信号LP，再依据线锁存脉冲信号LP及其接脚的设定自行产生运作所需的液晶交流驱动讯号FR，同时输出液晶交流驱动讯号FR至驱动电路43其中，接脚FR一般驱动电路设定为接收，而在驱动电路43中可依其脚位设定将接脚FR设定为输出。

在液晶显示器40中，驱动电路43和44可使用一般市面常见的STN驱动电路。请参考图5，图5为本发明中一驱动电路50的功能方块图。驱动电路50包含一移位器(Level Shifter)51、一主动控制(Active Control)电路52、一控制逻辑(Control Logic)电路53、一起始脉冲转换/数据控制(StartPulse Conversion/Data Control)电路54、一240位电平驱动器(LevelDriver)55、一240位移位器56、一240线锁存/移位器(Line Latch/ShiftRegister)57、数据锁存(Data Latch)电路58，以及一数据锁存控制(DataLatch Control)电路59。在图5中，驱动电路50的接脚和其所接收的讯号皆由相同标示来表示，例如FR同时代表接脚FR与接脚FR所接收到的讯号FR。驱动电路50包含多个接脚，其两种主要运作模式可由接脚S/C的电位来控制，接脚S/C为段落模式/共同模式选择接脚(Segment Mode/Common ModeSelection Pin)：当接脚S/C为高电位时，驱动电路50于一段落模式(SegmentMode)下运作；当接脚S/C为低电位时，驱动电路50于一共同模式(CommonMode)下运作。在本发明图4的实施例中，驱动电路43为一在段落模式下运作的驱动电路50，而驱动电路44为一在共同模式下运作的驱动电路50。图5所示的驱动电路50仅为本发明的一实施例，本发明的驱动电路43和44亦可应用其它种类的驱动电路。

接下来说明驱动电路50的其它主要接脚。接脚MD为模式选择接脚(ModeSelection Pin)，当接脚MD为高电位时，驱动电路50于一单一模式(SingleMode)下运作，此时可输出240组驱动电压S₁-S₂₄₀；当接脚MD为低电位时，驱动电路50于一双重模式(Dual Mode)下运作，此时可分别输出240组驱动电压S₁-S₁₂₀及S₁₂₁-S₂₄₀。接脚L/R为方向选择接脚(Direction Selection Pin)：当接脚L/R为高电位时，数据输出的顺序是从S₁至S₂₄₀；当接脚L/R为低电位时，数据输出的顺序是从S₂₄₀至S₁。接脚XCK为时钟输入接脚(Clock InputPin)：在段落模式下，驱动电路50于接脚XCK所接收到的时钟讯号的讯号下降边缘(Falling Edge)处读取数据；在共同模式下，接脚XCK则耦接至接地电位或是为开路。接脚LP为锁存脉冲输入接脚(Latch Pulse Input Pin)：在段落模式下，驱动电路50于接脚LP所接收到讯号的讯号下降边缘处锁存数据；在共同模式下，驱动电路50于接脚LP所接收到讯号的讯号下降边缘处对数据进行移位处理。接脚D0-D7为数据接脚(Data Pin)：在段落模式下，驱动电路50依据显示影像的数据来决定接脚D0-D7的电位；在共同模式下，驱动电路50不需使用接脚D0-D7，此时会将接脚D0-D7耦接至同一偏压(例如接地电位)，以避免因接脚D0-D7具有浮接电位而影响驱动电路50于共同模式下的运作。接脚FR用来接收对应于驱动电压的极性反转周期的液晶交流驱动讯号FR。接脚V_DD、V_SS、V_1R-V_4R和V_1L-V_4L皆为电源供应接脚(Power SupplyPin)，用来接收驱动电路50运作所需的各偏压。接脚EI01和EI02为控制芯片选择(Chip Selection)的输入/输出接脚。接脚DISPOFF为控制输出取消选择(Output Deselect)的接脚。

图5所示的驱动电路50说明了一般市面常见STN驱动电路的架构，其内部各组件运作已为业界熟知，在此不另加赘述。尽管驱动电路50可因不同设计或单一/双重模式而提供不同数目的输出电压，然而一般皆会使用一在段落模式下运作的驱动电路50以及一在共同模式下运作的驱动电路50来驱动液晶显示面板，如图4所示的驱动电路43和44。由于驱动电路44是在共同模式下运作，不需使用数据接脚D0-D7，本发明可使用数据接脚D0-D7作分频的设定。在本发明第一实施例中，当需要针对线锁存脉冲讯号LP作除以7的分频操作时，本发明可将驱动电路44的数据接脚[D7:D0]的值设为[00000111]，此时驱动电路44可依据线锁存脉冲信号LP及其数据接脚D0-D7的设定自行产生分频后相对应的液晶交流驱动讯号FR，同时输出液晶交流驱动讯号FR至驱动电路43。因此，除了[D7:D0]＝[00000000]和[11111111]的内定原始模式外，本发明第一实施例可提供254种相关于不同分频比率的设定。此外，在本发明第二实施例中亦可使用数据接脚D 0-D7中的一数据接脚(如数据接脚D7)或其它接脚(如时钟输入接脚XCK)来设定对线锁存脉冲信号LP进行分频的时间点。例如，当本发明第二实施例中将驱动电路44的数据接脚[D7:D0]的值设为[10000111]时，此时会在线锁存脉冲讯号LP的讯号上升边缘开始进行除以7的分频操作；而当本发明第二实施例中将驱动电路44的数据接脚[D7:D0]的值设为[00000111]时，此时会在线锁存脉冲讯号LP的讯号下降边缘开始进行除以7的分频操作。因此，除了[D7:D0]＝[00000000]和[11111111]的内定模式外，本发明第二实施例可提供127种相关于不同分频比率的设定

请参考图6，图6的讯号图说明了本发明第二实施例所产生的液晶交流驱动讯号。在图6中，波形S_LP代表控制器41输出的线锁存脉冲讯号LP，波形S_FR R代表当数据接脚[D7:D0]的值设为[10000111]时所产生的液晶交流驱动讯号，而波形S_FR F代表当数据接脚[D7:D0]的值设为[00000111]时所产生的液晶交流驱动讯号。

请参考图7，图7说明了本发明中驱动一STN液晶显示面板的方法。图7的流程图包含下列步骤：

步骤710：输出一线锁存脉冲信号LP至一第一与第二驱动电路；

步骤720：输出一帧起始脉冲讯号FSP至第二驱动电路；

步骤730：将第二驱动电路的接脚S/C设为低电位以使第二驱动电路于共同模式下运作；

步骤740：依据分频比率设定第二驱动电路的多个数据接脚的电位；

步骤750：依据第二驱动电路的多个数据接脚的电位对线锁存脉冲信号LP分频以产生液晶交流驱动讯号FR；

步骤760：第二驱动电路依据液晶交流驱动讯号FR及帧起始脉冲讯号FSP输出一第二驱动讯号至一液晶显示面板；

步骤770：第二驱动电路输出液晶交流驱动讯号FR至第一驱动电路；

步骤780：将第一驱动电路的接脚S/C设为高电位以使第一驱动电路于段落模式下运作；

步骤790：依据液晶显示面板欲显示的影像设定第一驱动电路的多个数据接脚的电位；以及

步骤800：第一驱动电路依据其数据接脚的电位与液晶交流驱动讯号FR输出一第一驱动讯号至液晶显示面板。

本发明使用驱动电路在共同模式下不需使用的数据接脚来设定分频比率或其它功能，以提供本身及另一在段落模式下运作的驱动电路所需的液晶交流驱动讯号，因此不需额外设置讯号产生器或是在控制器内设计内部程序，驱动电路在液晶显示模块(Liquid Crystal Module，LCM)上的接脚位置和其芯片大小亦不需要做任何变动，因此不会增加系统的复杂度及控制器的设计难度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明的权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (11)

1.一种通过设定超扭曲向列驱动电路的接脚电位来产生液晶交流驱动讯号的显示面板驱动方法，其包含下列步骤：

(a)将一第一超扭曲向列驱动电路的一段落模式/共同模式选择接脚设为一第一电位以使该第一超扭曲向列驱动电路于一段落模式下运作；

(b)依据一显示面板欲显示的影像设定该第一超扭曲向列驱动电路的多个数据接脚的电位；

(c)该第一超扭曲向列驱动电路依据其数据接脚的电位与一液晶交流驱动讯号输出一第一驱动讯号至该显示面板；

(d)将一第二超扭曲向列驱动电路的一段落模式/共同模式选择接脚设为一第二电位以使该第二超扭曲向列驱动电路于一共同模式下运作；

(e)设定该第二超扭曲向列驱动电路的多个数据接脚的电位，并依据一线锁存脉冲信号及该第二超扭曲向列驱动电路的多个数据接脚的电位产生该液晶交流驱动讯号；以及

(f)该第二超扭曲向列驱动电路依据该液晶交流驱动讯号输出一第二驱动讯号至该显示面板。

2.如权利要求1所述的方法，其还包含：

该第二超扭曲向列驱动电路输出该液晶交流驱动讯号至该第一超扭曲向列驱动电路。

3.如权利要求1所述的方法，其还包含产生该线锁存脉冲信号。

4.如权利要求1所述的方法，其中该第二超扭曲向列驱动电路是依据该液晶交流驱动讯号与帧起始脉冲输出该第二驱动讯号至该显示面板。

5.如权利要求1所述的方法，其中步骤(e)是依据分频比率设定该第二超扭曲向列驱动电路的多个数据接脚的电位。

6.如权利要求1所述的方法，该方法驱动一超扭曲向列液晶显示面板。

7.如权利要求1所述的方法，其中该第一电位为高电位，该第二电位为低电位。

8.如权利要求1所述的方法，其中该第一电位为低电位，该第二电位为高电位。

9.一种通过设定接脚电位来产生液晶交流驱动讯号的液晶显示装置，其包含：

一液晶显示面板，用来依据一第一驱动讯号与一第二驱动讯号产生影像；

一第一超扭曲向列驱动电路，耦接于该液晶显示面板，其中该第一超扭曲向列驱动电路是于一段落模式下运作，该第一超扭曲向列驱动电路的多个数据接脚的电位相关于该液晶显示面板欲显示的影像，且该第一超扭曲向列驱动电路依据其数据接脚的电位与一液晶交流驱动讯号产生该第一驱动讯号；以及

一第二超扭曲向列驱动电路，耦接于该液晶显示面板，其中该第二超扭曲向列驱动电路于一共同模式下运作，该第二超扭曲向列驱动电路的多个数据接脚的电位相关于分频比率，且该第二超扭曲向列驱动电路依据其数据接脚的电位与一线锁存脉冲信号产生该液晶交流驱动讯号以及依据该液晶交流驱动讯号产生该第二驱动讯号。

10.如权利要求9所述的液晶显示装置，其还包含：

一控制器，用来产生该线锁存脉冲信号。

11.如权利要求10所述的液晶显示装置，其中该控制器包含一微处理单元。

Images