CN100492110C - 液晶显示器及其驱动电路和驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液晶显示器驱动电路，该液晶显示器驱动电路包括多条平行的扫描线、多条平行并分别与该扫描线相交的数据线、一扫描驱动电路、一数据驱动电路、一控制电路及一光感测元件。该扫描驱动电路用来驱动该多条扫描线。该数据驱动电路提供提供数据信号到该多条数据线。该控制电路用来控制该扫描驱动电路和该数据驱动电路。该光感应元件电连接到该控制电路，该光感应元件用于根据液晶显示器的闪烁程度产生不同的光感测信号。该控制电路根据该光感测元件产生的不同光感测信号来产生多个补偿灰阶电压信号，并提供该补偿灰阶电压信号到该数据驱动电路来驱动该多条数据线。该驱动电路可自动减少液晶显示器的闪烁。

Description

液晶显示器及其驱动电路和驱动方法

【技术领域】

本发明涉及一种能减轻画面显示闪烁的驱动电路、采用该驱动电路的液晶显示器以及液晶显示器驱动方法。

【背景技术】

液晶显示器具有轻薄、低耗电和辐射少等特点，因此被广泛用来笔记型计算机、手机和便携式计算机等领域。

请参阅图1，是现有技术一种液晶显示器的示意图。该液晶显示器100包括一上玻璃基板(图未示)、一与该上玻璃基板相对放置的下玻璃基板(图未示)、位于二玻璃基板之间的一液晶层(图未示)、一扫描驱动电路110、一数据驱动电路120及一控制电路130。

该下玻璃基板包括多条相互平行的扫描线101、多条相互平行并分别与该扫描线101绝缘垂直相交的数据线102、多个像素电极103和位于多条扫描线101与多条数据线102交叉处的多个薄膜晶体管106。

该上玻璃基板包括多个与像素电极103相对且透明的公共电极105。该公共电极105可由氧化铟锡材料构成。

请一并参阅图2，是图1所示液晶显示器100中一像素单元的等效电路图。从显示区域上来讲，该扫描线101数据线与该数据线102所围的最小区域定义一像素单元(图未示)。从结构上来讲，每一像素单元包括一像素电极103、一公共电极105和夹于该二电极103、105之间的液晶分子。每一像素单元由一薄膜晶体管106来驱动。其中，该薄膜晶体管106的栅极g连接到一扫描线101，源极s连接到一数据线102，漏极d连接到该像素电极103。该像素电极103、该公共电极105以及夹于该二电极103、105之间的液晶分子构成一像素电容C_1c。由于半导体工艺本身的原因，该薄膜晶体管的栅极g与漏极d之间会产生一寄生电容C_gd.

像素单元是该液晶显示器100的最小的显示单元。由于液晶分子具有各向异性的透射率，当电场被提供给位于该二电极103、105之间的液晶分子时，可以通过控制电场强度来实现对多个液晶像素单元的光穿透量的调整。但是，如果始终提供同一方向的电场来驱动该二电极103、105之间的液晶分子，则液晶分子对电场的反应会逐渐迟钝。为了避免该问题产生，提供到该像素电极103上的灰阶电压会在正负电压(以公共电极105上的公共电压为参考对象)之间交替变换。该驱动方法称为反转驱动方法。

请一并参阅图3，是图1所示液晶显示器100的驱动波形图。其中，V_g，V_d和V_p分别表示扫描电压，灰阶电压，和提供到像素电极103上的像素电压。该ΔV_g是扫描电压的电压幅值，即，扫描开启电压V_on与扫描关闭电压V_off的电压差值。V_com和ΔV分别表示公共电压和扭曲电压。该液晶显示器100的工作原理描述如下：

当扫描开启电压V_on通过该扫描线101提供到该薄膜晶体管106的栅极g时，该薄膜晶体管106开启。此时一代表图像信号的灰阶电压V_d通过该数据线102提供到到该薄膜晶体管106的源极s，然后该灰阶电压V_d通过该薄膜晶体管106的漏极d和该像素电极103提供到该像素电容C_1c。该公共电极105上通常被提供一稳定的公共电压V_com。所以，该像素电极103与该公共电极105之间产生一电场，该电场作用来该二电极103、105之间的液晶分子。该薄膜晶体管106开启时提供到该像素电容C_1c上的灰阶电压V_d在该薄膜晶体管106关闭时会被该像素电容C_1c保持。

但是，该薄膜晶体管106的栅极g与漏极d之间的该寄生电容C_gd会使提供到该像素电极103上的灰阶电压V_d被扭曲。扭曲电压ΔV使提供到该像素电极103上的正极性电压降低。该扭曲电压ΔV可由下面的数学公式(1)来表达。

$\mathrm{\ΔV}=\frac{C_{\mathrm{gd}}\·\mathrm{\Δ}{V}_g}{C_{\mathrm{gd}}+\mathrm{\Δ}{V}_g}=\frac{C_{\mathrm{gd}}\text{\·}(V_{\mathrm{on}}-V_{\mathrm{off}})}{C_{\mathrm{gd}}+\mathrm{\Δ}{V}_g}---\left(1\right)$

理想的液晶显示器100的驱动波形如图3中的虚线V_d所示。当扫描电压V_g为高电压时，该灰阶电压V_d被提供到该像素电极103，当该当扫描电压V_g为低电压时，该灰阶电压V_d被完全保持。真实的液晶显示器100的驱动波形如图3中的实线V_p所示。当扫描电压V_g下降(从高电压变为低电压)时，该像素电压V_p被扭曲电压ΔV下拉而降低。一像素单元在一帧时间内的透光总量可以由该时间段内像素电压V_p与公共电压V_com所围成的区域来代表。当该液晶显示器100是通过反转驱动方法来驱动并显示相同静态画面时，提供到公共电极105上的公共电压V_com必须做出适当的调整来使每一帧时间段内该像素电压V_p与公共电压V_com所围成的区域都相等，否则画面会出现闪烁现象。

但是，即使提供一稳定的公共电压V_com到该公共电极105使上面所述的区域面积相同，来抑制画面闪烁的现象，画面闪烁的现象还是会因下述原因存在。

通常，一扫描线101本身具有一定的电阻，该电阻和连接在扫描线101上的多个寄生电容C_gd一起构成一RC延迟电路。该延迟电路使提供到扫描线101上的扫描信号产生一定的延迟，具体延迟的时间由扫描线101本身的电阻及寄生电容C_gd决定，液晶显示器100的尺寸越大则扫描信号被延迟越久。

请一并参阅图4，是图1所示液晶显示器100中测量得到的一扫描电压被一扫描线101延迟后的波形图。其中，V_g1表示位于扫描信号输入端G1附近的扫描信号波形图，V_g2表示远离扫描信号输入端G1的扫描信号波形图。从图4中可看出：离扫描信号输入端G1越远处的扫描信号被延迟越久，因此公式(1)中的ΔV_g，即扫描开启电压V_on与扫描关闭电压V_off的电压差值在离扫描信号输入端越远处也就越小。根据公式(1)，扭曲电压ΔV在离扫描信号输入端越远处也就越小。

因此，即使提供一稳定的公共电压V_com到公共电极105，该公共电压V_com也不能成为所有像素单元的像素电压V_p的中间电压值，而且像素电压V_p仍会在两帧画面之间变化，闪烁的现象依然存在。液晶面板越大，扫描线越长则闪烁的现象越明显。

请参阅图5，是现有技术另一种液晶显示器的示意图。该液晶显示器500包括：一上玻璃基板(图未示)，一与该上玻璃基板相对放置的下玻璃基板(图未示)、位于二玻璃基板之间的一液晶层(图未示)、一扫描驱动电路510、一数据驱动电路520及一公共电压产生器530。

该下玻璃基板包括多条相互平行的扫描线501、多条相互平行并分别与该扫描线501绝缘垂直相交的数据线502、位于多条扫描线501与多条数据线502相交叉处的多个薄膜晶体管506及多个像素电极503。该薄膜晶体管506的栅极连接到一扫描线501，该薄膜晶体管506的源极连接到一数据线502，该薄膜晶体管506的漏极连接到一像素电极503。

该上玻璃基板包括多个与像素电极503相对且透明的公共电极505。该公共电极505可由氧化铟锡材料构成。

该扫描驱动电路510提供多个扫描信号到该多条扫描线501来开启/关闭与该扫描线501连接的多个薄膜晶体管506。

该数据驱动电路520提供多个数据信号到该多条数据线502。

该公共电压产生器530包括一电源539、一可调变的第一电阻531和一可调变的第二电阻532。该第一电阻531的一端连接到该电源539，另一端连接到位于公共电极505上的一第一公共端533。该第二电阻532的一端接地，另一端连接到位于公共电极505上的一第二公共端534。该第一公共端533和该第二公共端534之间通过该上玻璃基板的一公共电极电连接。该公共电压产生器530提供一第一公共电压到该第一公共端533，且提供一第二公共电压到该第二公共端534，该第一公共电压高于该第二公共电压。

该液晶显示器500中，因为包括一可以调变的第一电阻531和一可调变的第二电阻532，操作员可根据液晶显示器500闪烁的情况调节该第一电阻531及该第二电阻532来尽量减轻闪烁现象。但是，由于需要操作人员手动调节来减轻闪烁现象，会因为人为因素产生调节不准确的情况。

【发明内容】

为了解决现有技术液晶显示器手动调节减轻闪烁会产生调节不准确的的问题，有必要提供一种自动减轻闪烁的液晶显示器驱动电路。

为了解决现有技术液晶显示器手动调节减轻闪烁会产生调节不准确的的问题，有必要提供一种自动减轻闪烁的液晶显示器。

为了解决现有技术液晶显示器手动调节减轻闪烁会产生调节不准确的的问题，有必要提供一种自动减轻闪烁的液晶显示器驱动方法。

一种液晶显示器驱动电路包括多条平行的扫描线、多条平行并分别与该扫描线相交的数据线、一扫描驱动电路、一数据驱动电路、一控制电路及一光感测元件。扫描驱动电路用来驱动该多条扫描线。该数据驱动电路提供数据信号到该多条数据线。该控制电路用来控制该扫描驱动电路和该数据驱动电路。该光感应元件电连接到该控制电路，该光感应元件用于根据液晶显示器的闪烁程度产生不同的光感测信号。该控制电路根据该光感测元件产生的不同光感测信号来产生多个补偿灰阶电压信号，并提供该补偿灰阶电压信号到该数据驱动电路来驱动该多条数据线。

一种液晶显示器包括一第一基板、一与该第一基板相对放置的第二基板、位于该二基板之间的一液晶层、一扫描驱动电路、一数据驱动电路、一控制电路及一光感测元件。该第一基板包括多条平行的扫描线、多条平行并分别与该扫描线相交的数据线、位于多条扫描线与多条数据线相交叉处的多个薄膜晶体管和多个与该薄膜晶体管连接的像素电极；该第二基板包括多个与像素电极相对的公共电极；该扫描驱动电路用来驱动该多条扫描线；该数据驱动电路提供数据信号到该多条数据线；该控制电路用来控制该扫描驱动电路及该数据驱动电路；该光感测元件位于该第一基板与该第二基板之间，并通过该第一基板上的光感测线路电连接到该控制电路。该光感应元件用于根据液晶显示器的闪烁程度产生不同的光感测信号。该控制电路根据该光感测元件产生的不同光感测信号来产生多个补偿灰阶电压信号，并提供该补偿灰阶电压信号到该数据驱动电路来驱动该多条数据线。

上述液晶显示器的驱动方法包括如下步骤：a.一光感测元件检测一液晶显示器的闪烁程度来产生不同光感测信号，并传输该光感测信号到该控制电路；b.一控制电路根据该不同光感测信号来产生多个补偿灰阶电压信号，并存储该多个补偿灰阶电压信号到一存储电路，该多个补偿灰阶电压信号使液晶显示器的闪烁程度最小；c.该控制电路根据该不同光感测信号从该存储电路中提取该多个补偿灰阶电压信号；d.该控制电路提供该多个补偿灰阶电压信号到该数据驱动电路来驱动该多条数据线。

相较于现有技术，上述液晶显示器包括一光感测元件，该控制电路根据不同光感测信号来产生多个补偿灰阶电压信号，并提供到该数据驱动电路来驱动该多条数据线。该多个补偿灰阶电压信号可自动降低液晶显示器的闪烁程度。因此该液晶显示器不需要操作员手动调节来降低液晶显示器的闪烁。

【附图说明】

图1是现有技术一种液晶显示器的示意图。

图2是图1所示液晶显示器中一像素单元的等效电路图。

图3是图1所示液晶显示器的驱动波形图。

图4是图1所示液晶显示器中测量得到的一扫描电压被一扫描线延迟后的波形图。

图5是现有技术另一种液晶显示器的示意图。

图6是本发明液晶显示器的一较佳实施方式的示意图。

图7是图6所示液晶显示器中光感测元件产生的光感测信号波形图。

图8是图6所示液晶显示器中两帧扫描时间内驱动一数据线的灰阶电压信号波形示意图。

图9是图6所示液晶显示器的驱动方法的方块示意图。

【具体实施方式】

请参阅图6，是本发明液晶显示器的一较佳实施方式的示意图。该液晶显示器600包括：一第一基板(图未示)、一与该第一基板相对放置的第二基板(图未示)、位于该二基板之间的一液晶层(图未示)、一扫描驱动电路610、一数据驱动电路620、一控制电路630及一光感测元件690。该控制电路630包括一存储电路632。

该第一基板包括多条平行的扫描线601、多条平行并分别与该扫描线601相交的数据线602、位于多条扫描线601与多条数据线602相交叉处的多个薄膜晶体管606和多个与该薄膜晶体管606连接的像素电极603。该第二基板包括多个与像素电极603相对的公共电极605。

该扫描驱动电路610用来驱动该多条扫描线601。该数据驱动电路620用来驱动该多条数据线602。该控制电路630用来控制该扫描驱动电路610和该数据驱动电路620。

该光感测元件690位于该第一基板与该第二基板之间，并通过该第一基板上的光感测线路691电连接到该控制电路630。该光感测元件690可根据该液晶显示器600的闪烁程度产生不同强度的光感测信号。该控制电路630根据该不同光感测信号来产生多个补偿灰阶电压信号，并传输该多个补偿灰阶电压信号到该存储电路632。该存储电路632存储不同光感测信号所对应的闪烁程度最小的多个补偿灰阶电压信号值。然后该控制电路630根据该不同光感测信号从该存储电路632中提取对应的补偿灰阶电压信号，并提供到该数据驱动电路620来驱动该多条数据线602。

该补偿灰阶电压信号包括两帧扫描时间内极性反转的一对灰阶电压信号，其包括一正灰阶电压信号及一负灰阶电压信号。根据该光感测元件690产生的不同强度的光感测信号，该正灰阶电压信号的绝对值可大于、小于或等于该负灰阶电压信号的绝对值。

图6所示液晶显示器600中光感测元件690产生的光感测信号波形图如图7所示。V_p-p是光感测信号的最大差值，该V_p-p值越大代表该液晶显示器闪烁程度越大，V_p-p值越小代表该液晶显示器闪烁程度越小。

请一并参阅图8，是图6所示液晶显示器600中两帧扫描时间内驱动一数据线602的灰阶电压信号波形示意图。其中，该V₀-V_n是多个灰阶电压，n是该液晶显示器600的灰阶总数。

+V_(n-m)及-V_(n-m)是两帧扫描时间内提供到一数据线602上的一对正常灰阶电压信号801。m是自然数，+V_(n-m)是正灰阶电压信号，-V_(n-m)是负灰阶电压信号。

+V_(n-m+y)及-V_(n-m-y)是两帧扫描时间内提供到该数据线602上的一对补偿灰阶电压信号802，y是自然数且小于(n-m)，该对补偿灰阶电压信号802是通过同时上调该正常灰阶电压信号801中的该正灰阶电压信号和该负灰阶电压信号y级灰阶电压得到的，显然该补偿灰阶电压信号802中的该正灰阶电压信号+V_(n-m+y)的绝对值大于该负灰阶电压信号-V_(n-m-y)的绝对值。

+V_(n-m-y)及-V_(n-m+y)是两帧扫描时间内提供到该数据线602上的另一对补偿灰阶电压信号803，该对补偿灰阶电压信号803是通过同时下调该正常灰阶电压信号801中的该正灰阶电压信号和该负灰阶电压信号y级灰阶电压得到的，显然该补偿灰阶电压信号803中的该正灰阶电压信号+V_(n-m-y)的绝对值小于该负灰阶电压信号-V_(n-m+y)的绝对值。

该液晶显示器600包括一光感测元件690，该控制电路630根据该光感测元件690产生的不同光感测信号来产生多个补偿灰阶电压信号802、803，并提供该多个补偿灰阶电压信号802、803至该数据驱动电路620以驱动该多条数据线602。因此该液晶显示器600不需要操作员手动调节来降低液晶的闪烁，可以自动调节以减轻该液晶显示器600的闪烁。

作为该较佳实施方式的变体，上述液晶显示器600的光感测元件690也可为多个分别位于该液晶显示器600的不同显示区域。该存储电路632也可以省略，此时该控制电路630根据该不同光感测信号来产生多个补偿灰阶电压信号，并直接提供该多个补偿灰阶电压信号到该数据驱动电路620来驱动该多条数据线602。

请一并参阅图9，是图6所示液晶显示器600的驱动方法的方块示意图。该方法包括如下步骤：

a.一光感测元件690检测液晶显示器600的闪烁程度并产生不同光感测信号，然后传输该光感测信号到该控制电路630；

b.该控制电路630根据该不同光感测信号来产生多个补偿灰阶电压信号802、803，并存储该多个补偿灰阶电压信号802、803到一存储电路632；

c.该控制电路630根据该不同光感测信号从该存储电路632中提取对应的补偿灰阶电压信号802、803；

d.该控制电路630提供该多个补偿灰阶电压信号802、803到该数据驱动电路620来驱动该多条数据线602，该多个补偿灰阶电压信号802、803使该液晶显示器的闪烁程度减小。

Claims (10)

1.一种液晶显示器驱动电路，其包括：

多条平行的扫描线；

多条平行并分别与该扫描线相交的数据线；

一扫描驱动电路，其用来驱动该多条扫描线；

一数据驱动电路，其提供数据信号到该多条数据线；

一控制电路，其用来控制该扫描驱动电路及该数据驱动电路；

其特征在于：该液晶显示器驱动电路进一步包括一光感测元件，该光感应元件电连接到该控制电路，该光感应元件用于根据液晶显示器的闪烁程度产生不同的光感测信号；该控制电路根据该光感测元件产生的不同光感测信号来产生多个补偿灰阶电压信号，并提供多个补偿灰阶电压信号至该数据驱动电路以驱动该多条数据线。

2.如权利要求1所述的液晶显示器驱动电路，其特征在于：该控制电路包括一存储电路，该存储电路用来存储多个补偿灰阶电压信号值。

3.如权利要求1所述的液晶显示器驱动电路，其特征在于：该补偿灰阶电压信号包括一正电压信号及一负电压信号。

4.如权利要求3所述的液晶显示器驱动电路，其特征在于：该正电压信号的绝对值大于该负电压信号的绝对值。

5.如权利要求3所述的液晶显示器驱动电路，其特征在于：该正电压信号的绝对值等于该负电压信号的绝对值。

6.如权利要求3所述的液晶显示器驱动电路，其特征在于：该正电压信号的绝对值小于该负电压信号的绝对值。

7.一种液晶显示器，其包括：

一第一基板，其包括多条平行的扫描线、多条平行并分别与该扫描线相交的数据线、位于多条扫描线与多条数据线相交叉处的多个薄膜晶体管及多个与该薄膜晶体管连接的像素电极；

一第二基板与该第一基板相对放置，其包括多个与像素电极相对的公共电极；

一液晶层位于该第一、第二基板之间；

一扫描驱动电路，其用来驱动该多条扫描线；

一数据驱动电路，其提供数据信号到该多条数据线；

一控制电路，其用来控制该扫描驱动电路及该数据驱动电路；

其特征在于：该液晶显示器进一步包括一光感测元件，该光感应元件位于该第一基板与该第二基板之间，并通过该第一基板上的光感测线路电连接到该控制电路，该光感应元件用于根据液晶显示器的闪烁程度产生不同的光感测信号；该控制电路根据该光感测元件产生的不同光感测信号来产生多个补偿灰阶电压信号，并提供该多个补偿灰阶电压信号至该数据驱动电路以驱动该多条数据线。

8.如权利要求7所述的液晶显示器，其特征在于：该控制电路包括一存储电路，该存储电路用来存储多个补偿灰阶电压信号值。

9.一种如权利要求7所述液晶显示器的驱动方法，该方法包括如下步骤：

a.一光感测元件检测一液晶显示器的闪烁程度并产生不同光感测信号，并传输该光感测信号到该控制电路；

b.一控制电路根据该不同光感测信号来产生多个补偿灰阶电压信号，并提供该多个补偿灰阶电压信号到该数据驱动电路来驱动该多条数据线，该多个补偿灰阶电压信号使液晶显示器的闪烁程度最小。

10.如权利要求9所述的液晶显示器的驱动方法，其特征在于：该液晶显示器的驱动方法进一步包括一存储步骤和一读取步骤，该存储步骤是存储不同光感测信号所对应的闪烁程度最小的多个补偿灰阶电压信号到一存储电路，该读取步骤是根据该不同光感测信号从该存储电路中提取该多个补偿灰阶电压信号。

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