CN100583222C - 共用电压补偿装置、液晶显示器及其驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种共用电压补偿装置，适用于一液晶显示器的显示面板，其包括一时序控制器以及一补偿电路。其中，时序控制器接收一影像信号，并依据一判断机制产生控制信号到补偿电路。而补偿电路会依据时序控制器的控制信号进而将共用电压补偿信号送到显示面板以补偿显示面板上的共用电压。该判断机制针对影像信号中水平线信号的奇像素数据中在一灰阶值范围内的个数与该水平线信号的偶像素数据中在该灰阶值范围内的个数(即灰阶分布)进行分析，并根据分析结果判断是否须进行共用电压补偿，以及在需进行补偿时判断并决定补偿的极性以进行补偿。

Description

共用电压补偿装置、液晶显示器及其驱动方法

技术领域

本发明有关于一种液晶显示器，且特别有关于一种具有共用电压补偿的液晶显示器。

背景技术

图1为现有的液晶显示器的像素(pixel)电路。请参照图1，在像素电路中，薄膜晶体管113的源极端116电性连接至源极配线101，栅极端114电性连接至栅极配线103，而漏极端115则透过并联的存储电容111与像素电极109电性连接至共用电极107。在液晶显示器中，因显示面板阵列电路先天制程的因素，源极配线101与共用电极107之间会存在一寄生电容105。

在上述寄生电容105的影响下，显示面板在显示一些特殊画面时，会因寄生电容105产生的耦合现象使得共用电极上的电压(以下称为共用电压)产生变化，导致显示面板在显示这些特殊画面会有辉度不均的现象，其中特殊画面可以是黑框、白框及其他灰阶框等。举例来说，在显示图2所示具有一黑框201的白画面时，在黑框201两侧区域202与203的辉度会因寄生电容105产生的耦合现象而不会与区域204或205的辉度相同。

在显示面板中若要改善因寄生电容产生的耦合现象的影响，现有的作法需要借助制程的改变来降低寄生电容，但制程改变可能会影响显示面板的其他特性，且成本也较高。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在提供一种用于液晶显示器的共用电压补偿装置、一种液晶显示器以及一种液晶显示器驱动方法，来降低显示面板中寄生电容耦合现象对液晶显示器的共用电压的影响。

为达成上述目的及其他目的，本发明提出一种液晶显示器，其用以接收并显示一影像信号，此影像信号包括一具有多个像素数据的水平线信号，且这些像素数据中相邻两像素数据极性相反。

此液晶显示器包括一时序控制器、一补偿电路以及一显示面板，而此时序控制器包括一查找表、一数据分析器以及一极性选择器。查找表内建多个共用电压补偿数值。数据分析器针对水平线信号的奇像素数据中在一灰阶值范围内的个数与该水平线信号的偶像素数据中在该灰阶值范围内的个数(即灰阶分布)进行分析，并根据分析结果对照查找表提供一数值控制信号，其中数值控制信号对应共用电压补偿数值的其中之一。极性选择器根据数据分析器的分析结果提供一极性控制信号。补偿电路根据数值控制信号及极性控制信号以提供一共用电压补偿信号。显示面板接收水平线信号及共用电压补偿信号，并借着共用电压补偿信号补偿共用电压以显示水平线信号。

本发明另提出一种共用电压补偿装置，适用于一液晶显示器的显示面板，其是用以接收一影像信号，其中影像信号包括一具有多个像素数据的水平线信号，且这些像素数据中相邻两像素数据极性相反。此共用电压补偿装置包括一查找表、一数据分析器、一极性选择器以及一补偿电路。在一实施例中，当数据分析器分析出水平线信号的奇像素数据中在一灰阶值范围内的个数与水平线信号的偶像素数据中在该灰阶值范围内的个数二者相差大于M个且大于N倍时，数据分析器借助数值控制信号使补偿电路对显示面板的共用电压进行补偿，其中M与N为正整数。而M及N可根据譬如显示面板的水平解析度或显示面板的大小来做调整。

本发明又提出一种液晶显示器驱动方法，此液晶显示器驱动方法先接收一影像信号，其中影像信号包括一具有多个像素数据的水平线信号，且这些像素数据中相邻两像素数据极性相反。此液晶显示器驱动方法再针对水平线信号的奇像素数据中在一灰阶值范围内的个数与该水平线信号的偶像素数据中在该灰阶值范围内的个数(即灰阶分布)进行分析，根据分析结果判断是否须进行共用电压补偿，以及在需进行共用电压补偿时，决定补偿的电压极性以进行共用电压补偿。

正因为本发明可以在不需改变制程的条件下，借助前端数据分析器判断数据的灰阶分布后，再利用补偿电路来补偿因寄生电容所造成的耦合现象，进而改善此耦合现象对画面品质的影响。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1为现有的液晶显示器的像素电路。

图2为黑框两侧的辉度与其他区的差异示意图。

图3为依照本发明较佳实施例所示的液晶显示器的方块图。

图4在显示面板上显示一画面时该画面的像素数据的极性分布示意图。

图5为图3所示液晶显示器中相关信号的时序图。

图6为依照本发明较佳实施例所示的液晶显示器驱动方法的流程图。

具体实施方式

图3为依照本发明一较佳实施例所示的液晶显示器的方块图。请参照图3，液晶显示器300包括共用电压补偿装置301与显示面板307。其中，共用电压补偿装置301包括时序控制器303和补偿电路305，而显示面板307包括共用电极基板307a与阵列电路基板307b。共用电极基板307a接收一共用电压信号，阵列电路基板307b接收一影像信号，且两基板307a与307b之间的液晶分子受到共用电压信号与影像信号的电压差所驱动。

补偿电路305会依据时序控制器303输出的数值控制信号和极性控制信号，配合锁存脉冲(latch pulse)信号以提供一共用电压补偿信号到共用电极基板307a，其中锁存脉冲信号作为源极驱动器数据输出的控制信号，一般由时序控制器303提供。所以，共用电极基板307a除了接收共用电压信号外，还接收共用电压补偿信号以补偿共用电极基板307a上的共用电压受寄生电容的耦合现象而产生电压变化。

在本实施例中，时序控制器303包括缓冲器309、数据分析器311、查找表313和极性选择器315。缓冲器309用以接收并暂存影像信号，其中影像信号由连续的画面所组成，每一画面包括多条水平线信号，每一条水平线信号具有多个像素数据，且这些像素数据中相邻两像素数据极性相反。数据分析器311接收缓冲器309输出的影像信号，并分别对影像信号的每一条水平线信号进行灰阶分布的分析。

另外，数据分析器311分别电性连接到查找表313、极性选择器315和补偿电路305。其中，数据分析器311会根据灰阶分布的分析结果与查找表313内建的多个共同电压补偿数值做比对，从查找表313内选择一共同电压补偿数值以输出相应的数值控制信号到补偿电路305。而数据分析器311的灰阶分布的分析结果也提供到极性选择器315做水平线信号极性的选择，再经由极性选择器315输出相应的极性控制信号到补偿电路305。

因此，补偿电路305所提供的共用电压补偿信号的数值与极性分别由时序控制器303输出的数值控制信号与极性控制信号来决定，而其时序则是由锁存脉冲信号来决定。一般而言，共用电压补偿信号送出的时间在锁存脉冲信号的下降缘。

众所皆知地，一般显示面板的驱动方式分为画面反转(frame inversion)、行反转(column inversion)、列反转(row inversion)及点反转(dot inversion)。借助改变驱动液晶分子的电压的极性，以防止液晶分子的特性变差造成画面品质变差。而本发明适用于采用譬如点反转或行反转驱动方式的液晶显示器。

此外，一般显示面板的驱动方式也分为正常显白(normally white)以及正常显黑(normally black)。对正常显白的显示面板进行驱动时，施加于面板上的白信号与共用电压的电压差较小，而黑信号与共用电压的电压差较大，因此黑信号因为寄生电容的耦合现象会对共用电压造成较大的影响。反之，对正常显黑的显示面板进行驱动时，白信号会对共用电压造成较大的影响。下面将以正常显白并采点反转驱动方式的显示面板为例来描述本发明，凡本领域普通技术人员当可轻易将本发明的发明精神应用在正常显黑或行反转驱动方式的显示面板。

图4为在显示面板上显示一画面时该画面的像素数据的极性分布示意图，该显示面板采用点反转驱动方式，其中「+」为正极性而「-」为负极性。请参照图4所示的显示面板，在显示面板上奇数条源极配线依序标示为401、403、405、…，偶数条源极配线依序标示为402、404、406、…，而栅极配线依序标示为41～46。其中，每一源极配线401～413和每一栅极配线41～6交叉处即配置一像素，此像素可以暂存并显示一像素数据。为方便说明，定义源极配线401和栅极配线41交叉处所配置的像素暂存并显示的像素数据为P(401，41)，源极配线402和栅极配线41交叉处所配置的像素暂存并显示的像素数据为P(402，41)，其它依此类推。

举例来说，当以脉冲信号致动栅极配线41时，透过源极配线401～413将一条水平线信号送到像素中，其中这条水平线信号包括像素数据P(401，41)、P(402，41)、P(403，41)、…、P(413，41)，且这些像素数据P(401，41)～P(413，41)相邻两像素数据极性相反。接着，当栅极配线42被致动时，将另一条包括像素数据P(401，42)～P(413，42)的水平线信号送到像素中，其中像素数据P(401，42)～P(413，42)相邻两像素数据极性相反，且像素数据P(401，42)～P(413，42)与相应位置的像素数据P(401，41)～P(413，41)相邻两像素数据极性也相反。因此，逐条致动栅极配线41～46并将相应的像素数据送到像素中，以产生如图4所示的像素数据的极性分布。

此外，若图4所示为目前画面的像素数据的极性分布，则下一画面的像素数据的极性分布须与目前画面相反，即「+」变为「-」而「-」变为「+」，其中每一画面的极性分布的反转由譬如图3的极性选择器315所提供的极性POL决定。例如，当极性POL为正极性时，像素数据P(401，41)为正极性而像素数据P(402，41)为负极性；反之，若极性POL为负极性时，像素数据P(401，41)为负极性而像素数据P(402，41)为正极性。

图5为图3所示液晶显示器300中相关信号的时序图。请同时参照图3、图4与图5，共用电压补偿装置301提供一判断机制来决定是否对共用电压进行补偿。此判断机制是由数据分析器311对影像信号中的每一水平线信号的奇数个像素数据中在一灰阶值范围内的个数与水平线信号的偶数个像素数据中在该灰阶值范围内的个数进行分析。其中，若以栅极配线41被致动时送入的水平线信号为例，此水平线信号包括奇数个像素数据P(401，41)、P(403，41)、…、P(413，41)，以及偶数个像素数据P(402，41)、P(404，41)、…、P(412，41)。

再者，以8位元灰阶(256色阶)为例，且其灰阶值从0(全黑)到255(全白)。由于采用正常显白的显示面板，黑信号对共用电压的影响较大，因此只统计奇数个(或偶数个)像素数据中灰阶值落在上述灰阶值范围内的个数。在此实施例中，此灰阶值范围譬如为0～50。

当奇数个像素数据中在灰阶值范围内的个数与水平线信号的偶数个像素数据中在该灰阶值范围内的个数二者相等时，由于奇数个与偶数个像素数据极性相反而对共用电压的影响互相抵消，因此不需要对共用电压进行补偿。

当奇数个像素数据中在灰阶值范围内的个数与水平线信号的偶数个像素数据中在该灰阶值范围内的个数二者相差大于M个且大于N倍时，整条水平数据线会对共用电压造成影响。例如，若奇数个像素数据为负极性而偶数个像素数据为正极性，则当极性POL为正极性501且在锁存脉冲信号的下降缘503时，产生降低的共用电压504，接着，当极性POL为负极性502且在锁存脉冲信号的下降缘503时，产生升高的共用电压505。因此补偿电路305根据数据分析器311输出的数值控制信号决定输出的共用电压补偿信号的大小，以及根据极性选择器315输出的极性控制信号决定输出的共用电压补偿信号的极性，以产生适当的共用电压补偿信号对共用电压进行补偿。

再举例来说，如果奇数个像素数据中在灰阶值范围内的个数为1000而偶数个像素数据中在灰阶值范围内的个数为600，则二者相差400(＝1000-600)个且相差1.67(＝1000/600)倍。假使根据譬如显示面板的水平解析度或显示面板的大小将M与N分别调整为300与2，则上述相差400个(＞M个)且相差1.67倍(＜N倍)的情形将不需要进行共用电压补偿。

图6为依照本发明较佳实施例所示的液晶显示器驱动方法的流程图。请同时参照图3与图6，首先，在步骤S601，液晶显示器300接收一影像信号，其中影像信号包括一具有多个像素数据的水平线信号，且这些像素数据中相邻两像素数据极性相反。在步骤S603，数据分析器311针对影像信号的一水平线信号的灰阶分布进行分析。接着，在步骤S605根据灰阶分布的分析结果判断是否需要进行共用电压补偿。若需要进行共用电压补偿，则在步骤S607决定所需补偿的电压极性，在步骤S609由补偿电路305产生具有适当大小与极性的共用电压补偿信号，以及在步骤S611将共用电压补偿信号送至显示面板307。

综上所述，本发明因采用一种共用电压补偿装置针对接收的影像信号的每一水平线信号进行灰阶分布的分析，可以在不修改制程下，补偿显示面板的共用电压受到寄生电容耦合现象的影响，进而改善画面品质。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域普通技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许更动与润饰，因此本发明的保护范围当以权利要求所界定的为准。

Claims (13)

1.一种液晶显示器，用以接收并显示一影像信号，其中该影像信号包括一具有多个像素数据的水平线信号，且该些像素数据中相邻两像素数据极性相反，该液晶显示器包括：

一时序控制器，包括：

一查找表，内建多个共用电压补偿数值；

一数据分析器，针对该水平线信号的奇像素数据中在一灰阶值范围内的个数与该水平线信号的偶像素数据中在该灰阶值范围内的个数进行分析，并根据分析结果对照该查找表提供一数值控制信号，其中该数值控制信号对应该些共用电压补偿数值其中之一；以及

一极性选择器，根据该数据分析器的分析结果提供一极性控制信号；

一补偿电路，根据该数值控制信号及该极性控制信号以提供一共用电压补偿信号；以及

一显示面板，接收该水平线信号及该共用电压补偿信号，并借着该共用电压补偿信号补偿共用电压以显示该水平线信号。

2.如权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，当该数据分析器分析出该水平线信号的奇像素数据中在该灰阶值范围内的个数与该水平线信号的偶像素数据中在该灰阶值范围内的个数二者相差大于M个时，该数据分析器借助该数值控制信号使该补偿电路对该显示面板的共用电压进行补偿，其中M为正整数。

3.如权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，当该数据分析器分析出该水平线信号的奇像素数据中在该灰阶值范围内的个数与该水平线信号的偶像素数据中在该灰阶值范围内的个数二者相差大于N倍时，该数据分析器借助该数值控制信号使该补偿电路对该显示面板的共用电压进行补偿，其中N为正整数。

4.如权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，当该数据分析器分析出该水平线信号的奇像素数据中在该灰阶值范围内的个数与该水平线信号的偶像素数据中在该灰阶值范围内的个数二者相差大于M个且大于N倍时，该数据分析器借助该数值控制信号使该补偿电路对该显示面板的共用电压进行补偿，其中M与N为正整数。

5.一种共用电压补偿装置，适用于一液晶显示器的显示面板，该共用电压补偿装置用以接收一影像信号，其中该影像信号包括一具有多个像素数据的水平线信号，且该些像素数据中相邻两像素数据极性相反，该共用电压补偿装置包括：

一查找表，内建多个共用电压补偿数值；

一数据分析器，针对该水平线信号的奇像素数据中在一灰阶值范围内的个数与该水平线信号的偶像素数据中在该灰阶值范围内的个数进行分析，并根据分析结果对照该查找表提供一数值控制信号，其中该数值控制信号对应该些共用电压补偿数值其中之一；

一极性选择器，根据该数据分析器的分析结果提供一极性控制信号；以及

一补偿电路，根据该数值控制信号及该极性控制信号以提供一共用电压补偿信号至该显示面板。

6.如权利要求5所述的共用电压补偿装置，其特征在于，当该数据分析器分析出该水平线信号的奇像素数据中在该灰阶值范围内的个数与该水平线信号的偶像素数据中在该灰阶值范围内的个数二者相差大于M个时，该数据分析器借助该数值控制信号使该补偿电路对该显示面板的共用电压进行补偿，其中M为正整数。

7.如权利要求5所述的共用电压补偿装置，其特征在于，当该数据分析器分析出该水平线信号的奇像素数据中在该灰阶值范围内的个数与该水平线信号的偶像素数据中在该灰阶值范围内的个数二者相差大于N倍时，该数据分析器借助该数值控制信号使该补偿电路对该显示面板的共用电压进行补偿，其中N为正整数。

8.如权利要求5所述的共用电压补偿装置，其特征在于，当该数据分析器分析出该水平线信号的奇像素数据中在该灰阶值范围内的个数与该水平线信号的偶像素数据中在该灰阶值范围内的个数二者相差大于M个且大于N倍时，该数据分析器借助该数值控制信号使该补偿电路对该显示面板的共用电压进行补偿，其中M与N为正整数。

9.一种液晶显示器驱动方法，包括：

接收一影像信号，其中该影像信号包括一具有多个像素数据的水平线信号，且该些像素数据中相邻两像素数据极性相反；

针对该水平线信号的奇像素数据中在一灰阶值范围内的个数与该水平线信号的偶像素数据中在该灰阶值范围内的个数进行分析；

根据分析结果判断是否须进行共用电压补偿；以及

当须进行共用电压补偿时，决定补偿的电压极性以进行共用电压补偿。

10.如权利要求9所述的液晶显示器驱动方法，其特征在于，当分析出该水平线信号的奇像素数据中在该灰阶值范围内的个数与该水平线信号的偶像素数据中在该灰阶值范围内的个数二者相差大于M个时，对该显示面板的共用电压进行补偿，其中M为正整数。

11.如权利要求9所述的液晶显示器驱动方法，其特征在于，当分析出该水平线信号的奇像素数据中在该灰阶值范围内的个数与该水平线信号的偶像素数据中在该灰阶值范围内的个数二者相差大于N倍时，对该显示面板的共用电压进行补偿，其中N为正整数。

12.如权利要求9所述的液晶显示器驱动方法，其特征在于，当分析出该水平线信号的奇像素数据中在该灰阶值范围内的个数与该水平线信号的偶像素数据中在该灰阶值范围内的个数二者相差大于M个且大于N倍时，对该显示面板的共用电压进行补偿，其中M与N为正整数。

13.如权利要求9所述的液晶显示器驱动方法，其特征在于，当分析出该水平线信号的奇像素数据中在该灰阶值范围内的个数与该水平线信号的偶像素数据中在该灰阶值范围内的个数二者相差大于M个且大于N倍不成立时，对该显示面板的共用电压不进行补偿，其中M与N为正整数。

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