CN101127201A - 液晶显示面板的快速过驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种液晶显示面板的快速过驱动方法。该方法包括：将源数据的过驱动数据在一帧的初始阶段施加给所述液晶显示面板；将黑色数据在所述帧的结束时间施加给所述液晶显示面板，其中所施加的黑色数据的极性与下一帧开始时的像素驱动极性相同；以及将所述源数据在所述过驱动数据和所述黑色数据之间施加给所述液晶显示面板。根据本发明的过驱动方法不仅可以避免驱动过程中的多次充电，而且可以在不增加其它设备的同时对像素电极进行预充电。

Description

液晶显示面板的快速过驱动方法
技术领域
本发明涉及一种液晶显示面板的驱动方法，特别是涉及一种液晶显示面板的快速过驱动方法。
背景技术
液晶显示设备通常利用液晶显示图像。液晶显示设备有很多优点，例如厚度薄、重量轻、驱动电压低、功耗低等等。因此，液晶显示设备被广泛用于各种领域。
液晶显示设备通过调整液晶的光学透射率而显示图像。液晶显示设备包含液晶显示面板和驱动电路。液晶显示面板包含以矩阵形式排列的多个像素，而驱动电路驱动液晶显示面板。
液晶显示面板包含上下基板，和插入在上下基板之间的液晶。液晶显示面板包含m根数据线和n根扫描线，n根扫描线基本垂直于m根数据线，以限定m×n个像素。每个象素包含作为开关工作的薄膜晶体管。所述薄膜晶体管包含与所述多根扫描线之一电连接的栅极、与所述多根数据线之一电连接的源极、和与像素电极电连接的漏极。当薄膜晶体管响应于从扫描线施加到栅极的扫描脉冲而导通时，施加到数据线的像素电压通过薄膜晶体管被传输到像素电极。
所述驱动电路包含定时控制部件、扫描驱动部件和数据驱动部件。扫描驱动部件生成扫描脉冲，并在定时控制部件的控制下将扫描脉冲依次施加到扫描线。数据驱动部件将图像信号转变成像素电压，并在定时控制部件的控制下将像素电压施加到数据线。
在某些情况下，传统的LCD不能显示所需的色彩和亮度。在显示运动图像时由于响应时间较长，显示亮度不能达到与视频数据的电平变化相对应的目标亮度。相应地，运动图像出现运动模糊现象，而由于对比度降低，LCD的显示质量也变坏。
现有技术中，为解决以上问题已提出了若干种方案。一种是插黑技术(以下称黑插入)，通过IC控制芯片周期性地在两帧画面中插入全黑画面，从而避免由于人眼特殊的成像机理而导致在画面切换时边缘出现模糊效果，从而消除液晶的拖影现象。另一种是过驱动(Over Drive，以下称OD)，通过增加灰阶转换时的激励电压，减少灰阶转换过程的用时。下面结合图1a描述现有的过驱动技术。一般以120HZ进行驱动，从低灰阶向高灰阶转换时，使用更高灰阶(过驱动灰阶)的电压(以下称为OD电压)施加到液晶显示面板；从高灰阶向低灰阶转换的时候，使用更低灰阶(过驱动灰阶)的电压(以下称为OD电压)施加到液晶显示面板。图1b是图1a所示的驱动方法的查找表的示意图，当前灰阶向目标灰阶转换所需要的过驱动灰阶都可由该表查出。例如，当第N帧向第N+1帧转换时，需要根据查找表中对应的第N+1帧灰阶数据(输出灰阶)和第N帧的灰阶数据(即输入灰阶)进行查找。一般的OD技术中，由于第N帧的灰阶数据表现为各个灰阶都可能存在的情况，所以输入灰阶的种类较多。假设第N帧的当前灰阶L192要转换成第N+1帧的目标灰阶L32，则需先充入其目标灰阶L32对应的过驱动灰阶L20(该过驱动灰阶由图1b的查找表查得)所对应的OD电压，再经过1/4帧时间后充入目标灰阶L32所对应的电压，再经过3/4帧时间后充入下一目标灰阶L128对应的过驱动灰阶L248(该过驱动灰阶由图1b的查找表查得)所对应的OD电压。也就是说，过驱动数据与目标数据间隔1/4帧时间，而目标数据与下一目标数据的过驱动数据间隔3/4帧时间。
这样，现有技术中的过驱动一般需要2次充电，一次充入OD电压，一次充入源数据电压。因此需要较大尺寸的TFT以满足充电需求，大尺寸TFT带来更多寄生电容从而RC延迟问题严重，为了遮蔽TFT也必然会牺牲一些开口率。此外，一般的OD技术需要通过比较复杂的查找表来获得OD电压数据，从而需要较大容量的内存，造价比较高。
另外，现有技术中还揭示了一种过驱动结合插黑技术的方法，即在过驱动的一帧末和下帧始之间插入黑色数据的驱动方法，以解决上述问题。但是，这种驱动方法仍然存在需要多次充电的问题。
发明内容
本发明的目的是提出一种液晶显示面板的驱动方法。该驱动方法不仅解决上述现有技术的不足，还在不增加其他设备的同时给像素进行预充电。
针对上述问题提出了本发明。根据本发明的一个方面，提供了一种液晶显示面板的驱动方法，该驱动方法包括：将源数据的过驱动数据在一帧的初始阶段施加给所述液晶显示面板；将黑色数据在所述帧的结束阶段施加给所述液晶显示面板，其中所施加的黑色数据的极性与下一帧开始时的像素驱动极性相同；以及将所述源数据在所述过驱动数据和所述黑色数据之间施加给所述液晶显示面板。
根据本发明的另一方面，所述液晶显示面板的驱动方法可以应用于具有如下结构特征的液晶显示面板，在这种液晶显示面板中，单根数据线连接驱动极性相同的像素电极。
根据本发明的另一方面，所述液晶显示面板可以被自上而下划分成多个区域，对于这多个区域中的每个区域，黑色数据在帧的结束阶段被一次性施加。
根据本发明，不仅可以避免驱动过程中的多次充电，克服了需要较大尺寸的TFT的问题，而且可以在不增加其它设备的同时对像素电极进行预充电，并且通过以黑色数据为输入来制定过驱动数据的查找表使查找表变得简单，节省了存储空间。另外，通过分区域地一次性充入黑色数据，可以进一步降低液晶显示面板的驱动功耗。
附图说明
图1a显示现有技术的过驱动方法示意图。
图1b显示现有技术的过驱动方法的查找表的示意图。
图2显示现有技术中的一种点反转驱动型液晶显示面板(这里被简单地称作“Z型液晶显示面板”)的示意图。
图3显示根据本发明的驱动方法的流程图。
图4显示根据本发明实施例的驱动方法中数据施加过程的示意图。
图5a显示根据本发明实施例在Z型液晶显示面板的画面第N帧初始阶段的像素驱动极性的示意图。
图5b显示根据本发明实施例在Z型液晶显示面板的画面第N帧结束阶段的像素驱动极性的示意图。
图5c显示根据本发明实施例在Z型液晶显示面板的画面第N+1帧初始阶段的像素驱动极性的示意图。
图6显示根据本发明实施例的像素电极的充电示意图。
图7显示根据本发明实施例的液晶显示面板驱动技术的查找表的示意图。
具体实施方式
本发明在液晶显示面板上使用一种OD驱动方法，现结合图2到图7对本发明的实施例进行说明。通过以下说明和附图，将更清楚地明白本发明的目的和特征。
因为目前的液晶显示面板为了提高显示画面品质，大多选用点反转的极性驱动方式，而如图2所示的点反转型液晶显示面板的结构使用本发明的过驱动方法时，可以达到比预期驱动效果更好的驱动效果(例如，可以进一步降低功耗)，因此下面将以这种点反转型液晶显示面板(下文中称为“Z型液晶显示面板”)为示例描述本发明的过驱动方法。但是，应当注意，本发明的驱动方法并不局限于用于Z型液晶显示面板，而是可以普遍适用于其他各种液晶显示面板。
关于Z型液晶显示面板的详细描述可以参考申请日为2004年7月26日的中国专利申请No.200480041818.2。而简单地说，这种Z型液晶显示面板具有n根扫描线GL1、GL2、......GLn，及m+1根数据线DL1、DL2、......DLm+1，m×n个像素，其中“m”和“n”表示特定的自然数。每个像素110包含开关器件112和像素电极114。所述开关器件112对应于薄膜晶体管TFT。所述薄膜晶体管TFT包含与扫描线GL1、GL2、......GLn之一电连接的栅极、与数据线DL1、DL2、......DLm+1之一电连接的漏极(或源极)。因此开关器件112响应于从扫描线GL1、GL2、......GLn提供的扫描脉冲而导通，以向像素电极114提供由数据线DL1、DL2、......DLm+1提供的像素电压。
在点反转驱动情况下，电连接到奇数编号数据线DL1、DL3、DL5、......的开关器件112均被电连接到正极性像素；相反，电连接到偶数编号数据线DL2、DL4、DL6、......的开关器件112均被电连接到负极性像素。因此单根数据线连接的所有像素的驱动极性是相同的。
下面参考图3和图4，其分别显示了根据本发明的驱动方法的流程图和数据施加的示意图。如图3所示，在120HZ频率驱动的情况下，在一帧中，在步骤310、320和330中将过驱动数据，源数据，以及黑色数据依次充入液晶显示面板。下面参考图4详细描述根据本发明实施例的数据施加过程。注意，这里所示的数据施加过程是针对图2中所示的Z型液晶显示面板的数据施加过程，并且在以下描述中，为得到某个灰阶所施加的灰阶数据直接用相应的灰阶来表示。例如，第N-1帧时实现灰阶L0到L32的转换，该转换所对应的过驱动灰阶是L48(可参照图7所示的查找表，下同，其中所有转换的输入灰阶都是L0)；第N帧时实现灰阶L32到L64的转换，该转换所对应的过驱动灰阶是L152；第N+1帧时实现灰阶L64到L96的转换，该转换所对应的过驱动灰阶是L240。现将画面分成5块，分别对应于如图所示的每三行构成的一组，该三行代表了无数行扫描线，该无数行扫描线被依次加电并写入数据。例如考虑第N帧的情况，在第一个1/5帧内，第一组和第二组的无数行扫描线被依次加电并写入灰阶数据L152和L32，第三组的无数行扫描线被一次性加电并写入黑色数据L0。然后，第一组的无数行扫描线在第二个1/5帧内被依次充入源数据L64，再经过3/5帧后在第N帧结束时被一次性充入黑色数据L0；第二组的无数行扫描线经过3/5帧时间后被一次性充入黑色数据L0，然后在随后的1/5帧时间内被依次充入目标源数据L64的OD数据L152；第三组的无数行扫描线在第二个1/5帧时间内被依次充入目标源数据L32的OD数据L48，随后在接下来的1/5帧时间内被依次充入目标源数据L32。第四组和第五组的情况都与第三组类似，在此不再赘述。同理，在第N+1帧实现灰阶数据L64到L96的转换。因为各组的L0的一次性充入让看似需要180HZ驱动的情况变成只需要120HZ驱动，降低了功耗。因为液晶显示面板的扫描顺序是自上而下依次进行，所以下面的数据更新总是晚于上面。由以上描述可以看出，在一帧的时间里，总是先将OD电压施加给液晶显示面板，再经过1/5帧时间将源数据电压充入面板，再经历3/5帧时间后将黑色数据一次性充入面板，也就是说每次要转换成目标源数据时都是由黑色数据L0作为输入而开始进行目标源数据的输出。注意，这里所提到的目标源数据对应于本发明的源数据。另外，虽然在本实施例中，液晶显示面板被自上而下分成5个区域，但是本领域技术人员应当理解，这种划分方式只是一种优选方式，而本发明不局限于将液晶显示面板划分成5个区域，液晶显示面板被划分的区域数目可以是任意数目。
参考图5a，5b，5c，显示了根据本发明实施例Z型液晶显示面板的像素驱动极性的示意图。图5a表示第N帧时点反转驱动的各个像素的驱动极性，在该Z型液晶显示面板中，单根数据线连接相邻两列中驱动极性相同的像素电极。图5b表示在第N帧结束时充入黑色数据的像素驱动极性。图5c表示第N+1帧时点反转驱动的各个像素的驱动极性。同理，在第N+1帧结束时也会充入黑色数据再到达下一帧(图中未示出)。可以看出，图5b所示的驱动极性与图5c相同，即黑色数据的极性与第N+1帧开始时的像素驱动极性相同。由于单根数据线上连接的像素电极的驱动极性一样，所以这样的极性变化是易于实现的。
下面参考图6描述根据本发明的像素电极的充电情况，其中标号1、2和3分别指示黑色数据、源数据和过驱动数据被施加时的充电曲线。如图6中的1所示，t0到t2为第N-1帧，t2到t5为第N帧，t5到t6为第N+1帧。例如，第N-1帧的像素驱动极性为正极性，第N帧的像素驱动极性为负极性，并且第N+1帧的像素驱动极性为正极性。以第N-1帧向第N帧转换时的情况为例，在第N-1帧即将结束的t1处，负极性的黑色数据被充入原驱动极性为正极性的像素电极，从而使其驱动极性变为负极性，然后在第N帧开始时在t2到t3时间内先充入过驱动数据，t3到t4再充入源数据。同样，在从第N帧向第N+1帧转换时，在第N帧即将结束的t4到t5时间内，充入正极性的黑色数据。图中，实曲线表示实际充电过程。由图6可以看出，第N帧的像素充电将开始于黑色数据充入的结束点。因此，此时的黑插入不仅是为了避免由人眼特殊的成像机理而导致的画面切换时，边缘出现的模糊效果，从而消除液晶的拖影现象，同时它还在第N+1帧数据充入之前进行了一个预充电的操作。但是，如果所充入的黑色数据的极性与第N帧像素极性相同则不具有这样的效应。
以上是以Z型液晶显示面板为示例对本发明的驱动方法的描述，但是本领域技术人员应当清楚本发明的驱动方法的应用不局限于这种液晶显示面板。例如，对于同样具有单根数据线连接相同驱动极性的像素电极这一特征的列反转驱动的液晶显示面板，可以实现与以上实施例中所描述的功能完全相同的功能。另外，对于不具有上述特征的其它液晶显示面板，例如帧反转驱动的液晶面板、行反转驱动的液晶面板以及其它类型的点反转驱动液晶面板，仍然可以应用本发明的驱动方法，只是在驱动过程中不能实现黑色数据的一次性充入。
图7显示根据本发明实施例的液晶显示面板OD技术的查找表。由于在每帧结束时都是以黑色数据结尾，所以该查找表的输入灰阶只有黑色数据L0，如图7所示的查找表与现有技术中的查找表相比，本发明的驱动方法大大减小了RAM存储器中所存储的查找表的内容，进而节约了存储空间。
以上对本发明所提供的一种液晶显示面板的快速过驱动方法，进行了详细描述，本文中应用了优选实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上还会有各种变化和改型，这些变化和改型均落入所附权利要求所限定的本发明的范围内。

Claims (9)

1.一种液晶显示面板的驱动方法，包括：
将源数据的过驱动数据在一帧的初始阶段施加给所述液晶显示面板；
将黑色数据在所述帧的结束阶段施加给所述液晶显示面板，其中所施加的黑色数据的极性与下一帧开始时的像素驱动极性相同；以及
将所述源数据在所述过驱动数据和所述黑色数据之间施加给所述液晶显示面板。
2.如权利要求1所述的液晶显示面板的驱动方法，其中所述液晶显示面板中的单根数据线连接驱动极性相同的像素电极。
3.如权利要求2所述的液晶显示面板的驱动方法，所述液晶显示面板的驱动方法的特征在于，液晶显示面板被自上而下划分成多个区域，对于所述多个区域中的每个区域，所述黑色数据在所述帧的结束阶段被一次性施加。
4.如权利要求3所述的液晶显示面板的驱动方法，其中所述多个区域为5个区域。
5.如权利要求1至4中的任一项权利要求所述的液晶显示面板的驱动方法，其中所述帧的初始阶段的时长是所述帧的时长的1/5。
6.如权利要求1至4中的任一项权利要求所述的液晶显示面板的驱动方法，其特征在于所述过驱动数据的查找表根据所述黑色数据为输入而制定。
7.如权利要求5所述的液晶显示面板的驱动方法，其特征在于所述过驱动数据的查找表根据所述黑色数据为输入而制定。
8.如权利要求1至4中的任一项权利要求所述的液晶显示面板的驱动方法，其特征在于所述源数据与所述黑色数据被施加给所述液晶显示面板的时间间隔大于所述过驱动数据与所述源数据被施加给所述液晶显示面板的时间间隔。
9.如权利要求5所述的液晶显示面板的驱动方法，其特征在于所述源数据与所述黑色数据被施加给所述液晶显示面板的时间间隔大于所述过驱动数据与所述源数据被施加给所述液晶显示面板的时间间隔。
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