CN101241248A - 液晶显示装置及其驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种液晶显示装置及其驱动方法。该液晶显示装置包括一液晶显示面板及一驱动电路，该液晶显示面板包括一公共电极及多个数据线，该驱动电路包括一主电路及一数据库，该主电路连接至该数据库、该公共电极及该数据线；该主电路由外部接收一亮度信号及一显示信号，该主电路访问该数据库，并获得与其所接收到的该显示信号及该亮度信号对应的一校正显示信号，且产生一对应于该校正显示信号的灰阶电压及一对应于该亮度信号的公共电压，分别对应施加到该数据线及公共电极。

Description

液晶显示装置及其驱动方法

技术领域

本发明是关于一种液晶显示装置及其驱动方法。

背景技术

液晶显示装置因其具有低辐射性、轻薄短小及耗电低等特点，故于使用上日渐广泛，且随着相关技术的成熟及创新，其种类也日益繁多，功能设计也更加人性化。液晶显示装置显示亮度的调节为一种最为基本的功能，已为大多数液晶显示装置所共有，其目的是为了使用户可以自由地调节显示亮度以获得使用者所需的显示效果。

请参阅图1，是一种现有技术所揭露的液晶显示装置结构示意图。该液晶显示装置1包括一液晶显示面板10及一与其层叠设置的背光模组19。该液晶显示面板10包括一上玻璃基板13、一与该上玻璃基板13相对设置的下玻璃基板14，及一位于该二玻璃基板13、14之间的液晶层15。

该上玻璃基板13靠近该液晶层15的表面依序设置有一彩色滤光层16及一透明的公共电极17。该公共电极17可以由氧化铟锡材料制成，且为整个液晶面板10所公用。该彩色滤光层16包括多个红色滤光单元161、多个绿色滤光单元162及多个蓝色滤光单元163，其以一红、一绿及一蓝色滤光单元161、162、163为重复单元成矩阵排列。

请一起参阅2，是图1所示液晶显示装置1的下玻璃基板14平面结构示意图。该下玻璃基板14靠近该液晶层15的表面设置有多条互相平行的扫描线141、多条与该扫描线141垂直的数据线142及多个像素电极18。该数据线142为该像素电极18提供灰阶电压。该液晶显示面板10包括多个呈矩阵排列的子像素，每一子像素包括一像素电极18、公共电极17中与该像素电极18对应区域、夹于该二电极17、18之间的液晶分子及一滤光单元，而该重复单元中红、绿、蓝色滤光单元161、162、163所分别对应的子像素构成一像素。

该下玻璃基板14靠近该液晶层15表面的边缘处还设置有一扫描驱动电路12及一数据驱动电路11。该扫描驱动电路12连接至该多个扫描线141，为其提供扫描信号。该数据驱动电路11连接至该多个数据线142，为其提供灰阶信号。

每一像素电极18加载一根据外部图像数据决定的灰阶电压，该公共电极17加载一公共电压，则每一子像素对应的公共电极17及像素电极18之间的液晶分子在该二电极17、18的电压差形成的电场作用下扭转特定的角度，实现灰阶显示。

该数据驱动电路11可以为每一像素中的每一子像素提供8个不同的灰阶电压，故每一子像素可显示8个灰阶，每一像素则可以由此合成256个灰阶，即可以显示256种色彩。

该液晶显示装置1可以实现亮度调节的功能。调节亮度时，将该公共电极17的公共电压做相应的调节即可改变全部子像素所加电压大小，进而控制所有液晶分子的扭转角度，调节透过该液晶层15的光线的强度。

但是，该液晶显示装置1调节亮度时改变了公共电极17的公共电压的大小，由于该公共电极17为所有像素所公用，因此改变了每一像素中每一子像素的灰阶电压与公共电压的差，使每一子像素显示的色彩相对于改变亮度之前发生了偏移。又因为每一像素的色彩由其包含的子像素的色彩所合成，每一子像素色彩的偏移很可能造成由该子像素组成的像素的色彩发生偏移，即色度坐标发生了变化，使液晶显示装置在使用该亮度调节功能改变亮度后不能正确显示所要显示的色彩。

发明内容

为了解决现有技术液晶显示装置在使用亮度调节功能改变亮度后不能正确显示所要显示的色彩的问题，有必要提供一种在可以实现亮度调节功能时显示色彩依然正确的液晶显示装置。

为了解决现有技术液晶显示装置在使用亮度调节功能改变亮度后不能正确显示所要显示的色彩的问题，有必要提供一种在可以实现亮度调节功能时显示色彩依然正确的液晶显示装置驱动方法。

一种液晶显示装置，其包括一液晶显示面板及一驱动电路，该液晶显示面板包括一第一基板，一与该第一基板相对设置的第二基板，一夹于该二基板之间的一液晶层，一设置于该第一基板靠近该液晶层表面的公共电极，及设置于该第二基板多个数据线；该驱动电路包括一主电路及一数据库，该主电路连接至该数据库、该公共电极及该数据线；该主电路由外部接收一亮度信号及一显示信号，该主电路访问该数据库，并获得与其所接收到的该显示信号及该亮度信号对应的一校正显示信号，且产生一对应于该校正显示信号的灰阶电压及一对应于该亮度信号的公共电压，分别对应施加到该数据线及公共电极。

一种液晶显示装置驱动方法，包括如下步骤：提供一液晶显示装置，其包括一公共电极、多个数据线、一主电路及一数据库；使该主电路加载一亮度信号及一显示信号；使该主电路访问该数据库，并获得一与该亮度信号及该显示信号对应的校正显示信号；该主电路产生一对应该亮度信号的公共电压及一对应该校正显示信号的灰阶电压，分别对应施加到该公共电极及该数据线。

与现有技术相比，本发明液晶显示装置由于采用了该驱动电路设计，使在使用亮度调节功能该变了公共电压的情况下，通过驱动电路中的校正，仍能够使各像素显示的色彩为输入信号所要显示的色彩，使该液晶显示装置在实现亮度调节功能时显示色彩依然正确。

与现有技术相比，本发明的液晶显示装置驱动方法由于在使用亮度调节功能该变了公共电压的情况下，通过校正功能调整各像素灰阶电压大小，仍能够使各像素显示的色彩为输入信号所要显示的色彩，使该液晶显示装置在改变公共电压的情况下显示色彩依然正确。

附图说明

图1是一种现有技术所揭露的液晶显示装置结构示图。

图2是图1所示液晶显示装置的下玻璃基板的平面结构示意图。

图3是本发明液晶显示装置第一实施方式的结构示意图。

图4是图3所示液晶显示装置第二基板的平面结构示意图。

具体实施方式

请参阅图3，是本发明液晶显示装置一较佳实施方式的结构示意图。该液晶显示装置2包括一液晶显示面板20及一与其层叠设置的背光模组29。该液晶显示面板20包括一第一基板22、一第二基板23及一夹在该二基板22、23之间的液晶层24。

该第一基板22靠近液晶层24的表面上依序设置有一彩色滤光层220及一透明的公共电极221。该公共电极221可以由氧化铟锡材料制成且是公用的。该彩色滤光层220包括多个红色滤光单元222、多个绿色滤光单元223及多个蓝色滤光单元224，其以一红、一绿及一蓝色滤光单元222、223、224为重复单元225成矩阵排列。

请一起参阅图4，是图3所示液晶显示装置2第二基板23的平面结构示意图。该第二基板23靠近该液晶层24的表面上设置有多条互相平行的扫描线241，多条与该扫描线241垂直的数据线242，邻近于该扫描线241与该数据线242相交之处的多个薄膜晶体管243，及多个像素电极244。

每一薄膜晶体管243对应一像素电极244，且其栅极(未标示)连接至对应的一扫描线241，源极(未标示)连接至对应的一数据线242，漏极(未标示)连接至对应的像素电极244。

每一像素电极244与一滤光单元相对，该像素电极244、公共电极221与该像素电极244相对部分、夹于二电极221、244之间的液晶分子及对应的滤光单元形成一子像素，而该每一重复单元225对应的三子像素组成一像素。

该第二基板23靠近该液晶层24表面的边缘处还设置有一扫描驱动电路211及一数据驱动电路212。该扫描驱动电路211连接至该扫描线241。该数据驱动电路212包括一主电路213及一数据库(Database)214，该主电路213连接到该数据库214。该主电路213包括一输入端215、一亮度信号端216、多个数据输出端217及一公共电压输出端218。该公共电压输出端218连接至该公共电极221，该数据输出端217连接至该数据线242。

通常，每一像素电极244加载一根据外部图像数据决定的灰阶电压，该所有公共电极221加载一公共电压，则每一子像素所对应的公共电极221及像素电极244之间的液晶分子在该二电极221、244的电压差形成的电场作用下扭转特定的角度，实现灰阶显示。

该亮度信号端216接收一外部输入的亮度信号；该输入端215接收一外部输入的显示信号；该数据库214储存有在每一亮度信号下，与该显示信号一一对应的校正显示信号；该公共电压输出端218输出一公共电压；该数据输出端217输出一灰阶电压。

该亮度信号用于控制改液晶显示装置2的亮度，其具有3个值，分别为B1、B2、B3，分别对应不同的亮度；该公共电压输出端218输出的公共电压也具有3个值，分别为Vcom1、Vcom2及Vcom3，且与该亮度信号的3个值B1、B2、B3一一对应；其中，该亮度信号B1为标准亮度信号，其对应标准公共电压Vcom1，而亮度信号B2、B3为表示其它亮度状态的亮度信号，用于实现亮度调节功能。

该显示信号包含该液晶显示装置2一帧画面中每个像素的灰阶信息。该显示信号中，每个像素的灰阶具有64个值，分别为S1～S64，其为每个像素中三个子像素分别显示各自灰阶下的64个组合；该数据驱动电路可产生4个灰阶电压，分别为V1、V2、V3及V4，并由该数据输出端217输出至各子像素；该4个灰阶电压配合标准公共电压Vcom1可使该三色子像素各显示4个预定的灰阶，经合成使每个像素可以显示该显示信号所记载的64个灰阶。也就是说，从显示信号的角度讲，其所记载的每个像素的灰阶信息在该液晶显示装置2工作在标准亮度B1下时是准确的。

该校正显示信号是该显示信号的校正值，不同之处仅在于该校正显示信号所记载的每一像素的灰阶与该显示信号有所不同。具体的说，其作用仅是在亮度信号不为标准亮度信号B1的情况下，即在B2或B3下，对每个像素的灰阶进行校正。使该液晶显示装置2在Vcom2或Vcom3下显示的图像最大程度接近所接收的显示信号所要显示的图像的色彩。特殊的，由于在标准亮度B1下，该标准公共电压Vcom1配合该显示信号所确定的灰阶电压可以正确显示显示信号所要显示的图像信息，故该校正显示信号与该显示信号相同，即不对该显示信号进行校正。

该液晶显示装置工作时，该亮度信号端216接收一外部输入的亮度信号，该输入端215接收一外部输入的显示信号，该主电路213访问该数据库214，并获得一与该亮度信号及该显示信号对应的校正显示信号。该公共电压输出端218输出一对应该亮度信号的公共电压，该数据输出端217输出一对应该校正显示信号的灰阶电压。

相较于现有技术，本发明液晶显示装置由于采用了该驱动电路设计，使在使用亮度调节功能该变了公共电压的情况下，通过驱动电路中的校正功能，仍能够使各像素显示的色彩接近输入信号所要显示的色彩，使该液晶显示装置在使用亮度调节功能改变公共电压的情况下显示色彩正确性较好。

且，该校正后输出的每个灰阶电压仍为原灰阶电压中的一个，在该校正后的灰阶电压所驱动下显示的色彩可以最大程度的接近理想值，而没有新增灰阶电压的输出值，故对驱动电路改造较小，成本较低。

确定该数据库214中数据的方法描述如下：

步骤一，获得必须的参数；

获得该3个亮度信号下输出的公共电压的大小，该4个灰阶电压值，该液晶层24在该3个公共电压及4个灰阶电压所有组合情况下的穿透频谱，该彩色滤光层220的红、绿、蓝色滤光单元222、223、224对应的穿透频谱，该公共电极221及该像素电极244的穿透频谱，所提供的背光的频谱，光谱三刺激值表。

步骤二，分别计算该彩色滤光层220的红、绿、蓝色滤光单元222、223、224对应的子像素在该3个公共电压及4个灰阶电压所有组合情况下显示的三刺激值；

由1931CIE-XYZ标准色度是统的基本原理，可根据下列公式计算。

$\left\{\begin{array}{c}X=\mathrm{k\ΣS}\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{\τ}\left(\mathrm{\λ}\right)\stackrel{\‾}{x}\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{\Δ\λ}\\ Y=\mathrm{k\ΣS}\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{\τ}\left(\mathrm{\λ}\right)\stackrel{\‾}{y}\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{\Δ\λ}\\ Z=\mathrm{k\ΣS}\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{\τ}\left(\mathrm{\λ}\right)\stackrel{\‾}{z}\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{\Δ\λ}\end{array}\right.---\left(1\right)$

τ(λ)＝∏τ_i(λ)

其中，x(λ)、y(λ)、z(λ)为光谱三刺激值，S(λ)为光源频谱，τ(λ)为穿透频谱，k为参数，λ为波长。

三种原色的子像素依该电压组合可计算出12组三刺激值。红色子像素的三刺激值可以表示X_Rab、Y_Eab、Z_Rab，绿色子像素的三刺激值可以表示X_Gab、Y_Gab、Z_Gab，蓝色子像素的三刺激值可以表示为X_Bab、Y_Bab、Z_Bab，其中，a＝1，2，3，对应三个公共电压Vcom1、Vcom2及Vcom3，且a＝1为标准公共电压，b＝1，2，3，4，对应四个灰阶电压V1、V2、V3及V4。

步骤三，根据像素可以显示的64个灰阶的色度坐标反推每种色度坐标在每个公共电压值下对应的校正显示信号；

现在以推导公共电压Vcom2下一像素灰阶电压的修正值为例：

假设该64个灰阶中每一灰阶的色度坐标分别为x_i，y_i，i＝1，2，Λ，64，不进行校正时的红色子像素的三刺激值可以表示为X_Ri0、Y_Ri0、Z_Ri0，绿色子像素的三刺激值可以表示为X_Gi0、Y_Gi0、Z_Gi0，蓝色子像素的三刺激值可以表示为X_Bi0、Y_Bi0、Z_Bi0，校正后的红色子像素的三刺激值可以表示为X_Ri、Y_Ri、Z_Ri，绿色子像素的三刺激值可以表示为X_Gi、Y_Gi、Z_Gi，蓝色子像素的三刺激值可以表示为X_Bi、Y_Bi、Z_Bi，由于修正仅仅针对色彩而非亮度，故应保持修正前后亮度不变，又因为修正后的像素的色度坐标应为x_i，y_i，i＝1，2，Λ，64，故可以建立方程序：

$\left\{\begin{array}{c}{Y}_{\mathrm{Ri}}+Y_{\mathrm{Gi}}+Y_{\mathrm{Bi}}=Y_{\mathrm{Ri}0}+Y_{\mathrm{Gi}0}+Y_{\mathrm{Bi}0}\\ \frac{Y_{\mathrm{Ri}}+Y_{\mathrm{Gi}}+Y_{\mathrm{Bi}}}{(X_{\mathrm{Ri}}+X_{\mathrm{Gi}}+X_{\mathrm{Bi}})+(Y_{\mathrm{Ri}}+Y_{\mathrm{Gi}}+Y_{\mathrm{Bi}})+(Z_{\mathrm{Ri}}+Z_{\mathrm{Gi}}+Z_{\mathrm{Bi}})}=y_i\\ \frac{X_{\mathrm{Ri}}+X_{\mathrm{Gi}}+X_{\mathrm{Bi}}}{(X_{\mathrm{Ri}}+X_{\mathrm{Gi}}+X_{\mathrm{Bi}})+(Y_{\mathrm{Ri}}+Y_{\mathrm{Gi}}+Y_{\mathrm{Bi}})+(Z_{\mathrm{Ri}}+Z_{\mathrm{Gi}}+Z_{\mathrm{Bi}})}=x_i\end{array}\right.$

未知量X_Ri、Y_Ri、Z_Ri，X_Gi、Y_Gi、Z_Gi，X_Bi、T_Bi、Z_Bi的值域为步骤二计算出的X_Rab、Y_Rab、Z_Rab，X_Gab、Y_Gab、Z_Gab，X_Bab、Y_Bab、Z_Bab，其中a＝2，b＝1，2，3，4。故将值域中的值依序代入未知量中，找出最接近方程式精确解的值。

通过此方法，可以确定每一显示信号所对应的校正显示信号。

依序更换为其它公共电压值重复上述计算，又可得到其它公共电压下的校正显示信号。

该液晶显示装置2的驱动方法包括如下步骤：

步骤一，该亮度信号端216接收一亮度信号，该输入端215接收一显示信号；

步骤二，该主电路213访问该数据库214，并获得一对应该亮度信号及显示信号的校正显示信号；

步骤三，该公共电压输出端218输出一对应该亮度信号的公共电压，该数据输出端217输出一对应该校正显示信号的灰阶电压。

该亮度信号端216接收一亮度信号，该输入端215接收一显示信号。通过改变该亮度信号使该公共电压输出端218输出对应的公共电压，来该改变液晶分子两侧灰阶电压与公共电压的差来控制光的通过量，达到控制亮度的目的。

工作在标准亮度时，该亮度信号端216接收到的亮度信号为标准亮度信号。该主电路213接收显示信号后访问该数据库214，获得一与显示信号相同的校正显示信号，即不对显示信号进行修正。该主电路213根据从数据库214获得的校正显示信号产生对应的灰阶电压，还产生一对应该标准亮度信号的标准公共电压。该公共电压输出端218输出该标准公共电压，该数据输出端217输出该灰阶电压。

改变亮度时，亮度信号会调整该公共电压，所以根据显示信号所产生的灰阶电压要配合公共电压的改变进行校正。故该主电路213接收显示信号后访问该数据库214，获得一对应该亮度信号及显示信号的校正显示信号。该主电路213根据从数据库214获得的校正显示信号产生对应的灰阶电压，还产生一对应该亮度信号的公共电压。该公共电压输出端218输出该公共电压，该数据输出端217输出该灰阶电压。由于电路设计限制，该校正后输出的灰阶电压仍为该4个标准灰阶电压中的一个，但在该校正后的灰阶电压所驱动下显示的色彩可以最大程度的接近理想值。

相较于现有技术，本发明的液晶显示装置驱动方法由于在使用亮度调节功能该变了公共电压的情况下，通过校正功能调整各像素灰阶电压大小，仍能够使各像素显示的色彩为输入信号所要显示的色彩，使该液晶显示装置在改变公共电压的情况下显示色彩依然正确。

且，该校正后输出的每个灰阶电压仍为原灰阶电压中的一个，在该校正后的灰阶电压所驱动下显示的色彩可以最大程度的接近理想值，而没有新增灰阶电压的输出值，故对驱动电路改造较小，成本较低。

Claims (10)

1. 一种液晶显示装置，其包括一液晶显示面板及一驱动电路，该液晶显示面板包括一第一基板，一与该第一基板相对设置的第二基板，一夹于该二基板之间的一液晶层，一设置于该第一基板靠近该液晶层的表面的公共电极，及设置于该第二基板靠近该液晶层的表面的多个数据线；其特征在于：该驱动电路包括一主电路及一数据库，该主电路连接至该数据库、该公共电极及该数据线；该主电路由外部接收一亮度信号及一显示信号，该主电路访问该数据库，并获得与其所接收到的该显示信号及该亮度信号对应的一校正显示信号，且产生一对应于该校正显示信号的灰阶电压及一对应于该亮度信号的公共电压，分别对应施加到该数据线及公共电极。

2. 如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：该数据库储存有与每一亮度信号及一显示信号相对应的校正显示信号。

3. 如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：该主电路包括多个输入端及一亮度信号端，该亮度信号端接收该亮度信号，该输入端接收该显示信号。

4. 如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：该主电路包括多个数据输出端及一公共电压输出端，该公共电压输出端连接至该公共电极，该数据输出端连接至该数据线。

5. 一种液晶显示装置驱动方法，包括如下步骤：

提供一液晶显示装置，其包括一公共电极、多个数据线、一主电路及一数据库；

使该主电路加载一亮度信号及一显示信号；

使该主电路访问该数据库，并获得一与该亮度信号及该显示信号对应的校正显示信号；

该主电路产生一对应该亮度信号的公共电压及一对应该校正显示信号的灰阶电压，分别对应施加到该公共电极及该数据线。

6. 如权利要求5所述的液晶显示装置驱动方法，其特征在于：每一亮度信号对应一个公共电压，且该亮度信号包括一标准亮度信号，其对应一标准公共电压。

7. 如权利要求6所述的液晶显示装置驱动方法，其特征在于：当该亮度信号为标准亮度信号时，该校正显示信号与外部接收的该显示信号相同。

8. 如权利要求7所述的液晶显示装置驱动方法，其特征在于：该显示信号与该校正显示信号均包含每子像素的灰阶信息，该主动电路根据该校正显示信号产生的灰阶电压配合根据该亮度信号产生的公共电压，使各个像素显示外部接收的显示信号的色彩。

9. 如权利要求8所述的液晶显示装置驱动方法，其特征在于：使该液晶显示装置工作在任一亮度信号所对应的公共电压下时，对于任一像素，假设在根据外部接收的显示信号产生的灰阶电压下该像素亮度为Y₀，在根据校正显示信号产生的灰阶电压下的亮度为Y_i，则Y₀与Y_i是相等的。

10. 如权利要求9所述的液晶显示装置驱动方法，其特征在于：工作在标准亮度信号对应的标准公共电压下时，对于任一像素，假设任一灰阶i的色度坐标为x_i、y_i，则在根据校正显示信号产生的灰阶电压下，该像素的色彩满足：

$\left\{\begin{array}{c}{Y}_{\mathrm{Ri}}+Y_{\mathrm{Gi}}+Y_{\mathrm{Bi}}=Y_{\mathrm{Ri}0}+Y_{\mathrm{Gi}0}+Y_{\mathrm{Bi}0}\\ \frac{Y_{\mathrm{Ri}}+Y_{\mathrm{Gi}}+Y_{\mathrm{Bi}}}{(X_{\mathrm{Ri}}+X_{\mathrm{Gi}}+X_{\mathrm{Bi}})+(Y_{\mathrm{Ri}}+Y_{\mathrm{Gi}}+Y_{\mathrm{Bi}})+(Z_{\mathrm{Ri}}+Z_{\mathrm{Gi}}+Z_{\mathrm{Bi}})}{=y}_i\\ \frac{X_{\mathrm{Ri}}+X_{\mathrm{Gi}}+X_{\mathrm{Bi}}}{(X_{\mathrm{Ri}}+X_{\mathrm{Gi}}+X_{\mathrm{Bi}})+(Y_{\mathrm{Ri}}+Y_{\mathrm{Gi}}+Y_{\mathrm{Bi}})+(Z_{\mathrm{Ri}}+Z_{\mathrm{Gi}}+Z_{\mathrm{Bi}})}=x_i\end{array}\right.$

其中，该X_Ri、Y_Ri、Z_Ri表示校正显示信号下该像素的红色子像素的三刺激值，该X_Gi、Y_Gi、Z_Gi表示校正显示信号下该像素的绿色子像素的三刺激值，该X_Bi、Y_Bi、Z_Bi表示校正显示信号下该像素的蓝色子像素的三刺激值，Y_Ri0、Y_Gi0、Y_Bi0对应表示根据外部接收的显示信号产生的灰阶电压下该像素的红、绿、蓝色子像素的三刺激值中的Y值。

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