CN101315747B

CN101315747B - 液晶面板及其像素驱动方法

Info

Publication number: CN101315747B
Application number: CN2007101087642A
Authority: CN
Inventors: 潘轩霖; 施博盛
Original assignee: Hannstar Display Corp
Current assignee: Hannstar Display Corp
Priority date: 2007-05-31
Filing date: 2007-05-31
Publication date: 2010-12-01
Anticipated expiration: 2027-05-31
Also published as: CN101315747A

Abstract

本发明提出一种像素驱动方法及与其相关的液晶面板。除了根据像素的灰阶值产生理想数据电压外，本发明更根据该像素的极性变化，产生对应该灰阶值的补偿数据电压。本发明将该像素的充电时间划分为第一充电时间以及第二充电时间；并且在该第一充电时间内，以该补偿数据电压充电该像素；并且在该第二充电时间内，以该理想数据电压充电该像素。

Description

液晶面板及其像素驱动方法

技术领域

本发明关于一种液晶面板，特别关于一种像素的驱动装置与方法。

现有技术

传统液晶显示器的扫描频率大约为60赫兹，容易在播放动态画面时产生画面拖影。为了改善画面拖影，常用的解决方式为提高液晶显示器的扫描频率，例如：改采用具有120赫兹扫描频率的显示器。

60赫兹显示器的一个画面经过计算后，将以两个120赫兹的次画面在120赫兹显示器上播出。假设像素在60赫兹显示器的画面中所要显示的亮度为理想亮度。该像素在两个次画面的总亮度将等于该理想亮度。

纵然提高扫描频率可以提升动态画面的流畅度，但提高扫描频率也意味着像素写入时间缩短，易发生像素充/放电不足现象。图1A、1B是比较一个像素在60赫兹显示器以及120赫兹显示器的充电状况。V_com为液晶面板的共用电极(common electrode)的电压。栅极电压V_gate用来启动该像素，以将一数据电压V_data写入该像素。该像素的实际电压值以像素电压V_pixel表示。以60赫兹的显示器为例，该栅极电压V_gate启动该像素后，该像素电压V_pixel将在时间T之内逐渐充/放电至该数据电压V_data。然而，在120赫兹的显示器中，由于充/放电时间为T/2，只有60赫兹的显示器的一半，该像素电压V_pixel将无法在该像素关闭前充/放电至该数据电压V_data。如图所示，该栅极电压V_gate关闭该像素时，该像素电压V_pixel与该数据电压V_data之间存在一电压差ΔV_d-p。上述充/放电不足现象将破坏显示器的对比度。因此，需要一种新颖的液晶显示器技术来克服上述充/放电不足现象。

发明内容

本发明所提出的液晶显示器技术，将克服高扫描频率显示器的像素充/放电时间不足现象。

本发明提出一种像素驱动方法，根据像素的极性变化，产生对应该灰阶值的理想数据电压，与补偿数据电压。这种像素驱动方法将该像素的充电时间划分为第一充电时间以及第二充电时间。在该第一充电时间内，该像素驱动方法将以该补偿数据电压充电该像素。在该第二充电时间内，该像素驱动方法将以该理想数据电压充电该像素。其中，对应最大灰阶值的上述理想数据电压不等于对应该最大灰阶值的上述补偿数据电压。

本发明更提出一种液晶面板，其中包括像素、时序控制装置、伽玛曲线装置、选择装置、以及驱动装置。该时序控制装置将输出一个同步信号、一个控制信号、以及该像素的灰阶值。该伽玛曲线装置可以是伽玛曲线晶片或者是伽玛电阻，其中内建一理想伽玛曲线、以及至少一个补偿伽玛曲线。其中，该理想伽玛曲线中所对应的电压即为该理想数据电压，该补偿伽玛曲线中所对应的电压即为该补偿数据电压。根据该同步信号，该选择装置将在第一充电时间中，基于该像素的极性转换，自该伽玛曲线装置选取一个上述补偿伽玛曲线；并且在第二充电时间中，自该伽玛曲线装置选取该理想伽玛曲线。该驱动装置将根据该选择装置所选择的伽玛曲线、该控制信号以及该像素的灰阶值，产生数据电压以充电该像素。其中，该理想伽玛曲线对应一最大灰阶值的上述数据电压不等于上述补偿伽玛曲线对应该最大灰阶值的上述数据电压。

为让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举出优选实施例，并配合所附图式进行详细说明。

附图说明

图1A示出了像素在60赫兹显示器的充电状况；

图1B示出了像素在120赫兹显示器的充电状况；

图2A是像素为正极性时的电路结构；

图2B图示了图2A的充电电流的变化；

图3A是像素为负极性时的电路结构；

图3B图示了图3A的放电电流的变化；

图4举例说明本发明的像素驱动方法；

图5举例比较一像素由负极性转正极性、与维持正极性的驱动方法；

图6显示本发明的灰阶值与数据电压的关系；以及

图7图示了本发明的液晶面板的一种实施方式。

具体实施方式

像素的极性也会影响其充/放电速度。图2A、2B以一像素的简单电路结构，说明该像素为正极性(V_data与V_pixel都大于V_com)，其充电电流I_ds的变化。其中，栅极电压V_gate用来启动该像素，以将一数据电压V_data写入该像素。该像素的实际电压值以像素电压V_pixel表示。

该充电电流I_ds的变化主要由该像素的晶体管202的漏源极电压差V_ds(＝V_data-V_pixel)以及栅源极电压差V_gs(＝V_gate-V_pixel)所决定。在充电区间中，该数据电压V_data与该栅极电压V_gate为定值，该像素电压V_pixel经由该充电电流I_ds充电后，将逐渐逼近该数据电压V_data。换言之，该晶体管202的漏源极电压差V_ds与栅源极电压差V_gs都会逐渐降低。参考图2B，假设该电晶体202的栅源极电压差V_gs由V_{gs_1}降低至V_{gs_2}，并且其漏源极电压差V_ds由V_ds1降低至V_ds2，再接着栅源极电压差V_gs将低至V_{gs_3}，并且其漏源极电压差V_ds将低至V_ds3，则该充电电流I_ds将快速地由P_a降低至P_b、再降低至P_c。如此快速降低的充电电流I_ds将无法提供充足电荷充电该像素，导致充电不足的状况发生。

图3A、3B举例说明像素为负极性(V_data与V_pixel都小于V_com)，其放电电流I_ds的变化。该放电电流I_ds的变化主要由该晶体管202的漏源极电压差V_ds(＝V_pixel-V_data)以及栅源极电压差V_gs(＝V_gate-V_data)所决定。在放电区间中，该栅极电压V_gate与该数据电压V_data都为定值，仅该像素电压V_pixel在经由该放电电流I_ds放电后，将逐渐逼近该数据电压V_data。换言之，该晶体管202的栅源极电压差V_gs(＝V_gate-V_data)在放电过程中将维持定值，仅该漏源极电压差V_ds(＝V_pixel-V_data)会逐渐降低。参考图3B，该漏源极电压差V_ds将由V_ds1降低至V_ds2、再降低至V_ds3，并且该放电电流I_ds将和缓地由P_a降低至P_b、再降低至P_c。相较于图2A、2B中急速降低的充电电流I_da，像素在负极性时较不易发生充/放电不足现象。

此外，研究结果发现，在像素为正极性的状况下，像素先前的极性也会影响其充/放电状况。其中，像素由负极性转为正极性时的充/放电不足问题将较先前与现在都是正极性时严重。本发明将针对该像素的极性变化，提出合适的解决方案。

图4举例说明本发明的像素驱动方法。此说明例中，像素的极性将由原本的负极性(V_data与V_pixel都小于V_com)转换成正极性(V_data与V_pixel都大于V_com)。在极性转换的瞬间，V_data将由小于V_com转变为大于V_com，然而，此时V_pixel尚未充电，故V_data将大于V_pixel，其像素晶体管的充电状况已详述于图2A与2B的说明内容。本发明将一像素的充电时间分割为第一充电时间T_a以及第二充电时间T_b。若不考虑充/放电不足问题，该像素的一灰阶值所对应的数据电压V_data为一理想数据电压V_b。为了克服充/放电不足问题，本发明将更根据该像素的极性变化，产生对应该灰阶值的补偿数据电压V_a。在此说明例(像素为正极性)中，该补偿数据电压V_a将大于该理想数据电压V_b，以提供大电流充电该像素。本发明将于该第一充电时间T_a内，以该补偿数据电压V_a充电该像素，并且在该第二充电时间T_b内，以该理想数据电压V_b充电该像素。如图所示，该补偿数据电压V_a提供较大的充电电流以确保将该像素电压V_pixel于该第一充电时间T_a末接近该理想数据电压V_b。在该第二充电时间T_b中，该像素电压V_pixel将微调至该理想数据电压V_b。如此一来，高扫描频率显示器的像素充/放电不足问题即可改善。

此外，本发明是以操作在Normal Black Mode的液晶显示面板为例，则上述像素驱动方法更包括以下特色。最大灰阶值所对应的上述理想数据电压不等于该最大灰阶值所对应的上述补偿数据电压。如图4的说明例，最大灰阶值所对应的补偿数据电压与理想数据电压分别为V_{a_max}与V_{b_max}。其中，(V_{a_max}-V_com)大于(V_{b_max}-V_com)。

图5举例比较一像素由负极性转正极性、与维持正极时的驱动方法。120赫兹显示器将以两个次画面504与506取代60赫兹显示器的一画面502。一像素在第一个次画面504中将由负极性(V_data与V_pixel都小于V_com)转换成正极性(V_data与V_pixel都大于V_com)，在该第二个次画面506中仍将维持在正极性(V_data与V_pixel都大于V_com)。由于两种状况的充/放电不足程度不一，本说明例将为其准备专属的第一与第二补偿伽玛曲线，以分别产生适合的补偿数据电压V_a与V_a’。在此说明例中，理想数据电压V_b与V_b’是根据一理想伽玛曲线所产生的。

本发明的伽玛曲线是以应用于Normal Black Mode的液晶显示面板为例，此伽玛曲线的特性如下。在该像素为正极性时，同一灰阶值根据上述第一补偿伽玛曲线、第二补偿伽玛曲线、以及上述理想伽玛曲线所对应到的数据电压分别为第一数据电压、第二数据电压、以及第三数据电压。该第一数据电压将大于该第二数据电压，并且该第二数据电压将大于该第三数据电压。另外，上述理想伽玛曲线的最大值不等于上述补偿伽玛曲线的最大值。

此外，如图3A、3B的说明，当该像素为负极性时，其将较无上述充/放电不足状况；因此，当该像素的极性变化为正极性转负极性、或维持负极性时，上述补偿数据电压都由上述理想伽玛曲线所产生。但是，若该像素在负极性时也存在上述如正极性时充/放电不足状况，本发明将提供相对应的补偿伽玛曲线供正极性转负极性、以及维持负极性的状况使用。

此外，若该像素在负极性转正极性、与维持正极性时所面临的充/放电不足程度类似，则可令该像素在维持正极性时也采用上述第一补偿伽玛曲线，与上述负极性转正极性状况共用同一个补偿伽玛曲线。

图6显示本发明的灰阶值与数据电压V_data的关系。各灰阶值所对应的理想数据电压如曲线606与608所示，曲线606与608分别为上述像素正极性(V_data与V_pixel都大于V_com)时的理想伽玛曲线与画素负极性(V_data与V_pixel都小于V_com)时的理想伽玛曲线。此理想伽玛曲线为一般显示面板所设定为显示各灰阶值所对应V_data电压的伽玛曲线。要特别一提的是，视面板实际的性能或需求，画素正极性时的理想伽玛曲线与负极性时的理想伽玛曲线与V_com的相对电压值可以设计为相同或不同。曲线602是当像素的极性转换为负极性转正极性时，各灰阶值所对应的第一补偿数据电压值，其是根据上述第一补偿伽玛曲线而得；而曲线604是当像素的极性转换为维持正极性时，各灰阶值所对应的第二补偿数据电压值，其是根据上述的第二补偿伽玛曲线而得。在此实施方式中，像素转换至负极性(正极性转负极性、或维持负极性)时都采用上述画素负极性时的理想伽玛曲线。因此，当该像素的极性转换为由正极性转负极性、或维持负极性时，各灰阶值所对应的补偿数据电压也都如曲线608所示。

图7图示了本发明的液晶面板的一种实施方式。液晶面板700包括像素702、时序控制装置704、伽玛曲线(gamma curve)装置706、选择装置708、以及驱动装置710。该时序控制装置704将输出同步信号sync、控制信号CS、以及该像素的灰阶值GL。该伽玛曲线装置706可用伽玛曲线晶片或者用伽玛电阻来实现，其中内含一理想伽玛曲线、以及至少一个补偿伽玛曲线。该选择装置708将接收该同步信号sync，以在第一充电时间中，根据该像素的极性转换，自该伽玛曲线装置706选取一个上述补偿伽玛曲线；并且在第二充电时间中，自该伽玛曲线装置706选取该理想伽玛曲线。该驱动装置710将根据该选择装置708所选择的伽玛曲线712、该控制信号CS以及该像素的灰阶值GL，产生一数据电压V_data以充电该像素702。其中，最大灰阶值根据该理想伽玛曲线所产生的数据电压将不等于根据上述补偿伽玛曲线所产生的数据电压。

在上述实施方式中，上述补偿伽玛曲线包括第一补偿伽玛曲线，用以在该像素的极性变化为负极性转正极性时使用。上述补偿伽玛曲线更可包括第二补偿伽玛曲线，用以在该像素的极性维持在正极性时使用。在该像素为正极性的状况下，灰阶值根据该第一补偿伽玛曲线、该第二补偿伽玛曲线、以及该理想伽玛曲线所对应到的数据电压值分别为第一数据电压、第二数据电压、以及第三数据电压。该第一数据电压将大于该第二数据电压，并且该第二数据电压将大于该第三数据电压。

在另一实施方式中，若该像素在负极性转正极性、与维持正极性时所面临的充/放电不足程度类似，则可令该像素在维持正极性的状况下也采用上述第一补偿伽玛曲线，与上述负极性转正极性状况共用同一个补偿伽玛曲线。

此外，若像素于负极性时并无充/放电不足的问题，则该像素的极性变化为正极性转负极性、或维持负极性时所采用的补偿伽玛曲线即为像素负极性时的理想伽玛曲线。反之，若像素于负极性时也有充/放电不足的问题，本发明将提供专属的补偿伽玛曲线供正极性转负极性、与维持负极性的状况使用。

虽然如上以优选实施例公开了本发明，然而其并非用来限定本发明的范围，任何本领域技术人员，在不脱离本发明精神和范围的情况下，当可做适当的修改和变化，因此本发明的保护范围当以后附的权利要求所限定的为准。

Claims

1.一种像素驱动方法，其中包括：

根据一像素的极性变化，产生对应该像素的灰阶值的补偿数据电压；

产生对应该像素的灰阶值的理想数据电压；

令该像素的充电时间包括第一充电时间以及第二充电时间；

在该第一充电时间内，以该补偿数据电压充电该像素；以及

在该第二充电时间内，以该理想数据电压充电该像素，

其中该理想数据电压是根据理想伽玛曲线所产生的，而该补偿数据电压是根据补偿伽玛曲线所产生的，

其中，当该像素的极性变化为负极性转至正极性时，该补偿数据电压是根据第一补偿伽玛曲线所产生的，并且该补偿数据电压大于该理想数据电压。

2.如权利要求1所述的像素驱动方法，其中该理想伽玛曲线的最大值不等于该第一补偿伽玛曲线的最大值。

3.如权利要求1所述的像素驱动方法，其中，当该像素的极性维持正极性时，该补偿数据电压是根据第二补偿伽玛曲线所产生的。

4.如权利要求3所述的像素驱动方法，其中，在该像素为正极性时，灰阶值根据该第一补偿伽玛曲线、该第二补偿伽玛曲线、以及该理想伽玛曲线所对应到的数据电压分别为第一数据电压、第二数据电压、以及第三数据电压，其中，该第一数据电压将大于该第二数据电压，并且该第二数据电压将大于该第三数据电压。

5.如权利要求4所述的像素驱动方法，其中，当该像素的极性变化为正极性转负极性、或维持负极性时，该补偿数据电压是由该理想伽玛曲线所产生的。

6.一种液晶面板，其中包括：

像素；

时序控制装置，输出同步信号、控制信号、以及该像素的灰阶值；

伽玛曲线装置，包括理想伽玛曲线、以及至少一个补偿伽玛曲线；

选择装置，接收该同步信号，以在第一充电时间中，根据该像素的极性转换，自该伽玛曲线装置选取一个上述补偿伽玛曲线，并且在第二充电时间中，自该伽玛曲线装置选取该理想伽玛曲线；以及

驱动装置，根据该选择装置所选择的伽玛曲线、该控制信号以及该像素的灰阶值，产生数据电压以充电该像素，

其中，当该像素的极性变化为负极性转至正极性时，根据该补偿伽玛曲线所产生的数据电压大于根据该理想伽玛曲线所产生的数据电压。

7.如权利要求6所述的液晶面板，其中，最大灰阶值根据该理想伽玛曲线所产生的上述数据电压将不等于该最大灰阶值根据上述补偿伽玛曲线所产生的上述数据电压。

8.如权利要求6所述的液晶面板，其中，该伽玛曲线装置为伽玛曲线晶片或伽玛电阻。