CN101452676B - 像素驱动方法 - Google Patents

Abstract

本案提供一种像素驱动方法，适用于显示装置，其中，像素的操作时间包括第一操作时间以及第二操作时间，此像素驱动方法包括：产生对应于像素的灰阶值的补偿电压，产生对应于像素的灰阶值的理想电压，根据像素距离信号端的远近以及其位于显示装置的位置，调整第一操作时间以及第二操作时间的长短，或者调整补偿电压的电压数值，在第一操作时间内，以补偿电压对像素进行充电/放电，以及在第二操作时间内，以理想电压对像素进行充电/放电。

Description

像素驱动方法

技术领域

本发明涉及一种应用于显示装置的像素驱动方法，特别是一种应用于液晶显示装置的像素驱动方法。

背景技术

近年来，液晶显示器的技术突飞猛进，且制造成本亦不断下降，使得液晶显示器(LCD)已几乎完全取代传统阴极射线管(CRT)在监视器上的市场。并且随着液晶显示技术的进步，液晶电视的市场更是快速地成长，而对液晶电视的性能要求也越来越高，例如：高分辨率(如1920×1080像素)、高速反应时间而无拖影等。

当液晶电视为了避免拖影的问题，一般须要将传统扫描频率60赫兹(每秒60个画面)，倍频到120赫兹(每秒120个画面)，并插入灰阶值画面。虽然提高扫描频率可以提升动态画面的流畅度，但是提高扫描频率亦意味着像素写入时间缩短，易发生像素充/放电不足的现象。

为了克服上述问题，本发明的发明人曾在台湾专利申请号第96115705号案，提出在操作时间的前半段，以较高的补偿数据电压对像素进行充电/放电，接着在操作时间的后半段，再以正常的理想数据电压对像素进行充电/放电，以便在因为倍频而操作时间缩短的情况下，仍能将像素充电/放电到所须的理想电压值。此方法虽然立意甚佳，但随着液晶面板的分辨率越来越高，达1920×1080像素时，由于电阻电容延迟(RC delay)的现象更加明显，距离数据驱动芯片或栅极驱动芯片等信号端最近的像素与距离信号端最远的像素所能达到的操作电压，便有相当的差异，以下以图示说明。

图1(a)～(b)、图2(a)～(b)及图3(a)～(b)为现有技术的像素充电过程的电压示意图，其中V_gate为栅极电压。参照图1(a)，图1(a)为距离信号端最近的像素的充电状况，其中充电后的像素电压(V_pixel)较理想电压值(V_data)高，呈现充电过高的状况；参照图1(b)，图1(b)为距离信号端最远的像素的充电状况，其中充电后的像素电压(V_pixel)刚好等于理想电压值(V_data)。参照图2(a)，图2(a)为距离信号端最近的像素的充电状况，其中充电后的像素电压(V_pixel)刚好等于理想电压值(V_data)；参照图2(b)，图2(b)为距离信号端最远的像素的充电状况，其中充电后的像素电压(V_pixel)较理想电压值(V_data)低，呈现充电不足的状况。参照图3(a)，图3(a)为距离信号端最近的像素的充电状况，其中充电后的像素电压(V_pixel)较理想电压值(V_data)高，呈现充电过高的状况；参照图3(b)，图3(b)为距离信号端最远的像素的充电状况，其中充电后的像素电压(V_pixel)较理想电压值(V_data)低，呈现充电不足的状况。

由上述的图1(a)～(b)、图2(a)～(b)及图3(a)～(b)中可知，现有技术对于高分辨率液晶面板而言，由于数据驱动芯片或栅极驱动芯片等驱动芯片产生的驱动信号传输经过更多像素，使得电阻电容延迟(RCdelay)的现象更显著，尤其是同时距离数据驱动芯片和栅极驱动芯片等驱动信号端较远的像素，就更难兼顾到像素的充电状况，也就更容易出现距离信号端较近的像素充电过高(如图1(a))、距离信号端较远的像素充电不足(如图2(b))，甚至两者皆有(如图3(a)及(b))的情况。

针对上述问题，本发明进一步提出了崭新的概念与解决方法，能使高分辨率液晶面板上的各像素，在高倍频的操作状况下，亦能达到理想的充电电压值。

发明内容

本发明提供了一种应用于液晶显示装置的像素驱动方法，可解决液晶面板像素充电不均的现象。

本案的一个实施例提供了一种像素驱动方法，适用于显示装置，其中，显示装置包含至少第一像素与第二像素，第一像素与第二像素共同耦接至信号端，信号端与第一像素的距离大于其与第二像素的距离，且驱动每一像素的操作时间包括第一操作时间以及第二操作时间，此像素驱动方法包括：产生对应于该像素的灰阶值的补偿电压与理想电压，在第一操作时间内，以补偿电压对其对应的像素进行充电/放电；以及在第二操作时间内，以理想电压对其对应的像素进行充电/放电；其中，第一像素的第一操作时间大于第二像素的第一操作时间。

根据上述构想，其中该补偿电压根据补偿伽马曲线产生。

根据上述构想，其中该理想电压根据理想伽马曲线产生。

根据上述构想，其中该显示装置为液晶显示装置。

根据上述构想，其中该信号端包含数据驱动芯片或者栅极驱动芯片。

根据上述构想，其中该第一像素的该第一补偿电压大于该第二像素的该第一补偿电压。

本案的另一实施例为提供一种像素驱动方法，适用于显示装置，其中显示装置包含至少第一像素与第二像素，第一像素与第二像素共同耦接至信号端，信号端与第一像素的距离大于其与第二像素的距离，且驱动每一像素的操作时间包括第一操作时间以及第二操作时间，该方法包含：在同一灰阶值下，分别产生对应于第一像素与第二像素的第一补偿电压与第二补偿电压，以及产生对应于第一像素与第二像素的理想电压；在对应于该第一像素的该第一操作时间内，以该第一补偿电压对该第一像素进行充电/放电；在对应于该第二像素的该第一操作时间内，以该第二补偿电压对该第一像素进行充电/放电；在对应于该第一像素的该第二操作时间内，以该理想电压对该第一像素进行充电/放电；以及在对应于该第二像素的该第二操作时间内，以该理想电压对该第二像素进行充电/放电；其中，该第一补偿电压的绝对值大于该第二补偿电压的绝对值。

根据上述构想，其中该补偿电压根据补偿伽马曲线产生。

根据上述构想，其中该理想电压根据理想伽马曲线产生。

根据上述构想，其中该显示装置为液晶显示装置。

根据上述构想，其中该信号端包含数据驱动芯片或者栅极驱动芯片。

根据上述构想，其中该第一像素的该第一操作时间大于该第二像素的该第一操作时间。

本案的又一实施例为提供一种像素驱动方法，适用于显示装置，其中该显示装置包含至少第一像素与第二像素，该第一像素与该第二像素共同耦接至信号端，该信号端与该第一像素的距离大于其与该第二像素的距离，且驱动该第一像素的操作时间包括第一操作时间以及第二操作时间，驱动该第二像素的操作时间包括第三操作时间以及第四操作时间，该方法包含：在同一灰阶值下，分别产生对应于该第一像素与该第二像素的第一补偿电压与第二补偿电压，以及产生对应于该第一像素与该第二像素的理想电压；分别将该第一补偿电压在该第一操作时间内施加于该第一像素，以及将该第二补偿电压在该第三操作时间内施加于该第二像素；将该理想电压分别在该第二操作时间内施加于该第一像素，以及在该第四操作时间内施加于该第二像素；其中该第一操作时间大于该第三操作时间，且该第一补偿电压的绝对值大于该第二补偿电压的绝对值。

根据上述构想，其中该补偿电压根据补偿伽马曲线产生。

根据上述构想，其中该理想电压根据理想伽马曲线产生。

根据上述构想，其中该显示装置为液晶显示装置。

根据上述构想，其中该信号端包含数据驱动芯片或者栅极驱动芯片。

通过以下详细说明，将会对本发明有着更为深入的了解。

附图说明

图1(a)～(b)为现有技术的像素充电过程的电压示意图；

图2(a)～(b)为现有技术的像素充电过程的电压示意图；

图3(a)～(b)为现有技术的像素充电过程的电压示意图；

图4(a)～(b)为本发明第一实施例的像素充电过程的电压示意图；

图5(a)～(b)为本发明第二实施例的像素放电过程的电压示意图；

图6(a)～(b)为本发明第三实施例的像素充电过程的电压示意图；以及

图7(a)～(b)为本发明第四实施例的像素放电过程的电压示意图。

【主要部分代表符号说明】

T₁₁、T₂₁、T₃₁、T₄₁、T₅₁、T₆₁：第一操作时间

T₁₂、T₂₂、T₃₂、T₄₂、T₅₂、T₆₂：第二操作时间

V₁₁、V₂₁、V₃₁、V₄₁、V₅₁、V₆₁：补偿电压

V₁₂、V₂₂、V₃₂、V₄₂、V₅₂、V₆₂：理想电压

V_data：数据电压

V_gate：栅极电压

V_pixel：像素电压

ΔV₁、ΔV₂、ΔV₃、ΔV₄：补偿电压与理想电压的差值

具体实施方式

本发明将通过下述优选实施例并结合附图，进行进一步的详细说明。

[第一实施例]

图4(a)～(b)为本发明第一实施例的像素充电过程的电压示意图，亦即为像素操作在正极性时的电压示意图。参照图4(a)～(b)，其中栅极电压V_gate用来启动该像素，以将数据电压V_data写入该像素，而该像素的实际电压则以V_pixel表示，图4(a)为距离信号端最近的像素的充电状况，图4(b)为距离信号端最远的像素的充电状况。在本实施例中，首先根据液晶面板的液晶设计、像素设计和面板电路设计等参数，可以利用伽马曲线的设计产生对应的补偿电压V₁₁值以及理想电压V₁₂值，例如，可以利用补偿伽马曲线与理想伽马曲线来产生对应的补偿电压V₁₁值以及理想电压V₁₂值，关于补偿伽马曲线与理想伽马曲线的操作方式可参阅本申请的发明人先前在台湾专利申请号第96115705号案的公开，在此将不再赘述。然后在第一操作时间T₁₁(或T₂₁)内，将数据电压V_data设定为补偿电压V₁₁，对像素进行充电，紧接着在第二操作时间T₁₂(或T₂₂)内，将数据电压V_data则设定为理想电压V₁₂，对像素进行充电，以使像素电压V_pixel在充电结束前能达到理想电压V₁₂值。

因为RC delay的影响，像素的实际电压V_pixel通常会较慢达到输入的数据电压V_data值。图4(a)为距离信号端最近的像素的充电过程，因为其RC delay的状况很小，所以可适度缩短补偿电压V₁₁的第一操作时间T₁₁，以免像素电压V_pixel在充电结束时的电压值超过理想电压V₁₂值。图4(b)为距离信号端最远的像素的充电过程，因为其RC delay的状况很大，所以可适度延长补偿电压V₁₁的第一操作时间T₂₁，以使像素电压V_pixel在充电结束时的电压值能达到理想电压V₁₂值。

在本实施例中，通过调整第一操作时间T₁₁(或T₂₁)以及第二操作时间T₁₂(或T₂₂)的长短，也就是通过调整补偿电压V₁₁和理想电压V₁₂的相对充电时间的长短，可使距离信号端远近不同以及其位于显示装置的位置不同的像素，都能在充电时间结束前，达到其各自的理想电压V₁₂。调整第一操作时间T₁₁(或T₂₁)以及第二操作时间T₁₂(或T₂₂)长短的方法，是根据该像素距离信号端的远近以及其位于显示装置的位置，当像素距离信号端越远时，则像素的第一操作时间T₁₁(或T₂₁)越长，以补偿其较大的RC delay的状况。通过此方法，可以使整个液晶面板上所有的像素，皆能在充电时间结束前，被充电到其各别的理想电压V₁₂值，不会因各像素不同的RC delay的状况，而使各像素的实际电压出现差异的状况。这在高分辨率或大尺寸的液晶面板上，特别严重。本实施例即可解决此问题。

[第二实施例]

实际上，液晶面板上的各像素会依其在各时间中的亮与暗的实际需求，而持续进行充电或放电过程。本发明的概念，当然亦可应用于像素放电的过程，亦即为像素操作在负极性时的过程。图5(a)～(b)为本发明第二实施例的像素放电过程的电压示意图，亦即为像素操作在负极性时的电压示意图。参照图5(a)～(b)，同样地，图5(a)为距离信号端最近的像素的放电状况，图5(b)为距离信号端最远的像素的放电状况。本实施例与第一实施例皆是通过调整第一操作时间以及第二操作时间的长短，来使液晶面板上各像素皆能被充/放电到其理想电压值。本实施例与第一实施例的不同处在于：本实施例为放电过程，而第一实施例为充电过程。在充电的过程中，像素电压V_pixel由低升到高；相反地，在放电的过程中，像素电压V_pixel则由高降到低。

图5(a)为距离信号端最近的像素的放电过程，因为其RC delay的状况很小，所以可适度缩短补偿电压V₂₁的第一操作时间T₃₁，以免像素电压V_pixel在放电结束时的电压值超过理想电压V₂₂值。图5(b)为距离信号端最远的像素的放电过程，因为其RC delay的状况很大，所以可适度延长补偿电压V₂₁的第一操作时间T₄₁，以使像素电压V_pixel在放电结束时的电压值能达到理想电压V₂₂值。

同样地，通过调整第一操作时间T₃₁(或T₄₁)以及第二操作时间T₃₂(或T₄₂)的长短，也就是调整补偿电压V₂₁和理想电压V₂₂的相对放电时间的长短，可使距离信号端远近不同以及其位于显示装置的不同位置的像素，都能在操作时间结束前，达到其各自的理想电压V₂₂。调整第一操作时间T₃₁(或T₄₁)以及第二操作时间T₃₂(或T₄₂)长短的方法，是根据该像素距离信号端的远近以及其位于显示装置的位置，当像素距离信号端越远时，则像素的第一操作时间T₃₁(或T₄₁)越长，以补偿其较大的RC delay的状况。通过此方法，可以使整个液晶面板上所有的像素，皆能在操作时间结束前，被放电到其各别的理想电压V₂₂值。

[第三实施例]

图6(a)～(b)为本发明第三实施例的像素充电过程的电压示意图，亦即为像素操作在正极性时的电压示意图。参照图6(a)～(b)，图6(a)为距离信号端最近的像素的充电状况，图6(b)为距离信号端最远的像素的充电状况。本实施例与第一实施例的差别在于：第一实施例是通过对不同的像素，调整其第一操作时间以及第二操作时间的长短，来使液晶面板上各像素皆能被充电到其理想电压值；而本实施例则通过对不同的像素，调整其补偿电压值的大小，以使液晶面板上各像素皆能被充电到其理想电压值。上述的补偿电压以及理想电压可运用补偿伽马曲线与理想伽马曲线产生对应的补偿电压值以及理想电压值。

图6(a)为距离信号端最近的像素的充电过程，在第一操作时间T₅₁内，将数据电压V_data设定为补偿电压V₃₁，对像素进行充电，接着在第二操作时间T₅₂内，将数据电压V_data则设定为理想电压V₃₂，对像素进行充电，以使像素电压V_pixel在充电结束前能达到理想电压V₃₂值。因为其RC delay的状况很小，所以补偿电压V₃₁仅较理想电压V₃₂值略高。

图6(b)为距离信号端最远的像素的充电过程，在第一操作时间T₅₁内，将数据电压V_data设定为补偿电压V₄₁，对像素进行充电，接着在第二操作时间T₅₂内，将数据电压V_data则设定为理想电压V₃₂，对像素进行充电，以使像素电压V_pixel在充电结束前能达到理想电压V₃₂值。在此实施例中，图6(a)与图6(b)以像素的理想电压皆设定为相同值V₃₂(即同一灰阶)来做说明，由于图6(b)的像素相较于图6(a)的像素其距离信号端的位置较远，因此RC delay的状况将较为严重，所以设计其补偿电压V₄₁较理想电压V₃₂的值高出许多，以补偿其较大的RC delay的状况。

比较图6(a)与图6(b)，可得到补偿电压V₃₁与理想电压V₃₂的差值ΔV₁(图6(a))明显小于补偿电压V₄₁与理想电压V₃₂的差值ΔV₂(图6(b))。

所以本实施例通过对不同的像素，根据该像素距离信号端的远近以及其位于显示装置的位置，调整其补偿电压值的大小，当像素距离信号端越远时，则像素的补偿电压越大，以使液晶面板上各像素皆能被充电到其理想电压值。

[第四实施例]

图7(a)～(b)为本发明第四实施例的像素放电过程的电压示意图，亦即为像素操作在负极性时的电压示意图。参照图7(a)～(b)，图7(a)为距离信号端最近的像素的放电状况，图7(b)为距离信号端最远的像素的放电状况。本实施例与第三实施例皆是通过对不同像素，调整补偿电压的大小，以使液晶面板上各像素皆能被充/放电到其理想电压值。本实施例与第三实施例的不同处在于：本实施例为放电过程，而第三实施例为充电过程。在充电的过程中，像素电压V_pixel由低升到高；相反地，在放电的过程中，像素电压V_pixel则由高降到低。

图7(a)为距离信号端最近的像素的放电过程，在第一操作时间T₆₁内，将数据电压V_data设定为补偿电压V₅₁，对像素进行放电，接着在第二操作时间T₆₂内，将数据电压V_data则设定为理想电压V₅₂，对像素进行放电，以使像素电压V_pixel在放电结束前能达到理想电压V₅₂值。因为其RC delay的状况很小，所以补偿电压V₅₁的绝对值仅较理想电压V₅₂的绝对值值略大。

图7(b)为距离信号端最远的像素的放电过程，在第一操作时间T₆₁内，将数据电压V_data设定为补偿电压V₆₁，对像素进行放电，接着在第二操作时间T₆₂内，将数据电压V_data则设定为理想电压V₅₂，对像素进行放电，以使像素电压V_pixel在放电结束前能达到理想电压V₅₂值。因为其RC delay的状况很大，所以其补偿电压V₆₁的绝对值与理想电压V₅₂的绝对值的值高出一截，以补偿其较大的RC delay的状况。

比较图7(a)及图7(b)，可得到补偿电压V₅₁的绝对值与理想电压V₅₂的绝对值的差值ΔV₃(图7(a))明显小于补偿电压V₆₁的绝对值与理想电压V₅₂的绝对值的差值ΔV₄(图7(b))。

所以本实施例通过对不同的像素，根据该像素距离信号端的远近以及其位于显示装置的位置，调整其补偿电压值的大小，当像素距离信号端越远时，则像素的补偿电压越大，可使液晶面板上各像素皆能被放电到其理想电压值。

根据本发明的精神，当然可以同时混合第一实施例/第二实施例与第三实施例/第四实施例的方法，以使液晶面板上的各像素，无论其距离信号端的远近以及其位于显示装置的位置如何，皆能被充电到其理想电压值。也就是说，可以对液晶面板上的各像素，根据该像素距离信号端的远近以及其位于显示装置的位置，同时调整其第一操作时间与补偿电压值。当该像素距离信号端越远时，则该像素的第一操作时间被调整得越长，且该像素的补偿电压被调整得越大。

综上所述，本案提供一种像素驱动方法，可应用于液晶显示装置或其它显示装置，通过调整补偿电压值或调整施加补偿电压的充电时间长短，以使液晶面板上的各像素皆能被充/放电到其理想电压值。可以解决高分辨率或大尺寸液晶面板，在高频状态操作时，例如在120赫兹时，充/放电不足的问题，以及解决液晶面板上，因RC delay状况显著，而使得各像素的充/放电无法都能够达到理想电压的问题；进而使得高分辨率的液晶显示装置(例如液晶电视)的整体动态画面能更流畅地显现，大幅提升液晶电视的显示性能与画质。

本领域技术人员可以对本申请进行任何不经过创造性劳动的修饰，并且并不会脱离附带的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种像素驱动方法，适用于显示装置，其中，所述显示装置包含至少第一像素与第二像素，所述第一像素与所述第二像素共同耦接至信号端，所述信号端与所述第一像素的距离大于其与所述第二像素的距离，且驱动每一个所述像素的操作时间包括第一操作时间以及第二操作时间，所述方法包含：

产生对应于每一个所述像素的灰阶值的补偿电压与理想电压；在所述第一操作时间内，以所述补偿电压对其所对应的像素进行充电/放电；以及在所述第二操作时间内，以所述理想电压对其所对应的像素进行充电/放电；

其中，所述第一像素的所述第一操作时间大于所述第二像素的所述第一操作时间；

其中，所述补偿电压根据补偿伽马曲线产生，所述理想电压根据理想伽马曲线产生。

2.如权利要求1所述的像素驱动方法，其中，所述信号端包含数据驱动芯片或者栅极驱动芯片。

3.如权利要求1所述的像素驱动方法，其中，所述第一像素的补偿电压的绝对值大于所述第二像素的补偿电压的绝对值。

4.一种像素驱动方法，适用于显示装置，其中，所述显示装置包含至少第一像素与第二像素，所述第一像素与所述第二像素共同耦接至信号端，所述信号端与所述第一像素的距离大于其与所述第二像素的距离，且驱动每一个所述像素的操作时间包括第一操作时间以及第二操作时间，所述方法包含：

在同一灰阶值下，分别产生对应于所述第一像素与所述第二像素的第一补偿电压与第二补偿电压，以及产生对应于所述第一像素与所述第二像素的理想电压；

在对应于所述第一像素的所述第一操作时间内，以所述第一补偿电压对所述第一像素进行充电/放电；

在对应于所述第二像素的所述第一操作时间内，以所述第二补偿电压对所述第二像素进行充电/放电；

在对应于所述第一像素的所述第二操作时间内，以对应于所述第一像素的理想电压对所述第一像素进行充电/放电；以及

在对应于所述第二像素的所述第二操作时间内，以对应于所述第二像素的理想电压对所述第二像素进行充电/放电；

其中，所述第一补偿电压的绝对值大于所述第二补偿电压的绝对值；

其中，所述补偿电压根据补偿伽马曲线产生，所述理想电压根据理想伽马曲线产生。

5.如权利要求4所述的像素驱动方法，其中，所述信号端包含数据驱动芯片或者栅极驱动芯片。

6.如权利要求4所述的像素驱动方法，其中，所述第一像素的所述第一操作时间大于所述第二像素的所述第一操作时间。

7.一种像素驱动方法，适用于显示装置，其中，所述显示装置包含至少第一像素与第二像素，所述第一像素与所述第二像素共同耦接至信号端，所述信号端与所述第一像素的距离大于其与所述第二像素的距离，且驱动所述第一像素的操作时间包括第一操作时间以及第二操作时间，驱动所述第二像素的操作时间包括第三操作时间以及第四操作时间，所述方法包含：

在同一灰阶值下，分别产生对应于所述第一像素与所述第二像素的第一补偿电压与第二补偿电压，以及产生对应于所述第一像素与所述第二像素的理想电压；

分别将所述第一补偿电压在所述第一操作时间内施加于所述第一像素，以及将所述第二补偿电压在所述第三操作时间内施加于所述第二像素；

将对应于所述第一像素的理想电压在所述第二操作时间内施加于所述第一像素，以及将对应于所述第二像素的理想电压在所述第四操作时间内施加于所述第二像素；

其中，所述第一操作时间大于所述第三操作时间，且所述第一补偿电压的绝对值大于所述第二补偿电压的绝对值；

其中，所述补偿电压根据补偿伽马曲线产生，所述理想电压根据理想伽马曲线产生。

8.如权利要求7所述的像素驱动方法，其中，所述信号端包含数据驱动芯片或者栅极驱动芯片。

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