CN101620831B

CN101620831B - 多栅极液晶显示器的驱动机制

Info

Publication number: CN101620831B
Application number: CN2008101282832A
Authority: CN
Inventors: 许国英
Original assignee: Himax Technologies Ltd
Current assignee: Himax Technologies Ltd
Priority date: 2008-07-04
Filing date: 2008-07-04
Publication date: 2011-12-28
Anticipated expiration: 2028-07-04
Also published as: CN101620831A

Abstract

一种多栅极(multiple-fold gate)液晶显示器(例如双栅极液晶显示器)的驱动机制。以顺向驱动顺序来驱动多列的像素电极组别A及组别B。接下来，以逆向驱动顺序来驱动相邻列的像素电极组别A及组别B。

Description

多栅极液晶显示器的驱动机制

技术领域

本发明涉及一种液晶显示器(LCD)，特别是双栅极(double gate)液晶显示器的驱动机制，以有效降低垂直线条缺陷。

背景技术

液晶显示器(LCD)通常由排列成行列矩阵形式的像素单元(或简称像素)所组成。每一像素包含一薄膜晶体管(TFT)及一像素电极，其共同形成在一基板(或面板)上。位于同一列薄膜晶体管的栅极通过一栅极线连接在一起，再由栅极(或扫描)驱动器来控制。位于同一行薄膜晶体管的源极通过一源极线连接在一起，再由源极(或数据)驱动器来控制。公共电极(common electrode)则是形成在另一基板(或面板)上。液晶(liquidcrystal，LC)密封在像素电极基板与公共电极基板之间，通过控制两基板之间的电压差而得以显示出每一像素。为了避免液晶层因长时间受到单方向电场作用而产生特性退化，因此通常会采用反转(inversion)驱动机制(例如列反转或点反转)来拉高或拉低公共电极，用以周期性的反转所施加的电场。

栅极驱动器与源极驱动器分别由多个驱动集成电路(IC)芯片所组成。由于源极驱动IC芯片的价格通常较栅极驱动IC芯片来得高，因此，如果能降低源极驱动IC芯片的数目(即使必须增加栅极驱动IC芯片数目)，则可以降低整个液晶显示器的制造成本。鉴于此，因而有双栅极液晶显示器架构的提出；在此种架构中，源极驱动IC芯片(或源极线)的数目减半，而栅极驱动IC芯片(或栅极线)的数目则加倍。整体而言，双栅极液晶显示器的成本将比传统液晶显示器来得低。在操作双栅极液晶显示器时，在一个水平扫描周期(通常简称为1H)内，连接于同一源极线的薄膜晶体管被依次开启(turn on)，而非如传统液晶显示器的薄膜晶体管同时开启的。

然而，由于公共电极上的电阻-电容(RC)负载会使得左右相邻像素在充放电时有不平衡情况，因而双栅极显示器在显示时会造成垂直线条(vertical stripes)缺陷。此种垂直线条缺陷也在其他文献讨论过，例如美国专利申请公开第2006/0164350号，发明人为Kim等人，题为“Thin FilmTransistor Array Panel and Display Device”。

因此亟需提出一种双栅极液晶显示器的新颖驱动机制，用以有效降低甚至消除垂直线条缺陷。

发明内容

鉴于上述，本发明的目的之一为提出一种双栅极液晶显示器的新颖驱动机制，用以有效降低或消除垂直线条缺陷，以增进显示品质。

本发明实施例提供一种多栅极(multiple-fold gate)液晶显示器(例如双栅极液晶显示器)的驱动机制。以顺向驱动顺序来驱动多列的像素电极组别A及组别B。接下来，以逆向驱动顺序来驱动相邻列的像素电极组别A及组别B。因公共电极电压跳动所造成的电荷不平衡即可以通过空间(spatial)域及时间(temporal)域的视觉平均效果，得以有效降低垂直线条缺陷。

附图说明

图1A显示双栅极液晶显示器。

图1B显示图1A的部分详细电路图。

图1C显示图1A的操作波形图。

图1D显示图1C栅极线的驱动顺序。

图1E显示双栅极液晶显示器的公共电极的极性。

图2A显示根据本发明实施例之一的双栅极液晶显示器的操作波形。

图2B显示图2A栅极的驱动顺序波形。

图2C显示图2A双栅极液晶显示器的公共电极的极性。

图3A显示根据本发明另一实施例的双栅极液晶显示器的操作波形。

图3B显示图3A栅极的驱动顺序波形。

图3C显示图3A双栅极液晶显示器的公共电极的极性。

【主要元件符号说明】

100双栅极液晶显示器

10、10A、10B像素电极

12、12A、12B切换元件(薄膜晶体管)

14源极驱动器

16栅极驱动器A

18栅极驱动器B

20时序控制器

S1源极线

G1-G12栅极线

HS水平同步信号

BANK像素组别

POL公共电极

具体实施方式

图1A显示双栅极(double/dual gate)液晶显示器(LCD)100，其包含排列成行列矩阵形式的像素电极(pixel electrode)10。图1B显示图1A的部分详细电路图。每一像素单元(或简称像素)中，每一像素电极10相对应于一切换元件(例如薄膜晶体管(TFT))12。位于同一列的相邻薄膜晶体管(例如12A与12B)共同连接于同一源极线(例如S1)，其由源极驱动器14所驱动；而位于相邻行的薄膜晶体管(例如12A与12B)的源极则通过共享的源极线(S1)连接在一起。位于同一列的部分薄膜晶体管12(例如第一列的奇顺位薄膜晶体管)通过一栅极线(例如G1)连接在一起并受栅极驱动器A(16)的驱动；而该列的另一部分薄膜晶体管12(例如第一列的偶顺位薄膜晶体管)则通过另一栅极线(例如G2)连接在一起并受另一栅极驱动器B(18)的驱动。这两个栅极线(例如G1与G2)形成一栅极线组，用以扫描控制相邻像素列。在图1A中，双栅极液晶显示器100具有双边栅极驱动器A/B(16/18)，其分别设置在像素两边的边缘处；然而，此栅极驱动器A/B(16/18)也可以合并为一个单一栅极驱动器。为方便说明起见，位于同一列的奇顺位薄膜晶体管及像素电极称为组别(BANK)A，而位于同一列的偶顺位薄膜晶体管及像素电极则称为组别B。时序控制器(T-con)20用以控制栅极驱动器A/B(16/18)及源极驱动器14的操作。

图1C显示图1A的操作波形图。水平同步信号HS由逻辑高电平(“1”)变为逻辑低电平(“0”)时会启动一个水平扫描周期，其通常简称为1H周期。在此1H周期中，组别A及组别B依序被启动，其类型为AB-AB-AB-AB。藉此，奇顺位像素电极及偶顺位电极依序被启动，经由源极线S1-S6而从源极驱动器14接收图像数据。重复此驱动类型，从第一栅极线G1直到最后栅极线(如图1C所示的G12)依序被驱动。藉此，双栅极显示器的栅极线G1-G12将以图1D所示的顺序(亦即，1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12)被驱动。在图1C中，每一周期会反转一次公共电极POL的相位(或极性)以达到列反转(line inversion)，其使得帧(frame)当中扫描线的极性依序被反转，且不同帧的同一扫描线极性也依序被反转。例如，如图1E所示，当第一扫描线(Line1)为正极性(“+”)时，位于同一帧的第二扫描线(Line2)则为负极性(“-”)。再者，对于相邻帧的同一扫描线，其极性也依序被反转。例如，如图1E所示，第一帧(frame1)的第一扫描线(Line1)为正极性(“+”)时，位于相邻帧(frame2)的第一扫描线(Line1)则为负极性(“-”)。

对于图1C列反转的双栅极液晶显示器，其公共电极的电压(Vcom)在每一水平扫描周期中会跳动(toggle)(亦即，从逻辑高电平变为逻辑低电平，或者从逻辑低电平变为逻辑高电平)。由于公共电极的电阻-电容(RC)负载会影响公共电极电压的改变率(slew rate)，使得公共电极电压无法在水平扫描前半周期内达到稳定，造成像素电极(10A、10B，图1B)的电容的充放电电荷不平衡，因此相邻像素之间的电荷会有差异。因此，双栅极显示器在显示时会造成垂直线条(vertical stripes)缺陷。

图2A显示根据本发明实施例之一的双栅极液晶显示器的操作波形。虽然本说明书以双栅极液晶显示器为例，然而本发明(经稍加修改或无须修改)也可适用于其他种类的液晶显示器，例如三倍栅极液晶显示器、四倍栅极液晶显示器或多栅极(multiple-fold gate)液晶显示器。图2B显示图2A栅极G1-G12的驱动顺序波形。在本实施例中，双栅极液晶显示器的栅极线G1-G12的驱动顺序为1-2-3-4-6-5-8-7-9-10-11-12。图2C显示图2A双栅极液晶显示器的公共电极的极性。与图1C-图1E作比较，本实施例的组别A及组别B依序被启动，其类型为AB-AB-BA-BA(而图1C-图1E的驱动类型为AB-AB-AB-AB)。换句话说，每经两条扫描线，驱动类型会作颠倒(例如由顺向AB变为逆向BA，或者由逆向BA变为顺向AB)。藉此，双栅极液晶显示器的栅极线将以图2B所示的顺序(亦即，1-2-3-4-6-5-8-7-9-10-11-12)被驱动。虽然本实施例以每两条扫描线颠倒一次驱动类型，然而，本发明也可经稍加修改，在每一条扫描线或每三条扫描线颠倒一次驱动类型。

图2C中标示斜线者表示该像素因受到公共电极电压跳动而造成了电荷的不平衡。在本实施例中，在同一帧中(或者在空间(spatial)域中)，具相同极性的扫描线具有相反的驱动顺序类型。例如，在第一帧(frame1)中，第一扫描线(Line1)与第三扫描线(Line3)皆具相同极性(“+”)，因此，第一扫描线(Line1)的驱动顺序类型(AB)会相反于第三扫描线(Line3)的驱动顺序类型(BA)。另外，在不同的帧中(或者在同一时间(temporal)域中)，具相同极性的扫描线具有相反的驱动顺序类型。例如，第一帧(frame1)的第一扫描线(Line1)与第三帧(frame3)的第一扫描线(Line1)皆具相同极性(“+”)，因此，第一帧(frame1)的第一扫描线(Line1)的驱动顺序类型(AB)会相反于第三帧(frame3)的第一扫描线(Line1)的驱动顺序类型(BA)。藉此，平均来看，每一个像素受到公共电极电压跳动的机率会大致相同，因此，每一像素受到的电荷差异会相同。例如，对于第一扫描线(Line1)的第一像素(R1)，其在第一帧(frame1)中为“+”极性且受到公共电极的电压跳动；该像素在第二帧(frame2)中为“-”极性且受到公共电极的电压跳动；该像素在第三帧(frame3)中为“+”极性但未受到公共电极的电压跳动；该像素在第四帧(frame4)中为“-”极性但未受到公共电极的电压跳动。因此，整体来看，人的眼睛就不会察觉到垂直线条缺陷。在本实施例中，可以由时序控制器(T-con)20(图1A)或者栅极驱动器A/B(16/18)来控制像素组别(BANK)的驱动顺序类型以及控制公共电极POL的极性反转。

图3A显示根据本发明另一实施例的双栅极液晶显示器的操作波形。图3B显示图3A栅极G1-G12的驱动顺序波形。在本实施例中，双栅极液晶显示器的栅极线G1-G12的驱动顺序为1-2-3-4-6-5-8-7-9-10-11-12。图3C显示图3A双栅极液晶显示器的公共电极的极性。在本实施例中，安排公共电极POL的极性以得到点反转(而非列反转)。换句话说，一像素的公共电极POL的极性相反于同一帧的相邻像素。再者，一帧中一像素的公共电极POL极性也会相反于相邻帧的同一像素的公共电极POL极性。在本实施例中，公共电极POL的极性在水平扫描的中点处(亦即，大约位于1/2*H的时间点)改变极性。与图2A-图2C作比较，本实施例的组别A及组别B的驱动类型也是AB-AB-BA-BA。换句话说，每经两条扫描线，驱动类型会作颠倒(例如由AB变为BA，或者由BA变为AB)。藉此，双栅极液晶显示器的栅极线将以图3B所示的顺序(亦即，1-2-3-4-6-5-8-7-9-10-11-12)被驱动。

图3C中标示斜线者表示该像素因受到公共电极电压跳动而造成了电荷的不平衡。根据本实施例，每一像素不管是在空间(spatial)域或者时间(temporal)域，都具有视觉上的平均效果。例如，在空间(spatial)域中(亦即，在同一帧中)，对于第一帧(frame1)，其第一扫描线(Line1)的第一像素(R1)可以和第三扫描线(Line3)的第一像素(R1)作视觉上的平均。再者，在时间(temporal)域中(亦即，在不同帧中)，第一帧(frame1)的第一扫描线(Line1)可以和第三帧(frame3)的第一扫描线(Line1)作视觉上的平均。因此，整体来看，人的眼睛就不会察觉到垂直线条缺陷。

根据上述实施例的驱动机制，由于双栅极液晶显示器中每一个像素受到公共电极电压跳动的机率大致相同，或者每一像素在空间(spatial)域及时间(temporal)域均具有视觉上的平均效果，因此可以有效降低甚至消除垂直线条缺陷。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并非用以限定本发明的要求保护的范围；凡其它未脱离发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在下述的要求保护的范围内。

Claims

1.一种多栅极液晶显示器的驱动方法，该液晶显示器的每一列具有至少二像素电极组别，其在一水平扫描周期中依序被驱动，该方法包含：

在同一帧中，

以第一驱动顺序驱动一第一列的该二像素电极组别；及

以第二驱动顺序驱动一第二列的该二像素电极组别，其中该第二驱动顺序异于该第一驱动顺序。

2.如权利要求1所述液晶显示器的驱动方法，还包含进行列反转，用以将相邻列的公共电极的极性进行空间域及时间域的反转。

3.如权利要求2所述液晶显示器的驱动方法，其中上述的第一列与该第二列的极性相同。

4.如权利要求1所述液晶显示器的驱动方法，还包含进行点反转(dotinversion)，用以将相邻像素的公共电极的极性进行空间域及时间域的反转。

5.如权利要求4所述液晶显示器的驱动方法，其中上述公共电极的极性大约在该水平扫描周期的中点处作改变。

6.一种双栅极液晶显示器的驱动方法，包含：

提供一水平同步信号，以启动一水平扫描周期；

在同一帧中提供顺向驱动顺序和逆向驱动顺序；

其中，所述顺向驱动顺序用以驱动多个列中像素电极的组别A及组别B；及

所述逆向驱动顺序通过颠倒该顺向驱动顺序而得到，用以驱动多个相邻列中像素电极的组别A及组别B。

7.如权利要求6所述双栅极液晶显示器的驱动方法，其中上述的驱动顺序每经过二列即予以颠倒。

8.如权利要求6所述双栅极液晶显示器的驱动方法，其中上述的驱动顺序每经过二帧即予以颠倒。

9.如权利要求6所述双栅极液晶显示器的驱动方法，还包含进行列反转，用以将相邻列的公共电极的极性进行空间域及时间域的反转。

10.如权利要求9所述双栅极液晶显示器的驱动方法，其中上述顺向驱动顺序的第一列与逆向驱动顺序的第二列的极性相同。

11.如权利要求6所述双栅极液晶显示器的驱动方法，还包含进行点反转，用以将相邻像素的公共电极的极性进行空间域及时间域的反转。

12.如权利要求11所述双栅极液晶显示器的驱动方法，其中上述公共电极的极性大约在该水平扫描周期的中点处作改变。