CN101751883B - 液晶显示设备及其驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高画面质量的LCD设备及其驱动方法。该LCD设备及其驱动方法根据指定正常驱动模式和黑数据驱动模式中的任意一个的驱动模式选择信号，来产生模拟正常驱动伽玛值和模拟黑数据驱动伽玛值。此外，该LCD设备及其驱动方法提供由模拟正常驱动伽玛值和模拟黑数据驱动伽玛值中的任意一个补偿的RGB数据电压。换句话说，该LCD设备及其驱动方法在正常驱动模式中允许使用正常驱动伽玛值，在黑数据驱动模式中使用黑数据驱动伽玛值。因此，黑数据驱动模式中的亮度可几乎保持与正常驱动模式的亮度相等。结果，可防止画面质量的下降。

Description

液晶显示设备及其驱动方法

相关申请的交叉引用

根据35U.S.C.119，本申请要求2008年11月28日提交的韩国专利申请No.10-2008-0119463的优先权，其在这里全部结合作为参考。

技术领域

本发明涉及一种画面质量提高的液晶显示设备及其驱动方法。

背景技术

随着信息社会的发展，已广泛发展了能显示信息的平板显示设备。这些平板显示设备包括液晶显示(LCD)设备、有机电致发光显示(OLED)设备、等离子体显示设备和场发射显示设备。在上述显示设备之中，LCD设备具有如下优点，即它们较轻且较小并可提供较低的电力驱动和全色方案。因此，LCD设备已被广泛用于移动电话、导航系统、便携式计算机、电视等。

LCD设备控制在液晶面板上的液晶的透射率，由此显示理想图像。与根据现有技术的阴极射线管(CRT)显示设备的脉冲型不同，LCD设备一般以保持型显示图像。这是由LCD设备的液晶具有较慢的响应时间所导致的。

图1A和1B是表示在根据现有技术的LCD设备和CRT显示设备中光密度(light density)随时间变化的曲线图。如图1A中所示，现有技术的CRT显示设备以光密度不连续变化的脉冲型显示图像。而如图1B中所示，现有技术的LCD设备以光密度连续变化的保持型进行显示。当在保持型的LCD设备上显示每一帧都变化的运动图像时，产生物体拖尾现象，即运动模糊。

为了解决该问题，已经提出了脉冲型的LCD设备，其促使不周期性地显示图像。

图2是表示在脉冲型的LCD设备中数据电压随时间变化的曲线图。如图2中所示，根据现有技术的脉冲型的LCD设备将一帧周期分割为实际显示理想图像的显示时间段和不显示任何图像的非显示时间段。此外，LCD设备在显示时间段中提供理想的数据电压，而在非显示时间段中提供不显示任何图像的黑数据电压。以这种方式，因为在非显示时间段中施加黑数据电压且在非显示时间段过程中不显示图像，所以能够防止运动模糊现象。

图3是表示根据现有技术的脉冲型的LCD设备的方块图。根据现有技术的脉冲型的LCD设备可选择性地执行不具有黑数据的正常驱动模式和具有黑数据的黑数据驱动模式。

参照图3，时序控制器1产生用于控制栅极驱动器3的栅极控制信号和用于驱动数据驱动器8的数据控制信号。数据控制信号包括能执行正常驱动模式或黑数据驱动模式的驱动模式控制信号。

栅极驱动器3响应于栅极控制信号给液晶面板9施加栅极信号。

数据驱动器8将红色、绿色和蓝色数据(之后称作“RGB数据”)转换为模拟数据电压，该模拟数据电压由伽玛产生器7中所产生的伽玛值补偿(或该模拟数据电压反映(reflect)所述伽玛值)。此外，数据驱动器8根据从时序控制器1施加的驱动模式控制信号，仅将该模拟数据电压或可选择地将该模拟数据电压与黑数据电压一起施加给液晶面板9。更具体地说，如果驱动模式控制信号指定正常驱动模式，则在一帧周期过程中仅给液晶面板9施加模拟数据电压。相反，当驱动模式控制信号指定黑数据驱动模式，则在一帧周期的显示时间段中给液晶面板9施加模拟数据电压，在帧周期的非显示时间段中给液晶面板9施加黑数据电压。施加给液晶面板9的模拟数据电压按照不管正常驱动模式和黑数据驱动模式，都反映所述伽玛值的方式来产生。

然而，由于在黑数据驱动模式中的非显示时间段中施加的黑数据电压的影响，液晶面板9中包含的液晶不具有足够的时间来响应在显示时间段中施加的模拟数据电压。这样，亮度降低。如图5中所示，参照在正常驱动模式和黑数据驱动模式中实验亮度随灰度级的变化，显然与正常驱动模式中的相比，黑数据驱动模式中的亮度的级别整个降低。

另一方面，如图4中所示，根据现有技术的脉冲型的LCD设备的伽玛产生器7包括串联连接的多个电阻R1到Rn。伽玛产生器7提供在电阻R1～Rn之间的节点上的分割电压作为伽玛电压GAMMA1到GAMMAn-1。

发明内容

因此，本发明涉及一种LCD设备，基本上克服了由于现有技术的限制和缺点而导致的一个或多个问题。

本发明的一个目的是提供一种LCD设备及其驱动方法，不管正常驱动模式和黑数据驱动模式而都具有均匀亮度从而提高画面质量。

本发明的其它特征和优点将在如下的说明书中进行阐述，并且一部分将从说明书明显得到，或者可通过本发明的实践领会到。通过书面的说明书及其权利要求以及附图中特别指出的结构可实现和获得本发明的优点。

根据本发明的一个一般方面，LCD设备包括包含以矩阵布置的多个像素的液晶面板；伽玛产生器，根据包括正常驱动模式和黑数据驱动模式中的任意一个的驱动模式选择信号，选择性地产生模拟正常驱动伽玛值和模拟黑数据驱动伽玛值；栅极驱动器，驱动所述液晶面板；和数据驱动器，给所述液晶面板供给反映所述模拟正常驱动伽玛值和所述模拟黑数据驱动伽玛值中的任意一个的RGB数据电压。

根据本发明另一个方面的LCD设备驱动方法包括根据包括正常驱动模式和黑数据驱动模式中的任意一个的驱动模式选择信号，来选择性地产生模拟正常驱动伽玛值和模拟黑数据驱动伽玛值，和提供反映所述模拟正常驱动伽玛值和所述模拟黑数据驱动伽玛值中的任意一个的RGB数据电压。

对于本领域技术人员来说，在研究了如下附图和详细说明之后，其他系统、方法、特征和优点将是或变得显而易见。所有这些其他的系统、方法、特征和优点都将包含在该说明书中，并落在本发明的范围内，并由随后的权利要求保护。该部分不应被认为是对那些权利要求的限制。下面结合实施例来讨论其他方面和优点。应当理解，本发明前面的一般性说明和下面的详细说明都是示例性的和解释性的，意在提供如要求保护的本公开进一步的解释。

附图说明

所包含以给本发明提供进一步理解并组成说明书一部分的附图图解了本发明的实施例并与说明书一起用于解释本发明。在附图中：

图1A和1B是表示在现有技术的CRT显示设备和LCD设备中光密度随时间变化的曲线图；

图2是表示在脉冲型的LCD设备中数据电压随时间变化的曲线图；

图3是表示根据现有技术的脉冲型的LCD设备的方块图；

图4是详细表示图3的伽玛产生器的电路示意图；

图5是表示当通过根据现有技术的LCD设备执行正常驱动模式和黑数据驱动模式时亮度变化的曲线图；

图6是表示根据本发明一个实施例的脉冲型的LCD设备的方块图；

图7是详细表示图6的伽玛产生器的方块图；和

图8是表示当通过根据本发明一个实施例的LCD设备执行正常驱动模式和黑数据驱动模式时亮度变化的曲线图。

具体实施方式

现在将详细地参照本公开的实施，附图中图解了本公开的实施例的实例。为了将思想传达给本领域普通技术人员，在下文引入的这些实施例被提供作为实例。因此，这些实施例可以以不同的形式实施，从而并不限于这里所述的这些实施例。同时，为了附图中的简便起见，所述设备的尺寸和厚度都被放大表示。在可能的情况下，在包括附图的全部该公开中将使用相同的参考数字来表示相同或相似的部件。

图6是表示根据本公开一个实施例的脉冲型的LCD设备的方块图。图7是详细表示图6的伽玛产生器的方块图。图8是表示当通过根据本公开的一个实施例的LCD设备执行正常驱动模式和黑数据驱动模式时亮度变化的曲线图。参照图6，根据本公开的一个实施例的脉冲型的LCD设备包括时序控制器30、栅极驱动器40、黑数据产生器50、伽玛产生器60、数据驱动器70和液晶面板80。液晶面板80包括下基板(没有示出)、上基板(没有示出)和夹在上基板和下基板之间的液晶层(没有示出)。

下基板包括多条栅极线(没有示出)、多条数据线(没有示出)、连接到各个栅极线和数据线连接的薄膜晶体管(没有示出)、和连接到各个薄膜晶体管的像素电极(没有示出)。栅极线和数据线限定子像素。子像素包括红色、绿色和蓝色子像素。红色、绿色和蓝色子像素构成了单位像素(或彩色像素)。这些单位像素以矩阵形式布置在下基板上，从而限定了显示区域。

在与下基板相对的上基板上与子像素可对应地布置有滤色器(没有示出)，在滤色器之间设置有遮光的黑矩阵(没有示出)。滤色器可以包括红色、绿色和蓝色滤色器(没有示出)。每个红色滤色器都可以面对红色子像素，每个绿色滤色器都可以面对绿色子像素，每个蓝色滤色器都可以面对蓝色子像素。黑矩阵还可以与栅极线、数据线和薄膜晶体管相对地设置。

上基板可进一步包括设置在滤色器和黑矩阵上的公共电极(没有示出)。在该情形中，液晶层由垂直电场驱动。为此，液晶层可以包括扭曲向列模式的液晶。另一方面，公共电极可与像素电极交替地设置在下基板上。这样，液晶层可由共平面电场(或水平电场)驱动。这种液晶层可以包括共平面开关模式的液晶。因而，本实施例的LCD设备可使用扭曲向列模式或共平面开关模式的所有液晶。

这种液晶面板80通过分别施加给像素电极和公共电极的数据电压和公共电压来产生电场，从而通过该电场将液晶层的液晶移位(重新排列)，由此调节透射光的量。因此，可在液晶面板80上显示图像。

时序控制器30从外部输入同步信号，如点时钟、水平同步信号、垂直同步信号和数据使能信号，还输入RGB数据。时序控制器30还包括控制信号产生器32和驱动模式选择器34。时序控制器30可进一步包括数据重新分布器(没有示出)。

数据重新分布器将从外部串行或并行施加的RGB数据重新分布为液晶面板80所需的显示形状。重新分布的RGB数据可被施加给数据驱动器70。

控制信号产生器32使用同步信号并产生用于控制栅极驱动器40的栅极控制信号GCS和用于控制数据驱动器70的数据控制信号DCS。栅极控制信号GCS被施加给栅极驱动器40，数据控制信号DCS被施加给数据驱动器70。栅极控制信号GCS可以包括栅极移位脉冲、栅极时钟信号和栅极输出使能信号。数据控制信号DCS也可以包括源极移位脉冲、源极时钟信号、源极输出使能信号和极性信号POL。

驱动模式选择器34从用户接收驱动模式的选择信号，分析所接收的选择信号，并确定用户是否已选择了正常驱动模式和黑数据驱动模式中的任意一个。驱动模式选择器34产生与所选择的驱动模式对应的驱动模式选择信号MS并将其施加给控制信号产生器32和伽玛产生器60。据此，控制信号产生器32从模式选择信号MS产生出表示以正常驱动模式和黑数据驱动模式中的任意一个进行操作的驱动模式控制信号DS，并将其施加给数据驱动器70。

栅极驱动器40响应栅极控制信号，并产生将被顺序地施加给在液晶面板80上的栅极线的栅极信号，。

黑数据产生器50产生黑数据电压，当执行黑数据驱动模式时在一帧周期的非显示时间段中将要提供该黑数据电压。根据液晶面板是常黑模式还是常白模式来确定该黑数据电压。

更具体地说，如果液晶面板80具有常黑模式，则当根本不施加数据电压时，液晶面板80显示黑色画面。因此，黑数据电压可以变为与施加给在液晶面板80上的公共电极的公共电压相同的电压电平。相反，如果液晶面板80具有常白模式，则当给液晶面板80施加最大电平的数据电压时其显示黑色画面。在该情形中，黑数据电压可以具有与施加给液晶面板80的最大数据电压相同的电压电平。该最大数据电压是指最大电平的模拟数据电压，如下文所述，该最大电平的模拟数据电压反映来自伽玛产生器60的用于显示模拟黑数据的伽玛值。

伽玛产生器60可包括正常驱动伽玛产生器62、黑数据驱动伽玛产生器64和数字-模拟转换器(DAC)66。在一帧周期过程中仅提供模拟数据电压的情形中，正常驱动伽玛产生器62建立用于补偿模拟数据电压的多个伽玛值。在一帧周期的显示时间段中提供模拟数据电压并在一帧周期的非显示时间段中提供黑数据电压的情形中，黑数据驱动伽玛产生器64建立用于补偿模拟数据电压的多个伽玛值。

在正常驱动伽玛产生器62中建立的伽玛值(正常驱动伽玛值)和在黑数据驱动伽玛产生器64中建立的伽玛值(黑数据驱动伽玛值)可分别设置在一个表中。此外，正常驱动伽玛值和黑数据驱动伽玛值可以全都是数字伽玛值。此外，根据液晶面板80是常黑模式还是常白模式，正常驱动伽玛值和黑数据驱动伽玛值可具有彼此不同的值。

实际上，当数据电压变为接近施加给公共电极的公共电压时，常白模式的液晶面板80接近白色。在该情形中，黑数据驱动伽玛值可以至少具有比正常驱动伽玛值低的值。这样，即使在一帧周期的非显示时间段中施加数据电压，亮度在黑数据驱动模式中变高并可保持等于正常驱动模式的亮度。

相反，当数据电压远离施加给公共电极的公共电压时，常黑模式的液晶面板80接近白色亮度。在该情形中，黑数据驱动伽玛值可以至少具有比正常驱动伽玛值高的值。这样，即使在一帧周期的非显示时间段中施加数据电压，亮度在黑数据驱动模式中变高并可保持等于正常驱动模式的亮度。

DAC 66选择性地将正常驱动伽玛产生器62中建立的数字正常驱动伽玛值和黑数据驱动伽玛产生器64中建立的数字黑数据驱动伽玛值转换为模拟伽玛值(或模拟伽玛电压)。

以这种方式，LCD设备将数字伽玛值转换为模拟伽玛值(或模拟伽玛电压)并同样地使用它们，而现有技术的设备使用电阻来产生伽玛值。因此，对于由电阻组成的伽玛产生器，本实施例的LCD设备削减了元件成本。此外，由于外部信号、噪声等，应用电阻的现有技术的LCD设备将产生失真的伽玛值。同时，因为具有建立的数字伽玛值，本实施例的LCD设备将不受任何外部信号的影响，且不会使伽玛值失真。

因而，本实施例的LCD设备在黑数据驱动模式中使用与正常驱动模式相同的伽玛值来补偿由现有技术LCD设备导致的亮度下降，由此防止了画面质量下降。这是由下述事实导致的，即黑数据驱动伽玛值比正常驱动伽玛值增加了亮度。

数据驱动器70根据从时序控制器30供给的数据控制信号DCS和驱动控制信号DS将RGB数据转换为反映来自伽玛产生器60的正常驱动伽玛值或黑数据驱动伽玛值的模拟RGB数据电压。数据驱动器70将该模拟RGB数据电压施加给液晶面板80。

如果驱动控制信号DS表示正常驱动模式，则数据驱动器70将RGB数据转换为反映从伽玛产生器60施加的正常驱动伽玛值的模拟RGB数据电压。该模拟RGB数据电压在一帧周期过程中被施加给液晶面板80。

另一方面，如果驱动控制信号DS表示黑数据驱动模式，则数据驱动器70将RGB数据转换为反映来自伽玛产生器60的黑数据驱动伽玛值的模拟RGB数据电压。该模拟RGB数据电压在一帧周期的显示时间段中被施加给液晶面板80。此外，在一帧周期的非显示时间段中，数据驱动器70将来自黑数据产生器50的黑数据电压传输给液晶面板80。

在给液晶面板80的每条栅极线上的每一像素施加数据电压之后，非显示时间段可以继续延续，直到下一帧为止，或者非显示时间段可以变为给任意一条栅极线上的像素施加黑数据电压的周期。前者是指给液晶面板80上的每一栅极线上的像素成批地施加黑数据电压，后者是指给液晶面板80上的栅极线的像素单独(或成行地)施加黑数据电压。

现在将解释具有上述构造的LCD设备的操作。

首先，当用户选择其中一种驱动模式时，驱动模式选择器34就产生与由用户所选择的模式对应的驱动模式选择信号MS，并将该驱动模式选择信号MS施加给控制信号产生器32和伽玛产生器60。

控制信号产生器32给数据驱动器70供给与该驱动模式选择信号MS对应的驱动模式控制信号DS。

伽玛产生器60根据在驱动模式产生器34中所产生的驱动模式选择信号MS，选择性地将数字正常驱动伽玛值和数字黑数据驱动伽玛值转换为模拟伽玛值(即模拟伽玛电压)。此外，伽玛产生器60给数据驱动器70供给转换后的模拟伽玛值。更具体地说，如果驱动模式选择信号MS表示正常驱动模式，则伽玛产生器60将数字正常驱动伽玛值转换为模拟的正常驱动伽玛值，并将这些模拟的正常驱动伽玛值施加到数据驱动器70。相反，当驱动模式选择信号MS表示黑数据驱动模式时，伽玛产生器60将数字黑数据驱动伽玛值转换为模拟的黑数据驱动伽玛值，并将这些模拟的黑数据驱动伽玛值施加到数据驱动器70。

数据驱动器70仅给液晶面板80供给用于正常驱动模式的模拟RGB数据电压，或者彼此交替供给模拟黑数据电压和用于黑数据驱动模式的模拟RGB数据电压。详细地说，如果驱动模式控制信号DS指定正常驱动模式，则数据驱动器70将数字RGB数据转换为由模拟正常驱动伽玛值补偿的模拟RGB数据电压，并将那些模拟RGB数据电压施加给液晶面板80。当驱动模式控制信号DS指定黑数据驱动模式时，数据驱动器70将数字RGB数据转换为由伽玛产生器60中所产生的黑数据驱动伽玛值补偿的模拟RGB数据电压。在该情形中，模拟RGB数据电压按照在每帧中与模拟黑数据电压交替的方式施加到液晶面板80。

据此，液晶面板80显示与由模拟正常驱动伽玛值补偿的模拟RGB数据电压对应或与由模拟黑数据驱动伽玛电压补偿的模拟RGB数据电压对应的图像。

这样，因为在黑数据驱动模式中产生由黑数据驱动伽玛值补偿的模拟RGB数据电压，如图8中所示，所以黑数据驱动模式中的亮度级别几乎接近正常驱动模式中的亮度级别。

如上所述，根据本发明一个实施例的LCD设备包括分别施加给正常驱动模式和黑数据驱动模式的不同伽玛值组。此外，LCD设备在正常驱动模式中使用正常驱动伽玛值组，在黑数据驱动模式中使用黑数据驱动伽玛值组。因此，黑数据驱动模式可保持几乎与正常驱动模式相等的亮度级别，由此防止了画面质量的下降。

尽管仅参照上述实施例描述了本公开，但本领域普通技术人员应当理解，本公开并不限于这些实施例，而是在不脱离本公开的精神的情况下，各种变化或修改是可能的。因此，本公开的范围应仅由所附权利要求及其等效物确定。

Claims (7)

1.一种液晶显示设备，包括：

包含以矩阵布置的多个像素的液晶面板；

伽玛产生器，选择性地产生用于在正常数据驱动模式中使用的多个模拟正常驱动伽玛值和用于在黑数据驱动模式中使用的与所述模拟正常驱动伽玛值不同的多个模拟黑数据驱动伽玛值；

黑数据产生器，产生模拟黑数据电压；

栅极驱动器，驱动所述液晶面板；和

数据驱动器，给所述液晶面板供给反映所述模拟正常驱动伽玛值和所述模拟黑数据驱动伽玛值中的任意一个的模拟RGB数据电压，

其中在所述正常数据驱动模式中，在一帧周期的显示时间段和非显示时间段过程中给所述液晶面板施加反映所述模拟正常驱动伽玛值的模拟RGB数据电压；以及

其中在所述黑数据驱动模式中，在所述显示时间段过程中给所述液晶面板施加反映所述模拟黑数据驱动伽玛值的模拟RGB数据电压，在所述非显示时间段过程中给所述液晶面板施加所述模拟黑数据电压。

2.根据权利要求1所述的液晶显示设备，其中所述液晶面板是常黑模式，所述黑数据电压具有与施加给公共电极的公共电压相同的电压电平。

3.根据权利要求1所述的液晶显示设备，其中所述液晶面板是常白模式，所述黑数据电压具有所述RGB数据电压的最大电压电平。

4.根据权利要求1所述的液晶显示设备，其中所述伽玛产生器包括：

正常驱动伽玛产生器，建立数字正常驱动伽玛值；

黑数据驱动伽玛产生器，建立数字黑数据驱动伽玛值；和

数字-模拟转换器，将所述数字正常驱动伽玛值和所述数字黑数据驱动伽玛值分别转换为所述模拟正常驱动伽玛值和所述模拟黑数据驱动伽玛值。

5.根据权利要求4所述的液晶显示设备，其中所述数字正常驱动伽玛值与所述数字黑数据驱动伽玛值不同。

6.根据权利要求5所述的液晶显示设备，其中所述液晶面板是常黑模式，所述数字黑数据驱动伽玛值比所述数字正常驱动伽玛值高。

7.根据权利要求5所述的液晶显示设备，其中所述液晶面板是常白模式，所述数字黑数据驱动伽玛值比所述数字正常驱动伽玛值低。

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