CN101833930A - 液晶显示面板及相关驱动方法 - Google Patents

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廖元亿
卓世家
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Abstract

本发明公开了一种液晶显示面板及相关驱动方法，液晶显示面板的显示区包含复数个主动区域，其各包含复数个画素单元。依据每一主动区域内画素单元的特性，液晶显示面板的整合型驱动电路分别输出具不同致能电位的驱动信号至相对应的主动区域。本发明所实现的液晶显示面板及相关驱动方法，能以相对应幅度来补偿馈通电压所造成的影响，进而以实值上相同幅度来改善画面闪烁，进而提升液晶显示面板整体显示画面的均匀度。

Description

液晶显示面板及相关驱动方法
【技术领域】
本发明是有关于一种液晶显示面板及相关驱动方法，尤指一种提供高画面均匀性的液晶显示面板及相关驱动方法。
【背景技术】
液晶显示器(1iquid crystal display，LCD)具有低辐射、体积小及低耗能等优点，已逐渐取代传统的阴极射线管显示器(cathode ray tube display，CRT)，因而被广泛地应用在笔记型计算机、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)、平面电视，或行动电话等信息产品上。传统液晶显示器的驱动方式是利用源极驱动电路(source driver)、栅极驱动电路(gate driver)和时序控制器(timing controller)等来驱动面板上的画素单元以显示影像，或是使用结合前述单一功能驱动电路的整合型驱动电路。
请参考图1，图1为现有技术中液晶显示面板上一画素单元PX的示意图。画素单元PX包含一薄膜晶体管(thin film transistor，TFT)开关TFT、一液晶电容CLC和一储存电容CST，耦接于一数据线DL、一栅极线GL，以及一共同电压VCOM。栅极线GL用来传送一栅极驱动信号SG，数据线DL用来传送一源极驱动信号SD，而薄膜晶体管开关TFT则依据栅极驱动信号SG来控制源极驱动信号SD对液晶电容CLC和储存电容CST的充电路径。
请参考图2，图2为现有技术中画素单元PX驱动方法的示意图。图2显示了栅极驱动信号SG、源极驱动信号SD和画素电极电位VP的波形。为了避免液晶材质发生永久性的极化，一般会以相反极性的源极驱动信号SD来驱动液晶显示面板，例如在画素单元PX的驱动周期T1内的水平选择期间TON1(亦即对画素单元PX充电的期间)，源极驱动信号SD具正极性电位VDH；在画素单元PX的驱动周期T2内的水平选择期间TON2，源极驱动信号SD具负极性电位VDL，其中VDH和VDL的值相关于画素单元PX在相对应驱动周期内欲显示影像的灰阶值。另一方面，栅极驱动信号SG的致能电位(高电位)和除能电位(低电位)分别由VGH和VGL来表示。
在正极性驱动周期T1内的水平选择期间TON1内，栅极驱动信号SG具致能电位VGH，此时薄膜晶体管开关TFT会被导通，源极驱动信号SD会对液晶电容CLC和储存电容CST充电，以让画素电极电位VP达到源极驱动信号SD的准位VDH。在负极性驱动周期T2内的水平选择期间TON2内，栅极驱动信号SG具致能电位VGH，此时薄膜晶体管开关TFT会被导通，源极驱动信号SD会对液晶电容CLC和储存电容CST充电，以让画素电极电位VP达到源极驱动信号SD的准位VDL。在驱动周期T1内的非水平选择期间TOFF1以及驱动周期T2内的非水平选择期间TOFF2，栅极驱动信号SG具除能电位VGL，此时薄膜晶体管开关TFT会被关闭。在理想情况下，画素电极电位VP在薄膜晶体管开关TFT被关闭后应该维持在预定准位VDH或VDL。然而，由于当薄膜晶体管TFT关闭时，画素电极并未连接至任何电压源，而是处在浮动(floating)状态，此时画素电极周围的任何电压变动会透过其寄生电容耦合至画素电极，并且改变其电压。换而言之，在栅极驱动信号SG从致能电位切换至除能电位的瞬间，薄膜晶体管开关TFT的寄生电容会在其栅极造成一馈通电压(feed-through voltage)VFD，此种因寄生电容而造成的电压变动量会让画素电极电位VP偏离正极性驱动周期T1的预定值VDH而降至约(VDH-VFD)，或是偏离负极性驱动周期T2的预定值VDL而降至约(VDL-VFD)。若以CGD来表示薄膜晶体管开关TFT的栅极与漏极之间的寄生电容，馈通电压VFD和画素单元整体寄生电容CP的值有如下关系：
VFD＝(VGH-VGL)*CGD/(CLC+CST+CGD)
＝(VGH-VGL)*CP                    (1)
馈通电压VFD会造成画面闪烁(image flicker)的情形，由于薄膜晶体管开关TFT内无法避免地存在着寄生电容，一般会透过调整共同端的共同电压VCOM来补偿，进而改善画面闪烁以提升显示质量。
请参考图3，图3为现有技术中一种液晶显示面板100以其驱动方式的示意图。液晶显示面板100的显示区300包含主动区域A1～A5，每一主动区域包含复数个画素单元，每一画素单元的结构如图1所示。液晶显示装置100的非显示区内设有一整合型驱动电路110，其包含一电荷泵120、一源极驱动电路130、一栅极驱动电路140和一时序控制器150。电荷泵120可将输入电压以倍频方式升压，时序控制器150可提供整合型驱动电路110运作时所需的频率信号，而整合型驱动电路110再依此提供开启薄膜晶体管开关TFT所需的栅极驱动信号SG和对应于显示影像的源极驱动信号SD。举例来说，电荷泵120会提供一参考电位VGH，整合型驱动电路120再依此提供为具致能电位VGH的栅极驱动信号SG。
针对液晶显示面板100上不同区域内的薄膜晶体管开关TFT，其寄生电容可能会因为制程或其它因素而不尽相同，因此在关闭瞬间会造成不同程度的馈通效应。现有技术的整合型驱动电路110是依据主动区域A1～A5内某一特定区域的显示质量来决定栅极驱动信号SG的致能电位VGH，再以具固定致能电位VGH的栅极驱动信号SG来驱动液晶显示面板100上所有画素。举例来说，若针对液晶显示面板100中央部份的画素单元特性来决定栅极驱动信号SG的致能电位VGH，如此虽可改善主动区域A3的画面闪烁，但相邻主动区域A3的主动区域A2和A4可能仍有轻微画面闪烁，而最两侧的主动区域A1和A5可能仍有严重的画面闪烁。因此，针对液晶显示面板上不同位置的画素单元，现有技术并无法以相同幅度来补偿馈通电压所造成的影响，面板上部分区域仍会发生不同程度的画面闪烁，因此会影响整体显示画面的均匀度。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题，在于提供一种提供高画面均匀性的液晶显示面板及相关驱动方法，能够解决现有技术中存在的针对液晶显示面板上不同位置的画素单元，现有技术无法以相同幅度来补偿馈通电压所造成的影响，面板上部分区域仍会发生不同程度的画面闪烁，因此会影响整体显示画面的均匀度的问题。
本发明是通过采用以下技术方案解决上述技术问题的：
第一技术方案：
一种液晶显示面板，能提供高画面均匀性，包含：一显示区，其包含复数个主动区域，每一主动区域包含复数个画素单元；以及一整合型驱动电路，其中，其包含：一升压电路，用来提高一输入电压以提供该整合型驱动电路运作所需的一操作电压；以及一电压分压/选择电路，其依据所述操作电压和每一主动区域内画素单元的特性来分别提供具不同致能电位的驱动信号至相对应的主动区域。
进一步地，所述整合型驱动电路还包含一源极驱动电路、一栅极驱动电路和一时序控制器。
进一步地，所述升压电路包含：至少一电荷泵，该电荷泵利用一内部电容以倍频方式升压所述输入电压，进而提供所述操作电压。
进一步地，所述电压分压/选择电路包含：一电阻串，其包含复数个串联电阻，用来分压所述操作电压并于任两相邻串联电阻之间提供复数组致能电位；以及一选择电路，其依据一选择信号来输出所述复数组致能电位中一相对应的致能电位，进而提供具所述相对应致能电位的所述驱动信号。
进一步地，所述选择信号相关于每一主动区域内画素单元的寄生电容。
进一步地，所述选择电路为一多任务器。
进一步地，所述每一画素单元包含一薄膜晶体管开关、一液晶电容和一储存电容。
第二技术方案：
一种液晶显示面板的驱动方法，其中，包含以下步骤：提供具不同致能电位的复数组栅极驱动信号；以及依据所述液晶显示面板上一特定区域内显示画面的均匀度，输出所述复数组栅极驱动信号中一相对应的栅极驱动信号至所述特定区域。
本发明所实现的液晶显示面板及相关驱动方法具有如下优点：依据每一主动区域内画素单元的特性来决定其相对应栅极驱动信号的致能电位。因此，针对液晶显示面板上不同位置的画素单元，本发明能以相对应幅度来补偿馈通电压所造成的影响，进而以实值上相同幅度来改善画面闪烁，进而提升液晶显示面板整体显示画面的均匀度。
【附图说明】
下面参照附图结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
图1是现有技术中的液晶显示面板上一画素单元的示意图。
图2是现有技术中画素单元驱动方法的示意图。
图3是现有技术中一液晶显示面板以及其驱动方式的示意图。
图4是本发明所述的液晶显示面板以及其驱动方式的示意图。
图5是本发明所述的一实施例中升压电路的示意图。
图6是本发明所述的一实施例中电压分压/选择电路的示意图。
图7是本发明所述的一实施例中电压分压/选择电路运作时的示意图。
【具体实施方式】
请参考图4，图4为本发明中所述的液晶显示面板400以及其驱动方式的示意图。液晶显示面板400的显示区300包含主动区域A1～An，每一主动区域包含复数个画素单元，每一画素单元的结构如图1所示。液晶显示装置400的非主动区域内设有一整合型驱动电路420，其包含一源极驱动电路130、一栅极驱动电路140和一时序控制器150、一升压电路500和一电压分压/选择电路600。升压电路500可提高输入电压，时序控制器150可提供整合型驱动电路420运作时所需的频率信号，而整合型驱动电路420可依据每一主动区域内画素单元的特性来提供开启薄膜晶体管开关TFT所需的栅极驱动信号SG’和对应于显示影像的源极驱动信号SD。
请参考图5至图7，图5为本发明一实施例中升压电路500的示意图，图6为本发明一实施例中电压分压/选择电路600的示意图，而图7为本发明一实施例中电压分压/选择电路600运作时的示意图。在图5所示的实施例中，升压电路500包含复数个电荷泵501～504和一整流器510，电荷泵501～504可利用其内部电容C1～C4将一交流输入电压AVDD以倍频方式升压，进而提供整合型驱动电路420运作所需的操作电压VINT1、VINT2、VGHMAX和VGL等整流器510则可将交流输入电压AVDD转换为整合型驱动电路420运作所需的一直流电压DVDD。
在图6所示的实施例中，电压分压/选择电路600包含一分压电路610和一选择电路620。分压电路610可由一包含复数个串联电阻R1～Rn的电阻串来实施，而选择电路620可为一n对1多任务器。分压电路610可透过电阻R1～Rn来分压VGHMAX电压，并于两相邻电阻之间输出n组电位VGH1～VGHn。选择电路620再依据一选择信号SEL来输出电位VGH0～VGHn中其中一组相对应的电压值以作为栅极驱动信号SG’的致能电位。假设当选择信号SEL的值为00H～0nH时，电压分压/选择电路600输出的栅极驱动信号SG’分别具致能电位VGH0～VGHn，其中VGH0～VGHn和VGHMAX的关系如下所示：
VGH0＝VGHMAX；
VGH1＝VGHMAX-ΔV1；
VGH2＝VGHMAX-ΔV2；
…
VGHn＝VGHMAX-ΔVn；
其中ΔV1～ΔVn的值由电阻R1～Rn来决定。
图7的实施例显示了栅极驱动信号SG’、源极驱动信号SD、画素电极电位VP以及选择信号SEL的波形。如图7所示，栅极驱动信号SG’的致能电位由选择信号SEL的值来决定。假设在奇数驱动周期(T1、T3、...等)内是以具正极性电位VDH的源极驱动信号SD来充电画素单元，而在偶数驱动周期(T2、T4、...等)内是以具负极性电位VDL的源极驱动信号SD来充电画素单元，其中VDH和VDL的值相关于画素单元在相对应驱动周期内欲显示影像的灰阶值。在正极性驱动周期内的水平选择期间(TON1、TON3、...等)内，栅极驱动信号SG’具致能电位(VGH1、VGH3、...等)，此时薄膜晶体管开关TFT会被导通，源极驱动信号SD会对液晶电容CLC和储存电容CST充电，以让画素电极电位VP达到源极驱动信号SD的准位VDH。在负极性驱动周期内的水平选择期间(TON2、TON4、...等)，栅极驱动信号SG具致能电位(VGH2、VGH4、...)，此时薄膜晶体管开关TFT会被导通，源极驱动信号SD会对液晶电容CLC和储存电容CST充电，以让画素电极电位VP达到源极驱动信号SD的准位VDL。在驱动周期T1～Tn内的非水平选择期间TOFF1～TOFFn，当栅极驱动信号SG切换至除能电位VGL时，薄膜晶体管开关TFT的寄生电容会在其栅极分别造成馈通电压VFD1～VFDn。如图7和公式(1)所示，在每一驱动周期内T1～Tn所造成的馈通电压VFD1～VFDn分别相关于栅极驱动信号SG的致能电位VGH1～VGHn，而致能电位VGH1～VGHn的值由选择信号SEL的值(例如00H～0nH)来决定。换而言之，发明的整合型驱动电路420可依据选择信号SEL分别提供n组具不同致能电位VGH1～VGHn的栅极驱动信号SG1～SGn。
因此，本发明可依据面板特性来改变选择信号SEL的值，如此整合型驱动电路420会输出相对应的栅极驱动信号至液晶显示面板400特定区域内的画素单元。举例来说，针对图4所示的液晶显示面板400，本发明可依据每一主动区域A1～An内画面闪烁的程度，分别以具不同致能电位VGH1～VGHn的栅极驱动信号来驱动相对应主动区域内的画素单元。假设主动区域A1～An内的画素单元其整体寄生电容由CP1～CPn来表示，且CP1＜CP2＜...＜CPn，此时VGH1＞VGH2＞...＞VGHn，如图7所示。然而，致能电位VGH1～VGHn的大小关系依据面板特性来决定，图4和图7仅为本发明的实施例，并不限定本发明的范畴。
如前所述，由于制程或其它因素，液晶显示面板400上不同区域内的薄膜晶体管开关TFT其寄生电容可能相异，因此会造成不同程度的馈通电压，面板各个区域画面闪烁的程度也会相异。本发明是依据每一主动区域内画素单元的特性来决定其相对应栅极驱动信号的致能电位。因此，针对液晶显示面板上不同位置的画素单元，本发明能以相对应幅度来补偿馈通电压所造成的影响，进而以实值上相同幅度来改善画面闪烁，进而提升整体显示画面的均匀度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (8)

1.一种液晶显示面板，能提供高画面均匀性，包含：
一显示区，其包含复数个主动区域，每一主动区域包含复数个画素单元；以及
一整合型驱动电路，其特征在于：其包含：
一升压电路，用来提高一输入电压以提供该整合型驱动电路运作所需的一操作电压；以及
一电压分压/选择电路，其依据所述操作电压和每一主动区域内画素单元的特性来分别提供具不同致能电位的驱动信号至相对应的主动区域。
2.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于：所述整合型驱动电路还包含一源极驱动电路、一栅极驱动电路和一时序控制器。
3.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于：所述升压电路包含：至少一电荷泵，该电荷泵利用一内部电容以倍频方式升压所述输入电压，进而提供所述操作电压。
4.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于：所述电压分压/选择电路包含：
一电阻串，其包含复数个串联电阻，用来分压所述操作电压并于任两相邻串联电阻之间提供复数组致能电位；以及
一选择电路，其依据一选择信号来输出所述复数组致能电位中一相对应的致能电位，进而提供具所述相对应致能电位的所述驱动信号。
5.如权利要求4所述的液晶显示面板，其特征在于：所述选择信号相关于每一主动区域内画素单元的寄生电容。
6.如权利要求4所述的液晶显示面板，其特征在于：所述选择电路为一多任务器。
7.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于：所述每一画素单元包含一薄膜晶体管开关、一液晶电容和一储存电容。
8.一种液晶显示面板的驱动方法，其特征在于：包含以下步骤：
提供具不同致能电位的复数组栅极驱动信号；以及
依据所述液晶显示面板上一特定区域内显示画面的均匀度，输出所述复数组栅极驱动信号中一相对应的栅极驱动信号至所述特定区域。
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