CN102436798A - 液晶显示驱动方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及液晶显示技术领域，提供了一种液晶显示驱动方法及装置。所述方法包括步骤：在传输一帧图像数据时，时序控制器向栅极驱动器输出一个STV信号；向栅极驱动器输出时钟信号；向源极驱动器输出TP信号，从每个TP信号的上升沿开始将数据锁存、下降沿的时刻将该行的数据送出；该帧图像的各行数据全部显示完成后，在BLANK区域内保持向源极驱动器输出TP信号。在本发明的技术方案中，由于保持向源极驱动器送入TP信号，使源极驱动器不会出现暂态的工作状态，从而在避免面板中出现极化现象的同时抑制了面画模糊现象的发生。

Description

液晶显示驱动方法及装置

技术领域

本发明涉及液晶显示技术领域，特别涉及一种液晶显示驱动方法及装置。

背景技术

目前，液晶显示装置广泛应用于台式电脑、PDA(Personal Digital Assistant)、手机、电视及多种办公自动化与视听设备中。液晶显示装置的原理是在液晶层的两侧施加电场，使液晶分子发生偏转，再配合偏光片控制透过光线的强度从而实现画面显示。但是，若是长时间对液晶分子施加同一方向的电场、液晶分子长期向一个方向偏转后，其受电场影响再向反方向偏转的能力会减弱或消失，此现象称为液晶分子的极化现象，发生极化后的液晶分子的响应速度变慢、偏转角度变小，严重影响显示效果。

随着大尺寸液晶显示装置(如电视)越来越得到普及，液晶面板显示效果也显得越发重要，对于液晶面板来说，显示效果除了亮度色度对比度等主观效果之外，对于液晶面板显示的稳定性来说也尤其重要，因而解决液晶面板由于工艺原因而易发生极化现象的问题就显得格外重要。

现有技术中，为防止液晶分子长时间在同一方向电场的作用下被极化，一般采用对液晶层施加正负交替电场的驱动方式，即反转驱动方式，来使液晶分子的偏转方向周期性变换，从而避免了极化现象的发生。

然而，在实现本发明过程中，发明人发现，现有技术的上述反转驱动方式又会带来另一方面的问题：当图像数据电压从正极性变化为负极性或从负极性变化为正极性时，由于电压变化幅度较大，容易造成的后一帧的图像数据电压对存储电容充电不足，则液晶显示装置在显示时，前一画面会影响后一画面，出现画面模糊的现象。

在中国专利公开文献CN101661714A及CN1396581A中虽然都公开了一种减少面画模糊现象的装置及方法，但其均是通过特殊电路对两帧图像之间插黑色图像的方式来实现，由于需要增加电路并插入额外的图像，增加了电路成本且信号控制方式复杂，不易于实现。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对上述缺点，本发明为了解决现有技术中减少画面模糊现象的实现方式复杂的问题，提供了一种液晶显示驱动方法及装置。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，一方面，本发明提供了一种液晶显示驱动方法，所述方法包括步骤：在传输一帧图像数据时，时序控制器首先向栅极驱动器输出一个帧图像起始信号；时序控制器向栅极驱动器输出时钟信号；时序控制器向源极驱动器输出行锁存信号，从每个行锁存信号的上升沿开始将数据锁存；在行锁存信号下降沿将该行的数据送出；时序控制器向栅极驱动器输出使能信号将该行的薄膜晶体管打开，将该行数据电压施加到薄膜晶体管的源极端给存储电容充电，显示该行的数据；当该帧图像的各行数据全部显示完成后，在该帧数据传输的BLANK区域内时序控制器保持向源极驱动器输出行锁存信号。

另一方面，本发明还同时提供一种液晶显示驱动装置，其特征在于，所述装置包括：时序控制器、栅极驱动器和源极驱动器；其中，所述时序控制器在每一帧图像的数据传输的BLANK区域内保持向源极驱动器送入行锁存信号。

(三)有益效果

在本发明的技术方案中，由于保持向源极驱动器送入TP信号，使源极驱动器不会出现暂态的工作状态，使得显示完成后存储电容中不再持续保存电荷，从而避免了持续保存电荷产生的电压导致面板中出现极化现象；同时避免了前一画面存储电荷对下一画面的影响，抑制了面画模糊现象的发生。本发明的技术方案无需对液晶面板的驱动系统做硬件上的改动，不增加硬件成本；此外，由于不增加额外的数据帧，采用正常的时钟控制信号即可实现，无需采用更高频的时钟信号，降低了硬件要求和控制的复杂度，信号处理快捷，降低了控制逻辑的复杂度，且响应速度快。

附图说明

图1为液晶面板的驱动系统的结构示意图；

图2为液晶面板的驱动系统实现图像传输时控制信号的时序示意图；

图3为液晶面板的驱动系统在图像传输时进行BLANK区域控制的信号示意图；

图4为本发明的实施例中在图像传输时进行BLANK区域控制的信号示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明的实施例中，液晶面板的驱动系统中主要包括时序控制器(TCON)、栅极驱动器(GATE DRIVER)和源极驱动器(SOURCE DRIVER)。时序控制器除了将送进来的LVDS差分信号转化为低幅值传输频率高的MINI-LVDS信号之外还主要负责送出驱动液晶面板的时序讯号给栅极驱动器和源极驱动器来驱动液晶面板的任务。

时序控制器控制输出的时序控制信号主要有STV、CPV、OE、POL、TP讯号，其中STV、CPV、OE是时序控制器给栅极的控制讯号，POL、TP是时序控制器给源极的控制信号。

几大控制讯号的主要作用如下：

STV信号是一帧图像的起始信号；

CPV信号是时序控制器输出给栅极驱动器的时钟信号，通过移位寄存器后依序输出给每一行的薄膜晶体管(TFT，Thin Film Transistor)作为控制本行TFT开启与关闭的基础；

TP信号为时序控制器输出给源极驱动器的数据源行锁存信号，当某一行的TFT开启时，源极驱动器将输入的数字信号转换为模拟信号输出给TFT的源极端，TP信号的上升沿锁存数据，下降沿输出数据；

OE信号是栅极输出使能信号，使连续两行TFT打开的时间中存在一定间隔时间，其作用是防止相临两行TFT输出之间的串扰，OE信号在一行TFT的数据准备好之后会将该行的TFT打开进行数据输出，在这一行的数据传完后关闭TFT等待下一行数据来时再打开下一行的TFT，这样可以防止行串扰现象的发生；

为避免液晶分子产生极化现象，时序控制器通过输出POL信号控制电压周期性翻转，从而使液晶分子极性周期性发生改变，POL信号为控制像素电压的极性翻转信号，在一帧图像来之前，POL信号会根据已经设定的极性翻转方式来控制这一帧图像像素电压的极性，使多个像素接收的每一帧图像数据电压的极性都与前一帧的图像数据电压的极性相反。

如图2所示，一般情况下，通过上述驱动系统实现图像传输的原理为：当要传输一帧图像的数据时，输出一个脉冲宽度为21us的高电平的STV信号来；随后延迟4.8us的时间CPV开始动作，将时钟信号传输给栅极驱动器；再延迟4.4us的时间第一个TP开始动作(该延迟时间根据液晶屏的工作情况而定，在其他实施例中，甚至可以不进行延时而让CPV和TP同时输出)，TP上升沿将数据锁存，TP高电平的时间为2us，在下降沿的时刻将第一行的数据送出，通过OE输出使能信号(OE信号的高电平跨接在CPV的上升沿时刻，即OE信号的高电平在CPV的高电平产生前产生、在CPV高电平稳定后消失)将第一行的TFT打开让第一行的数据的电压加到TFT的源极端给存储电容充电来显示第一行的数据。POL信号用于控制像素电压的极性翻转，当采用帧反转方式时，在一帧图像到来之前，首先输出POL信号控制这一帧图像像素电压的极性；当采用行反转方式时，在输出STV信号后，针对每行输出POL信号控制这一行图像像素电压的极性。POL信号使得多个像素接收的每一帧图像数据电压的极性都与前一帧的图像数据电压的极性相反。

依照图2的时序关系，待这一帧有效数据全部显示完需要768个TP信号，这768个TP信号的时间段称为一帧图像的有效显示区域；通常刷新率60HZ的面板前端设定的TP数为789个，从769到789个TP这段时间为BLANK(空白)区域，也就是说这段时间内没有数据送入，从图像的传输过程中可以看出，TP信号负责数据的存储过程和释放过程。

现有技术的图像传输过程如图3所示，从图3中可以看出，为保证图像的正确显示，TP信号只送到每一帧图像的有效显示区域里，在每一帧图像的BLANK区域内就停止送入。但这样一来就会导致源极驱动器在每一帧图像的BLANK区域内停止工作一段时间，然后在下一帧数据来之前才又开始工作，由于源极驱动器在工作和不工作的状态下的负载是不一样的，通常工作时其负载会比较重，而停止工作相对负载会比较轻，上述TP信号控制方式使源极驱动器存在一个重载和轻载状态瞬间转换差异，这使得为源极驱动器供电的电源管理芯片会出现暂态现象(即电路从一个稳定状态经过一个过渡过程进入到另一个稳定状态时的过渡过程)。另外一个方面，在BLANK区域内，由于源极驱动器停止工作，液晶面板不送入数据，存储液晶分子电压的电容会一直保持显示当前帧的有效数据，其存储的电荷不会释放，这些存储的电荷形成的持续电压势必影响液晶分子的偏转速度甚至会产生极化现象；此外，在下一帧数据来之后这些未释放的电荷还会影响继续存储有效的数据，导致液晶屏出现屏闪现象和画面模糊现象。

在本发明的实施例中，整个系统的信号工作时序如图4所示，时序控制器在每一帧图像的数据传输的BLANK区域内保持向源极驱动器送入TP信号，让源极驱动器始终处于工作状态，在BLANK区域内送入的图像数据可以是黑帧图像数据，也可以不送入图像数据只保持源极驱动处于工作状态即可，这样液晶分子就不会因为电荷的残留导致极化现象、屏闪现象和/或画面模糊现象的产生。图4展示了在BLANK区域内加入TP信号的控制信号与数据传输的示意图，可以看出，本发明的实施例中，在帧传输的空白区间(BLANK区域)里虽然不再有数据信号，但仍保持向源极驱动器送入TP信号，这样源极驱动器就不会出现暂态的工作状态，从而在避免面板中出现极化现象的同时避免了面画模糊现象的发生。

因此，在本发明的实施例中，在避免液晶分子极化的同时抑制面画模糊现象的方法具体包括以下步骤：

S1，在传输一帧图像数据时，时序控制器首先向栅极驱动器输出一个帧图像起始信号STV；优选地，所述帧图像起始信号STV为脉冲宽度为21us的高电平信号(为保证起始的高电平有足够的时间让系统动作，该脉冲宽度通常定义为一行数据处理的时间)；

S2，在延迟第一时间后(延迟时间根据液晶屏的工作情况而定)，时序控制器向栅极驱动器输出时钟信号CPV；

S3，再延迟第二时间后(延迟时间根据液晶屏的工作情况而定，在其他实施例中，甚至可以不进行延时而让CPV和TP同时输出)，时序控制器开始周期性地向源极驱动器输出行锁存信号TP，从每个行锁存信号的上升沿开始将数据锁存第三时间；在行锁存信号下降沿的时刻将该行的数据送出，此时通过时序控制器向栅极驱动器输出的使能信号OE将该行的TFT打开，从而将该行的数据的电压施加到TFT的源极端给存储电容充电来显示该行的数据；

S4，在该帧图像的有效数据全部显示完成后，在该帧数据传输的BLANK区域内时序控制器保持向源极驱动器输出行锁存信号，让源极驱动器始终处于工作状态。

在本发明更优选的实施例中，时钟信号CPV经过栅极驱动器中的移位寄存器后依序输出给每一行的TFT来控制该行TFT的开启与关闭。

在本发明更优选的实施例中，当一帧图像的有效数据为768行(对应分辨率通常为1024×768、1280×768或1366×768等)、屏幕刷新率为60HZ时，所述第一时间为4.8us、所述第二时间为4.4us、所述第三时间为2us。更进一步地，上述步骤S4中，BLANK区域内时序控制器保持向源极驱动器输出行锁存信号的个数为21个(即第769到第789个)。当分辨率提高时，一帧图像的有效数据行数增加但处理一帧数据的时间不变；而当屏幕刷新率提高时，单位时间内需要显示的图像帧数增加而一帧图像的有效数据行数不变；若分辨率和刷新率同时提高，一帧图像的有效数据行数和单位时间内需要显示的图像帧数均增加。无论分辨率或刷新率如何变化，其基本处理思路均是相应调整各信号作用时间并调整TP信号数目以保证在相应的时间内处理完数据(如分辨率为1280×1024而刷新率为120HZ时，一帧图像的有效数据为1024行，1秒钟需处理120帧图像，理论上每行数据的处理时间应小于8.14us，考虑到BLANK区域额外的TP信号，每行数据处理时间应比理论值更小一些，此时根据数据处理的需求调整设备的时钟频率和工作模式即可)。

在本发明更优选的实施例中，上述步骤S4中，在BLANK区域内送入的图像数据是黑帧图像数据或不送入图像数据。

在本发明更优选的实施例中，当采用帧反转方式时，在步骤S1之前还包括步骤：S0，在一帧图像数据到来之前，时序控制器针对该帧图像数据向源极驱动器输出一个控制像素电压的极性翻转信号POL；

当采用行反转方式时，在输出STV信号后，针对每行输出POL信号控制这一行图像像素电压的极性。

更优选地，所述极性翻转信号控制的像素电压极性与上一帧相反。

采用本发明上述实施例的方式，具有以下明显的有益效果：

1、无需对液晶面板的驱动系统做硬件上的改动，不增加硬件成本的情况下即抑制了画面模糊现象的产生；

2、不通过增加额外的数据帧的方式抑制画面模糊，采用正常的时钟控制信号即可实现，无需采用更高频的时钟信号，降低了硬件要求和控制的复杂度；

3、帧处理过程中保持输出TP信号即可，信号处理快捷、降低了控制逻辑的复杂度、响应速度快。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的实际保护范围应由权利要求限定。

Claims (10)

1.一种液晶显示驱动方法，其特征在于，所述方法包括步骤：

在传输一帧图像数据时，时序控制器向栅极驱动器输出一个帧图像起始信号；

时序控制器向栅极驱动器输出时钟信号；

时序控制器向源极驱动器输出行锁存信号，从每个行锁存信号的上升沿开始将数据锁存；在行锁存信号下降沿将该行的数据送出；

时序控制器向栅极驱动器输出使能信号，将该行的薄膜晶体管打开，将该行数据电压施加到薄膜晶体管的源极端给存储电容充电，显示该行的数据；

当该帧图像的各行数据全部显示完成后，在该帧数据传输的BLANK区域内时序控制器保持向源极驱动器输出行锁存信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述帧图像起始信号为脉冲宽度为21us的高电平信号。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述时钟信号经过栅极驱动器中的移位寄存器后依序输出给每一行的薄膜晶体管来控制该行薄膜晶体管的开启与关闭。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，输出帧图像起始信号到输出时钟信号之间的延时为4.8us，输出时钟信号到输出行锁存信号之间的延时为4.4us，所述行锁存信号将数据锁存2us。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，BLANK区域内时序控制器保持向源极驱动器输出行锁存信号的个数为21个。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在BLANK区域内送入的图像数据是黑帧图像数据或不送入图像数据。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法中，采用帧反转或行反转方式控制像素电压的极性翻转。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，当采用帧反转方式时，在输出帧图像起始信号之前还包括步骤：在一帧图像数据到来之前，时序控制器针对该帧图像数据向源极驱动器输出一个控制像素电压的极性翻转信号；

当采用行反转方式时，在输出帧图像起始信号后，时序控制器针对每行数据向源极驱动器输出一个控制像素电压的极性翻转信号。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述极性翻转信号控制的像素电压极性与上一帧相反。

10.一种液晶显示驱动装置，其特征在于，所述装置包括：

时序控制器、栅极驱动器和源极驱动器；其中，所述时序控制器在每一帧图像的数据传输的BLANK区域内保持向源极驱动器送入行锁存信号。

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