CN104536177A - 消除影像残留的方法以及液晶显示器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种消除影像残留的方法及液晶显示器，该消除影像残留的方法，包括：预先获得与各设定灰阶对应的公共电极电压；确定当前待显示的灰阶，并根据该待显示的灰阶向液晶显示器输出相应的公共电极电压，其中，与各设定灰阶对应的公共电极电压不完全相同。本发明能够有效避免影像残留现象的出现，提高画面显示品质。

Description

消除影像残留的方法以及液晶显示器
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域，尤其涉及一种消除影像残留的方法以及液晶显示器。
背景技术
液晶显示器(Liquid Crystal Dsiplay,LCD)的应用已相当广泛，例如在个人计算机、液晶电视、手机或个人数字助理(Personal Digital Assistant,PDA)中，皆可看到液晶显示器的踪迹。液晶显示器已渐渐融入人们的生活之中，其背后庞大的商机及市场，使液晶显示器越来越被众人所瞩目。
在液晶显示过程中，容易出现残像现象，也称为影像残留(Image Sticking)现象，是长时间显示同一静止画面，在改变显示内容后留下之前画面的现象。在所有的TFT-LCD显示模式中，或轻或重地都存在残像问题。
残像评价一般采用如图1所示的棋格状图案，按照画面切换后出现的残像状态不同分为面残像(Area Sticking)和线残像(Line Shape Sticking)两种。其中，面残像最常见且最受关注，如图1右侧所示。
在现有的消除残像的方法中，一般会考虑如图2所示的由开关TFT而存在的寄生电容Cgd。这是因为，当扫描线GL输送的电压产生变化时，在寄生电容Cgd上将产生馈通电压ΔV，这使得数据线DL输送极性反转的电压(如图3中的表示VD-ΔV的虚线所示)时不能以Vcom电压为中值对称。故通常会将公共电极电压设为Vcom-ΔV，进而实现对公共电极电压的补偿，具体驱动电压波形如图3所示。但是，在实际的显示驱动过程中，若调整后的Vcom电压保持不变，则在不断变化的灰阶下，扫描线输送的电压仍然不会以Vcom为中值对称，经过长时间的显示后，仍将导致影像残留。
传统的方法并未真正消除影像残留的问题，因此亟需提出一种方案来解决上述问题，能够有效地避免影像残留现象，提高显示品质。
发明内容
本发明所要解决的技术问题之一是需要提供一种消除影像残留的方法，该方法能够有效消除影像残留。另外，还提供了一种液晶显示器。
为了解决上述技术问题，本申请的实施例首先提供了一种消除影像残留的方法，该方法包括：预先获得与各设定灰阶对应的公共电极电压；确定当前待显示的灰阶，并根据该待显示的灰阶向液晶显示器输出相应的公共电极电压，其中，各公共电极电压彼此不完全相同。
优选地，通过查找表方式来获得与当前待显示的灰阶对应的公共电极电压。
优选地，通过如下步骤预先获得与各设定灰阶对应的公共电极电压：对各设定灰阶的灰阶电压的闪烁值进行测量；在测量过程中，调整公共电极电压的大小直到闪烁值达到最小，将此时的公共电极电压作为与该设定灰阶对应的公共电极电压。
优选地，以各设定灰阶为基准，将与该设定灰阶相邻的多个灰阶划定在一灰阶区域内，将该设定灰阶的公共电极电压作为该灰阶区域内各个灰阶的公共电极电压。
本申请的实施例还提供了一种公共电极电压的供电电路，包括：时序控制电路，其确定当前待显示的灰阶；公共电极电压电路，其与所述时序控制电路连接，根据所述待显示的灰阶确定与之相应的公共电极电压；数模转换电路，其与所述公共电极电压电路连接，将确定的公共电极电压从数字量转换成模拟量并输入至液晶显示器中。
优选地，还包括：存储电路，其关联地存储设定灰阶和公共电极电压值，其中，与各设定灰阶对应的公共电极电压为在对该设定灰阶的灰阶电压的闪烁值进行测量时，闪烁值达到最小时的公共电极电压，所述公共电极电压电路，从所述存储电路中选择与所述待显示的灰阶相应的公共电极电压。
优选地，所述存储电路关联地存储与设定灰阶相邻的灰阶和公共电极电压值，其中，将与各设定灰阶对应的公共电极电压作为与该设定灰阶相邻的灰阶的公共电极电压。
优选地，所述存储电路以查找表方式关联地存储灰阶和公共电极电压。
另一方面，提供了一种液晶显示器，包括：如上所述的公共电极电压的供电电路；像素阵列，其与数模转换电路连接，接收与当前待显示灰阶对应的公共电极电压。
优选地，所述像素阵列包括：多条数据线；多条扫描线；由扫描线和数据线配置形成的多个像素区域，以及与每条数据线分别对应的独立的公共电极线。
与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果。
本发明通过对公共电极电压的供电电路进行调整，实现在不同灰阶下，公共电极电压依照馈通电压的变化量而变化，进而满足无论灰阶电压如何变化，都能使数据线上的数据电压以Vcom电压为中值对称，有效避免影像残留现象的出现，提高画面显示品质。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明的技术方案而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构和/或流程来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本申请的技术方案或现有技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分。其中，表达本申请实施例的附图与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，但并不构成对本申请技术方案的限制。
图1为影像残留的示意图。
图2为现有技术中像素单元的带有寄生电容的结构示意图。
图3为现有技术中液晶显示器的驱动电压波形图。
图4为液晶处于充电状态的示意图。
图5为本发明实施例的液晶显示器50的结构示意图。
图6为本发明实施例的公共电极电压的供电电路520的结构示意图。
图7为本发明实施例的像素阵列500的结构示意图。
图8为本发明实施例的消除影像残留的方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图对本发明作进一步地详细说明。
如图2所示，在TFT-LCD的显示过程中，需要通过扫描线GL来控制每行TFT的开关，以逐行扫描的方式对液晶电容Clc进行充电，充电的电流则通过每列的数据线DL进行传送。液晶电容Clc两端的电压大小通过显示驱动系统进行控制，依照液晶的排布方式以及需要显示的灰阶决定输送的电压大小。
如图4所示，液晶电容两端的电压值不同，将在液晶电容内形成不同大小的电场，电容上下基板之间的液晶分子在电场的作用下，分子内可移动电子向分子的一端聚集，此时液晶分子等效于一个电偶极子，在电场中将形成一定的偶极矩。当液晶分子受到的电场力与分子间的相互作用力(液晶扭力)相互平衡时，液晶将停止转动。此时液晶的长轴相对于光在液晶电容间传播的方向决定了显示灰阶的大小。
若单纯采用直流电压驱动液晶，由于液晶基板上的配向膜的直流阻绝效应以及液晶的直流残留效应，一方面将使电压难以改变液晶分子的排列，另一方面由于液晶分子中残留的可移动离子在同一方向电场中容易聚集在分子的同一侧，将形成分子内电场，影响外加电压对液晶的驱动，最终产生影像残留现象，如图1所示。
为了避免受到直流阻绝效应与直流残留效应的影响，液晶的驱动方式通常选用交流驱动，即由显示驱动系统控制，对输入至液晶电容两端的驱动电压进行“极性反转”。也就是说，液晶电容一侧由数据线输送电压，另一侧由公共电极统一输送公共电极电压Vcom，作为极性反转的参考电压。在驱动过程中，相对于Vcom电压，数据线通过每一帧对液晶电容输入极性相反的电压值，实现交流驱动。正如背景技术中所说的那样，由于开关TFT会产生寄生电容Cgd，当扫描线输送的电压产生变化时，在寄生电容Cgd上将产生馈通电压ΔV，这使得数据线输送极性反转的电压时不能以Vcom电压为中值对称。
而且，即使如背景技术中所提出的将公共电极电压设为Vcom-ΔV，进而实现对公共电极电压的补偿的方法仍会出现残像问题。这是因为，在实际的显示驱动过程中，如馈通电压的表达式(1)所示，馈通电压ΔV会随着液晶电容Clc的大小而改变，即随着显示灰阶的变化而变化，若调整后的Vcom电压保持不变，则在不断变化的灰阶下，数据线的电压仍然不会以Vcom为中值对称，经过长时间的显示后，仍将导致影像残留。
ΔV＝(VGH-VGL)*Cgd/(Cst+Clc+Cgd)  (1)
其中，VGH和VGL分别表示对应TFT开态的高阶电压和对应TFT关态的低阶电压，Cst表示存储电容。
本发明为了最大程度的避免影像残留的产生，通过对公共电极电压的供电电路进行调整，实现在不同灰阶下，依照馈通电压的变化量相应的修改Vcom电压，进而满足无论灰阶电压如何变化，都能使数据线上的数据电压以Vcom电压为中值对称。
接下来，参考图5-图8，对本发明实施例进行详细说明。
图5为本发明实施例的液晶显示器50的结构示意图。下面参考图5来详细说明本实施例的液晶显示器50的各个组成。
如图5所示，液晶显示装置50包括具有多个像素PX的像素阵列500、源极驱动器540、栅极驱动器560以及公共电极电压的供电电路(后简称“供电电路”)520。其中，源极驱动器540，在像素阵列500的开关元件打开后，向数据线提供数据信号，进而将像素阵列500中的像素电极充电至相应的灰阶电压。栅极驱动器560有序地输出开关元件的开关态电压(栅极信号)至像素阵列500，供电电路520在像素阵列500的开关元件打开后，有序地向像素阵列500的每条公共电极线输出公共电极电压，而像素阵列500根据数据信号、栅极信号和公共电极电压来显示影像。由于供电电路520能够根据源极驱动器540输出的不同的灰阶电压提供不同的公共电极电压，且每次提供的公共电极电压都能够保证数据信号电压以该公共电极电压为中值对称，进而能够有效地避免影像残留现象的出现。
另外，为了实现本发明的目的，在本实施例中，对像素阵列500也进行了一定的改进，与传统的像素阵列相比，本实施例的像素阵列500的区别点在于：每条数据线分别对应一条公共电极线。
如图7所示，该像素阵列500包括多条数据线(例如D1和D2)、多条扫描线(例如G1和G2)以及与每条数据线对应的公共电极线(例如Vcom1和Vcom2)。容易理解，该公共电极线的数量与数据线的数据量相同。在由数据线和扫描线配置形成的像素区域中，设置有开关元件TFT、像素电容Clc以及存储电容Cst。开关元件TFT均优选以薄膜晶体管制作而成。
具体如图7所示，开关元件TFT连接于数据线D1和一像素电极之间，且其控制端(栅极)连接扫描线G1，存储电容Cst和液晶电容Clc同时连接于像素电极和与数据线D1对应的公共电极线Vcom1之间。当开关元件TFT接收到来自扫描线G1的开启信号时，该开关元件TFT开启，数据线D1上的数据信号经由开关元件TFT传送至存储电容Cst的一端，公共电极线Vcom1上的公共电极电压传输至存储电容Cst的另一端中，存储电容Cst则根据数据信号和公共电极电压充电而存储至相应的电位，基于此，像素电极也具有相对应的电位，该像素单元就依据此显示影像数据。由于需要根据当前待显示的灰阶向公共电极线传输不完全相同的公共电极电压，因此，提出了本发明实施例的供电电路520。
下面，参考图6对本发明实施例的供电电路520进行详细说明。
如图6所示，供电电路520包括时序控制电路TCON 521、公共电极电压电路Vcom IC 522以及数模转换电路524。TCON 521，其根据所输入的数据信号来确定当前待显示的灰阶。Vcom IC 522，其与TCON 521连接，根据当前待显示的灰阶来确定与该灰阶对应的Vcom电压值。数模转换电路524，其与Vcom IC 522连接，将Vcom电压值从数字量转换成模拟量输入至相应的公共电极线。
本实施例中的时序控制电路TCON 521除了具备上述功能以外，由于其会输出多个灰阶值，因此还具备对多个灰阶值的输出次序进行控制的功能，其与一般数据驱动电路(Data Driver IC)的TCON功能类似，在此不再赘述。
而且，如图6所示，数模转换电路524包括多个数模转换器(简称DAC)，每个DAC分别与像素阵列500中的不同的公共电极线(图中所示的Vcom1-VcomN)对应连接，每个DAC将转换后的模拟电压传输至与之对应的公共电极线中。
另外，如图6所示，供电电路50还包括存储器523，本例中为静态随机存取存储器(Static Random-Access Memory,SRAM)，但可还以为其他形式的存储器。该存储器523内部以查找表的方式关联存储了设定灰阶和公共电极电压，每个设定灰阶所对应的公共电极电压不完全相等。Vcom IC 522通过该存储器523中的查找表，查找到与当前待显示的灰阶对应的Vcom电压值。由于以查找表方式来获得与当前待显示的灰阶对应的Vcom电压值，因此提高了数据处理速度。
需要说明的是，该存储器523既可以独立于Vcom IC 522，也可以设置在VcomIC 522的内部，在此不作限定。
下面，参考图8来说明利用图7的供电电路消除影像残留的方法的各个步骤。
在步骤S820中，TCON 521根据所输入的数据信号来确定当前待显示的灰阶。
然后，在步骤S830中，Vcom IC 522以查找存储器523的查找表的方式，确定与该灰阶对应的Vcom电压值。最后，在步骤S840中，数模转换电路524将Vcom电压值从数字量转换成模拟量输入至相应的公共电极线。
另外，为了使数据线输送极性反转的电压能以Vcom电压为中值对称，在本实施例中给出了如下这一方案来预先获得与各设定灰阶对应的公共电极电压(S810)。
通过对P-GAMMA电路中各绑点灰阶的灰阶电压的闪烁(Flicker)值进行测量，来获得各绑点灰阶与公共电极电压的关系。
具体地，将闪烁值测量仪器与一显示屏连接，将各绑点灰阶的灰阶电压输入值该显示屏，使用闪烁值测量仪器测量每个绑点灰阶下的闪烁值，在测量过程中通过调整Vcom电压值，当闪烁值达到最小时，记录下此时的Vcom修改值，将其作为该绑点灰阶对应的公共电极电压。通过上述步骤将所有的绑点灰阶的灰阶电压的闪烁值测量完成后，将对应每个灰阶电压的Vcom修改值以查找表的方式烧录至存储器中。对于测量各绑点灰阶的灰阶电压的闪烁值的仪器可以采用某厂商生产的显示器色彩分析仪，由于该技术已较为成熟，在此不再赘述。
需要说明的是，上述各绑点灰阶是针对P-GAMMA电路中固定的灰阶，这些绑点灰阶的个数一般达到20个左右。而实际显示的灰阶会比这个数量要多得多，在一个优选实施例中，以各绑点灰阶为基准，将与该绑点灰阶相邻的多个灰阶划定在一灰阶区域内，将该绑点灰阶的公共电极电压作为该灰阶区域内各个灰阶的公共电极电压，换言之，若要显示某绑点灰阶附近的某个灰阶，则将该绑点灰阶的Vcom电压值输出至相应的公共电极线。那么，还需要在存储器523中关联地存储与各绑点灰阶相邻的灰阶和公共电极电压值，在查找表中所显示的形态是多个灰阶对应一个公共电极电压。
采取这种仅对对P-GAMMA电路中固定的灰阶进行闪烁值测量的方法，由于测量的灰阶数量较少，因此能够大幅度降低操作人员的工作负担，提高作业效率。
当然，也可以对每个显示灰阶的公共电极电压进行确定，虽然工作量加大了，但是能够获得更加精确的针对每个灰阶的Vcom电压，进而能够更加有效地避免影像残留的现象。
综上所述，本发明通过对公共电极电压的供电电路进行调整，实现在不同灰阶下，公共电极电压依照馈通电压的变化量而变化，进而满足无论灰阶电压如何变化，都能使数据线上的数据电压以Vcom电压为中值对称，有效避免影像残留现象的出现，提高画面显示品质。
本领域的技术人员应该明白，上述的本发明实施例所提供的电路的各组成部分，以及方法中的各步骤，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上。可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现。从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明技术方案而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种消除影像残留的方法，包括：
预先获得与各设定灰阶对应的公共电极电压；
确定当前待显示的灰阶，并根据该待显示的灰阶向液晶显示器输出相应的公共电极电压，
其中，各公共电极电压彼此不完全相同。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
通过查找表方式来获得与当前待显示的灰阶对应的公共电极电压。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过如下步骤预先获得与各设定灰阶对应的公共电极电压：
对各设定灰阶的灰阶电压的闪烁值进行测量；
在测量过程中，调整公共电极电压的大小直到闪烁值达到最小，将此时的公共电极电压作为与该设定灰阶对应的公共电极电压。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，
以各设定灰阶为基准，将与该设定灰阶相邻的多个灰阶划定在一灰阶区域内，将该设定灰阶的公共电极电压作为该灰阶区域内各个灰阶的公共电极电压。
5.一种公共电极电压的供电电路，包括：
时序控制电路，其确定当前待显示的灰阶；
公共电极电压电路，其与所述时序控制电路连接，根据所述待显示的灰阶确定与之相应的公共电极电压；
数模转换电路，其与所述公共电极电压电路连接，将确定的公共电极电压从数字量转换成模拟量并输入至液晶显示器中。
6.根据权利要求5所述的供电电路，其特征在于，还包括：
存储电路，其关联地存储设定灰阶和公共电极电压值，其中，与各设定灰阶对应的公共电极电压为在对该设定灰阶的灰阶电压的闪烁值进行测量时，闪烁值达到最小时的公共电极电压，
所述公共电极电压电路，从所述存储电路中选择与所述待显示的灰阶相应的公共电极电压。
7.根据权利要求6所述的供电电路，其特征在于，
所述存储电路关联地存储与设定灰阶相邻的灰阶和公共电极电压值，其中，将与各设定灰阶对应的公共电极电压作为与该设定灰阶相邻的灰阶的公共电极电压。
8.根据权利要求6或7所述的供电电路，其特征在于，
所述存储电路以查找表方式关联地存储灰阶和公共电极电压。
9.一种液晶显示器，包括：
根据权利要求5-8中任一项所述的公共电极电压的供电电路；
像素阵列，其与数模转换电路连接，接收与当前待显示灰阶对应的公共电极电压。
10.根据权利要求9所述的液晶显示器，其特征在于，所述像素阵列包括：
多条数据线；
多条扫描线；
由扫描线和数据线配置形成的多个像素区域，以及
与每条数据线分别对应的独立的公共电极线。
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