CN104952407A - 一种液晶面板的源极驱动器及其驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种液晶面板的源极驱动器及其驱动方法，所述源极驱动器设有多个输出通道和至少2个极性控制信号线，所述第一极性控制信号线和第二极性控制信号线的极性转换时序的相位差为1个图框时间，且每个极性控制信号线的极性改变为两个图框时间转变一次，且极性转变时间点不在同一图框内。使得图框(N)与图框(N+1)的纵和灰度是一样的，可减小闪烁感，改善液晶面板充电不足而引起画面闪烁，使人眼观看3D显示画面左右两眼查觉不到辉度不一致，且3D液晶显示面板不会有烧付现象产生。

Description

一种液晶面板的源极驱动器及其驱动方法

技术领域

本发明涉及一种3D液晶显示器的源极驱动器及其驱动方法。

背景技术

现有液晶显示设备分辨率为1920×1080，分辨率为1920×1080的一般称为高清(FHD)液晶显示器。随着科技进步要求画质提升，液晶显示设备分辨率已由高清提升到4K*2K了，当然大尺寸液晶显示电视也都附带3D立体显示功能，所以分辨率以4倍速度大幅提高就会伴随着充电时间缩短，充电时间缩短往往会导致液晶显示器充电不足而引发显示不良，特别是在3D立体显示时之闪烁问题。

由于液晶显示驱动时必须采取交流(AC)驱动，若不慎导致直流DC驱动下，面板内部液晶的移动离子会被此电场影响而强迫单方向往液晶电容的ITO移动，此极化现象会在面板内部产生另一电场，并影响液晶分子之转向，此效应称为直流(DC)残留。

为避免上述直流残留问题发生，液晶面板驱动时须的每个画面切换一次极性，图1所示为列反转(Column Inversion)下不同图帧(Frame)的极性反转，图1中可以看出，当图帧N＝>图帧N+1时，原本正极性(+)的像素会切换为负极性(-)，而图帧N+1负极性(-)的像素会切换为图帧N+2正极性(+)，依此类推。

图1所示的极性转换(每个图帧的像素切换一次极性)在一般非3D显示驱动下并不会发生问题，但在3D显示快门眼镜(Shutter Glasses)驱动下会有直流残留而导致面板烧附现象。图2是3D显示快门眼镜(Shutter Glasses)方式的驱动，画面处理为120Hz的3D画面，其3D画面转换成左眼画面和右眼画面，3D液晶显示设备依序显示左眼画面和右眼画面，并将3D立体眼镜左右眼做同步开关，当3D液晶显示设备显示左眼画面时便将眼镜之左眼打开且右眼眼镜关闭，当3D液晶显示设备显示右眼画面时则将眼镜之左眼关闭且右眼眼镜打开。

人眼左(L)右(R)眼分别接收左右眼画面，左右眼画面传到大脑感呈现立体感。必要条件是左右眼画面影像要有视觉差，此左右眼视觉差所看到的画面物体位置会有所不同，图2所示为3D画面的左右眼所看到的视觉差影像。

假设图2中为左眼画面L中间有一黑框100，左眼看到的黑框100影像会偏 左边，而右眼看到的黑框100影像会偏右边，图3的黑色框为左眼和右眼看到该黑框100影像的画面，左眼看到该黑框的像素的极性为正极性(+)，右眼看到该黑框的像素的极性为负极性(-)。

由于传统方式极性切换是每个图帧切换一次，假设面板为常白模式(Normally white)，Vcom电压为5V，则左眼看到的黑框影像正极性电压为10V,而右眼黑框影像会偏右边呈现255阶(白)的负极性电压为4V，由图3黑色框可以推得像素的电压会于(10-5)V与(5-4)V之间切换，因此每个图帧切换一次极性像素会有直流(DC)残留之问题，如图4所示。

为解决3D显示驱动液晶直流残留问题，必须将左眼的画面与右眼的画面的驱动极性变成相同，也就是极性切换是每两个图帧(Frame)才做一次极性切换，图5为两个Frame才做极性切换一次的立体画面。假设面板为长白模式(Normally white)，Vcom电压为5V，则左眼看到的黑框10影像正极性电压为10V,而右眼看到的黑框10影像会偏右边呈现255阶(白)之正极性电压为6V；下一个极性切换后左眼看到的黑框影像负极性电压为0V,而右眼看到的黑框影像会偏右边呈现255阶(白)之负极性电压为4V,由图6中可以推得像素的电压会于(10-5)、(6-5)V、(5-0)V与(5-4)V之间切换，不会也正负不平衡问题产生。

为解决3D显示的直流残留，必须2个图帧(Frame)极性反转一次，若面板存在充电能力问题，就导致第一、三、五Frame因极性转换而充电能力会比第二、四、六Frame差，图7为第x条的源极驱动线(Gx output)波形图，其中，实线100为设定电压的理想的驱动波形线，虚线200为实际像素电压的驱动波形线，当Frmae(N)时，右眼(R)所看见的图帧，第x条的源极驱动线波形无法达到目标电压，充电不足；当Frmae(N+1)时，左眼(L)所看见的图帧，第x条的源极驱动线波形可达到目标电压，充电足够。当Frmae(N+2)时，右眼(R)所看见的图帧，第x条的源极驱动线波形无法达到目标电压，充电不足；当Frmae(N+3)时，左眼(L)所看见的图帧，第x条的源极驱动线波形可达到目标电压，充电足够,此驱动方式在面板会造成显示画面闪烁，如图8所示，图8中第图帧(N)画面亮度大于第图帧(N+1),图帧(N+2)画面亮度大于第图帧(N+3),依此类推。

发明内容

本发明通过增加至少两个极性控制信号线，使得图框(N)与图框(N+1)的 纵和灰度是一样的，可减小闪烁感，改善液晶面板充电不足而引起画面闪烁，使人眼观看3D显示画面左右两眼查觉不到辉度不一致，且3D液晶显示面板不会有烧付现象产生。

本发明提供一种液晶面板的源极驱动器，所述源极驱动器设有多个输出通道Y1-Ym(m≥1),所述源极驱动器内设置由时序控制器控制的至少2个极性控制信号线：第一极性控制信号线和第二极性控制信号线，所述第一极性控制信号线和第二极性控制信号线的极性转换时序的相位差为1个图框时间，且每个极性控制信号线的极性改变为两个图框时间转变一次，且极性转变时间点不在同一图框内，其中，所述第一极性控制信号线控制输出通道Y1、中间间隔2个通道后，连续控制相邻2个通道、再间隔2个通道后，再连续控制相邻2个通道、以此类推；所述第二极性控制信号线控制输出通道Y1和Y3、中间间隔2个通道后，连续控制相邻2个通道、再间隔2个通道后，再连续控制相邻2个通道，以此类推。

其中，所述源极驱动器包括：信号接收器，接收时序控制器发出的信号；多个移位暂存器，接收初始信号；多个电平转换器，接收对应的移位暂存器发出的信号；多个数位类比转换器，每个数位类比转换器包括一正极性数位类比转换器和一负极性数位类比转换器，判断由对应的电平转换器发出的信号经过哪个转换器；多个多功能器件，接收对应的数位类比转换器发出的信号，与所述的第一极性控制信号线和第二极性控制信号线连接，判断输出信号至哪个通道。

其中，还包括：第三信号线和第四信号线，第三信号线由第一极性控制信号线控制并与正极性数位类比转换器连接，第四信号线由第二极性控制信号线控制并与负极性数位类比转换器连接。

其中，每个多功能器件均与液晶面板内的公共电极线连接。

其中，所述移位暂存器、电平转换器、数位类比转换器、以及多功能器件均为6个。

其中，假设在极性控制时序下推导出在图框(N+1)时，此时第二极性控制信号线输入的2个图框(图框(N+1)和图框(N+2))均为低准位，第一极性控制信号线输入的1个图框(图框(N+1))为高准位和1个图框(图框(N+2))为低准位，所述驱动方法为：在图框(N+1)时，第二极性控制信号线所控制的源极驱动输出通道无法达到目标电压值，第一极性信号控制线控制的源极驱动输出 通道达到目标电压值；在图框(N+2)时，第一极性信号控制线所控制的源极驱动输出通道无法达到目标电压值，第二极性信号控制线所控制的源极驱动输出通道达到目标电压值。

其中，第一极性信号控制线和第二极性信号控制线分别都是2图框时间才作一次转态。

其中，当某一图帧时驱动相邻两个像素，有一个像素为极性转换而充电不足，另一个画素为极性不转换而充电足；当下一图帧时驱动其上述两个像素，有一个像素为极性不转换而充电足，另一个像素为极性转换而充电不足，此图帧中相邻像素辉度差由空间上辉度一致。

使得图框(N)与图框(N+1)的纵和灰度是一样的，可减小闪烁感，改善液晶面板充电不足而引起画面闪烁，使人眼观看3D显示画面左右两眼查觉不到辉度不一致，且3D液晶显示面板不会有烧付现象产生。

附图说明

图1所示现有图帧N至N+2的极性转换的示意图；

图2所示为3D画面的左右眼所看到的视觉差影像示意图；

图3所示为左眼和右眼看到图2的黑框的极性电压的示意图；

图4所示为图2所示黑框的液晶电压极性驱动示意图；

图5所示为图2所示黑框的两个图帧做一次极性切换的立体画面的示意图；

图6所示为图5的3D显示驱动液晶正负平衡电压的驱动示意图；

图7所示为第x条的源极驱动线(Gx output)波形图；

图8所示为第帧(N)图帧至第(N+3)图帧的极性示意图；

图9为本发明时序控制器输出极性控制信号线至源极驱动器的结构示意图；

图10为本发明源极驱动器的极性控制信号配置图；

图11为本发明两个极性控制信号线的源极驱动线波形图；

图12为本发明3D显示面板的亮度表现示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员 对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

本发明揭示一种3D液晶显示装置，如图9所示，该3D液晶显示装置上具有至少两个极性控制信号线：第一极性控制信号线1和第二极性控制信号线2，该两个极性控制信号线1、2均由时序控制器10控制并输出到源极驱动器(Source Driver)20上，一般液晶显示装置外接有若干源极驱动器，图9示意连接有4个源极驱动器20。由于每个源极驱动器20有数百个输出通道Y1-Ym(m≥1)，所述极性控制信号线1、2连接至源极驱动器的哪一个通道，这与液晶显示装置走线配置有关。

举例说，由于一般都是正负相邻的通道交替配置，第一极性控制信号线1控制通道Y1、通道Y4、通道Y5、通道Y8、通道Y9,数据Y12….，也就是说：第一极性控制信号线1从控制通道Y1之后，中间间隔2个通道后，连续控制相邻2个通道(Y4\Y5)，再间隔2个通道后，再连续控制相邻2个通道(Y8\Y9)，以此类推。第二极性控制信号线2控制通道Y1Y2、通道Y3、通道Y6、通道Y7、通道Y10、通道Y11…，也就是说：第二极性控制信号线2从控制通道Y2和通道Y3之后，中间间隔2个通道后，连续控制相邻2个通道(Y6\Y7)，再间隔2个通道后，再连续控制相邻2个通道(Y10\Y11)，以此类推。

此两个极性控制信号线1、2所控制液晶面板在3D显示下的极性，所述第一极性控制信号线1和第二极性控制信号线2的极性转换时序的相位差为1个图框时间，且每个极性控制信号线的极性改变为两个图框时间转变一次，且极性转变时间点不在同一图框内，其中，相邻两图框由同一极性控制信号控制，通过这样设置，使得知道图框(N)与相邻图框Frame(N+1)了综合的灰度是一样的，可减小闪烁感。

图10为源极驱动器内的结构示意图，某一源极驱动器20输出6个数据信号，该源极驱动器20包括：由时序控制器10发出信号的信号接收器20、接收初始信号DIO的多个移位暂存器(SR:Shift Register)21-26、接收对应的移位暂存器发出信号(Data1-Data3)的多个电平转换器(LS：Level Shift)31-36、接收对应的电平转换器发出信号的多个正极性数位类比转换器DACH 41-46、接收对应的电平转换器发出信号的多个负极性数位类比转换器51-56、以及接收对应的正极性数位类比转换器和负极性数位类比转换器的多个多功能器件61-66。

其中，因液晶驱动要交流电压驱动因素，一个正极性数位类比转换器41-46和一个负极性数位类比转换器51-56为一组，且本源极驱动器内还设有两根信号参考线3、4：第三信号线3和第四信号线4，第三信号线3由第一极性控制信号线1控制，第三信号线3为高准位参考信号电压线(VGH_ref)，该第三信号线3与多个正极性数位类比转换器DACH 41-46连接；第四信号线4由第二极性控制信号线2控制，该第四信号线4为低准位参考信号电压(VGL_ref)，该第四信号线4与多个负极性数位类比转换器51-56连接，通过输入参考高准位电压和参考低准位电压，控制由信号Data由哪个数位类比转换器输出。

每一多功能器件包括一缓冲器和一多路复用器，每个多功能器件均与公共电极线5连接，通过每个多功能器件输出一个信号至对应的源极驱动输出通道Y。

当初始信号DIO输入电压至第一至第六移位暂存器21-26时，信号接收器20起到接收时序控制器10传输来的显示信号，第一移位暂存器21发出信号Data1至第一电平转换器31，第一电平转换器31将接收的信号Data1输入至第一正极性数位类比转换器41和第一负极性数位类比转换器51，根据第三信号线3和第四信号线4输入的参考电压，判断哪个数位类比转换器输出此信号Data1，当初始信号DIO输入为高准位电压时，信号Data1由第一正极性数位类比转换器41输入至第一多功能器件61，并由第一多功能器件61输入至第一源极驱动输出通道Y1。

同理，第二移位暂存器22发出信号Data2至第二电平转换器32、第二正极性数位类比转换器42(或第二负极性数位类比转换器52)、第二多功能器件62，最后至第二源极驱动输出通道Y2；第三移位暂存器23发出信号Data3至第三电平转换器33、第三正极性数位类比转换器43(或第三负极性数位类比转换器53)、第三多功能器件63，最后至第三源极驱动输出通道Y3；第四移位暂存器24发出信号Data4至第四电平转换器34、第四正极性数位类比转换器44(或第四负极性数位类比转换器54)、第四多功能器件64，最后至第四源极驱动输出通道Y4；第五移位暂存器25发出信号Data5至第五电平转换器35、第五正极性数位类比转换器45(或第五负极性数位类比转换器55)、第五多功能器件65，最后至第五源极驱动输出通道Y6；第六移位暂存器26发出信号Data6至第六电平转换器36、第六正极性数位类比转换器46(或第六负极性数位类比转换器56)、第六多 功能器件66，最后至第六源极驱动输出通道Y6。

所述移位暂存器、电平转换器、正极性数位类比转换器、负极性数位类比转换器、多功能器件都是一一对应的关系。

以上只是举例了源极驱动器20输出的6个数据信号，实际上如果源极驱动器输出n(n≥6)个数据信号，那么移位暂存器、电平转换器、正极性数位类比转换器、负极性数位类比转换器、多功能器件都均是n个。

图11所示为两个极性控制信号线的源极驱动线波形图，两个极性控制信号线的极性转换时序的相位差为1个图框(Frame)时间。本发明源极驱动器器的驱动方法为：在极性控制时序下推导出在图框(N+1)时，此时第二极性控制信号线2输入的为2个图框(图框(N+1)和图框(N+2))均为低准位，第一极性控制信号线1输入的是1个图框(图框(N+1))为高准位和1个图框(图框(N+2))为低准位，第二极性控制信号线2转态而导致第二极性控制信号线2所控制的源极驱动输出通道(Y2/Y3/Y6/Y7…)因极性转态导致电压无法达到目标电压值(即：充电不足，左眼L画面为充电不足)，第一极性控制信号线1不转态而导致第一极性信号控制线1所述控制的源极驱动输出通道(Y1/Y4/Y5…)因极性转态导致电压可达到目标电压值(即：充电足够，左眼L画面充电足够)。在图框(N+2)时，第一极性信号控制线1转态而导致第一极性信号控制线1所控制的源极驱动输出通道(Y1/Y4/Y5..)因极性转态导致电压无法达到目标电压值(即：充电不足，右眼R画面充电不足)；第二极性信号控制线2不转态而导致第二极性信号控制线2所控制的源极驱动输出通道(Y2/Y3/Y6..)因极性转态导致电压可达到目标电压值(即：充电足够，右眼R画面充电足够)。

通过上述说明，当某一图帧时驱动相邻两个像素，有一个像素为极性转换而充电不足，另一个画素为极性不转换而充电足；当下一图帧时驱动其上述两个像素，有一个像素为极性不转换而充电足，另一个像素为极性转换而充电不足，此图帧中相邻像素辉度差由空间上辉度一致。

由以上的第一极性信号控制线和第二极性信号控制线的控制时序，第一极性信号控制线和第二极性信号控制线分别都是2图框时间才作一次转态，图11是相邻两个像素的充电电压波形，将整个3D显示面板由充电电压波形转换成亮度表现如图12所示，从图12中上半部是只有一个极性信号控制线架构，很清楚 可以看出Frame(N)与Frame(N+1)的整面显示亮度有差异，由图12中下半部是有两个极性信号控制线结构，很清楚可以看出Frame(N)与Frame(N+1)的整面显示亮度没有差异，只是Frame(N)的第二行、第三行和第六行亮度略暗于第一行、第四行和第五行亮度；而Frame(N+1)的第一行、第四行和第五行亮度略暗于第二行、第三行和第六行亮度，但由于区域空间灰度差异人眼无法细微分辨，所以人眼空间混光后，其实最后人眼感受在Frame(N)与Frame(N+1)的整面显示亮度没有差异。

本发明是一种新的极性转换的驱动方法，通过时序控制器控制的至少两个极性信号控制线分别控制源极驱动器，此两个极性信号控制线具有不同的相位差，并且每个极性信号控制线控制通道是两图帧时间或以上才极性转换一次。此电路可以配合3D面板配置做设计，电路可简单实现，驱动原理是当某一图帧时驱动相邻两个像素，有一个像素为极性转换而充电不足，另一个画素为极性不转换而充电足；当下一图帧时驱动其上述两个像素，有一个像素为极性不转换而充电足，另一个像素为极性转换而充电不足，此图帧中相邻像素辉度差由空间上自己均化。

3D显示面板透过上述极性驱动方式可改善面板充电不足而引起画面闪烁，使人眼观看3D显示画面左右两眼查觉不到辉度不一致外,3D显示面板也不会有烧付现象产生。

当液晶显示装置在2D显示时，只要将源极驱动器的两个极性信号控制线的两个信号一起连接到时序控制器上。

Claims (9)

1.一种液晶面板的源极驱动器，所述源极驱动器设有多个输出通道Y1-Ym(m≥1),其特征在于：所述源极驱动器内设置由时序控制器控制的至少2个极性控制信号线：第一极性控制信号线和第二极性控制信号线，所述第一极性控制信号线和第二极性控制信号线的极性转换时序的相位差为1个图框时间，且每个极性控制信号线的极性改变为两个图框时间转变一次，且极性转变时间点不在同一图框内，其中，

所述第一极性控制信号线控制输出通道Y1、中间间隔2个通道后，连续控制相邻2个通道、再间隔2个通道后，再连续控制相邻2个通道、以此类推；

所述第二极性控制信号线控制输出通道Y1和Y3、中间间隔2个通道后，连续控制相邻2个通道、再间隔2个通道后，再连续控制相邻2个通道，以此类推。

2.根据权利要求1所述的液晶面板的源极驱动器，其特征在于：所述源极驱动器包括：

信号接收器，接收时序控制器发出的信号；

多个移位暂存器，接收初始信号；

多个电平转换器，接收对应的移位暂存器发出的信号；

多个数位类比转换器，每个数位类比转换器包括一正极性数位类比转换器和一负极性数位类比转换器，判断由对应的电平转换器发出的信号经过哪个转换器；

多个多功能器件，接收对应的数位类比转换器发出的信号，与所述的第一极性控制信号线和第二极性控制信号线连接，判断输出信号至哪个通道。

3.根据权利要求2所述的液晶面板的源极驱动器，其特征在于：还包括：第三信号线和第四信号线，第三信号线由第一极性控制信号线控制并与正极性数位类比转换器连接，第四信号线由第二极性控制信号线控制并与负极性数位类比转换器连接。

4.根据权利要求2所述的液晶面板的源极驱动器，其特征在于：所述每一多功能器件包括一缓冲器和一多路复用器。

5.根据权利要求2或4所述的液晶面板的源极驱动器，其特征在于：每个多功能器件均与液晶面板内的公共电极线连接。

6.根据权利要求1所述的液晶面板的源极驱动器，其特征在于：所述移位暂存器、电平转换器、数位类比转换器、以及多功能器件均为6个。

7.根据权利要求1所述的源极驱动器的驱动方法，其特征在于：假设在极性控制时序下推导出在图框(N+1)时，此时第二极性控制信号线输入的2个图框(图框(N+1)和图框(N+2))均为低准位，第一极性控制信号线输入的1个图框(图框(N+1))为高准位和1个图框(图框(N+2))为低准位，所述驱动方法为：在图框(N+1)时，第二极性控制信号线所控制的源极驱动输出通道无法达到目标电压值，第一极性信号控制线控制的源极驱动输出通道达到目标电压值；在图框(N+2)时，第一极性信号控制线所控制的源极驱动输出通道无法达到目标电压值，第二极性信号控制线所控制的源极驱动输出通道达到目标电压值。

8.根据权利要求7所述的驱动方法，其特征在于：第一极性信号控制线和第二极性信号控制线分别都是2图框时间才作一次转态。

9.根据权利要求7所述的驱动方法，其特征在于：当某一图帧时驱动相邻两个像素，有一个像素为极性转换而充电不足，另一个画素为极性不转换而充电足；当下一图帧时驱动其上述两个像素，有一个像素为极性不转换而充电足，另一个像素为极性转换而充电不足，此图帧中相邻像素辉度差由空间上辉度一致。