CN106782410A - 液晶显示装置及其驱动方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种液晶显示装置及其驱动方法。所述液晶显示装置包括多个像素单元，每个像素单元包括彼此连接的像素电极和薄膜晶体管；公共电极，与所述像素电极之间形成像素电容；时序控制器，用于根据视频数据产生时序信号和灰阶驱动信号；栅极驱动器，用于选通所述多个像素单元的薄膜晶体管；以及源极驱动器，用于向所述像素电极提供所述灰阶电压，其中，所述液晶显示装置还包括状态检测电路，所述状态检测电路根据所述时序控制器的供电电压和复位信号产生状态检测信号，所述时序控制器在所述状态检测信号有效时接收所述视频数据。该液晶显示装置采用时序控制器的复位信号对状态检测信号进行钳位，从而防止图像异常。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，更具体地，涉及液晶显示装置及其驱动方法。
背景技术
液晶显示装置是利用液晶分子的排列方向在电场的作下发生变化的现象改变光源透光率的显示装置。液晶显示装置已经广泛地应用于诸如手机的移动终端和诸如平板电视的大尺寸显示面板中。
图1和2分别示出根据现有技术的液晶显示装置的结构示意图和等效电路图。液晶显示装置100包括第一玻璃基板110和第二玻璃基板210，第一玻璃基板110的第一表面与第二玻璃基板210的第一表面相对。在第一玻璃基板110的第一表面上形成设置彼此交叉的多条栅极扫描线111和多条源极数据线112，在二者的交叉位置设置选择薄膜晶体管113和像素电极114。在第二玻璃基板210的第一表面形成公共电极211。像素电极114和公共电极211之间包含液晶层，可以等效为像素电容CLC。
栅极驱动器310连接至多条栅极扫描线111，用于提供栅极电压G1至Gm。源极驱动器410连接至多条源极数据线112，用于提供灰阶电压S1至Sn。时序控制器1200分别与栅极驱动器310和源极驱动器410相连接，从而向栅极驱动器310和源极驱动器410提供各种时序信号。栅极驱动器310经由栅极扫描线110选通薄膜晶体管113，源极驱动器410经由源极数据线112将与灰阶相对应的电压施加至像素电容CLC，从而改变液晶分子的取向以实现相应灰阶的亮度。为了在像素的更新周期之间保持电压，像素电容CLC可以并联存储电容Cs以获得更长的保持时间。
在上述的液晶显示装置及其驱动方法中，在每个帧周期中，依次扫描多条栅极扫描线111，使得相应行的薄膜晶体管113导通，从而在像素电容CLC和存储电容Cs上充电。像素电容CLC上的电压差即显示电压，该显示电压等于像素电极和公共电极之间的电压差。由于液晶分子的特性，如果在不同的帧周期中显示电压始终固定于一个电压，则液晶分子可能不能响应电场的变化而转动。因此，在相邻的帧周期中，即使灰阶未发生变化，显示电压的极性也会发生反转。
时序控制器1200经由数据接口从前端的视频处理器接收视频数据，然后在不同的显示模式下，根据视频数据产生不同的时序信号和灰阶驱动信号。时序控制器1200可以本地存储不同显示模式下的模式数据，或者从外部存储器读取不同显示模式下的模式数据。例如，时序控制器1200可以用于支持液晶显示装置的窄视角模式(NVA)和宽视角模式(WVA)。然而，在系统上电或模式切换期间，时序控制器1200的状态检测信号可能出现错误，导致图像显示异常。
因此，期望进一步改进液晶显示装置中时序控制器的状态检测信号产生方法，以防止图像异常。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种液晶显示装置及其驱动方法，其中采用时序控制器的复位信号对状态检测信号进行钳位，从而防止图像异常。
根据本发明的一方面，提供一种液晶显示装置，包括：多个像素单元，每个像素单元包括彼此连接的像素电极和薄膜晶体管；公共电极，与所述像素电极之间形成像素电容；时序控制器，用于根据视频数据产生时序信号和灰阶驱动信号；栅极驱动器，用于根据所述时序信号产生栅极电极，以及采用所述栅极电压选通所述多个像素单元的薄膜晶体管；以及源极驱动器，用于根据所述灰阶驱动信号产生灰阶电压，以及经由所述薄膜晶体管向所述像素电极提供所述灰阶电压，其中，所述液晶显示装置还包括状态检测电路，所述状态检测电路根据所述时序控制器的供电电压和复位信号产生状态检测信号，所述时序控制器在所述状态检测信号有效时接收所述视频数据。
优选地，还包括数据接口，其中，所述时序控制器与所述数据接口相连接，并且经由所述数据接口接收所述视频信号。
优选地，所述数据接口为DisplayPort协议的数字接口。
优选地，所述数据接口为嵌入式显示端口。
优选地，所述状态检测信号为热插拔检测信号。
优选地，所述状态检测电路包括用于提供状态检测信号的输出端，并且还包括：比较器，分别接收所述复位信号和参考信号，并且将二者进行比较以产生控制信号；晶体管，包括连接至所述输出端的第一端，接地的第二端，以及接收所述控制信号的控制端；以及电阻，连接在所述输出端和所述供电端之间。
优选地，所述晶体管在所述复位信号有效期间导通，将所述输出端接地，以及在所述复位信号无效期间断开，使得所述输出端的有效状态与所述供电端的电平状态一致。
优选地，所述晶体管为选自双极晶体管和场效应晶体管的一种。
优选地，所述时序控制器在所述复位信号有效时获取模式数据。
优选地，所述复位信号在上电期间和模式切换期间至少之一有效。
优选地，所述时序控制器从前端的视频处理器获得所述视频数据。
根据本发明的另一方面，提供一种用于液晶显示装置的驱动方法，所述液晶显示装置包括多个像素单元，每个像素单元包括彼此连接的像素电极和薄膜晶体管，所述方法包括：根据时序控制器的供电电压和复位信号产生状态检测信号；在所述状态检测信号有效时接收视频数据；根据视频数据产生时序信号和灰阶驱动信号；根据所述时序信号产生栅极电极，用于选通所述多个像素单元的薄膜晶体管；以及根据所述灰阶驱动信号产生灰阶电压，经由所述薄膜晶体管向所述像素电极提供所述灰阶电压。
优选地，产生状态检测信号的步骤包括：将所述复位信号和参考信号进行比较以产生控制信号；在所述控制信号有效时将所述状态检测信号的输出端接地；以及在所述控制信号无效时将所述状态检测信号的输出端与地之间断开，使得所述状态检测信号的有效状态与所述供电信号的电平状态一致。
优选地，所述时序控制器在所述复位信号有效时获取模式数据。
优选地，所述复位信号在上电期间和模式切换期间至少之一有效。
优选地，所述时序控制器从前端的视频处理器获得所述视频数据。
根据本发明实施例的液晶显示装置及其驱动方法，采用时序控制器的复位信号对状态检测信号进行钳位。在时序控制器的供电端为有效状态的情形下，如果复位端处于有效状态，则将状态检测信号拉至无效状态。在时序控制器的供电端为有效状态的情形下，如果复位端处于无效状态，则状态检测信号的有效状态与供电端的有效状态一致。由于状态检测信号同时响应于时序控制器的供电电压和复位信号，因此，该液晶显示装置可以避免视频处理器错误地向时序控制器传送视频数据，从而防止图像异常。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。
图1和2分别示出根据现有技术的液晶显示装置的结构示意图和等效电路图。
图3示出根据现有技术的液晶显示装置的数据接口的示意性框图。
图4和5分别示出图3的液晶显示装置在模式切换期间和上电期间的工作波形图。
图6示出根据本发明实施例的液晶显示装置的数据接口的示意性框图。
图7和8分别示出图6的液晶显示装置在模式切换期间和上电期间的工作波形图。
具体实施方式
以下将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
图3示出根据现有技术的液晶显示装置的数据接口的示意性框图。在图3中示出液晶显示装置的一部分，即时序控制器1200。该时序控制器1200经由数据接口与前端的视频处理器1100相连接。该数据接口例如是DisplayPort协议的数字接口，例如嵌入式显示端口(eDP)。下文以eDP接口为例，进一步说明视频处理器1100与时序控制器1200之间的数据通信方式。
该数据接口包括主数据DATA通道、热插拔检测信号HPD通道、以及辅助AUX通道。主数据DATA通道用于视频处理器1100向时序控制器1200传输视频数据和音频数据。热插拔检测信号HPD通道用于提供指示视频处理器1100与时序控制器1200的连接状态的状态检测信号，视频处理器1100根据热插拔检测信号HPD控制主数据DATA通道的连接和中断。辅助AUX通道用于视频处理器1100和时序控制器1200的双向数据传输，主要是低带宽需求的数据传输，例如用于配置数据接口。
热插拔检测信号HPD通道获得指示视频处理器1100与时序控制器1200的连接状态的状态检测信号。例如，采用状态检测电路获得状态检测信号。例如，该状态检测电路包括连接在时序控制器1200的供电端VIN和热插拔检测信号HPD通道之间的电阻R1。在视频处理器1100和时序控制器1200经由数据总线彼此连接时，时序控制器1200上电，从而在供电端VIN产生高电平。在视频处理器1100与时序控制器1200之间断开时，时序控制器1200掉电，从而在供电端VIN产生低电平。因此，状态检测电路可以产生状态检测信号，例如热插拔检测信号HPD，根据热插拔检测信号HPD的电平状态指示连接状态。
在DisplayPort协议中，数据处理器1100从时序控制器1200获得状态检测信号，例如热插拔检测信号HPD，从而根据该状态检测信号实现视频数据的发送和中断。
图4和5分别示出图3的液晶显示装置在模式切换期间和上电期间的工作波形图。
如图4所示，在模式切换期间，例如从宽视角模式切换为窄视角模式期间，时序控制器1200在复位端接收的复位信号RESET有效，例如，从高电平转换为低电平。在时间段T1期间，复位信号RESET使得时序控制器1200停止工作，时序控制器1200获取窄视角模式的模式数据。然后，复位信号RESET无效，例如，从低电平转换为高电平，使得时序控制器1200重新工作。由于时序控制器1200已经获取新的模式数据，因此，在重新工作之后，时序控制器在新的显示模式下产生时序信号和灰阶驱动信号。
然而，在时间段T1期间，由于时序控制器1200停止工作，导致热插拔检测信号HPD未能及时拉低至无效状态，视频处理器1100仍然持续向时序控制器1200提供主数据DATA。直到时序控制器1200重新工作，热插拔信号HPD才拉低至无效状态，视频处理器1100在一段时间内停止向时序控制器1200提供主数据DATA。然后，时序控制器1200的供电端VIN提供的供电信号重新将热插拔信号HPD拉高至有效状态，视频处理器1100恢复向时序控制器1200提供主数据DATA。
因此，在现有的液晶显示装置的数据接口中，时序控制器的模式切换动作导致前端的视频处理器未能及时侦测到热插拔信号HPD的变化，并且在时间段T1期间持续提供视频数据。然而，该期间时序控制器由于复位而不能接收到视频数据，导致图像出现异常。
如图5所示，在系统上电期间，例如，视频处理器1100与时序控制器1200从彼此断开的初始状态，彼此连接，时序控制器1200上电。时序控制器1200的供电端的供电电压VIN逐渐升高。热插拔信号HPD随着供电端的供电电压VIN升高而升高。直到供电端的供电电压VIN达到时序控制器1200的工作电压，时序控制器1200开始工作。复位信号RESET从低电平切换至高电平，时序控制器1200获取模式数据。然而，该复位信号RESET将热插拔信号HPD拉低至无效状态，然后，热插拔信号HPD重新拉高至有效状态。
在时间段T2期间，即在时序控制器1200上电期间，热插拔检测信号HPD的电平拉高和拉低过程产生尖峰信号。视频处理器侦测到热插拔信号HPD的变化而产生误动作，在时序控制器进入正常工作状态之前就开始向时序控制器1200提供主数据DATA。
因此，在现有的液晶显示装置的数据接口中，时序控制器的上电动作导致前端的视频处理器错误侦测到热插拔信号HPD的变化，并且在时间段T2期间提前提供视频数据。然而，该期间时序控制器由于未进入正常工作状态而不能接收到视频数据，导致图像出现异常。
图6示出根据本发明实施例的液晶显示装置的数据接口的示意性框图。在图6中示出液晶显示装置的一部分，即时序控制器1200。该时序控制器1200经由数据接口与前端的视频处理器1100相连接。该数据接口例如是DisplayPort协议的数字接口，例如嵌入式显示端口(eDP)。
根据本发明所示的数据接口与图3所示的现有数据接口相同，在此不再详述。下文仍然以eDP接口为例进行说明。
热插拔检测信号HPD通道获得指示视频处理器1100与时序控制器1200的连接状态的状态检测信号。例如，采用状态检测电路获得状态检测信号。在该实施例中，状态检测电路包括比较器U1、晶体管Q1和电阻R1。电阻R1连接在时序控制器1200的供电端VIN和热插拔检测信号HPD通道之间，晶体管Q1连接在热插拔检测信号HPD通道和地之间。比较器U1的同相输入端连接至时序控制器1200的复位端以接收复位信号，反相输入端接收参考信号REF，输出端连接至晶体管Q1的控制端。
在该实施例中，晶体管Q1的第一端和第二端分别为高电位端和低电位端，控制端从比较器U1接收控制信号。在晶体管Q1的导通状态，电流从晶体管Q1的第一端流向第二端。晶体管Q1可以是选自双极晶体管和场效应晶体管的任一种。在双极晶体管的情形下，所述晶体管的第一端是发射极和集电极之一，第二端是发射极和集电极另一个，控制端是基极。在场效应晶体管的情形下，所述晶体管的第一端是源极和漏极之一，第二端是源极和漏极另一个，控制端是栅极。
在视频处理器1100和时序控制器1200经由数据总线彼此连接时，时序控制器1200上电，从而在供电端的供电电压VIN为高电平。在视频处理器1100与时序控制器1200之间断开时，时序控制器1200掉电，从而在供电端的供电电压VIN为低电平。因此，状态检测电路可以产生状态检测信号，例如热插拔检测信号HPD，根据热插拔检测信号HPD的电平状态指示连接状态。
该实施例的液晶显示装置采用时序控制器的复位信号对状态检测信号进行钳位。在时序控制器的供电电压为高电平的情形下，如果复位信号RESET小于参考信号REF，则晶体管Q1导通，仍然将热插拔检测信号HPD拉低至低电平。在时序控制器的供电电压为高电平的情形下，如果复位信号RESET大于等于参考信号REF，则晶体管Q1断开，将热插拔检测信号HPD拉高至高电平。由于热插拔检测信号HPD同时响应于时序控制器的供电电压和复位信号，因此，该液晶显示装置可以避免视频处理器错误地向时序控制器传送视频数据，从而防止图像异常。
图7和8分别示出图6的液晶显示装置在模式切换期间和上电期间的工作波形图。
如图7所示，在模式切换期间，例如从宽视角模式切换为窄视角模式期间，时序控制器1200在复位端接收的复位信号RESET有效，例如，从高电平转换为低电平。在时间段T1期间，复位信号RESET使得时序控制器1200停止工作，时序控制器1200获取窄视角模式的模式数据。然后，复位信号RESET无效，例如，从低电平转换为高电平，使得时序控制器1200重新工作。由于时序控制器1200已经获取新的模式数据，因此，在重新工作之后，时序控制器在新的显示模式下产生时序信号和灰阶驱动信号。
在复位信号RESET有效(即低电平状态)期间，状态检测电路中的比较器U1控制晶体管Q1导通，将插拔检测信号HPD钳位于低电平状态。即，在时间段T1期间，插拔检测信号HPD始终处于低电平状态。视频处理器1100停止向时序控制器1200提供主数据DATA。直到时间段T1之后，复位信号RESET从有效转换为无效(即高电平状态)，时序控制器1200重新工作，热插拔信号HPD才拉高至有效状态，时序控制器1200的供电端VIN提供的供电信号重新将热插拔信号HPD拉高至有效状态，视频处理器1100恢复向时序控制器1200提供主数据DATA。
因此，在本发明实施例的液晶显示装置的数据接口中，热插拔检测信号HPD同时响应于时序控制器的供电电压和复位信号，前端的视频处理器可以及时侦测到热插拔信号HPD的变化，并且在时间段T1期间停止提供视频数据。因此，该液晶显示装置可以避免视频处理器错误地向时序控制器传送视频数据，从而防止图像异常。
如图8所示，在系统上电期间，例如，视频处理器1100与时序控制器1200从彼此断开的初始状态，彼此连接，时序控制器1200上电。时序控制器1200的供电端的供电电压VIN逐渐升高。热插拔信号HPD随着供电端的供电电压VIN升高而升高。直到供电端的供电电压VIN达到时序控制器1200的工作电压，时序控制器1200开始工作。复位信号RESET从低电平切换至高电平，时序控制器1200获取模式数据。在时刻t0之后，时序控制器的供电电压和复位信号均处于高电平状态，使得热插拔信号HPD从无效(即低电平状态)转变为有效(即高电平状态)。
在时刻t0之前，即在时序控制器1200上电期间，热插拔检测信号HPD始终为无效状态。在时刻t0之后，即在时序控制器1200上电结束之后，热插拔检测信号HPD从无效状态转变为有效状态，并且维持有效状态。状态检测电路在上电过程中的热插拔检测信号HPD没有产生尖峰信号。视频处理器侦测到热插拔信号HPD的变化，在时刻t0之后才开始向时序控制器1200提供主数据DATA。
因此，在现有的液晶显示装置的数据接口中，时序控制器的上电动作导致前端的视频处理器正确侦测到热插拔信号HPD的变化，并且在时刻t0之后才提供视频数据。时序控制器也在该时刻t0之后进入正常工作状态，从而可以接收到视频数据，从而防止图像异常。
依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (10)
1.一种液晶显示装置，包括：
多个像素单元，每个像素单元包括彼此连接的像素电极和薄膜晶体管；
公共电极，与所述像素电极之间形成像素电容；
时序控制器，用于根据视频数据产生时序信号和灰阶驱动信号；
栅极驱动器，用于根据所述时序信号产生栅极电极，以及采用所述栅极电压选通所述多个像素单元的薄膜晶体管；以及
源极驱动器，用于根据所述灰阶驱动信号产生灰阶电压，以及经由所述薄膜晶体管向所述像素电极提供所述灰阶电压，
其中，所述液晶显示装置还包括状态检测电路，所述状态检测电路根据所述时序控制器的供电电压和复位信号产生状态检测信号，所述时序控制器在所述状态检测信号有效时接收所述视频数据。
2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，还包括数据接口，其中，所述时序控制器与所述数据接口相连接，并且经由所述数据接口接收所述视频信号。
3.根据权利要求2所述的液晶显示装置，其中，所述数据接口为DisplayPort协议的数字接口，所述状态检测信号为热插拔检测信号。
4.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中，所述状态检测电路包括用于提供状态检测信号的输出端，并且还包括：
比较器，分别接收所述复位信号和参考信号，并且将二者进行比较以产生控制信号；
晶体管，包括连接至所述输出端的第一端，接地的第二端，以及接收所述控制信号的控制端；以及
电阻，连接在所述输出端和所述供电端之间。
5.根据权利要求4所述的液晶显示装置，其中，所述晶体管在所述复位信号有效期间导通，将所述输出端接地，以及在所述复位信号无效期间断开，使得所述输出端的有效状态与所述供电端的电平状态一致。
6.根据权利要求4所述的液晶显示装置，其中，所述晶体管为选自双极晶体管和场效应晶体管的一种。
7.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中，所述时序控制器在所述复位信号有效时获取模式数据。
8.根据权利要求7所述的液晶显示装置，其中，所述复位信号在上电期间和模式切换期间至少之一有效。
9.一种用于液晶显示装置的驱动方法，所述液晶显示装置包括多个像素单元，每个像素单元包括彼此连接的像素电极和薄膜晶体管，所述方法包括：
根据时序控制器的供电电压和复位信号产生状态检测信号；
在所述状态检测信号有效时接收视频数据；
根据视频数据产生时序信号和灰阶驱动信号；
根据所述时序信号产生栅极电极，用于选通所述多个像素单元的薄膜晶体管；以及
根据所述灰阶驱动信号产生灰阶电压，经由所述薄膜晶体管向所述像素电极提供所述灰阶电压。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，产生状态检测信号的步骤包括：
将所述复位信号和参考信号进行比较以产生控制信号；
在所述控制信号有效时将所述状态检测信号的输出端接地；以及
在所述控制信号无效时将所述状态检测信号的输出端与地之间断开，使得所述状态检测信号的有效状态与所述供电信号的电平状态一致。
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