CN1877408A - 液晶显示器的驱动方法 - Google Patents

Abstract

一种液晶显示器的驱动方法，包括：使用未经过补偿对应每一灰度的源极信号驱动该液晶显示器，记录该共同信号对应每一灰度的第一最佳共同信号电压；对源极信号进行调整而驱动该液晶显示器，使得该共同信号对应每一灰度的第二最佳共同信号电压符合(以预设－黑设置为例)：(1)当所对应的灰度小于一第一灰度亮度时，该第二最佳共同信号电压高于该预设共同信号电压，且该第二最佳共同信号电压与该预设共同信号电压的差值小于或等于该第一最佳共同信号电压与该预设共同信号电压的差值；(2)当所对应的灰度不小于该第一灰度亮度时，该第二最佳共同信号电压与该预设共同信号电压的差值小于或等于该第一最佳共同信号电压与该预设共同信号电压的差值。

Description

液晶显示器的驱动方法

技术领域

本发明涉及一种液晶显示器，特别是涉及一种可消除液晶显示器的显示残影的驱动方法。

背景技术

图1为液晶显示器(面板)的像素及其驱动电路的电路示意图。液晶显示面板包括一液晶层11设置在形成于第一基底层上的像素电极A、及形成于第二基底层上的反相电极B两者之间(图中未显示第一及第二基底层)。薄膜晶体管(TFT)元件12设置于该第一基底层，该TFT元件的栅极G及源极S分别连接该第一基底层的一栅极线及一源极线。像素电极A耦接于该TFT元件的漏极D，反相电极B则耦接一共同信号源V_C。

该源极线连接一源极信号源V_d，该源极信号源V_d提供多种电压值以调整该像素电极A的电压值，并使该像素电极A与该反相电极B间的一第一电压差改变，以调整液晶层的分子排列而控制液晶层11显示的灰度。当液晶显示面板为预设-黑(normal black，NB)设置时，第一电压差值愈大则像素显示愈亮。当液晶显示面板为预设-白(normal black，NW)设置时，第一电压差值愈大则像素显示愈暗。

图2A为用以驱动如图1所示液晶显示面板的一传统驱动方法中，于不同灰度时提供不同的源极信号Vd电压的示意图，其中源极信号Vd电压的中间电压为Vd-center。在此例中，液晶显示面板为预设-白设置，共同信号源V_C具有一固定的中间电压V_COM。在不同的灰度Ln时(0～255)，源极信号Vd提供Vcdc+V(n)及Vcdc-V(n)两种电压值，藉以使像素电极A与反相电极B间的第一电压差为V(n)；其中n为一灰度级数，V(n)为于液晶显示面板产生灰度的交流电压振幅，且Vcdc为定值。在理想状况中(源极S与漏极D间的压降Vds＝0，所有电容值为无限大)，V_COM＝Vcdc(亦即Vd-center)且像素电极A接收的电压等于源极信号Vd。然而，在实际操作时，由于源极S与漏极D间的压降Vds以及杂散电容的效应，要使像素电极A接收到的电压等于图2A中源极信号Vd的理想电压图，需另外对源极信号Vd作补偿处理。

像素电极A接收到的电压为源极信号Vd经过压降Vds后，再经过由图1所示杂散电容Cgd及栅极电压Vg的切换所产生的馈通(feed through)电压Vfh所造成的电压位移的结果。馈通电压Vfh的值如公式(1)所示：

$\mathrm{Vfth}=\frac{\mathrm{Cgd}}{\mathrm{Dlc}+\mathrm{Cs}+\mathrm{Cgd}}(\mathrm{Vgh}-\mathrm{Vgl})---\left(1\right)$

其中Vgh及Vgl分别是栅极电压Vg的高电位及低电位，其差值(Vgh-Vgl)为固定。

因为像素电极A随源极信号Vd切换且施加的电压值不固定，所以电容Clc的电容值会随像素电极A的交流电压值变动。图2B表示电容Clc电容值随源极信号Vd大小(亦或像素电极A的交流电压值)变化的关系示意图。如图2B所示，当源极信号Vd电压值(或像素电极A交流电压值)越大，电容Clc的电容值越大。电容Clc的电容值随像素电极A交流电压值增高而增大，且像素电极A交流电压值随源极信号Vd的交流电压值增大。

图2C表示源极信号Vd的交流电压值与馈通电压Vfh的关系示意图。如图2C所示，当源极信号Vd的交流电压值越大，馈通电压Vfh的电压值越小。

图2D为用以驱动如图1所示的液晶显示面板的另一传统驱动方法的示意图，主要调整不同灰度所提供源极信号Vd电压，使其中间电压并非维持固定。在此例中，液晶显示面板为预设-白设置，共同信号源VC具有一固定的中间电压V_COM。由于在每一灰度的像素电极A所需的交流电压值不同，所产生的馈通电压Vfh也不同。为了使像素电极A上能于灰度Ln时接收到如图2A中所示的灰度交流电压±V(n)，源极信号Vd于灰度Ln时提供Vcenter(n)+V(n)及Vcenter-V(n)两种电压值，藉以使像素电极A与反相电极B间的第一电压差为V(n)；其中Vcenter(n)-Vfh(n)＝V_COM。因此，Vcenter(n)＝V_COM+Vfh(n)。须注意的是，在此式中，Vth(n)为Vcenter(n)经过Vds压降后与V_COM的压差值。

图3A及图3B为如图1所示电路在分别接收如图2A及图2D的源极信号Vd电压驱动时，于每一灰度电压时，像素电压A经过馈通电压Vfh后不同接收电压下的最佳共同电极中间电压值的分布示意图。由图中可知，接收如图2D的源极信号Vd电压驱动时，像素电压A接收的中间电压等效于V_COM而可使施加的灰度电压交流值与反相电极B所接收的共同信号V_C正常作用。但是由于源极信号Vd提供于第一基底层，其经过补偿的电压的DC值与提供于第二基底层的反相电极的固定DC值有电压差，长期作用下，会使液晶层的离子产生单向偏移而形成不易消除的电场。如此会在液晶显示面板形成画面失真的残影(image sticking)现象。

美国专利第6570549号「r液晶显示器的驱动方法(Method of driving aliquid crystal display)」提供一种可消除液晶显示器残影的驱动方法。图3C为如图1电路的液晶显示面板，根据美国专利第6570549号所提供的驱动方法加以驱动时，经过馈通电压Vfh后于每一灰度电压时，像素电压A所接收电压的一中间电压值的分布示意图。如图3C所示，于亮度较低时(源极信号Vd电压交流值较小)，该驱动方法使像素电压A接收的中间电压高于V_COM而可以消除液晶层的离子单向偏移而减少残影。但是美国专利第6570549号并没有对需在哪个灰度范围内将像素电压A的中间电压补偿至高于V_COM作出定义，也没有定义像素电压A接收的中间电压需高于V_COM的电压值范围为多少，以致在设计上无法轻易实施。

发明内容

本发明提出一种液晶显示器的驱动方法，该驱动方法均适用于预设-黑设置及预设白设置的液晶显示器，所述显示器均包括：一液晶层；一薄膜晶体管(TFT)元件，其源极耦接一源极信号；一像素电极耦接该TFT元件的漏极；以及一反相电极耦接一共同信号；其中，该液晶显示器有一预设共同信号电压(Vcom)。

对于随源极信号电压增加而亮度增大的预设黑-设置液晶显示器，本发明的驱动方法，包括：使用未经过补偿对应每一灰度的源极信号驱动该液晶显示器，并记录该共同信号对应每一灰度的第一最佳共同信号电压；对源极信号进行调整而驱动该液晶显示器，使得该共同信号对应每一灰度的第二最佳共同信号电压符合以下的关系：(1)当所对应的灰度小于一第一灰度亮度时，该第二最佳共同信号电压高于该预设共同信号电压，且该第二最佳共同信号电压与该预设共同信号电压的差值小于或等于该第一最佳共同信号电压与该预设共同信号电压的差值；以及，(2)当所对应的灰度不小于该第一灰度亮度时，该第二最佳共同信号电压与该预设共同信号电压的差值小于或等于该第一最佳共同信号电压与该预设共同信号电压的差值。在较佳实施例中，当显示器常处于动态画面中时，不同灰度讯号交错出现，此时若灰度亮度不小于该第一灰度亮度，在每相临八个灰度内，该第二最佳共同信号电压的电压电平交错地高及低于该预设共同信号电压。亦即，该共同信号对应每一灰度的第二最佳共同信号电压符合：对于任两相临的第一组8个灰度及第二组8个灰度，在该第一组灰度内，该第二最佳共同信号电压的电压电平高于(低于)该预设共同信号电压，于该第二组灰度内，该第二最佳共同信号电压的电压电平低于(高于)该预设共同信号电压，如此便有助于减少动态画面所产生的残影。

对于随源极信号电压增加而亮度减小的预设白-设置液晶显示器，本发明的驱动方法，包括：使用未经过补偿对应每一灰度的源极信号驱动该液晶显示器，并记录该共同信号对应每一灰度的第一最佳共同信号电压(Vcom-opt1)；对源极信号进行调整而驱动该液晶显示器，使得该共同信号对应每一灰度的第二最佳共同信号电压(Vcom-opt2)符合以下的关系：(1)当所对应的灰度小于一第一灰度亮度时，该第二最佳共同信号电压低于该预设共同信号电压，且该第二最佳共同信号电压与该预设共同信号电压的差值小于或等于该第一最佳共同信号电压与该预设共同信号电压的差值；以及，(2)当所对应的灰度不小于该第一灰度亮度时，该第二最佳共同信号电压与该预设共同信号电压的差值小于或等于该第一最佳共同信号电压与该预设共同信号电压的差值。在较佳实施例中，当显示器常处于动态画面中时，不同灰度讯号交错出现，此时若灰度亮度不小于该第一灰度亮度，在每相临八个灰度内，该第二最佳共同信号电压的电压电平交错地高及低于该该预设共同信号电压。亦即，该共同信号对应每一灰度的第二最佳共同信号电压符合：对于任两相临的第一组8个灰度及第二组8个灰度，在该第一组灰度内，该第二最佳共同信号电压的电压电平高于(低于)该预设共同信号电压，于该第二组灰度内，该第二最佳共同信号电压的电压电平低于(高于)该预设共同信号电压，如此便有助于减少动态画面所产生的残影。

附图说明

图1为液晶显示面板的像素及其驱动电路的电路示意图。

图2A为用以驱动如图1所示液晶显示面板的一传统驱动方法中，于不同灰度时提供不同的源极信号Vd电压的示意图，其中像素电极与反相电极提供相同源极信号。

图2B表示电容Clc电容值随像素电极A的交流电压值其源极信号大小变化的关系示意图。

图2C表示源极信号Vd的交流电压值与馈通电压Vfh的关系示意图。

图2D为用以驱动如图1所示的液晶显示面板的另一传统驱动方法中，于不同灰度时像素电极与反相电极提供不同的源极信号Vd电压的示意图。

图3A及图3B为如图1所示电路在分别接收如图2A及图2D的源极信号Vd电压驱动时，于每一灰度电压时，像素电压A经过馈通电压Vfh后接收不同电压下的最佳共同电极中间电压值的分布示意图。

图3C为如图1电路的液晶显示面板，根据美国专利第6570549号所提供的驱动方法加以驱动时，经过馈通电压Vfh后于每一灰度电压时，像素电压A所接收电压的一中间电压值的分布示意图。

图4A显示源极信号Vd未针对馈通电压补偿前，源极信号Vd的中间电压Vd_center与不同灰度(亦或不同源极信号)的关系曲线图。

图4B显示以未针对馈通电压补偿的源极信号Vd驱动一液晶显示器时，最佳化共同信号电压Vcom-opt与不同灰度亮度变化(亦即不同源极信号大小)的关系曲线图。

图4C显示源极信号Vd针对馈通电压补偿时(源极信号Vd的中间电压并未维持定值)，源极信号Vd的中间电压Vd_center与不同灰度亮度变化(亦即不同源极信号大小)的关系曲线图。

图4D显示使用针对馈通电压补偿的源极信号Vd(例如图2D所示的源极信号Vd)驱动液晶显示器时，最佳化共同信号电压(optimized Vcom)Vcom-opt与不同灰度亮度变化(亦即不同源极信号大小)的关系曲线L’1；其中曲线L’2显示液晶显示器原先设定的电压V_COM与不同灰度亮度变化的关系。

图4E及图4F显示根据本发明液晶显示器驱动方法的一实施例示意图。

图4G及图4H显示根据本发明液晶显示器驱动方法的另一实施例示意图。

附图符号说明

11～液晶显示单元；

12～薄膜晶体管(TFT)元件；

A～像素电极；

B～反相电极。

具体实施方式

本发明根据驱动电路的布局、液晶层上下材质、液晶导轴变化以及正负离子方向等特性，提供一种液晶显示器的驱动方法，可轻易实施于液晶显示面板的设计，并可有效减少残影的发生。

现以图1所示电路加以驱动的液晶显示器为例，以下将藉由图4A至图4F，描述本发明液晶显示器驱动方法应用于预设-黑设置的液晶显示器的实施例。

图4A显示源极信号Vd未针对馈通电压进行补偿时(例如源极信号Vd的中间电压仍维持为定值)，源极信号Vd的中间电压Vd_center与不同灰度亮度变化(亦即不同源极信号大小)的关系曲线L1。图4B显示以未针对馈通电压补偿的源极信号Vd(源极信号Vd的中间电压仍维持为定值)驱动一液晶显示器时，最佳化共同信号电压Vcom-opt与不同灰度亮度变化(亦即不同源极信号大小)的关系曲线L’。如图4A及图4B分别所示，Vd_center曲线L1的电压固定为Vcenter，而当亮度或灰度大于Ln₁时；而Vcom-opt曲线L’的电压值则随着灰度亮度增加而增大，并非是液晶显示器原先设定的电压V_COM。

图4C显示源极信号Vd针对馈通电压补偿时(源极信号Vd的中间电压并未维持定值)，源极信号Vd的中间电压Vd_center与不同灰度亮度变化(亦即不同源极信号大小)的关系曲线L2。图4D显示使用针对馈通电压补偿的源极信号Vd(例如图2D所示的源极信号Vd)驱动液晶显示器时，最佳化共同信号电压(optimized Vcom)Vcom-opt与不同灰度亮度变化(亦即不同源极信号大小)的关系曲线L’1；其中曲线L’2显示液晶显示器原先设定的电压V_COM与不同灰度亮度变化的关系。

图4E及图4F为根据本发明液晶显示器驱动方法的实施例示意图。根据图4D产生的最佳化共同信号电压Vcom-opt与灰度的关系曲线L’1、及原先设定的V_COM电压曲线L’2，进而产生如图4F所示的曲线L’3；其中曲线L’3为曲线L’1以曲线L’2为轴作映射而产生。因此，于每一灰度时，L’3及L’2的电压差值等于L’1及L’2的电压差值。其中，在灰度亮度大于Ln₁时(较亮)，L’1的电压大于L’2的电压V_COM且L’3的电压小于L’2的电压V_COM。

本发明主要是调整源极信号Vd的电压，使各灰度所对应源极信号Vd的中间电压Vd-center处于如图4E中所示的阴影范围内，进而使得Vcom-opt能够落在图4F中所示的阴影范围内。换言之，源极信号Vd的中间电压Vd-center的调整，在灰度亮度小于Ln₁时，必须使Vcom-opt的电压成为介于L’3及L’2间的电压(图4F中的阴影A部分)；并在灰度亮度大于Ln₁时，必须使Vcom-opt的电压为介于L’3及L’1间的电压(图4F中的阴影B部分)。也就是说，当亮度小于Ln₁时，设定Vcom-opt电压高于L’2的电压(V_COM)，且Vcom-opt电压与L’2的电压差值小于或等于L’2与L’1的电压差值；当亮度不小于Ln₁时，设定Vcom-opt电压与L’2的电压差值小于或等于L’2与L’1的电压差值。

在较佳实施例中，当灰度亮度不小于该第一灰度亮度(Ln₁例如为灰度128，灰度愈高则亮度愈大)时，在每相临八个灰度内，该第二最佳共同信号电压的电压电平交错地高、及低于该该预设共同信号电压。以256阶的灰度为例，任两相临的第一组8个灰度(源极信号的灰度例如在136～143内)及第二组8个灰度(源极信号的灰度例如在144～151内)，在该第一组灰度内，该第二最佳共同信号电压的电压电平可设计成高于(低于)该预设共同信号电压，于该第二组灰度内，该第二最佳共同信号电压的电压电平可设计成低于(高于)该预设共同信号电压。如此长时间在动态画面下，易导致形成残影的内建电场正负相抵，亦可有助于残影的减缓。

将上述设计应用于液晶材料较差且未调整前残影状况非常不良的液晶显示器时，残影状况获得极大的改善。残影分为表面型态(surface type)以及线状(line shape)残影，本发明可有效减缓线状残影并改善表面型态残影。一般状况下，一旦发生残影现象，即会长期存在而无法消除。采用本发明的驱动方法的液晶显示器于长时间使用时，某些液晶显示器的表面型态残影可以逐渐改善，甚至完全消除。

上述实施例为适用于预设-黑设置的液晶显示器。以下通过图4G及图4H说明适用于预设-白设置的液晶显示器的实施例。

图4A至图4F的横座标灰度亮度均是由暗至亮；需注意的是在此实施例中图4G及图4H的横座标灰度亮度则由亮至暗。根据本发明液晶显示器驱动方法的实施例示意图。图4H所示的Vcom-opt曲线L’3，为曲线L’1以曲线L’2为轴作映射而产生。因此，于每一灰度时，L’3及L’2的电压差值等于L’1及L’2的电压差值。其中，在灰度亮度大于Ln₁时(较亮)，L’1的电压小于L’2的电压V_COM且L’3的电压大于L’2的电压V_COM。

同理，在较佳实施例中，当灰度亮度不小于该第一灰度亮度时(Ln₁例如为灰度128，灰度愈高则亮度愈小)，在每相临八个灰度内，该第二最佳共同信号电压的电压电平交错地高及低于该该预设共同信号电压。以256阶的灰度为例，任两相临的第一组8个灰度(源极信号的灰度例如在16～23内)及第二组8个灰度(源极信号的灰度例如在24～31内)，在该第一组灰度内，该第二最佳共同信号电压的电压电平可设计成高于(低于)该预设共同信号电压，于该第二组灰度内，该第二最佳共同信号电压的电压电平可设计成低于(高于)该预设共同信号电压。

本发明主要是调整源极信号Vd的电压，使各灰度所对应源极信号Vd的中间电压Vd-center处于如图4G中所示的阴影范围内，进而使得Vcom-opt能够落在图4H中所示的阴影范围内。换言之，源极信号Vd的中间电压Vd-center的调整，在灰度亮度小于Ln₁时(较暗)，必须使Vcom-opt的电压成为介于L’3及L’2间的电压(图4H中的阴影B部分)；并在灰度亮度大于Ln₁时(较亮)，必须使Vcom-opt的电压为介于L’3及L’1间的电压(图4H中的阴影A部分)。也就是说，当亮度小于Ln₁时，设定Vcom-opt电压低于L’2的电压(V_COM)，且Vcom-opt电压与L’2的电压差值小于或等于L’2与L’1的电压差值；当亮度不小于Ln₁时，设定Vcom-opt电压与L’2的电压差值小于或等于L’2与L’1的电压差值。

在规范明确的电压范围条件下，本发明提供的液晶显示面板的驱动方法，可轻易实施于液晶显示面板的驱动电路设计中。运用本发明可大幅改善或消除液晶显示器的残影现象。

虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的前提下可作若干的更动与润饰；因此，本发明的保护范围以本发明的权利要求为准。

Claims (4)

1.一种液晶显示器的驱动方法，该液晶显示器包括：一液晶层；一薄膜晶体管(TFT)元件，其源极耦接一源极信号；一像素电极耦接该TFT元件的漏极；以及一反相电极耦接一共同信号；其中该源极信号电压值越大则该液晶显示器的亮度越亮，该液晶显示器有一预设共同信号电压，该驱动方法包括：

使用未经过补偿对应每一灰度的源极信号驱动该液晶显示器，并记录该共同信号对应每一灰度的第一最佳共同信号电压；以及

对源极信号进行调整而驱动该液晶显示器，使得该共同信号对应每一灰度的第二最佳共同信号电压符合：

当所对应的灰度小于一第一灰度亮度时，该第二最佳共同信号电压高于该预设共同信号电压，且该第二最佳共同信号电压与该预设共同信号电压的差值小于或等于该第一最佳共同信号电压与该预设共同信号电压的差值；

当所对应的灰度不小于该第一灰度亮度时，该第二最佳共同信号电压与该预设共同信号电压的电压差绝对值小于或等于该第一最佳共同信号电压与该预设共同信号电压的电压差绝对值。

2.如权利要求1所述的液晶显示器的驱动方法，其中当亮度不小于该第一灰度亮度时，该共同信号对应每一灰度的第二最佳共同信号电压符合：对于任两相临的第一组8个灰度及第二组8个灰度，在该第一组灰度内，该第二最佳共同信号电压的电压电平高于该预设共同信号电压，于该第二组灰度内，该第二最佳共同信号电压的电压电平低于该预设共同信号电压。

3.一种液晶显示器的驱动方法，该液晶显示器包括：一液晶层；一薄膜晶体管元件，其源极耦接一源极信号；一像素电极耦接该晶体管元件的漏极；以及一反相电极耦接一共同信号；其中该源极信号电压值越大则该液晶显示器的亮度越暗，该液晶显示器有一预设共同信号电压，该驱动方法包括：

使用未经过补偿对应每一灰度的源极信号驱动该液晶显示器，并记录该共同信号对应每一灰度的第一最佳共同信号电压；以及

对源极信号进行调整而驱动该液晶显示器，使得该共同信号对应每一灰度的第二最佳共同信号电压符合：

当所对应的灰度小于一第一灰度亮度时，该第二最佳共同信号电压低于

当所对应的灰度小于一第一灰度亮度时，该第二最佳共同信号电压低于该预设共同信号电压，且该第二最佳共同信号电压与该预设共同信号电压的差值小于或等于该第一最佳共同信号电压与该预设共同信号电压的差值；

当所对应的灰度不小于该第一灰度亮度时，该第二最佳共同信号电压与该预设共同信号电压的电压差绝对值小于或等于该第一最佳共同信号电压与该预设共同信号电压的电压差绝对值。

4.如权利要求3所述的液晶显示器的驱动方法，其中当亮度不小于该第一灰度亮度时，该共同信号对应每一灰度的第二最佳共同信号电压符合：对于任两相临的第一组8个灰度及第二组8个灰度，在该第一组灰度内，该第二最佳共同信号电压的电压电平高于该预设共同信号电压，于该第二组灰度内，该第二最佳共同信号电压的电压电平低于该预设共同信号电压。

Images