CN1987575A - 液晶显示器装置及其驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于自动感测和补偿反馈到LCD显示面板的栅极信号的延迟时间的液晶显示器(LCD)装置及方法。所述LCD面板包括：彼此相交的m条数据线和n条栅极线；栅极驱动器，被安装在LCD面板中，用于将栅极信号提供到栅极线；信号转换器，用于产生功率时钟信号；延迟控制器，用于通过将功率时钟信号与从数据线中导出的信号进行比较来产生与栅极信号的延迟值相对应的延迟控制信号；以及像素电压信号产生器，用于响应于所述延迟控制信号来将像素电压信号提供到LCD面板的数据线上。

Description

液晶显示器装置及其驱动方法
技术领域
本发明涉及一种液晶显示器(LCD)装置及其驱动方法，更特别地，本发明涉及一种能够根据面板自动感测和补偿栅极信号的延迟时间的LCD装置及其驱动方法。
背景技术
通常的LCD装置根据视频信号来调整液晶单元的光透射率，从而在图像显示单元上显示与视频信号相对应的图像，其中在所述图像显示单元中以矩阵的形式安置液晶单元。LCD装置使用薄膜晶体管(TFT)、开关设备，来用于主动式矩阵驱动。TFT利用非晶硅(a-Si)薄膜或低温多晶硅(LTPS)薄膜。通过激光退火使a-Si薄膜结晶来形成LTPS薄膜。由于LTPS薄膜具有快速的电子流动性，所以对用于LCD图像显示单元的驱动电路进行高度集成是可能的。为了减少像素电压信号产生器的大小和输出管脚数量，可以使用以块顺序或点顺序方法将数据提供到图像显示单元。
如图1中所说明的，由栅极驱动器所产生的栅极信号使用第一功率时钟信号(A)以及从所述第一信号偏移延迟时间d的第二功率时钟信号(B)。在提供延迟的栅极信号之后，将像素电压信号C提供到数据线以及减少像素电压信号的充电时间。这就会导致“虚像”效应，从而会发生LCD的某些区域似乎比其它部分较明亮，如图2中的虚线所指示的。
为了克服这样的问题，将栅极信号延迟了延迟时间d的像素电压信号D提供到数据线。为了实现此，当初始设置用于产生像素电压信号的像素电压信号产生器时，通过预测延迟时间来事先输入固定值。也就是说，如果将栅极信号(B)延迟100纳秒，则延迟时间d被输入为固定值，使得将像素电压信号D延迟100纳秒。但是，由于延迟时间可以取决于每一个LCD面板的特性而不同，所以可以单独为每一个LCD设置延迟值，多半在检查阶段期间。因此，增加了检查处理的工作量以及降低了生产力。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种能够根据面板自动感测和补偿栅极信号的延迟时间的LCD装置及其驱动方法。
根据本发明的一个方面，提供了一种LCD装置，该LCD装置包括：LCD面板，包括彼此相交的m条数据线(其中m是自然数)和n条栅极线(其中n是自然数)；栅极驱动器，被安装在LCD面板中；信号转换器，用于产生用来生成栅极信号的功率时钟信号；延迟控制器；以及像素电压信号产生器。延迟控制器接收和计数功率时钟信号以及通过栅极信号(从数据线之一反馈回的)以便将像素电压信号提供到LCD面板的数据线。该LCD装置还包括：安装在LCD面板中的数据驱动器，用于驱动数据线。
数据驱动器的一个示例包括：k条总线(其中k是自然数)，用于将k个像素电压信号提供到划分成多个块的m条数据线，其中每一个块都具有k条数据线；多个移位寄存器，用于产生与每一个块相对应的取样控制信号；以及k个取样开关，用于响应于相应的取样控制信号，将所述k条总线连接到相应块的k条数据线。
数据驱动器的另一个示例包括：总线，用于提供要提供到多条数据线的像素电压信号；多个移位寄存器，用于产生与每一条数据线相对应的取样控制信号并且顺序提供该取样控制信号；以及m个取样开关，用于响应于所述取样控制信号，将总线连接到相应的数据线。
通过使用多晶硅薄膜晶体管来形成栅极驱动器和数据驱动器中的至少一个。
根据本发明的另一个方面，提供了一种用于驱动LCD装置的方法，该方法包括如下步骤：产生功率时钟信号；将通过使用所述功率时钟信号所产生的栅极信号提供到LCD面板的栅极线；在延迟控制器处通过将所述功率时钟信号与所述栅极信号进行比较来产生与所述栅极信号的延迟值相对应的延迟控制信号；以及响应于所述延迟控制信号，将像素电压信号提供到LCD面板的数据线。
附图说明
结合附图，从下面的详细描述中，本发明的上面和其它目的、特征和优点将变得更加明显，其中：
图1是说明传统的LCD装置中的分别提供到栅极线和数据线的栅极信号和像素电压信号的波形图；
图2是用于描述在传统的LCD装置中发生的虚像效应的图；
图3是说明根据本发明的LCD装置的方框图；
图4是说明用于产生图3中所示的延迟控制信号的驱动器的另一个示例性实施例的图；
图5是用于描述使用图4中所示的时钟产生器的延迟控制产生器的操作处理的波形图；
图6是说明图3中所示的LCD面板的第一示例性实施例的图；
图7是说明图3中所示的LCD面板的第二示例性实施例的图；
图8是说明连接到图3中所示的栅极驱动器的延迟控制器的第一示例性实施例的图；
图9是说明连接到图3中所示的栅极驱动器的延迟控制器的第二示例性实施例的图；以及
图10是用于描述根据本发明的LCD装置的驱动方法的波形图。
具体实施方式
参照图3，根据本发明的LCD装置包括定时控制器116、信号转换器118、其中安装了栅极驱动器112和数据驱动器114的LCD面板110、延迟控制器120以及像素电压信号产生器122。
定时控制器116重新安置从系统主体(未示出)的图形控制器(未示出)输入的数字视频数据R、G和B以及将重新安置的视频数据提供到像素电压信号产生器122。定时控制器116也产生施加到像素电压信号产生器122和到数据驱动器114的数据控制信号DCS以及施加到信号转换器118的栅极控制信号GCS。数据控制信号DCS包含垂直同步信号、水平同步信号、主时钟信号等。数据控制信号DCS包括用于命令数据线DL来提供模拟像素电压信号的起始水平信号STH和极性信号POL。栅极控制信号GCS包括用于选择第一栅极线的起始垂直信号STV、用于选择下一栅极线的时钟脉冲垂直信号CPV以及用于控制栅极驱动器112的输出的输出使能信号OE。
信号转换器118产生具有反相相位的第一和第二功率时钟信号CKV和CKVB并且将这些功率时钟信号施加到栅极驱动器112和到延迟控制器120。
延迟控制器120测量栅极信号的延迟量并且将与该延迟量相对应的延迟控制信号DECS提供到像素电压信号产生器122。出于这个目的，延迟控制器120通过比较来自栅极驱动器112的栅极信号与功率时钟信号CKV和CKVB来测量延迟量。具体地说，如图9中更加清楚地显示的，延迟控制器120对从信号转换器118输入的第一和第二功率时钟信号CKV和CKVB进行计数，直到反馈回从栅极驱动器112产生的栅极信号且然后将其输入到延迟控制器为止。
或者，如图4中所示，延迟控制器120可以对从附加时钟产生器150接收的附加时钟信号CLK进行计数。同样，如图5中所说明的，延迟控制器可以从由定时控制器116提供的主时钟信号中产生延迟信号GL直到从第一和第二功率时钟信号CKV和CKVB测量到时间t为止。延迟控制器120可以通过使用计数值以数字或模拟形式来产生延迟控制信号DECS。
像素电压信号产生器122可以被构造为集成电路。像素电压信号产生器122响应于从定时控制器116接收的数据控制信号DCS，将数字像素数据R、G和B转换成与灰度级相对应的模拟像素电压信号VR、VG和VB，以及将模拟像素电压信号VR、VG和VB提供到数据线DL1到DLm。在这种情况中，响应于延迟控制信号DECS而将像素电压信号VR、VG和VB延迟预定时间间隔，然后将其提供到数据线DL1到DLm。
利用如图6中说明的块顺序驱动方法或者利用如图7中说明的点顺序驱动方法来驱动LCD面板110。
参照图6，LCD面板110包括图像显示单元130、用于按块顺序驱动图像显示单元130的数据线DLi1到DL(i+1)k的数据驱动器114以及用于驱动图像显示单元130的栅极线GL1到GLn的栅极驱动器112。
图像显示单元130包括：在通过栅极线GL1到GLn和数据线DL11到DLmk的交叉(intersection)所定义的子像素区域中形成的液晶单元C1c；以及TFT，用于独立地驱动液晶单元C1c。利用安装在LCD面板110中的栅极驱动器112来顺序驱动栅极线GL1到GLn。当栅极线GL1到GLn被驱动并且对通过像素电压信号产生器122提供的像素电压信号进行充电时，在每一个水平周期期间在像素块PBi和PBi+1中顺序驱动数据线DL11到DLmk。TFT响应于栅极线GL1到GLn的栅极信号，将顺序提供到在像素块PBi和PBi+1之内的数据线DL11到DLmk的像素电压信号充电到液晶单元C1c并且维持已充电信号。
数据驱动器114包括用于将k个像素电压信号VR1、VG1、VB1、…、VBk提供到像素块PBi和PBi+1的k条总线BL1到BLk。数据驱动器114还包括用于顺序驱动像素块PBi和PBi+1的移位寄存器SRi和SRi+1和取样块SBi和SBi+1。
具体地说，数据驱动器114的第i个和第(i+1)个移位寄存器SRi和SRi+1顺序提供取样控制信号。然后，响应于第i个移位寄存器SRi的取样控制信号来同时接通第i个取样块SBi的k个取样开关SW1到SWk。第1到第k个取样开关SW1到SWk对从k条总线BL1到BLk提供的像素电压信号VR1、VG1、VB1、…、VBk进行取样并且将取样信号分别提供到第i个像素块PBi的k条数据线DLi1到DLik。在这种情况中，响应于延迟控制信号DECS来将延迟了栅极信号的延迟量的像素电压信号VR、VG和VB提供到数据线DLi1到DLik。
图7中所说明的LCD面板包括图像显示单元130、用于按点顺序驱动图像显示单元130的数据线DL1到DLm的数据驱动器114以及用于驱动图像显示单元130的栅极线GL1到GLn的栅极驱动器112。
图像显示单元130包括：在通过栅极线GL1到GLn和数据线DL1到DLm的交叉所定义的子像素区域中形成的液晶单元C1c；以及TFT，用于独立地驱动液晶单元C1c。利用安装在LCD面板110中的栅极驱动器112来顺序驱动栅极线GL1到GLn。当栅极线GL1到GLn被驱动并且对通过像素电压信号产生器122提供的像素电压信号VR、VG和VB充电到液晶单元C1c时，在每一个水平周期期间按点顺序驱动数据线DL1到DLm。TFT响应于栅极线GL1到GLn的栅极信号，将按点顺序提供到数据线DL1到DLm的像素电压信号充电到液晶单元C1c并且维持已充电信号。
数据驱动器114包括用于将像素电压信号VR、VG和VB提供到数据线DL1到DLm的总线BL。数据驱动器114还包括用于按点顺序驱动数据线DL1到DLm的移位寄存器SR1到SRm和取样块SB。
具体地说，数据驱动器114的第1个到第m个移位寄存器SR1到SRm顺序提供取样控制信号。然后，响应于相应移位寄存器的取样控制信号来顺序接通第1到第m取样开关SW1到SWm。第1到第m取样开关SW1到SWm对从总线BL提供的像素电压信号VR、VG和VB顺序进行取样并且顺序将取样信号分别提供到第1到第m条数据线DL1到DLm。因此，在每一个水平周期期间顺序将像素电压信号提供到第1到第m条数据线DL1到DLm。在这种情况中，响应于延迟控制信号DECS来将延迟了栅极信号的延迟量的像素电压信号VR、VG和VB提供到数据线DL1到DLm。
通过使用多晶硅或a-Si TFT来在LCD面板110上形成图6和7中所示的栅极驱动器112，如图8和9中所示，栅极驱动器112包括用于顺序将栅极信号提供到栅极线GL1到GLn的第1到第n移位寄存器SR1到SRn。
第1到第n移位寄存器SR1到SRn中的每一个都接收具有反相相位的第一和第二功率时钟信号CKV和CKVB中的任何一个并且顺序将栅极信号提供到栅极线。第1到第n移位寄存器SR1到SRn中的至少一个将栅极信号提供到延迟控制器120，以便延迟控制器120可以对栅极信号的延迟量进行计数。特别地，在图9中，将第1到第n移位寄存器SR1到SRn的输出端连接到延迟控制器120，以便可以对提供到栅极线GL1到GLn的栅极信号的延迟量进行计数。
如上所述，本发明的LCD装置根据每一个LCD面板来测量栅极信号的延迟值并且将延迟了所述延迟值的像素电压信号提供到数据线。因此，即使如果LCD面板的操作环境，例如温度，变化，由于也可以测量与那个环境相对应的栅极信号的延迟值，所以改善了可靠性。
另外，本发明的LCD装置在LCD面板的操作期间通过实时计算栅极信号的延迟量来自动补偿像素电压信号，而不象传统的LCD装置，其中在检查处理中将栅极信号的延迟量输入为固定值。因此，与传统的LCD装置相比，改善了生产力和生产量。
而且，由于本发明的LCD装置在输入栅极信号的延迟量期间不需要检查处理，所以改善了生产力和生产量。
图10是用于描述根据本发明的LCD装置的驱动方法的波形图。
如图10中所示，将具有反相相位的第一和第二功率时钟信号CKV和CKVB提供到栅极驱动器。栅极驱动器通过使用第一和第二功率时钟信号CKV和CKVB顺序将栅极信号提供到栅极线GL。通过面板的负载将栅极信号GP延迟预定时间且然后将其提供到栅极线GL。利用延迟控制器来测量栅极信号的延迟量并且将与所测量的延迟值相对应的延迟控制信号提供到像素电压信号产生器。像素电压信号产生器响应于延迟控制信号来延迟像素电压信号VR、VG和VB以便对应于栅极信号的延迟值并且将所延迟的像素电压信号提供到数据线DL。
同时，在驱动LCD面板之前或当驱动LCD面板时根据LCD面板来测量栅极信号的延迟值是可能的。
正如从上面描述中显而易见的，本发明的LCD装置根据每一个LCD面板来测量栅极信号的延迟值并且将延迟了所述延迟值的像素电压信号提供到数据线。因此，即使如果LCD面板的操作环境变化，由于也可以测量与那个环境相对应的栅极信号的延迟值，所以改善了可靠性。
另外，本发明的LCD装置在LCD面板的操作期间通过实时计算栅极信号的延迟量来自动补偿像素电压信号，而不象传统的LCD装置，其中在检查处理中将栅极信号的延迟量输入为固定值。因此，与传统的LCD装置相比，改善了生产力和生产量。
而且，由于本发明的LCD装置在输入栅极信号的延迟量期间不需要检查处理，所以改善了生产力和生产量。
虽然已经参考本发明的特定优选实施例显示和描述了本发明，但是本领域技术人员将理解，在没有脱离由所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，这里可以做出形式和细节上的各种变化。
本申请要求申请日为2005年12月20日、在韩国知识产权局中的韩国专利申请第2005-126408号的在35 USC§119下的外国优先权。

Claims (12)

1.一种液晶显示器(LCD)装置，包括：
LCD面板，包括彼此相交的m条数据线和n条栅极线(其中m和n是自然数)；
栅极驱动器，用于将栅极信号提供到所述LCD面板的栅极线；
信号转换器，用于产生要施加到所述栅极驱动器的功率时钟信号；
延迟控制器，用于产生与栅极信号的延迟值相对应的延迟控制信号；以及
像素电压信号产生器，用于响应于所述延迟控制信号的延迟值来将像素电压信号提供到所述LCD面板的数据线上。
2.根据权利要求1所述的LCD装置，其中，所述延迟控制器将功率时钟信号与提供到所述n条栅极线中的至少任何一个的栅极信号进行比较。
3.根据权利要求1所述的LCD装置，其中，提供到所述n条栅极线中的至少任何一个的所述栅极信号被反馈回到所述延迟控制器。
4.根据权利要求1所述的LCD装置，其中，所述延迟控制器对在施加到所述栅极驱动器的所述功率时钟信号和从所述n条栅极线之一反馈回的信号之间的时间进行计数。
5.根据权利要求1所述的LCD装置，还包括：数据驱动器，用于驱动所述m条数据线。
6.根据权利要求5所述的LCD装置，其中，所述数据驱动器包括：
k条总线(其中k是自然数)，用于将k个像素电压信号提供到划分成多个块的所述m条数据线，其中每一个块都具有k条数据线；
多个移位寄存器，用于产生与每一个块相对应的取样控制信号；以及
k个取样开关，用于响应于相应的取样控制信号，将所述k条总线连接到相应块的k条数据线。
7.根据权利要求5所述的LCD装置，其中，所述数据驱动器包括：
总线，用于提供要提供到多条数据线的像素电压信号；
多个移位寄存器，用于产生与每一条数据线相对应的取样控制信号并且顺序提供该取样控制信号；以及
m个取样开关，用于响应于所述取样控制信号，将所述总线连接到相应的数据线。
8.根据权利要求5所述的LCD装置，其中，通过使用多晶硅薄膜晶体管来形成栅极驱动器和数据驱动器中的至少一个。
9.一种用于驱动具有栅极线和数据线的LCD显示器的方法，包括如下步骤：
产生功率时钟信号；
将所述功率时钟信号施加到移位寄存器以便驱动所述LCD面板的栅极线；
通过将所述功率时钟信号与施加到栅极线的信号进行比较来产生延迟控制信号；以及
响应于所述延迟控制信号，将像素电压信号提供到所述LCD面板的数据线上。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，从栅极线导出的信号为从所述移位寄存器反馈回到所述延迟控制器的信号。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，提供像素电压信号的步骤包括如下步骤：
将k个像素电压信号(其中k是自然数)提供到划分成多个块的所述LCD面板的m条数据线(其中m是自然数)，其中每一个块都具有k条数据线；
产生与每一个块相对应的取样控制信号；以及
响应于所述取样控制信号，对k个数据信号进行取样。
12.根据权利要求9所述的方法，其中，提供像素电压信号的步骤包括如下步骤：
将要提供到所述LCD面板的m条数据线(其中m是自然数)的数据信号提供到总线；
产生与每一条数据线相对应的取样控制信号；以及
响应于所述取样控制信号，顺序对m个像素电压信号进行取样。
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