CN1991468A - 用于驱动液晶显示器的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于驱动液晶显示器的系统，该系统用于在正极性灰度级电压和负极性灰度级电压提供给液晶显示面板时调节公共电压电平。多条栅线和多条数据线设置在液晶显示面板上。栅驱动器将栅脉冲提供给所述多条栅线。数据驱动器将正极性灰度级电压和负极性灰度级电压提供给所述多条数据线。控制器根据栅脉冲的提供点控制提供给所述液晶显示面板的公共电压电平。公共电压源基于所述控制器的控制，交替地将限定为正极性灰度级电压和负极性灰度级电压的划分基准的第一公共电压和第二公共电压提供给所述液晶显示面板。

Description

用于驱动液晶显示器的设备和方法
本申请要求享有2005年12月27日提交的韩国专利申请No.P05-0130781的优先权，在此引用其全部内容作为参考。
技术领域
本发明涉及一种液晶显示器，更具体地涉及一种驱动液晶显示器的系统，其能在将正极性灰度级电压和负极性灰度级电压提供给液晶显示面板时自动调节公共电压的电平。
背景技术
一般地，液晶显示器(LCD)基于视频信号控制液晶单元的透光率。具有提供给各液晶单元的开关器件的有源矩阵型液晶显示器允许开关器件的有源控制。用于有源矩阵液晶显示器的开关器件主要采用如图1中所示的薄膜晶体管(以下称为“TFT”)。
参考图1，有源矩阵LCD基于伽玛基准电压，将数字输入数据转换为模拟数据电压，并将其提供给数据线DL，以及同时将扫描脉冲提供给栅线GL，从而对液晶单元Clc充电。
TFT的栅极与栅线GL相连接，同时该TFT的源极与数据线DL相连接。另外，该TFT的漏极与液晶单元Clc的像素电极相连接并且与存储电容Cst的一个电极相连接。
液晶单元Clc的公共电极提供有公共电压Vcom。
当TFT导通时，存储电容Cst充有来自数据线DL的数据电压，从而使液晶单元Clc保持恒定电压。
如果在栅线GL上施加扫描信号，则TFT导通以在其源极和漏极之间提供沟道，从而将数据线DL上的电压提供给液晶单元Clc的像素电极。在这种情况下，由于像素电极和公共电极之间的电场，液晶单元的液晶分子取向发生改变从而调节入射光。
以下将参照图2对包括具有上述结构的像素的现有技术LCD的结构进行描述。
图2为示出了现有液晶显示器结构的方框图。
参照图2，现有液晶显示器100包括具有位于数据线DL1到DLm和栅线GL1到GLn的彼此交叉处，用于驱动液晶单元Clc的薄膜晶体管(TFT)的液晶显示面板110，用于将数据提供给液晶显示面板110的数据线DL1到DLm的数据驱动器120，用于将扫描脉冲提供给液晶显示面板110的栅线GL1到GLn的栅驱动器130，用于产生伽玛基准电压并将其提供给数据驱动器120的伽玛基准电压发生器140，用于将光照射到液晶显示面板110上的背光组件150，用于将交流电压和电流施加给背光组件150的逆变器(inverter)160，用于产生公共电压Vcom并将其提供给液晶显示面板110的液晶单元Clc的公共电极的公共电压发生器170，用于产生栅高电压VGH和栅低电压VGL并将它们提供给栅驱动器130的栅驱动电压发生器180，以及用于控制数据驱动器120和栅驱动器130的时序控制器190。
液晶显示面板110具有在两个玻璃基板之间注入的液晶。在液晶显示面板110的下玻璃基板上，数据线DL1至DLm和栅线GL1至GLn彼此垂直交叉。数据线DL1至DLm和栅线GL1至GLn之间的各交叉处设置有TFT。该TFT响应扫描脉冲将数据线DL1至DLm上的数据提供给液晶单元Clc。TFT的栅极与栅线GL1至GLn相连接，同时其源极与数据线DL1至DLm相连接。并且，TFT的漏极与液晶单元Clc的像素电极和存储电容Cst相连接。
响应经由栅线GL1至GLn提供给TFT的栅终端的扫描脉冲，TFT导通。在TFT导通时，数据线DL1至DLm上的视频数据提供给液晶单元Clc的像素电极。
响应由时序控制器190提供的数据驱动控制信号DDC，数据驱动器120将数据提供给数据线DL1至DLm。并且，数据驱动器120对由时序控制器190提供的数字视频数据RGB进行采样并锁存，并且随后根据来自伽玛基准电压发生器140的伽玛基准电压，将其转换为能表现液晶显示面板110的液晶单元Clc的灰度级的模拟数据电压，从而将其提供给数据线DL1至DLm。
响应于由时序控制器190提供的栅驱动控制信号GDC和栅移位时钟GSC，栅驱动器130顺序地产生扫描脉冲，即栅脉冲，并将它们提供给栅线GL1至GLn。栅驱动器130根据由栅驱动电压发生器180提供的栅高电压VGH和栅低电压VGL确定扫描脉冲的高电平电压和低电平电压。
伽玛基准电压发生器140接收高电平电源电压VDD以产生正伽玛基准电压和负伽玛基准电压并将它们输出至数据驱动器120。
背光组件150设置在液晶显示面板110的背面，并且通过由逆变器160提供的交流电压和电流进行照射以向液晶显示面板110的各像素照射光。
逆变器160将其内部产生的方波信号转换为三角形波信号，并接着将该三角形波信号与由该系统提供的直流电压VCC比较，从而产生与比较的结果成比例的脉冲调光信号。如果根据逆变器160内部的三角形波信号确定该脉冲调光信号，则响应该脉冲调光信号，用于控制逆变器160内AC电压和电流产生的驱动集成电路(IC)(未示出)，将控制提供给背光组件150的AC电压和电流的产生。
公共电压发生器170接收高电平电源电压VDD以产生公共电压Vcom，并将其提供给位于液晶显示面板110的各像素处的液晶单元Clc的公共电极。
栅驱动电压发生器180提供有高电平电源电压VDD以产生栅高电压VGH和栅低电压VGL，并将它们提供给栅驱动器130。这里，栅驱动电压发生器180产生比液晶显示面板110的各像素处的TFT的阈值电压更大的栅高电压VGH，以及小于TFT的阈值电压的栅低电压VGL。以这种方式产生的栅高电压VGH和栅低电压VGL分别用于确定由栅驱动器130产生的扫描脉冲的高电平电压和低电平电压。
时序控制器190将来自数字视频卡(未示出)的数字视频数据RGB提供给数据驱动器120并且同时响应时钟信号CLK利用水平/垂直同步信号H和V产生数据驱动控制信号DDC和栅驱动控制信号GDC，以将它们分别提供给数据驱动器120和栅驱动器130。这里，数据驱动控制信号DDC包括源移位时钟SSC、源起始脉冲SSP、极性控制信号POL和源输出使能信号SOE等。栅驱动控制信号GDC包括栅起始脉冲GSP和栅输出使能信号GOE等。
以下将参照图3中所示的信号的特征描述上述的液晶显示器的工作。
首先，如果栅驱动器130将栅脉冲A1提供给栅线GL1至GLn以驱动各像素的薄膜晶体管，则数据驱动器120将来自时序控制器190的数字数据输入转换为模拟数据A2，并将其提供给多条数据线DL1至DLm。在这种情况下，如图3所示，模拟数据A2以方波型提供，即，其正极性(+)部分和负极性(-)部分以对分的方式彼此对称，但是实质上正极性灰度级电压A3和负极性灰度级电压A4由于外部环境和内部电阻而改变为不以方波型提供并且产生下降。
在灰度级电压下降的现象中，正极性灰度级电压和负极性灰度级电压都下降，并且正极性灰度级电压的压降ΔVp_P和负极性灰度级电压的压降ΔVp_N彼此相等。
如上所示，虽然正极性灰度级电压和负极性灰度级电压都下降，但是公共电压Vcom一直恒定地提供，从而由正极性灰度级电压对液晶单元的充电量降低了压降ΔVp_P的大小，同时由负极性灰度级电压对液晶单元的充电量增加了压降ΔVp_N的大小。因此，正极性灰度级电压的充电量和负极性灰度级电压的充电量为随机的，从而在屏幕上将产生闪烁。
发明内容
本发明提供一种用于驱动液晶显示器的设备和方法，其能在将正极性灰度级电压和负极性灰度级电压提供给液晶显示面板时自动地调节公共电压的电平。
本发明还提供一种用于驱动液晶显示器的设备和方法，其能在将正极性灰度级电压和负极性灰度级电压提供给液晶显示面板时自动调节公共电压的电平，以补偿正极性灰度级电压和负极性灰度级电压的充电量。
一种用于驱动液晶显示器的设备和方法补偿正极性灰度级电压和负极性灰度级电压的充电量以避免在屏幕上产生闪烁。
一种液晶显示器的驱动设备包括：具有多条栅线和多条数据线的液晶显示面板；将栅脉冲提供给多条栅线的栅驱动器；将正极性灰度级电压和负极性灰度级电压提供给多条数据线的数据驱动器；根据栅脉冲的提供点(supplypoint)，控制提供给液晶显示面板的公共电压电平的控制器；以及公共电压源，其根据控制器的控制，交替地将限定为正极性灰度级电压和负极性灰度级电压的划分基准(division reference)的第一公共电压和第二公共电压提供给液晶显示面板。
一种驱动液晶显示器的方法包括步骤：将栅脉冲提供给设置于液晶显示面板上的多条栅线；将正极性灰度级电压和负极性灰度级电压提供给设置于液晶显示面板上的多条数据线；以及根据栅脉冲的提供点，交替地将限定为正极性灰度级电压和负极性灰度级电压的划分基准的第一公共电压和第二公共电压提供给液晶显示面板。
本发明的其他系统、方法、特征和优点将在以下描述中加以阐述，对于熟悉本领域的普通技术人员来说可以从以下描述中显而易见地看到，或者从本发明的实践中得知。所有这些附加的系统、方法、特征和优点都意欲包括在本发明的说明书和本发明的范围内，并由以下的权利要求书所保护。
附图说明
参照以下附图和描述将更好地理解本发明。附图中的组成不必按比例绘制，而重点在于描述本发明的原理。另外，在附图中，对于不同的附图使用相同的附图标记表示相应的部件。
图1为现有液晶显示器的像素的等效电路图；
图2为示出了现有技术的液晶显示器的结构的方框图；
图3为现有技术的液晶显示器的信号特征的示意图；
图4为示出了液晶显示器的驱动设备的结构的方框图；
图5A为包括在液晶显示器的驱动设备中的第一公共电压发生器的电路图；
图5B为包括在液晶显示器的驱动设备中的第二公共电压发生器的电路图；
图6为由液晶显示器的驱动设备提供的信号的特征的示意图；
图7为液晶显示器的驱动方法的流程图。
具体实施方式
图4为示出了液晶显示器的驱动设备的结构的方框图。
参照图4，液晶显示器的驱动设备200包括与如图2中所示的液晶显示器100同样的液晶显示面板110、数据驱动器120、栅驱动器130、伽玛基准电压发生器140、背光组件150、逆变器160和栅驱动电压发生器180，并包括基于提供给栅线GL1至GLn的栅脉冲的提供点，控制提供给液晶显示面板110的公共电压的电平的时序控制器210，产生第一公共电压Vcom1的第一公共电压发生器220，产生第二公共电压Vcom2的第二公共电压发生器230，根据时序控制器210的控制可选择地切换第一公共电压Vcom1和第二公共电压Vcom2以将它们提供给液晶显示面板110的开关240。
时序控制器210控制栅驱动器130的栅脉冲的提供并对由栅驱动器130提供至栅线GL1到GLn的栅脉冲的提供点计时。时序控制器210对栅脉冲的上升边缘和下降边缘计时，并基于公共电压Vcom精确地对正极性部分的下降边缘和负极性部分的下降边缘计时。因此，时序控制器210在从正极性部分的栅脉冲的下降边缘点起始的恒定时间内，控制以将第一公共电压Vcom1提供给液晶显示面板110，并且在从负极性部分的栅脉冲的下降边缘点起始的恒定时间内，控制以将第二公共电压Vcom2提供给液晶显示面板110。
第一公共电压发生器220施加有高电平电源电压VDD以产生第一公共电压Vcom1。
第二二公共电压发生器230施加有高电平电源电压VDD以产生第二公共电压Vcom2。
以下将参照附图，即图5A至图5B，描述该第一公共电压发生器220和第二公共电压发生器230的具体电路结构。
如果开关由时序控制器210切换到第一公共电压发生器220方向，则开关240允许第一公共电压Vcom1提供给液晶显示面板110，而如果开关240切换到第二公共电压发生器230方向，则开关240允许第二公共电压Vcom2提供给液晶显示面板110。
图5A和图5B为包括在液晶显示器的驱动设备中的第一和第二公共电压发生器的电路图。
参照图5A，第一公共电压发生器220包括在电源电压VDD和地之间依次串联连接的电阻R1和R2，以及可变电阻VR1。第一公共电压Vcom1在位于电阻R1和R2之间的输出节点N1处产生，并且其大小由电阻R1和R2的电阻值以及可变电阻VR1的电阻值确定。
参照图5B，第二公共电压发生器230包括在电源电压VDD和地之间依次串联连接的电阻R3和R4，以及可变电阻VR2。第二公共电压Vcom2在位于电阻R3和R4之间的节点N2处产生，并且其大小由电阻R3和R4的电阻值及可变电阻VR2的电阻值确定。
由第一公共电压发生器220产生的第一公共电压Vcom1的电平高于由第二公共电压发生器230产生的第二公共电压Vcom2的电平。具体地说，如果用第一公共电压Vcom1减去第二公共电压Vcom2，则以所述方式设定的第一公共电压Vcom1和第二公共电压Vcom2使得减去所得的公共电压电平与图3中的正极性灰度级电压的压降ΔVp_P的电平和负极性灰度级电压的压降ΔVp_N的电平相同。基本上，第一公共电压Vcom1的电平设定为与图3中的公共电压Vcom电平相同。
因此，灰度级电压的正极性部分和负极性部分基本上在第一公共电压Vcom1的基础上划分，并且在第二公共电压Vcom2提供给液晶显示面板110的恒定时间内的部分，灰度级电压的正极性部分和负极性部分由第二公共电压Vcom2划分。
图6为由液晶显示器的驱动设备提供的信号特征的示意图。参照图6，A1表示提供给栅线GL1至GLn的栅脉冲。A2为提供给多条数据线DL1至DLm的一类模拟数据。A3为基本上提供给各像素的正极性灰度级电压，以及A4为基本上提供给各像素的负极性灰度级电压。
以下将参照图7所示的流程图详细描述提供具有如图6中所示的特征的信号的液晶显示器的驱动设备，自动控制公共电压电平的过程。
参照图7，基于由时序控制器210提供的栅驱动控制信号，栅驱动器130将栅脉冲A1提供至栅线GL1到GLn(S701)。数据驱动器120将来自时序控制器210的数字数据输入转换为模拟数据A2，并将其提供给数据线DL1到DLm，但是基本上正极性灰度级电压A3和负极性灰度级电压A4提供给设置在液晶显示面板110上各像素的薄膜晶体管(S702)。
开关240通过时序控制器210切换到第一公共电压发生器220的方向。随后开关240允许第一公共电压Vcom1提供给液晶显示面板110的各像素(S703)。时序控制器210对由栅驱动器130提供至栅线GL1到GLn的栅脉冲的提供点计时(S704)，以判断在提供有第一公共电压Vcom1的状态下，在正极性部分和负极性部分是否提供有栅脉冲的下降边缘。在该过程中，时序控制器210基于第一公共电压Vcom1精确地计时并判断正极性部分的下降边缘和负极性部分的下降边缘。
因此，如果在正极性部分提供有栅脉冲的下降边缘，即，正极性灰度级电压A3下降了压降ΔVp_P，则时序控制器210将开关240切换到第二公共电压发生器230的方向，以在从正极性部分的栅脉冲的下降边缘起始的恒定时间T1内将第二公共电压Vcom2提供给液晶显示面板110(S706)。在这种情况下，时序控制器210对第二公共电压Vcom2的提供时间计时。接着，如果已经过恒定时间T1，则时序控制器210再次将开关240切换到第一公共电压发生器220的方向，以将第一公共电压Vcom1提供给液晶显示面板110(S707)。
在从正极性灰度级电压A3的下降点起始的恒定时间T1内提供低于第一公共电压Vcom1的第二公共电压Vcom2，以使得公共电压的电平减小了压降ΔVp_P的电平，从而可以补偿由压降ΔVp_P减少的液晶单元的充电量。
如果在负极性部分提供有栅脉冲的下降边缘，即负极性灰度级电压A4降低了压降ΔVp_N，则时序控制器210将开关240切换到第二公共电压发生器230的方向，以在从负极性部分的栅脉冲的下降边缘点起始的恒定时间T2内将第二公共电压Vcom2提供给液晶显示面板110(S708)。在这种情况下，时序控制器210对第二公共电压Vcom2的提供时间计时。接着，如果已经过恒定时间T2，则时序控制器210再次将开关240切换到第一公共电压发生器220的方向，以将第一公共电压Vcom1提供给液晶显示面板110(S709)。这里，负极性部分的第二公共电压Vcom2的提供时间T2与正极性部分的第二公共电压Vcom2的提供时间T1相同。
在从负极性灰度级电压A4的下降点起始的恒定时间T2内，提供低于第一公共电压Vcom1的第二公共电压Vcom2，以使公共电压的电平减小了压降ΔVp_N的电平，从而可以补偿由压降ΔVp_N减少的液晶单元的充电量。因此，它使正极性灰度级电压的充电量与负极性灰度级电压的充电量彼此相同。从而，可以避免屏幕上产生闪烁。
如上所述，本发明公开了在从提供给液晶显示面板的正极性灰度级电压下降点起始的恒定时间内降低公共电压的电平，并在从提供给液晶显示面板的负极性灰度级电压下降点起始的恒定时间内降低公共电压的电平，从而可以补偿正极性灰度级电压和负极性灰度级电压的充电量。因此，可避免在屏幕上产生闪烁。
虽然本发明通过上述的附图中所示的实施方式进行解释，但是应当理解，对本领域的普通技术人员来说，本发明不限于所述实施方式，显然在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明做出各种改进和变型。因此，本发明意欲覆盖所有落入所附权利要求书及其等效物的范围之内的改进和变型。

Claims (18)

1.一种液晶显示器的驱动设备，包括：
具有多条栅线和多条数据线的液晶显示面板；
将栅脉冲提供给所述多条栅线的栅驱动器；
将正极性灰度级电压和负极性灰度级电压提供给所述多条数据线的数据驱动器；
基于栅脉冲的提供点，控制提供给所述液晶显示面板的公共电压电平的控制器；以及
公共电压源，其基于所述控制器的控制信号将第一公共电压和第二公共电压交替地提供给所述液晶显示面板，该第一公共电极和第二公共电极限定为正极性灰度级电压和负极性灰度级电压的划分基准。
2.根据权利要求1所述的液晶显示器的驱动设备，其特征在于，所述第一公共电压的电平设定为高于所述第二公共电压的电平。
3.根据权利要求2所述的液晶显示器的驱动设备，其特征在于，在提供有正灰度级电压的状态下，所述控制器控制所述公共电压源交替地提供所述第一公共电压和所述第二公共电压，并且控制所述公共电压源在从栅脉冲的下降边缘点起始的恒定时间内将所述第二公共电压电平提供给所述液晶显示面板。
4.根据权利要求2所示的液晶显示器的驱动设备，其特征在于，在提供有负灰度级电压的状态下，所述控制器控制所述公共电压源交替地提供所述第一公共电压和所述第二公共电压，并且控制所述公共电压源在从栅脉冲的下降边缘点起始的恒定时间内将所述第二公共电压电平提供给所述液晶显示面板。
5.根据权利要求2所述的液晶显示器的驱动设备，其特征在于，所述公共电压源包括：
用于接收高电平电源电压以产生所述第一公共电压的第一公共电压发生器；
用于接收高电平电源电压以产生所述第二公共电压的第二公共电压发生器；以及
开关，由所述控制器控制切换方向以将所述第一公共电压和所述第二公共电压切换至所述液晶显示面板。
6.一种驱动液晶显示器的方法，包括：
将栅脉冲提供给设置于液晶显示面板上的多条栅线；
将正极性灰度级电压和负极性灰度级电压提供给设置于所述液晶显示面板上的多条数据线；以及
基于栅脉冲的提供点，将第一公共电压和第二公共电压交替地提供至所述液晶显示面板，该第一公共电极和第二公共电极限定为正极性灰度级电压和负极性灰度级电压的划分基准。
7.根据权利要求6所述的驱动液晶显示器的方法，其特征在于，还包括将所述第一公共电压的电平设定为高于所述第二公共电压的电平。
8.根据权利要求7所述的驱动液晶显示器的方法，其特征在于，还包括在提供有正灰度级电压的状态下，对栅脉冲的上升边缘和下降边缘的提供点计时。
9.根据权利要求8所述的驱动液晶显示器的方法，其特征在于，如果在提供有正灰度级电压的状态下对栅脉冲的下降边缘的提供点计时，则在从栅脉冲的下降边缘点起始的恒定时间内暂时停止提供所述第一公共电压并且将所述第二公共电压提供给所述液晶显示面板。
10.根据权利要求9所述的驱动液晶显示器的方法，其特征在于，如果在正灰度级电压的状态下已经过所述第二公共电压的提供时间，则所述暂时停止提供的第一公共电压将重新提供给所述液晶显示面板。
11.根据权利要求7所述的驱动液晶显示器的方法，其特征在于，还包括在提供有负灰度级电压的状态下，对栅脉冲的上升边缘和下降边缘的提供点计时。
12.根据权利要求11所述的驱动液晶显示器的方法，其特征在于，如果在提供有负灰度级电压的状态下对栅脉冲的下降边缘的提供点计时，则在从栅脉冲的下降边缘点起始的恒定时间内暂时停止提供所述第一公共电压并且将所述第二公共电压提供给所述液晶显示面板。
13.根据权利要求12所述的驱动液晶显示器的方法，其特征在于，如果在负灰度级电压的状态下已经过所述第二公共电压的提供时间，则所述暂时停止提供的第一公共电压将重新提供给所述液晶显示面板。
14.一种驱动设备，包括：
提供栅脉冲的栅驱动器；
提供正极性灰度级电压和负极性灰度级电压的数据驱动器；
基于栅脉冲的提供点控制公共电压电平的控制器；以及
公共电压源，其基于所述控制器的控制信号，交替地提供限定为正极性灰度级电压和负极性灰度级电压的划分基准的第一公共电压和第二公共电压。
15.根据权利要求14所述的驱动设备，其特征在于，所述第一公共电压的电平设定为高于所述第二公共电压的电平。
16.根据权利要求15所述的驱动设备，其特征在于，在提供有所述正灰度级电压的状态下，所述控制器控制所述公共电压源交替地提供所述第一公共电压和所述第二公共电压，并且控制所述公共电压源在从栅脉冲的下降边缘点起始的恒定时间内提供所述第二公共电压。
17.根据权利要求15所述的驱动设备，其特征在于，在提供有所述负灰度级电压的状态下，所述控制器控制所述公共电压源交替地提供所述第一公共电压和所述第二公共电压，并且控制所述公共电压源在从栅脉冲的下降边缘点起始的恒定时间内提供所述第二公共电压。
18.根据权利要求15所述的驱动设备，其特征在于，所述公共电压源包括：
用于接收高电平电源电压以产生所述第一公共电压的第一公共电压发生器；
用于接收高电平电源电压以产生所述第二公共电压的第二公共电压发生器；以及
开关，由所述控制器控制切换方向以提供所述第一公共电压和所述第二公共电压。
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