TW200820183A - Method for driving LCD monitors - Google Patents

Description

200820183 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係指一種驅動一液晶顯示裝置的方法，尤指一種可以 晝面反向驅動方式之耗電量，達到其它驅動方式（如列反向驅動 方式）的晝面品質。 【先前技術】 液晶顯示器具有外型輕薄、耗電量少以及無輻射污染等特 性，已被廣泛地應用在電腦系統、行動電話、個人數位助理（PDA) 等資訊產品上。液晶顯示器的工作原理係利用液晶分子在不同排 列狀態下，對光線具有不同的偏振或折射效果，因此可經由不同 排列狀態的液晶分子來控制光線的穿透量，進一步產生不同強度 的輸出光線，及不同灰階強度的紅、綠、藍光。 請參考第1圖，第1圖為習知薄膜電晶體（ThinFilm Transistor，TFT)液晶顯示器1〇之示意圖。液晶顯示器ι〇包含一 液晶顯示面板（LCDPanel) 100、一控制電路丨〇2、一資料線訊號 輸出電路104、一掃描線訊號輸出電路1〇6以及一電壓產生器 。液晶顯示面板100係由兩基板（Substrate)構成，而於°兩基 板間填充有液晶材料（LCD laye〇。-基板上設置有複數條資料線 (DataLme) 110、複數條垂直於資料線11〇的掃描線㈤心此， 或稱閘線，Gate Line) 112以及複數個薄膜電晶體ιΐ4，而於另」 200820183 基板上設置有一共用電極（Common Electrode )用來經由電壓產生 器108提供一共用電壓（Vcom)。為便於說明，第1圖中僅顯示 四個薄膜電晶體114，實際上，液晶顯示面板100中每一資料線 110與掃描線112的交接處（Intersection)均連接有一薄膜電晶體 114,亦即薄膜電晶體H4係以矩陣的方式分佈於液晶顯示面板100 上，每一資料線110對應於薄膜電晶體液晶顯示器10之一行 (Column)，而掃描線112對應於薄膜電晶體液晶顯示器1〇之一 列（Row)，且每一薄膜電晶體114係對應於一像素（Pixel)。此 外，液晶顯示面板100之兩基板所構成的電路特性可視為一等效 電容116。 習知薄膜電晶體液晶顯示器10的驅動原理詳述如下，當控制 電路102接收到水平同步訊號（Horizontal Synchronization) 118 及垂直同步訊號（Vertical Synchronization) 120時，控制電路i〇2 會產生相對應的控制訊號分別輸入至資料線訊號輸出電路1〇4及 掃描線訊號輸出電路106,然後資料線訊號輸出電路1〇4及掃描線 訊號輸出電路106會依據該控制訊號而對不同的資料線丨丨〇及掃 描線112產生輸入訊號，因而控制薄膜電晶體114的導通及等效 電容116力端的電位差，並進一步地改變液晶分子的排列以及相 對應的光線穿透量，⑽顯示㈣122顯示於雜上。舉例來說， 掃描線訊號輸出電路觸對掃描線112輸入一脈波使薄膜電晶體 114導通，因此資料線訊號輸出電路1〇4所輸入資料線ιι〇的訊號 可經由薄膜電晶體114而輸入等效電容116，因此達到控制相對應 200820183 • 像素之灰階（GrayLevel)狀態。另外，透過控制資料線訊號輸出 電路104輸入至資料線n〇的訊號大小，可產生不同的灰階大小。 若一直使用正電壓不斷地驅動液晶分子會降低液晶分子對光 線的偏振或折射效果，因而使晝面顯示的品質惡化，同樣地，若 是一直使用負電壓不斷地驅動液晶分子亦會降低液晶分子對光線 的偏振或折射效果。因此為了保護液晶分子不受驅動電壓的破 壞，須使用正負電壓交互的方式來驅動液晶分子。此外，液晶顯 示面板100除了包含一等效電容116外，電路本身還會產生寄生 電容（Parasite Capacitor)，所以當同樣的影像於液晶顯示面板1〇〇 上顯示過久時，該寄生電容會因為儲存電荷而產生殘影現象 (Residual Image Effect)，更會影響後續晝面的顯示，所以亦必須 利用正負電疋乂互的方式來驅動液晶分子以改善寄生電容對影像 輸出的影響。請參考第2圖及第3圖，第2圖及第3圖為習知晝 面反向驅動（Frame Inversi〇n)的示意圖。區塊2〇與區塊3〇係為 連續兩晝面（Frame)之相同部分的像素極性示意圖；比較區塊2〇 與區塊30可知，以晝面反向驅動方式驅動液晶顯示面板100時， 同-晝面（或時間）之像素的極性皆相同，且會隨著晝面切換而 轉變極性。 然而’以正賴與負賴交相變動而驅動像素時，會由於薄 _膜電晶體114本身所形成的電壓偏移量（Offset)而造成畫面閃爍 (Fhcker)的現象’原因詳述於後。首先，在第1圖中，每一像素 200820183 的灰階變化係由對應的薄膜電晶體114以不同電壓驅動等效電容 116所產生。實際上，薄膜電晶體114還會受到雜散元件的影響（未 緣於第1圖中），如關閉阻抗（Roff)與閘；：及電容（Cgd)等，導 致輸出至等效電容116的電壓產生偏移。舉例來說，請參考第4 圖，第4圖為第1圖所示之資料線訊號輸出電路1〇4的電壓輸出 示意圖。資料線訊號輸出電路104依據顯示資料122而產生不同 的電壓來驅動液晶顯不面板100上的各個薄膜電晶體114，如第4 圖所示之電壓 VO、VI、V2、V3、V4、V5、V6、V7、V8、V9。 然而，當薄膜電晶體114導通時，其輸出及輸入兩端電壓之間會 由於薄膜電晶體114的雜散元件而產生一偏移量Vd，因此施加於 液晶顯示面板100的電壓實際值V20、V21、V22、V23、V24、 V25、V26、V27、V28、V29 會小於電壓理想值 v〇、vi、V2、 V3、V4、V5、V6、V7、V8、V9。如上所述，液晶顯示器1〇係 使用正負電壓交互的方式來驅動液晶顯示面板1〇〇上的各個像 素，亦即對液晶顯示面板100上的像素而言，必須改變資料線訊 號輸出電路104的電壓輸出以使資料線訊號輸出電路辦的電壓 輸出與電壓產生器108所提供之固定電壓（Ve〇m)之間產生正負 極性的變化。舉例來說，當顯示資料122需以(Vl_VeGm)的電壓差 來驅動一像素’並錢像素於-段咖___ι·ν随)的電 壓差」所以依據正負電壓交互驅動的方式，必須對液晶顯示面板 1〇〇父互地施加正電壓(vl_Vcom)與負電壓_(ν議_ν8)，然而，由 於薄膜電曰曰體114所產生的偏移量Vd影響，所以實際驅動電壓 (V21-Vcom)會小於(Vc〇m_V28)，目此造成該像素產生閃燦的現象。 200820183 為了解決使用正貞電壓交互方式驅動液晶分子時晝面閃爍的 問題’習知技術於驅動液晶顯示面板100時，可採用不同的驅動 方式來改善畫面閃爍現象。舉例來說，請參考第5圖及第6圖， 第5圖及第6圖為習知列反向驅動（LineInversk)n) #示意圖。 區塊50與區塊60係為連續兩晝面之相同部分的像素極性示意 圖；比較區塊50無塊60可知，以瓶向驅動方式驅動液晶顯 示面板100日$ ’同-列像素的極性會隨著晝面切換而轉變，且不 同列之像素的極性亦不同。 由於以列反向驅動方式驅動液晶顯示面板時，同_列像素的 極性會隨著4面切換而轉變，且⑽兩列像素的極性相異，因此 列反向驅動可改善晝面垂直方向_的縣，所以列反向驅動對 於晝面反向驅動而言，擁有較好的畫面品質。然而，列反向驅動 方式的耗電量卻較畫面反向驅動方式A許多，因而關其發展， 特別是對於（紐晶顯示面板之）可攜式f子裝置而言。 【發明内容】 口此，本發明之主要目的即在於提供一種驅動一液晶顯示裝 置的方法。 本發明揭露-種驅動一液晶顯示裝置的方法，該液晶顯示裝 置用來於複婁文個圖框期間（FrameD猶i〇n)顯示複婁文個圖框資 200820183 2為方杜含有提供—共祕賴訊號，該共_電壓訊號於 母圖槪獨中發生一次轉態；根據該共用極電屢訊號於每一圖 私』附《生轉憑的時間，將每_圖框_分為—第一副圖框期 ^第1彳’躺，根據該制極麵訊號於每—圖框期間 之第删框綱巾的辦，於每圖框期間 中驅動4液晶顯示裝置之一第一組像素單元，·以及根據該共用 極電疋Λ祕每—難綱之第二棚框_巾的位準，於每一 圖框期間之第二副圖框_中，驅動該液晶顯示裝置之一第二組 像素單元。 【實施方式】 明參考第7圖，第7圖為本發明一實施例驅動一液晶顯示裝 置之流程7G之示意圖。該液晶顯示裝置可以是第丨圖之薄膜電晶 體液晶顯不11 1G，肖崎魏個酿綱（FrameDuratkm)顯示 複數個圖框㈣。流程7Q包含以下步驟·· 步驟700 :開始。 步驟702 ·提供一共用極電壓訊號，該共用極電壓訊號於每一 圖框期間中發生一次轉態。 步驟704 ·根據該共用極電壓訊號於每一圖框期間中發生轉態 的時間，將每一圖框期間分為一第一副圖框期間及 —第二副圖框期間。 步驟706 :根據該共用極電壓訊號於每一圖框期間之第一副圖 框期間中的位準，於每一圖框期間之第一副圖框期 200820183 間中’驅動該液晶顯示裝置之—第_组像素單元。 步驟708 :根據該共馳電壓訊號於每—圖框綱之第二副圖 框期間中的位準’於每—圖框期間之第二副圖框期 間中，驅動該液晶顯示裝置之一第二組像素單元。 步驟710 :結束。 根據流程70，本發明所提供之共用極電壓訊號係於每一圖框 期間中發生-次轉態，而制極賴訊號發生轉態的時間將每一 圖框期間分為第-及第二副圖框躺。在第—副圖框期間，本發 明驅動第-組像素單元；而在第二副圖框躺，本發明驅動第二 組像素單元。簡單來說，本發明細畫面反向_方式的耗電量， 達到列反向驅動方式的效果。請繼續參考第8圖，第8圖為根據 本發明流程70驅動〉夜晶顯示裝置時之相關訊號示意圖。在第8圖 中，液晶顯示裝置可於相鄰兩圖框期間Ft⑻、Ft(n+1)以—源驅動 訊號Vs鶴_電晶體，喃示連續兩圖框。其巾，共用極電壓 訊號Vcom於圖框期間Ft⑻、Ft(n+1)中皆發生一次轉態（由高位 準轉變為低位準或由低位準轉㈣高位準）。根據共雜電墨訊號 V_發生轉態的時間，®框綱Ft(n)、Ft(n+l)分別被分為—第 -副圖框期間Sub〜Ftl及-第二棚框躺Subjpt2。在第_副圖 框期間Sub-Ftl +，本發明鶴-第-組像素單元Pix—G1 ;而在 第-_框期間Sub—Ft2中，本發明驅動-第二組像素單元 Pix—G2。若第一組像素單元ρίχ一G丨對應於液晶顯示裝置之面板上 的奇數水平線，1第二組像素單元pix—G2對應於液晶顯示敦置之 200820183 面板上的傭水平線，财產生狀向，鶴对敝果（如第5 圖及第6圖所示）。 在習知晝面反向驅動方式中，翻極電壓係於晝面切換時發 生轉態。因此，由第8圖可知，本發明之共用極電壓訊號乂刪 可視為將用於畫面反向驅動之共用極電壓訊號的時序提前或延後 特疋時間。換句話說’本發卿以畫面反向鶴時的耗電量達 到其它驅動方式（如列反向，轉方式）的畫面品質。 因此，透過流程70，本發明係於根據共用極電壓訊號於每一 圖框期間中發生轉態的位置，將每—圖框期間分為第—副圖框期 間及第二副圖框期間。於第—副圖框期間’驅動第—組像素單元； 並於=二副__，鶴第二組像素單元。由於第—副圖框期 間與第二酬框躺共雜紐峨的辦係為相異，若第一副 圖框期間所驅_第-組像素單料正極性，㈣二蝴框期間 所驅動的第二組像素單元㈣貞極性；反之，若第—副圖框期間 所驅動的第^组像素單元為負極性，則第二副圖框_所驅動的 第-組像素早即為正極性。如此—來，本領域具通常知識者可 選擇適當㈣-組像素單元及第二組像素單元，則可以晝面反向 ，動時的耗《達到其它驅動方式（如列反向驅動方幻的晝面 品質。舉例來說’料―組像素單元對應於面板上的第卜2、5、 10…的水平線，而第三組像素單元對應於面板上的第3、4、 7、8、U、12...的水平線’則相鄰兩晝面之像素極性變化即如第9 12 200820183 圖及第ίο圖所示。在第9圖 ‘ . 口夂弟10圖中，區塊90與區塊92係 為連一旦面之相同部分的像素極性示意圖。比較區塊90與區塊 可知，母㈣像素的極性_且會隨著晝面切換而轉變。 另方面’如第4圖所示，由於薄臈電晶體還會受到雜散元 件的影響，如關閉阻抗與閘沒電容等，導致輸出至等效電容的電 昼產生偏移’造成以正電壓與負電壓交相變動而驅動像素時，會 因電壓偏移而造成亮暗線（以列反向驅動方式為例）的現象，影 響晝面品質。如第8圖所示，在圖框期間Ft⑻之第—副圖框期間 _FU中，共用極電壓訊號ν_輸出位準為Vc〇mH。因此， 第-組像素單元plx_Gl之液晶兩端的夾差電壓為Δνι，而薄膜電 晶體之汲極上電壓為(VcomH-AVl)。當共用極電壓訊號ν_的 位準變化為VcomL時’在薄膜電晶體之汲極上電壓變為(Vc〇mL_ △V2)。在理想情況下，△〜=△%，即(ν_£_Δν2)=(ν_^ △VI)。然而，由於因為閘汲電容之耦合效應，使儲存於液晶電容 之電荷必須與汲閘電容重新分配而減少，造成在薄膜電晶體之汲 極上電壓由(VcomH-AVl)轉變成(VcomL-AVi)時，阻抗因閘没電 壓（Vgd)變小而隨著變小，導致漏電流增加，因而改變儲存於液 晶電谷之電荷。相同地’在圖框期間Ft(n+1)之第一副圖框期間 Sub一Ftl中，共用極電壓訊號Vcom輸出位準為VcomL。因此， 弟一組像素早元Pix一G1之液晶兩端的失差電壓為AV2，而薄膜電 晶體之汲極上電壓為(△V2+VcomL)。當共用極電壓訊號Vc〇m變 化為VcomH時，在薄膜電晶體之汲極上電壓變為(△ 13 200820183 • V2+V_H)。由於閘汲電容（⑽之於效應，使儲存於液晶 電容之電荷必須與賴電容重新分配而減少。在此情形下，奇偶 線液晶兩端之夾差電壓不同，而顯現出亮暗線交錯的畫面。

為了避免亮暗線的問題’本發㈣可根據電壓偏移所造成（第 -組像素單元與第二轉素單調）的亮度差，娜刺極電壓 訊號於第二副圖框期間的位準。舉例來說，請參考第u圖，第^ 圖為根據本義流程70驅驗關稀置時之細城°示意圖。 在第11圖所示之實施例與第8圖相似，但在第u圖中，本發明 可調整第二副@框_ Sub—Ft2中’共賴電壓訊號的x位 準。也就是說’在第8圖中，共用極電壓訊號ν_僅包含兩階 位準（Vc〇mH與VcomL);而在第u圖中，共用極電壓訊號％⑽ 包知階位準（Vc〇mH、Ve_、v_a & v_e2) H 在第11圖中，於圖框期間Ft⑻之第一副圖框期間Sub—Fti中，第 _、组像素單τ〇Ρ1χ—G1之液晶兩端的夾差電壓為△%;當進入第二 Μ圖框期間Sub_Ft2時，共脑賴峨VeQm的位料v_h 改文為Vcoma ’儲存於液晶之夾差電壓會等於。另 《方面’在圖框期間Ft(n+1)之第一副圖框期間灿—即中，第一 、且像素單兀P1X_G1之液晶兩端的夹差電壓為Μ〗；當進入第二副 圖框期間Sub_Ft2時，共用極電壓訊號Vc〇m的位準由v_l變 化為Vc〇mC2,儲存於液晶之夾差電壓會等於(颜_·)。因此， 透過》周整第一副圖框期間Sub—Ft2共用極電壓訊號％⑽的位準， 本發明可改善亮暗線的狀況。 14 200820183 凊參考第12圖，第12圖為—共用極電塵產生器12之示意 圖/、用極電壓產生裔12係根據一控制單元所產生的控制訊號， f出共用極電壓訊號Vcom，此架構為業界所習知，在此不做詳細 祝明。因此，當實現本發明_ 7〇時，本領域具通常知識者可透 也、用極電壓產生n 12的控制單元，控制制極雜產生器 ，具四階位準(VcomH、VcomL、Vc〇mC1及V讓⑵或更 ^位準的共用極電壓訊號V刪，射以畫面反向驅動方式的耗電 置’達到列反向驅動方式的效果，且可避免亮暗線交錯的情形。 ，上所述，本發明所提供之共職電壓訊號係於每一圖框期 間中發生—次轉態，而翻極電壓訊號發生轉態的時間係將每- 曰圖框期間分為第—及第二_框綱。在第—_框期間，本發 ^驅動第-組像素單元；而在第二__間，本發明驅動第二 像素單7C。因此，透過設定第—組及第二組像素單元所對應的 '敦本發明可以晝面反向驅動方式的耗電量，達到其它驅動 敕^ j如浙向動方式）的效果。進—步地，本發明可透過調 正=副圖框_共用極電壓訊號的位準，改善亮暗線的狀況， 加強晝面品質。 鬥^上崎料本發明之健實_，凡依本發明巾請專利範 之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。 15 200820183 【圖式簡單說明】 第1圖為習知薄膜電晶體液晶顯示器之示意圖。 第2圖及第3圖為習知晝面反向驅動的示意圖。 第4圖為第1圖所示之資料線訊號輸出電路的電壓輸出示意圖。 第5圖及第6圖為習知列反向驅動的示意圖。 第7圖為本發明一實施例驅動一液晶顯示裝置之流程圖。 第8圖為根據第7圖之流程驅動液晶顯示裝置時之相關訊號示意 圖。 第9圖及第10圖為雙列反向驅動的示意圖。 第11圖為根據第7圖之流程驅動液晶顯示裝置時之相關訊號示意 圖。 第12圖為習知共用極電壓產生器之示意圖。 【主要元件符號說明】 10 薄膜電晶體液晶顯不 100 液晶顯不面板 102 控制電路 104 資料線訊號輸出電路 106 掃描線訊號輸出電路 108 電壓產生器 110 資料線 112 掃描線 114 薄膜電晶體 16 200820183 116 等效電容 118 水平同步訊號 120 垂直同步訊號 122 顯不資料 70 流程 700、702、704、706、708、710 步驟 20、30、50、60、90、92 區塊 Ft⑻、Ft(n+1) 圖框期間 Sub—Ftl 第一副圖框期間 Sub_Ft2 第二副圖框期間 Pix_Gl 第一組像素單元 Pix_G2 第二組像素單元 12 共用極電壓產生器

Vcom、VcomH、VcomL、VcomCl、VcomC2、VO、VI、V2、V3、 V4、V5、V6、V7、V8、V9、V20、V2 卜 V22、V23、V24、V25、 V26、V27、V28、V29 電壓

Claims (1)

1. 200820183 十、申請專利範圍： 一種驅動一液晶顯示裝置的方法，該液晶顯示裝置用來於複 數個圖框期間（FrameDuration)顯示複數個圖框資料，該方 法包含有·· 提供一共用極電壓訊號，該共用極電壓訊號於每一圖框期間中 發生一次轉態； 根據該共用極電壓訊號於每一圖框期間中發生轉態的時間，將 母圖框期間分為一第一副圖框期間及一第二副圖框期 間； / 根據該共用極電壓訊號於每—圖框期間之第—副圖框期間中 的位準，於每—圖框_之第—副圖框期間中，驅動該 液晶顯示裝置之一第一組像素單元；以及 根據該共用極電壓訊號於每—圖框期間之第二副圖框期間中 的位準，於每一圖框期間之第二副圖框期間中，驅動該 液晶顯示裝置之一第二組像素單元。 ™ 2. 如請求項1所述之方法， 二組像素單元。 其中該第-組像素單元相異於該第 3.如凊求項1所述之方法，其中哕 應於該 液晶顯示裝置之一面板上的複數t::::元係對 18 200820183 4· 如請求項1所述之方法，其中該第一組像素單元係對應於該 液晶顯示裝置之一面板上的複數條偶數水平線。 5· 如請求項1所述之方法，其中該第一組像素單元與該第二組 像素單元係以群組之方式交錯排列。 6·如請求項5所述之方法，其中每一群組係對應於該液晶顯示 震置之一面板上相鄰兩水平線。 如請求項1所述之方法，其中每一圖框期間之第一副圖框期 間領先於第二副圖框期間。 8. 如請求項1所述之方法，其另包含： 比較该第-組像素單元與該第二組像素單元所產生之亮度；以 及 根據該第^组像素單元與該第二組像素單元所產生之亮度 f °周朗極電壓訊號於每-®框姻之第二副圖 框期間的位準。 19