TWI249715B - Liquid crystal display and method for driving the same - Google Patents

Description

12497 1 5 案號 92118812__年月日_修正_ 五、發明說明（1) 【本發明所屬之技術領域】 本發明係關於液晶顯示器（LC D)及其驅動方法，其特 徵在於採用一種電荷共享（charge-sharing)驅動方式改善 液晶的應答（r e s ρ ο n s e )特性。 【先前技術】 一般的液晶顯示器（LCD)是藉由改變電場作用下之液 晶分子排列來調整光透射率的一種顯示影像的裝置，其發 展過程之順序為從扭轉向列式液晶顯示器（TN —LCD)到超級 扭轉向列式液晶顯示器（STN-LCD)到金屬-絕緣體-金屬液 晶顯示器（MIM_LCD)到薄膜電晶體液晶顯示器（TFT-LCD)， 並且其影像顯示功能也同時依序有顯著的改善，由於此種 液晶顯示器有著較輕而且較簡便的優點，人們已經注意到 這可能是一種取代陰極射線管（CRT)的裝置，液晶顯示器 被廣泛應用於筆記型電腦或行動通訊設備的需求有與日倶 增的趨勢。 然而對液晶顯示器而言，由於在控制液晶分子排列時 會有時間延遲的特性，同時液晶分子的應答速度也比畫面 轉換速度還慢，當播放動態畫像電影時，此種作用是造成 畫面輪廓模糊或影像品質降低的主要原因。 一種加速液晶分子響應答速度的技術通常被使用於解 決此種問題，亦即將先前輸入資料電位與目前輸入資料電 位做比較，然後在電源驅動積體電路（S 〇 u r c e D r i v e r I C ) 之最大及最小輸出電壓值時，使液晶顯示器面板處於過度 驅動（over-driving)狀態；此一技術已公告於韓國公開專 利公報No.2 0 0 3 - 4 04 9，公元2 0 0 2年6月25日。

T24971 5 案號92118812_年月日 修正_ 五、發明說明（2) 前述習用液晶顯示器造成輸出電壓過激（Overshoot)及 欠激（Undershoot)，由於過度調整液晶驅動單元（即電源 驅動積體電路），因此電源驅動積體電路之輸出緩衝器被 施加過度應力。 此外，在過度驅動時，對電源驅動積體電路施加電源 電壓之DC/AC轉換器遭受強烈負載波動，因此穩定性及負 載調整能力降低。DC/AC轉換器的不穩定輸出會影響到諸 如時序控制器（t i m i ng con t ro 1 1 er )等周邊元件，因此對 高頻計時及資料造成干擾。 所以，整體而言習用之液晶顯示器由於過度驅動而使 得消耗電力增加，並且液晶本身由於施加應力而劣化。 【本發明之内容】 技術所產生之問題，本 益及其驅動方式’其中 )產生介於目前輸入資 帶電資料（free-charge ing)液晶驅動單元，因 時節省電力消耗。 晶顯示器包括：一資料 以及將已儲存之目前輸 查詢表，用以儲存已修 輸入資料，其中每項均 料；一控制機構，用以 輸入資料儲存於資料儲 輸入資料，參考所述查 發明之 參考預 料與先 data)， 此能改 為 儲存機 入資料 正之目 對應於 產生第 存機構 此’本發明目的在解決前述 特徵在於提供一種液晶顯示 δ又之查§旬表（l〇〇k-up table 前輸入資料之中間電位的無 以形成無充電（free-charg 善液晶的應答速度，並且同 實現此一目的，本發明之液 構，用以儲存目前輸入資料 輸出作為先前輸入資料；一 前輸入資料及已修正之先前 目前輸入資料及先前輸入資 一及第二負載訊號，將目前 ’從資料儲存機構讀取先前

1249715 案5虎 92118812 五、發明說明（3)

詢表將目前輸入資料及先前輸入資料轉換為已修正之目前 輸入資料及已修正先前輸入資料，依據已修正目前輸入^ 料及已修正先前輸入資料計算平均值，以原始灰階資料近 似值取代該計算平均值，輸出該取代值當作無帶電資料； 以及一液晶驅動機構，用以將無帶電資料轉換為類比訊 號’並依據對第一及第二負載訊號應答所轉換之類比訊號 產生液晶驅動訊號。 b 其次，為實現此一目的，本發明提供一種附查詢表之 液晶顯示器驅動方法，其中查詢表具有對應於複數個灰階 資料之複數個類比電壓值，此驅動方法之步驟包括：在資 料儲存單元儲存目前輸入資料；讀取儲存於資料儲存單元 的目前輸入資料當作先前輸入資料；分別參考查詢表將目 前輸入資料及先前輸入資料轉換為已修正目前輸入資料及 已修正先前輸入資料；依據已修正目前輸入資料及已修正 先前輸入資料計算平均值；以原始灰階資料近似值取代該 计算平均值，以產生無帶電資料，將此無帶電資料轉換為 類比訊號，並對該轉換結果取樣及保持；將該取樣及保持 之類比訊號放大以產生液晶驅動訊號。 產生無帶電資料之較佳步驟包括以下之子步驟：將該 计算平均值加入預設之加重值，並將該已加重值之平均值 四拾五入。 【本發明之實施方式】 本發明較佳具體實例參照附圖詳細說明如下： 一 第1圖為本發明之液晶顯示器（LCD)方塊圖，如圖所 不’液晶顯示器包括資料儲存單元丨〇 〇、查詢表2 〇 〇、控制

第9頁 1249715 案號 92118812 月 日_修正 五、發明說明（4) 單元300及液晶驅動單元4〇〇;以畫面憶體（frame mem〇ry) 製成資料儲存單元1 〇 〇，並從控制單元3 〇 〇接收可寫入（WE) 號及可讀取（RE )訊號；查詢表2 〇 〇可包含於控制單元3 〇 〇 中’查詢表2 0 0列有預設的6 4個灰階類比電壓值，其中每 一電壓值均一對一與目前輸入資料Dn相對應；控制單元 3 0 0係一時序控制器，產生驅動液晶資料訊號及複數個控 ，訊號，從外部設備接收目前輸入資料Dn，然後控制單元 藉由可寫入（WE)訊號之作用將目前輸入資料Dn儲存於資料 儲存單元100的預設位址區，並且藉由可讀取（RE)訊號之 作用讀取儲存在資料儲存單元1〇〇中之目前輸入資料“當 作先前輸入資料Dn - 1。 —其-人’控制單元3〇〇產生第一及第二負載訊號“及 D 並且參照查洶表2 0 0將對應目前輸入資料j) n及先前 輸入，料Dn- 1之類比電壓值分別轉換為已修正目前輸入資 二及已修正先前輸入資料Μ」"；平均值係依據已修 目别輸入資料Dn夕及已修正先前輸入資料Dn_厂計算所 :丄均值以原始灰階資料近似值取代<，然後輸 出當作無帶電資料Dn > 。 液晶驅動單元40 0，即電源驅動積體電路（ US:::轉換為類比訊號，靖由第-及第二負載 及LD之應答所轉換之類比訊號產生液晶驅動訊 ::考=1器包括一個修正資料產生器31°，其作用 '、>考一 a旬表20 0將目前輸入資料以及先前輸入資料以]

第2圖為本發明之時序控制器内部構造方塊圖，如圖 1249715 皇號 921繼19_年月日 倏正_____ 五、發明說明（5) 分別轉換為已修正目前輸入資料Dn及已修玉先前輸入資 料D η - 1 ”並輸出之；一個加法器3 2 〇，用以將已修正目前 輸入資料Dn ”及已修正先前輸入資料j)n —丨相加，一個除 法器340，用來將加法器32 0相加之資料除開，以便計算平 均值；一個替換器3 6 0，用以將原始灰階資料近似值取代 除法器3 4 0所算出之平均值，並輸出該取代值。 本發明之資料替換器3 6 0對平均值加入〇. 5之權值’然 後將該取代值四捨五入，以此種方式取代資料是為取得介 於目前輸入資料Dn與先前輸入資料Dn-l中間電位之無帶電 資料，以便達成液晶快速響應的特性，因？對應於輸入的 數位訊號之電源驅動積體電路的輸出值是非線性的。 第3圖為本發明之查詢表例示，如圖所示，目前輸入 資料值L0到L63對應於預設類比電壓值之64個灰階，例 如：L0對應類比電壓值〇· 2V，L63對應類比電壓值8V。 本發明之控制單元3 0 0參照查詢表2 0 0將目前輸入資料

Dn轉換為已修正目前輸入資料Dn"，並且比照上述轉換方 法將先前輸入資料Dn-Ι轉換為已修正先前輸入資料Dn-1 " 〇 第4圖為本發明之液晶驅動單元4 〇 〇内部構造方塊圖， 如圖所示，液晶驅動單元4〇〇包括一個數位/類比（DC/AC) 轉換器4 1 〇，一個第一開關4 2 0，一個第二開關4 4 0，一個 取樣及保持器電路區460，以及一個輸出放大器480。 ，數位/類比轉換器4 1 0將控制單元300輸出之無帶電資 料D 轉換為類比訊號’並將轉換結果輸出至第一開關 4 2 0。為得到液晶的快速響應特性，利用對第一負載訊號

案號 92118812 1249715 修正 曰 五、發明說明（6) LD應答之切換動作，第一開關42〇對取樣及保持器電路區 ^60之>端子A間形成一電流通路；其次，利用對第二負載訊 號LD應答之切換動作，第二開關44〇對取樣及保持器電 路區46 0之端子D間形成一電流通路；當第一開關42〇切換 使端子A形成電流通路時，取樣及保持器電路區46〇接收數 位/類比轉換Is 4 1 0之輸出訊號，並且對該輸出訊號完成 2樣及保持，當第二開關44〇切換使端子D形成電流通路 時，輸出放大器480將取樣及保持器電路區46〇所取樣及保 ϊ i訊=大至預設之電位’並將所放大之訊號輸出至液 曰日*、、頁不^(LCD)面板（未圖示）〇 第5圖為本發明之液晶驅動單元輸出波形之時序圖 例。如第5圖所示，本發明之访 口口 49Π ^ ^ Α 呶 之液日日驅動早元40 0藉由開關 42 0及440對第-負載訊MLD向下邊緣及第二負載訊號… 上升邊緣應答之切換動作完赤士 、 帶電資料訊號控制：元，產生之無 ^ (V_t + V.b)/2，^ ^ ^ ^ « 之中間電位。i相田於最大電壓V_t及最小電壓V_b 當薄膜電晶體液晶顯示器（TF 出之？省多達66.6%之消心：間電位輸 詳述=第6圖之流程圖將本發明之液晶顯示器驅動方法 首先，當可寫入（WE )訊鲈無从n士 目前輸入資料Dn被儲存於資^ f 1由外部設備輸入之 在可讀取⑽訊號動作之前， 目前輸入資料Dn被讀取作為先前二二；"儲存單兀100之 __ 輸入-貝料1)]1-1 〇 (S110)

第12頁 1249715 〇 修正 曰 -------案號 五、發明說明（7) _人之ΐ t制單70 3 〇 〇之修正資料產生器3 1 0將外部μ備 入資料D η - Γ„ ( D )目則輸入資料D η 1已修正先前輸

Dn'，Π修之力:法器32°將已修正目前輸入資料 將加法4〇相/ 料^厂相加，並且除法器^ 已佟之資料以除數2加以除開，因此求得介於 ίΐΐ: 膨及已修正娜^ 〇 5之然上，控制單元3〇。之資料替換器36〇對平均值加入 似值取代該平V"值四捨從五而入甚’並且以複數個灰階資料之近 =/十，值，從而產生無帶電資料。（sl4〇) 器36:/生驅之動：：4〇°之數位/類比轉換器410將資料替換 路區460依據第、轉及換第為類門比訊號；取樣及保持電 Ϊ fS150) 410轉換所得之類比訊號完成取樣及保 成步驟時，液晶驅動單元400之輸出放大器 480將取樣及保持器電路區46G所取樣及保持之類比訊號放 大至預設之電位’然後產生驅動薄膜電晶體液晶顯示器 (TFT-LCD)之液晶驅動訊號。 由上述得知，本發明之中間電位無帶電資料係產生自 參考預設查詢表之目前輸入資料及先前輸入資料，並且液 晶驅動單元是無帶電的，因此使用—般液晶之薄膜電晶體 液晶顯不益（TFT-LCD)可在快速響應時間下操作而不受過

1249715 案號 92118812 年 月 曰 修正 五、發明說明（8) 激（over-shoot)及欠激（under-shoot)影響9並且比現存 之過度驅動（〇 v e r - d r i v i n g )方法能夠明顯降低電力消耗。 雖然本發明之較佳具體實例已詳細描述其目的，熟練 該項技術者將瞭解到可能有不同的修改、增添及替換，但 不能違反本發明之請求專利範圍及精神。

第14頁 T24Q715 / L J 案號92118812_年月曰 修正_ 圖式簡單說明 第1圖係本發明之液晶顯示器（LCD)方塊圖。 第2圖係本發明之時序控制器内部構造方塊圖。 第3圖係本發明之查詢表例示。 第4圖係本發明之液晶驅動單元4 0 0内部構造方塊圖。 第5圖係本發明之液晶驅動單元輸出波形之時序圖例。 第6圖係本發明之液晶顯示器驅動方法流程圖。 【圖中元件編號與名稱對照表】 1 0 0 :資料儲存單元 2 0 0 :查詢表 3 0 0 :控制單元 4 0 0 :液晶驅動單元 3 1 0 :修正資料產生器 3 2 0 :加法器 3 4 1 :除法器 3 6 0 :替換器 410:數位/類比（DC/AC)轉換器 4 2 0 :第一開關 4 4 0 :第二開關 4 4 0 :取樣及保持器電路區 4 6 0 :取樣及保持器電路區 480:輸出放大器

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Claims (1)

1249715 r~案號 92118812 六、申請專利範圍 1 · 一種液晶顯示器，包括： 一儲存目前輸入資料之資料儲 前輸入資料當作先前輸入資料· 1輸出該儲存之目 -儲存已修正目前輸入資料及已修正先前輸入資 表，其令母項對應於目前輸入資料及先前輸入資料，.—旬 一產生第二ΐ ϊ ΐ負載訊號之控制機構，•目前輸入資料 存在資料健存機構，從資料儲存機構中譆敌杰.箭私貝t 曰 修正 L，地士 k 役剌機構，將目前輸入資料 儲存在資料儲存機構，從資料儲存機構中讀取先前輪入次 料，參考查詢表將目前輸入資料及先前輸入資料轉換成= 修工目前輸入資料及已修正先前輸入資料，根據已修正目 前輸入資料及已修正先前輸入資料計算平均值，已原始灰 炉b資料近似值取代計算之平均值’並輸出該取代值作為無 :電資料；以& …、 〆將無帶電資料轉換為類比訊號之液晶驅動機構’並且依 ^對第〆及第二負載訊號應答所轉換成之類比訊號產生液 曰曰麟動訊號， 曰如申請專利範圍第1項之液晶顯示器，其中查詢表儲存 2於目前輸入資料之6 4個預設灰階類比電壓。 〆個修少只丨叮度生器，用M將曰刚W入貪矜从兀則輸入 ί料參考查詢表轉換成已修玉目前輸入資料及已修正先前 '入資料旅將其輸出；^一個加法益’用以將已修正目前輪 輸#料及已修正先前輸入資料相加；一個除法器，用來將 Α 5器相加之資料除開，以計算平均值；以及一個替換 ¥' ^以將原始灰階資料近似值取代除法器所算出之平均 器， 梦如申請專利範圍第1項之液晶顯示器，其中控制機構包 3 · 個修炎資料產生器，用以將目前輸入資料及先前輪入 第16頁 1249715 "_S^J2U88l^ 申請專利範圍 月 曰 修正 值’並輪出該取代值。 對平ϋ气專利範圍第2項之液晶顯示器’ *中資料替換琴 ::均值加入一個預設之權*，然後將該取代值四， 5 ·如申請專利範圍第1 J1 >^ u 構包括-個數位/類比轉ί晶顯不器二其中液晶驅動機 比訊號並輪出…;固;！=可；=電:f料轉換成類 成切換動作；一個取=關，可對第二負載訊號響應完 換時，該取樣及保持器電路 =:第開關被切 出訊號完成取樣及保持；一個於屮 ’’員比轉換器之輸 切換時，開輸出放大器可將= = 第二開關被 輪出之。 竹取樣及保持之訊號加以放大並 6· 一種含有查詢表之液晶顯干 於查詢表具有-組對應複:個不灰^的=動方法，其特徵在 值：而此驅動方法包括之步驟二料之複數個類比電壓 =目前輪入資料儲存於資料儲存單元； 5賈取儲存於資料儲存單元 ’ 料； 目剛輸入資料當作先前輸入資 參考查詢表分別將目前輸入資斜 此 修正目# ^ χ^ 、 先則輸入資料轉換為已 目前輸入貝枓及已修正先前輸入 匕 又康已修正目前輸入資料及 修 值； 及已乜正先前輸入資料計算平均 以原始灰階資料近似值取代該計算平均值以產生無帶電資

第17頁 1249715 my / 案號 92118812_年月日_ί±^_ 六、申請專利範圍 料； 將無帶電資料轉換為類比訊號，並執行完成對轉換結果之 取樣及保持；以及 將取樣及保持之類比訊號放大，以產生液晶驅動訊號。 7.如申請專利範圍第6項之液晶顯示器的驅動方法，其中 產生無帶電資料之步驟包括以下之子步驟：將該計算平均 值加入預設之權值，並將該已加權之平均值四捨五入。

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