TWI381355B - 液晶顯示裝置之驅動方法 - Google Patents

Description

液晶顯示裝置之驅動方法

本發明係關於一種液晶顯示裝置之驅動方法。

液晶顯示裝置具有輕、薄、短小且耗電少等優點，已被廣泛應用於筆記型電腦、行動電話及個人數位助理等現代化資訊設備。

通常，液晶顯示裝置包括一顯示圖像之液晶面板。該液晶面板包括一資料驅動電路及複數呈矩陣分布之像素單元，其中每一像素單元包括三個子像素。液晶顯示裝置顯示圖像時，該資料驅動電路為該液晶面板中每一像素單元之子像素提供灰階電壓。同一子像素相鄰二幀之灰階電壓極性相反，同一幀中相鄰二子像素之極性亦相反。同時，每一顯示圖像正常灰階之像素單元，其沿行排列方向與沿列排列方向相鄰之像素單元呈現黑態顯示，即其顯示效果為最高灰階。目前，此種顯示裝置因其良好顯示品質而得到廣泛應用，然，其顯示特殊圖像時，會出現業界所稱之串擾現象。

請參閱圖1，係一種先前技術液晶顯示裝置顯示出現串擾現象之圖像示意圖。該顯示圖像之區域A係一位於顯示圖像中間之水平帶狀區域，該區域A中間部份為矩形高灰階畫面而兩端為同一低灰階畫面。該區域A周圍之區域為區域B，其顯示與其區域A兩端之低灰階畫面相同之畫面。液晶顯示裝置顯示該圖像時，產生較嚴重之串擾現象， 該區域A中帶狀區域兩端之低灰階畫面顯示亮度與區域B中畫面之顯示亮度不同，色度也不一樣。

請一併參閱圖2，係圖1中區域A與區域B採用先前技術液晶顯示裝置之驅動方法之子像素灰階電壓極性示意圖。液晶顯示裝置為點反轉驅動方式，其中，三個子像素組成一像素單元。區域B中，資料驅動電路為每一子像素及其相鄰子像素提供之灰階電壓極性相反，且為每一正常灰階電壓之像素單元沿行方向與列方向相鄰之像素單元提供最高灰階電壓。這使資料驅動電路為每列子像素提供之灰階電壓極性以六個子像素為一最小週期，呈規律性變化。資料驅動電路為該區域A中位於其帶狀區域兩端之區域B之子像素提供幅值相同極性之灰階電壓，而為中間矩形部份之子像素提供最高灰階之電壓。

正常顯示時，區域A與區域B之公共電壓皆為V_com 。然而，實際顯示圖1之圖像時，區域A與區域B之公共電壓發生改變，且二區域之公共電壓不相等，原因如下：液晶顯示裝置中每一子像素包含一資料線(圖未示)、一掃描線(圖未示)、一公共電極(圖未示)、一像素電極(圖未示)及一薄膜電晶體(圖未示)。該公共電極與該像素電極間存在存儲電容，公共電極與液晶顯示裝置之資料線間、像素中薄膜電晶體之源極與汲極存在大量寄生電容，如存在於像素電極之薄膜電晶體閘極與源極間之閘源電容、閘極與汲極間之閘汲電容及源極與汲極間之源汲寄生電容等，故，該像素單元顯示圖像時，公共電極之公共電壓受上述電容 耦合訊號之拉動，其電位發生偏移。

資料驅動電路依點反轉驅動方式，為液晶面板中每列子像素中相鄰之二子像素提供不同極性之灰階電壓。這導致區域B中，每六個子像素組成之週期中，資料驅動電路提供之正極性灰階電壓之和，小於同一週期中資料驅動電路提供之負極性之灰階電壓之和。因此，區域B整個區域中，資料驅動電路為每一列子像素提供之灰階電壓之和小於零。液晶顯示裝置顯示圖1中圖像時，區域B中之公共電壓V_com2 受電容之耦合作用，資料驅動電路提供之灰階電壓小於零，導致公共電壓V_com 被向下拉動，進而使區域B之實際公共電壓V_com1 小於公共電壓V_com 。

區域A中，因其中間為高灰階顯示區域，資料驅動電路為該高灰階顯示區域每一子像素提供之正極性灰階電壓與負極性灰階電壓相互抵銷，其總和為零。而資料驅動電路為區域A兩端部份之子像素提供之灰階電壓，與資料驅動電路為該區域B之子像素提供之灰階電壓極性一致，該部份灰階電壓之和亦小於零。由於區域A中僅兩端部份之灰階電壓之和小於零，而中間高灰階顯示區域之灰階電壓之和等於零，因此，區域A中每列子像素中，每一子像素灰階電壓求和後之數值，小於區域B之每列子像素灰階電壓求和後之數值。進而區域A中每一列子像素對應之公共電壓V_com1 受電容耦合作用，與公共電壓V_com 之偏離程度小於區域B之公共電壓V_com2 之偏離程度。

由於該液晶顯示裝置為點反轉液晶顯示裝置，在接下 來之幀中，資料驅動電路為每個子像素提供極性相反之灰階電壓時，該區域A與區域B之公共電壓情況與上述情況類似，區別在於該公共電壓V_com1 和V_com2 高於該公共電壓V_com ，公共電壓V_com 向上拉動，且區域A之公共電壓V_com 被拉動之幅度小於區域B中公共電壓V_com 被拉動之幅度。

上述液晶顯示裝置之驅動方法中，資料驅動電路為每列子像素中每相鄰之二子像素提供極性不同之灰階電壓，每列子像素中組成一週期六個子像素提供之灰階電壓之和不為零，每列子像素之灰階電壓之和亦不為零，對應之公共電壓受該子像素之灰階電壓之和影響而被拉動，而出現公共電壓不準確。同時，區域A和區域B之公共電壓受到之影響不同，而導致其公共電壓不同，進而導致液晶顯示裝置顯示圖1所示圖像時，區域A中與區域B中同一灰階之圖像實際顯示之灰階不同，最終出現嚴重之串擾現象。另，液晶顯示裝置出現串擾之圖像並非僅圖1一種，通常，呈現大面積同灰階圖像中，出現塊狀不同灰階顯示之圖像皆會產生串擾。

有鑑於此，提供一種可以使串擾現象基本消除之液晶顯示裝置之驅動方法實為必要。

一種液晶顯示裝置之驅動方法，使用在一液晶顯示裝置，該液晶顯示裝置包括一資料驅動電路及複數呈矩陣分佈之子像素，該驅動方法包括以下步驟：使用該資料驅動電路為每列子像素提供灰階電壓， 該灰階電壓的電壓極性在每列子像素的空間位置上呈週期變化。

定義每列相鄰數個子像素作為一組，該資料驅動電路為同一組之子像素提供相同極性之灰階電壓，而為相鄰組之子像素提供的灰階電壓極性相反，使空間上每一週期之子像素灰階電壓之和等於零。

相較於先前技術，上述液晶顯示裝置之驅動方法中，該資料驅動電路提供至空間上每一週期之子線素灰階電壓之和等於零，其平均提供之空間上每一週期平均每一子像素之灰階電壓為零。當液晶顯示裝置顯示每一幀影像時，空間上每一週期子像素對公共電壓無拉動作用，每列子像素之公共電壓亦基本上不受灰階電壓之拉動，而保持一穩定數值。該公共電壓穩定進而使液晶顯示裝置顯示圖像時，串擾現象基本上得以消除。

請參閱圖3，係本發明液晶顯示裝置之驅動方法第一實施方式之子像素灰階電壓極性示意圖。該液晶顯示裝置中包括一液晶面板(圖未示)，該液晶面板包括一資料驅動電路(圖未示)及複數呈矩陣排列之子像素(圖未示)，其中，每相鄰之三個子像素組成一像素單元。液晶顯示裝置顯示圖像時，該資料驅動電路為每列子像素提供灰階電壓。液晶面板中每一與顯示正常灰階之像素單元，其在行排列方向與列排列方向上相鄰之像素單元處於黑態，即最高灰階顯示狀態；同時，每一處於黑態之像素單元，其在行排列方向與列排列方向上相鄰之像素單元 顯示正常灰階，即呈現顯示圖像之灰階之像素單元與呈最高灰階之像素單元交錯分佈。

該液晶顯示裝置在理想顯示狀態時，其公共電壓為VC。液晶顯示裝置之一列子像素中包括一接收掃描訊號之掃描訊號輸入端，自掃描訊號輸入端之子像素開始，該資料驅動電路為每一列子像素提供灰階電壓。其中，同一列子像素中，該資料驅動電路為同一列子像素提供之灰階電壓，總使相鄰之二子像素之灰階電壓極性相同，使每列子像素之灰階電壓極性以每相鄰之十二個子像素作為一週期。同時，空間上每一週期子像素亦從距離該掃描訊號輸入端由近到遠，定義每相鄰二子像素作為一組，且鄰近該掃描訊號輸入端之子像素作為第一子像素，遠離該掃描訊號輸入端之子像素作為第二子像素。

該資料驅動電路為同一列中每一週期之子像素所提供之灰階電壓極性空間上以相鄰十二個子像素為一週期，時間上則以四幀為一週期。以液晶顯示裝置實際顯示圖像時，資料驅動電路為空間上同一週期，時間上每四幀子像素提供之灰階電壓極性排列方式為例，進行詳細闡述：液晶顯示裝置顯示第一幀圖像時，該資料驅動電路為同一組之二子像素提供相同極性之灰階電壓，而為相鄰組之子像素提供之灰階電壓極性不同，即如果同一組中二子像素之灰階電壓極性皆為“+”，其相鄰組之二子像素灰階電壓極性皆為“-”。這樣，該資料驅動電路為每一週期之子像素提供之灰階電壓極性自該掃描訊號輸 入端由近到遠為：“++--++--++--”。

顯示第二幀圖像時，該資料驅動電路使每一單元中之第一子像素之灰階電壓極性發生反轉，而使每一單元之第二子像素極性與其第一幀之極性相同。這樣，該資料驅動電路為每一週期之子像素提供之灰階電壓極性自該掃描訊號輸入端由近到遠為：“-++--++--++-”。

顯示第三幀圖像時，該資料驅動電路為每一單元之第二子像素提供之灰階電壓極性發生反轉，為每一單元之第一子像素提供之灰階電壓極性保持與其第二幀之灰階電壓極性相同。此時，該資料驅動電路為每一週期之子像素提供之灰階電壓自該該掃描訊號輸入端由近到遠為：“--++--++--++”。

顯示第四幀圖像時，該資料驅動電路為每一單元之第一子像素提供之灰階電壓極性發生反轉，而為第二子像素提供之灰階電壓極性與其第三幀之灰階電壓極性相同。該資料驅動電路為每一週期之子像素提供之灰階電壓極性自該掃描訊號輸入端由近到遠為：”+--++--++--+”。

當顯示第五幀圖像時，該資料驅動電路為每一單元之二子像素提供之灰階電壓極性與顯示第一幀圖像時每一單元之二子像素極性相同，進而使每一週期之灰階電壓極性排佈方式與第一幀時之極性排佈方式亦相同。

根據上述驅動方法驅動該液晶顯示裝置顯示圖像時，可以得出：該資料驅動電路為每一組中子像素提供之灰階電壓極性交替變化，即第一幀時，每組中第一子 像素與第二子像素灰階電壓極性相同，第二幀時，該第一子像素極性反轉，第二子像素極性不變，第三幀時，該第一子像素極性不變，第二子像素極性反轉，第四幀時，該第一子像素極性反轉，該第二子像素極性不變。然而，該資料驅動電路總為每列子像素相鄰二子像素提供相同極性之灰階電壓，使得該資料驅動電路為每列子像素提供之灰階電壓極性在空間上以十二個子像素為一週期，時間上以四幀為一最小週期。

此種液晶顯示裝置之驅動方法，使液晶顯示裝置顯示任意一幀圖像時，總保持相鄰二子像灰階電壓極性相同，空間上每十二個子像素之灰階電壓形成之最小週期中，極性為正之灰階電壓之和，等於極性為負之灰階電壓之和，進而使每一週期子像素灰階電壓之和等於零，平均至每一週期中每一子像素之灰階電壓亦為零，即每一週期子像素對公共電壓VC無拉動。每一列像素包含複數週期之子像素，因此，每一列子像素之灰階電壓之和亦等於零，平均至每一列中每一子像素之灰階電壓亦為零，每列子像素對公共電壓VC無拉動。即使每一列子像素數量不是十二之整數倍，即存在不滿一週期之子像素，這些不滿一週期之子像素之灰階電壓之和最大不會超過二最高灰階電壓之和，該部份不滿一週期之子像素灰階電壓對該列子像素中每一子像素灰階電壓之影響為：二最高灰階電壓與整列子像素數量之比值。每列子像素通常為幾千個，而二最高灰階電壓之和不超過十幾伏，故該比值很小，對整列子像素灰階電壓之影響可以 忽略，進而使整列子像素灰階電壓對公共電壓VC之拉動亦可忽略。因此，實際顯示圖像時，公共電壓基本不會被灰階電壓拉動，公共電壓就比較準確。即使顯示不同灰階之不同區域，因公共電壓皆較準確，使液晶顯示裝置顯示圖像之輝度等級亦較準確，因此，採用上述驅動方法之間液晶顯示裝置基本上可以消除串擾現象。

請參閱圖4，係本發明液晶顯示裝置之驅動方法第二實施方式之子像素灰階電壓極性排列示意圖。該第二實施方式之驅動方法與第一實施方式之驅動方法基本相同，其區別在於：液晶顯示裝置每一列子像素中，呈現正常灰階顯示之子像素，其相鄰之子像素呈黑態顯示。該驅動方法中，資料驅動電路為每一列子像素提供之灰階電壓極性從靠近該掃描訊號輸入端開始，以相鄰之四個子像素為一週期，呈現規律變化。

該液晶顯示裝置之驅動方法中，資料驅動電路為每列子像素提供灰階電壓極性，使相鄰二子像素灰階電壓極性保持相同，以相鄰四個子像素之灰階電壓極性為一週期。每一週期子像素中，正極性之灰階電壓之和等於負極性之灰階電壓之和，空間上每一週期子像素灰階電壓之和等於零，平均至每一子像素之灰階電壓等於零，進而使平均同一列中每一子像素之灰階電壓基本上等於零。故，實際顯示圖像示時，公共電壓基本上不受每列子像素灰階電壓之拉動，而保持一穩定數值，進而使採用上述子像素灰階電壓排列方式之液晶顯示裝置基本上可以消除串擾現象。

請參閱圖5，係本發明液晶顯示裝置之驅動方法第三實施方式之子像素灰階電壓極性排列示意圖。該驅動方法與第一實施方式之驅動方法基本相同，其區別在於：該驅動方法中，該同一列子像素中，每一單元之灰階電壓顯示圖像時，資料驅動電路為第一子像素與第二子像素提供之灰階電壓極性相對於其前一幀之灰階電壓極性相反。時間上，資料驅動電路為每一列子像素提供灰階電壓之極性以二幀為一週期；空間上，資料驅動電路為每一列子像素提供之灰階電壓極性從靠近掃描訊號輸入端開始，以四個子像素為一週期。

此種液晶顯示裝置之驅動方法中，該資料驅動電路使每一幀子像素中總保持相鄰二子像素灰階電壓極性相同，使液晶顯示裝置同一列子像素空間上以為相鄰四個子像素一週期，時間上以相鄰二幀為一週期。液晶顯示裝置顯示圖像時，空間每一週期子像素灰階電壓之和等於零，平均至每一子像素之灰階電壓亦為零。每一幀之整列子像素中，平均每一子像素灰階電壓基本上亦等於零。故，液晶顯示裝置實際顯示圖像示時，公共電壓基本上不受灰階電壓之拉動，而保持一穩定數值，進而使液晶顯示裝置基本上消除串擾現象。

請參閱圖6，係本發明液晶顯示裝置之驅動方法第四實施方式之子像素灰階電壓極性排列示意圖。該驅動方法與第一實施方式之驅動方法基本相同，其區別在於：資料驅動電路為同一列子像素中相鄰六個子像素提供之灰階電壓極性相同。在空間上，資料驅動電路為每列子 像素提供之灰階電壓以相鄰十二個子像素灰階電壓極性為一週期，發生規律性變化，時間上，資料驅動電路提供之灰階電壓極性以二幀為一週期，相鄰二幀中相鄰六個子像素之極性同時發生反轉。

該液晶顯示裝置之驅動方法使同一列子像素顯示同一幀圖像時，資料驅動電路為相鄰六個子像素提供之灰階電壓極性相同，空間上每一週期之灰階電壓之和等於零，進而使同一列子像素中平均每一子像素之灰階電壓基本為零，即使存在誤差，其誤差最大值僅為三個灰階電壓與該列子像素數量之比值，故，該驅動方法能更有效消除液晶顯示裝置之串擾現象。

另，資料驅動電路為每一行子像素中相鄰多個子像素提供相同極性之灰階電壓，該灰階電壓極性亦存在一個空間週期使灰階電壓之和等於零。在時間上，資料驅動電路亦可採用多幀為一週期對每列子像素中相鄰多個子像素之灰階電壓極性進行變化。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，本發明之範圍並不以上述實施方式為限，舉凡熟悉本案技藝之人士，在援依本案發明精神所作之等效修飾或變化，皆應包含於以下申請專利範圍內。

圖1係一種先前技術液晶顯示裝置顯示出現串擾現象之圖像示意圖。

圖2係圖1中區域A與區域B採用先前技術液晶顯示裝置 之驅動方法之子像素灰階電壓極性示意圖。

圖3係本發明液晶顯示裝置之驅動方法第一實施方式之子像素灰階電壓極性示意圖。

圖4係本發明液晶顯示裝置之驅動方法第二實施方式之子像素灰階電壓極性排列示意圖。

圖5係本發明液晶顯示裝置之驅動方法第三實施方式之子像素灰階電壓極性排列示意圖。

圖6係本發明液晶顯示裝置之驅動方法第四實施方式之子像素灰階電壓極性排列示意圖。

Claims (10)

1. 一種液晶顯示裝置之驅動方法，使用在一液晶顯示裝置，該液晶顯示裝置包括一資料驅動電路及複數呈矩陣分佈之子像素，該驅動方法包括以下步驟：使用該資料驅動電路為每列子像素提供灰階電壓，該灰階電壓的電壓極性在每列子像素的空間位置上呈週期變化；定義每列相鄰數個子像素作為一組，該資料驅動電路為同一組之子像素提供相同極性之灰階電壓，而為相鄰組之子像素提供的灰階電壓極性相反，使空間上每一週期之子像素灰階電壓之和等於零。
2. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置之驅動方法，其中，藉由該資料驅動電路為每列子像素中相鄰二子像素提供之灰階電壓具有相同之極性。
3. 如申請專利範圍第2項所述之液晶顯示裝置之驅動方法，其中，液晶顯示裝置中，呈現正常灰階顯示之子像素，其沿行方向與沿列方向之子像素呈黑態顯示，藉由資料驅動電路提供之灰階電壓之極性在空間上以相鄰四個子像素為一週期。
4. 如申請專利範圍第2項所述之液晶顯示裝置之驅動方法，其中，液晶顯示裝置中每相鄰之三個子像素組成一像素單元，液晶面板中每一與顯示正常灰階之像素單元，其在行排列方向與列排列方向上相鄰之像素單元顯示最高灰階，藉由該資料驅動電路為每列子像素 提供之灰階電壓之極性在空間上以相鄰十二個子像素為一週期。
5. 如申請專利範圍第3項或第4項所述之液晶顯示裝置之驅動方法，其中，藉由該資料驅動電路為每列子像素提供之灰階電壓之極性在時間上以四幀為一週期。
6. 如申請專利範圍第5項所述之液晶顯示裝置之驅動方法，其中，每列子像素包括一訊號輸入端，空間上每一週期中，相鄰之第一子像素與第二子像素組成一單元，該第一子像素鄰近訊號輸入端，第二子像素遠離訊號輸入端，第一幀時，該第一子像素與第二子像素灰階電壓極性相同，第二幀時，該第一子像素極性反轉，第二子像素極性不變，第三幀時，該第一子像素極性不變，第二子像素極性反轉，第四幀時，該第一子像素極性反轉，該第二子像素極性不變。
7. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置之驅動方法，其中，藉由該資料驅動電路為每列子像素中相鄰六個子像素提供之灰階電壓具有相同之極性。
8. 如申請專利範圍第7項所述之液晶顯示裝置之驅動方法，其中，藉由該資料驅動電路為每列子像素提供之灰階電壓之極性在空間上以相鄰十二個子像素為一週期。
9. 如申請專利範圍第7項所述之液晶顯示裝置之驅動方法，其中，藉由資料驅動電路為每列子像素提供之灰階電壓之極性，以二幀為一週期，相鄰二幀中相鄰六 個子像素之極性同時發生反轉。
10. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置之驅動方法，其中，藉由該資料驅動電路為每列子像素提供之灰階電壓之極性在空間上以相鄰十二個子像素為一週期，時間上以相鄰二幀為一週期。