TWI390485B - 顯示裝置及顯示影像之方法 - Google Patents

Description

顯示裝置及顯示影像之方法

本發明係關於一種顯示裝置及顯示影像之方法，尤其是關於一種具有系統面板(System on Glass；SOG)之顯示裝置及其顯示影像之方法。

近年來，平面顯示器的發展越來越迅速，已經逐漸取代傳統的陰極射線管顯示器。現今的平面顯示器主要有下列幾種：有機發光二極體顯示器(Organic Light－Emitting Diodes Display；OLED)、電漿顯示器(Plasma Display Panel；PDP)、液晶顯示器(Liquid Crystal Display；LCD)、以及場發射顯示器(Field Emission Display；FED)等。由於液晶顯示器具備低耗電量、輕薄以及高解析度等優點，其已然成為現今消費性顯示器的主流。

一般液晶顯示器的驅動、控制及資料等電路均採用外接的方式連接至液晶顯示器的玻璃基板上。液晶顯示器製造廠商通常是把驅動、控制及資料等電路集中於一個印刷電路板上，並使用軟性線材形成印刷電路板與玻璃基板之間的電性連接。為了進一步縮小液晶顯示器的體積，製造廠商已發展一種稱為系統面板(System on Glass,SOG)的製造技術，亦即將原本獨立的驅動及控制等電路直接製作於玻璃基板上，以節省空間並降低必須另外製作驅動電路與控制電路的成本。

然而，整合至玻璃基板的驅動電路之驅動能力比起外接式的驅動電路之驅動能力仍有些差距，最主要的影響即是在於閘極驅動電路的充電能力不足而導致其對於玻璃基板之畫素的驅動能力降低。因此，製造廠商發展出特殊的驅動方式來解決使用系統面板之液晶顯示器其驅動電路之驅動能力不足的問題。

如第1A圖所示，一般使用系統面板的液晶顯示器1包含驅動積體電路11、將閘極驅動電路整合至玻璃基板(Gate Driver On Array；GOA)之第一閘極電路13、第二閘極電路15、以及複數條掃描線(為簡明起見，第1A圖中僅以101b、101g、101r、103b、103g、103r、105b、105g、105r表示)以及複數個畫素。驅動積體電路11將會發送第一時脈訊號10以及第一反相時脈訊號14至第一閘極電路13，並另外發送第二時脈訊號12以及第二反相時脈訊號16至第二閘極電路15。第一閘極電路13及第二閘極電路15可根據第一時脈訊號10、第一反相時脈訊號14、第二時脈訊號12以及第二反相時脈訊號16分別控制連接各掃描線101b、101g、101r、103b、103g、103r、105b、105g、105r之畫素的開與關。由驅動積體電路11發送影像之資料DATA至這些畫素並搭配這些畫素之開與關，即可使液晶顯示器1顯示出該影像。當第一閘極電路13開啟掃描線101b並寫入資料DATA後，第二閘極電路15將在寫入資料DATA之前，先行開啟掃描線101g對於掃描線101g上之畫素進行預先充電的動作，以增加液晶顯示器1之驅動能力。然而，此種預先充電以提升畫素驅動能力之驅動方法將會造成同一段時間中，兩條掃描線同時被開啟的情形。這將導致驅動積體電路11所發送之影像之資料DATA會同時被寫入相鄰兩條掃描線的畫素之中，進而會有資料寫入錯誤的問題並導致液晶顯示器1顯示錯誤的影像。

以下段落將分別說明可針對掃描線中之畫素進行預先充電的各種驅動方法。第1B圖係為使用點反轉驅動方法(dot inversion)之各掃描線之時脈示意圖。在液晶顯示器1欲顯示影像之第N個畫面時，第一閘極電路13在掃描線101b之資料尚未被輸出至掃描線101b之各畫素前，將藉由第一時脈訊號10之區間100p預先導通掃描線101b，以針對掃描線101b中之各畫素進行預充電。而後，掃描線101b之資料於第一時脈訊號10之區間100由驅動積體電路11被輸出至掃描線101b中之各畫素中；在此同時，第二閘極電路15將藉由第二時脈訊號12之區間102p預先導通掃描線101g，以針對掃描線101g中之各畫素進行預充電。之後，掃描線101g之資料於第二時脈訊號12之區間102由驅動積體電路11被輸出至掃描線101g中之各畫素中；同時，第一閘極電路13藉由第一反相時脈訊號14之區間104p預先導通掃描線101r，以針對掃描線101r中之各畫素進行預充電。接著，掃描線101r之資料於第一反相時脈訊號14之區間104由驅動積體電路11被輸出至掃描線101r中之各畫素中。同樣地，當掃描線101r之資料於第一反相時脈訊號14之區間104被輸出至掃描線101r中之各畫素時，第二閘極電路15將藉由第二反相時脈訊號16之區間106p預先導通掃描線103b，以針對掃描線103b中之各畫素進行預充電，掃描線103b之資料再接著於第二反相時脈訊號16之區間106由驅動積體電路11被輸出至掃描線103b中之各畫素中。藉由第一時脈訊號10、第一反相時脈訊號14、第二時脈訊號12以及第二反相時脈訊號16，影像之資料DATA將分別由驅動積體電路11被寫入至玻璃基板上之所有畫素之中。

由於點反轉驅動方法中，相鄰兩畫素之資料極性(polarity；POL)是不同的，即掃描線101b之各畫素之資料與掃描線101g之各畫素之資料極性相反；而掃描線101g之各畫素之資料與掃描線101r之各畫素之資料極性亦為相反。例如掃描線101b、101r、103g之各畫素之資料極性為正；而掃描線101g、103b、103r之各畫素之資料極性則為負。因此，當掃描線101g中之各畫素藉由第二時脈訊號12之區間102p進行預充電時，正被寫入掃描線101b之各畫素的資料於掃描線101g進行預充電之同時亦會被寫入至掃描線101g之各畫素；然而，因相鄰兩畫素之資料極性不同的緣故，其影像資料亦有很大的差異性。更詳細地說，即掃描線101g進行預充電時而被寫入之掃描線101b之各畫素的資料與掃描線101g之各畫素應被寫入的資料有極大的不同，也因此會影響到液晶顯示器1之影像的顯示品質。同樣地，當掃描線101r中之各畫素藉由第一反相時脈訊號14之區間104p進行預充電時，正被寫入掃描線101g之各畫素的資料於掃描線101r進行預充電之同時也會被寫入至掃描線101r之各畫素當中。掃描線103b中之各畫素藉由第二反相時脈訊號16之區間106p進行預充電時，正被寫入掃描線101r之各畫素的資料於掃描線103b進行預充電之同時也會被寫入至掃描線103b之各畫素當中；因此，在每次掃描線進行預充電動作時，就會發生掃描線之各畫素在預充電時被寫入之資料與其最終應被寫入資料之極性相反的問題，且每一個畫面的週期就會發生三種顏色預充電資料寫入錯誤的問題。

為了解決上述問題，在先前技術領域中已發展出許多不同的驅動方法。舉例而言，第1C圖係為使用1－3行點反轉驅動方法(One Three Line Dot Inversion)之各掃描線之時脈示意圖。在第1C圖中，驅動積體電路11輸出一個正極性畫素資料之後，再連續輸出三個負極性的畫素資料。更詳細地說，掃描線101b、103g之各畫素之資料極性為正；而掃描線101g、101r、103b、103r之各畫素之資料極性則為負。由第1C圖可以看出，在掃描線101g中之各畫素藉由第二時脈訊號12之區間102p進行預充電、掃描線103g中之各畫素藉由第一時脈訊號10之區間108p進行預充電以及掃描線103r中之各畫素藉由第二時脈訊號12區間110p進行預充電時，將會發生掃描線之各畫素在預充電時被寫入之資料與其最終應被寫入資料之極性相反的問題。

第1D圖係為使用2－3行點反轉驅動方法(Two－Three Line Dot Inversion)之各掃描線之時脈示意圖。在第1D圖中，驅動積體電路11在輸出二個正極性畫素資料之後，再連續輸出三個負極性的畫素資料。更詳細地說，掃描線101b、101g、103r之各畫素之資料極性為正；而掃描線101r、103b、103g之各畫素之資料極性則為負。因此，2－3行點反轉驅動方法僅在掃描線101r中之各畫素藉由第一反相時脈訊號14之區間104p進行預充電時以及掃描線103r中之各畫素藉由第二時脈訊號12之區間110p進行預充電時，才會發生掃描線之各畫素在預充電時被寫入之資料與其最終應被寫入資料之極性相反的問題。

第1E圖係為使用3－3行點反轉驅動方法(Three－Three Line Dot Inversion)之各掃描線之時脈示意圖。在第1E圖中，驅動積體電路11在輸出三個正極性畫素資料之後，會再連續輸出三個負極性的畫素資料。更詳細地說，掃描線101b、101g、101r之各畫素之資料極性為正；而掃描線103b、103g、103r之各畫素之資料極性則為負。因此，3－3行點反轉驅動方法僅在掃描線103b中之各畫素藉由第二反相時脈訊號16之區間106p進行預充電時，才會發生掃描線之各畫素在預充電時被寫入之資料與其最終應被寫入資料之極性相反的問題。

雖然前段所述之各種點反轉驅動方法可以讓使用GOA之液晶顯示器的畫素驅動能力提昇，但這些方法都會使驅動積體電路11發送影像之資料DATA至各畫素時，在寫入特定顏色時產生極性錯誤的問題而影響到液晶顯示器1所顯示之影像的品質。

有鑑於此，製作一種具有系統面板之液晶顯示裝置，並能避免在寫入影像之資料時，液晶顯示裝置之各畫素間產生極性錯誤的問題，進而提昇液晶顯示裝置所顯示之影像品質，乃為此一業界亟待解決的問題。

由於傳統的點反轉驅動方法會產生前述之缺點，因此本發明之目的是提供一種可以改善點反轉驅動方法造成使用GOA之液晶顯示裝置影像品質不佳的問題。據此，本發明提供一種液晶顯示裝置，該液晶顯示裝置包含一畫素矩陣、一極性訊號產生器以及一驅動電路。該畫素矩陣具有複數個畫素，用以顯示一影像，該影像具有一第一畫面、一第二畫面、一第三畫面、一第四畫面、一第五畫面以及一第六畫面。該極性訊號產生器用以產生複數個極性訊號，該等極性訊號包含一第一極性訊號、一第二極性訊號、一第三極性訊號、一第四極性訊號、一第五極性訊號以及一第六極性訊號。該驅動電路根據該第一極性訊號輸出該第一畫面之資料，俾使該畫素矩陣顯示該第一畫面；根據該第二極性訊號輸出該第二畫面之資料，俾使該畫素矩陣顯示該第二畫面；根據該第三極性訊號輸出該第三畫面之資料，俾使該畫素矩陣顯示該第三畫面；根據該第四極性訊號輸出該第四畫面之資料，俾使該畫素矩陣顯示該第四畫面；根據該第五極性訊號輸出該第五畫面之資料，俾使該畫素矩陣顯示該第五畫面；並根據該第六極性訊號輸出該第六畫面之資料，俾使該畫素矩陣顯示該第六畫面。

在參閱圖式及隨後描述之實施方式後，具有本發明所屬技術領域之通常知識者便可瞭解本發明之其他目的、特徵及優點，以及本發明之技術手段及實施態樣。

如第2圖所示，本發明之第一實施例係為一種液晶顯示裝置2，其包含畫素矩陣21、極性訊號產生器23、驅動電路25、第一閘極電路27以及第二閘極電路29。畫素矩陣21包含複數條掃描線(為簡明起見，第2圖中僅以201b、201g、201r、203b、203g、203r、205b、205g、205r表示)，該等掃描線包含複數個畫素，該等畫素即用來顯示影像，該影像具有複數個畫面。極性訊號產生器23則用以產生複數個不同形式之極性訊號，並將這些極性訊號輸入至驅動電路25。驅動電路25則根據這些不同形式之極性訊號改變影像中不同畫面之資料DATA的極性，並將這些不同畫面之資料DATA輸入至畫素矩陣21，搭配第一閘極電路27以及第二閘極電路29之動作，使畫素矩陣21顯示該影像。

本發明之較佳實施例係以不同形式之極性訊號使得驅動電路25來改變影像中不同畫面之資料DATA的極性，這些不同形式之極性訊號包含以點反轉驅動方法、1－3行點反轉驅動方法、2－3行點反轉驅動方法以及3－3行點反轉驅動方法輸出之極性訊號。根據這些不同驅動方法搭配所輸出之極性訊號，將可適當地解決因極性錯誤所導致的畫面顯示問題。以下將說明不同搭配方式所輸出之不同畫面之資料DATA的極性。

第3圖係為其中一種不同搭配方式之各畫面資料之極性訊號示意圖。在液晶顯示裝置2之驅動電路25輸出影像之第一畫面至畫素矩陣21時，該影像之第一畫面將以極性訊號產生器23所產生之第一極性訊號30經由驅動電路25輸出至畫素矩陣21。更詳細地說，該影像之第一畫面將以1－3行點反轉驅動方法之正極性訊號30輸出至畫素矩陣21，此時，掃描線201b、203g之各畫素之資料極性為正；而掃描線201g、201r、203b、203r之各畫素之資料極性則為負。

當液晶顯示裝置2之驅動電路25輸出影像之第二畫面至畫素矩陣21時，該影像之第二畫面將以極性訊號產生器23所產生之第二極性訊號31經由驅動電路25輸出至畫素矩陣21。更詳細地說，該影像之第二畫面將以1－3行點反轉驅動方法之負極性訊號31輸出至畫素矩陣21，此時，掃描線201g、201r、203b、203r之各畫素之資料極性為正；而掃描線201b、203g之各畫素之資料極性則為負。由第3圖中可得知，第一極性訊號30以及第二極性訊號31互為反相。

當液晶顯示裝置2之驅動電路25輸出影像之第三畫面至畫素矩陣21時，該影像之第三畫面將以極性訊號產生器23所產生之第三極性訊號32經由驅動電路25輸出至畫素矩陣21。更詳細地說，該影像之第三畫面將以2－3行點反轉驅動方法之正極性訊號32輸出至畫素矩陣21，此時，掃描線201b、201g、203r之各畫素之資料極性為正；而掃描線201r、203b、203g之各畫素之資料極性則為負。

當液晶顯示裝置2之驅動電路25輸出影像之第四畫面至畫素矩陣21時，該影像之第四畫面將以極性訊號產生器23所產生之第四極性訊號33經由驅動電路25輸出至畫素矩陣21。更詳細地說，該影像之第四畫面將以2－3行點反轉驅動方法之負極性訊號33輸出至畫素矩陣21，此時，掃描線201r、203b、203g之各畫素之資料極性為正；而掃描線201b、201g、203r之各畫素之資料極性則為負。由第3圖中可得知，第三極性訊號32以及第四極性訊號33互為反相。

當液晶顯示裝置2之驅動電路25輸出影像之第五畫面至畫素矩陣21時，該影像之第五畫面將以極性訊號產生器23所產生之第五極性訊號34經由驅動電路25輸出至畫素矩陣21。更詳細地說，該影像之第五畫面將以3－3行點反轉驅動方法之正極性訊號34輸出至畫素矩陣21，此時，掃描線201b、201g、201r之各畫素之資料極性為正；而掃描線203b、203g、203r之各畫素之資料極性則為負。

當液晶顯示裝置2之驅動電路25輸出影像之第六畫面至畫素矩陣21時，該影像之第六畫面將以極性訊號產生器23所產生之第六極性訊號35經由驅動電路25輸出至畫素矩陣21。更詳細地說，該影像之第六畫面將以3－3行點反轉驅動方法之負極性訊號35輸出至畫素矩陣21，此時，掃描線203b、203g、203r之各畫素之資料極性為正；而掃描線201b、201g、201r之各畫素之資料極性則為負。而由第3圖中可得知，第五極性訊號34以及第六極性訊號35亦互為反相。

影像之第七畫面至第十二畫面同樣也是使用前段所述之1－3、2－3、3－3行點反轉驅動方法之極性訊號而經由驅動電路25輸出至畫素矩陣21。藉由循環更換極性訊號，將使得每二個畫面只會出現一次極性錯誤，將可大幅降低習知技術所產生之極性錯誤的次數。

第4圖係為另外一種不同搭配方式之各畫面資料之極性訊號示意圖。極性訊號產生器23僅增加產生之第七極性訊號40以及第八極性訊號41來搭配前段所述之各種極性訊號進行各畫面之輸出。更詳細地說，極性訊號產生器23產生點反轉驅動方法之正極性訊號40以及負極性訊號41來調整掃描線201b、201g、201r、203b、203g、203r之各畫素之資料極性。本發明並不限制極性訊號搭配的數目，亦即極性訊號產生器23可僅產生二個極性訊號或是包含二個以上之極性訊號用以調整掃描線中各畫素之資料極性，並不被限制於此實施例所描述之六或八個極性訊號。所屬技術領域具有通常知識者亦可使用其它數目之極性訊號以達到本發明之目的，故在此不再贅述。

本發明之第二實施例如第5圖所示，其為一種顯示影像之方法，此方法用於如第一實施例所述之液晶顯示裝置2。該方法說明如下。

首先執行步驟501，顯示第一畫面時，根據第一極性訊號輸出該第一畫面之資料。接下來執行步驟503，顯示第二畫面時，根據第二極性訊號輸出該第二畫面之資料。再執行步驟505，顯示第三畫面時，根據第三極性訊號輸出該第三畫面之資料。之後，執行步驟507，顯示第四畫面時，根據第四極性訊號輸出該第四畫面之資料。再執行步驟509，顯示第五畫面時，根據第五極性訊號輸出該第五畫面之資料。執行步驟511，顯示第六畫面時，根據第六極性訊號輸出該第六畫面之資料。隨後執行步驟513，顯示第七畫面時，根據第七極性訊號輸出該第七畫面之資料。最後，執行步驟515，顯示第八畫面時，根據第八極性訊號輸出該第八畫面之資料。

除了第5圖所描繪之步驟外，第二實施例亦能執行第一實施例所有操作及功能。具有本發明所屬技術領域之通常知識者當可瞭解，第5圖所示之實施例如何基於第一實施例以執行此等操作及功能，故不再贅述。

綜上所述，藉由改變不同極性訊號的方式，來降低每一種習知的點反轉驅動方法所造成之不同情況的畫素之資料極性錯誤，將可改善液晶顯示裝置所顯示之影像的品質。

上述之實施例僅用來例舉本發明之實施態樣，以及闡釋本發明之技術特徵，並非用來限制本發明之範疇。任何熟悉此技術者可輕易完成之改變或均等性之安排均屬於本發明所主張之範圍，本發明之權利範圍應以申請專利範圍為準。

1．．．液晶顯示器

10．．．第一時脈訊號

11．．．驅動積體電路

12．．．第二時脈訊號

13．．．第一閘極電路

14．．．第一反相時脈訊號

15．．．第二閘極電路

16．．．第二反相時脈訊號

101b、101g、101r、...、105b、105g、105r．．．掃描線

100、100p、108、108p．．．第一時脈訊號之區間

102、102p、110、110p．．．第二時脈訊號之區間

104、104p、112．．．第一反相時脈訊號之區間

106、106p．．．第二反相時脈訊號之區間

2．．．液晶顯示裝置

21．．．畫素矩陣

23．．．極性訊號產生器

25．．．驅動電路

27．．．第一閘極電路

29．．．第二閘極電路

201b、201g、201r、...、205b、205g、205r．．．掃描線

30．．．1－3行點反轉驅動方法之正極性訊號

31．．．1－3行點反轉驅動方法之負極性訊號

32．．．2－3行點反轉驅動方法之正極性訊號

33．．．2－3行點反轉驅動方法之負極性訊號

34．．．3－3行點反轉驅動方法之正極性訊號

35．．．3－3行點反轉驅動方法之負極性訊號

40．．．點反轉驅動方法之正極性訊號

41．．．點反轉驅動方法之負極性訊號

DATA．．．影像之資料

第1A圖係為一般使用系統面板的液晶顯示器之示意圖；第1B圖係為使用點反轉驅動方法之各掃描線之時脈示意圖；第1C圖係為使用1－3行點反轉驅動方法之各掃描線之時脈示意圖；第1D圖係為使用2－3行點反轉驅動方法之各掃描線之時脈示意圖；第1E圖係為使用3－3行點反轉驅動方法之各掃描線之時脈示意圖；第2圖係為本發明之第一實施例之示意圖；第3圖係為本發明之各極性訊號之時脈示意圖；第4圖係為本發明之各極性訊號之另一時脈示意圖；以及第5圖係為本發明之第二實施例之流程圖。

201b、201g、201r、...、205b、205g、205r．．．掃描線

30．．．1－3行點反轉驅動方法之正極性訊號

31．．．1－3行點反轉驅動方法之負極性訊號

32．．．2－3行點反轉驅動方法之正極性訊號

33．．．2－3行點反轉驅動方法之負極性訊號

34．．．3－3行點反轉驅動方法之正極性訊號

35．．．3－3行點反轉驅動方法之負極性訊號

40．．．點反轉驅動方法之正極性訊號

41．．．點反轉驅動方法之負極性訊號

DATA．．．影像之資料

Claims (14)

1. 一種顯示影像之方法，該影像具有第一畫面(frame)、第二畫面、第三畫面以及第四畫面，該方法包含下列步驟：顯示該第一畫面時，根據第一極性(polarity；POL)訊號輸出該第一畫面之資料，其中該第一極性訊號係以1-3行點反轉驅動方法輸出之正極性訊號；顯示該第二畫面時，根據第二極性訊號輸出該第二畫面之資料；顯示該第三畫面時，根據第三極性訊號輸出該第三畫面之資料，其中該第三極性訊號係以2-3行點反轉驅動方法之正極性訊號；以及顯示該第四畫面時，根據第四極性訊號輸出該第四畫面之資料。
2. 如請求項1所述之方法，其中該第一極性訊號與該第二極性訊號互為反相。
3. 如請求項1所述之方法，其中該第三極性訊號與該第四極性訊號互為反相。
4. 如請求項1所述之方法，該影像另具有第五畫面以及第六畫面，該方法另包含下列步驟：顯示該第五畫面時，根據第五極性訊號輸出該第五畫面之資料；以及顯示該第六畫面時，根據第六極性訊號輸出該第六畫面之資料。
5. 如請求項4所述之方法，其中該第五極性訊號與該第六極性 訊號互為反相。
6. 如請求項4所述之方法，該影像另具有第七畫面以及第八畫面，該方法另包含下列步驟：顯示該第七畫面時，根據第七極性訊號輸出該第七畫面之資料；以及顯示該第八畫面時，根據第八極性訊號輸出該第八畫面之資料。
7. 如請求項6所述之方法，其中該第七極性訊號與該第八極性訊號互為反相。
8. 一種顯示裝置，包含：一畫素矩陣，用以顯示影像，該影像具有第一畫面、第二畫面、第三畫面以及第四畫面；一極性訊號產生器，用以產生複數個極性訊號，該等極性訊號包含第一極性訊號、第二極性訊號、第三極性訊號以及第四極性訊號；以及一驅動電路，係根據該第一極性訊號輸出該第一畫面之資料，俾使該畫素矩陣顯示該第一畫面，其中該第一極性訊號係以1-3行點反轉驅動方法輸出之正極性訊號；根據該第二極性訊號輸出該第二畫面之資料，俾使該畫素矩陣顯示該第二畫面；根據該第三極性訊號輸出該第三畫面之資料，俾使該畫素矩陣顯示該第三畫面，其中該第三極性訊號係以2-3行點反轉驅動方法之正極性訊號；並根據該第四極性訊號輸出該第四畫面之資料，俾使該畫素矩陣顯示該第四畫面。
9. 如請求項8所述之顯示裝置，其中該第一極性訊號與該第二極性訊號互為反相。
10. 如請求項8所述之顯示裝置，其中該第三極性訊號與該第四極性訊號互為反相。
11. 如請求項8所述之顯示裝置，其中該影像另具有第五畫面以及第六畫面，該等極性訊號另包含第五極性訊號以及第六極性訊號，該驅動電路根據該第五極性訊號輸出該第五畫面之資料，俾使該畫素矩陣顯示該第五畫面並根據該第六極性訊號輸出該第六畫面之資料，俾使該畫素矩陣顯示該第六畫面。
12. 如請求項11所述之顯示裝置，其中該第五極性訊號與該第六極性訊號互為反相。
13. 如請求項11所述之顯示裝置，其中該影像另具有第七畫面以及第八畫面，該等極性訊號另包含第七極性訊號以及第八極性訊號，該驅動電路根據該第七極性訊號輸出該第七畫面之資料，俾使該畫素矩陣顯示該第七畫面並根據該第八極性訊號輸出該第八畫面之資料，俾使該畫素矩陣顯示該第八畫面。
14. 如請求項13所述之顯示裝置，其中該第七極性訊號與該第八極性訊號互為反相。