TWI409777B - 暫態控制之驅動方法、電路以及其影像顯示系統 - Google Patents

暫態控制之驅動方法、電路以及其影像顯示系統 Download PDF

Info

Publication number
TWI409777B
TWI409777B TW097149612A TW97149612A TWI409777B TW I409777 B TWI409777 B TW I409777B TW 097149612 A TW097149612 A TW 097149612A TW 97149612 A TW97149612 A TW 97149612A TW I409777 B TWI409777 B TW I409777B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
voltage level
liquid crystal
capacitor
voltage
pixel
Prior art date
Application number
TW097149612A
Other languages
English (en)
Other versions
TW200947409A (en
Inventor
Martin EDWARDS
Original Assignee
Innolux Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Innolux Corp filed Critical Innolux Corp
Publication of TW200947409A publication Critical patent/TW200947409A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI409777B publication Critical patent/TWI409777B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/36—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals
    • G09G3/3611—Control of matrices with row and column drivers
    • G09G3/3648—Control of matrices with row and column drivers using an active matrix
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/36—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2310/00—Command of the display device
    • G09G2310/02—Addressing, scanning or driving the display screen or processing steps related thereto
    • G09G2310/0243—Details of the generation of driving signals
    • G09G2310/0251—Precharge or discharge of pixel before applying new pixel voltage
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00—Control of display operating conditions
    • G09G2320/02—Improving the quality of display appearance
    • G09G2320/0219—Reducing feedthrough effects in active matrix panels, i.e. voltage changes on the scan electrode influencing the pixel voltage due to capacitive coupling
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00—Control of display operating conditions
    • G09G2320/02—Improving the quality of display appearance
    • G09G2320/0252—Improving the response speed
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2360/00—Aspects of the architecture of display systems
    • G09G2360/16—Calculation or use of calculated indices related to luminance levels in display data

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
  • Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Description

暫態控制之驅動方法、電路以及其影像顯示系統
本發明係關於一種影像顯示系統，尤指一種影像顯示系統之暫態控制驅動電路及其方法。
目前已知在像素定址後，液晶(LC)元件在電容量上的改變會影響影像顯示系統(特別是主動矩陣液晶顯示器)中像素之切換時間。
以通常為白色之TN型液晶顯示器為例，在不同亮度狀態之間切換時，像素之電容量亦會跟著改變，其中液晶元件在亮態時具有相對低之電容量，當其處於暗態時則具有相對高之電容量。一般而言，液晶元件之反應時間(即從一亮度狀態切換至另一亮度狀態所需之時間)比像素之充電時間長，因此像素定址後，電容量會發生變化。於像素定址之各個期間中(即維持期間)，係藉由像素電容量維持像素電壓，其中像素電容量一般是由液晶元件與一儲存元件之電容量所組成。在維持期間因液晶層電容量改變而導致之像素電容量的任何數值變化會使像素電壓改變。
第十二圖係顯示一主動矩陣液晶顯示器中一習知像素60之電路圖。像素60具有一儲存電容器61以及用以顯示像素60之亮度之一液晶(LC)電容器62，其中儲存電容器61與LC電容器62之電容量即構成像素60之像素電容量。一行驅動電壓源V1 係供應至像素60，並運載灰階資訊以決定像素60之亮度。藉由運用一控制訊號S1 以導通一開關63，使儲存電容器61及LC電容器62之一側充電至電壓源V1 之輸出電壓位準，即可對像素60定址，其中VLC 代表LC電容器62一側之電壓位準，其係供應至LC電容器62之驅動電壓。同時，對LC電容器62的另一側(即與VLC 側相對之一側)供應電壓源VCOM ，並對儲存電容器61的另一側(即與VLC 側相對之一側)供應電壓源VCAP ，其中VCOM 代表LC電容器62之共同電壓。
當該像素60由較亮態切換至較暗態時，供應至LC電容器62之驅動電壓VLC 之大小由較低值轉變成較高值，如第十三圖所示。第十三圖係顯示第十二圖所示之像素之定址，其中V1P 代表當以一正電壓對像素60定址時電壓源V1 之輸出電壓位準，而V1N 代表當以一負電壓對像素60定址時電壓源V1 之輸出電壓位準。驅動電壓VLC 值係相對於共同電壓VCOM 而增加以對LC電容器62充電，並將像素60切換至較暗態。
在利用較高之驅動電壓位準V1P 使像素60定址後之第一維持期間，LC電容器62將開始切換狀態而其電容量也會增加，這使得LC電容器62之電容量自像素60定址時之值增加，且因而降低LC電容器62兩端之電壓降的值。
請參考下列方程式：
其中VDROP 代表LC電容器62兩端電壓降的值，CS 代表儲存電容器61之電容量，CLC 代表LC電容器62之電容量之瞬間值，而CLC *代表充電期間結束開關63關閉時LC電容器62之電容量。
在像素60充電後，VDROP 係發生變化，此變化妨礙所欲之亮度變化，因此像素60於第一定址期間只部分移向新亮度狀態。於下一次像素60定址時，像素電容量再度被充電至對應所需之新亮度狀態之位準。一般而言，每次像素60定址時，電壓源V1 之極性會反向，而此反向電壓係以相對於電壓位準V1P 之電壓位準V1N 來表示，如第十三圖所示。在第二維持期間，當像素60之亮度狀態接近預設之穩態值的時候，LC電容器之電容量將再度增加，儘管此變化之幅度將小於之前。這會再一次導致VDROP 之值降低。
在改變LC電容器62之電壓位準VLC 後之每一次連續定址期間，像素亮度將更接近其穩態值，如第十四圖所示。第十四圖係顯示電壓位準VLC 及像素亮度之關係圖。即使LC電容器62之反應時間比一次定址期間短，對於像素60而言，在一次改變之後，其需要經過複數個定址期間以接近其新的穩態亮度。當像素由較暗態切換至較亮態時亦產生相同之作用；為了將60像素切換至較亮態，必須以一較低之電壓使像素60定址。於第一維持期間，在對像素供應較低電壓後，液晶將開始切換且其電容量將減少。當電容量CLC 減少時，像素60之電壓值VDROP 增加，而這會防礙像素之所欲亮度變化。
綜上所述，在主動式矩陣驅動條件下採用習知驅動方案時，由於液晶電容量取決於電壓之作用，因而即使液晶之反應時間比定址期間短，該像素由一第一亮度狀態切換至一第二亮度狀態之所需時間仍明顯延長。
本發明之目的在於提供一種影像顯示系統(特別是LC顯示器)之像素之暫態控制驅動方法及電路，以改善像素之切換行為。
本發明另一目的在於改善像素的耗電量，其透過限制行驅動電壓之增加與減少所需之行驅動電壓而行。
為達到上述之目的，本發明提供一種暫態控制驅動方法，用以將一像素電路之一液晶電容器自一第一電壓位準驅動至一第二電壓位準。此方法包含以下步驟：將液晶電容器自第一電壓位準驅動至一中間電壓位準；以及將液晶電容器由中間電壓位準驅動至第二電壓位準。
為達到上述之目的，本發明進一步提供一暫態控制驅動電路，用以將一像素電路之一液晶電容器由一第一電壓位準驅動至一第二電壓位準。該電路包含：液晶電容器；電耦接至液晶電容器之一儲存電容器；以及一開關裝置，用以控制儲存電容器以使其驅動至一第三電壓位準、控制液晶電容器以使其由第一電壓位準驅動至一中間電壓位準、以及控制液晶電容器使其經由與儲存電容器之電荷分享而自中間電壓位準驅動至第二電壓位準。
為達到上述之目的，本發明進一步提供一種影像顯示系統，該影像顯示系統包含：複數個像素電路，每一像素電路具有一暫態控制驅動電路以將一像素電路之一液晶電容器由一第一電壓驅動至一第二電壓，其中該暫態控制驅動電路包含：液晶電容器；電耦接至液晶電容器之儲存電容器；以及一開關裝置，用以控制儲存電容器以使其驅動至第二電壓、控制液晶電容器以使其由第一電壓驅動至一中間電壓，以及透過儲存電容器使液晶電容器由中間電壓驅動至第二電壓；一第一電壓源，用以將儲存電容器驅動至第三電壓位準；以及一第二電壓源，用以將液晶電容器由第一電壓位準驅動至中間電壓位準。
依上所述，本發明採用一種於兩個位準間驅動液晶元件之驅動方案，其中當液晶元件被驅動至第一位準時，液晶元件兩端之電壓降會被重設，而當其被驅動至第二位準時，液晶元件兩端之電壓降會增加，以達到預期之亮度狀態。
本發明提出之驅動方案可消除像素切換時之延遲現象，其係藉由在像素定址時使像素電壓無關於液晶電容量之值而行；本發明亦因應顯示器操作情況之改變而以一控制方式來修正像素之切換行為，以改善顯示器於顯示切換或移動影像時之性能。此外，在結合驅動方案與共同電極電壓之控制後，本發明亦減少了顯示器之耗電量。
本發明係藉由含有本發明較佳實施例之所附圖式予以充分描述，但在此描述之前應瞭解該領域技術人士可修改本文中所描述之發明，同時獲致本發明之功效。因此，需瞭解以下之描述對該領域技術人士而言為一廣泛之揭示，且其內容不在於限制本發明。
本發明係關於一種具有複數個像素之影像顯示系統。本發明提出一驅動方案，以改善像素之切換行為，且沒有額外成本之支出及複雜之訊號處理解決方案。
參閱第一圖，其顯示根據本發明一具體實施例之一像素10。像素10具有一儲存電容器11、一液晶(LC)電容器12及三個開關13、14、15，開關13、14、15代表主動裝置(如薄膜電晶體)，其係用以定址像素10。
藉由開關13供應一電壓源V1 以對儲存電容器11充電，藉由開關15供應另一電壓源V2 以對LC電容器12充電，而開關14係用於連接儲存電容器11與LC電容器12以供電荷分享之用，其中開關13、15係由控制訊號S1 所控制，而開關14係由控制訊號S2 控制。其中，VS 代表儲存電容器11之另一側之電壓位準，而VLC 代表LC電容器12之另一側之電壓位準。此外，電壓源VCOM 係供應至相對於LC電容器12具有VLC 之一側之另一側，而電壓源VCAP 係供應至相對於儲存電容器11具有VS 之一側之另一側。
參閱第二圖，其顯示第一圖所示之像素10的定址波形圖，其中V1P 代表行驅動電壓源V1 之高電壓位準，V1N 代表行驅動電壓源V1 之低電壓位準，VP 代表於穩態驅動情況下之正像素電壓位準，而VN 代表於穩態驅動情況下之負像素電壓位準。在此具體實施例中，電壓源V2 輸出之電壓位準係等同於電壓源VCOM 之輸出電壓位準。
當控制訊號S2 處於低之狀態，首先打開開關14以隔開二電容器11、12，接著控制訊號S1 轉為高之狀態，因此電壓位準VS 被充電至電壓源V1 之輸出電壓位準，而電壓位準VLC 被充電至電壓源V2 之輸出電壓位準。當電容器11、12完成充電，控制訊號S1 回歸至低之狀態，而兩電容器11、12與兩電壓源V1 、V2 隔離，接著S2 回歸成高之狀態，而電容器11、12連接在一起以進行電荷分享。
在發生電荷分享後，LC電容器12兩端之電壓可藉由以下方程式表示：
其中，CS 代表儲存電容器11之電容量之值，CLC 代表LC電容器12之電容量之瞬間或目前值，而VDROP 代表LC電容器12與儲存電容器11進行電荷分享後，LC電容器12兩端之電壓值，也因此代表電荷分享發生後，LC電容器12兩端之電壓。
在像素10定址時，電壓值VDROP 並非依LC電容器12之電容量而定，這是因為當像素10定址時，LC電容器12會放電，因此在電荷分享後，像素10之電荷並非依像素定址時LC電容器12之電容量之值而定。若LC電容器12之反應時間比定址期間短，則像素10將於所供應之驅動位準之變化之一次定址期間內達到正確之亮度狀態。
因此，於像素10定址時，電荷分享進行後之電壓值VDROP 並非依LC電容器12之電容量而定，而是取決LC電容器12之電容量之瞬間值CLC ，其對LC電容器12之切換時間具有良好效應。
在穩態條件下，當像素10達到預期穩態亮度，作用於LC電容器12之驅動電壓位準VLC 係依對應的LC電容器12之穩態電容量CLCSS 而定；然而，在像素10達到穩態條件前，作用於LC電容器12上的電壓位準係與LC電容器12之電容量之瞬間值CLC 不同。
當像素10由較高亮度狀態被驅動至較低亮度狀態時，瞬間值CLC 一開始將比穩態電容量CLCSS 低，而LC電容器12的電壓值VDROP 之瞬間值將比穩態值高。電壓值VDROP 之增加有助於驅動LC電容器12更快地轉至低亮度狀態，因此減少像素10之切換時間。
而當像素10由較低亮度狀態被驅動至較高亮度狀態時，最初之瞬間值CLC 將比穩態電容量CLCSS 高，而LC電容器12之電壓值VDROP 將比穩態值低。電壓值VDROP 之減少有助於驅動LC電容器12更快地轉至高亮度狀態，因此減少像素10之切換時間。因此，LC電容器12之電壓值VDROP 傾向於由電壓位準VLC 超過或未超過其穩態，如第三圖及第四圖所示。
第三圖係顯示橫跨LC電容器12兩端之電壓降超過穩態值，其中像素10由一對應較低驅動電壓位準VLC 之較高亮度狀態切換至一具有較高驅動電壓位準VLC 之較低亮度狀態。於像素10定址後，CLC 瞬間值最初低於其穩態值，電壓位準VLC 最初超過其穩態值VP ，而電壓值VDROP 超過其穩態值。當LC電容器12對電壓位準VLC 之增大作出反應以及電容量CLC 增加時，橫跨LC電容器12兩端之電壓值VDROP 減少且趨於穩態值。
第四圖係顯示橫跨LC電容器12兩端之電壓降未超過穩態值，其中像素10由一對應較高驅動電壓位準VLC 之較低亮度狀態切換至一具有較低驅動電壓位準VLC 之較高亮度狀態。於像素10定址後，CLC 瞬間值最初高過其穩態值，電壓位準VLC 最初未超過其穩態值VP ，而電壓值VDROP 未超過其穩態值。當LC電容器12對電壓位準VLC 之減少作出反應以及電容量CLC 減少時，橫跨LC電容器12兩端之電壓值VDROP 增加且趨於穩態值。
由上述具體實施例可知，電壓源V2 是設成接近或等同於供應至LC電容器12之一側之電壓位準，一般而言該電壓位準為共同電極電壓源VCOM 之輸出電壓位準，於是當像素10定址時，LC電容器12之電容量CLC 大部份或完全地被放電。因此，當像素10定址時，可使橫跨LC電容器12兩端之電壓值VDROP 大致上不受LC電容器12之電容量所影響。此外，於LC電容器12上產生電壓位準VLC 之方式，意味著當LC電容器12切換時，電壓位準VLC 將超過或未超過其穩態值，這將有助於增加LC電容器隨之改變狀態之速度。
在本發明一具體實施例中，電壓源V2 不再受到必須接近或等於電壓源VCOM 之輸出電壓位準此一條件所限制，而橫跨LC電容器12兩端產生之電壓源VDROP 之方程式修正如下：
其中，CLC *代表像素定址時LC電容器12之電容量，因此電壓位準VLC 被充電至電壓源V2 之輸出電壓位準。
電壓源VDROP 方程式的首項導致前述切換作用，其中若LC電容器12對像素10具有充分的反應時間，則在一次定址期間內即可達到預期狀態。方程式的第二項藉由改變電壓源V2 之輸出電壓位準修改電壓源VDROP 。
假如電壓源V2 與VCOM 兩者之輸出電壓位準相減(V2 -VCOM )之結果具有和電壓源V1 與VCOM 兩者之輸出電壓位準相減(V1 -VCOM )之結果相同的極性，那麼像素10以一過阻尼反應切換狀態，而像素10需要經過二個或數個定址期間以移至一新的狀態。假如(V2 -VCOM )具有與(V1 -VCOM )相反的極性，那麼像素10以一欠阻尼反應切換狀態，而像素10最初超過預期狀態，然後再次經過兩個或數個定址期間以接近穩態情況。
第五圖顯示在電壓源V2 之不同輸出電壓位準下，一較低亮度狀態與一較高亮度狀態之間的轉換情況。假如(V2 -VCOM )具有與(V1 -VCOM )相同的極性，那麼像素10以一過阻尼反應切換狀態，而像素10需要經過二個或數個定址期間以移至新的狀態。假如(V2 -VCOM )具有與(V1 -VCOM )相反的極性，那麼像素10以一欠阻尼反應切換狀態，而像素10最初超過預期狀態，然後再次經過兩個或數個定址期間以接近穩態情況。
若LC電容器12之反應時間比像素10之定址期間長，則LC電容器12之反應時間會趨向主導像素10整個切換行為之判斷。然而，選擇電壓源V2 之一能產生欠阻尼反應之輸出電壓位準有助於減少LC電容器12之切換時間。
如上文所述，(V2 -VCOM )相對於(V1 -VCOM )之極性決定切換行為之特性。(V2 -VCOM )之大小決定像素10之切換特性之欠阻尼或過阻尼程度。(V2 -VCOM )之大小可以預設成一導致預期暫態行為之特定值。或者，(V2 -VCOM )之大小可依LCD系統之操作情況，如溫度或影像內容，而變化。可以將電壓源V2 之輸出位準設成依像素10被驅動至之灰階而定，是以電壓源V1 與V2 係依影像資訊而定，這可以減少像素10之切換行為受亮度轉換之初始與最終灰階之影響程度。
如上文所述，當像素10於定址期間初期被充電時，本發明可大幅減少或消除像素亮度於一定址期間末期受像素10之狀態所影響的程度。這意味著若LC電容器12之反應時間比定址期間短，則驅動電壓大小改變後，像素10將會於一定址期間內達到正確的亮度狀態。代表影像資料之電壓源V1 並不直接對LC電容器12充電。於像素10定址時，橫跨LC電容器12兩端之電壓VDROP 是設成接近或等於0，而儲存電容器11被充電至電壓源V1 之輸出位準，該輸出位準代表影像資料之一亮度值。然後，藉由重新分配儲存電容器11與LC電容器12之間的電荷，影像資料被傳送至LC電容器12。
像素10之電壓源V1 以及像素10對電壓位準VLC 之任何改變作出反應後之最終亮度狀態在像素10被充電時不受LC電容器12之電容量影響。在本發明具體實施例中，電壓值VDROP 被放電的時間一般而言比LC電容器12之反應時間短，故此段時間內像素10之亮度或亮度狀態變化極小或幾乎沒有改變。
第六圖顯示本發明一具體實施例中一像素20之另一控制電路。像素20包含一儲存電容器21，一LC電容器22，以及兩個開關23與24，其中電壓源V1 與V2 如同圖七所示之一電壓源VC 依時序被供應至像素20之行連接。橫跨LC電容器22兩端之電壓VDROP 與圖一所示之實施例之方程式相同。
第八圖顯示本發明另一具體實施例中一像素30之一控制電路。像素30包含一儲存電容器31，一LC電容器32，以及三個開關33、34和35，其中藉由改變儲存電容31一側之電壓位準VS ，影像資料被連接至LC電容器32。當電壓位準VS 由電壓源V1 之輸出電壓位準被切換至電壓源VCAP 之輸出電壓位準時，儲存電容器31與LC電容器32之間會進行電荷重新分配。橫跨LC電容器32兩端之電壓值VDROP 可以藉由以下方程式呈現：
其中，若電壓源V2 與VCAP 之輸出電壓位準等於電壓源VCOM 之輸出電壓位準，則此方程式與圖一像素10之方程式除了首項符號相反之外，其餘完全相同。
如上文所述，在某些具體實施例中，於像素定址時，橫跨LC電容器兩端之電壓值不會被放電，而是像素被充電至一與透過儲存電容器被供應至像素之影像資料之交替極性同步之(在極性間交替之)電壓。此電壓可以具有與透過像素儲存電容器供應至LC電容器之電壓相同之極性，此時像素將具有一過阻尼切換回應；或者，該電壓可具有與經由儲存電容器提供至液晶之訊號相反之極性，此時像素將具有一欠阻尼切換回應。本發明進一步提出，於定址期間被供應至LC電容器之電壓可被修改以控制像素之切換行為並且改善影像顯示系統之表現。行驅動電壓位準可隨像素之預期亮度位準而改變，是以供應至LC電容器之電壓源也包含影像資料。
由於電荷分享之設計，本發明將需要比習知像素控制電路更高的行驅動電壓位準以設定一亮度狀態。以第六圖所示之像素20為例，其中供應至LC電容器22之電壓位準VLC 比行驅動電壓源V1 之輸出電壓位準低，因此像素20之電壓源V1 之所需輸出電壓位準比習知像素高。
在本發明一具體實施例中，行驅動電壓源V1 之輸出電壓位準具有一定的範圍以避免消耗更多電力。第九圖顯示圖六所示之像素20之行驅動電壓位準，其中電壓位準VMAX1 與VMIN1 代表電壓源V1 之輸出電壓位準之原始範圍，而VMAX2 與VMIN2 代表電壓源V1 之輸出電壓位準縮小後之範圍。
在具體實施例中，假如利用電壓源V2 提供像素20更多電壓藉此達到最高的驅動電壓位準，則電壓源V1 之輸出電壓位準之電壓範圍可以被限定。當電壓源V2 之輸出電壓位準不限於整個影像資料範圍內電壓源VCOM 之輸出電壓位準時，電壓源V1 之輸出電壓位準之範圍可以被縮小至電壓位準VMAX2 與VMIN2 。
在正驅動期間，當影像資料增加時，電壓源V1 之輸出電壓位準相對於電壓源VCOM 之輸出電壓位準變得更正，直到其達到在影像資料值/閾值(Threshold)之電壓位準VMAX2 為止。對於超過閾值之影像資料值，電壓源V1 之輸出電壓位準會維持在電壓位準VMAX2 ，而電壓源V2 之輸出電壓位準則被設定得更正以提供LC電容器22更多其所需要之驅動電壓。
在負驅動期間，當影像資料值增加時，電壓源V1 之輸出電壓位準相對於電壓源VCOM 之輸出電壓位準變得更負，直到其達到在影像資料值/閾值之電壓位準VMIN2 為止。對於超過閾值之影像資料值，電壓源V1 之輸出電壓位準會維持在電壓位準VMIN2 ，而電壓源V2 之輸出電壓位準則被設定得更負以提供LC電容器22更多其所需要之驅動電壓。
當電壓源V2 之輸出電壓位準不再維持在高過閾值之電壓源VCOM 之輸出電壓位準，像素20之切換行為將會被削弱直到電壓源V2 之輸出電壓位準等於電壓源V1 之輸出電壓位準為止，此時其切換行為將會跟習知驅動之切換行為相同。藉由以此種方式使電壓源V2 依影像資料而定，有可能做到以較高的行驅動電壓所導致的顯示器耗電量增加換取更佳地切換作用。
另外，有一特定影像資料值，即閾值，在此一閾值時，電壓源V1 之輸出電壓位準停止改變而電壓源V2 之輸出電壓位準開始改變。實際上，最好在電壓源V1 之輸出電壓位準達到最大電壓位準VMAX2 之前開始增加電壓源V2 之輸出電壓位準，如此一來電壓源V1 與V2 之輸出電壓位準均在一影像資料值範圍內改變，這有助於避免任何與自控制電壓源V1 之輸出電壓位準之影像資料切換至控制電壓源V2 之輸出電壓位準之影像資料相關聯之影像誤差(image artifacts)。欲達到一特定LC驅動電壓位準需要電壓源V1 與V2 之輸出電壓位準，因此可以利用圖一所示之關係圖預測一特定穩態像素亮度。
在本發明一具體實施例中，由於結合電荷驅動方法與共同電極驅動方因而減少對電壓源V1 之輸出電壓位準之要求。在共同電極驅動方法中，一差動電壓(重設電壓)被供應至LC電容器22，因此當V1 之極性為正時，VCOM 之極性將會是負；當V1 之極性為負時，VCOM 之極性將會是正。第十圖顯示圖六像素20之共同電極電壓與行驅動電壓之波形圖，其中VCP 代表負驅動期間VCOM 之正電壓位準，VCN 代表正驅動期間VCOM 之負電壓位準，而VCM 代表VCOM 之均值電壓位準。在此一具體實施例中，當中間電壓位準VCM 被供應至共同電極電壓源VCOM 時，最好重設LC電容器22。
在重設電壓被供應至LC電容器22的期間，共同電極電壓源VCOM 被切換至其均值VCM 而此一相同電壓亦被供應至行電極。利用此方法，與供應共同電極電壓至顯示器之行之需求相關聯之行電壓範圍將不會增加。
此外，第九圖所示之電壓源V1 範圍與電壓源VCOM 之變動可以被結合起來，如第十一圖所示，其中電壓源V2 之輸出電壓位準並未被設成與電壓源VCOM 之輸出電壓位準相同以獲得較低的資料值，而是設成一介於電壓源V1 與VCOM 之輸出電壓位準之間的值以獲得最高的資料值。交替驅動電壓方案的一部分可以經由驅動電壓VCOM 或像素之VCAP 被應用在像素上，而最好可以將V1 的值限定在最低與最高資料值，如圖十一所示。
對於落在一較低值(閾值A)與一較高值(閾值B)之間的資料值，電壓源V2 之輸出電壓位準是設成等同於在電壓位準VCM 之電壓源VCOM 之輸出電壓位準，而電壓源V1 之輸出電壓位準會變化以控制像素之亮度。
對於低於閾值A的資料值，電壓源V1 之輸出電壓位準於一正定址期間是限定在一電壓位準VMIN3 ，於一負定址期間則是限定在一電壓位準VMAX3 ；電壓源V2 之輸出電壓位準是設成一介於電壓源V1 之輸出電壓位準與均值共同電極電壓位準VCM 之間的值，此數值在電荷分享進行之後被選取，用以在LC電容器上產生所需要的電壓。
對於高過閾值B的資料值，電壓源V1 之輸出電壓位準於一正定址期間是限定在電壓位準VMAX3 ，於一負定址期間則是限定在電壓位準VMIN3 ；電壓源V2 之輸出電壓位準再度被設成一介於電壓源V1 之輸出電壓位準與均值共同電極電壓位準VCM 之間的位準，此數值在電荷分享進行之後被選取，用以在LC電容器上產生所需要的電壓。
因此，為大多數的影像資料值保留電荷驅動方法的優點時，電壓源V1 之輸出電壓位準之範圍可以被縮小。
綜言之，本發明不只提出驅動方案，以橫跨LC電容器兩端之電壓降不依液晶電容量的值而定之方法使像素定址，藉此達到消除像素切換延遲的問題，也因應顯示器操作情況的改變以一控制的方式修改像素的切換行為，以改善顯示器顯示切換或移動影像時之表現。此外，本發明也結合驅動方案與共同電極電壓之控制，減少像素的耗電量。
在詳細說明本發明的較佳實施例之後，熟悉該項技術人士可清楚的瞭解，在不脫離下述申請專利範圍與精神下可進行各種變化與改變，且本發明亦不受限於說明書中所舉實施例的實施方式。
10、20、30、60．．．像素
11、21、31、61．．．儲存電容器
12、22、32、62．．．液晶電容器
13～15．．．開關
23～25．．．開關
33～35．．．開關
63．．．開關
藉由附圖及詳細說明，將容易了解本發明較佳實施例之目的、精神及優點，其中：
第一圖係顯示本發明一具體實施例中之像素的電路圖。
第二圖係顯示第一圖中所示之像素之定址波形圖。
第三圖係顯示第一圖中所示之像素的過衝(overshoot)波形圖。
第四圖係顯示第一圖中所示之像素的下衝(undershoot)波形圖。
第五圖係顯示第一圖中所示之像素之像素亮度波形圖。
第六圖係顯示本發明另一具體實施例中之像素的電路圖。
第七圖係顯示第六圖所示之像素之定址波形圖。
第八圖係顯示本發明又一具體實施例中之像素的電路圖。
第九圖係顯示第六圖所示之像素的行驅動電壓之電壓位準。
第十圖係顯示第六圖所示之像素中切換行為的波形圖。
第十一圖係顯示具有三種共同電極電壓位準之像素中行驅動電壓的電壓位準。
第十二圖係顯示一主動矩陣LC顯示器之一習知像素之電路圖。
第十三圖係顯示第十二圖所示之像素的定址波形圖。
第十四圖係顯示第十二圖所示之像素的像素亮度波形圖。
10．．．像素
11．．．儲存電容器
12．．．液晶電容器
13～15．．．開關

Claims (13)

  1. 一種暫態控制驅動方法，用以將一像素電路之一液晶電容器自一第一電壓位準驅動至一第二電壓位準，該方法包含以下步驟：透過一第一開關將該像素電路之一儲存電容器驅動至一第三電壓位準；透過一第二開關將該液晶電容器自該第一電壓位準驅動至一中間電壓位準；以及透過連接該液晶電容器與該儲存電容器之一第三開關，控制該液晶電容器及該儲存電容器之電荷分享，以將該液晶電容器自該中間電壓位準驅動至該第二電壓位準；其中，該液晶電容器自該第一電壓位準驅動至該中間電壓位準，而後再調整成該第二電壓位準，以消除該像素電路之延遲。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之暫態控制驅動方法，其中該儲存電容器係透過一第一電源被驅動至該第三電壓位準。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之暫態控制驅動方法，其中該液晶電容器係透過一第二電源而自該第一電壓位準驅動至該中間電壓位準。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之暫態控制驅動方法，其中在該液晶電容器被驅動至該中間電壓位準時，重設該液晶電容器兩端之電壓降。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之暫態控制驅動方法，其中該第二電壓位準係對應自該像素電路所接收之一亮度值。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之暫態控制驅動方法，其中該液晶電容器兩端之該電壓降具有之一電壓位準係對應所接收 之該亮度值。
  7. 一種暫態控制驅動電路，用以將一像素電路之一液晶電容器自一第一電壓位準驅動至一第二電壓位準，該電路包含：該液晶電容器；一儲存電容器，其電耦接至該液晶電容器；以及一開關裝置，包含：一第一開關用以控制該儲存電容器以使其被驅動至一第三電壓位準，一第二開關控制該液晶電容器以使其自該第一電壓位準驅動至一中間電壓位準，以及一第三開關控制該液晶電容器與該儲存電容器間之電荷分享，以控制該液晶電容器自該中間電壓位準驅動至該第二電壓位準；其中，該液晶電容器自該第一電壓位準驅動至該中間電壓位準，而後再調整成該第二電壓位準，以消除該像素電路之延遲。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之暫態控制驅動電路，其中該第一開關控制該儲存電容器電耦接至一第一電源，以控制該儲存電容器驅動至該第三電壓位準，該第二開關控制該液晶電容器電耦接至一第二電源，以控制該液晶電容器自該第一電壓位準驅動至該中間電壓位準，以及該第三開關控制該儲存電容器電耦接至該液晶電容器，以控制該液晶電容器與該儲存電容器間之電荷分享。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之暫態控制驅動電路，其中當該液晶電容器被驅動至該中間電壓位準時，該液晶電容器兩端之電壓降係重設。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之暫態控制驅動電路，其中該第二電壓位準值對應自該像素電路所接收之一亮度值。
  11. 如申請專利範圍第7項所述之暫態控制驅動電路，其中該液 晶電容器兩端之電壓降具有之一電壓位準係對應所接收之該亮度值。
  12. 一種影像顯示系統，包含：複數個像素電路，每一像素電路具有如申請專利範圍第7項所述之一暫態控制驅動電路；一第一電壓源，用以將該儲存電容器驅動至該第三電壓位準；以及一第二電壓源，用以將該液晶電容器由該第一電壓位準驅動至該中間電壓位準。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之影像顯示系統，其中該影像顯示系統係為一手機、一數位相機、一個人數位助理、一筆記型電腦、一桌上型電腦、一電視、一全球定位系統、一車用顯示器、一航空用顯示器、一數位相框或一可攜式DVD放影機。
TW097149612A 2007-12-25 2008-12-19 暫態控制之驅動方法、電路以及其影像顯示系統 TWI409777B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US1657707P 2007-12-25 2007-12-25
EP08154028A EP2075789A3 (en) 2007-12-25 2008-04-03 Transient control drive method and circuit, and image display system thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW200947409A TW200947409A (en) 2009-11-16
TWI409777B true TWI409777B (zh) 2013-09-21

Family

ID=39710969

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW097149612A TWI409777B (zh) 2007-12-25 2008-12-19 暫態控制之驅動方法、電路以及其影像顯示系統

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20090225245A1 (zh)
EP (1) EP2075789A3 (zh)
JP (1) JP2009157381A (zh)
KR (1) KR20090069252A (zh)
TW (1) TWI409777B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101708384B1 (ko) 2010-06-15 2017-02-21 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치
EP2549467A1 (en) * 2011-07-19 2013-01-23 TP Vision Holding B.V. LCD display with overdriving to improve discharging time
TW201535347A (zh) * 2014-03-12 2015-09-16 Au Optronics Corp 液晶顯示器的畫素電路及其控制方法
CN103996392B (zh) * 2014-05-12 2016-04-13 合肥鑫晟光电科技有限公司 一种调整屏幕亮度的方法、电路及显示装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5510807A (en) * 1993-01-05 1996-04-23 Yuen Foong Yu H.K. Co., Ltd. Data driver circuit and associated method for use with scanned LCD video display
US5909262A (en) * 1996-02-05 1999-06-01 International Business Machines Corporation Semiconductor device and driving method for semiconductor device
TW502234B (en) * 2001-05-21 2002-09-11 Chi Mei Optoelectronics Corp Sub-frame driving method
CN1389847A (zh) * 2001-06-04 2003-01-08 精工爱普生株式会社 运算放大电路、驱动电路及驱动方法
WO2007108561A1 (en) * 2006-03-23 2007-09-27 Sharp Kabushiki Kaisha Active matrix liquid crystal device

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05119346A (ja) * 1991-10-25 1993-05-18 Sanyo Electric Co Ltd 液晶表示装置
US5666130A (en) * 1994-08-10 1997-09-09 Hughes Aircraft Company Point addressable display assembly, method of operating same, and method of fabricating same
US6181311B1 (en) * 1996-02-23 2001-01-30 Canon Kabushiki Kaisha Liquid crystal color display apparatus and driving method thereof
US5903248A (en) * 1997-04-11 1999-05-11 Spatialight, Inc. Active matrix display having pixel driving circuits with integrated charge pumps
JP3704984B2 (ja) * 1998-12-28 2005-10-12 株式会社日立製作所 液晶表示装置
JP3832240B2 (ja) * 2000-12-22 2006-10-11 セイコーエプソン株式会社 液晶表示装置の駆動方法
JP2002350810A (ja) * 2001-05-23 2002-12-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd 液晶表示装置及びその駆動方法並びに画像表示応用機器
JP3818173B2 (ja) * 2002-02-27 2006-09-06 日本ビクター株式会社 液晶表示装置
GB0214468D0 (en) * 2002-06-24 2002-08-07 Imec Inter Uni Micro Electr Refresh pixel circuit for active matrix
GB0318611D0 (en) * 2003-08-08 2003-09-10 Koninkl Philips Electronics Nv Circuit for signal amplification and use of the same in active matrix devices
US7224342B2 (en) * 2004-06-05 2007-05-29 Vastview Technology Inc. Method and device used for eliminating image overlap blurring phenomenon between frames in process of simulating CRT impulse type image display
JP2006235267A (ja) * 2005-02-25 2006-09-07 Sony Corp 半導体装置の駆動方法および駆動装置並びに半導体装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5510807A (en) * 1993-01-05 1996-04-23 Yuen Foong Yu H.K. Co., Ltd. Data driver circuit and associated method for use with scanned LCD video display
US5909262A (en) * 1996-02-05 1999-06-01 International Business Machines Corporation Semiconductor device and driving method for semiconductor device
TW502234B (en) * 2001-05-21 2002-09-11 Chi Mei Optoelectronics Corp Sub-frame driving method
CN1389847A (zh) * 2001-06-04 2003-01-08 精工爱普生株式会社 运算放大电路、驱动电路及驱动方法
WO2007108561A1 (en) * 2006-03-23 2007-09-27 Sharp Kabushiki Kaisha Active matrix liquid crystal device

Also Published As

Publication number Publication date
TW200947409A (en) 2009-11-16
EP2075789A3 (en) 2010-01-06
US20090225245A1 (en) 2009-09-10
EP2075789A2 (en) 2009-07-01
KR20090069252A (ko) 2009-06-30
JP2009157381A (ja) 2009-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7764260B2 (en) Liquid crystal panel driving device
US7944439B2 (en) Display device
US7268762B2 (en) Display device, driving circuit for the same and driving method for the same
US10762848B2 (en) Display device and driving method for the same
CN109523969B (zh) 显示面板的驱动电路及其方法，以及显示装置
US8823693B2 (en) Display device and method of controlling the same
KR100630799B1 (ko) 전압 공급 회로, 전압 공급 방법, 전원 회로, 전기 광학 장치 및 전자기기
US20070013573A1 (en) Display apparatus, data line driver, and display panel driving method
TWI417843B (zh) 對偶畫素單元及對偶驅動電路
US20160372040A1 (en) A pixel circuit, display panel and driving method thereof
WO2019033807A1 (zh) 用于显示装置的驱动电路、电压转换电路、显示装置及其关机控制方法
CN102436793A (zh) 像素电路及其驱动方法
CN107610632B (zh) 显示驱动电路、电源管理装置、显示设备及其驱动方法
JP2007011346A (ja) 表示装置及び表示装置用駆動装置
TWI409777B (zh) 暫態控制之驅動方法、電路以及其影像顯示系統
CN114724511B (zh) 像素驱动电路、像素驱动方法及显示面板
JP3584830B2 (ja) 半導体装置並びにそれを用いた液晶装置及び電子機器
KR102433843B1 (ko) 전압 발생기를 포함하는 표시 장치
US20130249885A1 (en) Display devices, sensing circuits and methods for sensing and compensating for threshold voltage shift of transistor
US20120200549A1 (en) Display Device And Drive Method For Display Device
CN113066439A (zh) 一种像素电路、驱动方法、电致发光显示面板及显示装置
US20090267885A1 (en) Pixel circuitry and driving method thereof
US20060170638A1 (en) Video driver with integrated sample-and-hold amplifier and column buffer
TWI396169B (zh) 液晶顯示裝置及電子裝置
JP2006504131A (ja) 電荷共有を有するディスプレイ装置

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees