TWI421842B - 液晶顯示器 - Google Patents

Description

液晶顯示器

本發明係關於一種液晶顯示器。

液晶顯示器因具有體積小、品質輕、厚度薄、耗電低、不閃爍、輻射少等特性，已廣泛應用於電視、筆記型計算機、行動電話、個人數位助理等電子設備。

液晶顯示器通常包括一液晶顯示面板及一為該液晶顯示面板提供平面光之背光模組。該液晶顯示面板通常包括公共電極、畫素電極及複數受該公共電極及該畫素電極驅動而扭轉之液晶分子。當施加到該公共電極及畫素電極之間之電壓變化時，該液晶分子之扭轉角度不同，從而該液晶顯示面板之光通過率不同，配合彩色濾光片即可實現不同畫面之顯示。

然而，液晶分子卻具有這樣一種特性：當加載到液晶分子兩側之電場方向長時間保持不變，液晶分子之物理特性會遭到破壞，即無法再根據電場之變化來做相應之轉動。因此，業界通常將反轉驅動方法應用於液晶顯示器，即每隔一定時間就改變加載到液晶層兩側之電場之方向，使液晶分子交替在相反之方向上偏轉，以防止其物理特性遭到破壞。目前，液晶顯示器之反轉驅動方法包括幀反轉驅動(Frame Inversion)、行反轉驅動(Line/Row Inversion)、列反轉驅動(Column Inversion)及點反轉驅動(Dot Inversion)。

在反轉驅動方法中，施加至該公共電極之公共電壓訊號係一正負極性不斷交替變化之反轉電壓訊號，且頻率較高，而該公共電極於該液晶顯示面板上係一面積較大層狀結構，其被施加上述訊號易發生共振現象，而產生躁聲，影響人們之工作及生活。

有鑑於此，有必要提供一種可以改善公共電壓產生之噪聲之液晶顯示器。

一種液晶顯示器，其包括一液晶顯示面板、一掃描驅動電路、一資料驅動電路及一公共電壓產生電路，該掃描驅動電路用於施加一系列掃描訊號至該液晶顯示面板，該資料驅動電路用於施加複數灰階電壓至該液晶顯示面板，該公共電壓產生電路用於施加一公共電壓訊號至該液晶顯示面板，該液晶顯示面板用於依序顯示每一幀畫面，每一幀畫面時間定義一顯示時段，相鄰之兩幀畫面之間之時間定義一空置時段，該公共電壓在該顯示時段係一極性反轉訊號，該公共電壓在該空置時段係一直流電壓訊號。

一種液晶顯示器，其包括一液晶顯示面板、一掃描驅動電路、一資料驅動電路及一公共電壓產生電路，該掃描驅動電路用於施加一系列掃描訊號至該液晶顯示面板，該資料驅動電路用於施加複數灰階電壓至該液晶顯示面板，該公共電壓產生電路用於施加一公共電壓訊號至該液晶顯示面板，該液晶顯示面板用於依序顯示每一幀畫面，每一幀畫面時間定義一顯示時段，相鄰之兩幀畫面之間之時間定義一空置時段，該公共電壓訊號在該顯示時段係一連續之方波訊號，該公共電壓訊號在該空置時段電壓極性不變。

一種液晶顯示器，其包括一液晶顯示面板、一掃描驅動電路、一資料驅動電路及一公共電壓產生電路，該掃描驅動電路用於施加一系列掃描訊號至該液晶顯示面板，該資料驅動電路用於施加複數灰階電壓至該液晶顯示面板，該公共電壓產生電路用於施加一公共電壓訊號至該液晶顯示面板，該液晶顯示面板用於依序顯示每一幀畫面，每一幀畫面時間定義一顯示時段，相鄰之兩幀畫面之間之時間定義一空置時段，該公共電壓訊號在該顯示時段係一連續之方波訊號，該公共電壓在該空置時段之頻率比在該顯示時段之頻率低。

與先前技術相比較，本發明液晶顯示器通過在相鄰之兩幀畫面之空置時段，將該公共電壓設置直流電壓訊號，使得該公共電壓在該空置時段固定不變或者極性不變或者頻率較低，從而在整個時間段內該公共電壓引起之共振現象被破壞，進而有效改善公共電壓產生噪聲之現象。

請參閱圖1，其係本發明液晶顯示器一較佳實施方式之等效電路示意圖。該液晶顯示器1包括一液晶顯示面板10、一掃描驅動電路11、一資料驅動電路12及一公共電壓產生電路18。該掃描驅動電路用於掃描該液晶顯示面板10，其輸出一系列掃描電壓訊號至該液晶顯示面板10。該資料驅動電路12用於在該液晶顯示面板10被掃描時施加複數灰階電壓訊號到該液晶顯示面板10。該公共電壓用於輸出一公共電壓訊號至該液晶顯示面板10。

該液晶顯示面板10包括複數相互平行之掃描線13、複數相互平行且與該掃描線13垂直絕緣相交之資料線14、複數由該複數掃描線13與複數資料線14相交構成之最小矩形區域定義之畫素單元16。該每一畫素單元16包括一薄膜電晶體15、一畫素電極151及一公共電極152。每一薄膜電晶體15包括一閘極(未標示)、一源極(未標示)及一汲極(未標示)，該閘極對應連接至對應之一掃描線13，該源極連接至對應之一資料線14，該汲極連接至該畫素電極151。每一畫素單元16中，該畫素電極151、該公共電極152及夾於該畫素電極151、該公共電極152之間之液晶層(圖未示)組成一液晶電容(未標示)。

該複數掃描線13分別連接至該掃描驅動電路11，用於接收該一系列掃描電壓訊號。該複數資料線14分別連接至該資料驅動電路12，用於接收該複數灰階電壓訊號。該複數公共電極152一併連接至該公共電壓產生電路18，用於接收該公共電壓訊號。

請一併參閱圖2，其係圖1所示之液晶顯示器1之驅動訊號波形圖。G1~Gn分別表示該複數掃描線13上之複數掃描電壓訊號之波形，Vd表示任意一資料線14上之灰階電壓訊號之波形，Vcom表示該公共電極152上之公共電壓訊號之波形。

該掃描電壓訊號實際上係一系列時間長度為T之高電壓脈衝。通常，該複數掃描線13被依序全部施加一次高電壓脈衝之時間定義為一幀(frame)畫面時間，且在一幀畫面時間內之任意時刻，只有一條掃描線13被施加該高電壓脈衝。進一步來講，在該複數掃描線13被依序施加高電壓脈衝之一幀畫面時間內，該資料驅動電路12依序輸出之代表一幀畫面之複數灰階電壓訊號分別被寫入每一個畫素電極151，該公共電壓產生電路18輸出之公共電壓訊號被寫入該複數公共電極152，進而使該液晶顯示器1之所有畫素單元16均實現一次顯示，該液晶顯示器1顯示一幀畫面，因此該一幀畫面時間也可以定義為該液晶顯示器1之顯示時段。

如圖2所示，具體而言，在第一幀畫面時間內，當一條掃描線13被施加高電壓脈衝時，該高電壓脈衝使與該掃描線電連接之複數薄膜電晶體15導通，同時，該資料驅動電路12施加複數灰階電壓訊號至該複數資料線14，該複數灰階電壓訊號分別通過該複數資料線14、該複數薄膜電晶體15之源極及汲極對應寫入該複數畫素電極151，此時，該公共電壓產生電路也輸出一公共電壓訊號至該複數公共電極152，使得該畫素電極151與該公共電極152構成之液晶電容具有一液晶夾壓驅動液晶分子扭轉，進而該條掃描線13上之複數畫素單元16實現顯示。當該複數掃描線13被依序全部施加一次高電壓脈衝後，該液晶顯示器1之所有畫素單元16都實現一次顯示，即，該液晶顯示器1實現第一幀畫面之顯示。其中，在第一幀畫面時間內， 該公共電壓訊號係一極性反轉訊號，詳細之說，該公共電壓訊號係一正負極性交替變化之方波脈衝訊號，其包括一正幅值及一負幅值，該正幅值可以為3V，及負幅值可以為-3V。

通常，該資料驅動電路12係以幀為單位將接收到之畫面資料轉化成複數灰階電壓訊號，並將一幀畫面之複數灰階電壓訊號連續輸出，然而，該資料驅動電路12將一幀畫面之複數灰階電壓訊號輸出完畢到開始輸出下一幀畫面之複數灰階電壓訊號之前需要一定之準備時間(或者說等待時間)。因此，該第一幀畫面完成顯示時至該第二幀畫面開始顯示時之時間定義了一空置時段(Dummy Cycle)，即相鄰兩幀畫面之間之時間定義該空置時段，該空置時段為該資料驅動電路12為顯示下一幀畫面所需要之準備時間(或者說等待時間)。

當該液晶顯示器1已經完成顯示一幀畫面之顯示，該液晶顯示器1將進入該空置時段。在該空置時段內，該掃描驅動電路11可以施加到複數掃描線13相同之掃描電壓訊號，其中該掃描電壓訊號可以係一連續之複數高電壓脈衝組成之方波；該資料驅動電路12可以重複施加第一幀畫面之灰階電壓訊號到該複數資料線14，該灰階電壓訊號也可以係一連續之脈衝方波；該公共電壓產生電路18則輸出一極性不發生變化之公共電壓訊號至該複數公共電極152。

具體而言，該公共電壓訊號在該空置時段固定不變，其可以為一直流電壓訊號，優選範圍為該公共電壓訊號在顯示時段(即一幀畫面時間，比如該第一幀畫面時間)之負幅值與正幅值之間，如-3V至3V。優選地，該直流電壓訊號等於該正幅值及該負幅值之中間值，即該直流電壓訊號優選值為0V，係一接地電壓。

該空置時段之具體長度可以根據該液晶顯示器1各電路及元件之具體結構設置的，通常，對於240*320解晰度 之液晶顯示器，一幀畫面時間大致為16.6ms，該空置時段可以在3~4ms之間。

當該資料驅動電路12已經完成顯示下一幀畫面之準備，該液晶顯示器1將進入下一幀畫面時間，並不斷重複前述一幀畫面時間及前面空置時段之所有動作與步驟。如圖2所示，該液晶顯示器1進入第二幀畫面時間，在該第二幀畫面時間內，該液晶顯示器1之各部分重複第一幀畫面時間內之所有動作與步驟，以完成該第二幀畫面之顯示；完成該第二幀畫面顯示後，該液晶顯示器1再進一空置時段並重複前一空置時段內之所有動作與步驟，此處就不再贅述。

請參閱圖3，其係圖1所示之液晶顯示器1與先前技術液晶顯示器之噪聲測試結果之比較圖。其中，該噪聲測試之環境要求如下：當環境中聲音(即環境中之噪聲)之頻率在1kHz以下時，該環境中聲音之強度不高於10dB；當環境中聲音之頻率在1kHz以上時，該環境中聲音之強度不高於5dB。圖3中，橫坐標表示聲音之頻率，單位為kHz；縱坐標表示聲音之頻率，單位為dB；圓形點代表先前技術液晶顯示器之噪聲測試結果；方形點代表本發明液晶顯示器1之噪聲測試結果。

通過觀察圖3可知：先前技術液晶顯示器頻率在1kHz時之聲音強度大概為8dB，本發明液晶顯示器1頻率在1kHz時之聲音強度大概只有6dB；先前技術液晶顯示器頻率在3kHz時之聲音強度大概為14dB，而本發明液晶顯示器1頻率在3kHz時之聲音強度大概為10dB；先前技術液晶顯示器頻率在5kHz時之聲音強度大概為10dB，本發明液晶顯示器1頻率在5kHz時之聲音強度只有4dB。可以看出，本發明液晶顯示器1產生之噪聲相對於先前技術液晶顯示器有很大幅度之降低，有效改善了液晶顯示器產生之噪聲問題。

與先前技術相比較，本發明液晶顯示器1在該相鄰兩幀畫面之間之空置時段內，施加至該複數公共電極152之公共電壓訊號固定不變，為一直流電壓訊號，從而破壞公共電壓訊號極性反轉發生共振現象，進而有效改善公共電壓產生噪聲之現象。

進一步地講，在該空置時段將該公共電壓訊號設置為0V，不僅可以有效改善公共電壓產生噪聲之現象，還可以達到降低該液晶顯示器1之功耗，達到節省電能之效果。

然而，本發明液晶顯示器1並不限於上述實施方式所述，如：在該空置時段，該複數掃描線13上之掃描電壓訊號也可以都不相同，或者都沒有掃描電壓訊號；該資料線14上之灰階電壓訊號也可以不是重複前幀畫面之灰階電壓訊號，或者沒有灰階電壓訊號。因為該空置時段相對於一幀畫面時間較短，即相對於顯示時段較短，人眼根本沒辦法察覺到液晶顯示器1在該空置時段之畫面變化，所以無論該空置時段之掃描電壓訊號及灰階電壓訊號變化如何，事實上並不會影響到該液晶顯示器1之畫面顯示效果。

請參閱圖4，其係本發明液晶顯示器一變形實施方式之公共電壓訊號波形圖。該變形實施方式與該較佳實施方式之液晶顯示器1之主要區別在於：在空置時段，該公共電壓之極性係不變的，為正極性(或者負極性)，但該公共電壓之可以變化，優選地，在顯示時段之公共電壓訊號之0V及正幅值範圍內(或者負幅值範圍內)變化。

該變形實施方式中，該公共電壓之極性不變，也可以在一定程度上破壞公共電壓訊號極性反轉發生共振現象，進而有效改善公共電壓產生噪聲之現象。

圖5係本發明液晶顯示器另一變形實施方式之公共電壓訊號波形圖。該變形實施方式與該較佳實施方式之液晶顯示器1之主要區別在於：在空置時段，該公共電壓之極性變化，但其頻率較顯示時段之公共電壓訊號低，比如： 該公共電壓在空置時段之頻率為在顯示時段之頻率之二分之一。

該變形實施方式中，該公共電壓在空置時段之頻率為在顯示時段之頻率低，同樣可以在一定程度上破壞公共電壓訊號極性反轉發生共振現象，進而有效改善公共電壓產生噪聲之現象。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，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例為限，該舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

1‧‧‧液晶顯示器

11‧‧‧掃描驅動電路

12‧‧‧資料驅動電路

10‧‧‧液晶顯示面板

13‧‧‧掃描線

14‧‧‧資料線

16‧‧‧畫素單元

15‧‧‧薄膜電晶體

151‧‧‧畫素電極

152‧‧‧公共電極

18‧‧‧公共電壓產生電路

圖1係本發明液晶顯示器一較佳實施方式之等效電路示意圖。

圖2係圖1所示之液晶顯示器之驅動訊號波形圖。

圖3係圖1所示之液晶顯示器與先前技術液晶顯示器之噪聲測試結果之比較圖。

圖4係本發明液晶顯示器一變形實施方式之公共電壓訊號波形圖。

圖5係本發明液晶顯示器另一變形實施方式之公共電壓訊號波形圖。

Claims (12)

1. 一種液晶顯示器，其包括一液晶顯示面板、一掃描驅動電路、一資料驅動電路及一公共電壓產生電路，該掃描驅動電路用於施加一系列掃描訊號至該液晶顯示面板，該資料驅動電路用於施加複數灰階電壓至該液晶顯示面板，該公共電壓產生電路用於施加一公共電壓訊號至該液晶顯示面板，該液晶顯示面板用於依序顯示每一幀畫面，每一幀畫面時間定義一顯示時段，相鄰之兩幀畫面之間之時間定義一空置時段，該公共電壓訊號在該顯示時段係一極性反轉訊號，該公共電壓訊號在該空置時段係施加一直流電壓訊號。
2. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，其中，該公共電壓在該顯示時段係一極性交替變化之方波脈衝訊號，其包括一第一幅值及一第二幅值，該直流電壓訊號之範圍在該第一幅值及該第二幅值之間。
3. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，其中，該直流電壓訊號電壓訊號為0V。
4. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，其中，該直流電壓訊號為一接地電壓。
5. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，其中，該直流電壓訊號在-3V到3V之間。
6. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，其中，在該空置時段內，該掃描驅動電路施加到複數掃描線相同之掃描電壓訊號，該資料驅動電路重複施加第一幀畫面之灰階電壓訊號到該複數資料線。
7. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，其中，該掃描電壓訊號係一連續之複數高電壓脈衝組成之方波；該灰階電壓訊號係一連續之脈衝方波。
8. 一種液晶顯示器，其包括一液晶顯示面板、一掃描驅動電路、一資料驅動電路及一公共電壓產生電路，該掃描 驅動電路用於施加一系列掃描訊號至該液晶顯示面板，該資料驅動電路用於施加複數灰階電壓至該液晶顯示面板，該公共電壓產生電路用於施加一公共電壓訊號至該液晶顯示面板，該液晶顯示面板用於依序顯示每一幀畫面，每一幀畫面時間定義一顯示時段，相鄰之兩幀畫面之間之時間定義一空置時段，該公共電壓訊號在該顯示時段係一連續之方波訊號，該公共電壓訊號在該空置時段係施加一極性不變的電壓。
9. 如申請專利範圍第8項所述之液晶顯示器，其中，該公共電壓在該顯示時段係一極性交替變化之方波脈衝訊號，其包括一第一幅值及一第二幅值，該公共電壓訊號在該空置時段電壓之範圍在0V及該第一幅值之間或者在0V及該第二幅值之間。
10. 如申請專利範圍第8項所述之液晶顯示器，其中，該公共電壓訊號在該空置時段為0V。
11. 如申請專利範圍第8項所述之液晶顯示器，其中，該公共電壓訊號在該空置時段固定不變。
12. 一種液晶顯示器，其包括一液晶顯示面板、一掃描驅動電路、一資料驅動電路及一公共電壓產生電路，該掃描驅動電路用於施加一系列掃描訊號至該液晶顯示面板，該資料驅動電路用於施加複數灰階電壓至該液晶顯示面板，該公共電壓產生電路用於施加一公共電壓訊號至該液晶顯示面板，該液晶顯示面板用於依序顯示每一幀畫面，每一幀畫面時間定義一顯示時段，相鄰之兩幀畫面之間之時間定義一空置時段，該公共電壓訊號在該顯示時段係一連續之方波訊號，該公共電壓訊號在該空置時段所施加電壓之頻率比在該顯示時段之頻率低。