TWI423230B - 液晶顯示器及其驅動方法 - Google Patents

Description

液晶顯示器及其驅動方法

本發明是有關於一種液晶顯示器及其驅動方法，且特別是有關於一種高顯示品質之液晶顯示器及其驅動方法。

於液晶顯示面板之驅動過程中，提供適當的電壓可使畫素呈現相對應的灰階，故經常使用儲存電容來儲存資料電極驅動畫素的電壓。一種常見的儲存電容的架構，係於液晶顯示面板的下基板設置一共同電壓走線，以使其與畫素電極於空間中形成儲存電容。

一般而言，資料電極與上基板的共同電壓係有交疊而具有寄生電容，而於上述之儲存電容之架構中，由於資料電極與於下基板設置之共同電壓走線係亦有交疊，故知其間亦有寄生電容。再者，由於資料驅動電路於驅動顯示面板時，係不斷地改變傳送至資料電極之電壓，使得寄生電容於此高頻變化之電壓之影響下，將產生低阻抗。因此，共同電壓將會經由耦接至資料電極之寄生電容之低阻抗路徑，而受到資料電極所傳送的電壓影響，亦即其電位會被拉高或拉低，導致共同電壓之電位漂移。共同電壓受到多個資料電極的影響，而產生嚴重的電位漂移。此具有電位漂移之共同電壓使得儲存電容儲過多或過少之電荷，而導致畫面顯示錯誤。

本發明係有關於一種液晶顯示器及其驅動方法，藉由偵測共同電壓線上的電壓變化並據以進行補償，使得共同 電壓得以維持穩定。

根據本發明之第一方面，提出一種液晶顯示器，包括一液晶面板、一資料驅動單元、一掃描驅動單元、至少一共同電壓線、至少一感測單元以及至少一補償電路。液晶面板至少具有一列畫素。資料驅動單元用以驅動此列畫素。掃描驅動單元用以致能此列畫素。共同電壓線耦接至此列畫素。感測單元受控於掃描驅動單元，用以得到對應於共同電壓線之一感測電壓。補償電路耦接至感測單元，用以依據感測電壓調整並維持共同電壓線上之共同電壓。

根據本發明之第二方面，提出一種液晶顯示器驅動方法。液晶顯示器包括一液晶面板、一資料驅動單元、一掃描驅動單元、至少一共同電壓線、至少一感測單元以及至少一補償電路。液晶面板至少具有一列畫素，共同電壓線耦接至此列畫素。液晶顯示器驅動方法包括下列步驟。資料驅動單元驅動此列畫素。掃描驅動單元致能此列畫素。感測單元受控於掃描驅動單元，以得到對應於共同電壓線之一感測電壓。補償電路依據感測電壓調整並維持共同電壓線上之共同電壓。

為讓本發明之上述內容能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

本發明提出一種液晶顯示器及其驅動方法，利用感測單元偵測共同電壓線上的電壓變化，並利用補償電路對共同電壓進行補償以維持共同電壓的穩定，使得液晶顯示器具有高顯示品質。

本發明提出一種液晶顯示器，包括一液晶面板、一資料驅動單元、一掃描驅動單元、至少一共同電壓線、至少一感測單元以及至少一補償電路。液晶面板至少具有一列畫素。資料驅動單元用以驅動此列畫素。掃描驅動單元用以致能此列畫素。共同電壓線耦接至此列畫素。感測單元受控於掃描驅動單元，用以得到對應於共同電壓線之一感測電壓。補償電路耦接至感測單元，用以依據感測電壓調整並維持共同電壓線上之共同電壓。

第一實施例

請參照第1圖，其繪示依照本發明第一實施例之液晶顯示器之示意圖。於液晶顯示器100中，液晶面板110具有一畫素陣列，此畫素陣列包括m列畫素，m為正整數。資料驅動單元120用以驅動此m列畫素。掃描驅動單元130用以致能此m列畫素。共同電壓線141~14m分別耦接至此m列畫素以分別提供共同電壓給此m列畫素。其中，此m條共同電壓線141~14m係為各自獨立而不互相連接的，其上之共同電壓依序為COM1~COMm。

於第1圖中，每一列畫素之一側係配置一第一感測單元151~15m，每一列畫素之另一側係配置一第二感測單元161~16m。茲舉第一列畫素為例做說明。當第一列畫素被掃描驅動單元130致能時，電晶體Q1導通，共同電壓線141上之共同電壓COM1受到資料驅動單元120所輸出的電壓影響，使得共同電壓COM1之電位產生漂移。此時，電晶體T11及T12亦被導通，第一感測單元151受控於掃 描驅動單元130而得到對應於共同電壓線141之一側之第一感測電壓VS1。同理，第二感測單元161得到對應於共同電壓線141之另一側之第二感測電壓VS2。

由於共同電壓COM1之電位在受到影響後會產生漂移，第一感測電壓VS1及第二感測電壓VS2之電位會不同於預設的共同電壓COM1之電位。是故，第一補償電路171耦接至第一感測單元151，依據第一感測電壓VS1調整並維持共同電壓線141上之共同電壓COM1於預設的電位。同理，第二補償電路172耦接至第二感測單元161，依據第二感測電壓VS2調整並維持共同電壓線141上之共同電壓COM1於預設的電位。

同理，當掃描驅動單元130依序致能其他(m-1)列畫素時，電晶體T21及T22、…、Tm1及Tm2依序導通，第一感測單元152~15m及第二感測單元162~16m依序得到共同電壓線142~14m上的感測電壓並回饋給第一補償電路171及第二補償電路172，第一補償電路171及第二補償電路172依據所接收的感測電壓分別調整並維持共同電壓線142~14m上的共同電壓COM2~COMm。

如此一來，即使共同電壓線141~14m之共同電壓COM1~COMm可能會受到資料驅動單元120所輸出的電壓影響，共同電壓COM1~COMm之電位亦會被第一補償電路171及第二補償電路172調整而不會產生漂移並維持於預設的電位，故不會導致畫面顯示錯誤。

此外，本實施例係以雙邊感測及補償為例做說明，然並不限於此，亦可視實際需求而採用單邊感測及補償即 可。亦即，僅需使用多個第一感測單元151~15m及第一補償電路171，或是多個第二感測單元161~16m及第二補償電路172兩組電路元件之一以調整並維持共同電壓COM1~COMm於預設的電位即可。

再者，因設有多個第一感測單元與第二感測單元，因此可以針對位於面板不同位置的畫素列，個別補償對應的共同電壓變化量。此外，可於每一列畫素設置一感測單元，亦可將液晶面板區分成若干個適當的區塊，而在每一個區塊設置對應數目的感測單元。例如第5圖所示，液晶面板510被區分成為三個區塊，每一個區塊分別設置一個第一感測單元與第二感測單元。如此一來，亦即整體液晶面板510共需設置三個第一感測單元與第二感測單元即可，可進一步節省電路元件。

第二實施例

請參照第2圖，其繪示依照本發明第二實施例之液晶顯示器之示意圖。於第2圖中，液晶顯示器200之架構係相似於液晶顯示器100，其不同處僅在於共同電壓線241~24m係為互相連接的。亦即，每一條共同電壓線241~24m具有相同的共同電壓COM。

當掃描驅動單元230依序致能m列畫素時，電晶體T11及T12、…、Tm1及Tm2依序導通，第一感測單元251~25m及第二感測單元261~26m依序得到共同電壓線241~24m上的感測電壓VS1/VS2，並分別回饋給第一補償電路271及第二補償電路272，第一補償電路271及第二 補償電路272依據所接收的感測電壓VS1/VS2，分別調整並維持共同電壓線241~24m上的共同電壓COM於預設的電位。

如此一來，即使共同電壓線241~24m之共同電壓COM可能會受到資料驅動單元220所輸出的電壓影響，共同電壓COM之電位亦會被第一補償電路271及第二補償電路272調整而不會產生漂移並維持於預設的電位，故不會導致畫面顯示錯誤。

此外，本實施例係以雙邊感測及補償為例做說明，然並不限於此，亦可視實際需求而採用單邊感測及補償即可。亦即，僅需使用多個第一感測單元251~25m及第一補償電路271，或是多個第二感測單元261~26m及第二補償電路272兩組電路元件之一以調整並維持共同電壓COM於預設的電位即可。

再者，因設有多個第一感測單元與第二感測單元，因此可以針對位於面板不同位置的畫素列，個別補償對應的共同電壓變化量。此外，可於每一列畫素設置一感測單元，亦可將液晶面板區分成若干個適當的區塊，而在每一個區塊設置對應數目的感測單元。例如第5圖所示，液晶面板510被區分成為三個區塊，每一個區塊分別設置一個第一感測單元與第二感測單元。如此一來，亦即整體液晶面板510共需設置三個第一感測單元與第二感測單元即可，可進一步節省電路元件。

第三實施例

請同時參照第2圖及第3圖，第3圖繪示依照本發明第三實施例之液晶顯示器之示意圖。於第3圖中，液晶顯示器300之架構係相似於液晶顯示器200，其不同處僅在於液晶顯示器300具有多個感測開關SW11~SWm1耦接於每一條共同電壓線341~34m之一側與第一補償電路371之間，並具有多個感測開關SW12~SWm2耦接於每一條共同電壓線341~34m之另一側與第二補償電路372之間。

當掃描驅動單元330依序致能m列畫素時，電晶體T11及T12、…、Tm1及Tm2依序導通，感測開關SW11及SW12、…、SWm1及SWm2亦相對應地依序導通。是故，第一感測單元351~35m及第二感測單元361~36m依序得到共同電壓線341~34m上的感測電壓VS1/VS2並回饋給第一補償電路371及第二補償電路372，第一補償電路371及第二補償電路372依據所接收的感測電壓VS1/VS2分別調整並維持共同電壓線341~34m上的共同電壓COM於預設的電位。

如此一來，即使共同電壓線341~34m之共同電壓COM可能會受到資料驅動單元320所輸出的電壓影響，共同電壓COM之電位亦會被第一補償電路371及第二補償電路372調整而不會產生漂移並維持於預設的電位，故不會導致畫面顯示錯誤。更進一步地，由於感測開關的存在，液晶顯示器300之第一補償電路371及第二補償電路372一次僅對一條共同電壓線的共同電壓進行補償，而非如液晶顯示器200之第一補償電路271及第二補償電路272同時維持共同電壓線241~24m上的共同電壓COM， 故可以大幅降低功率消耗。

此外，本實施例係以雙邊感測及補償為例做說明，然並不限於此，亦可視實際需求而採用單邊感測及補償即可。亦即，僅需使用多個第一感測單元351~35m、多個感測開關SW11~SWm1及第一補償電路2371，或是多個第二感測單元361~36m、多個感測開關SW12~SWm2及第二補償電路372兩組電路元件之一以調整並維持共同電壓COM於預設的電位即可。

再者，因設有多個第一感測單元與第二感測單元，因此可以針對位於面板不同位置的畫素列，個別補償對應的共同電壓變化量。此外，可於每一列畫素設置一感測單元，亦可將液晶面板區分成若干個適當的區塊，而在每一個區塊設置對應數目的感測單元。例如第5圖所示，液晶面板510被區分成為三個區塊，每一個區塊分別設置一個第一感測單元與第二感測單元。如此一來，亦即整體液晶面板510共需設置三個第一感測單元與第二感測單元即可，可進一步節省電路元件。

此外，請參考第4圖，其係示依照本發明較佳實施例之補償電路之一例之電路圖。於第4圖中，補償電路400包括一緩衝器410、一低通濾波器420、一反向放大器430及一電阻單元440。緩衝器410接收感測單元所得到的感測電壓VS1/VS2，並經過由電阻R1及電容C1所構成的低通濾波器420後，輸入至反向放大器430的負極輸入端。反向放大器430的正極輸入端連接到一作為補償共同電壓 之用的校正電壓Vco。電阻單元440係電性連接於反向放大器430的負極輸入端與輸出端之間。反向放大器430比較校正電壓Vco與感測電壓VS1/VS2，以輸出一用以調整並維持共同電壓的電壓準位。

考量到位於液晶面板不同位置的畫素列，其共同電壓線上的電壓變化不同，因此電阻單元440內例如包括三組串連的電阻與開關，分別是電阻r1與開關S1串聯，電阻r2與開關S2串聯，而電阻r3與開關S3串聯。當掃描驅動單元致能液晶面板第一區塊的畫素列時，導通開關S1，開關S2與開關S3則為切斷。同理，當掃描單元致能面板第二區塊的畫素列時，導通開關S2，切斷開關S1與開關S3。如此，則可藉此達到不同的畫素列可以獲得不同的補償電壓。

在此係以將液晶面板區分成三個區塊為例說明，因此電阻單元440包括三組串聯的電阻與開關。若是將液晶面板區分成更多的區塊，電阻單元440則需包括對應區塊數目的電阻與開關串聯組合數目，即可針對位於面板不同位置的畫素進行補償共同電壓的變化量。

本發明亦提供一種液晶顯示器驅動方法。液晶顯示器包括一液晶面板、一資料驅動單元、一掃描驅動單元、至少一共同電壓線、至少一感測單元以及至少一補償電路。液晶面板至少具有一列畫素，共同電壓線耦接至此列畫素。液晶顯示器驅動方法包括下列步驟。資料驅動單元驅動此列畫素。掃描驅動單元致能此列畫素。感測單元受控 於掃描驅動單元，以得到對應於共同電壓線之一感測電壓。補償電路依據感測電壓調整並維持共同電壓線上之共同電壓。

上述之液晶顯示器驅動方法，其運作原理係已詳述於液晶顯示器100~300中，故於此不再重述。

本發明上述實施例所揭露之液晶顯示器及其驅動方法，具有多項優點，以下僅列舉部分優點說明如下：本發明之液晶顯示器及其驅動方法，係利用感測單元雙邊感測或單邊感測共同電壓線上的共同電壓變化，再利用補償電路對共同電壓線上的共同電壓進行補償以穩定地維持共同電壓於預設的電位，使得畫面顯示不會產生錯誤，液晶顯示器得以具有高顯示品質。

綜上所述，雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100、200、300‧‧‧液晶顯示器

110、210、310、510‧‧‧液晶面板

120、220、320‧‧‧資料驅動單元

130、230、330‧‧‧掃描驅動單元

400‧‧‧補償電路

410‧‧‧緩衝器

420‧‧‧低通濾波器

430‧‧‧反向放大器

440‧‧‧電阻單元

141~14m、241~24m、341~34m‧‧‧共同電壓線

151~15m、161~16m、251~25m、261~26m、351~35m、361~36m‧‧‧感測單元

171、271、371‧‧‧第一補償電路

172、272、372‧‧‧第二補償電路

T11~Tm1、T12~Tm2‧‧‧電晶體

SW11~SWm1、SW12~SWm2‧‧‧感測開關

R1、r1~r3‧‧‧電阻

C1‧‧‧電容

S1~S3‧‧‧開關

第1圖繪示依照本發明第一實施例之液晶顯示器之示意圖。

第2圖繪示依照本發明第二實施例之液晶顯示器之示意圖。

第3圖繪示依照本發明第三實施例之液晶顯示器之 示意圖。

第4圖繪示係依照本發明實施例之補償電路之一例之電路圖。

第5圖繪示依照本發明實施例之液晶面板之區塊示意圖。

100‧‧‧液晶顯示器

110‧‧‧液晶面板

120‧‧‧資料驅動單元

130‧‧‧掃描驅動單元

141~14m‧‧‧共同電壓線

151~15m、161~16m‧‧‧感測單元

171‧‧‧第一補償電路

172‧‧‧第二補償電路

T11~Tm1、T12~Tm2‧‧‧電晶體

Claims (13)

1. 一種液晶顯示器，包括：一液晶面板，至少具有一列畫素；一資料驅動單元，用以驅動該列畫素；一掃描驅動單元，用以致能該列畫素；至少一共同電壓線，耦接至該列畫素；至少一感測單元，受控於該掃描驅動單元，用以得到對應於該共同電壓線之一感測電壓；以及至少一補償電路，耦接至該感測單元，用以依據該感測電壓調整並維持該共同電壓線上之共同電壓；其中，該補償電路包括：一緩衝器；一低通濾波器，係電性連接於該緩衝器；一反向放大器，係電性連接於該低通濾波器；一電阻單元，係電性連接於該反向放大器的負極輸入端與輸出端，包括一第一開關與一第一電阻串聯、一第二開關與一第二電阻串聯，且串聯之該第一開關與該第一電阻係並聯於串聯之該第二開關與該第二電阻。
2. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，其中該至少一感測單元包括一第一感測單元及一第二感測單元，該至少一補償電路包括一第一補償電路及一第二補償電路，該第一感測單元耦接至該共同電壓線之一側以得到對應於該共同電壓線之該側之一第一感測電壓，該第一補償電路依據該第一感測電壓調整並維持該共同電壓線上之共同電壓，該第二感測單元耦接至該共同電壓線之另一 側以得到對應於該共同電壓線之另該側之一第二感測電壓，該第二補償電路依據該第二感測電壓調整並維持該共同電壓線上之共同電壓。
3. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，更包括：至少一感測開關，受控於該掃描驅動單元，用以於該掃描驅動單元致能該列畫素時，電性連接該補償電路及該共同電壓線，使得該補償電路得以調整並維持該共同電壓線上之共同電壓。
4. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，其中該液晶面板具有一第一列畫素及一第二列畫素，該液晶顯示器包括一第一共同電壓線、一第二共同電壓線、一第一感測單元及一第二感測單元，該第一共同電壓線耦接至該第一列畫素，該第二共同電壓線耦接至該第二列畫素，該第一感測單元受控於該掃描驅動單元以得到對應於該第一共同電壓線之一第一感測電壓，該第二感測單元受控於該掃描驅動單元以得到對應於該第二共同電壓線之一第二感測電壓，該補償電路依據該第一感測電壓調整並維持該第一共同電壓線上之第一共同電壓，該補償電路依據該第二感測電壓調整並維持該第二共同電壓線上之第二共同電壓。
5. 如申請專利範圍第4項所述之液晶顯示器，其中該第一共同電壓線更連接至該第二共同電壓線。
6. 如申請專利範圍第4項所述之液晶顯示器，其中該第一共同電壓線不連接至該第二共同電壓線。
7. 如申請專利範圍第1項或第4項所述之液晶顯示器，其中當該補償電路依據該第一感測電壓調整並維持該第一共同電壓線上之第一共同電壓時，該第一開關係為導通狀態，而該第二開關係為切斷狀態，當該補償電路依據該第二感測電壓調整並維持該第二共同電壓線上之第二共同電壓時，該第一開關係為切斷狀態，而該第二開關係為導通狀態。
8. 一種液晶顯示器驅動方法，該液晶顯示器包括一液晶面板、一資料驅動單元、一掃描驅動單元、至少一共同電壓線、至少一感測單元以及至少一補償電路，該液晶面板至少具有一列畫素，該共同電壓線耦接至該列畫素，該液晶顯示器驅動方法包括：該資料驅動單元驅動該列畫素；該掃描驅動單元致能該列畫素；該感測單元受控於該掃描驅動單元，以得到對應於該共同電壓線之一感測電壓；以及該補償電路依據該感測電壓調整並維持該共同電壓線上之共同電壓；其中，該補償電路包括一緩衝器、一低通濾波器、一反向放大器及一電阻單元，該低通濾波器電性連接於該緩衝器，該反向放大器電性連接於該低通濾波器，該電阻單元電性連接於該反向放大器的負極輸入端與輸出端，該電阻單元包括一第一開關與一第一電阻串聯、一第二開關與一第二電阻串聯，且串聯之該第一開關與該第一電阻係並聯於串聯之該第二開關與第二電阻，該液晶顯示器驅動方 法更包括：當該補償電路依據該第一感測電壓調整並維持該第一共同電壓線上之第一共同電壓時，控制該第一開關為導通狀態，而該第二開關為切斷狀態；以及當該第二感測單元受控於該掃描驅動單元以得到對應於該第二共同電壓線之一第二感測電壓時，控制該第一開關係為切斷狀態，而該第二開關為導通狀態。
9. 如申請專利範圍第8項所述之液晶顯示器驅動方法，其中該至少一感測單元包括一第一感測單元及一第二感測單元，該至少一補償電路包括一第一補償電路及一第二補償電路，該第一感測單元耦接至該共同電壓線之一側，該第二感測單元耦接至該共同電壓線之另一側，該液晶顯示器驅動方法更包括：該第一感測單元得到對應於該共同電壓線之該側之一第一感測電壓；該第一補償電路依據該第一感測電壓調整並維持該共同電壓線上之共同電壓；該第二感測單元得到對應於該共同電壓線之另該側之一第二感測電壓；以及該第二補償電路依據該第二感測電壓調整並維持該共同電壓線上之共同電壓。
10. 如申請專利範圍第8項所述之液晶顯示器驅動方法，其中該液晶顯示器更包括至少一感測開關，該液晶顯示器驅動方法更包括：於該掃描驅動單元致能該列畫素時，該感測開關電性 連接該補償電路及該共同電壓線，使得該補償電路得以調整並維持該共同電壓線上之共同電壓。
11. 如申請專利範圍第10項所述之液晶顯示器驅動方法，其中該液晶面板具有一第一列畫素及一第二列畫素，該液晶顯示器包括一第一共同電壓線、一第二共同電壓線、一第一感測單元及一第二感測單元，該第一共同電壓線耦接至該第一列畫素，該第二共同電壓線耦接至該第二列畫素，該液晶顯示器驅動方法更包括：該第一感測單元受控於該掃描驅動單元以得到對應於該第一共同電壓線之一第一感測電壓；該補償電路依據該第一感測電壓調整並維持該第一共同電壓線上之第一共同電壓；該第二感測單元受控於該掃描驅動單元以得到對應於該第二共同電壓線之一第二感測電壓；以及該補償電路依據該第二感測電壓調整並維持該第二共同電壓線上之第二共同電壓。
12. 如申請專利範圍第11項所述之液晶顯示器驅動方法，其中該第一共同電壓線更連接至該第二共同電壓線。
13. 如申請專利範圍第11項所述之液晶顯示器驅動方法，其中該第一共同電壓線不連接至該第二共同電壓線