TWI489437B - 驅動模組、驅動方法及液晶顯示裝置 - Google Patents

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Description

驅動模組、驅動方法及液晶顯示裝置
本發明係指一種驅動模組、驅動方法及液晶顯示裝置，尤指一種透過將源極電壓及一共通電壓平移半個水平同步訊號週期，即可在不改變原本架構及線反轉驅動(line inversion)之操作下，得到點反轉(dot inversion)驅動效果之驅動模組、驅動方法及液晶顯示裝置。
液晶顯示器係利用源極驅動電路(source driver)和閘極驅動電路(gate driver)來驅動面板上的畫素以顯示影像。由於源極驅動電路之成本較閘極驅動電路高，且源極驅動電路之數目較閘極驅動電路多(如在480×272畫素的情況下，由於每個畫素包含有紅色子畫素、綠色子畫素及藍色子畫素，因此需要對應於1440條資料線的源極驅動電路及對應於272條資料線源極驅動電路)，為了降低源極驅動電路的使用量，因而衍生出雙閘極(Dual Gate)架構。簡單來說，針對相同數目的畫素，雙閘極架構係將源極驅動電路的資料線減半，而將閘極驅動電路的掃描線加倍，以減少生產成本。
另外，為了避免一直使用同一極性電壓(如正電壓或負電壓)來不斷地驅動液晶分子，而降低液晶分子對光線的偏振或折射效果，使得畫面顯示的品質惡化。在雙閘極架構中，通常以正負電壓交互的方式來驅動液晶分子，如線反向驅動(line inversion)。如此一來，由於液晶顯示器係由具有一共通電壓之一玻璃板與具有一驅動電路之另一玻璃板及其中間的液晶分子所組成，因此當以交流共通電壓方法進行線反向驅動時，係利用呈交流狀態之一共通電壓(通常為正負5V的低壓驅動)搭配一源極電壓於子畫素上產生壓差，即源極電壓減去共通電壓，以對液晶分子以正負電壓交互驅動。
請參考第1圖，第1圖為習知技術中具有一雙閘極結構之一液晶顯示裝置10之示意圖。為方便說明，液晶顯示裝置10簡化為由一源極驅動電路100、一閘極驅動電路102、一時序控制器104、資料線S1～Sm、掃描線G1～Gp及一畫素矩陣Mat所組成。時序控制器104利用一水平同步訊號Hsync及一輸出致能訊號Ena，分別控制源極驅動電路100及閘極驅動電路102，產生資料驅動訊號Sig_S1～Sig_Sm及閘極驅動訊號Sig_G1～Sig_Gp，以對畫素矩陣Mat充電。畫素矩陣Mat係一雙閘極架構，畫素矩陣Mat中任一畫素包含有一紅色子畫素RS、一綠色子畫素GS及一藍色子畫素BS，且每一子畫素由一薄膜電晶體及一液晶電容所組成，為求簡潔，以方塊表示之；其中，以行而言，每兩行子畫素係由同一資料線所控制，例如紅色子畫素行RS1～RSn及綠色子畫素行GS1～GSn由資料線S1所控制，藍色子畫素行BS1～BSn及紅色子畫素行RS1’～RSn’由資料線S2所控制，綠色子畫素行GS1’～GSn’及藍色子畫素行BS1’~BSn’由資料線S3所控制，並依此類推；而以列而言，每一列子畫素係由相鄰兩掃描線所控制，例如，在一列Row_1上，紅色子畫素RS1、藍色子畫素BS1及綠色子畫素GS1’係由掃描線G1所控制，而綠色子畫素GS1、紅色子畫素RS1’及藍色子畫素BS1’則由掃描線G2所控制，其它各列(Row_2、Row_3...Row_n)亦可依此類推。
請參考第2A圖至第2C圖，第2A圖為以交流共通電壓方法對第1圖中畫素矩陣Mat進行線反向驅動之示意圖，而第2B圖及第2C圖分別為於幀Fn、Fn+1下第2A圖中畫素矩陣Mat之子畫素極性之示意圖。以下以對應於資料線S1之紅色子畫素行RS1~RSn及綠色子畫素行GS1~GSn為例，搭配第2A圖說明。詳細來說，於水平同步訊號週期Line2中，掃描線G1、G2會於時間Tgo、Tge中先後打開，使對應於資料驅動訊號Sug_S1之一源極電壓Vs可於時間Tso、Tse(各為水平同步訊號週期Line2長度的二分之一)中分別對對應於掃描線G1、G2之子畫素RS1、GS1進行充電，由於源極電壓Vs與一共通電壓Vcom之準位變化與水平同步訊號Hsync同步，因此以源極電壓Vs減去共通電壓Vcom之壓差對子畫素RS1、GS1充電時，於幀Fn係以正極性進行充電，而於幀Fn+1係以負極性進行充電。相似地，於水平同步訊號週期Line3中，對對應於掃描線G3、G4之子畫素RS2、GS2而言，於幀Fn係以負極性進行充電，而於幀Fn+1係以正極性進行充電。依此類推，可得紅色子畫素行RS1~RSn及綠色子畫素行GS1~GSn之其餘子畫素及 對應於其餘資料線之子畫素行之充電極性。在此情況下，如第2B圖及第2C圖所示，同列及相間隔列的子畫素極性會相同(如列Row_1與列Row_3及列Row_2與列Row_4)，即達到線反轉的效果。
然而，在使用線反向驅動來對雙閘極架構驅動時，由於相間隔列的子畫素極性會相同，造成子畫素間橫向的干擾(crosstalk)。舉例來說，若在畫面正中間顯示黑色而於畫面其它部份顯示灰色時，則在畫面左半部及右半部會因干擾而顏色相對較淡。有鑑於此，習知技術實有改進之必要。
因此，本發明之主要目的即在於提供一種驅動模組、驅動方法及液晶顯示器。
本發明揭露一種驅動模組，用於具有一雙閘極架構之一液晶顯示裝置中。該驅動模組包含有一資料線訊號處理單元，用來產生複數個資料驅動訊號；以及一控制單元，用來將一共通電壓與該複數個資料驅動訊號相對於所對應一水平同步訊號平移一特定時間；其中，該共通電壓係一交流共通電壓。
本發明另揭露一種驅動方法，用於具有一雙閘極架構之一液晶 顯示裝置中。該驅動方法包含步驟提供複數個資料驅動訊號；以及將一共通電壓與該複數個資料驅動訊號相對於所對應一水平同步訊號平移一特定時間；其中，該共通電壓係一交流共通電壓。
本發明另揭露一種液晶顯示裝置。該液晶顯示裝置包含有一畫素矩陣及驅動模組。該畫素矩陣具有一雙閘極架構，包含有複數個紅色子畫素行、複數個綠色子畫素行及複數個藍色子畫素行依一特定順序呈矩陣排列。該驅動模組用來產生複數個資料驅動訊號及一共通電壓，包含有一資料線訊號處理單元，用來產生該複數個資料驅動訊號；以及一控制單元，用來將該共通電壓與該複數個資料驅動訊號相對於所對應一水平同步訊號平移一特定時間；其中，該共通電壓係一交流共通電壓。
請參考第3圖，第3圖為本發明實施例一驅動模組30之示意圖。為清楚說明本發明之精神，與第1圖作用及結構相同之元件，其圖示及符號與皆沿用第1圖之圖示及符號，以求簡潔。驅動模組30包含有一資料線訊號處理單元300、一掃描線訊號處理單元302及一控制單元304。控制單元304用來產生水平同步訊號Hsync及輸出致能訊號Ena，以控制資料線訊號處理單元300及掃描線訊號處理單元302，進而輸出資料驅動訊號Sig_S1~Sig_Sm至資料線S1~Sm，及輸出閘極驅動訊號Sig_G1~Sig_Gp至掃描線G1~Gp。 控制單元304可將共通電壓Vcom與資料驅動訊號Sig_S1~Sig_Sm相對於水平同步訊號Hsync平移一特定時間，以避免子畫素間橫向的干擾。
請參考第4A圖至第4C圖，第4A圖為本發明實施例以交流共通電壓方法對第1圖中畫素矩陣Mat進行驅動之示意圖，而第4B圖及第4C圖分別為於幀Fn、Fn+1下第4A圖中畫素矩陣Mat之子畫素極性之示意圖。以下以對應於資料線S1之紅色子畫素行RS1~RSn及綠色子畫素行GS1~GSn為例，搭配第4A圖說明。詳細來說，由第4A圖可知，相較於先前技術，資料驅動訊號Sig_S1與共通電壓Vcom相對於水平同步訊號Hsync平移半個水平同步訊號週期，即對應於資料驅動訊號Sig_S1之源極電壓Vs與共通電壓Vcom之準位變化之時間點平移了半個水平同步訊號週期，改於水平同步訊號週期Line1~Line5之中點進行準位變化。因此，在水平同步訊號週期Line2中，掃描線G1、G2於時間Tgo、Tge中先後打開，於時間Tso、Tse中以源極電壓Vs減去共通電壓Vcom之壓差分別對對應於掃描線G1、G2之子畫素RS1、GS1進行充電時，於幀Fn時對子畫素RS1以正極性充電而對子畫素GS1以負極性充電，而於幀Fn+1時對子畫素RS1以負極性充電而對子畫素GS1以正極性充電。相似地，在水平同步訊號週期Line3中，於幀Fn時對子畫素RS2以負極性充電而對子畫素GS1以正極性充電，而於幀Fn+1時對子畫素RS2以正極性充電而對子畫素GS2以負極性充電。依此類推，可得紅色子畫素行RS1~RSn及綠色子畫素行GS1 ~GSn之其餘子畫素及對應於其餘資料線之子畫素行之充電極性。在此情況下，如第4B圖及第4C圖所示，每一個子畫素與相鄰子畫素之極性相異，可達到如點反向驅動的效果，以避免子畫素間橫向的干擾。如此一來，本發明可透過將資料驅動訊號Sig_S1~Sig_Sm與共通電壓Vcom之準位變化之時間點，相對於水平同步訊號Hsync平移半個水平同步訊號週期，以達到點反向驅動的效果，進而避免橫向的干擾。
值得注意的是，以上所述僅為本發明之實施例，本發明之主要精神在於僅需透過將資料驅動訊號Sig_S1~Sig_Sm與共通電壓Vcom之準位變化之時間點，相對於水平同步訊號Hsync平移半個水平同步訊號週期，即可在不改變原本架構及線反轉驅動之操作下，得到點反向驅動的效果。本領域具通常知識者當可依本發明之概念進行變化與修飾，而不限於此。舉例來說，畫素矩陣Mat中子畫素的排列順序不限於紅色、綠色、藍色子畫素的排列順序，只要畫素矩陣Mat符合雙閘極架構即可。然而，需注意的是，掃描線訊號處理單元302如何輸出閘極驅動訊號Sig_G1~Sig_Gp，或是資料線訊號處理單元300及控制單元304的實現方式等，皆不影響本發明之範圍，只要能達到本發明之精神即可。
需注意的是，驅動模組30係用以說明本發明之運作情形，其實現方式不限於軟體或硬體方式，本領域具通常知識者當可根據系統所需，做適當之修改，或透過調整傳統驅動模組而實現驅動模組 30。舉例來說，若第1圖中源極驅動電路100僅具有訊號放大功能(亦即資料驅動訊號Sig_S1~Sig_Sm至資料線S1~Sm係由時序控制器104所產生)，則可透過修改時序控制器104輸出資料驅動訊號Sig_S1~Sig_Sm及共通電壓Vcom的時間，達成驅動模組30之功能，抑或是不修改時序控制器104輸出訊號的時間，但改變源極驅動電路100內部線路而達成。或者，若第1圖中源極，驅動電路100同時具有訊號放大與處理的功能(亦即時序控制器104僅輸出顯示資料及時序)，則可透過修改源極驅動電路100的訊號處理邏輯及時序控制器104，改變輸出資料驅動訊號Sig_S1~Sig_Sm及共通電壓Vcom的時間，達成驅動模組30之功能。凡此種種皆是為了使資料驅動訊號Sig_S1~Sig_Sm與共通電壓Vcom之準位變化之時間點，相對於水平同步訊號Hsync平移半個水平同步訊號週期，以得到點反向驅動的效果。
驅動模組30於顯示不同圖框時以不同順序充電之運作可歸納為一驅動流程50，如第5圖所示。驅動流程50包含以下步驟：步驟500：開始。
步驟502：提供資料驅動訊號Sig_S1~Sig_Sm。
步驟504：將共通電壓Vcom與資料驅動訊號Sig_S1~Sig_Sm相對於水平同步訊號Hsync平移半個水平同步訊號週期。
步驟506：結束。
習知技術在雙閘極架構下，以交流共通電壓方法進行線反向驅動時，會因相間隔列的子畫素極性會相同，造成子畫素間橫向的干擾。相較之下，本發明透過將資料驅動訊號Sig_S1~Sig_Sm與共通電壓Vcom之準位變化之時間點，相對於水平同步訊號Hsync平移半個水平同步訊號週期，即可在不改變原本架構及線反轉驅動之操作下，得到點反向驅動的效果，進而避免橫向的干擾。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
10‧‧‧液晶顯示裝置
100‧‧‧源極驅動電路
102‧‧‧閘極驅動電路
104‧‧‧時序控制器
106‧‧‧液晶顯示面板
30‧‧‧驅動模組
300‧‧‧資料線訊號處理單元
302‧‧‧掃描線訊號處理單元
304‧‧‧控制單元
50‧‧‧流程
500~506‧‧‧步驟
Hsyc‧‧‧同步訊號
Sig_S1~Sig_Sm‧‧‧資料驅動訊號
Ena‧‧‧輸出致能訊號
Sig_G1~Sig_Gp‧‧‧閘極驅動訊號
S1~Sm‧‧‧資料線
G1~Gp‧‧‧掃描線
Mat‧‧‧畫素矩陣
RS1~RSn、RS1’~RSn’‧‧‧紅色子畫素
GS1～GSn、GS1’～GSn’．．．綠色子畫素
BS1～BSn、BS1’～BSn’．．．藍色子畫素
Line1～Line5．．．水平同步訊號週期
Vs．．．源極電壓
Tgo、Tge、Tso、Tse．．．時間
Vcom．．．共通電壓
Fn、Fn+1．．．幀
Row_1～Row_n．．．列
第1圖為習知技術中具有一雙閘極結構之一液晶顯示裝置之示意圖。
第2A圖為以交流共通電壓方法對第1圖中一畫素矩陣進行線反向驅動之示意圖。
第2B圖及第2C圖分別為於不同幀下第2A圖中畫素矩陣之子畫素極性之示意圖。
第3圖為本發明實施例一驅動模組之示意圖。
第4A圖為本發明實施例以交流共通電壓方法對第3圖中一畫素矩陣進行驅動之示意圖。
第4B圖及第4C圖分別為於不同幀下第4A圖中畫素矩陣之子畫素極性之示意圖。
第5圖為本發明實施例一流程之示意圖。
30．．．驅動模組
300．．．資料線訊號處理單元
302．．．掃描線訊號處理單元
304．．．控制單元
Hsync．．．同步訊號
Sig_S1～Sig_Sm．．．資料驅動訊號
Ena．．．輸出致能訊號
Sig_G1～Sig_Gp．．．閘極驅動訊號
S1～Sm．．．資料線
G1～Gp．．．掃描線
Mat．．．畫素矩陣
RS1～RSn、RS1’～RSn’．．．紅色子畫素
GS1～GSn、GS1’～GSn’．．．綠色子畫素
BS1～BSn、BS1’～BSn’．．．藍色子畫素
Row_1～Row_n．．．列

Claims (9)

  1. 一種驅動模組，用於具有一雙閘極架構之一液晶顯示裝置中，包含有：一資料線訊號處理單元，用來產生複數個資料驅動訊號；以及一控制單元，用來將一共通電壓與該複數個資料驅動訊號相對於所對應一水平同步訊號平移一特定時間；其中，該共通電壓係一交流共通電壓。
  2. 如請求項1所述之驅動模組，其中該特定時間係一水平同步訊號週期之二分之一。
  3. 如請求項2所述之驅動模組，其中該控制單元控制該複數個資料驅動訊號與該共通電壓於所對應該複數個水平同步訊號週期之中點進行準位變換。
  4. 一種驅動方法，用於具有一雙閘極架構之一液晶顯示裝置中，包含步驟：提供複數個資料驅動訊號；以及將一共通電壓與該複數個資料驅動訊號相對於所對應一水平同步訊號平移一特定時間；其中，該共通電壓係一交流共通電壓。
  5. 如請求項4所述之驅動方法，其中該特定時間係一水平同步訊號週期之二分之一。
  6. 如請求項5所述之驅動方法，其另包含控制該複數個資料驅動訊號與該共通電壓於所對應該複數個水平同步訊號週期之中點進行準位變換。
  7. 一種液晶顯示裝置，包含有：一畫素矩陣，具有一雙閘極架構，包含有複數個紅色子畫素行、複數個綠色子畫素行及複數個藍色子畫素行依一特定順序呈矩陣排列：以及一驅動模組，用來產生複數個資料驅動訊號及一共通電壓，包含有：一資料線訊號處理單元，用來產生該複數個資料驅動訊號；以及一控制單元，用來將該共通電壓與該複數個資料驅動訊號相對於所對應一水平同步訊號平移一特定時間；其中，該共通電壓係一交流共通電壓。
  8. 如請求項7所述之液晶顯示裝置，其中該特定時間係一水平同步訊號週期之二分之一。
  9. 如請求項8所述之液晶顯示裝置，其中該控制單元控制該複數個資料驅動訊號與該共通電壓於所對應該複數個水平同步訊號週期之中點進行準位變換。
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