TWI554991B - 液晶顯示及其驅動方法 - Google Patents

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崔東完
河抒熹
殷熙權
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Description

液晶顯示及其驅動方法
本揭露技術係關於一種液晶顯示器(LCD)與其驅動方法。更特別地，該揭露技術係關於一種具有改善後像或殘影效應的液晶顯示器(LCD)。後像或殘影效應適用於在最初影像已經由LCD顯示以後連續呈現的影像。吾人希望形成一種具有改善後像的系統，該後像不包括在影像訊號顯示於顯示該影像之液晶顯示器期間內黑色資料之插入。
一般而言，液晶顯示器(LCD)包括具有兩基板的顯示器面板以及具有各向異性介質常數插入其間的液晶層以及驅動該顯示器面板的驅動電路單元。該驅動電路會形成一電場於LCD的兩基板之間，以根據電場的強度來控制液晶層的光透射率，從而顯示影像。
該顯示器面板包括像素單元矩陣，其係由複數條閘極線與資料線所驅動。每一像素單元包括薄膜電晶體、液晶電容器與儲存電容器。該液晶電容器包括連接到薄膜電晶體之像素電極的兩端點、以及供以公共電壓的公共電極、以及功能如同介質材料的液晶層。
連接到薄膜電晶體的像素電極係由傳送經過該資料線的資料訊號所充電。不過，當電場在一方向上被施加到液晶層達一長持續時間時，LCD的減少性能則會發生。因此，為了避免此性能的減少，資料電壓相關於公共電壓的極性則會被反向，以用於每一訊框、每一行或每一像素。或者，該資料電壓與公共電壓會被驅動成反向，以致於它們相關於彼此具有相反極性。
例如，線路反轉方法可被應用到小型與中型尺寸的顯示器裝置，其中公共電壓會每逢當作一單元的水平像素列被反向。
不過，假如驅動頻率在液晶顯示器(LCD)中增加的話，則會導致後像效果或殘影效果。
在習知液晶顯示器(LCD)中，為了避免後像或殘影效果，在顯示一正常螢幕的影像資料被輸入以後，黑色影像資料則會被插入。結果，光度會減少，頻率則會每逢一訊框地增加，且功率耗損會被增加。
或者，可提出藉由減少該像素之孔徑比來移除即時後影像效果的技術，以取代藉由插入黑色影像資料來移除即時後影像的方法。不過，減少像素的孔徑比會減少亮度，以致於難以實施高影像品質的螢幕顯示。於是，實施高影像品質之影像顯示以及移除後影像與殘影效果之驅動技術的研究是必要的。
在背景部份所揭露的以上資訊僅僅用來增強理解本發明背景，且因此它會包含不形成為一般熟習該技術者所已知之先前技術的資訊。
根據一些態樣，可揭露液晶顯示器(LCD)。LCD包括一顯示器單元，其係包括排列成矩陣的複數個像素；複數條閘極線，其係各別連接到複數條像素列；複數條資料線，其係各別連接到複數條像素行；複數個切換器，其係各別連接到複數個像素；一閘極驅動器，其係被架構以產生並且逐列將複數個閘極訊號連續傳送經過閘極線而到複數條像素列，以開啟被包括在該像素中之複數個切換器的一切換器；一資料驅動器，其係被架構以在切換器開啟的週期內，將根據影像資料訊號的資料電壓施加到該像素；以及一公共電壓產生器，其係被架構以產生並且將具有極性相反該資料電壓極性的公共電壓施加到該像素。其中，該切換器開啟的週期包括第一週期與第二週期，其係彼此相隔一週期，其中該資料電壓會被傳送到至少一像素列，且在第一週期內，根據顯示器單元之液晶模式所設計之用來顯示黑色影像的電壓會被儲存到該像素。被儲存在該像素中的電壓會對應與被傳送到該像素的資料電壓與被施加到該像素的公共電壓之間差相對應的電壓。
根據一些態樣，其係揭露一種用來驅動包括複數個像素之液晶顯示器(LCD)的方法。該方法包括在用來將相應影像顯示到複數條像素列之影像顯示週期以前的黑色插入週期。該方法進一步包括在黑色插入週期的起始週期，將閘極開啟電壓位準的閘極訊號傳送到被連接到預定像素列的閘極線；在影像顯示週期上，將閘極開啟電壓位準的閘極訊號傳送到被連接到該預定像素列的閘極線，以及在起始週期內，根據用於顯示器單元的液晶模式，將用於顯示黑色影像的電壓儲存到該複數個像素。被儲存到該複數個像素的電壓，其係對應根據被傳送到包括在預定像素列之複數個像素的資料電壓以及被施加到複數個像素的公共電壓之間差的電壓。
10‧‧‧顯示器單元
20‧‧‧閘極驅動器
30‧‧‧資料驅動器
40‧‧‧公共電壓產生器
50‧‧‧控制器
BL‧‧‧黑色插入週期
CONT1‧‧‧閘極驅動控制訊號
CONT2‧‧‧資料驅動控制訊號
Cst‧‧‧儲存電容器
Cx‧‧‧液晶電容器
D1-Dn‧‧‧資料線
IM1-IM4‧‧‧影像顯示週期
Q‧‧‧切換器
S1-Sn‧‧‧掃瞄線
S[1]-S[4]‧‧‧閘極訊號
T1-T2‧‧‧擺動週期
T10‧‧‧開啟週期
T20,T30‧‧‧起始週期
VCOM‧‧‧公共電壓
Vcom1-Vcomn‧‧‧公共電壓供應線
圖1係為根據一些實施例所設計之液晶顯示器(LCD)的方塊圖。
圖2顯示以正常白色模式來驅動之根據一些實施例所設計之液晶顯示器(LCD)之驅動方法的驅動波型。
圖3係為顯示根據圖2驅動波型所設計之顯示器單元之影像顯示的圖式。
圖4顯示根據一些實施例所設計之液晶顯示器(LCD)之驅動方法的驅動波型。
圖5係為以正常黑色模式來驅動之根據一些實施例所設計之液晶顯示器(LCD)之驅動方法的驅動波型。
圖6係為顯示根據圖5驅動波型所設計之顯示器單元之影像顯示的圖式。
本發明將參考附圖更完整地說明於下文，其中本發明的示範性實施例會被顯示。那些熟習該技術者將理解，所說明的實施例可用種種不同的方式來修改，全部均不會背離本發明之精神或範圍。
在種種實施例具有相同結構的組成元件，其係由相同參考數字所表示並且僅僅被說明一次。在其他實施例中，只有與相同組成元件不同的組成元件才將會被說明。
此外，與該說明無關的部件會被省略，以清楚說明本發明，且相同參考數字意指在整個說明書中的相同元件以及相似組成元件。
在整個此說明書以及以下的申請專利範圍，當一元件被說明為〝連接〞到另一元件時，該元件可經由第三元件被〝直接連接〞到其他元件或 〝電性連接〞到其他元件。此外，除非被相反明顯說明，字〝包含〞以及譬如〝包括〞或〝含有〞的變化將被理解成隱含包括所陳述的元件，而非排除任何其他元件。
圖1係為根據一些實施例所設計之液晶顯示器(LCD)的方塊圖。
根據一些實施例所設計的液晶顯示器(LCD)包括一包括複數個像素的顯示器單元10、閘極驅動器20、資料驅動器30、公共電壓產生器40、以及控制它們的控制器50。
顯示器單元10包括放置在區域中的複數個像素，在此區域，複數條閘極線與複數條資料線會被相交並且連接到複數條閘極線的相應閘極線以及在複數條資料線之間的相應資料線，且複數個像素大約會呈矩陣形式來排列。
複數條閘極線在複數個像素的列方向上延伸，且複數條資料線則在複數個像素的行方向上延伸。
複數個像素各別包括被連接到閘極線的切換器Q，以及與之連接的液晶電容器Cx與儲存電容器Cst。假如必要的話，儲存電容器Cst會被省略。
切換器Q係形成在與該像素相對應的閘極線與資料線的交叉區域，且當它因應來自閘極驅動器20之閘極訊號被開啟時，傳送經過資料線的資料訊號則會被傳送到液晶電容器Cx。
切換器Q包括連接到資料線的源極電極、連接到液晶電容器Cx之像素電極的汲極電極、以及連接到閘極線的閘極電極。
當作像素電極之液晶電容器Cx的一個端點會連接到切換器Q的汲極電極，且其其他端點則連接到公共電極。
像素電極係由透明且導電的氧化銦錫(ITO)製成，其係並且當閘極開啟電壓的閘極訊號被傳送經過閘極線而到切換器Q之閘極電極時，將根據傳送經過資料驅動器30之資料訊號所設計的資料電壓施加到液晶電容器Cx。同樣地，公共電極亦可由ITO製成，以將公共電壓VCOM施加到液晶電容器Cx。
儲存電容器Cst具有在預定時間內、將根據被施加到像素電極之資料訊號之資料電壓儲存與維持的功能，其係並且經由充電與放電來改變在液晶電容器Cx之液晶層的排列狀態，從而控制液晶層的透光率。亦即是，儲存電容器Cst的一端點連接到液晶電容器Cx的一端點以及切換器Q的汲極電極，且其另一端點則連接到被連接到複數個像素以接收公共電壓的公共電壓供應線Vcom1至Vcomn。
於是，儲存電容器Cst的兩端點會在切換器Q之開啟期間內，各別供以根據施加到像素電極之資料訊號的資料電壓以及被施加到公共電極的公共電壓VCOM。結果，儲存電容器Cst係被架構來儲存對應在該些端點之電壓差的電壓。
閘極驅動器20產生複數個閘極訊號、將它們傳送到被連接到顯示器單元10之複數條像素列的閘極線、並且選擇被提供在顯示器單元10中的複數個像素。
閘極驅動器20包括一移位暫存器，其係連續地產生閘極訊號，以對應在來自控制器50之閘極驅動控制訊號CONT1的起始訊號；以及一位準移位，其係將閘極訊號的電壓移位入適合驅動複數個閘極的電壓位準。
資料驅動器30根據來自控制器50的資料驅動控制訊號CONT2來取樣影像資料訊號，並且逐著每一列來閂鎖該取樣的影像資料訊號，以將該閂 鎖影像資料訊號轉換成加馬電壓，並且逐著每一閘極訊號將被轉換成加馬電壓的影像資料訊號經由資料線而供應到複數個選出的像素，以當作類比訊號型態。
公共電壓產生器40經由被連接到顯示器單元10之複數條像素列的複數條公共電壓供應線Vcom1至Vcomn來提供公共電壓VCOM。亦即是，相同位準的公共電壓VCOM會被提供到被排列在顯示器單元10中的複數個像素。
在圖1中，傳送經過公共電壓供應線Vcom1至Vcomn、以當作一般被傳送到複數個像素之電壓的公共電壓VCOM，其係在第一位準與第二位準之間擺動，其具有相反資料電壓之極性，該資料電壓對應具有根據像素列來反向之極性的資料電壓。
控制器50會將從外面傳送的影像訊號安排成紅、綠與藍的影像資料訊號。該控制器進一步被架構以將影像資料訊號傳送到資料驅動器30，以及供應資料驅動控制訊號CONT2，以將根據該像素列的複數個像素連續驅動到資料驅動器30。再者，控制器50產生並且傳送閘極驅動控制訊號CONT1，以控制閘極驅動器20的驅動。
資料驅動控制訊號CONT2包括源極移位時鐘訊號SSC、源極輸出致能訊號SOE、以及極性反向訊號POL。再者，閘極驅動控制訊號CONT1包括起始脈衝訊號SSP、掃瞄移位時鐘訊號SSC、以及掃瞄輸出致能訊號SOE。
圖2係為以正常白色模式來驅動之根據一些實施例所設計之液晶顯示器(LCD)之驅動方法的驅動波型圖。
在根據一些實施例所設計之驅動方法中，對應一像素列之根據資料訊號所設計的資料電壓會根據時間通路而被傳送到複數個像素。
如圖2之驅動波型所示，資料電壓的極性會根據該像素列、以預定循環在第一位準與第二位準之間被反轉。
該預定循環係為一週期，在此週期中，相應的資料電壓會被供應到被包括在一像素列中的複數個像素。假如該預定循環完成的話，具有極性被反轉的資料電壓則會被供應到被包括在下一像素列的複數個像素。
第一位準與第二位準並不會被限制。更者，參考預定參考電壓位準，上高電位度的電壓通常被視為第一位準且下低電位度的電壓通常被視為第二位準。
圖2顯示在線路反轉中從第一像素列到第五像素列之資料電壓的極性。不過，此顯示僅僅為部份表現，且從第一像素列傳送到最後像素列的資料電壓，其係會在一訊框週期內被傳送到顯示器單元10的複數個像素，同時執行在第一位準與第二位準之間的極性反轉。
被傳送到根據一些實施例所設計之液晶顯示器(LCD)之顯示器單元10之複數個像素的公共電壓VCOM，其係在一訊框期間內以固定預定電壓被傳送到被包括在全部像素列中的複數個像素。
以相反被傳送到每一像素列之資料電壓極性的極性，公共電壓會被傳送到每一像素列，以致於當資料電壓的極性從一像素列反轉到下一像素列時，公共電壓會以被反轉的極性來傳送，其係相反從一像素列到下一像素列之資料電壓的極性。
例如，如圖2所示，在時間t1至時間t2、時間t3至時間t4、時間t5至時間t6、以及時間t7至時間t8的每一週期內，被連續傳送到第一像素列、第二 像素列、第三像素列、以及第四像素列之資料電壓的極性，其係會在第一位準的高電壓與第二位準的低電壓之間被反轉。
假如資料電壓以第一位準的高電壓被傳送到第一像素列的話，那麼被傳送到第一像素列之複數個像素的公共電壓Vcom[1]則會以第二位準的低電壓被穩定地傳送，其係相反資料電壓的極性。同樣地，被連續傳送到包括在剩餘像素列之複數個像素的公共電壓Vcom[2]、Vcom[3]與Vcom[4]則會被移位，其係相反以對應該資料電壓之線路反轉的線路反轉來施加之資料電壓的極性。
資料電壓的極性，其係會在時間t2至時間t3、時間t4至時間t5、以及時間t6至時間7內被反轉，以致於相較於先前所傳送的公共電壓，在該週期中被施加到像素列的公共電壓會被移位到反向極性的電壓。公共電壓，包括該移位，隨後會被傳送。
根據圖2所示的一些實施例，具有與第一位準一樣高位準之極性的相應資料電壓，其係於時間t1被傳送到在第一像素列中的複數個像素。例如，被傳送到第一像素列之複數個像素的公共電壓Vcom[1]在極性上會相反資料電壓。結果，公共電壓Vcom[1]會呈現與第二位準一樣低位準的極性。
在從時間t1至時間t2的期間內，第一閘極訊號S[1]會被傳送經過連接到第一像素列的閘極線，且將被包括在該像素中之切換器開啟的閘極開啟電壓位準則會被傳送。
在如圖1所示之根據一些實施例所設計的液晶顯示器(LCD)中，被包括在顯示器單元10之複數個像素中的切換器Q係由NMOS薄膜電晶體製成，且閘極-開啟電壓係為預定高位準的電壓。不過，這僅僅是一種示範性實施例，且閘極-開啟電壓位準可根據薄膜電晶體的種類而變。
假如在時間t1至時間t2的週期內，第一閘極訊號S[1]會被傳送到第一像素列的複數個像素，以當作預定高位準之電壓的話，被包括在複數個像素中的切換器Q則會被開啟，且根據相應資料訊號的資料電壓則會被施加經過源極電極，從而顯示影像。
於是，時間t1至時間t2的週期係為第一影像顯示週期IM1，其中該影像會被顯示在包括在第一像素列的複數個像素上。
在第一影像顯示週期IM1內，資料電壓被傳送到第一像素列以後，資料電壓的極性在時間t2至時間t3的預定週期內會被反轉，並且被傳送到包括在第二像素列中的複數個像素。
傳送到第二像素列之公共電壓Vcom[2]的極性會被反轉，以相反在資料電壓極性被反轉並且於時間t2至時間t3被供應之週期內資料電壓的極性。此反轉週期被稱為第一擺動週期T1。
被傳送到包括在第二像素列之複數個像素的資料電壓係在第一擺動週期T1內從第一位準的高電壓擺動到第二位準的低電壓，以致於使被傳送到第二像素列之公共電壓Vcom[2]的極性會從第二位準的低位準擺動到第一位準的高位準。
在當作第二位準之低位準的相應資料電壓被傳送到包括在第二像素列的複數個像素以後，在時間t3至時間t4的週期內，第二閘極訊號S[2]則以閘極開啟電壓位準的脈衝來傳送，其係經過連接到第二像素列的閘極線。因此，閘極開啟電壓的高位準脈衝則會被傳送到包括在第二像素列之複數個像素之切換器Q的閘極電極，以致於切換器Q能夠被開啟。結果，相應資料電壓則會被傳送到第二像素列。
包括在第二像素列之複數個像素的切換器會被開啟之時間t3至時間t4的週期係為第二影像顯示週期IM2，其中該資料電壓會被傳送以致於該影像能夠被顯示。
接著，時間t4至時間t5的週期係為被傳送到第三像素列之資料電壓的極性從先前第二位準擺動到第一位準的一週期。同樣地，被傳送到第三像素列之公共電壓Vcom[3]的極性會被反轉到與被傳送到第三像素列之資料電壓極性對應的相反極性。亦即是，被傳送到第三像素列之公共電壓Vcom[3]的極性會被反轉成從第一位準到第二位準的極性。以此方式，時間t4至時間t5的週期會被稱為第二擺動週期T2，其中被傳送到第三像素列之資料電壓與公共電壓Vcom[3]的極性會被反轉。
此製程會被重複，以致於在一訊框週期內，該資料電壓會從第一像素列連續地供應到最後像素列。
在根據本發明示範性實施例所設計之液晶顯示器(LCD)與其驅動方法中，為了將當顯示影像時所產生的殘影與後像效果移除，黑色資料並不會在半途直接插入經過被顯示的影像資料訊號。更者，在擺動週期T1與T2或者在擺動週期以前的預定週期內，被傳送到相應像素列與其他像素列之閘極開啟電壓位準的閘極訊號會被適當地脈衝控制，以開啟切換器。因此，閘極訊號之閘極開啟電壓位準的脈衝控制則可根據顯示器單元的影像模組被控制。
在相應像素列的擺動週期或者在擺動週期以前的預定週期以及其中閘極開啟電壓位準的脈衝會被傳送以接收用來顯示影像之資料電壓的週期內，傳送到其他像素列的閘極訊號係會以閘極開啟電壓位準的脈衝來事先傳送。
在此，對應該先前其他像素列擺動週期或在擺動週期以前的預定週期，閘極訊號以閘極開啟電壓位準傳送來開啟該像素之切換器以插入該黑色影像的週期係被稱為起始週期。起始週期係為在影像顯示週期以前的週期，其中閘極訊號係以閘極開啟電壓位準來傳送，以顯示對應該像素列的影像。
在圖2的波型圖中，在第一影像顯示週期IM1以後，其中該影像係根據被傳送到第一像素列的資料電壓來顯示，且做為示範性實施例，閘極訊號S[3]可被傳送到與該像素列不同的像素列。亦即是，在第一擺動週期T1期間內，第三像素列係以高位準的閘極開啟電壓來驅動。
因此，包括在第三像素列中之複數個像素的切換器，其係會在第一擺動週期T1內，根據閘極訊號S[3]來開啟，從而接收在第一擺動週期T1內被傳送的資料電壓。
假如在第一擺動週期T1內被傳送的資料電壓會被傳送經過包括在第三像素列之複數個像素之切換器的源極電極，那麼第三像素列之像素的儲存電容器Cst則會儲存與維持對應在被傳送資料電壓與施加到第三像素列的公共電壓Vcom[3]之間的電壓差的電壓。
在此，在第一擺動週期T1內被傳送的資料電壓會被反轉，以致於它能夠從第一位準擺動到第二位準，且公共電壓Vcom[3]則可在第一擺動週期T1內被施加到第三像素列以當作第一位準，以致於在被傳送到第三像素列的資料電壓與公共電壓Vcom[3]之間的電壓差係在最大位準。
包括在第三像素列之複數個像素的每一儲存電容器係在第一擺動週期T1內，亦即是，第三閘極訊號S[3]的起始週期，將對應最大電壓差的電壓儲存。雖然第三閘極列的閘極訊號S[3]會被改變成閘極關閉電壓，但是該電壓會 被維持，直到將對應第三像素列之根據影像訊號的資料電壓傳送為止。亦即是，包括在第三像素列之複數個像素的每一儲存電容器，其係會儲存並且維持在時間t2至時間t5之週期內對應最大電壓差的電壓，以及安排複數個像素之每一液晶電容器的液晶層，並且因此在呈正常白色模式的週期內，第三像素列會以黑色影像來顯示。在此，該週期會被視為黑色插入週期BL。假如該顯示器單元10的影像顯示模式是正常黑色模式的話，那麼第三像素列的起始週期則可藉由控制以閘極開啟電壓位準來傳送之第三閘極訊號S[3]的脈衝來改變。正常黑色模式的驅動將於稍後說明。
另一方面，在被包括在第三像素列之複數個像素的黑色插入週期BL已經通過以後，假如第三閘極訊號S[3]在時間t5再度以閘極開啟電壓位準來傳送，那麼在包括在第三像素列之複數個像素中的每一切換器則會被開啟，且對應第三像素列之根據影像訊號的資料電壓則會被傳送。在此，可確定該資料電壓的極性係為對應第一位準的高位準。
在時間t5與時間t6之間的週期內，亦即是，在第三影像顯示週期IM3內，包括在第三像素列的複數個像素則會根據所供應的資料電壓來顯示影像。
在以上所說明的驅動製程中，包括在第四像素列之複數個像素的每一切換器，其係會在第二擺動週期T2內對應閘極開啟電壓位準的第四閘極訊號S[4]來開啟。結果，在第二擺動週期T2、從第二位準反轉到第一位準的資料電壓則會被傳送到第四像素列。在第二擺動週期T2內、被傳送到第四像素列的公共電壓Vcom[4]係為第二位準，以致於在被儲存到包括在第四像素列之複數個像素的每一儲存電容器的資料電壓與公共電壓Vcom[4]之間的電壓差係在最大位 準。因此，在正常白色模式中，在從第二擺動週期T2到時間t7的週期內，最大電壓會被儲存與維持，從而藉由包括在第四像素列的複數個像素來顯示黑色影像。
根據一些實施例的驅動方法，雖然將黑色影像顯示到包括在顯示器單元10之複數個像素的黑色資料沒有被寫入，但是該黑色螢幕則可藉由調整被傳送到每一像素列之閘極訊號之脈衝位準的時間來製造。
在圖2波型圖所示之根據實施例所設計的正常白色模式中，在被傳送到第i像素列之資料電壓的極性被擺動之週期內，將該像素之切換器在此週期開啟的像素列係被設定當做接著第i像素列的第偶數條像素列。例如，第(i+2)像素列可被設定為在其中被傳送到第i像素列之資料電壓的極性被擺動之期間內將該像素的切換器開啟的像素列。不過，這僅僅是一種示範性實施例，且驅動方案的操作並不限於此。
因為該資料電壓的極性可根據該像素列以及被施加到該相應像素列之公共電壓的極性來反轉，所以在圖2所示的實施例中，根據被傳送到接著第i像素列之第偶數條像素列之閘極訊號的起始週期會符合該資料電壓的擺動週期。不過，根據一些實施例，接著第i像素列的第奇數條像素列則可被設定。例如，根據被傳送到第(i+3)像素列之閘極訊號的起始週期係可被設置，以當做在擺動週期以前的預定週期。
這是要調整被傳送到該相應像素列之閘極訊號的開啟時間，以用於包括在接著第i條像素列之第奇數條像素列中之複數個像素的儲存電容器所儲存並維持為資料電壓與施加到呈正常白色模式之相應像素列的公共電壓之間之最大差值的電壓。其詳細說明將參考圖4而產生。
根據一些實施例，當黑色影像被插入以抑制後像或殘影時，為了減少不必要的功率耗損以及根據欲被顯示到最初像素列的資料電壓來實施影像，較佳地，其中切換器被開啟的像素列可藉由兩線至三線的反轉來選出。
在圖2所示的實施例中，預定像素列的擺動週期以及被傳送到其他像素列之閘極訊號的起始週期會被決定，以致於它們能夠回應。不過，驅動操作則不限於此，且擺動週期與起始週期會彼此不同。
根據一些實施例，被傳送到預定像素列之閘極訊號的起始週期可被決定當作將被傳送到先前像素列之資料電壓所施加的週期，以致於複數個像素的每一切換器能夠在開啟週期內被開啟，以用於能夠顯示欲被儲存與維持在複數個像素之每一儲存電容器中黑色影像的電壓。
於是，如圖2所示，在正常白色模式中，顯示黑色影像的電壓係為在被施加到先前其他像素列的資料電壓與相應像素列的公共電壓之間最大差的電壓，以致於被傳送到相應像素列之閘極訊號之開啟週期的完成點較佳地係為在至少資料電壓與公共電壓之間差是在最大值的時間。根據一些實施例，可確定，在相應像素列中所傳送之先前像素列之資料電壓的電壓與相應像素列之公共電壓的電壓之間的差，其係在時間t3或時間t5是最大值，以當做第三閘極訊號S[3]或第四閘極訊號S[4]之開啟週期的完成點。
根據一些實施例，所產生的殘影或後像效果會在該像素的影像表達中被抑制，就像經由插入黑色資料之黑色影像的顯示。不過，黑色資料實際上不會再被插入於傳送到複數條像素列之閘極訊號的開啟週期中，以致於與相應像素列之亮度有關的問題能夠藉由插入黑色資料來減少。更者，起因於根據習知系統所設計之增加頻率的功率耗損增加則可被補救。
更者，在液晶顯示器(LCD)中，使用者可任意地決定複數個閘極訊號的開啟週期，以致於能夠對調整像素列之黑色插入週期的能力有所幫助。於是，即時的後像效果可被改善，而不會減少該像素的孔徑比。
圖3係為根據圖2之驅動波型圖來顯示一顯示器單元之影像顯示的圖式。
圖3顯示被傳送到包括在顯示器單元10之複數條像素列之資料電壓DATA與公共電壓VCOM的極性以當作線路單元表達式，以及同時地影像顯示週期與黑色插入週期，其中相應像素列的影像會被顯示。
如圖2說明，每一像素列根據在影像顯示週期中的資料電壓來顯示影像，且黑色影像則會在影像顯示週期以前的預定黑色插入週期內顯示。該黑色插入週期可調整被傳送到相應像素列之閘極訊號之開啟週期的起始點與長度。
從第一像素列到第四像素列的影像顯示週期IM1至IM4係會在一訊框週期之中連續地顯示，其中在圖3中，該影像可從第一像素列顯示到最後像素列。
圖3所示的實施例顯示以兩線間隔來設置之閘極訊號的開啟週期與影像顯示週期，其係類似圖2的實施例。
如圖3所示，第三閘極訊號的開啟週期係與第一擺動週期T1相同，其中第一像素列的資料電壓會被供應到第二像素列，同時使該極性反轉。
被包括在第三像素列之像素的每一切換器會因應在該開啟週期內的閘極訊號被開啟，以致於能夠收到在開啟週期內被反轉的資料電壓。
因此，根據在開啟週期內被施加到第三像素列的公共電壓與所傳送資料電壓之間差所設計的電壓會被儲存在第三像素列的每一像素中。在此，該電壓係為根據最大電壓差所設計的電壓，以致於該黑色螢幕能夠以正常白色模式來顯示。如圖3所示，參考在下端所示的顯示器單元，黑色螢幕會與開啟週期(亦即，第一擺動週期T1)同步地顯示於第三像素列中。因此可確定，第三像素列的黑色螢幕會被維持，直到對應第三像素列的影像被顯示在第三影像顯示週期IM3為止。
黑色螢幕的持續週期可供使用者藉由決定被傳送到相應像素列之閘極訊號的開啟週期來調整。
圖2與圖3顯示根據在第三像素列與第四像素列之驅動製程所設計的波型圖與影像。不過，在一訊框週期內、在顯示器單元10之整條像素列中所傳送的閘極訊號係會在開啟週期與影像顯示週期內以閘極開啟電壓位準來傳送，且每一像素列可在最初影像顯示週期以前具有預定黑色插入週期，以連續對應每一列的開啟週期。
圖4顯示根據一些實施例所設計之液晶顯示器(LCD)驅動方法的驅動波型圖。
與圖2波型圖所不同的圖4波型圖，其係顯示在被傳送到第i像素列之資料電壓的極性被擺動以傳送到下一像素列的週期中，其中像素之切換器在此週期被開啟的像素列被設置當作第(i+3)像素列的時候，傳送到該像素列的閘極訊號。
於是，在圖4所示的實施例中，其中被傳送到第一像素列之資料電壓極性被反轉的擺動週期以及被傳送到接在第一像素列以後之第四像素列的 複數個像素之閘極訊號S[4]的開啟週期彼此不會相符。其中被傳送到第四像素列的閘極訊號S[4]以閘極開啟電壓位準來傳送，以開啟被包括在第四像素列之複數個像素之切換器的開啟週期，其係為直接在擺動週期以前的預定週期。亦即是，傳送到第四像素列之閘極訊號S[4]的開啟週期T10，被當作時間t122至時間t12之週期，其係與擺動週期(時間t12至t13的週期)有所不同。
因此，包括在第四像素列的複數個像素會接收第一位準的資料電壓，其係會在時間t122至時間t12的開啟週期T10內被施加到第一像素。在此週期內，被施加到第四像素列之複數個像素的公共電壓Vcom[4]係為第二位準，以致於包括在第四像素列之複數個像素的每一儲存電容器能夠儲存並且維持在第一位準的資料電壓與第四像素列之第二位準的公共電壓Vcom[4]之間差的電壓。該電壓同樣地為根據最大電壓差所設計的電壓，以致於它能夠被顯示為呈正常白色模式的黑色影像。於是，時間t122至時間t17的週期會變成第四像素列的黑色插入週期。在本驅動方法中，黑色插入週期與影像顯示週期會從第一像素列連續地執行至最後像素列，從而形成一訊框。
圖5係為由正常黑色模式所驅動之根據一些實施例所設計之液晶顯示器(LCD)之驅動方法的驅動波型。
圖5類似圖2的示範性實施例，並且顯示一情形，其中顯示器單元10的驅動方法係為正常黑色模式，以致於重疊說明能夠被省略。
根據圖5所示的實施例，顯示器單元10的驅動方法係為正常黑色模式，以致於該預定像素列的黑色插入週期必須被包括在該範圍中，其中被傳送到相應像素列之先前像素列的資料電壓與相應像素列的公共電壓之間的差係為最小值或者至少能夠顯示黑色影像。
於是，當藉由在圖5中每隔兩線間隔來實施黑色影像以移除後像或殘影效果時，被傳送到第一像素列之資料電壓的極性會當被傳送到下一像素列時反轉。在此時，擺動週期係為時間t22至時間t23的週期。
在擺動週期的半週期或者包括擺動週期之半週期之直接在擺動週期以前的預定週期內，被傳送到第三像素列的閘極訊號S[3]則會以閘極開啟電壓位準來傳送。
亦即是，被傳送到第三像素列之閘極訊號S[3]的開啟週期T20並不會符合擺動週期，其係並且在時間t222開始。因此，開啟週期T20會被設置大約當作擺動週期的半週期。這僅僅是一種示範性實施例，且開啟週期T20的起始點可被快速設置，以對應黑色插入週期的任意調整。
包括在第三像素列之複數個像素的切換器會被開啟，以因應在開啟週期T20內被傳送到第三像素列的閘極訊號S[3]。在此，在開啟週期內被傳送到複數個像素的資料電壓極性係為第一位準或者對應從第一位準減少到第二位準之中間位準的位準。更者，在相同週期(週期T20)內被傳送到第三像素列之公共電壓Vcom[3]的極性係為第一位準。
於是，藉由在開啟週期T20之第三像素列之複數個像素的每一儲存電容器所儲存與維持的電壓，其係為對應在資料電壓與公共電壓Vcom[3]之間差的最小電壓，或者被顯示當作黑色影像的低程度電壓。
在該電壓藉由儲存電容器來儲存與維持的時間內，假如每一像素的液晶層可藉由電壓來排列的話，那麼第三像素列則可以呈正常黑色模式的黑色影像來顯示。
在第三像素列中以黑色影像來顯示的黑色插入週期BL，此週期係從以閘極開啟電壓位準來傳送之第三閘極訊號S[3]之開啟週期T20開始的時間t222到直接在根據第三像素列之根據影像資料訊號的第三影像顯示週期IM3以前之時間的時間t25。
同樣地，被傳送到在其他像素列之每一列之閘極訊號的開啟週期會如以上所說明地被決定，且能夠實施黑色影像的最小電壓或低度電壓，其係會藉由直接在顯示相應像素列之影像之週期以前的每一像素列的儲存電容器所儲存或維持。結果，黑色影像會被顯示。在相較於正常白色模式之正常黑色模式的情形中，每一像素列之閘極訊號的開啟週期相當短，以致於功率耗損的減少寬度能夠很大。
圖6係為根據圖5驅動波型所設計之顯示器單元的影像顯示圖。根據圖6，其係建立當根據來自呈正常黑色模式的第一影像顯示週期IM1之每一像素列來連續顯示影像的時候，其中開始黑色插入週期之相應像素列之閘極訊號的開啟週期20與T30包括該相應像素列之先前其他像素列之擺動週期的半週期。
亦即是，在圖6中，黑色插入週期係被提供在影像顯示週期IM3以前，其中第三像素列的影像會被顯示在第三像素列中，且黑色插入週期係由被傳送到第三像素列之閘極訊號S[3]的開啟週期T20所起始。起始週期T20包括被傳送到第一像素列之資料電壓之擺動週期的半週期，其係並且可被建立以包括直接在擺動週期以前的預定週期。
在圖6中，閘極訊號S[3]之起始週期T20的起始點可重疊第一像素列的影像顯示週期IM1，然而係不限於此。較佳地，閘極訊號S[3]之起始週期T20的完成點，其係可發生於當反轉成第二位準時的資料電壓與被傳送到第三像素 列的公共電壓Vcom[3]之間的電壓差係為最小電壓，或者呈正常黑色模式來顯示黑色影像之低程度電壓的時候。
根據一些實施例，其係揭露移除後像或殘影效果、同時維持適當程度亮度於液晶顯示器(LCD)影像顯示中之液晶顯示器(LCD)的驅動設備，與其一種驅動方法。液晶顯示器(LCD)的驅動設備會被揭露，其係能夠在不需要插入黑色影像資料之下改善後像或殘影效果或者改善即時後像、同時輸入螢幕資料，或者減少在習知液晶顯示器(LCD)驅動方案中所說明的像素孔徑比。
更者，高影像品質的液晶顯示器(LCD)可藉由避免用來實施具低功率耗損之驅動之訊框頻率的增加，以及藉由避免後像或殘影效果所提供。因此，LCD則會顯示具有適當亮度的影像。
本發明所解決的技術問題不限於以上技術問題。沒有被說明的其他技術問題，則可由那些熟習該技術者從以下種種實施例的說明來清楚理解。
根據一些實施例所設計的液晶顯示器(LCD)包括：包括被排列成矩陣之複數個像素的一顯示器單元，各別連接到複數條像素列的閘極線，以及各別連接到複數條像素行的資料線；一閘極驅動器，產生並且逐列連續地傳送複數個閘極訊號經過閘極線而到複數條像素列，以開啟包括在像素中的切換器。LCD進一步包括資料驅動器，其係在切換器開啟的週期內將根據影像資料訊號的資料電壓施加到該像素；以及一公共電壓產生器，其係產生並且施加具有極性相反該資料電壓極性的一公共電壓到該像素。
開啟切換器的週期，其係包括彼此隔開將該資料電壓傳送到至少一像素列之一週期的第一週期與第二週期。在第一週期內，做為根據被傳送到 該像素的資料電壓與被施加到該像素的公共電壓之間差的電壓，根據該顯示器單元之液晶模式來顯示黑色影像的電壓則會被儲存到該像素。
當顯示器單元的液晶模式為正常白色模式時，根據被傳送到該像素的資料電壓與被施加到該像素的公共電壓之間差的電壓係為最大電壓。
當顯示器單元的液晶模式為正常黑色模式時，根據被傳送到該像素的資料電壓與被施加到該像素的公共電壓之間差的電壓係為最小電壓、或者是在顯示黑色影像的電壓範圍中。
當顯示器單元的液晶模式為正常白色模式時，第一週期包括一擺動週期，在該擺動週期中，被傳送到在包括該像素之像素列以前的複數條像素列中之另一像素列中所包括的像素的資料電壓極性會被反轉。
第一週期的完成點可與擺動週期的完成點相符合。當顯示器單元的液晶模式為正常黑色模式時，第一週期可包括一部份擺動週期，在該擺動週期中，被傳送到包括該像素之像素列以前之複數條像素列中之另一像素列中所包括之該些像素的資料電壓極性會被反轉，其係或者為直接在擺動週期以前的預定週期。
其他像素列係為包括該像素之該像素列的第二先前像素列或者第三先前像素列。被傳送到包括該像素列之該像素列的閘極訊號，其係可在第一週期與第二週期內以閘極開啟電壓位準來傳送。在第二週期內，根據對應該像素之影像資料訊號的資料電壓可被施加。
從起始第一週期的時間到起始第二週期的時間之週期係為黑色插入週期。在從起始第一週期的時間到起始第二週期的時間之週期內(其係並且為黑色插入週期)，被儲存在該像素中的電壓則可被維持。
在第一週期與第二週期內，被傳送到包括該像素列之該像素列的閘極訊號係為閘極開啟電壓位準。第一週期的完成點係為在擺動資料電壓與公共電壓之間的電壓差係為當顯示器單元呈正常白色模式時之最大電壓差的時間。當該顯示器單元是正常黑色模式時，它會回應在擺動資料電壓與公共電壓之間的電壓差係在顯示黑色影像之電壓範圍中的時間。
根據一些實施例，第一週期的完成點係為在擺動資料電壓與公共電壓之間電壓差係為當顯示器單元是正常黑色模式時之最小電壓差的時間。
閘極驅動器可產生且傳送閘極開啟電壓位準的閘極訊號，以在第一週期與第二週期內開啟該切換器的閘極電極。
資料驅動器可逐列將根據具有以第一位準與第二位準來連續反轉之極性之影像資料訊號的資料電壓傳送到複數條像素列，且該公共電壓產生器會傳送一公共電壓，其所具有的極性會當資料電壓之極性被反轉並且被傳送到複數條像素列之中之相應像素的時候被反轉成資料電壓的相反極性。
該像素的切換器被開啟的第一週期可重疊一週期，在該週期中，根據影像資料訊號的資料電壓會被施加到在包括該像素之像素列以前之複數條像素列中之其他像素列所包括的像素。
液晶顯示器(LCD)進一步包括控制器，其係傳送該影像資料訊號到該資料驅動器且產生與傳送資料驅動控制訊號與閘極驅動控制訊號到該資料驅動器與該閘極驅動器。
該控制器可根據該像素列以將從該資料驅動器輸出的資料電壓的極性反轉，且可根據該像素列以將在公共電壓產生器中所產生之公共電壓的極性反轉成資料電壓的相反極性。
根據一些實施例，其係揭露一種用來在顯示相應影像到複數條像素列之影像顯示週期以前，將在黑色插入週期中包括複數個像素的液晶顯示器(LCD)驅動的方法。該方法包括：在該黑色插入週期之預定起始週期，將閘極開啟電壓位準的閘極訊號傳送到被連接到預定像素列的閘極線，以及在影像顯示週期，將閘極開啟電壓位準的閘極訊號傳送到被連接到該預定像素列的閘極線。在起始週期內，根據顯示器單元之液晶模式來實施黑色影像的電壓會被儲存到複數個像素，以當作根據被傳送到包括在預定像素列之複數個像素的資料電壓與被施加到複數個像素的公共電壓之間差的電壓。
當顯示器單元的液晶模式為正常白色模式時，該起始週期可包括擺動週期，在該週期中，被傳送到在預定像素列以前之複數條像素列中之其他像素列中所包括的該些像素的資料電壓極性會被反轉。
該起始週期的完成點會符合該擺動週期的完成點。當該顯示器單元的液晶模式為正常黑色模式時，該起始週期可包括一部份擺動週期，其中被傳送到在預定像素列以前之複數條像素列中之其他像素列中所包括的該些像素的資料電壓極性會被反轉，或者其係為直接在該擺動週期以前的預定週期。該起始週期包括擺動週期的最初半週期。
在起始週期內，被儲存在包括在預定像素列之複數個像素中的電壓，其係可在黑色插入週期內被維持。該起始週期可重疊一週期，其中根據影像資料訊號的資料電壓會被施加到在預定像素列以前之複數條像素列中之其他像素列中所包括的複數個像素。
根據一些實施例，其係揭露一種在液晶顯示器(LCD)中顯示影像的方法。該影像可以正確的亮度來顯示，且同時，該後像或殘影效果可被移除，以致於可提供高品質的清楚螢幕。
同樣地，在無需插入黑色影像資料或減少該像素之孔徑比的情形下，後像或殘影可被改善。因此，根據習知系統之相關於亮度減少、驅動頻率增加、以及功率耗損增加的問題則可被避免。於是可以低耗損功率來顯示清楚的影像。
雖然本發明已經結合目前被視為實作示範性實施例來說明，但是欲理解的是，本發明不限於所揭露的實施例，但相反地，其係打算涵蓋被包括在附加申請專利範圍之精神與範圍內的種種變更與等同排列。同樣地，在該說明書中所說明之各別組成元件的材料亦可被一般熟習該技術者從種種材料中輕易地選出並且替代。進一步，一般熟習該技術者可省略在該說明書中所說明的部份組成元件，而不會使性能退化，或者可增加組成元件，以用於較佳性能。此外，一般熟習該技術者可依據該製程情況或設備來改變該說明書。因此，本發明範圍可由附加申請專利範圍與其等同物所決定。
10‧‧‧顯示器單元
20‧‧‧閘極驅動器
30‧‧‧資料驅動器
40‧‧‧公共電壓產生器
50‧‧‧控制器
CONT1‧‧‧閘極驅動控制訊號
CONT2‧‧‧資料驅動控制訊號
Cst‧‧‧儲存電容器
Cx‧‧‧液晶電容器
D1-Dn‧‧‧資料線
Q‧‧‧切換器
S1-Sn‧‧‧掃瞄線
Vcom1-Vcomn‧‧‧公共電壓供應線

Claims (21)

  1. 一種液晶顯示器(LCD)，包含：一顯示器單元，包括排列成一矩陣的複數個像素；複數條閘極線，其係各別連接到複數條像素列；複數條資料線，其係各別連接到複數條像素行；複數個切換器，其係各別連接到複數個像素；一閘極驅動器，其係被架構以產生並且逐列將複數個閘極訊號連續傳送經過閘極線而到複數條像素列，以開啟被包括在該像素中之複數個切換器的一切換器；一資料驅動器，其係被架構以在切換器被開啟的週期內，將根據影像資料訊號的資料電壓施加到該像素；以及一公共電壓產生器，其係被架構以產生並且將具有極性相反於該資料電壓的極性的一公共電壓施加到該像素，其中該切換器被開啟的週期包括第一週期與第二週期，其係彼此相隔一週期，在第一週期與第二週期相隔的該週期中，該資料電壓會被傳送到至少一像素列，以及在第一週期內，根據顯示器單元之液晶模式來顯示黑色影像的電壓會被儲存到該像素，其中被儲存在該 像素中的電壓會對應與被傳送到該像素的資料電壓以及被施加到該像素的公共電壓之間的差值相對應的電壓；其中當顯示器單元的液晶模式為正常黑色模式時，第一週期包括一部份的擺動週期或者直接在擺動週期以前的預定週期，在該部份的擺動週期中，被傳送到在包括該像素之像素列以前的複數條像素列中之另一像素列中所包括的像素的資料電壓的極性會被反轉。
  2. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示器(LCD)，其中當顯示器單元的液晶模式為正常黑色模式時，與被傳送到該像素的資料電壓與被施加到該像素的公共電壓之間的差值相對應的電壓係為最小電壓或者是在用來顯示黑色影像的電壓範圍內。
  3. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示器(LCD)，其中另一像素列係為包括該像素之像素列的第二先前像素列或第三先前像素列。
  4. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示器(LCD)，其中第一週期的完成點符合擺動週期的完成點。
  5. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示器(LCD)，其中另一像素列係為包括該像素之像素列的第二先前像素列或第三先前像素列。
  6. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示器(LCD)，其中 在第二週期內，與用來驅動該像素之影像資料訊號對應的資料電壓會被施加。
  7. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示器(LCD)，其中從第一週期開啟之時間到第二週期開啟之時間的週期係為黑色影像插入週期。
  8. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示器(LCD)，其中在從第一週期開啟之時間到第二週期開啟之時間的週期內會維持被儲存在該像素的電壓。
  9. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示器(LCD)，其中在第一週期與第二週期內，被傳送到包括該像素之像素列的閘極訊號係為閘極開啟電壓位準。
  10. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示器(LCD)，其中閘極驅動器係被架構以產生並且傳送閘極開啟電壓位準的閘極訊號，且其中在第一週期與第二週期內，該閘極開啟電壓位準係被架構以開啟該切換器的閘極電極。
  11. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示器(LCD)，其中該資料驅動器係被架構，以逐列將根據所具有極性以第一位準與第二位準來反轉之影像資料訊號的資料電壓連續地傳送到該複數條像素列，以及該公共電壓產生器係被架構，以當該資料電壓極性被反轉時傳送具有極性對應該資料電壓之相反極性的 公共電壓，且其中具有被反轉極性的資料電壓則會被傳送到在複數條像素列中的相應像素列。
  12. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示器(LCD)，其中該像素切換器被開啟的第一週期係與在根據該影像資料訊號的資料電壓會被施加到在包括該像素之像素列以前之複數條像素列中之另一像素列中所包括的像素之期間重疊。
  13. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示器(LCD)，進一步包含：一控制器，其係被架構以傳送該影像資料訊號到該資料驅動器，並且各別產生與傳送一資料驅動控制訊號與一閘極驅動控制訊號到該資料驅動器與該閘極驅動器，其中該控制器根據該像素列以將從該資料驅動器輸出的資料電壓的極性反轉，並且根據該像素列以將在公共電壓產生器中所產生的公共電壓的極性反轉成資料電壓的相反極性。
  14. 一種用來驅動包含複數個像素之液晶顯示器(LCD)的方法，該方法包括在用來將一相應影像顯示到複數條像素列之影像顯示週期以前的一黑色插入週期，包含：在黑色插入週期的起始週期，將閘極開啟電壓位準的閘極訊號傳送到被連接到預定像素列的閘極線； 在影像顯示週期上，將閘極開啟電壓位準的閘極訊號傳送到被連接到該預定像素列的閘極線，以及在起始週期內儲存一電壓，以用於將根據用於顯示器單元之液晶模式的黑色影像顯示到複數個像素，其中被儲存到該複數個像素的電壓會對應根據被傳送到包括在預定像素列之複數個像素的資料電壓與被施加到複數個像素的公共電壓之間的差值的電壓；其中當顯示器單元的液晶模式為正常黑色模式時，起始週期包括一部份的擺動週期或為直接在擺動週期以前的預定週期，在該部份的擺動週期中，被傳送到在該預定像素列以前的複數條像素列中之另一像素列中所包括之像素的資料電壓的極性會被反轉。
  15. 如申請專利範圍第14項之方法，其中當顯示器單元的液晶模式係為正常黑色模式時，根據被傳送到該像素的資料電壓與被施加到該像素的公共電壓之間的差值的電壓係為最小電壓或者是在用來顯示黑色影像的電壓範圍內。
  16. 如申請專利範圍第14項之方法，其中另一像素列係為預定像素列的第二先前像素列或第三先前像素列。
  17. 如申請專利範圍第14項之方法，其中起始週期的完成點對應擺動週期的完成點。
  18. 如申請專利範圍第14項之方法，其中該起始週期包括該擺動週期的最初半週期。
  19. 如申請專利範圍第14項之方法，其中另一像素列係為預定像素列的第二先前像素列或第三先前像素列。
  20. 如申請專利範圍第14項之方法，其中在起始週期內，儲存在被包括在預定像素列中之複數個像素的電壓會在黑色插入週期內被維持。
  21. 如申請專利範圍第14項之方法，其中該起始週期係與在根據該影像資料訊號的資料電壓會被施加到在該預定像素列以前之複數條像素列中之另一像素列中所包括的複數個像素之期間重疊。
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