专利名称：液晶显示装置的驱动方法以及液晶显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液晶显示装置的驱动方法以及液晶显示装置，能够抑制闪烁 (flicker)的发生。
背景技术：
薄膜晶体管(Thin Film Transistor, TFT)型液晶显示装置是一种代表性的主动 矩阵型液晶显示装置，由于其在每个像素上设置薄膜晶体管TFT做为切换组件，并且将信 号电压(影像信号电压阶调电压)施加于像素电极上，所以在像素间不会出现串音现象 (crosstalk)，能够进行高分辨率的多色阶显示。另一方面，将此种液晶显示装置实际装设于使用电池做为电源的便携式数据终端 设备等等电子装置上时，就需要降低此种显示方式所造成的消耗电力。因此，在现有技术中 就已提出让液晶显示装置的各像素具有存储功能的方案(请参考专利文献1和2)。在称为动态存储器型(dynamic memory type)的液晶显示装置中，是在设置于源 极排线和栅极排线间交会点的薄膜晶体管TFT的输出侧(像素电极侧)，设置了动态随机存 取存储器(dynamic random access memory, DRAM)单元等等的存储器，藉由将显示数据储 存在其中，以便在既定时间内维持显示数据。专利文献专利文献1日本特表2004-536347号公报专利文献2日本特表2006-523323号公报
发明内容
在此动态存储器型的液晶显示装置中，由于存储器所储存的数据会随时间而漏 失，因此需要定期进行刷新动作(refresh)。特别是利用多晶硅半导体来实现像素的存储功 能时，泄漏电流会变得偏高，使得闪烁现象(flicker)清楚地呈现出来。为了抑制闪烁现象，则需要缩短刷新动作的周期(refresh cycle) 0然而，缩短刷 新动作的周期，会使得藉由让各像素具有存储功能而达到节省写入动作、降低周边电路以 及消耗电力的效果降低。亦即，闪烁现象以及消耗电力的问题之间是互为取舍(trade-off) 的关系。因此，希望开发能够实现低消耗电力并且抑制闪烁现象的液晶显示装置。有鉴于此，根据本发明提供一种液晶显示装置的驱动方法以及藉由此驱动方法所 驱动的液晶显示装置，其交替反复地执行依据液晶物质不产生反应的时间间隔，在一既定 期间内反复对于存储器进行偶数次刷新动作的第一刷新动作，以及在上述既定期间经过后 对于上述存储器进行奇数次刷新动作的第二刷新动作，藉此能够实现低消耗电力，同时也 能够抑制闪烁现象的发生。根据本发明的液晶显示装置的驱动方法，是利用切换组件对于施加在液晶物质上 的电压进行开启/关闭(on/off)控制，并且藉由在上述切换组件为关闭期间，利用存储器 储存施加于上述液晶物质的电压值，以控制上述液晶物质的光穿透率或是光反射率。其中是交替反复地执行以下动作以上述液晶物质不产生反应的时间间隔，在一既定期间反复 对于上述存储器进行偶数次刷新动作的第一刷新动作，以及在上述既定期间之后，对于上 述存储器进行奇数次刷新动作的第二刷新动作。根据本发明的液晶显示装置的驱动方法中，上述既定期间是设定成比进行上述第二刷新动作的期间来得长。根据本发明液晶显示装置的驱动方法中，上述既定期间是设定成人眼对于色彩变 化较难识别的较长时间并且显示影像不会发生永久残影现象(image sticking)的较短时 间。根据本发明的液晶显示装置，其利用切换组件对于施加在液晶物质上的电压进行 开启/关闭(on/off)控制，并且藉由在上述切换组件为关闭期间，利用存储器维持施加于 上述液晶物质的电压值，以控制上述液晶物质的光穿透率或是光反射率。其特征在于包含 一交替反复装置，用以交替反复执行以下动作，即以上述液晶物质不产生反应的时间间隔， 在一既定期间反复对于上述存储器进行偶数次刷新动作的第一刷新动作，以及在上述既定 期间之后，对于上述存储器进行奇数次刷新动作的第二刷新动作。根据本发明的液晶显示装置中，上述既定期间是设定成比进行上述第二刷新动作 的期间来得长。根据本发明液晶显示装置中，上述既定期间是设定成人眼对于色彩变化较难识别 的较长时间并且显示影像不会发生永久残影现象的较短时间。根据本发明中的第一刷新动作，由于将存储器刷新动作的时间间隔设定成液晶 物质不产生反应的时间间隔，所以在执行第一刷新动作的既定期间，液晶物质的光学特性 (光穿透率以及反射率)几乎不会改变。另外，在转换到第二刷新动作时，虽然受到馈通效应的影响使得液晶物质的光学 特性会稍微改变，但是后续因为执行第一刷新动作，仍然可以在既定期间内维持改变后的 光学特性。根据本发明中，由于第一刷新动作以及第二刷新动作是交替反复地执行，在显示 相同颜色(例如白色)的情况下，在进行第二刷新动作时会看到液晶物质的光学特性变化。利用低于如IHz左右的频率来切换第一刷新动作以及第二刷新动作，便可以让人 眼难以识别出当转换到第二刷新动作时的光学特性变化所造成的闪烁现象。利用本发明，便能够减少用来储存液晶物质施加电压值的存储器所进行的刷新动 作频率，并能够将整个液晶显示装置维持在较低消耗电力的水平。另外，由于不改变液晶物质的光学特性(光穿透率以及光反射率)来执行存储器 的刷新动作，因此抑制了闪烁现象的发生。即使是在显示相同颜色(例如白色)的情况下，由于是以人眼对于色彩变化较难 以识别的较长时间(例如1秒以上)做为周期，让像素电压的相位和共通电压的相位进行 反转，所以能够防止发生永久残影(image sticking)的情况。
图1表示本发明实施例的液晶显示装置的概略结构方块图。图2是用以概略说明本实施例中像素电路的电路图。
图3表示本实施例的驱动序列范例的时序图。图4表示液晶物质的光学特性和施加电压电平的绝对值间的关系图。图5是用来说明白色像素以及黑色像素上闪烁现象呈现方式的图。图6是用来说明白色像素以及黑色像素上闪烁现象呈现方式的图。图7a和图7b是液晶面板的剖面图。图8是用以说明电容造成馈通电压不相同的图。附图符号说明10 像素电路；11 像素电极；12 切换组件；13 共通电极；14 液晶物质； 15 存储器；101 控制电路；102 影像存储器；103 电源电路；104 源极驱动器； 105 栅极驱动器。
具体实施例方式以下，参照实施例的附图详细说明本发明。图1表示本实施例的液晶显示装置的概略结构方块图。本实施例的液晶显示装置 具有控制电路101、影像存储器102、电源电路103、源极驱动器104、栅极驱动器105、液晶面 板106以及反射板(未图示)，是一种利用外部光线的反射而进行显示动作的反射型液晶显
示装置。控制电路101根据输入的同步信号，产生存储器控制信号、电源控制信号、源极驱 动器控制信号以及栅极驱动器控制信号，并且将所产生的各控制信号，分别输出到影像存 储器102、电源电路103、源极驱动器104以与栅极驱动器105。影像存储器102则暂时性储存输入的显示数据，其同步于从控制电路101所输入 的存储器控制信号，将应显示于液晶面板106上的影像数据输出到源极驱动器104。另外， 理所当然结构上也可以是将影像存储器102内建于控制电路101，而在控制电路101进行内 部处理。在此，输入的同步信号以及显示数据，可以是在移动电话和便携式游戏机等所配 置的中央处理器(Central Processing Unit, CPU)和LCD控制IC输出的LCD信号、将个人 计算机的阴极射线管(Cathode Ray Tube，CRT)输出信号进行模拟数字转换后的信号、以 及控制电路101直接从个人计算机所配置的影像存储器(Video RAM)控制并取得的信号等等。电源电路103则是同步于从控制电路101所输入的电源控制信号，产生源极驱动 器104所使用的驱动电压Vs、栅极驱动器105所使用的驱动电压Vg以及液晶面板106的共 通电极所使用的共通电压Vcom，分别输出到源极驱动器104、栅极驱动器105以及液晶面板 106。栅极驱动器105则是同步于从控制电路101所输入的栅极驱动器控制信号，具有将用来控制后述切换组件12 (参考图2)的导通/关闭(0N/0FF)状态的扫描电压，依序输 出到输出部，并将输出的扫描电压施加于液晶面板106中扫描线的功能；以及将用来控制 导通所有切换组件12的电压一并输出到输出部，并将所输出的电压施加于液晶面板106中 所有扫描线的功能。源极驱动器104则是同步于从控制电路101所输入的源极驱动器控制信号，具有用来撷取来自影像存储器102所输出的影像数据，而将对应于影像数据的电压施加于液晶 面板106的数据线的功能；以及在与源极驱动器控制信号不同步的情况下，具有将外部电 源所输入的外部电压施加于液晶面板106上全部数据线的功能。液晶面板106是在以矩阵状配置构成各像素的像素电路10的基板，以及配置共通 电极13(亦称为对向电极)的基板之间，封入液晶物质14。关于像素电路10的结构则可 以根据图2来说明，像素电路10包含像素电极11以及用来控制是否导通施加于 此像素电 极11上电压的切换组件12，其电路是用来在切换组件12的导通期间，将数据电压施加于 像素电极11以及共通电极13之间，所施加的数据电压值在切换组件12的关闭期间可以藉 由DRAM等等存储器15加以储存，用以控制藉由此数据电压所决定的液晶物质光穿透率以 及光反射率。图2是用来概略说明本实施例中像素电路10的电路图。像素电路10具有切 换组件12，其用来控制是否导通施加于像素电极11上的电压。薄膜晶体管(Thin Film Transistor,TFT)可以做为此切换组件12。在此切换组件12的导通期间，藉由施加数据电 压于像素电极11上，便可以在两块基板间所封入的液晶物质14上施加所期望的电压(亦 即像素电极11上所施加的电压与共通电极13上所施加的电压间的电位差)。另外，像素电路10的构成组件中尚包括存储器15，用来储存在液晶物质14上所施 加的电压值。存储器15可以采用DRAM单元，从所占芯片面积的角度来看，其优于静态随机 存取存储器(Static Random Access Memory, SRAM)。存储器15具有在切换组件12的关 闭期间，储存液晶物质上所施加的电压值的功能。由于采用DRAM做为存储器15，为了要维 持储存的电压值，需要定期执行刷新动作(refresh，或存储维持动作)。在本实施例中，是根据切换组件12的导通期间中所施加的电压以及在存储器15 所储存的电压值，来控制液晶物质14的光穿透率(或光反射率)，以便在液晶面板106上显 示影像。图3表示本实施例的驱动序列范例的时序图。驱动序列的上方部分(即图3的 (a)部分)表示像素电极11上所施加的电压(像素电压)的时间变化。驱动序列的中间部 分(即图3的(b)部分)表示共通电极13上所施加的电压(共通电压)的时间变化。此 驱动序列的特征的一在于以液晶物质14不产生反应的时间间隔，连续地两次反转像素电 压和共通电压，并在既定期间内反复地执行此动作。如果液晶物质14的反应时间大约是 10msec，则可以利用例如Imsec左右的时间间隔执行反转。换言之，图3所示的情况中，第 一刷新动作是在既定期间(Isec)内反复地以Imsec时间间隔执行两次刷新动作。另外，虽然在本实施例中是以像素电压和共通电压连续两次进行反转的方式做为 第一刷新动作，但是并不限于两次，如偶数次也可适用。另外，本实施例的驱动序列的另一特征，是在反复执行连续两次反转动作之后 (即经过既定时间之后)，尚具有仅一次反转像素电压和共通电压的动作。换言之，图3所 示的情况中，在第一刷新动作之后，是以执行仅一次的刷新动作来做为第二刷新动作。接 着，如上述一样，在既定期间内，反复地以液晶物质14不产生反应的时间间隔，连续地两次 反转像素电压和共通电压。藉此，像素电压的相位和共通电压的相位在经过上述既定期间 的前后是呈反转关系。本实施例的驱动序列，其特征即在于交替反复地执行上述的第一刷 新动作和第二刷新动作。
另外，虽然在本实施例中是以像素电压和共通电压仅一次进行反转的方式做为第 二刷新动作，但是并不限于一次，如三次以上的奇数次也可适用。图3的(c)部分表示采用上述驱动序列的情况下，液晶物质14的光穿透率(或光 反射率)的时间变化。液晶物质14的光穿透率(或光反射率)在既定期间内大致维持固 定，在切换到下个既定期间时则出现微小的变化，而在下个既定期间内则可以大致维持在 变化后的数值。由于在经过既定期间后进行切换时，光穿透率(或光反射率)的变化很微 小，所以藉由调整切换时间，可以让人眼上看不出来发生闪烁现象。因为切换周期在10Hz 左右容易让人眼看到闪烁现象，所以最好以低于10Hz左右的周期进行切换。以下针对利用图3所示的驱动序列来驱动本实施例的液晶显示装置的特性，与现 有结构进行比较并加以说明。在各像素不具有存储器的现有液晶显示装置中，为了抑制闪 烁现象是以60Hz左右进行驱动，所以需要随时进行各像素的数据写入动作。为了进行各像 素的数据写入动作，需要反复经由各总线进行充放电操作，即使一根总线的寄生电容只有 10 100pF左右的微小值，整体来看就需要数mW 数十mW左右的消耗电力。因此，在各像 素不具有存储器的现有液晶显示装置中，很难降低消耗电力。另外，本实施例的液晶显示装置可以是不需要背光源的反射型液晶显示装置，也 就是可以不需要用来点亮背光源的电力。其次，各像素电路10具有DRAM单元(MIP，Mem0ry In Pixel，像素中存储器)，因此切换组件12在关闭期间，数据电压值可以藉由DRAM单元来 储存，所以可以停止经由总线线进行充放电的动作。所以与像素不具存储器的现有液晶显 示装置相比，便能够降低消耗电力。另外，在本实施例中，是利用DRAM单元在切换组件12的关闭期间中储存所施加的 数据电压值，为了维持此DRAM单元所储存的数据电压值，需要进行DRAM单元的刷新动作。 因为DRAM单元是数字式存储器，如果依据维持高电平(HIGH)的电压所设定的时间间隔来 进行刷新动作，是可以达到刷新动作本身的目的。但是由于在刷新动作之后，像素会出现电 流泄漏的情况，从模拟角度来看，DRAM单元所储存的电压值会下降。图4表示液晶物质的光学特性和施加电压电平的绝对值间的关系图。横轴表示液 晶物质上所施加电压电平的绝对值，纵轴表示此液晶物质的穿透率(或反射率)。如图4所 示的关系图，液晶物质的穿透率(或反射率)相对于所施加电压电平具有非线性曲线。由 于人眼对于此光学特性非常敏感，所以在如上述般像素存在电流泄漏的情况下，即使是非 常小变化的电压差(例如10mV左右)，人眼也可以识别出噪声或闪烁现象。一般而言，在正常黑(normally black)型式的液晶面板上，显示白色时的闪烁现 象比较明显。也就是说，以液晶物质的穿透率对于施加电压做偏微分时，由于在白色显示区 域上的偏微分绝对值(ATw= |dT/dV|)具有一有限值，而在黑色显示区域上的偏微分绝对 值(ATb = |dT/dV|)则约略为零，所以在白色显示区域上，穿透率比较容易因为施加电压 的变化而改变。在抑制闪烁现象的方案上，可以考虑使源极排线的电压与像素电压相同。然而，由 于在同一行(column)上所配置的全部像素共享源极排线，所以当源极总线的电压达到共 通电压时，来自黑色像素(显示黑色的像素)的泄漏量最小。但是此时来自白色像素(显 示白色的像素)的泄漏量最大。相反地，当源极总线的电压与白色像素的电压相同时，来自 白色像素的泄漏量最小，而来自黑色像素的泄漏量最大。图5和图6则是用来说明白色像素以及黑色像素上闪烁现象呈现方式的说明图。因此，即使进行共通电压的调整，也无法同时让黑色像素和白色像素两者的泄漏 量减少。然而如上所述，就穿透率(或反射率)而言，黑色显示区域相较于白色显示区域， 其对于像素电压变化的相依性非常小。因此，将源极总线的电压维持在白色像素显示时的 电压电平(例如图6所示)，就比较能够抑制闪烁现象。藉由此方式，虽然抑制了因为像素(主要是白色像素)泄漏而造成的闪烁现象，但 是仍然可以看到闪烁。看到闪烁还有一个原因，是显示器中的液晶间隙(cell gap)不均 勻。图7a和图7b是液晶面板的剖面图。液晶间隙的值(亦即夹持液晶物质的两块基板间 距离)是由间隔物(spacer)以及密封材所决定。在制造过程中，液晶间隙的不均勻是必然 会发生的。举例来说，液晶面板的内面上，会产生中央 附近的液晶间隙较窄，周边区域的液 晶间隙较宽(或者是中央附近的液晶间隙较宽，周边区域的液晶间隙较窄)的不均勻现象 (参考图7a和图7b)。各像素设置DRAM的本实施例液晶显示装置中，像素电压会强烈受到馈通(feed through)效应的影响。其次，由于液晶面板内面上存在不均勻的液晶间隙，而像素的电容则 会随着液晶间隙值而改变。随着此电容变化，各像素间的馈通电压则会产生差异。图8是用以说明电容造成馈通电压不相同的说明图。在液晶间隙较窄的情况下， 由于像素的电容变得较大，如图8的(a)部分所示，馈通电压的影响变小。另一方面，在液 晶间隙较宽的情况下，由于像素的电容变得较小，如图8的(b)部分所示般，馈通电压的影 响变大。一般而言，像素电压的正负间振幅可以藉由共通电压的电平调整来补偿。然而，由 于液晶面板内面的不均勻液晶间隙而造成不同的馈通电压，共通电压的电平调整变得非常 困难。举例来说，如图8的(a)部分所示，在中央附近的液晶间隙较窄、周边区域的液晶间 隙较宽的液晶面板中，当考虑中央附近像素的馈通电压而进行共通电压的电平调整时，就 无法将周边区域像素的馈通效果减轻到可以忽视的程度。其结果是，虽然能够抑制中央附 近像素的闪烁现象，但是仍然看得出周边区域像素的闪烁现象。在一般显示器中，以60Hz左右进行驱动是可以抑制闪烁现象。但是，由于原本采 用MIP (像素中存储器)架构的目的即是降低消耗电力，若采用比较高的帧率便会使得消耗 电力上升，此与原本的目的背道而驰。本实施例中则并非单纯采用高帧率的方式，而是藉由采用如图3所示的驱动序 列，使得在切换组件12的关闭期间内由像素泄漏电流所造成的闪烁现象，以及液晶面板 106内面的不均勻液晶间隙所造成的闪烁现象，两者均可获得抑制。藉此，除了能够降低对于储存液晶物质14上所施加电压值的存储器15进行刷新 动作的频率，同时也能减少液晶显示装置整体的消耗电力。另外，因为是在液晶物质14的光学特性(光穿透率以及光反射率)不改变的情况 下进行存储器15的刷新动作，所以不需要使用60Hz左右的高帧率，便能够抑制闪烁现象的 发生。此外，即使是在显示相同颜色(例如白色)的情况下，由于是以人眼对于色彩变化 较难以识别的较长时间(例如1秒以上)做为周期，让像素电压的相位和共通电压的相位 进行反转，所以能够防止永久残影(image sticking)的情况发生。
权利要求
一种液晶显示装置的驱动方法，其利用一切换组件对于施加在一液晶物质上的电压进行开启/关闭控制，并且藉由在上述切换组件为关闭期间，利用一存储器储存施加于上述液晶物质的电压值，以控制上述液晶物质的光穿透率或是光反射率，其特征在于交替反复地执行以下动作，以上述液晶物质不产生反应的时间间隔，在一既定期间反复对于上述存储器进行偶数次刷新动作的第一刷新动作，以及在上述既定期间之后，对于上述存储器进行奇数次刷新动作的第二刷新动作。
2.如权利要求1所述的液晶显示装置的驱动方法，其中上述既定期间是设定成比进行 上述第二刷新动作的期间来得长。
3.如权利要求1所述的液晶显示装置的驱动方法，其中上述既定期间是设定成人眼对 于色彩变化较难识别的较长时间并且显示影像不会发生永久残影现象的较短时间。
4.如权利要求3所述的液晶显示装置的驱动方法，其中上述既定期间是设定成1秒或 1秒以上。
5.一种液晶显示装置，其利用一切换组件对于施加在一液晶物质上的电压进行开启/ 关闭控制，并且藉由在上述切换组件为关闭期间，利用一存储器维持施加于上述液晶物质 的电压值，以控制上述液晶物质的光穿透率或是光反射率，其特征在于包含一交替反复装置，用以交替反复执行以下动作，即以上述液晶物质不产生反应的 时间间隔，在一既定期间反复对于上述存储器进行偶数次刷新动作的第一刷新动作，以及 在上述既定期间之后，对于上述存储器进行奇数次刷新动作的第二刷新动作。
6.如权利要求5所述的液晶显示装置，其中上述既定期间是设定成比进行上述第二刷 新动作的期间来得长。
7.如权利要求6所述的液晶显示装置，其中上述既定期间是设定成人眼对于色彩变化 较难识别的较长时间并且显示影像不会发生永久残影现象的较短时间。
8.如权利要求6所述的液晶显示装置，其中上述既定期间是设定成1秒或1秒以上。
全文摘要
本发明提供一种能够抑制闪烁现象(flicker)发生的液晶显示装置的驱动方法以及液晶显示装置。在既定期间内反复执行以液晶物质不产生反应的时间间隔，对像素电压和共通电压连续两次进行反转。在经过既定期间后，为了使得像素电压和共通电压的相位反相，对像素电压和共通电压进行仅一次的反转。接着，在既定期间内反复执行以液晶物质不产生反应的时间间隔，对像素电压和共通电压连续两次进行反转。
文档编号G09G3/36GK101840685SQ20101014950
公开日2010年9月22日 申请日期2010年3月17日 优先权日2009年3月19日
发明者山下佳大朗 申请人:统宝光电股份有限公司