面板显示装置及其数据反向补偿方法与流程

本发明属于液晶显示面板技术领域，具体涉及一种面板显示装置及其数据反向补偿方法。

技术背景

在液晶显示面板中，像素单元所表现的亮度由液晶两端的电压差所决定。液晶一端为公共电压，通常整个面板都使用相同的公共电压液晶另一端为数据电压(数据电压也就是像素电极的电压)，当薄膜晶体管(TFT)打开时，由数据线充入电压。像素单元在薄膜晶体管关闭时主要靠液晶电容和存储电容保持电压差(此两种电容通常是并联的)。

除了以上两种电容，如图1所示，在薄膜晶体管的像素单元中，数据线(Source)、扫描线(Gate)和公共电压线(Com)间都存在着寄生电容，如液晶本身的液晶电容Clc，公共电压线(Com)本身产生的存储电容(Cst)，扫描线与像素电极间的寄生电容(Cgd)，数据线与公共电压线间的寄生电容(Csc)。

数据电压对所提的这些电容都可能产生耦合现象。当耦合现象使像素电极电压或公共电压产生较大偏差时，显示亮度也会产生偏差。

现有的针对数据电压对周边器件产生耦合现象的情况，通常使用针对被耦合的器件进行电学补偿，核心在于使被耦合的器件电性尽量保持不变，从而其耦合的影响。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供可以消除大部分由于数据电压耦合周边器件而产生的画面异常现象的面板显示装置及其数据反向补偿方法。

本发明提供一种面板显示装置，包括显示面板、设置在显示面板内的TFT开关、与所述显示面板连接的源极驱动器、与源极驱动器连接的时序控制芯片、补偿电压芯片以及伽马芯片，所述补偿电压芯片和伽马芯片均与所述时序控制芯片连接，所述补偿电压芯片和伽马芯片共同输出周期性数据电压给像素电极充电，所述周期性数据电压具有周期性充电时间，所述周期性充电时间包括像素电极充电时间和补偿时间；在像素电极的充电时间内，向像素电极输入数据电压；在补偿时间内，TFT开关处于关闭状态，向数据线输入补偿电平；数据电压和补偿电平的极性相反。

本发明又提供一种面板显示装置，包括显示面板、设置在显示面板内的TFT开关、与所述显示面板连接的源极驱动器、与源极驱动器连接的时序控制芯片、补偿电压芯片以及伽马芯片，所述补偿电压芯片和伽马芯片均与所述时序控制芯片连接，所述补充电压芯片的部分或全部集成在时序控制芯片内；所述补偿电压芯片和伽马芯片共同输出周期性数据电压给像素电极充电，所述周期性数据电压具有周期性充电时间，所述周期性充电时间包括像素电极充电时间和补偿时间；在像素电极的充电时间内，向像素电极输入数据电压；在补偿时间内，TFT开关处于关闭状态，向数据线输入补偿电平；数据电压和补偿电平的极性相反。

本发明又提供一种面板显示装置，包括显示面板、设置在显示面板内的TFT开关、与所述显示面板连接的源极驱动器、与源极驱动器连接的时序控制芯片、补偿电压芯片以及伽马芯片，所述补偿电压芯片和伽马芯片均与所述时序控制芯片连接，所述补充电压芯片的部分或全部集成在伽马芯片内；所述补偿电压芯片和伽马芯片共同输出周期性数据电压给像素电极充电，所述周期性数据电压具有周期性充电时间，所述周期性充电时间包括像素电极充电时间和补偿时间；在像素电极的充电时间内，向像素电极输入数据电压；在补偿时间内，TFT开关处于关闭状态，向数据线输入补偿电平；数据电压和补偿电平的极性相反。

本发明又提供一种面板显示装置，包括显示面板、设置在显示面板内的TFT开关、与所述显示面板连接的源极驱动器、与源极驱动器连接的时序控制芯片、补偿电压芯片以及伽马芯片，所述补偿电压芯片和伽马芯片均与所述时序控制芯片连接，所述补充电压芯片的部分或全部集成在源极驱动器内；所述补偿电压芯片和伽马芯片共同输出周期性数据电压给像素电极充电，所述周期性数据电压具有周期性充电时间，所述周期性充电时间包括像素电极充电时间和补偿时间；在像素电极的充电时间内，向像素电极输入数据电压；在补偿时间内，TFT开关处于关闭状态，向数据线输入补偿电平；数据电压和补偿电平的极性相反。

本发明又提供一种面板显示装置的数据反向补偿方法，所述方法包括：时序控制芯片均向补偿电压芯片和伽马芯片发出驱动源极驱动器的控制信号，所述控制信号输出周期性数据电压给像素电极充电，所述周期性数据电压具有周期性充电时间，所述周期性充电时间包括像素电极充电时间和补偿时间；在每个补偿时间内，TFT开关处于关闭状态，像素电极不进行充电；在补偿时间内，数据线上的补偿电平对前一段像素电极充电时间内的数据电压产生的耦合效应进行补偿。

优选地，具体包括如下步骤：

步骤S1：时序控制芯片在正常显示时间内暂停时钟信号，使栅极驱动器或栅极驱动电路中依次打开扫描线上的TFT开关的过程暂停；

步骤S2：补偿电压芯片根据本段像素充电时间内数据线上数据电压的情况计算出本段补偿时间数据线上的补偿电平；

步骤S3：补偿电压芯片和伽马芯片输出周期性数据电压给像素电极充电，所述周期性数据电压具有周期性充电时间，所述周期性充电时间包括像素电极充电时间和补偿时间；在像素电极的充电时间内，向像素电极输入数据电压；在补偿时间内，TFT开关处于关闭状态，向数据线输入补偿电平；数据电压和补偿电平的极性相反。

优选地，所述补偿时间由时序控制芯片的补偿电压芯片进行设置。

本发明在在像素充电的时间内插入补偿时间，根据像素充电时间内的数据电压变化，确定相应的补偿电压；本发明根据数据线所传输电压相对于一个基准电位的压差，周期性输入压差方向相反的补偿电压，使一定时间范围内数据电压对周边器件的耦合得以抵消，进而使数据电压一直可以维持周期内相同的耦合量(可以为0)；本发明可以消除大部分由于数据电压耦合周边器件而产生的画面异常现象。

附图说明

图1为现有液晶显示面板的像素单元的结构示意图；

图2为本发明面板显示装置的结构示意图；

图3为现有面板显示装置的一根数据线在两帧内的变化示意图；

图4为本发明面板显示装置的一根数据线在两帧内的变化示意图；

图5为本发明面板显示装置的具体结构示意图。

具体实施方式

图2为本发明显示面板装置的结构示意图，显示面板装置包括显示面板100、位于显示面板100上且纵横交错的数据线(图未示)和扫描线(图未示)、由数据线和扫描线交叉限定的像素单元、位于像素单元内的像素电极、位于数据线和扫描线交叉处的TFT开关、与数据线连接的源极驱动器10、与扫描线连接的栅极驱动器或栅极驱动电路20(如图5所示)以及时序控制芯片(Tcon IC)30(如图5所示)，时序控制芯片(Tcon IC)30均与源极驱动器10、以及栅极驱动器或栅极驱动电路20连接。其中，TFT开关的栅极与扫描线连接，TFT开关的源极和数据线连接，TFT开关的漏极和像素电极连接。

当栅极驱动器20设置在显示面板100外时，为栅极驱动器；当栅极驱动电路20设置在显示面板100内时，为栅极驱动电路20。

本实施例以数据线每帧变换一次Gamma电压正负极性，点亮白画面为例，描述一根数据线在两帧内的变化。

选择与某一根数据线1对应的两个像素电极A和B，如图3所示，从一次打开TFT开关并同时充入所述数据线的数据电压Vs至像素电极A到关闭TFT开关到下一次打开充入所述数据线的数据电压至像素电极B再关闭的周期。从图3中看出，所述数据线1上像素电极A在A-A段大部分时间为Gamma正电压，Gamma正电压周期为+T，像素电极B在B-B段大部分时间为Gamma负电压，Gamma负电压周期为-T。

数据电压Vs在像素电极A使用Gamma正电压的周期+T内，数据线1给像素电极A充电时间为T1，空闲时间为T'；数据电压Vs在像素电极B使用Gamma负电压的周期-T内，数据线1给像素电极A充电时间为T1，空闲时间为T'；其中，数据电压Vs在每个像素电极的周期均为T，T＝T1+T'。

其中，空闲时间(也称空白时间)即通常说的blanking，分为水平空闲时间(即H-blanking)和垂直空闲时间(即V-blanking)，本发明提到的空闲时间实际是垂直空闲时间。

垂直空闲时间：面板中每一帧的在时间上是面板上每一行的扫描线按照顺序依次打开整行的TFT开关，然后像素电极接收数据线的信号后再进行关闭TFT开关，此过程从第一行到最后一行，一行打开接收再关闭后，下一行就紧接着打开接收再关闭在最后一行扫描线打开整行TFT开关，然后接收数据线线信号后再进行关闭TFT开关，第一行并不马上打开来接收下一帧的第一行的数据，而是等一段时间，这段前一帧最后一行TFT开关关闭和后一帧第一行打开TFT开关之间的时间，就是垂直空闲时间。

在这段时间内时序控制芯片与前端输入信号间以及源极驱动器与时序控制芯片间可以进行一些类似握手信号的过程，同时，时间面板上没有TFT打开，数据线线通常是送黑态的电压。

在第一次对像素电极A和B充入的数据电压是一样的，均为Vs，充入电压后数据线1对其的耦合影响明显不同，而有可能因此产生画面异常的现象。

针对图3所产生的面板画面异常的现象，如图4所示，本发明通过将空闲时间T'分割成n份，并嵌插在原先的像素充电时间段内，以作为补偿时间，即：数据电压Vs在每个像素电极使用Gamma周期T进行周期性充电内，每个周期性充电时间为t，每个时间段t包括像素电极充电时间t1和补偿时间t2，即T＝nt＝n*(t1+t2)，n为自然数，且T1＝n*t1，T'＝n*t2，t2通常小于t1。

其中，在每个像素电极充电时间t1内，TFT开关处于打开状态，像素电极正常充电；在每个补偿时间t2内，TFT开关处于关闭状态，像素电极不进行充电。补偿时间t2内，数据线上的补偿电平对前一段像素电极充电时间内(即上一段补偿时间结束后到此段补偿时间开始前)数据线产生的耦合效应进行补偿。

即：在像素电极充电时间t1内，向像素电极输入数据电压Vs；在补偿时间内，TFT开关处于关闭状态，向数据线输入补偿电平；数据电压Vs和补偿电平的极性相对于正负伽马的中心基准电压相反。

由此，像素电极A和B分别在A-A和B-B时间段内被数据线所耦合的效应差将大大降低，像素电极B本身在B-B时间段内的被数据线所耦合的效应差也将大大降低。

每帧最后一个补偿时间可作为原先空闲时间使用，如果时间长度不够，可增加最后一个补偿时间的时间长度。

为了图4所示的补偿时间t2，需要在现有时序控制芯片(Tcon IC)30的基础上增加新的功能，并需要源极驱动器10(Source IC)支持相应功能。

在本实施例中，显示面板装置还包括与时序控制芯片(Tcon IC)30连接且作为启动补偿时间t2的补偿电压芯片(Compensation Block)31、以及控制每个像素电极使用Gamma周期T的电压的伽马芯片(gamma IC)32，伽马芯片(gamma IC)32也与时序控制芯片(Tcon IC)30连接，补偿电压芯片(Compensation Block)31和伽马芯片(gamma IC)32均输出信号给源极驱动器10(Source IC)。

时序控制芯片工作原理如下：

时序控制芯片(Tcon IC)30需要可以在正常显示时间(即像素电极充电时间t1)内暂停时钟信号(GCK)，使栅极驱动器或栅极驱动电路20(Gate IC或GDM电路)中依次打开扫描线上的TFT开关的过程暂停。

补偿电压芯片(Compensation Block)31和伽马芯片(gamma IC)32共同输出周期性数据电压给像素电极充电，所述周期性数据电压具有周期性充电时间，所述周期性充电时间包括像素电极充电时间t1和补偿时间t2；在像素电极的充电时间t1内，向像素电极输入数据电压Vs；在补偿时间t2内，TFT开关处于关闭状态，向数据线输入补偿电平；数据电压Vs和补偿电平的极性相反。

补偿电压芯片(Compensation Block)31和伽马芯片(gamma IC)32需要根据本段像素充电时间内数据线上数据电压Vs情况(由本段输出的时序控制芯片输出的数据可得)计算出本段补偿时间数据线上的补偿电平。

对于补偿电平具体输出的情况，可以使用两种方式分别或结合使用：

第一种方式：在补偿时间t2，时序控制芯片(Tcon IC)30直接发出信号，使源极驱动器(Source IC)10改变输出为与当前数据线输出数据电压极性相反的模式，并通过改变输出灰阶信号改变补偿电平的高低。

第二种方式：由于补偿时间t2较像素充电时间t1要短很多，需要的补偿电压可能超出正常的gamma电压，则正常的伽马芯片(gamma IC)32无法提供相应电压，故可以使用专门的补偿电压芯片(Compensation Block)31以设置补偿时间t2，补偿电压芯片(Compensation Block)31设置在时序控制芯片(Tcon IC)30内。

本发明还提供一种面板显示装置的数据反向补偿方法，时序控制芯片(Tcon IC)30发出驱动源极驱动器的控制信号，所述控制信号驱动数据电压Vs周期性给像素电极充电，所述周期性充电时间包括像素电极充电时间t1和补偿时间t2；在每个像素电极充电时间t1内，TFT开关处于打开状态，像素电极进行充电；在每个补偿时间t2内，TFT开关处于关闭状态，像素电极不进行充电；补偿时间t2内，数据线上的补偿电平对前一段像素电极充电时间内(即上一段补偿时间结束后到此段补偿时间开始前)数据线产生的耦合效应进行补偿。

具体包括如下步骤：

步骤S1：时序控制芯片(Tcon IC)30在正常显示时间(即像素电极充电时间t1)内暂停时钟信号(GCK)，使栅极驱动器或栅极驱动电路20(Gate IC或GDM电路)中依次打开扫描线上的TFT开关的过程暂停；

步骤S2：补偿电压芯片(Compensation Block)31根据本段像素充电时间内数据线上数据电压的情况(由本段输出的时序控制芯片输出的数据可得)计算出本段补偿时间数据线上的补偿电平；

步骤S3：补偿电压芯片和伽马芯片输出周期性数据电压Vs给像素电极充电，所述周期性数据电压具有周期性充电时间，所述周期性充电时间包括像素电极充电时间t1和补偿时间t2；在每个像素电极充电时间t1内，TFT开关处于打开状态，像素电极进行充电；在每个补偿时间t2内，TFT开关处于关闭状态，像素电极不进行充电；补偿时间t2内，数据线上的补偿电平对前一段像素电极充电时间内(即上一段补偿时间结束后到此段补偿时间开始前)数据线产生的耦合效应进行补偿。

本发明通过提供专门的补偿电压，补偿电压的高低则由时序控制芯片(Tcon IC)30发出数字信号给补偿电压芯片32而决定(类似于DAC：数字模拟转换器)，并同时由时序控制芯片(Tcon IC)30发出信号使源极驱动器(Source IC)10使用接收的补偿电压作为其输出。

在其他实施例中，补偿电压芯片32具有补偿电压及补偿时间的功能，补偿电压芯片32可以部分或全部集成在时序控制芯片(Tcon IC)30、源极驱动器(Source IC)10和伽马芯片(gamma IC)32中。

本发明在在像素充电的时间内插入补偿时间，根据像素充电时间内的数据电压变化，确定相应的补偿电压；本发明根据数据线所传输电压相对于一个基准电位的压差，周期性输入压差方向相反补充电压，使一定时间范围内数据电压对周边器件的耦合得以抵消，进而使数据电压一直可以维持周期内相同的耦合量(可以为0)；本发明可以消除大部分由于数据电压耦合周边器件而产生的画面异常现象。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。