专利名称：液晶显示器及其驱动方法
技术领域：
本发明涉及一种液晶显示器及其驱动方法。
背景技术：
液晶显示器(LCD)是使用最广泛的便携式平板显示器(FPD)之一。
液晶显示器包括一对具有产生场的电极和起偏器的面板、以及具有介电各向异性的液晶(LC)层，该液晶层被置于两个面板之间并受由电极所产生电场的影响。场强度的变化改变了液晶层的分子方向，其易于平行于或垂直于电场方向对准。液晶显示器经由起偏器将光透过液晶层，并且再改方向液晶分子以改变光的偏振。起偏器将偏振的改变转化成光透射比的改变并且使得能够获得所需要的图像。
液晶显示器具有窄视角。具体而言，具有采用扭曲定向的向列型液晶的扭曲向列(TN)模式液晶显示器由于其具有多种优点而得到广泛应用，由于其窄视角而限制了其被应用于监视器和电视机。
开发了用于扩宽液晶显示器的视角的几种技术如多区域和补偿膜。具体而言，常常被称作宽观察膜的补偿膜在侧向可获得与其它宽观察技术一样好的观察特性。然而，在垂直方向的灰度反转(在普通黑色模式液晶显示器中随着灰度电压的增加而亮度减低，或者反之，在普通白色模式液晶显示器中也是一样的)仍然继续存在，当从底部观察时这种现象尤为严重。
而且，多区域液晶显示器由于用于侧视和用于正视的伽马曲线的不一致性而导致与普通TN模式LCD相比在侧视时的不良能见度。例如，具有用于形成多区域的切口部(cutout)的图案化垂直取向(PVA)模式LCD，随着其远离侧面的前部，而显示更明亮且更白的图像。有时，较高灰度的亮度变得难以区分以使图像失真。
发明内容
本发明提供了一种驱动液晶显示器的装置，该液晶显示器包括与栅极线和数据线连接且以矩阵形式排列的多个像素。该驱动装置包括灰度电压发生器，产生多个灰度电压；图像信号修正器，接收用于一像素行的第一图像信号和用于下一像素行的第二图像信号，根据第一图像信号和第二图像信号选择修正的图像信号，并且输出该修正的图像信号；以及数据驱动器，基于来自图像信号修正器的修正的图像信号选择来自灰度电压的数据电压，并将该数据电压施加于像素。
优选地，图像信号修正器包括存储图像信号的存储单元。图像信号修正器将第一图像信号存储到存储单元，并且在接收第二图像信号时，读取存储于存储单元的第一图像信号，并将第二图像信号存储到存储单元。
存储单元可以包括设置有读取端口和写入端口的双端口存储器。
优选地，图像信号修正器进一步包括数据修正器，该数据修正器根据第一图像信号和第二图像信号存储修正的图像信号。数据修正器可以包括查找表格。
图像信号修正器可以进一步包括多路复用器，用于根据第一图像信号和第二图像信号改变向存储单元提供图像信号的路径。多路复用器响应来自外部装置的控制信号改变路径，并且控制信号与具有等于用于一像素行的图像信号的传输时间的周期。
存储单元可以包括一对依次读取及写入的单端口存储器。
优选地，各像素包括第一副像素和第二副像素，各副像素包括与栅极线中的一条栅极线和数据线中的一条数据线连接的开关元件、以及与开关元件连接的像素电极，而将第一副像素及第二副像素与相邻的副像素进行电容性耦合。
像素包括彼此相邻的上部像素和下部像素，上部像素的第二像素与下部像素电容性耦合，将第一副像素和第二副像素的像素电极的面积比限定为等于a∶b，对应用于上部像素的修正图像信号的数据电压(V1′)通过下式确定aT(V1)+bT(V1±2CV1)a+b=aT(V′1)+bT(V′2)a+b]]>其中，V1是用于所述上部像素的图像信号的数据电压，V2是用于所述下部像素的图像信号的数据电压，T(V)是用于电压V的透射比，而C是常数。
提供了一种驱动液晶显示器的方法，该液晶显示器包括多条栅极线、与多条栅极线交叉的多条数据线、与多条栅极线和多条数据线连接的多个开关元件、以及与开关元件连接的多个像素电极，该方法包括以下步骤将用于第一像素行的图像信号写入到存储器；接收用于第二像素行的图像信号时，读取用于第一像素行的图像数据并将用于第二像素行的图像信号写入到存储器；通过用于第一行的图像信号和第二像素行的图像信号选择修正的图像信号；以及通过开关元件将修正的图像信号施加于像素。
通过参照附图对本发明进行详细描述而使其变得显而易见，在附图中图1是根据本发明一实施例的液晶显示器的方框图；图2A是根据本发明一实施例的液晶显示器等效电路图；图2B是根据本发明另一实施例的液晶显示器等效电路图；图3是根据本发明一实施例的液晶显示器的像素等效电路图；图4是根据本发明一实施例的用于液晶显示器的薄膜晶体管阵列面板布局图；图5A和图5B分别是图4沿着VA-VA′线和VB-VB′线的薄膜晶体管阵列面板的截面图；图6是示出根据本发明一实施例的液晶显示器的电压-透射比(V-T)曲线图；图7是根据本发明一实施例的像素电压修正器的方框图；图8是根据本发明一实施例的像素电压修正器的典型查找表格；以及图9是根据本发明另一实施例的像素电压修正器方框图。
具体实施例方式
为了使本领域技术人员能够实施本发明，现参照附图详细说明本发明的实施例。但是本发明可表现为不同形式，它不局限于在此说明的实施例。
在附图中，为了清楚起见，扩大了各层的厚度及区域。在全篇说明书中对相同元件附上相同的标号，应当理解的是当提到层、膜、区域、或基片等元件在别的元件“上”时，指其直接位于别的元件上，或者也可能有别的元件介于其间。相反，当某个元件被提到“直接”位于别的元件上时，意味着并无别的元件介于其间。
下面，参照附图详细说明根据本发明实施例的液晶显示器及其驱动方法。
图1是根据本发明一实施例的液晶显示器的方框图，图2A是根据本发明一实施例的液晶显示器等效电路图，图2B是根据本发明另一实施例的液晶显示器等效电路图，而图3是根据本发明一实施例的液晶显示器的像素等效电路图。
参照图1，根据本发明的液晶显示器包括液晶显示面板组件300、与显示面板组件300连接的栅极驱动器400和数据驱动器500、与栅极驱动器400连接的驱动电压发生器700、与数据驱动器500连接的灰度电压发生器800、以及控制上述元件的信号控制器600。
在如图1、图2A及图2B所示的电路图中，将显示面板组件300包括多条显示信号线G1-Gn、D1-Dm、SL、以及与其连接并基本上以矩阵排列的多个像素。
显示信号线包括传送栅极信号(称为扫描信号)的多条栅极线G1-Gn和传送数据信号的多条数据线。栅极线G1-Gn基本上在行方向延伸且基本上彼此平行，而数据线D1-Dm基本上在列方向延伸且并基本上彼此平行。
显示信号线进一步包括多条存储电极线SL，位于栅极线G1-Gn之间和像素之间，并提供有预定电压如共同(公共)电压Vcom。存储电极线SL位于栅极线G1-Gn之间和像素之间，基本上以行方向延伸，并且彼此几乎平行。可以省略存储电极线SL。
每个像素由栅极线和数据线来限定。例如，用Pij表示的像素(i，j)(i＝1，2，...，n和j＝1，2，...，m)指的是与第i条栅极线Gi和第j条数据线Dj连接的像素。
参照图2A及图2B，每个像素Pij包括一对副像素Pi，j1和Pi，j2，而每个副像素Pi，j1或Pi，j2包括与一对适合的栅极线Gi和适合的数据线Dj连接的开关元件Q1和Q2、以及与开关元件Q1和Q2连接的液晶电容器CLC1或CLC2及存储电容器CST1或CST2。存储电容器CST1、CST2可以被省略，此时不需要存储电极线SL。
开关元件Q1和Q2如薄膜晶体管(TFT)具有以下三个端子控制端子，与栅极线G1-Gn中的一条栅极线连接；输入端子，与数据线D1-Dm中一条数据线连接；以及输出端子，与液晶电容器CLC1或CLC2及存储电容器CST1或CST2连接。
液晶电容器CLC1、CLC2连接于开关元件Q1或Q2与共同电压Vcom之间，而存储电容器CST1、CST2连接于开关元件Q1、Q2与存储电极线SL之间。在不存在存储电极线SL的情况下，存储电容器CST1或CST2与相邻的栅极线连接。
在平面图中，将副像素分配给由一对彼此相邻的栅极线和存储电极线SL及一对相邻的数据线包围的区域，而多个副像素以矩阵形态进行排列。换而言之，栅极线或存储电极线SL位于一对相邻的副像素行之间，而数据线位于一对相邻的副像素列之间。由于副像素列的数目等于像素列的数目，将术语“副像素列”和“像素列”用于相同的含义。值得注意的是，副像素行的数目是像素行的数目的两倍。
每个像素Pi，j的副像素Pi，j1、Pi，j2相对于与其连接的栅极线Gi处于彼此相对的位置。将每个副像素行的所有副像素与栅极线连接，而相对于任意栅极线相对的一对副像素行中的所有副像素与栅极线连接。例如，将与第i条栅极线Gi相邻的一对副像素行的副像素与第i条栅极线Gi连接。因此，第i像素行被定义为与第i条栅极线Gi连接的两个副像素行。
相反，每个像素Pi，j的副像素Pi，j1、Pi，j2对于与其连接的数据线Dj位于同一侧。将与栅极线连接的像素的所有副像素都相对于相应的数据线位于同一侧。
图2A示出了将与数据线连接的像素的所有副像素相对于数据线定位于同一侧的排列。尽管如图2A所示的副像素位于与其连接的数据线的右侧，但是它们也可以位于其左侧。
图2B示出了将与数据线连接的像素的某些副像素相对于数据线定位于一侧的排列，而其它副像素位于另一侧。换而言之，将副像素行中的某些副像素与左侧数据线连接，而其它副像素与右侧数据线连接。
如图2B所示，将像素相对于与其连接的数据线的相对位置进行交替。例如，在与第j条数据线Dj连接的像素之中，像素Pi，j的副像素Pi，j1和Pi，j2位于数据线Dj的右侧，而与第j条数据线Dj连接的像素Pi+1，j的副像素Pi+1，j1和Pi+1，j2位于数据线Dj的左侧。
根据本发明的另一实施例，在两个或多个像素的单元中，将像素相对于与其连接的数据线的相对位置进行交替。
像素Pij的上部副像素Pi，j1和下部副像素Pi，j2在与其相邻的副像素行中通过耦合电容器Cpp与副像素沿着列方向进行电容性耦合。图2A及图2B示出了在像素列中的每个副像素在该像素列中和与其相邻的副像素耦合。例如，将像素Pij的上部副像素Pi-1，j1与上部像素Pi-1，j的下部副像素Pi-1，j2进行电容性耦合，而像素Pij的下部副像素与下部像素Pi+1，j的上部副像素Pi+1，j1进行电容性耦合。在同一像素列中副像素之间的上述电容性耦合指的是“内部列耦合”。
根据本发明的另一个实施例，将不同副像素列中的像素进行电容性耦合，将其称之为“中间列(inter-column)耦合”。
另外，图3示出根据本发明实施例的液晶面板组件300的结构。为了描述方便起见，在图3中仅示出了一个副像素。
如图3所示，液晶面板组件300包括下部面板100、与下部面板100相对的上部面板200。以及置于其间的液晶层3。在下部面板100上设置栅极线Gi和Gi-1、数据线Dj、开关元件Q1及存储电容器Cst。液晶电容器Clc以下部面板100的像素电极190和上部面板200的共同电极270为两个端子。设置在两个电极190、270之间的液晶层3作为液晶电容器Clc的电介质。
像素电极190连接于开关元件Q，而共同电极270与共同电压Vcom连接，并且覆盖上部面板200的整个表面。
液晶分子根据像素电极190与共同电极270产生的电场的变化，改变其排列，并根据它改变通过液晶层3的光的偏振。这种偏振的变化由附着于面板100、200的至少一个起偏器(未示出)表现为光的透射比变化。
像素电极190与存储电容线SL重叠形成存储电容器CST，与相邻的像素电极由耦合电容器Cpp耦合。而且，像素电极190和/或共同电极270具有多个切口部或在电极190、270上形成突出部，这时可以通过散射场提高视角。
图3示出了作为开关元件的MOS晶体管，而该MOS晶体管在实际制造过程中表现为将非晶硅或多晶硅作为通道层的薄膜晶体管。从而，将下部面板100称之为“薄膜晶体管阵列面板”。
与图2不同，共同电极270可以被设置在下部面板100上。在这种情况下，电极190和270具有线状或棒状。
为了实现颜色显示，各像素可以通过在对应于像素电极190的区域提供多个红色、绿色或蓝色滤色器230表示。将如图3所示的滤色器230设置在上部面板200的对应区域，因此将上部面板200称之为“滤色器面板”。可替换地，可将滤色器230设置在下部面板100的像素电极190上面或下面。
下面，参照图4至图5B详细说明根据本发明实施例的液晶显示器的液晶面板组件。
图4是根据本发明一实施例的用于液晶显示器的薄膜晶体管阵列面板布局图，而图5A和图5B分别是图4沿着VA-VA′线和VB-VB′线的薄膜晶体管阵列面板的截面图。
根据本发明另一实施例的液晶显示器包括薄膜晶体管阵列面板100、滤色器面板200、以及置于其间的液晶层3。
薄膜晶体管阵列面板100包括形成于由透明玻璃等组成的绝缘基片110上的多条栅极线121和多条存储电极线131。各栅极线121主要以行方向延伸，并包括组成栅极124的多个扩张部。存储电极线131基本上与栅极线121平行，并可以包括多条支路。
优选地，栅极线121及存储电极线131由Al和Al合金等Al系列金属、Ag和Ag合金等Ag系列金属、Mo和Mo合金等Mo系列金属、Cr、Ti、或Ta等制造。它们可以包括物理性质不同的两个膜、即包括下部膜和其上的上部铂。优选地，上部膜由低电阻率金属，例如由Al系列金属或Ag系列金属组成，使其可以减小栅极线121和存储电极线131信号延迟或电压强弱。与此不同，下部膜由其它物质，特别是与ITO或IZO物理、化学、电连接特性良好的物质组成，例如由Ti、Ta、Cr、Mo系列金属等组成。下部膜材料与上部膜材料的好的典型组合为Cr和Al-Nd合金。
优选地，栅极线121和存储电极线131的侧面呈锥形，并且侧面相对于基片110的表面的倾斜角为约30～80度。
优选地，由氮化硅(SiNX)组成的栅极绝缘层140在栅极线121和存储电极线131上形成。
优选地，栅极绝缘层140上形成由氢化非晶硅(简称a-Si)组成的多个半导体条或岛151、157。半导体条151主要以列方向延伸，并包括向栅极124延伸的多个凸出部。各凸出部包括中央部153、相对于中央部153位于反方向的一对通道部154a、154b、以及与通道部154a、154b连接的外部155a和155b。
优选地，在多个半导体条或岛151和157上形成由重掺杂n型杂质如磷的硅化物或n+氢化非晶硅(a-Si)组成的多个欧姆接触条或岛161、165a、165b、167。
半导体条和岛151、157和欧姆接触部件161、165a、165b、167的侧面也呈锥形，优选地，其倾斜角是在约30～80度的范围内。
在欧姆接触条和岛161、165a、165b、167上分别形成有多条数据线171、多对漏极175a、175b及多个耦合电极177。
各数据线171沿着半导体条151在列方向延伸并包括从其中分支且位于栅极124上的多个源极173。漏极175a、175b相对于源极173彼此面对且从栅极124向上下延伸。
栅极124、源极173及漏极175a、175b与通道部154a、154b一起组成薄膜晶体管(TFT)。
各耦合电极177基本上在行方向延伸，并且部分地与存储电极线131重叠。
优选地，数据线171、漏极175a、175b及耦合电极177由Al系列金属、Ag系列金属、Mo系列金属、Cr、Ti、或Ta等物质制成。然而，它们具有多层结构。
与栅极线121相同，数据线171、漏极175a、175b及耦合电极177呈锥形，并且其倾角是在30～80度的范围内。
欧姆接触部件161、165a、165b、167只存在于半导体条和岛151、157和其上的数据线171、漏极175a、175b及耦合电极177之间，并减小它们之间的接触电阻。
半导体条和岛151、157除了未被数据线171、漏极175a、175b、耦合电极177所覆盖的通道部154a、154b之外部分，基本上与数据线171、漏极175a、175b、耦合电极177及其下部的欧姆接触部件161、165a、165b、167具有相同的平面形状。特别是，半导体岛157、欧姆接触岛167、以及耦合电极177具有基本上相同的平面形状。
半导体条和岛151、157可以具有与数据线171、漏极175a、175b及耦合电极177不同的形状。例如，半导体条151除了通道部154a、154b之外都可以省略。半导体条151的宽度在栅极线121和数据线171交叉部附近可以变得更大，用以增强其间的绝缘效果。
优选地，在数据线171、漏极175a、175b及耦合电极177和半导体条和岛151、157的通道部154a、154b上形成由氮化硅或有机绝缘体组成的钝化层180。
优选地，钝化层180设置有分别露出漏极175a、175b的端部和耦合电极177端部的多个接触孔183a、183b、185和露出数据线171一部分的接触孔182。栅极绝缘层140和钝化层180具有露出栅极线121一部分的接触孔181。
钝化层180上形成有多对像素电极190a、190b和多个接触辅助部件91、92。优选地，像素电极190a、190b和接触辅助部件91、92由氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)等透明导电材料或反射性材料组成。
各对像素电极190a、190b包括通过接触孔183a、183b分别与漏极175a、175b连接的上部像素电极190a和下部像素电极190b。下部像素电极190b通过接触孔185连接于结合部件177，上部像素电极190a则与耦合电极177重叠，从而上部像素下面的像素电极190b与下部像素上的像素电极190a电容性耦合。而且，上部像素下面的像素电极190b与下部像素上的像素电极190a以存储电极线131为中心位于相对处，并且与存储电极线131重叠组成多个存储电容器。
下部像素电极190b具有基本上在行方向延伸的线性切口部81，其进一步包括至少一个以行方向延伸的附加切口部。上部像素电极190a具有在列方向延伸的切口部。优选地，为了消除灰度反转现象，上部像素电极190a在上部和下部像素电极190a、190b所占据的总面积为约10％～50％，优选所占据的总面积为20～30％。
接触辅助部件91、92通过接触孔181、182分别连接于栅极线121及数据线171的露出部分的端部。接触辅助部件91、92可选地进行设置，用以保护所露出部分并用于补充露出部分与外部装置的粘合。
在除了包括接触辅助部件91、92的区域之外的薄膜晶体管阵列面板100的这个表面上形成取向层11。
参照图4及图5A，优选地，滤色器阵列面板200包括形成在由透明玻璃等组成的绝缘基片210上的黑色矩阵220。黑色矩阵220限定形成有多个红色、绿色、蓝色滤色器230的多个窗口。在滤色器230上形成外涂层250，并且优选地在其上形成由ITO、IZO等透明导电材料组成的共同电极270。
共同电极270包括多套三切口部271-273。一套切口部271-273包括基本上在列方向延伸的纵向切口部271和基本上在行方向延伸的两个横向切口部272、273。纵向切口部271将上部像素电极190a分为左右两个副区域，而横向切口部272、273对下部像素电极190b的切口部81，几乎对称布置。切口部272、81、273将下部像素电极190b上下四等分。根据一套切口部81、271、272、273划分的各副区域实际组成矩形，且其两个长边几乎平行于栅极线121或数据线171。
上部像素电极190a的切口部81和下部像素电极190b的切口部可以互相调换位置。即，横向切口部81可以位于下部像素电极190b上，而纵向切口部271-273位于上部像素电极190a上。
在共同电极270上形成取向层21。
两个面板110、210的外表面分别附着有起偏器12、22。这些起偏器12、22的偏振轴交叉并且基本上平行于栅极线121或数据线171。
在不存在电场的情况下，将液晶层3的分子进行取向以使它们的长轴基本上平行或垂直于面板100和200的表面。同向(即，垂直)取向对于宽视角是优选的。
切口部81、271-273之中的至少一个可以用形成在钝化层180上的至少一个凸起部来代替。
耦合电极177可以形成在栅极线121上，并且，在这种情况下，它们被小心地设计成不与存储电极线131与接触。
再参照图1，驱动电压发生器700产生用于接通开关元件Q1、Q2的栅极接通电压Von和用于关闭开关元件Q1、Q2的栅极关闭电压Voff。
灰度电压发生器800产生与像素透射比相关的两套多个灰度电压。两套中的一套相对于共同电极Vcom具有正极性，而另一套相对于共同电极Vcom具有负极性。
栅极驱动器400常被称为扫描驱动器，其连接于面板组件300的栅极线G1-Gn上，向栅极线G1-Gn施加栅极信号。各栅极信号是由驱动电压发生器700所提供的栅极开通电压Von和栅极关闭电压Voff的组合。
数据驱动器500常被称为源极驱动器，其连接于面板组件300的数据线D1-Dm，选择来自灰度电压发生器800的灰度电压，作为数据信号施加于数据线D1-Dm。
信号控制器600控制栅极驱动器400和数据驱动器500等。
那么，下面详细说明这种液晶显示器的操作。
信号控制器600从外部图像控制器(未示出)接收RGB图像信号R、G、B及控制其显示的输入控制信号，例如，接收垂直同步信号Vsync和水平同步信号Hsync、主时钟(信号)CLK、数据允许信号DE等。信号控制器600以输入控制信号为基础产生栅极控制信号CONT1及数据控制信号CONT2，符合液晶面板组件300的操作条件恰当处理图像信号R、G、B后，将栅极控制信号CONT1输出到栅极驱动器400，而数据控制信号CONT2和处理的图像信号R′、G′、B′输入到数据驱动器500。
数据控制信号CONT2包括通知水平周期开始的水平同步开始信号STH和向数据线D1-Dm施加对应数据电压的负载信号LOAD、反转相对于共同电压Vcom的数据电压极性(以下将“对于共同电压的数据电压极性”简称为“数据电压的极性”)的反转控制信号RVS及数据时钟信号HCLK。栅极控制信号CONT1包括通知一个帧的开始的水平同步开始信号STV、控制栅极接通电压Von的输出时期的栅极时钟信号CPV及限定栅极接通电压Von的持续时间的输出允许信号OE等。
数据驱动器500响应来自信号控制器600的数据控制信号CONT2，从自信号控制器600接收用于像素行的一组图像数据R′、G′、B′，将该图像数据R′、G′、B′转化成模拟数据电压，该模拟数据电压选自由灰度电压发生器800提供的灰度电压，并将该图像数据电压施加到数据线D1-Dm。
栅极驱动器400响应来自信号控制器600的栅极控制信号，将栅极接通电压Von施加于栅极线G1-Gn，从而接通连结在该栅极线G1-Gn上的开关元件Q1、Q2。
通过由此接通的开关元件Q1、Q2向各像素施加有关数据电压。
施加到像素的数据电压与共同电压Vcom之间的差异，表现为液晶电容器CLC1、CLC2的充电电压，即表现为像素电压。液晶分子根据像素电压的大小改变其方向，并由此决定通过液晶电容器CLC1、CLC2的光的偏光。起偏器11、21将光偏振变换成光透射比。
重复这种方式，依次向一帧内的所有栅极线G1-Gn施加栅极接通电压Von，从而向所有像素施加数据信号。结束一帧时开始下一帧。控制施加于数据驱动器500的反转控制信号RVS的状态(将其称作“帧反转”)，使施加于各像素的数据电压的极性与前一帧中的极性相反。此时，根据一帧内的反转控制信号RVS的特性，更换通过一条数据线的数据电压的极性(将其称作“线反转”)，或一组数据电压的极性也可以互相不同(将其称作“点反转”)。
另外，当与对于某一像素Pi，j的数据电压和共同电压Vcom之间的差(下面无特别注明时，共同电压Vcom设定为0，且与“数据电压”不区分)为dji、向此像素Pi，j的上下副像素的液晶电容器CLC1、CLC2充电的电压(以下简称“像素电压”)分别为V(Pi，j1)、V(Pi，j2)时成立以下关系式。
V(Pij1)=dji]]>以及(1)V(Pi,j2)=dji+(dji+1-d′ji+1)CppCLC2+CST2+Cpp=dji+C·Δdji+1]]>其中，C=CppCLC2+CST2+Cpp]]>和Δdjj+1=dji+1-d′ji+1.]]>在关系式1及2中，CLC2、CST2为下部副像素Pi，j2的液晶电容器及存储电容器的静电容量，Cpp为耦合电容器的静电容量，d′ji+1为施加于前一帧中的副像素Pi+1，j1的数据电压。为了方便起见，忽略数据线D1-Dm的布线电阻或信号延迟。
由于进行帧反转时dji+1与d′ji+1具有彼此不同的极性，因此|Δdji+1|≥|dji+1|≥0,]]>以及|Δdji+1|≥|d′ji+1|≥0---(3)]]>由于当dji+1和dji的极性相同时，dji+1和dji的极性相同，因此|V(Pi,j2)|=|dji+C·Δdji+1|≥|dji|=|V(Pi,j1|---(4)]]>类似点反转或线反转，当dji+1和dji的极性相反时，因为Δdji+1的极性与dji相反，即，(-Δdji+1)的极性与dji的极性相同，因此|V(Pi,j2)|=|dji-C·(-Δdji+1)|≤|dji|=|V(Pi,j1|---(5)]]>
根据关系式4和5，当用耦合电容器Cpp耦合的两个副像素的极性相同时，下部副像素Pi，j2上施加大于上部副像素Pi，j1的电压。与此相反地，当极性相反时，下部副像素Pi，j2上施加小于上部副像素Pi，j1的电压。
结果，施加于相邻两个像素行的数据电压的极性相同时，向上部像素的下部副像素充电的像素电压上升，与此相反，极性不同时，产生分别充电到一个像素的上部副像素与下部副像素的像素电压差异。
另外，参照关系式2，向像素Pi，j的下侧副像素Pi，j2充电的像素电压与对于下侧像素Pi，j+1的前一个帧和当前的帧的数据差电压的大小有关。
为了便于理解，下面考虑停止的图像。静态图像的前一帧的数据电压绝对值与当前帧的数据电压绝对值相同。当考虑到帧反转时，d′ji+1=_dji+1,]]>因此V(Pi,j2)=dji+2C·dji+1---(6)]]>从关系式6可以看出，即使向某一像素行的像素全都施加相同的数据电压，也根据施加于下一像素行的数据电压大小，改变在上像素充电的像素电压。
具体而言，当对下部像素行的数据电压大小按照像素类别其差大时，在上部像素行的像素充电的像素电压也按照像素类别其差异较大。
另外，当向某一副像素充电的电压为V时，将此副像素的透射比设定为T(V)。可能每一个产品的T(V)都不同，标准矩阵模式表现出与图6相同的特性。而且，在本实施例中设定各像素的上部副像素与下部副像素之间的面积比为a∶b。
那么，像素Pi，j的亮度Tij为Tij=aT[V(Pi.j1)]+bT[V(Pi,j2)]a+b---(7)]]>根据给定的关系式1和关系式6Tij=aT(dji)+bT(dji+2C·dji+1)a+b---(8)]]>关系式8中可知，对下一像素行的数据电压的大小按照像素类别其差异大时，前一像素行的像素的透射比也产生很大的差异，因此用肉眼能观察到。
根据本发明的实施例中，修正对应施加于有关像素的数据电压的图像信号，使施加与下一行的像素不同的数据电压时的透射比和施加于下一行的像素相同的数据电压时的透射比相同。
例如，将它叫做静态图像。
若第i个像素行的第j个像素和下一像素接收相同的数据电压，则进行点反转时，因上下像素的极性相反，所以dji=_dji+1,]]>若当上下极性相同，因为dji=dji+1,]]>所以Tij=aT(dji)+bT(dji±2C·dji)a+b---(9)]]>为了方便起见，省略所有的下标j，设定di的修正电压为dci时，修正透射比为
Ti=aT(dci)+bT(dci+2C·di+1)a+b---(10)]]>通过关系式9和关系式10中可知，aT(di)+bT(di±2C·di)a+b=aT(dci)+bT(dci+2C·di+1)a+b---(11)]]>因为规定了电压比透射比V-T的特性，利用关系式11，某一像素的修正数据电压dci可以从该像素的数据电压di和下一个像素的数据电压di+1中求得。当然，若前一帧的数据电压值和当前帧的数据电压值相同，则对活动图像同样适用。
参照图7详细说明进行上述操作的典型结构。
图7是根据本发明一实施例的像素电压补偿部方框图。
如图7所示，像素电压修正器包括存储一行像素的图像信号R、G、B的红色R、绿色G及蓝色B存储器621-623、连结在存储器621-623上的存储器写入控制器610和存储器读取控制器630及连接在存储器读取控制器630接收输入的图像信号R、G、B的数据修正器640。
各存储器621-623是可以同时进行读取和写入的双端口存储器，具有连接于存储器写入控制器610和存储器读取控制器630上的地址端和数据端，并且可以存储一行像素的图像信号R、G、B。
存储器写入控制器610接收图像信号R、G、B，以一行为单位写入到存储器621-623中的对应地址中。
存储器读取控制器630读取存储在各存储器621-623中的一行像素的图像信号R、G、B，传送到数据修正器640。
数据修正器640比较来自存储器读取控制器630的图像信号和当前输入的一行图像信号R、G、B后，以上述方式确定的存储修正图像信号的查找表格中搜索对应的修正图像信号R′、G′、B′，将它提供到数据驱动器500。
可将像素电压修正器引入信号控制器600，或者可以为孤立型。
具有这种结构的图像电压修正器内置于信号控制器600，但也可以与信号控制器600彼此独立地存在。
下面更加详细地说明具有这种结构的像素电压修正器的操作。
首先，若向存储器写入控制器610和数据修正器640输入来自外部的图像信号R、G、B，则存储器写入控制器610将图像信号R、G、B依次写入到有关红色、绿色及蓝色存储器的对应地址中。存储器写入控制器610通过数据端向存储器621-623提供图像信号的同时，通过地址端将告知写入位置的地址信号AS施加到存储器，从而实现该写入操作。
在将一行像素的图像信号全部存储到存储器621-623后，存储器读取控制器630依次读取存储于存储器621-623中的一行图像信号，以前一图像信号提供到数据修正器640。若通过地址端口向存储器621-623施加存储器读取控制器630告知读取位置的地址信号AS时，存储器621-623通过数据端口向存储器读取控制器630提供存储于对应位置的图像信号R、G、B，从而实现该读取操作。
此时，数据修正器640开始接收来自外部的下一像素行的图像信号(以下简称‘当前图像信号’)。数据修正器640比较来自存储器读取控制器630的前一图像信号和当前的图像信号，根据两个图像信号值从查找表格选择预定值，以前一图像信号的修正图像信号R′、G′、B′输入到数据驱动器500。
下面将具体步骤进行详细描述。
比较前一图像信号值和当前图像信号值，当两个值相同或两个值的差为一定值以下时，将修正图像信号作为修正图像信号R′、G′、B′输出。与此不同，当两个值不同或两个值的差为一定值以上时，在查找表格中寻找对应值以修正图像信号输出。这时，查找表格中存储的值，例如可能是图8示出的形式。在这里，xi，i是从关系式11得到的结果。
存储器读取控制器630从存储器读取前一图像信号期间，存储器写入控制器610将当前的图像信号写入存储器621-623。此时，读取操作与写入动作可以同时进行，也可以在读取操作之后进行写入操作。
同时，对于提供到数据修正器640的第一个像素行的图像信号R、G、B而言不存在存储于存储器621-623的图像信号，因此数据修正器640不进行输出。当接收第二像素行的信号时输出第一像素行的图像信号，因此图像信号R、G、B的输入起点与修正图像信号R′、G′、B′输出起点相差为一个水平周期1H或水平同步信号Hsync的一个周期。
综上所述，本实施例中，根据当前图像信号和前一图像信号产生新的修正图像信号，并施加于数据驱动器，因此可以补偿由上下像素之间灰度差异显示出的相同行像素之间的亮度差异。
下面，参照图9详细说明根据本发明另一实施例的像素电压修正器。
图9是根据本发明另一实施例的像素电压修正器的电路图。
与图7所示的像素电压修正器之间的主要差异在于，使用了不可以同时读取和写入的单端口存储器。具体而言，图9所示的像素电压修正器包括输入图像信号R、G、B的多路复用器650、分别连接于多路复用器650的各输入端的一对第一及第二存储控制器611、612、通过地址端口和数据端口分别连接于这些第一及第二存储控制器611、612的一对第一及第二红色用存储器621A、621B、一对第一及第二绿色用存储器622A、622B、一对第一及第二蓝色用存储器623A、623B、以及连接于第一及第二存储控制器611、612的数据修正器640。
多路复用器650响应施加于控制端子的数据信号CS的状态确定信号输出路径。本实施例中，控制信号CS可能是，例如同步于对一行像素的图像信号传送时间和周期相同的水平同步信号Hsync或数据允许信号DE，重复在信号控制器600制作的高电位高状态和低电位低状态的信号。例如，当控制信号CS的状态为高时，多路复用器650的输出路径为第一路径A，当为低状态时，输出路径为第二路径B。然而，这种控制信号CS的状态和多路复用器650的输出路径是可以改变的。
下面说明根据本发明一实施例的数据电压修正器的操作。
首先，当输入图像信号R、G、B且这时的控制信号CS状态为处于高状态时，多路复用器650的图像信号输出路径为第一路径A。因此，多路复用器650向第一存储控制器611传送图像信号R、G、B。第一存储控制器611向数据修正器640传送图像信号R、G、B的同时，将指定各第一存储器621A、622A、623A对应号码的地址信号AS与图像信号R、G、B一起传送到第一存储器621A、622A、623A，存储图像信号。
然后，当输入一行的全部图像信号R、G、B时，控制信号CS的状态变成低状态，多路复用器650的输出路径变成第二路径B，因此，多路复用器650通过第二路径B向第二存储控制器612传送下一行的图像信号R、G、B。第二存储控制器612将图像信号R、G、B作为当前图像信号供给到数据修正器640，并与地址信号AS一起将图像信号传送到第二存储控制器612，在指定地址的对应存储器621A、622A、623A存储对应图像信号R、G、B。同时，第一存储控制器611读出要提供给数据修正器640的来自存储器621A、622A、623A的图像数据R、G、B作为前一图像数据。
数据修正器640比较前一图像数据和当前图像数据，根据该当前图像数据前一图像数据选择并输出修正的图像数据R′、G′、B′。
综上所述，本发明的实施例产生要输出到数据驱动器的来自当前图像数据和前一图像数据的修正图像数据，以使它补偿由于上部像素和下部像素之间灰度而导致的在一行中像素之间的亮度差。该方案对于具有电容性耦合像素的液晶显示器尤为有益。
权利要求
1.一种驱动液晶显示器的装置，所述液晶显示器包括与栅极线和数据线连接且以矩阵形式排列的多个像素，所述装置包括灰度电压发生器，产生多个灰度电压；图像信号修正器，接收用于一像素行的第一图像信号和用于下一像素行的第二图像信号，根据所述第一图像信号和所述第二图像信号选择修正的图像信号，并且输出所述修正的图像信号；以及数据驱动器，基于来自所述图像信号修正器的所述修正的图像信号选择来自所述灰度电压的数据电压，并将所述数据电压施加于所述像素。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述图像信号修正器包括存储所述图像信号的存储单元。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述图像信号修正器将所述第一图像信号存储到所述存储单元，并且在接收所述第二图像信号时，读取存储于所述存储单元的所述第一图像信号，并将所述第二图像信号存储到所述存储单元。
4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述存储单元包括设置有读取端口和写入端口的双端口存储器。
5.根据权利要求2所述的装置，其中，所述图像信号修正器进一步包括数据修正器，所述数据修正器根据所述第一图像信号和所述第二图像信号存储所述修正的图像信号。
6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述数据修正器包括查找表格。
7.根据权利要求2所述的装置，其中，所述图像信号修正器进一步包括多路复用器，用于根据所述第一图像信号和所述第二图像信号改变向所述存储单元提供所述图像信号的路径。
8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述多路复用器响应来自外部装置的控制信号改变所述路径，并且所述控制信号与具有等于用于一像素行的所述图像信号的传输时间的周期。
9.根据权利要求7所述的装置，其中，所述存储单元包括一对依次读取及写入的单端口存储器。
10.根据权利要求1所述的装置，其中，各像素包括第一副像素和第二副像素，各副像素包括与所述栅极线中的一条栅极线和所述数据线中的一条数据线连接的开关元件、以及与所述开关元件连接的像素电极，而将所述第一副像素及所述第二副像素与相邻的副像素进行电容性耦合。
11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述像素包括彼此相邻的上部像素和下部像素，所述上部像素的第二像素与所述下部像素电容性耦合，将所述第一副像素和所述第二副像素的像素电极的面积比限定为等于a∶b，对应用于所述上部像素的修正图像信号的数据电压(V1′)通过下式确定aT(V1)+bT(V1±2CV1)a+b=aT(V′1)+bT(V′1+2CV2)a+b]]>其中，V1是用于所述上部像素的图像信号的数据电压，V2是用于所述下部像素的图像信号的数据电压，T(V)是用于电压V的透射比，而C是常数。
12.一种驱动液晶显示器的方法，所述液晶显示器包括多条栅极线、与所述多条栅极线交叉的多条数据线、与所述多条栅极线和所述多条数据线连接的多个开关元件、以及与所述开关元件连接的多个像素电极，所述方法包括以下步骤将用于第一像素行的图像信号写入到存储器；接收用于第二像素行的图像信号时，读取用于所述第一像素行的图像数据并将用于所述第二像素行的图像信号写入到所述存储器；通过用于所述第一行的图像信号和所述第二像素行的图像信号选择修正的图像信号；以及通过所述开关元件将所述修正的图像信号施加于所述像素。
全文摘要
本发明提供了一种驱动液晶显示器的装置，该液晶显示器包括与栅极线和数据线连接且以矩阵形式排列的多个像素。该驱动装置包括灰度电压发生器(800)，产生多个灰度电压；图像信号修正器(600)，接收用于一像素行的第一图像信号和用于下一像素行的第二图像信号，根据第一图像信号和第二图像信号选择修正的图像信号，并且输出该修正的图像信号；以及数据驱动器(500)，基于来自图像信号修正器的修正的图像信号选择来自灰度电压的数据电压，并将该数据电压施加于像素。
文档编号G09G3/36GK1714384SQ200380103783
公开日2005年12月28日 申请日期2003年11月20日 优先权日2002年11月20日
发明者李升祐, 金英基, 李仲熙 申请人:三星电子株式会社