专利名称：减少液晶显示装置辉度不均的驱动装置及驱动方法
技术领域：
本发明涉及一种液晶显示装置的驱动装置及驱动方法，尤其涉 及一种减少矩阵液晶显示装置的辉度不均的驱动装置及其驱动方 法。
背景技术：
液晶是一种介于固态与液态间的有才几化合物，也是一种具有头见 格性分子排列的化合物，将其加热会成透明液态，将其冷却会成结 晶的混浊固态，因为具有这种特性所以被称为液晶。由于液晶的基 本特性，所以液晶显示器的基本原理是，将液晶封装在玻璃箱中， 然后施以电场，从而可改变液晶分子的取向，取向改变会使光学性 质改变，通过偏光片就可改变它的透光性，来达到明灭的效应。请同时参阅图1与图2,其为一般液晶显示装置的驱动电路方 块图，与数据电极驱动器的内部结构方块图。一4史液晶显示装置的 驱动电路包含与液晶面板15电性连接的数据电极驱动器14与扫描 电极驱动器13、以及提供前述驱动器所需讯号电位的电位产生器 12、与送出各种控制讯号的控制器11。控制器11将显示数据、数 据锁存脉冲(LP )、交流驱动讯号(M )、脉波宽度调变讯号(PWM )、 以及画面控制讯号(FRC)，将其送至数据电极驱动器14。控制器 11将交流驱动讯号与垂直控制同步讯号送至数据电才及驱动器14。 以电4立产生器12产生VI、 V2、 V3、 V4、 V5电4立等5种电4立为例，
其中V1、 V3、 V5电位输入该扫描电极驱动器13， V2、 V4电位输 入该数据电极驱动器14。液晶面板15由数据电极X1、 X2.,.Xn与 扫描电极Y1、 Y2…Ym组成，且由数据电极X1、 X2…Xn与扫描 电才及Y1、 Y2…Ym交叉点的'液晶才各形成图素。前述的lt据电4及驱动器14包含锁存暂存电^各141、开关控制电 路142、电^f立移^立器143及驱动l命出电路144。该锁存暂存电^各141 通过每一次的水平同步讯号将传输到该数据电极驱动器14 一行一 ^f亍的显示^:据暂存起来并送至该开关控制电^各142，该开关控制电 路142将依据所提供的显示数据、交流驱动讯号(M)、脉波宽度调 变讯号(PWM)、以及画面控制讯号(FRC)，进4亍处理转换，形成 开关控制讯号，开关控制讯号经电位移位器143由数字电位转换成 可控制开关的电位并送至该驱动输出电路144,通过每一开关组 1441 (图中以控制V2、 V4电位为"i兌明例，所以每一开关组1441 具有两个开关)输出至这些数据电极X1、 X2…Xn，产生该液晶面 板15所需的数据电极讯号。请再参阅图3、图4与图5，为了^兌明方《更，以下将以2x4液 晶矩阵来说明。在多功驱动方式中，四条扫描电极Y1 Y4讯号在 一个时间上只有一个扫描电4及依据交流驱动讯号选择VI或V5电 位，其余电极都选择V3电位。由垂直同步讯号依序触发。数据电 极X1、 X2讯号则依据目前所要显示的数据选择对应的脉波宽度， 再依交流驱动讯号变换选择V2或V4电位。扫描电极Y1 Y4与数 据电极X1、 X2波形压差的均方根值(RMS)(如IY1-X1I与IY1-X21) 决定其显示的灰度。如图3所示，如果V2-V3=V3-V4， V1-V3=V3-V5，且在一个 理想的条件下，当扫描电极Y1、 Y2为非选择电位V3时，不论数 据电极X1、 X2的波形为任何宽度，其扫描电极Y1、 Y2与数据电 极X1、 X2压差的均方根值(RMS)会完全相同。换言之，其显示 的灰度与此时数据电极X1、 X2波形宽度无关。当扫描电极Y1 Y4 为选择电位VI或V5时，数据电极X1、 X2的脉波宽度将改变其均 方冲艮值(RMS)，换言之，此时数据的脉波宽度决定其像素的灰度， 而这也是矩阵式液晶才各最基本的多功驱动原理。请再参阅图5 (a) 所示，为实现上述驱动波形所显示出来的结果，理想上，数据电招_ XI上的四个液晶格与液晶格X2-Y1显示出相同的灰度，数据电极 X2上的另外三个液晶格则显示出最亮的灰度。但是，实际液晶格上的数据电极X1、 X2、扫描电才及Y1 Y4、 禾口马区动电3各老卩具有电阻寸生，而二电才及间具有电容寸生,这些爿寻4、造力义 驱动波形的失真，如图4所示。这会造成扫描电才及Y1 Y4在非选 择电位V3时，其数据电极X1、 X2所显示的数据会互相影响，其 显示结果如图5(b)所示。所示的两液晶格X1-Y1与X2-Y1的灰 度不相同，这是由于数据电极X1、 X2在每一次转换电位时都会造 成其电压均方根值(RMS)的减少，这将会造成液晶格所要显示的 数据不再只是要显示的数据而已，而会受同一数据电极X1、 X2的 其它显示数据所影响，而有辉度不均的现象。针对此问题，日本专利JP5265402提出的解决方法是使得在每 一个扫描期间数据电极X1、 X2的驱动波形都有一补偿时间，此时 输出ON显示与OFF显示的中间电位，因此，施加于液晶格的实效 电压值不会因显示数据不同而有不同的转换次数，如此就能消除因 波形失真所带来的辉度不均。但是，因为补偿时间输出中间电位， 而且又是每个扫描期间都有补偿，所以如果与一4SL驱动方法的实效 电压值相比，此方法的实效电压值会降低，同时也会降低其显示的 对比度。为了避免这样的问题，有必要增大偏压比，〗旦增加偏压比， 其输出的电压也需要加大，其功率消耗也随的增大。为了改善这个问题，在美国专利US 6,633,272所公开的技术中， 当数据电才及X1、 X2电位转换时，如果要转换至V2电位则先转换 至较高的V2，电位，如果要转换至V4电位则先转换至较低的V4， 电位，如图6所示。先转至V2，或V4，电位所多出的实效电压值， 可以抵消数据电极X1、 X2转换电位所损失的实效电压值，从而消 除因波形失真所带来的辉度不均现象。请再参阅图7所示，另一实施方法是当数据电极X1、 X2在一 个扫描时间内都无转换电位时，在补偿周期内将数据电极XI、 X2 电位转换至專交V2电位^f氐的V2，电位，以及净交V4电位高的V4，电位， 以减少未转换的数据电极的实效电压值，达到补偿的效果。在前述的技术中，实效电压值的减少可降至最低，对比度的下 卩争也可降至最4氐，同时V4与V4，电^f立，V2与V2，电4立的电压差不 大，所以每次补偿的电流消库毛可以降低，同时也能较准确的补偿每 次转换电位的损失。但是，其缺点在于电源系统中需要二个额外的 补偿电位V2，与V4'，在数据电极X1、 X2前的该驱动输出电路144 的每一开关组1442将会多出二组开关(如图8所示)。而且液晶显 示器的灰阶大都利用脉波宽度调变讯号(PWM)的方式来实现，如 果搭配上述补偿方式，其补偿的时间点与脉波宽度都因此有所限 制。发明内容于是，为解决上述的缺点，避免缺失的存在，本发明的主要目 的在于不需额外补偿电位的情况下，减少电源系统的复杂度，从而 可以4是升液晶显示面外反的质量，减少液晶显示装置辉度不均的驱动 装置及驱动方法。本发明的另一目的在于减少补偿(电压变化)的次lt， 乂人而减 少^t据电才及的功率消库毛，l是升液晶显示面纟反的质量，减少液晶显示 装置辉度不均的驱动装置及驱动方法。
基于上述目的，本发明提出一种减少液晶显示装置辉度不均的 驱动装置，其为一种将显示数据送至液晶面板的数据电极驱动器，其包括锁存暂存电路，将一行一行的显示数据暂存起来并送至开 关控制电路，该开关控制电路将讯号处理转换成开关控制讯号，然 后通过4企测与计数电鴻4企测前述开关控制讯号，当开关控制讯号在 扫描时间内都无改变时让该冲企测与计数电路计数一次，计凄史每个凄丈 据电极的待补偿个数，将此补偿个数转换成补偿时间，并在该补偿 时间将数据电极电位转换至中间电位，再由电位移位器将经过该枱r 测与计电路的开关控制讯号经由数字电位转换成可控制开关的 讯号；以及驱动输出电路，接收该电位移位器传来的讯号，通过每 一开关组输出数据电极讯号。本发明的驱动方法是通过该一企测与计数电3各来计数一扫描期 间内每数据电极的待补偿个数，再将此补偿个数转换成补偿时间， 在该补偿时间将^t据电极电位转换至中间电位，其转至中间电位的 补偿时间正比于待补偿个lt,补偿结束后又转换至下一个凄t据所需 的电4立。本发明的岁丈果在于中间电4立可以不需额外4卜偿电4立，可以减少 电源系统的复杂度，并且^t据电才及也能4交先前4支术减少一开关电 路。同时因为能减少补偿的次数，所以能减少数据电极的功率消耗。 本发明还能将实效电压值的减少降至最低，对比度的下降也可降至 最低，还能较准确的补偿每次转换电位的损失。
图1是一般液晶显示装置的驱动电路方块图。图2是图1所示的数据电极驱动器的结构方块图。 图3是表示2x4液晶矩阵的各部分电压波形的理想时序图。图4是表示2x4液晶矩阵的各部分电压波形的实际时序图。图5是表示2x4液晶矩阵的理想显示(a)与实际显示(b)的 示意图。图6是表示数据电极电位转换时先转换至较高/或低电位的时 序图。图7是表示数据电极电位转换时先转换至较低/或高电位的时 序图。图8是表示图6与图7的数据电极驱动器的结构方块图。图9是本发明的数据电极驱动器的结构方块图。图IO是各部分电压波形的理想时序图(a)与本发明的实际时 序图(b)。
具体实施方式
以下是有关本发明的详细内容及技术说明，现通过实施例进行 进一步说明，但应了解的是，这些实施例仅为例示说明之用，而不 应^皮解释为本发明实施的限制。请参阅图9所示，其为本发明的数据电极驱动器的结构方块图。 以电位产生器产生VI、 V2、 V3、 V4、 V5电^f立等5种电4立为例， 本发明的数据电极驱动器34包含了锁存暂存电路341、开关控制电 路342、才企测与计数电路345、电位移位器343、及驱动输出电路 344。该锁存暂存电路341通过每一次的水平同步讯号将传输到该 数据电极驱动器34 —行一行的显示数据暂存起来并送至该开关控 制电路342，该开关控制电路342将依据所提供的显示数据、交流 驱动讯号(M)、脉波宽度调变讯号(PWM)、以及画面控制讯号 (FRC)而进4于处理转换，形成开关控制讯号，然后通过该4企测与 计数电路345检测前述开关控制讯号，当开关控制讯号在一扫描时 间内都无改变时让该检测与计数电^各345计数一次，计数在每数据 电极Xl...Xn的待补偿个数，再将此补偿个数转换成补偿时间100， 并在该补偿时间100将数据电极XI.. .Xn的开关控制讯号的电位转 换至中间电位(如图10所示的各部分电压波形的理想时序图(a) 与本发明的实际时序图(b))，其中，该补偿时间100正比于待补 偿个数。然后再将该些开关控制讯号经该电位移位器343由数字电位转 换成可控制开关的讯号并送至该驱动输出电路344,通过每一开关 组3441 (图中以控制V2、 V3、 V4电位为"i兌明例，所以有每一开 关组3441具有3个开关)输出至该些数据电极Xl...Xn,产生该液 晶面板15所需的数据电极讯号。与先前技术一样，以2x4液晶矩阵进行说明(如图5所示)。 如果V2-V3=V3-V4, V1-V3=V3-V5且在一个理想的条件下，当扫 描电极Y1、 Y2为非选择电位V3时，不论数据电极X1、 X2的波 形为任何宽度，其扫描电极Y1、 Y2与数据电极X1、 X2压差的均 方根值(RMS)会完全相同，如图10 (a)所示。换言之，液晶格 所显示的灰度与此时数据电极X1、 X2波形宽度无关。:清再参阅图10(b)， ^旦如果考虑实际显示面^反的电阻性与电容 性造成驱动波形的失真的原因，扫描电才及Yl、 Y2在非选择电位 V3时，其数据电极X1、 X2所显示的数据会互相影响，本发明通 过该检测与计数电路345来计数在一扫描期间(FRM)内每个数据 电极XI、 X2的待补偿个数(如图中所示的三个补偿个数)，再将
此补偿个数转换成该补偿时间100,在该补偿时间ioo将数据电极 的电位转换至中间电位(如图中的V3电位)，其中该补偿时间100 正比于待补偿个凄t,补偿结束后数据电极的电位将会转换至下一个 数据所需的电位。因此，施加于液晶格的实效电压值，不会因显示 数据不同而有所不同，如此就能消除因波形失真所带来的辉度不 均，且减少电压变化的次数，也就是减少补偿的次数，能减少数据 电才及的功率消寿毛。本发明的中间电位可以是原电源电路中电位产生器产生的多 种电^立的中间电^f立，以电^f立产生器产生VI、 V2、 V3、 V4、 V5电 4立等5种电4立为例，该中间电卩立为V3电卩立。所以在实施过禾呈中不 需额外补偿电位，因此，不只可以减少电源系统的复杂度，且每一 数据电极X1、 X2.,.Xn也能较先前技术的解决方案减少一个开关组 件，每一开关组3441只需要3个开关组件。同时因为能减少补偿 的次数(减少电压变化的次数)，所以能减少数据电极X1、 X2…Xn 的功率消耗。本发明还能将实效电压值的减少降至最低，对比度的 下降也可降至最低，还能專交准确的补偿每次转换电位的损失。而且 在深次微米的技术下，该检测与计数电路345所需付出的代价将被 大大的减少，其成本与效果大于该4企测与计数电^各345所需付出的 代价。上述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施 的范围。任何根据本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆 为本发明专利范围所涵盖。
权利要求
1. 一种减少液晶显示装置辉度不均的驱动装置，其为一种将显示数据送至液晶面板的数据电极驱动器(34)，其特征在于，包括锁存暂存电路(341)，其将一行一行的显示数据暂存起来并送出；开关控制电路(342)，其接收所述锁存暂存电路(341)送出的讯号，将其处理转换成开关控制讯号；检测与计数电路(345)，用以检测前述开关控制讯号，当开关控制讯号在扫描时间内都无改变时让所述检测与计数电路(345)计数一次，计数每个数据电极(X1...Xn)的待补偿个数，将此补偿个数转换成补偿时间(100)，并在所述补偿时间(100)内将数据电极电位转换至中间电位；电位移位器(343)，其将经过所述检测与计数电路(345)的开关控制讯号经由数字电位转换成可控制开关的讯号；以及驱动输出电路(344)，其接收所述电位移位器(343)传来的讯号，通过每一开关组(3441)输出数据电极讯号。
2. 根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述补偿时间(100)正比于〗寺补偿个凄t。
3. —种减少液晶显示装置辉度不均的驱动方法，其为一种将显示 数据送至液晶面板的数据电才及驱动器(34)的驱动方法，其特 4正在于，包4舌通过检测与计数电路(345 )来计数在扫描期间内每个数 据电才及(Xl...Xn)的待补偿个数，再将此补偿个凄t转换成补偿时间(100)，在所述补偿时间(100)将数据电才及电位转换 至中间电位，所述补偿时间(100)结束后数据电极电位又转换至下一个凄t据所需的电位。
4. 根据权利要求3所述的驱动方法，其特征在于，所述补偿时间 (100)正比于待补偿个数。
全文摘要
一种减少液晶显示装置辉度不均的驱动装置及驱动方法，其通过检测与计数电路来计数扫描期间内每数据电极待补偿的个数，再将此补偿个数转换成补偿时间，且在该补偿时间将数据电极电位转换至中间电位，补偿结束后又转换至下一个数据所需的电位，由此来减少液晶显示装置辉度不均的问题，提升液晶显示面板的质量。
文档编号G09G3/36GK101399016SQ20071015142
公开日2009年4月1日 申请日期2007年9月28日 优先权日2007年9月28日
发明者郑家麒 申请人:矽创电子股份有限公司