液晶显示器及其驱动方法

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，更具体地涉及一种适于通过防止闪烁和DC图像残留而提高显示质量的液晶显示器及其驱动方法。
技术背景液晶显示器根据视频信号来控制液晶单元的光透射率，从而显示图 像。如图1所示，有源矩阵型液晶显示器通过使用形成在各液晶单元Clc 处的薄膜晶体管("TFT")来切换提供给液晶单元的数据电压而有源地控 制数据，从而提高运动图像的显示质量。如图1所示，附图标记"Cst"表 示用于保持充入液晶单元"Clc"中的数据电压的存储电容器，"DL"表示对 其提供有数据电压的数据线，而"GL"表示对其提供有扫描电压的选通线。通过反转方法来驱动液晶显示器，在该反转方法中，以帧周期为单 位使相邻的液晶单元之间的极性反转，以减少液晶的劣化并减少DC偏 移分量。如果长时间地主要提供数据电压的两种极性中的任一种极性， 则会产生残留图像。因为残留图像是由反复充入液晶单元中的相同极性 的电压产生的，所以该残留图像被称为"DC图像残留"。在向液晶显示器 提供隔行扫描方法的数据电压时会出现这样的一个例子。在隔行扫描方 法中，待显示在液晶单元上的数据电压(以下将其称为"隔行扫描数据") 在奇数帧周期期间仅存在于奇数水平线中，而在偶数帧周期期间仅存在 于偶数水平线中。图2例示了表示提供给液晶单元Clc的隔行扫描方法的数据电压的 示例的波形图。出于示例目的，将图2的数据电压提供给布置在奇数水 平线上的液晶单元中的任意一个。如图2所示，在奇数帧周期期间仅为 液晶单元Clc提供正电压，在偶数帧周期期间仅为液晶单元Clc提供负电 压。在隔行扫描方法中，仅在奇数帧周期期间向布置在奇数水平线上的液晶单元C1C提供高的正数据电压。因而与图2的方框内所示的波形类 似，经过四个帧周期正数据电压变得比负数据电压更处于主导地位，从而导致出现DC图像残留。图3例示了表示由于隔行扫描数据而产生的DC图像残留的试验结 果的图像。如果使用隔行扫描方法向液晶显示板提供类似于图3中左侧 所示图像的原始图像一 固定时间，则极性以帧周期为单位改变的数据电 压使其幅度在奇数帧和偶数帧中发生改变。因而，如果在原始图像(即， 左侧图像)之后向液晶显示板的所有液晶单元Clc提供中间灰度级(例 如，灰度级127)的数据电压，则会出现显示原始图像的模糊图案的DC 图像残留，如图3中的右侧所示的图像。作为DC图像残留的另一示例，如果使不变的图像以固定速度移动 或滚动，则因为根据滚动速度(或移动速度)和滚动图像(即，移动图 像)的尺寸在液晶单元Clc中反复累积相同极性的电压，所以会产生DC 图像残留。在图4中例示了这样的例子。图4例示了表示在使斜线或字 符图案以固定速度移动时出现的DC图像残留的试验结果的图像。在液晶显示器中，不但DC图像残留会降低运动图像的显示质量， 而且因视觉上可感知到的亮度差异而产生的闪烁现象也会降低运动图像 的显示质量。发明内容因此，本发明旨在提供一种实质上克服了由于现有技术的局限和缺 点导致的一个或更多个问题的液晶显示器及其驱动方法。本发明的目的是提供一种适于通过防止闪烁和DC图像残留而提高 显示质量的液晶显示器及其驱动方法。本发明的其他优点、目的以及特征将在随后的说明中进行阐述，并 且根据该说明将部分地变得清楚，或者可以通过实施本发明而获知。本 发明的这些目的和其他优点可以通过在说明书及其权利要求书以及附图 中具体指出的结构来实现和获得。为了实现这些目的和其它优点并根据本发明的目的，正如这里所具体体现和广泛描述的发明宗旨，提供了一种液晶显示器，该液晶显示器 包括液晶显示板，该液晶显示板包括多条数据线、与所述多条数据线 交叉的多条选通线、以及限定为第一液晶单元组和第二液晶单元组的多 个液晶单元；数据驱动电路，该数据驱动电路用于响应于极性控制信号 而向所述数据线提供数据电压；选通驱动电路，该选通驱动电路用于向 所述选通线提供在选通高电压与选通低电压之间摆动的扫描脉冲；第一 逻辑电路，该第一逻辑电路用于生成对于各帧周期不同的极性控制信号 以保持充入所述第一液晶单元组中的数据电压的极性，并且每两个帧周 期将充入所述第二液晶单元组中的数据电压的极性反转一次；以及第二 逻辑电路，该第二逻辑电路用于控制所述选通驱动电路，以在预定的调 制时间内将所述扫描脉冲的选通高电压降低为在所述选通高电压与所述 选通低电压之间的调制电压。在另一方面中，提供了一种液晶显示器的驱动方法，该液晶显示器 包括液晶显示板，该液晶显示板包括多条数据线、与所述多条数据线交 叉的多条选通线、以及限定为第一液晶单元组和第二液晶单元组的多个 液晶单元，该方法包括如下步骤响应于极性控制信号向所述数据线提 供数据电压；向所述选通线提供在选通高电压与选通低电压之间摆动的 扫描脉冲；生成对于各帧周期不同的极性控制信号以保持所述第一液晶 单元组中的数据电压的极性，并且每两个帧周期将充入所述第二液晶单 元组中的数据电压的极性反转一次；以及在预定的调制时间内将所述扫 描脉冲的选通高电压降低为在所述选通高电压与所述选通低电压之间的 调制电压。应当理解，上文对本发明的概述与下文对本发明的详述都是示例性 和解释性的，旨在提供对要求保护的本发明的进一步说明。


所包含的附图用于提供对本发明的进一步理解，并且附图被并入本 申请中而构成本申请的一部分，附图例示了本发明的实施方式并与本说 明书一起用于解释本发明的原理。在附图中-图1是例示了液晶显示器的液晶单元的电路图； 图2是例示了隔行扫描数据的示例的波形图；图3是例示了因隔行扫描数据导致的DC图像残留的试验结果画面; 图4是例示了因滚动数据导致的DC图像残留的试验结果画面； 图5是例示了根据本发明第一实施方式的液晶显示器的示例性驱动 方法的图；图6是例示了通过图5所示的第一液晶单元组防止DC图像残留的 原理的示例性波形图；图7是例示了充入第一液晶单元组和第二液晶单元组中的数据电压 的第一示例性极性图案的图；图8是例示了充入第一液晶单元组和第二液晶单元组中的数据电压 的第二示例性极性图案的图；图9是例示了在对其提供图7和图8的数据电压的液晶显示板中测 量的数据电压的DC偏移值和AC值的示例性波形图；图IO是例示了微扰噪声(shimmeringnoise)效应的图；图11是例示了根据本发明第一实施方式的示例性液晶显示器的框图；图12是例示了图11所示的数据驱动电路的示例性电路图；图13是例示了图12所示的数模转换器的示例性电路图；图14是例示了图11中的POL逻辑电路的示例性电路图；图15是例示了图12中的POL生成电路的示例性电路图；图16是例示了图12中的选通驱动电路内的调制电路的示例性电路图；图17是例示了用于调制扫描脉冲的控制信号的示例性波形图。
具体实施方式
下面将详细地说明本发明的实施方式，在附图中例示了本发明的实 施例。图5是例示了根据本发明示例性实施方式的液晶显示器的驱动方法的图。如图5所示，根据本发明示例性实施方式的液晶显示器的驱动方 法包括以与第二液晶单元组的驱动频率不同的驱动频率将第一液晶单元 组驱动两个帧周期。出于示例的目的，第一液晶单元组与第二液晶单元 组相邻。每两个帧周期将充入第一液晶单元组的液晶单元和第二液晶单元组 的液晶单元中的数据电压的极性反转。根据本发明示例性实施方式的液 晶显示器的驱动方法将第一液晶单元组的极性反转循环和第二液晶单元 组的极性反转周期循环控制成彼此错开。结果，充入第一液晶单元组的 液晶单元中的数据电压的极性相等地保持两个帧周期，而充入第二液晶 单元组的液晶单元中的数据电压的极性反转一次。另外，对于各帧，第 一液晶单元组的位置和第二液晶单元组的位置彼此交换。例如，充入第 一液晶单元组和第二液晶单元组中的数据电压的极性图案每四帧进行重 复。第一液晶单元组充有在两个帧周期期间保持相同极性的数据电压以防止DC图像残留，第二液晶单元组的极性对于这两个帧周期反转一次 以增大空间频率，从而防止闪烁现象。下面将结合图6说明根据本发明 通过驱动第一液晶单元组来防止DC图像残留的原理。如图6所示，第一液晶单元组中的任意液晶单元Clc在奇数帧周期 被提供有高数据电压，在偶数帧周期被提供有相对较低的数据电压，从 而数据电压的极性每两个帧周期发生改变。因此，在第一帧周期和第二 帧周期提供给第一液晶单元组的液晶单元Clc的正数据电压以及在第三 帧周期和第四帧周期提供给第一液晶单元组的同一液晶单元Clc的负数 据电压彼此抵消，从而防止在液晶单元Clc中累积偏极性的电压。因此， 在本发明的液晶显示器中，如图6所示，即使数据电压为高电压且极性 处于主导地位(dominant)(即，在奇数帧和偶数帧中的任一个中的隔行 扫描图像的数据电压中)，第一液晶单元组也不会产生DC图像残留。第一液晶单元组可以防止出现DC图像残留，但是每两个帧周期向 液晶单元Clc提供相同极性的数据电压。因而，会出现闪烁。为此，当 第二液晶单元保持相同的极性以增加空间频率时，第二液晶单元组的液晶单元C1C充有极性在这两个帧周期反转一次的数据电压，从而使闪烁 现象最小化。这是因为当第一液晶单元组和第二液晶单元组共存时，由 于人眼对变化更敏感，因此感知到的屏幕驱动频率基于第二液晶单元组 的高驱动频率。图7禾n图8是例示了提供给第一液晶单元组和第二液晶单元组的数 据电压的示例性极性图案的图。如图7和图8所示，根据本发明示例性 实施方式的液晶显示器的驱动方法将数据电压的极性图案每四帧周期进 行重复，并且对每帧都移动第一液晶单元组和第二液晶单元组二者的位 置。如图7所示，对于第(4i + l)帧周期(其中i是正整数)，第一液晶 单元组包括偶数水平线的液晶单元Clc，第二液晶单元组包括奇数水平线 的液晶单元Clc。对于第(4i + l)帧周期，充入第一液晶单元组的沿垂 直方向相邻且其间插有第二液晶单元组的液晶单元Clc的液晶单元Clc 中的数据电压的极性彼此相反。另外，充入第一液晶单元组的沿水平方 向相邻的液晶单元Clc中的数据电压的极性彼此相反。同样地，对于第 (4i+l)帧周期，充入第二液晶单元组的沿垂直方向相邻且其间插有第 一液晶单元组的液晶单元Clc的液晶单元Clc中的数据电压的极性彼此相 反。另外，充入第二液晶单元组的沿水平方向相邻的液晶单元Clc中的 数据电压的极性彼此相反。对于第(4i+2)帧周期，向第一液晶单元组和第二液晶单元组提供 具有将第(4i + l)帧周期的数据电压的极性图案反转的极性图案的数据 电压。第(4i+l)帧周期的第一液晶单元组变为第(4i+2)帧周期的第 二液晶单元组，并且第(4i+l)帧周期的第二液晶单元组变为第(4i+2) 帧周期的第一液晶单元组。因而，在第(4i+2)帧周期中，第一液晶单 元组包括奇数水平线的液晶单元Clc，第二液晶单元组包括偶数水平线的 液晶单元Clc。对于第(4i + 2)帧周期，充入第一液晶单元组的沿垂直 方向相邻且其间插有第二液晶单元组的液晶单元Clc的液晶单元Clc中的 数据电压的极性彼此相反。另外，充入第一液晶单元组的沿水平方向相 邻的液晶单元Clc中的数据电压的极性彼此相反。同样地，对于第(4i+ 2)帧周期，充入第二液晶单元组的沿垂直方向相邻且其间插有第一液 晶单元组的液晶单元Clc的液晶单元Clc中的数据电压的极性彼此相反。另外，充入第二液晶单元组的沿水平方向相邻的液晶单元Clc中的数据电压的极性彼此相反。对于第(4i+3)帧周期，向第一液晶单元组和第二液晶单元组提供 具有将第(4i+2)帧周期的数据电压的极性图案反转的极性图案的数据电压。第(4i+2)帧周期的第一液晶单元组变为第(4i+3)帧周期的第 二液晶单元组，并且第(4i+2)帧周期的第二液晶单元组变为第(4i+3) 帧周期的第一液晶单元组。因而，在第(4i+3)帧周期，第一液晶单元 组包括偶数水平线的液晶单元Clc，第二液晶单元组包括奇数水平线的液 晶单元Clc。对于第(4i+3)帧周期，充入第一液晶单元组的沿垂直方 向相邻且其间插有第二液晶单元组的液晶单元Clc的液晶单元Clc中的数 据电压的极性彼此相反。另外，充入第一液晶单元组的沿水平方向相邻 的液晶单元Clc中的数据电压的极性彼此相反。同样地，对于第(4i+3) 帧周期，充入第二液晶单元组的沿垂直方向相邻且其间插有第一液晶单 元组的液晶单元Clc的液晶单元Clc中的数据电压的极性彼此相反。另外， 充入第二液晶单元组的沿水平方向相邻的液晶单元Clc中的数据电压的 极性彼此相反。从第(4i+3)帧周期的数据电压的极性图案和第(4i+l) 帧周期的数据电压的极性图案的对比可以看出，第一液晶单元组和第二 液晶单元组的位置在第(4i+l)帧周期和第(4i+3)帧周期中相同，但 是数据电压的极性彼此不同。对于第(4i+4)帧周期，向第一液晶单元组和第二液晶单元组提供 具有将第(4i+3)帧周期的数据电压的极性图案反转的极性图案的数据 电压。第(4i+3)帧周期的第一液晶单元组变为第(4i+4)帧周期的第 二液晶单元组，并且第(4i+3)帧周期的第二液晶单元组变为第(4i+4) 帧周期的第一液晶单元组。因而，在第(4i+4)帧周期，第一液晶单元 组包括奇数水平线的液晶单元Clc，第二液晶单元组包括偶数水平线的液 晶单元Clc。对于第(4i+4)帧周期，充入第一液晶单元组的沿垂直方 向相邻且其间插有第二液晶单元组的液晶单元Clc的液晶单元Clc中的数据电压的极性彼此相反。另外，充入第一液晶单元组的沿水平方向相邻的液晶单元Clc中的数据电压的极性彼此相反。同样地，对于第(4i+4)帧周期，充入第二液晶单元组的沿垂直方向相邻且其间插有第一液晶单元组的液晶单元Clc的液晶单元Clc中的数据电压的极性彼此相反。另外, 充入第二液晶单元组的沿水平方向相邻的液晶单元Clc中的数据电压的 极性彼此相反。从第(4i+4)帧周期的数据电压的极性图案和第(4i+2) 帧周期的数据电压的极性图案的对比可以看出，第一液晶单元组和第二 液晶单元组的位置在第(4i+2)帧周期和第(4i+4)帧周期中相同，但 是数据电压的极性彼此不同。在第(4i+l)帧周期产生的第一极性控制信号POLa的相位与在第 (4i+3)帧周期产生的第三极性控制信号POLc相反。在第(4i+2)帧 周期产生的第二极性控制信号POLb的相位与在第(4i+4)帧周期产生 的第四极性控制信号POLd相反。第一极性控制信号POLa和第二极性控 制信号POLb具有大约一个水平周期的相位差，并且第三极性控制信号 POLc和第四极性控制信号POLd也具有大约一个水平周期的相位差。如图8所示，对于第(4i+l)帧周期，第一液晶单元组包括奇数水 平线的液晶单元Clc，第二液晶单元组包括偶数水平线的液晶单元Clc。 对于第(4i+l)帧周期，充入第一液晶单元组的沿垂直方向相邻且其间 插有第二液晶单元组的液晶单元Clc的液晶单元Clc中的数据电压的极性 彼此相反。另外，充入第一液晶单元组的沿水平方向相邻的液晶单元Clc中的数据电压的极性彼此相反。同样地，对于第(4i + l)帧周期，充入 第二液晶单元组的沿垂直方向相邻且其间插有第一液晶单元组的液晶单元Clc的液晶单元Clc中的数据电压的极性彼此相反。另外，充入第二液晶单元组的沿水平方向相邻的液晶单元Clc中的数据电压的极性彼此相反。对于第(4i+2)帧周期，向第一液晶单元组和第二液晶单元组提供 具有将第(4i+l)帧周期的数据电压的极性图案反转的极性图案的数据 电压。第(4i+l)帧周期的第一液晶单元组变为第(4i+2)帧周期的第 二液晶单元组，并且第(4i + l)帧周期的第二液晶单元组变为第(4i+2)帧周期的第一液晶单元组。因而，在第(4i + 2)帧周期，第一液晶单元
组包括偶数水平线的液晶单元Clc，第二液晶单元组包括奇数水平线的液 晶单元Clc。对于第(4i+2)帧周期，充入第一液晶单元组的沿垂直方 向相邻且其间插有第二液晶单元组的液晶单元Clc的液晶单元Clc中的数 据电压的极性彼此相反。另外，充入第一液晶单元组的沿水平方向相邻 的液晶单元Clc中的数据电压的极性彼此相反。同样地，对于第(4i+2) 帧周期，充入第二液晶单元组的沿垂直方向相邻且其间插有第一液晶单 元组的液晶单元Clc的液晶单元Clc中的数据电压的极性彼此相反。另外， 充入第二液晶单元组的沿水平方向相邻的液晶单元Clc中的数据电压的 极性彼此相反。
对于第(4i+3)帧周期，向第一液晶单元组和第二液晶单元组提供 具有将第(4i+2)帧周期的数据电压的极性图案反转的极性图案的数据 电压。第(4i+2)帧周期的第一液晶单元组变为第(4i+3)帧周期的第 二液晶单元组，并且第(4i+2)帧周期的第二液晶单元组变为第(4i+3) 帧周期的第一液晶单元组。因而，在第(4i+3)帧周期，第一液晶单元 组包括奇数水平线的液晶单元Cic，第二液晶单元组包括偶数水平线的液 晶单元Clc。对于第(4i+3)帧周期，充入第一液晶单元组的沿垂直方 向相邻且其间插有第二液晶单元组的液晶单元Clc的液晶单元Clc中的数 据电压的极性彼此相反。另外，充入第一液晶单元组的沿水平方向相邻 的液晶单元Clc中的数据电压的极性彼此相反。同样地，对于第(4i+3) 帧周期，充入第二液晶单元组的沿垂直方向相邻且其间插有第一液晶单 元组的液晶单元Clc的液晶单元Clc中的数据电压的极性彼此相反。另外， 充入第二液晶单元组的沿水平方向相邻的液晶单元Clc中的数据电压的 极性彼此相反。第一液晶单元组和第二液晶单元组的位置在第(4i+l) 帧周期和第(4i+3)帧周期中相同，但是数据电压的极性彼此不同。
对于第(4i+4)帧周期，向第一液晶单元组和第二液晶单元组提供 具有将第(4i+3)帧周期的数据电压的极性图案反转的极性图案的数据 电压。第(4i+3)帧周期的第一液晶单元组变为第(4i+4)帧周期的第 二液晶单元组，并且第(4i+3)帧周期的第二液晶单元组变为第(4i+4)帧周期的第一液晶单元组。因而，在第(4i+4)帧周期，第一液晶单元 组包括偶数水平线的液晶单元Clc，第二液晶单元组包括奇数水平线的液 晶单元Clc。对于第(4i+4)帧周期，充入第一液晶单元组的沿垂直方 向相邻且其间插有第二液晶单元组的液晶单元Clc的液晶单元Clc中的数 据电压的极性彼此相反。另外，充入第一液晶单元组的沿水平方向相邻 的液晶单元Clc中的数据电压的极性彼此相反。同样地，对于第(4i+4) 帧周期，充入第二液晶单元组的沿垂直方向相邻且其间插有第一液晶单 元组的液晶单元Clc的液晶单元Clc中的数据电压的极性彼此相反。另外， 充入第二液晶单元组的沿水平方向相邻的液晶单元Ck中的数据电压的 极性彼此相反。第一液晶单元组和第二液晶单元组的位置在第(4i+2) 帧周期和第(4i+4)帧周期中相同，但是数据电压的极性彼此不同。
用于控制图8的数据电压的极性图案的极性控制信号POLa至POLd 中的第二极性控制信号POLb和第四极性控制信号POLd具有与图7的第 二极性控制信号POLb和第四极性控制信号POLd相反的相位。
第一液晶单元组的液晶单元Clc具有相对较长的极性改变循环。因 而，如果液晶单元在空间上以集中方式布置，则可能会出现闪烁。因此， 在根据本发明示例性实施方式的液晶显示器的驱动方法中，第一液晶单 元组的液晶单元Clc将不少于两水平线的数据电压的极性控制成在各帧 周期连续，如图7和图8所示。此外，如果第一液晶单元组的位置在不 少于三个帧周期内相同，则可能会出现与其它水平线的亮度差，从而产 生波纹噪声效应。因而，根据本发明的液晶显示器的示例性驱动方法将 第一液晶单元组控制成在各帧周期与第二液晶单元组交替，如图7和图8 所示。
图9表示在向液晶显示板提供具有图7和图8所示的极性图案的127 灰度级数据电压并且测量液晶显示板的电压波形时的试验结果。在该试 验中，向液晶显示板的第二液晶单元组提供极性在两个帧周期内以60Hz 频率改变的数据电压，并且向第一液晶单元组提供极性以30Hz频率改变 的数据电压。但是，因为较快的60Hz频率被感知为处于更主导的地位， 所以在液晶显示板中测得的数据电压的频率被测量为60Hz。对于该试验，数据电压的AC电压值(即，幅度)为30.35 mV，并且测得AC电压的 中心与接地电压GND之间的DC偏移值为1.389 V。另外，通过在样品 液晶显示板上安装光学传感器来测量光波形表明，由于第二液晶单元组 的主导频率，因此液晶显示板的光波形也测得为60Hz。这是因为液晶显 示板中测得的光波形由频率比第一液晶单元组快的第二液晶单元组的光 改变循环来确定。
在某些情况下，即使第一液晶单元组的数据极性周期延长到两个帧 周期并且向液晶单元提供具有相同灰度级的数据，液晶单元中正数据电 压的充电量和负数据电压的充电量也可能不相同。因而，第一液晶单元 组的位置在每帧都发生改变，从而可以增大第一液晶单元组的液晶单元 的亮度。
为了减轻该现象，已经开发了对提供给所有液晶单元的公共电极的 公共电压Vcom进行调整的方法。但是，由于公共电极通常连接到所有 的液晶单元，因此由于公共电极的表面电阻或线性电阻而使得公共电压
的电压降会根据屏幕的位置而不同。另外，提供给选通线的扫描脉冲的 电压会由于依赖于屏幕位置的选通线的电阻而不同。因而，如果参照如 图IO所示屏幕的中心(B)而优化公共电压Vcom，则会沿着屏幕的侧部
(A)和(C)产生亮波动点的微扰噪声(shimmeringnoise)效应。另一 方面，如果参照屏幕的恻部(A)和(C)而优化公共电压Vcom，则会 在屏幕的中心(B)产生微扰噪声效应。这是因为由于这些液晶单元离选 通驱动电路最远，因此扫描脉冲SP的电压降由于选通线的电阻而在位置
(C)处增大。
为了减小微扰噪声效应，重复根据本发明示例性实施方式的液晶显 示器的驱动方法，向数据线提供具有图7和图8所示的极性图案的数据 电压，以驱动具有第一液晶单元组和第二液晶单元组的液晶显示板，从 而调整(即，微调)公共电压和扫描脉冲电压。基于该结果，开发了根
据本发明示例性实施方式对扫描脉冲进行调制的方法，以将在扫描脉冲 的下降沿附近的扫描脉冲的电压调低，并优化施加调制电压的定时。结
果，试验证明从整个屏幕上去除了 DC图像残留和微扰噪声效应。下面将进一步详细地描述对扫描脉冲进行调制的示例性方法。
图11至图16例示了根据本发明实施方式的示例性液晶显示器。如 图11所示，根据本发明实施方式的示例性液晶显示器包括液晶显示板
100、定时控制器101、 POL逻辑电路102、 FLK逻辑电路107、数据驱 动电路103以及选通驱动电路104。在液晶显示板100中，在两个玻璃基 板之间注入液晶分子。液晶显示板100包括以矩阵形式布置的mxn个液 晶单元Clc，其中m条数据线Dl至Dm和n条选通线Gl至Gn彼此交 叉。液晶单元Clc包括如上所述以不同的数据电压频率被驱动的第一液 晶单元组和第二液晶单元组。在液晶显示板100的第一玻璃基板上，形 成有数据线Dl至Dm、选通线Gl至Gn、 TFT、液晶单元Clc的与TFT 相连的像素电极1、存储电容器Cst以及其它元件。在液晶显示板100的 第二玻璃基板上形成有黑底(black matrix)、滤色器和公共电极2。应理 解的是，公共电极2可以通过诸如TN (扭转向列)型和VA (垂直配向) 型的垂直电场驱动方法而形成在第二玻璃基板上，或者可以通过诸如IPS (面内切换)型和FFS (边缘场切换)型的水平电场驱动方法与像素电 极1 一起形成在第一玻璃基板上。在液晶显示板100的第一玻璃基板和 第二玻璃基板上附接有光轴彼此垂直交叉的偏光器，并且在偏光器的面
向液晶的内表面上形成有用于设定液晶的预倾角的配向膜。
定时控制器101接收诸如垂直/水平同步信号Vsync和Hsync、数据 使能信号、时钟信号的定时信号及其它信号，以生成用于对POL逻辑电 路102、选通驱动电路104和数据驱动电路103的操作定时进行控制的控 制信号。所述控制信号包括选通启动脉冲GSP、选通移位时钟信号GSC、 选通输出使能信号GOE、源启动脉冲SSP、源采样脉沖SSC、源输出使 能信号SOE以及基准极性控制信号POL。选通启动脉冲GSP指示当显示 画面时在第一垂直周期内开始扫描的开始水平线。选通移位时钟信号 GSC被输入选通驱动电路内的移位寄存器，并被生成为其脉冲宽度对应 于TFT的导通周期，该TFT的导通周期作为使选通启动脉冲GSP依次 移位的定时控制信号。选通输出使能信号GOE指示选通驱动电路104的 输出。源启动脉冲SSP指示待显示数据处的第一水平线中的开始像素。源采样脉冲SSC基于上升沿或下降沿而指示对数据驱动电路103内数据 的锁存操作。源输出使能信号SOE指示数据驱动电路103的输出。基准 极性控制信号POL指示待提供给液晶显示板100的液晶单元Clc的数据 电压的极性。可以在其中逻辑在各水平周期进行反转的一点反转极性控 制信号和其中逻辑在每两个水平周期进行反转的两点反转极性控制信号 中的任一个中生成基准极性控制信号POL。
POL逻辑电路102接收选通启动脉冲GSP、源输出使能信号SOE和 基准极性控制信号POL，并依次输出第(4i+l)帧周期至第(4i+4)帧 周期的极性控制信号POLa至POLd以防止残留图像和闪烁，或者有选择 地在各帧输出相同的基准极性控制信号POL。 FLK逻辑电路107接收选 通移位时钟GSC以生成用于对扫描脉冲进行调制的控制信号FLK，该扫 描脉冲与选通移位时钟GSC的上升沿同步并具有比选通移位时钟GSC 宽的脉冲宽度。POL逻辑电路102和FLK逻辑电路107可以嵌入定时控 制器101中。
数据驱动电路103在定时控制器101的控制下锁存数字视频数据 RGB。另外，数据驱动电路103响应于来自定时控制器101的极性控制 信号POL/POLa至POLd而将数字视频数据RGB转换为模拟正/负伽马 (gamma)补偿电压，以生成正/负模拟数据电压，从而将该数据电压提 供给数据线Dl至Dm。
选通驱动电路104包括多个选通驱动集成电路("IC")，每个选通驱 动集成电路均包括移位寄存器、用于将移位寄存器的输出信号的摆动宽 度转换成适于驱动液晶单元的TFT的摆动宽度的电平移动器(shifter)、 以及连接在电平移动器与选通线G1至Gn之间的输出缓冲器。选通驱动 电路104依次输出脉冲宽度大约为一个水平周期的扫描脉冲。该扫描脉 沖在高于像素阵列的TFT的阈值电压的选通高电压Vgh与低于TFT的阈 值电压的选通低电压Vgl之间摆动。根据本发明的示例性实施方式，选 通驱动电路104使用如图16所示的调制电路将扫描脉冲下降沿附近的选 通高电压Vgh降低到下降沿，以防止微扰噪声效应。
根据本发明实施方式的液晶显示器还包括用于向定时控制器101提供数字视频数据RGB以及定时信号Vsync、 Hsync、 DE和CLK的视频 源105。视频源105包括广播信号、外部装置接口电路、图形处理电路、 线路存储器106和其它元件。视频源105从广播信号或者自外部装置输 入的图像源提取视频数据，并将视频数据转换成数字数据以提供给定时 控制器101。在视频源105中接收的隔行扫描广播信号存储在线路存储器 106中，然后将所存储的信号输出。隔行扫描广播信号的视频数据在奇数 帧周期仅存在于奇数线上，在偶数帧周期仅存在于偶数线上。因而，如 果接收到隔行扫描广播信号，则视频源105生成黑数据值或存储在线路 存储器106处的有效数据的平均值，作为奇数帧周期的偶数线的数据和 偶数帧的奇数线的数据。视频源105将电力和定时信号Vsync、 Hsync、 DE和CLK与数字视频数据一起提供给定时控制器101 。
图12和图13例示了数据驱动电路103的示例性电路图。如图12和 图13所示，数据驱动电路103包括多个集成电路(以下称为"IC")，每 个IC都驱动k个数据线Dl至Dk (其中k是小于m的整数)。各IC均 包括移位寄存器111、数据寄存器112、第一锁存器113、第二锁存器114、 数模转换器(以下称为"DAC") 115、电荷共享电路116和输出电路117。
移位寄存器111根据源采样时钟SSC使来自定时控制器101的源启 动脉冲SSP移位，以生成釆样信号。另外，移位寄存器111使源启动脉 冲SSP移位，以向下一级IC的移位寄存器111发送进位信号CAR。数 据寄存器112临时地存储由定时控制器101划分的奇数数字视频数据 RGBodd和偶数数字视频数据RGBeven，并将所存储的数据RGBodd、 RGBeven提供给第一锁存器113。第一锁存器113响应于从移位寄存器 111依次输入的采样信号而对来自数据寄存器112的数字视频数据 RGBodd、 RGBeven进行采样，将数据RGBodd、 RGBeven锁存，并同时 输出该数据。第二锁存器114在锁存从第一锁存器113输入的数据之后， 在源输出使能信号SOE的低逻辑周期期间，输出与其它IC的第二锁存 器114同时锁存的数字视频数据。
如图13所示，DAC 115包括对其提供有正伽马基准电压GH的P解 码器PDEC 121、对其提供有负伽马基准电压GL的N解码器NDEC 122、以及响应于极性控制信号POL/POLa至POLd在P解码器121的输出与N 解码器122的输出之间进行选择的复用器123。 P解码器121对从第二锁 存器114输入的数字视频数据进行解码，以输出与该数据的灰度级值相 对应的正伽马补偿电压，并且N解码器122对从第二锁存器114输入的 数字视频数据进行解码，以输出与该数据的灰度级值相对应的负伽马补 偿电压。复用器123响应于极性控制信号POL/POLa至POLd在正伽马 补偿电压和负伽马补偿电压之间交替地选择，并输出所选择的正/负伽马 补偿电压作为模拟数据电压。如图12所示，电荷共享电路116在源输出使能信号SOE的高逻辑 周期使相邻的数据输出通道短路以输出相邻数据电压的平均值，或者在 源输出使能信号SOE的高逻辑周期向数据输出通道提供公共电压Vcom 以减少正负数据电压的快速变化。输出电路117包括缓冲器，并使提供 给数据线Dl至Dk的模拟数据电压的信号衰减最小化。图14和图15例示了 POL逻辑电路102的示例性电路图。如图14 和图15所示，POL逻辑电路102包括帧计数器131、线计数器132、 POL 生成电路133和复用器134。帧计数器131响应于在帧周期开始的同时每 帧周期产生的选通启动脉冲GSP，而输出表示待显示在液晶显示板100 中的图像的帧数的帧计数信息Fcnt。帧计数信息Fcnt是作为例如2位信 息而生成的，从而能够结合如图7和图8所示生成的数据电压的极性图 案而识别四个帧周期中的每一个。但是，在不脱离本发明范围的情况下， 可以使用不同数量的位。线计数器132响应于表示向各水平线提供数据电压的时刻的源输出 使能信号SOE，输出表示待显示在液晶显示板100中的水平线的线计数 信息Lcnt。如图7和图8所示数据电压的极性图案，因为针对每一水平 线或每两个水平线将液晶显示板100中显示的数据电压的极性反转，所 以线计数信息Lcnt是作为2位信息而生成的。但是，在不脱离本发明范 围的情况下，可以使用不同数量的位。对于待提供给帧计数器131和线计数器132的定时信号，可以使用 由定时控制器101的内部振荡器生成的时钟。但是，因为该时钟的高频，时钟会增大定时控制器101与POL逻辑电路102之间的电磁干扰(EMI)。 根据本发明，可以通过使用源输出使能信号SOE和选通启动脉冲GSP来 减少定时控制器101与POL逻辑电路102之间EMI的增大，其中源输出 使能信号SOE和选通启动脉冲GSP的频率低于由定时控制器101的内部 振荡器生成的时钟的频率，并且其中由定时控制器101的内部振荡器生 成的时钟是作为帧计数器131和线计数器132的操作定时信号。如图15所示，POL生成电路133包括第一 POL生成电路141、第 二 POL生成电路142、第一反转器143和第二反转器144以及复用器145。 第一 POL生成电路141生成其极性基于线计数信息Lcn而每两个水平周 期发生反转的第一极性控制信号POLa。第一反转器143使第一极性控制 信号POLa反转以生成第三极性控制信号POLc。第二 POL生成电路142 生成第二极性控制信号POLb，该第二极性控制信号POLb的极性每两个 水平周期进行反转并且与基于线计数信息Lcn的第一极性控制信号POLa 相比具有约一个水平周期的相位差。第二反转器144使第二极性控制信 号POLb反转以生成第四极性控制信号POLd。第一POL生成电路141 和第二POL生成电路142中的每一个都响应于帧计数信息Fcnt对于各帧 周期将极性控制信号POLb、 POLc的极性反转。例如复用器145响应于 2位的帧计数信息Fcnt在第(4i+l )帧周期输出第一极性控制信号POLa， 然后在第(4i+2)帧周期输出第二极性控制信号POLb，之后在第(4i + 3)帧周期输出第三极性控制信号POLc，然后在第(4i+4)帧周期输 出第四极性控制信号POLd。如图14所示，复用器134根据与可选引脚相连的控制端子的逻辑值， 对应于如图7和图8所示的各帧周期选择来自POL生成电路133的极性 控制信号POLa至POLd。可选引脚与复用器134的控制端子相连并且可 以由制造商或用户有选择地与接地电压GND或电源电压Vcc相连。例如， 如果可选引脚与接地电压GND和复用器134的控制端子相连，则复用器 134自身的控制端子被提供有为"0"的选择控制信号SEL，从而输出基准 极性控制信号POL。如果可选引脚与电源电压和复用器134的控制端子 相连，则复用器134自身的控制端子被提供有为"l"的选择控制信号SEL，从而输出来自POL生成电路133的极性控制信号POLa至POLd。可以将 复用器134的选择控制信号SEL替换为通过用户界面输入的用户选择信 号，或者根据数据分析结果从定时控制器101或视频源105自动生成的 选择控制信号。图17是例示了从定时控制器101和FLK逻辑电路107输出的选通 定时控制信号的示例性波形图。如图17所示，使得用于对从FLK逻辑 电路107生成的扫描脉冲进行调制的控制信号FLK的上升沿与选通移位 时钟GSC的上升沿同步，并且比选通移位时钟GSC的脉冲宽度更宽。 选通驱动电路107使选通启动脉冲GSP移位，并响应于选通移位时钟 GSC在选通输出使能信号GOE的脉冲之间输出扫描脉冲SP。并且，使 选通驱动电路107与用于对扫描脉冲进行调制的控制信号FLK的下降沿 同歩以降低扫描脉冲SP的选通高电压Vgh。在该示例性实施方式中，扫描脉冲SP的选通高电压Vgh约为20 V， 扫描脉冲SP的选通低电压Vgl约为-5 V。此外，根据用于对扫描脉冲SP 中的扫描脉冲进行调制的控制信号FLK从选通高电压Vgh降低的选通调 制电压Vgm约为15V。在本发明的示例性实施方式中，当向选通线G1 至G3提供从选通高电压Vgh降低的在选通高电压Vgh与选通低电压Vgl 之间的选通调制电压Vgm时的调制时间tl为约4.5 ^到约6.5 pis。以如 下方式确定该定时区间，即基于屏幕的中央(B)或者屏幕的两侧部分 (A)和(C)优化公共电压Vcom，并调整扫描脉冲的调制电压Vgm的 施加时间直到在整个屏幕上都不出现微扰噪声效应为止。已经发现，如 果施加选通调制电压Vgm时的调制时间tl不多于4.0 (is,则由于在屏幕 的中央(B)以及屏幕的两侧部分(A)和(C)中的液晶单元的充电量 不均匀，导致在屏幕的中央(B)或者屏幕的两侧部分(A)和(C)出 现微扰噪声效应。另外，已经发现，如果施加选通调制电压Vgm时的调 制时间tl不少于7.0ps，则由于在屏幕的中央(B)以及屏幕的两侧部分(A)和(C)中的液晶单元的充电量不稳定，导致在屏幕的中央(B) 或者屏幕的两侧部分(A)和(C)出现微扰噪声效应。如上所述液晶显示器的示例性驱动方法也可以结合例如在如下未决韩国专利申请中公开的任意第一液晶单元组和第二液晶单元组及其驱动方法进行应用，即于2007年1月15日提交的No.P2007-004246，于2007 年5月30日提交的No.P2007-052679，于2007年5月16日提交的 No.P2007-047787，以及于2007年6月1日提交的No.P2007-053959。如上所述，根据本发明示例性实施方式的液晶显示器及其驱动方法 进行控制以降低施加给液晶显示板的第一液晶单元组的数据电压的驱动 频率，从而防止DC图像残留，并且进行控制以提高施加给液晶显示板 的第二液晶单元组的数据电压的驱动频率，从而提高显示质量。另外， 根据本发明示例性实施方式的液晶显示器及其驱动方法最优化了扫描脉 冲的调制时间，以补偿在屏幕的中央以及屏幕的两侧部分液晶单元的充 电量的不均匀和不稳定，从而防止微扰噪声效应。尽管通过上述附图中所示的实施方式对本发明进行了说明，但本领 域技术人员应理解，可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下对根据 本发明的液晶显示器及其驱动方法进行各种修改和变型。因此，本发明 意在涵盖落在所附权利要求及其等价物范围内的对本发明的所有修改和 变型。本申请要求于2007年6月25日提交的韩国专利申请 NoP2007-0062238的优先权，通过引用将其合并于此。
权利要求
1、一种液晶显示器，该液晶显示器包括液晶显示板，该液晶显示板包括多条数据线、与所述多条数据线交叉的多条选通线、以及限定为第一液晶单元组和第二液晶单元组的多个液晶单元；数据驱动电路，该数据驱动电路用于响应于极性控制信号而向所述数据线提供数据电压；选通驱动电路，该选通驱动电路用于向所述选通线提供在选通高电压与选通低电压之间摆动的扫描脉冲；第一逻辑电路，该第一逻辑电路用于生成对于各帧周期不同的所述极性控制信号以保持充入所述第一液晶单元组中的所述数据电压的极性，并且每两个帧周期将充入所述第二液晶单元组中的所述数据电压的极性反转一次；以及第二逻辑电路，该第二逻辑电路控制所述选通驱动电路，以在预定的调制时间内将所述扫描脉冲的所述选通高电压降低为在所述选通高电压与所述选通低电压之间的调制电压。
2、 根据权利要求l所述的液晶显示器，其中，所述调制时间的范围 是从在所述扫描脉冲的上升沿与所述扫描脉冲的下降沿之间的调制开始 吋间到所述扫描脉冲的所述下降沿。
3、 根据权利要求1所述的液晶显示器，其中，从所述扫描脉冲的上 升沿到调制开始时间向所述选通线提供所述选通高电压，在所述调制时 间内向所述选通线提供所述调制电压，并且随后在所有其它时间向所述 选通线提供所述选通低电压。
4、 根据权利要求1所述的液晶显示器，其中，所述选通高电压约为 20V，所述选通低电压约为-5V，并且所述调制电压约为15V。
5、 根据权利要求1所述的液晶显示器，其中，所述第二逻辑电路向 所述选通驱动电路提供用于对所述扫描脉沖进行调制的控制信号以控制 所述调制时间，所述控制信号与使所述扫描脉冲移位的选通移位时钟同步。
6、 根据权利要求5所述的液晶显示器，其中，用于对所述扫描脉冲 进行调制的所述控制信号的上升沿与所述选通移位时钟的上升沿同步， 并且用于对所述扫描脉冲进行调制的所述控制信号的脉冲宽度比所述选 通移位时钟的脉冲宽度更宽。
7、 根据权利要求1所述的液晶显示器，其中，所述调制时间为约 4.5 ps至[J约6.5 ps。
8、 一种驱动液晶显示器的方法，该液晶显示器包括液晶显示板，该 液晶显示板包括多条数据线、与所述多条数据线交叉的多条选通线、以 及限定为第一液晶单元组和第二液晶单元组的多个液晶单元，该方法包 括以下步骤-响应于极性控制信号向所述数据线提供数据电压； 向所述选通线提供在选通高电压与选通低电压之间摆动的扫描脉冲；生成对于各帧周期不同的所述极性控制信号以保持所述第一液晶单 元组中的所述数据电压的极性，并且每两个帧周期将充入所述第二液晶 单元组中的所述数据电压的极性反转一次；以及在预定的调制时间内将所述扫描脉冲的所述选通高电压降低为在所 述选通高电压与所述选通低电压之间的调制电压。
9、 根据权利要求8所述的方法，其中，所述调制时间的范围是从在 所述扫描脉冲的上升沿与所述扫描脉冲的下降沿之间的调制开始时间到 所述扫描脉冲的所述下降沿。
10、 根据权利要求8所述的方法，其中，从所述扫描脉冲的上升沿 到调制开始时间向所述选通线提供所述选通高电压，在所述调制时间内 向所述选通线提供所述调制电压，并且随后在所有其它时间向所述选通 线提供所述选通低电压。
11、 根据权利要求8所述的方法，其中，所述选通高电压约为20V， 所述选通低电压约为-5V，并且所述调制电压约为15V。
12、 根据权利要求8所述的方法，该方法还包括以下步骤通过生成用于对所述扫描脉冲进行调制的控制信号并向选通驱动电路提供该控 制信号而控制所述调制时间，所述控制信号与使所述扫描脉冲移位的选 通移位时钟同歩。
13、 根据权利要求12所述的方法，其中，用于对所述扫描脉冲进行调制的所述控制信号的上升沿与所述选通移位时钟的上升沿同步，并且 用于对所述扫描脉冲进行调制的所述控制信号的脉冲宽度比所述选通移 位时钟的脉冲宽度更宽。
14、 根据权利要求S所述的方法，其中，所述调制时间为约4.5 ^ts 到约6.5 ps。
全文摘要
本发明涉及液晶显示器及其驱动方法。该液晶显示器包括液晶显示板，该液晶显示板包括多条数据线、与多条数据线交叉的多条选通线、以及限定为第一和第二液晶单元组的多个液晶单元；数据驱动电路，用于响应于极性控制信号而向数据线提供数据电压；选通驱动电路，用于向选通线提供在选通高电压与选通低电压之间摆动的扫描脉冲；第一逻辑电路，用于生成对于各帧周期不同的极性控制信号以保持充入第一液晶单元组中的数据电压的极性，并且每两个帧周期将充入第二液晶单元组中的数据电压的极性反转一次；以及第二逻辑电路，用于控制选通驱动电路，以在预定的调制时间内将扫描脉冲的选通高电压降低为在选通高电压与选通低电压之间的调制电压。
文档编号G09G3/36GK101334973SQ20071030740
公开日2008年12月31日 申请日期2007年12月28日 优先权日2007年6月25日
发明者宋鸿声, 张修赫, 闵雄基 申请人:乐金显示有限公司