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：
本发明涉及液晶显示器及其驱动方法。
背景技术：
对大屏幕高质量显示设备的需求正日益增加，而液晶显示器满足了这些需 求。液晶显示器利用直流(DC)公共电压和数据电压之间的差来显示图像。
近来，为了降低功耗，已经提出了在高电平和低电平之间交替的脉冲模式 />共电压。
如果脉冲模式公共电压在音频范围中则产生可听见的噪声。

发明内容
这部分总结了本发明的一些特征。在后续的部分中描述了其他特征。本发 明由所附权利要求限定，通过引用将权利要求包含于在部分。
本发明的一些实施例降低了脉沖模式公共电压产生的可听见的噪声。
根据本发明的一个方面，提供了一种液晶显示器，包含电压提供单元， 用于在多个第一时间周期的每一个中、多个第二时间周期的每一个中以及多个 第三时间周期的每一个中提供公共电压，所述公共电压是直流(DC )电压电平， 其中，每一个第一时间周期与每一个第二时间周期至少分开一个第三时间周期， 其中，至少一个第一时间周期、至少一个第二时间周期和至少一个第三时间周 期中的DC电压电平彼此不同；和一个或多个液晶电容器，每一个液晶电容器 均用于由公共电压和数据电压之间的电压差充电。
根据本发明的另一个方面，提供了一种驱动液晶显示器的方法，所述方法包含在多个第一时间周期的每一个中、多个第二时间周期的每一个中以及多 个第三时间周期的每一个中提供公共电压，所述公共电压是直流(DC)电压电 平，其中，每一个第一时间周期与每一个第二时间周期至少分开一个第三时间 周期，其中，至少一个第一时间周期、至少一个第二时间周期和至少一个第三 时间周期中的DC电压电平彼此不同；提供数据电压；和利用公共电压和数据 电压之间的电压差对一个或多个液晶电容器充电。


图1是根据本发明的一些实施例的液晶显示器的框图2是在图1的液晶显示器的一些实施例中一个像素的电路图3A和图3B是图1的液晶显示器的一些实施例中的公共电压的时序图4是图1的液晶显示器的一些实施例中的公共电压和数据电压的时序
图5是说明图1的液晶显示器的一些实施例的操作的概念图6是图1的液晶显示器的一些实施例中的公共电压提供单元的框图7是图1的液晶显示器的一些实施例中的另一个电压提供单元的框和
图8是图7的一些实施例中电压电平和公共电压的时序图。
具体实施例方式
提供这部分中描述的实施例是为了说明而非限制本发明。本发明由所附权 利要求限定。
可以理解，当元件或层被称为"在另一个元件或层上面"，"连接到"或者"耦 合到"另一个元件或层时，则可能存在居间的元件或层。相反，当元件被称为"直 接在另一个元件或层上面"、"直接连接到"或"直接耦合到"另一个元件或层时， 则不存在居间的元件或层。相同的标记始终表示相同的元件。如这里所使用的 那样，术语"和/或"包括一个或多个相关列项的任意和全部组合。
可能使用像"第一"、"第二"等的术语将一个元件与另一个元件区别。这些 术语只是可互换的参考标记，并不限制本发明。
现在将参考图1到图6描述本发明的一个实施例。图1是根据该实施例的 液晶显示器的框图，图2是在图1的液晶显示器的一个像素的电路图，图3A和图3B是图1的显示器中的公共电压的时序图，图4是公共电压和数椐电压 的时序图，图5是说明图1中所示的液晶显示器的操作的概念图，并且图6是 图1中所示电压提供单元的框图。
图1示出了液晶显示器10,其包括液晶面板300、栅极驱动器400、数据 驱动器500、定时控制器600、电压提供单元800和灰度电压产生器700。驱动 器400、数据驱动器500和定时控制器600可以被包含或者不被包含在单个芯 片中。
液晶面板300包括信号线Gl Gn和Dl-Dm,以及如图2中所见连接到 所述信号线并实际上排列成矩阵的像素PX。
信号线Gl ~ Gn是用于传送栅极信号的栅极线。信号线Dl ~ Dm是用于传 送数据信号的数据线。栅极线Gl ~Gn实际上沿行方向延伸，并且实际上相互 平行，而数据线D1 ~Dm实际上沿列方向延伸，并且实际上相互平行。
栅极驱动器400从电压产生器800接收栅极开启电压Von和栅极关闭电压 Voff,并把这些电压提供给栅极线Gl Gn。更具体地，栅极驱动器400响应于 来自定时控制器600的栅极控制信号C0NT1,顺序地把栅极开启电压Von提供 给栅极线Gl ~ Gn。
数据驱动器500从定时控制器600接收图像数据DAT和数据控制信号 CONT2。数据驱动器500选择"灰度，，电压，即显示期望的亮度水平所需的电压。 所选择的灰度电压和相应的图像数据DAT对应。数据驱动器500把所选择的电 压施加到对应的数据线Dl ~ Dm。
控制栅极驱动器400的操作的前述栅极控制信号C0NT1包括垂直开始 信号，指示显示帧时栅极驱动器400的操作开始；栅极时钟信号，确定栅极开 启电压的输出时刻；输出使能信号，确定栅极开启电压的脉沖宽度，等等。控 制数据驱动器500的操作的数据控制信号C0NT2包括水平启动信号，用于 在显示帧时开始数据驱动器500的操作；输出使能信号，用于使能数据电压输 出，等等。
灰度电压产生器700包括由串联在接收驱动电压AVDD的端子和地端子之 间的电阻器形成的分压器。因此，灰度电压产生器700通过将驱动电压AVDD 分压产生灰度电压。但是，本发明不局限于这种类型的灰度电压产生器。
定时控制器600从外部图形控制器(未示出)接收输入图像信号R、 G和 B以及外部时钟信号。外部时钟信号是控制信号，其可以包括例如数据使能信号DE、垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、主时钟MCLK,等等。在 接收输入图像信号R、 G和B时，数据使能信号DE被保持在高电平。因此， 数据使能信号DE指示，由外部图形控制器(未示出)提供的信号是图像信号 R、 G和B。垂直同步信号Vsync指示帧开始。水平同步信号指示开始处理栅 极线。主时钟信号Mclk是同步液晶显示器IO所使用的所有其他信号的时钟信
弓__
定时控制器600接收输入图像信号R、 G和B，产生图像数据DAT,并把 图像数据输出到数据驱动器500。此外，基于外部时钟信号(例如垂直同步信 号Vsync、水平同步信号Hsync、主时钟MCLK、数据使能信号DE,等等)， 定时控制器600产生并输出内部时钟信号，即栅极控制信号CONT1和数据控 制信号C0NT2。
如图2中所示，液晶面板300的每一个像素PX均包括液晶电容器Clc和 存储电容器Cst。液晶电容器Clc由在第一显示面板100中提供的像素电极PE、 在第二显示面板200中提供的公共电极CE,以及置于两显示面板100和200 之间的液晶层形成。作为选择，在第二显示面板200中可以形成彩色滤波器CF。 开关元件Q被连接到相应的栅极线Gi (i=l n)、相应的数据线Dj (j-l m)和像素 电极PE。在一些实施例中省略了存储电容器Cst。
500通过数据线Dj将数据电压提供给像素电极PE。液晶电容器Clc被充电到公 共电压Vcom和数据电压之间的电压差以显示图像。
电压提供单元800产生栅极开启电压Von、栅极关闭电压Voff和公共电压 Vcom;把栅极开启电压Von和栅极关闭电压Voff提供给栅极驱动器400;并把 公共电压Vcom提供给图2中所示的公共电极CE。
如图3A的时序图中所示，公共电压Vcom是具有周期To的周期性信号。 每一个周期To均包括一个或多个第一电压周期PH、 一个或多个第二电压周期 PL,和一个或多个第三电压周期PM。在每一个第一电压周期PH中，公共电 压Vcom处于第一直流(DC)电压电平Vcom—H。在每一个第二电压周期PL 中，公共电压Vcom处于第二 DC电压电平Vcom一L。在每一个第三电压周期 PM中，公共电压Vcom处于第三DC电压电平Vcom—M。电压电平Vcom—H、 Vcom一M、 Vcom一L彼此不同。在这个实施例中，第一和第二电压周期PH和 PL相互交替，并且在每两个相邻的第一和第二电压周期PH、 PL之间插入第三电压周期PM。
可以选择公共电压Vcom以便降低可听见的噪声，现在将参考图3A和图 3B描述这一点。
在图3B的实施例中，公共电压Vcom是具有幅度2A的周期函数。 Vcom—H=Vcom—M+A,并且Vcom_L=Vcom—M- A。符号i;表示每一个第三电压 周期PM的长度。在一些实施例中，0^^(TQ/2)。可以使用傅立叶级数把周期函 数Vcom表示为基波和其谐波之和。基频(即基波的频率)是周期的倒数，即 1/T0,并且谐波的频率是k/To，其中k是大于1的自然数。
可听见的频带是从大约20Hz到大约20KHz。假设公共电压Vcom的频率 1/To在大约10KHz和大约14KHz之间，则基频落入可听见的频带，但是基频 的谐波不会。因此，通过降低基波的幅度能够降低公共电压Vcom产生的可听 见的噪声。
更具体地，考虑w0=27r/T。，图3B的公共电压Vcom的基波的系数a,可以
净皮^r下表示
<formula>formula see original document page 9</formula>
(1) 因此，基波的幅度是
hl=^A/2(cos(woO+1) ,"
" (2) 因此基波的系数ai是幅度A和t的函数。
因此，通过选择幅度A和t以便减小基波的幅度la! I能够降低公共电压Vcom 产生的可听见的噪声。更具体地，从等式(2)很清楚，基波的幅度随着cosOoT) 降低。因此，在一些实施例中，选择t以使cos(woi:)较小。当；c为零时，cos(,t) 值最大。因此，在一些实施例中i;不是零。例如，T可以是T()/4,在这种情况下
COS(WoT)为零。
因此，如图3A中所示，公共电压Vcom在相应的第一到第三电压周期PH、 PL、 PM中处于电平Vcom—H、 Vcom—L、 Vcom_M。第一和第二电压周期PH 和PL相互交替，并且在每两个相邻的第 一和第二电压周期PH和PL之间插入第三电压周期PM。第三DC电压电平Vcom一M可以是第一 DC电压电平 Vcom—H和第二 DC电压电平Vcom—L的平均值。以下参考图6描述提供公共 电压Vcom的电压提供单元800。
现在将参考图4和图5描述液晶显示器10的操作。图5示出了连接到数 据线D1和相应的栅极线("第一"和"第二"栅极线)Gl、 G2的两个示范性像素 ("第一，，和"第二，，像素)PX1、 PX2。其余的像素以相似的方式操作。
参考图4，每一个周期1H是一个水平周期(其中一行像素被驱动)，并且 这个周期在持续时间上可以等于公共电压Vcom的周期To的一半。因此，图4 中的两个周期1H可以形成一个周To。在这个周期To中，当栅极开启电压Von 被施加到第一栅极线Gl (即当第一栅极Gl被激活时)时，第一电压周期PH 在第一水平周期1H期间发生。当栅极开启电压Von被施加到第二栅极线G2 时，第二电压周期PL在第二水平周期1H期间发生。在周期PH和PL中，相 应的第一和第二数据电压V—Dl和V_D2在激活相应的第一和第二栅才及线Gl 和G2期间被施加到数据线Dl。在第一电压周期PH中，第一数据电压V一Dl 和第一DC电压VcomJH相对于第三DC电压Vcom_M可以具有各自不同的极 性。在第二电压周期PL中，第二数据电压电平V—D2和第二 DC电压电平 Vcom—L相对于第三DC电压Vcom—M可以具有各自不同的极性。例如，在一 个实施例中，第一数据电压V—Dl相对于第三DC电压电平具有负极性，而电 压Vcom相对于第三DC电压电平Vcom_M处于正极性电平Vcom—H。第二数 据电压V_D2相对于第三DC电压电平Vcom—M具有正极性，而电压Vcom相 对于第三DC电压电平Vcom一M处于负极性电平Vcom—L。
这样，第一像素PX1在第一电压周期PH期间接收通过数据线Dl提供的 第一数据电压V一D1。第二像素PX2在第二电压周期PL期间接收通过数据线 Dl提供的第二数据电压V—D2。因此，在第一电压周期PH期间，第一像素PXl 的液晶电容器充电到第一数据电压V一D1和第一DC电压Vcom—H之间的电压 差Vdatl。在第二电压周期PL期间，第二像素PX2的液晶电容器充电到第二 数据电压V—D2和第二DC电压Vcom一L之间的电压差Vdat2。以这种方式，第 一和第二像素PX1和PX2基于相应的电压差Vdatl和Vdat2显示图像。第一像 素PX1的液晶电容器和第二像素PX2的液晶电容器在相应的第一和第二电压周 期PH和PL期间充电。第一和第二电压周期PH和PL的持续时间可以实际上 相等。现在将参考图6更详细地描述图1的电压提供单元800。图6是电压提供 单元的框图。
图6的电压提供单元800包括直流(DC)电压产生器810和开关单元SW1。
DC电压产生器810产生并输出第一到第三DC电压Vcom—H、 Vcom—L和 Vcom—M。开关单元SW1选择第一到第三DC电压Vcom—H、 Vcom—L和Vcom—M 其中之一，并输出所选择的电压作为图3A中所示的公共电压Vcom。开关单元 SW1响应于控制信号(未示出)调整第一到第三电压周期PH、 PL和PM中的 每一个的持续时间以便使可听见的噪声最小。
将参考图7和图8描述根据本发明的另一个实施例的液晶显示器的电压提 供单元。图7是这个电压单元801的框图，并且图8是时序图。
如图7中所示，电压提供单元801包括脉冲信号产生器811和开关单元 SW2。
如图8中所示，由脉冲信号产生器811提供的脉冲信号PULSE在第一 DC 电压电平Vcom_H和第二 DC电压电平Vcom—L之间交替。开关单元SW2选择 第三DC电压Vcom_M或者脉冲信号PULSE,并输出所选择的电压作为图3A 中所示的公共电压Vcom。开关单元SW2响应于控制信号(未示出)调整第一 到第三电压周期PH、 PL和PM中的每一个的持续时间以便使可听见的噪声最 小。
本发明不局限于上面所讨论的示范性实施例，而是由所附权利要求限定。
权利要求
1.一种液晶显示器，包含电压提供单元，用于在多个第一时间周期的每一个中、多个第二时间周期的每一个中以及多个第三时间周期的每一个中提供公共电压，所述公共电压是直流(DC)电压电平，其中，每一个第一时间周期与每一个第二时间周期至少分开一个第三时间周期，其中，至少一个第一时间周期、至少一个第二时间周期和至少一个第三时间周期中的DC电压电平彼此不同；和一个或多个液晶电容器，每一个液晶电容器均用于由公共电压和数据电压之间的电压差充电。
2. 如权利要求1所述的液晶显示器，其中，所述每一个第一时间周期中的 DC电压电平是预先定义的第一 DC电压电平，所述每一个第二时间周期中的 DC电压电平是预先定义的第二DC电压电平，并且所述每一个第三时间周期中 的DC电压电平是预先定义的第三DC电压电平，其中，所迷第一、第二和第 三DC电压电平彼此不同。
3. 如权利要求2所述的液晶显示器，其中，所述第三DC电压电平实际上 是第一DC电压电平和第二DC电压电平的平均值。
4. 如权利要求2所述的液晶显示器，其中，所述数据电压相对于第三DC 电压电平在正极性和负极性之间交替。
5. 如权利要求2所述的液晶显示器，其中，在所述一个或多个第一和第二 时间周期中的每一个中，每个液晶电容器由所述公共电压和所述数据电压之间 的电压差充电。
6. 如权利要求2所述的液晶显示器，其中，在所述一个或多个第一和第二 时间周期中的每一个中，每个液晶电容器由所述公共电压和所述数据电压之间 的电压差充电，在所迷一个或多个第一和第二时间周期中的每一个中，相对于 所述第三DC电压电平，所述公共电压处于与所述数据电压相反极性的DC电平。
7. 如权利要求1所述的液晶显示器，其中，所述公共电压是周期性信号， 并且电压提供单元用于调整第一到第三时间周期中的每一个的持续时间。
8. 如权利要求7所述的液晶显示器，其中，所有的第一和第二时间周期在持续时间上实际上彼此相等。
9. 如权利要求1所述的液晶显示器，其中，所述公共电压是周期性信号， 并且每一个第三时间周期的持续时间实际上是公共电压周期的四分之一 。
10. 如权利要求1所述的液晶显示器，其中，所述公共电压提供单元包含 直流(DC)电压产生器，用于产生所述第一、第二和第三DC电压电平；和开关单元，用于选择性地输出所述第一、第二和第三DC电压其中之一。
11. 如权利要求1所述的液晶显示器，其中，所述公共电压提供单元包含 脉沖信号产生器，用于产生在所述第一和第二DC电压电平之间交替的脉冲信号；和开关单元，用于选择性地输出所述脉沖信号或者所述第三DC电压电平。
12. 如权利要求1所述的液晶显示器，其中，所述公共电压具有台阶状波形。
13. —种驱动液晶显示器的方法，所述方法包含在多个第一时间周期的每一个中、多个第二时间周期的每一个中以及多个 第三时间周期的每一个中提供公共电压，所述公共电压是直流(DC )电压电平， 其中，每一个第一时间周期与每一个第二时间周期至少分开一个第三时间周期， 其中，至少一个第一时间周期、至少一个第二时间周期和至少一个第三时间周 期中的DC电压电平彼此不同；提供数据电压；和利用所述公共电压和数据电压之间的电压差对一个或多个液晶电容器充电。
14. 如权利要求13所述的方法，其中，每一个第一时间周期中的DC电压 电平是预先定义的第一 DC电压电平，每一个第二时间周期中的DC电压电平 是预先定义的第二DC电压电平，并且每一个第三时间周期中的DC电压电平 是预先定义的第三DC电压电平，其中，所述第一、第二和第三DC电压电平 4皮jt匕不同。
15. 如权利要求14所述的方法，其中，所述第三DC电压电平实际上是第 一DC电压电平和第二DC电压电平的平均值。
16. 如权利要求14所述的方法，其中，所述数据电压相对于第三DC电压 电平在正极性和负极性之间交替。
17. 如权利要求14所述的方法，其中，在一个或多个第一和第二时间周期 中的每一个中，每个液晶电容器由公共电压和数据电压之间的电压差充电。
18. 如权利要求17所述的方法，其中，在一个或多个第一和第二时间周期 中的每一个中，每个液晶电容器由公共电压和数据电压之间的电压差充电，在 所述一个或多个第一和第二时间周期中的每一个中，相对于第三DC电压电平， 公共电压处于与数据电压相反极性的DC电平。
19. 如权利要求17所述的方法，其中，所述提供公共电压包含调整第一到 第三时间周期中的每一个的持续时间。
20. 如权利要求19所述的方法，其中，所有第一和第二时间周期在持续时 间上实际上彼此相等。
全文摘要
一种液晶显示器，包括电压提供单元，用于在多个第一时间周期的每一个中、多个第二时间周期的每一个中以及多个第三时间周期的每一个中提供公共电压，所述公共电压是直流(DC)电压电平，其中，每一个第一时间周期与每一个第二时间周期至少分开一个第三时间周期，其中，至少一个第一时间周期、至少一个第二时间周期和至少一个第三时间周期中的DC电压电平彼此不同。
文档编号G09G3/36GK101494034SQ20081018299
公开日2009年7月29日 申请日期2008年12月15日 优先权日2008年1月21日
发明者崔东完, 梁涍相, 殷熙权, 沈柄昌 申请人:三星电子株式会社