液晶显示器件及其驱动方法

专利名称：液晶显示器件及其驱动方法
技术领域：
本发明公开涉及背光单元在100%以下调光时仍能避免亮度恶化的液晶
显示器件。
背景技术：
随着信息社会发展，对显示器件的需求已经变化并且逐渐增强。与此相一
致，诸如液晶显示(LCD)器件、等离子体显示板(PDP)、电致发光显示(ELD) 器件、真空荧光显示(VFD)器件等各种各样的显示器件已经研制出来。而且， 一些显示器件已经应用于很多应用领域。
具体地，因为LCD器件具有的诸如优良画面质量、轻重量、体型纤细、低 功耗等这些特性，LCD器件正在快速替代阴极射线管(CRT)，并被最经常地用 作便携式图像(或画面)显示器件。这些LCD器件正被研制成应用于计算机监 视器、电视显示屏等以及便携式笔记本计算机监视器的各种形状。
LCD器件利用液晶的各向异性和偏振性质来显示图像。因为液晶分子细而 长，所以可以按方向地取向液晶分子。与此相一致，液晶分子的取向方向可以 用施加在液晶上的电场加以控制。
现有技术中的LCD器件通常分为显示图像(或画面)的LCD面板和向LCD 面板施加驱动信号的驱动部分。
LCD面板包括两个组合起来形成固定盒间隙的基板，和夹在两个基板之间 的液晶层。两个基板中的任一个包括排列成彼此分开固定距离的栅线，与栅线 垂直排列的数据线，以及形成在栅线与数据线的相交部分上的薄膜晶体管 (TFT)。每个薄膜晶体管相应来自栅线的扫描信号，并将来自数据线的数据信 号传递给像素电极。相应地，随着扫描信号顺序地施加给栅线，像素区上的像素电极一条线一条线地顺序接收数据信号，由此显示图像(或画面)。
这类LCD器件主要是在调光系统(dimming system)下驱动，调光系统向 每个像素施加数据信号，并与此同时开启和关闭背光单元。具体地，背光单元 在任何一个像素的薄膜晶体管开启之前保持关闭状态，且当数据信号加在一个 像素(或该像素)上时，背光单元转到开启状态，由此LCD器件显示一幅图像 (或一个画面)。这样，LCD器件可以避免模糊不清的现象。
然而，具有调光系统的背光单元的这种LCD器件存在一个问题，即亮度会 因重复开启和关闭背光单元而恶化。

发明内容
相应地，本发明的实施例旨在一种能基本上消除由于现有技术的限制和缺 点引起的一个或多个问题的LCD器件及其驱动方法。
本发明的一个目的在于提供一种适合于补偿因背光单元调光而引起的亮 度恶化的LCD器件及其驱动方法。
本发明其他的特征和优点将在下面的描述中阐述，而且从这些描述，这些 特征和优点将部分变得明显，或者可以从本发明的实施获知。借助于尤其在书 面说明书及其权利要求书以及附图中指明的结构，本发明实施例的这些优点将 可以实现和得到。
依照本发明实施例的一个通常方面， 一种LCD器件包括为图像显示产生 控制信号的定时控制器；调制来自定时控制器的R、 G、 B数据的灰度调制器； 产生背光调光信号的背光调光控制器，该背光调光信号与在灰度调制器内产生 的调制过的R、 G、 B数据成反比；和过驱动(overdriving)控制器，其通过 比较当前帧的R、 G、 B数据与前一帧的R、 G、 B数据，在每个灰度级内对来自 灰度调制器的R、 G、 B数据有选择地过冲补偿(overshoot-compensate);其 中调制过的R、 G、 B数据每个都包括比过冲补偿过的R、 G、 B数据的最大灰度 级低的最大灰度级。
依照本发明实施例另一方面的LCD器件包括在灰度内从外部调制R、 G、 B数据；和通过比较当前帧的R、 G、 B数据与前一帧的R、 G、 B数据，在每个 灰度级内对来自灰度调制器的R、 G、 B数据有选择地过冲补偿；其中调制过的 R、 G、 B数据具有比过冲补偿过的R、 G、 B数据的最大灰度级低的最大灰度级。在阅读下面附图及详细说明的基础上，其他系统、方法、特征以及优点对 本领域技术人员将变得明显。所有这些其他的系统、方法、特征以及优点都意 图包括在本说明书中，且落入本发明的范围，并受下面的权利要求书保护。这 里描述的任何内容都不应作为对权利要求的限制。其他的细节和优点将在下面 结合实施例加以说明。应当理解，不仅前面对本发明的一般描述而且下面的详 细描述都是示例性和解释性的，其旨在提供对如权利要求书所述的本发明的进 一步说明。


所包括的附图用来提供对本发明的进一步理解，并结合且构成本申请的一 部分，示出本发明的各个实施例，并且与下面的描述一起用来说明本发明的原 理。在附图中-
图1是示出依照本发明公开的一个实施例的LCD器件的结构图；和 图2是示出图1中的灰度调制器和0DC的详细视图。
具体实施例方式
现在，详细参看本发明公开的实施例，其实施例示出在附图中。以下介绍 的这些实施例都仅提供作为例子，以向本领域的普通技术人员传递本发明的精 神。因此，这些实施例可以具体化为各种形状，因此并不限于这里描述的这些 实施例。同时，为便于理解起见，器件的尺寸和厚度在附图中都被夸大。只要 可能，在包括附图的整个内容中相同的参考数字被用来指代相同或相似的部 件。
图1是示出依照本发明一个实施例的LCD器件的结构图。图2是示出图1 中的灰度调制器和过驱动控制器(0DC)的详细视图。参看图1和图2，依照 本发明一个实施例的LCD器件包括具有排列成矩阵形的液晶盒的LCD面板 110，驱动LCD面板110上的栅线GLl GLn的栅驱动器120，驱动LCD面板上 的数据线DLl DLm的数据驱动器130，以及控制栅驱动器120和数据驱动器 130的定时控制器140。依照本发明该实施例的LCD器件还包括灰度调制器 160，其调制来自定时控制器140的前一帧和当前帧的红(R)、绿(G)、蓝(B) 数据；提供背光调光信号的背光调光控制器180，该背光调光信号与灰度调制器160产生的经调制的R、 G、 B数据成反比；过驱动控制器170，将来自灰度 调制器160的当前帧的经调制的R、 G、 B数据与前一帧的经调制的R、 G、 B 数据相比较，并选择性将过冲补偿过的R、 G、 B数据和当前帧的经调制的R、 G、 B数据施加给数据驱动器130;以及向LCD面板110施加光的背光单元150。
LCD面板110包括薄膜晶体管TFT，它们形成在栅线GLl GLn和数据线 DLl DLm彼此相交的部分内，作为开关元件。当从各个栅线GLl GLn施加栅 高压VGH的扫描信号时，薄膜晶体管TFT开启并将来自各个数据线DLl DLm 的数据信号施加到各个液晶盒上。作为选择，当从相应的栅线GLl GLn施加 栅低压VGL的扫描信号时，薄膜晶体管被关闭，从而液晶盒保持充电的数据电 压(charged data voltage)。
液晶盒等效地示出为液晶电容Clc。而且，该液晶盒Clc包括位于液晶中 心的彼此面对的公共电极和像素电极。像素电极连接在薄膜晶体管TFT上。该 液晶盒Clc根据通过薄膜晶体管TFT在其内所充的像素数据电压(或数据信号 电压，或像素电压)，改变具有介电各向异性的液晶分子的取向状态，并控制 液晶分子的透光率，借此实现灰度。
为在再次施加数据信号(或像素信号)之前保持液晶盒Clc内已充电的该 数据信号(或像素信号)，设置存储电容器Cst。该存储电容器Cst形成在像
素电极与前一个栅线之间。
定时控制器140接收从图中未示出的外部系统所施加的数据使能信号DE、
时钟信号Clk以及垂直/水平同步信号Vsync / Hsync。定时控制器140从接
收到的信号得出用于控制栅驱动器120和数据驱动器130的栅控制信号GDC
和数据控制信号DDC。
数据驱动器130响应来自定时控制器140的数据控制信号DDC，并在每个 水平周期将数据信号一条线一条线地施加到数据线DLl DLm。具体地，数据 驱动器130利用来自伽马电压产生器(未示出)的伽马电压，并将来自定时控 制器140的数字像素数据转换成模拟形的像素数据信号。转换来的像素数据信 号施加在数据线DLl DLm上。
栅驱动器120依据在定时控制器140内产生的栅控制信号GDC，将栅高压 VGH和栅低压Va顺序施加在栅线GLl GLn上。
背光单元150依据来自背光调光控制器180的调光信号，并在调光系统内被驱动。背光调光系统180决定调光信号的占空比(duty cycle),即背光单 元150内包含的光源(即灯或发光二极管)的调光占空比。这里，如果调光占 空比减小，那么LCD面板110的亮度会因调光占空比的减小量而降低。
为了补偿这样的亮度恶化，灰度调制器160借助调光信号的占空比的减少 量(decrement amount)用灰度调制从定时控制器140施加的R、 G、 B数据。 灰度调制器160将有灰度的R、 G、 B数据施加在ODC 170上。
这样，灰度调制器160用灰度值调制接收到的R、 G、 B数据。这里，调制 过的R、 G、 B数据在一灰度级范围内排列(rank),该灰度级范围比被ODC 170 过驱动的其中一个R、 G、 B数据要小，但比从定时控制器140接收的数据要大， 举例来说，如果调制过的R、 G、 B数据具有"0"到"244"的灰度级范围，那 么从定时控制器140接收到的数据可以在"0"到"100"的范围内，而过驱动 的数据可以变成为在"0"到"255"的灰度级。从而，在过驱动LCD面板llO 的状态下，灰度调制器160可以补偿由于背光单元150的调光操作而引起的亮 度变化。因此，灰度调制器160可以避免画面质量的恶化。
在从灰度调制器施加的当前帧的R、 G、 B数据与前一帧的R、 G、 B数据相 同时，例如在静止画面的R、 G、 B数据的情形中，0DC170并不驱动。换句话 说，ODC 170最初将调制过的静止画面的R、 G、 B数据输出给数据驱动器130。 作为选择，在从灰度调制器施加的当前帧的R、 G、 B数据与前一帧的R、 G、 B 数据不同时，即在活动画面的R、 G、 B数据的情形中，ODC170被驱动。在此 情形下，ODC nO从调制过的R、 G、 B数据得出过冲补偿过的R、 G、 B数据， 并将该过冲补偿过的R、 G、 B数据施加在数据驱动器130上。
为此，ODC 170包括帧存储器171，其在一个帧周期期间延迟来自灰度 调制器160的被调制的R、 G、 B数据；和査询表175，其将来自帧存储器171 的被延迟R、 G、 B数据(即前一帧的调制过R、 G、 B数据)与来自灰度调制器 160的调制过的数据(即当前帧的调制过R、 G、 B数据)作比较，并根据比较 结果，选择性地输出过冲补偿过的R、 G、 B数据和当前帧的调制过的R、 G、 B 数据，如图2所示。
查询表175将当前帧的调制过的R、 G、 B数据和前一帧的调制过的R、 G、 B数据分别用作x轴地址和y轴地址。而且，查询表175还存储着根据x轴地 址和y轴地址排列的过冲补偿过的R、 G、 B数据和调制过的R、 G、 B数据。从而，在对应于当前帧的调制数据和前一帧的延迟R、 G、 B数据的存储区内，査 询表175读出过冲补偿过的R、 G、 B数据或调制过的R、 G、 B数据。
上述的0DC 170可以在每个灰度级内对从灰度调制器160输出的调制过的 R、 G、 B数据作过冲补偿。在0DC 170内产生的过冲补偿过的R、 G、 B数据通 过数据驱动器130施加在LCD面板110上的每个像素之上。
这里，如果过冲补偿过的R、 G、 B数据是8位数据，那么它们的最大值可 以相应为255灰度级。作为选择，在过冲补偿过的R、 G、 B数据是10位数据 的情形下，它们的最大值可以变为1032灰度级。从而，灰度调制器160应当 输出调制过的R、 G、 B数据，每个该R、 G、 B数据的最大值比过冲补偿过的R、 G、 B数据的最大值要小。例如，调制过的R、 G、 B数据的最大值可以变为240 或990灰度级，这比250或1032灰度级要小。
以这种方式，依照本发明公开的该实施例的LCD器件包括灰度调制器160, 其调制向0DC170施加的每个灰度级的R、 G、 B数据，从而使对每个灰度级作 过冲补偿成为可能。因此，依照本发明公开的该实施例的LCD器件可以高速驱 动用于R、 G、 B数据的最大灰度级，并且可以进一步提高每幅画面的质量。
如上所述，依照本发明公开一个实施例的LCD器件在对背光单元调光的状 态下，借助于灰度调制器对接收到的R、 G、 B数据进行调制。因此，这种LCD 器件可以避免模糊不清的现象，并且可以补偿因对背光单元的调光而引起的亮 度恶化。而且，根据本发明公开的一个实施例的这种LCD器件对包括最大灰度 级(例如255灰度级)的调制过的R、 G、 B数据的每个灰度级(例如8位数据) 进行过驱动。这种LCD还可以进一步改善它的动态画面响应时间(MPRT)。因 此，依照本发明公开的该实施例的这种LCD器件可以改善画面质量。
对本领域的技术人员而言，很显然地是可以对本发明作出各种改变和变 形。因此，如果这些改变和变形落入所附权利要求及其等同物范围内，本发明 公开意图涵盖对本发明实施例所作的各种改变和变形。
权利要求
1.一种液晶显示器件，包括为图像显示产生控制信号的定时控制器；调制来自定时控制器的R、G、B数据的灰度调制器；产生背光调光信号的背光调光控制器，该背光调光信号与在灰度调制器内产生的调制过的R、G、B数据成反比；和过驱动控制器，通过比较当前帧的R、G、B数据与前一帧的R、G、B数据，在每个灰度级内对来自灰度调制器的R、G、B数据有选择地过冲补偿；其中调制过的R、G、B数据每个都包括比过冲补偿过的R、G、B数据的最大灰度级低的最大灰度级。
2. 如权利要求1的液晶显示器件，还包括根据背光调光信号提供光的背 光单元。
3. —种驱动液晶显示器件的方法，包括 在灰度内从外部调制R、 G、 B数据；和通过比较当前帧的R、 G、 B数据与前一帧的R、 G、 B数据，在每个灰度级 内对来自灰度调制器的R、 G、 B数据有选择地过冲补偿；其中调制过的R、 G、 B数据具有比过冲补偿过的R、 G、 B数据的最大灰度 级低的最大灰度级。
4. 如权利要求3的方法，还包括借助于调光系统的背光单元向液晶显示 面板施加光，该液晶显示面板接收过冲补偿的R、 G、 B数据。
全文摘要
本发明公开一种适于尽管亮度变化但仍能改善画面质量的LCD器件。该LCD器件包括调制R、G、B数据的灰度调制器；产生背光调光信号的背光调光控制器，该背光调光信号与在灰度调制器内产生的调制过的R、G、B数据成反比；和过驱动控制器，通过比较当前帧的R、G、B数据与前一帧的R、G、B数据，在每个灰度级内对来自灰度调制器的R、G、B数据有选择地过冲补偿；其中调制过的R、G、B数据每个都包括比过冲补偿过的R、G、B数据的最大灰度级低的最大灰度级。
文档编号G09G3/36GK101587694SQ20081018793
公开日2009年11月25日 申请日期2008年12月23日 优先权日2008年5月20日
发明者徐辅健, 金善暎, 金起德 申请人:乐金显示有限公司