专利名称：用来驱动一液晶显示面板的驱动装置及其相关显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用来驱动一液晶显示面板的驱动装置及其相关显示装置，尤其 涉及一种通过调整一源极驱动信号，改善液晶显示面板的闪烁现象，以简化其电源供应 电路的驱动装置及其相关显示装置。
背景技术：
液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)具有外型轻薄、耗电量少以及无辐射
污染等特性，已被广泛地应用在各式计算机系统、移动电话、个人数字助理(PDA)等信 息产品上。液晶显示器的工作原理是利用液晶分子在不同排列状态下，对光线具有不同 的偏振或折射效果，因此可经由不同排列状态的液晶分子来控制光线的穿透量，进一步 产生不同强度的输出光线，及不同灰阶强度的红、绿、蓝光。请参考图1，图1为先前技术一薄膜晶体管(Thin Film Transistor, TFT)液晶显
示器10的示意图。液晶显示器10包含一液晶显示面板(LCD Panel) 100、一源极驱动器 102、一栅极驱动器104以及一电压产生器106。液晶显示面板100由两基板(Substrate) 构成，而于两基板间填充有液晶材料(LCD layer)。一基板上设置有多条数据线(Data Line) 108、多条垂直于数据线108的扫描线(ScanLine，或称栅极线，Gate Line) 110以及 多个薄膜晶体管112，而于另一基板上设置有一共用电极(Common Electrode)用来经由电 压产生器106提供一共用信号Vcom。薄膜晶体管112以矩阵的方式分布于液晶显示面板 100上，每一数据线108对应于液晶显示面板100上的一行(Column)，而扫描线110对应 于液晶显示面板100上的一列(Row)，且每一薄膜晶体管112对应于一像素(Pixel)。此 外，液晶显示面板100的两基板所构成的电路特性可视为一等效电容114。源极驱动器102及栅极驱动器104会依据欲显示的图像数据分别对不同的数据线 108及扫描线110产生输入信号，以控制薄膜晶体管112的导通及等效电容114两端的跨 压，进一步地改变液晶分子的排列以及相对应的光线穿透量，使得图像数据得以正确地 显示在液晶显示面板100上。然而，如果长期使用正电压(或负电压)驱动液晶分子会 降低液晶分子对光线的偏振或折射效果，使得画面显示的品质恶化。因此，为了保护液 晶分子不受驱动电压的破坏，须使用正负电压交互呈现的方法来驱动液晶分子。另外， 除了等效电容114外，液晶显示面板100亦包含寄生电容(ParasiteCapacitor)，所以当同 样的图像数据于液晶显示面板100上显示过久时，该寄生电容会因为存储电荷而产生残 影现象(Residuallmage Effect)，而影响后续画面的显示，所以亦必须利用正负电压交互 呈现的方式来驱动液晶分子以改善寄生电容对图像输出的影响。然而，当通过正负电压交互呈现的方式驱动像素时，液晶显示器10的画面会因 为薄膜晶体管112本身所形成的电压偏移量(Offset)而造成画面闪烁(Flicker)的现象。 因此，先前技术采取不同的驱动方式来驱动液晶显示面板100，以改善画面闪烁现象，例 如一列反向驱动(Line Inversion)方式。具体来说，请参考图2，图2为共用信号Vcom及 一源极驱动信号VS—χ的时变示意图，如欲通过正负电压交互呈现的方式驱动液晶显示面板100，源极驱动器102须根据图像数据，选择适当的电压电平作为源驱动信号VS—x， 并根据一转态(conversion)周期信号，周期性地反相源驱动信号VS—x。另外，电压产生 器106须根据画面闪烁的程度，调整共用信号Vcom，以补偿画面闪烁的现象，并根据转 态周期信号，周期性地反相共用信号Vcom。如此一来，等效电容114两端的跨压Δν+、 Δ V-恰可正确地驱动液晶分子，以显示图像数据。换句话说，液晶显示器10的电源供 应电路(未绘于图1)必须具备随时提供各式正、负电压电平的功能，意味着电源供应电 路的架构十分复杂，造成液晶显示器10的驱动装置的成本无法有效地降低。因此，如何通过改变驱动方式，使得已知液晶显示器的驱动装置得以较简单的 电源供应电路，实现以正负电压交互呈现的方式驱动液晶显示器，已成为业界的努力目 标之一。
发明内容
因此，本发明的主要目的即在于提供一种用来驱动一液晶显示面板的驱动装置 及其相关显示装置。本发明公开一种用来驱动一液晶显示面板的驱动装置。该液晶显示面板包含有 一基板及多个像素单元，每一像素单元以矩阵方式排列于该基板上。该驱动装置包含有 一栅极驱动器，耦接于该多个像素单元，用来产生多个扫描信号，每一扫描信号用来驱 动该液晶显示面板的一列上的该像素单元；一电压产生器，耦接于该基板，用来根据一 转态周期信号，提供一非负的共用信号至该基板；以及一源极驱动器，耦接于该液晶显 示面板，用来根据一补偿指示信号、一画面信号及该转态周期信号，产生多个源极驱动 信号，每一源极驱动信号用来驱动该液晶显示面板的一行上的该像素单元；其中，该补 偿指示信号用来指示是否补偿该多个像素单元的一闪烁(flicker)振幅。本发明另公开一种显示装置，包含有一液晶显示面板，包含有一基板；以及多 个像素单元，以矩阵方式排列于该基板上；一色彩分析器，耦接于该液晶显示面板，用 来量测该多个像素单元的闪烁(flicker)振幅，以产生一补偿指示信号；一时序控制器， 用来接收图像数据，以产生一画面信号及一转态周期信号；以及一驱动装置，用来驱动 该液晶显示面板，包含有一栅极驱动器，耦接于该多个像素单元，用来产生多个扫描信 号，每一扫描信号用来驱动该液晶显示面板的一列上的该像素单元；一电压产生器，耦 接于该基板及该时序控制器，用来根据该转态周期信号，提供一非负的共用信号至该基 板；以及一源极驱动器，耦接于该色彩分析器、该时序控制器与该液晶显示面板，用来 根据该补偿指示信号、该画面信号及该转态周期信号，产生多个源极驱动信号，每一源 极驱动信号用来驱动该液晶显示面板的一行上的该像素单元。
图1为先前技术一薄膜晶体管液晶显示器的示意图。图2为图1的液晶显示器中一共用信号及一源极驱动信号的时变示意图。图3为本发明实施例一驱动装置的示意图。图4为图3的驱动装置中一共用信号及一源极驱动信号的时变示意图。图5为图3的驱动装置中一源极驱动器的示意图。图6为图5的源极驱动器中一伽马电压产生器的示意图。 图7A及图7B为图5的源极驱动器中相关信号的电压电平示意图。 图8为图3的驱动装置中一电压产生器的示意图。 图9为本发明实施例一显示装置的示意图。主要元件符号说明
Vcom 共用信号
V1 > V2> V3> V4> V5> V6> V7> V8 理想灰阶值
V1'、V2'、V3'、V/、V5'、V6'、V/、V8'实际灰阶值
V1
V,
V,
V4
V,
Vfi
V7
Vr
补偿后灰阶值
VG U VG—2、VG M-U VG M 扫描信号
VS—1、VS—2、VS—N-l、VS—N、VS x 源极驱动信号
Vd 偏移量 VH 高电位电压 VL 低电位电压 Vbias_l 第一偏压信号 Vbias 2 第二偏压信号
Vsel
选择结果
Vcom H 高共用电压 Vcom L 低共用电压
Vsw
切换信号
Δ V、Δ V+、Δ V-、Δ V， GND 地电压
IND 补偿指示信号 CP 转态周期信号 FRM 画面信号 IMG 图像数据 10 液晶显示器 30 驱动装置 90 显示装置 32、100 液晶显示面板 102、304源极驱动器 104、300栅极驱动器 106、302 电压产生器 108 数据线 110 扫描线 112、308 薄膜晶体管 114、310 等效电容 500 补偿控制器 502 高电位稳压器
Δ V”跨压
504低电位稳压器
5061、5062、506N-1、506N
600分压电路
602选择器
604第一缓冲放大器
800多工器
802第二换冲放大器
900色彩分析器
具体实施例方式请参考图3，图3为本发明实施例一驱动装置30的示意图，驱动装置30用来根 据一时序控制器306的信号，驱动一液晶显示面板32，其包含有一栅极驱动器300、一电 压产生器302及一源极驱动器304。液晶显示面板32的架构与运作方式与图1的液晶显 示面板100相似，其包含有MXN个像素单元，以矩阵方式排列于一基板上。每一像素单 元可等效为一等效电容310，并由一薄膜晶体管308控制两端电压，以显示正确的灰阶。 时序控制器306用来接收一图像数据IMG，以产生一画面信号FRM及一转态(conversion) 周期信号CP。栅极驱动器300产生扫描信号VG—1 VG—M，以决定液晶显示面板32 各列(row)上的像素单元的更新时序。电压产生器302根据转态周期信号CP，提供一 非负的共用信号Vcom至液晶显示面板32的基板。源极驱动器304根据一补偿指示信号 IND,画面信号FRM及转态周期信号CP，产生源极驱动信号VS—1 VS—N，以驱动液 晶显示面板32各行(column)上的像素单元，其中补偿指示信号IND用来指示是否补偿液 晶显示面板32上像素单元的一闪烁(flicker)振幅。简单来说，在驱动装置30中，源极驱动器304 「取代」电压产生器302于先前 技术中的部分功能，亦即改由源极驱动器304根据补偿指示信号IND，补偿液晶显示面板 32的闪烁振幅，同时可根据画面信号FRM，选择适当的电压作为源极驱动信号VS—1 VS—N，使得等效电容310两端的电位差可正确地驱动液晶分子，以显示图像数据。如此 一来，电压产生器302不须调整共用信号Vcom，仅须根据转态周期信号CP，提供类似传 统时钟(dock)信号的共用信号Vcom，如图4所示。换句话说，驱动装置30不再需要 提供任何负电压至液晶显示面板32，使得液晶显示器的电源供应电路可大幅地简化。关于具体实现源极驱动器304的方式，请继续参考图5，图5为源极驱动器304 的示意图。源极驱动器304包含有一补偿控制器500、一高电位稳压器502、一低电位稳 压器504与伽马(Gamma)电压产生器5061 506N。补偿控制器500用来根据补偿指示 信号IND，产生一第一偏压信号Vbiasl及一第二偏压信号Vbias2。高电位稳压器502根 据第一偏压信号Vbiasl，调整并稳定一高电位电压VH。低电位稳压器504根据第二偏压 信号Vbias2，调整并稳定一低电位电压VL。最后，伽马电压产生器5061 506N根据 高电位电压VH、低电位电压VL、转态周期信号CP及画面信号FRM中对应的像素内容 信号，产生源极驱动信号VS—1 VS—N。请继续参考图6，图6为任一伽马电压产生器506—χ的示意图。伽马电压产生器 506—χ包含有一分压电路600、一选择器602与一第一缓冲放大器604。分压电路600根据高电位电压VH及低电位电压VL，产生多个分压电压。接着，选择器602根据对应的 像素内容信号从多个分压电压中选择一分压电压，再根据转态周期信号CP，对分压电压 执行转态操作，亦即周期性地选择分压电压或分压电压对应的一转态电压，以产生一选 择结果Vsel。最后，第一缓冲放大器604缓冲选择结果Vsel，以产生源极驱动信号VS—
Xo以下举例说明源极驱动器304及伽马电压产生器506—1 506—N补偿闪烁振幅的 操作。请参考图7A，图7A为源极驱动器304相关信号电平的示意图。为方便说明，暂 不考虑转态操作，较佳地假设共用信号Vcom是一地电压GND，像素单元可显示8个灰阶 值V1 V8,且像素内容信号指示源极驱动信号VS—χ应显示灰阶值V5,如图7A所示。 然而，由于薄膜晶体管308的杂算元件效应，实际上等效电容310两端的跨压为Δν’ = V5-Vd,而非正确的跨压Δν = V5。在此情况下，补偿控制器500可通过第一偏压信号 Vbiasl及第二偏压信号Vbias2，提升高电位电压VH及低电位电压VL，使得分压电路600 所提供的分压电压V/ V8，提升至正确的电平V/’ V8”，以补偿杂算元件效应。 如此一来，等效电容310补偿后的跨压Δ V” =V5" =V5等于欲显示的正确灰阶值。 如果将转态操作列入考虑，请继续参考图7Β。假设共用信号Vcom的另一状态(高电位 态)等于灰阶值V6,则选择器602应选择灰阶值V1作为源极驱动信号VS—x，使得等效电 容310的跨压为Δ V = V6-V1 = V5-O,以确保像素单元的色彩于转态操作中维持连续。 实际上，等效电容310的跨压Δ V，= V6-V1Wd,而非正确的跨压Δ V = V6-V10 相 似地，补偿控制器500也可通过第一偏压信号Vbiasl及第二偏压信号Vbias2，提升高电 位电压VH及低电位电压VL，将未补偿的灰阶值V1' V8，提升至正确的电平V/’ V8"，以正确地显示欲表现的色彩。欲实现上述的转态操作，电压产生器302可较佳地包含有一多工器800及一第 二缓冲放大器802，如图8所示。多工器800根据转态周期信号，周期性地选择一高共 用电压Vcom—H(例如图7B的灰阶值V6)或一低共用电压Vcom—L (例如图7A的地电压 GND),以产生一切换信号Vsw。第二缓冲放大器802则可用来缓冲切换信号Vsw，以 产生共用信号Vcom。从图7A及图7B的实施例中可以得知，可较佳地将多工器800的 一端耦接于地端，使得低共用电压Vcom—L等于地电压GND，以进一步地简化所需的电 源供应电路。在此须注意的是，源极驱动器304于补偿指示信号IND显示闪烁振幅超出一正 常值(例如士2%)时，补偿闪烁振幅。反之，则视为人眼可容忍的闪烁振幅，而不另外 加以补偿。为将驱动装置30整合入实际电路中，本发明另提供一显示装置90，如图9所 示。除了驱动装置30及液晶显示面板32外，显示装置90还包含一色彩分析器900，用 以量测液晶显示面板32上像素单元的闪烁振幅，以产生补偿指示信号IND。在先前技术中，液晶显示器10通过电压产生器106调制共用信号Vcom，以改善 液晶显示面板100上的闪烁现象，期间需通过电源供应电路提供各式正、负电压电平， 意味着电源供应电路的架构十分复杂，造成液晶显示器10的驱动装置的成本无法有效地 降低。相较之下，本发明通过调整源极驱动信号VS—1 VS—N，补偿液晶显示面板32 的闪烁现象，而非调整共用信号Vcom，因此毋须供应负值的电压至液晶显示面板32，可大幅地简化所需的电源供应电路的复杂度及制造成本。综上所述，本发明通过调整一源极驱动信号，改善液晶显示面板的闪烁现象， 以简化液晶显示装置的电源供应。以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求书所做的均等变化与 修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
权利要求
1.一种用来驱动一液晶显示面板的驱动装置，该液晶显示面板包含有一基板及多个 像素单元，每一像素单元以矩阵方式排列于该基板上，该驱动装置包含有一栅极驱动器，耦接于该多个像素单元，用来产生多个扫描信号，每一扫描信号用 来驱动该液晶显示面板的一列上的该像素单元；一电压产生器，耦接于该基板，用来根据一转态周期信号，提供一非负的共用信号 至该基板；以及一源极驱动器，耦接于该液晶显示面板，用来根据一补偿指示信号、一画面信号及 该转态周期信号，产生多个源极驱动信号，每一源极驱动信号用来驱动该液晶显示面板 的一行上的该像素单元；其中，该补偿指示信号用来指示是否补偿该多个像素单元的一闪烁振幅。
2.如权利要求1所述的驱动装置，其中该源极驱动器包含有一补偿控制器，用来根据该补偿指示信号，产生一第一偏压信号及一第二偏压信号；一高电位稳压器，耦接于该补偿控制器，用来根据该第一偏压信号，调整并稳定一 高电位电压；一低电位稳压器，耦接于该补偿控制器，用来根据该第二偏压信号，调整并稳定一 低电位电压；以及多个伽马电压产生器，每一伽马电压产生器耦接于该高电位稳压器及该低电位稳压 器，用来根据该高电位电压、该低电位电压、该转态周期信号及该画面信号中一对应的 像素内容信号，产生该对应的源极驱动信号。
3.如权利要求2所述的驱动装置，其中该每一伽马电压产生器包含有一分压电路，耦接于该高电位稳压器及该低电位稳压器，用来根据该高电位电压及 该低电位电压，产生多个分压电压；一选择器，耦接于该分压电路，用来根据该像素内容信号及该转态周期信号，周期 性地从该多个分压电压中选择一分压电压，以产生一选择结果；以及一第一缓冲放大器，耦接于该选择器，用来缓冲该选择结果，以产生该对应的源极 驱动信号。
4.如权利要求1所述的驱动装置，其中该电压产生器包含有一多工器，耦接于一高共用电压及一低共用电压，用来根据该转态周期信号，周期 性地选择该高共用电压或该低共用电压，以产生一切换信号；以及一第二缓冲放大器，耦接于该多工器，用来缓冲该切换信号，以产生该共用信号。
5.如权利要求4所述的驱动装置，其中该低共用电压是一地电压。
6.如权利要求1所述的驱动装置，其中该每一源极驱动器于该补偿指示信号显示该闪 烁振幅超出一正常值时，补偿该闪烁振幅。
7.—种显示装置，包含有 一液晶显示面板，包含有 一基板；以及多个像素单元，以矩阵方式排列于该基板上；一色彩分析器，耦接于该液晶显示面板，用来量测该多个像素单元的闪烁振幅，以产生一补偿指示信号；一时序控制器，用来接收图像数据，以产生一画面信号及一转态周期信号；以及 一驱动装置，用来驱动该液晶显示面板，包含有一栅极驱动器，耦接于该多个像素单元，用来产生多个扫描信号，每一扫描信号用 来驱动该液晶显示面板的一列上的该像素单元；一电压产生器，耦接于该基板及该时序控制器，用来根据该转态周期信号，提供一 非负的共用信号至该基板；以及一源极驱动器，耦接于该色彩分析器、该时序控制器与该液晶显示面板，用来根据 该补偿指示信号、该画面信号及该转态周期信号，产生多个源极驱动信号，每一源极驱 动信号用来驱动该液晶显示面板的一行上的该像素单元。
8.如权利要求7所述的显示装置，其中该源极驱动器包含有一补偿控制器，耦接于该色彩分析器，用来根据该补偿指示信号，产生一第一偏压 信号及一第二偏压信号；一高电位稳压器，耦接于该补偿控制器，用来根据该第一偏压信号，调整并稳定一 高电位电压；一低电位稳压器，耦接于该补偿控制器，用来根据该第二偏压信号，调整并稳定一 低电位电压；以及多个伽马电压产生器，每一伽马电压产生器耦接于该高电位稳压器、该低电位稳压 器与该时序控制器，用来根据该高电位电压、该低电位电压、该转态周期信号与该画面 信号中一对应的像素内容信号，产生该对应的源极驱动信号。
9.如权利要求8所述的显示装置，其中该每一伽马电压产生器包含有一分压电路，耦接于该高电位稳压器及该低电位稳压器，用来根据该高电位电压及 该低电位电压，产生多个分压电压；一选择器，耦接于该分压电路及该时序控制器，用来根据该像素内容信号及该转态 周期信号，周期性地从该多个分压电压中选择一分压电压，以产生一选择结果；以及一第一缓冲放大器，耦接于该选择器，用来缓冲该选择结果，以产生该对应的源极 驱动信号。
10.如权利要求7所述的显示装置，其中该电压产生器包含有一多工器，耦接于一高共用电压及一低共用电压，用来根据该转态周期信号，周期 性地选择该高共用电压或该低共用电压，以产生一切换信号；以及一第二缓冲放大器，耦接于该多工器，用来缓冲该切换信号，以产生该共用信号。
11.如权利要求10所述的显示装置，其中该低共用电压是一地电压。
12.如权利要求7所述的显示装置，其中该每一源极驱动器于该补偿指示信号显示该 闪烁振幅超出一正常值时，补偿该闪烁振幅。
全文摘要
用来驱动一液晶显示面板的驱动装置及其相关显示装置。该液晶显示面板包含有一基板及多个像素单元，每一像素单元以矩阵方式排列于该基板上。该驱动装置包含有一栅极驱动器，用来产生多个扫描信号，每一扫描信号用来驱动该液晶显示面板的一列上的该像素单元；一电压产生器，用来根据一转态周期(conversion period)信号，提供一非负的共用信号至该基板；以及一源极驱动器，用来根据一补偿指示信号、一画面信号及该转态周期信号，产生多个源极驱动信号，每一源极驱动信号用来驱动该液晶显示面板的一行上的该像素单元。
文档编号G09G3/36GK102013237SQ20091016911
公开日2011年4月13日 申请日期2009年9月7日 优先权日2009年9月7日
发明者彭昱勋 申请人:联咏科技股份有限公司