CN100375135C - 平面显示器的驱动方法 - Google Patents

Abstract

一种平面显示器的驱动方法，其中平面显示器具有n条扫描线，而n为大于1的正整数，并且每条扫描线上都耦接多个像素，而本发明的步骤则如下所述：当第k条扫描线上的像素被致能(enable)时，则禁能(disable)第1条扫描线到第k-1条扫描线上的像素，而致能第k+1条扫描线到第n条扫描线中至少部份扫描线上的像素，以将其进行预充电。其中，k为正整数。本发明可以降低显示器的电流消耗。

Description

平面显示器的驱动方法

技术领域

本发明涉及一种平面显示器的驱动方法，且特别是涉及一种利用变更扫描信号来达到降低源极驱动器功率消耗，并进而降低***的消耗电流的平面显示器的驱动方法。

背景技术

为了配合现代生活模式，视频或图像装置的体积日渐趋于轻薄。传统的阴极射线管显示器(CRT)，虽然仍有其优点，但是由于内部电子腔的结构，使得显示器体积庞大而占空间，且显示时仍有辐射线伤眼等问题。因此，配合光电技术与半导体制造技术所发展的平面式显示器(Flat Panel Display)，例如液晶显示器(LCD)、有机发光显示器(OLED)或是等离子体显示器(PlasmaDisplay Panel，PDP)，已逐渐成为显示器产品的主流。

由于平面显示器的分辨率及更新频率不断提高，使得扫描线的更新频率也越来越快，而这方面的要求又与***设计工程师节省***用电的设计互相冲突。因此，就有了智能型电荷分享(Smart Charge Sharing)的技术发展出来。

图1A和图1B是依照美国国家半导体中心由Craig Zajac所提供的现有的电荷分享技术的示意图。请先参照图1A，在平面显示器100中，包括了源极驱动器110和像素阵列130。其中，像素阵列130具有多条数据线DL0～DLm，其共同连接至源极驱动器110。

在源极驱动器110中，包括了多个输出放大器A1～Am，而每一输出放大器的输出端都分别对应连接其中一条数据线。此外，源极驱动器110内还包括了多个开关SW1～SWm-1，其用来连接相邻的两条数据线。例如，开关SW1是连接相邻的数据线DL0和DL1。在图1A中，每一数据线都可视为对应的输出放大器的电阻R、电容C负载总和。

在源极驱动器110开始驱动像素阵列130之前，每一相邻的数据线上的电压，都分别处于一共同电压之上或之下，此时，所有的开关SW1～SWm-1都是跳脱(Turn off)的状态。当源极驱动器110开始驱动像素阵列130的瞬间，所有的开关SW1～SWm-1都会转变成导通(Turn on)状态，就如图1B所示。在这个瞬间，所有的输出放大器A1～Am为禁能(Disable)状态，也就是所谓的“高阻抗(Hi-Z)”模式，因此输出放大器A1～Am不会消耗任何的电流。而由于开关SW1～SWm-1都是导通状态，因此电流会从电压比共同电压还高的数据线流向电压比共同电压还低的数据线，其路径就如图1B中箭头所指示的一般。如此，就可以达到电荷中和的目的。而当经过高阻抗模式之后，开关SW1～SWm-1又会重新跳脱，此时，源极驱动器110就可以正常的驱动像素阵列130。

综上所述，电荷分享技术的运作原理，就是将储存各数据线内的能量(电荷)重新分配，并且无需耗用电力便可驱动各行扫描线至其最终数值的一半。因此，电荷分享技术对于负载较小及分辨率较低的小型平面显示器来说已经非常足够。但是，当源极驱动器110的平均回转率(Overall Slew Rate)一旦减慢，其效能也会随着降低。这对于要求高分辨率、高负载以及大尺寸的新一代平面显示器来说，这样便远远不能满足其要求。

发明内容

本发明的目的就是在提供一种平面显示器的驱动方法，可以有效地降低大尺寸平面显示器的功率消耗。

本发明提供一种平面显示器的驱动方法，适于驱动具有一像素阵列的平面显示器；其中，像素阵列具有至少n条扫描线，而n为正整数，并且每一扫描线都会耦接多个像素。本发明所提供的驱动方法，包括了下述的步骤：首先，平面显示器会产生一扫描信号来致能(enable)第k条扫描线上所耦接的像素，并且k为正整数。当k≈1时，致能第2条至第n条扫描线中至少部分的扫描线上所耦接的像素。当k大于1但小于n时，则禁能(disable)第1条至第k-1条扫描线上所耦接的像素，并且致能第k+1条至第n条扫描线中至少部分的扫描线所耦接的像素。而若是k等于n时，则禁能第1条至第n-1条扫描线上所耦接的像素。接着，平面显示器会产生数据信号至像素阵列中。

当致能第k条扫描线上的像素而k等于1时，则在第2条至第n条扫描线中，致能具有与第1条扫描线上所耦接的所述像素相同极性的所有像素。

当致能第k条扫描线上的所述像素，而k等于1时，致能第2条至第n条扫描线中所有奇数条扫描线或所有奇数条扫描线中的预设数量扫描线上所耦接的所述像素。

致能与第1条扫描线上所耦接的像素相同极性的像素的步骤包括：产生多个冗余扫描信号，其中每个冗余扫描信号提供至具有与第1条扫描线上所耦接的所述像素相同极性的像素所耦接的扫描线中与该冗余扫描信号对应的一条扫描线上。

当致能第k条扫描线上的所述像素，而k大于1但小于n时，则在第k+1条至第n条扫描线中，致能具有与第k条扫描线上所耦接的所述像素相同极性的所有像素。

当致能第k条扫描线上的所述像素，而k大于1但小于n，且k为奇数时，则致能第k+1条至第n条扫描线中所有奇数条扫描线或所有奇数条扫描线中的预设数量扫描线上所耦接的所述像素。

当致能第k条扫描线上的所述像素，而k大于1但小于n，且k为偶数时，则致能第k+1条至第n条扫描线中所有偶数条扫描线或所有偶数条扫描线中的预设数量扫描线上所耦接的像素。

致能与第k条扫描线上所耦接的像素相同极性的像素的步骤包括：产生多个冗余扫描信号，其中每个冗余扫描信号提供至具有与第k条扫描线上所耦接的所述像素相同极性的像素所耦接的扫描线中与该冗余信号对应的一条扫描线上。

从另一观点来看，本发明提供一种平面显示器的驱动方法，其中平面显示器具有多个像素，并且以阵列方式排列。本发明所提供的驱动方法的特征在于：当这些阵列方式排列的像素的其中一列像素被致能时，则同时致能排列在被致能的像素之后的所有像素。

本发明的平面显示器的驱动方法还包括当所述以阵列方式排列的像素的其中一列像素被致能时，则禁能排列在被致能的所述像素之前的所有像素。

综上所述，当在致能第k条扫描线上的像素时，在其余扫描线中的一部分扫描线上的像素也会被致能。这使得当数据信号在驱动第k条扫描线上所耦接的像素同时，也会将其它被致能的像素进行预充电。因此，当真正要驱动经过预充电的扫描线上的像素时，就不需要消耗太大的电流。

附图说明

图1A和图1B是一种现有的电荷分享技术的示意图；

图2是本发明一较佳实施例的一种液晶显示器的电路方块图；

图3是本发明一较佳实施例的一种平面显示器的驱动方法的步骤流程图；

图4A到图4D是液晶显示器中子像素的极性反转示意图；

图5是本发明一较佳实施例的一种扫描信号的时序图。

主要元件符号说明：

100：平面显示器

110、221：源极驱动器

130、210：像素阵列

212、214、216、218：像素

223：栅极驱动器

225：时序控制电路

A1～Am：输出放大器

DL0～DLm：数据线

SL1～SLn：扫描线

SW1～SWm-1：开关

S301：产生一扫描信号来致能第k条扫描线上的像素

S303：k＝？

S305：在第2条至第n条扫描线中，致能部分扫描线上的像素

S307：禁能第1条至第k-1条扫描线上的像素，并在第k+1条至第n条扫描线中，致能部分扫描线上的像素

S309：禁能第1条至第n-1条扫描线上的像素

S311：产生数据信号至像素阵列内

具体实施方式

为让本发明的目的、特征和优点能更明显易懂，特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：

图2是本发明一较佳实施例的一种平面显示器200的电路方块图。请参照图2，在平面显示器200中，包括了像素阵列210，其分别通过多条扫描线SL0～SLn耦接至栅极驱动器223，并且通过多条数据线DL0～DLm而耦接至源极驱动器221。其中，n和m皆为大于1的正整数。此外，在液晶显示器200中，还具有时序控制电路225，其可以用来控制例如源极驱动器221和栅极驱动器223。

在像素阵列210中，数据线DL0～DLm是沿第一方向彼此互相平行排列，而扫描线SL1～SLn则是沿第二方向彼此互相平行排列。其中，第一方向和第二方向彼此可以为互相垂直。此外，数据线DL0～DLm和扫描线SL1～SLn彼此交错排列，但是彼此并无接触。

在每一数据线和扫描线所围的区域内，都配置一像素。例如，在数据线DL1和DL2，以及扫描线SL1和SL2所围的区域内，配置有像素212。每一像素都具有栅极端和源极端，分别连接对应的扫描线和数据线。例如，像素212的栅极端耦接对应的扫描线SL1，而源极端则耦接对应的数据线DL1。由于像素的结构和工作原理已经详细的揭露于许多篇的专利中，而为避免熟悉本技术领域的人员混淆本发明的精神，因此在本发明中将不对像素作详细的叙述。

图3是本发明一较佳实施例的一种平面显示器的驱动方法的步骤流程图。请合并参照图2和图3，当时序控制电路225控制栅极驱动器223，如步骤S301所示，产生扫描信号来致能第k条扫描线上的像素时，则如步骤S303所述，判断k值为何。假设k为1(就是步骤S303上所标示的k＝1)，也就是说，栅极驱动器223要致能第一条扫描线(SL0)上所耦接的像素，例如像素214和216时，则栅极驱动器223如步骤S305所述，在第2条扫描线(SL1)至第n条扫描线(SLn)中，致能至少部分扫描线上所耦接的像素。而致能扫描线上的像素的详细步骤，在以下会有完整的叙述。

若是上述k为大于1而小于n的正整数时(就是步骤S303上所标示的1＜k＜n)，则栅极驱动器223会如步骤S307所述，禁能第1条至第k-1条扫描线上的像素，并且在第k+1条扫描线至第n条扫描线中，致能部分扫描线上所耦接的像素。例如，当k等于3，也就是说当栅极驱动器223在致能第3条扫描线(SL2)上所耦接的像素(如像素218)时，则栅极驱动器223就会禁能第1和第2条扫描线上所耦接的像素，然后致能第4条扫描线至第n条扫描线中，部分扫描线上所耦接的像素。

当k等于n(就是步骤S303上所标示的k＝n)时，也就是说，栅极驱动器223在致能最后一条扫描线上的像素，则栅极驱动器223就会禁能第1条扫描线到第n-1条扫描线上所耦接的像素。而当栅极驱动器223依照实际的情况进行完步骤S305、步骤S307和步骤S309三者其中之一时，则时序控制电路225就会控制源极驱动电路221产生数据信号，并依序从数据线DL0～DLm送进像素阵列210内，就如步骤S311所述。

由于本发明在致能第k条扫描线上所耦接的像素时，还有部分扫描线上的像素会被致能。由此，当源极驱动器221产生数据信号来驱动第k条扫描线上的像素时，其它被致能的像素也会被同时进行预充电。因此，每一条扫描线上的像素在被真正驱动之前，都会被预充电，而等到真正要被驱动时，仅需要较低的电流就可以达到想要的显示效果。由此，就可以达到降低电流消耗的目的，并进而降低整体***的功率损耗。

对于平面显示器中的液晶显示器而言，因为液晶分子本身具有一种特性，就是不能够一直被固定在某一个电压下。否则时间久了，即使将电压去除掉，液晶分子会因为其特性已经被破坏而无法再随着电场的变化来转动。所以对于液晶显示器，每隔一段时间，即使所显示的画面没有变化，还是必须要变化施加在液晶上的电压，以避免液晶分子的特性遭到破坏。而液晶显示面板的驱动方式中，极性反转的方法是很重要的。

以1024×768的液晶显示器为例，其具有1024行(数据线)，以及768列(扫描线)的像素，每一像素中具有红、绿、蓝三种颜色的3个子像素(sub-pixel)。而对于每一像素中的每一子像素，其极性反转的方法基本上是以下列的方式进行。就是把施加于液晶分子两端的电压差区分为正电压差与负电压差两种。因此液晶分子被施加电压后会具有正极性或负极性。

图4A到图4D是液晶显示器中子像素的极性反转示意图。一般而言，极性反转的方法，包括图4A所示的画面反转(Frame Inversion)、图4B的行反转(RowInversion)、图4C的列反转(Column Inversion)，以及图4D的点反转(DotInversion)。若是本发明应用在具有极性反转操作的液晶显示器上，如上所述，当第k条扫描线上的像素被致能时，则在第k+1条扫描线至第n条扫描线中，可以选择致能具有与第k条扫描线上的像素有相同极性的像素。以1024×768的液晶显示器为例，假设此液晶显示器为列反转操作，而若是第1条扫描线上的像素被致能时，则在第2条扫描线到第768条扫描线中，本发明会选择同时致能奇数条扫描线上所耦接的像素。也就是说，若是一液晶显示器为列反转操作，则当第k条扫描线上的像素被致能，而k为奇数时，则本发明会致能第k+1至最后一条扫描线中奇数条扫描线上的像素，而若是k为偶数，则本发明就会致能第k+1至最后一条扫描线中偶数条扫描线上的像素。

图5是本发明一较佳实施例的一种扫描信号的时序图。如图5所示的扫描信号时序图，可以适用于具有列转换操作的液晶显示器。当致能第1条扫描线上的像素的扫描信号S1被致能时，则第2条扫描线之后的奇数条扫描线上会出现冗余的扫描信号，例如S3和S5。其中，冗余的扫描信号是用来致能对应的扫描线上的像素，以将其进行预充电的动作。相同地，当致能第2条扫描线上的像素的扫描信号S2被致能时，则第3条扫描线之后的偶数条扫描线上也会出现冗余的扫描信号，例如S4和S6。而当致能第3条扫描线上的像素的扫描信号S3被致能时，则用来致能第1条扫描线到第2条扫描线上的像素的扫描信号S1和S2就会被禁能，而第4条扫描线之后的奇数条扫描线同样也会出现冗余的扫描信号，以将其上的像素进行预充电。

在另外一些实施例中，当第k条扫描线上的像素被致能时，第k+1条扫描线到最后一条扫描线中，不需要同时致能所有奇数或是偶数条扫描线上的像素，而是仅需要致能奇数或偶数条扫描线中的一预设数量扫描线上的像素即可。藉此，本发明就可以适用于任何尺寸的平面显示器，而不会有驱动力不足的情形发生。

虽然上述的实施例都应用在具有列反转操作的液晶显示器中，但是本领域的技术人员应当可以自行推至其它类型的液晶显示器或是平面显示器。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，但其并非用以限定本发明，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和技术范围内，所作的些许的更动与润饰，均应涵盖在本发明的范围内，因此本发明的保护范围应当以权利要求请求保护的范围为准。

Claims (10)

1.一种平面显示器的驱动方法，适于驱动具有一像素阵列的平面显示器，其特征在于所述像素阵列具有至少n条扫描线，而n为正整数，且每一扫描线都耦接多个像素，所述驱动方法包括下列步骤：

产生一扫描信号来致能第k条扫描线上所耦接的所述像素，而k为正整数；

当k＝1时，致能第2条至第n条扫描线中至少部分扫描线上所耦接的所述像素；

当k大于1但小于n时，则禁能第1条至第k-1条扫描线上所耦接的所述像素，并致能第k+1条至第n条扫描线中至少部分扫描线所耦接的所述像素；

当k等于n时，禁能第1条至第n-1条扫描线上所耦接的所述像素；以及

产生一数据信号至所述像素阵列中。

2.根据权利要求1所述的平面显示器的驱动方法，其特征在于：当致能第k条扫描线上的像素而k等于1时，则在第2条至第n条扫描线中，致能具有与第1条扫描线上所耦接的所述像素相同极性的所有像素。

3.根据权利要求2所述的平面显示器的驱动方法，其特征在于：当致能第k条扫描线上的像素，而k等于1时，致能第2条至第n条扫描线中所有奇数条扫描线或所有奇数条扫描线中的预设数量扫描线上所耦接的所述像素。

4.根据权利要求2所述的平面显示器的驱动方法，其特征在于：致能与第1条扫描线上所耦接的像素相同极性的像素的步骤包括：产生多个冗余扫描信号，其中每个冗余扫描信号提供至具有与第1条扫描线上所耦接的所述像素相同极性的像素所耦接的扫描线中与该冗余扫描信号对应的一条扫描线上。

5.根据权利要求1所述的平面显示器的驱动方法，其特征在于：当致能第k条扫描线上的所述像素，而k大于1但小于n时，则在第k+1条至第n条扫描线中，致能具有与第k条扫描线上所耦接的所述像素相同极性的所有像素。

6.根据权利要求5所述的平面显示器的驱动方法，其特征在于：当致能第k条扫描线上的所述像素，而k大于1但小于n，且k为奇数时，则致能第k+1条至第n条扫描线中所有奇数条扫描线或所有奇数条扫描线中的预设数量扫描线上所耦接的所述像素。

7.根据权利要求5所述的平面显示器的驱动方法，其特征在于：当致能第k条扫描线上的所述像素，而k大于1但小于n，且k为偶数时，则致能第k+1条至第n条扫描线中所有偶数条扫描线或所有偶数条扫描线中预设数量扫描线上所耦接的所述像素。

8.根据权利要求5所述的平面显示器的驱动方法，其特征在于：致能与第k条扫描线上所耦接的像素相同极性的像素的步骤包括：产生多个冗余扫描信号，其中每个冗余扫描信号提供至具有与第k条扫描线上所耦接的所述像素相同极性的像素所耦接的扫描线中与该冗余扫描信号对应的一条扫描线上。

9.一种平面显示器的驱动方法，所述平面显示器具有多个像素，以阵列方式排列，其特征在于，当所述以阵列方式排列的像素的其中一列像素被致能时，则同时致能排列在被致能的所述像素之后的所有像素。

10.根据权利要求9所述的平面显示器的驱动方法，其特征在于：还包括当所述以阵列方式排列的像素的其中一列像素被致能时，则禁能排列在被致能的所述像素之前的所有像素。

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