CN101324715B - 液晶显示装置及其驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种液晶显示装置及其驱动方法。该液晶显示装置包括一扫描电压调整电路、一控制器和一液晶显示面板。该扫描电压调整电路根据环境温度产生与该环境温度相适应的扫描电压调整信号，该控制器接收该扫描电压调整信号，并根据该扫描电压调整信号，产生扫描电压信号，该液晶显示面板接收该扫描电压信号，进行图像显示。该液晶显示装置驱动方法中，根据环境温度设置相应的扫描电压，避免该液晶显示装置因温度变化引起的充电异常和漏电流现象，提高其显示质量。

Description

液晶显示装置及其驱动方法 
技术领域
本发明是关于一种液晶显示装置及其驱动方法。 
背景技术
液晶显示装置因具有低辐射性、体积轻薄短小和耗电低等特点，已广泛应用于手机、个人数字助理、笔记本电脑、个人电脑和电视等领域。 
请参阅图1，其是一种现有技术液晶显示装置的结构示意图，该液晶显示装置10包括多条平行设置的扫描线142、多条与该扫描线142垂直设置的数据线141、多个由该扫描线142和该数据线141分隔界定且呈矩阵分布的像素单元106、一与该数据线141相连接的数据驱动芯片110、一与该扫描线142相连接的扫描驱动芯片112和一控制器130。 
该控制器130分别连接至该数据驱动芯片110和该扫描驱动芯片112，控制该资料驱动芯片110产生资料信号并控制该扫描驱动芯片112产生扫描信号。 
在每一像素单元106中，设置有一作为信号切换开关的薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)101、一像素电极102、一与该像素电极102相对设置的公共电极103、一设置于该像素电极102和该公共电极103之间的液晶层(图未示)和一存储电容104。该像素电极102、该公共电极103和位于其间的液晶层构成一液晶电容(未标示)。该存储电容104与该液晶电容并联。 
该薄膜晶体管101的栅极(未标示)连接至该扫描线142以接收扫描信号，源极(未标示)连接至该资料线141以接受资料信号，漏极(未标示)连接至该像素电极102和该存储电容104以向该液晶电容和该存储电容104传送资料信号。
请参阅图2，其是通过该薄膜晶体管101源极-漏极的电流Id与施加于栅极的栅极电压Vg的关系图。图中曲线T0代表室温为T0(25℃)时该薄膜晶体管101源极-漏极的电流Id与栅极电压Vg的关系曲线。一般设定该曲线中最小电流为该薄膜晶体管101的关闭电流Ioff，该关闭电流Ioff对应的电压为该薄膜晶体管101的关闭电压VGL；设定该曲线一较大且稳定的电流为该薄膜晶体管101的开启电流Ion，该开启电流Ion所对应的电压为该薄膜晶体管101的开启电压VGH。 
该液晶显示面板10的驱动方法如下： 
当该控制器130输出一开启电压VGH至该扫描驱动芯片112，并通过该扫描驱动芯片112传输给该扫描线142时，该扫描线142所连接的薄膜晶体管101被开启，同时，该资料驱动芯片110输出一灰阶电压信号至该资料线141，该灰阶电压信号经由该薄膜晶体管101为该像素电极102和该存储电容104充电，使该像素单元106显示信息。 
当该控制器130输出一开启电压VGL至该扫描驱动芯片112，并通过该扫描驱动芯片112传输给该扫描线142时，该扫描线142所连接的薄膜晶体管101被关闭，此时该存储电容104和该液晶电容保持该像素电极102的电压在稳定状态，以维持该像素单元106的显示。 
然而，该薄膜晶体管101由半导体材料制成，由于半导体材料为对温度比较敏感的材料，其电性能随温度的改变会产生相应变化，从而导致由半导体材料制成的薄膜晶体管101的Id-Vg关系曲线随环境温度的变化产生漂移，如图2中曲线T1和T2所示，其中该曲线T1是环境温度T1大于室温T0时的Id-Vg关系曲线，曲线T2是环境温度T2小于室温T0时的Id-Vg关系曲线。 
从图2中可以看出，当环境温度升高/降低时，该薄膜晶体管101的Id-Vg关系曲线相应向左/右漂移，其开启电流Ion所对应的开启电压VGH1/VGH2相应减小/增大，最小关闭电流Ioff所对应的关闭电压VGL1/VGL2也减小/增大。
如果此时仍然设定该薄膜晶体管101的开启电压为VGH，则此该开启电压VGH所对应的电流分别为Ion1/Ion2，电流Ion1大于电流Ion，电流Ion2小于电流Ion。由于该液晶电容和该存储电容104的显示电压与充电电流成正比，充电电流减小/增大直接导致该液晶电容和该存储电容104欠充电/过充电，从而造成灰阶显示异常，降低画面显示质量。 
如果此时仍然设定该薄膜晶体管101的关闭电压为VGL，则此时关闭电压VGL所对应的电流分别为Ioff1/Ioff2，电流Ioff1/Ioff2均大于温度变化前的最小关闭电流Ioff，则在该扫描驱动芯片112设定该薄膜晶体管101关闭时，该薄膜晶体管101内仍然有相对较大的电流Id1/Id2，该薄膜晶体管101为微导通状态，为已经充满电荷的该液晶电容和该存储电容104提供一放电通道，导致该液晶电容和该存储电容104在需要保持电压时泄漏部份电荷使其电压下降，造成漏电流现象。该漏电流现象导致该多个像素单元106灰阶产生变化，直接导致显示画面质量的下降。 
发明内容
为了解决现有技术中液晶显示装置因温度变化而引起的显示效果下降的问题，本发明提供一种能够根据温度变化而调整显示参数，以提高画面显示质量的液晶显示装置。 
本发明还提供一种上述液晶显示装置的驱动方法。 
一种液晶显示装置，其包括一扫描电压调整电路、一控制器和一液晶显示面板。该扫描电压调整电路根据环境温度产生与该环境温度相适应的扫描电压调整信号，该控制器接收该扫描电压调整信号，并根据该扫描电压调整信号，产生扫描电压信号，该液晶显示面板接收该扫描电压信号，进行图像显示；该扫描电压调整电路包括一存储器、一温度传感器、一数据处理器，该存储器存储有扫描电压与温度的关系数据，该温度传感器采集环境温度数据，并将该温度数据传送至该数据处理器，该数据处理器处理该温度数据并对比该存储器中的数据，确定扫描电压，输出扫描电压调整信号。并且，当温度升高时，该控制器输出的扫描电压降低，当温度降低时，该控制器输出的扫描电压升高。
一种液晶显示装置的驱动方法，，该液晶显示装置包括一扫描电压调整电路、一控制器和一液晶显示面板，该扫描电压调整电路包括一存储器、一温度传感器和一数据处理器，该液晶显示装置的驱动方法包括如下步骤： 
a.该扫描电压调整电路根据环境温度产生与该环境温度相 适应的扫描电压调整信号； 
b.该控制器接收该扫描电压调整信号，并根据该扫描电压调整信号，产生扫描电压信号； 
c.该液晶显示面板接收该扫描电压信号，进行图像显示。 
其中，步骤a包括以下步骤： 
a1.将扫描电压与温度的关系数据设置于该存储器； 
a2.通过该温度传感器探测该液晶显示装置的环境温度数据； 
a3.该数据处理器对该环境温度数据进行处理，对比该存储器中的数据，找出与环境温度相对应的扫描电压数据，并输出扫描电压调整信号。 
并且，当温度升高时，该控制器输出的扫描电压降低，当温度降低时，该控制器输出的扫描电压升高。 
相较于现有技术，该液晶显示装置具有一扫描电压调整电路，该扫描电压调整电路可以探测该液晶显示装置工作环境的温度，根据环境温度输出扫描电压调整信号，该控制器根据该扫描电压调整信号调整合适的扫描电压一驱动该液晶显示面板显示图像。其优点在于能够根据工作温度采用最佳的扫描电压，避免该液晶显示面板因温度变化引起的充电异常和漏电流现象，提高显示质量。 
相较于现有技术，该液晶显示装置的驱动方法，首先感测该液晶显示装置的工作温度，根据环境温度产生与该环境温度相适应的扫描电压，能够根据工作温度采用最佳的扫描电压，避免该液晶显示面板因温度变化引起的充电异常和漏电流现象，提高显示质量。 
附图说明
图1是一种现有技术液晶显示装置的结构示意图。 
图2是薄膜晶体管在不同温度下源极-漏极电流Id与栅极电压Vg的关系图。 
图3是本发明液晶显示装置的结构示意图。 
图4是本发明液晶显示装置驱动方法的流程示意图。 
具体实施方式
请参阅图3，其是本发明液晶显示装置的电路结构示意图。该液晶显示装置20包括一扫描电压调整电路250、一控制器220和一液晶显示面板200。 
该扫描电压调整电路250包括一温度传感器251、一模拟/数字转换器252、一存储器253和一数据处理器254。该温度传感器 251可以是热敏电阻或热电偶，其设置在该液晶显示面板200外部，用于感测该液晶显示装置20的环境温度。该温度传感器251连接于该模拟/数字转换器252并将感测的温度传送至该模拟/数字转换器252。该模拟/数字转换器252连接至该数据处理器254。该存储器253为可多次擦写的读写存储器，其与该该数据处理器254相连接，并可与该数据处理器254进行数据交换。该数据处理器254接收该模拟/数字转换器252的输出信号和该存储器253的存储数据，并输出扫描电压调整信号至该控制器220。 
该控制器220电连接至该数据处理器254，以接收扫描电压调整信号，并提供扫描驱动信号和资料驱动信号至该液晶显示面板200。 
该液晶显示面板200包括一扫描驱动芯片212、一数据驱动芯片210、多条平行设置的扫描线242、多条与该扫描线242垂直设置的数据线241、多个由该扫描线242和该数据线241分隔界定且呈矩阵分布的像素单元206。该扫描驱动芯片212连接至该控制器220以接收扫描驱动信号并产生扫描信号，该资料驱动信号210连接至该控制器220以接收资料驱动信号并产生资料信号。该多条扫描线242与该扫描驱动芯片212相连接以接收扫描信号，该多条资料线241与该多条资料驱动芯片241相连接以接收资料信号。 
在每一像素单元206中，设置有一作为信号切换开关的薄膜晶体管201、一像素电极202、一与该像素电极202相对设置的公共电极203、一设置于该像素电极202和该公共电极203间的液晶层(图未示)和一存储电容204。该像素电极202、该公共电极203和位于其间的液晶层构成多个液晶电容(未标示)。该存储电容204与该液晶电容并联。 
该薄膜晶体管201的栅极(未标示)连接至该扫描线242以接收扫描信号，源极(未标示)连接至该资料线241以接收资料信号，漏极(未标示)连接至该像素电极202和该存储电容204以向该液晶电容和该存储电容204传送资料信号。
请一并参阅4，其是图3所示液晶显示装置20的驱动方法步骤流程示意图。该液晶显示装置20的驱动方法如下： 
步骤S1、设置查找表； 
由于制作工艺的差异，不同薄膜晶体管201的开启电压VGH和关闭电压VGL与温度的关系也有差异，需要根据实验来检测该液晶显示装置20内部薄膜晶体管201的开启电压VGH和关闭电压VGL与温度的对应关系数据，将该数据整理并设置成查找表的形式存储于该存储器253。本步骤需要在该液晶显示装置20使用开始前(出厂前)进行设置，以能使该液晶显示装置20更好工作。 
查找表中，该薄膜晶体管201的开启电压VGH和关闭电压VGL和其对应温度均采用8位的二进制数字信号。这样可以表示00000000到11111111共256种温度阶梯，基本覆盖人类生活环境的温度变化范围，满足***采样要求。如果采用少于8位的二进制数位信号，则温度阶梯较少，不能精确表示温度变化，不利于查找比对；如果数字信号高于8位，则温度阶梯太多太密，增加查找对比的技术难度，同时造成不必要的资源浪费。 
步骤S2、温度采集； 
温度采集工作由该温度传感器251完成。由于该温度传感器251设置在该液晶显示面板200的外部，其可较为准确地感测该液晶显示面板200的工作环境温度。为能检测外部环境的温度变化状况，该温度传感器251需要连续多次采集环境温度，以增加温度数据的可靠性。 
步骤S3、模拟/数字信号转换； 
如果该温度传感器251为模拟型温度传感器，其输出的温度数据为模拟信号，不可直接被该数据处理器254分析应用，故该温度传感器251采集的温度数据要经过一模拟/数字转换步骤，以转换为该数据处理器254能够识别的数字信号，然后再传输至该数据处理器254供其使用。该转换步骤由该模拟/数字转换器252完成。 
如果该温度传感器251采用数字型传感器，其输出的温度数 据为数字信号，可直接被该数据处理器254分析应用，则可省略模拟/数字转换步骤，由该温度传感器251收集温度数据后直接传输至该数据处理器254。 
在本步骤中，数字温度信号也采用8位二进制数字信号表示，以同步骤S1中查找表中的数据信号保持一致，其作用也如步骤S1所述，此处不再重复。 
步骤S4、温度数据处理； 
该温度传感器251所采集的温度数据需要经过进一步处理后才能使用。该处理步骤由数据处理器254来完成。该数据处理器254连续接收到一段时间的温度数据后对其进行处理，处理内容包括去除异常温度数据，对正常数据求平均等，求方差等，以了解环境温度的变化状况。 
步骤S5、对比查找表，输出控制指令； 
此步骤由该数据处理器254完成。该数据处理器254整理出温度数据后，其读取预先设置于该存储器253中的开启电压VGH/关闭电压VGL与温度的关系数据，并将环境温度与该预设温度作比较，查找出与环境温度最为接近的预设温度TX，以此温度TX为该薄膜晶体管201工作设定温度，然后查找出该温度TX所对应的开启电压VGHX/关闭电压VGLX，并将该开启电压VGHX/关闭电压VGLX调整信号的控制指令输出至该控制器220。 
步骤S6、扫描电压调整； 
该控制器220接收该开启电压VGHX/关闭电压VGLX调整信号的控制指令，并根据该控制指令输出符合要求的开启电压VGHX/关闭电压VGLX至该扫描驱动芯片212，该扫描驱动芯片212将该开启电压VGHX/关闭电压VGLX输入该液晶显示面板200供其显示使用。 
请再参阅图2，扫描电压具体调整方法为，当环境温度升高为温度T1时，该薄膜晶体管201的电性能改变，其Id-Vg曲线向左漂移，该控制器220输出的开启电压调整为该温度T1对应的较低开启电压VGH1，关闭电压调整为该温度T1对应的较低关闭电 压VGL1；当环境温度降低为温度T2时，该薄膜晶体管201的电性能改变，其Id-Vg曲线向右漂移，该控制器220输出的开启电压调整为该温度T2对应的较高开启电压VGH2，关闭电压调整为该温度T2对应的较高关闭电压VGL2。上述调整方法可以使该薄膜晶体管201在任何温度下，开启时，都能以合适的开启电压达到有效开启电流Ion，为该液晶电容和该存储电容204正常充电，关闭时，都能以合适的关闭电压下达到最小关闭电流Ioff，防止漏电流产生。 
相较于现有技术，该液晶显示装置20具有一扫描电压调整电路250，该扫描电压调整电路250的温度传感器251能够探测该液晶显示装置20工作环境的温度，通过该数据处理器254处理环境温度数据，对比该存储器253中预先设置的温度与关闭电压VGL/开启电压/VGH的数据，从而设定最符合该液晶显示装置20工作环境的扫描电压信号，这样可以避免因环境温度变化引起的薄膜晶体管201性能变化带来的液晶电容和存储电容204充电/放电异常和漏电流现象，提高该液晶显示装置20的显示质量。 
另外，该液晶显示装置20不仅限于上述实施方式，由于该液晶显示装置20工作时，电子元件会释放出大量热量，造成该液晶显示面板200内部温度相较于环境温度有一定的提高，特别是如果该液晶显示装置20采用发热量较大的背光源，其液晶显示面板200内部温度升高较环境温度更加明显。为能准确反映该薄膜晶体管201的工作温度，即该液晶显示面板200内部温度的变化，该温度传感器251也可设置在该液晶显示面板200上，并且最好是设置在该液晶显示面板200的周边非显示区域，这样既可以精确感测该薄膜晶体管201的工作温度，也避免对该液晶显示面板200的显示效果造成不良影响。 
该扫描电压调整电路250可通过玻璃上***(System OnGlass，SOG)技术制作在该液晶显示面板200的玻璃基板上，也可采用玻璃上芯片(Chip On Glass，COG)技术制作在该液晶显示面板200的玻璃基板上，以节省空间、提高生产效率。
再有，除了在时间上连续监测温度变化情况之外，还可以设置多个温度传感器201在该液晶显示装置20的不同位置，在空间上连续监测该液晶显示装置20的温度变化，并依照该空间温度变化进行扫描电压调整，或综合感测温度的时间变化和空间变化，依照两者变化状况调整扫描电压，以全方位监测温度，精确调整扫描电压，提高显示质量。

Claims (6)

1.一种液晶显示装置，其包括一扫描电压调整电路、一控制器和一液晶显示面板，其特征在于：该扫描电压调整电路根据环境温度产生与该环境温度相适应的扫描电压调整信号，该控制器接收该扫描电压调整信号，并根据该扫描电压调整信号，产生扫描电压信号，该液晶显示面板接收该扫描电压信号，进行图像显示；该扫描电压调整电路包括一存储器、一温度传感器、一数据处理器，该存储器存储有扫描电压与温度的关系数据，该温度传感器采集环境温度数据，并将该温度数据传送至该数据处理器，该数据处理器处理该温度数据并对比该存储器中的数据，确定扫描电压，输出扫描电压调整信号；并且，当温度升高时，该控制器输出的扫描电压降低，当温度降低时，该控制器输出的扫描电压升高。
2.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：该温度传感器是模拟型传感器，该扫描电压调整电路进一步包括一模拟/数字转换器，该温度传感器感测的温度信号经由该模拟/数字转换器传输出至该数据处理器。
3.一种液晶显示装置的驱动方法，该液晶显示装置包括一扫描电压调整电路、一控制器和一液晶显示面板，该扫描电压调整电路包括一存储器、一温度传感器和一数据处理器，该液晶显示装置的驱动方法包括如下步骤：
a.该扫描电压调整电路根据环境温度产生与该环境温度相适应的扫描电压调整信号；
b.该控制器接收该扫描电压调整信号，并根据该扫描电压调整信号，产生扫描电压信号；
c.该液晶显示面板接收该扫描电压信号，进行图像显示；
其中，步骤a包括以下步骤：
a1.将扫描电压与温度的关系数据设置于该存储器；
a2.通过该温度传感器探测该液晶显示装置的环境温度数据；
a3.该数据处理器对该环境温度数据进行处理，对比该存储器中的数据，找出与环境温度相对应的扫描电压数据，并输出扫描电压调整信号；
并且，当温度升高时，该控制器输出的扫描电压降低，当温度降低时，该控制器输出的扫描电压升高。
4.如权利要求3所述的液晶显示装置的驱动方法，其特征在于：该存储器中的数据包括薄膜晶体管的开启电压和关闭电压与温度的关系。
5.如权利要求3所述的液晶显示装置的驱动方法，其特征在于：该存储器中的温度数据采用8位二进制数字信号标示。
6.如权利要求3所述的液晶显示装置的驱动方法，其特征在于：该温度传感器是模拟型传感器，该扫描电压调整电路进一步包括一模拟/数字转换器，该温度传感器感测的温度经由该模拟/数字转换器传输至该数据处理器。
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