CN101833906B - 液晶显示器及其驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种液晶显示器及其驱动方法。该液晶显示器包括：液晶显示面板，其包括数据线、与数据线交叉的选通线、以及液晶单元，所述液晶显示面板具有四元型像素结构，在该四元型像素结构中红、绿、蓝、和白子像素构成一个像素；逻辑电路，其顺序地输出极性控制信号；数据驱动电路，其响应于极性控制信号来反转数据电压的极性，以将具有反转后的极性的数据电压提供到所述数据线；以及选通驱动电路，其顺序地将选通脉冲提供到所述选通线。各个极性控制信号的逻辑电平每三个水平周期进行反转，所述极性控制信号的相位彼此不同。

Description

液晶显示器及其驱动方法
技术领域
本发明的实施方式涉及一种液晶显示器及其驱动方法，该液晶显示器具有包括红、绿、蓝、以及白子像素的四元型像素结构。
背景技术
本申请要求2009年3月11日提交的韩国专利申请No.10-2009-0020658的优先权，此处以引证的方式并入其全部内容，就像在此进行了完整阐述一样。
有源矩阵型液晶显示器利用作为开关元件的薄膜晶体管(TFT)来显示运动画面。因为有源矩阵型液晶显示器的薄外形，有源矩阵型液晶显示器已经在电视机以及诸如办公设备和计算机的显示设备中采用。因此，阴极射线管(CRT)迅速被有源矩阵型液晶显示器代替。
如图1所示，因为液晶显示器利用在各个液晶单元Clc中形成的薄膜晶体管TFT来切换提供到液晶单元Clc的数据电压以有源地控制数据，所以能够提高运动画面的图像质量。在图1中，标号Cst代表用于将液晶单元Clc的充入电压保持为数据电压的存储电容器，DL代表将被提供数据电压的数据线，并且GL代表将被提供扫描电压的扫描线。
液晶显示器被以反转方式驱动，其中相邻的液晶单元Clc的极性彼此相反，相邻的液晶单元Clc的极性在每1帧周期反转，以减少直流(DC)偏移成分以及减少液晶的劣化。以反转方式，如果具有预定极性的数据电压被长时间主要地提供到液晶单元Clc，则在液晶显示器中发生图像粘滞。因为图像粘滞由于重复地将液晶单元Clc充入具有相同极性的电压而发生，所以图像粘滞被称为直流(DC)图像粘滞。例如，在数据电压被以隔行方式提供到液晶单元Clc的情况下，发生DC图像粘滞。以隔行方式，在奇数帧周期中数据电压被仅仅提供到奇数水平线的液晶单元，在偶数帧周期中数据电压被仅仅提供到偶数水平线的液晶单元。
图2是示出在第一到第四帧周期中以隔行方式提供到相同液晶单元Clc的数据电压的示例的波形图。
如图2所示，在奇数帧周期中正数据电压被提供到液晶单元Clc，在偶数帧周期中负数据电压被提供到液晶单元Clc。以隔行方式，仅仅在奇数帧周期中高正数据电压被提供到奇数水平线的液晶单元Clc。因此，从图2的画框区域中的波形图可见，因为在4个帧周期中正数据电压比负数据电压被更为主要地提供，所以出现DC图像粘滞。
图3例示了由隔行数据导致的DC图像粘滞的实验结果。如果图3左侧所示的原始图像在预定时间段内以隔行方式显示在液晶显示器上，则提供到液晶单元Clc的数据电压发生改变，如图2所示。结果，在经过预定时间段之后，如果具有中间灰度级的数据电压(例如具有127个灰度级的数据电压)被提供到整个屏幕的液晶单元Clc，则原始图像被灰暗地显示，类似于图3的右侧所示的图像。即，出现DC图像粘滞。
如图4所示，作为DC图像粘滞的另一示例，如果相同的图像以预定速度运动或滚动，则根据滚动图像的尺寸和滚动速度(运动速度)之间的关系在液晶单元Clc上重复地积累相同极性的电压。因此，会出现DC图像粘滞。图4例示了当具有斜线图案和字符图案的图像以预定速度运动时出现的DC图像粘滞的实验结果。
发明内容
本发明的实施方式提供一种液晶显示器及其驱动方法，其能够通过防止DC图像粘滞而提高显示质量。
在一个方面，一种液晶显示器包括：液晶显示面板，其包括多条数据线、与数据线交叉的多条选通线、以及多个液晶单元，所述液晶显示面板具有四元型像素结构，在该四元型像素结构中红、绿、蓝、和白子像素构成一个像素；逻辑电路，其顺序地输出多个极性控制信号，其中各个极性控制信号的逻辑电平每三个水平周期进行反转，所述极性控制信号的相位彼此不同；数据驱动电路，其响应于从所述逻辑电路接收到的极性控制信号来反转数据电压的极性，以将具有反转后的极性的数据电压提供到所述数据线；以及选通驱动电路，其顺序地将选通脉冲提供到所述选通线。
在另一方面，一种驱动包括液晶显示面板的液晶显示器的方法，所述液晶显示面板包括多条数据线、与数据线交叉的多条选通线、以及多个液晶单元，所述液晶显示面板具有四元型像素结构，在该四元型像素结构中红、绿、蓝、和白子像素构成一个像素，该方法包括以下步骤：顺序地输出多个极性控制信号，其中各个极性控制信号的逻辑电平每三个水平周期进行反转，所述极性控制信号的相位彼此不同；响应于所述极性控制信号来反转所述数据电压的极性，以将具有反转后的极性的数据电压提供到所述数据线；以及顺序地将选通脉冲提供到所述选通线。
附图说明
附图被包括在本说明书中以提供对本发明的进一步理解，并结合到本说明书中且构成本说明书的一部分，附图示出了本发明的实施方式，且与说明书一起用于解释本发明的原理。附图中：
图1是相关技术中的液晶显示器的液晶单元的等效电路图；
图2是例示相关技术中的隔行方式的示例的波形图；
图3例示相关技术中由隔行数据导致的DC图像粘滞的实验结果；
图4例示相关技术中由滚动数据导致的DC图像粘滞的实验结果；
图5是例示根据本发明的实施方式的液晶显示器的示例性构造的框图；
图6是例示液晶显示面板的像素阵列的一部分中的四元型像素的等效电路图；
图7是例示逻辑电路的框图；
图8是例示POL选择电路的框图；
图9是例示极性控制信号的波形图；
图10是例示数据驱动集成电路(IC)的框图；
图11是例示数模转换器的电路图；
图12是例示选通驱动IC的电路图；
图13是用于说明通过根据本发明的实施方式的液晶显示器的驱动方法防止滚动数据中的DC图像粘滞的原理的图；
图14是例示防止隔行数据中的液晶的DC图像粘滞的波形图；
图15例示将其中极性以垂直2点和水平1点反转方式进行反转的数据电压提供到具有四元型像素结构的液晶显示器的示例；
图16例示将其中极性以垂直1点和水平2点反转方式进行反转的数据电压提供到具有四元型像素结构的液晶显示器的示例；以及
图17A到17D例示在第N到第N+3帧周期中提供到图5所示的液晶显示器的液晶单元的数据电压的极性的变化。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的实施方式，附图中示出了其示例。
图5到图12例示根据本发明的实施方式的液晶显示器。
如图5和图6所示，根据本发明的实施方式的液晶显示器包括液晶显示面板10、视频源15、数据转换电路16、定时控制器11、逻辑电路12、数据驱动电路13、以及选通驱动电路14。
液晶显示面板10包括上玻璃基板、下玻璃基板、以及夹在上、下玻璃基板之间的液晶层。液晶显示面板10的下玻璃基板包括相互交叉的m条数据线D1到Dm(其中m是正整数)以及n条选通线G1到Gn(其中n是正整数)。液晶显示面板10包括以矩阵格式在m条数据线D1到Dm以及n条选通线G1到Gn的各个交叉处设置的m×n个液晶单元Clc。下玻璃基板还包括多个薄膜晶体管TFT、连接到一个薄膜晶体管TFT的一个液晶单元Clc的像素电极1、以及存储电容器Cst等。存储电容器Cst可以实现为栅极上存储型(storage-on-gate type)存储电容器或公共电极上存储型(storage-on-common type)存储电容器。
液晶显示面板10的上玻璃基板包括黑底、滤色器、以及公共电极2。在诸如扭曲向列(TN)模式和垂直对准(VA)模式的垂直电驱动方式中，公共电极2形成在上玻璃基板上。或者，在诸如共面切换(IPS)模式和边缘场开关(FFS)模式的水平电驱动方式中，公共电极2和像素电极1形成在下玻璃基板上。分别具有以直角交叉的光轴的偏振板分别附接到上、下玻璃基板上。用于设定在接触液晶的界面上的液晶的预倾角的配向层分别形成在上、下玻璃基板上。
如图6所示，液晶显示面板10的像素阵列包括以矩阵格式设置的多个四元型像素QPXL。在图6中，PE代表液晶单元Clc的像素电极。四元型像素QPXL中的每一个包括位于奇数选通线上的G和B子像素以及位于偶数选通线上的W和R子像素。四元型像素QPXL的子像素R、G、B和W中的每一个具有图5的圆圈中表示的等效电路。透射绿光的绿色滤色器形成在G子像素中，透射蓝光的蓝色滤色器形成在B子像素中，以及透射红光的红色滤色器形成在R子像素中。在W子像素中不形成滤色器。透射全部波长的光的有机或无机透明层可形成在W子像素中。
G子像素包括充入从奇数数据线D1和D3接收的绿色数据电压的液晶单元，B子像素包括充入从偶数数据线D2和D4接收的蓝色数据电压的液晶单元。W子像素包括充入从奇数数据线D1和D3接收的白色数据电压的液晶单元，R子像素包括充入从偶数数据线D2和D4接收的红色数据电压的液晶单元。因此，在液晶显示面板10的像素阵列中，充入来自奇数数据线的绿色数据电压的G子像素和充入来自偶数数据线的蓝色数据电压的B子像素以重复方式交替地设置在奇数选通线上。此外，在液晶显示面板10的像素阵列中，充入来自奇数数据线的白色数据电压的W子像素和充入来自偶数数据线的红色数据电压的R子像素以重复方式交替地设置在偶数选通线上。
视频源15包括广播信号接收电路、外部设备接口电路、图形处理电路、线存储器等。视频源15从接收自广播信号或外部设备的图像源中提取视频数据，经由数据转换电路16将该视频数据转换为数字数据，以将数字数据提供到定时控制器11。视频源15接收的隔行数据被存储在线存储器中，接着被通过诸如低压差分信令(LVDS)接口和转换最小化差分信令(TMDS)接口的接口提供到数据转换电路16。隔行图像信号在奇数帧周期中仅仅在奇数线中存在，在偶数帧周期中仅仅在偶数线中存在。因此，如果视频源15通过广播信号接收电路接收隔行数据，则视频源15利用在前一帧周期存储在线存储器中的数据的平均值或黑数据值，在奇数帧周期(其中数据不被提供到偶数线)中产生偶数线的数据，在偶数帧周期(其中数据不被提供到奇数线)中产生奇数线的数据。视频源15所产生的诸如垂直和水平同步信号Vsync和Hsync、数据使能信号DE、以及时钟信号CLK的定时信号通过诸如LVDS接口和TMDS接口的接口提供到定时控制器11。
数据转换电路16利用从视频源15接收的包括红色、绿色、和蓝色数字视频数据的三基色数据，通过预定的白色增益计算算法来计算白色数据的增益，以产生白色数据。数据转换电路16将红色、绿色、蓝色、和白色数字视频数据(在下文称为RGBW数据)提供到定时控制器11。可使用任意已知的白色增益计算算法。已知的白色增益计算算法的示例在本申请人已提交的韩国专利申请No.10-2005-0039728(2005年5月12日)、No.10-2005-0052906(2005年6月20日)、No.10-2005-0066429(2005年7月21日)、以及No.10-2006-0011292(2006年2月6日)中公开。
定时控制器11将从数据转换电路16接收的RGBW数据RGBW划分为奇数像素数据RGBWodd和偶数像素数据RGBWeven，以降低数字视频数据的传输频率。定时控制器11以微型LVDS接口方式通过6条数据总线，与用于控制数据驱动电路13的操作定时以及选通驱动电路14的操作定时的定时控制信号同步地将数据RGBWodd和RGBWeven提供到数据驱动电路13。定时控制器11从视频源15接收诸如垂直和水平同步信号Vsync和Hsync、数据使能信号DE、以及时钟信号CLK的定时信号，并且产生用于控制数据驱动电路13、选通驱动电路14、以及逻辑电路12的操作定时的定时控制信号。定时控制器11产生的定时控制信号包括用于控制数据驱动电路13的操作定时的数据定时控制信号、以及用于控制选通驱动电路14的操作定时的选通定时控制信号。选通定时控制信号包括选通起始脉冲GSP、选通移位时钟信号GSC、选通输出使能信号GOE等。选通起始脉冲GSP控制其中显示一个画面的1个垂直周期中的扫描操作的起始水平线。选通移位时钟信号GSC是被输入到选通驱动电路14内的移位寄存器以顺序地移位选通起始脉冲GSP的时钟信号。选通输出使能信号GOE控制选通驱动电路14的输出定时。数据定时控制信号包括源起始脉冲SSP、源采样时钟信号SSC、源输出使能信号SOE、以及第一极性控制信号POL1和第二极性控制信号POL2。源起始脉冲SSP控制将显示数据的1条水平线中的起始像素。源采样时钟信号SSC基于上升沿或下降沿控制数据驱动电路13内的数据锁存操作。源输出使能信号SOE控制数据驱动电路13的输出定时。第一极性控制信号POL1和第二极性控制信号POL2中的每一个允许相同极性的数据电压被顺序地提供到三条相邻的选通线上的液晶单元Clc，控制要被提供到液晶单元Clc的数据电压的极性，使得被提供到液晶单元Clc的数据电压的极性每三条选通线反转。为此，如图9所示，第一极性控制信号POL1和第二极性控制信号POL2中的每一个的逻辑电平约每三个水平周期反转，第一极性控制信号POL1和第二极性控制信号POL2之间存在约1个水平周期的相位差。
逻辑电路12接收选通起始脉冲GSP并决定当前显示的图像的帧周期。如图9和图17A到17D所示，逻辑电路12顺序地输出具有相同逻辑反转周期和不同相位的多个极性控制信号POL1、POL2、/POL1、和/POL2(总称为POL)。
逻辑电路12和数据转换电路16可被安装在定时控制器11内。
数据驱动电路13具有如图10和11所示的电路结构，并且包括多个级联的数据驱动集成电路(IC)。数据驱动电路13在定时控制器11的控制下锁存RGBW数据RGBWodd和RGBWeven，将RGBW数据RGBWodd和RGBWeven转换为模拟正和负伽玛补偿电压以产生模拟正和负伽玛补偿电压。响应于来自逻辑电路12的极性控制信号POL，数据驱动电路13转换数据电压的极性，并且将正RGBW数据电压和负RGBW数据电压提供到数据线D1到Dm。
选通驱动电路14具有如图12所示的电路结构，并且包括多个级联的选通驱动IC。选通驱动电路14在定时控制器11的控制下顺序地输出各具有约1个水平周期的脉冲宽度的选通脉冲(即扫描脉冲)。因此，选通驱动电路14顺序地将选通脉冲提供到液晶显示面板10的选通线G1到Gn。响应于来自选通线G1到Gn的选通脉冲，液晶显示面板10的像素阵列的TFT被导通，以将来自数据线D1到Dm的数据电压提供到像素电极1。为此，TFT的栅极、源极、和漏极分别连接到选通线G1到Gn、数据线D1到Dm、以及像素电极1。
可应用于本发明的液晶显示器可在任何液晶模式以及TN、VA、IPS、以及FFS模式中实现。根据本发明的液晶显示器可实现为包括背光型液晶显示器、透射反射型液晶显示器、以及反射型液晶显示器的任何类型的液晶显示器。附图中省去的背光单元在背光型液晶显示器和透射反射型液晶显示器中是必要的。
图7和图8是逻辑电路12的电路图。
如图7和图8所示，逻辑电路12包括帧计数器71和POL选择电路73。
响应于在1个帧周期中产生一次并且与1个帧周期的起始同时产生的选通起始脉冲GSP，帧计数器71输出指示要被显示在液晶显示面板10上的图像的帧周期的数量的帧计数信息Fcnt。
POL选择电路73根据帧计数信息Fcnt顺序地输出4个极性控制信号POL1、POL2、/POL1、和/POL2，所述极性控制信号每4个帧周期轮转(rotate)。极性控制信号POL1、POL2、/POL1、和/POL2包括用于在第N帧周期(其中N是正整数)中控制由数据驱动电路13输出的数据电压的极性的第一极性控制信号POL1、用于在第N+1帧周期中控制由数据驱动电路13输出的数据电压的极性的第二极性控制信号POL2、用于在第N+2帧周期中控制由数据驱动电路13输出的数据电压的极性的第一反转极性控制信号/POL1、以及用于在第N+3帧周期中控制由数据驱动电路13输出的数据电压的极性的第二反转极性控制信号/POL2。极性控制信号POL1、POL2、/POL1、和/POL2控制提供到液晶单元Clc的数据电压的极性，并且具有通过重复地对具有四元型像素结构的液晶显示面板10进行实验而获得的最佳相位，使得在具有如图6所示的四元型像素结构的液晶显示面板10中不产生DC图像粘滞、闪烁、和颜色失真。具体地描述其每一个具有通过实验获得的最佳相位的极性控制信号POL1、POL2、/POL1、和/POL2，如图9所示，第一极性控制信号POL1之后产生的第二极性控制信号POL2的相位比第一极性控制信号POL1的相位延迟了约1个水平周期。此外，第二极性控制信号POL2之后产生的第一反转极性控制信号/POL1的相位比第二极性控制信号POL2的相位延迟了约2个水平周期，第一反转极性控制信号/POL1之后产生的第二反转极性控制信号/POL2的相位比第一反转极性控制信号/POL1的相位延迟了约1个水平周期。第二反转极性控制信号/POL2之后再次产生的第一极性控制信号POL1的相位比第二反转极性控制信号/POL2的相位延迟了约2个水平周期。
POL选择电路73包括第一和第二反相器81和82、帧控制器83、复用器84等，并且产生图9和图17A到17D所示的极性控制信号。
第一反相器81反转第一极性控制信号POL1以产生与第一极性控制信号POL1异相的第一反转极性控制信号/POL1。第二反相器82反转第二极性控制信号POL2以产生与第二极性控制信号POL2异相的第二反转极性控制信号/POL2。
帧控制器83从帧计数器71接收帧计数信息Fcnt，并且决定当前显示的图像的帧周期。帧控制器83根据帧周期的决定结果产生用于控制复用器84的选择信号。
如图17A到17D所示，在帧控制器83的控制下，复用器84在第N帧周期将第一极性控制信号POL1提供到数据驱动电路13，接着在第N+1帧周期将第二极性控制信号POL2提供到数据驱动电路13。随后，在帧控制器83的控制下，复用器84在第N+2帧周期将第一反转极性控制信号/POL1提供到数据驱动电路13，在第N+3帧周期将第二反转极性控制信号/POL2提供到数据驱动电路13。
图10和图11是例示数据驱动IC的电路图。
如图10和图11所示，数据驱动IC 13A中的每一个驱动k条数据线(k是小于m的正整数)，并且包括移位寄存器101、数据恢复单元102、第一锁存器阵列103、第二锁存器阵列104、数模转换器(DAC)105、电荷共享电路106、以及输出电路107。
数据恢复单元102恢复以微型LVDS方式从定时控制器11接收的数字视频数据RGBWodd和RGBWeven，以将数字视频数据RGBWodd和RGBWeven提供到第一锁存器阵列103。
移位寄存器101根据源采样时钟信号SSC移位采样信号。当超出第一锁存器阵列103的锁存操作的数量的数据被提供时，移位寄存器101产生进位信号CAR。
响应于顺序地从移位寄存器101接收的采样信号，第一锁存器阵列103从数据恢复单元102采样和锁存数字视频数据RGBWodd和RGBWeven，并且接着同时地输出数字视频数据RGBWodd和RGBWeven。
第二锁存器阵列104锁存从第一锁存器阵列103接收的数字视频数据RGBWodd和RGBWeven。接着，第二锁存器阵列104和另一数据驱动IC 13A的第二锁存器阵列104在源输出使能信号SOE的低逻辑周期中同时输出锁存的数字视频数据RGBWodd和RGBWeven。
如图11所示，DAC 105包括接收正伽玛补偿电压的P解码器111、接收负伽玛补偿电压的N解码器112、以及选择P解码器111的输出和N解码器112的输出的复用器1131、1132、1141和1142。
P解码器111对从第二锁存器阵列104接收的数据进行解码，并且将与数据的灰度级对应的正伽玛补偿电压GH解码作为数据电压。N解码器112对从第二锁存阵列104接收的数据进行解码，并且将与数据的灰度级对应的负伽玛补偿电压GL解码作为数据电压。
复用器1131、1132、1141、和1142包括：选择将被提供到第4i+1数据线D1，D5，...，Dk-3(其中i是等于或大于零的整数)的数据电压的第一复用器1131、选择将被提供到第4i+2数据线D2，D6，...，Dk-2的数据电压的第二复用器1132、选择将被提供到第4i+3数据线D3，D7，...，Dk-1的数据电压的第三复用器1141、以及选择将被提供到第4i+4数据线D4，D8，...，Dk的数据电压的第四复用器1142。当从逻辑电路12接收的极性控制信号POL被输入到第一和第二复用器1131和1132的控制端而不进行反转时，从逻辑电路12接收的极性控制信号POL被反转接着输入到第三和第四复用器1141和1142的控制端。因此，响应于极性控制信号POL，第一和第二复用器1131和1132每约3个水平周期交替地选择P解码器111和N解码器112输出的正数据电压和负数据电压。在另一方面，响应于反转极性控制信号/POL，第三和第四复用器1141和1142每约3个水平周期交替地选择P解码器111和N解码器112输出的正数据电压和负数据电压。结果，提供到第4i+1和4i+2数据线的数据电压的极性与提供到第4i+3和4i+4数据线的数据电压的极性相反。
在源输出使能信号SOE的高逻辑周期中，电荷共享电路106将相邻的数据输出通道短接以输出相邻的数据电压的平均值作为电荷共享电压。另外，在源输出使能信号SOE的高逻辑周期中，电荷共享电路106将公共电压Vcom提供到数据输出通道以减少将被提供到数据线D1到Dm的正和负数据电压之间的摆动宽度的急剧变化。输出电路107利用缓冲器降低提供到数据线D1到Dm的数据电压的信号衰减。
图12是例示选通驱动IC的电路图。
如图12所示，选通驱动IC 14A包括移位寄存器120、电平变换器122、连接在移位寄存器120和电平变换器122之间的多个与门121、以及反转选通输出使能信号GOE的反相器123。
根据选通移位时钟信号GSC，移位寄存器120利用多个级联的D触发器(D flip-flops)顺序地移位选通起始脉冲GSP。各个与门121对移位寄存器120的输出信号和选通输出使能信号GOE的反转信号实施与操作以产生输出。反相器123反转选通输出使能信号GOE，并将反转后的选通输出使能信号GOE提供到与门121。因此，在选通输出使能信号GOE的低逻辑周期中，选通驱动IC 14A输出选通脉冲的高逻辑电压。
电平变换器122在液晶显示面板10的像素阵列中的TFT的操作电压的范围内变换与门121的输出电压的摆动宽度。电平变换器122的输出信号G1到Gk被顺序地提供到k条选通线。电平变换器122设置在移位寄存器120之前，移位寄存器120可以直接设置在液晶显示面板10的玻璃基板上。
图13和图14是用于说明在根据本发明的实施方式的液晶显示器中防止DC图像粘滞和闪烁的原理的图。
如图13和图14所示，在本发明的实施方式中，利用图9所示的极性控制信号POL，提供到相邻的液晶单元的数据电压的极性的反转时间点彼此不同。液晶单元Clc包括在当前帧周期中被充入具有与前一帧周期中充入的数据电压的极性相同的极性的数据电压的第一液晶单元组、以及在当前帧周期中被充入具有与前一帧周期中充入的数据电压的极性相反的极性的数据电压的第二液晶单元组。因此，属于第一液晶单元组的液晶单元在两个帧周期中被充入具有相同极性的数据电压。在另一方面，提供到属于第二液晶单元组的液晶单元的数据电压的极性在两个帧周期期间被反转一次。属于第一液晶单元组的液晶单元的位置和属于第二液晶单元组的液晶单元的位置如图17A到17D所示地改变。
当视频信号以隔行方式提供到液晶显示面板10时，液晶单元Clc被充入具有图14所示的极性的数据电压。
当隔行数据(其中在奇数帧周期中高数据电压被提供到液晶单元)将被显示到液晶显示器上时，如图14所示，第一和第二液晶单元组的液晶单元被充入极性每2个帧周期反转的数据电压。结果，如图14的方框区域所示，在第N和N+1帧周期提供到液晶单元的正数据电压和在第N+2和N+3帧周期提供到相同液晶单元的负数据电压彼此中和，由此在液晶单元中不出现数据电压的极性偏向。极性偏向是指液晶单元比具有两个极性中的一个极性的数据电压更主要地充入具有另一极性的数据电压。例如，液晶单元被主要地充入正数据电压或负数据电压。因此，当隔行数据被提供到根据本发明的实施方式的液晶显示器时，通过防止液晶的DC现象，可防止DC图像粘滞。
当滚动数据(其中符号或字符以每1个帧周期8个像素的速度移动)将被显示在液晶显示器上时，液晶单元的电压每2个帧周期反转。因此，在其中符号或字符以恒定速度移动的滚动数据中，能够通过周期性地反转提供到液晶单元的数据电压的极性来防止由于具有相同极性的数据电压积累而出现DC图像粘滞。
尽管在第一液晶单元组中防止了DC图像粘滞，但是在第一液晶单元组中可能出现闪烁，因为相同极性的数据电压每2个帧周期被提供到液晶单元Clc。因为极性每1个帧周期反转的数据电压被提供到第二液晶单元组的液晶单元Clc，第一液晶单元组中产生的闪烁能够被减少。这是因为如果用户用其对于变化敏感的眼睛观看液晶显示器，其中分别具有不同的驱动频率的第一和第二液晶单元组一起存在，则用户把大于第一液晶单元组的驱动频率的第二液晶单元组的驱动频率感知为第一液晶单元组的驱动频率。
如果具有由三基色组成的通常的像素结构的液晶显示面板被以反转方式驱动，在液晶显示面板的水平和垂直方向上液晶显示面板的闪烁和颜色失真被降低到最小。因此，优选地，使用水平1点和垂直1点反转方式。然而，在根据本发明的实施方式的四元型液晶显示器中，如果数据电压的极性以水平1点反转方式或垂直1点反转方式改变，则即使如图9所示极性控制信号的相位每1帧周期改变，因为数据电压的极性偏向，可能出现闪烁和颜色失真。下面参照图15和图16进行描述。
当液晶单元被充入相同灰度级的正和负数据电压时，因为由TFT的寄生电容导致的跳变电压(kickback voltage)，正和负数据电压的充入量彼此不同。总体上，负数据电压的充入量大于正数据电压的充入量。考虑到这一差异，如图15所示，如果极性以垂直2点和水平1点反转方式反转的数据电压被提供到具有四元型像素结构的液晶显示面板的液晶单元，则在显示线Line#1、Line#2、Line#5、和Line#6上显示其中相对强地示出蓝色和红色的品红图像。在另一方面，在显示线Line#3和Line#4上显示其中相对强地示出绿色和白色的微绿色图像。即，可能出现颜色失真。此外，因为在显示线Line#3和Line#4上相对强地显示绿色和白色，所以显示线Line#3和Line#4的亮度大于显示线Line#1、Line#2、Line#5、和Line#6的亮度。因此，闪烁可能每两条显示线出现。即，因为相同显示线上的相同颜色子像素的液晶单元被充入具有相同极性的数据电压，所以出现颜色失真和闪烁。
如图16所示，如果极性以垂直1点和水平2点反转方式反转的数据电压被提供到具有四元型像素结构的液晶显示面板的液晶单元，则相同列中的相同颜色子像素的液晶单元被充入具有相同极性的数据电压。结果，当微绿色图像显示在奇数列中时，品红图像被显示在偶数列中。即，出现颜色失真，并且每两列出现闪烁。
为了同时解决图15和图16例示的颜色失真和闪烁问题同时防止DC图像粘滞，根据本发明的实施方式的液晶显示器利用图9例示的极性控制信号POL1、POL2、/POL1、和/POL2通过图17A到17D例示的方法来控制提供到四元型液晶显示面板的液晶单元的数据电压的极性。
如图17A所示，逻辑电路12在第N帧周期将第一极性控制信号POL1提供到数据驱动电路13。结果，数据驱动电路13在第N帧周期与图17A所示的极性模式一致地控制提供到具有四元型像素结构的液晶显示面板的数据线D1到Dm的数据电压的极性。
提供到液晶单元的数据电压的极性以垂直3点和水平2点反转方式反转。提供到液晶单元的数据电压的极性从图17D所示的极性模式改变为图17A所示的极性模式。因此，从图17A和17D可见，在第N帧周期中，当第6j+1和第6j+4选通线Line#1和Line#4(其中j是等于或大于0的整数)的液晶单元与第一液晶单元组一致地驱动，第6j+2、第6j+3、第6j+5、和第6j+6选通线Line#2、Line#3、Line#5、和Line#6的液晶单元与第二液晶单元组一致地驱动。如图17A所示，因为相反极性的数据电压被提供到相同行和相同列的相同颜色子像素的液晶单元，所以数据电压的极性偏向几乎不出现。因此，具有四元型像素结构的液晶显示器能够显示视频数据而不会出现DC图像粘滞、颜色失真、以及闪烁。
如图17B所示，逻辑电路12在第N+1帧周期将第二极性控制信号POL2提供到数据驱动电路13。结果，数据驱动电路13在第N+1帧周期中与图17B所示的极性模式一致地控制提供到具有四元型像素结构的液晶显示面板的数据线D1到Dm的数据电压的极性。
提供到液晶单元的数据电压的极性以垂直3点和水平2点反转方式反转。提供到液晶单元的数据电压的极性从图17A所示的极性模式改变为图17B所示的极性模式。因此，从图17A和17B可见，在第N+1帧周期中，当第6j+2、第6j+3、第6j+5、第6j+6选通线Line#2、Line#3、Line#5、和Line#6的液晶单元与第一液晶单元组一致地驱动时，第6j+1和第6j+4选通线Line#1和Line#4的液晶单元与第二液晶单元组一致地驱动。如图17B所示，因为相反极性的数据电压被提供到相同行和相同列中的相同颜色子像素的液晶单元，所以数据电压的极性偏向几乎不出现。因此，具有四元型像素结构的液晶显示器能够显示视频数据而不会出现DC图像粘滞、颜色失真、以及闪烁。
如图17C所示，逻辑电路12在第N+2帧周期将第一反转极性控制信号/POL1提供到数据驱动电路13。结果，数据驱动电路13在第N+2帧周期中与图17C所示的极性模式一致地控制提供到具有四元型像素结构的液晶显示面板的数据线D1到Dm的数据电压的极性。
提供到液晶单元的数据电压的极性以垂直3点和水平2点反转方式反转。提供到液晶单元的数据电压的极性从图17B所示的极性模式改变为图17C所示的极性模式。因此，从图17B和17C可见，在第N+2帧周期中，当第6j+1和第6j+4选通线Line#1和Line#4的液晶单元与第一液晶单元组一致地驱动时，第6j+2、第6j+3、第6j+5、第6j+6选通线Line#2、Line#3、Line#5、和Line#6的液晶单元与第二液晶单元组一致地驱动。如图17C所示，因为相反极性的数据电压被提供到相同行和相同列中的相同颜色子像素的液晶单元，所以数据电压的极性偏向几乎不出现。因此，具有四元型像素结构的液晶显示器能够显示视频数据而不会出现DC图像粘滞、颜色失真、以及闪烁。
如图17D所示，逻辑电路12在第N+3帧周期将第二反转极性控制信号/POL2提供到数据驱动电路13。结果，数据驱动电路13在第N+3帧周期中与图17D所示的极性模式一致地控制提供到具有四元型像素结构的液晶显示面板的数据线D1到Dm的数据电压的极性。
提供到液晶单元的数据电压的极性以垂直3点和水平2点反转方式反转。提供到液晶单元的数据电压的极性从图17C所示的极性模式改变为图17D所示的极性模式。因此，从图17C和17D可见，在第N+3帧周期中，当第6j+2、第6j+3、第6j+5、第6j+6选通线Line#2、Line#3、Line#5、和Line#6的液晶单元与第一液晶单元组一致地驱动时，第6j+1和第6j+4选通线Line#1和Line#4的液晶单元与第二液晶单元组一致地驱动。如图17D所示，因为相反极性的数据电压被提供到相同行和相同列中的相同颜色子像素的液晶单元，所以数据电压的极性偏向几乎不出现。因此，具有四元型像素结构的液晶显示器能够显示视频数据而不会出现DC图像粘滞、颜色失真、以及闪烁。
如上所述，在根据本发明的实施方式的具有四元型像素结构的液晶显示器及其驱动方法中，因为根据垂直3点和水平2点反转方式来控制提供到液晶显示器的数据电压的极性，并且用于控制数据电压的极性的极性控制信号的相位每1帧周期改变，所以能够显示视频数据而不会出现DC图像粘滞、颜色失真、以及闪烁。
本说明书中“一个实施方式”、“实施方式”、“示例实施方式”等是指与该实施方式相关地描述的具体特征、结构、或特性包括在本发明的至少一个实施方式中。这些词语在说明书中不同位置的出现不一定全部指代相同的实施方式。另外，当与任何实施方式相关地描述具体特征、结构、或特性时，认为结合其它实施方式实现该特征、结构、或特性是在本领域技术人员的考虑范围内。
尽管参照多个示例性实施方式描述了实施方式，应理解的是本领域技术人员可建议落入本公开的原理的精神和范围内的许多其它修改和实施方式。更具体地，在本公开、附图以及所附的权利要求的范围内，在主题组合设置的组成部分和/或设置中可以做出各种变型和修改。除了组成部分和/或设置中的变型和修改之外，替换使用对于本领域技术人员也是明显的。

Claims (18)

1.一种液晶显示器，该液晶显示器包括：
液晶显示面板，其包括多条数据线、与数据线交叉的多条选通线、以及多个液晶单元，所述液晶显示面板具有四元型像素结构，在该四元型像素结构中红、绿、蓝、和白子像素构成一个像素；
逻辑电路，其顺序地输出多个极性控制信号，其中在一个帧周期中各个极性控制信号的逻辑电平每三个水平周期进行反转，其中，针对第N帧周期的极性控制信号的相位与针对第N+1帧周期的极性控制信号的相位不同，其中，N是正整数；
数据驱动电路，其响应于从所述逻辑电路接收到的极性控制信号来反转数据电压的极性，以将具有反转后的极性的数据电压提供到所述数据线；以及
选通驱动电路，其顺序地将选通脉冲提供到所述选通线。
2.根据权利要求1所述的液晶显示器，其中所提供的数据电压的极性以垂直3点和水平2点反转方式进行反转。
3.根据权利要求1所述的液晶显示器，其中所述液晶显示器还包括定时控制器，该定时控制器将数据电压提供到所述数据驱动电路并且将第一极性控制信号和第二极性控制信号提供到所述逻辑电路。
4.根据权利要求1所述的液晶显示器，其中所述液晶显示器还包括数据转换电路，该数据转换电路产生白数字视频数据并且将该白数字视频数据提供到定时控制器。
5.根据权利要求1所述的液晶显示器，其中所述逻辑电路包括POL选择电路，该POL选择电路顺序地输出每四个帧周期进行轮转的四个极性控制信号。
6.根据权利要求5所述的液晶显示器，其中第二极性控制信号具有在第一极性控制信号之后的一个水平周期的相位延迟，第三极性控制信号具有在第二极性控制信号之后的两个水平周期的相位延迟，并且第四极性控制信号具有在第三极性控制信号之后的一个水平周期的相位延迟。
7.根据权利要求5所述的液晶显示器，其中通过反转第一极性控制信号而产生第三极性控制信号，并且通过反转第二极性控制信号而产生第四极性控制信号。
8.根据权利要求6所述的液晶显示器，其中四个极性控制信号在第N到第N+3帧周期中控制由数据驱动电路输出的数据电压的极性。
9.根据上述任意一项权利要求所述的液晶显示器，其中，
在第N帧周期，所述逻辑电路将第一极性控制信号提供到所述数据驱动电路，第6j+1和第6j+4条选通线的液晶单元与第一液晶单元组一致地驱动，其它选通线的液晶单元与第二液晶单元组一致地驱动；
在第N+1帧周期，所述逻辑电路将第二极性控制信号提供到所述数据驱动电路，第6j+1和第6j+4条选通线的液晶单元与第二液晶单元组一致地驱动，其它选通线的液晶单元与第一液晶单元组一致地驱动；
在第N+2帧周期，所述逻辑电路将第三极性控制信号提供到所述数据驱动电路，第6j+1和第6j+4条选通线的液晶单元与第一液晶单元组一致地驱动，其它选通线的液晶单元与第二液晶单元组一致地驱动；以及
在第N+3帧周期，所述逻辑电路将第四极性控制信号提供到所述数据驱动电路，第6j+1和第6j+4条选通线的液晶单元与第二液晶单元组一致地驱动，其它选通线的液晶单元与第一液晶单元组一致地驱动；
其中N是正整数，并且j是等于或大于零的整数；并且
其中第一液晶单元组在当前帧周期中具有与前一帧周期的数据电压的极性相同的极性的数据电压，第二液晶单元组在当前帧周期中具有与前一帧周期的数据电压的极性相反的极性的数据电压。
10.一种驱动包括液晶显示面板的液晶显示器的方法，所述液晶显示面板包括多条数据线、与数据线交叉的多条选通线、以及多个液晶单元，所述液晶显示面板具有四元型像素结构，在该四元型像素结构中红、绿、蓝、和白子像素构成一个像素，该方法包括以下步骤：
顺序地输出多个极性控制信号，其中在一个帧周期中各个极性控制信号的逻辑电平每三个水平周期进行反转，其中，针对第N帧周期的极性控制信号的相位与针对第N+1帧周期的极性控制信号的相位不同，其中，N是正整数；
响应于所述极性控制信号来反转所述数据电压的极性，以将具有反转后的极性的数据电压提供到所述数据线；以及
顺序地将选通脉冲提供到所述选通线。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所提供的数据电压的极性以垂直3点和水平2点反转方式进行反转。
12.根据权利要求10所述的方法，其中将所述数据电压从定时控制器提供到数据驱动电路以进行反转，将所述多个极性控制信号中的第一极性控制信号和第二极性控制信号从所述定时控制器提供到逻辑电路以进行输出。
13.根据权利要求10所述的方法，其中由数据转换电路来计算白数字视频数据。
14.根据权利要求10所述的方法，其中所述顺序地输出多个极性控制信号的步骤包括顺序地输出每四个帧周期进行轮转的四个极性控制信号。
15.根据权利要求14所述的方法，其中第二极性控制信号具有在第一极性控制信号之后的一个水平周期的相位延迟，第三极性控制信号具有在第二极性控制信号之后的两个水平周期的相位延迟，并且第四极性控制信号具有在第三极性控制信号之后的一个水平周期的相位延迟。
16.根据权利要求14所述的方法，其中通过反转第一极性控制信号而产生第三极性控制信号，并且通过反转第二极性控制信号而产生第四极性控制信号。
17.根据权利要求15所述的方法，其中四个极性控制信号在第N到第N+3帧周期中控制数据电压的极性。
18.根据上述任意一项权利要求所述的方法，其中，
在第N帧周期，提供第一极性控制信号，第6j+1和第6j+4条选通线的液晶单元与第一液晶单元组一致地驱动，其它选通线的液晶单元与第二液晶单元组一致地驱动；
在第N+1帧周期，提供第二极性控制信号，第6j+1和第6j+4条选通线的液晶单元与第二液晶单元组一致地驱动，其它选通线的液晶单元与第一液晶单元组一致地驱动；
在第N+2帧周期，提供第三极性控制信号，第6j+1和第6j+4条选通线的液晶单元与第一液晶单元组一致地驱动，其它选通线的液晶单元与第二液晶单元组一致地驱动；以及
在第N+3帧周期，提供第四极性控制信号，第6j+1和第6j+4条选通线的液晶单元与第二液晶单元组一致地驱动，其它选通线的液晶单元与第一液晶单元组一致地驱动；
其中N是正整数，并且j是等于或大于零的整数；并且
其中第一液晶单元组在当前帧周期中具有与前一帧周期的数据电压的极性相同的极性的数据电压，第二液晶单元组在当前帧周期中具有与前一帧周期的数据电压的极性相反的极性的数据电压。
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