CN1983372A - 模拟式薄膜晶体管液晶显示面板之点反转驱动装置与方法 - Google Patents

Abstract

一种模拟式薄膜晶体管液晶显示面板之点反转驱动装置与其对应方法。上述驱动装置包括控制电路与源极驱动电路。控制电路接收来自于前级***之薄膜晶体管液晶显示面板的灰阶信号，重新安排灰阶信号的顺序与极性之后，在每一图框的前半期间输出第一群组的灰阶信号，并且在每一图框的后半期间输出第二群组的灰阶信号。源极驱动电路撷取控制电路输出的灰阶信号，在上述前半期间以第一群组的扫描线为单位，输出灰阶信号至第一群组的像素，并且在上述后半期间以第二群组的扫描线为单位，输出灰阶信号至第二群组的像素。

Description

模拟式薄膜晶体管液晶显示面板之点反转驱动装置与方法

技术领域

本发明涉及一种薄膜晶体管液晶显示面板(thin film transistorliquid crystal display panel，简称为TFT LCD面板)之驱动装置与方法，且特别涉及一种模拟式(analog)薄膜晶体管液晶显示面板之点反转(dot inversion)驱动装置与方法。

背景技术

图1为传统中小尺寸模拟式TFT LCD面板的驱动电路示意图。图1的驱动电路包括图像处理电路101、时序控制器(timing controller)102、以及源极驱动电路(source driver IC)103。图像处理电路101自图像信号110取出红、绿、蓝三原色的模拟灰阶(grayscale)信号Va、Vb、Vc，并且提供Va、Vb、Vc至源极驱动电路103。图像处理电路101和时序控制器102会交换同步信号112。时序控制器102提供频率等控制信号111至TFT LCD面板的栅极驱动电路(gate driver IC，图1中未表示)与源极驱动电路103。至于源极驱动电路103的作用，是输出灰阶信号Va、Vb、Vc至TFT LCD面板的像素(pixel)。

传统中小尺寸模拟式TFT LCD面板为了成本考虑多采用线反转(line inversion)的驱动方式。以图2为例，其中G1到G4表示面板中相邻的四条扫描线(scan line)，而R、G、B各表示组成一个像素的三个次像素(sub-pixel，或称为dot)，分别对应红、绿、蓝三原色。P表示正极性，N表示负极性。如图2所示，所谓的线反转就是在同一个图框(frame)当中，相邻的两条扫描线各采用相反的驱动极性，而且同一条扫描线的极性在连续两个图框之间也会反转。

传统TFT LCD面板的共同电压(common voltage)有直流与交流两种。直流的共同电压是固定不变的，而交流的共同电压会随驱动极性反转，如图3所示。图3为交流共同电压VCOM与灰阶信号GS的波形示意图。其中，当灰阶信号GS为正极性(P)时，共同电压VCOM会下降到VcomL，VcomL低于灰阶信号GS的电压。反之，当灰阶信号GS为负极性(N)时，共同电压VCOM会上升到VcomH，VcomH高于灰阶信号GS的电压。

传统中小尺寸模拟式TFT LCD面板的线反转驱动方式，在显示质量上容易产生干扰(crosstalk)和闪烁现象。若为了改善显示质量而采用点反转驱动方式，又会因为电路复杂化而大幅提高成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种模拟式薄膜晶体管液晶显示面板之点反转驱动装置，可将线反转的灰阶数据以点反转方式输出，以较低成本达到点反转的显示质量。

本发明的另一目的是提供一种模拟式薄膜晶体管液晶显示面板之点反转驱动方法，和上述驱动装置相同，可将线反转的灰阶数据以点反转方式输出，以较低成本达到点反转的显示质量。

为达到上述及其它目的，本发明提出一种模拟式薄膜晶体管液晶显示面板之点反转驱动装置，包括控制电路与源极驱动电路。控制电路接收来自于前级***之薄膜晶体管液晶显示面板的灰阶信号，重新安排灰阶信号的顺序与极性之后，在每一图框的前半期间输出第一群组的灰阶信号，并且在每一图框的后半期间输出第二群组的灰阶信号。源极驱动电路撷取控制电路输出的灰阶信号，在上述前半期间以第一群组的扫描线为单位，输出灰阶信号至第一群组的像素，并且在上述后半期间以第二群组的扫描线为单位，输出灰阶信号至第二群组的像素。

其中，控制电路接收的灰阶信号是依照线反转驱动方式改变极性。上述第一群组为上述面板的全体奇数数据线或全体偶数数据线。上述第二群组为上述面板的全体资料线扣除第一群组。在第一群组的灰阶信号中，奇数扫描线皆为第一极性，偶数扫描线皆为第二极性。此外，在第二群组的灰阶信号中，奇数扫描线皆为第二极性，偶数扫描线皆为第一极性。

上述之模拟式薄膜晶体管液晶显示面板之点反转驱动装置，在一实施例中，控制电路还输出第一频率信号与第二频率信号。源极驱动电路在图框前半期间以第一频率信号为基准撷取灰阶信号，在图框后半期间以第二频率信号为基准撷取灰阶信号。

上述之模拟式薄膜晶体管液晶显示面板之点反转驱动装置，在一实施例中，上述面板的共同电压为交流电压。当源极驱动电路输出的灰阶信号为第一极性时，上述共同电压为第一电压。当源极驱动电路输出的灰阶信号为第二极性时，上述共同电压为第二电压。

上述之模拟式薄膜晶体管液晶显示面板之点反转驱动装置，在一实施例中，第一极性为正极性与负极性的其中一个极性。若第一极性为正极性，则第二极性为负极性，上述第一电压低于灰阶信号的电压，上述第二电压高于灰阶信号的电压。反之，若第一极性为负极性，则第二极性为正极性，上述第一电压高于灰阶信号的电压，上述第二电压低于灰阶信号的电压。

基于上述点反转驱动装置，本发明另提出一种模拟式薄膜晶体管液晶显示面板之点反转驱动方法，包括下列步骤。首先，接收来自于前级***之薄膜晶体管液晶显示面板的灰阶信号。重新安排灰阶信号的顺序与极性之后，在每一图框的前半期间以第一群组的扫描线为单位，输出第一群组的灰阶信号至第一群组的像素。并且在每一图框的后半期间以第二群组的扫描线为单位，输出第二群组的灰阶信号至第二群组的像素。

如本发明的较佳实施例所述，本发明是将传统的时序控制器与源极驱动电路加以修改，以线反转方式接收灰阶数据，重新安排灰阶数据的顺序与极性之后，分两个群组将灰阶数据以线反转方式输出，结果会使同一个图框的灰阶数据以点反转方式排列。因为本发明在输出灰阶数据时还是以线反转方式，所以电路不需要如同真正的点反转驱动电路一般复杂，可以用较低成本达到点反转的显示质量。

为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本发明之较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1为传统模拟式薄膜晶体管液晶显示面板的驱动电路示意图。

图2为线反转驱动方式的像素极性示意图。

图3为交流共同电压与灰阶信号电压的波形示意图。

图4为根据本发明一实施例的模拟式薄膜晶体管液晶显示面板之点反转驱动装置示意图。

图5A与图5B表示图4的控制电路如何重新安排灰阶信号的顺序与极性。

图6与图7表示图4的点反转驱动装置如何输出灰阶信号。

图8与图9为根据本发明一实施例的源极驱动电路撷取灰阶信号的时序图。

图10为根据本发明一实施例的模拟式薄膜晶体管液晶显示面板之点反转驱动方法流程图。

主要元件标记说明

101：图像处理电路

102：时序控制器

103：源极驱动电路

401：图像处理电路

402：控制电路

403：源极驱动电路

1010～1040：流程图步骤

具体实施方式

图4为根据本发明一实施例的模拟式TFT LCD面板之点反转驱动装置示意图。图4的电路包括图像处理电路401、控制电路402、以及源极驱动电路403。而本实施例的点反转驱动装置是由控制电路402与源极驱动电路403组成。为了简化说明，先假设本实施例使用直流共同电压。

首先，图像处理电路401自图像信号410取出红、绿、蓝三原色的模拟灰阶信号Va、Vb、Vc。此时灰阶信号Va、Vb、Vc是依照线反转驱动方式改变极性。控制电路402接收灰阶信号Va、Vb、Vc，和图像处理电路401交换同步信号412。然后，控制电路402会重新安排灰阶信号Va、Vb、Vc的顺序与极性，成为灰阶信号Vo1～Vo3、Ve1～Ve3。

灰阶信号Vo1～Vo3、Ve1～Ve3的顺序排列如图5A所示，极性则如图5B所示。也就是说，控制电路402会将灰阶信号分成两个群组，第一群组包括面板的全体奇数数据线(data line)，对应灰阶信号Vo1～Vo3；第二群组则包括面板的全体偶数数据线，对应灰阶信号Ve1～Ve3。为了符合点反转驱动方式，第一群组和第二群组有相反的驱动极性。P表示正极性，N表示负极性。

源极驱动电路403除了接收来自控制电路402的控制信号411(细节后述)，也接收灰阶信号Vo1～Vo3、Ve1～Ve3。在本实施例中，一个图框的显示是分前后两个期间完成。在每一个图框的前半期间，控制电路402会输出第一群组的灰阶信号Vo1～Vo3至源极驱动电路403。源极驱动电路403会依次撷取灰阶信号Vo1～Vo3，然后输出灰阶信号Vo1～Vo3至第一群组的像素。另一方面，在每一个图框的后半期间，控制电路402会输出第二群组的灰阶信号Ve1～Ve3至源极驱动电路403。源极驱动电路403会依次撷取灰阶信号Ve1～Ve3，然后输出灰阶信号Ve1～Ve3至第二群组的像素。

上述过程中，灰阶信号在面板的位置分布就如图6所示，而其极性就如图7所示。其中，G1、G2表示面板中两条相邻的扫描线，而R、G、B分别表示对应红、绿、蓝三原色的次像素。P表示正极性，N表示负极性。由图6和图7可以看出，本实施例的特点在于源极驱动电路403在图框的前半期间只输出奇数数据线的灰阶信号(Vo1～Vo3)，而在图框的后半期间只输出偶数数据线的灰阶信号(Ve1～Ve3)。此外，在奇数数据线的灰阶信号中，奇数扫描线皆为正极性，偶数扫描线皆为负极性。反之，在偶数数据线的灰阶信号中，奇数扫描线皆为负极性，而偶数扫描线皆为正极性。所以，虽然源极驱动电路403始终是以线反转方式输出灰阶信号，整个图框的灰阶信号组合却是点反转方式。

本实施例的TFT LCD面板分辨率为480×234，使用三颗源极驱动电路芯片，图4的源极驱动电路403是其中的一个。每个像素由三个次像素组成。所以，每一个源极驱动电路负责输出480条数据线的灰阶信号，在图框的前半与后半期间各输出240条。

图8为图框的前半期间，本实施例的源极驱动电路撷取第一群组灰阶信号Vo1～Vo3的时序图。其中频率信号CLKH1是作为源极驱动电路撷取灰阶信号Vo1～Vo3的基准，而起始脉冲信号(start pulse)STH1则是用来通知源极驱动电路开始撷取灰阶信号Vo1～Vo3。本实施例的源极驱动电路是在起始脉冲信号STH1的正脉冲之后，开始在频率信号CLKH1的上升缘同时撷取Vo1～Vo3。源极驱动电路对于灰阶信号的撷取和输出都是以群组中的半条扫描线为单位。例如在前半期间，源极驱动电路会先撷取一整条扫描线的奇数次像素的灰阶信号，然后同时输出灰阶信号至所有奇数数据线。

另一方面，图9为图框的后半期间，本实施例的源极驱动电路撷取第二群组灰阶信号Ve1～Ve3的时序图。其中频率信号CLKH2是作为源极驱动电路撷取灰阶信号Ve1～Ve3的基准，而起始脉冲信号STH2则是用来通知源极驱动电路开始撷取灰阶信号Ve1～Ve3。同理，本实施例的源极驱动电路是在起始脉冲信号STH2的正脉冲之后，开始在频率信号CLKH2的上升缘同时撷取Ve1～Ve3。在后半期间，源极驱动电路会先撷取一整条扫描线的偶数次像素的灰阶信号，然后同时输出灰阶信号至所有偶数数据线。

频率信号CLKH1、CLKH2以及起始脉冲信号STH1、STH2都是来自图4的控制电路402，都包含在控制信号411当中。虽然本实施例的源极驱动电路是在频率信号的上升缘撷取灰阶数据，在本发明的其它实施例中，也可以在频率信号的下降缘撷取灰阶数据。

前面的说明是假设本实施例使用直流共同电压，实际上本实施例也可以使用交流共同电压。若使用交流共同电压，就如图3所示，共同电压会配合源极驱动器输出的灰阶信号的极性而改变。无论在第一或第二群组，当某一条扫描线的灰阶信号GS为正极性(P)时，共同电压VCOM会下降到电压VcomL，VcomL低于灰阶信号GS的电压。另一方面，当同一条扫描线的灰阶信号GS为负极性(N)时，共同电压VCOM会上升到电压VcomH，VcomH高于灰阶信号GS的电压。

本实施例的TFT LCD面板的扫描线数量为偶数，所以就如图7所示，每一个图框的前半期间的最后一条扫描线和后半期间的第一条扫描线极性相同，因此共同电压在这一段期间必须保持不变。同理，一个图框的后半期间的最后一条扫描线和下一个图框的前半期间的第一条扫描线极性相同，因此共同电压在这一段期间也必须保持不变。在本实施例中，图4的控制电路402会提供一个共同电压控制信号，然后由一个独立的放大电路(图4中未表示)放大共同电压控制信号而产生共同电压。

除了用于模拟式TFT LCD面板的点反转驱动装置外，本发明也提出一种用于模拟式TFT LCD面板的点反转驱动方法。图10为根据本发明一实施例的模拟式TFT LCD面板之点反转驱动方法流程图。这个实施例的方法流程就如同上一个实施例的驱动装置作业流程。

首先，在步骤1010接收来自于前级***之TFT LCD面板的灰阶信号。在步骤1020重新安排灰阶信号的顺序与极性，如同图4的控制电路402。接下来，在步骤1030，在每一图框的前半期间，以第一群组的扫描线为单位，输出第一群组的灰阶信号至第一群组的像素。并且在步骤1040，在每一个图框的后半期间，以第二群组的扫描线为单位，输出第二群组的灰阶信号至第二群组的像素。步骤1030和1040就是灰阶数据从图4的控制电路402、源极驱动电路403、一路传送到TFT LCD面板的像素的过程。至于两个群组的扫描线如何改变驱动极性以及共同电压如何配合等细节，前面的驱动装置实施例已经有详细说明，因此不再赘述。

本发明并不局限于以上实施例。举例而言，在前面的实施例中，第一群组包含面板的所有奇数扫描线，第二群组包含所有偶数扫描线，在其它实施例中，可以改成第一群组包含面板的所有偶数扫描线，而第二群组包含所有奇数扫描线。两个群组当中，扫描线的极性排列也可以改变，只要能组合出点反转驱动方式的极性排列即可。例如第一群组的第一条扫描线可改为负极性，而第二群组的第一条扫描线可改为正极性。另外，在前面的实施例中，控制电路一次输出三个次像素的灰阶信号(如Vo1～Vo3或Ve1～Ve3)，源极驱动电路也是一次撷取三个次像素的灰阶信号，实际上只要一次输出至少一个次像素的灰阶信号就足以实现本发明。

综上所述，本发明是将传统的时序控制器与源极驱动电路加以修改，以线反转方式接收灰阶数据，重新安排灰阶数据的顺序与极性之后，分两个群组将灰阶数据以线反转方式输出，结果会使同一个图框的灰阶数据以点反转方式排列。因为本发明在输出灰阶数据时还是以线反转方式，所以电路不需要如同真正的点反转驱动电路一般复杂，可以用较低成本达到点反转的显示质量。

虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与改进，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (15)

1.一种模拟式薄膜晶体管液晶显示面板之点反转驱动装置，其特征是包括：

控制电路，接收来自于前级***之薄膜晶体管液晶显示面板的灰阶信号，重新安排该灰阶信号的顺序与极性之后，在图框的前半期间输出第一群组的该灰阶信号，并且在该图框的后半期间输出第二群组的该灰阶信号；以及

源极驱动电路，撷取该控制电路输出的该灰阶信号，在该前半期间以该第一群组的扫描线为单位，输出该灰阶信号至该第一群组的像素，并且在该后半期间以该第二群组的扫描线为单位，输出该灰阶信号至该第二群组的像素；其中

该控制电路接收的该灰阶信号是依照线反转驱动方式改变极性；

该第一群组为该薄膜晶体管液晶显示面板的全体奇数数据线或全体偶数数据线；

该第二群组为该薄膜晶体管液晶显示面板的全体数据线扣除该第一群组；

在该第一群组的该灰阶信号中，奇数扫描线皆为第一极性，偶数扫描线皆为第二极性；

在该第二群组的该灰阶信号中，奇数扫描线皆为该第二极性，偶数扫描线皆为该第一极性。

2.根据权利要求1所述之模拟式薄膜晶体管液晶显示面板之点反转驱动装置，其特征是该第一极性为正极性与负极性的其中一个极性，若该第一极性为正极性，则该第二极性为负极性，若该第一极性为负极性，则该第二极性为正极性。

3.根据权利要求1所述之模拟式薄膜晶体管液晶显示面板之点反转驱动装置，其特征是该控制电路还输出第一频率信号与第二频率信号，该源极驱动电路在该前半期间以该第一频率信号为基准撷取该灰阶信号，该源极驱动电路在该后半期间以该第二频率信号为基准撷取该灰阶信号。

4.根据权利要求1所述之模拟式薄膜晶体管液晶显示面板之点反转驱动装置，其特征是该控制电路还输出第一起始脉冲信号与第二起始脉冲信号，该第一起始脉冲信号在该前半期间通知该源极驱动电路开始撷取该灰阶信号，该第二起始脉冲信号在该后半期间通知该源极驱动电路开始撷取该灰阶信号。

5.根据权利要求1所述之模拟式薄膜晶体管液晶显示面板之点反转驱动装置，其特征是该薄膜晶体管液晶显示面板的共同电压为直流电压。

6.根据权利要求1所述之模拟式薄膜晶体管液晶显示面板之点反转驱动装置，其特征是该薄膜晶体管液晶显示面板的共同电压为交流电压，当该源极驱动电路输出的该灰阶信号为该第一极性时，该共同电压为第一电压，当该源极驱动电路输出的该灰阶信号为该第二极性时，该共同电压为第二电压。

7.根据权利要求6所述之模拟式薄膜晶体管液晶显示面板之点反转驱动装置，其特征是该第一极性为正极性与负极性的其中一个极性，此外

若该第一极性为正极性，则该第二极性为负极性，该第一电压低于该灰阶信号的电压，该第二电压高于该灰阶信号的电压；

若该第一极性为负极性，则该第二极性为正极性，该第一电压高于该灰阶信号的电压，该第二电压低于该灰阶信号的电压。

8.根据权利要求6所述之模拟式薄膜晶体管液晶显示面板之点反转驱动装置，其特征是从该前半期间的最后一条扫描线到该后半期间的第一条扫描线，该共同电压保持不变，此外从该后半期间的最后一条扫描线到下一图框的前半期间的第一条扫描线，该共同电压亦保持不变。

9.根据权利要求6所述之模拟式薄膜晶体管液晶显示面板之点反转驱动装置，其特征是该控制电路还提供共同电压控制信号，而且该共同电压是由放大电路放大该共同电压控制信号而产生。

10.一种模拟式薄膜晶体管液晶显示面板之点反转驱动方法，其特征是包括下列步骤：

(a)接收来自于前级***之薄膜晶体管液晶显示面板的灰阶信号；

(b)重新安排该灰阶信号的顺序与极性；

(c)在图框的前半期间，以第一群组的扫描线为单位，输出该第一群组的该灰阶信号至该第一群组的像素；以及

(d)在该图框的后半期间，以第二群组的扫描线为单位，输出该第二群组的该灰阶信号至该第二群组的像素；其中

步骤(a)接收的该灰阶信号是依照线反转驱动方式改变极性；

该第一群组为该薄膜晶体管液晶显示面板的全体奇数数据线或全体偶数数据线；

该第二群组为该薄膜晶体管液晶显示面板的全体数据线扣除该第一群组；

在该第一群组的该灰阶信号中，奇数扫描线皆为第一极性，偶数扫描线皆为第二极性；

在该第二群组的该灰阶信号中，奇数扫描线皆为该第二极性，偶数扫描线皆为该第一极性。

11.根据权利要求10所述之模拟式薄膜晶体管液晶显示面板之点反转驱动方法，其特征是该第一极性为正极性与负极性的其中一个极性，若该第一极性为正极性，则该第二极性为负极性，若该第一极性为负极性，则该第二极性为正极性。

12.根据权利要求10所述之模拟式薄膜晶体管液晶显示面板之点反转驱动方法，其特征是该薄膜晶体管液晶显示面板的共同电压为直流电压。

13.根据权利要求10所述之模拟式薄膜晶体管液晶显示面板之点反转驱动方法，其特征是该薄膜晶体管液晶显示面板的共同电压为交流电压，当步骤(c)与(d)输出的该灰阶信号为该第一极性时，该共同电压为第一电压，当步骤(c)与(d)输出的该灰阶信号为该第二极性时，该共同电压为第二电压。

14.根据权利要求13所述之模拟式薄膜晶体管液晶显示面板之点反转驱动方法，其特征是该第一极性为正极性与负极性的其中一个极性，此外

若该第一极性为正极性，则该第二极性为负极性，该第一电压低于该灰阶信号的电压，该第二电压高于该灰阶信号的电压；

若该第一极性为负极性，则该第二极性为正极性，该第一电压高于该灰阶信号的电压，该第二电压低于该灰阶信号的电压。

15.根据权利要求13所述之模拟式薄膜晶体管液晶显示面板之点反转驱动方法，其特征是从该前半期间的最后一条扫描线到该后半期间的第一条扫描线，该共同电压保持不变，此外从该后半期间的最后一条扫描线到下一图框的前半期间的第一条扫描线，该共同电压亦保持不变。

Images