TWI391765B - 改善因亮度不均勻造成顯示痕跡的液晶顯示器以及其驅動方法 - Google Patents

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Chi Mao Hung
Ken Ming Chen
Yao Jen Hsieh
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Description

改善因亮度不均勻造成顯示痕跡的液晶顯示器以及其驅動方法
本發明係關於一種液晶顯示器以及其驅動方法，尤指一種改善因亮度不均勻造成直條狀顯示痕跡(Mura)的液晶顯示器以及其驅動方法。
功能先進的顯示器漸成為現今消費電子產品的重要特色，其中液晶顯示器已經逐漸成為各種電子設備如電視、行動電話、個人數位助理(PDA)、數位相機、電腦螢幕或筆記型電腦螢幕所廣泛應用具有高解析度彩色螢幕的顯示器。
請參閱第1圖，第1圖係先前技術之液晶顯示裝置之功能方塊圖。液晶顯示器10包含畫素陣列(pixel matrix)12、閘極驅動器(gate driver)14以及源極驅動器(source driver)16。畫素陣列12包含複數個分別代表紅綠藍(RGB)三原色的畫素構成。以一個1024×768解析度的畫素陣列12來說，共需要1024×768×3個畫素組合而成。閘極驅動器14經由掃描線G0-Gn輸出掃描訊號使得每一列的依序開啟，同時源極驅動器16則經由資料線S0-Sm輸出對應的資料訊號至一整列的畫素使其充電到各自所需的顯示電壓，以顯示不同的灰階。當同一列充電完畢後，閘極驅動器14便將該列的掃描訊號關閉，然後閘極驅動器14再輸出掃描訊號將下一列的畫素的電晶體打開，再由源極驅動器16對下一列的畫素進行充放電。如此依序下去，直到畫素陣列12的所有畫素都充電完成，再從第一列開始充電。
在目前的畫素陣列設計中，閘極驅動器14等效上係為移位暫存器(shift register)，其目的即每隔一固定間隔輸出掃描訊號至畫素陣列12。以一個1024×768解析度的畫素陣列12以及60Hz的更新頻率為例，每一個畫面(frame)的顯示時間約為1/60=16.67ms，所以每一個掃描訊號的脈波約為16.67ms/768=21.7μs；源極驅動器16會在這21.7μs的時間內，將畫素20充放電到所需的電壓，以顯示出相對應的灰階。
請參閱第1圖，第1圖係傳統使用半數源極驅動器(Half Source Driver，HSD)技術之液晶顯示器之畫素排列示意圖。由於傳統HSD架構的特性，造成與源極驅動器16直接相連和間接相連的電晶體，其充電次數會有所不同。以畫素T1-T8為例，在每一個畫面(frame)，直接與源極驅動器16相連接的畫素T1、T3、T6、T8將被充電兩次。而間接與源極驅動器16相連接的畫素T2、T4、T5、T7僅被充電一次。
請參閱第2圖，第2圖係繪示第1圖之畫素陣列12出現顯示痕跡之局部放大示意圖。由於畫素T1-T8電晶體充電的次數不同，使得畫素亮度不均勻造成顯示痕跡(Mura)的問題產生，尤其在顯示單一灰階畫面時，數條直條狀的顯示痕跡尤為明顯，而降低面板整體的影像品質。
有鑑於此，開發一種改善因亮度不均勻造成直條狀顯示痕跡的液晶顯示器，以解決先前技術的問題。
本發明之目的係提供一種液晶顯示器，其包括一畫素陣列。該畫素陣列包括平行設置的第一掃描線、第二掃描線以及第三掃描線，以及相交於該第一、第二與第三掃描線的資料線。兩第一畫素組鄰設於該資料線之同一側，且各第一畫素組包括第一畫素與第二畫素。而兩第二畫素組則鄰設於該資料線之另一側，且各該第二畫素組包括一第三畫素與一第四畫素。該第一畫素包括一第一主動元件，與該第二掃描線以及該資料線電性連接，該第二畫素包括一第二主動元件，與該第一掃描線以及該第一主動元件電性連接，該第三畫素包括一第三主動元件，與該第三掃描線以及該資料線電性連接，該第四畫素包括一第四主動元件，與該第二掃描線以及該第三主動元件電性連接。
依據本發明之一實施例，該液晶顯示器的驅動方法包含以下步驟：驅動該至少兩第二畫素組之一第二畫素組，並透過該資料線傳送一第一訊號於該第四畫素以及一第二訊號於該第三畫素。驅動該至少兩第二畫素組之另一第二畫素組，並透過該資料線傳送一第一訊號於該第四畫素以及一第二訊號於該第三畫素。驅動該至少兩第一畫素組之其中一第一畫素組，並透過該資料線傳送一第三訊號於該第二畫素以及一第四訊號於該第一畫素。驅動該至少兩第一畫素組之另一第一畫素組，並透過該資料線傳送一第三訊號於該第二畫素以及一第四訊號於該第一畫素。
依據本發明之另一實施例，該液晶顯示器的驅動方法包含以下步驟：驅動該至少兩第二畫素組之一第二畫素組，並透過該資料線傳送一第一訊號於該第四畫素。驅動其中一該第一畫素組之第一畫素，並透過該資料線傳送一第二訊號於該第一畫素。驅動該至少兩第二畫素組之該另一第二畫素組，並透過該資料線傳送一第三訊號於另一第四畫素。驅動該至少兩第二畫素組之一第三畫素，並透過該資料線傳送一第四訊號於該第三畫素。
為讓本發明之上述內容能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
請參閱第3圖，第3圖係本發明之液晶顯示器100之示意圖。液晶顯示器裝置100包含畫素陣列(pixel matrix)畫素陣列102、閘極驅動器(gate driver)104以及源極驅動器(source driver)106。畫素陣列畫素陣列102包含畫素陣列(pixel matrix)，而畫素陣列的每一個畫素包含三個分別代表紅綠藍(RGB)三原色的複數個畫素單元畫素構成。閘極驅動器104輸出掃描訊號，經由掃描線G0-Gn使得依序開啟每一列的畫素單元依序開啟，同時源極驅動器106則經由資料線S0-Sm輸出對應的資料訊號至一整列的畫素使其充電到各自所需的顯示電壓，以顯示不同的灰階。在本實施例中，畫素陣列102的畫素呈三角形排列(delta RGB)，並搭配鋸齒型直列交錯排列(Zigzag Pixel Design)型的半數源極驅動器技術。
為便於說明，畫素陣列102上僅擷取部份畫素陣列作為本實施例說明。畫素陣列包括平行設置的第一掃描線Gy、第二掃描線Gy+1、第三掃描線Gy+2、第四掃描線Gy+3以及第五掃描線Gy+4，以及相交於該第一、第二、第三、第四與第五掃描線Gy、Gy+1、Gy+2、Gy+3、Gy+4的資料線Sx。兩第一畫素組111、112鄰設於資料線Sx之同一側，且第一畫素組111包括第一畫素P11與第二畫素P12，第一畫素組112包括第一畫素P21與第二畫素P22。而兩第二畫素組121、122則鄰設於資料線Sx之另一側，且第二畫素組121包括第三畫素P13與第四畫素P14，第二畫素組122包括第三畫素P23與第四畫素P24。
第一畫素組111之第一畫素P11包括第一主動元件P1a，與第三掃描線Gy+2以及資料線Sx電性連接，第一畫素組111之第二畫素P12包括第二主動元件P2a，與第四掃描線Gy+3以及第一畫素P11之第一主動元件P1a電性連接，第一畫素組112之第一畫素P21包括第一主動元件P1b，與第四掃描線Gy+3以及資料線Sx電性連接，第一畫素組112之第二畫素P22包括第二主動元件P2b，與第五掃描線Gy+4以及第一畫素P21之第一主動元件P1b電性連接。第二畫素組121之第三畫素P13包括第三主動元件P3a，與第一掃描線Gy以及資料線Sx電性連接，第二畫素組121之第四畫素P14包括第四主動元件P4a，與第二掃描線Gy+1以及第三畫素P13之第三主動元件P3a電性連接，第二畫素組122之第三畫素P23包括第三主動元件P3b，與第二掃描線Gy+1以及資料線SX電性連接，第二畫素組122之第四畫素P24包括第四主動元件P4b，與第三掃描線Gy+2以及第三畫素P23之第三主動元件P3b電性連接。且第一畫素組與第二畫素組係沿著資料線Sx，依序兩兩排列在資料線Sx之不同側。以第3圖為例，沿著資料線Sx，由上而下(遠離源極驅動器106之方向)，分別為排列在資料線Sx左側(較接近閘極驅動器104之一側)的第二畫素組121、122，以及排列在資料線Sx右側(較接近閘極驅動器104之另一側)的第一畫素組111、112，其他部份請依此類推此處將不再贅述。
請一併參閱第3圖和第4圖，第4圖係本發明之驅動第3圖之液晶顯示器之驅動方式之流程圖。本發明之方法包含如下之步驟：步驟402：驅動第二畫素組121，並透過資料線Sx傳送一第一訊號於第四畫素P14以及一第二訊號於第三畫素P13。
步驟404：驅動第二畫素組122，並透過資料線Sx傳送該第一訊號於第四畫素P24以及該第二訊號於第三畫素P23。
步驟406：驅動第一畫素組111，並透過資料線Sx傳送一第三訊號於第二畫素P12以及一第四訊號於第一畫素P11。
步驟408：驅動第一畫素組112，並透過資料線Sx傳送一第三訊號於第二畫素P22以及一第四訊號於第一畫素P21。
其中，在步驟402和404中，傳送到第四畫素P14與P24的第一訊號，較佳係為相同的訊號，但是該領域具有通常知識者也可以根據實際上之需求而提供第四畫素P14與P24不同的訊號，本發明不以為限。相同地，在步驟402和404中，傳送到第三畫素P13與P23的第二訊號、在步驟406和408中，傳送到第二畫素P12與在步驟406和408中，P22的第三訊號與傳送到第一畫素P11與P21的第四訊號。
閘極驅動器104首先經由掃描線Gy、Gy+1傳送掃描訊號，使得第二畫素組121的主動元件P3a、P4a開啟，此時源極驅動器106經過資料線Sx傳送一第一訊號經過開啟的主動元件P3a、P4a而傳送至第四畫素P14(步驟402)，此時第三畫素P13和第四畫素P14皆依據第一訊號顯示灰階，接著經由掃描線Gy傳送掃描訊號，使得第二畫素組121的主動元件P3a開啟，此時源極驅動器106經過資料線Sx傳送一第二訊號經過開啟的主動元件P3a而傳送至第三畫素P13。接著，閘極驅動器104首先經由掃描線Gy+1、Gy+2傳送掃描訊號，使得第二畫素組122的主動元件P3b、P4b開啟，此時源極驅動器106經過資料線Sx傳送一第一訊號經過開啟的主動元件P3b、P4b而傳送至第四畫素P24(步驟404)，此時第三畫素P23和第四畫素P24皆依據第一訊號顯示灰階，接著經由掃描線Gy+1傳送掃描訊號，使得第二畫素組122的主動元件P3b開啟，此時源極驅動器106經過資料線Sx傳送一第二訊號經過開啟的主動元件P3b而傳送至第三畫素P23。接著，閘極驅動器104首先經由掃描線Gy+2、Gy+3傳送掃描訊號，使得第一畫素組111的主動元件P1a、P2a開啟，此時源極驅動器106經過資料線Sx傳送一第三訊號經過開啟的主動元件P1a、P2a而傳送至第一畫素P12(步驟406)，此時第一畫素P11和第二畫素P12皆依據第三訊號顯示灰階，接著經由掃描線Gy+2傳送掃描訊號，使得第一畫素組11的主動元件P1a開啟，此時源極驅動器106經過資料線Sx傳送一第四訊號經過開啟的主動元件P1a而傳送至第一畫素P11。接著，閘極驅動器104首先經由掃描線Gy+3、Gy+4傳送掃描訊號，使得第一畫素組112的主動元件P1b、P2b開啟，此時源極驅動器106經過資料線Sx傳送一第三訊號經過開啟的主動元件P1b、P2b而傳送至第一畫素P22(步驟408)，此時第一畫素P21和第二畫素P22皆依據第三訊號顯示灰階，接著經由掃描線Gy+3傳送掃描訊號，使得第一畫素組112的主動元件P1b開啟，此時源極驅動器106經過資料線Sx傳送一第四訊號經過開啟的主動元件P1b而傳送至第一畫素P21。透過上述機制，直到畫素陣列102的所有畫素都充電完成，再從第一列開始充電。請參閱第3圖以及第5圖，第5圖係繪示第3圖之畫素陣列102出現顯示痕跡之局部放大示意圖。在一個顯示畫面過程中，直接連接於資料線Sx的畫素P11、P21、P13、P23會被充電兩次，而間接連接於資料線Sx的畫素P12、P22、P14、P24，則僅被充電一次。所以在單一灰階的顯示畫面時，畫素陣列102呈現的顯示痕跡如第5圖所示乃呈現棋盤格狀。在人眼的視覺下，棋盤格的顯示痕跡在空間上並不像先前技術畫素陣列12呈現直條狀的顯示痕跡較為明顯。
請一併參閱第3圖和第6圖，第6圖係本發明之驅動第3圖之液晶顯示器之另一驅動方式之流程圖。本發明之方法包含如下之步驟：步驟602：驅動第二畫素組121，並透過資料線Sx傳送一第一訊號於第四畫素P14。
步驟604：驅動第一畫素組114，並透過資料線Sx傳送一第二訊號於於第一畫素P41。
步驟606：驅動第二畫素組122，並透過資料線Sx傳送一第三訊號於第四畫素P24。
步驟608：驅動第二畫素組121，並透過資料線Sx傳送一第四訊號於第三畫素P13。
其中，在步驟602中，在傳送第一訊號到第四畫素P14的過程中，需同時透過掃描線Gy和Gy+1傳送掃瞄訊號以開啟第三主動元件P3a以及第四主動元件P4a。在步驟606中，在傳送第三訊號到第四畫素P24的過程中，需同時透過掃描線Gy+1和Gy+2傳送掃瞄訊號以開啟第三主動元件P3b以及第四主動元件P4b。
閘極驅動器104首先經由掃描線Gy、Gy+1傳送掃描訊號，使得第二畫素組121的主動元件P3a、P4a開啟，此時源極驅動器106經過資料線Sx傳送一第一訊號經過開啟的主動元件P3a、P4a而傳送至第四畫素P14(步驟602)，此時第三畫素P13和第四畫素P14皆依據第一訊號顯示灰階。接著經由掃描線Gy-1傳送掃描訊號，使得第一畫素組114的主動元件P1d開啟，此時源極驅動器106經過資料線Sx傳送一第二訊號經過開啟的主動元件P1d而傳送至第一畫素P41(步驟604)，此時第一畫素P41依據第二訊號顯示灰階。閘極驅動器104再經由掃描線Gy+1、Gy+2傳送掃描訊號，使得第二畫素組122的主動元件P3b、P4b開啟，此時源極驅動器106經過資料線Sx傳送一第三訊號經過開啟的主動元件P3b、P4b而傳送至第四畫素P24(步驟606)，此時第三畫素P23和第四畫素P24皆依據第三訊號顯示灰階。接著經由掃描線Gy傳送掃描訊號，使得第二畫素組121的主動元件P3a開啟，此時源極驅動器106經過資料線Sx傳送一第四訊號經過開啟的主動元件P3a而傳送至第三畫素P13。
同樣地，接下來閘極驅動器104經由掃描線Gy+3、Gy+2傳送掃描訊號，使得第一畫素組111的主動元件P2a、P1a開啟，此時源極驅動器106經過資料線Sx傳送第五訊號經過開啟的主動元件P2a、P1a而傳送至第二畫素P12，此時第一畫素P11和第二畫素P12皆依據第五訊號顯示灰階。接著經由掃描線Gy+2傳送掃描訊號，使得第二畫素組122的主動元件P3b開啟，此時源極驅動器106經過資料線Sx傳送一第六訊號經過開啟的主動元件P3b而傳送至第三畫素P23，此時第三畫素P23依據第六訊號顯示灰階。閘極驅動器104再經由掃描線Gy+3、Gy+4傳送掃描訊號，使得第一畫素組112的主動元件P1b、P2b開啟，此時源極驅動器106經過資料線Sx傳送一第七訊號經過開啟的主動元件P1b、P2b而傳送至第二畫素P22，此時第一畫素P21和第二畫素P22皆依據第七訊號顯示灰階。接著經由掃描線Gy+2傳送掃描訊號，使得第一畫素組111的主動元件P1a開啟，此時源極驅動器106經過資料線Sx傳送一第八訊號經過開啟的主動元件P1a而傳送至第一畫素P11。
透過上述機制，直到畫素陣列102的所有畫素都充電完成，再從第一列開始充電。不論採用第4圖或是第6圖所示之驅動方式，在一個顯示畫面過程中，直接連接於資料線Sx的畫素P11、P21、P13、P23、P31、P41會被充電兩次，而間接連接於資料線Sx的畫素P12、P22、P14、P24、P32、P42，則僅被充電一次。所以在單一灰階的顯示畫面時，畫素陣列102呈現的顯示痕跡如第5圖所示乃呈現棋盤格狀。在入眼的視覺下，本發明之畫素陣列102的棋盤格的顯示痕跡在空間上並不像先前技術畫素陣列12呈現直條狀的顯示痕跡明顯。
綜上所述，本發明之液晶顯示器所使用的畫素陣列架構在入眼的視覺下，因為棋盤格的顯示痕跡較直條狀顯示痕跡較為模糊，所以得以在視覺上改善先前技術利用鋸齒型直列交錯排列型的半數源極驅動器技術架構下造成的垂直顯示痕跡，使其感知的畫面缺陷較不明顯。
雖然本發明已用較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與修改，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10、100．．．液晶顯示裝置
12、102．．．畫素陣列
14、104．．．閘極驅動器
16、106．．．源極驅動器
Sx、Sm．．．資料線
Gy-Gn．．．掃描線
111、112．．．第一畫素組
121、122．．．第二畫素組
P1a、P1b．．．主動元件
P2a、P2b．．．主動元件
P3a、P3b．．．主動元件
P4a、P4b．．．主動元件
P11、P12．．．畫素
P21、P22．．．畫素
P13、P14．．．畫素
P23、P24．．．畫素
T1-T8．．．畫素
P31、P32．．．畫素
P41、P42．．．畫素
P1c、P1d．．．主動元件
P2c、P2d．．．主動元件
第1圖係傳統使用半數源極驅動器技術之液晶顯示器之畫素排列示意圖。
第2圖係繪示第1圖之畫素陣列出現顯示痕跡之局部放大示意圖。
第3圖係本發明之液晶顯示器之示意圖。
第4圖係本發明之驅動第3圖之液晶顯示器之驅動方式之流程圖。
第5圖係繪示第3圖之畫素陣列出現顯示痕跡之局部放大示意圖。
第6圖係本發明之驅動第3圖之液晶顯示器之另一驅動方式之流程圖。
100．．．液晶顯示器
102．．．畫素陣列
104．．．閘極驅動器
106．．．源極驅動器
Sx、Sm．．．資料線
Gy-Gn．．．掃描線
111、112．．．第一畫素組
121、122．．．第二畫素組
P1a、P1b．．．主動元件
P2a、P2b．．．主動元件
P3a、P3b．．．主動元件
P4a、P4b．．．主動元件
P11、P12．．．畫素
P21、P22．．．畫素
P13、P14．．．畫素
P23、P24．．．畫素
P31、P32．．．畫素
P41、P42．．．畫素
P1c、P1d．．．主動元件
P2c、P2d．．．主動元件

Claims (4)

  1. 一種用來驅動液晶顯示器之驅動方法，該液晶顯示器包括一畫素陣列，該畫素陣列包括：一第一掃描線、一第二掃描線以及一第三掃描線，其平行設置；一資料線，其相交於該第一、第二與第三掃描線；至少兩第一畫素組，鄰設於該資料線之同一側，且各該第一畫素組包括一第一畫素與一第二畫素；以及至少兩第二畫素組，鄰設於該資料線之另一側，且各該第二畫素組包括一第三畫素與一第四畫素；其中該第一畫素包括一第一主動元件，與該第一掃描線以及該資料線電性連接，該第二畫素包括一第二主動元件，與該第二掃描線以及該第一主動元件電性連接，該第三畫素包括一第三主動元件，與該第二掃描線以及該資料線電性連接，該第四畫素包括一第四主動元件，與該第三掃描線以及該第三主動元件電性連接；該驅動方法包括：驅動該至少兩第二畫素組之一第二畫素組，並透過該資料線傳送一第一訊號於該第四畫素以及一第二訊號於該第三畫素；驅動該至少兩第二畫素組之另一第二畫素組，並透過該資料線傳送一第一訊號於該第四畫素以及一第二訊號於該第三畫素；驅動該至少兩第一畫素組之其中一第一畫素組，並透過該資料線傳送一第三訊號於該第二畫素以及一第四訊號於該第一畫素；以及驅動該至少兩第一畫素組之另一第一畫素組，並透過該資料線傳送一第三訊號於該第二畫素以及一第四訊號於該第一畫素。
  2. 一種用來驅動畫素陣列之驅動方法，該畫素陣列包括： 一第一掃描線、一第二掃描線以及一第三掃描線，其平行設置；一資料線，其相交於該第一、第二與第三掃描線；至少兩第一畫素組，鄰設於該資料線之同一側，且各該第一畫素組包括一第一畫素與一第二畫素；以及至少兩第二畫素組，鄰設於該資料線之另一側，且各該第二畫素組包括一第三畫素與一第四畫素；其中該第一畫素包括一第一主動元件，與該第一掃描線以及該資料線電性連接，該第二畫素包括一第二主動元件，與該第二掃描線以及該第一主動元件電性連接，該第三畫素包括一第三主動元件，與該第二掃描線以及該資料線電性連接，該第四畫素包括一第四主動元件，與該第三掃描線以及該第三主動元件電性連接；該驅動方法包括：驅動該至少兩第二畫素組之一第二畫素組，並透過該資料線傳送一第一訊號於該第四畫素；驅動其中一該第一畫素組之第一畫素，並透過該資料線傳送一第二訊號於該第一畫素；驅動該至少兩第二畫素組之該另一第二畫素組，並透過該資料線傳送一第三訊號於另一第四畫素；驅動該至少兩第二畫素組之一第三畫素，並透過該資料線傳送一第四訊號於該第三畫素。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之畫素陣列之驅動方法，其中該驅動該至少兩第二畫素組之一第二畫素組，係同時提供該第三主動元件與該第四主動元件一掃描訊號。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之畫素陣列之驅動方法，驅動該至少兩第二畫素組之該另一第二畫素組，係同時提供該另一第三主動元件與該另一第四主動元件一掃描訊號。
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