TWI404039B - 液晶顯示裝置 - Google Patents

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Description

液晶顯示裝置
本發明係關於一種能夠提高顯示品質之液晶顯示裝置。
主動矩陣型液晶顯示裝置使用薄膜電晶體(thin film transistor；TFT)作為開關元件顯示電影。因為主動矩陣型液晶顯示裝置外形薄，所以主動矩陣型液晶顯示裝置已經實施於電視以及例如辦公設備與電腦等攜帶式裝置之顯示裝置中。因此，陰極射線管(cathode ray tubes；CRT)迅速地被主動矩陣型液晶顯示裝置所替代。
液晶顯示裝置依照反向方式被驅動，其中鄰接液晶盒之極性被反向且鄰接液晶盒之極性每隔1個框週期被反向，從而減少直流(direct current；DC)偏移並且減少液晶劣化。如果主要是具有預定極性之資料電壓長時間被供應至液晶盒，則可能出現影像殘留(image sticking)。當複數個液晶盒被反覆充電至具有相同極性之資料電壓時，產生的影像殘留被稱為直流影像殘留。例如，當資料電壓依照交錯方式被供應至液晶盒(the liquid crystal cells)時，出現直流影像殘留。依照交錯方式，資料電壓在奇數號框週期期間被供應至奇數號水平線之液晶盒，資料電壓在偶數號框週期期間被供應至偶數號水平線之液晶盒。作為直流影像殘留之另一例子，如果相同的影像依照一定速度運動或翻捲，相同極性的電壓根據翻捲影像之大小與翻捲速度(運動速度)之間的關係被重複累積於液晶盒上。因此，可能出現直流影像殘留。與本發明對應之韓國專利申請號10-2007-035126(2007. 4. 10)、10-2007-0004251(2007. 1. 15)、10-2007-0004246(2007. 1. 15)、10-2007-0008895(2007. 1. 29)、10-2007-0037936(2007. 4. 18)、10-2007-0047787(2007. 5. 16)、10-2007-0053959(2007. 6. 1)、10-2007-0052679(2007. 5. 30)、10-2007-0062238(2007. 6. 25)與10-2006-0064561(2007. 6. 28)以及美國專利申請號12/003,585(2007. 12. 28)、12/003,666(2007. 12. 28)與12/003,746(2007. 12. 31)中詳細揭露了降低直流影像殘留與閃爍之極性控制方法之例子，這些發明專利以全文引用之方式並入本文。
業界已經發展面板(以下被稱為雙速率驅動(double rate driving；DRD)面板)以降低液晶顯示裝置之電路成本，面板中透過連接相同顯示線上的鄰接薄膜電晶體至相同的資料線，資料驅動電路之資料線之數目與輸出通道之數目被減少。應用上述極性控制方法至包含雙速率驅動面板之液晶顯示裝置，依照獲得的試驗結果，出現30赫之閃爍、列方向之閃爍、行方向之閃爍、異常呈現紅、綠與藍色其中之一之色彩失真等。因此，甚至在包含雙速率驅動面板之液晶顯示裝置中，也需要能夠降低直流影像殘留、閃爍、色彩失真之技術。
本發明實施例提供一種能夠提高顯示品質之液晶顯示裝置。
一方面，一種液晶顯示裝置包含：液晶顯示面板，包含液晶顯示面板之上基板與下基板之間的液晶層，依照m/2條資料線與2n條閘極線之交叉結構排列為矩陣形式之m×n個液晶盒，以及分別連接至m×n個液晶盒之薄膜電晶體，其中m與n為正整數；資料驅動電路，供應資料電壓至資料線以回應極性控制訊號；閘極驅動電路，順序地供應閘極脈衝至閘極線；以及極性控制訊號(POL邏輯電路)，用以控制極性控制訊號(polarity control signal；POL)，這樣極性控制訊號之相位每一框週期改變。
液晶盒包含：第一液晶盒，位於奇數號資料線之左側上；第二液晶盒，位於奇數號資料線之右側上；第三液晶盒，位於偶數號資料線之左側上；以及第四液晶盒，位於偶數號資料線之右側上。
薄膜電晶體包含：第一薄膜電晶體，供應奇數號資料線之資料電壓至第一液晶盒之畫素電極，以回應被供應至奇數號閘極線之第一閘極脈衝；第二薄膜電晶體，供應奇數號資料線之資料電壓至第二液晶盒之畫素電極，以回應被供應至偶數號閘極線之第二閘極脈衝；第三薄膜電晶體，供應偶數號資料線之資料電壓至第三液晶盒之畫素電極，以回應第二閘極脈衝；以及第四薄膜電晶體，供應偶數號資料線之資料電壓至第四液晶盒之畫素電極，以回應第一閘極脈衝。
極性控制訊號邏輯電路順序地輸出第一至第四極性控制訊號以產生極性控制訊號。
極性控制訊號邏輯電路順序地完成以下作業，在第(4i+1)框週期期間產生第一極性控制訊號之作業，在第(4i+2)框週期期間產生第二極性控制訊號之作業，在第(4i+3)框週期期間產生第三極性控制訊號之作業，在第(4i+4)框週期期間產生第四極性控制訊號之作業，其中第二極性控制訊號之相位與第一極性控制訊號之相位不同，第三極性控制訊號之相位與該第一極性控制訊號之相位相反，第四極性控制訊號之相位與第二極性控制訊號之相位相反，其中i為包含零之正整數。
依照指定順序，第一極性控制訊號包含1/2水平週期之高邏輯位準、1/2水平週期之低邏輯位準、1/2水平週期之高邏輯位準、1水平週期之低邏輯位準、1/2水平週期之高邏輯位準、1/2水平週期之低邏輯位準以及1/2水平週期之高邏輯位準。依照指定順序，第二極性控制訊號包含1/2水平週期之高邏輯位準、1水平週期之低邏輯位準、1/2水平週期之高邏輯位準、1/2水平週期之低邏輯位準、1水平週期之高邏輯位準以及1/2水平週期之低邏輯位準。
現在將結合附圖之例子對本發明的較佳實施方式作詳細說明。
如「第1圖」與「第2圖」所示，本發明實施例之液晶顯示裝置包含液晶顯示面板100、時序控制器101、極性控制訊號邏輯電路102、資料驅動電路103以及閘極驅動電路104。
液晶顯示面板100包含彼此相對放置的上玻璃基板與下玻璃基板，液晶層被放置於上玻璃基板與下玻璃基板之間。液晶顯示面板100包含用以顯示視訊資料之畫素陣列10。畫素陣列10包含m×n個液晶盒Clc，依照液晶顯示面板100之m/2條資料線D1至Dm/2與2n條閘極線G1至G2n之交叉結構排列為矩形形式，其中m與n為正整數。m×n個液晶盒Clc包含m行(columns)(或m條垂直顯示線)與n列(lines)(或n條水平顯示線)，其中液晶盒Clc沿資料線方向排列於m行上，液晶盒Clc沿閘極線方向排列於n列上。依照透過薄膜電晶體被應用至畫素電極1之資料電壓與透過薄膜電晶體被應用至共同電極2之共同電壓Vcom之間的差值所產生的電場，畫素陣列10之m×n個液晶盒Clc被充電至資料電壓，然後使用儲存電容器Cst保持此資料電壓一預定時間週期，從而顯示影像。
畫素陣列10包含m/2條資料線D1至Dm/2、2n條閘極線G1至G2n、m×n個畫素電極1、分別連接畫素電極1之m×n個薄膜電晶體，以及分別連接畫素電極1之m×n儲存電容器Cst。相同列之左右側上的鄰接薄膜電晶體連接相同的資料線。薄膜電晶體與資料線之間的連接結構如「第2圖」所示。連接閘極線G1至G2n之閘極驅動電路104直接地形成於液晶顯示面板100之下玻璃基板之非顯示表面上，位於畫素陣列10之外部。這種情況下，畫素陣列10與閘極驅動電路104透過相同的薄膜製程同時形成於液晶顯示面板100之下玻璃基板上。
黑色矩陣、彩色濾光片與共同電極2形成於液晶顯示面板100之上玻璃基板上。共同電極2以垂直電場驅動方式例如扭轉向列(twisted nematic；TN)模式與垂直配向(vertical alignment；VA)模式形成於上玻璃基板上。共同電極2與畫素電極1依照水平電場驅動方式例如水平電場切換(in-plane switching；IPS)模式與邊緣電場切換(fringe field switching；FFS)模式形成於下玻璃基板上。
偏光板分別接合至液晶顯示面板100之上下玻璃基板。用以設定液晶之預傾角之配向層分別形成於上下玻璃基板上。
實施例可應用之液晶顯示面板100可以依照任意液晶模式以及扭轉向列、垂直配向、水平電場切換與邊緣電場切換被實施。實施例之液晶顯示裝置可以被實施例為任意類型的液晶顯示裝置，包含背景光式液晶顯示裝置、半穿透/反射式(transflective)液晶顯示裝置以及反射式液晶顯示裝置。背景光式液晶顯示裝置與半穿透/反射式液晶顯示裝置中需要背光單元。背光單元可以被實施為側光式背光單元或直射式背光單元。在側光式背光單元中，複數個光源相對導光板之側面被放置，複數個光片被放置於液晶顯示面板100與導光板之間。在直射式背光單元中，複數個光片與一擴散板被堆疊於液晶顯示面板100下方，複數個光源被放置於擴散板下方。背光單元之光源使用熱陰極螢光燈(hot cathode fluorescent lamp；HCFL)、冷陰極螢光燈(cold cathode fluorescent lamp；CCFL)、外部電極螢光燈(external electrode fluorescent lamp；EEFL)與發光二極體(light emitting diode；LED)其一或至少其二。
「第2圖」中，放置於每一奇數號資料線D1、D3、...、Dm/2-1左側上之液晶盒Cls與薄膜電晶體分別被稱為第一液晶盒與第一薄膜電晶體T1，放置於每一奇數號資料線D1、D3、...、Dm/2-1右側上之液晶盒Cls與薄膜電晶體分別被稱為第二液晶盒與第二薄膜電晶體T2，放置於每一偶數號資料線D2、D4、...、Dm/2左側上之液晶盒Cls與薄膜電晶體分別被稱為第三液晶盒與第三薄膜電晶體T3，以及放置於每一偶數號資料線D2、D4、...、Dm/2右側上之液晶盒Cls與薄膜電晶體分別被稱為第四液晶盒與第四薄膜電晶體T4。
每一第一薄膜電晶體T1供應奇數號資料線D1、D3、...、Dm/2-1之資料電壓至每一第一液晶盒之畫素電極1，以回應奇數號閘極線G1、G3、...、G2n-1之閘極脈衝(或掃描脈衝)。對於以上作業，在每一第一薄膜電晶體T1中，閘電極連接奇數號閘極線G1、G3、...、G2n-1，汲電極連接奇數號資料線D1、D3、...、Dm/2-1，以及源電極連接每一第一液晶盒之畫素電極1。每一第二薄膜電晶體T2供應奇數號資料線D1、D3、...、Dm/2-1之資料電壓至每一第二液晶盒之畫素電極1，以回應偶數號閘極線G2、G4、...、G2n之閘極脈衝。對於以上作業，在每一第二薄膜電晶體T2中，閘電極連接偶數號閘極線G2、G4、...、G2n，汲電極連接奇數號資料線D1、D3、...、Dm/2-1，源電極連接每一第二液晶盒之畫素電極1。每一第三薄膜電晶體T3供應偶數號資料線D2、D4、...、Dm/2之資料電壓至每一第三液晶盒之畫素電極1，以回應偶數號閘極線G2、G4、...、G2n之閘極脈衝。對於以上作業，在每一第三薄膜電晶體T3中，閘電極連接偶數號閘極線G2、G4、...、G2n，汲電極連接偶數號資料線D2、D4、...、Dm/2，以及源電極連接每一第三液晶盒之畫素電極1。每一第四薄膜電晶體T4供應偶數號資料線D2、D4、...、Dm/2之資料電壓至每一第四液晶盒之畫素電極1，以回應奇數號閘極線G1、G3、...、G2n-1之閘極脈衝。對於以上作業，在每一第四薄膜電晶體T4中，閘電極連接奇數號閘極線G1、G3、...、G2n-1，汲電極連接偶數號資料線D2、D4、...、Dm/2，以及源電極連接每一第四液晶盒之畫素電極1。
根據第一至第四薄膜電晶體T1至T4與資料線D1至Dm/2之間的連接關係，連接奇數號資料線D1、D3、...、Dm/2-1之液晶盒之資料充電順序與連接偶數號資料線D2、D4、...、Dm/2之液晶盒之資料充電順序相逆。換言之，連接奇數號資料線D1、D3、...、Dm/2-1之液晶盒之資料充電順序(即，充電方向)與連接偶數號資料線D2、D4、...、Dm/2之液晶盒之資料充電順序(即，充電方向)彼此對稱。
如果資料電壓被供應至資料線D1至Dm/2，並且與資料電壓同步之閘極脈衝順序地被供應至閘極線G1至G2n，第(4i+1)(其中，“i”為包含零之正整數)行之第一液晶盒與第(4i+2)行之第二液晶盒分別放置於奇數號資料線D1、D3、...、Dm/2-1之左右側上，依照「第2圖」所示之Z形充電順序CS1順序地被充電至資料電壓。更特別地，位於第(i+1)列上之第(4i+1)行之第一液晶盒被充電至資料電壓，然後位於第(i+1)列上之第(4i+1)行之第一液晶盒之右側上的第(4i+2)行之第二液晶盒被充電為資料電壓。接下來，位於第(i+2)列上之第(4i+1)行之第一液晶盒被充電至資料電壓，然後位於第(i+2)列上方之第(4i+1)行之第一液晶盒右側上方之第(4i+2)行之第二液晶盒被充電至資料電壓。
如果資料電壓被供應至資料線D1至Dm/2，並且與資料電壓同步之閘極脈衝順序地被供應至閘極線G1至G2n，第(4i+3)行之第三液晶盒與第(4i+4)行之第四液晶盒分別位於偶數號資料線D2、D4、...、Dm/2之左右側上方，依照「第2圖」所示之反向Z形充電順序CS2順序地被充電至資料電壓。更特別地，第(i+1)列上放置的第(4i+4)行之第四液晶盒被充電至資料電壓，然後第(i+1)列上方之第(4i+4)行之第四液晶盒之左側上放置的第(4i+3)行之第三液晶盒被充電至資料電壓。接下來，第(i+2)列上放置的第(4i+4)行之第四液晶盒被充電至資料電壓，然後第(i+2)列上第(4i+4)行之第四液晶盒之左側上放置的第(4i+3)行之第三液晶盒被充電至資料電壓。
時序控制器101透過介面從系統電路板105接收時序訊號，例如垂直同步訊號Vsync、水平同步訊號Hsync、資料賦能訊號DE以及點時脈CLK，以產生控制訊號用於控制每一資料驅動電路103、閘極驅動電路104以及極性控制訊號邏輯電路102之作業時序，其中介面例如為低電壓差動訊號(low voltage differential signaling；LVDS)介面與最小化變遷差動訊號(transition minimized differential signaling；TMDS)介面。時序控制器101透過迷你低電壓差動訊號介面傳送串列數位視訊資料RGB至資料驅動電路103之源極驅動器積體電路。時序控制器101使用時序訊號Vsync、Hsync、DE與CLK產生用以控制資料驅動電路103之資料時序控制訊號以及用以控制閘極驅動電路104之閘極時序控制訊號。根據(60×j)赫之框頻率(其中“j”為等於或大於2的正整數)，時序控制器101乘以每一資料時序控制訊號與閘極時序控制訊號之頻率，這樣依照60赫(Hz)框頻率輸入的數位視訊資料可依照(60×j)赫之框頻率再現於液晶顯示面板100之畫素陣列10中。
時序控制器101輸出的控制訊號包含閘極開始脈衝(gate start pulse)GSP、閘極移位時脈(gate shift clock)GSC、閘極輸出賦能訊號(gate output enable signal)GOE、源極開始脈衝(source start pulse)SSP、源極取樣時脈(source sampling clock)SSC、源極輸出賦能訊號(source output enable signal)SOE以及參考極性控制訊號(reference polarity control signal)POL。閘極開始脈衝GSP表示顯示一個螢幕之1個垂直週期期間掃描作業之開始水平線。閘極移位時脈GSC係為時序控制訊號，被輸入閘極驅動電路104內部之移位電阻器以順序地移位閘極開始脈衝GSP。閘極移位時脈GSC包含與薄膜電晶體之開週期(on-period)對應之脈衝寬度。閘極輸出賦能訊號GOE表示閘極驅動電路104之輸出。源極開始脈衝SSP表示將顯示資料之1條水平線上的開始畫素。源極取樣時脈SSC表示基於上升邊緣與下降邊緣之資料驅動電路103內部之閂鎖之資料作業。源極輸出賦能訊號SOE表示資料驅動電路103之輸出。參考極性控制訊號POL表示將被供應至液晶顯示面板100之液晶盒Clc之資料電壓之極性。參考極性控制訊號POL之邏輯位準每“i’個水平週期被反向。如果時序控制器101透過迷你低電壓差動訊號介面傳送資料至資料驅動電路103，則省略源極開始脈衝SSP與源極取樣時脈SSC。
極性控制訊號邏輯電路102接收閘極開始脈衝GSP、源極輸出賦能訊號SOE以及參考極性控制訊號POL，以順序地輸出第一至第四極性控制訊號POL1至POL4。第一至第四極性控制訊號POL1至POL4各自包含不同的相位，從而避免影像殘留與閃爍。極性控制訊號邏輯電路102在每一框輸出相同的參考極性控制訊號POL。
資料驅動電路103在時序控制器101之控制下閂鎖數位視訊資料RGB。資料驅動電路103轉換閂鎖之數位視訊資料RGB為類比之正負伽馬補償電壓，以回應極性控制訊號邏輯電路102之第一至第四極性控制訊號POL1至POL4，從而產生正負資料電壓。資料驅動電路103供應正負資料電壓至資料線D1至Dm/2。
閘極驅動電路104包含複數個閘極驅動器積體電路。每一閘極驅動器積體電路包含移位電阻器、位準移位器以及輸出緩衝器，其中位準移位器用以移位此移位電阻器之輸出訊號為適合液晶盒之薄膜電晶體驅動之擺動寬度(swing width)，輸出緩衝器連接於位準移位器與閘極線G1至G2n之間。閘極驅動電路104順序地輸出與正負資料電壓同步之閘極脈衝，包含大約1/2水平週期之寬度。
極性控制訊號邏輯電路102可以被裝設於時序控制器101之內部或者資料驅動電路103之源極驅動器積體電路之內部。
系統電路板105包含廣播訊號接收電路、外部設備介面電路、圖形處理電路、記憶體等。系統電路板105從廣播訊號中擷取視訊資料或者從外部設備中擷取視訊來源，並且轉換視訊資料為數位視訊資料，以供應此數位視訊資料至時序控制器101。輸入系統電路板105之交錯廣播訊號在奇數號框週期期間僅僅存在於奇數號線路中，在偶數號框週期期間僅僅存在於偶數號線路中。因此，如果系統電路板105接收此交錯的廣播訊號，則系統電路板105使用系統電路板105之記憶體中儲存的資料之平均值或黑色資料值，在奇數號框週期期間產生偶數號線路之資料，在偶數號框週期期間產生奇數號線路之資料。系統電路板105供應數位視訊資料以及時序訊號Vsync、Hsync、DE與CLK至時序控制器101，且供應電源至模組電源電路(圖中未表示)。模組電源電路調整從系統電路板105接收之電壓，以產生驅動模組電源電路之數位電路所需之電壓以及液晶顯示面板100之驅動電壓。
「第3圖」與「第4圖」所示係為資料驅動電路103之源極驅動器積體電路之詳細電路圖。
如「第3圖」與「第4圖」所示，每一源極驅動器積體電路供應資料電壓至k條資料線D1至Dk，其中k為小於m/2之正整數。每一源極驅動器積體電路包含移位暫存器31、資料暫存器32、第一閂鎖33、第二閂鎖34、數位類比轉換器(DAC)35、電荷共享電路36以及輸出電路37。
移位暫存器31移位時序控制器101之源極取樣時脈SSC以產生取樣時脈。然後，源極驅動器積體電路之移位暫存器31傳送進位訊號CAR至下一源極驅動器積體電路之移位暫存器31。資料暫存器32暫時地儲存時序控制器101劃分之奇數數位視訊資料RGBodd與偶數數位視訊資料RGBeven，並且供應此奇數數位視訊資料RGBodd與偶數數位視訊資料RGBeven至第一閂鎖33。第一閂鎖33取樣且閂鎖此奇數數位視訊資料RGBodd與偶數數位視訊資料RGBeven，以回應從移位暫存器31順序接收之取樣時脈。然後，第一閂鎖33同時輸出閂鎖之奇數數位視訊資料RGBodd與偶數數位視訊資料RGBeven至第二閂鎖34。第二閂鎖34閂鎖從第一閂鎖33接收之數位視訊資料。然後，在源極輸出賦能訊號SOE之低邏輯週期期間，源極驅動器積體電路之第二閂鎖34與另一源極驅動器積體電路之第二閂鎖34同時輸出閂鎖之數位視訊資料。
如「第4圖」所示，數位類比轉換器35包含用以接收正伽馬參考電壓GH之P型解碼器41、用以接收負伽馬參考電壓GL之N型解碼器42以及多工器43，其中多工器43用以選擇P型解碼器41之輸出與N型解碼器42之輸出以回應極性控制訊號POL/POL1至POL4。P型解碼器41解碼從第二閂鎖34接收之數位視訊資料，以輸出與經過解碼之數位視訊資料之灰階對應之正伽馬補償電壓。N型解碼器42解碼從第二閂鎖34接收之數位視訊資料，以輸出與經過解碼之數位視訊資料之灰階對應之負伽馬補償電壓。多工器43交替地選擇正伽馬補償電壓與負伽馬補償電壓，以回應極性控制訊號POL/POL1至POL4，並且輸出選擇的正或負伽馬補償電壓作為類比正或/負資料電壓。電荷共享電路36在源極輸出賦能訊號SOE之高邏輯週期期間將資料驅動電路之鄰接資料輸出通道短路，以輸出鄰接資料電壓之平均值作為電荷共享電壓。不然，電荷共享電路36在源極輸出賦能訊號SOE之高邏輯週期期間供應共同電壓Vcom至資料輸出通道，以減少每一正資料電壓與負資料電壓之銳變化(sharp change)。輸出電路37包含緩衝器，以降低被供應至資料線D1至Dk之正/負資料電壓之訊號衰減，其中k為小於m/2之正整數。
「第5圖」與「第6圖」所示係為極性控制訊號邏輯電路102之詳細電路圖。「第7圖」所示係為極性控制訊號邏輯電路102順序輸出的第一至第四極性控制訊號POL1至POL4之波形圖。
如「第5圖」與「第6圖」所示，極性控制訊號邏輯電路102包含框計數器51、列計數器(line counter)52、極性控制訊號產生電路53以及多工器54。
框計數器51為閘極開始脈衝GSP計數以輸出框計數資訊(frame count information)Fcnt，其中閘極開始脈衝GSP在1個框週期期間產生一次並且隨著框週期之開始同時被產生，框計數資訊Fcnt表示待顯示於液晶顯示面板100上的影像的框週期數目。列計數器52為源極輸出賦能訊號SOE與閘極輸出賦能訊號GOE其中之一計數時脈，以輸出列計數資訊Lcnt，其中每一源極輸出賦能訊號SOE與閘極輸出賦能訊號GOE大約每1/2水平週期被產生，列計數資訊Lcnt表示待顯示於液晶顯示面板100上的水平週期之數目。時序控制器101之內部產生器產生的時脈被用作時序訊號，被供應至框計數器51與列計數器52。然而，因為時脈具有高頻率，時序控制器101與極性控制訊號邏輯電路102之間的電磁干擾(electromagnetic interference；EMI)增加。另一方面，因為閘極開始脈衝GSP與源極輸出賦能訊號SOE分別被輸入框計數器51與列計數器52，每一閘極開始脈衝GSP與源極輸出賦能訊號SOE包含之頻率比時脈之頻率低並且產生自時序控制器101之內部產生器，從而減少時序控制器101與極性控制訊號邏輯電路102之間的電磁干擾之增加。
極性控制訊號產生電路53包含第一極性控制訊號產生電路61、第二極性控制訊號產生電路62、第一與第二反向器63與64以及多工器65。如「第7圖」所示，在第一框週期期間，第一極性控制訊號產生電路61依照列計數資訊Lcnt雙態觸變(toggle)輸出訊號以產生第一極性控制訊號POL1，用以控制液晶盒Clc被充電之資料電壓之極性。第一極性控制訊號POL1依照指定順序包含1/2水平週期1/2H之高邏輯位準(+)、1/2水平週期1/2H之低邏輯位準(-)、1/2水平週期1/2H之高邏輯位準(+)、1水平週期1H之低邏輯位準(-)、1/2水平週期1/2H之高邏輯位準(+)、1/2水平週期1/2H之低邏輯位準(-)以及1/2水平週期1/2H之高邏輯位準(+)。在第三框週期期間，第一反向器63反向第一極性控制訊號POL1以產生第三極性控制訊號POL3，用以控制液晶盒Clc被充電之資料電壓之極性。在第二框週期期間，第二極性控制訊號產生電路62依照列計數資訊Lcnt雙態觸變輸出訊號以產生第二極性控制訊號POL2，用以控制液晶盒Clc被充電之資料電壓之極性。第二極性控制訊號POL2依照指定順序包含1/2水平週期1/2H之高邏輯位準(+)、1水平週期1H之低邏輯位準(-)、1/2水平週期1/2H之高邏輯位準(+)、1/2水平週期1/2H之低邏輯位準(-)、1水平週期1H之高邏輯位準(+)以及1/2水平週期1/2H之低邏輯位準(-)。在第四框週期期間，第二反向器64反向第二極性控制訊號POL2以產生第四極性控制訊號POL4，用以控制液晶盒Clc被充電之資料電壓之極性。
依照框計數資訊Fcnt，多工器65順序地完成第(4i+1)框週期期間第一極性控制訊號POL1之輸出、第(4i+2)框週期期間第二極性控制訊號POL2之輸出、第(4i+3)框週期期間第三極性控制訊號POL3之輸出，以及第(4i+4)框週期期間第四極性控制訊號POL4之輸出。
多工器54之控制終端連接極性控制訊號邏輯電路102之選項插腳(option pin)。接地位準電壓GND或電源電壓Vcc被應用至極性控制訊號邏輯電路102之選項插腳。多工器54選擇極性控制訊號產生電路53之極性控制訊號POL1至POL4或者參考極性控制訊號POL，以回應極性控制訊號邏輯電路102之選項插腳之電壓或選擇控制訊號SEL(如「第5圖」所示)。極性控制訊號邏輯電路102之選項插腳連接多工器54之控制終端，接地位準電壓GND或電源電壓Vcc選擇性地被應用至極性控制訊號邏輯電路102之選項插腳。例如，如果接地位準電壓GND被應用至極性控制訊號邏輯電路102之選項插腳，低邏輯位準之電壓被應用至多工器54之控制終端，因此多工器54輸出參考極性控制訊號POL。另一方面，如果電源電壓Vcc被應用至極性控制訊號邏輯電路102之選項插腳，高邏輯位準之電壓被應用至多工器54之控制終端。換言之，高邏輯位準'1'之選擇控制訊號SEL被應用至多工器54之控制終端，因此極性控制訊號產生電路53輸出第一至第四極性控制訊號POL1至POL4。選擇控制訊號SEL由系統電路板105或時序控制器101自動地被產生以回應透過使用者介面輸入的使用者選擇訊號或依照資料分析結果被產生。因此，多工器54作業以回應使用者選擇訊號或者依照資料分析結果作業。
「第8圖」所示係為第一框週期期間回應第一極性控制訊號POL1產生的資料電壓之例子之波形圖。
如「第8圖」所示，依照指定順序，資料驅動電路103順序地供應正資料電壓(+R,+G,+B)、負資料電壓(-R,-G,-B)、正資料電壓(+R,+G,+B)、負資料電壓(-R,-G,-B)、負資料電壓(-R,-G,-B)、正資料電壓(+R,+G,+B)、負資料電壓(-R,-G,-B)以及正資料電壓(+R,+G,+B)至奇數號資料線D1、D3、...、Dm/2-1，以回應第一極性控制訊號POL1。資料驅動電路103順序地供應資料電壓至偶數號資料線D2、D4、...、Dm/2，此資料電壓之極性與回應第一極性控制訊號POL1而供應至奇數號資料線D1、D3、...、Dm/2-1之資料電壓之極性相反。閘極驅動電路104順序地產生與正/負資料電壓同步之大約1/2水平週期之閘極脈衝。
每一第一電晶體T1供應奇數號資料線D1、D3、...、Dm/2-1之資料電壓至每一第一液晶盒之畫素電極1，以回應被供應至奇數號閘極線G1、G3、...、G2n-1之第一閘極脈衝。每一第二薄膜電晶體T2供應奇數號資料線D1、D3、...、Dm/2-1之資料電壓至每一第二液晶盒之畫素電極1，以回應被供應至偶數號閘極線G2、G4、...、G2n之第二閘極脈衝。每一第三薄膜電晶體T3供應偶數號資料線D2、D4、...、Dm/2之資料電壓至每一第三液晶盒之畫素電極1，以回應第二閘極脈衝。每一第四薄膜電晶體T4供應偶數號資料線D2、D4、...、Dm/2之資料電壓至每一第四液晶盒之畫素電極1，以回應第一閘極脈衝。
「第9圖」所示係為第一至第四框週期期間被充電至資料電壓之液晶盒Clc之資料極性，其中資料電壓之極性被控制以回應第一至第四極性控制訊號POL1至POL4。因為液晶盒Clc被充電至資料電壓，資料電壓之極性被控制以回應第一至第四極性控制訊號POL1至POL4，影像被顯示，其中幾乎不會出現直流影像殘留、閃爍與色彩失真。
以下參考「第10圖」、「第11圖」與「第12圖」描述實施例中透過減少交錯影像殘留與閃爍所獲得的效果。
假設交錯資料被顯示於液晶顯示面板上，供應至全部液晶盒Clc之資料電壓之極性依照與習知技術方式相同的方式每1個框週期被反向。在這種情況下，液晶盒Clc在奇數號框週期期間被充電為正資料電壓，在偶數號框週期期間被充電為負資料電壓。依照交錯方式，因為液晶盒Clc在奇數號框週期期間充電正資料電壓，在「第10圖」所示表格所指之4個框週期期間，液晶盒Clc之正資料電壓之電荷量比液晶盒Clc之負資料電壓之電荷量多很多。因此，當供應至全部液晶盒Clc之資料電壓之極性每1個框週期被反向且交錯資料被輸入至液晶顯示裝置時，因為供應至全部液晶盒之資料電壓之兩個極性其一絕對比另一極性多，所以出現直流影像殘留與閃爍。
在實施例中，使用各自包含不同相位之第一至第四極性控制訊號POL1至POL4，透過控制資料電壓之極性，可減少雙速率驅動(DRD)面板中的直流影像殘留、閃爍以及色彩失真。如「第7圖」、「第8圖」、「第9圖」、「第11圖」與「第12圖」所示，因為第一至第四極性控制訊號POL1至POL4之緣故，資料電壓之極性逆向循環(polarity inversion cycles)彼此不同，其中陰影液晶盒(以下稱為第一液晶盒)與陰影液晶盒之鄰接液晶盒(以下稱為第二液晶盒)被充電為此資料電壓。例如，如「第11圖」所示，雖然供應至第一液晶盒之資料電壓之極性在2個框週期期間未被反向並且保持相同狀態，但是供應至第二液晶盒之資料電壓之極性在2個框週期期間被反向一次。因此，在2個框週期期間透過為第一液晶盒充電相同極性的資料電壓，可避免直流影像殘留。此外，因為供應至第二液晶盒之資料電壓之極性在2個框週期期間被反向一次，所以第二液晶盒之空間頻率增加。因此，可避免閃爍。從「第12圖」可看出透過第一液晶盒得到的直流影像殘留之預防效果。當交錯資料被顯示於液晶顯示裝置上時，供應至第一液晶盒之資料電壓之極性每2個框週期被反向。由於供應至第一液晶盒之正資料電壓之電荷量與第一液晶盒之負資料電壓之電荷量之間的差值微乎其微，所以供應至第一液晶盒之資料電壓之兩個極性之一並不比另一極性占優勢。因此，即使交錯資料被顯示於液晶顯示裝置上，供應至液晶盒之資料電壓之兩個極性之一並不比另一極性占優勢。因此，不會出現直流影像殘留。
直流影像殘留可透過第一液晶盒被避免，但是因為相同極性之資料電壓每2個框週期被供應至液晶盒，所以可能出現閃爍。因為當第一液晶盒在兩個框週期期間被充電至相同極性之資料電壓時，第二液晶盒在兩個框週期期間被充電至不同極性之資料電壓，所以第二液晶盒之空間頻率增加。因此，當觀察者察看實施例之液晶顯示裝置時，觀察者幾乎不會感覺到閃爍。因為觀察者用對變化敏感之眼睛同時看到第一與第二液晶盒，所以觀察者將第二液晶盒之空間頻率認作第一液晶盒之空間頻率。
雙速率驅動面板可被配置為使得全部液晶盒依照「第13圖」所示之Z形充電順序被充電至資料電壓。此外，雙速率驅動面板可被配置為使得液晶盒依照「第14圖」所示之充電順序被充電至資料電壓。
在「第13圖」所示之雙速率驅動面板中，每一第一薄膜電晶體T1供應奇數號資料線D1、D3、...、Dm/2-1之資料電壓至位於每一奇數號資料線D1、D3、...、Dm/2-1之左側上之每一液晶盒之畫素電極1，以回應奇數號閘極線G1、G3、...、G2n-1之第一閘極脈衝。對於以上作業，在每一第一薄膜電晶體T1中，閘電極連接奇數號閘極線G1、G3、...、G2n-1，汲電極連接奇數號資料線D1、D3、...、Dm/2-1，源電極連接每一第一液晶盒之畫素電極1。每一第二薄膜電晶體T2供應奇數號資料線D1、D3、...、Dm/2-1之資料電壓至位於每一奇數號資料線D1、D3、...、Dm/2-1之右側上之每一第二液晶盒之畫素電極1，以回應偶數號閘極線G2、G4、...、G2n之第二閘極脈衝。對於以上作業，在每一第二薄膜電晶體T2中，閘電極連接偶數號閘極線G2、G4、...、G2n，汲電極連接奇數號資料線D1、D3、...、Dm/2-1，源電極連接每一第二液晶盒之畫素電極1。每一第三薄膜電晶體T3供應偶數號資料線D2、D4、...、Dm/2之資料電壓至位於每一偶數號資料線D2、D4、...、Dm/2之左側上方之每一第三液晶盒之畫素電極1，以回應奇數號閘極線G1、G3、...、G2n-1之第一閘極脈衝。對於以上作業，在每一第三薄膜電晶體T3中，閘電極連接奇數號閘極線G1、G3、...、G2n-1，汲電極連接偶數號資料線D2、D4、...、Dm/2，源電極連接每一第三液晶盒之畫素電極1。每一第四薄膜電晶體T4供應偶數號資料線D2、D4、...、Dm/2之資料電壓至位於每一偶數號資料線D2、D4、...、Dm/2之右側上的每一第四液晶盒之畫素電極1，以回應偶數號閘極線G2、G4、...、G2n之第二閘極脈衝。對於以上作業，在每一第四薄膜電晶體T4中，閘電極連接偶數號閘極線G2、G4、...、G2n，汲電極連接偶數號資料線D2、D4、...、Dm/2，源電極連接每一第四液晶盒之畫素電極1。
在「第14圖」所示之雙速率驅動面板中，每一第一薄膜電晶體T1供應第(4i+1)資料線D1、D5、...、Dm/2-3之資料電壓至位於每一第(4i+1)資料線D1、D5、...、Dm/2-3左側上的每一第一液晶盒之畫素電極1，以回應奇數號閘極線G1、G3、...、G2n-1之第一閘極脈衝。對於以上作業，在每一第一薄膜電晶體T1中，閘電極連接奇數號閘極線G1、G3、...、G2n-1，汲電極連接第(4i+1)資料線D1,D5,...,Dm/2-3，源電極連接每一第一液晶盒之畫素電極1。每一第二薄膜電晶體T2供應第(4i+1)資料線D1、D5、...、Dm/2-3之資料電壓至位於每一第(4i+1)資料線D1、D5、...、Dm/2-3右側上的每一第二液晶盒之畫素電極1，以回應偶數號閘極線G2、G4、...、G2n之第二閘極脈衝。對於以上作業，在每一第二薄膜電晶體T2中，閘電極連接偶數號閘極線G2、G4、...、G2n，汲電極連接第(4i+1)資料線D1、D5、...、Dm/2-3，源電極連接每一第二液晶盒之畫素電極1。每一第三薄膜電晶體T3供應第(4i+2)資料線D2、D6、...、Dm/2-2之資料電壓至位於每一第(4i+2)資料線D2、D6、...、Dm/2-2左側上的每一第三液晶盒之畫素電極1，以回應偶數號閘極線G2、G4、...、G2n之第二閘極脈衝。對於以上作業，在每一第三薄膜電晶體T3中，閘電極連接偶數號閘極線G2、G4、...、G2n，汲電極連接第(4i+2)資料線D2、D6、...、Dm/2-2，源電極連接每一第三液晶盒之畫素電極1。每一第四薄膜電晶體T4供應第(4i+2)資料線D2、D6、...、Dm/2-2之資料電壓至位於每一第(4i+2)資料線D2、D6、...、Dm/2-2右側上的每一第四液晶盒之畫素電極1，以回應奇數號閘極線G1、G3、...、G2n-1之第一閘極脈衝。對於以上作業，在每一第四薄膜電晶體T4中，閘電極連接奇數號閘極線G1、G3、...、G2n-1，汲電極連接第(4i+2)資料線D2、D6、...、Dm/2-2，源電極連接每一第四液晶盒之畫素電極1。每一第五薄膜電晶體T5供應第(4i+3)資料線D3、D7、...、Dm/2-1之資料電壓至位於每一第(4i+3)資料線D3、D7、...、Dm/2-1左側上之每一第五液晶盒之畫素電極1，以回應偶數號閘極線G2、G4、...、G2n之第二閘極脈衝。對於以上作業，在每一第五薄膜電晶體T5中，閘電極連接偶數號閘極線G2、G4、...、G2n，汲電極連接第(4i+3)資料線D3、D7、...、Dm/2-1，源電極連接每一第五液晶盒之畫素電極1。每一第六薄膜電晶體T6供應第(4i+3)資料線D3、D7、...、Dm/2-1之資料電壓至位於每一第(4i+3)資料線D3、D7、...、Dm/2-1右側上的每一第六液晶盒之畫素電極1，以回應奇數號閘極線G1、G3、...、G2n-1之第一閘極脈衝。對於以上作業，在每一第六薄膜電晶體T6中，閘電極連接奇數號閘極線G1、G3、...、G2n-1，汲電極連接第(4i+3)資料線D3、D7、...、Dm/2-1，源電極連接每一第六液晶盒之畫素電極1。每一第七薄膜電晶體T7供應第(4i+4)資料線D4、D8、...、Dm/2之資料電壓至位於每一第(4i+4)資料線D4、D8、...、Dm/2左側上的每一第七液晶盒之畫素電極1，以回應奇數號閘極線G1、G3、...、G2n-1之第一閘極脈衝。對於以上作業，在每一第七薄膜電晶體T7中，閘電極連接奇數號閘極線G1、G3、...、G2n-1，汲電極連接第(4i+4)資料線D4、D8、...、Dm/2，源電極連接每一第七液晶盒之畫素電極1。每一第八薄膜電晶體T8供應第(4i+4)資料線D4、D8、...、Dm/2之資料電壓至位於每一第(4i+4)資料線D4、D8、...、Dm/2右側上的每一第八液晶盒之畫素電極1，以回應偶數號閘極線G2、G4、...、G2n之第二閘極脈衝。對於以上作業，在每一第八薄膜電晶體T8中，閘電極連接偶數號閘極線G2、G4、...、G2n，汲電極連接第(4i+4)資料線D4、D8、...、Dm/2，源電極連接每一第八液晶盒之畫素電極1。
「第13圖」與「第14圖」所示之雙速率驅動面板中，供應至液晶盒之資料電壓之極性被控制以回應「第7圖」所示之第一至第四極性控制訊號POL1至POL4或參考極性控制訊號POL。在「第13圖」與「第14圖」中，粗實線所示箭頭表示資料電壓之充電順序。
資料電壓之極性使用「第7圖」所示之極性控制訊號被控制，本發明藉由試驗可確認當此資料電壓被供應至雙速率驅動面板例如「第13圖」與「第14圖」所示之雙速率驅動面板時，直流影像殘留被減少。但是，在雙速率驅動面板中可觀察到30赫閃爍、列閃爍、行閃爍與紅色色彩失真。雙速率驅動面板包含「第2圖」、「第13圖」與「第14圖」所示之畫素陣列其中之一。然而，當資料電壓之極性使用「第7圖」所示之極性控制訊號被控制以減少直流影像殘留時，「第2圖」所示之畫素陣列在改善影像品質方面最具有優勢，因此「第2圖」所示之畫素陣列被應用至雙速率驅動面板較佳。
如上所述，實施例之液晶顯示裝置中，使用雙速率驅動面板減少資料線之數目與資料驅動電路之輸出通道之數目為1/2，可降低構成液晶顯示裝置之電路成本。此外，使用各自包含不同相位之極性控制訊號透過減少直流影像殘留、閃爍、色彩失真，可提高雙速率驅動面板之顯示品質。
雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍之內。更特別地，各種更動與修正可為本發明揭露、圖式以及申請專利範圍之內主題組合排列之組件部和/或排列。除了組件部和/或排列之更動與修正之外，本領域技術人員明顯還可看出其他使用方法。
1．．．畫素電極
2．．．共同電極
10．．．畫素陣列
100．．．液晶顯示面板
101．．．時序控制器
102．．．極性控制訊號邏輯電路
103．．．資料驅動電路
104．．．閘極驅動電路
105．．．系統電路板
31．．．移位暫存器
32．．．資料暫存器
33．．．第一閂鎖
34．．．第二閂鎖
35．．．數位類比轉換器
36．．．電荷共享電路
37．．．輸出電路
41．．．P型解碼器
42．．．N型解碼器
43．．．多工器
51．．．框計數器
52．．．列計數器
53．．．極性控制訊號產生電路
54．．．多工器
61．．．第一極性控制訊號產生電路
62．．．第二極性控制訊號產生電路
63．．．第一反向器
64．．．第二反向器
65．．．多工器
D1、D2、...、Dm/2．．．資料線
G1、G2、...、G2n．．．閘極線
GSP．．．閘極開始脈衝
GSC．．．閘極移位時脈
GOE．．．閘極輸出賦能訊號
SSP．．．源極開始脈衝
SSC．．．源極取樣時脈
SOE．．．源極輸出賦能訊號
POL．．．參考極性控制訊號
POL1…POL4．．．極性控制訊號
Fcnt．．．框計數資訊
Lcnt．．．列計數資訊
CAR．．．進位訊號
RGBodd．．．奇數數位視訊資料
RGBeven．．．偶數數位視訊資料
GH．．．正伽馬參考電壓
GL．．．負伽馬參考電壓
SEL．．．選擇控制訊號
Vcom．．．共同電壓
Cst．．．儲存電容器
Clc．．．液晶盒
第1圖所示係為實施例之液晶顯示裝置之方塊圖；
第2圖所示係為畫素陣列之詳細等效電路圖；
第3圖與第4圖所示係為資料驅動電路之詳細電路圖；
第5圖與第6圖所示係為極性控制訊號邏輯電路之詳細電路圖；
第7圖所示係為極性控制訊號之波形示意圖；
第8圖所示係為資料電壓以及與資料電壓同步之閘極脈衝之波形示意圖，其中資料電壓之極性被控制以回應第一極性控制訊號；
第9圖所示係為第一至第四框週期期間被充電至資料電壓之液晶盒之資料極性，資料電壓之極性被控制以回應第一至第四極性控制訊號；
第10圖所示係為當交錯資料被輸入液晶顯示裝置時直流影像殘留之產生原理之波形示意圖；
第11圖所示係為被供應至用於減少直流影像殘留之每一液晶盒以及用於減少閃爍之液晶盒之鄰接液晶盒之資料電壓之極性變化；
第12圖所示係為當交錯資料透過第11圖所示之液晶盒被輸入液晶顯示裝置時不出現直流影像殘留之原理之波形圖；以及
第13圖與第14圖所示係為實施例可應用之雙速率驅動面板之各種例子之示意圖。
100．．．液晶顯示面板
101．．．時序控制器
102．．．極性控制訊號邏輯電路
103．．．資料驅動電路
104．．．閘極驅動電路
105．．．系統電路板

Claims (4)

  1. 一種液晶顯示裝置，包含：一液晶顯示面板，包含該液晶顯示面板之一上基板與一下基板之間的一液晶層，依照m/2條資料線與2n條閘極線之一交叉結構排列為一矩陣形式之m×n個液晶盒，以及分別連接該m×n個液晶盒之薄膜電晶體，其中m與n為正整數；一資料驅動電路，供應一資料電壓至該資料線以回應一極性控制訊號；一閘極驅動電路，順序地供應一閘極脈衝至該閘極線；以及一極性控制訊號邏輯電路，用以控制該極性控制訊號，這樣該極性控制訊號之一相位每個框週期變化，以及該極性控制訊號邏輯電路順序地輸出第一至第四極性控制訊號以產生該極性控制訊號，其中該極性控制訊號邏輯電路順序地完成以下作業，在第(4i+1)框週期期間產生該第一極性控制訊號之作業，在第(4i+2)框週期期間產生該第二極性控制訊號之作業，在第(4i+3)框週期期間產生該第三極性控制訊號之作業，在第(4i+4)框週期期間產生該第四極性控制訊號之作業，其中該第二極性控制訊號之相位與該第一極性控制訊號之相位不同，該第三極性控制訊號之相位與該第一極性控制訊號之相位相反，該第四極性控制訊號之相位與該第二極性控制訊號之相位相反，並且其中i為包含零之正整數。
  2. 如請求項第1項所述之液晶顯示裝置，其中該液晶盒包含：一第一液晶盒，位於一奇數號資料線之左側上；一第二液晶盒，位於該奇數號資料線之右側上；一第三液晶盒，位於一偶數號資料線之左側上；以及一第四液晶盒，位於該偶數號資料線之右側上。
  3. 如請求項第2項所述之液晶顯示裝置，其中該薄膜電晶體包含：一第一薄膜電晶體，供應該奇數號資料線之該資料電壓至該第一液晶盒之一畫素電極，以回應被供應至一奇數號閘極線之一第一閘極脈衝；一第二薄膜電晶體，供應該奇數號資料線之該資料電壓至該第二液晶盒之一畫素電極，以回應被供應至一偶數號閘極線之一第二閘極脈衝；一第三薄膜電晶體，供應該偶數號資料線之該資料電壓至該第三液晶盒之一畫素電極，以回應該第二閘極脈衝；以及一第四薄膜電晶體，供應該偶數號資料線之該資料電壓至該第四液晶盒之一畫素電極，以回應該第一閘極脈衝。
  4. 如請求項第1項所述之液晶顯示裝置，其中該第一極性控制訊號依照指定順序包含1/2水平週期之一高邏輯位準、1/2水平週期之一低邏輯位準、1/2水平週期之一高邏輯位準、1水平週期之一低邏輯位準、1/2水平週期之一高邏輯位準、1/2水平週期之一低邏輯位準以及1/2水平週期之一高邏輯位準， 其中該第二極性控制訊號依照指定順序包含1/2水平週期之一高邏輯位準、1水平週期之一低邏輯位準、1/2水平週期之一高邏輯位準、1/2水平週期之一低邏輯位準、1水平週期之一高邏輯位準以及1/2水平週期之一低邏輯位準。
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