TWI581245B - 液晶顯示器的極性反轉驅動方法及源極驅動器 - Google Patents

Description

液晶顯示器的極性反轉驅動方法及源極驅動器

本發明係有關一種液晶顯示器的極性反轉驅動方法，特別是關於一種空間域及時間域均衡分佈的極性反轉驅動方法。

液晶顯示器（LCD）具有重量輕、低功耗且無輻射等優點，因此普遍使用於各種電子產品，例如桌上型電腦、平板電腦、手機等，作為輸出顯示之用。

第一圖顯示液晶顯示器100的系統方塊圖。閘極線GL1~GLn與資料線DL1~DLm互相交叉，於液晶面板11定義出矩陣形式排列的複數像素。於每一像素形成有薄膜電晶體TFT及液晶電容Clc，分別作為開關與液晶胞（liquid crystal cell）。液晶電容Clc的像素電極（pixel electrode）與共電壓（common voltage, Vcom）電極之間的電壓差產生電場以控制液晶分子，用以改變通過光線的強度。閘極驅動信號藉由閘極線GL1~GLn以開啟薄膜電晶體TFT，使得資料驅動信號藉由相應的資料線DL1~DLm而電性連接至像素電極。

液晶顯示器100包含閘極驅動器13以驅動閘極線GL1~GLn，且包含源極（或資料）驅動器15以驅動資料線DL1~DLm。於圖框（frame）顯示期間，閘極驅動器13依序提供閘極驅動信號至閘極線GL1~GLn，而源極驅動器15則提供資料驅動信號至資料線DL1~DLm，用以對液晶電容Clc的像素電極進行充電。

液晶顯示器100還包含時序控制器（timing controller或Tcon）17，用以控制閘極驅動器13及源極驅動器15，且提供影像信號給源極驅動器15。

若持續施加相同極性（polarity）的電壓給予像素電極，將會造成液晶分子的損害，形成影像閃爍或變暗。為了避免液晶分子的損害，通常使用極性反轉（inversion）驅動方法，週期地改變資料驅動信號的極性。

第二圖顯示線反轉（line inversion）驅動方法的簡化示意圖，用以驅動液晶顯示器100，例示連續的二個圖框的資料驅動信號的極性。於線反轉驅動方法中，相鄰閘極線與相鄰圖框進行資料驅動信號的極性反轉。線反轉驅動方法容易造成水平像素的干擾雜訊（crosstalk），因而產生影像閃爍。

第三圖顯示點反轉（dot inversion）驅動方法的簡化示意圖，用以驅動液晶顯示器100，例示連續的二個圖框的資料驅動信號的極性。於點反轉驅動方法中，水平方向及垂直方向的相鄰像素與相鄰圖框進行資料驅動信號的極性反轉。點反轉驅動方法對於像素電極充電的改變遠大於線反轉驅動方法，因此消耗較大的功率。

第四圖顯示N線反轉（N-line inversion）驅動方法的簡化示意圖，用以驅動液晶顯示器100，例示連續的二個圖框的資料驅動信號的極性。於N線反轉驅動方法中，每隔連續N條閘極線與相鄰圖框進行資料驅動信號的極性反轉。雖然較點反轉驅動方法消耗較少功率，但是N線反轉驅動方法容易造成水平暗線，因而降低影像品質。

此外，對於某些影像圖樣（pattern），例如白色區塊圖樣，容易於圖樣頂部及底部產生垂直方向的干擾雜訊。

因此，亟需提出一種新穎的極性反轉驅動方法，用以避免一些副效應（例如水平暗線或垂直方向之干擾雜訊）的發生。

鑑於上述，本發明實施例的目的在於提出一種液晶顯示器之極性反轉驅動方法，其反向部分像素的極性順序，使其達到空間域及時間域的均衡分佈，用以避免水平暗線或垂直方向之干擾雜訊的發生。

根據本發明實施例之一，將液晶面板的通道分設為複數通道群，且將一通道群分設為複數通道組，對於每ㄧ閘極線，一通道組的複數像素對應一像素組。設定液晶面板的初始極性反轉方式。於同一圖框顯示期間，分別將複數閘極線之一像素組的極性順序予以反向，使得經極性順序反向的該些像素組的位置於空間域均衡分佈於整個圖框。每隔一圖框，改變前述經極性順序反向的該些像素組的位置，使得該些像素組的位置於時間域均衡分佈。

根據本發明另一實施例，液晶顯示器的源極驅動器包含計數器及極性控制邏輯裝置。計數器自時序控制器接收圖框控制信號與閘極線控制信號，其中圖框控制信號表示圖框的起始，且閘極線控制信號表示每ㄧ閘極線的起始。據此，計數器產生計數值，用以表示目前顯示像素的所在位置。極性控制邏輯裝置內含有像素組的極性順序反向設定查表，根據計數值以產生通道組控制信號，用以指示各通道組相應的像素組進行極性順序的反向。

第五圖顯示本發明實施例的液晶顯示器100之極性反轉（polarity inversion）驅動方法的流程圖，液晶顯示器100的系統架構則沿用第一圖的系統方塊圖。第六圖至第九圖顯示本發明實施例的液晶顯示器100之極性反轉驅動方法的簡化示意圖，分別例示第一、第三、第五及第七圖框的像素極性。第二、第四、第六及第八圖框的像素極性省略未顯示，其中第二圖框的像素極性相反於第一圖框（第六圖），第四圖框的像素極性相反於第三圖框（第七圖），第六圖框的像素極性相反於第五圖框（第八圖），第八圖框的像素極性相反於第七圖框（第九圖）。第六~九圖僅例示矩陣8x8排列的像素極性，可重複圖示之矩陣排列的像素以形成整個液晶面板11。第六~九圖僅例示第一、第三、第五及第七圖框的像素極性，可重複該些圖框以得到其他後續圖框的像素極性。本實施例可適用於各種顯示器規格，例如精簡低壓差動信號（mini-LVDS）介面或點對點（PSP）介面。

首先，於步驟51（第五圖），將液晶面板11的通道（或資料線DL1~DLm）分設為複數通道群。如第六圖所例示，每八個通道分設為一通道群，例如CH8n+1~CH8n+8為一通道群。此外，將一通道群分設為複數通道組。例如，將通道群當中相鄰二個通道設為一通道組，例如CH8n+1~CH8n+2為一通道組。在本實施例中，一通道群包含有四通道組，但不限定於此。對於每ㄧ閘極線GL1~GLn，一通道組的像素（例如閘極線1的通道組CH8n+1~CH8n+2）對應有一像素組。

接著，於步驟52，設定液晶面板11的初始極性反轉方式。在本實施例中，閘極線GL1~GLn（水平）方向使用點反轉驅動方式。於前半通道群（例如CH8n+1~CH8n+4），其極性依序為正極性（+）與負極性（-）交替，例如+-+-的順序。於後半通道群（例如CH8n+5~CH8n+8），其極性順序相反於前半通道群，例如-+-+的順序。在另一實施例中，前半通道群的極性順序可相同於後半通道群。在本實施例中，如第六圖所例示，資料線DL1~DLm（垂直）方向未使用極性反轉，亦即其極性為相同。在其他實施例中，資料線DL1~DLm（垂直）方向的極性可為相異。

根據本實施例的特徵之一（步驟53），於同一圖框（例如第六圖所示的第一圖框）顯示期間，分別將該些閘極線GL1~GLn的其中至少一像素組之極性順序予以反向（reverse），且經極性順序反向的該些像素組的位置大致上均衡分佈於整個圖框。如第六圖所例示，於第一圖框顯示期間，分別將閘極線1~8的其中一像素組（如斜線所示）之極性順序予以反向，例如將閘極線1的第一通道組（CH8n+1~CH8n+2）對應像素組之極性順序予以反向，使其從+-的極性順序反向為-+的極性順序；又例如將閘極線3的第三通道組（CH8n+5~CH8n+6）對應像素組之極性順序予以反向，使其從-+的極性順序反向為+-的極性順序。

在一例子中，經極性順序反向的該些像素組的位置可以為隨機（random）分佈。在另一例子中，經極性順序反向的該些像素組的位置可以為依序分佈，如第六圖所例示，依第一通道組、第二通道組、第三通道組、第四通道組依序分佈。如第六圖所例示，經極性順序反向的該些像素組的位置（如斜線所示）大致上均衡分佈於整個圖框，使得該些反向之像素組達到空間域（space domain）的均衡分佈。在一實施例中，對於同一圖框的同一通道組，經極性順序反向的像素組彼此間不相鄰。如第六圖所例示，對於第一通道組（CH8n+1~CH8n+2），經極性順序反向的像素組（如斜線所示），彼此間隔有三閘極線。

接下來，根據本實施例的另一特徵（步驟54），每隔一圖框（例如第六~九圖所示的第一、第三、第五、第七圖框），改變前述經極性順序反向的該些像素組的位置，使得該些像素組的位置於時間域（time domain）大致上均衡分佈。如第六~九圖所例示，第一通道組（CH8n+1~CH8n+2）對應的第一像素組（如斜線所示）於第一、第三、第五、第七圖框的位置分別為閘極線1&5、閘極線3&7、閘極線2&6、閘極線4&8。藉此，經極性順序反向的該些像素組的位置於時間域大致上均衡分佈。

在一例子中，於時間域的像素組的位置改變可以為隨機（random）分佈。在另一例子中，於時間域的像素組的位置改變則可依特定順序。如第六~九圖所例示，第一通道組（CH8n+1~CH8n+2）對應的第一像素組（如斜線所示）於時間域的位置改變順序為閘極線1&5 à 3&7 à 2&6 à 4&8。

第十圖顯示本發明實施例的液晶顯示器100的源極驅動器15及時序控制器17的系統方塊圖。在本實施例中，源極驅動器15包含計數器151，從時序控制器17接收圖框控制信號STV與閘極線控制信號TP1。其中，圖框控制信號STV表示圖框的起始，而閘極線控制信號TP1表示每ㄧ閘極線的起始。藉此，計數器151產生計數值，用以表示目前顯示像素的所在位置。本實施例之源極驅動器15還從時序控制器17接收至少一極性反轉控制信號。本實施例使用二極性反轉控制信號POL與POL2，然而，在其他實施例中，可僅使用單一極性反轉控制信號。

源極驅動器15包含判斷邏輯裝置152，其接收極性反轉控制信號POL與POL2，當該些極性反轉控制信號POL與POL2符合一預設狀態時，判斷邏輯裝置152產生一致能（enable）信號給計數器151，用以啟動計數器151。在本實施例中，判斷邏輯裝置152檢視極性反轉控制信號POL與POL2是否互為反向，例如使用互斥或（exclusive or）邏輯閘。當兩者互為反向時，則判斷邏輯裝置152產生致能信號以啟動計數器151。

源極驅動器15還包含極性控制邏輯裝置153，內含有像素組的極性順序反向設定查表（lookup table），如第六~九圖當中斜線所示者。極性控制邏輯裝置153接收計數器151所產生的計數值，因而產生通道組控制信號，用以指示各通道組相應的像素組是否要進行極性順序的反向。

第六~九圖例示本實施例的一種極性反轉方式。然而，本實施例可預先設定複數種極性反轉方式。源極驅動器15可藉由接收一選擇信號，動態地選擇該些極性反轉方式當中的一種，以進行極性的反轉。

以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，並非用以限定本發明之申請專利範圍；凡其它未脫離發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含在下述之申請專利範圍內。

100‧‧‧液晶顯示器
11‧‧‧液晶面板
13‧‧‧閘極驅動器
15‧‧‧源極驅動器
151‧‧‧計數器
152‧‧‧判斷邏輯裝置
153‧‧‧極性控制邏輯裝置
17‧‧‧時序控制器
51‧‧‧將通道分設為通道群與通道組
52‧‧‧設定初始極性反轉方式
53‧‧‧於空間域分別對該些閘極線的其中一像素組之極性順序予以反向
54‧‧‧於時間域改變經極性順序反向的像素組的位置
TFT‧‧‧薄膜電晶體
Clc‧‧‧液晶電容
Vcom‧‧‧共電壓
GL1~GLn‧‧‧閘極線
DL1~DLm‧‧‧資料線
STV‧‧‧圖框控制信號
TP1‧‧‧閘極線控制信號
POL、POL2‧‧‧極性反轉控制信號

第一圖顯示液晶顯示器的系統方塊圖。 第二圖顯示線反轉驅動方法的簡化示意圖。 第三圖顯示點反轉驅動方法的簡化示意圖。 第四圖顯示N線反轉驅動方法的簡化示意圖。 第五圖顯示本發明實施例的液晶顯示器之極性反轉驅動方法的流程圖。 第六圖至第九圖顯示本發明實施例的液晶顯示器之極性反轉驅動方法的簡化示意圖。 第十圖顯示本發明實施例的液晶顯示器的源極驅動器及時序控制器的系統方塊圖。

100‧‧‧液晶顯示器

15‧‧‧源極驅動器

151‧‧‧計數器

152‧‧‧判斷邏輯裝置

153‧‧‧極性控制邏輯裝置

17‧‧‧時序控制器

STV‧‧‧圖框控制信號

TP1‧‧‧閘極線控制信號

POL、POL2‧‧‧極性反轉控制信號

Claims (14)

1. 一種液晶顯示器的極性反轉驅動方法，包含：將液晶面板的通道分設為複數通道群，且將一通道群分設為複數通道組，對於每一閘極線，一通道組的複數像素對應一像素組；設定該液晶面板的初始極性反轉方式；於同一圖框顯示期間，分別將複數閘極線之一像素組的極性順序予以反向，使得經極性順序反向的該些像素組的位置於空間域均衡分佈於整個圖框；及每隔一圖框，改變前述經極性順序反向的該些像素組的位置，使得該些像素組的位置於時間域均衡分佈。
2. 根據申請專利範圍第1項所述液晶顯示器的極性反轉驅動方法，其中每一通道群包含四通道組，每一通道組包含二通道。
3. 根據申請專利範圍第1項所述液晶顯示器的極性反轉驅動方法，其中該液晶面板於閘極線方向使用點反轉驅動方式，後半通道群的極性順序相反於前半通道群的極性順序。
4. 根據申請專利範圍第3項所述液晶顯示器的極性反轉驅動方法，其中該液晶面板於資料線方向的極性為相同。
5. 根據申請專利範圍第1項所述液晶顯示器的極性反轉驅動方法，其中經極性順序反向的該些像素組的位置為隨機分佈。
6. 根據申請專利範圍第1項所述液晶顯示器的極性反轉驅動方法，其中經極性順序反向的該些像素組的位置為依序分佈。
7. 根據申請專利範圍第1項所述液晶顯示器的極性反轉驅動方法，對於同一圖框的同一通道組，經極性順序反向的該些像素組彼此間不相鄰。
8. 根據申請專利範圍第1項所述液晶顯示器的極性反轉驅動方法，於時間域的該些像素組的位置改變為隨機分佈。
9. 根據申請專利範圍第1項所述液晶顯示器的極性反轉驅動方法，於時間域的該些像素組的位置改變係依特定順序。
10. 根據申請專利範圍第1項所述液晶顯示器的極性反轉驅動方法，所述各個步驟係由液晶顯示器的源極驅動器來執行。
11. 一種液晶顯示器的源極驅動器，包含：一計數器，自時序控制器接收圖框控制信號與閘極線控制信號，其中該圖框控制信號表示圖框的起始，且該閘極線控制信號表示每一閘極線的起始，據此該計數器產生計數值，用以表示目前顯示像素的所在位置；及一極性控制邏輯裝置，內含有像素組的極性順序反向設定查表，根據該計數值以產生通道組控制信號，用以指示各通道組相應的像素組進行極性順序的反向； 其中該液晶顯示器的液晶面板的通道分設為複數通道群，且將一通道群分設為複數通道組，對於每一閘極線，一通道組的複數像素對應一像素組；於同一圖框顯示期間，根據該通道組控制信號，分別將複數閘極線之一像素組的極性順序予以反向，使得經極性順序反向的該些像素組的位置於空間域均衡分佈於整個圖框；及每隔一圖框，根據該通道組控制信號，改變前述經極性順序反向的該些像素組的位置，使得該些像素組的位置於時間域均衡分佈。
12. 根據申請專利範圍第11項所述液晶顯示器的源極驅動器，更包含一判斷邏輯裝置，自該時序控制器接收至少一極性反轉控制信號，當該至少一極性反轉控制信號符合一預設狀態時，該判斷邏輯裝置產生一致能信號給該計數器，用以啟動該計數器。
13. 根據申請專利範圍第12項所述液晶顯示器的源極驅動器，其中該至少一極性反轉控制信號包含二極性反轉控制信號，當兩者互為反向時，則該判斷邏輯裝置產生該致能信號。
14. 根據申請專利範圍第11項所述液晶顯示器的源極驅動器，更接收一選擇信號，動態地選擇複數種極性反轉方式當中的一種，以進行極性的反轉。