專利名稱：液晶顯示面板驅(qū)動方法和驅(qū)動電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示技術(shù)，尤其是一種液晶顯示面板驅(qū)動方法和驅(qū)動電路，可采用預(yù)先充電(pre-charge)方式驅(qū)動液晶顯示器(liquid crystalDlsplay，LCD)。
背景技術(shù)：
目前所習(xí)知的液晶顯示器包含了一個排成陣列狀的復(fù)數(shù)個像素(pixel)，每個像素中的液晶受到其上的跨壓所控制，可以改變液晶的穿透率，以表現(xiàn)出屏幕上所需求的灰階。
圖1表示習(xí)知液晶顯示面板(liquid crystal Dlsplay pane，以下簡稱LCD面板)及其周邊驅(qū)動電路的等效電路示意圖。如圖所示，LCD面板1上是由縱橫交錯的資料電極(以D1、D2、...Dm表示)以及柵極電極(以G1、G2、...Gn表示)交織而成，每一組交錯的資料電極和柵極電極可以用來控制一個顯示單元(Dlsplay unit)，例如資料電極D1和柵極電極G1可以用來控制顯示單元200。如圖所示，每個顯示單元的等效電路主要包括控制資料進入用的薄膜晶體管(Q11～Q1m、Q21～Q2m、...、Qn1～Qnm)以及儲存電容(C11～C1m、C21～C2m、...、Cn1～Cnm)。薄膜晶體管的柵極和漏極分別連接?xùn)艠O電極(G1～Gn)和資料電極(D1～Dm)，通過柵極電極(G1～Gn)上的掃描信號，可以導(dǎo)通或關(guān)閉同一列(亦即同一掃描線)上的所有薄膜晶體管，藉以控制資料電極(D1～Dm)上的視訊信號(video signal)是否可以寫入到對應(yīng)的顯示單元中。必須說明的是，每個顯示單元是對應(yīng)LCD面板上的單一亮點。亦即，對于單色LCD而言，每個顯示單元對應(yīng)于單一像素(pixel)；對于彩色LCD而言，每個顯示單元則是對應(yīng)單一次像素(subpixel)，分別可以是紅色(以R表示)、藍色(以B表示)或綠色(以G表示)，換言之，一組RGB的次像素(三個顯示單元)可以構(gòu)成單一像素。除此之外，在圖1中同時表示出LCD面板1的驅(qū)動電路部分。柵極驅(qū)動器(gate driver)10是根據(jù)既定的掃描順序，送出各柵極電極G1、G2、...、Gn上的掃描信號。當某一柵極電極上載有掃描信號時，會使得同一列上或同一掃描線上所有顯示單元內(nèi)的薄膜晶體管呈導(dǎo)通狀態(tài)。當某一掃描線被選擇時，資料驅(qū)動器20根據(jù)特顯示的影像資料，經(jīng)由資料電極D1、D2、...Dm，送出對應(yīng)的視訊信號到該列的m個顯示單元上。當柵極驅(qū)動器10完成一次所有n列掃描線上的掃描動作后，即表示完成單一圖框(frame)的顯示動作。因此，重覆掃描各掃描線并且送出視訊信號便可以達到連續(xù)顯示影像的目的。其中，信號CRT表示柵極驅(qū)動器10所接收的掃描控制信息；信號LD表示資料驅(qū)動器20的資料栓鎖(latch)信號，信號DATA則表示輸入影像信息。
一般在資料電極D1、D2、...、Dm上所傳送的視訊信號，依據(jù)其與共通電極電壓VCOM之間的關(guān)系，可以分為正極性視訊信號(positive videosignal)和負極性視訊信號(negative video signal)兩種。正極性視訊信號是指其電位高于共通電極電壓VCOM，而依據(jù)其所代表的灰階值不同，實際電位則位于電壓Vp1和電壓Vp2之間(一般愈接近共通電極電壓VCOM者對應(yīng)于較低的灰階值)。相對地，負極性視訊信號是指其電位低于共同電極電壓VCOM，而依據(jù)其所代表的灰階值不同，實際電位是位于電壓Vn1和電壓Vn2之間(同樣地，愈接近共通電極電壓VCOM者對應(yīng)于較低的灰階值)。同一灰階值分別以正極性視訊信號和負極性視訊信號表示時，原則上顯示效果是一樣的，不過實際上仍然有些許的差異。另外，為了防止液晶分子持續(xù)地受到單一極性電場偏壓，導(dǎo)致液晶分子壽命減短，因此單一顯示單元在奇數(shù)圖框和偶數(shù)圖框時，會分別接收到相反極性的視訊信號。
接著，請參閱圖2，圖2是顯示液晶跨壓對應(yīng)于各主面的時序關(guān)系圖。圖2所示為原始的視訊信號的時序，在此以畫面速度(frame rate)為60Hz為例，因此各畫面的時間為16.6ms。此時，儲存電容(液晶)所儲存的電壓(像素電壓)將緩緩達到其所施加的跨壓，如圖示中的虛線所示。
為了加速像素電壓達到視訊位準的速度，可預(yù)先提高資料線上的位準，其方式是通過將資料電極的位準預(yù)充至正/負極性使液晶分子灰階變化最大的電壓值。通過上述預(yù)先充電(pre-charging)技術(shù)，可使電壓先行變化，以提早達到目標的像素電壓，使得LCD能夠更真實的表現(xiàn)出應(yīng)有的灰階。
然而，傳統(tǒng)預(yù)先充電技術(shù)于正負極性時皆預(yù)先充/放電資料電極的方式有其缺點，因為預(yù)先充/放電的結(jié)果，可能造成過度充/放電而導(dǎo)致最后的像素電壓必須修正為目標電壓，反而延長達到目標電壓的時間。因此，必須審慎考慮使用預(yù)先充電的時機。
判斷執(zhí)行預(yù)先充電的時機，可依據(jù)流經(jīng)薄膜晶體管的源/漏極的漏極電流Id量來決定，其原因在于漏極電流Id量直接影響了對液晶分子充放電的速度。漏極電流Id的大小是受到薄膜晶體管柵極、漏極、以及源極的電壓所影響。其公式如下Id＝μ(W/L)Cins(Vgs-Vth)Vds (1)其中，μ為電子的移動率，W與L分別為薄膜晶體管的寬度與長度，Cins為薄膜晶體管柵極的電容，Vgs為薄膜晶體管柵極與源極之間的壓差，Vth為薄膜晶體管導(dǎo)通的臨界電壓，而VdS為薄膜晶體管漏極與源極之間的壓差。
由第(1)式可知，當源極電壓越接近柵極電壓時，Vgs越小，因而Id越小。以N型薄膜晶體管為例，當資料驅(qū)動器20所提供的影像信號的位準高于液晶像素電壓時，此時對液晶像素執(zhí)行充電的動作，因此薄膜晶體管的源極電壓為像素電壓。當資料驅(qū)動器20所提供的影像信號的位準低于液晶像素電壓時，此時對液晶像素執(zhí)行放電的動作，因此薄膜晶體管的源極電壓為影像信號的位準。故，Vgs為柵極電壓與影像信號位準Vvideo與像素電壓Vpixel之間較小一者的壓差。
Vgs＝Vg(on)-(Min[Vvideo，Vpixel])在此，假設(shè)Vg(on)為12V，Vvideo與Vpixel的范圍為1.5V～8.9V。當負極性時，Vvideo為1.5V，此時Vpixel大于Vvideo，故Vgs為10.5V。此電壓差距能夠使得薄膜晶體管提供足夠的電流Id。當正極性時，此時Vgs會隨著柵極電壓Vg(on)與Vvideo或Vpixel接近而變小，此時像素電壓變化有下列情形1.當對液晶像素充電時，此時Vvideo為8.9V，Vpixel為7.4v，則Vgs為4.6V(Vgs＝Vg(on)-Vpixel＝4.6V)。且由于像素電壓Vpixel會因為充電而逐漸升高，因此Vgs會逐漸降低，進而使得Id變小，因而導(dǎo)致將像素電壓Vpixel充電至目標位準的時間將會增加。
2.當對液晶像素放電時，此時Vvideo為7.4V，Vpixel為8.9V，則Vgs為4.6V(Vgs＝Vg(on)-Vvideo＝4.6V)。且Vgs會隨像素電壓Vpixel放電至Vvideo而逐漸變大，因此Id逐漸增加，因此將像素電壓Vpixel放電至目標位準的時間較短。因此，只有在正極性對液晶像素充電時，才需要執(zhí)行預(yù)充的動作。另外，以上所討論的情況為薄膜晶體管為N型時，若薄膜晶體管為P型時，只有在負極性對液晶像素放電時，才需要執(zhí)行預(yù)充的動作。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，為了解決上述問題，本發(fā)明主要目的在于提供一種液晶顯示面板驅(qū)動電路和驅(qū)動方法，通過妥善選擇執(zhí)行預(yù)先充電的時機以加快像素達到既定位準的速度。
為獲致上述的目的，本發(fā)明提出一種液晶顯示面板驅(qū)動方法，適用于一液晶顯示面板，液晶顯示面板包含復(fù)數(shù)個顯示單元以及對應(yīng)的N型或P型搏膜晶體管，分別耦接一共同位準以及對應(yīng)的資料電極和柵極電極。首先，提供預(yù)充脈沖以及影像信號至資料電極，其中預(yù)充脈沖的位準于顯示單元于正極性時為高于共同位準且使顯示單元的灰階變化最大的電壓值，而于顯示單元于負極性時為低于共同位準且高于使顯示單元的灰階變化最大的電壓值。最后，提供掃描信號至上述柵極電極。
另外，本發(fā)明提出一種液晶顯示面板驅(qū)動電路，適用于液晶顯示面板。液晶顯示面板包含復(fù)數(shù)個顯示單元以及對應(yīng)的薄膜晶體管(可為N型或P型)，分別耦接一共同位準以及對應(yīng)的資料電極和柵極電極。其中液晶顯示器驅(qū)動裝置包括柵極驅(qū)動器，預(yù)充脈沖產(chǎn)生器，以及資料驅(qū)動器。柵極驅(qū)動器是用以送出掃描信號至柵極電極。預(yù)充脈沖產(chǎn)生器是用以提供預(yù)充脈沖至資料電極，其中預(yù)充脈沖的位準于顯示單元于正極性時為高于共同位準且低于使顯示單元的灰階變化最大的電壓值，而于顯示單元于負極性時為低于共同位準且使顯示單元的灰階變化最大的電壓值。資料驅(qū)動器是用以提供影像信號至資料電極。


圖1表示習(xí)知薄膜晶體管液晶顯示面板及其周邊驅(qū)動電路的等效電路示意圖；圖2是顯示液晶跨壓對應(yīng)于各畫面的時序關(guān)系圖；圖3是顯示根據(jù)本發(fā)明實施例所述的液晶顯示器的顯示單元及其驅(qū)動電路的示意圖；圖4是顯示根據(jù)本發(fā)明實施例所述的液晶顯示器的信號時序圖。
具體實施例方式
圖3顯示根據(jù)本發(fā)明實施例所述的液晶顯示器的顯示單元及其驅(qū)動電路的示意圖，在此僅顯示單一個顯示單元的電路結(jié)構(gòu)，而整個液晶顯示器電路已于圖1顯示，在此不予贅述。資料電極Dm和柵極電極Gn用來控制一個顯示單元(Dlsplay unit)。如圖所示，每個顯示單元的等效電路主要包括控制顯示資料進入用的薄膜晶體管Qmn以及儲存電容Cmn。薄膜晶體管的柵極和漏極分別連接?xùn)艠O電極Gn和資料電極Dm，通過柵極電極Gn上的掃描信號，可以導(dǎo)通或關(guān)閉同一列(亦即同一掃描線)上的所有薄膜晶體管，籍以控制資料電極Dm上的視訊信號(video signal)是否可以寫入到對應(yīng)的顯示單元中。另外，傳送柵61與62是用以控制液晶顯示面板中某區(qū)段的顯示，分別受到開關(guān)信號HSW與PSW所控制。必須說明的是，每個顯示單元對應(yīng)LCD面板上的單一亮點。亦即，對于單色LCD而言，每個顯示單元對應(yīng)于單一像素(pixel)；對于彩色L(CD而言，每個顯示單元則是對應(yīng)單一次像素(subpixel)，分別可以是紅色(以R表示)、藍色(以B表示)或綠色(以G表示)，換言之，一組RGB的次像素(三個顯示單元)可以構(gòu)成單一像素。
除此之外，在圖3中同時表示出，驅(qū)動電路部分柵極驅(qū)動器(gatedriver)30是根據(jù)既定的掃描順序，送出各柵極電極上的掃描信號(或稱掃描脈波)。當某一柵極電極上載有掃描信號時，會使得同一列上或同一掃描線上所有顯示單元內(nèi)的薄膜晶體管呈導(dǎo)通狀態(tài)。當某一掃描線被選擇時，資料驅(qū)動器40根據(jù)待顯示的影像資料，經(jīng)由資料電極Dm送出對應(yīng)的視訊信號(灰階值)到該列的m個顯示單元上。
另外，根據(jù)本發(fā)明實施例，預(yù)充脈沖產(chǎn)生器50是提供預(yù)充脈沖至資料電極Dm，根據(jù)先前的說明，預(yù)充脈沖的位準于顯示單元于正極性時為高于共同位準VCOM且使顯示單元的灰階變化最大的電壓值(極正值)，而顯示單元于負極性時，預(yù)充脈沖的位準為低于共同位準VCOM且高于使顯示單元的灰階變化最大的電壓值，亦即不為使顯示單元的灰階變化最大的電壓值(極負值)，故預(yù)充脈沖在負極性時的位準可為負極性的中間灰階值或共同位準VCOM，甚至可不提供。
另外，在本實施例中，是以薄膜晶體管為N型為例，若薄膜晶體管為P型時，則預(yù)充脈沖的位準于顯示單元于負極性時為低于共同位準VCOM且使顯示單元的灰階變化最大的電壓值(極負值)，而顯示單元于正極性時，預(yù)充脈沖的位準為高于共同位準VCOM且低于使顯示單元的灰階變化最大的電壓值，亦即不為使顯示單元的灰階變化最大的電壓值(極正值)，故預(yù)充脈沖在正極性時的位準可為正極性的中間灰階值或共同位準VCOM，甚至可不提供。
圖4顯示根據(jù)本發(fā)明實施例所述的液晶顯示器的信號時序圖。在此以正極性且目標像素電壓為8.9V時，施加8.9V的預(yù)充脈沖為例。首先，預(yù)充脈沖產(chǎn)生器50提供預(yù)充脈沖至傳送柵62，當開關(guān)信號PSW導(dǎo)通傳送柵62時，資料電極Dm的位準因而提高，達到與預(yù)充脈沖相同的位準8.9V。接下來，當柵極電極Gn接收到高位準的柵極掃瞄信號時，由于電容耦合作用，資料電極的位準稍微下降，且像素電壓升高，并在開關(guān)信號HSW導(dǎo)通傳送柵61后，資料驅(qū)動器40所提供的視訊信號(8.9V)使得資料電極與像素電壓的位準繼續(xù)上升，直到達到目標值準8.9V。在此，由于預(yù)充脈沖的位準與視訊信號相同，因此僅顯示視訊信號。
藉此預(yù)充動作，能夠使得資料電極以及像素的位準預(yù)先提高，使得像素電壓Vpixel能夠較早達到目標的位準。另外，在N型薄膜晶體管的情況下，在負極性時并不需要執(zhí)行預(yù)充的動作，若要執(zhí)行，也要避免預(yù)充至低于共同位準VCOM的最負值，以避免過度預(yù)充而影響像素電壓達到目標位準的速度。
雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此項技藝者，在不脫離本發(fā)明之精神和范圍內(nèi)，當可做些許更動與潤飾，因此本發(fā)明之保護范圍當視權(quán)利要求書范圍所界定者為準。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示面板驅(qū)動方法，適用于一液晶顯示面板，上述液晶顯示面板包含復(fù)數(shù)個顯示單元以及對應(yīng)的N型薄膜晶體管，分別耦接一共同位準以及對應(yīng)的復(fù)數(shù)個資料電極和柵極電極，其特征是上述液晶顯示面板驅(qū)動方法包括下列步驟提供一預(yù)充脈沖以及一影像信號至上述資料電極，其中上述預(yù)充脈沖的位準于上述顯示單元于正極性時為高于上述共同位準且使上述顯示單元的灰階變化最大的電壓值，而于上述顯示單元于負極性時為低于上述共同位準且高于使上述顯示單元的灰階變化最大的電壓值；以及提供掃描信號至上述柵極電極。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是上述預(yù)充脈沖的位準于上述顯示單元于負極性時約略為低于上述共同位準且使上述顯示單元的灰階變化最大的電壓值與上述共同位準的平均值。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是上述預(yù)充脈沖的位準于上述顯示單元于負極性時為上述共同位準。
4.一種液晶顯示面板驅(qū)動方法，適用于一液晶顯示面板，上述液晶顯示面板包含復(fù)數(shù)個顯示單元以及對應(yīng)的P型薄膜晶體管，分別耦接一共同位準以及對應(yīng)的復(fù)數(shù)個資料電極和柵極電極，其特征是上述液晶顯示面板驅(qū)動方法包括下列步驟提供一預(yù)充脈沖以及一影像信號至上述資料電極，其中上述預(yù)充脈沖的位準于上述顯示單元于正極性時為高于上述共同位準且低于使上述顯示單元的灰階變化最大的電壓值，而于上述顯示單元于負極性時為低于上述共同位準且使上述顯示單元的灰階變化最大的電壓值；及提供掃描信號至上述柵極電極。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征是上述預(yù)充脈沖的位準于上述顯示單元于正極性時約略為高于上述共同位準且使上述顯示單元的灰階變化最大的電壓值與上述共同位準的平均值。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征是上述預(yù)充脈沖的位準于上述顯示單元于正極性時為上述共同位準。
7.一種液晶顯示面板驅(qū)動電路，適用于一液晶顯示面板，上述液晶顯示面板包含復(fù)數(shù)個顯示單元以及對應(yīng)的薄膜晶體管，分別耦接一共同位準以及對應(yīng)的復(fù)數(shù)個資料電極和柵極電極，其特征是上述液晶顯示器驅(qū)動電路包括一柵極驅(qū)動器，用以送出掃描信號至上述柵極電極；一預(yù)充脈沖產(chǎn)生器，用以提供一預(yù)充脈沖至上述資料電極，其中上述預(yù)充脈沖的位準于上述顯示單元于正極性時為高于上述共同位準且低于使上述顯示單元的灰階變化最大的電壓值，而于上述顯示單元于負極性時為低于上述共同位準且使上述顯示單元的灰階變化最大的電壓值；以及一資料驅(qū)動器，用以提供一影像信號至上述資料電極。
8.如權(quán)利要求7所述的液晶顯示面板驅(qū)動電路，其特征是上述薄膜晶體管為N型薄膜晶體管。
全文摘要
一種液晶顯示面板驅(qū)動方法，液晶顯示面板包含復(fù)數(shù)個顯示單元以及對應(yīng)的薄膜晶體管，分別耦接一共同位準以及對應(yīng)的復(fù)數(shù)個資料電極和柵極電極，該方法包括下列步驟提供一預(yù)充脈沖以及一影像信號至上述資料電極，其中上述預(yù)充脈沖的位準于上述顯示單元于正極性時為高于上述共同位準且使上述顯示單元的灰階變化最大的電壓值，而于上述顯示單元于負極性時為低于上述共同位準且高于使上述顯示單元的灰階變化最大的電壓值；然后提供掃描信號至上述柵極電極；本發(fā)明還提出一種液晶顯示面板驅(qū)動電路，包括一柵極驅(qū)動器，用以送出掃描信號至上述柵極電極；一預(yù)充脈沖產(chǎn)生器，用以提供一預(yù)充脈沖至上述資料電極；以及一資料驅(qū)動器，用以提供一影像信號至上述資料電極。
文檔編號G09G3/36GK1504984SQ021530
公開日2004年6月16日 申請日期2002年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月29日
發(fā)明者戴亞翔, 邱昌明 申請人:統(tǒng)寶光電股份有限公司