TWI294615B - Driving method of liquid crystal display device - Google Patents

Description

•1294615 八、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種液晶顯千壯 使畫面顯示均句之液晶:^衣置之驅動方法，尤指一種能 【先前技術】 不衣置之驅動方法。 因而顯：衣置具有重量輕、厚度薄、耗電小等優點， 因而廣泛應用於電視、筆記太恭 y ^ ^ 』寻1文點， 等現代化資訊設備。 思恥、灯動电活、個人數位助理 —種先前技術之液晶顯示萝— J置：包括η列互相平行之4描電;51〇二 f開關爾驅動晝素電極1〇3之薄膜電晶體二= 數薄膜電晶體和立4掃描= iLmn 相交處’該薄膜電晶體1〇4之閘極 1042 电極101，源極1041連接至訊號電極102，汲極 =4ίίΐ細1〇3。每-掃描列包括m個晝素iS 旦素電極103與公共電極1〇5形成一電容1〇7。 该=晶顯示裝置1〇〇之驅動波形圖請參閲第二圖⑷、⑻ 圖i’-tt圖⑻舞薄膜電晶體104之閘極1040電壓訊號波形 ί -同7,係薄膜電晶體104之源極1041電屋訊號波形圖， 弟一圖（C)係晝素電極1()3電壓訊號波形圖。 在-第=幀晝面期間，即tl〜t3期間，ti時刻，閘極驅動裝置 提供一掃描電壓％驅動薄膜電晶體104之閘極 ，薄膜電晶體104開啓，同時源極驅動裝置（圖未示供 曰驅動黾壓Vd藉由薄膜電晶體1 〇4之源極1 〇41、没極1 〇42 提，給晝素電極103,晝素電極1〇3之電壓隨驅動電壓％之變 化曼為同一幅值之電壓vpi。b時刻，在掃描電壓v押制， 5 J晶體104關閉，該電壓vpl被電容1〇7所“ Γί到該 涛膜電晶體104於t3時刻再次開啓為止。 7 1294615 同理，在第二幀畫面顯示期間，h時刻，在掃描電厣 控制下，畫素電極103之電壓因應該驅動電壓_Vd之變化土而^ 為另一幅值之電壓VP2。U時刻，在掃描電壓Vg控制下，$ 笔晶體104關閉，該電壓VP2被電容1 〇7所保持。 膜 …傳統驅動電壓Vd與圖像灰階一一對應，顯示相同圖 料需施加相同之驅動電壓vd，考慮到該液晶顯示裝置1〇〇二 般，用扭曲向列（TwistNematic，TN)型液晶，製程差異合ζ 致該液晶面板1〇〇上不同畫素之晝素電容1〇7有所不同，^蛉 晝素電容107充放電之時間及充放電之電流均有所不同。$ 具有不同晝素電容107之不同晝素，即始是施加相同驅 〉最後晝素電容所保持電壓Vp亦有所不同，導致最後書】& 穿透率亦有所不同，不同晝素顯示相同圖像資料時會產^不= 之效果，因此該液晶顯示裝置100晝面顯示不均勻，圖像 失真。 、^ 【發明内容】 古土ΐί於t’提供—種使液晶顯示裳置晝面顯示均勻之㈣ 方法實為必需。 、^動 曰鎚：ΐϊΐί法丄用於驅動一液晶顯示裝置以顯示圖像資料。哕''态 ，組及複數液晶晝素。該方法包括如下步^夜 ：旦頌不日守段分為複數子顯示時段，該液晶晝素於該子__ n士. 開啟或關閉’該背光模組於該子顯科 g閉、段 應，實現灰階顯示。所4示之圖像貧料之灰階相對 —相較於先前技術，該驅動方法中，由於該液晶 顯不時段僅有開啟或關閉兩種狀態 ^有」： 局；守液日日顯不為暗態，即關閉，該驅動帝 壓南於—閥值時液晶顯示為亮態，透光率相同，即開啟 控制遠液晶晝素之開關狀態及開啟時長、該背光模組發光^輝 1294615 畫面顯示時段内透光量之積 製程有差異；同實現灰_示。即使 同晝素時，不同晝素 y g2動方法驅動不 示效果-致，進=¾^相同之圖 。i液液晶顯示裝置 m行互相平行且與n列掃描電極2〇相平行之掃描電極2〇1， 2〇2,複數公共電極2上》絕緣相交之訊號電極 2〇3之薄膜電日辦 马開關it件來驅動晝素電極 示）。該複數薄膜電晶體2Q4位掃θ ^之背光模組（圖未 之相交處，其閘極2_連接至掃^電^2()1及訊號電極观 ;妾，電極202，其汲極2042連接"=二其源極观連 柄列包括m個晝素電極2〇3，每—&素电極203。每一掃 電極205形成一電容2〇7。 甘遏思素電極203與每一公共 本發明之液晶顯示裝置動 ;示時段分騎數子顯科段動^^^下㈣：將一晝面 有開啟或關閉兩種狀 曰，素於該子顯示時段僅 示時段，該背光模組於;以;：小於、等於或大於 =組發光具有複數輝度等級，每段開啟或關閉，該背 二該子顯示時段；同時控制該液時長可小於、等於 日:”時長、該背級组發光之；：素之開關、該液晶畫 所^示之圖像資料—之i皆相;面應顯光量之積分與 :—併翏考第四圖⑻、（b)二現灰階顯示。 置驅動方法之示意圖。第四® f a及(e)，係本發明液晶 電波形圖，第四圖膜電晶體204問極 f 波形圖，第四圖⑻係書^電晶體2G4源極2〇41 圖，弟四圖⑷係背光模組之輝極203之電壓訊號波形 又、思圖，第四圖（e)係晝素之 9 1294615 光穿透率波形圖。 一畫面顯示時段分為a個子顯示時段T〇〜TVi，背光模組之 - 發光輝度等級分為b階L〇〜Lb_i，a及b可以為8、16、32或64 中之任思數值’ a和b可以相同，也可以不同。 為了方便說明，以a=8，b=8為例，將一畫面顯示時段分 為8個子顯示時段tg〜τ7，背光模組之發光輝度等級分為8階 L〇〜L7 〇 在T〇期間，tQ時刻，閘極驅動裝置（圖未示）提供一掃描電 -壓vg驅動薄膜電晶體2〇4之閘極2〇4〇，薄膜電晶體204開啓； 籲同時源極驅動裝置（圖未示）提供一驅動'電壓Vs藉由薄膜電晶 體204之源極2041、汲極2042施加至畫素電極203，晝素電 壓隨驅動電壓Vs變爲同一幅值之電壓Vp ; tQ，時刻，在掃描電 壓vg控制下，該薄膜電晶體204關閉，晝素電壓Vp被電容 207所保持。在T〇期間，背光模組同時提供L〇輝度等級之背 光’此時，晝素在晝素電壓Vp作用下被背光模組點亮，由初 始暗態轉變為亮態，即開啟。 在Ti期間，tl時刻，閘極驅動裝置（圖未示）提供一掃插電 壓Vg驅動薄膜電晶體204之閘極2040，薄膜電晶體204開 啓；同時源極驅動裝置（圖未示）提供一驅動電壓Vs藉由薄膜^ #晶體2〇4之源極2041、汲極2(M2施加至晝素電極203，晝素 電壓隨驅動電壓Vs變爲同一幅值之電壓Vp ; U，時刻，在^描 電壓Vg控制下，該薄膜電晶體204關閉，晝素電壓Vp被電^ 207所^持。在Tl期間，背光模組同時提供Ll輝度等級之$ 光’此時’晝素被背光模組點亮，繼續為亮態。 用 在丁2期、間，k時刻，閘極驅動裝置（圖未示）提供一掃插兩 壓Vg驅動薄獏電晶體204之閘極2040，薄膜電晶體2〇: ^ 啓；同時源極驅動裝置（圖未示）提供一恢復電壓Vh藉由薄骐& 晶體204之源極2041、汲極2042施加至晝素電極203，書: 電壓隨恢復電壓Vh變爲同一幅值之電壓Vh，； 時刻，在&描 電壓vg控制下，該薄膜電晶體204關閉，畫素電壓％,被^ 10 1294615 ^07,保持。在間’背光模組 月气’此時’雖然背光模 ：之 VC作用下由亮態轉為暗態，即關二原1疋-素在晝素電髮 壓刻’問極驅動裝置（圖未示）提供一掃描恭 ί3!14 2〇4^^^04〇^^ta^ 2；；- 二2 04 動t置（圖未示)提供一驅動電MVs藉由薄膜ί

源極2〇41、汲極2042施加至晝素電極203，全i 通動電壓Vs變爲同-幅值之電壓VP; t3,時刻，在 电堅Vg控制下，該薄膜電晶體204關閉，晝素電壓ν被^二 撕所保持。在A期間，背光模組同時提供L，輝= 素在晝素電壓VP作用下《光模組點亮，由i ^此類推，在丁7期間，h時刻，閘極驅動裝置（圖未示） 供一掃描電壓vg驅動薄膜電晶體204之閘極2040，薄膜電晶 ，2(^4開啓；同時源極驅動裝置（圖未示）提供一驅動電壓1^ 藉由/專膜電晶體204之源極2041、没極2042施加至畫素電極 203,晝素電壓隨驅動電壓Vs變爲同一幅值之電壓vp;t7,時刻， 在掃描電壓Vg控制下，該薄膜電晶體204關閉，晝素電壓Vp 被電谷207所保持。在丁7期間，背光模組同時提供l7輝度等 級之背光’此時，畫素被背光模組點亮，繼續為亮態。到此， 一晝面顯示時段結束。 由於該驅動方法對液晶之反應速度要求較高，因此該液晶 顯示裝置可採用反應速度較快之液晶，如鐵電液晶，其反應速 度可達微秒等級。目前的鐵電液晶可分為兩種，一種是表面穩 定鐵電液晶（Surface Stabilized Ferroelectric Liquid Crystal, SSFLC)，另一種貝ij 是柔式鐵電液晶（Soft Mode Ferroelectric

Liquid Crystal, SMFLC)。前者的液晶只有兩個穩態，使得穿透 率只有二種變化，而後者則如扭曲向列（Twist Nematic, TN)型 的液晶有多種的穩定態，故能表現出多種穿透率。為了避免多 種穿透率對畫面顯示均勻性的影像，可採用表面穩定鐵電液 11 1294615 曰曰 .^ ^ J 1 1 } 5玄月先杈組之發光輝度等級（L· ) iΛ時長（τ)四個參數，使該晝素於一畫面顯 應b里_之積分與戶f需顯示之圖像資料之灰階相對 二Fli 不。因此，藉由控制上述幾種變數的組合就可 以達成圖像貢料的灰階顯示，即： 總透光置=i L.T·A.tdt (離，=^亥ίif素於該匕子顯示時段僅有開啟或關閉兩種狀 暗態，該驅動電壓高於一閥值時液晶顯示為亮=曰先1j: 有差異，不同晝素有不同之晝素電；，= =方:去驅動不同畫素時’不同晝素之穿透率相同，則不同晝 素頦：相=圖像資料顯示效果一致，進而使晝面顯示均勻： 由夕ί了Ϊ南晝面之動態顯示效果，亦可以使—晝面顯示時段 j7之某一或稷數子顯示時段作為插黑時段Tr，在插里 =if J閉畫素ΐ者背光模組’亦可以二者同時關閉。同 吩，亦可相應'增加該晝面顧科段之其他子顯示時段背 及？光模組發光時長或者液晶… 長以增加该畫面顯示時段之總透光量。 該畫面顯示時段可為顯示複數相關晝素所用之時間 畫素所用之時間，還可為顯示複數行或列畫 总八Ϊ中，㈣動方法藉由控制該背光模組巾之—冷陰極射線 "光源、-發光二極體光源或白熾燈光源發光實現灰顯 =，亦^可藉由控制複數彩色發光二極體光源或增加彩色率光 貫現彩色顯示。 乃 综上所述，本發明確已符合發明專利要件，爰依法 =申請二惟，以上所述者僅為發明之較佳實施方式，舉凡孰籴 案技藝之人士，在援依本案發明精神所作之等效修飾或g 12 1294615 化，皆應包含於以下之申請專利範圍内。 【圖式簡单說明】 _ 第一圖係先前技術之液晶顯示裝置之示意圖。 第二圖（a)係第一圖所示液晶顯示裝置之掃描電極電壓Vg之波 — 形示意圖。 第二圖（b)係第一圖所示液晶顯示裝置之訊號電極電壓Vd之波 形示意圖。 第二圖（c)係第一圖所示液晶顯示裝置之畫素電極電壓Vp之波 形示意圖。 第三圖係本發明驅動方法所驅動之液晶、顧不裝置之不意圖。 f 第四圖（a)係本發明液晶顯示裝置掃描電極之電壓訊號波形示 意圖。 第四圖（b)係本發明液晶顯示裝置訊號電極之驅動電壓波形示 意圖。 第四圖（c)係本發明液晶顯示裝置畫素電極之電壓訊號波形示 意圖。 第四圖（d)係本發明液晶顯示裝置背光模組之輝度示意圖。 第四圖（e)係本發明液晶顯示裝置晝素之光穿透率波形示意圖。 【主要元件符號說明】 液晶顯示裝置 200 掃描線 201 訊號線 202 晝素電極 203 薄膜電晶體 204 公共電極 205 電容 207 閘極 2040 源極 2041 汲極 2042 13

Claims (1)

1294615 九、申請專利範圍： l 一種液晶顯示裝置之驅動方法，其中該液晶顯示裝置包括一 ，光模組及複數液晶晝素，該背光模組之發光具有複數輝度 寻級，該方法包括如下步驟： 將一 ^面顯不時段分為複數子顯示時段，該畫面顯示時段顯示 之複數液晶畫素於該子顯示時段開啟或關閉，該背光模組 於該子顯示時段開啟或關閉； 同時控制該液晶晝素之開關狀態及開啟時長、該背光模組 之發光輝度等級及發光時長，使該畫素於一晝面顯示時段 '· 内透光量之積分與所需顯示之圖像資料之灰階相對應， 實現灰階顯示。 〜 汝申明專利範圍苐1項所述之液晶顯示裝置之驅動方法，其 中，畫素於一晝面顯示時段内總透光量與該液晶晝素之開關 ^怨（^ )、該液晶晝素之開啟時長（t )、該背光模組之發 光輝度等級（L )及該背光模組之發光時長（T)符合如下 函數關係： 總透光量L.T.A.tdt。 • = 專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置之驅動方法，其 光模組之發光係藉由控制一冷陰極射線管發光源實 零 現之。 、 4· 專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置之驅動方法，其 5:該=光模組之發光係藉由控制一發光二極體光源實現之。 利範圍弟1項所述之液晶顯示裝置之驅動方法，其 6 ^該1光模組之發光係藉由控制一白熾燈光源實現之。/、 • 申ΐ專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置之驅動方法，其 。亥^光模組係藉由控制複數彩色發光二極體光源實現彩 邑顯示。 中，明專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置之驅動方法，其 8中該方法係用彩色濾光片實現彩色顯示。 •如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置之驅動方法，其 14 1294615 '9·1:】圍第1項所述之液晶顯示裝置之驅動方法，其 數1 不6同階:32階及64階中之-種，該子顯 其+該複數示裝置之驅動方法’ -示裝置之驅動方法， /、甲4液阳晝素於該插黑時段始終關閉。 •述之液晶顯μ置之_方法， 甲a 3先杈組於該插黑時段内始終關閉。 13^中申#日利=第ig項所述之液晶_示褒置之驅動方法， 其中該帛嶋之雜方法， 15=申請專利範圍第14項所述之液晶顯示 其中該鐵電液晶係表面穩定鐵電液晶。衣置之驅動方法， 16=申請專利範圍第」項所述之液晶顯示 15