液晶顯示器及其自動調整系統的製作方法
2024-03-08 06:22:15
專利名稱：液晶顯示器及其自動調整系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種能減輕畫面顯示閃爍的自動調整系統以及採用該自動調整系統的液晶顯示器。
背景技術：
液晶顯示器具有輕、薄、耗電小等優點，因此被廣泛用於可攜式DVD、個人數字助理(PDA)、可視音樂播放器、手機和筆記本電腦等領域。
請參閱圖1，是現有技術一種液晶顯示器的示意圖。該液晶顯示器100包括一上玻璃基板(圖未示)、一與該上玻璃基板相對放置的下玻璃基板(圖未示)、位於二玻璃基板之間的一液晶層(圖未示)、一掃描驅動電路110、一數據驅動電路120及一控制電路130。
該下玻璃基板包括多條相互平行的掃描線101、多條相互平行並分別與該掃描線101絕緣垂直相交的數據線102、多個像素電極103和位於多條掃描線101與多條數據線102交叉處的多個薄膜電晶體106。
該上玻璃基板包括多個與像素電極103相對且透明的公共電極105。該公共電極105可由氧化銦錫材料構成。
請一併參閱圖2，是圖1所示液晶顯示器100中一像素單元的等效電路圖。從顯示區域上來講，該掃描線101數據線與該數據線102所圍的最小區域定義一像素單元(圖未示)。從結構上來講，每一像素單元包括一像素電極103、一公共電極105和夾於該二電極103、105之間的液晶分子。每一像素單元由一薄膜電晶體106來驅動。其中，該薄膜電晶體106的柵極g連接到一掃描線101，源極s連接到一數據線102，漏極d連接到該像素電極103。該像素電極103、該公共電極105以及夾於該二電極103、105之間的液晶分子構成一像素電容Clc。由於半導體工藝本身的原因，該薄膜電晶體的柵極g與漏極d之間會產生一寄生電容Cgd。
像素單元是該液晶顯示器100的最小的顯示單元。由於液晶分子具有各向異性的透射率，當電場被提供給位於該二電極103、105之間的液晶分子時，可以通過控制電場強度來實現對多個液晶像素單元的光穿透量的調整。但是，如果始終提供同一方向的電場來驅動該二電極103、105之間的液晶分子，則液晶分子對電場的反應會逐漸遲鈍。為了避免該問題產生，提供到該像素電極103上的灰階電壓會在正負電壓(以公共電極105上的公共電壓為參考對象)之間交替變換。該驅動方法稱為反轉驅動方法。
請一併參閱圖3，是圖1所示液晶顯示器100的驅動波形圖。其中，Vg，Vd和Vp分別表示掃描電壓，灰階電壓，和提供到像素電極103上的像素電壓。該ΔVg是掃描電壓的電壓幅值，即，掃描開啟電壓Von與掃描關閉電壓Voff的電壓差值。Vcom和ΔV分別表示公共電壓和扭曲電壓。該液晶顯示器100的工作原理描述如下當掃描開啟電壓Von通過該掃描線101提供到該薄膜電晶體106的柵極g時，該薄膜電晶體106開啟。此時一代表圖像信號的灰階電壓Vd通過該數據線102提供到到該薄膜電晶體106的源極s，然後該灰階電壓Vd通過該薄膜電晶體106的漏極d和該像素電極103提供到該像素電容Clc。該公共電極105上通常被提供一穩定的公共電壓Vcom。所以，該像素電極103與該公共電極105之間產生一電場，該電場作用來該二電極103、105之間的液晶分子。該薄膜電晶體106開啟時提供到該像素電容Clc上的灰階電壓Vd在該薄膜電晶體106關閉時會被該像素電容Clc保持。
但是，該薄膜電晶體106的柵極g與漏極d之間的該寄生電容Cgd會使提供到該像素電極103上的灰階電壓Vd被扭曲。扭曲電壓ΔV使提供到該像素電極103上的正極性電壓降低。該扭曲電壓ΔV可由下面的數學公式(1)來表達。
V=CgdVgCgd+Vg=Cgd(Von-Voff)Cgd+Vg---(1)]]>理想的液晶顯示器100的驅動波形如圖3中的虛線Vd所示。當掃描電壓Vg為高電壓時，該灰階電壓Vd被提供到該像素電極103，當該當掃描電壓Vg為低電壓時，該灰階電壓Vd被完全保持。真實的液晶顯示器100的驅動波形如圖3中的實線Vp所示。當掃描電壓Vg下降(從高電壓變為低電壓)時，該像素電壓Vp被扭曲電壓ΔV下拉而降低。一像素單元在一幀時間內的透光總量可以由該時間段內像素電壓Vp與公共電壓Vcom所圍成的區域來代表。當該液晶顯示器100是通過反轉驅動方法來驅動並顯示相同靜態畫面時，提供到公共電極105上的公共電壓Vcom必須做出適當的調整來使每一幀時間段內該像素電壓Vp與公共電壓Vcom所圍成的區域都相等，否則畫面會出現閃爍現象。
但是，即使提供一穩定的公共電壓Vcom到該公共電極105使上面所述的區域面積相同，來抑制畫面閃爍的現象，畫面閃爍的現象還是會因下述原因存在。
通常，一掃描線101本身具有一定的電阻，該電阻和連接在掃描線101上的多個寄生電容Cgd一起構成一RC延遲電路。該延遲電路使提供到掃描線101上的掃描信號產生一定的延遲，具體延遲的時間由掃描線101本身的電阻及寄生電容Cgd決定，液晶顯示器100的尺寸越大則掃描信號被延遲越久。
請一併參閱圖4，是圖1所示液晶顯示器100中測量得到的一掃描電壓被一掃描線101延遲後的波形圖。其中，Vg1表示位於掃描信號輸入端G1附近的掃描信號波形圖，Vg2表示遠離掃描信號輸入端G1的掃描信號波形圖。從圖4中可看出離掃描信號輸入端G1越遠處的掃描信號被延遲越久，因此公式(1)中的ΔVg，即掃描開啟電壓Von與掃描關閉電壓Voff的電壓差值在離掃描信號輸入端越遠處也就越小。根據公式(1)，扭曲電壓ΔV在離掃描信號輸入端越遠處也就越小。
因此，即使提供一穩定的公共電壓Vcom到公共電極105，該公共電壓Vcom也不能成為所有像素單元的像素電壓Vp的中間電壓值，而且像素電Vp仍會在兩幀畫面之間變化，閃爍的現象依然存在。液晶面板越大，掃描線越長則閃爍的現象越明顯。
請參閱圖5，是現有技術另一種液晶顯示器的示意圖。該液晶顯示器500包括一上玻璃基板(圖未示)，一與該上玻璃基板相對放置的下玻璃基板(圖未示)、位於二玻璃基板之間的一液晶層(圖未示)、一掃描驅動電路510、一數據驅動電路520及一公共電壓產生器530。
該下玻璃基板包括多條相互平行的掃描線501、多條相互平行並分別與該掃描線501絕緣垂直相交的數據線502、位於多條掃描線501與多條數據線502相交叉處的多個薄膜電晶體506及多個像素電極503。該薄膜電晶體506的柵極連接到一掃描線501，該薄膜電晶體506的源極連接到一數據線502，該薄膜電晶體506的漏極連接到一像素電極503。
該上玻璃基板包括多個與像素電極503相對且透明的公共電極505。該公共電極505可由氧化銦錫材料構成。
該掃描驅動電路510提供多個掃描信號到該多條掃描線501來開啟/關閉與該掃描線501連接的多個薄膜電晶體506。
該數據驅動電路520提供多個數據信號到該多條數據線502。
該公共電壓產生器530包括一電源539、一可調變的第一電阻531和一可調變的第二電阻532。該第一電阻531的一端連接到該電源539，另一端連接到位於公共電極505上的一第一公共端533。該第二電阻532的一端接地，另一端連接到位於公共電極505上的一第二公共端534。該第一公共端533和該第二公共端534之間通過該上玻璃基板的一公共電極電連接。該公共電壓產生器530提供一第一公共電壓到該第一公共端533，且提供一第二公共電壓到該第二公共端534，該第一公共電壓高於該第二公共電壓。
該液晶顯示器500中，因為包括一可以調變的第一電阻531和一可調變的第二電阻532，操作員可根據液晶顯示器500閃爍的情況調節該第一電阻531及該第二電阻532來儘量減輕閃爍現象。但是，由於需要操作人員手動調節來減輕閃爍現象，會因為人為因素產生調節不準確的情況。
實用新型內容為了解決現有技術液晶顯示器手動調節減輕閃爍會產生調節不準確的的問題，有必要提供一種自動減輕閃爍的液晶顯示器自動調整系統。
為了解決現有技術液晶顯示器手動調節減輕閃爍會產生調節不準確的的問題，有必要提供一種自動減輕閃爍的液晶顯示器。
一種液晶顯示器自動調整系統包括多條平行的掃描線、多條平行並分別與該掃描線相交的數據線、一掃描驅動電路、一數據驅動電路、一控制電路及一光感測元件。掃描驅動電路用來驅動該多條掃描線。該數據驅動電路提供數據信號到該多條數據線。該控制電路用來控制該掃描驅動電路和該數據驅動電路。該光感測元件電連接到該控制電路。該控制電路根據該光感測元件產生的不同光感測信號來產生多個補償灰階電壓信號，並提供該補償灰階電壓信號到該數據驅動電路來驅動該多條數據線。
一種液晶顯示器包括一第一基板、一與該第一基板相對放置的第二基板、位於該二基板之間的一液晶層、一掃描驅動電路、一數據驅動電路、一控制電路及一光感測元件。該第一基板包括多條平行的掃描線、多條平行並分別與該掃描線相交的數據線、位於多條掃描線與多條數據線相交叉處的多個薄膜電晶體和多個與該薄膜電晶體連接的像素電極；該第二基板包括多個與像素電極相對的公共電極；該掃描驅動電路用來驅動該多條掃描線；該數據驅動電路提供數據信號到該多條數據線；該控制電路用來控制該掃描驅動電路及該數據驅動電路；該光感測元件位於該第一基板與該第二基板之間，並通過該第一基板上的光感測線路電連接到該控制電路。該控制電路根據該光感測元件產生的不同光感測信號來產生多個補償灰階電壓信號，並提供該補償灰階電壓信號到該數據驅動電路來驅動該多條數據線。
相較於現有技術，上述液晶顯示器包括一光感測元件，該控制電路根據不同光感測信號來產生多個補償灰階電壓信號，並提供到該數據驅動電路來驅動該多條數據線。該多個補償灰階電壓信號可自動降低液晶顯示器的閃爍程度。因此該液晶顯示器實現自動調節，而不需要操作員手動調節來降低液晶顯示器的閃爍。
圖1是現有技術一種液晶顯示器的示意圖。
圖2是圖1所示液晶顯示器中一像素單元的等效電路圖。
圖3是圖1所示液晶顯示器的驅動波形圖。
圖4是圖1所示液晶顯示器中測量得到的一掃描電壓被一掃描線延遲後的波形圖。
圖5是現有技術另一種液晶顯示器的示意圖。
圖6是本實用新型液晶顯示器的一較佳實施方式的示意圖。
圖7是圖6所示液晶顯示器中光感測元件產生的光感測信號波形圖。
圖8是圖6所示液晶顯示器中兩幀掃描時間內驅動一數據線的灰階電壓信號波形示意圖。
圖9是圖6所示液晶顯示器的工作流程方塊示意圖。
具體實施方式請參閱圖6，是本實用新型液晶顯示器的一較佳實施方式的示意圖。該液晶顯示器600包括一第一基板(圖未示)、一與該第一基板相對放置的第二基板(圖未示)、位於該二基板之間的一液晶層(圖未示)、一掃描驅動電路610、一數據驅動電路620、一控制電路630及一光感測元件690。該控制電路630包括一存儲電路632。
該第一基板包括多條平行的掃描線601、多條平行並分別與該掃描線601相交的數據線602、位於多條掃描線601與多條數據線602相交叉處的多個薄膜電晶體606和多個與該薄膜電晶體606連接的像素電極603。該第二基板包括多個與像素電極603相對的公共電極605。
該掃描驅動電路610用來驅動該多條掃描線601。該數據驅動電路620用來驅動該多條數據線602。該控制電路630用來控制該掃描驅動電路610和該數據驅動電路620。
該光感測元件690位於該第一基板與該第二基板之間，並通過該第一基板上的光感測線路691電連接到該控制電路630。該光感測元件690可根據該液晶顯示器600的閃爍程度產生不同強度的光感測信號。該控制電路630根據該不同光感測信號來產生多個補償灰階電壓信號，並傳輸該多個補償灰階電壓信號到該存儲電路632。該存儲電路632存儲不同光感測信號所對應的閃爍程度最小的多個補償灰階電壓信號值。然後該控制電路630根據該不同光感測信號從該存儲電路632中提取對應的補償灰階電壓信號，並提供到該數據驅動電路620來驅動該多條數據線602。
該補償灰階電壓信號包括兩幀掃描時間內極性反轉的一對灰階電壓信號，其包括一正灰階電壓信號及一負灰階電壓信號。根據該光感測元件690產生的不同強度的光感測信號，該正灰階電壓信號的絕對值可大於、小於或等於該負灰階電壓信號的絕對值。
圖6所示液晶顯示器600中光感測元件690產生的光感測信號波形圖如圖7所示。Vp-p是光感測信號的最大差值，該Vp-p值越大代表該液晶顯示器閃爍程度越大，Vp-p值越小代表該液晶顯示器閃爍程度越小。
請一併參閱圖8，是圖6所示液晶顯示器600中兩幀掃描時間內驅動一數據線602的灰階電壓信號波形示意圖。其中，該V0-Vn是多個灰階電壓，n是該液晶顯示器600的灰階總數。
+V(n-m)及-V(n-m)是兩幀掃描時間內提供到一數據線602上的一對正常灰階電壓信號801。m是自然數，+V(n-m)是正灰階電壓信號，-V(n-m)是負灰階電壓信號。
+V(n-m+y)及-V(n-m-y)是兩幀掃描時間內提供到該數據線602上的一對補償灰階電壓信號802，y是自然數且小於(n-m)，該對補償灰階電壓信號802是通過同時上調該正常灰階電壓信號801中的該正灰階電壓信號和該負灰階電壓信號y級灰階電壓得到的，顯然該補償灰階電壓信號802中的該正灰階電壓信號+V(n-m+y)的絕對值大於該負灰階電壓信號-V(n-m-y)的絕對值。
+V(n-m-y)及-V(n-m+y)是兩幀掃描時間內提供到該數據線602上的另一對補償灰階電壓信號803，該對補償灰階電壓信號803是通過同時下調該正常灰階電壓信號801中的該正灰階電壓信號和該負灰階電壓信號y級灰階電壓得到的，顯然該補償灰階電壓信號802中的該正灰階電壓信號+V(n-m+y)的絕對值小於該負灰階電壓信號-V(n-m-y)的絕對值。
該液晶顯示器600包括一光感測元件690，該控制電路630根據該光感測元件690產生的不同光感測信號來產生多個補償灰階電壓信號802、803，並提供該多個補償灰階電壓信號802、803至該數據驅動電路620以驅動該多條數據線602。因此該液晶顯示器600不需要操作員手動調節來降低液晶的閃爍，可以自動調節以減輕該液晶顯示器600的閃爍。
請一併參閱圖9，是圖6所示液晶顯示器600的工作流程方塊示意圖。該液晶顯示器600工作的工作流程描述如下首先，由該光感測元件690檢測液晶顯示器600的閃爍程度並產生不同光感測信號，然後傳輸該光感測信號到該控制電路630。接著，該控制電路630根據該不同光感測信號來產生多個補償灰階電壓信號802、803，並存儲該多個補償灰階電壓信號802、803到一存儲電路632。然後，該控制電路630根據該不同光感測信號從該存儲電路632中提取對應的補償灰階電壓信號802、803。最後，該控制電路630提供該多個補償灰階電壓信號802、803到該數據驅動電路620來驅動該多條數據線602，該多個補償灰階電壓信號802、803使該液晶顯示器的閃爍程度減小。
作為該較佳實施方式的變體，上述液晶顯示器600的光感測元件690也可為多個分別位於該液晶顯示器600的不同顯示區域。該存儲電路632也可以省略，此時該控制電路630根據該不同光感測信號來產生多個補償灰階電壓信號，並直接提供該多個補償灰階電壓信號到該數據驅動電路620來驅動該多條數據線602。
權利要求1.一種液晶顯示器自動調整系統，其包括多條相互平行的掃描線；多條相互平行並分別與該掃描線相交的數據線；一驅動該多條掃描線掃描驅動電路；一提供數據信號到該多條數據線的數據驅動電路；一控制該掃描驅動電路及該數據驅動電路的控制電路；其特徵在於該液晶顯示器自動調整系統進一步包括一光感測元件，該光感測元件電連接到該控制電路；該控制電路根據該光感測元件產生的不同光感測信號來產生多個補償灰階電壓信號，並提供多個補償灰階電壓信號至該數據驅動電路以驅動該多條數據線。
2.如權利要求1所述的液晶顯示器自動調整系統，其特徵在於該控制電路包括一存儲電路，該存儲電路用來存儲多個補償灰階電壓信號值。
3.如權利要求1所述的液晶顯示器自動調整系統，其特徵在於該補償灰階電壓信號包括一正電壓信號及一負電壓信號。
4.如權利要求3所述的液晶顯示器自動調整系統，其特徵在於該正電壓信號的絕對值大於該負電壓信號的絕對值。
5.如權利要求3所述的液晶顯示器自動調整系統，其特徵在於該正電壓信號的絕對值等於該負電壓信號的絕對值。
6.如權利要求3所述的液晶顯示器自動調整系統，其特徵在於該正電壓信號的絕對值小於該負電壓信號的絕對值。
7.一種液晶顯示器，其包括一第一基板，其包括多條平行的掃描線、多條平行並分別與該掃描線相交的數據線、位於多條掃描線與多條數據線相交叉處的多個薄膜電晶體及多個與該薄膜電晶體連接的像素電極；一第二基板與該第一基板相對放置，其包括多個與像素電極相對的公共電極；一液晶層位於該第一、第二基板之間；一驅動該多條掃描線掃描驅動電路；一提供數據信號到該多條數據線的數據驅動電路；一控制該掃描驅動電路及該數據驅動電路的控制電路；其特徵在於該液晶顯示器進一步包括一光感測元件，該光感測元件位於該第一基板與該第二基板之間，並通過該第一基板上的光感測線路電連接到該控制電路；該控制電路根據該光感測元件產生的不同光感測信號來產生多個補償灰階電壓信號，並提供該多個補償灰階電壓信號至該數據驅動電路以驅動該多條數據線。
8.如權利要求7所述的液晶顯示器，其特徵在於該控制電路包括一存儲電路，該存儲電路用來存儲多個補償灰階電壓信號值。
專利摘要本實用新型涉及一種液晶顯示器自動調整系統，該液晶顯示器自動調整系統包括多條平行的掃描線、多條平行並分別與該掃描線相交的數據線、一掃描驅動電路、一數據驅動電路、一控制電路及一光感測元件。該掃描驅動電路用來驅動該多條掃描線。該數據驅動電路提供數據信號到該多條數據線。該控制電路用來控制該掃描驅動電路和該數據驅動電路。該光感測元件電連接到該控制電路。該控制電路根據該光感測元件產生的不同光感測信號來產生多個補償灰階電壓信號，並提供該補償灰階電壓信號到該數據驅動電路來驅動該多條數據線。該液晶顯示器自動調整系統可自動減少液晶顯示器的閃爍。
文檔編號G09G3/20GK2852180SQ20052011986
公開日2006年12月27日 申請日期2005年12月2日 優先權日2005年12月2日
發明者曹迪凱, 李政修 申請人:群康科技(深圳)有限公司, 群創光電股份有限公司