显示设备及其驱动方法

专利名称：显示设备及其驱动方法
技术领域：
本发明涉及显示设备及其驱动方法。
背景技术：
通常，液晶显示器(LCD)包括两个配备有像素电极和公共电极(称为“场生成电极(filed generating electrodes)”)的面板，以及插放在其间的具有介电各向异性的液晶(LC)层。像素电极排列成矩阵，并通过多个栅极线和多个数据线连接到诸如薄膜晶体管(TFT)的开关元件，所述多个数据线在逐行(row by row)的基础上接收数据信号。公共电极覆盖两个面板中的一个上层(upper)面板的整个表面，并且被提供有公共电压。像素电极、公共电极和LC层形成LC电容器，并且LC电容器与连接到其的开关元件组成像素的基本单元。LCD向场生成电极施加电压以便向LC层生成电场，并通过控制电场的强度来调整穿过LC层的光的透射比(transmittance)，由此来显示期望的图像。
为了防止由于长期施加单向电场等而导致的图像恶化，数据电极的极性相对于公共电压每帧、每行、或每像素反转一次。用于电视机的LCD需要显示运动的图像。然而，由于LCD中的液晶分子的响应时间不是特别快，因此很难显示运动的图像。并且，LCD会将图像保持一些时间，例如，一帧，这导致运动图像的模糊(blurring)。为了补偿该效果，在施加正常的图像电压之前，向LC电容器施加预充电数据电压，以便预先排列LC分子。预充电降低了在LC电容器处施加的电压与目标电压之间的差，从而缩短了电压达到目标电压值的时间。
虽然可能向同一像素行中的LC电容器施加等幅值的数据电压，但是当预充电电压互不相同时，在像素之间会产生亮度差，从而导致一幅图像叠加到另一幅上。

发明内容
根据本发明，调节后的图像信号基于用于第一行中的像素的输入图像信号与用于相邻行中的像素的输入图像信号之间的差。基于相对于在前像素行q-1的像素PX的图像信号(被称为“在前图像信号dq-1”)来对相对于任意一个像素行q的像素PX的图像信号(被称为“当前图象信号dq”)进行调节，以生成调节后的图像信号dq′。数据驱动器将第一输入图像信号和调节后的图像信号改变成施加到两行的数据线的第一和第二数据电压。栅极导通电压包括预充电电压和主充电电压，用于第一行的主充电电压与用于第二行的预充电电压重叠预定时间，并且用于第一行的预充电电压与用于第二行的主充电电压重叠预定时间。在施加了用于第一行的主充电栅极导通电压和用于该行的预充电栅极导通电压之后，第一数据电压被施加到第一和第二行的像素，并且，在施加了用于第二行的主充电栅极导通电压之后，第二数据电压被施加到第二行的像素。


通过结合附图阅读以下的说明，本发明将变得更加清楚，附图中图1是根据本发明实施例的LCD的方框图；图2是根据本发明实施例的LCD的像素的等效电路图；图3是根据本发明实施例的LCD的图像信号调节器的方框图；图4示出了根据本发明实施例的LCD中使用的各种信号的波形；图5是指示在根据本发明实施例的LCD中当通过最大灰度(maximumgray)和最小灰度(minimum gray)来显示字符“P”时，同一像素行中两个相邻像素的像素电压的变化的示图；图6是指示当向图5所示的两个像素分别施加数据电压时，像素电极电压和像素电压的变化的曲线图；图7是指示根据在先的技术当向图5所示的两个像素分别施加数据电压时，像素电极电压和像素电压的变化的曲线图；以及图8示出了根据本发明另一个实施例的LCD中使用的用于生成栅极信号的各种信号的波形。
具体实施例方式
附图中，为清楚起见，放大了层的厚度和区域(region)。所有相同的附图标记指代相同的元件。应该理解，当诸如层、薄膜、区域、基底(substrate)或面板的元件被称为在另一个元件“之上”时，它可以是直接在另一个元件之上，或者可能还存在介于其间的元件。相反，当元件被称为“直接”在另一个元件之上时，则不存在介于其间的元件。
参照图1，根据本发明实施例的LCD包括LC面板组件(assembly)300、以及连接到LC面板组件300的栅极驱动器400和数据驱动器500、连接到数据驱动器500的灰度电压生成器800、和用于控制上述元件的信号控制器600。如图2所示，LC面板组件300包括下层(lower)面板100、上层(upper)面板200、插放在其间的液晶层3、多个信号线G1-Gn和D1-Dm、以及连接到其的多个信号线并且如图1和2所示在电路示图中基本上排列成矩阵格式的多个像素PX。
信号线G1-Gn和D1-Dm配备在下层面板100上，并且包括多个用于传输栅极信号(称为扫描信号)的栅极线G1-Gn和用于传输数据线的多条数据线D1-Dm。栅极线G1-Gn基本上在行方向上延伸，并且基本上互相平行，而数据线D1-Dm基本上在列方向上延伸，并且基本上互相平行。每个像素PX，例如，连接到第i条栅极线Gi(i＝1，2，……，n)和第j条数据线Dj(j＝1，2，……m)的像素PX包括连接到显示信号线G1-Gn和D1-Dm的开关元件Q、以及连接到该开关元件Q的LC电容器CLC和存储电容器CST。如果不需要可以省略存储电容器CST。
诸如TFT的开关元件Q被配备在下层面板100上，并且具有三个端子连接到栅极线G1-Gn之一的控制端子；连接到数据线D1-Dm之一的输入端子；以及连接到LC电容器CLC和存储电容器CST的输出端子。LC电容器CLC包括配备在下层面板100上的像素电极191和配备在上层面板200上的公共电极270，以作为两个端子。LC层3插放在两个电极191和270之间，用作LC电容器CLC的电介质。像素电极191连接到开关元件Q，而公共电极270被提供有公共电压Vcom，并且覆盖上层面板200的整个表面。与图2所示的不同，公共电极270也可以配备在下层面板100上，并且电极191和270两者可以具有棒(bar)或条(stripe)的形状。
存储电容器CST是LC电容器CLC的辅助电容器。存储电容器CST包括像素电极191和分离的信号线(未示出)，其配备在下层面板100上，经由绝缘体与像素电极191重叠，并且被提供有诸如公共电压Vcom的预定电压。或者，存储电容器CST包括像素电极191和被称为在前栅极线的相邻的栅极线，其经由绝缘体与像素电极191重叠。对于颜色显示，每个像素PX唯一地表示基色之一(即，空间区分)，或者每个像素顺序地轮流表示基色(即，时间区分)，从而将基色的空间或时间的和识别为期望的颜色。举例来说，一组基色包括红色、绿色和蓝色。图2示出了空间划分的例子，其中，每个像素PX包括颜色滤波器(color filter)230，其在面向像素电极191的上层面板200的区域(area)中表示基色之一。或者，颜色滤波器230被配备在下层面板100上的像素电极191之上或之下。一个或多个偏振器(polarizer)(未示出)被附加到至少面板100和面板200之一。
再次参照图1，灰度电压生成器800生成与像素PX的透射比相关的两组灰度电压(或者参考灰度电压)。一组中的灰度电压相对于公共电压Vcom具有正极性，而另一组中的灰度电压相对于公共电压Vcom具有负极性。
栅极驱动器400连接到面板组件300的栅极线G1-Gn，并且组合(synthesize)来自外部设备的栅极导通(gate-on)电压Von与栅极截止(gate-off)电压Voff以生成用来施加到栅极线G1-Gn的栅极信号。数据驱动器500连接到面板组件300的数据线，并且向数据线D1-Dm施加数据电压，该数据电压是从灰度电压生成器800所提供的灰度电压中选择的。但是，数据驱动器500可以在灰度电压生成器800生成参考电压时通过划分(divide)参考电压来生成所有灰度的灰度电压，并从所生成的灰度电压中选择数据电压。
信号控制器控制栅极驱动器400和数据驱动器等。每个驱动单元400、500、600和800可以包括至少一个集成电路(IC)芯片，该集成电路芯片安装在LC面板组件300上，或者安装在附加到面板组件300的柔性印制电路(flexible printed circuit，FPC)薄膜上，成为卷带式封装(tape carrier package，TCP)类型。或者，处理单元400、500、600和800中的至少一个可以连同信号线和开关元件Q一起与面板组件300集成。再或者，所有处理单元400、500、600和800可以被集成到单个IC芯片中，但是处理单元400、500、600和800中的至少一个，或者在处理单元400、500、600和800的至少一个中，至少一个电路元件可以被布置在所述单个IC芯片之外。
现在将具体描述LCD的操作。从外部图形控制器(未示出)向信号控制器600提供输入图像信号R、G和B以及用来控制其显示的输入控制信号。输入图像信号R、G和B包含每个像素PX的亮度信息。亮度具有预定数目的灰度级，例如，1024(＝210)、256(＝28)或者64(＝26)。输入控制信号包括垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、主时钟信号MCLK、数据使能信号DE等。
信号控制器600向栅极驱动器400发送栅极控制信号CONT1，并向数据驱动器500发送处理过的图像信号DAT和数据控制信号CONT2。输出图像信号DAT是具有预定数目的值(或灰度级)的数字信号。
栅极控制信号CONT1包括用来启动栅极导通电压的扫描开始信号STV和至少一个用来控制栅极导通电压Von的输出时间的时钟信号。栅极控制信号CONT1还可以包括用来定义栅极导通电压Von的持续时间(duration)的输出使能信号OE和用来控制栅极导通电压Von的输出时间的栅极时钟信号CPV。
数据控制信号CONT2包括用来控制用于一组像素PX的数据传输的水平同步开始信号STH、用来控制向数据线D1-Dm施加数据电压的负载信号LOAD、以及数据时钟信号HCLK。数据控制信号CONT2还可以包括反转信号RVS，用来反转数据电压的极性(相对于公共电压Vcom)。
响应于来自信号控制器600的数据控制信号CONT2，数据驱动器500从信号控制器600接收用于像素组的数字图像数据DAT的分组(packet)，将该图像数据DAT转换成从灰度电压生成器800所提供的灰度电压中选择的模拟数据电压，并将该数据电压施加到数据线D1-Dm。
栅极驱动器400响应于来自信号控制器600的栅极控制信号CONT1，向栅极线G1-Gn施加栅极导通电压Von，从而接通连接到其的开关元件Q。通过被激活的开关元件Q，将被施加到数据线D1-Dm的数据电压提供给像素PX。
数据电压与公共电压Vcom之间的差表现为LC电容器CLC两端的电压，该电压被称为像素电压。LC电容器CLC中的LC分子具有取决于像素电压幅值的方向性，并且该分子方向性确定通过LC层3的光的偏振。偏振器将光极化转换成光透射比，从而像素PX显示由图像数据DAT所表示的亮度。
这个过程在水平周期(其由“1H”表示，并且等于水平同步信号Hsync或数据使能信号DE的一个周期)期间重复，在一帧期间，向所有栅极线G1-Gn顺序地提供栅极导通电压Von，从而向所有像素PX施加数据电压。
当在一帧结束后下一帧开始时，控制施加到数据驱动器500的反转控制信号RVS，以便数据电压的极性反转(这被称为“帧反转”)。还可以控制反转控制信号RVS以使得一个分组中的图像数据信号的极性反转(例如，列反转)。
当向LC电容器CLc施加电压时，充电像素电压，该像素电压具有基于LC电容器CLC两端的电压差的幅值。但是，通过接通每个像素PX的开关元件Q而施加的被施加数据电压是有限的，从而很难对LC电容器CLC充分地充电。而且，由于LC分子的反应时间慢，LC电容器CLC的充电时间有望变得更长。因此，尽管向像素PX施加了对应于期望亮度的数据电压，但是由于用来为LC电容器CLC充电的时间不足，实际的像素电压不会快速达到目标电压，因此不能获得期望的亮度。具体来说，随着数据线长度的增加，导线电阻、信号延迟时间等都会增加。从而，对于那些距离数据驱动器500较远的像素PX，施加到像素PX的像素电极191的像素电极电压低于从数据驱动器500输出的电压。数据电压与像素电极电压之间的差导致实际像素电压和目标像素电压之间的差进一步增加。
为了补偿不足的充电时间，在由对应于特定像素PX的数据电压(称为“正常数据电压”)充电(称为“主充电”)之前，由对应于在前(previous)像素行的在前像素PX的数据电压(称为“预充电数据电压”)对一行中的像素PX进行预充电。
根据本发明实施例的LCD的操作包括图像信号调节(modify)操作，其用来调节由于预充电数据电压之间的差而导致的被提供有相等的正常数据电压的像素之间的像素电压差。该图像信号调节操作在信号控制器600中执行，但是也可以在分离的图像信号调节器中执行。
根据相对于在前像素行q-1的像素PX的图像信号(称为“在前图像信号dq-1”)调节相对于任意一行像素行q的像素PX的图像信号(称为“当前图像信号dq”)，以产生调节后的图像信号dq’。在根据本发明实施例的LCD中，数据电压的反转类型是列反转类型。将参照图3描述根据本发明实施例的LCD的图像信号调节器。
图3是根据本发明实施例的LCD的图像信号调节器的方框图。参照图3，图像信号调节器610包括计数器601、线(line)存储器602和连接到计数器601和线存储器602的调节单元603。向计数器601提供数据使能信号DE，并且向线存储器602提供对应于任意一个像素行，例如第q像素行的当前图像信号dq。计数器601对数据使能信号DE的脉冲数目计数，以向调节单元603输出作为计数值的q。也就是说，计数值q表示当前图像信号dq所属于的像素行编号。这里，q＝0，1，2，3，...，n-1。
线存储器602存储所施加的并且对应于第q像素行的当前图像信号dq，并将对应于之前存储的对应于第(q-1)像素行的在前图像信号dq-1输出到调节单元603。图像信号调节器610可以包括在图1所示的信号控制器600中，但是可替代地，它也可以被实现为分离的元件。调节单元603根据计数值q、在前图像信号dq-1和当前图像信号dq来调节当前图像信号dq，以生成调节后的图像信号dq’。
现在将具体描述图像信号调节器610的操作。当从外部设备施加对应于第q像素行的当前图像信号dq时，线存储器602输出对应于第(q-1)像素行的在前图像数据dq-1，并在存储在前图像信号dq-1的地址中存储当前图像信号dq。从而，调节单元603基于计数值q、来自线存储器602的在前图像信号dq-1以及当前图像信号dq生成调节后的图像信号dq’。
下面将具体描述调节单元603的操作。调节单元603利用下面的公式1生成调节后的图像信号dq’。
dq′＝dq+f(q，dq，dq-1)如公式1所示，调节后的图像信号dq’是通过将函数f的值与当前图像信号dq，即第q像素行的图像信号，相加而生成的。函数f具有如下的关系(1)如果dq-dq-1＞0，则f(q，dq，dq-1)＞0(2)如果dq-dq-1＜0，则f(q，dq，dq-1)＜0(3)如果dq-dq-1＝0，则f(q，dq，dq-1)＝0(4)如果q＝0，则f(q，dq，dq-1)＝0(5)如果r＞q，则|f(r，dr，dr-1)|≥|f(q，dq，dq-1)|也就是说，当在前图像数据dq-1的值大于当前图像信号dq的值时，函数f的值大于“0”，从而调节后的图像信号dq’的值变得大于当前图像信号dq的值。相反，当在前图像数据dq-1的值小于当前图像信号dq的值时，函数f的值小于“0”，从而调节后的图像信号dq’的值变得小于当前图像信号dq的值。并且，当在前图像数据dq-1的值等于当前图像信号dq的值时，调节后的图像信号dq’的值等于当前图像信号dq的值。
当计数值q为“0”时，即，像素行是第一像素行时，当前图像信号dq变为调节后的图像信号dq’，因为几乎不存在由于数据线D1-Dm的信号延迟或导线电阻而引起的负面影响。并且，随着计数值q变得更大，即，随着数据驱动器500和像素行之间的距离变得更大，函数值f也变大，从而加到当前图像信号dq的调节值也会变大。因此，随着像素行越来越多地受到数据线D1-Dm的线电阻和信号延迟的影响，函数值f会增大。从而，从数据驱动器500施加到每个像素PX的数据电压等于、大于或小于对应于当前图像信号dq的数据电压。
作为另一个例子，调节单元603利用比公式1更精确的公式2来生成调节后的图像信号dq’。
dq′＝dq+α(q)(dq-dq-1)这里，α(0)＝0，并且如果r＞q，则α(r)＞α(q)如公式2所示，基于通过将两个图像信号dq和dq-1之差乘以值[α(q)]而获得的调节后的值来定义调节后的图像信号dq’，其中所述值[α(q)]相对于计数值q成比例变化。利用公式1或公式2、通过当前和在前图像信号dq和dq-1、以及像素行编号q，即计数值而获得的调节后的图像信号dq’可以被存储在分离的查找表中，以作为相对于当前和在前图像信号dq和dq-1以及计数值q的调节后的图像信号dq’的函数。或者，不使用公式1或公式2，可以通过考虑了LC的传输曲线、相对于灰度、LC分子的传输曲线、以及计数值q等的实验来计算相对于当前和在前图像信号dq和dq-1以及像素行编号q的调节后的图像信号dq’。计算出的调节后的图像信号dq’可以被存储在查找表中，以作为相对于当前和在前图像信号dq和dq-1以及像素行编号q的函数。但是，为了将相对于像素行编号q以及当前和在前图像信号dq和dq-1的所有调节后的图像信号dq’存储在查找表中，查找表必须具有非常大的尺寸。因此，将相对于每隔预定灰度间隔，例如16灰度间隔的当前和在前图像信号dq和dq-1、以及像素行编号q的调节后的图像信号dq’存储在查找表中，然后最好使用插值来计算相对于剩余的当前和在前图像信号dq和dq-1、以及像素行编号q的调节后的图像信号。
当考虑像素行编号q和在前图像信号dq-1而计算出相对于当前图像信号dq的调节后的图像信号dq’时，信号控制器600向数据驱动器500施加该调节后的图像信号dq’以作为图像数据DAT。接下来，参照图4具体描述根据本发明实施例的LCD的显示操作。
图4示出了在根据本发明实施例的LCD中使用的诸如数据电压Vd、扫描开始信号STV、栅极时钟信号CPV、输出使能信号OE1和OE2以及栅极信号g1、g2、g3，...的各种信号的波形。如上所述，信号控制器600向栅极驱动器400提供扫描开始信号STV、栅极时钟信号CPV以及输出使能信号OE1和OE2，以便启动栅极线G1-Gn的扫描。
参照图4，施加到一个像素行的栅极导通电压Von包括预充电栅极导通电压Von1以及与所述预充电栅极导通电压Von1连续的(sequential to)主充电栅极导通电压Von2。预充电栅极导通电压Von1的脉冲宽度大于主充电栅极导通电压Von2的脉冲宽度约为输出使能信号OE1和OE2的脉冲宽度。从而，栅极导通电压Von不会与诸如由第偶数个栅极线施加的栅极导通电压的下一个相邻的栅极导通电压重叠水平周期。栅极导通电压Von1和Von2的脉冲宽度可以被分别改变。预充电栅极导通电压Von1的脉冲宽度大约为1H。
扫描开始信号STV包括用于输出栅极导通电压Von的脉冲。输出使能信号OE1和OE2被从信号控制器600提供到栅极驱动器400，并用来定义通过相应栅极线G1-Gn传输的栅极导通电压Von的持续时间，即，脉冲宽度。在本发明的实施例中，第一输出使能信号OE1定义施加到第奇数个栅极线G1，G30，...的栅极导通电压Von的持续时间，而第二输出使能信号OE2定义施加到第偶数个栅极线G2，G4，...的栅极导通电压Von的持续时间。输出使能信号OE1和OE2具有彼此相同的波形，但是具有相位差。但是，输出使能信号OE1和OE2的波形也可以被改变或互不相同。参照图4，当输出使能信号OE1和OE2具有高电平时，栅极导通电压Von的输出被限制(restricted)，而当输出使能信号OE1和OE2具有低电平时，出现栅极导通电压Von的输出。可以根据预充电时间和主充电时间来调整高电平的间隔(interval)与低电平的间隔的比例，并且输出使能信号OE1和OE2的高电平和低电平的功能可以互相倒转。
接下来，具体说明预充电和主充电的操作。首先，信号控制器600向施加到栅极驱动器400的扫描开始信号STV生成脉冲，并向栅极时钟信号CPV生成脉冲。被提供了扫描开始信号STV的脉冲的栅极驱动器400从第一栅极线G1到最后的栅极线Gn顺序地输出栅极导通电压Von。此时，如图4所示，由于向栅极驱动器400施加了两个输出使能信号OE1和OE2，因此顺序地输出预充电栅极导通电压Von1和主充电栅极导通电压Von2。从而，施加到第奇数个栅极线G1，G3，...的栅极导通电压Von的脉冲宽度由输出使能信号OE1限定，而施加到第偶数个栅极线G2，G4，...的栅极导通电压Von的脉冲宽度由输出使能信号OE2限定。因此，施加到第奇数个栅极线G1，G3，...的栅极导通电压Von的输出时间与施加到第偶数个栅极线G2，G4，...的栅极导通电压Von的输出时间之间的差约为“1H”，所述1H是输出使能信号OE1和OE2的输出时间之间的差。也就是说，在施加到两个直接相邻的栅极线的两个栅极导通电压Von中，前一(preceding)栅极导通电压Von的主充电栅极导通电压Von2的施加时间与随后的(following)栅极导通电压Von的预充电栅极导通电压Von1的施加时间重叠。
通过从第一栅极线G1到最后的栅极线Gn顺序地输出栅极导通电压Von，从第一栅极线G1开始，向连接到相应栅极线的像素电极191提供通过数据线D1-Dm传输的数据电压Vd，从而使连接到像素电极191的像素PX预充电约“1H”，其中，所述栅极导通电压Von包括预充电栅极导通电压Von1和主充电栅极导通电压Von2，其分别具有由输出使能信号OE1和OE2的波形定义的脉冲宽度。在预充电结束之后，对应于由上述的图像信号调节器610生成的调节后的图像信号的数据电压VD作为正常数据电压被施加到像素PX，从而接着预充电执行对像素PX的主充电。施加到第一像素行用于主充电的数据电压可以作为具有预定灰度级的任意数据电压Vd存储在构建在信号处理器600中的存储器中。
如上所述，施加到两个相邻栅极线的栅极导通电压Von具有重叠周期，在重叠周期，连接到在前栅极线的在前像素行的主充电时间与连接到连续的(successive)栅极线的随后的像素行的预充电时间重叠。从而，由于施加到连接到第一栅极线G1的像素电极191、用于主充电的正常数据电压Vd在相同的时间被施加到连接到第二栅极线G2的像素电极191，因此第二像素行的预充电被执行“1H”。
当第二像素行的预充电过去之后，从数据驱动器500向连接到第二栅极线G2的像素电极191提供正常数据电压Vd，从而执行对第二像素行的主充电。通过重复上述过程，当向第一栅极线G1到最后的栅极线Gn顺序地施加栅极导通电压Von时，所有的像素PX都由施加到连接到在前栅极线的像素电极191的数据电压进行预充电，并且随后由与图像信号调节器610所生成的调节后的图像信号相对应的数据电压进行正常地充电。
现在将参照图5到7，描述由根据本发明的预充电和主充电在像素中充电的像素电压、与由根据在先技术的预充电和主充电在像素中充电的像素电压之间的变化。图5是指示在根据本发明实施例的LCD中当通过最大灰度和最小灰度来显示字符“P”时、同一像素行中两个相邻像素PXa和PXb的像素电压的变化的示图，图6是指示当向图5所示的两个像素PXa和PXb分别施加数据电压时、像素电极电压和像素电压的变化的曲线图，而图7是指示根据在先技术、当向图5所示的两个像素PXa和PXb分别施加数据电压时、像素电极电压和像素电压的变化的曲线图。
参照图5，两个像素PXa和PXb位于同一像素行，例如第r像素行，并且，当LCD具有正常黑色模式时，它们被提供了对应于相同灰度，例如，最大灰度，即，白色灰度的数据电压(称为“白色数据电压”)，以作为正常数据电压用于主充电。
如图6所示，施加到第r栅极线Gr的栅极信号gr与施加到第(r-1)栅极线Gr-1的栅极电压重叠“1H”，从而，被施加到第(r-1)像素行的栅极导通电压也被施加到第r像素行。如图5和6所示，施加到在前的第(r-1)像素行的像素PXa’的正常数据电压是用来显示黑色，即，最小灰度的数据电压(称为“黑色数据电压”)。从而，在预充电时间内向施加到像素PXa的数据电压SDA提供黑色数据电压，并且在主充电时间内向其提供作为正常数据电压的白色数据电压。此时，通过上述图像信号调节器的操作，基于像素行编号、当前图像信号和在前图像信号计算当前图像信号的调节后的值。从而，对像素PXa施加的用于主充电的数据电压SDA具有的幅值是对应于调节后的值的数据电压ΔSDA与对应于当前图像信号的数据电压的总和。但是，如图5和6所示，施加到在前的(r-1)像素行的像素PXb’的正常数据电压是白色数据电压。从而，在预充电时间内和主充电时间内向施加到像素PXb的数据电压SDB提供白色数据电压。
当通过相应的数据线分别传输数据电压SDA和SDB时，在由于在数据线与像素电极之间形成的寄生电容而引起的延迟或预定时间的导线延迟之后，数据电压SDA和SDB被分别施加到相应的像素PXa和PXb，以作为像素电极电压VDA和VDB。但是，如图6所示，由于施加到像素PXb的像素电极电压VDB等于在前像素行的数据电压，因此几乎不发生信号延迟。
通过施加像素电极电压VDA和VDB，如图6所示，分别在像素PXa和PXb中充电像素电压VPA和VPB。如图6所示，由于在像素PXa和PXb的预充电时间内施加的数据电压SDA和SDB互不相同，因此在预充电时间内充电的像素电压VPA和VPB的幅值也互不相同。但是，由于通过对像素PXa的数据电压SDA的调节，数据电压SDA增加调节值ΔSDA并被施加到像素PXa，在预充电时间内出现的像素电压VPA和VPB之间的幅值差被补偿，从而两个像素电压VPA和VPB的幅值基本上变得彼此相等。因此，不会出现由于预充电中像素电压VPA和VPB的差而引起的两个像素PXa和PXb的亮度差。
尽管两个像素电压VPA和VPB互不相等，但是当用户观看对象(object)时，用户会将边缘部分(边界部分)识别为比其它部分更亮。从而，被布置在显示黑色部分和显示白色部分的边界的像素PXa和PXb之间具有小亮度差，但是该亮度差在很大程度上不会被识别出来。然而，当根据在先技术如图5所示向像素PXa和PXb施加数据电压SDA和SDB时，在像素PXa和PXb的预充电时间内出现的像素电压VPA和VPB之间的差没有被补偿，并且没有将对应于调节值的数据电压ΔSDA加到施加到像素PXa的数据电压SDA上。因此，基于像素电极电压VPA和VPB之间的电压差ΔSDA生成电压差ΔV，从而像素电压VPB很难在主充电时间内达到期望的电压Vwhite。电压差ΔV导致像素PXa和PXb之间的亮度差，从而使图像质量恶化。
现在将参照图8描述根据本发明另一个实施例的生成栅极信号的方法。图8示出了根据本发明另一个实施例的LCD中使用的用于生成栅极信号的诸如扫描开始信号STV、栅极时钟信号CPV、输出使能信号OE和施加到第r像素行的栅极信号gr的各种信号的波形。参照图8，输出使能信号的数目为1。与图4所示的栅极信号不同，图8所示的栅极信号gr不是连续地生成用于预充电的栅极导通电压Von1’和用于主充电的栅极导通电压Von2’。栅极导通电压Von1’和栅极导通电压Von2’分别通过预充电时间和主充电时间的输出使能信号OE来生成。
根据本发明，通过使得施加到两个相邻的栅极线的两个栅极导通电压相互重叠预定时间，向像素施加栅极导通电压的总施加时间增加，从而增加了每个像素的充电时间。并且，由施加到与其直接相邻的相邻像素的数据电压对像素进行预充电，从而容易地达到具有期望幅值的像素，其中，所述相邻像素的幅值与所述像素的幅值类似。在同一像素行，考虑到预充电数据电压而对正常数据电压进行补偿，并将补偿后的正常数据电压施加到像素。从而，利用相同的正常数据电压进行主充电的设置在同一像素行中的像素之间的亮度差被减小，其导致互不相同的预充电电压降低，从而提高了图像质量。具体来说，由于考虑像素行编号(pixel row number)而对正常数据电压进行了调节，因此由于数据线的导线电阻和信号延迟而引起的图像恶化被减小。
虽然参照优选实施例对本发明进行了说明，但是应该理解，本发明并不仅限于所公开的实施例，而是相反地，本发明旨在覆盖包含在所附权利要求书的范围和精神之内的各种修改和等价方案。
权利要求
1.一种显示设备，其包括设置在第一像素行的第一像素，以及设置在与所述第一像素行相邻的第二像素行并且在列方向上与所述第一像素相邻的第二像素；第一栅极线，用于将第一栅极导通电压传输到第一像素；第二栅极线，用于将第二栅极导通电压传输到第二像素；数据线，用于将第一和第二数据电压分别传输到第一和第二像素，以及图像信号调节器，用于基于用于第一像素的第一输入图像信号和用于第二像素的第二输入图像信号来调节第二输入图像信号，以生成调节后的图像信号；栅极驱动器，用于将第一和第二栅极导通电压分别施加到第一和第二栅极线；以及数据驱动器，用于将第一输入图像信号和调节后的图像信号分别改变为第一和第二数据电压，以施加到数据线，其中，所述第一栅极导通电压与所述第二栅极导通电压重叠预定时间。
2.如权利要求1所述的设备，其中，所述图像信号调节器包括计数器，其用于对像素行数目进行计数以输出计数值，并基于该计数值对第二输入图像信号进行调节。
3.如权利要求2所述的设备，其中，所述计数器根据来自外部设备的数据使能信号输出计数值。
4.如权利要求2所述的设备，其中，所述图像信号调节器使用dq′＝dq+f(q，dq，dq-1)来计算调节后的图像信号dq’(其中，dq是第二输入图像信号，q是计数值，而dq-1是第一输入图像信号)，其中，如果dq-dq-1＞0，则f(q，dq，dq-1)＞0，如果dq-dq-1＜0，则f(q，dq，dq-1)＜0，如果dq-dq-1＝0，则f(q，dq，dq-1)＝0，如果q＝0，则f(q，dq，dq-1)＝0，并且如果r＞q，则|f(r，dr，dr-1)|≥|f(q，dq，dq-1)|。
5.如权利要求2所述的设备，其中，所述图像信号调节器基于第一输入图像信号与第二输入图像信号之间的差来调节第二图像信号。
6.如权利要求2所述的设备，其中，所述图像信号调节器使用dq′＝dq+α(q)(dq-dq-1)来计算调节后的图像信号dq′(其中，dq是第二输入图像信号，q是计数值，dq-1是第一输入图像信号)，其中，α(0)＝0，并且如果r＞q，则α(r)＞α(q)。
7.如权利要求1所述的设备，其中，所述第一和第二栅极导通电压分别包括预充电栅极导通电压和对于预充电栅极导通电压连续生成的主充电栅极导通电压，并且第一栅极导通电压的主充电栅极导通电压与第二栅极导通电压的预充电栅极导通电压重叠。
8.如权利要求7所述的设备，还包括信号控制器，用于控制栅极驱动器和数据驱动器，并且该信号控制器将扫描开始信号STV和输出使能信号分别施加到栅极驱动器，其中，扫描开始信号STV用于指令启动第一和第二栅极导通电压的输出，而输出使能信号用于定义第一和第二栅极导通电压的持续时间。
9.如权利要求8所述的设备，其中，所述输出使能信号具有1H的脉冲输出周期。
10.如权利要求8所述的设备，其中，所述输出使能信号具有第一输出使能信号和第二输出使能信号，其中，第一输出使能信号用于定义第一栅极导通电压的持续时间，而第二输出使能信号用于定义第二栅极导通电压的持续时间。
11.如权利要求10所述的设备，其中，所述第一和第二输出使能信号具有2H的脉冲输出周期。
12.如权利要求11所述的设备，其中，所述第一和第二输出使能信号以1H的间隔轮流输出脉冲。
13.如权利要求1所述的设备，其中，所述图像信号调节器包括线存储器，用于存储第一输入图像信号。
14.如权利要求1所述的设备，其中，所述图像信号调节器包括查找表格，用于存储调节后的图像信号。
15.如权利要求1所述的设备，其中，对应于第一输入图像信号的第一数据电压和对应于第二输入图像信号的第二数据电压的极性彼此相同。
16.如权利要求15所述的设备，其中，所述显示设备是列反转类型的显示设备。
17.一种显示设备的驱动方法，该显示设备具有设置在第一像素行的第一像素，以及设置在与所述第一像素行相邻的第二像素行并且在列方向上与所述第一像素相邻的第二像素，第一栅极线，用于将第一栅极导通电压传输到第一像素，第二栅极线，用于将第二栅极导通电压传输到第二像素，和数据线，用于将第一和第二数据电压分别传输到第一和第二像素；图像信号调节器，用于基于用于第一像素的第一输入图像信号和用于第二像素的第二输入图像信号调节第二输入图像信号，以生成调节后的图像信号；栅极驱动器，用于将第一和第二栅极导通电压分别施加到第一和第二栅极线；以及数据驱动器，用于将第一输入图像信号和调节后的图像信号分别改变为第一和第二数据电压，以施加到数据线，所述方法包括将第一栅极导通电压施加到第一栅极线，将第一数据电压施加到第一像素，将第二栅极导通电压施加到第二栅极线，将第一数据电压施加到第二像素，停止施加第一栅极导通电压，将第二数据电压施加到第二像素，以及停止施加第二栅极导通电压。
18.如权利要求17所述的方法，其中，所述第一和第二栅极导通电压分别包括预充电栅极导通电压和主充电栅极导通电压。
19.如权利要求18所述的方法，其中，在施加第一栅极导通电压的主充电栅极导通电压以及第二栅极导通电压的预充电栅极导通电压之后，向第一和第二像素施加第一数据电压，并且在施加第二栅极导通电压的主充电栅极导通电压之后，向第二像素施加第二数据电压。
20.如权利要求19所述的方法，其中，所述第一栅极导通电压的预充电栅极导通电压与所述第二栅极导通电压的主充电栅极导通电压重叠预定时间。
21.如权利要求17所述的方法，其中，所述显示设备是列反转类型的显示设备。
全文摘要
一种显示设备，其包括图像信号调节器，用于基于用于第一行中的像素的输入图像信号和用于相邻行中的像素的输入图像信号之间的差来调节输入图像信号。栅极导通电压包括预充电电压和主充电电压，用于第一行的主充电电压与用于第二行的预充电电压重叠预定时间，并且用于第一行的预充电电压与用于第二行的主充电电压重叠预定时间。在施加用于第一行的主充电栅极导通电压与用于该行的预充电栅极导通电压之后，向第一行和第二行的像素施加第一数据电压，并且在施加用于第二行的主充电栅极导通电压之后，向第二行的像素施加第二数据电压。
文档编号G09G3/36GK1924649SQ20061012156
公开日2007年3月7日 申请日期2006年8月22日 优先权日2005年8月29日
发明者李白云 申请人:三星电子株式会社