CN100485462C - 液晶显示器驱动装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种液晶显示器的驱动装置及方法。本发明接收一像素值，并据以在一画面时间驱动该液晶显示器的一像素。画面时间分割为一预充时域与一补偿时域。首先，依据像素值与一参考值决定预充像素值。接着，依据预充像素值决定补偿像素值。接着，依据预充像素值决定预充驱动电压；依据补偿像素值决定补偿驱动电压。然后，在预充时域以预充驱动电压驱动，在补偿时域以补偿驱动电压驱动。

Description

液晶显示器驱动装置及方法

技术领域

本发明涉及一种液晶显示器驱动装置及方法，特别是涉及一种增进动态画面显示品质的液晶显示器驱动装置及方法。

背景技术

液晶显示器由于具有轻、薄的特性，因此占有广大的显示器市场。但比起传统的阴极射线管(Cathode Ray Tube，CRT)显示器，液晶显示器的反应速度就显得不够快。在显示动态画面时，液晶显示器因而较易产生残影，使得画面品质降低。以下说明阴极射线管显示器与液晶屏幕显示器的显示原理，并指出液晶屏幕显示器在显示动态画面易有残影的原因。

阴极射线管显示器的显示方式为脉冲式(impulse type)，也就是说，各像素在每个画面时间中，实际发亮的时间只有一瞬间。图1示出了阴极射线管显示器的的一个像素的亮度I与时间t的关系图。假设此像素在各画面时间T1，T2及T3的像素值D分别为34，100，30。这些脉冲11即表示阴极射线管显示器依据像素值D而发亮的强度。由于阴极射线管显示器为脉冲式，因此其反应速度很快，而且不会受前一个画面时间的亮度影响。

液晶显示器的显示方式为维持式(hold type)，也就是说，理想上一个像素在一个画面时间内的亮度是维持一致的。图2A示出了依据灰阶值而施加于像素的驱动电压Vd与时间t的关系图。假设一像素在各画面时间T1，T2及T3的像素值D分别为34，100，30。驱动电压Vd在画面时间T1、T2及T3的值是依据这些像素值D而决定。图2B示出了依据图2A的驱动电压的像素的亮度L与时间t的关系图。亮度线21所示为理想上像素依据驱动电压Vd所呈现的亮度。而实际上，液晶分子反应速度小于电场改变的速度，因此需一段的反应时间才能到达目标的亮度。亮度线22所示即为实际上像素依据驱动电压Vd所呈现的亮度。由于像素的液晶分子反应速度不够快，动态的画面就容易有残留的影像，影响显示品质。

上述液晶显示器的显示动态画面的缺点是由于显示器本身反应速度不够快，使得影像产生残留。一般加快液晶显示器的反应速度的方法例如是过度驱动法：若目前要显示的像素的灰阶值大于前一个画面的同像素的灰阶值，则以更高于目前的驱动电压来驱动此像素；若目前要显示的像素的灰阶值小于前一个画面的同像素的灰阶值，则以低于目前的驱动电压来驱动此像素。过度驱动法因此而可以加快液晶显示器的反应速度。

然而，目前的各种加快液晶显示器的反应速度的方法仍难以达到理想上的实时反应。而且，就算是液晶显示器的反应速度已经可以达到理想的实时反应，其动态画面的显示品质仍比不上阴极射线管屏幕，其原因在于液晶显示器的维持式显示的方式。若液晶显示器的反应速度已经达到实时反应，其亮度如图2B中的亮度线21所示，在画面时间T3刚开始时，人眼对于画面时间T2的显示仍有残留，而与画面时间T3的显示重迭，因而影响显示品质。

因此，液晶显示器除了有反应速度慢的因素，还有本身维持式显示方式的因素，使得其动态画面的显示品质不佳。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种增进动态画面显示品质的液晶显示器驱动装置及方法。

根据本发明的一个目的，提出一种液晶显示器的驱动装置，用以接收一像素值，并据以在一画面时间驱动该液晶显示器的一像素，该画面时间分割为一预充时域与一补偿时域，该装置包括：一时域控制单元，接收一第一同步信号并据以输出一第二同步时域控制信号；一数学单元，接收该像素值，依据该像素值决定一预充像素值为一第一像素值或一第二像素值，并依据补偿像素值与该预充像素值的平均值实质上为该像素值的关系来决定一补偿像素值，并依据该第二同步时域控制信号而从该预充像素值及该补偿像素值中择一输出；以及一来源驱动器，与该像素值决定单元耦接，依据该预充像素值决定一预充驱动电压，依据该补偿像素值决定一补偿驱动电压，使得在该预充时域以该预充驱动电压驱动该像素，在该补偿时域以该补偿驱动电压驱动该像素。

依据本发明的另一目的，还提出一种液晶显示器的驱动方法，用以接收一像素值，并据以在一画面时间驱动该液晶显示器的一像素，该画面时间分割为一预充时域与一补偿时域，该方法包括：依据该像素值决定一预充像素值为一第一像素值或一第二像素值；依据补偿像素值与该预充像素值的平均值实质上为该像素值的关系来决定一补偿像素值；及依据该预充像素值及该补偿像素值而驱动该像素，包括：依据该预充像素值决定一预充驱动电压；依据该补偿像素值决定一补偿驱动电压；在该预充时域以该预充驱动电压驱动该像素；以及在该补偿时域以该补偿驱动电压驱动该像素；其中在驱动步骤中，依据该预充像素值及该补偿像素值而驱动该像素所一起呈现的亮度，是实质上等同于依据该像素值驱动该像素所呈现的亮度。

依据本发明的另一目的，还提出一种液晶显示器的驱动方法，用以接收分别对应于第n-1个画面时间及第n个画面时间的第n-1个像素值与第n个像素值，并以下述步骤(c)、(d)和(e)的方式来产生第n个预充驱动电压与第n个补偿驱动电压以驱动一像素，该第n个画面时间分割为第n个预充时域与第n个补偿时域，其中，n为正整数，该方法包括步骤：a.比较第n-1个像素值与该第n个像素值，若两者相等，则执行步骤b，否则执行步骤c；b.令该第n个预充像素值与该第n个补偿像素值的平均值实质上等于该第n个像素值，并分别在该第n个预充时域与该第n个补充时域输出该第n个预充像素值与该第n个补偿像素值，并执行步骤e；c.依据该第n个像素值与一参考值决定一第n个预充像素值，若该第n个像素值大于该参考值则该预充像素值为一第一像素值，否则该第n个预充像素值为一第二像素值；d.依据该第n个预充像素值决定一第n个补偿像素值，该补偿像素值与该预充像素值的平均值实质上为该第n个像素值；e.依据该第n个预充像素值决定该第n个预充驱动电压，并依据该第n个补偿像素值决定该第n个补偿驱动电压；f.在该第n个预充时域以该第n个预充驱动电压驱动该像素；以及g.在该第n个补偿时域以该第n个补偿驱动电压驱动该像素。

为使本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并结合附图详细说明如下。

附图说明

图1示出了阴极射线管显示器的一个像素的亮度I与时间t的关系图。

图2A示出了依据灰阶值而施加于像素的驱动电压Vd与时间t的关系图。

图2B示出了依据图2A的驱动电压的像素的亮度L与时间t的关系图。

图3A示出了液晶分子反应速度最快的情形。

图3B示出了液晶分子反应速度中等的情形。

图3C示出了液晶分子反应速度最慢的情形。

图4A示出了依照本发明一第一实施例的一种液晶显示器驱动方法的驱动电压示意图。

图4B示出了依据图4A的驱动电压的像素亮度示意图。

图5A示出了另一种液晶显示器驱动方法的驱动电压示意图。

图5B示出了依据图5A的驱动电压的像素亮度示意图。

图6示出了依照本发明的一第二实施例的一种液晶显示器驱动装置方块图。

图7示出了依照本发明的一第三实施例的一种液晶显示器驱动装置方块图。

图8示出了依照本发明的一第四实施例的一种液晶显示器驱动装置方块图。

图9示出了依照本发明的一第五实施例的一种液晶显示器驱动装置方块图。

图10示出了依照本发明的一第六实施例的一种液晶显示器驱动装置方块图。

图11A与图11B示出了依据第六实施例的第n个画面时间的扫瞄过程示意图。

图12示出了依照本发明一第七实施例的一种液晶显示器过度驱动方法的驱动数值示意图。

图13是依照本发明第八实施例的一种液晶屏幕驱动装置方块图。

图14是依照本发明第九实施例的一种液晶屏幕驱动装置方块图。

图15是依照本发明第十实施例的一种液晶屏幕驱动装置方块图。

图16A是依照本发明第十一实施例的一种液晶屏幕驱动装置方块图。

图16B是查表单元所使用的表格示意图。

附图标号说明

500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300：液晶显示器驱动装置

510、610、710、810、910、1010、1110、1210、1310：画面储存单元520、620、720、820、920：阈值单元

530、630、730、830、930：演算单元

540、640、740、840、940：扩张单元

550、650、750、850、950、1050、1150、1250、1350：时域控制单元

560、660、760、860、960、1060、1160、1260、1360：多工器

570、670、770、870、970、1070、1170、1270、1370：来源驱动器

1023：温度传感器

1020、1120、1220：过驱动补偿单元

1030、1130、1230：演算和扩张单元

1302：查表单元

具体实施方式

液晶分子的反应速度与初始的像素值与目标的像素值有关。图3A示出了液晶分子反应速度最快的情形。当液晶分子的对应的像素值G随着时间t由最低像素值Gmin上升到最高像素值Gmax，或由最高像素值Gmax下降到最低像素值Gmin时，其反应速度为最快。图3B示出了液晶分子反应速度中等的情形。当液晶分子的对应的像素值G随着时间t由中间像素值上升到最高像素值Gmax，或由中间像素值下降到最低像素值Gmin，或由最高像素值Gmax下降到中间像素值，或由最低像素值Gmin上升到中间像素值时，其反应速度为中等。图3C示出了液晶分子反应速度最慢的情形。当液晶分子的对应的像素值G随着时间t由一中间像素值到另一中间像素值时，其反应速度为最慢。本发明可以避免反应速度最慢的情况，也就是避免由中间像素值转换到另一中间像素值的情况。

以下的这些实施例均以更新频率60Hz，分辨率为800 x 600的液晶显示器为例作详细说明。先介绍已知的显示器的显示过程。一般的显示器是由垂直同步讯号Vs(Vertical synchronization signal)与水平同步讯号Hs(Horizontal synchronization signal)控制显示的流程。此显示器一秒内显示60个画面(frame)，因此每个画面时间(frame time)为1/60＝16.7ms，此是由垂直同步讯号Vs所控制，因此已知的垂直同步讯号Vs的频率f(Vs)为60Hz。而每个画面有600条水平线，逐一扫瞄即可完成一个画面，此为水平同步讯号Hs所控制，因此已知的水平同步讯号Hs的频率f(Hs)即为600*f(Vs)＝36000Hz。每个水平线有800个画点，一个画点包括红、蓝、绿三个像素，因此每个水平线有800*3＝2400个像素。控制像素比特流(bitstream)输入液晶显示器的像素时钟讯号Cp(pixel clock signal)的频率即为2400*f(Hs)＝86400000Hz。假设此显示器的每个像素值的长度为8位，也就是有0～255个灰阶值，所需的相对应驱动电压为0～5V。像素值与驱动电压的关系不一定纯线性，一般以查表法得知对应于一像素值的驱动电压。

请参照图4A，其示出了依照本发明一第一实施例的一种液晶显示器驱动方法的驱动电压示意图。假设在画面时间T1、T2、T3的像素值D分别为30、200、30。依照已知的驱动方法，对应于画面时间T1、T2及T3的驱动电压可经由查表而得，例如分别为0.6V、4V及0.6V，如图4A中的虚线31所示。此已知的驱动方法如前所述具有反应过慢的缺点。本实施例特征在于将一个画面时间分割为预充时域P(precharge field)与补偿时域C(compensationfield)。在本实施例以预充时域P在前，补偿时域C在后为例。对应于预充时域P的像素值为最大像素值Gmax或最小像素值Gmin；在补偿时域C的像素值则通过适当计算，以使预充时域P及补偿时域C所显示的结果相当于以预定显示的像素值显示的结果。本实施例是使对应于预充时域P的像素值与对应于补偿时域C的像素值的平均实质上约等于预定显示的像素值。画面时间T1分割为预充时域P1与补偿时域C1；画面时间T2分割为预充时域P2与补偿时域C2；画面时间T3分割为预充时域P3与补偿时域C3。首先，决定预充时域P的预充像素值，若画面时间的像素值大于一参考值，则预充像素值为第一像素值，在本实施例为最大像素值Gmax，否则预充像素值为第二像素值，在本实施例为最小像素值Gmin。参考值是依据液晶面板的特性而调整，在此以128为例。画面时间T1的像素值为30，小于参考值(128)，因此预充时域P1的预充像素值为最小像素值Gmin，也就是0。而补偿时域C1的补偿像素值则为60。预充时域P1的预充像素值与补偿时域C1的补偿像素值的平均即为画面时间T1的像素值(30)。画面时间T2的像素值为200，大于参考值(128)，因此预充时域P2的预充像素值为最大像素值Gmax，也就是255。而补偿时域C2的补偿像素值则为145。预充时域P2的预充像素值与补偿时域C2的补偿像素值的平均即为画面时间T2的像素值(200)。画面时间T3的像素值为30，小于参考值(128)，因此预充时域P3的预充像素值为最小像素值Gmin，也就是0。而补偿时域C3的补偿像素值则为60。预充时域P3的预充像素值与补偿时域C3的补偿像素值的平均即为画面时间T3的像素值(30)。依据所决定的预充像素值与补偿像素值即可以查表法决定对应的驱动电压。利用本实施例所得的在各时域的驱动电压，如图4A所示，依序分别为0，1.2，5，2.8，0，1.2V。

图4B示出了依据图4A的驱动电压的像素亮度示意图。虚线所示为理想的像素亮度，但因液晶分子并非实时反应，因此亮度变化如实线所示。以画面时间T2说明如后。在预充时域P2时，像素的亮度上升到最大值，由于此时的驱动电压比已知大，因此上升反应时间比已知的方法快。然后在补偿时域C2时，像素的亮度即开始下降，由于此时的驱动电压比已知小，因此下降反应时间亦比已知的方法快。而且，画面时间T2的亮度曲线比起已知的亮度曲线更接近脉冲式的显示方式，可以减少维持式显示方式造成的人眼视觉残留，以提升显示品质。

另外，值得注意的是，本实施例以从最高或最低像素值达一中间像素值，或由中间像素值到最高或最低像素值，因此避免了使液晶反应速度最慢的情况，从而加快液晶的反应速度。以上所述的最高或最低像素值为方便说明起见而做的叙述，但依据各种液晶分子的特性不同，预充像素值不一定是高或最低像素值，主要是，预充像素值及补偿像素值一起所呈现在液晶屏幕上的结果等同于原先像素值所欲呈现的效果。

请参照图5A，其示出了另一种液晶显示器驱动方法的驱动电压示意图。其与图4A的相异处在于，补偿时域是先于预充时域。假设在画面时间T1、T2、T3的像素值D分别为30、200、30。画面时间T1分割为预充时域P1与补偿时域C1；画面时间T2分割为预充时域P2与补偿时域C2；画面时间T3分割为预充时域P3与补偿时域C3。画面时间T1的像素值为30，小于参考值(128)，因此预充时域P1的预充像素值为最小像素值，也就是0。而补偿时域C1的补偿像素值则为60。预充时域P1的预充像素值与补偿时域C1的补偿像素值的平均即为画面时间T1的像素值(30)。画面时间T2的像素值为200，大于参考值(128)，因此预充时域P2的预充像素值为最大像素值，也就是255。而补偿时域C2的补偿像素值则为145。预充时域P2的预充像素值与补偿时域C2的补偿像素值的平均即为画面时间T2的像素值(200)。画面时间T3的像素值为30，小于参考值(128)，因此预充时域P3的预充像素值为最小像素值，也就是0。而补偿时域C3的补偿像素值则为60。预充时域P3的预充像素值与补偿时域C3的补偿像素值的平均即为画面时间T3的像素值(30)。依据所决定的预充像素值与补偿像素值即可，例如以查表法，决定对应的驱动电压。图5A所示在各时域的驱动电压依序分别为1.2，0，2.8，5，1.2，0V。

图5B示出了依据图5A的驱动电压的像素亮度示意图。虚线所示为理想的像素亮度，但因液晶分子并非实时反应，因此亮度变化如实线所示。值得注意的是，本实施例皆是从最高或最低像素值达一中间像素值，或由中间像素值到最高或最低像素值，因此避免了使液晶反应速度最慢的情况，从而加快液晶的反应速度。

另外，若一像素的连续两个以上的画面时间的像素值为相等，则可采用传统的驱动方式，也就是预充像素值与补偿像素值相等，如此可减少液晶分子的状态转换。

请参照图6，其示出了依照本发明的一第二实施例的一种液晶显示器驱动装置方块图。液晶显示器驱动装置500包括画面储存单元(framememory)510、阈值单元(threshold unit)520、时域控制单元(fieldcontroller)550及数学单元，其中数学单元包括演算单元530、扩张单元(expand unit)540及多工器560。液晶显示器驱动装置500接收像素值D并据以输出驱动数值Dv，然后来源驱动器570将驱动数值Dv转换为驱动电压Vd以驱动液晶屏幕。驱动数值Dv为预充像素值或补偿像素值之一。以更新速率60Hz的液晶显示器为例，每秒显示60个画面，像素值D是依据上述的像素时钟讯号Cp输入驱动装置500；而本实施例将一个画面时间分割为预充时域与补偿时域，所以驱动装置500需以倍频的像素时钟讯号Cp’输出驱动数值Dv。首先，驱动装置500接收像素值D并暂存于画面储存单元510，且输入像素值D至阈值单元520。阈值单元520将像素值D与一参考值比较，若像素值D大于参考值，则输出的阈值为第一位，否则为第二位，并将阈值存于画面储存单元510。阈值单元520用以得知像素值D的电平为高或低，然后只要一个位即可储存此信息于画面储存单元510，以供后续使用，因此可以节省内存的空间；然亦可直接依据像素值D而进行后续运算，而不必化为阈值，如此即可不必有阈值单元，同理，以下的各实施例中亦可免除阈值单元。演算单元530则依据画面储存单元510输出的像素值D与阈值产生补偿像素值并输出。若阈值为第二位，则补偿像素值为依据两倍的像素值查表而得，否则补偿像素值为依据两倍的像素值减去最大像素值，然后查表而得。扩张单元540接收画面储存单元510输出的阈值并据以输出预充像素值，若阈值为第一位则预充像素值为第一像素值，否则为第二像素值，其中，第一像素值例如为最大像素值，第二像素值例如为最小像素值。时域控制单元550则依据第一同步信号Fsync以控制多工器560输出预充或补偿像素值。一画面时间内的预充时域与补偿时域的顺序即由时域控制单元550所决定。

图7示出了依照本发明的一第三实施例的一种液晶显示器驱动装置方块图。液晶显示器驱动装置600包括画面储存单元610、阈值单元620时域控制单元650及数学单元，其中数学单元包括演算单元630、扩张单元640及多工器660。液晶显示器驱动装置600接收像素值D并据以输出驱动数值Dv，来源驱动器670将驱动数值Dv转换为驱动电压Vd以驱动液晶屏幕。驱动数值Dv为预充像素值或补偿像素值之一。以更新速率60Hz的液晶显示器为例，每秒显示60个画面，像素值D依据上述的像素时钟讯号Cp输入驱动装置600；而本发明将一个画面时间分割为预充时域与补偿时域，所以驱动装置600依倍频的像素时钟讯号Cp’输出驱动值Dv。首先，驱动装置600接收像素值D并储存至画面储存单元610。阈值单元620则将画面储存单元610输出的像素值D与一参考值比较，若像素值D大于参考值，则输出的阈值为第一位，否则为第二位。演算单元630则依据画面储存单元610输出的像素值D与阈值单元620输出的阈值输出补偿像素值。若阈值为第二位，则补偿像素值为依据两倍的像素值而得，否则补偿像素值为依据两倍的像素值减去最大像素值而得。扩张单元640接收阈值并据以输出预充像素值，若阈值为第一位则预充像素值为最大像素值，否则为最小像素值。时域控制单元650则依据第一同步信号Fsync以控制多工器660输出预充或补偿像素值。一画面时间内的预充时域与补偿时域的顺序即由时域控制单元650所决定。

图8示出了依照本发明的一第四实施例的一种液晶显示器驱动装置方块图。液晶显示器驱动装置700包括画面储存单元710、阈值单元720、时域控制单元750及数学单元，其中数学单元包括演算单元730、扩张单元740及多工器760。液晶显示器驱动装置700接收像素值D并据以输出驱动数值Dv，来源驱动器770再将驱动数值Dv转换为驱动电压Vd以驱动液晶屏幕。驱动数值Dv为预充像素值或补偿像素值之一。以更新速率60Hz的液晶显示器为例，每秒显示60个画面，像素值D依据上述的像素时钟讯号Cp输入驱动装置700；而本发明将一个画面时间分割为预充时域与补偿时域，所以驱动装置700依倍频的像素时钟讯号Cp’输出驱动数值Dv。本实施例的补偿时域先于预充时域。首先，驱动装置700接收像素值D并储存至画面储存单元710。然后画面储存单元710输出储存的像素值D，并输出前一个画面时间的阈值。阈值单元720则将接收的像素值D与一参考值比较，若像素值D大于参考值，则输出的阈值为第一位，否则为第二位，并将阈值储存至画面储存单元710。演算单元730则依据像素值D与前一画面时间的阈值输出补偿像素值。若像素值不大于参考值，则补偿像素值为依据两倍的像素值而得，否则补偿像素值为依据两倍的像素值减去最大像素值而得。接着，演算单元730再依据前一画面时间的阈值决定采取的过度驱动策略。若前一画面时间的阈值为第一位，表示前一画面时间的预充时域是施加最大像素值，所以过度驱动策略为减低本画面时间的补偿像素值，以加快液晶分子的反应速度；若前一画面时间的阈值为第二位，表示前一画面时间的预充时域是施加最小像素值，所以过度驱动策略为增加本画面时间的补偿像素值，以加快液晶分子的反应速度。扩张单元740接收阈值并据以输出预充像素值，若阈值为第一位则预充像素值为最大像素值，否则为最小像素值。时域控制单元750则依据第一同步信号Fsync以控制多工器760输出预充或补偿像素值。

图9示出了依照本发明的一第五实施例的一种液晶显示器驱动装置方块图。本实施例与第四实施例不同处在于本实施是预充时域先于补偿时域。液晶显示器驱动装置800包括画面储存单元810、阈值单元820、时域控制单元850及数学单元，其中数学单元包括演算单元830、扩张单元840及多工器860。液晶显示器驱动装置800接收像素值D并据以输出驱动数值Dv，然后来源驱动器570将驱动数值Dv转换为驱动电压Vd以驱动液晶屏幕。驱动数值Dv为预充像素值或补偿像素值之一。以更新速率60Hz的液晶显示器为例，每秒显示60个画面，像素值D依据上述的像素时钟讯号Cp输入驱动装置800；而本发明将一个画面时间分割为预充时域与补偿时域，所以驱动装置800依倍频的像素时钟讯号Cp’输出驱动数值Dv。首先，驱动装置800接收像素值D并传送至演算单元830与阈值单元820。阈值单元820则将接收的像素值D与一参考值比较，若像素值D大于参考值，则输出的阈值为第一位，否则为第二位，并将阈值输出至演算单元830与画面储存单元810。演算单元830则依据像素值D与阈值输出补偿像素值。若阈值为第二位，表示补偿像素值为依据两倍的像素值而得，否则补偿像素值为依据两倍的像素值减去最大像素值而得。接着，演算单元830再依据阈值决定采取的过度驱动策略。若前一画面时间的阈值为第一位，表示预充时域是施加最大像素值，所以过度驱动策略为减低本画面时间的补偿像素值，以加快液晶分子的反应速度；若前一画面时间的阈值为第二位，表示预充时域是施加最小像素值，所以过度驱动策略为增加本画面时间的补偿像素值，以加快液晶分子的反应速度。然后，演算单元830储存补偿像素值至画面储存单元810。画面储存单元810输出储存的补偿像素值至多工器860，并输出阈值至扩张单元840。扩张单元840接收阈值并据以输出预充像素值，若阈值为第一位则预充像素值为最大像素值，否则为最小像素值。时域控制单元850则依据第一同步信号Fsync以控制多工器860输出预充或补偿像素值。

本发明的第二、第三、第四及第五实施例的画面储存单元是先储存整个画面的像素数据。由于在一个画面时间内要显示对应于预充时域与补偿时域的两笔像素值，所以水平同步讯号与垂直同步讯号需要倍频，也就是水平同步讯号Hs’的频率f(Hs’)＝2*f(Hs)，垂直同步讯号Vs’的频率f(Vs’)＝2*f(Vs)。第二、第三、第四及第五实施例使用的扫瞄方式是先在一个垂直同步讯号Vs’的周期内，也就是1/120秒，逐列显示所有像素于第一个时域的数据，然后在第二个垂直同步讯号Vs’的周期，也就是1/120秒内，再逐列显示所有像素于第二个时域的数据。

图10示出了依照本发明的一第六实施例的一种液晶显示器驱动装置方块图。液晶显示器驱动装置900包括画面储存单元910、阈值单元920、时域控制单元950及数学单元，其中数学单元包括演算单元930、扩张单元940及多工器960。液晶显示器驱动装置900接收像素值D并据以输出驱动数值Dv，然后来源驱动器970将驱动数值Dv转换为驱动电压Vd以驱动液晶屏幕。驱动数值Dv为预充像素值或补偿像素值之一。以更新速率60Hz的液晶显示器为例，每秒显示60个画面，像素值D依据上述的像素时钟讯号Cp输入驱动装置900；而本发明将一个画面时间分割为预充时域与补偿时域，所以驱动装置900依倍频的像素时钟讯号Cp’输出驱动数值Dv。首先，驱动装置900接收像素值D并传送至演算单元930与阈值单元920。阈值单元920则将接收的像素值D与一参考值比较，若像素值D大于参考值，则输出的阈值为第一位，否则为第二位，并将阈值输出至画面储存单元910。画面储存单元910则输出阈值至演算单元930与扩张单元940。演算单元930依据像素值D与画面储存单元910输出的阈值产生补偿像素值。若阈值为第二位，则补偿像素值为依据两倍的像素值而得，否则补偿像素值为依据两倍的像素值减去最大像素值而得。扩张单元940接收阈值并据以输出预充像素值，若阈值为第一位则预充像素值为最大像素值，否则为最小像素值。时域控制单元950则依据第一同步信号Fsync以控制多工器960输出预充像素值或补偿像素值。本发明的第六实施例的优点是画面储存单元910只储存阈值，每个像素的阈值仅有1个位的数据，而第二至第五实施例的画面储存单元储存整个画面的像素值，因此本发明的第六实施例可以有效减少驱动装置900所需的内存。

由于第六实施例并未储存整个画面的像素值，每个像素值皆以实时的方式处理并输出，因此需有另一种扫瞄方式来配合。图11A与图11B示出了依据第六实施例的第n个画面时间的扫瞄过程示意图。第六实施例也是将一个画面时间分成预充时域与补偿时域，在此以补偿时域先于预充时域为例。本扫瞄方法的水平同步讯号Hs’需加以倍频，则水平同步讯号Hs’的频率f(Hs’)即为2*f(Hs)。像素比特流仍依原先的像素第一同步信号Cp输入，一个画面的像素数据在1/60秒内输入完毕，因此两个水平同步讯号Hs’的周期才输入一条水平线的像素数据。由于第六实施例并无提供像素值储存的内存，因此每收到一条水平线的像素值即需将的处理并显示。本扫瞄方法将一个画面分成上半部与下半部显示，上半部即为水平线1～300，下半部即为水平线301～600。图11A为接收屏幕上半部的影像数据时的扫瞄过程示意图。在显示第n个画面的上半部时，也就是1～300条水平线时，在一开始的水平同步讯号Hs’的第一个周期称为Hs’(0)。每条水平线的像素数据进入的时间点为偶数的周期，例如Hs’(0)、Hs’(2)、Hs’(4)、...。在Hs’(0)时，第一条水平线的像素值输入，此时先显示第一条水平线的各像素的补偿像素值，标示为C₁(n)，并将第一条水平线的各像素的阈值储存于画面储存单元。在Hs’(1)时，由于此时第二条水平线的像素数据尚未进入，因此显示下半部的第一条水平线，也就是显示器的第301条水平线的各像素的第(n-1)画面的预充像素值，标示为P₃₀₁(n-1)。第301条水平线的预充像素值依据存于画面储存单元的阈值而得。在Hs’(2)时，第二条水平线的像素值输入，此时显示第二条水平线的各像素的补偿像素值，标示为C₂(n)，并将第二条水平线的各像素的阈值储存于画面储存单元。在Hs’(3)时，由于此时第三条水平线的像素数据尚未进入，因此显示下半部的第二条水平线，也就是显示器的第302条水平线的各像素的第(n-1)画面的预充像素值，标示为P₃₀₂(n-1)。依此类推，直到Hs’(599)时，显示完第n个画面上半部的300条水平线的各像素的补偿像素值，及第(n-1)画面的下半部的水平线的各像素的预充像素值。图11B为接收屏幕下半部影像数据时的扫瞄过程示意图。在Hs’(600)时，第301条水平线的像素值输入，此时先显示第301条水平线的各像素的补偿像素值，标示为C₃₀₁(n)，并将第301条水平线的各像素的阈值储存于画面储存单元。在Hs’(601)时，由于此时第302条水平线的像素数据尚未进入，因此显示上半部的第一条水平线，也就是显示器的第1条水平线的各像素的第n画面的预充像素值，标示为P₁(n)。第1条水平线的预充像素值依据存于画面储存单元的阈值而得。在Hs’(602)时，第302条水平线的像素值输入，此时显示第302条水平线的补偿像素值，标示为C₃₀₂(n)，并将第302条水平线的各像素的阈值储存于画面储存单元。在Hs’(603)时，由于此时第303条水平线的像素数据尚未进入，因此显示上半部的第2条水平线的各像素的第n画面的预充像素值，标示为P₂(n)。依此类推，直到Hs’(1199)时，显示完第n画面下半部的300条水平线的各像素的补偿像素值，及第n画面的上半部的水平线的各像素的预充像素值。在一个垂直同步讯号Vs的周期内即可显示完成一个画面。

请参照图12，其示出了依照本发明一第七实施例的一种液晶显示器过度驱动方法的驱动数值Dv示意图。假设在画面时间T1、T2、T3的像素值D分别为30、200、30。在本实施例以预充时域P在前，补偿时域C在后为例，而且，本实施例与前述实施例不同之处在于，预充像素值与补偿像素值另外将再以过度驱动法而进行补偿。本实施例中，对应于预充时域P的像素值为第一像素值或第二像素值，例如分别为5及240；在补偿时域C的像素值则通过适当计算，以使预充时域P及补偿时域C所显示的结果相当于以预定显示的像素值显示的结果。本实施例是使对应于预充时域P的像素值与对应于补偿时域C的像素值的平均实质上约等于预定显示的像素值。

先以第一实施例的方法求得各画面时间的预充像素值与补偿像素值，并以虚线表示，以与本实施例做比较。若画面时间T1的像素值为30，小于参考值(128)，因此预充时域P1的预充像素值为第二像素值，在本例中为5。而补偿时域C1的补偿像素值则为55。画面时间T2的像素值为200，大于参考值(128)，因此预充时域P2的预充像素值为第一像素值，在本例中为240。而补偿时域C2的补偿像素值则为160。画面时间T3的像素值为30，小于参考值(128)，因此预充时域P3的预充像素值为第二像素值，在本例也就是5。而补偿时域C3的补偿像素值则为55。

而在本实施例中，在画面时间T2的像素值为200，大于前一画面时间T1的像素值(30)，因此本实施例将预充显示域P2的像素值提高△1，将补偿显示域C2的像素值提高△2，以加快反应速度，在画面时间T2中例如分别为10及2。

△1与△2的值可以依据前一画面的像素值与本画面的像素值而决定，例如可以依据液晶屏幕的特性而建立一个表，然后在显示过程中以查表方式求得最佳的过度驱动补偿值△1与△2。

依据本第七实施例的精神，可以在预充时域及补偿时域同时做过度驱动补偿，或仅补偿其中之一。过度驱动补偿值除了依据目前与前一画面的像素值决定，也可以依据前数个画面的像素值而决定，或前数个预充时域或补偿时域的像素值而决定。

另外，预充时域与补偿时域的顺序在同一画面中亦可以为不固定，例如是依据各时域的像素值动态地调整。

图13是依照本发明第八实施例的一种液晶屏幕驱动装置1000方块图。液晶显示器驱动装置1000包括画面储存单元1010、时域控制单元1050及数学单元，其中数学单元包括过度驱动补偿单元1020、温度传感器1023、演算和扩张单元1030及多工器1060。液晶显示器驱动装置1000接收像素值D并据以输出驱动数值Dv，然后来源驱动器1070将驱动数值Dv转换为驱动电压Vd以驱动液晶屏幕。

驱动装置1000接收像素值D并储存至画面储存单元1010。然后画面储存单元1010输出储存的像素值D。演算和扩充单元1030则依据像素值D及过度驱动补偿单元1020输出的过度驱动补偿值而输出预充像素值及补偿像素值。预充像素值或补偿像素值并可储存至画面储存单元1010以供后续过度驱动补偿单元1022参考使用，及供演算和扩充单元1030输出至多工器1060。过度驱动补偿单元1022可以依据画面储存单元1010输出的像素值D、预充像素值或补偿像素值而输出过度驱动补偿值，除此之外，换可以依据温度传感器1023所感测到的液晶屏幕的温度而输出过度驱动补偿值。时域控制单元1050则依据第一同步信号Fsync以控制多工器1060输出预充或补偿像素值。温度传感器1023为非必要组件，然可以使驱动装置1000有更佳的表现。

图14是依照本发明第九实施例的一种液晶屏幕驱动装置1100方块图。液晶显示器驱动装置1100包括画面储存单元1110、时域控制单元1150及数学单元，其中数学单元包括过度驱动补偿单元1122、演算和扩张单元1130及多工器1160。液晶显示器驱动装置1100接收像素值D并据以输出驱动数值Dv，然后来源驱动器1170将驱动数值Dv转换为驱动电压Vd以驱动液晶屏幕。

驱动装置1100接收像素值D并储存至画面储存单元1110。然后画面储存单元1110输出储存的像素值D。演算和扩充单元1130则依据像素值D及过度驱动补偿单元1120输出的过度驱动补偿值而输出预充像素值及补偿像素值。预充像素值或补偿像素值并可储存至画面储存单元1110以供后续过度驱动补偿单元1122参考使用，及供演算和扩充单元1130输出至多工器1160。时域控制单元1150则依据第一同步信号Fsync以控制多工器1160输出预充或补偿像素值。

图15是依照本发明第十实施例的一种液晶屏幕驱动装置1200方块图。液晶显示器驱动装置1200包括画面储存单元1210、时域控制单元1250及数学单元，其中数学单元包括过度驱动补偿单元1220、演算暨扩张单元1230及多工器1260。液晶显示器驱动装置1200接收像素值D并据以输出驱动数值Dv，然后来源驱动器1270将驱动数值Dv转换为驱动电压Vd以驱动液晶屏幕。

驱动装置1200接收像素值D并储存至画面储存单元1210。然后画面储存单元1210输出储存的像素值D。演算和扩充单元1230则依据像素值D及过度驱动补偿单元1220输出的过度驱动补偿值而输出预充像素值及补偿像素值。时域控制单元1250则依据第一同步信号Fsync以控制多工器1260输出预充或补偿像素值。

上述各实施例中的数学单元另外可以用查表的方式而产生预充像素值及补偿像素值，而不必用上述的演算单元、扩张单元、阈值单元等。图16A是依照本发明第十一实施例的一种液晶屏幕驱动装置1300方块图。液晶显示器驱动装置1300包括画面储存单元1310、时域控制单元1350及数学单元，其中数学单元包括查表单元1302及多工器1360。液晶显示器驱动装置1300接收像素值D并据以输出驱动数值Dv，然后来源驱动器1370将驱动数值Dv转换为驱动电压Vd以驱动液晶屏幕。像素值D可以暂存于画面储存单元1310以供查表单元1302使用。

图16B是第十一实施例的查表单元所使用的表格示意图。查表单元1302依据输入的像素值而由此表格查出对应的预充像素值及补偿像素值。例如当像素值为4时，对应的预充像素值与补偿像素值分别为0与9，以使得在此画面时间中，依据预充像素值与补偿像素值驱动像素所呈现的亮度实质上等同于传统方法中以此像素值驱动像素所呈现的亮度。由于液晶的特性不一定为线性，因此上述的表格会依各液晶的特性的不同而有所调整。

本发明上述各个实施例所披露的液晶显示器驱动装置及其方法，其中同一画面中的预充时域与补偿时域的顺序换可以动态地调整，例如是依据各时域的像素值的特性而动态地调整。本发明的优点是可以加快液晶的反应速度而增进显示品质。

综上所述，虽然本发明已以一较佳实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围以本发明的权利要求为准。

Claims (30)

1.一种液晶显示器的驱动方法，用以接收一像素值，并据以在一画面时间驱动该液晶显示器的一像素，该画面时间分割为一预充时域与一补偿时域，该方法包括：

依据该像素值决定一预充像素值为一第一像素值或一第二像素值；

依据补偿像素值与该预充像素值的平均值实质上为该像素值的关系来决定一补偿像素值；及

依据该预充像素值及该补偿像素值而驱动该像素，包括：

依据该预充像素值决定一预充驱动电压；

依据该补偿像素值决定一补偿驱动电压；

在该预充时域以该预充驱动电压驱动该像素；以及

在该补偿时域以该补偿驱动电压驱动该像素；

其中在驱动步骤中，依据该预充像素值及该补偿像素值而驱动该像素所一起呈现的亮度，是实质上等同于依据该像素值驱动该像素所呈现的亮度。

2.如权利要求1所述的驱动方法，其中该预充时域是先于该补偿时域。

3.如权利要求1所述的驱动方法，其中该预充时域是后于该补偿时域。

4.如权利要求1所述的驱动方法，其中该预充时域与该补偿时域的顺序是动态地依据该画面时间的该像素值的特性，或先前画面时间的像素值的特性而决定。

5.如权利要求1所述的驱动方法，其中该预充像素值还依据一第一过度驱动补偿值而决定。

6.如权利要求5所述的驱动方法，其中该第一过度驱动补偿值是依据该像素值及一先前像素值而得。

7.如权利要求6所述的驱动方法，其中该第一过度驱动补偿值还依据一温度值而得。

8.如权利要求5所述的驱动方法，其中该第一过度驱动补偿值依据该像素值及多个先前像素值而得。

9.如权利要求1所述的驱动方法，其中该补偿像素值还依据一第二过度驱动补偿值而决定。

10.如权利要求9所述的驱动方法，其中该第二过度驱动补偿值是依据该像素值及一先前像素值而得。

11.如权利要求9所述的驱动方法，其中该第二过度驱动补偿值还依据一温度值而得。

12.如权利要求9所述的驱动方法，其中该第二过度驱动补偿值依据该像素值及多个先前像素值而得。

13.如权利要求1所述的驱动方法，其中决定该预充像素值的步骤是依据一参考值而决定该预充像素值为该第一像素值或该第二像素值。

14.如权利要求1所述的驱动方法，其中该预充像素值是依据该像素值而以查表方式产生。

15.如权利要求1所述的驱动方法，其中决定该补偿像素值步骤是依据该像素值或该预充像素值，并以查表方式产生。

16.一种液晶显示器的驱动装置，用以接收一像素值，并据以在一画面时间驱动该液晶显示器的一像素，该画面时间分割为一预充时域与一补偿时域，该装置包括：

一时域控制单元，接收一第一同步信号并据以输出一第二同步时域控制信号；

一数学单元，接收该像素值，依据该像素值决定一预充像素值为一第一像素值或一第二像素值，并依据补偿像素值与该预充像素值的平均值实质上为该像素值的关系来决定一补偿像素值，并依据该第二同步时域控制信号而从该预充像素值及该补偿像素值中择一输出；以及

一来源驱动器，与该像素值决定单元耦接，依据该预充像素值决定一预充驱动电压，依据该补偿像素值决定一补偿驱动电压，使得在该预充时域以该预充驱动电压驱动该像素，在该补偿时域以该补偿驱动电压驱动该像素。

17.如权利要求16所述的驱动装置还包括一画面储存单元，以供该数学单元做为数据缓冲之用。

18.如权利要求17所述的驱动装置，其中该数学单元包括：

一演算单元，依据该像素值并据以输出一补偿像素值。

19.如权利要求18所述的驱动装置，其中该数学单元还包括：

一扩张单元，依据该像素值并据以输出该预充像素值。

20.如权利要求18所述的驱动装置，其中该数学单元还包括：

一阈值单元，依据该像素值输出一阈值；及

一扩张单元，依据该阈值输出该预充像素值。

21.如权利要求18所述的驱动装置，其中该数学单元还包括：

一过度驱动补偿单元，输出一过度驱动补偿值；及

一演算和扩充单元，依据该画面储存单元输出的该像素值及该过度驱动补偿值而产生该预充像素值及该补偿像素值。

22.如权利要求21所述的驱动装置还包括一温度传感器以输出一温度值，该过度驱动补偿单元是依据该温度值而输出该过度驱动补偿值。

23.如权利要求21所述的驱动装置接收多个画面的多个像素值，该过度驱动补偿单元是依据这些像素值而输出该过度驱动补偿值。

24.如权利要求21所述的驱动装置，其中该演算和扩张单元至少对该预充像素值及该补偿像素值之一进行过度驱动补偿。

25.如权利要求16所述的驱动装置，其中该数学单元还包括：

一多工器，接收该预充像素值与该补偿像素值，并依据该第二同步时域控制信号决定输出该预充像素值与该补偿像素值之一。

26.如权利要求16所述的驱动装置，其中该数学单元包括：

一查表单元，依据该像素值而以查表方式产生该预充像素值及该补偿像素值；及

一多工器，接收该预充像素值与该补偿像素值，并依据该第二同步时域控制信号决定输出该预充像素值与该补偿像素值之一。

27.如权利要求16所述的驱动装置，其中在该画面时间中所呈现的亮度相当于依据该像素值所呈现的亮度。

28.一种液晶显示器的驱动方法，用以接收分别对应于第n-1个画面时间及第n个画面时间的第n-1个像素值与第n个像素值，并以下述步骤(c)、(d)和(e)的方式来产生第n个预充驱动电压与第n个补偿驱动电压以驱动一像素，该第n个画面时间分割为第n个预充时域与第n个补偿时域，其中，n为正整数，该方法包括步骤：

a.比较第n-1个像素值与该第n个像素值，若两者相等，则执行步骤b，否则执行步骤c；

b.令该第n个预充像素值与该第n个补偿像素值的平均值实质上等于该第n个像素值，并分别在该第n个预充时域与该第n个补充时域输出该第n个预充像素值与该第n个补偿像素值，并执行步骤e；

c.依据该第n个像素值与一参考值决定一第n个预充像素值，若该第n个像素值大于该参考值则该预充像素值为一第一像素值，否则该第n个预充像素值为一第二像素值；

d.依据该第n个预充像素值决定一第n个补偿像素值，该补偿像素值与该预充像素值的平均值实质上为该第n个像素值；

e.依据该第n个预充像素值决定该第n个预充驱动电压，并依据该第n个补偿像素值决定该第n个补偿驱动电压；

f.在该第n个预充时域以该第n个预充驱动电压驱动该像素；以及

g.在该第n个补偿时域以该第n个补偿驱动电压驱动该像素。

29.如权利要求28所述的驱动方法，其中该预充时域是先于该补偿时域。

30.如权利要求28所述的驱动方法，其中该预充时域是后于该补偿时域。

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