CN100495510C - 液晶显示器的驱动电路及其驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明披露了一种液晶显示器的驱动电路及其驱动方法。本发明的方法是自一影像讯号端接收一影像数据，之后延迟该影像数据一帧周期，以产生一延迟影像数据。之后依据一反差系数，自多个参数表中选择一参数表，并依据该当时的影像数据与该延迟影像数据，从所选择的参数表中选择一影像数据值，之后再依据该影像数据值来产生一数据线电压，并将该数据线电压施加于一对应的数据线。

Description

液晶显示器的驱动电路及其驱动方法

技术领域

本发明涉及一种液晶显示器的驱动电路及其驱动方法，特别涉及一种具有查表组件并可调整反差系数(gamma)的液晶显示器的驱动电路及其驱动方法。

背景技术

一般而言，液晶显示器具有重量轻、功率消耗少以及低辐射等等的优点，因此，液晶显示器已广泛地应用于市面上多种可携式信息产品，例如笔记型计算机(notebook)以及个人数字助理(personal digital assistant，PDA)等商品。此外，液晶屏幕以及液晶电视亦已逐渐普及，取代传统使用的阴极射线管(cathode ray tube，CRT)显示器和电视。但是液晶显示器亦有其缺点。因为液晶分子特性的限制，在影像数据切换的时候，必须扭转液晶分子改变其排列方向，所以会出现画面延迟的情形。为了适应多媒体影像的快速切换，提高液晶反应速度的要求也愈趋重要。

请参考图1，图1为已知液晶显示器中像素电压与其光线穿透率V1的时序图，其中像素电压以实线标示，而光线穿透率V1以虚线标示。当液晶显示器中的一像素(pixel)由数据电压C1切换到数据电压C2时，因为液晶分子的特性在充电时会有一个延迟时间，使得其液晶分子无法在一个帧周期(frame period)内偏转到达预定的角度以达到预定的光线穿透率。如图1所示，帧N代表一个帧周期的长度，而帧N+1、N+2··则代表紧接于帧N之后的连续的下一个帧周期，而如图1中的光线穿透率V1曲线所示，光线穿透率V1无法在帧N的帧周期中到达预定的穿透率，而必须等到帧N+2的帧周期才会到达预定的穿透率，然而这样的延迟却会使液晶显示器出现残影的现象。

为了改善此一现象，近来过激(over drive)驱动方法被使用在液晶显示器上。请参考图2，图2为已知使用过激驱动方法时其像素电压与其光线穿透率V2的时序图。当液晶显示器中的像素由数据电压C1切换到数据电压C2时，藉由加入一个过激的数据电压C3，来加快其液晶分子的反应速度。如图2所示，即在数据电压C1切换到较高的数据电压C2时，先加入比数据电压C2更高的过激数据电压C3，而因为更高的数据电压可使液晶反应速度更快，故藉由此过激驱动方法可以使像素的液晶分子在一个帧周期内即可偏转至预定角度而达到预定的光线穿透率。如图2所示，光线穿透率V2在帧N的帧周期即达到了预定的穿透率。

在已知的过激驱动方法中，如美国公开专利申请US 2002/0050965，使用一个简略参数表来储存影像数据，来作为过激驱动液晶显示器时的依据。该简略参数表并非包含各灰阶值切换到其它灰阶时所需的所有过激驱动数据，而只包含其中一部分。当其接收来自系统端的影像数据时，其需要使用一处理器(processor)来进行内差等运算，以将上述的简略参数表中的数值展开。因此，在已知的过激驱动方法中，需要额外的运算过程，才得以求得所需的过激驱动数据。然而，如此一来，却会降低其效能。

另外，在上述所提到的先前技术的文件之中，对于如何调整液晶显示器的反差系数(gamma)，并无相关的描述，而在已知的作法中，是将上述过激驱动与反差系数调整的功能分别作在两个不同的电路之中，但这却无疑地会增加整体电路的复杂度。

发明内容

因此本发明的主要目的在于提供一种具有查表组件并可调整反差系数(gamma)的液晶显示器的驱动电路及其驱动方法，以解决上述已知过激驱动方法的问题。

本发明披露了一种液晶显示器的驱动电路及其驱动方法。该液晶显示器包含有一液晶面板，而该液晶面板包含多条扫描线、多条数据线以及多个像素。其中每一像素连接于一对应的扫描线以及一对应的数据线，且每一像素包含有一开关组件连接于该对应的扫描线及该对应的数据线。该驱动电路包含有一扫描线驱动电路、一影像讯号端、一影像存储器、一查表组件(lookup table，LUT)、一存储器、一选择器以及一数据线驱动电路。

该驱动电路是依据本发明的驱动方法据以实施。本发明的方法是先量测该液晶面板的像素于一个帧周期内，由任一灰阶值切换至其它灰阶值的反应曲线，并依据所量测得的所述反应曲线来产生一基准参数表。之后，量测该液晶面板的像素对应不同的反差系数(gamma)，其任一灰阶的一调整灰阶值，并依据所述调整灰阶值以及该基准参数表，来产生多个参数表。当驱动该液晶显示器时，连续地施加扫描电压至所述扫描线，且自该影像讯号端接收一影像数据。之后，延迟该影像数据一帧周期，以产生一延迟影像数据。再之后，依据一反差系数自该基准参数表以及所述参数表中选择一参数表，并依据该当时的影像数据与该延迟影像数据，从所选择的参数表中选择一影像数据值，并依据该影像数据值来产生一数据线电压，再将该数据线电压施加于一对应的数据线。

本发明的驱动电路及驱动方法是先将过激驱动时所需的过激影像数据纪录到参数表内，并建立不同反差系数所对应的各个参数表，当欲对液晶面板进行过激驱动以及反差系数调整时，只需依据所要调整的反差系数，来选择对应的参数表，之后再依据所选择的参数表来决定驱动液晶面板时所需的影像数据值。如此一来，即可将过激驱动与反差系数调整的功能整合在单一电路之中，进而可降低整体电路的复杂度。

附图说明

图1为已知液晶显示器中像素电压与其光线穿透率的时序图；

图2为已知使用过激驱动方法时其像素电压与其光线穿透率的时序图；

图3为一般液晶显示器的电路图；

图4为本发明驱动电路的示意图；

图5为图4查表组件的参数表的示意图；

图6为图3液晶面板经实体量测后所得的一反应曲线图；

图7用来说明图4参数表其过激影像数据的决定方式；和

图8为经反差系数调整过的参数表的示意图。

附图符号说明

30     液晶显示器             31     液晶面板

32     扫描线                 34     数据线34

36     像素                   38     开关组件

39     像素电极               40     驱动电路

42     影像讯号端             44     存储器控制器

46      影像存储器              48      查表组件

50      存储器                  52、70  参数表

54      参数表选择器            56      数据线驱动电路

58      温度传感器              60      基准参数表

62、72  过激影像数据            64、74  对角线栏

具体实施方式

为能更清楚地说明本发明的目的，在说明本发明之前，即先就液晶显示器的运作方来做一简述。请参考图3，图3为一般的液晶显示器的电路图。如图所示，液晶显示器30包含有一液晶面板31，而液晶面板31包含有多条扫描线32、多条数据线34以及多个像素36。每一像素36连接于一对应的扫描线32以及一对应的数据线34，且每一像素36包含有一开关组件38以及一像素电极(pixel electrode)39，其中开关组件38连接于该对应的扫描线32及该对应的数据线34。一般驱动液晶显示器30的方法是施加一扫描电压于该扫描线32以开启开关组件38，然后再藉由该数据线34将一数据电压经由开关组件38写入像素电极39。因此，当扫描电压被施加于扫描线32上而使开关组件38开启时，数据线34上的数据电压会经由开关组件38对像素电极39进行充电，而使其液晶分子偏转；而当扫描在线的扫描电压被移除而使得开关组件38关闭时，数据线34与像素36的电连结会被切断，像素电极39则保持其被充电的状态。扫描线32会控制开关组件38重复地开关，使得像素电极39可重复地被数据线34充电。扫描线32上不同的数据线电压会使像素36的液晶分子产生不同角度的偏转，而使像素36呈现出不同的透光率，而如此一来，液晶显示器30即可呈现出不同的显示画面。

请参考图4，图4为本发明驱动电路40的示意图，其中驱动电路40用来驱动图3中的液晶显示器30。驱动电路40包含有一影像讯号端42、一存储器控制器44、一影像存储器46、一查表组件48、一存储器50、一参数表选择器54、一数据线驱动电路56以及一温度传感器51。在本实施例中，影像讯号端42会传送各为8位的红、绿、蓝(RGB)三组影像数据至存储器控制器44以及查表组件48，每一组影像数据分别用来控制像素30于红、绿、蓝三色的灰阶值，而每一颜色的灰阶数共有256(即二的八次方)阶，所以每决定一像素30的显示特性，共需二十四(即八乘三)位的影像数据。

在本实施例中，将以处理RGB三组影像数据的其中一组影像数据D8来做说明，而其说明如下。影像讯号端42先将8位的影像数据D8传送至存储器控制器44以及查表组件48。之后，存储器控制器44会将影像数据D8传送至影像存储器46中储存，并将影像数据D8延迟一个帧周期后，自影像存储器46将影像数据D8读取出来并将之传送至查表组件48，而延迟一帧周期后的影像数据D8则定义为一延迟影像数据D8’。因此，延迟影像数据D8’与影像数据D8分属于两个不同的帧(frame)，而这两帧的影像数据D8’、D8先后相差一帧周期而自影像输入端42输入。

存储器50储存有多个参数表52，每一参数表52用来供查表组件48驱动液晶面板31之用，而每一参数表52均对应于不同的反差系数(gamma)，而使驱动电路40得以依据不同的反差系数调整需求，选出适当的参数表52，来对液晶面板31做出适当的驱动操作。为此，一参数表选择器54会依据一反差系数γ从存储器50的多个参数表52选择出一参数表，并将所选择的参数表60传送至查表组件48，以供查表组件48使用。

请参考图5，图5即图4查表组件45所使用的参数表60的示意图。参数表60中储存有(2⁸ x 2⁸)笔8位的过激影像数据62，而每一笔过激影像数据62皆对应于不同的当时影像数据D8与延迟影像数据D8’的组合。查表组件48会依据当时影像数据D8与延迟影像数据D8′，从参数表选择器54所选择的参数表60中选择出一影像数据值62，之后再将所选择的影像数据值62传送至数据线驱动电路56。之后，数据线驱动电路56会依据查表组件48所输出的影像数据值62，来产生一数据线电压，并将所产生的数据线电压施加于一对应的数据线34。举例来说，若延迟影像数据D8’为128，而当时的影像数据D8为180，即表示对应的像素36欲从灰阶值为128的状态切换至灰阶值为180的状态，此时查表组件45即会依据延迟影像数据D8’以及当时的影像数据D8从参数表60中选出其值为210的影像数据值62出来，而数据线驱动电路56则会产生对应于影像数据值为210的数据线电压，并将所产生的数据线电压施加于一对应的数据线34。另外，需注意的是所选择出来的影像数据值62其值是大于当时影像数据D8的值(即210>180)，而这表示驱动电路40对像素36进行过激驱动。

另外，与已知驱动电路不同的是，已知的驱动电路需利用一处理器来进行内差求值的运算，以将一简略参数表中的数值展开，然而本发明的驱动电路40所使用的各个参数表52其中的各影像数据值却是预先而完整地被储存在存储器50之中，故本发明的驱动电路40并不需如已知的驱动电路须还包含一处理器来将参数表展开。驱动电路40所使用的各个参数表52其中的各影像数据值是经由实体量测液晶面板31所得，故本发明的驱动电路40可正确地对液晶面板31进行过激驱动，且因不必如已知的驱动电路还须进行内差等运算，所以其处理效率亦较已知的驱动电路为优。关于上述液晶面板31的实体量测过程，请参考图6，图6为图3液晶面板31经实体量测后所得的一反应曲线图。在决定参数表52的过激影像数据之前，液晶面板31会被量测其像素36在一个帧周期t内，由任一灰阶值切换至其它灰阶值的反应曲线，而图6则标示出像素36经实体量测所得，其由灰阶值等于128切换到其它灰阶值(0～255)的反应曲线C0～C255。当对液晶面板31进行实体量测过程时，因像素36可于256个灰阶之间作切换，故类似于图6的反应曲线图总共会有256个，而不同的反应曲线图显示出像素36在一个帧周期t内，由一对应的灰阶值(0～255)切换至其它灰阶值的所有反应曲线。

请参考图7，图7则用来说明参数表52的过激影像数据的决定方式。以像素36由灰阶值为128切换到灰阶值为180为例，如图7所示，若像素36的像素电极39被施予相对于灰阶值为180的数据电压时，其所表现出来的灰阶无法在一个帧周期t内转换成灰阶值为180的状态，故必须对像素36的像素电极39施加一适当的过激电压，才可使像素36在个帧周期t表现出灰阶值等于180的状态。为此，可由图6所量测得的各个反应曲线C0～C255，来得知像素36的像素电极39在被施加多大的数据电压时，刚好可在一个帧周期t由灰阶值等于128的状态转换到灰阶值等于180的状态。其过激数据的取得方式系如下：

(1)在图6中，求得在帧周期t的垂直线与在灰阶值等于180的水平线的交点A(如图7所示)；以及

(2)察看反应曲线C0～C255中，哪一反应曲线较接近A点，则较接近A点的反应区线所对应的影像数据(或灰阶值)即是所需的过激影像数据值。

在这个例子之中，因为对应于影像数据等于210的反应曲线通过A点，所以由此可知像素36由灰阶值为128切换到灰阶值为180时，其所需的过激数据即是210。另外，每一参数表50皆储存有(2⁸ x 2⁸)笔过激影像数据，而每一笔过激影像数据即是通过上述以实体量测液晶面板31的方式来得到。另外，需说明的是，在像素36灰阶转换的过程中，若前后两灰阶的差距过大(如从灰阶128切换到灰阶255)而使像素36无法在一个帧周期t完成灰阶的转换时，则其过激数据值会等于0或255，而其中过激数据值为0适用在灰阶值由高转低的情况，而过激数据值为255则是适用在灰阶值由低转高的情况。

另外，依据上述方式实体量测所得而如图5所示的参数表60在此则被定义为一基准参数表，其特点是其由左上角至右下角延伸的一对角线栏64上的所有过激影像数据62均与所对应的延迟影像数据D8’以及所对应的影像数据D8的值相等，而这也表示参数表60未经反差系数(gamma)调整过的，即参数表60所对应的反差系数等于1。相较于图6的参数表60，图8则表示了另一个经反差系数调整过的参数表70。参数表70与基准参数表60同样皆选自存储器50的多个参数表52，参数表70亦记录有多个过激影像数据72，而可供查表组件48使用，不同的是参数表70因经过反差系数调整过，故其一对角线栏74上的所有过激影像数据72并不一定会与所对应的延迟影像数据D8’以及所对应的影像数据D8的值相等。此外，参数表70的过激数据72与参数表60的过激数据62有部分的相依性，因过激数据72的取得方式如下：

(1)量测液晶面板31的像素36对应于反差系数(gamma)时，其任一灰阶的一调整灰阶值，以参数表70为例，即是量测出其对角线栏74上的所有过激影像数据72；以及

(2)再依据上述的调整灰阶值以及基准参数表60，来求出参数表70上其它过激影像数据72，以求取参数表70上(D8’，D8)＝(2，1)的过激影像数据72为例，因由对角线栏74上的过激影像数据72可知，影像数据值等于2与1经反差系数调整后分别为3与1，因此可得知参数表70上(D8’，D8)＝(2，1)的过激影像数据72其值等于参数表60上(D8’，D8)＝(3，1)的过激影像数据62，即等于1。

除此之外，对应于其它反差系数的参数表50亦可藉由上述的方法来产生，亦即先量测出各参数表50上一对角线栏上的过激影像数据，之后再依据基准参数表60以及对角线栏上的过激影像数据来求得。

另外，当液晶面板30的液晶分子因数据电压的改变而偏转时，其偏转时的反应时间(response time)会因液晶面板31的温度的不同而有所不同，为使液晶显示器30在不同液晶面板温度下皆可达到最佳显示效果，本发明的驱动电路40会依据液晶面板31的温度选用适当的参数表。为此，当驱动电路40运作时，其温度传感器58会感测液晶面板31的温度，并依据液晶面板31的温度来产生一温度补偿讯号St，并将温度补偿讯号St传送至参数表选择器54，以使参数表选择器54同时依据反差系数γ以及温度补偿讯号St，自存储器50所储存的多个参数表52中选择出一参数表，并将所选择的参数表传送至查表组件48，以使查表组件48依据所选择的参数表来运作。

相较于已知的过激驱动方法，本发明中的参数表是经由实际量测液晶面板，来测出如欲在一帧周期内达到预定的数据电压时，其所需施加的过激电压，之后再依所述测量结果建立完整的参数表，使参数表包含了所有的各灰阶值转换至其它灰阶值时所需的过激驱动影像数据，故本发明在过激驱动时，不必像已知的驱动方式得藉由一处理器来将参数表展开，而可单纯地藉由查询参数表来获得所需的过激驱动影像数据，故本发明的效率得以提高。此外，本发明的驱动电路及其驱动方法可依据不同的反差系数以及液晶面板温度，来选择不同的参数表，以供查表组件使用，故可同时兼具反差系数调整以及面板温度回馈的功能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明的权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (8)

1.一种驱动一液晶显示器的方法，该液晶显示器包含有：

一液晶面板，该液晶面板包含有：

多条扫描线；

多条数据线；以及

多个像素，每一像素连接于一对应的扫描线以及一对应的数据线，且每一像素包含有一开关组件连接于该对应的扫描线及该对应的数据线；

该方法包含有：

(a)量测该液晶面板的像素于一个帧周期内，由任一灰阶值切换至其它灰阶值的反应曲线，并依据所量测得的所述反应曲线来产生一基准参数表；

(b)量测与不同反差系数相对应的、该液晶面板的像素的任一灰阶的一调整灰阶值；

(c)依据所述调整灰阶值以及该基准参数表，来产生多个参数表；

(d)连续地施加扫描电压至所述扫描线；

(e)自一影像讯号端接收一影像数据；

(f)延迟该影像数据一帧周期，以产生一延迟影像数据；

(g)依据一反差系数，自该基准参数表以及所述参数表中选择一参数表；以及

(h)依据该当时的影像数据与该延迟影像数据，从所选择的参数表中选择一影像数据值，并依据该影像数据值来产生一数据线电压，再将该数据线电压施加于一对应的数据线。

2.如权利要求1所述的方法，其还包含：

(i)依据该液晶面板的温度，产生一温度补偿讯号；以及

(j)在进行步骤(g)中，依据该反差系数以及该温度补偿讯号自该基准参数表以及所述参数表中选择所选择的该参数表。

3.一种驱动一液晶显示器的方法，该液晶显示器包含有：

一液晶面板，该液晶面板包含有：

多条扫描线；

多条数据线；以及

多个像素，每一像素连接于一对应的扫描线以及一对应的数据线，且每一像素包含有一开关组件连接于该对应的扫描线及该对应的数据线；

该方法包含有：

(a)连续地施加扫描电压至所述扫描线；

(b)自一影像讯号端接收一影像数据；

(c)延迟该影像数据一帧周期，以产生一延迟影像数据；

(d)依据一反差系数，自多个参数表中选择一参数表，其中，每一参数表对应于不同的反差系数；以及

(e)依据该当时的影像数据与该延迟影像数据，从所选择的参数表中选择一影像数据值，并依据该影像数据值来产生一数据线电压，再将该数据线电压施加于一对应的数据线。

4.如权利要求3所述的方法，其还包含：

(f)量测该液晶面板的像素于一个帧周期内，由任一灰阶值切换至其它灰阶值的反应曲线，并依据所量测得的所述反应曲线来产生一基准参数表。

5.如权利要求4所述的方法，其还包含：

(g)量测与不同反差系数相对应的、该液晶面板的像素的任一灰阶的一调整灰阶值；以及

(h)依据所述调整灰阶值以及该基准参数表，来产生除该基准参数表的外的所述参数表。

6.如权利要求3所述的方法，其还包含：

(i)依据该液晶面板的温度，产生一温度补偿讯号；以及

(j)在进行步骤(d)中，依据该反差系数以及该温度补偿讯号自多个参数表中选择所选择的该参数表。

7.一种用来驱动一液晶显示器的驱动电路，该液晶显示器包含有：

一液晶面板，该液晶面板包含有：

多条扫描线；

多条数据线；以及

多个像素，每一像素连接于一对应的扫描线以及一对应的数据线，且每一像素包含有一开关组件连接于该对应的扫描线及该对应的数据线；

该驱动电路包含有：

一扫描线驱动电路，用来连续地施加扫描电压至所述扫描线；

一影像讯号端，用来接收一影像数据；

一影像存储器，用来储存该影像数据，并将该影像数据延迟一帧周期后输出；

一存储器，用来储存多个参数表，其中，每一参数表对应于不同的反差系数；

一选择器，用来依据一反差系数，自该多个参数表中选择一参数表；

一查表组件，依据该当时的影像数据与该延迟影像数据，从所选择的参数表中选择一影像数据值；以及

一数据线驱动电路，用来依据该影像数据值，来产生一数据线电压，并将该数据线电压施加于一对应的数据线。

8.如权利要求7所述的驱动电路，其还包含有一温度传感器，用来感测该面板的温度，并依据该液晶面板的温度来产生一温度补偿讯号，其中该选择器会依据该反差系数以及该温度补偿讯号，自该存储器所储存的多个参数表中选择出该参数表。

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