CN101162302A

CN101162302A - 液晶显示器的驱动方法及其装置

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Publication number: CN101162302A
Application number: CNA2006101361981A
Authority: CN
Inventors: 刘冠宏; 黄明伟
Original assignee: Chunghwa Picture Tubes Ltd
Current assignee: Chunghwa Picture Tubes Ltd
Priority date: 2006-10-11
Filing date: 2006-10-11
Publication date: 2008-04-16
Anticipated expiration: 2026-10-11
Also published as: CN100578304C

Abstract

一种可根据液晶响应特性的驱动方法及其装置，在一图框显示时间内进行一第一扫描与一第二扫描。进行第一扫描时，以一过电压驱动液晶分子于一第一显示时间内转态达到一目标灰阶所需之一角度。进行第二扫描时，在一第二显示时间内输入一黑画面数据的相对应电压，第一显示时间及第二显示时间分别小于图框显示时间，且第一显示时间与第二显示时间可以被调变以得到加总第一显示时间与第二显示时间等于图框显示时间。

Description

液晶显示器的驱动方法及其装置

【技术领域】

本发明是有关一种显示器的驱动方法及其装置，特别是一种液晶显示器的驱动方法及其装置。

【背景技术】

液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)取代阴极射线管(Cathode Ray Tube，CRT)显示器成为现今显示器的主流。以显示模式而言，传统的CRT屏幕的显示模式为脉冲型(impulse type)模式，如图1所示，L1表示光动作曲线，像素受电子的冲击而产生所需的亮度后再变暗。另一方面，液晶显示器的显示模式为持续型(holdtype)模式，如图2所示，当液晶像素电极充电至所需的电位差(如D1所示的数据信号电压)后，液晶分子即缓慢地旋转至相对应的角度，让背光源的光线能通过，以产生相对应的灰阶(gray level)亮度(如L2所示的光动作曲线)。也就是说，薄膜晶体管液晶显示器于正常的显示模式里，当闸极施加电压使连接的薄膜晶体管成为导通，像素电极则会充电到所需的电压，此时液晶会转至所充电压的对应倾斜角，使背光源的光线通过的程度不同，以达成所需的颜色。液晶的转态时间(或称响应时间)，在许多情况下(任一灰阶至任一灰阶)都是大于一个图框的时间(例如16ms)。

上述两种显示模式与结构的差异，使得液晶显示器在显示动态画面时比传统CRT屏幕模糊且易为人眼查觉。为了改善液晶显示器的持续型模式显示的缺点，有一种方式是利用过电压驱动(Over Driving)来缩减液晶的响应时间，改善模糊及拖影现象。另一种方式则是插黑技术(Black Insertion Technology，BJT)，其包含数据插黑与背光插黑两个领域。在数据插黑技术，系将液晶显示器的正常画面数据与黑色画面数据交替显示于一个图框内或是分配显示于一个图框内，如日本专利公开号JP2003-295835的专利所揭露，其插黑的方式为将正常画面数据与黑色画面数据交替显示于一图框内。另外，日本专利公开号JP 2003-108104所揭露系将正常画面数据与黑色画面数据分配显示于一图框内，其分配方式为一次显示两条线(开两条gate pulse)，一条为正常数据，一条为黑画面数据。日本专利公开号JP 2000-122596所揭露的方法是将正常画面数据与黑色画面数据分配显示于一图框内，其分配方式为一次显示四条或多条线(开多条gate pulse)，一条为正常数据，一条为黑画面数据，一条为正常数据，其它为黑画面数据。

以上所述知各专利提出不同的方式与方法达成插黑技术，利用插入黑色画面来隔离人眼所会察觉到的模糊或拖影现象，但其技术牺牲整体的画面亮度及液晶的转态时间，其次，习知的插黑技术完全无考虑到液晶的响应时间特性。图3所示为习知的具有插黑技术的液晶响应时间波形特性，在一个图框时间Tf内于第一显示时间T1，若液晶尚未转态至适当的灰阶时(如H点所示)，就在第二显示时间T2内插入黑画面数据，如此所显示的画面皆未达到所需的灰阶，亦即整体画面会与原来欲显示的画面有所差异。也就是说，当我们将应用插黑技术的液晶显示器与原本的液晶显示器做一比较时，会发现虽然模糊现象已改善，显示文字时比较锐利，但整体辉度下降且其颜色有差异，红不像原来的红，绿不像原来的绿，其原因是没有把液晶转态时间考虑在内的插黑技术。

【发明内容】

为了解决上述问题，本发明目的之一，系提供一种液晶显示器的驱动方法，利用于一图框显示时间内进行两次扫描，兼顾液晶转态至目标灰阶与从任意灰阶转态至黑灰阶所需的时间，使液晶显示器显示动态画面时有更好的品质。

本发明目的之一系提供一种液晶显示器的驱动装置，利用特殊应用集成电路(ASIC)，读取储存在存储器的图框数据作比对处理，并通过查表数据以得到过电压驱动特性曲线，控制画面扫描方式与输出黑灰阶画面数据，实现插黑技术的驱动方法，可以有效实现插黑技术以节省硬体制造成本。

为了达到上述目的，本发明一实施例提供一种液晶显示器驱动方法，在一图框显示时间内进行一第一扫描，并以一过电压驱动液晶分子于一第一显示时间内转态达到一目标灰阶所需之一角度；以及在图框显示时间内进行一第二扫描，并在一第二显示时间内输入一黑画面数据的相对应电压，其中第一显示时间及第二显示时间分别小于图框显示时间，且调变(modulate)第一显示时间与第二显示时间以得到加总第一显示时间与第二显示时间等于图框显示时间。

另外，本发明一实施例提供一种液晶显示器的驱动装置，包含一存储器储存一图框的像素数据；一只读存储器储存一查表数据，此查表数据包含液晶显示器之一过电压驱动特性函数；及一特殊应用集成电路电性连接该存储器及只读存储器，其中特殊应用集成电路控制显示图框的像素数据于一图框显示时间内的两次扫描之一。

【附图说明】

图1所示为习知CRT屏幕脉冲型显示模式示意图。

图2所示为习知液晶显示器持续型显示模式示意图。

图3所示为习知的具有插黑技术的液晶响应时间特性示意图。

图4所示为根据本发明之一实施例的具有插黑技术的液晶响应时间波形示意图。

图5所示为根据本发明一实施例的插黑技术画面显示示意图。

图6所示为根据本发明的另一实施例的具有插黑技术的液晶响应时间波形示意图。

图7所示为根据图6的插黑技术之一种扫描方式显示示意图。

图8所示为根据图6的插黑技术的另一种扫描方式显示示意图。

图9所示为根据本发明的又一实施例的具有插黑技术的液晶响应时间波形示意图。

图10所示为根据图9的插黑技术之一种扫描方式显示示意图。

图11所示为根据图9的插黑技术的另一种扫描方式显示示意图。

图12所示为根据本发明一实施例的液晶显示器脉冲模式驱动装置的功能方块示意图。

【具体实施方式】

图4所示为根据本发明之一实施例，其液晶显示器的单一像素的驱动模式示意图。如图所示，L42为原面板的液晶响应时间特性曲线，L41则为欲选择的过电压驱动液晶的响应时间特性曲线。子本实施例中，对于一图框显示时间Tf(从T0到Tn)内，对同一像素扫描两次。第一次扫描时考虑液晶的响应时间特性，选择一适当的过电压驱动特性曲线，使得液晶从被第一次驱动开始(T0)到时间点T^*(第一显示时间为T1)时转态至所需的目标灰阶，即L43于时间点T^*时到达目标灰阶所对应的电压A。其次，从时间点T^*开始进行第二次扫描并输入黑画面数据的相对应电压，使得液晶从被第二次驱动开始到图框显示时间终点(Tn，第二显示时间T2)时从任意灰阶转态至黑灰阶。根据上述，第一显示时间T1与第二显示时间T2的总合等于图框显示时间Tf，即上述扫描动作于单一图框显示时间Tf中完成，并不影响单一图框显示时间Tf。再者，根据本发明的精神，可依据液晶分子的特性调整液晶转态所需的时间，即于时间轴上，时间点T^*可位于一图框显示时间Tf内的任一位置，且于时间点T^*时，液晶已经转态至所需的目标灰阶角度。因此，当液晶分子转态至所需的目标灰阶的时间较长时，可调整时间点T^*的位置，确保历经第一显示时间T1时，液晶分子已经转态至所需的目标灰阶角度。另一方面，当液晶分子从任意灰阶转态至黑灰阶所需的时间较长时，可调整时间点T^*的位置，确保历经第二显示时间T2时，液晶分子已经转态至黑灰阶所需的角度。

根据本发明的精神，以下将以一画面于一图框时间内于液晶面板上显示的情形说明一图框扫描两次时的变化。参照图5，于图框时间起始点时进行第一次扫描且输入现在画面数据，画面51表示于图框时间Tf起始(图4中的T0)或接近起始时点时显示现在画面数据(C)。当到达时间点T^*时进行第二次扫描且输入黑画面数据，画面52表示于时间点T^*或的后时显示黑画面数据(B)，而画面53则表示现在图框显示结束、准备下一图框的显示。上述的扫描方式可适用于显示画面数据的时间等于显示黑画面数据的时间的情形，即液晶转态至目标灰阶所需的角度的时间与从任意灰阶转态至黑灰阶所需的角度的时间近似的情形。

图6说明图4中之一种情形，即当液晶从任意灰阶转态至黑灰阶所需的时间较长时，则第一显示时间T1小于第二显示时间T2，也就是需拉长第二显示时间T2，此时第一次扫描时须选择更高的过驱动电压，使得液晶在小于8ms的时间点T^*前转态至目标灰阶所需的角度，如此第二次扫描输入黑画面数据后有较长的时间转态至黑灰阶。

就第一显示时间T1小于第二显示时间T2(即T^*较接近T0)的扫描方式而言，图7所示为配置两颗驱动IC的扫描方式，将一个图框分成两个区块701与702分别由不同的驱动IC(图未绘)所控制。于图框时间起始点时进行第一次扫描且从区块701开始扫描时，画面71表示于图框时间Tf起始或接近起始时点(T0)时显示区块701的现在画面数据(C)，区块702则显示前一图框的数据(P)。当到达时间点T^*时，进行区块701的第二次扫描并输入区块701的黑画面数据，此时开始进行区块702的第二次扫描并输入区块702的现在画面数据，画面72表示于时间点T^*时，区块701显示黑画面数据(B)，区块702维持显示前一图框的数据(P)且准备显示现在画面数据。的后，画面73表示区块702显示现在画面数据(C)，区块701则维持显示黑画面数据。到了接近图框时间Tf终点(图4中的Tn)时，区块702已进行第二次扫描，画面74表示区块701与区块702皆显示黑画面数据。根据上述，两颗驱动IC分别于不同的时间点进行两次扫描于各自控制的区块上，使得每一区块对应的液晶有足够的时间从任意灰阶转态至黑灰阶。图8所示则为配置三颗驱动IC的扫描方式，将一个图框分成三个区块801、802与803分别由不同的驱动IC(图未绘)所控制，扫描方式与图7相似，于此不再赘述。

图9说明图4中的另一种情形，即当液晶从任意灰阶转态至黑灰阶所需的时间较短时，则第一显示时间T1大于第二显示时间T2，也就是可缩短第二显示时间T2，此时第一次扫描时须选择较低的过驱动电压，使得液晶在8ms的时间点T^*后转态至目标灰阶所需的角度。

就第一显示时间T1大于第二显示时间T2(即T^*较接近Tn)的扫描方式而言，图10所示为配置三颗驱动IC的扫描方式，将一个图框分成三个区块901、902与903分别由不同的驱动IC(图未绘)所控制。于图框时间起始点时进行第一次扫描且从区块901开始扫描时，画面91表示于图框时间Tf起始点(T0)或接近起始时点时显示区块901的现在画面数据(C)，区块902显示黑画面数据，区块903则显示前一图框的数据(P)。当第一次扫描进行至区块902时，画面92中区块902显示其现在画面数据(C)，区块901维持其现在画面数据(C)，区块903则显示黑画面数据(B)。经过进行区块901的第二次扫描后接近图框时间终点(Tn)，画面93中区块901显示黑画面数据(B)，区块902与903显示各自的现在画面数据(C)。根据上述，三颗驱动IC分别于不同的时间点进行两次扫描于各自控制的区块上，使得每一区块对应的液晶可根据较小的过驱动电压转态至目标灰阶所需的角度。图11所示则为配置四颗驱动IC的扫描方式，将一个图框分成四个区块904、905、906与807分别由不同的四颗驱动IC(图未绘)所控制，扫描方式与图10相似，于此不再赘述。

图12所示为根据本发明一实施例的液晶显示器的驱动装置的功能方块示意图。于一实施例中，脉冲模式驱动装置130包含：一存储器131储存一图框的像素数据；一只读存储器133储存一查表数据(Look up Table，LUT)，查表数据为液晶显示器的特性函数；以及一特殊应用集成电路132(ASIC)电性连接存储器131及只读存储器133。特殊应用集成电路132产生一时间控制信号(timing control signal)，例如一点脉(dot clock)信号，藉以控制于一图框显示时间Tf内对液晶显示面板140进行两次扫描，第一次扫描时对液晶显示器的液晶施以过电压驱动加快液晶的响应时间，使液晶于第一显示时间T1内转态至图框显示时间Tf内所需达到的角度以产生相对应显示的灰阶(目标灰阶)，在图框时间点T^*时启动第二次扫描，于第二显示时间T2内输入一黑画面数据的相对应电压；其中第一显示时间T1与第二显示时间T2是可调变的，即图框时间点T^*是可调变的，且T1+T2＝Tf。

其次，本实施例中，存储器131为一同步动态随机存取存储器(SynchronousDRAM，SDRAM)或双倍速同步动态随机存取存储器(Double-Data-Rate SDRAM)，可储存一整个图框的像素数据。只读存储器133为一电流可消除可编程只读存储器(Electrically Erasable&Programmable ROM，EEPROM)，可存放过电压驱动模式中运用的查表数据。特殊应用集成电路132利用与图框的数据比对处理并通过查表数据以得到过电压驱动特性曲线，并控制画面扫描方式与输出黑灰阶画面数据与相关驱动控制信号实现脉冲模式驱动方法。

综合上述，本发明利用过电压驱动并配合插黑技术，不仅考量能达到目标灰阶的效果，也考虑到液晶的响应时间特性与任意灰阶转态至黑灰阶所需的时间，使TFT-LCD显示动态画面时有更好的品质。又，以特殊应用集成电路计算液晶面板的过电压驱动特性曲线，并控制画面扫描方式与输出黑灰阶画面数据实现脉冲模式驱动方法，可以有效实现插黑技术以节省硬体制造成本。

以上所述的实施例仅系为说明本发明的技术思想及特点，其目的在使熟习此项技艺的人士能够了解本发明的内容并据以实施，当不能以的限定本发明的专利范围，即大凡依本发明所揭示的精神所作的均等变化或修饰，仍应涵盖在本发明的专利范围内。

Claims

1.一种液晶显示器驱动方法，包含：

在一图框显示时间内进行一第一扫描，并以一过电压驱动液晶分子于一第一显示时间内转态达到一目标灰阶所需的一角度；及

在该图框显示时间内进行一第二扫描，并在一第二显示时间内输入一黑画面数据的相对应电压，其中该第一显示时间及该第二显示时间分别小于该图框显示时间，且调变该第一显示时间与该第二显示时间以得到加总该第一显示时间与该第二显示时间等于该图框显示时间。

2.根据权利要求1所述的液晶显示器驱动方法，其特征在于，进行该第一扫描的步骤包含以多个驱动集成电路于该图框显示时间内不同的时间点输入一现在画面数据的多个区块数据。

3.根据权利要求2所述的液晶显示器驱动方法，其特征在于，进行该第二扫描的步骤包含以该些驱动集成电路于该图框显示时间内不同的时间点输入多个区块黑画面数据，且该黑画面数据包含该些区块黑画面数据。

4.根据权利要求1所述的液晶显示器驱动方法，其特征在于，进行该第一扫描的步骤包含以多个驱动集成电路于该图框显示时间内输入一现在画面数据。

5.根据权利要求4所述的液晶显示器驱动方法，其特征在于，进行该第二扫描的步骤包含以该些驱动集成电路于该图框显示时间内输入该黑画面数据。

6.根据权利要求1所述的液晶显示器驱动方法，其特征在于，该第一显示时间等于该第二显示时间。

7.根据权利要求1所述的液晶显示器驱动方法，其特征在于，该第一显示时间小于该第二显示时间。

8.根据权利要求1所述的液晶显示器驱动方法，其特征在于，该第一显示时间大于该第二显示时间。

9.根据权利要求1所述的液晶显示器驱动方法，其特征在于，进行该第二扫描的步骤时液晶分子由该目标灰阶转态达到一黑灰阶。

10.一种液晶显示器的驱动装置，包含：

一存储器，其储存一图框的像素数据；

一只读存储器，其储存一查表数据，该查表数据包含该液晶显示器的一过电压驱动特性函数；及

一特殊应用集成电路，其电性连接该存储器及该只读存储器，其特征在于，该特殊应用集成电路控制显示该图框的像素数据于一图框显示时间内的两次扫描之一。

11.根据权利要求10所述的液晶显示器的驱动装置，其特征在于，该存储器为一同步动态随机存取存储器(Synchronous DRAM)。

12.根据权利要求10所述的液晶显示器的驱动装置，其特征在于，该存储器为一双倍速同步动态随机存取存储器。

13.根据权利要求12所述的液晶显示器的驱动装置，其特征在于，该只读存储器为一电流可消除可编程只读存储器(Electrically Erasable&ProgrammableROM，EEPROM)。

14.根据权利要求10所述的液晶显示器的驱动装置，其特征在于，该特殊应用集成电路包含输入与控制显示一黑画面数据于一图框显示时间内的该两次扫描的另一。

15.根据权利要求10所述的液晶显示器的驱动装置，其特征在于，该特殊应用集成电路根据该过电压驱动特性函数控制显示该图框的像素数据。