CN101620817B - 用于一平面显示器的驱动方法及其相关驱动装置 - Google Patents

Abstract

用于平面显示器的驱动方法及其相关驱动装置。该驱动方法包含有接收对应于画面的图像数据，该画面的灰阶介于第一灰阶与第二灰阶之间；产生对应于平面显示器的多个像素的多个帧信号；将每一帧信号分割为多个子帧信号，并将每一帧信号的该多个子帧信号分为第一子帧信号群组及第二子帧信号群组；以及根据第一灰阶及第二灰阶，调整每一帧信号的多个子帧信号的电平，使每一帧信号所对应的像素所显示的灰阶等于画面的灰阶；其中，在每一帧信号的多个子帧信号数量为X+Y，对应于N+1灰阶的第一子帧信号群组的子帧信号数量为X，对应于N灰阶的第二子帧信号群组的子帧信号数量为Y的情况下，可内插出每一帧信号所对应的像素所显示的N+(X/(X+Y))的灰阶。

Description

用于一平面显示器的驱动方法及其相关驱动装置

技术领域

本发明涉及一种用于一平面显示器的驱动方法及其相关驱动装置，尤指一种可避免因平面显示器显示速率不够快而造成的画面闪烁的驱动方法及其相关驱动装置。

背景技术

液晶显示器具有外型轻薄、耗电量少以及无辐射污染等特性，已被广泛地应用在计算机系统、移动电话、个人数字助理(PDA)等信息产品上。液晶显示器的工作原理是利用液晶分子在不同排列状态下，对光线具有不同的偏振或折射效果，因此可经由不同排列状态的液晶分子来控制光线的穿透量，进一步产生不同强度的输出光线，及不同灰阶强度的红、蓝、绿光。

请参考图1，图1为已知薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)液晶显示器10的示意图。液晶显示器10包含一液晶显示面板(LCD Panel)100、一时序控制电路102、一数据线信号输出电路104、一扫描线信号输出电路106以及一共用电压产生器108。液晶显示面板100由两基板(Substrate)构成，而在两基板间填充有液晶材料。一基板上设置有多个子数据线(Data Line)110、多个子垂直于数据线110的扫描线(Scan Line，或称栅极线，Gate Line)112以及多个薄膜晶体管114，而在另一基板上设置有一共用电极(Common Electrode)用来经由电压产生器108提供一共用电压Vcom。为便于说明，图1中仅显示四个薄膜晶体管114，实际上，液晶显示面板100中每一数据线110与扫描线112的交接处(Intersection)均连接有一薄膜晶体管114，亦即薄膜晶体管114以矩阵的方式分布在液晶显示面板100上，每一数据线110对应于液晶显示器10的一行(Column)，而扫描线112对应于液晶显示器10的一列(Row)，且每一薄膜晶体管114对应于一像素(Pixel)。此外，液晶显示面板100的两基板所构成的电路特性可视为一等效电容116。

在液晶显示器10中，时序控制电路102会产生控制信号分别输入至数据线信号输出电路104及扫描线信号输出电路106，则数据线信号输出电路104及扫描线信号输出电路106会对不同的数据线110及扫描线112产生输入信号，因而控制薄膜晶体管114的导通及等效电容116两端的电位差，并进一步地改变液晶分子的排列以及相对应的光线穿透量，以将显示数据122显示在面板上。举例来说，扫描线信号输出电路106对扫描线112输入一脉冲使薄膜晶体管114导通，因此数据线信号输出电路104所输入数据线110的信号可经由薄膜晶体管114而输入等效电容116，因而达到控制相对应像素的灰阶(Gray Level)状态。另外，通过控制数据线信号输出电路104输入至数据线110的信号大小，可产生不同的灰阶大小。

针对灰阶显示方面，为了增加更多灰阶数而不增加芯片面积与成本，已知技术可采用双输入对的差动差值放大器(Differential Difference Amplifier，DDA)或是通过帧速率控制(Frame Rate Control，FRC)的方式实现。采用双输入对的差动差值放大器可让伽马电压走线和数字至模拟转换器减半，而减少的伽马参考电压则可由双输入对放大器内差补足，但其缺点在于增加一组放大器的输入对，会使芯片面积增加。帧速率控制驱动方式可在不增加任何驱动电路的芯片面积和成本的情形下，达到增加更多灰阶数的目的，请见以下说明。

帧速率控制驱动方式是利用人类视觉对于连续的画面有视觉暂留的特性，让图片闪烁而产生中间亮度的效果，其通过控制一像素(Pixel)点亮(Turn-on)的次数来决定其灰阶。在黑白显示的情况下，假设每秒钟的帧数为X，如果某像素对应于全亮，则该像素需被点亮X次。帧速率控制的灰阶原理就是控制图像的点亮次数，使得该图素的灰阶程度由点亮次数与X的比例来决定的；同时，通过内插方式，产生新的灰阶。举例来说，请参考图2A至图2C，图2A至图2C显示通过帧速率控制驱动方式产生一(N+1)灰阶、一(2N+1)/2灰阶及一N灰阶时，不同帧及不同通道的帧信号的输出波形示意图。其中，F1、F2、F3表示三个连续的帧，CH1、CH2、CH3表示三个相邻的通道。此外，图2A至图2C以单点反向(Dot Inversion)驱动方式为例，故每一像素的驱动电压Va、Vb会随帧切换极性。由图2B可知，针对通道CH1，帧F1至F3的驱动电压依次为Va、(-Vb)、Va；针对通道CH2，帧F1至F3的驱动电压依次为(-Vb)、Va、(-Vb)；针对通道CH3，帧F1至F3的驱动电压依次为Va、(-Vb)、Va。换句话说，为了要产生(2N+1)/2灰阶，已知技术通过内插方式，利用时间的补偿(帧的不同)和空间的补偿(通道的不同)产生所需的灰阶。因此，在不增加任何驱动电路的芯片面积和成本的情形下，帧速率控制驱动方式可通过内插方式增加更多灰阶数。在此情形下，由于帧速率控制驱动方式只要改变点亮次数，通常驱动电路不需更换，因而可节省生产成本。然而，以帧速率控制驱动方式显示灰阶的过程中，最重要的一个环节就是帧的显示速率必须要比视觉暂留的频率高，通常范围在42Hz～140Hz之间，否则便会造成闪烁(Flicker)现象。

简单来说，帧速率控制驱动方式可在不增加任何驱动电路的芯片面积和成本的情形下，达到增加更多灰阶数的目的，但需确保显示速率必须要比视觉暂留的频率高，否则便会造成闪烁(Flicker)现象，影响画面品质。

发明内容

因此，本发明的主要目的即在于提供用于一平面显示器的驱动方法及其相关驱动装置。

本发明公开一种用于一平面显示器的驱动方法，包含有接收对应于一画面的图像数据，该画面的灰阶介于一第一灰阶与一第二灰阶之间；根据该画面的图像数据，产生对应于该平面显示器的多个像素的多个帧信号；将每一帧信号分割为多个子帧信号，并将每一帧信号的该多个子帧信号分为一第一子帧信号群组及一第二子帧信号群组；以及根据该第一灰阶及该第二灰阶，调整每一帧信号的该多个子帧信号的电平，使每一帧信号所对应的像素所显示的灰阶等于该画面的灰阶；其中，在每一帧信号的多个子帧信号数量为X+Y，对应于N+1灰阶的第一子帧信号群组的子帧信号数量为X，对应于N灰阶的第二子帧信号群组的子帧信号数量为Y的情况下，可内插出每一帧信号所对应的像素所显示的N+(X/(X+Y))的灰阶。

本发明另公开一种用于一平面显示器的驱动装置，包含有一接收单元，用来接收对应于一画面的图像数据，该画面的灰阶介于一第一灰阶与一第二灰阶之间；一信号产生器，耦接于该接收单元，用来根据该画面的图像数据，产生对应于该平面显示器的多个像素的多个帧信号；一分割单元，耦接于该信号产生器，用来将每一帧信号分割为多个子帧信号，并将每一帧信号的该多个子帧信号分为一第一子帧信号群组及一第二子帧信号群组；以及一调整单元，耦接于该分割单元及该接收单元，用来根据该第一灰阶及该第二灰阶，调整每一帧信号的该多个子帧信号的电平，使每一帧信号所对应的像素所显示的灰阶等于该画面的灰阶；其中，在每一帧信号的多个子帧信号数量为X+Y，对应于N+1灰阶的第一子帧信号群组的子帧信号数量为X，对应于N灰阶的第二子帧信号群组的子帧信号数量为Y的情况下，可内插出每一帧信号所对应的像素所显示的N+(X/(X+Y))的灰阶。

附图说明

图1为已知薄膜晶体管液晶显示器的示意图。

图2A至图2C显示已知帧速率控制驱动方式的输出波形示意图。

图3为本发明实施例用于一平面显示器的驱动流程的示意图。

图4A至图4C显示根据图3的驱动流程产生不同灰阶时的输出波形示意图。

图5显示根据图3的驱动流程产生灰阶时的输出波形示意图。

图6为本发明实施例用于一平面显示器的一驱动装置的示意图。

【主要元件符号说明】

10             液晶显示器

100            液晶显示面板

102            时序控制电路

104            数据线信号输出电路

106            扫描线信号输出电路

108            共用电压产生器

110            数据线

112            扫描线

114            薄膜晶体管

116            等效电容

122            显示数据

F1、F2、F3     帧

CH1、CH2、CH3  通道

Va、Vb         驱动电压

30                             驱动流程

300、302、304、306、308、310   步骤

60                             驱动装置

600                            接收单元

602                            信号产生器

604                            分割单元

606                            调整单元

具体实施方式

请参考图3，图3为本发明实施例用于一平面显示器的驱动流程30的示意图。驱动流程30包含以下步骤：

步骤300：开始。

步骤302：接收对应于一画面的图像数据，该画面的灰阶介于一第一灰阶与一第二灰阶之间。

步骤304：根据该画面的图像数据，产生对应于该平面显示器的多个像素的多个帧信号。

步骤306：将该多个帧信号的每一帧信号分割为多个子帧信号。

步骤308：根据该第一灰阶及该第二灰阶，调整每一帧信号的该多个子帧信号的电平，使每一帧信号所对应的像素所显示的灰阶等于该画面的灰阶。

步骤310：结束。

根据驱动流程30，当一画面的灰阶介于一第一灰阶与一第二灰阶之间时，本发明将对应于该画面中每一像素的每一帧信号分割为多个子帧信号，并根据该第一灰阶及该第二灰阶，调整子帧信号的电平，以使每一帧信号所对应的灰阶等于该画面的灰阶。也就是说，针对同一通道，本发明可在同一帧时间中输出两种以上的灰阶，以内插出介于第一灰阶与第二灰阶之间的灰阶。在此情形下，由在同一帧时间中可输出两种以上的灰阶，可避免因显示速率不够快所造成的画面闪烁，同时也不需增加任何驱动电路的芯片面积和成本。

因此，驱动流程30可在同一帧时间中输出两种以上的灰阶，通过内插的方式，输出介于第一灰阶与第二灰阶的灰阶。如此一来，即使显示速率不够快，由于本发明可在同一帧时间中输出两种以上的灰阶，因而可降低画面闪烁发生的机会。举例来说，请参考图4A至图4C，图4A至图4C显示根据驱动流程30产生一(N+1)灰阶、一(2N+1)/2灰阶及一N灰阶时，不同帧及不同通道的帧信号的输出波形示意图。其中，为清楚比较本发明与已知技术的差异，相关符号及说明沿用图2A至图2C的符号。由图4B可知，针对通道CH1，帧F1的驱动电压由Va与Vb组成，亦即，在帧F1中，本发明依序输出对应于(N+1)灰阶的驱动电压Va及对应于N灰阶的驱动电压Vb；而针对通道CH1，在帧F2中，本发明依序输出对应于N灰阶的驱动电压(-Vb)及对应于(N+1)灰阶的驱动电压(-Va)。依此类推，可知针对(2N+1)/2灰阶，本发明在同一帧时间中输出对应于(N+1)灰阶及N灰阶的驱动电压，以内插出(2N+1)/2灰阶。换句话说，除了利用N灰阶和(N+1)灰阶进行时间的补偿和空间的补偿外，本发明还在同一帧时间内，内插出(2N+1)/2灰阶，使得同一帧时间内即可达到(2N+1)/2灰阶。如此一来，除了可达到增加更多灰阶数的目的，同时可避免因显示速率不够快所造成的画面闪烁，也不需增加额外的成本。

特别注意的是，图4A至图4C仅为本发明的实施例，其在同一帧时间中输出两种灰阶，当然，亦可在同一帧时间中输出两种以上的灰阶，如图5所示。除此之外，在图4A至图4C中，亦可调整同一帧时间中每一灰阶所占的比例，以达到所需的灰阶。或者，在图5中，调整对应于不同灰阶的子帧信号群组的数量，以达到所需的灰阶。例如，如果每一帧信号的多个子帧信号的数量为(X+Y)，其中，对应于(N+1)灰阶的一第一子帧信号群组的子帧信号数量为X，对应于N灰阶的一第二子帧信号群组的子帧信号数量为Y。在此情形下，如果X等于Y，则可内插出(2N+1)/2灰阶；如果X不等于Y，则可内插出N+(X/(X+Y))的灰阶。

简言之，驱动流程30在同一帧时间中输出两种以上的灰阶，通过内插的方式，输出介于第一灰阶与第二灰阶的灰阶。如此一来，即使显示速率不够快，由于本发明可在同一帧时间中输出两种以上的灰阶，因而可降低画面闪烁发生的机会。关于驱动流程30的实现方式，请参考图6，图6为本发明实施例用于一平面显示器的一驱动装置60的示意图。驱动装置60包含有一接收单元600、一信号产生器602、一分割单元604及一调整单元606。接收单元600用来接收对应于一画面的图像数据，而该画面的灰阶介于一第一灰阶与一第二灰阶之间。信号产生器602耦接于接收单元600，用来根据该画面的图像数据，产生对应于多个像素的多个帧信号。分割单元604耦接于信号产生器602，用来将多个帧信号的每一帧信号分割为多个子帧信号。调整单元606耦接于分割单元604及接收单元600，用来根据第一灰阶及第二灰阶，调整每一帧信号的多个子帧信号的电平，使每一帧信号所对应的像素所显示的灰阶等于该画面的灰阶。驱动装置60用以实现驱动流程30，详细运作方式可参考前述说明，在此不赘述。

综上所述，针对同一通道，本发明可在同一帧时间中输出两种以上的灰阶，以内插出介于第一灰阶与第二灰阶之间的灰阶。在此情形下，由在同一帧时间中可输出两种以上的灰阶，可避免因显示速率不够快所造成的画面闪烁，同时也不需增加额外的成本。

以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求书所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (8)

1.一种用于一平面显示器的驱动方法，包含有：

接收对应于一画面的图像数据，该画面的灰阶介于一第一灰阶与一第二灰阶之间；

根据该画面的图像数据，产生对应于该平面显示器的多个像素的多个帧信号；

将每一帧信号分割为多个子帧信号，并将每一帧信号的该多个子帧信号分为一第一子帧信号群组及一第二子帧信号群组；以及

根据该第一灰阶及该第二灰阶，调整每一帧信号的该多个子帧信号的电平，使每一帧信号所对应的像素所显示的灰阶等于该画面的灰阶；

其中，在每一帧信号的多个子帧信号数量为X+Y，对应于N+1灰阶的第一子帧信号群组的子帧信号数量为X，对应于N灰阶的第二子帧信号群组的子帧信号数量为Y的情况下，可内插出每一帧信号所对应的像素所显示的N+(X/(X+Y))的灰阶。

2.如权利要求1所述的驱动方法，其中根据该第一灰阶及该第二灰阶调整每一帧信号的该多个子帧信号的电平使每一帧信号所对应的像素所显示的灰阶等于该画面的灰阶，包含根据该第一灰阶及该第二灰阶，将该第一子帧信号群组的子帧信号的电平调整为该第一灰阶所对应的电平，及将该第二子帧信号群组的子帧信号的电平调整为该第二灰阶所对应的电平，以使每一帧信号所对应的像素所显示的灰阶等于该画面的灰阶。

3.如权利要求1所述的驱动方法，其中该第一子帧信号群组与该第二子帧信号群组所包含的子帧信号的数量为相同。

4.如权利要求1所述的驱动方法，其中该第一子帧信号群组与该第二子帧信号群组所包含的子帧信号的数量为不同。

5.一种用于一平面显示器的驱动装置，包含有：

一接收单元，用来接收对应于一画面的图像数据，该画面的灰阶介于一第一灰阶与一第二灰阶之间；

一信号产生器，耦接于该接收单元，用来根据该画面的图像数据，产生对应于该平面显示器的多个像素的多个帧信号；

一分割单元，耦接于该信号产生器，用来将每一帧信号分割为多个子帧信号，并将每一帧信号的该多个子帧信号分为一第一子帧信号群组及一第二子帧信号群组；以及

一调整单元，耦接于该分割单元及该接收单元，用来根据该第一灰阶及该第二灰阶，调整每一帧信号的该多个子帧信号的电平，使每一帧信号所对应的像素所显示的灰阶等于该画面的灰阶；

其中，在每一帧信号的多个子帧信号数量为X+Y，对应于N+1灰阶的第一子帧信号群组的子帧信号数量为X，对应于N灰阶的第二子帧信号群组的子帧信号数量为Y的情况下，可内插出每一帧信号所对应的像素所显示的N+(X/(X+Y))的灰阶。

6.如权利要求5所述的驱动装置，其中该调整单元还用来根据该第一灰阶及该第二灰阶，将该第一子帧信号群组的子帧信号的电平调整为该第一灰阶所对应的电平，及将该第二子帧信号群组的子帧信号的电平调整为该第二灰阶所对应的电平，以使每一帧信号所对应的像素所显示的灰阶等于该画面的灰阶。

7.如权利要求5所述的驱动装置，其中该第一子帧信号群组与该第二子帧信号群组所包含的子帧信号的数量为相同。

8.如权利要求5所述的驱动装置，其中该第一子帧信号群组与该第二子帧信号群组所包含的子帧信号的数量为不同。

Images