CN102243849B - 显示面板的驱动系统及其驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种显示面板的驱动系统及其驱动方法，显示面板包括复数个像素单元。驱动系统包括一时序控制器与一电压产生器。时序控制器用以侦测各像素单元具有的数据数值，并计算每二个像素单元的数据数值的差值，进行计算的像素单元为列数相接且为前后列位置相邻。时序控制器会取得各差值的绝对值的加总值，再依据加总值是否达到临界值，以提供相关的控制信号至电压产生器。电压产生器会依据控制信号的内容以提供公共电压，或是提供补偿电压至共电极。

Description

显示面板的驱动系统及其驱动方法

技术领域

本发明是有关于一种显示面板的驱动系统及其驱动方法，特别是有关于一种对共电极的公共电压进行补偿的显示面板的驱动系统及其驱动方法。

背景技术

先前技术中，显示面板的共电极(Common electrode)受到数据线（Source Line）电容耦合（Coupling）的影响，使得其上的公共电压不平稳，形成电压抖动情形，进而产生水平串音(Horizontal crosstalk)现象。藉此，厂商于显示面板上设计一回溯补偿电路(Feedback Compensation Circuit)，以补偿共电极受到数据线耦合的影响，使共电极经补偿后而降低耦合量，进而改善水平串音问题。

然而，显示面板工作时，回溯补偿电路亦是持续工作中，也就是会对共电极持续进行补偿。但并非每一个画面数据的呈现都需要回溯补偿电路进行补偿，因此回溯补偿电路于大半时间是处于无用途的功率消耗状态，形成无端的能量浪费，显示面板的功率消耗提升，导致显示面板的工作效率、组件寿命与实际能量损耗的对比不符合经济效益，同时提升无谓的电力损耗成本。

发明内容

本发明欲解决的问题是提供一种侦测补偿时机以启动补偿机制的显示面板驱动系统及其驱动方法。

为解决上述系统问题，本发明公开一种显示面板的驱动系统，此显示面板包括复数个像素单元。驱动系统包括一时序控制器与一电压产生器。时序控制器连接至显示面板，包括一侦测单元与一运算单元。侦测单元侦测各像素单元具有的复数个数据数值，运算单元用以计算列数相接，且位置前后列的两两相邻的像素单元的数据数值的差值，并对各差值取绝对值再加总取得一加总值，并比较加总值与一临界值，依据比较结果输出一控制信号。电压产生器连接至时序控制器与显示面板的共电极。电压产生器会依据控制信号的内容以切换运作模式，以转送一公共电压或一补偿电压至显示面板的共电极。

为解决上述方法问题，本发明公开一种显示面板的驱动方法，此显示面板包括复数个像素单元。此驱动方法包括：侦测各像素单元具有的复数个数据数值；计算列数相接且前后位置两两相邻的像素单元，每二个像素单元的数据数值的差值；比较加总值与一临界值，依据比较结果决定供给一公共电压或一补偿电压至像素单元的共电极。

本发明的特点是在于本发明在呈现画面作业期间，时序控制器会依据画面数据数值的变化，控制共电极进行补偿的时机。时序控制器会于水平串音问题产生时，才启用补偿切换器，以减少液晶显示器呈现影像画面的实际功耗并提升影像质量。因此需求的电力与功率消耗不如先前技术来得大，得以有效降低显示面板的消耗功率，延长组件寿命与降低实际能量损耗，避免无谓的电力损耗成本。

附图说明

图1绘示本发明系统架构示意图的一实施例；

图2绘示本发明电压产生器电路示意图的一实施例；

图3绘示本发明实施例的一点图示意图；

图4绘示本发明实施例的一二线图示意图；

图5A绘示本发明实施例的一水平串音对应画面数据示意图；

图5B绘示本发明实施例的一水平串音画面示意图；

图6绘示本发明实施例的显示面板的驱动方法流程示意图；以及

图7绘示本发明实施例的显示面板的驱动方法细部流程示意图。

具体实施方式

兹配合图式将本发明较佳实施例详细说明如下。请参阅图1绘示本发明系统架构示意图的一实施例。此驱动系统1应用于一显示面板10，包括一时序控制器20与一电压产生器30。

时序控制器20连接至显示面板10，并将取得的图框数据（由系统设备或是画面提供装置所提供）传输至显示面板10。源极驱动器12会将图框数据转化为供写入像素单元14的像素数据。栅极驱动器11受时序控制器20的控制而发出一基准工作信号，基准工作信号会逐一传输至各栅极线路，以开启控制栅极线路所连接的像素单元14充电时机的薄膜晶体管的半导体通道层，使像素数据得以由源极驱动器12连接的各源极（source）通过被开启的半导体层传入漏极（drain），再对像素单元14（Liquid Crystal Unit）进行充电。像素单元14为二维的数组配置，每一像素单元14被写入的数据数值不一定为相同。

时序控制器20内建有一侦测单元21与一运算单元22，侦测单元21用以侦测各像素单元14内储的数据数值，数据数值可为像素数据，或更进一步的子像素数据。运算单元22会将侦测单元21所测得的数据数值进行差值运算，计算时，所引用的像素单元14为计算列数相接且位置前后列相邻。例：运算单元22会将第n列的第i个像素单元与第n+1列的第i个像素单元，此两造间包括的数据数值进行差值运算。以此类推，运算单元22会计算出所有前后列相接且两两相邻的像素单元14的数据数值差，并将所有的差值取绝对值，最后加总以形成一加总值。

运算单元22会将加总值与一临界值进行比对，以依据比对结果而发出不同内容的控制信号。

电压产生器30内建有一公共电压产生单元31、一回溯补偿单元33与一切换器32。电压产生器30的输出端透过公共电压线16而电性连接至显示面板10的共电极15。

公共电压产生单元31用以提供一公共电压，回溯补偿单元33用以提供一回溯电压，切换器32则是连接于时序控制器20、显示面板10的共电极15、公共电压产生单元31与回溯补偿单元33。当切换器32取得控制信号时，会依据控制信号的内容以切换至相对应的工作模式。例：显示面板10呈现任一画面数据或设定一图框后，若运算单元22计算出的加总值小于显示面板10对应临界值（假定已预设于运算单元22中）时，运算单元22会发出具一触发信息的控制信号，以处于信号低位（Signal_Low）的控制信号为例，一但切换器32取得此信号低位的控制信号，即将公共电压与回溯电压整合，以形成一补偿电压，并传输至共电极15。其中，运算单元22传输控制信号的时机，会处于运算单元22次一画面数据或次一图框前，亦是各像素单元14进行数据写入作业之前。避免时序控制器20一侦测到需补偿的画面数据时马上进行补偿的动作而造成瞬间的视觉变化。反之，若运算单元22计算出的加总值等于或大于显示面板10对应临界值时，运算单元22会发出具一停止信息的控制信号，以处于信号高位（Signal_High）的控制信号为例，一但切换器32取得此信号高位的控制信号，即直接提供公共电压至共电极15。

然而，设计人员需预先对显示面板10进行重载画面测试，以找出显示面板10呈现重载画面时数据数值的加总值，令其作为前述的临界值，并设定于时序控制器20的储存单元23，如缓存器或内存内。更进一步，设计人员可将此加总值减一误差值，以使取得的临界值更为精确。

在此说明，假设数据数值为子像素数据，其以8位为例。为降低运算单元22的运算量，设计人员可设计侦测单元21于侦测数据时，仅侦测子像素数据的前数个位的数值，以不超出子像素数据的最大位数为原则，如前2个位、前3个位记录的数值。此等数值可被储存于时序控制器20的储存单元23内，记录的方式是依据像素单元14的排列顺序以储存相关的数据数值，以供运算单元22读取各数据数值来运算取得前述的加总值。

此外，为降低运算单元22的运算量，设计人员可令侦测单元21于侦测数据时，仅对局部连续列的像素单元14进行数据数值侦测作业，如仅侦测前数列的像素单元14的数据数值，或侦测后数列的像素单元14的数据数值。例：显示面板10的分辨率为1366x768，代表显示面板10的像素点为768列，1366行，侦测单元21仅侦测第1列至第10列的像素单元14的数据数值，或仅侦测第759列至第768列的像素单元14的数据数值。相对的，显示面板对应的临界值亦会随着运算量的降低而有所减少。

请参阅图2绘示本发明电压产生器30电路示意图的一实施例。如前述，电压产生器30包括一公共电压产生单元31、一回溯补偿单元33与一切换器32。切换器32由一切换电路与一回溯补偿电路组成，回溯补偿电路包括一运算放大器35、两电阻（R1, R2）与一电容C，切换电路则由2个P型晶体管（Q1, Q3）与2个N型晶体管（Q2, Q4）组成，并与切换电路形成电性连接。晶体管(Q1、Q2、Q3、Q4)皆与时序控制器20相接，用以取得控制信号。电压产生器30具单一输出端，其用以连接至共电极15。

当运算单元22计算出加总值未达临界值时，即输出为信号低位的控制信号至电压产生器30。此时，P型晶体管Q1与P型晶体管Q3不导通，N型晶体管Q2与N型晶体管Q4会导通。所以，回溯电压与公共电压会被提供予运算放大器35，回溯补偿电路即会运作以产生补偿电压，补偿电压会被提供至共电极15。

反之，当运算单元22计算出加总值达到或超出临界值时，即输出为信号高位的控制信号至电压产生器30。此时，P型晶体管Q1与P型晶体管Q3会导通，N型晶体管Q2与N型晶体管Q4则不导通。所以，回溯补偿电路不会运作，公共电压即被直接提供至共电极15。

请参阅图3绘示本发明实施例的一点图（dot pattern）示意图，请同时参阅图1以利于说明运算模式，此处显示面板10的分辨率以1366x768为例，但不以此为限。显示面板10呈现重载画面的显示画面即如图3所示，侦测单元21会取得各像素单元14记录的数据数值（如前述的子像素数据），并记录于储存单元23中。此以8位的子像素数据为例，并取用子像素数据的前2位作为子像素的数据量，例如0表示为0灰阶（全暗），2表示为128灰阶（中间色调），4表示为256阶（全亮）。

运算单元22会将第n列的第i个像素单元14与第n+1列的第i个像素单元14，此两造间包括的数据数值进行差值运算。或更进一步，运算单元22将第n列的第i个像素单元14的第x个子像素数据，与第n+1列的第i个像素单元14的第x个子像素数据，此两造间包括的数据数值进行差值运算。

如图3，每一像素单元14包括三个子像素数据，第1个子像素数据对应红色（Red），第2个子像素数据对应绿色（Green），第3个子像素数据对应蓝色（Blue）。

第1列的第1个像素单元的第1个子像素数据，其子像素数据为4；第2列的第1个像素单元的第1个子像素数据，其数据数值为0；运算单元22即计算出两造间数据数值的差值为-4，并记录于储存单元23中。

又如第1列的第2个像素单元的第2个子像素数据，其数据数值为0；第2列的第2个像素单元的第2个子像素数据，其数据数值为4；运算单元22即计算出两造间数据数值的差值为4，并记录于储存单元23中。以此类推，直至计算出需求的所有差值。之后，运算单元22会将各差值取绝对值，并加总以取得加总值。

假设，运算单元22藉此等数据数值计算出的加总值为2²x1366x3x766=12572664。此加总值即可视为显示面板10的临界值，并预储存于时序控制器20的储存单元23。但运算单元22亦可能于其它重载画面取得相近或相同的加总值，为避免误判，可将此加总值减一误差值(tolerance)，以使取得的临界值更为精确，误差值的设定则是依据显示面板10的分辨率而定。

然而，时序控制器仅对局部连续列的像素单元14进行数据数值侦测作业时，以10列为例，运算单元22藉此等数据数值计算出的加总值为2²x1366x3x9=147528。此加总值即可视为显示面板10的临界值，并预储存于时序控制器20的储存单元23。

请参阅图4绘示本发明实施例的一二线（two line）图示意图，请同时参阅图1以利于说明运算模式，此处显示面板10的分辨率以1366x768为例，但不以此为限。显示面板10呈现重载画面的显示画面即如图4所示，侦测单元21会取得各像素单元14记录的数据数值（如前述的子像素数据），并记录于储存单元23中。此以8位的子像素数据为例，并取用子像素数据的前2位，作为子像素的数据量，例如0表示为0灰阶（全暗），2表示为128灰阶（中间色调），4表示为256阶（全亮）。。

运算单元22会将第n列的第i个像素单元与第n+1列的第i个像素单元，此两造间包括的数据数值进行差值运算。或更进一步，运算单元22会将第n列的第i个像素单元的第x个子像素数据，与第n+1列的第i个像素单元的第x个子像素数据，此两造间包括的数据数值进行差值运算。

如第1列的第1个像素单元的第1个子像素数据，其数据数值为4；第2列的第1个像素单元的第1个子像素数据，其数据数值为4；运算单元22即计算出两造间数据数值的差值为0，并记录于储存单元23中。

又如第2列的第1个像素单元的第1个子像素数据，其数据数值为4；第3列的第1个像素单元的第1个子像素数据，其数据数值为0；运算单元22即计算出两造间数据数值的差值为-4，并记录于储存单元23中。以此类推，直至计算出需求的所有差值。之后，运算单元22会将各差值取绝对值，并加总以取得加总值。

假设，运算单元22藉此等数据数值计算出的加总值为2²x1366x3x767/2=6286332。此即可视为显示面板10的临界值，并预储存于时序控制器20的储存单元23。但运算单元22亦可能于其它重载画面取得相近或相同的加总值，为避免误判，可将此加总值减一误差值(tolerance)，即「6286332-误差值」，误差值的设定则是依据显示面板10的分辨率而定，与点图（dot pattern）相较之下，二线图（two line pattern）的临界值较小，所以可用二线图的临界值来当作判断的依据。

然而，时序控制器仅对局部连续列的像素单元14进行数据数值侦测作业时，以10列为例，运算单元22藉此等数据数值计算出的加总值为2²x1366x3x4=65568。此加总值于减一误差值(tolerance)后，即可视为显示面板10的临界值，并预储存于时序控制器20的储存单元23，与点图（dot pattern）相较之下，二线图（two line pattern）的临界值较小，所以可用二线图的临界值来当作判断的依据。

请参阅图5A绘示本发明实施例的一水平串音对应画面数据示意图与图5B绘示本发明实施例的一水平串音画面示意图，请同时参阅图1与图3以利于说明运算模式，此处显示面板10的分辨率以1366x768为例，但不以此为限。此例中，图5A绘示显示面板10的像素数据，其画面内、外区域（此例暂以虚框为界）的像素数据差异性较大，相同前、后列相邻的像素单元的子像素数据的内容多较相近，因此计算出的加总值较易小于临界值，以致于容易造成水平串音现象产生，即如图5B绘示。

例如图5A，侦测单元21于测得各像素单元14记录的数据数值后，运算单元22即依据此等数据数值计算画面对应的加总值。在此以二线图模式为例，假设运算单元22计算出的加总值为3152728，而3152728<「6286332-误差值」，运算单元22即输出具触发信息的控制信号至电压产生器30，以对共电极15进行补偿。

请参阅图6绘示本发明实施例的显示面板10的驱动方法流程示意图与图7绘示本发明实施例的显示面板10的驱动方法细部流程示意图，请同时参阅图1绘示以利于了解。此驱动方法的流程如下：

侦测各像素单元14具有的复数个数据数值（步骤S110）。侦测单元21会侦测各像素单元14内储的数据数值，数据数值可为像素数据，或更进一步的子像素数据。其中，为降低运算单元22的运算量，设计人员可令侦测单元21于侦测数据时，仅选取局部连续列的像素单元14，其配置于显示面板10的显示区域的平行边缘（步骤S111）。侦测单元21会侦测局部连续列的像素单元14具有的数据数值（步骤S112），如仅侦测前数列的像素单元14的数据数值，或侦测后数列的像素单元14的数据数值。

计算列数相接且位置相邻的每二个像素单元14，其包括的数据数值的差值（步骤S120）。运算单元22会将第n列的第i个像素单元14与第n+1列的第i个像素单元14，此两造间包括的数据数值进行差值运算，此数据数值为前述的像素数据。或更进一步，运算单元22会将第n列的第i个像素单元14的第x个像素单元14，与第n+1列的第i个像素单元14的第x个像素单元14，此两造间包括的数据数值进行差值运算，此数据数值为前述的子像素数据。之后，运算单元22会将所有的差值个别取绝对值，并加总形成一加总值（步骤S130）。

比较加总值与一临界值，依据比较结果决定供给一公共电压或一补偿电压至像素单元14的共电极15（步骤S140）。运算单元22会将加总值与一临界值进行比对，以依据比对结果而发出不同内容的控制信号。如：加总值小于显示面板10对应临界值时，运算单元22会发出具一触发信息的控制信号；若运算单元22计算出的加总值等于或大于显示面板10对应临界值时，运算单元22会发出具一停止信息的控制信号。

当切换器32取得具触发信息的控制信号时，即将公共电压与回溯电压整合，以形成一补偿电压，并传输至共电极15。反之，当切换器32取得具停止信息的控制信号时，即直接提供公共电压至共电极15。

综上所述，乃仅记载本发明为呈现解决问题所采用的技术手段的实施方式或实施例而已，并非用来限定本发明专利实施的范围。即凡与本发明专利申请范围文义相符，或依本发明专利范围所做的均等变化与修饰，皆为本发明专利范围所涵盖。

Claims (6)

1.一种显示面板的驱动系统，其特征在于，该显示面板包括复数个像素单元，该驱动系统包括：

一时序控制器，连接至该显示面板，包括一侦测单元与一运算单元，该侦测单元侦测上述像素单元具有的复数个数据数值，该运算单元计算列数相接且位置相邻的每两个上述像素单元具有的上述数据数值的差值，并取得上述差值的绝对值的加总值，并比较该加总值与一临界值，所述临界值为重载画面时所述数据数值的加总值，依据比较结果输出一控制信号；以及

一电压产生器，是连接该显示面板的一共电极与该时序控制器，依据该控制信号以提供一公共电压或一补偿电压至该共电极；

其中，当该加总值小于该临界值时，该运算单元发出的该控制信号包括一触发信息，该电压产生器是依据该触发信息提供该补偿电压，及当该加总值等于或大于该临界值时，该运算单元发出的该控制信号包括一停止信息，该电压产生器是依据该停止信息提供该公共电压。

2.如权利要求1所述的显示面板的驱动系统，其特征在于，各上述像素单元具有的该数据数值为一子像素数据。

3.如权利要求1所述显示面板的驱动系统，其特征在于，当该运算单元于设定一画面数据后，判定该加总值小于该临界值时，该运算单元会于设定下一画面数据前发出包括该触发信息的该控制信号。

4.如权利要求1所述的显示面板的驱动系统，其特征在于，该时序控制器还包括一储存单元，其依据上述像素单元的排列顺序以依序储存上述数据数值，该运算单元是读取该储存单元储存的上述数据数值以运算取得该加总值。

5.如权利要求1所述的显示面板的驱动系统，其特征在于，该电压产生器包括一公共电压产生单元以提供该公共电压、一回溯补偿单元以提供一回溯电压、及一切换器，该切换器是连接该时序控制器、该公共电压产生单元、该回溯补偿单元与该共电极，并依据该控制信号以提供该公共电压至该共电极，或将该公共电压与该回溯电压整合为该补偿电压以提供至该共电极。

6.一种显示面板的驱动方法，其特征在于，该显示面板配置有复数个像素单元与一共电极，该方法包括下列步骤：

侦测上述像素单元具有的复数个数据数值；

计算列数相接且位置相邻的每两个上述像素单元具有的上述数据数值的差值；

对各该差值取绝对值，并加总形成一加总值；以及

比较该加总值与一临界值，所述临界值为重载画面时所述数据数值的加总值，依据比较结果决定供给一公共电压或一补偿电压至上述像素单元的该共电极；

其中，当该加总值小于该临界值时，供给该补偿电压至该共电极，及当该加总值等于或大于该临界值时，供给该公共电压至该共电极。

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