TW200929156A - A method of providing an LCD overdrive scheme, and the related display LCD driver, LCD and computer program - Google Patents

Description

200929156 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於用以驅動一液晶顯示面板的畫素之 一驅動器。本發明亦有關於含有此驅動器之一顯示模組、 含有此模組之一裝置，以及一種適用於液晶顯示器之加速 驅動方法。 【先前技術】 ® 液晶顯示模組目前廣泛應用在動態影像（motion pictures)或電視信號的顯示上，此技術領域的一項重要課題 在於流暢地顯示快速移動的物體。 原因在於液晶顯示模組之晝素在亮度上產生所需變 化的反應時間。為了及時變化亮度，加速驅動技術 (overdrive technique)為一種常用的技術手段。 若不使用加速驅動技術，當一晝素需要亮度改變時， 一驅動電壓將會被施加至上述晝素，使得上述畫素將在最 ❿後達到所需的亮度。晝素的亮度係由一起始亮度漸漸地變 化至所需的兜度。若要顯示動態影像或電視信號，所需的 亮度變化則☆需在很短的時間週期（亦稱為晝面週期）中完 成。晝面週期係為-動態影像或電視信號之一單一影像被 供應至上述顯示模、组的—個時間週期。在此畫面_中， 此顯示模組上之所有晝素皆會被定址過一次用以接收一驅 動電壓。 當施加用以達到所需的亮度之驅動電壓至晝素時，由 於晝素的慣性(⑽如），晝素的實際亮度會落後於所需的亮 0773-A33582TWF;PRL011 200929156 度故這*花費數個定址週期才會 ▲ 將導致影像模糊或殘影。 斤需的免度，因此 加速驅動t壓収帛轉 動電壓的準位係高於在最後才達到：=，。加速驅 動㈣的準位’故係以高於所需的亮;：'度:要求之驅 ::當施加加速_至畫素; 個定址週期才會達到加速驅動亮产 1常會化費數 ❹ 加速驅動電壓時，則可在：然而，▲謹慎地選擇 度就等於所需的亮度早—讀週期結束時所達到的亮 經被準確性的期待下，加速媒動技術已 、乂被視作主動式液晶顯示器（AMLCD)的一必備的要求。由 有多種根據聰z或更高頻率之畫面更新率用以將 取^^持動態失真移除_動_，所以解響應為6〇Hz 之早-畫面液晶在未來已不敷使用，因此加速驅動技街 需求大幅地提升。 由於加速驅動技術，在單一定址週期中就可以達到所 需的免度，因此將可以人為地加快晝素的反應時間。達到 所需的亮度所要求的加速驅動電壓係根據所需的亮度變化 與起始亮度來決定，並且更可根據其它參數(例如顯示楔魬 的型態與液晶顯示器上所操作之晝面更新率）來決定。因 此，加速驅動電壓通常會被列在查找表(1〇〇1{

Up tables ; LUTs)中。 ’ 一般而言，每個AMLCD的設計都需要一個專屬的查 找表，並且以一批一批的方式進行可能性地調整或以〜個 顯示模組接著一個顯示模組的方式進行可性地調整。再 0773-A33582TWF;PRL011 5 200929156 者’右要維持加速驅動的精確性，查找表必須隨著環境溫 度與晝面更新率進行變動。到目前為止，各種應用中之加 ，驅動電壓的誤差可容忍度尚未被清楚的定義 ，因此若要 實現具有可變晝面更新率及/或溫度補償的系統，也不清楚 需要儲存多少查找表資料。 實現加速驅動技術的標準方法係在工廠中為每一種 模組設計(批次，模組）量測查找表，並將上述查找表儲存 ❹至唯讀δ己憶體(ROM)或可抹除唯讀記憶體(EpR〇M)中。因 為必須在加速驅動的精確性與R〇M、溫度感測器…等等的 成本之間作出取捨(trade〇均’所以對製造商而言是非常大 的挑戰，並且這亦必須在效能上達到妥協。由於必須對新 出的模組設計、離開生產線上的每一個新批次、甚至對個 別的模組進行特別地量測。因此，對模組制造商而言將加 速驅動技術整合成AMLCD模組之一部分是一個十分困難 的挑戰。此外，另一個挑戰在於儲存足夠的量測值以確 Q保有足夠的加速驅動技術之精確度。最後，比較重要的是 在可攜式裝置的應用上，由於環境溫度為不固定，所以存 在著欲對加速驅動技術實行溫度補償的需求。 【發明内容】 本發明揭露一種適用於液晶顯示器之一加速驅動方 法。此方法包括（a)當一目標驅動準位已經導致一穩定傳播 準位時，測量一液晶顯示裝置的一液晶顯示畫素的穩定傳 播準位；（b)在施加一加速驅動準位於液晶顯示畫素後的一 單-晝面職結束時’測量液_示晝素之—加速驅動傳 〇773-A33582TWF;PRL011 6 200929156 播準位’（C)比較穩定傳播準位與加速驅動傳播準位，用以 ^斷加速驅動準位是否過高錢低；⑷若加速驅動準仅過 二或過貝1J改變加速驅動準位J_重覆步驟⑻及(C)直到求 得-適合的加速驅動準位；以及(e)根據適合的加速驅動準 位’推導it}複數加迷驅動參數，並將加速驅動參數 液晶顯示器的一記憶體中。 、 一本發明之加速驅動方法係致使加速驅動機制於液晶 ❺顯不器之使用過程中進行判斷，故它可考慮溫度變化與顯 =器，減’而以避免受這些參數的影響。因此，本發明可 省去製造商必須完全地了解加速驅動特徵值以及維持查找 表量測能力的需求。為每個新產品、每個產品更新或每個 產品批次供應正確查找表的工作將可被免除。在本發明之 加速驅動方法亦可以自動地提供一溫度範圍内以及多個畫 面更新率之加速驅動的精確性。 本發明中量測結果係用來比較的，故可降低量測準確 性的需求。 0 本發明之加速驅動方法係可在健全且簡單的方式下 自動地且週期性地或持續性地在幕後進行作為 AMLCD 顯 不器正常操作中的一部分。因此，將可移除後勤方面的 (logistical)的挑戰’並可提供補償溫度變動的手段。 本發明中傳播準位係可藉由光感測器來量測（直接量 測）或由液晶電容值之量測推導得知（間接量測）。 本發明中液晶顯示晝素係可為液晶顯示器之一虛置 晝素(dummy pixel)或一列畫素或多列晝素，這表示推導加 速驅動參數的方法不會妨礙正常的顯示動作。因此，本發 0773-A33582TWF;PRL011 7 200929156 明之加速驅動方法可使用虛置晝素在顯示裝置正常使用週 期中進行，作為一幕後的功能。 若傳播準位（即加速驅動傳播準位）中出現高於臨界值 的暴衝（overshoot)，則判定加速驅動準位過高，其中臨界 值係為穩定傳播準位加上一既定值。若傳播準位低於臨界 值，則判定加速驅動準位過低。這將致能一個簡單的反覆 程序，用以找出這個被測試的特定目標驅動準位是否為最 佳的加速驅動準位。舉例而言，適合的加速驅動準位係為 ® 不引發高於臨界值之暴衝的加速驅動準位中之最大者。加 速驅動參數係可為查找表參數。 本發明亦提供一液晶顯示驅動器。液晶顯示驅動器包 括一處理器以及一記憶體，其中記憶體負責儲存複數加速 驅動參數。處理器係控制一液晶顯示畫素以及一量測裝 置，用以執行(a)當一目標驅動準位已經導致一穩定傳播準 位時，測量一液晶顯示裝置的液晶顯示晝素的穩定傳播準 位；（b)在施加一加速驅動準位於液晶顯示晝素後的一單一 P 晝面週期結束時，測量液晶顯示晝素之一加速驅動傳播準 位；（c)比較穩定傳播準位與加速驅動傳播準位，判斷加速 驅動準位是否過高或過低；（d)若加速驅動準位過高或過 低，則改變加速驅動準位且重覆步驟〇))及(c)直到求得一適 合的加速驅動準位；以及(e)根據適合的加速驅動準位推導 複數加速驅動參數，並將加速驅動參數儲存於一記憶體中。 此液晶顯示驅動器可使用於具有一顯示面板以及一 測量裝置之一液晶顯示器中，測量裝置用以測量液晶顯示 畫素的傳播準位。 0773-A33582TWF;PRL011 8 200929156 本發明所揭露之液晶顯示器加速驅動方法可使用 腦程式來實現。 為讓本發明之上逑和其他目的、特徵、和優點能更明 顯易懂，下文特舉出較佳實施例，並配合所附圖式，作 細說明如下： ' 【實施方式】 本發明提供一種適用於液晶顯示器之加速驅動方 ©法，在此方法中適合的加速驅動準位係使用且根據液晶畫 素(LC pixel)上一個所需的傳播準位與藉由一連串測試如 速驅動準位所提供之傳播準位之間的比較測定而得知。這 將提供一種反覆的程序用以判斷出適合的加速驅動準仅， 並且將可對温度與畫面更新率進行補償，而不會讓所需的 加速驅動機制受這些參數的影響。 此加速驅動方法大體上以查找表數值（參數）的形式提 供加速驅動參數(overdrive drive scheme parameters)，杳找 ® 表量測演算步驟(LUT measurement algorithm)係參考第1圖 與第2圖說明如下。 第1圖係為顯示當閘極信號線被導通時被施加至〜畫 素之（晝素電壓）驅動準位(overdrive level)’，DL”的波形圖。 上述驅動準位始於一起始準位DL—start，而起始率饭 DL_start係表示前一畫面週期之驅動準位’並且上述驅動 準位接著在回復到一目標驅動準位(target ievei)DL_ta：rget 之剛會被保持在加速驅動準位（〇verdrive drive level)DL_〇verdrive 〇 0773-A33582TWF;PRL011 9 200929156 此流程之第一步驟係於目標驅動準位DL_target已經 導致或引發（result in) —穩定傳播準位（stabilized transmission level)時，量測畫素之穩定傳播準位 TL_target。舉例而言，穩定傳播準位TL_target係可在連續 施加目標驅動準位DL」arget數個晝面週期後被測得。在本 發明中，傳播準位係為亮度值。接著，在施加加速驅動準 位DL_overddVe後的一單一畫面週期結束時，量測液晶顯 示畫素之一加速驅動傳播準位（overdrive transmission ® level)。加速驅動準位DL_overdrive係被選擇以作為一測試 性的加速驅動準位’並且加速驅動準位DL_overdrive係位 於加速驅動之最大可能範圍中（maximum possible overdrive range)。加速驅動準位DL_overdrive可能會過高，使得產 生的加速驅動傳播準位出現一個很明顯的暴衝 (overshoot) ’如標號1〇所示，或者是加速驅動準位 DL_overdrive可能會不夠高，使得畫素之加速驅動傳播準 位的變化仍然是太慢，如標號12所示。較佳的加速驅動傳 播準位的變化係如圖中標號14所示，即加速驅動傳播準位 在單一晝面週期結束時會相當接近目標傳播準位 TL_target。在本實施例中，此量測期（measurement interval) 係標示為16。 於量測期16中所量測到的加速驅動傳播準位係用以 和目標傳播準位TL_target進行比較，以便判斷加速驅動準 位DL_overdrive是否過高（標號10)或過低(標號12)。 若加速驅動傳播準位中出現高於臨界值18的暴衝， 則判定加速驅動準位DL_overdrive過高，其中臨界值18 0773-A33582TWF;PRL011 10 200929156 係為穩定傳播準位TL_target加上一既定值TL_margin(若 晝素之貫際達到亮度不得超過其目標亮度時，則既定值 TL_margin可設為零）。若加速驅動傳播準位低於臨界值 18 ’則判定加速驅動準位DL_overdrive過低。此方式可實 現簡單的二元比較，以便判斷加速驅動準位DL_overdrive 是否過高或過低。 適合的加速驅動準位係為不引發超過臨界值18之暴 衝的加速驅動準位DL_overdrive中之最大者。 ❹ 為了找出此適合的加速驅動準位，請參考第2圖說明 之一個反覆的程序，其中加速驅動準位是變動的。 第2圖左侧的程序20顯示判斷穩定傳播準位 TL一target後之第一次的加速驅動測試。 數值’，OD test”係表示所施加的加速驅動準位，其可為 可允許加速驅動範圍”poss· range”中之任一者，例如此範圍 的中間值。 若偵測到暴衝(overshoot) ’則以數值，，〇d test”下方之 ® 可允許加迷驅動範圍的下半部作為新的範圍。原因是前一 认的加速驅動準位過焉了，標.示為程序22。如圖所示，下 一個加速驅動準位的測試，數值，，0D test”係位於可允許加 速驅動範圍的下半部之中間點（中間值）。 若未偵測到暴衝(overshoot)，則以數值”〇d test”上方 之可允許加速驅動範圍的上半部作為新的範圍，標示為程 序24。 此程序會反覆地執行直到驅動準位測試範圍無法再 刀割並只包含一個灰階（即加速驅動準位DL__overdrive之 0773-A33582TWF;PRL〇l 1 11 200929156 最小解析度）為止。 最終的結果即可找出不具有超過臨界值18之暴衝的 加速驅動準位DL_overdrive中之最大者。 前述所求得之加速驅動準位形成一查找表，接著便可 依照習知的方式來應用。此查找表可提供所有起始與結束 傳播準位（即傳播準位之所有變化量）之加速驅動準位。此 模組化步驟（modeling)可藉由取得所有起始準位dl start 與目標驅動準位DL_target之各種組合之適合的加速驅動 ❹準位來達成’或者是藉由一較小群組間之外差步驟來達成。 由加速驅動準位量測所得到一群組（subset)的查找表 最好和内差法搭配使用’因為這樣可以大幅地加速量測的 速度。一般而言’加速驅動準位之查找表會實現成一個平 滑地變化的平面函數(surface function)，故藉由簡單的線性 内插運算即可進行推導’並且亦不會花費大量的晶片面 積。由於只有該群組的查找表需要被儲存，所以可以減少 EEPROM與RAM的需求，並且前述内插運算係可在電源 © 啟動時期執行(使得EEPROM具有部分的查找表並且RAM 具有完整的查找表）。前述内差運算甚至可用及時(real time) 方式來提供。 虛置晝素亦可應用於本發明之測試方法中，可使用單 一個虛置晝素，但最好是複數個虛置晝素，舉例而言，可 使用一列虛置畫素或多列虛置晝素。這將會引發多個加速 驅動準位的反覆量測同時進行，以便能同時得到量測結果。 以上敘述列舉本發明技術中上述演算步驟的數種基 本變化’為了達到更好的效率或精確度，亦可以加以更複 0773-A33582TWF;PRL011 12 200929156 雜的變化。舉例而5 ’可將多組加速驅動準 加以平均，以便增加精確声，+、e 里口禾 或疋先刚纪錄的查找表參數 值了用以限制邏輯上的起始範圍...等等。因此， 在部分數值還在量測時，亦可以使用已經㈣完成 表參數值進行，以便加提料算速度。於最簡單^ 子中’可允許加速驅動_，，p。ss. fange”可藉由使用包含於 部分量測到的查找表或查找表群組而進—步縮減。更先進 φ

Q 的演算方式更可另外產生加速驅動準位之較佳起始準位的 建礅，而非簡早地選擇前述範圍之中間點（值）。 所推導出的查找表係可儲存於RAM中（於每次開機時 重新產生）或EEPROM(可設置一相對或絕對溫度感測器， 用以當溫度在前一次關機時有明顯不同時，確保不正確的 查找表不會在開機過程中被使用）中。根據不同的應用需 求，亦可以兼用RAM與EEPROM儲存查找表。 本發明之加速驅動方法亦可被應用為持續更新的幕 後量測’這使得加速驅動準位可以因應環境溫度持續地調 整，因此可省去增設溫度補償裝置的需求。持續地將查找 表參數值加以平均’將可以隨著時間增加查找表的精確性。 上述傳播準位可使用習知與傳播準位相關的方式，直 接由光感測元件與背光進行量測而得知，或間接量測液晶 的電容值得知。 第3圖係為本發明之一（影像顯示）系統，其包括主動 式液晶顯示器（AMLCD)，AMLCD具有一顯示面板30、一 傳播準位量測裝置32以及一液晶顯示驅動器（積體電 路)34(其製程可為χ-Si或低溫多晶矽LTPS)。傳播準位量 0773-A33582TWF;PRLOl 1 13 200929156 測裝置32藉控制與讀取線連接一液晶顯示驅動器34，並 且液晶顯示驅動器34係包括用以執行前述加速驅動方法 之複數電路’舉例而言，記憶體(RAM及/或EEPR〇M)36 以及電路38係用以實現前述演算步驟’以便推導出將被儲 存於記憶體中之查找表。 於此實施例中，傳播準位量測裝置32係與一列虛置 畫素或多列液晶顯示晝素相關。 本發明之演算步驟亦可由用以執行一電腦程式之一 ©處理器來實現。 此演算步騍亦可藉由常規的硬體或軟體來實現，並且 傳播準位的量測亦可使用習知技術來實現，舉例而言，可 使用光電二極體(photodiode)於液晶顯示器之背光装置開 啟時測量畫素之傳播準位。由於背光裝置可以分段控制: 故虛置晝素後方之部分背光裝置可以被獨立控制，虛置書 素之背光可被遮蔽，不影響使用者視線。 一

本發明亦可在使用液晶顯示器中正常的液晶顯示晝 素來執行前述的演算步驟，無論是在開機過程中操作 在液晶顯示器的使用過程中持續操作。 5疋 本發明之技術特別適用於可攜式裝置，例如手機、〇 攜式影碟播放器、MP4播放器、汽車電子之馨墓 可 知、液晶電視…等 <赏奉、手提電 【圖式簡單說明】 用以 第1圖係為晝素之驅動電壓與傳播準位示意_ 說明本發明之加速驅動方法； 0773-A33582TWF;PRL011 14 200929156 第2圖係用以說明本發明加速驅動方法中之反覆程 序；以及 第3圖係為本發明之液晶顯不裝置與液晶顯不驅動 器。 【主要元件符號說明】 12、14、16〜加速驅動傳播準位； 16〜測量期； φ 18〜臨界值； 20、22、24 :程序； 28~系統； 30〜顯示面板； 32〜傳播準位量測裝置； 34〜液晶顯不驅動益， 3 6〜記憶體， 3 8〜電路， Q DL_overdrive〜加速驅動準位； DL_start〜起始準位； DL_target〜目標驅動準位； TL_margin〜既定值； TL_target〜穩定傳播準位。 0773-A33582TWF;PRL011 15

Claims (1)

1. 200929156 七、申請專利範圍： 1.一種加速驅動方法，適用於一液晶顯示器，上 速驅動方法包括： (a) 當一目標驅動準位已經導致一穩定傳播準位時， =量一液晶顯示裝置的^液晶顯示晝素的上迷穩定傳播準 (b) 在施加一加速驅動準位於上述液晶顯示晝素後的 一單一晝面週期結束時，測量上述液晶顯示畫素^二步 ❹驅動傳播準位； 迷 (c) 比較上述穩疋傳播準位與上述加迷驅動傳播準 位，用以判斷上述加速驅動準位是否過高或過低； (d) 若上述加速驅動準位過高或過低，則改變上述加 動準位且重覆步驟⑻及⑷直到求得一適速 動準位；以及 驅動述適合的加速驅動準位’推導出複數加逮 ©的-記憶體中。、上述加速驅動參數儲存於上述液晶顯示器 上述範圍第1項所述之加速驅動方法，其中 上述傳播準位係由一光感測器所量測。 上述僂專利乾圍第1項所述之加速驅動方法，其中 述傳播準位係由上述液晶顯示畫素的 值所推算。 狀日日电今之量測 匕二：！請專利範圍第1項所述之加速驅動方法，其中 凡旦”為上述液晶顯示器的一虛置畫素。 八 5_如申請專利範圍第4項所述之加逮驅動方法，其中 0773-A33582TWF;PRL011 16 200929156 上述液晶顯示器加速驅動 液晶顯示器正常操作時執行，用以於上述 6.如申請專利範圍第i項所述加 ^能立 述加速傳播準位測試高於—臨界 中上 =:其中上述路界值為上述穩二 請專利範圍第6項所述之加速驅動方法，其中 β ί =傳播準位低於上述臨界值時，判定上述加速驅動 8. 如申請專職圍第6或7項所述之加速驅動方法， 其中上述適合的加速驅動準位係為^丨發超過上述臨界值 的暴衝之最大加速驅動準位。 9. 如申請專利範圍第1項所述之加速驅動方法，其中 上述加速驅動參數係為一查找表之複數參數值。 、 10. 如申請專利範圍第1項所述之加速驅動方法，其中 於上述步驟(b)所施加的上述加速驅動準位係根據現有之 ❹ 複數加速驅動參數所選出的。 11. 一種液晶顯示驅動器，包括： 一處理器；以及 一記憶體，用以儲存複數加速驅動參數； 其中上述處理器用以控制一液晶顯示畫素以及一量 測裝置，用以： (a)當一目標驅動準位已經導致一穩定傳播準位時， 測量一液晶顯示裝置的上述液晶顯示晝素的上述穩定傳播 準位； 0773-A33582TWF;PRL011 17 200929156 (b) 在施加一加速驅動準位於上述液晶顯示晝素後的 一單一晝面週期結束時，測量上述液晶顯示晝素之一加速 驅動傳播準位； (c) 比較上述穩定傳播準位與上述加速驅動傳播準 位，判斷上述加速驅動準位是否過高或過低； (d) 若上述加速驅動準位過高或過低，則改變上述加 速驅動準位且重覆步驟(b)及（c)直到求得一適合的加速驅 動準位；以及 ❹ （e)根據上述適合的加速驅動準位推導複數加速驅動 參數，並將上述加速驅動參數儲存於一記憶體中。 12. 一種液晶顯不’包括. 一顯示面板； 一如申請專利範圍第11項所述之液晶顯示驅動器； 以及 一測量裝置，用以測量上述液晶顯示晝素的傳播準 位。 〇 13.如申請專利範圍第12項所述之液晶顯示器，其中 上述測量裝置包括一光感測器或一液晶電容測量模組。 14. 如申請專利範圍第12或13項所述之液晶顯示器， 其中上述液晶顯示晝素為一虛置晝素。 15. —種電腦程式，包含複數程式碼，其用以載入一電 腦中並使得上述電腦執行如申請專利範圍第1項所述之方 法中之所有步驟。 0773-A3 3 5 82TWF;PRL011 18